KR19990020457A

KR19990020457A - Automobile exhaust filter

Info

Publication number: KR19990020457A
Application number: KR1019970043917A
Authority: KR
Inventors: 장정모
Original assignee: 정몽규; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1997-08-30
Filing date: 1997-08-30
Publication date: 1999-03-25

Abstract

본 발명은 자동차의 연료 분사 장치에 관한 것으로서, 배기 가스 정화가 효율적으로 이루어지기 어려운 고부하 상태시 배기가스를 재연소할 수 있는 장치를 거쳐 제2의 에너지를 발생하여 다른 장치(예:에어컨)를 동작시키는데 이용할 수 있도록 하며 배기 가스의 정화 효율을 증대하기 위하여, 전자 제어 연료 분사 장치에 있어서, 촉매를 통과하여 정화된 배기가스의 산소농도를 재검출하는 2차 산소센서와; 상기 2차 산소센서의 신호를 이용하여 이론 공연비 상태로 공기를 공급하는 신호와 고부하 상태를 판단하여 재연소 여부를 판정하는 엔진 제어부와; 상기 엔진 제어부의 신호에 따라 공기 공급이 조절되는 공기 공급 밸브와; 상기 엔진 제어부의 신호에 따라 점화 상태가 가변되는 재연소용 점화 수단과; 상기 공기 공급 밸브와 점화 수단의 신호에 따라 재연소가 이루어지는 과급기로 이루어진다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injector for an automobile, wherein a second energy is generated through a device capable of reburning the exhaust gas under a high load state in which exhaust gas purification is difficult to be efficiently performed. An electronically controlled fuel injection device comprising: a secondary oxygen sensor for re-detecting the oxygen concentration of the purified exhaust gas through a catalyst to make it available for operation and to increase the purification efficiency of the exhaust gas; An engine control unit for determining whether to re-burn by determining a signal for supplying air in a theoretical air-fuel ratio state and a high load state using the signal of the secondary oxygen sensor; An air supply valve configured to control air supply according to a signal from the engine controller; Ignition means for recombustion in which the ignition state is varied in response to a signal from the engine control unit; It is made of a supercharger which is reburned according to the signal of the air supply valve and the ignition means.

Description

Automobile exhaust filter

본 발명은 자동차의 연료 분사 장치에 관한 것으로서, 배기 가스 정화가 효율적으로 이루어지기 어려운 고부하 상태시 배기가스를 재연소할 수 있는 장치를 거쳐 제2의 에너지를 발생하여 다른 장치(예:에어컨)를 동작시키는데 이용할 수 있도록 하며 배기 가스의 정화 효율을 증대하는 자동차의 배기 가스 정화 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injector for an automobile, wherein a second energy is generated through a device capable of reburning the exhaust gas under a high load state in which exhaust gas purification is difficult to be efficiently performed. An exhaust gas purifying apparatus for a vehicle which can be used for operation and which increases the efficiency of purifying exhaust gas.

일반적으로 자동차의 배기 가스를 효율적으로 정화하기 위하여 산소 센서로부터 출력되는 신호를 엔진 제어부로 피드백한 후 검출되는 신호를 분석하여 이론 공연비로 근접시키는 방법을 이용하고 있다.In general, in order to efficiently purify the exhaust gas of a vehicle, a method of feeding back a signal output from an oxygen sensor to an engine controller and analyzing a detected signal to approach a theoretical air-fuel ratio is used.

상기의 이론공연비로 근접시키는 이유는 이론공연비로 연소가 이루어져야 배기 가스 정화 효율이 가장 높기 때문이다.The reason for the close proximity to the theoretical fuel ratio is that the combustion efficiency is the highest when the exhaust gas purification efficiency is highest.

그러나 고부하 운전시 예를 들어 급발진, 냉간시동시, 워밍업 등을 하는 경우엔 농후한 혼합기가 필요하므로 피드백 제어를 통한 이론 공연비 제어를 하지 않는다.However, in case of high load operation, for example, rapid start, cold start, warm up, etc., a rich mixer is required, so the theoretical air-fuel ratio control through feedback control is not performed.

상기와 같이 불가피하게 이론 공연비로 연소를 할 수 없는 경우를 위하여 EGR(exfaust gas recirculation)을 사용하여 배기 되는 가스를 연소실로 보내어 재연소하므로써 배기 가스의 저감 효과를 얻고 있다.As described above, in order to inevitably burn at the theoretical air-fuel ratio, exhaust gas is sent to the combustion chamber by using exhaust gas recirculation (EGR) to reburn the gas, thereby reducing the exhaust gas.

그러나 종래의 EGR은 배기되는 가스를 모두 재연소하지 못하고 엔진의 성능 및 연비감소를 최소로 하는 범위내에서 사용하므로 배기 가스 정화효율이 그다지 높지 않은 단점이 있다.However, the conventional EGR has a disadvantage in that the exhaust gas purification efficiency is not so high because it does not reburn all exhaust gases and uses the engine performance and fuel economy reduction in a minimum range.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 배기 가스 정화가 효율적으로 이루어지기 어려운 고부하 상태시 배기가스를 재연소할 수 있는 장치를 거쳐 제2의 에너지를 발생하여 다른 장치(예:에어컨)를 동작시키는데 이용할 수 있도록 하며 배기 가스의 정화 효율을 증대하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the second device generates a second energy through a device capable of reburning the exhaust gas under high load conditions it is difficult to purify the exhaust gas efficiently other devices (for example, It can be used to operate an air conditioner) and to increase the purification efficiency of the exhaust gas.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,The present invention to achieve the above object,

전자 제어 연료 분사 장치에 있어서,In the electronically controlled fuel injection device,

촉매를 통과하여 정화된 배기가스의 산소농도를 재검출하는 2차 산소센서와;A secondary oxygen sensor for redetecting the oxygen concentration of the purified exhaust gas through the catalyst;

상기 2차 산소센서의 신호를 이용하여 이론 공연비 상태로 공기를 공급하는 신호와 고부하 상태를 판단하여 재연소 여부를 판정하는 엔진 제어부와;An engine control unit for determining whether to re-burn by determining a signal for supplying air in a theoretical air-fuel ratio state and a high load state using the signal of the secondary oxygen sensor;

상기 엔진 제어부의 신호에 따라 공기 공급이 조절되는 공기 공급 밸브와;An air supply valve configured to control air supply according to a signal from the engine controller;

상기 엔진 제어부의 신호에 따라 점화 상태가 가변되는 재연소용 점화 수단과;Ignition means for recombustion in which the ignition state is varied in response to a signal from the engine control unit;

상기 공기 공급 밸브와 점화 수단의 신호에 따라 재연소가 이루어지는 과급기로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Characterized in that the supercharger is reburned in accordance with the signal of the air supply valve and the ignition means.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기 가스 정화 장치에 관한 블록도이다.1 is a block diagram of an exhaust gas purification apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1을 참고로 하여 본 발명의 구성을 살펴보면 다음과 같이 이루어진다.Looking at the configuration of the present invention with reference to Figure 1 is made as follows.

엔진(30)에 연료를 분사하기 위한 인젝터(20)와, 상기 인젝터(20)에 주행 상태에 따라 연료 분사 신호를 출력하는 엔진 제어부(10)와, 상기 엔진(30)의 실린더에서 배출된 배기가스를 모아 배기 파이프로 보내는 배기 매니폴드(41)와, 상기 배기 매니폴드(41)를 통하여 배기 가스를 정화하는 촉매(42)와, 상기 촉매(41)를 통하여 정화되어 배출되는 배기 가스의 소음을 감소시키기 위한 1차 머플러(43) 및 2차 머플러(44)와, 상기 1차 머플러(43)와 2차 머플러(44)사이에 엔진 제어부(10)의 신호에 따라 동작 상태가 가변되는 과급기(60)로 이루어진다.An injector 20 for injecting fuel into the engine 30, an engine control unit 10 that outputs a fuel injection signal to the injector 20 according to a driving state, and exhaust exhausted from the cylinder of the engine 30. An exhaust manifold 41 that collects and sends gas to the exhaust pipe, a catalyst 42 for purifying exhaust gas through the exhaust manifold 41, and noise of exhaust gas purged and exhausted through the catalyst 41. A supercharger whose operating state is varied according to a signal of the engine control unit 10 between the primary muffler 43 and the secondary muffler 44 and the primary muffler 43 and the secondary muffler 44 for reducing the It consists of 60.

상기 배기 매니폴드(41)내에는 산소센서(50)가 부착되어 배출되는 가스중 산소농도를 검출하여 엔진 제어부(10)로 피드백 하도록 이루어진다.An oxygen sensor 50 is attached to the exhaust manifold 41 to detect an oxygen concentration in the discharged gas and feed it back to the engine controller 10.

그리고 상기 1차 머플러(43)에는 2차 산소센서(51)를 부착하여 촉매(42)를 통하여 정화된 가스중 산소 농도를 검출하여 엔진 제어부(10)로 피드백 하도록 이루어진다.A secondary oxygen sensor 51 is attached to the primary muffler 43 to detect oxygen concentration in the gas purified through the catalyst 42 and feed back to the engine controller 10.

그리고 또한 상기 과급기(60)는 1차 머플러(43)와 2차 머플러(44) 사이에 장착되고 공기 분사 노즐(62)과 점화 코일(61)로 이루어지며 2차 산소 센서(51)에서 피드백되는 산소 농도를 엔진 제어부(10)에서 판독하여 과농상태로 판정되면 이론 공연비에 근접하도록 공기를 분사하는 신호를 공기 분사 노즐(62)에 출력하고 고압의 전류를 점화 코일(61)에 공급하여 연소가 발생하도록 한다.In addition, the supercharger 60 is mounted between the primary muffler 43 and the secondary muffler 44 and consists of an air injection nozzle 62 and an ignition coil 61, which is fed back from the secondary oxygen sensor 51. When the oxygen concentration is read by the engine control unit 10 and determined to be in a rich state, a signal for injecting air to approach the theoretical air-fuel ratio is output to the air injection nozzle 62, and a high-pressure current is supplied to the ignition coil 61 so that combustion is performed. To occur.

이때 머플러(43,44)에는 배출되는 배기 가스는 고온 상태이며 엔진에서 과농 상태로 연소가 된 후이므로 어느 정도의 연료 성분이 남아 있는 상태이다.At this time, the exhaust gas discharged to the muffler (43, 44) is a high temperature state, and after being burned in an engine rich state, a certain amount of fuel components remain.

따라서 상기 과급기(60)는 재연소를 통하여 제2의 에너지를 발생하게 되며 이 에너지는 에어컨이나 기타 전기 장치를 동작시키는데 활용할 수가 있다.Therefore, the supercharger 60 generates second energy through recombustion, which can be used to operate an air conditioner or other electric device.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 동작은 다음과 같이 이루어진다.Operation of the present invention made as described above is performed as follows.

엔진 제어부(10)는 차량의 주행 상태에 따라 이론 공연비 연소 즉 피드백 제어 영역인지 또는 이론 공연비 연소를 할 수 없는 영역인지를 판별한다.The engine controller 10 determines whether the theoretical air-fuel ratio combustion, that is, a feedback control region or a region in which theoretical air-fuel ratio combustion is not possible, according to the driving state of the vehicle.

이때 이론 공연비 연소 여부는 차량의 주행 상태에 따라 구분되는데 급가속과 같은 고부하 운전일 때는 이론 공연비 연소가 불가능한 영역으로 판정하고 그외 차량이 아이들 상태이거나 정속 주행과 같이 큰 힘이 필요없는 운전일 때는 이론 공연비 연소를 한다.At this time, whether or not the theoretical air-fuel combustion is classified according to the driving condition of the vehicle.In case of high load driving such as rapid acceleration, it is determined that the theoretical air-fuel ratio cannot be burned. It burns air-fuel ratio.

따라서 이론 공연비 연소가 가능한 영역으로 판정되면 산소 센서(50)의 신호를 피드백 하여 이론 공연비로 보정하는 작업을 수행한다.Therefore, when it is determined that the theoretical air-fuel ratio combustion is possible, the signal of the oxygen sensor 50 is fed back to correct the theoretical air-fuel ratio.

그리고 이렇게 연소가 이루어진 상태에서 촉매(42)를 통과하여 정화된 후 1차 머플러(43)를 거치게 된다.Then, after the purification is made through the catalyst 42 in the state of combustion, it passes through the primary muffler 43.

이때 과급기(60)는 동작을 하지 않으므로 1차 머플러(4)를 통과한 배기 가스는 바로 2차 머플러(44)를 통하여 배출된다.At this time, since the supercharger 60 does not operate, the exhaust gas passing through the primary muffler 4 is immediately discharged through the secondary muffler 44.

그러나 이론 공연비 연소가 불가능한 영역으로 판정되면 산소 센서(50)의 신호를 피드백하는 과정을 거치지 않고 바로 엔진(30)에서 연소가 이루어진다.However, if it is determined that the theoretical air-fuel ratio combustion is impossible, combustion is directly performed in the engine 30 without going through a process of feeding back the signal of the oxygen sensor 50.

이렇게 이론 공연비 연소를 하지 않는 고부하 운전 상태에서는 배기 가스의 저감을 위하여, 엔진(30)에서 연소된 배기 가스중 산소 농도를 2차 산소센서(51)에서 검출하고 검출되는 신호를 판독하여 이론 공연비로 맞추기 위해 공기 공급 밸브(62)에 제어 신호를 출력한다.In the high load operation state in which the theoretical air-fuel ratio combustion is not performed, in order to reduce the exhaust gas, the oxygen concentration in the exhaust gas combusted by the engine 30 is detected by the secondary oxygen sensor 51 and the detected signal is read out to obtain the theoretical air-fuel ratio. The control signal is output to the air supply valve 62 to be fitted.

그리고 점화 코일(61)에 점화 신호를 출력하여 점화가 이루어지도록 하므로써 과급기(60)에서 연소가 이루어지도록 한다.In addition, the ignition signal is output to the ignition coil 61 so that the ignition is performed so that the combustion is performed in the supercharger 60.

따라서 과급기(60)는 연소에 의하여 제2의 에너지를 얻게되고 과급기(60)에서 연소된 배기 가스는 2차 머플러(44)를 통하여 배출된다.Therefore, the supercharger 60 obtains second energy by combustion, and the exhaust gas combusted in the supercharger 60 is discharged through the secondary muffler 44.

그러므로 이론 공연비 연소를 하지 않는 농후한 혼합기 연소상태에서는 배기 장치에서 재연소가 이루어지게 된다.Therefore, in a rich mixer combustion state without theoretical air-fuel ratio combustion, recombustion occurs in the exhaust system.

그러므로 본 발명은 이론 공연비 제어가 이루어지는 피드백 제어시 종래와 동일한 제어를 하고, 고부하상태에서는 농후한 혼합기로 고출력을 내는 동시에 배기 장치의 과급기에서 이론 공연비로 맞추어 재연소하므로 배기 가스의 정화 효율이 극대화되는 효과가 있다.Therefore, the present invention has the same control as in the conventional control in the feedback control of the theoretical air-fuel ratio, and at high load conditions, the high output power is provided by the rich mixer, and the combustion efficiency is maximized because the exhaust gas is re-burned according to the theoretical air-fuel ratio. It works.

또한 배기 장치의 과급기 재연소로 인하여 제2의 에너지가 발생하므로 에어컨이나 기타 전기 장치에 적용할 수도 있다.In addition, since the secondary energy is generated by recharging the supercharger of the exhaust system, it may be applied to an air conditioner or other electric device.

Claims

In the electronically controlled fuel injection device,

A secondary oxygen sensor for redetecting the oxygen concentration of the purified exhaust gas through the catalyst;

An engine control unit for determining whether to re-burn by determining a signal for supplying air in a theoretical air-fuel ratio state and a high load state using the signal of the secondary oxygen sensor;

An air supply valve configured to control air supply according to a signal from the engine controller;

Ignition means for recombustion in which the ignition state is varied in response to a signal from the engine control unit;

A vehicle exhaust gas purification device comprising a supercharger in which reburn is performed in response to a signal from the air supply valve and the ignition means.

The exhaust gas purification apparatus for a vehicle according to claim 1, wherein the engine control unit outputs a signal for reburning the exhaust gas passing through the supercharger of the exhaust apparatus when it is determined that the vehicle is in a high load running state.

The exhaust gas purification apparatus for a vehicle according to claim 1, wherein the supercharger is mounted between the primary muffler and the secondary muffler and generates power by reburn.

The exhaust gas purification apparatus for a vehicle according to claim 1 or 3, wherein the power generated by the supercharger is made available for use in an air conditioner compressor or a load power unit.