KR101294391B1 - Diagnosis method of efficiency for EGR cooler - Google Patents
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Abstract
본 발명은 EGR 쿨러를 탈거하지 않고 EGR 쿨러의 막힘 등의 성능을 진단할 수 있는 EGR 쿨러의 성능 진단 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a performance diagnostic method of an EGR cooler capable of diagnosing performance such as clogging of the EGR cooler without removing the EGR cooler.
디젤, EGR, 배기가스, 온도, NOx, Diesel, EGR, exhaust gas, temperature, NOx,
Description
본 발명은 EGR 쿨러의 성능 진단 방법에 관한 것으로, 특히 EGR 쿨러를 탈거하지 않고 EGR 쿨러의 막힘 등의 성능을 진단할 수 있는 EGR 쿨러의 성능 진단 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for diagnosing performance of an EGR cooler, and more particularly, to a method for diagnosing performance of an EGR cooler capable of diagnosing performance such as clogging of an EGR cooler without removing the EGR cooler.
유로-5(EURO-5) 및 북미 디젤과 같이 강화된 배기규제에 대응하기 위하여 최근의 디젤 차량에는 EGR(Exhaust Gas Recirculation) 쿨러를 적용하는 것이 일반적이다. In order to cope with tougher emission regulations such as EURO-5 and North American diesel, it is common to apply Exhaust Gas Recirculation (EGR) coolers in recent diesel vehicles.
EGR 쿨러는 배기가스를 재순환시켜 배기가스 중에 포함된 이산화탄소의 높은 비열을 이용하여 연소가스의 온도를 낮추고, 이로 인해 배기가스 중에 질소산화물(이하, ‘NOx’)을 감소시키는 기술이다. 이러한 EGR 쿨러는 EGR 쿨러를 통과하는 배기가스를 냉각시키기 위해 필연적으로 미세한 통로를 유지할 수밖에 없는데, EGR 쿨러가 미세한 통로를 가짐에 따라 EGR 쿨러에는 배기가스 중에 큰 블랙 스모크와 SOF 성분의 미립자가 통로 내부에 퇴적된다. 따라서, 차량의 누적 운전거리가 증가할수록 EGR 쿨러는 성능이 떨어지게 되어 배기가스에는 NOx 등이 증가한다. 이 결과, 차량은 배출가스 규제 조건을 불만족하게 된다.The EGR cooler uses a high specific heat of carbon dioxide contained in the exhaust gas to recycle the exhaust gas, thereby lowering the temperature of the combustion gas, thereby reducing the nitrogen oxide (hereinafter referred to as NOx) in the exhaust gas. The EGR cooler inevitably maintains a fine passage to cool the exhaust gas passing through the EGR cooler. As the EGR cooler has a fine passage, the EGR cooler has a large amount of black smoke and SOF components in the exhaust gas. To be deposited. Therefore, as the cumulative driving distance of the vehicle increases, the performance of the EGR cooler decreases, and the exhaust gas increases NOx. As a result, the vehicle becomes unsatisfied with the emission regulation.
차량의 누적 운전거리가 증가할수록 EGR 쿨러의 성능이 떨어지는 문제를 해결하기 위하여 EGR 쿨러의 길이를 길게 할거나 내부 통로의 간극을 좁힐 수 있다. 하지만, EGR 쿨러의 성능을 향상시키기 위하여 EGR 쿨러의 길이를 길게 할거나 내부 통로의 간극을 좁힐 경우 EGR 쿨러에는 배기가스 중에 블랙 스모크와 SOF 성분의 미립자가 통로 내부에 더욱 퇴적된다.As the cumulative driving distance of the vehicle increases, the length of the EGR cooler may be increased or the gap between the internal passages may be narrowed to solve the problem of deteriorating the performance of the EGR cooler. However, in order to improve the performance of the EGR cooler, when the length of the EGR cooler is increased or the gap between the internal passages is narrowed, the black smoke and SOF particles in the exhaust gas are further deposited in the passage.
또한, EGR 쿨러는 퇴적물에 의해 내부 통로가 막히더라도 외관으로는 전혀 그 막힘 여부를 판단할 수 없다. 따라서, 디젤 차량이 배기가스 규제 조건을 만족하지 못하여 EGR 쿨러의 막힘이 의심되는 경우에는 EGR 쿨러를 탈거하여야만 한다.In addition, even if the internal passage is blocked by the deposit, the EGR cooler cannot determine whether the blockage is apparent at all. Therefore, if the diesel vehicle does not meet the exhaust gas regulation conditions and the blockage of the EGR cooler is suspected, the EGR cooler must be removed.
따라서, 본 발명의 목적은 EGR 쿨러를 탈거하지 않고 EGR 쿨러의 막힘 등의 성능을 진단할 수 있는 EGR 쿨러의 성능 진단 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for diagnosing the performance of an EGR cooler capable of diagnosing performance such as clogging of the EGR cooler without removing the EGR cooler.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 EGR 쿨러의 성능 진단 방법은 EGR 바이패스 밸브를 닫는 단계와; 흡기 매니폴드에 장착된 온도 센서가 감지한 가스 온도를 읽어 드리는 단계와; 상기 EGR 바이패스 밸브를 여는 단계와; 상기 흡기 매니폴드에 장착된 상기 온도 센서가 감지한 가스 온도를 읽어 드리는 단계와; 상기 EGR 바이패스 밸브 닫는 경우의 온도와 상기 EGR 바이패스 밸브 여는 경우의 온도의 차를 계산하는 단계와; 계산한 상기 EGR 바이패스 밸브 닫는 경우의 온도와 상기 EGR 바이패스 밸브 여는 경우의 온도의 차가 일정온도를 초과하는가를 판단하는 단계와; 상기 EGR 바이패스 밸브 닫는 경우의 온도와 상기 EGR 바이패스 밸브 여는 경우의 온도의 차가 상기 일정온도 이하이면, 상기 EGR 쿨러의 성능 저하를 판정하는 단계와; 운전자에게 상기 EGR 쿨러의 성능 저하를 경고하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the performance diagnostic method of the EGR cooler according to an embodiment of the present invention comprises the steps of closing the EGR bypass valve; Reading a gas temperature sensed by a temperature sensor mounted on an intake manifold; Opening the EGR bypass valve; Reading a gas temperature detected by the temperature sensor mounted on the intake manifold; Calculating a difference between a temperature when the EGR bypass valve is closed and a temperature when the EGR bypass valve is opened; Determining whether the difference between the calculated temperature when the EGR bypass valve is closed and the temperature when the EGR bypass valve is opened exceeds a predetermined temperature; Determining the performance degradation of the EGR cooler when the difference between the temperature at the time of closing the EGR bypass valve and the temperature at the time of opening the EGR bypass valve is equal to or less than the predetermined temperature; Alerting a driver to a degradation of the EGR cooler.
상기 EGR 쿨러의 성능 진단 방법은 상기 EGR 바이패스 밸브 닫는 경우의 온도와 상기 EGR 바이패스 밸브 여는 경우의 온도의 차가 상기 일정온도 초과이면, 상기 EGR 쿨러의 성능을 정상 판정하는 단계를 더 포함한다.The method for diagnosing the performance of the EGR cooler further includes determining a normal performance of the EGR cooler when the difference between the temperature when the EGR bypass valve is closed and the temperature when the EGR bypass valve is opened exceeds the predetermined temperature.
상기 EGR 쿨러의 성능 진단 방법은 엔진 회전수의 변동량이 100rpm 이하이고, 부하 변동량이 5%이내인가를 판단하는 단계를 더 포함하며, 상기 엔진 회전수의 변동량이 100rpm 이하이고, 상기 부하 변동량이 5%이내이면, 상기 EGR 쿨러의 성능 진단을 시작한다.The performance diagnosis method of the EGR cooler further comprises the step of determining whether the variation of the engine speed is less than 100rpm, the load variation is less than 5%, the variation of the engine speed is less than 100rpm, the load variation is 5 If within%, performance diagnosis of the EGR cooler is started.
상기 일정온도는 20 ~ 30℃ 중 어느 하나의 온도이다.The constant temperature is any one of 20 ~ 30 ℃.
상기 EGR 바이패스 밸브가 오프되면, 상기 흡기 매니폴드에 장착된 상기 온도 센서는 상기 EGR 쿨러에 의해 냉각된 가스 온도를 감지하며, 상기 EGR 바이패스 밸브가 온되면, 상기 흡기 매니폴드에 장착된 상기 온도 센서는 상기 EGR 쿨러에 의해 냉각되지 않은 가스 온도를 감지한다.When the EGR bypass valve is off, the temperature sensor mounted on the intake manifold senses the gas temperature cooled by the EGR cooler, and when the EGR bypass valve is on, the temperature sensor mounted on the intake manifold The temperature sensor senses the gas temperature that is not cooled by the EGR cooler.
상기 EGR 바이패스 밸브 닫는 경우의 온도와 상기 EGR 바이패스 밸브 여는 경우의 온도(T2)의 차가 클수록 상기 EGR 쿨러의 성능은 우수하다라고 판단하고, 상기 EGR 바이패스 밸브 닫는 경우의 온도와 상기 EGR 바이패스 밸브 여는 경우의 온도의 차가 작으면 상기 EGR 쿨러의 성능이 저하된 것으로 판단한다.It is judged that the performance of the EGR cooler is excellent as the difference between the temperature when the EGR bypass valve is closed and the temperature T2 when the EGR bypass valve is opened is greater, and the temperature when the EGR bypass valve is closed and the EGR bypass If the difference in temperature when the pass valve is opened is small, it is determined that the performance of the EGR cooler is lowered.
본 발명의 실시 예에 따른 EGR 쿨러의 성능 진단 방법은 EGR 바이패스 밸브를 오프시에 흡기 매니폴드로 입력되는 가스 온도와 EGR 바이패스 밸브를 온시에 흡기 매니폴드로 입력되는 가스 온도를 읽어 들이고, EGR 바이패스 밸브 닫는 경우의 온도와 EGR 바이패스 밸브 여는 경우의 온도의 차를 계산한다. 그리고, 본 발명의 EGR 쿨러의 성능 진단 방법은 EGR 바이패스 밸브 닫는 경우의 온도와 EGR 바 이패스 밸브 여는 경우의 온도의 차가 클수록 EGR 쿨러의 성능은 우수하다라는 특성을 이용하여, EGR 바이패스 밸브 닫는 경우의 온도와 EGR 바이패스 밸브 여는 경우의 온도의 차가 일정온도 이하이면 EGR 쿨러의 성능이 저하된 것으로 판단한다. 이와 같은 방법으로, 본 발명의 실시 예에 따른 EGR 쿨러의 성능 진단 방법은 EGR 쿨러를 탈거하지 않고서도 EGR 쿨러의 막힘 등의 성능을 진단할 수 있다.The method for diagnosing the performance of the EGR cooler according to an embodiment of the present invention reads the gas temperature input to the intake manifold when the EGR bypass valve is turned off and the gas temperature input to the intake manifold when the EGR bypass valve is turned on, Calculate the difference between the temperature when the EGR bypass valve closes and the temperature when the EGR bypass valve opens. The method for diagnosing the performance of the EGR cooler of the present invention uses the characteristic that the performance of the EGR cooler is better as the difference between the temperature when the EGR bypass valve is closed and the temperature when the EGR bypass valve is opened is increased. If the difference between the temperature in the case and the temperature in the case of opening the EGR bypass valve is equal to or less than the predetermined temperature, it is determined that the performance of the EGR cooler is deteriorated. In this way, the performance diagnosis method of the EGR cooler according to an embodiment of the present invention can diagnose the performance such as clogging of the EGR cooler without removing the EGR cooler.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.
본 발명의 실시 예에 따른 EGR 쿨러의 성능 진단 방법은 오프시에는 EGR 가스가 EGR 쿨러를 통과하여 엔진에 공급되도록 하고, 온시에는 EGR 가스가 EGR 쿨러를 통과하지 않고 엔진에 공급되도록 하는 EGR 바이패스 밸브가 장착된 디젤 차량에 적용된다. 그리고, 흡기 매니폴드에 장착되어 흡기 매니폴드로 입력되는 가스의 온도를 감지하는 온도 센서가 장착된다.In the performance diagnosis method of the EGR cooler according to an embodiment of the present invention, when the EGR gas is supplied to the engine through the EGR cooler when off, the EGR bypass so that the EGR gas is supplied to the engine without passing through the EGR cooler when on. Applies to diesel vehicles with valves. Then, the temperature sensor is mounted to the intake manifold to sense the temperature of the gas input to the intake manifold.
그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 EGR 쿨러의 성능 진단 방법은 EGR 쿨러의 성능을 진단할 때 엔진 회전수 및 부하의 변동에 의한 영향을 최소화하기 위해서, 엔진 회전수의 변동량은 100rpm 이하이고, 부하의 변동량은 5%이하일 때에 실시한다.In addition, the performance diagnosis method of the EGR cooler according to an embodiment of the present invention, in order to minimize the influence of the engine speed and load fluctuations when diagnosing the performance of the EGR cooler, the variation of the engine speed is less than 100rpm, the load The fluctuation amount should be less than 5%.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 EGR 쿨러의 성능 진단 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a method of diagnosing performance of an EGR cooler according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 EGR 쿨러의 성능 진단 방법은 먼저, 엔진 회전수의 변동량이 100rpm 이하이고, 부하 변동량이 5%이내인가를 판단한다(S100). 상기 S100 단계의 판단 결과 엔진 회전수의 변동량이 100rpm 이하이고, 부하 변동량이 5%이내이면, 본 발명의 EGR 쿨러의 성능 진단 방법은 EGR 바이패스 밸브를 오프시키고(S110), 흡기 매니폴드에 장착된 온도 센서가 감지한 가스 온도(T1)를 읽어 드린다(S120). EGR 바이패스 밸브를 오프시키면, EGR 가스가 EGR 쿨러를 통과하므로 흡기 매니폴드에 장착된 온도 센서는 EGR 쿨러에 의해 냉각된 가스 온도를 감지한다. 이어서, 본 발명의 EGR 쿨러의 성능 진단 방법은 EGR 바이패스 밸브를 온시키고(S130), 흡기 매니폴드에 장착된 온도 센서가 감지한 가스 온도(T2)를 읽어 드린다(S140). EGR 바이패스 밸브를 온시키면, EGR 가스가 EGR 쿨러를 통과하지 않으므로 흡기 매니폴드에 장착된 온도 센서는 EGR 쿨러에 의해 냉각되지 않은 가스 온도를 감지한다. 그런 다음, 본 발명의 EGR 쿨러의 성능 진단 방법은 EGR 바이패스 밸브 닫는 경우의 온도(T1)와 EGR 바이패스 밸브 여는 경우의 온도(T2)의 차를 계산하고(S150), EGR 바이패스 밸브 닫는 경우의 온도(T1)와 EGR 바이패스 밸브 여는 경우의 온도(T2)의 차가 20℃를 초과하는가를 판단한다(S160). 여기서, EGR 바이패스 밸브 닫는 경우의 온도(T1)와 EGR 바이패스 밸브 여는 경우의 온도(T2)의 차는 20℃에 한정되는 것이 아니며, 차량에 따라 20 ~ 30℃를 초과하는가를 판단한다. EGR 바이패스 밸브 닫는 경우의 온도(T1)와 EGR 바이패스 밸브 여는 경우의 온도(T2)의 차가 클수록 본 발명의 EGR 쿨러의 성능 진단 방법은 EGR 쿨러의 성능은 우수하다라고 판단한다. 그리고, EGR 바이패스 밸브 닫는 경우 의 온도(T1)와 EGR 바이패스 밸브 여는 경우의 온도(T2)의 차가 작으면 본 발명의 EGR 쿨러의 성능 진단 방법은 EGR 쿨러의 성능이 저하된 것으로 판단한다. 따라서, 상기 S160 단계의 판단 결과 EGR 바이패스 밸브 닫는 경우의 온도(T1)와 EGR 바이패스 밸브 여는 경우의 온도(T2)의 차가 20℃ 이하이면, 본 발명의 EGR 쿨러의 성능 진단 방법은 EGR 쿨러의 성능이 매우 저하되었다라고 판정하고(S170), 엔진 경고등을 점등하여 운전자에게 EGR 쿨러의 성능이 매우 저하되었다라고 경고한다(S180). 여기서, EGR 쿨러의 성능이 매우 저하되었다라고 판정하는 EGR 바이패스 밸브 닫는 경우의 온도(T1)와 EGR 바이패스 밸브 여는 경우의 온도(T2)의 차는 실험을 통하여 얻어진 온도이다. 본 발명의 EGR 쿨러의 성능 진단 방법은 상기 S180 단계에서 EGR 쿨러의 성능 저하를 운전자에게 경고함과 아울러 엔진 출력 및 차속을 제한할 수도 있다. 그리고, 본 발명의 EGR 쿨러의 성능 진단 방법은 상기 S160 단계의 판단 결과 EGR 바이패스 밸브 닫는 경우의 온도(T1)와 EGR 바이패스 밸브 여는 경우의 온도(T2)의 차가 20℃를 초과하면, EGR 쿨러의 성능이 양호하다라고 판정한다(S175).Referring to FIG. 1, in the method for diagnosing performance of an EGR cooler according to an exemplary embodiment of the present invention, first, it is determined whether the variation in the engine speed is 100 rpm or less and the load variation is within 5% (S100). As a result of the determination in step S100, when the variation in the engine speed is 100 rpm or less and the load variation is within 5%, the performance diagnosis method of the EGR cooler according to the present invention turns off the EGR bypass valve (S110), and installs the intake manifold. Read the gas temperature (T1) detected by the temperature sensor (S120). When the EGR bypass valve is turned off, the EGR gas passes through the EGR cooler so that the temperature sensor mounted on the intake manifold senses the gas temperature cooled by the EGR cooler. Subsequently, in the method for diagnosing the performance of the EGR cooler of the present invention, the EGR bypass valve is turned on (S130), and the gas temperature T2 detected by the temperature sensor mounted on the intake manifold is read (S140). When the EGR bypass valve is turned on, the EGR gas does not pass through the EGR cooler, so the temperature sensor mounted on the intake manifold detects the gas temperature that is not cooled by the EGR cooler. Then, the performance diagnostic method of the EGR cooler of the present invention calculates the difference between the temperature T1 when the EGR bypass valve is closed and the temperature T2 when the EGR bypass valve is opened (S150), and closes the EGR bypass valve. It is determined whether the difference between the temperature T1 in the case and the temperature T2 in the case of opening the EGR bypass valve exceeds 20 ° C (S160). Here, the difference between the temperature T1 at the time of closing the EGR bypass valve and the temperature T2 at the time of opening the EGR bypass valve is not limited to 20 ° C, and it is determined whether the temperature exceeds 20 to 30 ° C depending on the vehicle. As the difference between the temperature T1 when the EGR bypass valve is closed and the temperature T2 when the EGR bypass valve is opened, the performance diagnosis method of the EGR cooler of the present invention determines that the performance of the EGR cooler is excellent. If the difference between the temperature T1 when the EGR bypass valve is closed and the temperature T2 when the EGR bypass valve is opened is small, the performance diagnosis method of the EGR cooler of the present invention determines that the performance of the EGR cooler is reduced. Therefore, when the difference between the temperature T1 when the EGR bypass valve is closed and the temperature T2 when the EGR bypass valve is opened is 20 ° C. or less, as a result of the determination in step S160, the performance diagnostic method of the EGR cooler of the present invention is an EGR cooler. It is determined that the performance is very low (S170), the engine warning light is turned on to warn the driver that the performance of the EGR cooler is very low (S180). Here, the difference between the temperature T1 at the time of closing the EGR bypass valve and the temperature T2 at the time of opening the EGR bypass valve, which determines that the performance of the EGR cooler is very low, is the temperature obtained through the experiment. The performance diagnosis method of the EGR cooler of the present invention may limit the engine output and the vehicle speed as well as warn the driver of the performance degradation of the EGR cooler in step S180. When the difference between the temperature T1 when the EGR bypass valve is closed and the temperature T2 when the EGR bypass valve is opened exceeds 20 ° C, as a result of the determination in step S160, the EGR cooler performs the EGR cooler. It is determined that the performance of the cooler is good (S175).
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 EGR 쿨러의 성능 진단 방법은 EGR 바이패스 밸브를 오프시에 흡기 매니폴드로 입력되는 가스 온도(T1)와 EGR 바이패스 밸브를 온시에 흡기 매니폴드로 입력되는 가스 온도(T2)를 읽어 들이고, EGR 바이패스 밸브 닫는 경우의 온도(T1)와 EGR 바이패스 밸브 여는 경우의 온도(T2)의 차를 계산한다. 그리고, 본 발명의 EGR 쿨러의 성능 진단 방법은 EGR 바이패스 밸브 닫는 경우의 온도(T1)와 EGR 바이패스 밸브 여는 경우의 온도(T2)의 차가 클수록 EGR 쿨러의 성능은 우수하다라는 특성을 이용하여, EGR 바이패스 밸브 닫는 경우의 온도(T1)와 EGR 바이패스 밸브 여는 경우의 온도(T2)의 차가 일정온도 이하이면 EGR 쿨러의 성능이 저하된 것으로 판단한다. 이와 같은 방법으로, 본 발명의 실시 예에 따른 EGR 쿨러의 성능 진단 방법은 EGR 쿨러를 탈거하지 않고서도 EGR 쿨러의 막힘 등의 성능을 진단할 수 있다.As described above, the method for diagnosing the performance of the EGR cooler according to the embodiment of the present invention includes a gas temperature T1 input to the intake manifold when the EGR bypass valve is turned off and an intake manifold when the EGR bypass valve is turned on. The input gas temperature T2 is read, and the difference between the temperature T1 when the EGR bypass valve is closed and the temperature T2 when the EGR bypass valve is opened is calculated. The method for diagnosing the performance of the EGR cooler of the present invention uses the characteristic that the greater the difference between the temperature T1 when the EGR bypass valve is closed and the temperature T2 when the EGR bypass valve is opened, the better the performance of the EGR cooler is. When the difference between the temperature T1 when the EGR bypass valve is closed and the temperature T2 when the EGR bypass valve is opened is determined to be lower than or equal to the predetermined temperature, it is determined that the performance of the EGR cooler is lowered. In this way, the performance diagnosis method of the EGR cooler according to an embodiment of the present invention can diagnose the performance such as clogging of the EGR cooler without removing the EGR cooler.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 EGR 쿨러의 성능 진단 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a method of diagnosing performance of an EGR cooler according to an exemplary embodiment of the present invention.
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