KR102237073B1 - Engine system and control method for the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엔진 시스템에 관한 것으로, 구체적으로 타력 주행 시 터보 차저를 제어하여 연비를 향상시킬 수 있는 엔진 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 엔진 시스템은 터보 차저, 상기 터보 차저와 외부 신기의 혼합기를 냉각하는 인터 쿨러, 흡입 공기를 압축하여 엔진의 연소실에 공급하는 슈퍼 차저; 상기 슈퍼 차저를 우회하는 우회 라인에 구비되는 바이패스 밸브, 상기 엔진의 상태 데이터를 검출하는 상태 검출기, 및 상기 상태 데이터를 이용하여 상기 터보 차저 및 슈퍼 차저를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 부스트 압력 차이, 흡입 공기 유량 및 슈퍼 차저 입구 압력에 따른 목표 속도를 확인하는 동시에 상기 상태 데이터를 이용하여 타력 제어 진입 조건에 만족하는지를 판단하고, 상기 타력 제어 진입 조건에 따라 보정값을 결정하며, 상기 목표 속도 및 상기 보정값을 이용하여 최종 제어값을 결정하고, 상기 최종 제어값을 기반으로 상기 슈퍼 차저를 제어한다. The present invention relates to an engine system, and more particularly, to an engine system capable of improving fuel economy by controlling a turbocharger during a driving force, and a control method thereof.
To this end, an engine system according to an embodiment of the present invention includes a turbocharger, an intercooler for cooling a mixer of the turbocharger and an external new device, and a supercharger for compressing intake air and supplying it to the combustion chamber of the engine; A bypass valve provided on a bypass line bypassing the supercharger, a status detector for detecting status data of the engine, and a controller for controlling the turbocharger and the supercharger using the status data, wherein the controller is The target speed according to the boost pressure difference, the intake air flow rate and the supercharger inlet pressure is checked, and at the same time, using the state data, it is determined whether or not the hitting force control entry condition is satisfied, and a correction value is determined according to the hitting force control entry condition. A final control value is determined using a target speed and the correction value, and the supercharger is controlled based on the final control value.
Description
본 발명은 엔진 시스템에 관한 것으로, 구체적으로 타력 주행 시 터보 차저를 제어하여 연비를 향상시킬 수 있는 엔진 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an engine system, and more particularly, to an engine system capable of improving fuel economy by controlling a turbocharger during a driving force, and a control method thereof.
일반적으로 차량은 외부의 공기를 유입한 다음에 공기와 연료를 혼합하여 엔진으로 공급한다. 이러한 엔진은 연료와 공기의 혼합물을 연소하여 차량의 구동에 필요한 동력을 얻도록 되어 있다.In general, a vehicle introduces outside air and then mixes air and fuel and supplies it to the engine. Such an engine is designed to obtain the power required to drive a vehicle by burning a mixture of fuel and air.
엔진의 구동으로 동력을 발생시키는 과정에서 연소를 위해 외부의 공기를 충분히 공급해야만 엔진의 원하는 출력을 얻게 되는 바, 엔진의 출력을 향상시키기 위해 연소용 공기를 가압하여 공급하는 과급기 혹은 터보 차저(Turbo charge)가 차량에 적용되고 있다. In the process of generating power by driving the engine, the desired output of the engine is obtained only when sufficient external air is supplied for combustion.To improve the output of the engine, a turbocharger or turbocharger that pressurizes and supplies the combustion air charge) is being applied to vehicles.
터보차저는 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 압력을 이용하여 엔진으로 공급되는 공기를 압축하는 구조로 이루어진다.The turbocharger has a structure that compresses air supplied to the engine using the pressure of exhaust gas discharged from the engine.
최근에는 유가의 상승으로 인한 연비 저감과 더불어 배기가스의 규제에 대응하기 위하여 다운 사이징 엔진(과급 엔진)이 차량에 점차적으로 증가하여 적용되고 있는 추세에 있다. In recent years, downsizing engines (supercharged engines) are gradually increasing and being applied to vehicles in order to cope with the regulation of exhaust gas along with reduction of fuel economy due to an increase in oil prices.
디젤 엔진의 경우엔느 터보 차저를 비약적으로 적용하여 작은 배기량으로 높은 토크를 발생시키고, 최고 속도 및 등판 능력을 대폭 향상시키고 있지만, 저속 가속 시에 주로 나타나는 터보랙(Turbo lag) 현상으로 인해 차량 운전성이 저하된다.In the case of diesel engines, a turbocharger is applied drastically to generate high torque with a small displacement, and the maximum speed and gradeability are greatly improved, but driving a vehicle due to the turbo lag phenomenon that occurs mainly during low-speed acceleration. Sexuality decreases.
이러한 터보랙 현상을 방지하고, 가속 응답성을 향상시키기 위해 차량에는 엔진의 동력을 이용하여 압축기를 구동해서 흡입 공기를 압축해서 공급하는 슈퍼 차저가 차량에 적용되고 있다. In order to prevent such a turbo lag phenomenon and to improve acceleration response, a supercharger that compresses and supplies intake air by driving a compressor using the power of an engine is applied to a vehicle.
그러나, 종래의 경우에는 타력 주행할 경우에 재발진 시 차량의 응답성을 향상시키기 위해 터보 차저의 베인 개도를 닫아 제어하였으나, 펌핑 손실이 증가하여 연비가 하락되고, 타행 주행 거리도 짧아지는 문제가 발생하였다. However, in the conventional case, the vane opening of the turbocharger was closed in order to improve the responsiveness of the vehicle when the vehicle was re-launched when driving by force, but there was a problem that fuel economy decreased due to an increase in pumping loss, and the driving distance was shortened. I did.
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 this background are prepared to enhance an understanding of the background of the invention, and may include matters other than the prior art already known to those of ordinary skill in the field to which this technology belongs.
본 발명의 실시 예는 타력 주행 시 터보 차저의 베인 개도를 제어할 수 있는 엔진 시스템 및 그 제어 방법을 제공한다.An embodiment of the present invention provides an engine system capable of controlling the vane opening degree of a turbocharger when driving by force and a control method thereof.
그리고 본 발명의 실시 예는 타력 주행 시 터보 차저를 제어하며, 타력 해제 시 슈퍼 차저를 제어할 수 있는 엔진 시스템 및 그 제어 방법을 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention provides an engine system and a control method for controlling a turbocharger when driving and controlling a supercharger when the driving force is released.
본 발명의 일 실시 예에서는 터보 차저; 상기 터보 차저와 외부 신기의 혼합기를 냉각하는 인터 쿨러; 흡입 공기를 압축하여 엔진의 연소실에 공급하는 슈퍼 차저; 상기 슈퍼 차저를 우회하는 우회 라인에 구비되는 바이패스 밸브; 상기 엔진의 상태 데이터를 검출하는 상태 검출기; 및 상기 상태 데이터를 이용하여 상기 터보 차저 및 슈퍼 차저를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 부스트 압력 차이, 흡입 공기 유량 및 슈퍼 차저 입구 압력에 따른 목표 속도를 확인하는 동시에 상기 상태 데이터를 이용하여 타력 제어 진입 조건에 만족하는지를 판단하고, 상기 타력 제어 진입 조건에 따라 보정값을 결정하며, 상기 목표 속도 및 상기 보정값을 이용하여 최종 제어값을 결정하고, 상기 최종 제어값을 기반으로 상기 슈퍼 차저를 제어하는 엔진 시스템을 제공할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a turbocharger; An intercooler for cooling the mixer of the turbocharger and the external fresh air; A supercharger that compresses the intake air and supplies it to the combustion chamber of the engine; A bypass valve provided in a bypass line bypassing the supercharger; A state detector for detecting state data of the engine; And a controller for controlling the turbocharger and the supercharger using the state data, wherein the controller checks the target speed according to the boost pressure difference, the intake air flow rate, and the supercharger inlet pressure, while using the state data It is determined whether the hitting power control entry condition is satisfied, the correction value is determined according to the hitting power control entry condition, the final control value is determined using the target speed and the correction value, and the supercharger is based on the final control value. It is possible to provide an engine system to control.
또한, 상기 제어기는 상기 상태 데이터가 타력 제어 진입 조건에 만족하면 상기 상태 데이터에 따른 베인 각도를 확인하고, 상기 베인 각도를 기반으로 상기 터보 차저를 제어할 수 있다. In addition, the controller may check the vane angle according to the state data and control the turbocharger based on the vane angle when the state data satisfies the force control entry condition.
또한, 상기 제어기는 복수의 엔진 속도 각각에 매칭된 베인 각도를 포함하는 타력 제어맵을 확인하고, 상기 타력 제어맵을 통해 상기 상태 데이터에 포함된 엔진 속도에 매칭된 상기 베인 각도를 확인할 수 있다.In addition, the controller may check a hitting force control map including a vane angle matched to each of a plurality of engine speeds, and check the vane angle matched to the engine speed included in the state data through the hitting force control map.
또한, 상기 제어기는 상기 상태 데이터를 이용하여 타력 해제 조건에 만족하는지 판단하고, 상기 상태 데이터가 타력 해제 조건에 만족하면 부스트 압력 차이, 흡입 공기 유량 및 슈퍼 차저 입구 압력에 따른 보정값을 결정하며, 상기 목표 속도과 상기 보정값을 더하기 연산하여 이용하여 최종 제어값을 결정할 수 있다. In addition, the controller determines whether or not the force release condition is satisfied using the state data, and if the state data satisfies the force release condition, determines a correction value according to the boost pressure difference, the intake air flow rate, and the supercharger inlet pressure, The target speed and the correction value may be added and used to determine a final control value.
또한, 상기 제어기는 상기 상태 데이터의 차속이 기준 속도 이상이고, 변속단이 기준단 이상이며, 가속 페달의 위치값이 제1 기준값에 해당하고, 브레이크 페달의 위치값이 제2 기준값에 해당하며, 구배도가 설정 범위 이내이면 타력 제어 진입 조건에 만족한다고 판단할 수 있다.In addition, in the controller, the vehicle speed of the state data is greater than or equal to the reference speed, the shift level is greater than or equal to the reference level, the position value of the accelerator pedal corresponds to the first reference value, and the position value of the brake pedal corresponds to the second reference value, If the gradient is within the set range, it can be determined that the hitting force control entry condition is satisfied.
또한, 상기 제어기는 상기 상태 데이터가 타력 제어 진입 조건에 만족하지 않으면 상기 보정값을 0으로 설정하여 상기 슈퍼 차저를 제어할 수 있다. In addition, the controller may control the supercharger by setting the correction value to 0 when the state data does not satisfy the condition for entering force control.
또한, 상기 부스트 압력 차이는 목표 부스트 압력과 검출 부스트 압력의 차이를 나타내며, 상기 목표 부스트 압력은 엔진 속도 및 분사 연료량에 따라 설정될 수 있다. In addition, the boost pressure difference represents a difference between a target boost pressure and a detected boost pressure, and the target boost pressure may be set according to an engine speed and an amount of injected fuel.
또한, 상기 상태 검출기는 엔진의 속도를 검출하는 엔진 센서; 차량의 속도를 검출하는 속도 센서; 변속기에 체결된 변속단을 검출하는 변속단 센서; 가속 페달의 위치값을 검출하는 가속 페달 위치 센서; 브레이크 페달의 위치값을 검출하는 브레이크 페달 위치 센서; 및 도로의 구배도를 검출하는 구배 센서중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In addition, the state detector includes an engine sensor that detects the speed of the engine; A speed sensor that detects the speed of the vehicle; A shift stage sensor that detects a shift stage fastened to the transmission; An accelerator pedal position sensor detecting a position value of the accelerator pedal; A brake pedal position sensor for detecting a position value of the brake pedal; And at least one of a gradient sensor that detects a gradient of the road.
그리고 본 발명의 다른 실시 예에서는 엔진이 시동되는지를 판단하는 단계; 상기 엔진이 시동되면 부스트 압력 차이, 흡입 공기 유량 및 슈퍼 차저 입구 압력에 따른 목표 속도를 확인하고, 상태 데이터를 이용하여 타력 제어 진입 조건에 만족하는지를 판단하는 단계; 상기 타력 제어 진입 조건에 따라 보정값을 결정하는 단계; 상기 목표 속도 및 상기 보정값을 이용하여 최종 제어값을 결정하는 단계; 및 상기 최종 제어값을 기반으로 슈퍼 차저를 제어하는 단계를 포함하는 엔진 시스템 제어 방법을 제공할 수 있다.In another embodiment of the present invention, determining whether the engine is started; Checking a target speed according to a boost pressure difference, an intake air flow rate, and a supercharger inlet pressure when the engine is started, and determining whether or not a hitting force control entry condition is satisfied using state data; Determining a correction value according to the force control entry condition; Determining a final control value using the target speed and the correction value; And controlling a supercharger based on the final control value.
본 발명의 실시 예는 타력 주행 시 터보 차저의 베인 개도를 제어하여 연비를 향상시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, fuel economy may be improved by controlling the vane opening degree of a turbocharger when driving by force.
또한, 타력 주행 시 터보 차저를 제어하여 타력 주행 거리를 증대시킬 수 있으며, 타력 해제 시 슈퍼 차저를 제어하여 차량 응답성을 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to increase the driving distance by controlling the turbocharger when driving by controlling the driving force, and improving vehicle responsiveness by controlling the supercharger when the driving force is released.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.In addition, effects that can be obtained or predicted by the embodiments of the present invention will be disclosed directly or implicitly in the detailed description of the embodiments of the present invention. That is, various effects predicted according to an embodiment of the present invention will be disclosed within a detailed description to be described later.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 엔진 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엔진 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 엔진 시스템 제어 방법을 나타낸 순서도이다. 1 is a block diagram showing an engine system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing an engine system according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating an engine system control method according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명에 따른 엔진 시스템 및 그 제어 방법의 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 실시 예들 중에서 바람직한 하나의 실시 예에 관한 것이다. 따라서, 본 발명이 하기의 도면과 설명에만 한정되어서는 아니 될 것이다.Hereinafter, an operation principle of an engine system and a control method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and description. However, the drawings shown below and the detailed description to be described later relate to one preferred embodiment among various embodiments for effectively describing the features of the present invention. Therefore, the present invention will not be limited only to the following drawings and description.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, in the following description of the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the overall contents of the present invention.
또한, 이하 실시 예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형, 또는 통합, 또는 분리하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.In addition, the following embodiments will use appropriately modified, integrated, or separated terms so that those of ordinary skill in the art can clearly understand in order to efficiently describe the key technical features of the present invention. However, the present invention is by no means limited thereto.
이하, 본 발명의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 엔진 시스템을 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엔진 시스템을 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing an engine system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a configuration diagram showing an engine system according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 엔진 시스템은 상태 검출기(10), 엔진(50), 터보 차저(100), 에어 클리너 박스(110), 인터쿨러(120), 슈퍼 차저(130), 바이패스 밸브(140), 쓰로틀 밸브(150), 후처리 장치(160), LP-EGR(Low Pressure Exhaust Gas Recirculation: LP-EGR) 쿨러(170) 및 제어기(200)를 포함한다. 1 and 2, the engine system includes a
상태 검출기(10)는 터보 차저 및 슈퍼 차저(130)를 제어하기 위한 상태 데이터를 검출한다. 이를 위해, 상태 검출기(10)는 압력 센서(13), 부스트압 센서(15), 유량 센서(17), 속도 센서(19), 가속 페달 위치 센서(Accelerator Position Sensor: 이하 'APS'로 통칭함, 21) 브레이크 페달 위치 센서(Brake Position Sensor: 이하 'BPS'로 통칭함, 23), 엔진 센서(25), 변속단 센서(27) 및 구배 센서(29)를 포함한다.The
압력 센서(13)는 흡기 라인(125)의 슈퍼 차저 전단에 구비된다. 압력 센서(13)는 슈퍼 차저(130)의 전단의 압력을 검출하여 제어기(200)에 제공한다. The
부스트압 센서(15)는 엔진(50)의 흡기 매니폴드(53) 상에 구비된다. 부스트압 센서(15)는 엔진(50)의 부스트 압력을 검출하고, 검출한 부스트 압력을 제어기(200)에 제공한다. The
유량 센서(17)는 엔진(50)의 매니폴드로 유입되는 흡입 공기 유량을 검출한다. 유량 센서(17)는 검출한 흡입 공기 유량을 제어기(200)에 제공한다. The
속도 센서(19)는 차량의 속도를 검출하고, 검출한 차량 속도를 제어기(200)에 제공한다. The
속도 센서(19)는 차량의 구동휠에 장착될 수도 있다. 한편, 속도 센서(19)가 구비되지 않을 경우에 제어기(200)는 GPS로부터 수신한 GPS 신호를 이용하여 차량 속도를 연산할 수도 있다.The
APS(21)는 운전자가 가속 페달을 누른 정도를 측정한다. 즉, APS(21)는 가속 페달의 위치값(가속 페달이 눌린 정도)을 측정하여 이에 대한 신호를 제어기(200)에 제공한다. 가속 페달이 완전히 눌린 경우에는 가속 페달의 위치값이 100%이고, 가속 페달이 눌리지 않은 경우에는 가속 페달의 위치값이 0%이다. The
APS(21)를 사용하는 대신 흡기 통로에 장착된 쓰로틀 밸브(150)의 개도를 기반으로 가속 페달의 위치값을 확인할 수도 있다. Instead of using the
BPS(23)는 운전자가 브레이크 페달을 누른 정도를 측정한다. 즉, BPS(23)는 브레이크 페달의 위치값(브레이크 페달이 눌린 정도)을 측정하여 이에 대한 제어기(200)에 전달한다. 브레이크 페달이 완전히 눌린 경우에는 브레이크 페달의 위치값이 100%이고, 브레이크 페달이 눌리지 않은 경우에는 브레이크 페달의 위치값이 0%일 수 있다.The
엔진 센서(25)는 엔진(50)의 속도를 검출하고, 검출한 엔진 속도를 제어기(200)에 제공한다. The
변속단 센서(27)는 변속기에 현재 체결된 변속단을 검출하여 제어기(200)에 제공한다.The
구배 센서(29)는 차량이 위치한 도로의 구배도를 검출하고, 검출한 구배도를 제어기(200)에 제공한다. 이때, 구배도는 %로 나타낼 수 있다.The gradient sensor 29 detects the gradient of the road on which the vehicle is located, and provides the detected gradient to the
엔진(50)은 연료와 공기가 혼합된 혼합기를 연소시켜 화학적 에너지를 기계적 에너지로 변환한다. 이러한 엔진(50)은 흡기 매니폴드(53) 및 배기 매니폴드(55)를 포함한다. The
터보 차저(100)는 배기 가스의 에너지를 이용하여 흡기를 과급시키는 것으로, 터빈과 컴프레서를 포함한다. The
에어 클리너 박스(110)는 외기에 포함된 이물질을 정화한다. 즉, 에어 클리너 박스(110)를 통하여 정화된 신기(fresh air)는 흡기 라인(125)을 통해 슈퍼 차저(130)로 제공된다.The
인터쿨러(120)는 터보 차저(100)로부터 공급받은 신기를 냉각시킨다. 즉, 인터쿨러(120)는 터보 차저(100)와 외부 신기의 혼합기를 냉각하며, 주행풍에 의해 냉각된다. The
슈퍼 차저(130)는 인터쿨러(120)의 후방에 구비되며, 인터쿨러(120)와 함께 흡기 라인(125) 상에 구비된다. The
슈퍼 차저(130)는 인터쿨러(120)로부터 제공받은 흡입 공기를 압축하여 엔진(50)의 연소실에 공급한다. 즉, 슈퍼 차저(130)는 컴프레서(135)를 통해 인터쿨러(120)로부터 제공받은 신기를 압축시켜 쓰로틀 밸브(150)로 유입시킨다. The
모터(133)는 슈퍼 차저(130)의 컴프레서(135)가 회전하면서 발생된 전기 에너지를 배터리(미도시)에 저장시킬 수 있다.The
바이패스 밸브(140)는 슈퍼 차저(130)를 우회하는 우회 라인(127)에 구비된다. 에어 클리너 박스(110)에 의해 정화된 신기를 쓰로틀 밸브(150)로 제공한다. The
쓰로틀 밸브(150)는 슈퍼 차저 및 바이패스 밸브(140)를 통해 통과한 공기를 흡기 매니폴드(53)로 유입시킨다. 즉, 쓰로틀 밸브(150)는 엔진(50)의 흡기 매니폴드(53)로 공급되는 흡기의 양을 조절한다. 이러한, 흡기의 양은 쓰로틀 밸브(150)의 개도에 따라 결정되고, 쓰로틀 밸브(150)의 개도는 백분율로 표시될 수 있다. 예를 들어, 쓰로틀 밸브(150)의 개도가 100%이면 쓰로틀 밸브(150)가 완전히 열린 상태를 나타내며, 쓰로틀 밸브(150)의 개도가 0%이면 쓰로틀 밸브(150)가 완전히 닫힌 상태를 나타낼 수 있다.The
후처리 장치(160)는 엔진(50)에서 연소된 배기 가스를 정화하여 배출할 수 있다. 이러한 후처리 장치(160)는 DPF(Diesel Particulate Filter), LNT(Lean NOx Trap), SCR(Selective Catalytic Reduction), 삼원 촉매 컨버터(three way catalytic converter rhodium) 등 다양한 형태로 구현될 수 있다. The
LP-EGR 쿨러(170)는 후처리 장치(160)로부터 공급받은 배기가스를 냉각시킨다. 즉, 배기 가스의 일부는 LP-EGR 쿨러(170)를 거쳐 LP-EGR 밸브(180)의 조절에 따라 외부 신기와 혼합되어 터보 차저(100)에서 압축되고, 인터쿨러(120)에서 냉각될 수 있다. The LP-
제어기(200)는 엔진 시스템의 구성 요소를 제어한다. 다시 말하면, 제어기(200)는 상태 검출기(10)로부터 상태 데이터를 제공받는다. 제어기(200)는 상태 데이터를 이용하여 터보 차저 및 슈퍼 차저(130)를 제어한다. 즉, 제어기(200)는 상태 데이터를 이용하여 타력 제어 진입 조건에 만족하는지를 판단하고, 타력 제어 진입 조건에 만족하면 상태 데이터에 따른 베인 각도를 확인한다. The
제어기(200)는 베인 각도를 기반으로 터보 차저(100)를 제어한다. 그리고 제어기(200)는 상태 데이터가 타력 해제 조건에 만족하면 슈퍼 차저(130)를 제어한다. The
제어기(200)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로프로세서로 구현될 수 있으며, 설정된 프로그램은 후술하는 본 발명의 실시 예에 따른 엔진 시스템 제어 방법에 포함된 각 단계를 수행하기 위한 일련의 명령을 포함하는 것으로 할 수 있다. 이러한 엔진 시스템 제어 방법은 도 3을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다. The
이하에서는 도 3을 참조하여 엔진 시스템을 제어하는 방법을 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of controlling the engine system will be described with reference to FIG. 3.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 엔진 시스템 제어 방법을 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart illustrating an engine system control method according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 제어기(200)는 엔진(50)의 시동이 온되는지를 판단한다(S305). 3, the
한편, 제어기(200)는 엔진(50)의 시동이 오프 상태 이면 단계 S305으로 리턴하여 엔진(50)이 시동되는지를 모니터링한다. On the other hand, the
제어기(200)는 엔진(50)의 시동이 온되면 상태 데이터를 이용하여 타력 제어 진입 조건에 만족하는지를 판단한다(S310). 구체적으로, 제어기(200)는 상태 검출기(10)로부터 상태 데이터를 제공받는다. 제어기(200)는 상태 데이터의 차속이 기준 속도 이상인지를 판단한다. 이때, 기준 속도는 타력 제어 진입 조건이 만족하는지를 판단하기 위해 기준이 되는 속도를 나타낼 수 있다. When the
제어기(200)는 차속이 기준 속도 이상이면 변속단이 기준단 이상인지를 판단한다. 이때, 기준단은 타력 제어 진입 조건이 만족하는지를 판단하기 위하여 기준이 되는 단수일 수 있다. If the vehicle speed is higher than the reference speed, the
제어기(200)는 변속단이 기준단 이상이면 가속 페달의 위치값이 제1 기준값에 해당하는지를 판단한다. 이때, 제1 기준값은 타력 제어 진입 조건을 만족하는지를 판단하기 위해 기준이 되는 값으로, 0%일 수 있다. The
제어기(200)는 가속 페달의 위치값이 제1 기준값에 해당하면 브레이크 페달의 위치값이 제2 기준값에 해당하는지를 판단한다. 여기서, 제2 기준값은 타력 제어 진입 조건을 만족하는지를 판단하기 위해 기준이 되는 값으로, 0%일 수 있다. When the position value of the accelerator pedal corresponds to the first reference value, the
제어기(200)는 브레이크 페달의 위치값이 제2 기준값에 해당하면 구배도가 설정 범위 이내인지를 판단한다. 이때, 설정 범위는 평지 또는 완경사인지를 판단하기 위해 설정된 범위를 나타내며, -4%에서 +4%일 수 있다. When the position value of the brake pedal corresponds to the second reference value, the
제어기(200)는 구배도가 설정 범위 이내이면 오토 크루즈 설정이 오프인지를 판단한다. The
제어기(200)는 상기에서 설명한 모든 조건이 만족하면 타력 제어 진입 조건에 만족한다는 것을 판단할 수 있다. When all the conditions described above are satisfied, the
제어기(200)는 상태 데이터가 타력 제어 진입 조건에 만족하지 않으면 보정값을 설정한다(S315). 즉, 제어기(200)는 타력 제어 진입 조건에 만족하지 않으면 최종값을 설정하기 위한 보정값을 0으로 설정한다. 이때, 보정값은 타력 제어 진입 조건을 수행했을 때 사용한 터보 차저(100)의 베인 각도를 슈퍼 차저(130)를 통해 보상하기 위한 값으로, 타력 제어 진입 조건을 수행하지 않았으므로 0으로 설정될 수 있다.The
제어기(200)는 상태 데이터가 타력 제어 진입 조건에 만족하면 터보 차저(100)의 베인 각도를 확인한다(S320). 다시 말하면, 제어기(200)는 미리 설정된 타력 제어맵을 확인한다. 이때, 타력 제어맵은 타력 모드 시 터보 차저(100)를 제어하기 위해 설정된 제어맵으로, 복수의 엔진 속도 각각에 매칭된 베인 각도를 포함한다.The
제어기(200)는 타력 제어맵을 통해 상태 데이터에 포함된 엔진 속도에 매칭된 베인 각도를 확인한다. The
제어기(200)는 확인한 베인 각도를 이용하여 터보 차저(100)를 제어한다. The
제어기(200)는 상태 데이터를 이용하여 타력 해제 조건에 만족하는지를 판단한다(S325). 다시 말하면, 제어기(200)는 설정 시간 마다 상태 검출기(10)로부터 상태 데이터를 제공받고, 제공받은 상태 데이터가 타력 해제 조건에 만족하는지를 판단한다. 즉, 제어기(200)는 차속이 설정값 미만이거나, 변속단이 기준단 미만이거나, 가속 페달의 위치값이 제1 기준값에 해당하지 않거나, 브레이크 페달의 위치값이 제2 기준값에 해당하지 않거나, 구배도가 설정 범위 이내에 존재하지 않거나, 오토 크루즈 설정이 온이면 타력 해제 조건에 만족한다고 판단할 수 있다.The
제어기(200)는 상태 데이터가 타력 해제 조건에 만족하면 보정값을 결정한다(S330). 구체적으로, 제어기(200)는 부스트 압력 차이, 흡입 공기 유량 및 슈퍼 차저 입구 압력을 결정한다. 이때, 부스트 압력 차이는 목표 부스트 압력과 검출 부스트 압력의 차이를 나타내며, 검출 부스트 압력은 상태 검출기(10)의 부스트압 센서(15)로부터 제공받아 확인할 수 있으며, 목표 부스트 압력은 엔진 속도 및 분사 연료량에 따라 설정될 수 있다.The
흡입 공기 유량은 상태 검출기(10)의 유량 센서(17)로부터 제공받아 확인할 수 있으며, 슈퍼 차저 입구 압력은 상태 검출기(10)의 압력 센서(13)로부터 제공받아 확인할 수 있다. The intake air flow rate can be checked by being provided from the
제어기(200)는 미리 설정된 보정 제어맵을 확인한다. 이때, 보정 제어맵은 타력 모드를 수행했을 때 사용한 터보 차저(100)의 베인 각도를 슈퍼 차저(130)를 통해 보상하기 위해 설정된 제어맵으로, 부스트 압력 차이, 흡입 공기 유량 및 슈퍼 차저 입구 압력에 매칭된 보정값을 포함할 수 있다.The
제어기(200)는 보정 제어맵을 통해 부스트 압력 차이, 흡입 공기 유량 및 슈퍼 차저 입구 압력에 매칭된 보정값을 추출하여 확인한다. The
제어기(200)는 엔진(50)의 시동이 온되면 목표 부스트 압력을 설정한다(S340). 즉, 제어기(200)는 엔진 속도 및 분사 연료량에 따라 목표 부스트 압력을 설정한다.When the
제어기(200)는 목표 부스트 압력 및 검출 부스트 압력을 이용하여 부스트 압력 차이를 확인한다(S345). 즉, 제어기(200)는 목표 부스트 압력과 검출 부스트 압력의 차이인 부스트 압력 차이를 확인한다. 이때, 검출 부스트 압력은 상태 검출기(10)의 부스트압 센서(15)에서 검출한 값일 수 있다.The
제어기(200)는 슈퍼 차저(130)의 작동 영역인지를 판단한다(S350). 즉, 제어기(200)는 흡입 공기 유량 및 슈퍼 차저(130)의 최대 회전수를 기반으로 슈퍼 차저(130)의 작동 영역인지를 판단한다. The
제어기(200)는 슈퍼 차저(130)의 작동 영역이면 부스트 압력 차이가 제1 설정값을 초과하는지를 판단한다(S355). 이때, 제1 설정값은 슈퍼 차저(130)의 제어 여부를 판단하기 위해 미리 설정된 값으로, 미리 지정된 알고리즘(예를 들어, 프로그램 및 확률 모델)을 통해 설정될 수 있다. 이렇게 부스트 압력 차이가 제1 설정값을 초과하는지 판단하는 이유는 부스트 압력 차이를 보상해주기 위함이다. The
제어기(200)는 슈퍼 차저(130)의 작동 영역이 아니거나, 부스트 압력 차이가 제1 설정값 이하이면 바이패스 밸브(140)를 오픈한다(S360). 즉, 제어기(200)는 슈퍼 차저(130)의 제어가 불필요하므로 바이패스 밸브(140)를 오픈하여 흡입 공기량을 확보한다.The
제어기(200)는 부스트 압력 차이가 제1 설정값을 초과하면 목표 속도를 확인한다(S365). 다시 말하면, 제어기(200)는 부스트 압력 차이가 제1 설정값을 초과하면 속도 제어맵을 확인한다. 이때, 속도 제어맵은 슈퍼 차저(130)를 제어하기 위해 설정된 제어맵으로, 부스트 압력 차이, 흡입 공기 유량 및 슈퍼 차저 입구 압력에 매칭된 목표 속도를 통해 결정될 수 있다. The
제어기(200)는 속도 제어맵을 통해 부스트 압력 차이, 흡입 공기 유량 및 슈퍼 차저 입구 압력에 매칭된 목표 속도를 추출하여 확인한다.The
제어기(200)는 목표 속도 및 보정값을 이용하여 최종 제어값을 결정한다(S370). 즉, 제어기(200)는 단계 S365에서 확인한 목표 속도와 보정값을 더하기 연산하여 최종 제어값을 결정한다. 이때, 보정값은 단계 S315일 경우에 0일 수 있다.The
제어기(200)는 최종 제어값이 제2 설정값을 초과하는지를 판단한다(S375). 이때, 제2 설정값은 슈퍼 차저(130)를 구동하기 위한 최소한의 값일 수 있다. 제2 설정값은 미리 설정된 값으로, 미리 지정된 알고리즘(예를 들어, 프로그램 및 확률 모델)을 통해 설정될 수 있다.The
한편, 제어기(200)는 최종 제어값이 제2 설정값을 초과하면 엔진 시스템의 제어를 종료할 수 있다.Meanwhile, the
제어기(200)는 최종 제어값이 제2 설정값을 초과하면 바이패스 밸브(140)를 클로즈시킨다(S380).The
제어기(200)는 바이패스 밸브(140)를 클로즈시킨 상태에서 최종 제어값을 기반으로 슈퍼 차저(130)를 제어한다(S385).The
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those of ordinary skill in the relevant technical field can use the present invention in various ways within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. It will be appreciated that it can be modified and changed.
10: 상태 검출기
50: 엔진
100: 터보 차저
110: 에너클리너 박스
120: 인터쿨러
130: 슈퍼 차저
140: 바이패스 밸브
150: 쓰로틀 밸브
170: LP-EGR 쿨러
180: LP-EGR 밸브
200: 제어기10: state detector
50: engine
100: turbocharger
110: energy cleaner box
120: intercooler
130: supercharger
140: bypass valve
150: throttle valve
170: LP-EGR cooler
180: LP-EGR valve
200: controller
Claims (14)
상기 터보 차저와 외부 신기의 혼합기를 냉각하는 인터 쿨러;
흡입 공기를 압축하여 엔진의 연소실에 공급하는 슈퍼 차저;
상기 슈퍼 차저를 우회하는 우회 라인에 구비되는 바이패스 밸브;
상기 엔진의 상태 데이터를 검출하는 상태 검출기; 및
상기 상태 데이터를 이용하여 상기 터보 차저 및 슈퍼 차저를 제어하는 제어기;
를 포함하되,
상기 제어기는
부스트 압력 차이, 흡입 공기 유량 및 슈퍼 차저 입구 압력에 따른 목표 속도를 확인하는 동시에 상기 상태 데이터를 이용하여 타력 제어 진입 조건에 만족하는지를 판단하고, 상기 타력 제어 진입 조건에 따라 보정값을 결정하며, 상기 목표 속도 및 상기 보정값을 이용하여 최종 제어값을 결정하고, 상기 최종 제어값을 기반으로 상기 슈퍼 차저를 제어하되, 상기 상태 데이터의 차속이 기준 속도 이상이고, 변속단이 기준단 이상이며, 가속 페달의 위치값이 제1 기준값에 해당하고, 브레이크 페달의 위치값이 제2 기준값에 해당하며, 구배도가 설정 범위 이내이면 타력 제어 진입 조건에 만족한다고 판단하는 것을 특징으로 하는 엔진 시스템.Turbocharger;
An intercooler for cooling the mixer of the turbocharger and the external fresh air;
A supercharger that compresses intake air and supplies it to the combustion chamber of the engine;
A bypass valve provided in a bypass line bypassing the supercharger;
A state detector for detecting state data of the engine; And
A controller for controlling the turbocharger and the supercharger using the state data;
Including,
The controller is
The target speed according to the boost pressure difference, the intake air flow rate, and the supercharger inlet pressure is checked, and at the same time, using the state data, it is determined whether the hitting force control entry condition is satisfied, and a correction value is determined according to the hitting force control entry condition. A final control value is determined using the target speed and the correction value, and the supercharger is controlled based on the final control value, but the vehicle speed of the state data is higher than the reference speed, the shift stage is higher than the reference stage, and acceleration An engine system, characterized in that it is determined that the position value of the pedal corresponds to the first reference value, the position value of the brake pedal corresponds to the second reference value, and if the gradient is within a set range, it is determined that the force control entry condition is satisfied.
상기 제어기는
상기 상태 데이터가 타력 제어 진입 조건에 만족하면 상기 상태 데이터에 따른 베인 각도를 확인하고, 상기 베인 각도를 기반으로 상기 터보 차저를 제어하는 것을 특징으로 하는 엔진 시스템.The method of claim 1,
The controller is
When the state data satisfies a condition for entering force control, the vane angle according to the state data is checked, and the turbocharger is controlled based on the vane angle.
상기 제어기는
복수의 엔진 속도 각각에 매칭된 베인 각도를 포함하는 타력 제어맵을 확인하고, 상기 타력 제어맵을 통해 상기 상태 데이터에 포함된 엔진 속도에 매칭된 상기 베인 각도를 확인하는 것을 특징으로 하는 엔진 시스템.The method of claim 2,
The controller is
The engine system according to claim 1, wherein the vane angles matched with the engine speed included in the state data are checked through the attrition control map, and the attrition control map including vane angles matched to each of the plurality of engine speeds is checked.
상기 제어기는
상기 상태 데이터를 이용하여 타력 해제 조건에 만족하는지 판단하고, 상기 상태 데이터가 타력 해제 조건에 만족하면 부스트 압력 차이, 흡입 공기 유량 및 슈퍼 차저 입구 압력에 따른 보정값을 결정하며, 상기 목표 속도과 상기 보정값을 더하기 연산하여 이용하여 최종 제어값을 결정하는 엔진 시스템.The method of claim 2,
The controller is
Using the state data, it is determined whether the force release condition is satisfied, and if the state data satisfies the force release condition, a correction value according to the boost pressure difference, the intake air flow rate, and the supercharger inlet pressure is determined, and the target speed and the correction An engine system that determines the final control value by adding values and using them.
상기 제어기는
상기 상태 데이터가 타력 제어 진입 조건에 만족하지 않으면 상기 보정값을 0으로 설정하여 상기 슈퍼 차저를 제어하는 것을 특징으로 하는 엔진 시스템.The method of claim 1,
The controller is
And controlling the supercharger by setting the correction value to 0 when the state data does not satisfy a condition for entering the force control.
상기 부스트 압력 차이는 목표 부스트 압력과 검출 부스트 압력의 차이를 나타내며, 상기 목표 부스트 압력은 엔진 속도 및 분사 연료량에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 엔진 시스템.The method of claim 1,
The boost pressure difference represents a difference between a target boost pressure and a detected boost pressure, and the target boost pressure is set according to an engine speed and an amount of injected fuel.
상기 상태 검출기는
엔진의 속도를 검출하는 엔진 센서;
차량의 속도를 검출하는 속도 센서;
변속기에 체결된 변속단을 검출하는 변속단 센서;
가속 페달의 위치값을 검출하는 가속 페달 위치 센서;
브레이크 페달의 위치값을 검출하는 브레이크 페달 위치 센서; 및
도로의 구배도를 검출하는 구배 센서;
중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 시스템.The method of claim 1,
The state detector
An engine sensor that detects the speed of the engine;
A speed sensor that detects the speed of the vehicle;
A shift stage sensor that detects a shift stage fastened to the transmission;
An accelerator pedal position sensor detecting a position value of the accelerator pedal;
A brake pedal position sensor for detecting a position value of the brake pedal; And
A gradient sensor that detects a gradient of the road;
Engine system comprising at least one of.
상기 엔진이 시동되면 부스트 압력 차이, 흡입 공기 유량 및 슈퍼 차저 입구 압력에 따른 목표 속도를 확인하고, 상태 데이터를 이용하여 타력 제어 진입 조건에 만족하는지를 판단하는 단계;
상기 타력 제어 진입 조건에 따라 보정값을 결정하는 단계;
상기 목표 속도 및 상기 보정값을 이용하여 최종 제어값을 결정하는 단계; 및
상기 최종 제어값을 기반으로 슈퍼 차저를 제어하는 단계;를 포함하되,
상기 보정값을 결정하는 단계는 상기 타력 제어 진입 조건에 만족하면 상기 부스트 압력 차이, 흡입 공기 유량 및 슈퍼 차저 입구 압력에 따른 보정값을 결정하는 단계인 것을 특징으로 하는 엔진 시스템 제어 방법.Determining whether the engine is started;
Checking a target speed according to a boost pressure difference, an intake air flow rate, and a supercharger inlet pressure when the engine is started, and determining whether or not a hitting force control entry condition is satisfied using state data;
Determining a correction value according to the force control entry condition;
Determining a final control value using the target speed and the correction value; And
Including; controlling a supercharger based on the final control value,
The determining of the correction value is the step of determining a correction value according to the boost pressure difference, the intake air flow rate, and the supercharger inlet pressure when the condition for entering the force control entry is satisfied.
상기 보정값을 결정하는 단계는
상기 타력 제어 진입 조건에 만족하면 복수의 엔진 속도 각각에 매칭된 베인 각도를 포함하는 타력 제어맵을 확인하는 단계;
상기 타력 제어맵을 통해 상기 상태 데이터에 포함된 엔진 속도에 매칭된 베인 각도를 확인하는 단계;
상기 베인 각도를 기반으로 터보 차저를 제어하는 단계;
상기 상태 데이터를 이용하여 타력 해제 조건에 만족하는지를 판단하는 단계;
상기 상태 데이터가 타력 해제 조건에 만족하면 보정 제어맵을 확인하는 단계; 및
상기 보정 제어맵을 통해 목표 부스트 압력과 검출 부스트 압력의 차이를 나타내는 부스트 압력 차이, 흡입 공기 유량 및 슈퍼 차저 입구 압력에 따른 보정값을 결정하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 시스템 제어 방법.The method of claim 9,
The step of determining the correction value
Checking a steering force control map including vane angles matched to each of a plurality of engine speeds when the conditions for entering the force control entry are satisfied;
Checking a vane angle matched with the engine speed included in the state data through the force control map;
Controlling a turbocharger based on the vane angle;
Determining whether or not a force release condition is satisfied using the state data;
Checking a correction control map when the state data satisfies a condition for releasing the force; And
Determining a correction value according to a boost pressure difference indicating a difference between a target boost pressure and a detected boost pressure, an intake air flow rate, and a supercharger inlet pressure through the correction control map;
Engine system control method comprising a.
상기 목표 속도를 확인하는 단계는
엔진 속도 및 분사 연료량에 따른 목표 부스트 압력을 설정하는 단계;
상기 목표 부스트 압력과 검출 부스트 압력 차이인 상기 부스트 압력 차이를 확인하는 단계;
상기 부스트 압력 차이가 설정값을 초과하는지를 판단하는 단계;
상기 부스트 압력 차이가 설정값을 초과하면 속도 제어맵을 확인하는 단계; 및
상기 속도 제어맵을 통해 부스트 압력 차이, 흡입 공기 유량 및 슈퍼 차저 입구 압력에 따른 목표 속도를 확인하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 시스템 제어 방법.The method of claim 9,
Checking the target speed is
Setting a target boost pressure according to the engine speed and the amount of fuel injected;
Checking a difference in the boost pressure that is a difference between the target boost pressure and the detected boost pressure;
Determining whether the boost pressure difference exceeds a set value;
Checking a speed control map when the boost pressure difference exceeds a set value; And
Checking a target speed according to a boost pressure difference, an intake air flow rate, and a supercharger inlet pressure through the speed control map;
Engine system control method comprising a.
상기 상태 데이터를 이용하여 타력 제어 진입 조건에 만족하는지를 판단하는 단계는
상기 상태 데이터에 포함된 차속이 기준 속도 이상인지를 판단하는 단계;
상기 차속이 기준 속도 이상이면 변속단이 기준단 이상인지를 판단하는 단계;
상기 변속단이 기준단 이상이면 가속 페달의 위치값이 제1 기준값에 해당하는지를 판단하는 단계;
상기 가속 페달의 위치값이 제1 기준값에 해당하면 브레이크 페달의 위치값이 제2 기준값에 해당하는지를 판단하는 단계; 및
상기 브레이크 페달의 위치값이 제2 기준값에 해당하면 구배도가 설정 범위 이내인지를 판단하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 시스템 제어 방법.The method of claim 9,
The step of determining whether or not the force control entry condition is satisfied using the state data
Determining whether the vehicle speed included in the state data is greater than or equal to a reference speed;
If the vehicle speed is greater than or equal to the reference speed, determining whether a shift level is greater than or equal to the reference level;
Determining whether the position value of the accelerator pedal corresponds to a first reference value when the shift stage is greater than or equal to the reference stage;
Determining whether the position value of the brake pedal corresponds to a second reference value when the position value of the accelerator pedal corresponds to a first reference value; And
Determining whether a gradient degree is within a set range when the position value of the brake pedal corresponds to a second reference value;
Engine system control method comprising a.
상기 보정값을 결정하는 단계는
상기 상태 데이터가 타력 제어 진입 조건에 만족하지 않으면 상기 보정값을 0으로 설정되는 것을 특징으로 하는 엔진 시스템 제어 방법.The method of claim 9,
The step of determining the correction value
The engine system control method, characterized in that the correction value is set to 0 when the state data does not satisfy a condition for entering the force control.
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