KR101827513B1 - Egr 장치 - Google Patents
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Abstract
액셀의 조작 상태에 상관없이 아이들 상태인지 아닌지를 판단하여 EGR 밸브를 제어할 수 있는 EGR 장치의 제공을 목적으로 한다. 엔진(1)의 배기의 일부를 EGR 가스로서 엔진(1)의 흡기로 환류시키는 EGR 장치(8)로서, 엔진(1)의 회전수(N)가 저속측 임계값(Na)으로부터 고속측 임계값(Nb)까지의 사이에 있으며, 연료의 분사량(F)이 회전수(N)마다 설정되는 저분사량측 임계값(Fa)으로부터 고분사량측 임계값(Fb)까지의 사이에 있는 경우, EGR 가스의 유량을 제한하는 EGR 밸브(10)를 폐색시킨다.
Description
본 발명은 EGR 장치에 관한 것이다.
종래, 배기의 일부를 흡기로 환류시키는 EGR 장치를 마련한 엔진이 알려져 있다. EGR 장치에 의해 흡기로 산소 농도가 낮은 배기(EGR 가스)를 환류시킴으로써 연소 온도를 저하시켜, 질소 산화물의 발생을 억제하는 것이다. 이러한 엔진에서, 미연 연료가 많이 포함되는 아이들 운전 상태에서 배기가 장시간 환류되면, 미연 연료가 EGR 장치에 부착되어 EGR 시스템에 문제가 생길 가능성이 있다. 따라서, 엔진이 아이들 운전 상태인 경우, EGR 밸브(배기 환류 밸브)을 폐색하여 배기를 환류하지 않도록 제어되는 엔진이 알려져 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에 기재된 바와 같다.
특허문헌 1에 기재된 EGR 장치는, 클러치의 ON·OFF를 검출하는 클러치 센서의 검출 신호에 기초하여 EGR 밸브를 개폐한다. 구체적으로는, EGR 장치는 클러치 센서로부터 클러치 OFF 신호를 취득한 경우 즉, 액셀 조작을 하지 않는 경우, 엔진이 아이들 운전 상태라고 판단하여 EGR 밸브를 폐색 상태가 되도록 제어한다. 그러나, 발전기나 작업기 등은, 액셀을 소정의 위치에서 유지한 상태로 운전할 수 있도록 구성되어 있다. 따라서, 미연 연료가 포함되는 운전 조건에서, 액셀을 소정의 위치까지 조작하여 유지한 경우, 미연 연료가 포함되는 배기가 EGR 장치에 계속적으로 공급될 가능성이 있었다.
본 발명은 이상과 같은 상황을 감안한 것으로, 액셀의 조작 상태에 상관없이 아이들 상태인지 아닌지를 판단하여 EGR 밸브를 제어할 수 있는 EGR 장치의 제공을 목적으로 한다.
즉, 본 발명에서는 엔진의 배기의 일부를 EGR 가스로서 엔진의 흡기로 환류시키는 EGR 장치로서, 엔진의 회전수가 저속측 임계값으로부터 고속측 임계값까지의 사이에 있으며, 연료의 분사량이 회전수마다 설정되는 저분사량측 임계값으로부터 고분사량측 임계값까지의 사이에 있는 경우, EGR 가스의 유량을 제한하는 EGR 밸브를 폐색한다.
본 발명에서, 불감 회전수폭과 불감 분사량폭이 더 설정되고, 상기 회전수가 상기 저속측 임계값(Na)으로부터 불감 회전수폭(Nh)보다 상승하거나 회전수가 상기 고속측 임계값으로부터 불감 회전수폭보다 저하되며, 상기 분사량이 상기 저분사량측 임계값으로부터 불감 분사량폭보다 상승하거나 분사량이 상기 고분사량측 임계값으로부터 불감 분사량폭보다 저하되면 상기 EGR 밸브를 폐색한다.
본 발명에서, 상기 회전수가 소정 시간 이상 상기 저속측 임계값(Na)으로부터 상기 고속측 임계값(Nb)까지의 사이에 있으며, 상기 분사량이 소정 시간 이상 상기 저분사량측 임계값으로부터 상기 고분사량측 임계값까지의 사이에 있는 경우, 상기 EGR 밸브를 폐색한다.
본 발명에서, 상기 저속측 임계값, 상기 고속측 임계값, 상기 저분사량측 임계값 및 상기 고분사량측 임계값이 각각 복수 설정되어 상기 엔진의 사용 용도에 따라 선택적으로 변경된다.
본 발명은 이하에 나타낸 효과를 갖는다.
즉, 본 발명에 의하면, 엔진의 회전수와 연료의 분사량으로부터 아이들 운전 영역이 설정된다. 이에 따라, 액셀의 조작 상태에 상관없이 아이들 상태인지 아닌지를 판단하여 EGR 밸브를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 임계값 부근에서 회전수나 연료의 분사량이 변동되어도 안정적으로 운전 상태가 인식된다. 이에 따라, 액셀의 조작 상태에 상관없이 아이들 상태인지 아닌지를 판단하여 EGR 밸브를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 일시적으로 아이들 운전 영역에 해당하는 운전 상태가 되어도 아이들 상태라고 판단되지 않는다. 이에 따라, 액셀의 조작 상태에 상관없이 아이들 상태인지 아닌지를 판단하여 EGR 밸브를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 엔진의 사용 용도에 따라 적절한 아이들 운전 영역이 설정된다. 이에 따라, 액셀의 조작 상태에 상관없이 아이들 상태인지 아닌지를 판단하여 EGR 밸브를 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 엔진의 구성을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 엔진의 각 회전수에서의 최대 연료 분사량과 아이들 운전 영역의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 엔진의 일 실시 형태에서 EGR 장치(8)의 EGR 밸브의 개폐 제어의 형태를 나타내는 플로우 차트이다.
도 4는 본 발명에 따른 엔진의 일 실시 형태에서 EGR 장치(8)의 EGR 밸브의 회전수 판정 처리의 제어 상태를 나타내는 플로우 차트이다.
도 5는 본 발명에 따른 엔진의 일 실시 형태에서 EGR 장치(8)의 EGR 밸브의 분사량 판정 처리의 제어 상태를 나타내는 플로우 차트이다.
도 6의 (a)는 본 발명에 따른 엔진의 EGR 밸브의 제어 타이밍을 나타내는 그래프이고, (b)는 본 발명에 따른 엔진의 EGR 밸브 제어의 제1 실시 형태를 나타내는 그래프이며, (c)는 본 발명에 따른 엔진의 EGR 밸브 제어의 제2 실시 형태를 나타내는 그래프이고, (d)는 본 발명에 따른 엔진의 EGR 밸브 제어의 제3 실시 형태를 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 엔진의 각 회전수에서의 최대 연료 분사량과 아이들 운전 영역의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 엔진의 일 실시 형태에서 EGR 장치(8)의 EGR 밸브의 개폐 제어의 형태를 나타내는 플로우 차트이다.
도 4는 본 발명에 따른 엔진의 일 실시 형태에서 EGR 장치(8)의 EGR 밸브의 회전수 판정 처리의 제어 상태를 나타내는 플로우 차트이다.
도 5는 본 발명에 따른 엔진의 일 실시 형태에서 EGR 장치(8)의 EGR 밸브의 분사량 판정 처리의 제어 상태를 나타내는 플로우 차트이다.
도 6의 (a)는 본 발명에 따른 엔진의 EGR 밸브의 제어 타이밍을 나타내는 그래프이고, (b)는 본 발명에 따른 엔진의 EGR 밸브 제어의 제1 실시 형태를 나타내는 그래프이며, (c)는 본 발명에 따른 엔진의 EGR 밸브 제어의 제2 실시 형태를 나타내는 그래프이고, (d)는 본 발명에 따른 엔진의 EGR 밸브 제어의 제3 실시 형태를 나타내는 그래프이다.
이하, 도 1을 이용하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 엔진(1)에 대해 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 엔진(1)은 디젤 엔진이며, 본 실시 형태에서는 4개의 기통(3·3·3·3)을 가지는 직렬 4기통 엔진(1)이다. 한편, 본 실시 형태에서, 엔진(1)을 직렬 4기통으로 하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 엔진(1)은 과급기를 구비하고 있어도 된다.
엔진(1)은 흡기관(2)을 통하여 기통(3)의 내부에 공급되는 흡기 및 연료 분사 밸브(4·4·4·4)로부터 기통(3)의 내부에 공급되는 연료를 기통(3·3·3·3)의 내부에서 혼합하여 연소시킴으로써 출력축을 회전 구동시킨다. 엔진(1)은 연료의 연소에 의해 발생하는 배기를 배기관(5)을 통하여 외부로 배출한다.
엔진(1)은 엔진 회전수 검출 센서(6), 연료 분사 밸브(4)의 분사량 검출 센서(7), EGR 장치(8) 및 제어 장치인 ECU(12)를 구비한다.
엔진 회전수 검출 센서(6)는 엔진(1)의 회전수인 회전수(N)를 검출한다. 엔진 회전수 검출 센서(6)는 센서와 펄서로 구성되며 엔진(1)의 출력축에 마련된다. 한편, 본 실시 형태에서 엔진 회전수 검출 센서(6)를 센서와 펄서로 구성하고 있으나, 회전수(N)를 검출할 수 있는 것이면 무방하다.
분사량 검출 센서(7)는 연료 분사 밸브(4)로부터의 연료 분사량인 분사량(F)을 검출한다. 분사량 검출 센서(7)는 도시 생략한 연료 공급관의 중간부에 마련된다. 분사량 검출 센서(7)는 유량 센서로 구성된다. 한편, 본 실시 형태에서, 분사량 검출 센서(7)를 유량 센서로 구성하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 연료의 분사량(F)을 검출할 수 있는 것이면 무방하다.
EGR 장치(8)는 배기의 일부를 흡기로 환류한다. EGR 장치(8)는 EGR관(9), EGR 밸브(10), 개도 검출 센서(11), EGR 제어부인 ECU(12)를 구비한다.
EGR관(9)은 배기를 흡기관(2)으로 안내하기 위한 관이다. EGR관(9)은 흡기관(2)과 배기관(5)을 연통하도록 마련된다. 이에 따라, 배기관(5)을 통과하는 배기의 일부가 EGR관(9)을 통하여 흡기관(2)으로 안내된다. 즉, 배기의 일부가 EGR 가스로서 흡기로 환류 가능하게 구성되어 있다(이하, 간단히 「EGR 가스」라고 기재한다).
EGR 밸브(10)는 EGR관(9)을 통과하는 EGR 가스의 유량을 제한하는 것이다. EGR 밸브(10)는 노멀 클로즈드 타입의 전자식 유량 제어 밸브로 구성된다. EGR 밸브(10)는 EGR관(9)의 중간부에 마련된다. EGR 밸브(10)는 후술하는 ECU(12)로부터의 신호를 취득하여 EGR 밸브(10)의 개도를 변경할 수 있다. 한편, 본 실시 형태에서, EGR 밸브(10)를 노멀 클로즈드 타입의 전자식 유량 제어 밸브로 구성하였으나, EGR 가스의 유량을 제한할 수 있는 것이면 무방하다.
개도 검출 센서(11)는 EGR 밸브 개도(G)(도시 생략)를 검출한다. 개도 검출 센서(11)는 위치 검출 센서로 구성된다. 개도 검출 센서(11)는 EGR 밸브(10)에 마련된다. 한편, 본 실시 형태에서, 개도 검출 센서(11)를 위치 검출 센서로 구성하였으나, EGR 밸브 개도(G)를 검출할 수 있는 것이면 무방하다.
ECU(12)는 엔진(1)을 제어한다. 구체적으로는, 엔진(1) 본체나 EGR 장치(8)를 제어한다. ECU(12)에는 엔진(1)을 제어하기 위한 여러 가지 프로그램이나 회전수 임계값맵(M1)(도시 생략), 분사량측 임계값맵(M2)(도시 생략), 불감폭맵(M3)(도시 생략) 등의 데이터가 저장되어 있다. ECU(12)는 CPU, ROM, RAM, HDD 등이 버스로 접속되는 구성일 수도 있으며, 또는 LSI 등의 하나의 칩으로 이루어지는 구성일 수도 있다.
ECU(12)는 연료 분사 밸브(4·4·4·4)와 접속되어 연료 분사 밸브(4·4·4·4)를 제어할 수 있다.
ECU(12)는 엔진 회전수 검출 센서(6)에 접속되어 엔진 회전수 검출 센서(6)가 검출하는 회전수(N)를 취득할 수 있다.
ECU(12)는 분사량 검출 센서(7)에 접속되어 분사량 검출 센서(7)가 검출하는 분사량(F)을 취득할 수 있다.
ECU(12)는 EGR 밸브(10)와 접속되어 EGR 밸브(10)의 개폐를 제어할 수 있다.
ECU(12)는 개도 검출 센서(11)에 접속되어 개도 검출 센서(11)가 검출하는 EGR 밸브 개도(G)를 취득할 수 있다.
ECU(12)는 엔진(1)의 사용 용도로부터 회전수 임계값맵(M1)에 기초하여 아이들 상태로 판단되는 엔진(1)의 회전수(N)의 저속측 임계값(Na)과 고속측 임계값(Nb)을 산출할 수 있다.
ECU(12)는 취득한 엔진(1)의 사용 용도, 엔진(1)의 회전수(N) 및 분사량측 임계값맵(M2)에 기초하여, 각 회전수(N)에서 아이들 상태로 판단되는 엔진(1)의 분사량(F)의 저분사량측 임계값(Fa(n))과 고분사량측 임계값(Fb(n))을 산출할 수 있다.
ECU(12)는 엔진(1)의 사용 용도로부터 불감폭맵(M3)에 기초하여, EGR 밸브(10)를 폐색시키는 저속측 임계값(Na)과 고속측 임계값(Nb)으로부터의 불감 회전수폭(Nh) 및 저분사량측 임계값(Fa(n))과 고분사량측 임계값(Fb(n))으로부터의 불감 분사량폭(Fh)을 산출할 수 있다.
ECU(12)는 엔진(1)의 사용 용도, 구체적으로는 발전기용, 트랙터용, 백호용 등의 엔진(1)에 의해 구동되는 작업 장치의 종별을 외부로부터 설정할 수 있다. 이에 따라, ECU(12)는 엔진(1)의 사용 용도에 적합한 각종 설정값을 산출할 수 있다. 또한, ECU(12)는 도시 생략한 흡기 온도 센서나 기압 센서가 검출한 값에 따라 그 환경 상태에 따른 각종 설정값을 산출해도 무방하다.
이하, 도 2 내지 도 5를 이용하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 엔진(1)의 EGR 장치(8)의 제어 상태에 대해 설명한다.
ECU(12)는 취득한 엔진(1)의 사용 용도에 기초하여 회전수(N)의 저속측 임계값(Na)과 고속측 임계값(Nb), 분사량(F)의 저분사량측 임계값(Fa(n))과 고분사량측 임계값(Fb(n)) 및 불감 회전수폭(Nh)과 불감 분사량폭(Fh)을 산출한다. 그리고, ECU(12)는 취득한 회전수(N)와 분사량(F)이 각각의 임계값으로부터 정해지는 범위내인지 아닌지를 판정한다. ECU(12)는 회전수(N)와 분사량(F)이 각각의 임계값으로부터 정해지는 범위내라고 판정한 경우, 엔진(1)이 아이들 운전 상태라고 판단하여 EGR 밸브(10)를 폐색한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 회전수(N)의 저속측 임계값(Na)과 고속측 임계값(Nb) 및 분사량(F)의 저분사량측 임계값(Fa(n))과 고분사량측 임계값(Fb(n))은 최대 연료 분사량이 설정되어 있는 엔진(1)의 각 회전수(N)의 범위내에서 설정된다. ECU(12)는 회전수(N)가 저속측 임계값(Na)과 고속측 임계값(Nb) 사이이며, 분사량(F)이 저분사량측 임계값(Fa(n))과 고분사량측 임계값(Fb(n)) 사이에 있는 경우(도 2의 음영 부분), 엔진(1)이 아이들 운전 상태라고 판정한다.
또한, ECU(12)는 회전수(N)가 저속측 임계값(Na)과 고속측 임계값(Nb)으로 정해지는 범위외에서 범위내를 향해 상승 또는 하강하는 경우, 회전수(N)가 각 임계값으로부터 불감 회전수폭(Nh) 이상으로 상승 또는 하강하지 않으면 EGR 밸브(10)를 폐색하지 않는다. 마찬가지로, ECU(12)는 분사량(F)이 저분사량측 임계값(Fa(n))과 고분사량측 임계값(Fb(n))으로 정해지는 범위외에서 범위내를 향해 증가 또는 감소하는 경우, 분사량(F)이 각 임계값으로부터 불감 분사량폭(Fh) 이상으로 증가 또는 감소하지 않으면 EGR 밸브(10)를 폐색하지 않는다.
다음으로, 본 발명에 따른 EGR 장치(8)의 제어 형태에 대해 구체적으로 설명한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 스텝 S110에서 ECU(12)는 외부로부터 설정되는 엔진(1)의 사용 용도에 대한 설정을 취득하였는지 아닌지를 판정한다.
그 결과, 엔진(1)의 사용 용도에 대한 설정을 취득하지 않았다고 판정한 경우, ECU(12)는 스텝 S120으로 이행한다.
한편, 엔진(1)의 사용 용도에 대한 설정을 취득하였다고 판정한 경우, ECU(12)는 스텝 S160으로 이행한다.
스텝 S120에서, ECU(12)는 엔진(1)의 사용 용도에 대한 설정을 취득하고 스텝 S130으로 이행한다.
스텝 S130에서, ECU(12)는 취득한 엔진(1)의 사용 용도에 기초하여 회전수 임계값맵(M1)으로부터 회전수(N)의 저속측 임계값(Na)과 고속측 임계값(Nb)을 산출하고 스텝 S140으로 이행한다.
스텝 S140에서, ECU(12)는 취득한 엔진(1)의 사용 용도에 기초하여 분사량측 임계값맵(M2)으로부터 분사량(F)의 저분사량측 임계값(Fa(n))과 고분사량측 임계값(Fb(n))을 산출하고 스텝 S150으로 이행한다.
스텝 S150에서, ECU(12)는 취득한 엔진(1)의 사용 용도에 기초하여 불감폭맵(M3)으로부터 회전수(N)의 불감 회전수폭(Nh) 및 분사량(F)의 불감 분사량폭(Fh)을 산출하고 스텝 S160으로 이행한다.
스텝 S160에서, ECU(12)는 엔진 회전수 검출 센서(6)가 검출하는 회전수(N)를 취득하고, 분사량 검출 센서(7)가 검출하는 분사량(F)를 검출하고 스텝 S200으로 이행한다.
스텝 S200에서, ECU(12)는 회전수 판정 처리(A)를 개시하고 스텝 S210으로 이행한다(도 4 참조). 그리고, 회전수 판정 처리(A)가 종료되면 스텝 S400으로 이행한다.
스텝 S400에서, ECU(12)는 분사량 판정 처리(B)를 개시하고 스텝 S410으로 이행한다(도 5 참조). 그리고, 분사량 판정 처리(B)가 종료하면 스텝 S170으로 이행한다.
스텝 S170에서, ECU(12)는 회전수 판정 처리(A)와 분사량 판정 처리(B)의 판정 결과에 기초하여 회전수(N)와 분사량(F)이 모두 아이들 운전 상태로 하기 위한 조건을 만족하는지 아닌지를 판정한다.
그 결과, 회전수(N)와 분사량(F)이 모두 아이들 운전 상태로 하기 위한 조건을 만족한다고 판정한 경우, ECU(12)는 스텝 S180으로 이행한다.
한편, 회전수(N)와 분사량(F) 중 적어도 하나가 아이들 운전 상태로 하기 위한 조건을 만족하지 않는다고 판정한 경우, ECU(12)는 스텝 S110으로 이행한다.
스텝 S180에서, ECU(12)는 EGR 밸브를 폐색 상태로 제어하고 스텝 S110으로 이행한다.
스텝 S200에서, ECU(12)는 회전수 판정 처리(A)를 개시하고 스텝 S210으로 이행한다(도 4 참조).
도 4에 나타낸 바와 같이, 스텝 S210에서 ECU(12)는 취득한 회전수(N)가 저속측 임계값(Na) 이상이며 고속측 임계값(Nb) 이하인지 아닌지를 판정한다.
그 결과, 회전수(N)가 저속측 임계값(Na) 이상이며 고속측 임계값(Nb) 이하라고 판정한 경우, ECU(12)는 스텝 S220으로 이행한다.
한편, 저속측 임계값(Na) 이상이며 고속측 임계값(Nb) 이하가 아니라고 판정한 경우, ECU(12)는 스텝 S330으로 이행한다.
스텝 S220에서, ECU(12)는 취득한 회전수(N)가 저속측 임계값(Na)에 불감 회전수폭(Nh) 만큼을 가산한 회전수 이상인지 아닌지를 판정한다.
그 결과, 회전수(N)가 저속측 임계값(Na)에 불감 회전수폭(Nh) 만큼을 가산한 회전수 이상이라고 판정한 경우, ECU(12)는 스텝 S230으로 이행한다.
한편, 회전수(N)가 저속측 임계값(Na)에 불감 회전수폭(Nh) 만큼을 가산한 회전수 이상이 아니라고 판정한 경우, ECU(12)는 스텝 S320으로 이행한다.
스텝 S230에서, ECU(12)는 취득한 회전수(N)가 고속측 임계값(Nb)으로부터 불감 회전수폭(Nh) 만큼을 감산한 회전수 이하인지 아닌지를 판정한다.
그 결과, 회전수(N)가 고속측 임계값(Nb)으로부터 불감 회전수폭(Nh) 만큼을 감산한 회전수 이하라고 판정한 경우, ECU(12)는 스텝 S240으로 이행한다.
한편, 회전수(N)가 고속측 임계값(Nb)으로부터 불감 회전수폭(Nh) 만큼을 감산한 회전수 이하가 아니라고 판정한 경우, ECU(12)는 스텝 S310으로 이행한다.
스텝 S240에서, ECU(12)는 저속측 임계값(Na)에 불감 회전수폭(Nh) 만큼을 가산한 회전수 이상이며, 고속측 임계값(Nb)으로부터 불감 회전수폭(Nh) 만큼을 감산한 회전수 이하의 회전수(N)로 엔진(1)의 운전이 소정 시간 계속되고 있는지 아닌지를 판정한다.
그 결과, 저속측 임계값(Na)에 불감 회전수폭(Nh) 만큼을 가산한 회전수 이상이며, 고속측 임계값(Nb)으로부터 불감 회전수폭(Nh) 만큼을 감산한 회전수 이하의 회전수(N)로 엔진(1)의 운전이 소정 시간 계속되고 있다고 판정한 경우, ECU(12)는 스텝 S250으로 이행한다.
한편, 저속측 임계값(Na)에 불감 회전수폭(Nh) 만큼을 가산한 회전수 이상이며, 고속측 임계값(Nb)으로부터 불감 회전수폭(Nh) 만큼을 감산한 회전수 이하의 회전수(N)로 엔진(1)의 운전이 소정 시간 계속되지 않는다고 판정한 경우, ECU(12)는 회전수 판정 처리(A)를 종료하고 스텝 S400으로 이행한다(도 3 참조).
스텝 S250에서, ECU(12)는 회전수(N)가 아이들 운전 상태로 하기 위한 조건을 만족하고 있다고 판정하여, 회전수 판정 처리(A)를 종료하고 스텝 S200으로 이행한다(도 3 참조).
스텝 S310에서, ECU(12)는 취득한 회전수(N)가 고속측 임계값(Nb)으로부터 불감 회전수폭(Nh) 만큼을 감산한 회전수 이하의 회전수로부터 상승했는지 아닌지를 판정한다.
그 결과, 회전수(N)가 고속측 임계값(Nb)으로부터 불감 회전수폭(Nh) 만큼을 감산한 회전수 이하의 회전수로부터 상승했다고 판정한 경우, ECU(12)는 스텝을 S240으로 이행한다.
한편, 회전수(N)가 고속측 임계값(Nb)으로부터 불감 회전수폭(Nh) 만큼을 감산한 회전수 이하의 회전수로부터 상승하지 않았다고 판정한 경우, ECU(12)는 스텝 S330으로 이행한다.
스텝 S320에서, ECU(12)는 취득한 회전수(N)가 저속측 임계값(Na)으로부터 불감 회전수폭(Nh) 만큼을 가산한 회전수 이상의 회전수로부터 저하하였는지 아닌지를 판정한다.
그 결과, 취득한 회전수(N)가 저속측 임계값(Na)으로부터 불감 회전수폭(Nh) 만큼을 가산한 회전수 이상의 회전수로부터 저하되었다고 판정한 경우, ECU(12)는 스텝 S240으로 이행한다.
한편, 취득한 회전수(N)가 저속측 임계값(Na)으로부터 불감 회전수폭(Nh) 만큼을 가산한 회전수 이상의 회전수로부터 저하되지 않았다고 판정한 경우, ECU(12)는 스텝 S330으로 이행한다.
스텝 S330에서, ECU(12)는 회전수(N)가 아이들 운전 상태로 하기 위한 조건을 만족하지 않았다고 판정하여, 회전수 판정 처리(A)를 종료하고 스텝 S400으로 이행한다(도 3 참조).
도 3에 나타낸 바와 같이, 스텝 S400에서 ECU(12)는 분사량 판정 처리(B)를 개시하고, 스텝 S410으로 이행한다(도 5 참조).
도 5에 나타낸 바와 같이, 스텝 S410에서 ECU(12)는 취득한 분사량(F)이 저분사량측 임계값(Fa(n)) 이상이며 고분사량측 임계값(Fb(n)) 이하인지 아닌지를 판정한다.
그 결과, 분사량(F)이 저분사량측 임계값(Fa(n)) 이상이며 고분사량측 임계값(Fb(n)) 이하라고 판정한 경우, ECU(12)는 스텝 S420으로 이행한다.
한편, 저분사량측 임계값(Fa(n)) 이상이며 고분사량측 임계값(Fb(n)) 이하가 아니라고 판정한 경우, ECU(12)는 스텝 S530으로 이행한다.
스텝 S420에서, ECU(12)는 취득한 분사량(F)이 저분사량측 임계값(Fa(n))에 불감 분사량폭(Fh) 만큼을 가산한 분사량 이상인지 아닌지를 판정한다.
그 결과, 분사량(F)이 저분사량측 임계값(Fa(n))에 불감 분사량폭(Fh) 만큼을 가산한 분사량 이상이라고 판정한 경우, ECU(12)는 스텝 S430으로 이행한다.
한편, 분사량(F)이 저분사량측 임계값(Fa(n))에 불감 분사량폭(Fh) 만큼을 가산한 분사량 이상이 아니라고 판정한 경우, ECU(12)는 스텝 S520으로 이행한다.
스텝 S430에서, ECU(12)는 취득한 분사량(F)이 고분사량측 임계값(Fb(n))으로부터 불감 분사량폭(Fh) 만큼을 감산한 분사량 이하인지 아닌지를 판정한다.
그 결과, 분사량(F)이 고분사량측 임계값(Fb(n))으로부터 불감 분사량폭(Fh) 만큼을 감산한 분사량 이하라고 판정한 경우, ECU(12)는 스텝 S440으로 이행한다.
한편, 분사량(F)이 고분사량측 임계값(Fb(n))으로부터 불감 분사량폭(Fh) 만큼을 감산한 분사량 이하가 아니라고 판정한 경우, ECU(12)는 스텝 S510으로 이행한다.
스텝 S440에서, ECU(12)는 저분사량측 임계값(Fa(n))에 불감 분사량폭(Fh) 만큼을 가산한 분사량 이상이며 고분사량측 임계값(Fb(n))으로부터 불감 분사량폭(Fh) 만큼을 감산한 분사량 이하의 분사량(F)으로 엔진(1)의 운전이 소정 시간 계속하고 있는지 아닌지를 판정한다.
그 결과, 저분사량측 임계값(Fa(n))에 불감 분사량폭(Fh) 만큼을 가산한 분사량 이상이며 고분사량측 임계값(Fb(n))으로부터 불감 분사량폭(Fh) 만큼을 감산한 분사량 이하의 분사량(F)으로 엔진(1)의 운전이 소정 시간 계속된다고 판정한 경우, ECU(12)는 스텝 S250으로 이행한다.
한편, 저분사량측 임계값(Fa(n))에 불감 분사량폭(Fh) 만큼을 가산한 분사량 이상이며 고분사량측 임계값(Fb(n))으로부터 불감 분사량폭(Fh)만큼을 감산한 분사량 이하의 분사량(F)으로 엔진(1)의 운전이 소정 시간 계속되지 않는다고 판정한 경우, ECU(12)는 분사량 판정 처리(B)를 종료하고 스텝 S170으로 이행한다(도 3 참조).
스텝 S450에서, ECU(12)는 분사량(F)이 아이들 운전 상태로 하기 위한 조건을 만족한다고 판정하여, 분사량 판정 처리(B)를 종료하고 스텝 S170으로 이행한다(도 3 참조).
스텝 S510에서, ECU(12)는 취득한 분사량(F)이 고분사량측 임계값(Fb(n))으로부터 불감 분사량폭(Fh) 만큼을 감산한 분사량 이하의 분사량으로부터 증가하였는지 아닌지를 판정한다.
그 결과, 분사량(F)이 고분사량측 임계값(Fb(n))으로부터 불감 분사량폭(Fh) 만큼을 감산한 분사량 이하의 분사량으로부터 증가하였다고 판정한 경우, ECU(12)는 스텝 S440으로 이행한다.
한편, 분사량(F)이 고분사량측 임계값(Fb(n))으로부터 불감 분사량폭(Fh) 만큼을 감산한 분사량 이하의 분사량으로부터 증가하지 않았다고 판정한 경우, ECU(12)는 스텝 S530으로 이행한다.
스텝 S520에서, ECU(12)는 취득한 분사량(F)이 저분사량측 임계값(Fa(n))으로부터 불감 분사량폭(Fh) 만큼을 가산한 분사량 이상의 분사량으로부터 감소하였는지 아닌지를 판정한다.
그 결과, 취득한 분사량(F)이 저분사량측 임계값(Fa(n))으로부터 불감 분사량폭(Fh) 만큼을 가산한 분사량 이상의 분사량으로부터 감소하였다고 판정한 경우, ECU(12)는 스텝 S440으로 이행한다.
한편, 취득한 분사량(F)이 저분사량측 임계값(Fa(n))으로부터 불감 분사량폭(Fh) 만큼을 가산한 분사량 이상의 분사량으로부터 감소하지 않았다고 판정한 경우, ECU(12)는 스텝 S530으로 이행한다.
스텝 S530에서, ECU(12)는 분사량(F)이 아이들 운전 상태로 하기 위한 조건을 만족하지 않았다고 판정하여, 분사량 판정 처리(B)를 종료하고 스텝 S170으로 이행한다(도 3 참조).
이와 같이 구성함으로써, 엔진(1)의 회전수(N)와 연료의 분사량(F)으로부터 아이들 운전 영역이 설정된다. 그리고, 임계값의 부근에서 회전수(N)나 연료의 분사량(F)이 변동하여도 안정적으로 운전 상태가 인식된다. 또한, 일시적으로 아이들 운전 영역에 해당하는 운전 상태가 되어도 아이들 상태라고 판단되지 않는다. 또한, 엔진(1)의 사용 용도에 따라 적절한 아이들 운전 영역이 설정된다. 이에 따라, 도시 생략한 액셀의 조작 상태에 상관없이 아이들 상태인지 아닌지를 판단하여 EGR 밸브(10)를 제어할 수 있다.
다음으로, EGR 밸브(10)의 개방 제어에 대해 도 6을 이용하여 설명한다.
도 6의 (a)에 나타낸 바와 같이, ECU(12)는 운전 시간(T1)에서 엔진(1)의 운전 상태가 아이들 운전 조건을 만족하면, EGR 밸브(10)를 제어하기 위해 임의로 설정 가능한 카운트업 시간에 걸쳐 카운트업을 개시한다. ECU(12)는 운전 시간(T2)에서 카운트 시간이 소정 시간에 도달하면, EGR 밸브(10)를 폐색 상태로 한다. ECU(12)는 운전 시간(T3)에서 엔진(1)의 운전 상태가 아이들 운전 조건을 만족하지 않으면, 임의로 설정 가능한 카운트다운 시간에 걸쳐 카운트다운을 개시한다.
도 6의 (b)에 나타내는 EGR 밸브 제어의 제1 실시 형태로서, ECU(12)는 운전 시간(T2)에서 EGR 밸브(10)를 최대 폐색 속도로 폐색한다. 그리고, ECU(12)는 운전 시간(T3)에서 EGR 밸브(10)를 최대 개방 속도로 개방한다. 즉, ECU(12)는 엔진(1)의 운전 상태가 아이들 운전 조건을 만족하지 않게 되면, EGR 밸브(10)를 즉시 개방한다.
도 6의 (c)에 나타내는 EGR 밸브 제어의 제2 실시 형태로서, ECU(12)는 운전 시간(T2)에서 EGR 밸브(10)를 최대 폐색 속도로 폐색한다. 그리고, ECU(12)는 운전 시간(T4)에서 EGR 밸브(10)를 최대 개방 속도로 개방한다. 즉, ECU(12)는 엔진(1)의 운전 상태가 아이들 운전 조건을 만족하지 않으면 임의로 설정 가능한 카운트다운 시간 경과 후에 EGR 밸브(10)를 즉시 개방한다.
도 6의 (d)에 나타내는 EGR 밸브 제어의 제3 실시 형태로서, ECU(12)는 운전 시간(T2)에서 EGR 밸브(10)를 최대 폐색 속도로 폐색한다. 그리고, ECU(12)는 운전 시간(T3)에서 EGR 밸브(10)를 임의로 설정되는 개방 속도로 개방을 개시한다. 즉, ECU(12)는 엔진(1)의 운전 상태가 아이들 운전 조건을 만족하지 않게 되면, EGR 밸브(10)를 임의의 시간에 걸쳐 개방한다.
본 발명은, EGR 장치에 이용할 수 있다.
1: 엔진 8: EGR 장치
10: EGR 밸브 N: 회전수
Na: 저속측 임계값 Nb: 고속측 임계값
Fa(n): 저분사량측 임계값 Fb(n): 고분사량측 임계값
F: 분사량
10: EGR 밸브 N: 회전수
Na: 저속측 임계값 Nb: 고속측 임계값
Fa(n): 저분사량측 임계값 Fb(n): 고분사량측 임계값
F: 분사량
Claims (5)
- 엔진의 배기의 일부를 EGR 가스로서 엔진의 흡기에 환류시키는 EGR 장치로서,
엔진의 액셀의 조작 상태에 상관없이, 엔진의 회전수(N)와 연료의 분사량(F)으로부터 아이들 운전 상태인지 아닌지를 판단하여, EGR 가스의 유량을 제한하는 EGR 밸브 제어 장치를 구비하고,
상기 회전수(N)의, 저속측 임계값(Na)과, 고속측 임계값(Nb)과,
연료의 분사량(F)의, 상기 회전수(N)마다 설정되는 저분사량측 임계값 Fa(n)과, 고분사량측 임계값 Fb(n)과,
상기 저속측 임계값(Na)과 상기 고속측 임계값(Nb)에서의 불감 회전수폭(Nh)과,
상기 저분사량측 임계값 Fa(n)과 상기 고분사량측 임계값 Fb(n)에서의 불감 분사량폭(Fh)을 산출하고,
상기 회전수(N)가 상기 저속측 임계값(Na)으로부터 상기 고속측 임계값(Nb)까지의 사이에 있을 때, 상기 저속측 임계값(Na)과 상기 고속측 임계값(Nb)에, 상기 불감 회전수폭(Nh)을 가감하고,
상기 회전수(N)가 상기 저속측 임계값(Na)에 상기 불감 회전수폭(Nh)분을 가산한 회전수 이상인지 아닌지를 판정하여, 상기 회전수(N)가 상기 저속측 임계값(Na)에 상기 불감 회전수폭(Nh)분을 가산한 회전수 이상이라고 판정한 경우에는, 상기 취득한 회전수(N)가 상기 고속측 임계값(Nb)으로부터 상기 불감 회전수폭(Nh)분을 감산한 회전수 이하인지 아닌지를 판정하고,
상기 회전수(N)가, 상기 저속측 임계값(Na)에 상기 불감 회전수폭(Nh)분을 가산한 회전수 이상이 아니라고 판정한 경우에는, 상기 회전수(N)가 상기 저속측 임계값(Na)에 불감 회전수폭(Nh)분을 가산한 회전수 이상의 회전수로부터 저하해왔는지 아닌지를 판정하고,
상기 회전수(N)가, 상기 저속측 임계값(Na)에 불감 회전수폭(Nh)분을 가산한 회전수 이상의 회전수로부터 저하해 왔다고 판정한 경우에는,
상기 엔진의 운전 상태가 소정 시간 계속되고 있는지 아닌지를 판정하고,
상기 회전수(N)가, 상기 고속측 임계값(Nb)으로부터 상기 불감 회전수폭(Nh)분을 감산한 회전수이하가 아니라고 판정한 경우에는, 상기 회전수(N)가 상기 고속측 임계값(Nb)으로부터 불감 회전수폭(Nh)분을 감산한 회전수 이하의 회전수로부터 상승해왔는지 아닌지를 판정하고,
상기 회전수(N)가, 고속측 임계값(Nb)으로부터 불감 회전수폭(Nh)분을 감산한 회전수 이하의 회전수로부터 상승해왔다고 판정한 경우에는, 상기 엔진의 운전 상태가 소정 시간 계속되고 있는지 아닌지를 판정하고,
상기 연료의 분사량(F)이, 상기 회전수(N)마다 설정되는 상기 저분사량측 임계값 Fa(n)으로부터 상기 고분사량측 임계값 Fb(n)까지의 사이에 있는지 아닌지를 판단하고,
상기 저분사량측 임계값 Fa(n)으로부터 상기 고분사량측 임계값 Fb(n)까지의 사이에 있을 때, 상기 저분사량측 임계값 Fa(n)와 상기 고분사량측 임계값 Fb(n)에 상기 불감 분사량폭(Fh)을 가감하고,
상기 연료의 분사량(F)이, 상기 저분사량측 임계값 Fa(n)에 상기 불감 분사량폭(Fh)분을 가산한 분사량 이상인지 아닌지를 판정하여, 상기 연료의 분사량(F)이 상기 저분사량측 임계값 Fa(n)에 상기 불감 분사량폭(Fh)분을 가산한 분사량 이상이라고 판정한 경우에는, 상기 연료의 분사량(F)이, 상기 고분사량측 임계값 Fb(n)으로부터 상기 불감 분사량폭(Fh)분을 감산한 분사량 이하인지 아닌지를 판정하고,
상기 연료의 분사량(F)이 상기 저분사량측 임계값 Fa(n)에 상기 불감 분사량폭(Fh)분을 가산한 분사량 이상이 아니라고 판정한 경우에는, 상기 연료의 분사량(F)이 상기 저분사량측 임계값 a(n)에 상기 불감 분사량폭(Fh)분을 가산한 분사량 이상의 분사량으로부터 감소해왔는지 아닌지를 판정하고,
상기 연료의 분사량(F)이 상기 저분사량측 임계값 Fa(n)에 상기 불감 분사량폭(Fh)분을 가산한 분사량 이상의 분사량으로부터 감소해왔다고 판정한 경우에는,
상기 엔진의 운전 상태가 소정 시간 계속되고 있는지 아닌지를 판정하고,
상기 연료의 분사량(F)이 고분사량측 임계값 Fb(n)으로부터 불감 분사량폭(Fh)분을 감산한 분사량 이하가 아니라고 판정한 경우에는, 상기 연료의 분사량(F)가, 고분사량측 임계값 Fb(n)로부터 불감 분사량폭(Fh)분을 감산한 분사량 이하의 분사량으로부터 증가해 왔는지 아닌지를 판정하고,
상기 연료의 분사량(F)이 고분사량측 임계값 Fb(n)으로부터 불감 분사량폭(Fh)분을 감산한 분사량 이하의 분사량으로부터 증가해왔다고 판정한 경우에는,
상기 엔진의 운전 상태가 소정 시간 계속되고 있는지 아닌지를 판정하고,
상기 엔진의 운전 상태가 소정 시간 계속되고 있는 경우에는,
상기 EGR 밸브 제어장치는, 아이들 운전 상태라고 판정하여, 상기 EGR밸브를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 EGR 장치. - 제1항에 있어서,
상기 저속측 임계값(Na), 상기 고속측 임계값(Nb), 상기 저분사량측 임계값 Fa(n) 및 상기 고분사량측 임계값 Fb(n)이 각각 복수 설정되고, 상기 엔진의 사용 용도에 따라 선택적으로 변경되는 EGR 장치. - 제2항에 있어서,
상기 엔진의 사용 용도는, 발전기용, 트랙터용, 백호용 등의 각종 작업 장치인 EGR 장치.
- 삭제
- 삭제
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