KR101765630B1 - Device for controlling valve of complex combustion engine and method for controlling valve using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 차량의 밸브 제어 방법은 혼합연소 엔진의 밸브 제어 장치가 혼합연소 엔진의 배기 밸브를 제어하는 방법에서, 혼합연소 엔진의 엔진 속도를 측정하는 단계, 측정된 상기 엔진 속도를 이용해서 상기 혼합연소 엔진의 운전 영역을 판단하는 단계, 그리고 상기 혼합연소 엔진의 운전 영역에 따라, 배기밸브의 개폐 시기를 조절하여 밸브 오버랩 시간을 제어하는 단계를 포함한다.A valve control method for a vehicle according to the present invention is a method for controlling an exhaust valve of a mixed combustion engine, comprising the steps of: measuring an engine speed of a mixed combustion engine; Determining the operation region of the mixed combustion engine, and controlling the valve overlap time by adjusting the opening and closing timing of the exhaust valve according to the operation region of the mixed combustion engine.

Description

혼합연소 엔진의 밸브 제어 장치 및 이를 이용한 밸브 제어 방법{DEVICE FOR CONTROLLING VALVE OF COMPLEX COMBUSTION ENGINE AND METHOD FOR CONTROLLING VALVE USING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a valve control apparatus for a mixed combustion engine, and a valve control method using the valve control apparatus.

본 발명은 혼합연소 엔진의 밸브 제어 장치 및 이를 이용한 밸브 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a valve control apparatus for a mixed combustion engine and a valve control method using the same.

디젤-가솔린 혼합연소는 흡입 행정시, 가솔린 연료와 공기를 예혼합시키고, 압축 행정중 스파크 플러그를 이용하여 점화시키는 대신에 착화 제어용 디젤 연료를 분사하여 자발화 시켜, 이를 점화원으로 사용하도록 한다.Diesel-gasoline mixed combustion is premixed with gasoline fuel and air at the time of intake stroke, and spark ignition control diesel fuel instead of using spark plug during compression stroke to ignite and use it as an ignition source.

이러한 디젤-가솔린 혼합연소 방식은 기존 예혼합 압축착화 엔진(HCCI engine: Homogeneous Charged Compressed Ignition engine) 방식에 비해 고 EGR 조건에서도 가솔린 연료의 착화성 확보가 가능하고, 자발화된 디젤이 가솔린 연소를 위한 점화원으로 작용하므로 점이 아닌 체적 연소가 가능하여 일반 가솔린 엔진 대비 연소 효율 및 연비가 개선될 수 있다.This diesel-gasoline mixed combustion method is capable of ensuring the ignitability of gasoline fuel even under the high EGR condition as compared with the conventional homogeneous charge compression ignition engine (HCCI engine) method, and the self-ignited diesel is used for gasoline combustion Since it acts as an ignition source, volumetric combustion is possible instead of a point, so combustion efficiency and fuel efficiency can be improved compared with a general gasoline engine.

또한 일반 디젤 엔진과 비교하여 배기가스 배출물을 저감할 수 있는 이점을 가지며, 가격 상승의 요인이 되는 고가의 후처리 장치가 삭제될 수 있다.It also has the advantage of reducing exhaust emissions as compared to a conventional diesel engine, and expensive aftertreatment equipment, which is a factor in price increases, can be eliminated.

그러나, 혼합연소 엔진은 디젤 압축 착화가 이루어질 수 있는 조건에서만 혼합 연소가 가능하므로 디젤 엔진보다 낮지만 가솔린 엔진보다는 높은 압축비로 운전되어야 하고, 실린더의 압축비가 디젤 압축 착화가 확보되는 경계 조건 이상으로 고정 설계되어 있다.However, mixed combustion engines are required to be operated at a compression ratio higher than that of a gasoline engine because the mixed combustion can be performed only under the condition that diesel compression ignition can be performed. Therefore, the compression ratio of the cylinder must be higher than the boundary condition securing the diesel compression ignition It is designed.

따라서, 혼합연소 엔진의 경우, 저부하 운전 영역에서는 저압축비, 고 EGR 조건으로 인해 착화성 확보 측면에 있어서 기존 디젤 엔진에 비해 불리함이 있고, 고부하 운전 영역에서는 기존 가솔린 엔진에 비해 고압축비에 의한 노킹 발생 위험이 높아지는 단점이 있다.Therefore, the mixed combustion engine has a disadvantage compared with the conventional diesel engine in terms of ensuring ignition due to the low compression ratio and the high EGR condition in the low load operation region. In the high load operation region, There is a disadvantage that the risk of knocking increases.

이러한 디젤-가솔린 혼합연소 방식은 부하에 따른 연소 특성이 상이하므로, 부하에 따른 엔진 밸브 오버랩 최적화가 요구된다.Such a diesel-gasoline mixed combustion method is different from the combustion characteristic depending on the load, and therefore optimization of the engine valve overlap according to the load is required.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.The matters described in the background section are intended to enhance the understanding of the background of the invention and may include matters not previously known to those skilled in the art.

본 발명은 디젤/가솔린 혼합연소 엔진의 엔진 속도 및 부하에 따라 배기 밸브의 개폐 시기를 제어할 수 있는 혼합연소 엔진의 밸브 제어 장치 및 밸브 제어 방법을 제안하고자 한다.The present invention proposes a valve control apparatus and a valve control method for a mixed combustion engine that can control the opening and closing timing of an exhaust valve according to engine speed and load of a diesel / gasoline mixed combustion engine.

본 발명의 혼합연소 엔진의 밸브 제어 방법은 혼합연소 엔진의 밸브 제어 장치가 혼합연소 엔진의 배기 밸브를 제어하는 방법에서, 혼합연소 엔진의 엔진 속도를 측정하는 단계, 측정된 상기 엔진 속도를 이용해서 상기 혼합연소 엔진의 운전 영역을 판단하는 단계, 그리고 상기 혼합연소 엔진의 운전 영역에 따라, 배기밸브의 개폐 시기를 조절하여 밸브 오버랩 시간을 제어하는 단계를 포함한다.A valve control method of a mixed combustion engine of the present invention is a method of controlling an exhaust valve of a mixed combustion engine, comprising the steps of: measuring an engine speed of a mixed combustion engine; Determining an operation region of the mixed combustion engine, and controlling a valve overlap time by controlling an opening / closing timing of the exhaust valve according to an operation region of the mixed combustion engine.

상기 운전 영역을 판단하는 단계는, 측정된 상기 엔진 속도 또는 부하를 설정값과 비교하는 단계, 그리고 비교 결과, 상기 엔진 속도 또는 상기 부하가 상기 설정값 보다 큰 경우 고부하 운전 영역으로 판단하고, 상기 엔진 속도 또는 상기 부하가 상기 설정값 보다 작은 경우 저부하 운전 영역으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein the step of determining the operation region includes comparing the measured engine speed or load with a set value, and when the engine speed or the load is greater than the set value as a result of the comparison, And determining that the engine is in a low load operation region when the speed or the load is smaller than the set value.

상기 제어하는 단계는, 상기 엔진 속도가 상기 설정값 보다 큰 경우, 상기 혼합연소 엔진에 설치된 연소압 센서를 이용해서 연소압을 측정하는 단계, 그리고 측정된 상기 연소압을 이용해서 노킹 강도를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein the controlling step includes the steps of: measuring the combustion pressure using a combustion pressure sensor provided in the mixed combustion engine when the engine speed is greater than the set value; and calculating knocking intensity using the measured combustion pressure Step < / RTI >

상기 제어하는 단계는, 계산된 상기 노킹 강도를 설정값과 비교하는 단계, 그리고 비교 결과, 상기 노킹 강도가 설정값 이상인 경우 배기캠 타이밍을 지각 시키도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.The controlling may further include comparing the calculated knocking intensity with a set value, and controlling the retarding of the exhaust cam timing when the knocking intensity is equal to or higher than the set value as a result of the comparison.

상기 제어하는 단계는, 상기 엔진 속도가 상기 설정값 보다 작은 경우, 배기캠 타이밍을 진각 시키도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.The controlling may further include controlling the exhaust cam timing to be advanced when the engine speed is lower than the set value.

본 발명의 혼합연소 엔진의 밸브 제어 장치는 혼합연소 엔진의 엔진 운전 정보를 측정하는 측정부, 상기 엔진 운전 정보를 이용해서 상기 혼합연소 엔진의 운전 영역을 판단하는 운전 영역 판단부, 그리고 상기 운전 영역에 따라, 배기캠 타이밍을 지각시키거나, 배기캠 타이밍을 진각시켜 배기밸브의 개폐 시기를 제어하는 제어부를 포함한다.A valve control apparatus for a mixed combustion engine of the present invention includes a measurement unit for measuring engine operation information of a mixed combustion engine, an operation region determination unit for determining an operation region of the mixed combustion engine using the engine operation information, , And controls the opening and closing timing of the exhaust valve by retarding the exhaust cam timing or advancing the exhaust cam timing.

상기 운전 영역 판단부는, 상기 엔진 운전 정보 중에 엔진 속도를 설정값과 비교하고, 상기 엔진 속도가 설정값 보다 큰 경우 고부하 운전 영역으로 판단하고, 상기 엔진 속도가 설정값 보다 작은 경우 저부하 운전 영역으로 판단할 수 있다.The operation region determining unit compares the engine speed with the set value in the engine operation information, determines the high load operation region when the engine speed is greater than the set value, and determines the low load operation region when the engine speed is less than the set value It can be judged.

상기 제어부는, 연소압 센서로 측정된 연소압, 상기 엔진 속도 및 연소압 상승률을 이용해서 노킹 강도를 계산하는 계산부, 그리고 계산된 상기 노킹 강도를 설정값과 비교하고, 상기 노킹 강도가 설정값 이상인 경우 상기 배기캠 타이밍을 지각 시키도록 제어하는 타이밍 제어부를 포함할 수 있다.Wherein the control unit includes a calculation unit that calculates a knocking intensity using the combustion pressure measured by the combustion pressure sensor, the engine speed, and the combustion pressure increase rate, and compares the calculated knocking intensity with a set value, The timing of the exhaust cam timing may be retarded.

상기 타이밍 제어부는, 상기 저부하 운전 영역으로 판단된 경우, 상기 배기캠 타이밍을 진각 시키도록 제어할 수 있다.The timing control unit may control to advance the exhaust cam timing when it is determined that the engine is in the low load operation region.

본 발명에 따르면, 디젤과 가솔린의 이중 연료를 이용한 혼합연소 엔진에서, 엔진 속도 및 부하에 따라 배기 밸브의 개폐 시기를 제어함으로써, 디젤 연료의 착화성 및 노킹 현상을 개선하여 연비를 개선할 수 있는 환경을 제공한다.According to the present invention, in a mixed combustion engine using dual fuel of diesel and gasoline, the opening and closing timing of the exhaust valve is controlled according to the engine speed and load, thereby improving the ignition performance and knocking diesel fuel, Environment.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 혼합연소 엔진의 밸브 제어 장치의 구조를 간략히 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따라 혼합연소 엔진의 배기 밸브 개폐 시기를 제어하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따라 저부하 운전 영역에서 배기 밸브 개폐 시기를 진각시키는 예를 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따라 고부하 운전 영역에서 배기 밸브 개폐 시기를 지각시키는 예를 도시한 그래프이다.
도 5는 도 4에 따라 고부하 운전 영역에서 노킹을 개선하는 예를 도시한 그래프이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a structure of a valve control apparatus for a mixed combustion engine according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a flowchart briefly illustrating a process of controlling an exhaust valve opening / closing timing of a mixed combustion engine according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing an example of advancing the exhaust valve opening / closing timing in a low load operation region according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing an example of perceiving an exhaust valve opening / closing timing in a high load operating region according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing an example of improving knocking in a high load operating region according to FIG.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다. Like numbers refer to like elements throughout the specification.

본 명세서에서 사용된 "차량", "차", "차량의", "자동차" 또는 다른 유사한 용어들은 스포츠 실용차(sports utility vehicles; SUV), 버스, 트럭, 다양한 상용차를 포함하는 승용차, 다양한 종류의 보트나 선박을 포함하는 배, 항공기 및 이와 유사한 것을 포함하는 자동차를 포함하며, 하이브리드 차량, 전기 차량, 플러그 인 하이브리드 전기 차량, 수소연료 차량 및 다른 대체 연료(예를 들어, 석유 외의 자원으로부터 얻어지는 연료) 차량을 포함한다.As used herein, the terms "vehicle", "car", "vehicle", "automobile", or other similar terms are intended to encompass various types of vehicles, including sports utility vehicles (SUVs), buses, Including automobiles, including ships, aircraft, and the like, including boats and ships, and may be used in hybrid vehicles, electric vehicles, plug-in hybrid electric vehicles, hydrogen fuel vehicles and other alternative fuels Fuel) vehicles.

추가적으로, 몇몇 방법들은 적어도 하나의 제어기에 의하여 실행될 수 있다. 제어기라는 용어는 메모리와, 알고리즘 구조로 해석되는 하나 이상의 단계들을 실행하도록 된 프로세서를 포함하는 하드웨어 장치를 언급한다. 상기 메모리는 알고리즘 단계들을 저장하도록 되어 있고, 프로세서는 아래에서 기재하는 하나 이상의 프로세스들을 수행하기 위하여 상기 알고리즘 단계들을 특별히 실행하도록 되어 있다. Additionally, some methods may be executed by at least one controller. The term controller refers to a hardware device comprising a memory and a processor adapted to execute one or more steps that are interpreted as an algorithmic structure. The memory is adapted to store algorithm steps and the processor is adapted to perform the algorithm steps specifically to perform one or more processes described below.

더 나아가, 본 발명의 제어 로직은 프로세서, 제어기 또는 이와 유사한 것에 의하여 실행되는 실행 가능한 프로그램 명령들을 포함하는 컴퓨터가 읽을 수 있는 수단 상의 일시적이지 않고 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체로 구현될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 수단의 예들은, 이에 한정되지는 않지만, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 플래쉬 드라이브, 스마트 카드 및 광학 데이터 저장 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 재생 매체는 네트웍으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 예를 들어 텔레매틱스 서버나 CAN(Controller Area Network)에 의하여 분산 방식으로 저장되고 실행될 수 있다. Further, the control logic of the present invention may be embodied in a non-volatile, readable medium on a computer readable medium, including executable program instructions, executed by a processor, controller, or the like. Examples of computer-readable means include, but are not limited to, ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, flash drive, smart card and optical data storage. The computer readable medium can be distributed to networked computer systems and stored and executed in a distributed manner, for example, by a telematics server or a CAN (Controller Area Network).

이제 도 1 내지 도 7을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 혼합연소 엔진의 밸브 제어 장치 및 밸브 제어 방법에 대하여 상세하게 설명한다.Now, a valve control apparatus and a valve control method of a mixed combustion engine according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7. FIG.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 혼합연소 엔진의 밸브 제어 장치의 구조를 간략히 도시한 도면이다. 이때, 혼합연소 엔진의 밸브 제어 장치는 본 발명의 실시예에 따른 설명을 위해 필요한 개략적인 구성만을 도시할 뿐 이러한 구성에 국한되는 것은 아니다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a structure of a valve control apparatus for a mixed combustion engine according to an embodiment of the present invention; FIG. At this time, the valve control device of the mixed combustion engine is only shown in the schematic configuration necessary for the explanation according to the embodiment of the present invention, and is not limited to this configuration.

도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 혼합연소 엔진의 밸브 제어 장치(100)는 측정부(110), 운전 영역 판단부(120) 및 제어부(130)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a valve control apparatus 100 of a mixed combustion engine according to an embodiment of the present invention includes a measurement unit 110, an operation region determination unit 120, and a control unit 130.

측정부(110)는 혼합연소 엔진의 엔진 운전 정보를 측정한다. 여기서, 엔진 운전 정보는 디젤과 가솔린의 이중 연료를 이용한 혼합연소 엔진의 엔진 속도, 부하 정보 및 연소압 센서로 측정된 연소압 중 적어도 하나를 포함한다. The measuring unit 110 measures the engine operation information of the mixed combustion engine. Here, the engine operation information includes at least one of the engine speed, the load information of the mixed combustion engine using the dual fuel of diesel and gasoline, and the combustion pressure measured by the combustion pressure sensor.

운전 영역 판단부(120)는 상기 엔진 운전 정보를 이용해서 상기 혼합연소 엔진의 운전 영역을 판단한다. 운전 영역 판단부(120)는 상기 엔진 운전 정보 중에 엔진 속도를 설정값과 비교한다. 운전 영역 판단부(120)는 상기 엔진 속도가 설정값 보다 큰 경우 고부하 운전 영역으로 판단하고, 상기 엔진 속도가 설정값 보다 작은 경우 저부하 운전 영역으로 판단할 수 있다.The operation region determination unit 120 determines the operation region of the mixed combustion engine using the engine operation information. The operation region determination unit 120 compares the engine speed with the set value in the engine operation information. The operation region determination unit 120 determines that the engine speed is in the high load operation region when the engine speed is greater than the set value and determines the low load operation region when the engine speed is smaller than the set value.

제어부(130)는 상기 운전 영역에 따라 배기밸브의 개폐 시기를 조절하여 밸브 오버랩 시간을 제어한다. 제어부(130)는 혼합연소 엔진의 엔진 속도에 따라 배기캠 타이밍을 지각시키거나, 배기캠 타이밍을 진각시키도록 제어한다.The control unit 130 controls the valve overlap time by adjusting the opening and closing timing of the exhaust valve according to the operation region. The control unit 130 controls the exhaust cam timing to be retarded or the exhaust cam timing to be advanced according to the engine speed of the mixed combustion engine.

그리고, 제어부(120)는 본 발명의 한 실시예에 따라 계산부(132) 및 타이밍 제어부(134)를 포함한다.The control unit 120 includes a calculation unit 132 and a timing control unit 134 according to an embodiment of the present invention.

계산부(132)는 연소압 센서로 측정된 연소압, 엔진 속도 및 연소압 상승률을 이용해서 노킹 강도(Ringing intensity 또는 Knocking intensity, RI)를 계산한다.The calculation unit 132 calculates the knocking intensity (RI) using the combustion pressure, the engine speed, and the combustion pressure increase rate measured by the combustion pressure sensor.

타이밍 제어부(134)는 혼합연소 엔진의 운전 영역에 따라 배기캠의 회전 타이밍을 제어한다. 타이밍 제어부(134)는 혼합연소 엔진의 운전 영역이 저부하 운전 영역으로 판단된 경우, 상기 배기캠 타이밍을 진각 시키도록 제어한다. 그리고, 타이밍 제어부(134)는 혼합연소 엔진의 운전 영역이 고부하 운전 영역 영역으로 판단된 경우, 상기 배기캠 타이밍을 지각 시키도록 제어할 수 있다.The timing controller 134 controls the rotation timing of the exhaust cam according to the operation region of the mixed combustion engine. The timing control unit 134 controls the exhaust cam timing to advance when the operating range of the mixed combustion engine is determined to be the low load operating region. The timing control unit 134 can control the exhaust cam timing to be retarded when the operation region of the mixed combustion engine is determined to be the high-load operation region region.

이러한 목적을 위하여, 제어부(130)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 혼합연소 엔진의 밸브 제어 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍 된 것일 수 있다.For this purpose, the controller 130 may be implemented with one or more processors operating according to the set program, and the set program may be programmed to perform each step of the valve control method of the mixed combustion engine according to the embodiment of the present invention. .

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따라 혼합연소 엔진의 배기 밸브 개폐 시기를 제어하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다. 이하의 흐름도는 도 1의 구성과 연계하여 동일한 도면부호를 사용하여 설명한다.2 is a flowchart briefly illustrating a process of controlling an exhaust valve opening / closing timing of a mixed combustion engine according to an embodiment of the present invention. The following flowchart will be described using the same reference numerals in conjunction with the configuration of Fig.

도 2를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 밸브 제어 장치(100)는 혼합연소 엔진의 엔진 속도를 측정하고, 측정된 엔진 속도를 이용해서 혼합연소 엔진의 운전 영역을 판단한다(S102, S104). 그리고, 본 발명의 한 실시예에 따른 밸브 제어 장치(100)는 혼합연소 엔진의 운전 영역에 따라, 배기밸브의 개폐 시기를 조절하여 밸브 오버랩 시간을 제어할 수 있다. 2, the valve control apparatus 100 according to an embodiment of the present invention measures the engine speed of the mixed combustion engine and determines the operation range of the mixed combustion engine using the measured engine speed (S102, S104). The valve control apparatus 100 according to an embodiment of the present invention can control the valve overlap time by adjusting the opening and closing timing of the exhaust valve according to the operation region of the mixed combustion engine.

본 발명의 한 실시예에 따른 밸브 제어 장치(100)는 측정된 상기 엔진 속도를 설정값과 비교하고, 엔진 속도가 설정값 보다 큰 경우 고부하 운전 영역으로 판단한다. 그리고, 본 발명의 한 실시예에 따른 밸브 제어 장치(100)는 측정된 엔진 속도가 상기 설정값 보다 작은 경우 저부하 운전 영역으로 판단한다. The valve control apparatus 100 according to an embodiment of the present invention compares the measured engine speed with a set value and determines the high load operating region when the engine speed is greater than the set value. The valve control apparatus 100 according to an embodiment of the present invention determines the low load operating region when the measured engine speed is smaller than the set value.

밸브 제어 장치(100)는 상기 엔진 속도가 상기 설정값 보다 큰 경우, 상기 혼합연소 엔진에 설치된 연소압 센서를 이용해서 연소압을 측정한다(S106).When the engine speed is greater than the set value, the valve control apparatus 100 measures the combustion pressure using the combustion pressure sensor provided in the mixed combustion engine (S106).

그리고, 밸브 제어 장치(100)는 측정된 연소압을 이용해서 노킹 강도를 계산한다(S108). 본 발명의 한 실시예에 따른 밸브 제어 장치(100)는 하기 수학식 1를 통해 노킹 강도(Ringing intensity 또는 Knocking intensity, RI)을 계산한다.Then, the valve control device 100 calculates the knocking intensity using the measured combustion pressure (S108). The valve control apparatus 100 according to an embodiment of the present invention calculates a knocking intensity (RI) through the following equation (1).

Figure 112015121256816-pat00001
Figure 112015121256816-pat00001

여기서, PRRmax(Maximum Pressure Rise Rate)는 최대 압력 상승율[bar/deg]이며, Pmax는 연소 압력[bar]이며, Rpm은 엔진의 회전 속도이다.Here, PRR max is the maximum pressure increase rate [bar / deg], P max is the combustion pressure [bar], and Rpm is the rotational speed of the engine.

본 발명의 한 실시예에 따른 밸브 제어 장치(100)는 계산된 노킹 강도를 설정값(예를 들어, 5MW/m2)과 비교하고, 노킹 강도가 설정값 이상인 경우 배기캠 타이밍을 지각 시키도록 제어한다(S110, S112).The valve control apparatus 100 according to the embodiment of the present invention compares the calculated knocking intensity with a set value (for example, 5MW / m 2) and controls the exhaust cam timing to be retarded when the knocking intensity is equal to or higher than the set value (S110, S112).

그리고, 본 발명의 한 실시예에 따른 밸브 제어 장치(100)는 혼합엔진의 엔진 속도가 설정값보다 작은 경우, 엔진의 제동 평균 유효 압력(Brake mean effective pressure, BMEP)을 설정값과 비교한다(S114). The valve control apparatus 100 according to an embodiment of the present invention compares the braking mean effective pressure (BMEP) of the engine with the set value when the engine speed of the mixing engine is smaller than the set value S114).

이때, 본 발명의 한 실시예에 따른 밸브 제어 장치(100)는 BMEP가 설정값보다 큰 경우 상기 노킹 계산을 통해 배기캠 타이밍을 지각시키도록 제어한다. At this time, the valve control apparatus 100 according to an embodiment of the present invention controls the exhaust cam timing to be perceived through the knocking calculation when the BMEP is larger than the set value.

그리고, 본 발명의 한 실시예에 따른 밸브 제어 장치(100)는 BMEP가 설정값보다 작은 경우 배기캠 타이밍을 진각시키도록 제어한다(S116).The valve control apparatus 100 according to an embodiment of the present invention controls the exhaust cam timing to advance when the BMEP is smaller than the set value (S116).

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따라 저부하 운전 영역에서 배기 밸브 개폐 시기를 진각시키는 예를 도시한 그래프이다.3 is a graph showing an example of advancing the exhaust valve opening / closing timing in a low load operation region according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 발명의 실시 예에 따른 밸브 제어 장치(100)는 혼합연소 엔진이 저속/저부하 운전 중인 경우, 배기캠의 회전 타이밍을 앞당겨 배기 밸브 개폐 시기를 진각시킨다. Referring to FIG. 3, the valve control apparatus 100 according to the embodiment advances the exhaust valve opening / closing timing by advancing the rotation timing of the exhaust cam when the mixed combustion engine is in the low / low load operation.

이를 통해, 발명의 실시 예에 따른 밸브 제어 장치(100)는 저속/저부하 운전 영역에서 밸브 오버랩 기간을 감소시킨 NVO(Negative valve overlap)를 구현함으로써, 디젤 연료의 착화성을 증대시킨다. Accordingly, the valve control apparatus 100 according to the embodiment of the present invention realizes NVO (Negative Valve overlap) in which the valve overlap period is reduced in the low / low load operation region, thereby enhancing the ignitability of the diesel fuel.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따라 고부하 운전 영역에서 배기 밸브 개폐 시기를 지각시키는 예를 도시한 그래프이다.4 is a graph showing an example of perceiving an exhaust valve opening / closing timing in a high load operating region according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 그리고, 발명의 실시 예에 따른 밸브 제어 장치(100)는 혼합연소 엔진이 고부하 운전 중인 경우, 배기캠의 회전 타이밍의 늦춰서 배기 밸브의 개폐 시기를 지각시킨다. 도 4와 같이, 배기 밸브 개폐 시기를 지각시키는 경우에는 흡기 밸브와 배기 밸브가 동시에 열림 상태를 유지하는 밸브 오버랩 기간을 증가시킨다. Referring to FIG. 4, in the valve control apparatus 100 according to the embodiment of the present invention, when the mixed combustion engine is in a high-load operation, the rotation timing of the exhaust cam is delayed to perceive the opening and closing timing of the exhaust valve. As shown in Fig. 4, when the exhaust valve opening / closing timing is delayed, the valve overlap period in which the intake valve and the exhaust valve maintain the open state at the same time is increased.

따라서, 발명의 실시 예에 따른 밸브 제어 장치(100)는 일정부하 이상에서 밸브 오버랩 기간을 증가시킴으로써, 스케비징() 효과에 의해 노킹 발생을 억제한다.Therefore, the valve control apparatus 100 according to the embodiment of the present invention increases the valve overlap period over a certain load, thereby suppressing the occurrence of knocking by the scheduling () effect.

도 5는 도 4에 따라 고부하 운전 영역에서 노킹을 개선하는 예를 도시한 그래프이다. 5 is a graph showing an example of improving knocking in a high load operating region according to FIG.

도 5를 참조하면, 발명의 실시 예에 따른 밸브 제어 장치(100)는 고속/고부하 운전 영역에서 밸브 오버랩을 12도 정도 증가시킴으로써, 노킹 발생을 억제할 수 있다. 예를 들어, 고속/고부하 운전 영역에서 밸브 오버랩이 12도 증대되는 경우에는 노킹 강도(Ringing Intensity, RI)가 43 MW/m2에서 4 MW/m2로 감소되어 노킹 발생을 감소시킨다. Referring to FIG. 5, the valve control apparatus 100 according to the embodiment of the present invention can suppress the occurrence of knocking by increasing the valve overlap by about 12 degrees in the high-speed / high-load operation region. For example, if the increase in high-speed / high load operating range of 12 from the valve overlap in the Figure has been reduced to 43 MW / m 2 knock intensity (Intensity Ringing, RI) 4 MW / m 2 to reduce the knock generation.

이와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 혼합연소 엔진의 밸브 제어 장치는 디젤과 가솔린의 이중 연료를 이용한 혼합연소 엔진에서, 엔진 속도 및 부하에 따라 배기 밸브의 개폐 시기를 제어함으로써, 디젤 연료의 착화성 및 노킹 현상을 개선하여 연비를 개선할 수 있는 환경을 제공한다.As described above, in the mixed combustion engine using dual fuel of diesel and gasoline, the valve control apparatus of the mixed combustion engine according to the embodiment of the present invention controls the opening / closing timing of the exhaust valve according to the engine speed and load, Thereby providing an environment capable of improving fuel economy by improving ignition property and knocking phenomenon.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다. 이러한 기록 매체는 서버뿐만 아니라 사용자 단말에서도 실행될 수 있다.The embodiments of the present invention described above are not implemented only by the apparatus and method, but may be implemented through a program for realizing the function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded. Such a recording medium can be executed not only on a server but also on a user terminal.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

Claims (9)

혼합연소 엔진의 밸브 제어 장치가 디젤 연료와 가솔린 연료의 이중 연료를 이용한 혼합연소 엔진의 배기 밸브를 제어하는 방법에서,
혼합연소 엔진의 엔진 속도를 측정하는 단계,
측정된 상기 엔진 속도를 이용해서 상기 혼합연소 엔진의 운전 영역을 판단하는 단계, 그리고
상기 혼합연소 엔진의 운전 영역에 따라, 배기밸브의 개폐 시기를 조절하여 밸브 오버랩 시간을 제어하는 단계
를 포함하며,
상기 밸브 오버랩 시간을 제어하는 단계는,
상기 엔진의 운전 영역이 저부하 운전 영역인 경우, 배기캠 타이밍을 진각시켜 디젤 연료의 착화성을 증대시키고, 상기 엔진의 운전 영역이 고부하 운전 영역인 경우, 노킹 발생을 억제하도록 배기캠 타이밍을 지각시키도록 제어하되,
상기 엔진의 운전 영역이 저부하 운전 영역인 경우에는, 엔진의 제동 평균 유효 압력(Brake mean effective pressure, BMEP)을 설정값과 비교해서 배기캠 타이밍을 지각시키거나 배기캠 타이밍을 진각시키도록 제어하며,
상기 엔진의 운전 영역이 고부하 운전 영역인 경우에는, 상기 혼합연소 엔진에 설치된 연소압 센서에서 측정된 연소압을 이용해서 노킹 강도를 계산하고, 계산된 상기 노킹 강도가 설정값 이상인 경우, 배기캠 타이밍을 지각 시키도록 제어하는 혼합연소 엔진의 밸브 제어 방법.In a method for controlling an exhaust valve of a mixed combustion engine using dual fuel of diesel fuel and gasoline fuel,
Measuring the engine speed of the mixed combustion engine,
Determining an operation region of the mixed combustion engine using the measured engine speed, and
Controlling the valve overlap time by adjusting an opening / closing timing of the exhaust valve according to an operation region of the mixed combustion engine
/ RTI >
Wherein the step of controlling the valve overlap time comprises:
When the operation region of the engine is in the low load operation region, the exhaust cam timing is advanced to increase the ignitability of the diesel fuel, and when the operation region of the engine is the high load operation region, Respectively,
When the operation region of the engine is in the low load operation region, control is performed so that the exhaust cam timing is retarded or the exhaust cam timing is advanced by comparing the braking mean effective pressure (BMEP) of the engine with the set value ,
Wherein when the operating region of the engine is in a high load operating region, the knocking intensity is calculated using the combustion pressure measured by the combustion pressure sensor provided in the mixed combustion engine, and when the knocking intensity is equal to or higher than the set value, Wherein the control means controls the valve timing of the valve timing control means. 제1항에서,
상기 운전 영역을 판단하는 단계는,
측정된 상기 엔진 속도 또는 부하를 설정값과 비교하는 단계, 그리고
비교 결과, 상기 엔진 속도 또는 상기 부하가 상기 설정값 보다 큰 경우 고부하 운전 영역으로 판단하고, 상기 엔진 속도 또는 상기 부하가 상기 설정값 보다 작은 경우 저부하 운전 영역으로 판단하는 단계
를 포함하는 혼합연소 엔진의 밸브 제어 방법.The method of claim 1,
The step of determining the operation region includes:
Comparing the measured engine speed or load with a set point, and
Determining a high load operating region when the engine speed or the load is greater than the set value, and determining the low load operating region when the engine speed or the load is less than the set value;
And a valve timing control means for controlling the valve timing of the mixed combustion engine. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 디젤 연료와 가솔린 연료의 이중 연료를 이용한 혼합연소 엔진의 엔진 운전 정보를 측정하는 측정부,
상기 엔진 운전 정보를 이용해서 상기 혼합연소 엔진의 운전 영역을 판단하는 운전 영역 판단부, 그리고
상기 운전 영역에 따라, 배기캠 타이밍을 지각시키거나, 배기캠 타이밍을 진각시켜 배기밸브의 개폐 시기를 제어하는 제어부
를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 엔진의 운전 영역이 저부하 운전 영역인 경우, 배기캠 타이밍을 진각시켜 디젤 연료의 착화성을 증대시키고, 상기 엔진의 운전 영역이 고부하 운전 영역인 경우, 노킹 발생을 억제하도록 배기캠 타이밍을 지각시키도록 제어하되,
상기 엔진의 운전 영역이 저부하 운전 영역인 경우에는, 엔진의 제동 평균 유효 압력(Brake mean effective pressure, BMEP)을 설정값과 비교해서 배기캠 타이밍을 지각시키거나 배기캠 타이밍을 진각시키도록 제어하며,
상기 엔진의 운전 영역이 고부하 운전 영역인 경우에는, 상기 혼합연소 엔진에 설치된 연소압 센서에서 측정된 연소압을 이용해서 노킹 강도를 계산하고, 계산된 상기 노킹 강도가 설정값 이상인 경우, 배기캠 타이밍을 지각 시키도록 제어하는 혼합연소 엔진의 밸브 제어 장치.A measuring unit for measuring engine operating information of a mixed combustion engine using dual fuel of diesel fuel and gasoline fuel,
An operation region determination unit for determining an operation region of the mixed combustion engine using the engine operation information,
A control section for retarding the exhaust cam timing or advancing the exhaust cam timing in accordance with the operation region to control the opening and closing timing of the exhaust valve
/ RTI >
Wherein,
When the operation region of the engine is in the low load operation region, the exhaust cam timing is advanced to increase the ignitability of the diesel fuel, and when the operation region of the engine is the high load operation region, Respectively,
When the operation region of the engine is in the low load operation region, control is performed so that the exhaust cam timing is retarded or the exhaust cam timing is advanced by comparing the braking mean effective pressure (BMEP) of the engine with the set value ,
Wherein when the operating region of the engine is in a high load operating region, the knocking intensity is calculated using the combustion pressure measured by the combustion pressure sensor provided in the mixed combustion engine, and when the knocking intensity is equal to or higher than the set value, Of the mixed combustion engine. 제6항에서,
상기 운전 영역 판단부는,
상기 엔진 운전 정보 중에 엔진 속도를 설정값과 비교하고, 상기 엔진 속도가 설정값 보다 큰 경우 고부하 운전 영역으로 판단하고, 상기 엔진 속도가 설정값 보다 작은 경우 저부하 운전 영역으로 판단하는 혼합연소 엔진의 밸브 제어 장치.The method of claim 6,
The operation region determining unit may determine,
A mixed combustion engine for judging a high load operation region when the engine speed is larger than a set value and a low load operation region when the engine speed is smaller than a set value, Valve control device. 제7항에서,
상기 제어부는,
연소압 센서로 측정된 연소압, 상기 엔진 속도 및 연소압 상승률을 이용해서 노킹 강도를 계산하는 계산부, 그리고
계산된 상기 노킹 강도를 설정값과 비교하고, 상기 노킹 강도가 설정값 이상인 경우 상기 배기캠 타이밍을 지각 시키도록 제어하는 타이밍 제어부
를 포함하는 혼합연소 엔진의 밸브 제어 장치.8. The method of claim 7,
Wherein,
A calculation section for calculating the knocking intensity using the combustion pressure measured by the combustion pressure sensor, the engine speed and the combustion pressure increase rate, and
Compares the calculated knocking intensity with a set value, and controls the timing of the exhaust cam timing to be retarded when the knocking intensity is equal to or greater than a set value,
And the valve control device of the mixed combustion engine. 제8항에서,
상기 타이밍 제어부는,
상기 저부하 운전 영역으로 판단된 경우, 상기 배기캠 타이밍을 진각 시키도록 제어하는 혼합연소 엔진의 밸브 제어 장치.




9. The method of claim 8,
Wherein the timing control unit comprises:
And controls the exhaust cam timing to be advanced when it is determined that the engine is in the low load operating region.




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