KR100362397B1 - 디젤 자동차에 있어서 주행 조건에 따른 배기 재순환 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기와 같은 주행 조건이 변하였을 때, 자동차의 주행 조건에 따라서 EGR양을 최적으로 결정하여, 배기 가스로부터 배출되는 매연의 양을 감소시킬 수 있는 디젤 자동차에 있어서 주행 조건에 따른 배기 재순환 제어 방법에 관한 것이며, 공기조화기의 온, 오프 상태를 판정하는 단계와; 공기 조화기가 오프상태일 때, EGR양을 결정하기 위하여 공기조화기의 오프 상태 EGR 맵에 따라서, EGR양을 결정하는 단계와; 공기 조화기가 온 상태일 때, EGR양을 결정하기 위하여 공기조화기의 온 상태 EGR 맵에 따라서, EGR양을 결정하는 단계를 포함하며; 맵들은 엔진 회전수와 트로틀 밸브 개도를 이용하여 만들어진다.

Description

디젤 자동차에 있어서 주행 조건에 따른 배기 재순환 제어 방법{Method for controlling EGR of a diesel car in accordance with driving conditions}

본 발명은 디젤 자동차에 관한 것이고, 보다 상세하게는 디젤 자동차에 있어서 공기조화기의 작동과 같은 주행 조건에 따른 배기 재순환 제어 방법에 관한 것이다.

널리 공지된 바와 같이, 자동차에 사용되는 디젤 엔진은 실린더 안에 공기 만을 흡입, 압축하여 공기의 온도가 높아졌을 때, 연료를 무화(霧化)시켜 고압으로 분사하여, 분사 연료가 공기의 압축열에 의하여 자기 착화, 연소하게 된다. 이 때,발생된 가스의 압력으로 동력을 얻게 된다.

디젤 엔진은 피스톤 - 크랭크 샤프트 기구로 되는 엔진 본체와 이에 부속된 윤활, 냉각, 연료, 흡배기, 전기 장치 등 기본 적인 구조는 가솔린 엔진과 거의 유사하나, 디젤 엔진에서는 가솔린 엔진에서 사용되는 전기 점화 장치 대신에, 연료 분사 장치가 사용된다. 디젤 엔진은 상기된 바와 같이 공기만을 흡입 압축하여 약 700℃의 고온의 실린더 내에 경유를 분사하여 자기 착화시키고, 분사된 입자의 크기는 대략 10 ∼ 35㎛의 크기를 가진다.

또한, 자동차에서 발생되는 대기 오염 물질은 배기관으로부터의 배출 가스와 그 외의 부위에서 배출되는 블로바이 가스 및 증발 가스로 분류된다. 배출 가스 중에는 CO, HC, NOx가 함유되고, 또한 블로바이 가스와 증발 가스의 대부분은 HC이다.

한편, 자동차 배기 가스로 인한 환경 오염을 방지하기 위하여, 자동차 배출 가스 규제가 강화되고 있으며, 배출 가스 대책 시스템은 크게 나누어 연소 제어 방식과 3원 촉매 방식으로 분류될 수 있다. 연소 제어 방식은 엔진 모디피케이션(EM)을 주체로 하여 이것에 배기 재순환(EGR)을 가하여 질소 산화물(NOx)을 감소시키고, 더욱이 잔여의 CO, HC를 산화 촉매 또는 배기 매니폴드로 2차 공기를 분사하여 정화하는 방식이다. 공연비와 점화 시기의 최적 제어에 의해 운전성이나 연료 경제성의 유지도 행하고 있다.

EGR은 배기 가스의 일부를 배기계에서 다시 엔진의 흡기계로 되돌려 혼합기에 가하는 것이며, EGR을 함으로써 연소 혼합기 중에 불활성 가스(H₂, O, N₂, CO₂)의 비율이 증가하고 연소 온도가 내려가게 되어 NOx 및 PM(매연)의 발생이 억제된다. 또한 적정량의 EGR은 펌프 손실의 저감 및 연소 가스 온도 저하에 의한 냉각액으로의 방열 손실의 저감, 작동 가스량, 조성의 변화에 의한 비열비의 증대에 따른 사이클 효율 향상 등의 효과가 있기 때문에 점화시기를 적당히 선택하면 오히려 열효율은 개선된다.

그러나, 너무 다량의 EGR을 행하면, 연소의 안정도가 악화되고, HC 레벨이 증대하여 연비도 악화된다. 따라서, 달성 목표 NOx 레벨과 엔진의 안정도가 양립하는 EGR율의 범위에서 EGR 유량을 제어할 필요가 있다.

한편, EGR은 자동차가 개발될 때 배기 가스(NOx)의 규제 만족을 위하여 배기 가스를 재흡입시키며, 자동차의 제어 장치에 입력된 자동차의 주행 조건에 따라서 그 처리양이 결정되며, 제어 장치에 의하여 제어된다.

그러나, 이러한 배기 가스 인증은 공기조화기를 오프한 상태에서 실시하기 때문에, EGR양이 많아지면 NOx는 감소되나 상대적으로 흑연과 밀접한 관계가 있는 PM양이 상승하는 상반된 결과를 가져오며, 이러한 PM의 증가는 하절기에 운전중의 가시적인 매연양이 증가한다. 그러므로, 엔진 부하가 상이하게 되는 공기조화기의 온하였을 때의 EGR양을 별도로 구성하여 적용할 필요성이 제기되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 공기조화기와 같은 주행 조건이 변하였을 때, 자동차의 주행 조건에 따라서 EGR양을 최적으로 결정하여, 배기 가스로부터 배출되는 매연의 양을 감소시킬 수 있는 디젤 자동차에 있어서 주행 조건에 따른 배기 재순환 제어 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 디젤 자동차에 있어서 주행 조건에 따른 배기 재순환 제어 방법을 설명하는 흐름도.

도 2는 공기조화기가 오프되었을 때의 EGR양을 결정하기 위한 맵을 도시한 도면.

도 3은 공기조화기가 온되었을 때의 EGR양을 결정하기 위한 맵을 도시한 도면.

상기된 바와 같은 목적은, 공기조화기의 온, 오프 상태를 판정하는 단계와; 공기 조화기가 오프상태일 때, EGR양을 결정하기 위하여 공기조화기의 오프 상태 EGR 맵에 따라서, EGR양을 결정하는 단계와; 공기 조화기가 온 상태일 때, EGR양을 결정하기 위하여 공기조화기의 온 상태 EGR 맵에 따라서, EGR양을 결정하는 단계를 포함하며; 상기 맵들은 엔진 회전수와 트로틀 밸브 개도를 이용하여 만들어지는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 디젤 자동차에 있어서 주행 조건에 따른 배기 재순환 제어 방법에 의하여 달성될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 도시한다.

도 1은 디젤 자동차에 있어서 주행 조건에 따른 배기 재순환 제어 방법을 설명하는 흐름도이며, 도 2는 공기조화기가 오프되었을 때의 EGR양을 결정하기 위한 맵을 도시한 도면이고, 도 3은 공기조화기가 온되었을 때의 EGR양을 결정하기 위한 맵을 도시한 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디젤 자동차에 있어서 주행 조건에 따른 배기 재순환 제어 방법에서, 제어 장치(도시되지 않음)는 공기조화기가 온, 오프 상태인지를 판정하여(S1), EGR은 제어 장치에 의하여 판정된 값에 따라서작동된다.

예를 들어, S1 단계에서 공기 조화기가 오프상태라고 판정되었을 때, 제어 장치는 EGR양을 결정하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같은 공기조화기의 오프 상태 EGR 맵에 따라서, EGR을 작동시켜 도 2의 맵에 따른 EGR양을 결정한다(S2). 한편, S1 단계에서 공기 조화기가 온 상태라고 판정되었을 때, 제어 장치는 EGR양을 결정하기 위하여 도 3에 도시된 바와 같은 공기조화기의 온 상태 EGR 맵에 따라서, EGR을 작동시켜 도 3의 맵에 따른 EGR양을 결정한다(S3). 도 2에 도시된 맵은 종래에 제어 장치에 저장된 맵이며, 도 3에 도시된 맵은 본 발명에 따라서 별도로 만들어진 맵이다.

도 2 및 도 3에 도시된 맵들은 엔진 회전수와 트로틀 밸브 개도를 이용하여 만들어진다. 예를 들어, 공기 조화기가 작동되지 않은 상태에서, 엔진 회전수가 1600RPM이며 트로틀 밸브의 개도가 40%일 때, EGR양은 32이며, 이러한 EGR양을 나타내는 수는 EGR 밸브의 상승값을 의미한다. 또한, 공기 조화기가 작동되는 상태에서, 엔진 회전수가 1600RPM이며 트로틀 밸브의 개도가 40%일 때, EGR양은 22이다. 그러므로, 엔진에 가해지는 부하가 경감되어, 배기 가스 중의 PM의 양이 감소되어, 매연으로 인한 환경 오염을 방지할 수 있다.

상기된 바와 같은 본 발명에 따른 디젤 자동차에 있어서 주행 조건에 따른 배기 재순환 제어 방법에 의하면, 공기조화기와 같은 주행 조건이 변하였을 때, 자동차의 주행 조건에 따라서 EGR양을 최적으로 결정하여, 배기 가스로부터 배출되는매연의 양을 감소시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 공기조화기의 온, 오프 상태를 판정하는 단계와;

   공기 조화기가 오프상태일 때, EGR양을 결정하기 위하여 공기조화기의 오프 상태 EGR 맵에 따라서, EGR양을 결정하는 단계와;

   공기 조화기가 온 상태일 때, EGR양을 결정하기 위하여 공기조화기의 온 상태 EGR 맵에 따라서, EGR양을 결정하는 단계를 포함하며;

   상기 맵들은 엔진 회전수와 트로틀 밸브 개도를 이용하여 만들어지는 것을 특징으로 하는 디젤 자동차에 있어서 주행 조건에 따른 배기 재순환 제어 방법.