KR102394546B1 - 차량의 엔진 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 엔진 제어 장치에 관한 것으로, 구체적으로 과도 운전 시 차량 상태를 반영한 보정 팩터를 기반으로 목표 공기량을 생성하여 엔진을 제어할 수 있는 차량의 엔진 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 제어 장치는 공기를 공급받는 흡기 매니폴드와 배기가스를 배출하는 배기 매니폴드를 포함하는 엔진; 상기 배기가스 중 일부를 흡기 매니폴드로 재순환시켜며, 상기 재순환되는 배기가스의 양을 조절하는 배기가스 재순환 밸브; 및 상기 배기가스 재순환 밸브를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 상기 엔진의 운전점에 따른 기초 목표 공기량을 설정하고, 가속 페달의 변화량을 기반으로 토크 변화량을 생성하며, 상기 토크 변화량을 기반으로 과도 운전 여부를 판단하고, 과도 운전이면 상기 기초 목표 공기량 및 상기 토크 변화량에 따른 보정 팩터를 기반으로 최종 목표 공기량을 생성하며, 상기 최종 목표 공기량을 기반으로 상기 배기가스 재순환 밸브를 제어한다.

Description

차량의 엔진 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING ENGINE OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 엔진 제어 장치에 관한 것으로, 구체적으로 과도 운전 시 차량 상태를 반영한 보정 팩터를 기반으로 목표 공기량을 생성하여 엔진을 제어할 수 있는 차량의 엔진 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 엔진의 배기가스에는 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC) 및 질소산화물(NOx) 등과 같은 유해 성분이 다량 포함된다. 특히, 엔진의 연소 온도가 높아지면 질소산화물의 생성량이 증가하게 되므로, 배기가스 중에 질소산화물의 양을 줄이기 위해서는 엔진의 연소 온도를 저감시킬 필요가 있다.
엔진이 연소 온도가 높아지는 이유는 연소실 내에 혼합기의 밀도가 높은 상태에서 점화 플러그에서 점화된 화염의 전파 속도가 빨라짐에 다라 순간적인 고온의 열이 발생되어 엔진의 연소 온도를 높이는 것이 가장 큰 원인이다.
배기가스 중에서 질소산화물의 양을 줄이기 위해 엔진의 연소 온도를 낮추는 방법으로는 배기가스의 일부를 흡입 혼합기에 포함시켜 연소실에 유입시킴으로써 혼합기의 자체 공연비를 변화시키지 않으면서 혼합기의 밀도를 저하시켜 엔진의 연소 온도를 낮추는 배기가스 재순환(Exhaust Gas Recirculation: EGR) 방법이 있다.
배기가스 재순환 방법은 배기가스 중의 질소산화물의 양을 줄일 뿐만 아니라, 엔진의 연비를 향상시키기 위해 사용된다. 배기가스 재순환 방법은 연소실의 온도를 낮추어 질소산화물의 양을 저감하는 동시에 노킹 발생 영역을 피해 점화시기를 앞당길 수 있다. 이에 따라, 배기가스 재순환 방법을 적용한 차량은 엔진의 출력을 향상시키고, 연비를 향상시킬 수 있다.
배기가스 재순환의 정밀한 제어를 위해서는 흡기 매니폴드로 재순환되는 EGR을 제어할 필요가 있다.
이러한 EGR을 제어하기 방법은 엔진의 회전 속도와 연료 분사량을 기반으로 목표 공기량을 생성하고, 이를 기반으로 제어하였다.
그러나, 종래의 경우에는 토크가 증대하는 방향의 과도 운전 시 부스트 압력이 충분히 형성되지 않았을 때 혹은 부스트 압력이 정상 운전 시의 목표 부스트 압력을 추종하지 못할 때 연료 분사량에 의해 결정되는 목표 공기량을 추종하면 EGR율이 감소하여 의도보다 질소산화물이 증가되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 종래의 경우에는 토크가 감소하는 방향의 과도 운전 시 반대로 부스트 압력이 과도하여 EGR율이 과도하여 입자상 물질(Particulate Matters: PM)이 증가하고 연비가 저하되는 문제가 발생한다.
그리고 종래의 경우에는 위와 같은 현상을 막기 위해서 의도적으로 목표 공기량을 낮게 설정하면 정상 운전 상태에서 입자상 물질이 증가되고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
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.
등록특허공보 제10-1036715호(2011.05.17.)
본 발명의 실시 예는 과도 운전 시 차량 상태를 반영한 보정 팩터를 기반으로 목표 공기량을 생성하여 엔진을 제어할 수 있는 차량의 엔진 제어 장치 및 방법을 제공한다.
그리고 본 발명의 실시 예는 엔진 운전점에 따른 기초 목표 공기량 및 차량 상태에 따른 보정 팩터를 이용하여 최종 목표 공기량을 기반으로 배기가스 재순환 밸브를 제어할 수 있는 차량의 엔진 제어 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서는 공기를 공급받는 흡기 매니폴드와 배기가스를 배출하는 배기 매니폴드를 포함하는 엔진; 상기 배기가스 중 일부를 흡기 매니폴드로 재순환시켜며, 상기 재순환되는 배기가스의 양을 조절하는 배기가스 재순환 밸브; 및 상기 배기가스 재순환 밸브를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 상기 엔진의 운전점에 따른 기초 목표 공기량을 설정하고, 가속 페달의 변화량을 기반으로 토크 변화량을 생성하며, 상기 토크 변화량을 기반으로 과도 운전 여부를 판단하고, 과도 운전이면 상기 기초 목표 공기량 및 상기 토크 변화량에 따른 보정 팩터를 기반으로 최종 목표 공기량을 생성하며, 상기 최종 목표 공기량을 기반으로 상기 배기가스 재순환 밸브를 제어하는 차량의 엔진 제어 장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 상기 기초 목표 공기량, 상기 토크 변화량에 따른 제1 보정 팩터, 기어단에 따른 제2 보정 팩터, 엔진 운전점에 따른 제3 보정 팩터를 기반으로 최종 목표 공기량을 생성할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 미리 설정된 제1 보정 제어맵을 통해 상기 토크 변화량에 따른 제1 보정 팩터를 설정할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 미리 설정된 제2 보정 제어맵을 통해 상기 기어단에 따른 제2 보정 팩터를 설정할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 미리 설정된 제3 보정 제어맵을 통해 상기 엔진의 운전점에 따른 제3 보정 팩터를 설정할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 미리 설정된 공기량 제어맵을 통해 상기 엔진의 운전점에 따른 기초 목표 공기량을 설정할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 상기 토크 변화량이 기준값 이상이면 과도 운전으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 가속 페달의 변위 변화량을 기반으로 토크 변화량을 생성할 수 있다.
그리고 본 발명의 다른 실시 예에서는 엔진의 운전점을 검출하는 단계; 상기 엔진의 운전점에 따른 기초 목표 공기량을 설정하는 단계; 가속 페달의 변위 변화량을 기반으로 토크 변화량을 생성하는 단계; 상기 토크 변화량을 기반으로 과도 운전 여부를 판단하는 단계; 상기 과도 운전이면 기초 목표 공기량 및 상기 토크 변화량에 따른 보정 팩터를 기반으로 최종 목표 공기량을 생성하는 단계; 및 상기 최종 목표 공기량을 기반으로 배기가스 재순환 밸브를 제어하는 단계; 포함하는 차량의 엔진 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 과도 운전 시 차량 상태를 반영한 보정 팩터를 기반으로 목표 공기량을 생성하여 엔진을 제어할 수 있으므로 연비를 향상시킬 수 있다.
또한, 엔진 운전점에 따른 기초 목표 공기량 및 차량 상태에 따른 보정 팩터를 이용하여 최종 목표 공기량을 기반으로 배기가스 재순환 밸브를 제어할 수 있으므로 질소산화물 및 입자상 물질을 감소시킬 수 있다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 제어 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 제어 장치에서 제어기의 입력과 출력을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 제어 방법을 나타낸 예시도이다.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명에 따른 차량의 엔진 제어 장치 및 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.
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.
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.
이하, 본 발명의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 제어 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 차량의 엔진 제어 장치는 엔진(100), 스로틀 밸브(120), 배기가스 재순환(Exhaust Gas Recirculation: EGR) 밸브(180), 촉매(150), 터보 차져(160) 및 제어기(250)를 포함한다.
엔진(100)은 연료와 공기가 혼합된 혼합기를 연소시켜 화학적 에너지를 기계적 에너지로 변환한다.
엔진(100)은 흡기 매니폴드(103) 및 배기 매니폴드(105)를 포함한다.
흡기 매니폴드(103)는 흡기 파이프(10)에 연결되어 공기를 공급받는다. 여기서, 흡기 파이프(10)는 공기를 흡기 매니폴드(103)에 공급하기 위하여 흡기 매니폴드(103)에 연결된 모든 파이프, 호스 및 덕트를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
흡기 파이프(10)에는 필터(110) 및 스로틀 밸브(120)가 장착된다.
필터(110)는 흡기 파이프(10)에 장착되며, 흡기 파이프(10)를 통해 공급되는 흡기에 포함된 물질을 필터(110)링한다.
스로틀 밸브(120)는 흡기 파이프(10)에 장착된다. 스로틀 밸브(120)는 흡기 파이프(10)를 통해 공급되는 흡기의 양을 조절한다. 이러한 흡기의 양은 스로틀 밸브(120)의 개도에 따라 결정되고, 스로틀 밸브(120)의 개도는 백분율로 표시될 수 있다. 예를 들어, 스로틀 밸브(120)의 개도가 100%이면 스로틀 밸브(120)가 완전히 열린 상태를 나타내고, 스로틀 밸브(120)의 개도가 0%이면 스로틀 밸브(120)가 완전히 닫힌 상태를 나타낼 수 있다.
연소 과정에서 발생된 배기 가스는 배기 매니폴드(105)에 모인 후 엔진 밖으로 배출된다. 배기 매니폴드(105)는 배기 파이프(20)에 연결되어 배기 가스를 차량의 외부로 배출하도록 된다. 여기서, 배기 파이프(20)는 배기 가스를 차량의 외부로 배출하기 위하여 배기 매니폴드(105)에 연결된 모든 파이프, 호스 및 덕트를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
배기 파이프(20)에는 매연 필터(140) 및 촉매(150)가 장착된다.
매연 필터(140)는 배기 파이프(20)에 장착되며, 배기 가스에 포함된 입자상 물질을 포집한다. 통상적으로, 매연 필터(140)는 복수개의 입구 채널과 출구 채널을 포함한다.
입구 채널은 그 일단이 개구되고, 그 타단이 막혀 있어 배기 가스를 유입받는다. 또한, 출구 채널은 그 일단이 막혀 있고, 그 타단이 개구되어 매연 필터(140) 내부의 배기 가스를 매연 필터(140)의 외부로 배출한다.
입구 채널을 통해 매연 필터(140)에 유입된 배기 가스는 입구 채널과 출구 채널을 분할하는 다공성의 격벽을 통해 출구 채널로 들어간 후, 출구 채널을 통해 매연 필터(140)로 배출된다. 배기 가스가 다공성의 격벽을 통과하는 과정에서 배기 가스에 포함된 입자상 물질이 포집된다.
한편, 배기 파이프(20)에는 차압 센서(미도시)가 장착된다.
차압 센서는 매연 필터(140)의 전단부와 후단부의 압력 차이를 측정하고, 이에 대한 신호를 제어기(250)에 제공한다. 이때, 제어기(250)는 차압 센서에서 측정된 압력 차이가 설정 압력 이상인 경우 매연 필터(140)를 재생하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 인젝터(미도시)에서 연료를 후분사함으로써, 매연 필터(140) 내부에 포집된 입자상 물질을 연소시킬 수 있다.
촉매(150)는 매연 필터(140)의 후단 배기 파이프(20)에 장착된다. 촉매(150)는 배기 가스에 포함된 유해한 물질(HC, CO, NOx)을 정화한다. 특히 촉매(150)가 질소산화물을 정화하는 경우, 촉매(150)는 염기성 물질을 포함한다. 이때, 배기 가스에 포함된 황산화물도 촉매(150)에 흡장될 수 있다. 황산화물이 촉매(150)에 흡장됨에 따라 질소산화물의 정화 능력이 떨어지게 된다. 따라서, 촉매(150)에 흡장된 황산화물이 설정량 이상인 경우 배기 가스의 온도를 높여 황산화물을 제거해야 한다. 이를 촉매(150)의 탈황이라 한다. 일반적으로, 촉매(150)의 탈황은 매연 필터(140)의 재생에 이어서 진행된다. 본 발명의 실시 예에서, 촉매(150)는 선택적 환원(Selective Catalytic Reduction: SCR) 촉매일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 촉매(150)는 그 종류에 따라 배기 파이프(20) 상에서 위치가 달라질 수 있다. 예를 들어, 촉매(150)가 린 녹스 트랩(Lean NOx Trap; LNT) 촉매이면, 상기 촉매(150)는 매연 필터(140)의 전단 배기 파이프(20)에 장착될 수 있다. 따라서, 촉매(150)의 위치는 본 실시예에서 예시한 것에 한정되지 아니한다.
터보 차져(160)는 배기 가스의 에너지를 이용하여 흡기를 과급시키는 것으로, 터빈과 컴프레서(165)를 포함한다.
터보(163)는 배기 파이프(20)에 장착되며, 배기 가스에 의하여 회전한다.
컴프레서(165)는 터빈에 축을 통하여 연결되어 터빈과 함께 회전한다. 컴프레서(165)는 흡기 파이프에 장착되어 흡기를 과급시킨다. 즉, 배기 가스에 터빈이 회전하면, 터빈에 연결된 컴프레서(165)가 회전하며, 흡기를 증가시키게 된다.
EGR 밸브(180)는 배기 파이프(20)와 흡기 매니폴드 상이에 장착된다. EGR 밸브(180)는 흡기 매니폴드로 재순환되는 배기 가스의 양을 조절한다. 재순환 되는 배기 가스의 양은 EGR 밸브(180)의 개도에 따라 결정되고, EGR 밸브(180)의 개도는 백분율로 표시될 수 있다. 예를 들어, EGR 밸브(180)의 개도가 100%이면 EGR 밸브(180)가 완전히 열린 상태를 나타내고, EGR 밸브(180)의 개도가 0%이면 EGR 밸브(180)가 완전히 닫힌 상태를 나타낼 수 있다.
도 1에 도시된 EGR 밸브(180)의 위치는 하나의 예를 나타내며, 필요에 따라 다른 위치에 위치할 수 있다. 따라서, EGR 밸브(180)는 흡기 매니폴드로 재순환되는 배기 가스의 양을 조절할 수 있는 모든 밸브를 의미한다.
제어기(250)는 엔진 제어 장치의 구성 요소인 엔진(100), 스로틀 밸브(120), EGR 밸브(180), 촉매(150), 터보(163) 차저를 제어한다. 제어기(250)는 엔진(100)의 작동 상태에 따라 EGR 밸브(180)의 개도를 제어한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 제어 장치에서 제어기의 입력과 출력을 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 차량의 엔진 제어 장치는 엔진속도 검출부(210), 연료량 검출부(215), 가속 페달 위치 센서(Accelerator Position Sensor: APS, 220) 및 기어단 검출부(225)를 더 포함한다.
엔진속도 검출부(210)는 엔진(100)이 회전하는 속도를 검출하고, 이에 대한 신호를 제어기(250)에 제공한다.
연료량 검출부(215)는 엔진(100)으로 분사되는 연료량을 검출하며, 이에 대한 신호를 제어기(250)에 제공한다.
APS(220)는 운전자가 가속 페달을 누른 정도를 검출한다. 즉, APS(220)는 가속 페달의 위치 또는 변위(즉, 가속페달이 밟힌 정도)를 검출하며, 이에 대한 신호를 제어기(250)에 제공한다.
APS(220)를 사용하는 대신 흡기 통로에 장착된 스로틀 밸브(120)의 개도를 검출하여 사용할 수도 있다.
기어단 검출부(225)는 변속기(미도시)에 체결된 기어단을 검출하고, 이에 대한 신호를 제어기(250)에 제공한다.
제어기(250)는 엔진속도 검출부(210)로부터 엔진 속도를 제공받고, 연료량 검출부(215)로부터 연료량을 제공받는다. 제어기(250)는 엔진 속도 및 연료량을 통해 엔진(100)의 운전점을 확인하고, 엔진(100)의 운전점에 따른 기초 목표 공기량을 확인한다. 제어기(250)는 APS(220)에서 검출한 가속 페달의 변위량에 따른 토크 변화량을 생성하며, 토크 변화량에 따른 제1 보정 팩터를 설정한다. 제어기(250)는 기어단 검출부(225)에서 검출한 기어단에 따른 제2 보정 팩터를 설정하고, 엔진(100)의 운전점에 따른 제3 보정 팩터를 설정한다.
제어기(250)는 기초 목표 공기량, 제1 보정 팩터, 제2 보정 팩터 및 제3 보정 팩터를 기반으로 최종 목표 공기량을 생성한다. 제어기(250)는 최종 목표 공기량을 기반으로 EGR 밸브(180)를 제어한다.
이러한 목적을 위하여 제어기(250)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시 예에 따른 엔진 제어 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍 된 것일 수 있다.
이러한 엔진 제어 방법은 도 3 및 도 4를 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 차량에서 엔진을 제어하는 방법을 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3을 참조하면, 제어기(250)는 엔진(100)이 작동 중이면 엔진(100)의 운전점을 확인한다(S310). 즉, 엔진속도 검출부(210)는 엔진(100)의 속도를 검출하고, 이에 대한 신호를 제어기(250)에 제공한다. 연료량 검출부(215)는 인젝터에서 분사하는 연료량을 검출하고, 이에 대한 신호를 제어기(250)에 제공한다. 제어기(250)는 엔진속도 검출부(210)에서 엔진 속도를 제공받고, 연료량 검출부(215)에서 연료량을 제공받는다. 제어기(250)는 엔진 속도 및 연료량을 통해 엔진(100)의 운전점을 확인한다.
제어기(250)는 엔진(100)의 운전점에 따른 기초 목표 공기량을 설정한다(S320). 즉, 제어기(250)는 공기량 제어맵을 통해 엔진(100)의 운전점에 따른 기초 목표 공기량을 설정한다. 여기서, 공기량 제어맵은 복수의 엔진(100)의 운전점 각각에 기초 목표 공기량에 매칭되어 설정된 제어맵일 수 있으며, 미리 설정될 수 있다. 공기량 제어맵은 미리 지정된 알고리즘(예를 들어, 프로그램 및 확률 모델)을 통해 설정될 수 있다.
제어기(250)는 운전자 요구에 대한 토크 변화량을 생성한다(S330). 즉, 제어기(250)는 가속 페달의 변위 변화량을 기반으로 토크 변화량을 생성할 수 있다. 그러나, 가속 페달의 변위 변화량을 기반으로 토크 변화량이 생성되는 것은 한정되지 않으며, 다른 요소를 통해 토크 변화량이 생성될 수도 있다.
제어기(250)는 토크 변화량을 기반으로 과도 운전인지를 판단한다(S340). 즉, 제어기(250)는 토크 변화량이 기준값 이상인지를 확인하여 과도 운전 여부를 판단할 수 있다. 이때, 기준값은 토크 변화량을 통해 운전자가 과도 운전인지 정상 운전인지를 판단하기 위해 기준이 되는 값일 수 있다. 기준값은 미리 지정된 알고리즘(예를 들어, 프로그램 및 확률 모델)을 통해 설정될 수 있다.
제어기(250)는 토크 변화량을 통해 정상 운전으로 확인되면 기초 목표 공기량을 통해 EGR 밸브(180)를 제어한다(S350). 즉, 제어기(250)는 토크 변화량이 기준값 미만이면 단계 S320에서 설정한 기초 목표 공기량을 기반으로 EGR 밸브(180)를 제어한다.
제어기(250)는 토크 변화량을 통해 과도 운전으로 확인되면 토크 변화량에 따른 제1 보정 팩터를 설정한다(S360). 즉, 제어기(250)는 제1 보정 제어맵을 통해 토크 변화량에 따른 제1 보정 팩터를 설정한다. 이때, 제1 보정 제어맵은 복수의 토크 변화량 각각에 보정 팩터가 매칭되어 설정된 제어맵으로, 미리 설정될 수 있다. 제1 보정 제어맵은 미리 지정된 알고리즘(예를 들어, 프로그램 및 확률 모델)을 통해 설정될 수 있다.
제어기(250)는 기어단에 따른 제2 보정 팩터를 설정한다(S370). 다시 말하면, 제어기(250)는 기어단 검출부(225)로부터 변속기에 체결된 기어단을 제공받는다. 제어기(250)는 제2 보정 제어맵을 통해 기어단에 따른 제2 보정 팩터를 설정한다. 이때, 제2 보정 제어맵은 복수의 기어단 각각에 보정 팩터가 매칭되어 설정된 제어맵으로, 미리 설정될 수 있다. 제2 보정 제어맵은 미리 지정된 알고리즘(예를 들어, 프로그램 및 확률 모델)을 통해 설정될 수 있다.
제어기(250)는 엔진(100)의 운전점에 따른 제2 보정 팩터를 설정한다(S380). 즉, 제어기(250)는 제3 보정 제어맵을 통해 엔진 속도 및 연료량에 따른 제3 보정 팩터를 설정한다. 이때, 제3 보정 제어맵은 미리 지정된 알고리즘(예를 들어, 프로그램 및 확률 모델)을 통해 설정될 수 있다.
제어기(250)는 기초 목표 공기량을 기반으로 최종 목표 공기량을 생성한다(S390). 즉, 제어기(250)는 단계 S320에서 설정한 기초 목표 공기량, 단계 S360에서 설정한 제1 보정 팩터, 단계 S370에서 설정한 제2 보정 팩터, 단계 S380에서 설정한 제3 보정 팩터를 기반으로 최종 목표 공기량을 생성한다.
제어기(250)는 최종 목표 공기량을 기반으로 EGR 밸브(180)를 제어한다(S400).
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 엔진 제어 장치는 과도 운전 시 토크 변화량, 기어단 및 엔진(100)의 운전점에 따른 보정 팩터를 반영하여 EGR 밸브(180)를 제어할 수 있으므로, 배기 가스 및 연비를 최적화할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 제어 방법을 나타낸 예시도이다.
도 4를 참조하면, 제어기(250)는 공기량 제어맵(410)을 통해 엔진 속도 및 연료량에 따른 기초 목표 공기량을 설정한다.
제어기(250)는 제1 보정 제어맵(420)을 통해 토크 변화량에 따른 제1 보정 팩터를 설정하고, 제2 보정 제어맵(430)을 통해 기어단에 따른 제2 보정 팩터를 설정하며, 제3 보정 제어맵(440)을 통해 엔진 속도 및 연료량에 따른 제3 보정 팩터를 설정한다.
그리고 제어기(250)는 기초 목표 공기량, 제1 보정 팩터, 제2 보정 팩터 및 제3 보정 팩터를 기반으로 최종 목표 공기량을 생성한다. 즉, 제어기(250)는 하기의 [수학식 1]을 통해 최종 목표 공기량을 생성할 수 있다.
[수학식 1]
G = A + (B × C × D)
이고,
이때, G는 최종 목표 공기량이며, A는 기초 목표 공기량이고, B는 토크 변화량에 따른 제1 보정 팩터이며, C는 기어단에 따른 제2 보정 팩터이고, D는 엔진(100)의 운전점에 따른 제3 보정 팩터일 수 있다.
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.
100: 엔진
110: 필터
120: 스로틀 밸브
140: 매연 필터
150: 촉매
180: EGR 밸브
210: 엔진속도 검출부
215: 연료량 검출부
220: APS
225: 기어단 검출부
250: 제어기

Claims (17)

  1. 공기를 공급받는 흡기 매니폴드와 배기가스를 배출하는 배기 매니폴드를 포함하는 엔진;
    상기 배기가스 중 일부를 흡기 매니폴드로 재순환시켜며, 상기 재순환되는 배기가스의 양을 조절하는 배기가스 재순환 밸브; 및
    상기 배기가스 재순환 밸브를 제어하는 제어기;
    를 포함하되,
    상기 제어기는
    상기 엔진의 운전점에 따른 기초 목표 공기량을 설정하고, 가속 페달의 변화량을 기반으로 토크 변화량을 생성하며, 상기 토크 변화량을 기반으로 과도 운전 여부를 판단하고, 과도 운전이면 상기 기초 목표 공기량 및 상기 토크 변화량에 따른 보정 팩터를 기반으로 최종 목표 공기량을 생성하며, 상기 최종 목표 공기량을 기반으로 상기 배기가스 재순환 밸브를 제어하되,
    상기 기초 목표 공기량, 상기 토크 변화량에 따른 제1 보정 팩터, 기어단에 따른 제2 보정 팩터, 엔진 운전점에 따른 제3 보정 팩터를 기반으로 최종 목표 공기량을 생성하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는
    미리 설정된 제1 보정 제어맵을 통해 상기 토크 변화량에 따른 제1 보정 팩터를 설정하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는
    미리 설정된 제2 보정 제어맵을 통해 상기 기어단에 따른 제2 보정 팩터를 설정하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는
    미리 설정된 제3 보정 제어맵을 통해 상기 엔진의 운전점에 따른 제3 보정 팩터를 설정하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는
    미리 설정된 공기량 제어맵을 통해 상기 엔진의 운전점에 따른 기초 목표 공기량을 설정하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는
    상기 토크 변화량이 기준값 이상이면 과도 운전으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는
    가속 페달의 변위 변화량을 기반으로 토크 변화량을 생성하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어 장치.
  9. 엔진의 운전점을 검출하는 단계;
    상기 엔진의 운전점에 따른 기초 목표 공기량을 설정하는 단계;
    가속 페달의 변위 변화량을 기반으로 토크 변화량을 생성하는 단계;
    상기 토크 변화량을 기반으로 과도 운전 여부를 판단하는 단계;
    상기 과도 운전이면 기초 목표 공기량 및 상기 토크 변화량에 따른 보정 팩터를 기반으로 최종 목표 공기량을 생성하는 단계; 및
    상기 최종 목표 공기량을 기반으로 배기가스 재순환 밸브를 제어하는 단계;를 포함하되,
    상기 최종 목표 공기량을 생성하는 단계는, 상기 토크 변화량에 따른 제1 보정 팩터를 설정하는 단계; 기어단에 따른 제2 보정 팩터를 설정하는 단계; 상기 엔진의 운전점에 따른 제3 보정팩터를 설정하는 단계; 및 상기 기초 목표 공기량, 상기 제1 보정 팩터, 상기 제2 보정 팩터 및 상기 제3 보정 팩터를 기반으로 최종 목표 공기량을 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어 방법.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 보정 팩터를 설정하는 단계는
    미리 설정된 제1 보정 제어맵을 통해 상기 토크 변화량에 따른 제1 보정 팩터를 설정하는 단계인 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제2 보정 팩터를 설정하는 단계는
    미리 설정된 제1 보정 제어맵을 통해 상기 기어단에 따른 제2 보정 팩터를 설정하는 단계인 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제3 보정 팩터를 설정하는 단계는
    미리 설정된 제3 보정 제어맵을 통해 상기 엔진의 운전점에 따른 제3 보정 팩터를 설정하는 단계인 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 최종 목표 공기량은 하기의 [수학식 1]을 통해 생성되는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어 방법.
    여기서, 상기 [수학식 1]은
    G = A + (B × C × D)
    이고,
    상기 G는 최종 목표 공기량이며, 상기 A는 기초 목표 공기량이고, 상기 B는 토크 변화량에 따른 제1 보정 팩터이며, 상기 C는 기어단에 따른 제2 보정 팩터이고, 상기 D는 엔진의 운전점에 따른 제3 보정 팩터임.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 엔진의 운전점에 따른 기초 목표 공기량을 설정하는 단계는
    미리 설정된 공기량 제어맵을 통해 상기 엔진의 운전점에 포함된 엔진 속도 및 연료량에 따른 기초 공기량을 설정하는 단계인 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어 방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 토크 변화량을 기반으로 과도 운전 여부를 판단하는 단계는
    상기 토크 변화량이 기준값 이상인지를 확인하여 과도 운전 여부를 판단하는 단계인 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어 방법.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 토크 변화량을 기반으로 과도 운전 여부를 판단하는 단계 이후에
    정상 운전이면 상기 기초 목표 공기량을 기반으로 배기가스 재순환 밸브를 제어하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 제어 방법.
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