KR100534755B1

KR100534755B1 - 이지알 쿨러 제어방법

Info

Publication number: KR100534755B1
Application number: KR10-2002-0073915A
Authority: KR
Inventors: 강용석
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-11-26
Filing date: 2002-11-26
Publication date: 2005-12-07
Also published as: KR20040046095A

Abstract

본 발명의 이지알 쿨러는 평상시에는 EGR가스가 순환되고 특정 영역에서는 고압의 신기가 공급되어 유로에 쌓인 퇴적물을 제거함으로서 내구성을 향상시키고 엔진 성능 및 배출가스의 변화를 저감시키기 위하여, 배출가스의 일부를 흡기 매니폴드로 재순환 공급하는 EGR시스템의 EGR파이프에 설치되어 냉각수(a)를 순환시켜 재순환되는 EGR가스(b)의 온도를 간접적으로 낮추어 흡기의 온도를 낮추도록 구성되며, EGR가스(b)의 유입 측에 구비되어 EGR파이프로 공급되는 EGR가스(b)와 압축 신기(c)를 선택하는 EGR쿨러밸브(3), 이 EGR쿨러밸브(3)를 제어하도록 링크 구조로 연결되는 액츄에이터(7)로 구성되어 있다.

Description

이지알 쿨러 제어방법 {EGR COOLER CONTROLLING METHOD}

본 발명은 이지알 쿨러(Exhaust Gas Recirculation Cooler) 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 특정 영역에서 인터쿨러 후단으로부터 공급받은 압축 신기로 이지알 쿨러 내의 퇴적물을 제거하여 내구성 향상과 엔진 성능 및 배출가스의 변화 저감을 실현하는 이지알 쿨러 제어방법에 관한 것이다.

이지알 시스템은 배출가스에 포함된 질소산화물(NOx)을 저감시키는 방법으로 많이 사용되고 있다.

이 이지알 시스템은 고온 상태인 배출가스의 일부를 이지알 파이프 내로 바이패스시켜 엔진의 흡기 측으로 재순환시키도록 구성되어 있다.

이 이지알 파이프에 설치된 이지알 쿨러는 재순환되는 배출가스 즉 EGR가스의 온도를 낮추어 엔진의 연소실로 공급하여 흡기의 온도를 낮춤으로서 배출가스에 포함되는 질소산화물을 저감시킨다.

이 이지알 쿨러는 순환하는 냉각수에 의하여 재순환되는 배출가스의 온도를 간접적으로 낮추도록 구성되어 있다.

그러나, 이 이지알 쿨러는 재순환되는 배출가스의 온도를 낮추게 되는 데, 이 때 배출가스가 응축되면서 쿨러 내의 유로에 그을음(soot) 성분이 응고되거나 화학 반응 등에 의하여 유로가 막히게 되므로, 장기간 사용 시, 수명이 단축되고, 연비에 대한 출력 성능이 저하되며, 에미션이 과다해지는 등, 중대형 차량의 경우, 내구성 문제로 양산 적용이 어렵다.

즉, 고체 탄소입자 및 필터링 되지 않은 다른 입자들은 쿨러의 좁은 유로에 부착될 가능성이 높으며, 이러한 입자들의 부착은 시간이 지나면서 더욱 쌓이게 되어 엔진으로 흡입되는 EGR가스의 양을 부족케 하여 배출가스 및 차량의 특성이 변화하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 평상시에는 EGR가스가 순환되고 특정 영역에서는 고압의 신기가 공급되어 유로에 쌓인 퇴적물을 제거함으로서 내구성을 향상시키고 엔진 성능 및 배출가스의 변화를 저감시키는 이지알 쿨러 제어방법을 제공한다.

이 이지알 쿨러는 배출가스의 일부를 흡기 매니폴드로 재순환 공급하는 EGR시스템의 EGR파이프에 설치되어 냉각수를 순환시켜 재순환되는 EGR가스의 온도를 간접적으로 낮추어 흡기의 온도를 낮추도록 구성되며,

EGR가스의 유입 측에 구비되어 EGR파이프로 공급되는 EGR가스와 압축 신기를 선택하는 EGR쿨러밸브,

이 EGR쿨러밸브를 제어하는 액츄에이터로 구성되어 있다.

상기 EGR쿨러밸브는 인터쿨러 후단에서 공급되는 고압의 압축 신기를 공급받도록 인터쿨러 후단과 신기 파이프로 연결되어 있다.

상기 액츄에이터는 압축 신기의 압력과 EGR가스의 압력의 차이에 의하여 기계적으로 작동되는 스프링 방식으로 구성되어 있다.

또한, 액츄에이터는 ECU에 의하여 전자적으로 작동되는 솔레노이드 방식으로 구성되어 있다.

한편, 상기 이지알 쿨러 제어방법은, 액츄에이터가 솔레노이드 방식인 경우에만 적용되며, EGR밸브가 온 상태인 경우에는 배출가스에 영향이 미미한 정도의 가속 시에 EGR밸브를 오프 상태로 제어한 후 EGR쿨러밸브를 온 상태로 제어하며, EGR밸브가 오프 상태인 경우에는 EGR쿨러밸브를 온 상태로 제어하여, EGR쿨러 내부로 인터쿨러 후단의 신기를 공급하여 이물질을 제거한다.

상기 EGR밸브가 온 상태인 경우에는 엔진의 가속 상태를 판단하도록 차량의 운행에 따라 엑셀페달센서의 감지 신호가 입력되고, 엑셀페달의 작동 거리가 일정치 이상인가를 판단하며, 이 판단에서 작동 거리가 일정치 이상이면 EGR밸브를 오프 제어한다.

본 발명의 이점과 장점은 이하의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명함으로서 보다 명확하게 될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 이지알 쿨러의 사시도로서, 순환되는 냉각수(a)에 의하여 일측으로 유입되는 EGR가스(b)를 다른 일측으로 배출하면서 EGR가스(b)를 냉각시킬 수 있도록 구성되어 있다.

이 EGR가스(b)는 EGR시스템의 EGR파이프(미도시)를 통하여 배출가스 중 일부 재순환되는 가스로서, 이지알 쿨러(1)에서 냉각되어 엔진으로 공급되어 흡기의 온도를 낮추어 배출가스에 포함되는 질소산화물을 저감시키는 작용을 하게 된다.

이를 위하여 이지알 쿨러(1)는 EGR밸브(미도시)와 흡기 매니폴드(미도시) 사이의 이지알 파이프 상에 장착되어 EGR밸브의 작동에 따라 EGR가스를 공급받도록 구성되어 있다.

본 실시 예에서는 상기 구성에 더하여 이지알 쿨러(1)의 EGR가스(b) 공급 측 전방에 EGR쿨러밸브(3)를 더 구비한 이지알 쿨러(1)가 제시되어 있다.

이 EGR쿨러밸브(3)는 EGR파이프로부터 공급되는 EGR가스(b)와 압축 신기(c)중 한 가지를 선택하여 이지알 쿨러(1)로 공급하도록 구성되어 있다. 따라서 이 EGR쿨러밸브(3)는 EGR가스(b) 통로와 압축 신기(c)의 통로 중 어느 일측을 개방하면서 다른 일측을 폐쇄시키도록 구성되어 있다. 이러한 구성에는 공지된 밸브들이 사용될 수 있으므로 이에 대한 구체적인 설명을 생략한다.

또한, EGR쿨러밸브(3)에는 신기 파이프(5)가 연결되어 있다. 이 신기 파이프(5)는 인터쿨러(미도시) 후단에 연결되어 인터쿨러로부터 공급되는 고압의 압축 신기(c)를 EGR쿨러밸브(3)로 공급하게 된다.

이 신기 파이프(5)로 공급되는 압축 신기(c) 또는 EGR파이프로부터 공급되는 EGR가스(b)를 선택 공급하는 EGR쿨러밸브(3)는 액츄에이터(7)에 의하여 작동 제어토록 상호 링크 구조로 연결되어 있다.

이 액츄에이터(7)는 도 2에 도시된 바와 같은 스프링 방식으로 구성될 수 있다. 이 스프링 방식의 액츄에이터(7)는 신기 파이프(5)로 공급되는 압축 신기(c)의 압력과 EGR가스(b)의 압력의 차이에 의하여 기계적으로 작동된다.

즉, 압축 신기(c)의 압력이 EGR가스(b)의 압력을 극복하게 되면, 압축 신기(c)가 EGR쿨러밸브(3)를 온 상태로 작동시키게 된다. 이 EGR쿨러밸브(3)의 온 상태 작동력에 의하여 링크 구조로 연결되는 액츄에이터(7)의 피스턴(9)이 스프링(11)의 탄성력을 극복하면서 후퇴하게 된다.

압축 신기(c)는 인터쿨러 후단에서 공급되기 때문에 고부하, 고회전 영역에서 그 압력이 높기 때문에서 특정 영역 이후에 공급되며, 급 가속 시에도 공급된다.

또한, 이 액츄에이터(7)는 도 3에 도시된 바와 같이 솔레노이드 방식으로 구성될 수 있다. 이지알 쿨러(1)의 최적 제어를 위하여 이 솔레노이드 방식이 바람직하며, 이 솔레노이드 방식의 액츄에이터(7)는 ECU에 의하여 전자적으로 제어 작동되도록 구성되어 있다.

이 ECU에는 도 3에 도시된 바와 같이, 엑셀페달센서(13)가 입력 측에 연결되고, EGR밸브(15)와 EGR쿨러밸브(3)가 출력 측에 연결되어 있다.

이와 같이 구성되는 이지알 쿨러(1)는 도 4에 도시된 바와 같은 순서도의 로직에 따라 제어된다.

이 이지알 쿨러의 제어방법은 EGR밸브(15)가 온 상태인 경우에는 배출가스에 영향이 미미한 정도의 가속 시에 EGR밸브(15)를 오프 상태로 제어한 후(ST10), EGR쿨러밸브(3)를 온 상태로 제어한다(ST20). EGR밸브(15)가 온 상태인 경우에는 EGR시스템이 작동하고 있는 상태이다. 따라서 EGR시스템이 작동하는 경우에는 배출가스에 영향이 미미한 정도의 가속 시에 이 EGR쿨러밸브(3)를 온 상태로 제어하게 된다.

이를 보다 구체적으로 살펴보면, EGR밸브(15)가 온 상태인 경우에는 엔진의 가속 상태를 판단하도록 차량의 운행에 따라 엑셀페달센서(13)의 감지 신호가 입력된다(ST11).

이 신호로 ECU는 엑셀페달의 작동 거리가 일정치 이상인가를 판단한다(ST12). 이 작동 거리가 일정치 이상이면 엔진 가속 상태로 판단한다.

이 판단에서 엔진이 가속 상태인 경우 ECU는 EGR밸브(15)를 오프 제어한다(ST13). 이 EGR밸브(15)를 오프 제어하는 기준이 되는 급 가속 판단은 배출가스에 영향이 없을 정도로 ECU에 설정되어 있다.

이어서 ECU는 EGR쿨러밸브(3)를 온 상태로 제어한다.

그러나, EGR밸브(15)가 오프 상태인 경우에는 EGR쿨러밸브(3)를 바로 온 상태로 제어한다.

상기와 같이 EGR쿨러밸브(3)를 온 작동시킨 후 EGR쿨러(1) 내부로 인터쿨러 후단의 압축 신기(c)를 공급한다. 이 신기(c)의 공급으로 EGR쿨러(1) 내의 이물질이 제거된다(ST20).

이와 같이 EGR밸브(15)가 오프 상태이고 EGR쿨러밸브(3)가 온 상태로 제어되면, 인터쿨러 후단의 압축 신기(c)가 신기 파이프(5)와 EGR쿨러밸브(3)를 통하여 이지알 쿨러(1)로 공급되어 이지알 쿨러(1) 내의 이물질을 제거하게 된다.

본 발명의 이지알 쿨러는 그 전방에 EGR쿨러밸브를 구비하고 그 일측에 EGR파이프와 신기 파이프를 연결하여, EGR밸브가 온 상태인 경우에는 배출가스에 영향이 미미한 정도의 가속 시에 EGR밸브를 오프 상태로 제어한 후 EGR쿨러밸브를 온 상태로 제어하며, EGR밸브가 오프 상태인 경우에는 EGR쿨러밸브를 온 상태로 제어하여, EGR쿨러 내부로 인터쿨러 후단의 신기를 공급하여 이물질을 제거함으로서, 내구성을 향상시키고 엔진 성능 및 배출가스의 변화를 저감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이지알 쿨러의 사시도.

도 2는 스프링 방식 액츄에이터의 단면도.

도 3은 솔레노이드 방식 액츄에이터의 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 이지알 쿨러를 제어하는 블록도.

도 5는 본 발명에 따른 이지알 쿨러 제어방법을 도시하는 순서도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

a : 냉각수 b : EGR가스

c : 압축 신기 1 : 이지알 쿨러

3 : EGR쿨러밸브 5 : 신기 파이프

7 : 액츄에이터 9 : 피스턴

11 : 스프링 13 : 엑셀페달센서

15 : EGR밸브

Claims

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배출가스의 일부를 흡기 매니폴드로 재순환 공급하는 EGR시스템의 EGR파이프에 설치되어 냉각수를 순환시켜 재순환되는 EGR가스의 온도를 간접적으로 낮추어 흡기의 온도를 낮추는 이지알 쿨러의 상기 EGR가스의 유입 측에 EGR쿨러밸브 및 상기 EGR쿨러밸브를 제어하는 액츄에이터를 구비하여 EGR파이프로 공급되는 EGR가스와 압축 신기를 선택하도록 하는 이지알 쿨러 제어방법에 있어서,

상기 EGR밸브가 온 상태에서는 엑셀페달센서의 감지 신호로부터 엑셀페달의 작동거리가 일정치 이상인 경우, 배출가스에 영향이 미미한 가속 상황으로 판단하여 EGR밸브를 오프 상태로 제어한 후, 상기 EGR쿨러밸브를 온 상태로 제어하며,

상기 EGR밸브가 오프 상태에서는 상기 EGR쿨러밸브를 온 상태로 제어함으로써, 상기 EGR쿨러 내부로 인터쿨러 후단의 신기를 공급하여 내부의 이물질을 제거하는 이지알 쿨러 제어방법.
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