KR100331629B1 - 자동차의 배기가스 재순환 방법 - Google Patents

자동차의 배기가스 재순환 방법 Download PDF

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Abstract

자동차의 운행중 급가속 상태일 경우에는 배기가스 재순환 작동 영역 구간이라도 순간적으로 배기가스 재순환을 중지하여 배기가스 중의 유해가스 발생을 감소시키기 위하여, 자동차의 운행중 연료 분사량, 액셀 개도량, 엔진 회전수, 기어 변속단의 운행정보를 검출하여, 연료 분사량과 엔진 회전수에 따라 배기가스 재순환 작동 영역인지를 판단하고, 배기가스 재순환 작동 영역이라 판단되면 제 1설정 시간 동안 연료 분사량, 액셀 개도량, 엔진 회전수에 따라 자동차가 과도 운행 상태인지를 판단하여 과도 운행 상태가 아니면 배기가스 재순환을 작동하며, 과도 운행 상태이면 제 1설정 시간 동안 기어 변속단이 변화하는지를 판단하고, 기어 변속단이 변화되지 않으면 배기가스 재순환 작동을 중지하며, 제 2설정 시간 동안 배기가스 재순환 작동 중지 상태에서의 연료 분사량, 액셀 개도량, 엔진 회전수를 검출하여 자동차의 과도 운행 상태가 해제되는지를 판단하고, 자동차의 과도 운행 상태가 해제되면 배기가스 재순환을 작동하는 것으로, 급가속과 같은 과도 상태에서의 배기가스 재순환 중지로 인하여 유해가스 발생을 저감하며, 연소 온도를 적정하게 유지할 수 있어 엔진 출력을 향상시킨다.

Description

자동차의 배기가스 재순환 방법{METHOD FOR CONTROLLING EXHAUST GAS RECIRCULATION OF VEHICLE}
본 발명은 자동차의 배기가스 재순환 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기가스 중의 오염원을 저감하기 위한 배기가스의 재순환을 자동차의 급가속시에는 중지시켜 유해가스를 감소시키기 위한 자동차의 배기가스 재순환 방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 배기가스 재순환(exhaust gas recirculation, EGR) 장치는 배기 파이프를 통해 배출되는 배기가스 중에서 질소 산화물(NOx)을 감소시키기 위한 장치이다.
배기가스중 질소 산화물의 생성은 혼합기속의 질소(N2)와 산소(O2)가 연소실에서 고온 고압의 화염속을 통과할 때 생성되며, 연소 온도가 높을수록 많이 발생한다. 따라서 질소 산화물을 감소시키기 위해서는 연소실 내의 최고 연소온도를 낮추어 주어야 한다.
이러한 대책으로 연소가 끝난 배기가스의 일부를 연소실 내로 재유입시켜 가능한 한 출력과 연비 감소를 최소로 하면서 연소 가능한 새로운 공기의 유입을 줄임으로써 최고 연소온도를 낮추는 방법으로 배기가스 재순환 방법이 이용된다.
이러한 배기가스 재순환을 위하여 종래에는 엔진 회전수와 실린더에 공급되는 연료량이 설정된 배기가스 재순환 작동 범위 내인지를 판단하여 작동 범위 내일 경우에는 그에 따른 듀티(duty) 만큼 재순환 밸브를 개방하여 배기가스 재순환이 이루어지도록 하였다.
그러나, 종래의 배기가스 재순환에서는 단순히 엔진 회전수와 연료량 만으로 배기가스 재순환 작동 정도를 결정하므로 급가속과 같은 과도 상태에서도 배기가스 재순환이 이루어지게 된다.
그러므로 공기량이 부족하면서 연료 공급량이 급격히 증가하는 과도 구간에서 배기가스 재순환이 작동하여 배기가스 중의 유해가스가 증가하는 등의 문제가 발생한다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 자동차의운행중 급가속 상태일 경우에는 배기가스 재순환 작동 영역 구간이라도 순간적으로 배기가스 재순환을 중지하여 배기가스 중의 유해가스 발생을 감소시키기 위한 자동차의 배기가스 재순환 방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차의 배기가스 재순환 장치를 개략적으로 도시한 블록 구성도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 배기가스 재순환 방법을 개략적으로 도시한 동작 순서도이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 자동차의 운행중 연료 분사량, 액셀 개도량, 엔진 회전수, 기어 변속단의 운행정보를 검출하는 단계와, 상기 연료 분사량과 엔진 회전수에 따라 배기가스 재순환 작동 영역인지를 판단하는 단계와, 상기 배기가스 재순환 작동 영역이라 판단되면 제 1설정 시간 동안 상기 연료 분사량, 액셀 개도량, 엔진 회전수에 따라 자동차가 과도 운행 상태인지를 판단하여 과도 운행 상태가 아니면 배기가스 재순환을 작동하며, 과도 운행 상태이면 제 1설정 시간 동안 상기 기어 변속단이 변화하는지를 판단하는 단계와, 상기 기어 변속단이 변화되지 않으면 배기가스 재순환 작동을 중지하며, 제 2설정 시간 동안 배기가스 재순환 작동 중지 상태에서의 연료 분사량, 액셀 개도량, 엔진 회전수를 검출하여 자동차의 과도 운행 상태가 해제되는지를 판단하는 단계와, 상기 자동차의 과도 운행 상태가 해제되면 배기가스 재순환을 작동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 자동차의 과도 운행 상태가 해제되면 배기가스 재순환을 작동하는 단계는, 필터 시간을 적용하여 배기가스 재순환 작동 중지 상태에서 배기가스 재순환율을 서서히 증가시키며 배기가스 재순환을 작동하는 것을 특징한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차의 배기가스 재순환 장치를 개략적으로 도시한 블록 구성도로, 운행정보 검출부(10)와 제어부(20), 배기가스 재순환 밸브 구동부(30)로 이루어진다.
운행정보 검출부(10)는 자동차의 운행중 연소실로 공급되는 연료량을 검출하는 연료 분사량 검출부(11), 자동차의 운행중 운전자의 액셀 조작에 따른 액셀 개도량을 검출하는 액셀 개도 센서(12), 자동차 운행중의 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출부(13), 자동차 운행중의 기어 변속단의 위치를 검출하는 기어 변속단 검출부(14)로 이루어지며, 자동차의 운행중 연료 분사량, 액셀 개도량, 엔진 회전수, 기어 변속단 등의 각종 운행 정보를 검출하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력한다.
제어부(20)는 운행정보 검출부(10)로부터 검출되는 자동차의 연료 분사량, 액셀 개도량, 엔진 회전수, 기어 변속단 등의 운행정보에 따라 자동차의 배기가스 재순환 작동 여부를 결정하여 그에 따른 제어 신호를 출력한다.
배기가스 재순환 밸브 구동부(30)는 제어부(20)의 제어 신호에 따라 동작하여 배기가스중 일부가 연소실로 재순환하도록 한다.
이와 같이 구성된 자동차의 배기가스 재순환 장치에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 배기가스 재순환 방법을 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 자동차의 운행중 운행정보 검출부(10)의 연료 분사량 검출부(11), 액셀 개도 센서(12), 엔진 회전수 검출부(13), 기어 변속단 검출부(14)를 통해 제어부(20)는 연료 분사량, 액셀 개도량, 엔진 회전수, 기어 변속단 등을 검출한 후(S1), 연료 분사량과 엔진 회전수에 따라 현재 자동차의 운행 상태가 배기가스 재순환 작동 영역인지를 판단한다(S2).
그리고, 검출되는 연료 분사량과 엔진 회전수에 의해 배기가스 재순환 작동 영역이라 판단되면 제어부(20)는 검출되는 연료 분사량, 액셀 개도량, 엔진 회전수에 따라 현재 자동차의 운행 상태가 과도 운행 상태인지를 판단한다(S10). 즉, 제 1설정 시간 동안 연료 분사량이 설정 연료 분사량 증가되는지(S11), 제 1설정 시간 동안 액셀 개도량이 설정 액셀 개도량 이상 증가되는지(S12), 제 1설정 시간 동안 엔진 회전수가 설정 엔진 회전수 이상 증가되는지(S13)를 판단한다.
이때, 제 1설정 시간 동안 연료 분사량과 액셀 개도량, 엔진 회전수가 모두 설정값 이상 증가되지 않아 과도 운행 상태가 아니라고 판단되면 제어부(20)는 배기가스 재순환 밸브 구동부(30)를 작동시켜 배기가스 재순환이 이루어지도록 한다(S14).
그러나, 제 1설정 시간 동안 연료 분사량이 설정 연료 분사량 이상 증가되거나(S11), 액셀 개도량이 설정 액셀 개도량 이상 증가되거나(S12), 엔진 회전수가 설정 엔진 회전수 이상 증가되어(S13) 자동차의 급가속과 같은 과도 운행 상태라 판단되면 제어부(20)는 기어 변속단 검출부(14)로부터 검출되는 기어 변속단이 제 1설정 시간 동안 변화하는 지를 판단하여(S15), 기어 변속단이 제 1설정 시간 동안 변화하지 않으면 연료 분사량, 엔진 회전에 따른 배기가스 재순환 작동 영역이라도 배기가스 재순환을 중지한다(S16). 이때, 과도 운행 상태에서 기어 변속단의 변화를 판단하는 것은 기어 변속단 변경시 발생되는 엔진 회전수 변화에 따른 오작동을 방지하기 위한 것이다.
이후, 제어부(20)는 과도 운행 상태에 따른 배기가스 재순환을 중지한 상태에서 과도 운행 상태가 해제되는 지를 판단한다(S20). 즉, 배기가스 재순환을 중지한 상태에서 연료 분사량 검출부(11), 액셀 개도 검출부(12), 엔진 회전수 검출부(13)의 신호로부터 연료 분사량, 액셀 개도량, 엔진 회전수를 검출하여(S21) 제 2설정 시간 동안 연료 분사량이 설정 연료 분사량 이상 증가하는지(S22), 제 2설정 시간 동안 액셀 개도량이 설정 액셀 개도량 이상 증가되는지(S23), 제 2설정 시간 동안 엔진 회전수가 설정 엔진 회전수 이상 증가되는지(S24)를 판단한다.
그리고, 제 2설정 시간 동안 연료 분사량이 설정 연료 분사량 이상 증가되지 않으며, 액셀 개도량이 설정 액셀 개도량 이상 증가되지 않으며, 엔진 회전수가 설정 엔진 회전수 이상 증가되지 않아 과도 상태가 해제된 것으로 판단되면 제어부(20)는 필터 시간을 적용하여(S25) 배기가스 재순환 밸브 구동부(30)를 동작시켜 배기가스 재순환이 이루어지도록 한다(S14). 이때, 필터 시간을 적용(S25)하는 것은 배기가스 재순환 작동 영역인데 과도 운행 상태에 의해 배기가스 재순환의 작동을 중지한 상태에서 갑자기 배기가스 재순환이 이루어지도록 하면 배기가스 재순환율이 갑자기 증가되어 문제가 발생할 수 있으므로 필터 시간을 적용하여 배기가스 재순환율이 서서히 증가하도록 하기 위한 것이다.
이와 같이 본 발명은 자동차의 급가속과 같은 과도 운행 상태에서는 연료 분사량과 엔진 회전수에 따른 배기가스 재순환 작동 영역이라도 순간적으로 배기가스 재순환 작동을 중지함으로써 과도 운행 상태에서의 배기가스 재순환에 의한 배기가스중의 유해가스 발생을 저감시킬 수 있으며, 과도 상태에서의 배기가스 재순환 중지로 인하여 연소 온도를 적정하게 유지할 수 있어 엔진 출력을 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

  1. 자동차의 운행중 연료 분사량, 액셀 개도량, 엔진 회전수, 기어 변속단의 운행정보를 검출하는 단계와;
    상기 연료 분사량과 엔진 회전수에 따라 배기가스 재순환 작동 영역인지를 판단하는 단계와;
    상기 배기가스 재순환 작동 영역이라 판단되면 제 1설정 시간 동안 상기 연료 분사량, 액셀 개도량, 엔진 회전수에 따라 자동차가 과도 운행 상태인지를 판단하여 과도 운행 상태가 아니면 배기가스 재순환을 작동하며, 과도 운행 상태이면 제 1설정 시간 동안 상기 기어 변속단이 변화하는지를 판단하는 단계와;
    상기 기어 변속단이 변화되지 않으면 배기가스 재순환 작동을 중지하며, 제 2설정 시간 동안 배기가스 재순환 작동 중지 상태에서의 연료 분사량, 액셀 개도량, 엔진 회전수를 검출하여 자동차의 과도 운행 상태가 해제되는지를 판단하는 단계와;
    상기 자동차의 과도 운행 상태가 해제되면 배기가스 재순환을 작동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 배기가스 재순환 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 자동차의 과도 운행 상태가 해제되면 배기가스 재순환을 작동하는 단계는, 필터 시간을 적용하여 배기가스 재순환 작동 중지 상태에서 배기가스 재순환율을 서서히 증가시키며 배기가스 재순환을 작동하는 것을 특징으로 하는 자동차의 배기가스 재순환 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1설정 시간 동안 상기 연료 분사량, 액셀 개도량, 엔진 회전수에 따른 자동차의 과도 운행 상태 판단은, 상기 연료 분사량, 액셀 개도량, 엔진 회전수가 각각 설정값 이상 증가하는지를 판단하여, 상기 연료 분사량이 설정값 이상 증가하거나 상기 액셀 개도량이 설정값 이상 증가하거나 상기 엔진 회전수가 설정값 이상 증가할 경우에는 과도 운행 상태라 판단하며, 상기 연료 분사량과 액셀 개도량, 엔진 회전수가 각각 설정값 이상 증가하지 않을 경우에는 과도 운행 상태가 아니라 판단하는 것을 특징으로 하는 자동차의 배기가스 재순환 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2설정 시간 동안 배기가스 재순환 작동 중지 상태에서의 연료 분사량, 액셀 개도량, 엔진 회전수를 검출하여 자동차의 과도 운행 상태가 해제되는지를 판단하는 단계는, 상기 배기가스 재순환 작동 중지 상태에서의 상기 연료 분사량, 액셀 개도량, 엔진 회전수가 각각 설정값 이상 증가하는지를 판단하여, 상기 연료 분사량과 액셀 개도량, 엔진 회전수가 각각 설정값 이상 증가하지 않을 경우에는 과도 운행 상태가 해제된 것으로 판단하며, 상기 연료 분사량이 설정값 이상 증가하거나 상기 액셀 개도량이 설정값 이상 증가하거나 상기 엔진 회전수가 설정값 이상 증가할 경우에는 과도 운행 상태 해제가 아니라 판단하는 것을 특징으로 하는 자동차의 배기가스 재순환 방법.
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