KR101956474B1 - Method for controlling turbo charger vane and EGR valve - Google Patents

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Abstract

The present invention is to provide a method for controlling a turbo charger vane and an exhaust gas recirculation (EGR) valve, which determines acceleration and deceleration conditions of a vehicle based on a required torque change amount according to a stepping amount of an acceleration pedal, limits a maximum opening of a turbine vane and the EGR valve in the deceleration condition, and increases a closing speed of the EGR valve through duty control in re-acceleration condition, so as to control an amount of intake air to an engine to an optimum supply, thereby improving the emission reduction efficiency.

Description

터보차저 베인 및 EGR 밸브 제어 방법{Method for controlling turbo charger vane and EGR valve}[0001] The present invention relates to a method for controlling a turbocharger vane and an EGR valve,

본 발명은 터보차저 베인 및 EGR 밸브 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 감속과 가속 조건에 따라 터보차저 베인 및 EGR 밸브의 개도 등을 제어하여 엔진에 대한 흡기 공기량을 최적 공급량으로 조절하는 동시에 배기가스 저감 효율을 향상시킬 수 있도록 한 터보차저 베인 및 EGR 밸브 제어 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a turbocharger vane and an EGR valve control method, and more particularly, to a turbocharger vane and an EGR valve control method for controlling the turbocharger vane and the opening degree of an EGR valve according to deceleration and acceleration conditions of the vehicle, And to a turbocharger vane and an EGR valve control method capable of improving exhaust gas reduction efficiency at the same time.

자동차의 배기가스 배출 규제에 따라 질소산화물 등의 배기가스를 저감시키는 여러 기술이 개발되고 있으며, 그 중 하나가 배기가스 중의 일부를 흡기부로 재순환시켜 배기가스 속에 포함되어 있는 NOx 등의 배출을 감소시킬 수 있는 배기가스 재순환장치(Exhaust Gas Recirculation, 이하 EGR이라 칭함)를 들 수 있고, 배기가스 재순환은 터빈과 컴프레서를 포함하는 터보차저에 의하여 이루어진다.BACKGROUND ART [0002] Various technologies for reducing exhaust gas such as nitrogen oxides have been developed in accordance with exhaust gas emission regulations of automobiles. One of them is to recycle a part of the exhaust gas to the intake unit to reduce the emission of NOx contained in the exhaust gas Exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as EGR), and the exhaust gas recirculation is performed by a turbocharger including a turbine and a compressor.

첨부한 도 1은 엔진에 터보차저와 EGR 밸브가 적용된 예를 도시한 개략도로서, 도면부호 10과 12는 각각 엔진의 흡기라인과 배기라인을 지시한다.1 is a schematic view showing an example in which a turbocharger and an EGR valve are applied to an engine, and reference numerals 10 and 12 designate an intake line and an exhaust line of the engine, respectively.

상기 흡기라인(10)과 배기라인(12) 간에는 배기가스 재순환 라인이 연결되어 있고, 배기가스 재순환 라인에는 EGR 밸브(20)가 장착되어 있다.An exhaust gas recirculation line is connected between the intake line 10 and the exhaust line 12, and an EGR valve 20 is mounted on the exhaust gas recirculation line.

또한, 상기 흡기라인(10)과 배기라인(12)에는 터보차저(30)가 장착된다.The turbocharger 30 is mounted on the intake line 10 and the exhaust line 12.

상기 터보차저(30)는 배기라인(12)에 장착되어 배기압에 의하여 회전 구동하는 터빈(32)과, 이 터빈(32)과 동축으로 연결되면서 흡기라인(10)에 장착되는 컴프레서(34)로 구성된다.The turbocharger 30 includes a turbine 32 mounted on an exhaust line 12 and rotationally driven by an exhaust pressure, a compressor 34 mounted on the intake line 10 while being coaxially connected to the turbine 32, .

따라서, 엔진이 구동되면 배기라인(12)을 통해 배출되는 배기가스의 압력에 의하여 터빈(32)이 회전하게 되고, 이와 동시에 터빈(32)과 동축으로 연결된 컴프레서(34)가 회전하면서 흡기라인(10)으로 유입되는 흡기를 과급하게 되며, 이때의 과급에 의하여 흡기는 저온 고압의 상태를 유지하며 연소실로 공급되므로 엔진의 연소효율을 향상시킬 수 있다.Accordingly, when the engine is driven, the turbine 32 is rotated by the pressure of the exhaust gas discharged through the exhaust line 12. At the same time, the compressor 34, which is coaxially connected to the turbine 32, 10, and the intake air is supplied to the combustion chamber while maintaining the state of low temperature and high pressure by the supercharging at this time, so that the combustion efficiency of the engine can be improved.

이와 함께, 상기 EGR 밸브(20)가 개방되면 배기라인(12)으로 배출되는 배기가스의 일부가 터빈(32) 전단의 압력과 컴프레서(34) 후단의 압력차에 의해 EGR 밸브(20)를 통과하여 흡기라인(10)으로 흐른 후 신기와 혼합되어 엔진으로 재공급됨으로써, 배기가스 속에 포함되어 있는 NOx 등의 배출을 감소시킬 수 있다.When the EGR valve 20 is opened, part of the exhaust gas discharged to the exhaust line 12 passes through the EGR valve 20 by the pressure difference between the upstream end of the turbine 32 and the downstream end of the compressor 34 And then flows into the intake line 10 and then mixed with the fresh air and re-supplied to the engine, thereby reducing the emission of NOx contained in the exhaust gas.

이때, 배기가스 재순환 량을 조절하기 위하여 상기 EGR 밸브(20)의 개도를 조절하는 제어가 이루어질 수 있고, 또한 가변 지오메트리 터보 차저 제어 기술로서 상기 터빈(32)의 베인 개도를 가변적으로 제어하는 기술이 적용되고 있다.At this time, the control for adjusting the opening degree of the EGR valve 20 may be performed to adjust the exhaust gas recirculation amount, and a technique for variably controlling the vane opening degree of the turbine 32 as the variable geometry turbocharger control technique .

한편, 차량의 감속중 목표 부스트 압력이 낮아짐에 따라 부스트 압력 저감을 위해 터빈의 베인 개도를 너무 많이 개방하면, 터빈의 전단 압력이 낮아져서 배기가스 재순환 흐름을 위한 충분한 차압(터빈 전단 압력과 컴프레서 후단 압력 간의 차이)이 형성되지 않게 된다.On the other hand, if the vane opening degree of the turbine is excessively opened to reduce the boost pressure as the target boost pressure is lowered during deceleration of the vehicle, the front end pressure of the turbine is lowered so that sufficient differential pressure for the exhaust gas recirculation flow (turbine front end pressure and compressor rear end pressure Is not formed.

그리고, 상기 EGR 밸브의 듀티가 증가할수록 배기가스가 EGR 밸브를 통과할 때, EGR 밸브의 유효면적 증가가 크지 않게 되어, 결국 EGR 밸브가 하드웨어 한계치까지 열리더라도 충분한 배기가스 재순환 공급이 어렵게 된다.As the duty of the EGR valve increases, the effective area increase of the EGR valve does not become large when the exhaust gas passes through the EGR valve. As a result, even if the EGR valve is opened up to the hardware limit, sufficient exhaust gas recirculation supply becomes difficult.

따라서, 감속시에는 부스트 압력이 목표대비 높더라도 충분한 차압 형성을 위하여 터빈의 베인을 일정수준 이상 닫아주어야 EGR 공급이 원활해질 수 있다.Therefore, even if the boost pressure is higher than the target value during the deceleration, the vane of the turbine should be closed to a certain level or higher in order to form a sufficient differential pressure so that the EGR supply can be smooth.

반면, 차량의 감속 후 재가속 시에는 높아진 목표 부스트 압력을 추종하기 위해 상기 터빈의 베인이 닫히게 되고, 이는 차압 증가로 이어지는 바, 따라서 상기 EGR밸브가 충분히 빠르게 닫히지 않으면 배기가스가 흡기라인쪽으로 과다하게 공급되어 스모크가 증가하게 된다.On the other hand, when the engine is decelerated after the deceleration, the vane of the turbine is closed to follow the increased target boost pressure, which leads to an increase in the differential pressure. Therefore, if the EGR valve is not closed quickly enough, So that the smoke is increased.

이렇게 흡기라인으로 배기가스 재순환량이 과다하게 증가하여 신기와 혼합되면, 신기(흡입 공기량)의 순간적인 감소를 말하는 언더슈트(Undershoot)가 발생하여 차량이 주행중 울컥거리는 저크(Jerk) 현상이 발생하게 된다.
When the exhaust gas recirculation amount is excessively increased to the intake line and mixed with the fresh air, an undershoot that is a momentary decrease in the amount of intake air (intake air amount) occurs, causing a jerk phenomenon during the running of the vehicle .

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 가속페달의 밟음량에 따른 요구토크 변화량을 기반으로 차량의 가속과 감속 조건을 판단한 후, 감속 조건시에는 터빈의 베인과 EGR 밸브의 최대 열림량을 제한하고, 재가속 조건시에는 EGR 밸브의 닫힘속도를 듀티 제어를 통해 증대시킴으로써, 엔진에 대한 흡기 공기량을 최적 공급량으로 조절할 수 있고, 배기가스 저감 효율을 향상시킬 수 있는 터보차저 베인 및 EGR 밸브 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an accelerator pedal system for a vehicle that determines acceleration and deceleration conditions of a vehicle based on a change in a required torque according to a depression amount of an accelerator pedal, A turbocharger vane and an EGR valve that can adjust the intake air amount to the engine to an optimum supply amount and improve the exhaust gas reducing efficiency by increasing the closing speed of the EGR valve through the duty control when the engine speed is reduced, And a valve control method.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은: ⅰ) 차량이 가속 조건인지 아니면 감속 조건인지를 판정하는 단계; ⅱ) 상기 ⅰ) 단계 판정 결과 감속 조건으로 판정되면, 상기 EGR 밸브 및 터보 베인의 최대 개방 듀티를 설정 듀티값으로 제한하는 단계; 및 ⅲ) 상기 ⅰ) 단계 판정 결과, 이전의 감속 후 설정된 시간 내에 다시 가속이 이루어지는 가속 조건으로 판정되면, EGR 밸브의 듀티비 제어에 따른 닫힘속도를 증대시키는 제어가 이루어지는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 터보차저 베인 및 EGR 밸브 제어 방법을 제공한다.To achieve the above object, the present invention provides a method for controlling a vehicle, comprising: i) determining whether the vehicle is an acceleration condition or a deceleration condition; Ii) limiting the maximum open duty of the EGR valve and turbo vane to a set duty value if it is determined that the deceleration condition is the result of step i); And iii) performing control to increase the closing speed according to the duty ratio control of the EGR valve when it is determined that the accelerating condition is accelerated again within the set time after the previous deceleration as a result of the i) step. The turbocharger vane and the EGR valve control method are provided.

바람직하게는, 상기 ⅰ) 단계는 가속페달의 밟음량 변화에 따른 요구토크 변화량을 기반으로 판정되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step (i) is characterized in that the step (i) is determined on the basis of the amount of change in the required torque according to the change in the depression amount of the accelerator pedal.

더욱 바람직하게는, 상기 요구토크 변화량이 양의 설정값 이상이면 가속 상태로 판정하고, 음의 설정값 이하이면 감속으로 판정하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the acceleration state is determined when the required torque change amount is equal to or more than the positive set value, and the deceleration is determined when the required torque change amount is equal to or less than the negative set value.

상기 ⅱ) 단계에서, 상기 터보 베인의 최대 개방 듀티를 제한하는 설정 듀티값은 재순환 배기가스를 EGR 밸브를 통해 흡기라인쪽으로 보낼 수 있는 일정 이상의 차압이 확보될 수 있는 수준으로 설정되는 것을 특징으로 한다.In the step (ii), the set duty value for limiting the maximum opening duty of the turbo vane is set to a level at which a differential pressure equal to or greater than a certain level can be secured to the recirculated exhaust gas through the EGR valve toward the intake line .

특히, 상기 ⅱ) 단계에서, 상기 EGR 밸브의 최대 개방 듀티를 제한하는 설정 듀티값은 EGR 밸브 듀티값의 단위 증가에 대응한 EGR 밸브의 유효 개방 면적의 증가가 소정량 이하가 되는 시점에 해당하는 듀티값으로 설정되는 것을 특징으로 한다.In particular, in the step (ii), the set duty value for limiting the maximum opening duty of the EGR valve corresponds to a time point at which the increase in the effective opening area of the EGR valve becomes equal to or less than a predetermined amount corresponding to the unit increase in the EGR valve duty value Is set to a duty value.

상기 ⅲ) 단계에서, 상기 EGR 밸브가 완전히 닫히는 것을 방지하기 위하여 EGR 밸브는 최소 개방량을 유지하는 수준의 설정 듀티비로 제어되는 것을 특징으로 한다.
In the step iii), in order to prevent the EGR valve from being completely closed, the EGR valve is controlled with a set duty ratio at a level maintaining a minimum opening amount.

상기한 과제 해결 수단을 통하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.The present invention provides the following effects through the above-mentioned problem solving means.

첫째, 감속 조건시 터보 베인이 최대로 개방되는 것을 제한하는 듀티 제어를 하여 일정 이상의 차압이 용이하게 확보될 수 있도록 함으로써, 재순환 배기가스가 EGR 밸브를 통해 흡기라인쪽으로 원활하게 공급할 수 있고, 그에 따라 신기의 목표공기량 추종성을 향상시킬 수 있고, 배기가스 재순환이 원활하게 이루어짐에 따른 NOx 등의 유해물질 배출을 저감시킬 수 있다.First, by performing duty control that limits the opening of the turbo vane to the maximum in the deceleration condition, a differential pressure equal to or greater than a predetermined value can be easily secured, so that the recirculated exhaust gas can be smoothly supplied to the intake line through the EGR valve, It is possible to improve the follow-up of the target air amount of the fresh air and to reduce the emission of harmful substances such as NOx as the exhaust gas recirculation is smoothly performed.

둘째, 재가속 조건시에는 EGR 밸브의 닫힘속도를 듀티 제어를 통해 증대시킴으로써, 과도한 재순환 배기가스가 과도하게 흡기라인쪽으로 공급되는 것을 조절하여 신기의 언더슈트 현상을 방지할 수 있고, 결국 신기의 목표공기량 추종성을 향상시킬 수 있다.
Second, in the reacceleration condition, by increasing the closing speed of the EGR valve through duty control, it is possible to prevent undershoot phenomenon of the wearer by controlling excessive supply of the recirculated exhaust gas toward the intake line, It is possible to improve the air volume followability.

도 1은 엔진에 터보차저와 EGR 밸브가 적용된 예를 도시한 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 터보차저 베인 및 EGR 밸브 제어 방법을 위한 시스템 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 터보차저 베인 및 EGR 밸브 제어 방법을 도시한 순서도,
도 4는 EGR 밸브의 개도를 제어하기 위한 EGR 밸브 듀티 대 EGR 밸브 유효면적 간의 관계를 도시한 그래프,
도 5는 본 발명에 따른 터보차저 베인 및 EGR 밸브 제어 방법의 시험 결과를 도시한 그래프.1 is a schematic view showing an example in which a turbocharger and an EGR valve are applied to an engine,
2 is a system configuration diagram for a turbocharger vane and an EGR valve control method according to the present invention,
3 is a flowchart showing a turbocharger vane and an EGR valve control method according to the present invention,
4 is a graph showing the relationship between the EGR valve duty for controlling the opening of the EGR valve and the effective area of the EGR valve,
5 is a graph showing test results of a turbocharger vane and an EGR valve control method according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

전술한 바와 같이, 엔진 감속 시 목표 부스트 압력값이 낮아지면, 이를 추종하기 위하여 터보차저의 터빈 베인이 열림으로 제어됨으로써, 터빈의 전단 압력 즉, 배압이 감소하게 되고, 이로 인하여 차압(터빈 전단 압력과 컴프레서 후단 압력 간의 차이)이 감소하여 재순환 배기가스가 EGR 밸브를 통해 흡기쪽으로 원활하게 공급되지 않게 되며, EGR 밸브가 많이 열려도 재순환 배기가스가 흡기쪽으로 원활하게 흐르지 않게 된다.As described above, when the target boost pressure value at the time of deceleration of the engine is lowered, the turbine vane of the turbocharger is controlled to open so as to follow it, so that the front end pressure of the turbine, that is, the back pressure, is decreased. And the compressor rear end pressure) is reduced, the recirculated exhaust gas is not smoothly supplied to the intake side through the EGR valve, and even if the EGR valve is opened a lot, the recirculated exhaust gas does not smoothly flow toward the intake side.

예를 들어, 상기 EGR 밸브가 약 55% 열림 제어되거나, 약 60% 열림 제어되어도 차압이 충분하지 못하므로, 흡기라인쪽으로 흐르는 재순환 배기가스량을 유사하게 된다.For example, when the EGR valve is controlled to be about 55% open or controlled about 60% open, the differential pressure is not sufficient, so that the amount of recirculated exhaust gas flowing toward the intake line becomes similar.

반면, 엔진의 재가속 시 목표 부스트 압력값이 상향되면, 이를 추종하기 위해 터보차저의 터빈 베인(이하, 터보 베인으로 약칭함)이 급격하게 닫힘 제어됨으로써, 터빈의 전단 압력 즉, 배압이 급격하게 증가하게 되고, 이로 인하여 감속 중 많이 열려있던 EGR 밸브가 재가속 시 빠른 속도로 닫히지 못하면 재순환 배기가스가 EGR 밸브를 통해 흡기쪽으로 과도하게 공급된다.On the other hand, when the target boost pressure value is raised when the engine is re-accelerated, the turbine vane of the turbocharger (hereinafter, abbreviated as a turbo vane) is controlled to abruptly close the turbine so that the front end pressure of the turbine, The recirculated exhaust gas is excessively supplied to the intake side through the EGR valve if the EGR valve that was opened during deceleration is not closed at a high speed when the engine is restarted.

이에, 흡기라인으로 배기가스 재순환량이 과다하게 증가하여 신기와 혼합되면, 배기가스 재순환량의 과다로 인한 스모크가 증가하게 되고, 특히 신기(흡입 공기량)의 순간적인 감소를 말하는 언더슈트(Undershoot)가 발생하여 차량이 주행중 울컥거리는 저크(Jerk) 현상이 발생하게 된다.Accordingly, when the exhaust gas recirculation amount is excessively increased to the intake line and mixed with the fresh air, smoke due to excess exhaust gas recirculation is increased. In particular, Undershoot, which means a momentary decrease in the intake air amount And a jerk phenomenon occurs during the running of the vehicle.

이러한 기존의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 가속페달 밟음량 변화를 통해 요구토크 변화량이 음수일 때 감속으로 인식하여, 목표 부스트 압력값 대비 부스트 압력이 높더라도 터보 베인의 개폐를 위한 제어기(ECU)의 듀티(duty) 제어시 터보 베인이 최대로 개방되는 것을 제한하는 듀티 제어가 이루어지도록 함으로써, 일정 이상의 차압(터빈 전단 압력과 컴프레서 후단 압력 간의 차이)이 확보될 수 있고, 그에 따라 재순환 배기가스가 EGR 밸브를 통해 흡기쪽으로 원활하게 공급될 수 있도록 한 점에 특징이 있다.In order to solve such conventional problems, the present invention recognizes deceleration when the required torque change amount is negative through the change in the depression amount of the accelerator pedal, so that even if the boost pressure is higher than the target boost pressure value, (Difference between the turbine front end pressure and the compressor rear end pressure) can be ensured by controlling the duty of the turbo vane when the duty control of the turbo vane is controlled to the maximum, Is smoothly supplied to the intake side through the EGR valve.

또한, 본 발명은 가속페달 밟음량 변화를 통해 요구토크 변화량이 음수일 때 감속으로 인식하여, 위와 같이 터보 베인이 최대로 개방되는 것을 제한하는 듀티 제어를 하는 동시에 EGR 밸브의 열림을 위한 제어기의 듀티 제어시 EGR밸브 듀티를 EGR 밸브의 유효면적 변곡점까지만 제한하여 EGR 밸브의 최대 개방량을 제한함으로써, 재가속 시 EGR 밸브가 닫혀야하는 변위량을 줄여주어 EGR 밸브가 닫히는 시간을 단축시킬 수 있도록 한 점에 특징이 있다.Further, the present invention recognizes deceleration when the required torque change amount is negative through the change in the depression amount of the accelerator pedal, performs duty control for limiting the opening of the turbo vane to the maximum as described above, The limitation of the EGR valve maximum opening by limiting the EGR valve duty to the effective area inflexion point of the EGR valve during control reduces the amount of displacement that the EGR valve must be closed to reduce the closing time of the EGR valve .

또한, 본 발명은 가속페달 밟음량 변화를 통해 요구토크 변화량이 양수일 때 가속으로 인식하여, EGR 밸브의 닫힘 시간, 즉 단위시간당 EGR 밸브의 닫힘 변위량을 증가시켜 재순환 배기가스가 과다하게 흡기라인쪽으로 공급되어 신기량이 언더슈트(undershoot) 되는 현상을 방지할 수 있도록 한 점에 특징이 있다.Further, according to the present invention, the accelerator pedal depression amount is recognized as an acceleration when the required torque change amount is a positive number, and the closing time of the EGR valve, that is, the closing displacement amount of the EGR valve per unit time is increased to supply the recirculated exhaust gas excessively toward the intake line So that it is possible to prevent a phenomenon in which a new amount of air is undershooted.

여기서, 본 발명의 터보차저 베인 및 EGR 밸브 제어 방법을 위한 시스템 구성을 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, a system configuration for the turbocharger vane and the EGR valve control method of the present invention will be described.

첨부한 도 2에서 보듯이, 본 발명에 따른 터보 베인 및 EGR 밸브 제어 방법을 위한 시스템 구성은 센서부(100)와, 센서부로부터의 정보를 기반으로 EGR 밸브 및 터보 베인에 대한 개폐를 위한 듀티 제어를 하는 제어기(200)와, EGR 밸브와 터빈의 베인을 개폐 작동시키는 액츄에이터(300)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, the system configuration for the turbo vane and EGR valve control method according to the present invention includes a sensor unit 100, a duty ratio calculating unit 120 for calculating a duty ratio for opening and closing the EGR valve and the turbo vane based on information from the sensor unit, And an actuator 300 for opening and closing the vane of the EGR valve and the turbine.

상기 센서부(100)는 가속 및 감속 상태를 판단하기 위한 가속페달 밟음량 센서(=악셀페달 개도 센서) 외에 신기 공기량을 감지하는 공기량 센서, 가감속에 따른 부스트 압력을 감지하는 부스트 압력 센서, EGR 밸브 개도를 감지하는 EGR 밸브 포지션센서와, 터보 베인의 개도를 감지하는 터보 베인 포지션센서와, 엔진속도를 감지하는 크랭크 포지션 센서 등을 포함한다.In addition to an accelerator pedal depression amount sensor (= accelerator pedal opening degree sensor) for determining the acceleration and deceleration states, the sensor unit 100 includes an air amount sensor for sensing fresh air amount, a boost pressure sensor for sensing a boost pressure according to acceleration / deceleration, An EGR valve position sensor for detecting the opening degree, a turbo vane position sensor for detecting the opening of the turbo vane, and a crank position sensor for sensing the engine speed.

상기 제어기(200)는 가속페달 밟음량 변화에 의한 운전자 요구토크 및 요구토크 변화량을 기반으로 엔진의 가속 또는 감속 상태를 판정하고, 가속 및 감속에 따른 목표공기량 및 목표 부스트 압력을 조절하며, EGR 밸브 및 터보 베인의 개폐를 위한 듀티 제어를 한다.The controller 200 determines the acceleration or deceleration state of the engine based on the driver's requested torque and the required torque change amount due to the change in the accelerator pedal depression amount, adjusts the target air amount and the target boost pressure according to the acceleration and deceleration, And duty control for opening and closing the turbo vane.

상기 액츄에이터(300)는 제어기(200)의 듀티 제어 명령에 따라 작동하여 EGR 밸브의 개도 및 터보 베인의 개도를 조절한다.The actuator 300 operates according to the duty control command of the controller 200 to adjust the opening of the EGR valve and the opening of the turbo vane.

이하, 위와 같은 시스템 구성을 기반으로 이루어지는 본 발명의 터보 베인 및 EGR 밸브 제어 방법을 첨부한 도 3의 순서도를 참조로 상세하게 살펴보기로 한다.Hereinafter, the turbo vane and the EGR valve control method of the present invention based on the above-described system configuration will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.

먼저, 운전자가 가속페달을 밟거나 떼는 등의 동작시, 가속페달 밟음량 감지센서에서 가속페달의 밟음량(가속페달 위치) 변화를 감지하여 제어기로 전송하면, 제어기에서 요구토크 변화량을 계산한다(S101).First, when the driver depresses or releases the accelerator pedal, the accelerator pedal depression amount sensor senses the change in the amount of depression of the accelerator pedal (accelerator pedal position), and transmits the sensed change amount to the controller. S101).

이어서, 상기 요구토크 변화량을 기반으로 차량이 가속 조건인지 아니면 감속 조건인지, 가속 및 감속 조건이 아닌 정속 조건인지를 판정한다(S102).Next, based on the required torque change amount, it is determined whether the vehicle is an acceleration condition or a deceleration condition, and whether the vehicle is a constant condition, not an acceleration and deceleration condition (S102).

이때, 상기 요구토크 변화량이 양의 설정값 이상이면 가속 상태로 판정하고, 음의 설정값 이하이면 감속으로 판정하며, 요구토크 변화량이 없으면 가속 및 감속조건이 아닌 정속 상태로 판정하여 본 발명의 로직이 종료된다.At this time, if the required torque change amount is a positive set value or more, it is determined to be an acceleration state. If the required torque change amount is a negative set value or less, a deceleration is determined. Lt; / RTI >

상기 S102 단계에서의 판정 결과, 감속 조건이면 상기 제어기의 듀티 제어에 의하여 이루어지는 EGR 밸브 및 터보 베인의 최대 개방 듀티를 설정 듀티값으로 제한한다(S103).As a result of the determination in step S102, if the deceleration condition is satisfied, the maximum opening duty of the EGR valve and the turbo vane, which is controlled by the duty control of the controller, is limited to the set duty value (S103).

예를 들어, 상기 터보 베인의 최대 개방 듀티를 제한하는 설정 듀티값은 재순환 배기가스를 EGR 밸브를 통해 흡기라인쪽으로 보낼 수 있는 일정 이상의 차압(터빈 전단 압력과 컴프레서 후단 압력 간의 차이)이 확보될 수 있는 수준으로 설정된다.For example, the set duty value that limits the maximum opening duty of the turbo vane may be such that the differential pressure (the difference between the turbine front end pressure and the compressor rear end pressure) above which a recirculated exhaust gas can be sent through the EGR valve to the intake line Quot;

이에, 상기 터보 베인의 최대 개방 듀티가 설정 듀티값에 의하여 제한됨으로써, 터보 베인의 개도가 일정 이상의 차압(터빈 전단 압력과 컴프레서 후단 압력 간의 차이)이 확보될 수 있는 수준으로 조절된다.Accordingly, the maximum opening duty of the turbo vane is limited by the set duty value, so that the opening of the turbo vane is adjusted to a level at which the differential pressure (the difference between the turbine front end pressure and the compressor rear end pressure) can be secured.

따라서, 감속 조건시 터보 베인이 최대로 개방되는 것을 제한하는 듀티 제어가 이루어져, 일정 이상의 차압이 용이하게 확보됨으로써, 재순환 배기가스가 EGR 밸브를 통해 흡기쪽으로 원활하게 공급될 수 있다.Therefore, the duty control for limiting the opening of the turbo vane to the maximum at the deceleration condition is performed, and the differential pressure equal to or higher than a certain level is easily secured, so that the recirculated exhaust gas can be smoothly supplied to the intake side through the EGR valve.

또한, 상기 S103 단계에서 EGR 밸브의 최대 개방 듀티를 제한하는 설정 듀티값은 첨부한 도 4에 도시된 바와 같이, EGR 밸브 듀티 대 EGR 밸브 유효면적(재순환 배기가스가 유효하게 통과할 수 있는 면적) 간의 변곡점 시점(EGR 밸브 듀티값이 늘어나더라도 EGR 밸브의 유효면적이 증가가 크지 않게 되는 시점)에 해당하는 듀티값으로 설정된다.In addition, the set duty value for limiting the maximum opening duty of the EGR valve in the step S103 corresponds to the EGR valve duty to EGR valve effective area (the area through which the recirculated exhaust gas can effectively pass) (A time point at which the effective area of the EGR valve becomes less significant even when the EGR valve duty value is increased).

이에, 상기 EGR밸브의 최대 개방 듀티를 EGR 밸브의 유효면적 변곡점 수준에 해당하는 듀티값으로 제한하여 EGR 밸브의 최대 개방량을 제한함으로써, 재가속 시 EGR 밸브가 닫혀야하는 변위량을 줄여줄 수 있고, EGR 밸브가 닫히는 시간을 단축시킬 수 있다.By limiting the maximum opening duty of the EGR valve to a duty value corresponding to the effective area inflexion point level of the EGR valve, the amount of displacement that the EGR valve must be closed at the time of re-acceleration can be reduced , It is possible to shorten the time for closing the EGR valve.

한편, 상기 S102 단계에서의 판정 결과 가속 조건이면, 이때의 가속 조건 이전 시점이 감속조건인지 판별하고(S104), 이전 시점을 정하는 시간 길이는 설정 가능하다.On the other hand, if the determination result in step S102 is an acceleration condition, it is determined whether the acceleration condition preceding time is a deceleration condition (S104), and a time length for determining the previous time can be set.

즉, 상기 S102 단계에서의 판정 결과에 따른 가속 조건이 감속 후 설정된 시간 내에 다시 가속하는 조건인지를 판정하고(S104), 감속 후 일정 시간 내에 다시 가속하는 조건이 아니면 본 발명의 로직이 종료된다.That is, it is determined whether the acceleration condition according to the determination result in step S102 is a condition for accelerating again within a set time after deceleration (S104). If the condition is not accelerated again within a certain time after deceleration, the logic of the present invention ends.

다음으로, 상기 S104 단계에서의 판정 결과, 이전의 감속 후 설정된 시간 내에 다시 가속이 이루어지는 가속 조건으로 판정되면, EGR 밸브의 듀티비 제어에 따른 닫힘속도를 증대시키는 제어가 이루어지며(S105), EGR 밸브의 닫힘속도 증대를 위한 듀티비는 요구토크 변화량의 절대값에 따라서 변경 가능하다.Next, as a result of the determination in step S104, if it is determined that the acceleration condition in which the acceleration is accelerated again within the set time after the previous deceleration, control for increasing the closing speed in accordance with the duty ratio control of the EGR valve is performed (S105) The duty ratio for increasing the closing speed of the valve can be changed in accordance with the absolute value of the required torque change amount.

이때, 상기 단계 S103에서 EGR밸브의 최대 개방 듀티가 EGR 밸브의 유효면적 변곡점 수준에 해당하는 듀티값으로 제한되어 EGR 밸브의 최대 개방량이 이미 제한된 상태이므로, 위의 단계 S105에서 EGR 밸브가 닫혀야하는 변위량을 줄어들게 되고, EGR 밸브가 닫히는 시간도 더 단축될 수 있다.At this time, since the maximum opening duty of the EGR valve is limited to the duty value corresponding to the effective area inflexion point level of the EGR valve in the step S103, and the maximum opening amount of the EGR valve is already limited, the EGR valve must be closed The displacement amount is reduced, and the time when the EGR valve is closed can be further shortened.

바람직하게는, 상기 EGR 밸브가 완전히 닫히면 배기가스 재순환 기능이 상실되어 NOx 등의 유해 물질 배기량이 증가하게 되므로, 상기 단계 S105에서 EGR 밸브가 완전히 닫히는 것을 방지하기 위하여, EGR 밸브는 최소 개방량을 유지하는 수준의 설정 듀티비로 제어된다.Preferably, when the EGR valve is completely closed, the exhaust gas recirculation function is lost and the amount of harmful substances such as NOx is increased. Therefore, in order to prevent the EGR valve from being completely closed in step S105, The duty ratio is controlled to a level that is set to a predetermined level.

이와 같이, 감속 후 일정 시간내 가속 조건일 때, EGR 밸브의 닫힘 시간, 즉 단위시간당 EGR 밸브의 닫힘 변위량을 증가시켜 재순환 배기가스가 과다하게 흡기라인쪽으로 공급되는 것을 차단할 수 있고, 그에 따라 첨부한 도 5의 시험예 결과를 나타내는 그래프에서 보듯이 기존에 과다한 재순환 배기가스로 인한 스모크 발생량을 줄일 수 있고, 신기량이 언더슈트(undershoot) 되는 현상을 용이하게 방지할 수 있다.
Thus, when the EGR valve is accelerated within a predetermined time after deceleration, the closing time of the EGR valve, that is, the amount of closing displacement of the EGR valve per unit time is increased to prevent the recirculated exhaust gas from being supplied excessively toward the intake line, As shown in the graph showing the results of the test example of FIG. 5, it is possible to reduce the amount of smoke generated due to the excess recirculated exhaust gas and to easily prevent the phenomenon that the fresh amount of the exhaust gas is undershooted.

100 : 센서부
200 : 제어기
300 : 액츄에이터100:
200:
300: Actuator

Claims (6)

ⅰ) 차량이 가속 조건인지 아니면 감속 조건인지를 판정하는 단계;
ⅱ) 상기 ⅰ) 단계 판정 결과 감속 조건으로 판정되면, EGR 밸브 및 터보 베인의 최대 개방 듀티를 설정 듀티값으로 제한하는 단계;
ⅲ) 상기 ⅰ) 단계 판정 결과, 이전의 감속 후 설정된 시간 내에 다시 가속이 이루어지는 가속 조건으로 판정되면, EGR 밸브의 듀티비 제어에 따른 닫힘속도를 증대시키는 제어가 이루어지는 단계;
를 포함하되,
상기 ⅱ) 단계에서, 상기 EGR 밸브의 최대 개방 듀티를 제한하는 설정 듀티값은 EGR 밸브 듀티값의 단위 증가에 대응한 EGR 밸브의 유효 개방 면적의 증가가 소정량 이하가 되는 시점에 해당하는 듀티값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 터보차저 베인 및 EGR 밸브 제어 방법.
I) determining whether the vehicle is an acceleration condition or a deceleration condition;
Ii) limiting the maximum open duty of the EGR valve and turbo vane to a set duty value if it is determined to be a deceleration condition as a result of the step i);
Iii) performing control to increase the closing speed according to the duty ratio control of the EGR valve if it is determined that the acceleration condition in which the acceleration is accelerated again within the set time after the previous deceleration as a result of the i) step;
, ≪ / RTI &
In the step (ii), the set duty value for limiting the maximum opening duty of the EGR valve is a duty value corresponding to a time point at which the increase in the effective opening area of the EGR valve becomes equal to or less than a predetermined amount corresponding to the unit increase in the EGR valve duty value And the EGR valve is controlled by the EGR valve.
청구항 1에 있어서,
상기 ⅰ) 단계는 가속페달의 밟음량 변화에 따른 요구토크 변화량을 기반으로 판정되는 것을 특징으로 하는 터보차저 베인 및 EGR 밸브 제어 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step (i) is determined on the basis of a change in the required torque according to a change in the depression amount of the accelerator pedal.
청구항 2에 있어서,
상기 요구토크 변화량이 양의 설정값 이상이면 가속 상태로 판정하고, 음의 설정값 이하이면 감속으로 판정하는 것을 특징으로 하는 터보차저 베인 및 EGR 밸브 제어 방법.
The method of claim 2,
Wherein the control unit determines that the engine is in the acceleration state when the required torque change amount is equal to or more than the positive set value and decelerates the deceleration if the required torque change amount is equal to or less than the negative set value.
청구항 1에 있어서,
상기 ⅱ) 단계에서, 상기 터보 베인의 최대 개방 듀티를 제한하는 설정 듀티값은 재순환 배기가스를 EGR 밸브를 통해 흡기라인쪽으로 보낼 수 있는 일정 이상의 차압이 확보될 수 있는 수준으로 설정되는 것을 특징으로 하는 터보차저 베인 및 EGR 밸브 제어 방법.
The method according to claim 1,
The set duty value for limiting the maximum opening duty of the turbo vane in the step (ii) is set to a level at which a differential pressure equal to or greater than a certain level can be secured to allow the recirculated exhaust gas to pass through the EGR valve toward the intake line A method for controlling a turbocharger vane and an EGR valve.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 ⅲ) 단계에서, 상기 EGR 밸브가 완전히 닫히는 것을 방지하기 위하여 EGR 밸브는 최소 개방량을 유지하는 수준의 설정 듀티비로 제어되는 것을 특징으로 하는 터보차저 베인 및 EGR 밸브 제어 방법.The method according to claim 1,
Wherein the EGR valve is controlled at a set duty ratio that maintains a minimum opening amount in order to prevent the EGR valve from being completely closed in the step (iii).
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