KR101875644B1 - Engine system - Google Patents

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KR101875644B1
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Abstract

본 발명에 따른 엔진 시스템은 외기를 흡입하는 흡기 라인, 상기 흡기 라인을 통해 공급된 외기와 연료를 연소하고 구동력을 발생시키는 연소실을 포함하는 엔진, 상기 엔진의 연소실에서 연소된 배기가스를 배출하는 배기 라인, 상기 배기 라인을 흐르는 배기 가스에 의해 작동하는 터빈과 상기 흡기 라인의 외기를 압축하는 컴프레서를 포함하는 터보차저, 상기 터보차저의 터빈을 통과한 배기 가스를 유해 성분을 저감시키는 촉매 유닛, 상기 배기가스의 산소 농도를 측정하는 산소 센서, 상기 배기가스의 질소산화물 농도를 검출하는 질소산화물 센서, 상기 배기가스 중 일부를 상기 엔진으로 유입시키도록 구비된 EGR 밸브, 그리고 상기 엔진의 운전 정보를 검출하고, 검출된 운전 정보를 이용해서 배기가스의 산소 농도를 예측하며, 상기 예측된 산도 농도와 상기 측정된 산소 농도를 비교해서 상기 EGR 밸브의 작동을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 산소 센서의 고장 여부를 판단하고, 상기 산소 센서가 고장난 경우, 상기 질소산화물 센서를 이용해 상기 배기가스의 산소 농도를 측정하도록 제어한다.An engine system according to the present invention is an engine system comprising an intake line for sucking outside air, an engine including an outside air supplied through the intake line and a combustion chamber for burning fuel and generating a driving force, A turbocharger including a turbine driven by exhaust gas flowing through the exhaust line and a compressor for compressing the outside air of the intake line, a catalyst unit for reducing harmful components in the exhaust gas passing through the turbine of the turbocharger, An oxygen sensor for measuring an oxygen concentration of the exhaust gas, a nitrogen oxide sensor for detecting a nitrogen oxide concentration of the exhaust gas, an EGR valve for introducing a part of the exhaust gas into the engine, Predicts the oxygen concentration of the exhaust gas using the detected operation information, And a control unit for controlling the operation of the EGR valve by comparing the concentration of the oxygen sensor with the measured oxygen concentration, wherein the controller determines whether the oxygen sensor is faulty, and when the oxygen sensor is out of order, And controls the oxygen concentration of the exhaust gas to be measured.

Description

엔진 시스템{ENGINE SYSTEM}Engine system {ENGINE SYSTEM}

본 발명은 배기 가스의 흐름을 제어하는 엔진 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기가스의 산소 농도를 측정해 EGR 밸브의 작동을 제어하는 엔진 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine system for controlling the flow of an exhaust gas, and more particularly to an engine system for measuring an oxygen concentration of an exhaust gas to control the operation of the EGR valve.

일반적으로, 디젤엔진의 주요 배기가스는 입자상 물질과 질소산화물이다. 그러나 입자상 물질의 주요 성분인 soot는 고온과 높은 산소 상태에서 저감될 수 있으나, 질소산화물은 주로 고온 영역에서 발생하게 된다.In general, the main exhaust gases of diesel engines are particulate matter and nitrogen oxides. However, soot, which is a major component of particulate matter, can be reduced at high temperatures and high oxygen levels, but nitrogen oxides occur mainly in high temperature regions.

질소산화물을 저감시키기 위해서 연소실 내에 배기가스를 재순환 시키는 EGR(Exhaust Gas Recirculation)기술이 사용되고 있다. 즉, 연소실 내의 배기가스 농도가 높아질수록 연소 온도가 낮아지기 때문에 질소산화물을 저감시킬 수 있다. An exhaust gas recirculation (EGR) technique for recirculating the exhaust gas into the combustion chamber is used in order to reduce nitrogen oxides. That is, the higher the exhaust gas concentration in the combustion chamber, the lower the combustion temperature, and therefore the nitrogen oxide can be reduced.

그리고, 공연비 측정을 통해 EGR 듀티 제어 및 연료 분사량을 보정하기 위한 목적으로 터보차저의 후단에 산소센서가 적용되고 있다. An oxygen sensor is applied to the rear end of the turbocharger for the purpose of EGR duty control and correction of the fuel injection amount through the air-fuel ratio measurement.

하지만, 상기 산소 센서에 고장이 발생하는 경우에는 배기가스의 산소 농도를 정확히 측정하지 못해 EGR 제어의 신뢰성이 떨어지는 어려움이 있다.However, when a failure occurs in the oxygen sensor, the oxygen concentration of the exhaust gas can not be accurately measured, and thus the reliability of the EGR control is poor.

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 산소 센서가 고장난 경우에 질소산화물 센서를 이용해 배기가스의 산소 농도를 측정할 수 있는 엔진 시스템을 제안하고자 한다.The present invention proposes an engine system capable of measuring the oxygen concentration of an exhaust gas using a nitrogen oxide sensor when the oxygen sensor fails.

본 발명의 엔진 시스템은 외기를 흡입하는 흡기 라인, 상기 흡기 라인을 통해 공급된 외기와 연료를 연소하고 구동력을 발생시키는 연소실을 포함하는 엔진, 상기 엔진의 연소실에서 연소된 배기가스를 배출하는 배기 라인, 상기 배기 라인을 흐르는 배기 가스에 의해 작동하는 터빈과 상기 흡기 라인의 외기를 압축하는 컴프레서를 포함하는 터보차저, 상기 터보차저의 터빈을 통과한 배기 가스를 유해 성분을 저감시키는 촉매 유닛, 상기 배기가스의 산소 농도를 측정하는 산소 센서, 상기 배기가스의 질소산화물 농도를 검출하는 질소산화물 센서, 상기 배기가스 중 일부를 상기 엔진으로 유입시키도록 구비된 EGR 밸브, 그리고 상기 엔진의 운전 정보를 검출하고, 검출된 운전 정보를 이용해서 배기가스의 산소 농도를 예측하며, 상기 예측된 산도 농도와 상기 측정된 산소 농도를 비교해서 상기 EGR 밸브의 작동을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 산소 센서의 고장 여부를 판단하고, 상기 산소 센서가 고장난 경우, 상기 질소산화물 센서를 이용해 상기 배기가스의 산소 농도를 측정하도록 제어한다.An engine system of the present invention includes an intake line for sucking outside air, an engine including an outside air supplied through the intake line and a combustion chamber for burning fuel and generating a driving force, an exhaust line for exhausting the exhaust gas burned in the combustion chamber of the engine A turbocharger including a turbine operated by an exhaust gas flowing through the exhaust line and a compressor for compressing an outside air of the intake line, a catalyst unit for reducing harmful components of the exhaust gas passed through the turbine of the turbocharger, An oxygen sensor for measuring an oxygen concentration of the exhaust gas, a nitrogen oxide sensor for detecting a nitrogen oxide concentration of the exhaust gas, an EGR valve for introducing a part of the exhaust gas into the engine, , The oxygen concentration of the exhaust gas is predicted using the detected operation information, and the predicted acidity concentration And a control unit for controlling the operation of the EGR valve by comparing the measured oxygen concentration, wherein the control unit determines whether the oxygen sensor is faulty, and when the oxygen sensor is out of order, So as to measure the oxygen concentration of the gas.

상기 제어부는, 상기 산소 센서의 고장 여부를 검출하는 고장 검출부를 포함할 수 있다.The control unit may include a failure detection unit for detecting failure of the oxygen sensor.

상기 고장 검출부는, 상기 산소 센서에서 측정된 산소 농도와 상기 질소산화물 센서에서 측정된 산소 농도를 비교하여 상기 산소 센서의 고장 여부를 검출할 수 있다.The failure detecting unit may detect the failure of the oxygen sensor by comparing the oxygen concentration measured by the oxygen sensor and the oxygen concentration measured by the nitrogen oxide sensor.

상기 고장 검출부는, 상기 산소 센서에서 측정된 산소 농도와 상기 질소산화물 센서에서 측정된 산소 농도의 차이값을 임계값과 비교하여 상기 산소 센서의 고장 여부를 판단할 수 있다.The failure detecting unit may determine whether the oxygen sensor is malfunctioning by comparing the difference between the oxygen concentration measured by the oxygen sensor and the oxygen concentration measured by the nitrogen oxide sensor with a threshold value.

상기 촉매 유닛은, 산화 촉매를 포함하는 디젤 산화 촉매(DOC: diesel oxidation catalyst), 그리고 입자상 물질을 걸러내는 디젤 매연 필터(DPF; diesel particulate filter)를 포함할 수 있다.The catalyst unit may include a diesel oxidation catalyst (DOC) containing an oxidation catalyst, and a diesel particulate filter (DPF) for filtering particulate matter.

상기 질소산화물 센서는, 상기 촉매 유닛의 후단에 배치될 수 있다.The nitrogen oxide sensor may be disposed at a rear end of the catalyst unit.

상기 운전 정보는, 엔진 RPM, 엔진의 부스트 압력 또는, 흡입 공기 유량 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The operation information may include at least one of engine RPM, engine boost pressure, or intake air flow rate.

본 발명에 따르면, 산소 센서가 고장난 경우, 질소산화물 농도를 검출하는 질소산화물 센서를 이용해 배기가스의 산소 농도를 측정함으로써, 산소 센서의 고장으로 인한 엔진의 성능 저하를 방지하고, EGR 제어의 신뢰성을 향상시키며, 연비를 향상 시킬 수 있는 환경을 제공한다.According to the present invention, when the oxygen sensor fails, the oxygen concentration of the exhaust gas is measured using the nitrogen oxide sensor that detects the nitrogen oxide concentration, thereby preventing degradation of the engine due to failure of the oxygen sensor, And provides an environment for improving fuel economy.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 엔진 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따라 배기가스의 산소 농도를 측정해 EGR 밸브를 제어하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따라 산소 센서의 고장 여부를 검출하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다.1 is a block diagram schematically showing an engine system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart briefly illustrating a process of controlling the EGR valve by measuring the oxygen concentration of the exhaust gas according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart briefly illustrating a process of detecting a failure of an oxygen sensor according to an embodiment of the present invention.

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 3을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 엔진 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.Now, an engine system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 엔진 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 이때, 엔진 시스템은 본 발명의 실시예에 따른 설명을 위해 필요한 개략적인 구성만을 도시할 뿐 이러한 구성에 국한되는 것은 아니다.1 is a block diagram schematically showing an engine system according to an embodiment of the present invention. At this time, the engine system shows only 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 엔진 시스템은 흡기라인(100), 터보차저(110), 인터쿨러(120), 흡기 스로틀 밸브(130), EGR 밸브(140), EGR 쿨러(150), 엔진(160), 배기라인(170), 산소 센서(172), 촉매 유닛(180), 질소산화물 센서(182), 및 제어부(200)을 포함한다.Referring to FIG. 1, an engine system according to an embodiment of the present invention includes an intake line 100, a turbocharger 110, an intercooler 120, an intake throttle valve 130, an EGR valve 140, an EGR cooler 150, an engine 160, an exhaust line 170, an oxygen sensor 172, a catalyst unit 180, a nitrogen oxide sensor 182, and a control unit 200.

상기 흡기라인(100)으로 외기가 공급된다. 그리고, 터보차저(110)는 배기라인(170)에 설치된 터빈(114)과 흡기라인(100)에 설치된 컴프레서(112)를 포함한다. 터보차저(110)는 배기라인(170)을 흐르는 배기가스에 의해서 터빈(114)을 회전시키고, 상기 터빈(114)은 상기 흡기라인(100)을 흐르는 외기를 압축하여 상기 엔진(160)의 연소실로 공급한다.And the outside air is supplied to the intake line 100. The turbocharger 110 includes a turbine 114 installed in the exhaust line 170 and a compressor 112 installed in the intake line 100. The turbocharger 110 rotates the turbine 114 by the exhaust gas flowing through the exhaust line 170 and the turbine 114 compresses the outside air flowing through the intake line 100, .

상기 흡기 라인(100)을 통해 공급된 외기와 연료는 상기 연소실로 공급되고, 상기 연소실 내에서 연소되어 구동력을 발생시킨다.The outside air and fuel supplied through the intake line 100 are supplied to the combustion chamber and are burned in the combustion chamber to generate a driving force.

인터쿨러(120)는 상기 흡기라인(100)을 흐르는 흡기를 냉각시킨다. 그리고, 흡기 스로틀 밸브(130)는 흡기라인(100)에 배치되고, 흡기라인(100)을 개폐하도록 구비된다. 상기 EGR 밸브(140)은 상기 엔진(160)의 연소실에서 배출되는 배기가스를 상기 흡기라인(100)으로 재순환시킨다.The intercooler 120 cools the intake air flowing through the intake line 100. The intake throttle valve 130 is disposed in the intake line 100 and is provided to open and close the intake line 100. The EGR valve 140 recirculates the exhaust gas discharged from the combustion chamber of the engine 160 to the intake line 100.

상기 배기라인(170)에서 상기 터보차저(110)의 하류측에는 촉매 유닛(180)이 배치되는데, 상기 촉매 유닛(180)은 디젤산화촉매(DOC; diesel oxidation catalyst)와 디젤매연필터(DPF; diesel particulate filter)를 포함한다.A catalytic unit 180 is disposed downstream of the turbocharger 110 in the exhaust line 170. The catalytic unit 180 includes a diesel oxidation catalyst (DOC) and a diesel particulate filter (DPF) particulate filter.

그리고, 배기라인(170)에는 산소 센서(172) 및 질소산화물 센서(182)가 배치된다. 산소 센서(172)는 터빈(114)과 촉매 유닛(180) 사이에 배치되고, 배기가스의 산소 농도를 측정한다. In the exhaust line 170, an oxygen sensor 172 and a nitrogen oxide sensor 182 are disposed. The oxygen sensor 172 is disposed between the turbine 114 and the catalyst unit 180 and measures the oxygen concentration of the exhaust gas.

질소산화물 센서(182)는 촉매 유닛(180)의 후단에 배치되고, 배기가스의 질소산화물 농도를 검출한다. The nitrogen oxide sensor 182 is disposed at the rear end of the catalyst unit 180 and detects the nitrogen oxide concentration of the exhaust gas.

그리고, 제어부(200)는 엔진(160)의 운전 정보를 검출하고, 검출된 운전 정보를 이용해서 배기가스의 산소 농도를 예측한다. Then, the control unit 200 detects the operation information of the engine 160 and predicts the oxygen concentration of the exhaust gas using the detected operation information.

제어부(200)는 산소 센서(172)의 고장 여부를 판단하고, 산소 센서(172)가 고장난 경우, 상기 질소산화물 센서(182)를 이용해 배기가스의 산소 농도를 측정하도록 제어한다. The control unit 200 determines whether or not the oxygen sensor 172 has failed and controls the oxygen concentration of the exhaust gas to be measured using the nitrogen oxide sensor 182 when the oxygen sensor 172 fails.

그리고, 제어부(200)는 예측된 산도 농도와 상기 산소 센서(172) 또는 상기 질소산화물 센서(182)에서 측정된 산소 농도를 비교해서 상기 EGR 밸브(140)의 작동을 제어한다.The control unit 200 compares the predicted acid concentration with the oxygen concentration measured by the oxygen sensor 172 or the nitrogen oxide sensor 182 to control the operation of the EGR valve 140.

이러한 목적을 위하여, 제어부(200)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템의 동작 프로세스를 수행하도록 프로그래밍 된 것일 수 있다.For this purpose, the control unit 200 may be implemented with one or more processors operated by the set program, and the set program may be programmed to perform the operation process of the engine system according to the embodiment of the present invention.

제어부(200)는 본 발명의 한 실시예에 따라 고장 검출부(210), 운전 정보 검출부(220), 및 EGR 밸브 제어부(230)을 포함한다.The controller 200 includes a failure detector 210, an operation information detector 220, and an EGR valve controller 230 according to an embodiment of the present invention.

고장 검출부(210)는 산소 센서(172)의 고장 여부를 검출한다. 고장 검출부(210)는 산소 센서(172)에서 측정된 산소 농도와 상기 질소산화물 센서(182)에서 측정된 산소 농도를 비교하여 상기 산소 센서(172)의 고장 여부를 검출할 수 있다.The failure detection unit 210 detects the failure of the oxygen sensor 172. The failure detection unit 210 may detect whether the oxygen sensor 172 has failed by comparing the oxygen concentration measured by the oxygen sensor 172 with the oxygen concentration measured by the nitrogen oxide sensor 182. [

운전 정보 검출부(220)는 상기 엔진(160)의 운전 정보를 검출한다. 여기서, 상기 운전 정보는 엔진 RPM, 엔진의 부스트 압력 또는, 흡입 공기 유량 중 적어도 하나를 포함한다. The operation information detecting unit 220 detects the operation information of the engine 160. Here, the operation information includes at least one of engine RPM, boost pressure of the engine, or intake air flow rate.

EGR 밸브 제어부(230)는 상기 엔진(160)의 운전 정보를 이용해서 배기가스의 산소 농도를 예측하고, 예측된 산도 농도를 산소 센서(172) 또는 상기 질소산화물 센서(182)에서 측정된 산소 농도와 비교해서 상기 EGR 밸브(140)의 작동을 제어한다.The EGR valve control unit 230 predicts the oxygen concentration of the exhaust gas using the operation information of the engine 160 and supplies the predicted concentration of the oxygen to the oxygen sensor 172 or the oxygen concentration measured by the nitrogen oxide sensor 182 And controls the operation of the EGR valve 140 as compared with the EGR valve 140 shown in FIG.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따라 배기가스의 산소 농도를 측정해 EGR 밸브를 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 the EGR valve by measuring the oxygen concentration of the exhaust gas 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 엔진 시스템은 엔진의 운전 정보를 검출하고, 검출된 운전 정보를 이용해 배기가스의 산소 농도를 예측한다(S102, S104). 여기서, 상기 운전 정보는 엔진 RPM, 엔진의 부스트 압력 또는, 흡입 공기 유량 중 적어도 하나를 포함한다. Referring to FIG. 2, the engine system according to an embodiment of the present invention detects the operation information of the engine and predicts the oxygen concentration of the exhaust gas using the detected operation information (S102, S104). Here, the operation information includes at least one of engine RPM, boost pressure of the engine, or intake air flow rate.

그리고, 본 발명의 한 실시예에 따른 엔진 시스템은 산소 센서(172)의 고장 여부를 판단하고, 고장이 아닌 경우, 산소 센서(172)를 이용해 산소 농도를 측정하도록 제어한다(S106, S108).The engine system according to an embodiment of the present invention determines whether or not the oxygen sensor 172 has failed, and controls the oxygen sensor 172 to measure the oxygen concentration using the oxygen sensor 172 (S106, S108).

본 발명의 한 실시예에 따른 엔진 시스템은 예측된 산도 농도와 산소 센서(172)에서 측정된 산소 농도와 비교해서 상기 EGR 밸브(140)의 작동을 제어한다(S110, S112).The engine system according to an embodiment of the present invention controls the operation of the EGR valve 140 in comparison with the predicted acid concentration and the oxygen concentration measured by the oxygen sensor 172 (S110, S112).

산소 센서(172)가 고장으로 판단되는 경우, 질소산화물 센서(182)의 고장 여부를 판단한다(S114). 질소산화물 센서(182)가 고장이 아닌 경우, 질소산화물 센서(182)로 배기가스의 산소 농도를 측정한다(S116). 이때, 본 발명의 한 실시예에 따른 엔진 시스템은 예측된 산도 농도와 질소산화물 센서(182)에서 측정된 산소 농도와 비교해서 상기 EGR 밸브(140)의 작동을 제어할 수 있다.If it is determined that the oxygen sensor 172 has failed, it is determined whether the nitrogen oxide sensor 182 has failed (S114). If the nitrogen oxide sensor 182 is not malfunctioning, the oxygen concentration of the exhaust gas is measured by the nitrogen oxide sensor 182 (S116). At this time, the engine system according to an embodiment of the present invention can control the operation of the EGR valve 140 in comparison with the predicted acid concentration and the oxygen concentration measured at the nitrogen oxide sensor 182.

그리고, 질소산화물 센서(182)도 고장으로 판단되는 경우, 본 발명의 한 실시예에 따른 엔진 시스템은 경고등을 작동시키고, 엔진의 출력을 제한한다 (S118, S120).If it is determined that the nitrogen oxide sensor 182 is also malfunctioning, the engine system according to the embodiment of the present invention activates the warning lamp and restricts the output of the engine (S118, S120).

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따라 산소 센서의 고장 여부를 검출하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다. 이하의 흐름도는 도 1의 구성과 연계하여 동일한 도면부호를 사용하여 설명한다.3 is a flowchart briefly illustrating a process of detecting a failure of an oxygen sensor 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 3을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 엔진 시스템은 산소 센서(172)로 배기가스의 산소 농도를 측정한다(S202).Referring to FIG. 3, the engine system according to an embodiment of the present invention measures the oxygen concentration of the exhaust gas with the oxygen sensor 172 (S202).

또한, 본 발명의 한 실시예에 따른 엔진 시스템은 질소산화물 센서(182)를 이용해 배기가스의 산소 농도를 측정한다(S204). In addition, the engine system according to an embodiment of the present invention measures the oxygen concentration of the exhaust gas using the nitrogen oxide sensor 182 (S204).

그리고, 본 발명의 한 실시예에 따른 엔진 시스템은 산소 센서(172)에서 측정된 산소 농도와 질소산화물 센서(182)에서 측정된 산소 농도의 차이값을 임계값과 비교한다(S206).The engine system according to an embodiment of the present invention compares the difference between the oxygen concentration measured by the oxygen sensor 172 and the oxygen concentration measured by the nitrogen oxide sensor 182 with a threshold value (S206).

이때, 상기 산소 농도의 차이값이 상기 임계값을 초과하는 경우, 본 발명의 한 실시예에 따른 엔진 시스템은 산소 센서(172)가 고장난 것으로 판단한다(S208).At this time, if the difference value of the oxygen concentration exceeds the threshold value, the engine system according to the embodiment of the present invention determines that the oxygen sensor 172 has failed (S208).

이와 같이, 발명의 한 실시예에 따른 엔진 시스템은 산소 센서가 고장난 경우, 질소산화물 농도를 검출하는 질소산화물 센서를 이용해 배기가스의 산소 농도를 측정함으로써, 산소 센서의 고장으로 인한 엔진의 성능 저하를 방지하고, EGR 제어의 신뢰성을 향상시키며, 연비를 향상 시킬 수 있는 환경을 제공한다.As described above, in the engine system according to the embodiment of the present invention, when the oxygen sensor fails, the oxygen concentration of the exhaust gas is measured using the nitrogen oxide sensor that detects the nitrogen oxide concentration, , Improves the reliability of EGR control, and provides an environment in which fuel economy can be improved.

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 (7)

외기를 흡입하는 흡기 라인,
상기 흡기 라인을 통해 공급된 외기와 연료를 연소하고 구동력을 발생시키는 연소실을 포함하는 엔진,
상기 엔진의 연소실에서 연소된 배기가스를 배출하는 배기 라인,
상기 배기 라인을 흐르는 배기 가스에 의해 작동하는 터빈과 상기 흡기 라인의 외기를 압축하는 컴프레서를 포함하는 터보차저,
상기 터보차저의 터빈을 통과한 배기 가스를 유해 성분을 저감시키는 촉매 유닛,
상기 배기가스의 산소 농도를 측정하는 산소 센서,
상기 배기가스의 질소산화물 농도를 검출하는 질소산화물 센서,
상기 배기가스 중 일부를 상기 엔진으로 유입시키도록 구비된 EGR 밸브, 그리고
상기 엔진의 운전 정보를 검출하고, 검출된 운전 정보를 이용해서 배기가스의 산소 농도를 예측하며, 상기 예측된 산도 농도와 상기 측정된 산소 농도를 비교해서 상기 EGR 밸브의 작동을 제어하는 제어부
를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 산소 센서의 고장 여부를 판단하고, 상기 산소 센서가 고장난 경우, 상기 질소산화물 센서를 이용해 상기 배기가스의 산소 농도를 측정하도록 제어하는 엔진 시스템.An intake line for sucking outside air,
An engine including an outside air supplied through the intake line and a combustion chamber for burning fuel and generating a driving force,
An exhaust line for exhausting the exhaust gas burned in the combustion chamber of the engine,
A turbocharger including a turbine which is operated by an exhaust gas flowing through the exhaust line and a compressor which compresses the outside air of the intake line,
A catalyst unit for reducing harmful components of the exhaust gas that has passed through the turbine of the turbocharger,
An oxygen sensor for measuring an oxygen concentration of the exhaust gas,
A nitrogen oxide sensor for detecting the nitrogen oxide concentration of the exhaust gas,
An EGR valve provided to introduce a part of the exhaust gas into the engine, and
A control unit for detecting the operation information of the engine, predicting the oxygen concentration of the exhaust gas using the detected operation information, and controlling the operation of the EGR valve by comparing the predicted acid concentration and the measured oxygen concentration,
/ RTI >
Wherein,
Wherein the controller is configured to determine whether or not the oxygen sensor is faulty and to use the nitrogen oxide sensor to measure the oxygen concentration of the exhaust gas when the oxygen sensor fails. 제1항에서,
상기 제어부는,
상기 산소 센서의 고장 여부를 검출하는 고장 검출부를 포함하는 엔진 시스템.The method of claim 1,
Wherein,
And a failure detection unit for detecting whether or not the oxygen sensor is faulty. 제2항에서,
상기 고장 검출부는,
상기 산소 센서에서 측정된 산소 농도와 상기 질소산화물 센서에서 측정된 산소 농도를 비교하여 상기 산소 센서의 고장 여부를 검출하는 엔진 시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the failure detection unit comprises:
Wherein the oxygen sensor detects the failure of the oxygen sensor by comparing the oxygen concentration measured by the oxygen sensor with the oxygen concentration measured by the nitrogen oxide sensor. 제3항에서,
상기 고장 검출부는,
상기 산소 센서에서 측정된 산소 농도와 상기 질소산화물 센서에서 측정된 산소 농도의 차이값을 임계값과 비교하여 상기 산소 센서의 고장 여부를 판단하는 엔진 시스템.4. The method of claim 3,
Wherein the failure detection unit comprises:
And comparing the difference between the oxygen concentration measured by the oxygen sensor and the oxygen concentration measured by the nitrogen oxide sensor with a threshold value to determine whether the oxygen sensor is faulty. 제4항에서,
상기 촉매 유닛은,
산화 촉매를 포함하는 디젤 산화 촉매(DOC: diesel oxidation catalyst), 그리고
입자상 물질을 걸러내는 디젤 매연 필터(DPF; diesel particulate filter)
를 포함하는 엔진 시스템.5. The method of claim 4,
Wherein the catalyst unit comprises:
A diesel oxidation catalyst (DOC) containing an oxidation catalyst, and
A diesel particulate filter (DPF)
. 제5항에서,
상기 질소산화물 센서는,
상기 촉매 유닛의 후단에 배치되는 엔진 시스템.The method of claim 5,
Wherein the nitrogen oxide sensor comprises:
And an engine disposed at a rear end of the catalyst unit. 제6항에서,
상기 운전 정보는,
엔진 RPM, 엔진의 부스트 압력 또는, 흡입 공기 유량 중 적어도 하나를 포함하는 엔진 시스템.
The method of claim 6,
The operation information includes:
An engine RPM, an engine boost pressure, or an intake air flow rate.
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