KR100354017B1 - Secondary air flow controlling method of gasoline engine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 2차 공기 작동시 인젝터 분사량을 각 기통별로 다르게 조절하여 후연소로 촉매 온도를 상승시킬 수 있도록 한 가솔린 엔진의 2차 공기 제어 방법에 관한 것으로,엔진 구동시 흡입 공기량에 따른 분사량으로 정상 운전하는 단계와; 상기 단계에서 정상 운전시 2차 공기 작동 시점인가를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 2차 공기 작동 시점이면 각 기통 중, 제1그룹의 인젝터 연료 분사량은 증량하여 연료를 공급하고, 제2그룹의 인젝터는 연료 분사량을 감량하여 과량의 공기로 공급된 연료를 후연소하는 단계와; 상기 2 차 공기 작동중 임의의 소정 설정 시간이 경과하였는가를 판단하는 단계와; 상기 임의의 소정 설정 시간이 경과하였으면, 상기 제2그룹의 인젝터는 연료분사량을 증량하고, 상기 제1그룹의 인젝터에 연료 분사량을 감량하면서 과량의 공기로 공급된 연료를 엔진이 정지될 때 까지 후연소하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method of controlling the secondary air of a gasoline engine that allows the catalyst temperature to be increased by post combustion by controlling the injector injection amount differently for each cylinder during the operation of the secondary air. Driving; Determining whether or not the second air is operated at the time of normal operation; In the above stage, when the secondary air is operated, the fuel injection amount of the first group is increased to supply the fuel, and the second group of injectors reduce the fuel injection amount to post-burn the fuel supplied with the excess air. Steps; Determining whether any predetermined set time has elapsed during the secondary air operation; After the predetermined predetermined time has elapsed, the injector of the second group increases the fuel injection amount and reduces the fuel injection amount to the injector of the first group until the engine is stopped. It characterized in that it comprises the step of burning.
Description
본 발명은 가솔린 엔진의 2차 공기 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2차 공기 작동시 인젝터 분사량을 각 기통별로 다르게 조절하여 후연소로 촉매 온도를 상승시킬 수 있도록 한 가솔린 엔진의 2차 공기 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary air control method of a gasoline engine, and more particularly, the secondary air of the gasoline engine to increase the catalyst temperature by the post-combustion by adjusting the injector injection amount for each cylinder during the secondary air operation It relates to a control method.
종래의 가솔린 엔진에서 2차 공기 시스템은 시동후 촉매의 워밍업 시간을 단축하여 배기가스 정화를 용이하게 하는 장치이다.In conventional gasoline engines, the secondary air system is a device that facilitates exhaust gas purification by shortening the warm-up time of the catalyst after starting.
이 장치는 도 1 에 도시한 바와 같은 엔진(10)의 배기 매니폴드(11)에 별도의 에어 크리너(12), 에어 펌프(13), 솔레노이드 밸브(14)로 구성되는 2차 에어 시스템(15)을 장착하여 전자제어장치(도시되지 않음)로부터 2차 에어 시스템(15)을 작동시키면 별도의 2차 에어 시스템(15)은 2차 공기를 에어 펌프(13), 솔레노이드 밸브(14)를 통해서 상기 배기 매니폴드(11)에 2차 공기를 강제로 주입함과 아울러 인젝터를 통해서 연료량도 증가시켜 과량의 연료와 공기로 후연소를 시켜 촉매를 빠르게 워밍 업시켜 상기 촉매의 워밍업 시간을 줄여줌으로써 배기가스 정화를 용이하게 할 수 있는 장치이다.The device is a secondary air system (15) consisting of a separate air cleaner (12), an air pump (13) and a solenoid valve (14) in an exhaust manifold (11) of the engine (10) as shown in FIG. And operate the secondary air system 15 from the electronic control unit (not shown), and the separate secondary air system 15 supplies the secondary air through the air pump 13 and the solenoid valve 14. By injecting secondary air into the exhaust manifold 11 forcibly and increasing the amount of fuel through the injector, after combustion with excess fuel and air, the catalyst is warmed up quickly to reduce the warm-up time of the catalyst. It is an apparatus that can facilitate gas purification.
그러나 상기 2차 공기 시스템은 차량 운전시 대부분의 시간에 작동을 하지 않게 되며, 다만 배기가스 규제로 특정 조건에서만 작동하게 되므로 장착에 따른 비용이 상승되는 문제점이 있다.However, the secondary air system does not operate most of the time when driving the vehicle, but there is a problem in that the cost of mounting increases because it operates only under specific conditions due to exhaust gas regulation.
그리고 한정된 공간내에서 장착하여야 하기 때문에 그 장착이 용이하지 않을 뿐만 아니라, 상기 2차 공기 작동시 상대적으로 전체 기통에 과농한 연료를 분사하게 되므로 연소 환경을 악화시키고 엔진에도 악영향을 미치게 되는 문제점을 가지게 되었다.In addition, it is not easy to install because it has to be mounted in a limited space, and in addition, since the fuel is injected with abundant fuel to the entire cylinder relatively during the operation of the secondary air, the combustion environment is deteriorated and adversely affects the engine. It became.
따라서 본 발명의 목적은 엔진의 각 기통의 연료량만을 제어하여 배기 매니폴드에 2차 공기를 제어함으로써 촉매의 워밍 업시간을 단축할 수 있는 2차 공기 제어 방법을 제공하고자 하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a secondary air control method capable of shortening the warm-up time of a catalyst by controlling only the amount of fuel in each cylinder of the engine to control secondary air in the exhaust manifold.
도 1은 본 발명에 이용되는 가솔린엔진의 2차 공기 시스템의 정면도.1 is a front view of a secondary air system of a gasoline engine used in the present invention.
도 2는 본 발명 가솔린 엔진의 2차 공기 시스템의 블록도.2 is a block diagram of a secondary air system of the present invention gasoline engine.
도 3은 본 발명 가솔린 엔진의 2차 공기 시스템의 플로우챠트.3 is a flow chart of a secondary air system of the present gasoline engine.
도 4는 본 발명 가솔린 엔진의 2차 공기 시스템에서 정상상태 운전시, 인젝터 구성도.Figure 4 is an injector configuration during steady state operation in the secondary air system of the present invention gasoline engine.
도 5는 본 발명 가솔린 엔진의 2차 공기 시스템에서 2차에어 작동상태 운전시, 작동 인젝터 구성도.Figure 5 is a configuration of the operating injector when operating the secondary air operating state in the secondary air system of the present invention gasoline engine.
상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 엔진 구동시 흡입 공기량에 따른 분사량으로 정상 운전하는 단계와; 상기 단계에서 정상 운전시 2차 공기 작동 시점인가를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 2차 공기 작동 시점이면 각 기통 중, 제1그룹의 인젝터 연료 분사량은 증량하여 연료를 공급하고, 제2그룹의 인젝터는 연료 분사량을 감량하여 과량의 공기로 공급된 연료를 후연소하는 단계와; 상기 2 차 공기 작동중 임의의 소정 설정 시간이 경과하였는가를 판단하는 단계와; 상기 임의의 소정 설정 시간이 경과하였으면, 상기 제2그룹의 인젝터는 연료분사량을 증량하고, 상기 제1그룹의 인젝터에 연료 분사량을 감량하면서 과량의 공기로 공급된 연료를 엔진이 정지될 때 까지 후연소하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention includes the steps of operating normally with the injection amount according to the intake air amount when the engine is driven; Determining whether or not the second air is operated at the time of normal operation; In the above stage, when the secondary air is operated, the fuel injection amount of the first group is increased to supply the fuel, and the second group of injectors reduce the fuel injection amount to post-burn the fuel supplied with the excess air. Steps; Determining whether any predetermined set time has elapsed during the secondary air operation; After the predetermined predetermined time has elapsed, the injector of the second group increases the fuel injection amount and reduces the fuel injection amount to the injector of the first group until the engine is stopped. It characterized in that it comprises the step of burning.
그러므로 본 발명에 의하면 엔진 운전중 2차 공기 작동 시점이 발생되면 각 기통으로 공급되는 연료 분사량을 교대로 증,감량하여 증량시 과잉 연료를 감량시 과잉 공기로 연소시킴으로써, 별도의 2차 공기를 공급하지 않고도 촉매의 워밍업 시간을 단축할 수 있게 되는 것이다.Therefore, according to the present invention, when a secondary air operation point occurs during engine operation, the fuel injection amount supplied to each cylinder is alternately increased and reduced, and the secondary fuel is supplied by combusting the excess fuel with the excess air during the reduction. Without this, the warm-up time of the catalyst can be shortened.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부되는 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention.
도 2 는 본 발명 가솔린 엔진의 2차 공기 시스템의 블록도로서, 엔진 시동후 흡입 공기량을 측정하여 분사량을 결정하는 수단(20)과; 상기 결정된 분사량을 기설정된 프로그램에 의하여 제어하는 전자제어수단(21)과: 상기 전자제어수단(21)에서 제어된 신호에 의하여 각 기동별 분사량을 람다 및 학습 보정값에 의하여 보정된 분사량으로 엔진을 구동하는 수단(22)과; 상기 전자제어수단(21)에서 흡입 공기량 검출하면서 엔진 구동 중 2차 공기 작동이 판단되면, 냉각수온, 시동시간, 공기량, 엔진 회전수에 의하여 2차 공기 작동을 수행하고, 각 기통 그룹별로 분사량을결정하여, 그룹별 분사량을 증,가감하면서 분사하는 수단(23)으로 구성된다.2 is a block diagram of a secondary air system of the gasoline engine of the present invention, comprising: means 20 for determining the injection amount by measuring the intake air amount after engine start-up; An electronic control means 21 for controlling the determined injection amount by a predetermined program; and an injection amount corrected by a lambda and a learning correction value of the injection amount for each start by a signal controlled by the electronic control means 21; Means for driving (22); If the secondary air operation is determined while driving the engine while detecting the intake air amount by the electronic control means 21, the secondary air operation is performed according to the coolant temperature, the start time, the air amount, and the engine speed, and the amount of injection for each cylinder group is determined. And means 23 for spraying while increasing and decreasing the amount of injection for each group.
도 4 는 본 발명 가솔린 엔진의 2차 공기 시스템에서 정상상태 운전시의 정상 인젝터 구성도로서, 연소 작동이 정상적인 경우 인젝터 동작 순서에 따른 각 기통별로 동일량을 분사하게 된다.Figure 4 is a configuration of a normal injector during the steady state operation in the secondary air system of the gasoline engine of the present invention, when the combustion operation is normal to inject the same amount for each cylinder according to the injector operation sequence.
도 5 는 본 발명 가솔린 엔진의 2차 공기 시스템에서 2차공기 작동상태 운전시의 작동 인젝터 구성도로서, 2차 공기 작동시 각 기통별 인젝터1.4 와 인젝터2,3 으로 나누어 연료량을 증,가감하되, 어느 한 그룹이 연소 상태 악화와 균형 유지를 위하여 일정시간 간격으로 교대로 분사 제어하게 된다.5 is a configuration of the operation injector in the operation of the secondary air operating state in the secondary air system of the gasoline engine of the present invention, when the secondary air operation by dividing the injector 1.4 and the injector 2,3 for each cylinder to increase and decrease the amount of fuel In this case, one group alternately controls injection at regular time intervals in order to deteriorate combustion and maintain balance.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 엔진 시동후 전자제어수단(21)에서는 흡입 공기량을 측정하여 기설정된 프로그램에 의하여 측정된 공기량에 따라 분사량을 결정하고, 이 결정된 분사량으로 엔진 분사수단(23)에서, 도 3 에 도시한 바와 같이 각 기통의 인젝터 1, 인젝터 3, 인젝터 2, 인젝터 4 순서로 동일한 연료 분사량을 각 기통에 분사하면서 엔진을 운전하고, 엔진 운전중 전자제어장치(21)에서는 기 설정된 람다 및 학습 보정 제어하여 상기 연료 분사량을 보정하면서 엔진을 정상 운전 구동하게 된다(단계30).According to the present invention configured as described above, after the engine is started, the electronic control means 21 measures the intake air amount and determines the injection amount according to the air amount measured by the preset program, and the engine injection means 23 uses the determined injection amount. As shown in FIG. 3, the engine is operated while injecting the same amount of fuel injection into each cylinder in the order of injector 1, injector 3, injector 2, and injector 4 of each cylinder, and the lambda is preset by the electronic controller 21 during engine operation. And correcting the fuel injection amount by driving a learning correction control (step 30).
상기와 같이 각 기통별 인젝터에 동일 연료 분사량을 공급하면서 엔진 운전중 전자제어장치(21)에서는 입력되는 흡입 공기량을 측정한 결과 2차 공기 작동 시점으로 판단되면(단계31), 상기 전자제어장치(21)에서는 냉각수온, 시동시간, 공기량, 엔진 회전수에 의하여 인젝터 분사량을 각 기통별로 다르게 조절하는 2차 공기 작동상태 운전을 수행하게 되는데, 이때 도 5 에 도시한 바와 같이 각 기통의 인젝터2.3을 그룹1로 하고, 인젝터1,4를 그룹2로 나누어 상기 연료 분사량을 분사하게 된다.As described above, when the amount of intake air input by the electronic controller 21 during engine operation is measured while supplying the same fuel injection amount to each cylinder injector (step 31), the electronic controller ( In 21), the operation of the secondary air operating state in which the injector injection amount is differently adjusted for each cylinder by the cooling water temperature, the start time, the air volume, and the engine speed is performed. In this case, the injector 2.3 of each cylinder is shown in FIG. In the group 1, the injectors 1 and 4 are divided into the group 2 to inject the fuel injection amount.
즉, 도 5의 A에서와 같이, 전자제어장치(21)에서 먼저 상기 그룹1 에 연료 분사량을 증량하여 배기계에서 탈 수 있는 연료를 제공하고(단계32), 그룹2 는 연료 분사량을 감량하여(단계33), 배기계에서 연료를 연소시킬 수 있도록 많은 공기량이 공급되도록 하면서 증량된 연료를 후 연소시키면서 촉매 온도를 상승시킨다(단계34),That is, as shown in FIG. 5A, the electronic control apparatus 21 first increases the fuel injection amount to the group 1 to provide fuel that can be burned in the exhaust system (step 32), and the group 2 reduces the fuel injection amount ( Step 33), while increasing the amount of air to burn fuel in the exhaust system, the catalyst temperature is raised while post-burning the increased fuel (step 34),
이어서, 상기 전자제어장치(21)에서는 상기 어느 하나 그룹에 연소 상태 악화와 불균형을 방지하기 위하여 임의로 설정된 시간이 경과하였는가를 판단하게 된다(단계35).Subsequently, the electronic controller 21 determines whether a predetermined time has elapsed in order to prevent a deterioration and imbalance of the combustion state in one of the groups (step 35).
그러나 상기 임의로 설정된 시간이 경과하지 않았으면 상기 과정을 반복 수행하고, 반면에 임의의 설정된 시간이 경과하였으면 교대 분사 제어하게 되는데, 즉, 도 5의 B에서와 같이, 상기 그룹2 에 연료 분사량을 증량하여 배기계에서 연소할 수 있는 연료를 제공하고(단계36), 그룹1 은 연료 분사량을 감량한다(단계37).However, if the arbitrarily set time has not elapsed, the process is repeated. On the other hand, if the arbitrarily set time has elapsed, alternate injection control is performed. That is, as shown in FIG. To provide fuel that can be burned in the exhaust system (step 36), and Group 1 reduces the fuel injection amount (step 37).
이어서 전자제어장치(21)에서는 엔진이 정지되었는가를 판단하여(단계38), 상기 엔진이 정지되지 않았으면, 상기 배기계에서 연료를 연소시킬 수 있도록 많은 공기량이 공급되도록 하면서 증량된 연료를 후 연소시켜 촉매 온도를 상승시킨다(단계38).Subsequently, the electronic controller 21 determines whether the engine is stopped (step 38), and if the engine is not stopped, post-combustion of the increased fuel while supplying a large amount of air to burn fuel in the exhaust system. The catalyst temperature is raised (step 38).
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 정상적인 엔진 운전 중 2차 공기 작동 시점이 발생되면 각 기통별 인젝터를 그룹으로 나누어 어느 한 그룹은 연료 분사량을 증량하고, 다른 한 그룹은 연료 분사량을 감량 공급하여 과잉된 연료를 감량시과잉 공기량으로 연소시키는 후 연소로 촉매의 온도를 상승시켜 공기 정화를 용이하게 하되, 상기 그룹 별 연료 분사량을 교호로 증감량하면서 연소시킴으로써, 별도의 2차 공기를 공급 및 엔진의 손상 없이 촉매의 워밍업 시간을 단축할 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.As described above, according to the present invention, when the secondary air operation point occurs during normal engine operation, the injector for each cylinder is divided into groups, and one group increases the fuel injection amount, and the other group reduces the fuel injection amount and supplies excess. When the fuel is reduced, the combustion temperature is increased to increase the temperature of the catalyst in the combustion to facilitate the air purification, and the secondary fuel is supplied and the engine is damaged by alternately increasing and decreasing the fuel injection amount for each group. It will provide an effect that can shorten the warm-up time of the catalyst without.
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