KR102286736B1 - Engine system and control method using the same - Google Patents

Engine system and control method using the same Download PDF

Info

Publication number
KR102286736B1
KR102286736B1 KR1020170044539A KR20170044539A KR102286736B1 KR 102286736 B1 KR102286736 B1 KR 102286736B1 KR 1020170044539 A KR1020170044539 A KR 1020170044539A KR 20170044539 A KR20170044539 A KR 20170044539A KR 102286736 B1 KR102286736 B1 KR 102286736B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
line
exhaust
intake
exhaust gas
turbine
Prior art date
Application number
KR1020170044539A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20180113250A (en
Inventor
임정규
Original Assignee
현대자동차 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차 주식회사 filed Critical 현대자동차 주식회사
Priority to KR1020170044539A priority Critical patent/KR102286736B1/en
Publication of KR20180113250A publication Critical patent/KR20180113250A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102286736B1 publication Critical patent/KR102286736B1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F02B37/183—Arrangements of bypass valves or actuators therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0077—Control of the EGR valve or actuator, e.g. duty cycle, closed loop control of position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/52—Systems for actuating EGR valves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템은 연료의 연소에 의해 구동력을 발생시키는 복수의 연소실을 포함하는 엔진; 상기 연소실에서 배출되는 배기 가스가 흐르는 배기 라인에 구비되고 상기 연소실에서 배출되는 배기 가스에 의해 회전하는 터빈과 상기 연소실로 공급되는 흡기 가스가 흐르는 흡기 라인에 구비되고 상기 터빈과 연동하여 회전하고 외기를 압축하는 컴프레서 포함하는 터보차저; 상기 터빈의 하류에 설치되어 배기 가스를 정화시키는 배기 가스 정화 장치; 상기 터빈 상류의 배기 라인에서 분기되어 상기 연소실로 유입되는 흡기를 분배하는 흡기 매니폴드로 합류하는 EGR 라인, 및 상기 EGR 라인에 설치되는 EGR 밸브를 포함하는 EGR 장치; 상기 터빈 상류의 배기 라인에서 분기하여 배기 가스 정화 장치 상류의 배기 라인으로 합류하는 배기 바이패스 라인, 및 상기 배기 바이패스 라인에 설치되는 웨이스트 게이트 밸브; 상기 연소실에서 배출되어 상기 터빈으로 공급되는 배기 가스량을 조절하는 웨이스트 게이트 밸브; 상기 흡기 매니폴드로 공급되는 공기량을 조절하는 스로틀 밸브; 및 팁아웃(tip-out)시 상기 컴프레서와 상기 스로틀 밸브의 사이의 흡기 라인의 압력에 따라 상기 EGR 밸브와 상기 웨이스트 게이트 밸브의 개폐을 조절하는 제어기;를 포함할 수 있다.An engine system according to an embodiment of the present invention includes an engine including a plurality of combustion chambers generating driving force by combustion of fuel; The turbine is provided in the exhaust line through which the exhaust gas discharged from the combustion chamber flows and is rotated by the exhaust gas discharged from the combustion chamber, and is provided in the intake line through which the intake gas supplied to the combustion chamber flows. a turbocharger including a compressor for compression; an exhaust gas purification device installed downstream of the turbine to purify exhaust gas; an EGR device including an EGR line branched from the exhaust line upstream of the turbine and joined to an intake manifold for distributing intake air flowing into the combustion chamber, and an EGR valve installed in the EGR line; an exhaust bypass line branching from the exhaust line upstream of the turbine and joining the exhaust line upstream of the exhaust gas purification device, and a waste gate valve installed in the exhaust bypass line; a wastegate valve for controlling an amount of exhaust gas discharged from the combustion chamber and supplied to the turbine; a throttle valve for controlling the amount of air supplied to the intake manifold; and a controller that adjusts opening and closing of the EGR valve and the waste gate valve according to a pressure in an intake line between the compressor and the throttle valve during tip-out.

Description

엔진 시스템 및 제어 방법 {ENGINE SYSTEM AND CONTROL METHOD USING THE SAME}ENGINE SYSTEM AND CONTROL METHOD USING THE SAME

본 발명은 엔진 시스템 및 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 팁 아웃(tip out)시에 흡기 라인에 과급압이 형성되는 것을 방지할 수 있는 엔진 시스템 및 제어 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an engine system and a control method, and more particularly, to an engine system and control method capable of preventing a supercharge pressure from being formed in an intake line during tip out.

일반적으로, 차량이 가속 중에 팁아웃(tip-out)하는 경우, 연소실로 공급되는 공기를 차단하기 위해 스로틀 밸브가 차단된다. 이때, 터보차저의 터빈의 관성에 의해 터보차저의 컴프레서 하류와 스로틀 밸브의 사이의 흡기 라인에는 과급압(turbocharged air)이 형성된다.Generally, when the vehicle tip-outs during acceleration, the throttle valve is shut off to shut off the air supply to the combustion chamber. At this time, a turbocharged air is formed in the intake line between the compressor downstream of the turbocharger and the throttle valve due to the inertia of the turbine of the turbocharger.

이와 같이, 컴프레서 하류와 스로틀 밸브 상류 사이의 흡기 라인에 형성된 과급압에 의해 소음이 발생하고 컴프레서 휠의 내구성이 악화되는 문제가 발생한다.As such, noise is generated by the boost pressure formed in the intake line between the downstream side of the compressor and the upstream side of the throttle valve, and the durability of the compressor wheel is deteriorated.

이러한 문제를 해결하기 위해 종래에는, 흡기 라인에 구비된 바이패스 라인을 구비하고, 바이패스 라인에 재순환 밸브(recirculation valve)를 설치한다. 그리고 팁아웃시에 재순환 밸브를 개방하여 컴프레서와 스로틀 밸브 사이에 형성된 과급압을 외부로 배출시키도록 하였다.In order to solve this problem, in the related art, a bypass line provided in an intake line is provided, and a recirculation valve is installed in the bypass line. In addition, the recirculation valve was opened during tip-out to discharge the supercharge pressure formed between the compressor and the throttle valve to the outside.

그러나 종래 기술에 의하면, 별도의 바이패스 라인과 재순환 밸브를 설치해야 하기 때문에 엔진 룸 내부에 설치되는 각종 부품의 레이아웃이 복잡해지고, 차량의 제조 원가가 증가하는 문제가 발생한다.However, according to the prior art, since it is necessary to install a separate bypass line and a recirculation valve, the layout of various parts installed inside the engine room becomes complicated, and the manufacturing cost of the vehicle increases.

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.Matters described in this background section are prepared to enhance understanding of the background of the invention, and may include matters that are not already known to those of ordinary skill in the art to which this technology belongs.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 팁아웃이 터보차저의 컴프레서와 스로틀 밸브 사이의 흡기 라인에 과급압이 형성되는 것을 방지할 수 있는 엔진 시스템 및 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an engine system and a control method capable of preventing a tip-out from forming a supercharge pressure in an intake line between a compressor and a throttle valve of a turbocharger. do.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템은 연료의 연소에 의해 구동력을 발생시키는 복수의 연소실을 포함하는 엔진; 상기 연소실에서 배출되는 배기 가스가 흐르는 배기 라인에 구비되고 상기 연소실에서 배출되는 배기 가스에 의해 회전하는 터빈과 상기 연소실로 공급되는 흡기 가스가 흐르는 흡기 라인에 구비되고 상기 터빈과 연동하여 회전하고 외기를 압축하는 컴프레서 포함하는 터보차저; 상기 터빈의 하류에 설치되어 배기 가스를 정화시키는 배기 가스 정화 장치; 상기 터빈 상류의 배기 라인에서 분기되어 상기 연소실로 유입되는 흡기를 분배하는 흡기 매니폴드로 합류하는 EGR 라인, 및 상기 EGR 라인에 설치되는 EGR 밸브를 포함하는 EGR 장치; 상기 터빈 상류의 배기 라인에서 분기하여 배기 가스 정화 장치 상류의 배기 라인으로 합류하는 배기 바이패스 라인, 및 상기 배기 바이패스 라인에 설치되는 웨이스트 게이트 밸브; 상기 연소실에서 배출되어 상기 터빈으로 공급되는 배기 가스량을 조절하는 웨이스트 게이트 밸브; 상기 흡기 매니폴드로 공급되는 공기량을 조절하는 스로틀 밸브; 및 팁아웃(tip-out)시 상기 컴프레서와 상기 스로틀 밸브의 사이의 흡기 라인의 압력에 따라 상기 EGR 밸브와 상기 웨이스트 게이트 밸브의 개폐을 조절하는 제어기;를 포함할 수 있다.An engine system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes an engine including a plurality of combustion chambers for generating driving force by combustion of fuel; The turbine is provided in the exhaust line through which the exhaust gas discharged from the combustion chamber flows and is rotated by the exhaust gas discharged from the combustion chamber, and is provided in the intake line through which the intake gas supplied to the combustion chamber flows. a turbocharger including a compressor for compression; an exhaust gas purification device installed downstream of the turbine to purify exhaust gas; an EGR device including an EGR line branched from the exhaust line upstream of the turbine and joined to an intake manifold for distributing intake air flowing into the combustion chamber, and an EGR valve installed in the EGR line; an exhaust bypass line branching from the exhaust line upstream of the turbine and joining the exhaust line upstream of the exhaust gas purification device, and a waste gate valve installed in the exhaust bypass line; a waste gate valve for controlling an amount of exhaust gas discharged from the combustion chamber and supplied to the turbine; a throttle valve for controlling the amount of air supplied to the intake manifold; and a controller controlling opening and closing of the EGR valve and the waste gate valve according to the pressure of an intake line between the compressor and the throttle valve when tip-out is performed.

상기 제어기는 팁아웃시 상기 컴프레서와 상기 스로틀 밸브 사이의 흡기 라인의 압력이 제1 설정 압력보다 크면 상기 EGR 밸브를 개방할 수 있다.The controller may open the EGR valve when a pressure in an intake line between the compressor and the throttle valve is greater than a first set pressure during tip-out.

상기 제어기는 팁아웃시 상기 컴프레서와 상기 스로틀 밸브 사이의 흡기 라인의 압력이 제2 설정 압력보다 크면 상기 EGR 밸브와 상기 웨이스트 게이트 밸브를 개방할 수 있다.The controller may open the EGR valve and the waste gate valve when a pressure in an intake line between the compressor and the throttle valve is greater than a second set pressure during tip-out.

상기 제2 설정 압력은 상기 제1 설정 압력보다 클 수 있다.The second set pressure may be greater than the first set pressure.

본 발명의 다른 실시예에 따른 엔진 시스템의 제어 방법은 압력 센서에 의해, 팁아웃시 터보차저의 컴프레서와 스로틀 밸브 사이의 흡기 라인의 압력을 측정하는 단계; 제어기에 의해, 상기 흡기 라인의 압력이 설정 압력보다 큰지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 제어기에 의해, 상기 흡기 라인의 압력에 따라 컴프레서의 터빈 상류의 배기 라인에서 분기되어 엔진의 연소실로 유입되는 흡기를 분배하는 흡기 매니폴드로 합류하는 EGR 라인에 설치되는 EGR 밸브, 및 상기 연소실에서 배출되어 상기 터빈으로 공급되는 배기 가스량을 조절하는 웨이스트 게이트 밸브의 개폐를 조절하는 단계;를 포함할 수 있다.A method of controlling an engine system according to another embodiment of the present invention comprises: measuring, by a pressure sensor, a pressure in an intake line between a compressor of a turbocharger and a throttle valve at tip-out; determining, by the controller, whether the pressure in the intake line is greater than a set pressure; and an EGR valve installed in an EGR line that is branched from the exhaust line upstream of the turbine of the compressor according to the pressure of the intake line by the controller and merges into an intake manifold that distributes intake air flowing into the combustion chamber of the engine, and the combustion chamber and controlling the opening and closing of a waste gate valve for controlling the amount of exhaust gas discharged from and supplied to the turbine.

상기 컴프레서와 상기 스로틀 밸브 사이의 흡기 라인의 압력이 제1 설정 압력보다 크면, 상기 제어기에 의해 상기 EGR 밸브가 개방되도록 제어할 수 있다.When the pressure in the intake line between the compressor and the throttle valve is greater than a first set pressure, the controller may control the EGR valve to be opened.

상기 컴프레서와 상기 스로틀 밸브 사이의 흡기 라인의 압력이 제1 설정 압력보다 크면, 상기 제어기에 의해 상기 EGR 밸브와 상기 웨이스트 게이트 밸브가 개방되도록 제어할 수 있다.When the pressure in the intake line between the compressor and the throttle valve is greater than a first set pressure, the controller may control the EGR valve and the waste gate valve to be opened.

상기 제2 설정 압력은 상기 제1 설정 압력보다 클 수 있다.The second set pressure may be greater than the first set pressure.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의한 엔진 시스템 및 제어 방법에 의하면, 팁아웃시에 터보차저의 컴프레서와 스로틀 밸브 사이의 흡기 라인에 과급압이 형성되는 것을 방지함으로써, 흡기 라인에서 발생하는 소음을 감소시킬 수 있고, 컴프레서 휠의 내구성을 향상시킬 수 있다.According to the engine system and control method according to the embodiment of the present invention as described above, noise generated in the intake line is prevented by preventing a supercharge pressure from being formed in the intake line between the compressor of the turbocharger and the throttle valve during tip-out. can be reduced, and the durability of the compressor wheel can be improved.

또한, 별도의 바이패스 라인과 재순환 밸브를 구비할 필요가 없기 때문에, 엔진 룸 내부의 레이아웃이 단순해지고, 차량의 제조 원가를 절감할 수 있다.In addition, since there is no need to provide a separate bypass line and a recirculation valve, the layout of the interior of the engine room is simplified, and the manufacturing cost of the vehicle can be reduced.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템의 구성을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템의 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템에서 팁아웃시에 배기 가스의 흐름을 도시한 도면이다.These drawings are for reference in describing an exemplary embodiment of the present invention, and the technical spirit of the present invention should not be construed as being limited to the accompanying drawings.
1 is a conceptual diagram illustrating a configuration of an engine system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a control method of an engine system according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are diagrams illustrating the flow of exhaust gas during tip-out in the engine system according to an embodiment of the present invention.

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.With reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar elements throughout the specification.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily indicated for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the bar shown in the drawings, and the thickness is enlarged to clearly express various parts and regions. It was.

이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 엔진 시스템에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an engine system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템의 구성을 도시한 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a configuration of an engine system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 엔진 시스템은 엔진(20), 터보차저(70), EGR 장치(50), 및 제어기(90)를 포함할 수 있다.1 , the engine system according to the embodiment of the present invention may include an engine 20 , a turbocharger 70 , an EGR device 50 , and a controller 90 .

상기 엔진(20)은 연료의 연소에 의해 구동력을 발생시키는 복수의 연소실(21)을 포함한다. 상기 엔진(20)에는 상기 연소실(21)로 공급되는 흡기 가스가 흐르는 흡기 라인(10)과, 상기 연소실(21)에서 배출되는 배기 가스가 흐르는 배기 라인(30)이 구비된다.The engine 20 includes a plurality of combustion chambers 21 that generate driving force by combustion of fuel. The engine 20 is provided with an intake line 10 through which intake gas supplied to the combustion chamber 21 flows, and an exhaust line 30 through which exhaust gas discharged from the combustion chamber 21 flows.

상기 흡기 라인(10)에는 외부에서 유입되는 신기를 필터링하는 에어 클리너(11)가 구비된다.The intake line 10 is provided with an air cleaner 11 that filters the fresh air introduced from the outside.

상기 연소실(21)의 상류에는 복수의 연소실(21)로 공급되는 흡기를 배분하는 흡기 매니폴드(23)가 구비되고, 상기 흡기 매니폴드(23)에는 상기 흡기 매니폴드(23)로 유입되는 흡기량을 조절하는 스로틀 밸브(25)가 구비된다.An intake manifold 23 for distributing intake air supplied to a plurality of combustion chambers 21 is provided upstream of the combustion chamber 21 , and the intake manifold 23 has an intake amount flowing into the intake manifold 23 . A throttle valve 25 for controlling the

상기 터보차저(70)는 상기 흡기 라인(10)을 통해 유입되는 흡기 가스(외기+재순환 가스)를 압축하여 상기 연소실(21)로 공급한다. 상기 터보차저(70)는 상기 배기 라인(30)에 구비되고 상기 연소실(21)에서 배출되는 배기 가스에 의해 회전하는 터빈(72), 및 상기 터빈(72)과 연동하여 회전하고 흡기 가스를 압축하는 컴프레서(74)를 포함한다.The turbocharger 70 compresses intake gas (external air + recirculation gas) introduced through the intake line 10 and supplies it to the combustion chamber 21 . The turbocharger 70 is provided in the exhaust line 30 and rotates in conjunction with a turbine 72 rotating by exhaust gas discharged from the combustion chamber 21 , and the turbine 72 , and compresses intake gas. and a compressor (74).

상기 터빈(72) 하류의 배기 라인(30)에는 상기 연소실(21)에서 배출되는 배기 가스에 포함된 각종 유해 물질을 정화시키는 배기 가스 정화 장치(60)가 구비된다. 상기 배기 가스 정화 장치(60)는 질소 산화물을 정화하기 위한 LNT(lean NOx trap), 디젤 산화 촉매(diesel oxidation catalyst) 및 디젤 매연 필터(diesel particulate filter)를 포함할 수 있다.An exhaust gas purification device 60 for purifying various harmful substances contained in the exhaust gas discharged from the combustion chamber 21 is provided in the exhaust line 30 downstream of the turbine 72 . The exhaust gas purification apparatus 60 may include a lean NOx trap (LNT) for purifying nitrogen oxide, a diesel oxidation catalyst, and a diesel particulate filter.

상기 터빈(72) 상류의 배기 라인(30)에서 분기하여 배기 가스 정화 장치(60) 상류의 배기 라인(30)으로 합류하는 배기 바이패스 라인(32)이 구비되고, 상기 배기 바이패스 라인(32)에는 웨이스트 게이트 밸브(34)가 배치된다. 상기 웨이스트 게이트 밸브(34)를 통해 상기 연소실에서 배출되어 상기 터빈으로 공급되는 배기 가스량이 조절된다. 상기 웨이스트 게이트 밸브(34)의 개폐는 후술할 제어기(90)의 제어 신호에 의해 제어된다.An exhaust bypass line 32 branching from the exhaust line 30 upstream of the turbine 72 and joining the exhaust line 30 upstream of the exhaust gas purification device 60 is provided, and the exhaust bypass line 32 ), a waste gate valve 34 is disposed. The amount of exhaust gas discharged from the combustion chamber and supplied to the turbine through the waste gate valve 34 is adjusted. The opening and closing of the waste gate valve 34 is controlled by a control signal from the controller 90 to be described later.

상기 EGR 장치(50)는 상기 연소실(21)에서 배출되는 배기 가스의 일부를 상기 연소실(21)로 재순환시키는 장치이다. 상기 EGR 장치(50)(HP-EGR: high pressure exhaust gas recirculation apparatus)는 EGR 라인(52), EGR 쿨러(56), 및 EGR 밸브(54)를 포함한다. 본 발명의 실시 예에서는 고압 EGR 장치를 예로 들어 설명한다.The EGR device 50 is a device for recirculating a portion of the exhaust gas discharged from the combustion chamber 21 to the combustion chamber 21 . The EGR device 50 (HP-EGR: high pressure exhaust gas recirculation apparatus) includes an EGR line 52 , an EGR cooler 56 , and an EGR valve 54 . In the embodiment of the present invention, a high-pressure EGR device will be described as an example.

상기 EGR 라인(52)은 상기 터빈(72) 상류의 배기 라인(30)에서 분기되어 상기 흡기 매니폴드(23)로 합류한다. 상기 EGR 쿨러(56)는 상기 EGR 라인(52)에 배치되고, 상기 EGR 라인(52)을 흐르는 배기 가스를 냉각시킨다. 상기 EGR 밸브(54)는 상기 EGR 라인(52)에 배치되고, 상기 EGR 라인(52)을 통해 흡기 라인(10)으로 유입되는 배기 가스량을 조절한다. 여기서, 상기 EGR 라인(52)을 통해 상기 흡기 라인(10)으로 공급되는 배기 가스를 재순환 가스(recirculation gas)라고 한다.The EGR line 52 is branched from the exhaust line 30 upstream of the turbine 72 and merges into the intake manifold 23 . The EGR cooler 56 is disposed on the EGR line 52 , and cools the exhaust gas flowing through the EGR line 52 . The EGR valve 54 is disposed in the EGR line 52 , and controls the amount of exhaust gas flowing into the intake line 10 through the EGR line 52 . Here, the exhaust gas supplied to the intake line 10 through the EGR line 52 is referred to as a recirculation gas.

상기 흡기 라인(10)에는 흡기 가스를 냉각시키는 인터쿨러(16)가 설치될 수 있다. 상기 터보차저(70)에 의해 압축된 흡기 가스는 온도가 높아져 팽창하기 때문에, 상기 연소실(21)로 공급되는 흡기 가스의 산소 밀도가 낮아지고, 이로 인해, 상기 엔진(20)에서 요구하는 토크를 출력하기 어렵다. 따라서, 상기 인터쿨러(16)를 통해 흡기 가스를 냉각시켜 흡기 가스의 밀도를 증가시켜 엔진(20)의 연소 효율을 향상시킨다.An intercooler 16 for cooling the intake gas may be installed in the intake line 10 . Since the intake gas compressed by the turbocharger 70 expands due to an increase in temperature, the oxygen density of the intake gas supplied to the combustion chamber 21 decreases, thereby increasing the torque required by the engine 20 . difficult to print Accordingly, the combustion efficiency of the engine 20 is improved by cooling the intake gas through the intercooler 16 to increase the density of the intake gas.

차량이 가속 중에 운전자가 가속 페달에서 발을 떼는 팁아웃(tip-out)을 하는 경우, 상기 제어기(90)는 상기 컴프레서(74)와 상기 스로틀 밸브(25)의 사이의 흡기 라인(10)의 압력에 따라 상기 EGR 밸브(54)와 상기 웨이스트 게이트 밸브(34)의 개폐을 조절한다. When the vehicle is accelerating, when the driver tip-outs the accelerator pedal, the controller (90) controls the intake line (10) between the compressor (74) and the throttle valve (25). The opening and closing of the EGR valve 54 and the waste gate valve 34 are controlled according to the pressure.

상기 제어기(90)는 설정된 프로그램에 의하여 작동하는 하나 이상의 프로세서로 구비될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 제어 방법의 각 단계를 수행하도록 되어 있다.The controller 90 may be provided with one or more processors operating according to a set program, and the set program is configured to perform each step of the engine control method according to an embodiment of the present invention.

이하에서는, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 엔진 시스템의 제어 방법을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a method of controlling an engine system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2 .

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템의 제어 방법을 도시한 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a control method of an engine system according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 제어기(90)는 팁아웃시에 터보차저(70)의 컴프레서(74)와 스로틀 밸브(25) 사이의 흡기 라인(10)의 압력을 설정 압력과 비교한다(S10). 차량이 가속 중에 운전자가 팁아웃(tip-out)하는 경우, 엔진(20)의 출력을 줄이기 위해 상기 연소실(21)로 공급되는 것을 차단하도록 상기 스로틀 밸브(25)를 차단된다.As shown in FIG. 2 , the controller 90 compares the pressure of the intake line 10 between the compressor 74 of the turbocharger 70 and the throttle valve 25 with a set pressure at the tip-out (S10). ). When the driver tip-outs while the vehicle is accelerating, the throttle valve 25 is shut off to cut off the supply to the combustion chamber 21 to reduce the output of the engine 20 .

컴프레서(74)와 스로틀 밸브(25) 사이의 흡기 라인(10)의 압력이 제1 설정 압력보다 크면, 상기 제어기(90)는 상기 EGR 밸브(54)가 개방되도록 제어하여(S20), 터빈(72) 상류의 배기 라인(30)을 흐르는 배기 가스가 흡기 매니폴드(23)로 바이패스 되도록 한다 (도 3 참조). When the pressure in the intake line 10 between the compressor 74 and the throttle valve 25 is greater than the first set pressure, the controller 90 controls the EGR valve 54 to open (S20), the turbine ( 72) The exhaust gas flowing through the upstream exhaust line 30 is bypassed to the intake manifold 23 (refer to FIG. 3).

이와 같이, 터빈(72) 상류의 배기 가스를 흡기 매니폴드(23)로 바이패스시킴으로써, 터보차저(70)의 컴프레서(72)에 의해 과급 공기가 흡기 라인(10)으로 공급되는 것을 방지할 수 있다.In this way, by bypassing the exhaust gas upstream of the turbine 72 to the intake manifold 23, it is possible to prevent the supply of the supercharged air to the intake line 10 by the compressor 72 of the turbocharger 70. there is.

상기 S10 단계에서, 컴프레서(74)와 스로틀 밸브(25) 사이의 흡기 라인(10)의 압력이 제2 설정 압력(제2 설정 압력은 제1 설정 압력보다 큼)보다 크면, 상기 제어기(90)는 EGR 밸브(54)와 웨이스트 게이트 밸브(34)가 개방되도록 제어하여(S30), 터빈(72) 상류의 배기 라인(30)을 흐르는 배기 가스가 흡기 매니폴드(23)와 배기 가스 정화 장치(60)와 터빈(72) 사이의 배기 라인(30)으로 바이패스 되도록 한다(도 4 참조).In step S10, if the pressure in the intake line 10 between the compressor 74 and the throttle valve 25 is greater than the second set pressure (the second set pressure is greater than the first set pressure), the controller 90 controls the EGR valve 54 and the wastegate valve 34 to open (S30), so that the exhaust gas flowing through the exhaust line 30 upstream of the turbine 72 is transferred to the intake manifold 23 and the exhaust gas purification device ( Bypass to the exhaust line 30 between 60 and turbine 72 (see FIG. 4 ).

이와 같이, 팁아웃시에 흡기 라인(10)의 압력이 매우 높은 경우, EGR 밸브(54)와 웨이스트 게이트 밸브(34)를 개방하여 터빈(72)으로 공급되는 배기 가스를 최소화함으로써, 컴프레서(74)에 의해 압축된 과급 공기가 컴프레서(74)와 스로틀 밸브(25) 사이의 흡기 라인(10)으로 공급되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 흡기 라인(10)에서 소음이 발생하는 것이 최소화되고, 컴프레서 휠의 내구성을 향상시킬 수 있다.As such, when the pressure of the intake line 10 is very high at the time of tip-out, the EGR valve 54 and the waste gate valve 34 are opened to minimize the exhaust gas supplied to the turbine 72, so that the compressor 74 ) can be prevented from being supplied to the intake line 10 between the compressor 74 and the throttle valve 25 . Accordingly, generation of noise in the intake line 10 is minimized, and durability of the compressor wheel can be improved.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made within the scope of the claims, the detailed description of the invention, and the accompanying drawings, and this It goes without saying that it falls within the scope of the invention.

10: 흡기 라인 11: 에어 클리너
12: 흡기 바이패스 라인 16: 인터쿨러
20: 엔진 21: 연소실
23: 흡기 매니폴드 25: 스로틀 밸브
30: 배기 라인 32: 배기 바이패스 라인
34: 웨이스트 게이트 밸브 50: EGR 장치
52: EGR 라인 54: EGR 밸브
56: EGR 쿨러 60: 배기 가스 정화 장치
70: 터보차저 72: 터빈
74: 컴프레서 90: 제어기10: intake line 11: air cleaner
12: intake bypass line 16: intercooler
20: engine 21: combustion chamber
23: intake manifold 25: throttle valve
30: exhaust line 32: exhaust bypass line
34: waste gate valve 50: EGR device
52: EGR line 54: EGR valve
56: EGR cooler 60: exhaust gas purification device
70: turbocharger 72: turbine
74: compressor 90: controller

Claims (8)

연료의 연소에 의해 구동력을 발생시키는 복수의 연소실을 포함하는 엔진;
상기 연소실에서 배출되는 배기 가스가 흐르는 배기 라인에 구비되고 상기 연소실에서 배출되는 배기 가스에 의해 회전하는 터빈과 상기 연소실로 공급되는 흡기 가스가 흐르는 흡기 라인에 구비되고 상기 터빈과 연동하여 회전하고 외기를 압축하는 컴프레서 포함하는 터보차저;
상기 터빈의 하류에 설치되어 배기 가스를 정화시키는 배기 가스 정화 장치;
상기 터빈 상류의 배기 라인에서 분기되어 상기 연소실로 유입되는 흡기를 분배하는 흡기 매니폴드로 합류하는 EGR 라인, 및 상기 EGR 라인에 설치되는 EGR 밸브를 포함하는 EGR 장치;
상기 터빈 상류의 배기 라인에서 분기하여 배기 가스 정화 장치 상류의 배기 라인으로 합류하는 배기 바이패스 라인, 및 상기 배기 바이패스 라인에 설치되고, 상기 연소실에서 배출되어 상기 터빈으로 공급되는 배기 가스량을 조절하는 웨이스트 게이트 밸브;
상기 흡기 매니폴드로 공급되는 공기량을 조절하는 스로틀 밸브; 및
팁아웃(tip-out)시 상기 컴프레서와 상기 스로틀 밸브의 사이의 흡기 라인의 압력에 따라 상기 EGR 밸브와 상기 웨이스트 게이트 밸브의 개폐을 조절하는 제어기;
를 포함하고,
상기 제어기는
팁아웃시 상기 컴프레서와 상기 스로틀 밸브 사이의 흡기 라인의 압력이 제1 설정 압력보다 크면 상기 EGR 밸브를 개방하여, 상기 터빈 상류의 상기 배기 라인을 흐르는 배기 가스는 흡기 매니폴드로 바이패스되고,
팁아웃시 상기 컴프레서와 상기 스로틀 밸브 사이의 흡기 라인의 압력이 상기 제1 설정 압력보다 큰 제2 설정 압력보다 크면 상기 EGR 밸브와 상기 웨이스트 게이트 밸브를 개방하여, 상기 터빈 상류의 상기 배기 라인을 흐르는 배기 라인을 흐르는 배기 가스는 상기 흡기 매니폴드, 및 상기 배기 가스 정화 장치와 상기 배기 바이패스 라인으로 바이패스되는 엔진 시스템.an engine including a plurality of combustion chambers generating driving force by combustion of fuel;
The turbine is provided in the exhaust line through which the exhaust gas discharged from the combustion chamber flows and is rotated by the exhaust gas discharged from the combustion chamber, and is provided in the intake line through which the intake gas supplied to the combustion chamber flows. a turbocharger including a compressor for compression;
an exhaust gas purification device installed downstream of the turbine to purify exhaust gas;
an EGR device including an EGR line branched from the exhaust line upstream of the turbine and joined to an intake manifold for distributing intake air flowing into the combustion chamber, and an EGR valve installed in the EGR line;
An exhaust bypass line branching from the exhaust line upstream of the turbine and joining into an exhaust line upstream of the exhaust gas purification device, and installed in the exhaust bypass line, controlling the amount of exhaust gas discharged from the combustion chamber and supplied to the turbine waste gate valve;
a throttle valve for controlling the amount of air supplied to the intake manifold; and
a controller controlling opening and closing of the EGR valve and the waste gate valve according to the pressure of an intake line between the compressor and the throttle valve when tip-out;
including,
the controller
When the pressure in the intake line between the compressor and the throttle valve is greater than the first set pressure during tip-out, the EGR valve is opened, and the exhaust gas flowing through the exhaust line upstream of the turbine is bypassed to the intake manifold,
When the pressure in the intake line between the compressor and the throttle valve is greater than a second set pressure that is greater than the first set pressure during tip-out, the EGR valve and the wastegate valve are opened to flow the exhaust line upstream of the turbine The exhaust gas flowing through the exhaust line is bypassed to the intake manifold, the exhaust gas purification device, and the exhaust bypass line. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 압력 센서에 의해, 팁아웃시 터보차저의 컴프레서와 스로틀 밸브 사이의 흡기 라인의 압력을 측정하는 단계;
제어기에 의해, 상기 흡기 라인의 압력이 설정 압력보다 큰지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 제어기에 의해, 상기 흡기 라인의 압력에 따라 컴프레서의 터빈 상류의 배기 라인에서 분기되어 엔진의 연소실로 유입되는 흡기를 분배하는 흡기 매니폴드로 합류하는 EGR 라인에 설치되는 EGR 밸브, 및 상기 연소실에서 배출되어 상기 터빈으로 공급되는 배기 가스량을 조절하는 웨이스트 게이트 밸브의 개폐를 조절하는 단계;
를 포함하고,
상기 컴프레서와 상기 스로틀 밸브 사이의 흡기 라인의 압력이 제1 설정 압력보다 크면, 상기 제어기에 의해 상기 EGR 밸브가 개방되도록 제어하여, 상기 터빈 상류의 상기 배기 라인을 흐르는 배기 가스는 흡기 매니폴드로 바이패스되고,
상기 컴프레서와 상기 스로틀 밸브 사이의 흡기 라인의 압력이 제1 설정 압력보다 큰 제2 설정 압력보다 크면, 상기 제어기에 의해 상기 EGR 밸브와 상기 웨이스트 게이트 밸브가 개방되도록 제어하여, 상기 터빈 상류의 상기 배기 라인을 흐르는 배기 가스는 상기 흡기 매니폴드, 및 상기 배기 가스 정화 장치와 상기 배기 바이패스 라인으로 바이패스되는 엔진 시스템의 제어 방법.measuring, by means of a pressure sensor, a pressure in an intake line between a compressor of a turbocharger and a throttle valve at tip-out;
determining, by the controller, whether the pressure in the intake line is greater than a set pressure; and
An EGR valve installed in an EGR line branched from an exhaust line upstream of the turbine of the compressor by the controller according to the pressure of the intake line and joined to an intake manifold that distributes intake air flowing into the combustion chamber of the engine, and in the combustion chamber controlling the opening and closing of a waste gate valve for regulating the amount of exhaust gas discharged and supplied to the turbine;
including,
When the pressure in the intake line between the compressor and the throttle valve is greater than the first set pressure, the EGR valve is controlled to open by the controller, so that the exhaust gas flowing through the exhaust line upstream of the turbine is bypassed to the intake manifold. passed,
When the pressure in the intake line between the compressor and the throttle valve is greater than a second set pressure greater than the first set pressure, the controller controls the EGR valve and the wastegate valve to open, so that the exhaust upstream of the turbine The exhaust gas flowing through the line is bypassed to the intake manifold, the exhaust gas purification device, and the exhaust bypass line. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020170044539A 2017-04-06 2017-04-06 Engine system and control method using the same KR102286736B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170044539A KR102286736B1 (en) 2017-04-06 2017-04-06 Engine system and control method using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170044539A KR102286736B1 (en) 2017-04-06 2017-04-06 Engine system and control method using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180113250A KR20180113250A (en) 2018-10-16
KR102286736B1 true KR102286736B1 (en) 2021-08-05

Family

ID=64132780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170044539A KR102286736B1 (en) 2017-04-06 2017-04-06 Engine system and control method using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102286736B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008133787A (en) * 2006-11-29 2008-06-12 Toyota Motor Corp Exhaust recirculating device for internal combustion engine
JP2013113104A (en) * 2011-11-25 2013-06-10 Hitachi Automotive Systems Ltd Control device for internal combustion engine

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101020820B1 (en) * 2008-12-05 2011-03-09 현대자동차주식회사 System for surge control on vehicle and method thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008133787A (en) * 2006-11-29 2008-06-12 Toyota Motor Corp Exhaust recirculating device for internal combustion engine
JP2013113104A (en) * 2011-11-25 2013-06-10 Hitachi Automotive Systems Ltd Control device for internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180113250A (en) 2018-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4215069B2 (en) Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine
KR101886090B1 (en) Engine system
KR101664069B1 (en) Engine having low pressure egr system and the method thereof
US10655576B2 (en) Secondary air injection system
JP5187123B2 (en) Control device for internal combustion engine
CN107489563B (en) Engine system with exhaust gas recirculation device and method for controlling the same
WO2007066833A1 (en) Exhaust gas purification system for internal combustion engine
EP2998562B1 (en) Internal combustion engine with supercharger
KR20160057764A (en) Engine control system for controlling exhaust gas flow
US10167792B2 (en) Engine system and control method of using the engine system
JP5679185B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2011001877A (en) Internal combustion engine equipped with mechanical supercharger and supercharging method therefor
KR101896327B1 (en) Engine system and method using the same
KR102286736B1 (en) Engine system and control method using the same
KR101807020B1 (en) Apparatus and method for controlling engiine
KR102518588B1 (en) Engine system for exhausting water and method using the same
JP2008267247A (en) Control device for internal combustion engine
KR20170128714A (en) Exhaust gas recirculation system
JP4206934B2 (en) Supercharging system for internal combustion engines
JP2008038622A (en) Exhaust emission control device and method of internal combustion engine
KR101655192B1 (en) Engine having low pressure exhaust gas recirculation system
KR20190043388A (en) Engine system
KR20190047316A (en) Apparatus of regenerating gpf and method using the same
JP2014084819A (en) Control device for exhaust pressure control valve
GB2492994A (en) Exhaust gas recirculation arrangement for an internal combustion engine with sequential turbocharger

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant