KR100812422B1

KR100812422B1 - 디젤엔진의 배기 유해 가스 저감 방법

Info

Publication number: KR100812422B1
Application number: KR1020060124317A
Authority: KR
Inventors: 안성철
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 2006-12-08
Filing date: 2006-12-08
Publication date: 2008-03-10

Abstract

본 발명은 연료분사제어나 귀금속 담지량 증가 등과 같은 방법을 사용하지 않고, 엔진의 충분한 웜업이 이루어지기 전에, 엔진의 적절한 제어로, 보다 향상된 촉매컨버터의 정화작용이 가능하도록 함으로써, 비용이나 연비의 악화가 없이 디젤엔진의 배기 유해 가스를 더욱 효과적으로 저감시키도록 한다.

Description

디젤엔진의 배기 유해 가스 저감 방법{exhaust emission reducing method for a diesel engine}

도 1은 본 발명에 따른 디젤엔진의 배기 유해 가스 저감 방법을 설명한 순서도이다.

본 발명은 디젤엔진의 배기 유해 가스 저감 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스로틀밸브액츄에이터가 구비된 디젤엔진이 탑재된 차량에서 엔진의 충분한 웜업 이전에 발생하는 유해 배기 가스를 저감시키는 기술에 관한 것이다.

디젤엔진은 본래 연료를 연소실에 직접 분사하므로, 흡입 공기량을 제어할 필요가 없어서, 스로틀밸브를 장착하지 않고 있으며, 이는 엔진의 펌핑손실을 저감할 수 있도록 하여 연비를 향상시키는 데에 도움을 주는 요인으로 작용한다.

그러나, 디젤엔진은 높은 압축비에 따른 내구성 확보를 위해 구성 부품들의 관성이 가솔린 엔진에 비하여 상대적으로 크고, 이에 따라 시동을 끄는 시점에서 부품들의 관성운동에 의해 엔진이 진동하는 문제가 발생하고, 이를 해결하기 위하여 스로틀밸브를 사용하여 흡기량을 제어하여 엔진 시동 오프시의 진동문제에 대응 하고 있다.

즉, 엔진의 시동을 끄는 시점에만 사용되는 스로틀밸브액츄에이터를 구비하여, 엔진의 시동 오프시에 스로틀밸브액츄에이터를 조작하여 연소실로 유입되는 공기를 차단하는 것이다.

한편, 엔진의 충분한 웜업(warm up)이 이루어지지 않은 상황 하에서는 배기가스를 정화하는 촉매컨버터도 충분한 정화효율을 내는 온도조건을 확보 및 유지하기가 어려워서, 배기유해성분의 많은 부분이 엔진을 냉시동 하여 충분한 웜업이 이루어지기 전에 배출된다.

이를 해결하기 위한 방법으로 연료분사제어를 통해 배기가스 온도를 높여 촉매를 조기 활성화시키는 방법이 있으나, 이는 연비의 저하를 초래하고, 촉매컨버터의 귀금속 담지량을 높여 촉매 자체의 정화효율을 상승시키는 방법이 있으나 부품가의 상승을 초래하는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 연료분사제어나 귀금속 담지량 증가 등과 같은 방법을 사용하지 않고, 엔진의 충분한 웜업이 이루어지기 전에, 엔진의 적절한 제어로, 보다 향상된 촉매컨버터의 정화작용이 가능하도록 함으로써, 비용이나 연비의 악화가 없는 디젤엔진의 배기 유해 가스 저감 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 디젤엔진의 배기 유해 가스 저감 방법은 엔진이 웜업 도중인지를 판단하는 단계와; 엔진이 웜업 중이면, 엔진에서 연료의 분사가 없는 오버런 상태인지를 판단하는 단계와; 엔진이 웜업 중이고 오버런 상태이면, 스로틀밸브액츄에이터로 스로틀밸브를 닫아 흡기량을 감소시키는 단계와; 엔진이 오버런 상태를 벗어나거나 공전 회전수 미만이 되면 상기 스로틀밸브액츄에이터를 조작하여 스로틀밸브를 개방하는 단계; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

삭제

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 본 발명 실시예는 엔진이 웜업 도중인지를 판단하는 단계와; 엔진이 웜업 중이면, 엔진에서 연료의 분사가 없는 오버런 상태인지를 판단하는 단계와; 엔진이 웜업 중이고 오버런 상태이면, 스로틀밸브액츄에이터로 스로틀밸브를 닫아 흡기량을 감소시키는 단계와; 엔진이 오버런 상태를 벗어나거나 공전 회전수 미만이 되면 상기 스로틀밸브액츄에이터를 조작하여 스로틀밸브를 개방하는 단계를 포함하여 구성된다.

상기 엔진이 웜업 도중인지를 판단하는 단계에서는 엔진의 냉각수온이 완전 웜업시의 냉각수온의 95%이하이면, 엔진이 웜업 중인 것으로 판단하고, 상기 엔진이 오버런 상태인지를 판단하는 단계에서는 분사되는 연료량이 0이면 오버런 상태 로 판단한다.

상기 완전 웜업시의 냉각수온의 95%는 완전 웜업시의 냉각수온을 85℃로 할 때 약 80℃ 정도에 해당하는 바, 냉각수온이 80℃ 이하인 경우 엔진의 웜업이 완료되지 않은 것으로 판정한다.

도 1을 참조하면 상기 스로틀밸브액츄에이터로 스로틀밸브를 닫아 흡기량을 감소시키는 단계는 상기 엔진이 웜업 중인지와 오버런 상태인지의 여부 이외에 차속이 촉매컨버터를 가열하기에 충분한 배기가스를 유발하는 차속 이하인지를 판단하여 이하인 경우에 수행하도록 되어 있는 바, 이는 차속이 충분히 높은 경우, 예컨대 약 60 Km/h 이상인 경우에는 배기가스만으로도 촉매컨버터의 충분한 가열이 가능하므로 본 발명의 제어를 중단하도록 하는 것이다.

또한, 본 실시예에서는 상기 엔진이 오버런 상태인지를 판단하기 전에 가속페달이 밟혔는지를 판단하여 가속페달이 밟히지 않은 경우에 엔진의 오버런 상태 여부를 판단하도록 한다.

가속페달이 밟힌 경우에는 연소실에 연료의 분사가 있는지 여부를 판단하기 전에 이미 본 발명에 따라 스로틀밸브를 다른 엔진 조건에 무관하게 닫는 동작을 하는 것은 불가능하다고 판단하는 것이다.

상기와 같이 냉각수온과, 차속 및 가속페달의 조건이 만족하면 엔진의 오버런 여부를 판단하는데, 이때, 엔진의 회전수가 공전 회전수 이상인지를 함께 판단한다.

만약 엔진의 회전수가 공전 회전수 미만으로 떨어지는 상태라면 본 발명의 제어는 차치하고 엔진의 공전회전수를 유지하기 위하여 연료를 연소시켜야 하기 때문이다.

즉, 상기 스로틀밸브액츄에이터로 스로틀밸브를 닫아 흡기량을 감소시키는 단계는 상기 냉각수온, 차속, 가속페달 및 엔진회전수의 조건 및 분사되는 연료량이 0가 되는 경우에 실행하는 것이다.

상기한 바와 같은 조건에서 스로틀밸브를 닫으면, 새로 흡입되는 공기가 줄어들게 되어 촉매컨버터로 연소되지 않은 새로운 공기가 공급되어, 촉매컨버터를 냉각시키게 되는 것을 방지하게 된다.

따라서, 촉매컨버터는 새로운 공기의 유입에 의해 냉각되는 것이 방지됨에 의해 보다 신속하게 온도가 상승되어, 이후의 연소작용에 의해 발생하는 배기가스의 유해성분을 보다 효과적으로 정화함으로써, 배기유해가스의 저감 능력을 향상시킬 수 있게 된다.

상기 스로틀밸브를 닫는 정도는 완전히 닫는 경우를 100%로 할 때 약 50~90%정도로 하는 것이 바람직하다.

물론, 상기한 바와 같은 제어 도중에, 도시된 바와 같이 분사되는 연료량이 발생하여 엔진이 오버런 상태를 벗어나거나 엔진회전수가 지나치게 떨어져 공전 회전수 미만이 되거나 운전자의 가속페달 조작이 감지되면 상기 스로틀밸브액츄에이터를 조작하여 스로틀밸브를 개방함으로써, 정상적인 엔진 연소가 이루어질 수 있도록 한다.

또한, 엔진의 냉각수온이 정상적인 웜업 완료 상태를 나타내는 85℃이상이 되면 본 발명의 제어를 종료한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 연료분사제어나 귀금속 담지량 증가 등과 같은 방법을 사용하지 않고, 엔진의 충분한 웜업이 이루어지기 전에, 엔진의 적절한 제어로, 보다 향상된 촉매컨버터의 정화작용이 가능하도록 함으로써, 비용이나 연비의 악화가 없이 디젤엔진의 배기 유해 가스를 더욱 효과적으로 저감시키도록 한다.

Claims

엔진이 웜업 도중인지를 판단하는 단계와;

엔진이 웜업 중이면, 엔진에서 연료의 분사가 없는 오버런 상태인지를 판단하는 단계와;

엔진이 웜업 중이고 오버런 상태이면, 스로틀밸브액츄에이터로 스로틀밸브를 닫아 흡기량을 감소시키는 단계와;

엔진이 오버런 상태를 벗어나거나 공전 회전수 미만이 되면 상기 스로틀밸브액츄에이터를 조작하여 스로틀밸브를 개방하는 단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 배기 유해 가스 저감 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 엔진이 웜업 도중인지를 판단하는 단계에서는 엔진의 냉각수온이 완전 웜업시의 냉각수온의 95%이하이면, 엔진이 웜업 중인 것으로 판단하고;

상기 엔진이 오버런 상태인지를 판단하는 단계에서는 분사되는 연료량이 0이면 오버런 상태로 판단하는 것

을 특징으로 하는 디젤엔진의 배기 유해 가스 저감 방법.
청구항 2에 있어서, 상기 스로틀밸브액츄에이터로 스로틀밸브를 닫아 흡기 량을 감소시키는 단계는 상기 엔진이 웜업 중인지와 오버런 상태인지의 여부 이외에 차속이 촉매컨버터를 가열하기에 충분한 배기가스를 유발하는 차속 이하인지를 판단하여 이하인 경우에 수행하는 것

을 특징으로 하는 디젤엔진의 배기 유해 가스 저감 방법.
청구항 2에 있어서,

상기 엔진이 오버런 상태인지를 판단하기 전에 가속페달이 밟혔는지를 판단하여 가속페달이 밟히지 않은 경우에 엔진의 오버런 상태 여부를 판단하는 것

을 특징으로 하는 디젤엔진의 배기 유해 가스 저감 방법.
청구항 2에 있어서, 상기 스로틀밸브액츄에이터로 스로틀밸브를 닫아 흡기량을 감소시키는 단계는 상기 엔진이 웜업 중인지와 오버런 상태인지의 여부 이외에 엔진의 회전수가 공전 회전수 이상인지를 판단하여 이상인 경우에 실행하는 것

을 특징으로 하는 디젤엔진의 배기 유해 가스 저감 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 스로틀밸브액츄에이터를 조작하여 스로틀밸브를 개방하는 단계는 엔진이 오버런 상태를 벗어나거나 공전 회전수 미만이 되어 운전자의 가속페달 조작이 감지되면 실행하는 것

을 특징으로 하는 디젤엔진의 배기 유해 가스 저감 방법.