KR20010065839A - Method for controlling a egr system of diesel engine - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A control method of an EGR(Exhaust Gas Recirculation) system of a diesel engine is provided to reduce NOx, to improve the performance of an engine, and to restrain the generation of smoke by operating the duty control of the opening of a throttle valve according to each operation state. CONSTITUTION: An EGR system control method comprises the steps of: sensing the start-on of a diesel engine(20); deciding whether the temperature of cooling water is over 60deg.C or not(21); keeping warming-up until the temperature of the cooling water is over 60deg.C or recirculating exhaust gas if the temperature of the cooling water is over 60deg.C(22); sensing the RPM and load of the engine while recirculating the exhaust gas(23); calculating the opening of a throttle valve to the engine rpm and load(24); setting up an opening time period in the total duty time related with the calculated opening of a throttle valve(25); controlling the throttle valve with the throttle valve opening time(26); deciding if the duty time elapses or not(27); and repeating the recirculation of the exhaust gas until the engine is turned off(28). As an intake air amount is duty-controlled in accordance with an air amount for each state, NOx is reduced. Moreover, the performance of the engine is improved while the generation of smoke is restrained.

Description

디젤 엔진 배기 재순환 장치의 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING A EGR SYSTEM OF DIESEL ENGINE}Control method of diesel exhaust recirculation unit {METHOD FOR CONTROLLING A EGR SYSTEM OF DIESEL ENGINE}

본 발명은 디젤 엔진 배기 재순환 장치의 제어 방법에 관한 것으로, 특히 디젤 엔진의 배기 재순환 장치에서 흡입 공기량을 조절하는 스로틀 밸브의 개도를 듀티 제어하여 각 운전 조건에 필요한 공기량이 적절히 공급될 수 있도록 한 디젤 엔진 배기 재순환 장치의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a control method of a diesel engine exhaust recirculation apparatus, and more particularly to a diesel engine configured to control the opening degree of a throttle valve for adjusting the intake air amount in an exhaust recirculation apparatus of a diesel engine so that the required air amount can be appropriately supplied for each operating condition. A control method of an engine exhaust recirculation apparatus.

일반적으로 디젤 엔진의 배기 재순환 장치는 도 1a 에 도시한 바와 같이 흡기 매니폴드에 흡입되는 공기의 량을 조절하는 스로틀 밸브(TRTL-V/V)와, 상기 스로틀 밸브(TRTL-V/V)의 개도에 따라 변화하는 진공을 조정하여 배기 재순환 밸브로 가는 진공 신호를 조정하는 진공 조정 밸브(VRV-V/V)와, 상기 진공 조정 밸브(VRV-V/V)의 진공 신호에 의하여 배기가스 재순환량을 조정하는 배기 재순환 밸브(EGR-V/V)와, 상기 각각의 밸브를 전자제어장치(ECU)로부터 제어 신호를 받아 스로틀 밸브(TRTL-V/V)를 온,오프 구동시키는 솔레노이드 밸브(V/V1)와, 상기 진공 조정 밸브(VRV-V/V)를 듀티 제어하는 솔레노이드 밸브(V/V2),상기 배기 재순환 밸브(EGR-V/V)를 온,오프 제어하는 솔레노이드 밸브(V/V3)와, 냉각수의 온도를 감지하는 냉각수 온도 센서(T/S)와, 엔진의 회전수를 감지하는 엔진 회전수 센서(R/S)로 구성되게 된다.In general, an exhaust gas recirculation apparatus of a diesel engine includes a throttle valve (TRTL-V / V) for adjusting the amount of air sucked into the intake manifold, and the throttle valve (TRTL-V / V). Recirculation of exhaust gas by the vacuum control valve (VRV-V / V) for adjusting the vacuum signal to the exhaust recirculation valve by adjusting the vacuum that changes according to the opening degree, and the vacuum signal of the vacuum control valve (VRV-V / V). An exhaust recirculation valve (EGR-V / V) for adjusting the amount, and a solenoid valve for driving the respective throttle valves (TRTL-V / V) on and off by receiving control signals from the ECU (ECU). V / V1), solenoid valve V / V2 for duty control of the vacuum regulating valve VRV-V / V, and solenoid valve V for controlling on / off of the exhaust recirculation valve ERG-V / V. / V3), a coolant temperature sensor (T / S) for detecting the temperature of the coolant, and an engine for detecting the engine speed It consists of a rotation speed sensor R / S.

이와 같이 구성된 배기 재순환 장치는 배기가스의 일부를 배기 재순환 밸브(EGR-V/V)를 통해서 배기 계통에서 빼내어 엔진의 흡기 계통으로 재순환시켜 그 열용량을 높이고 연소 최고 온도를 억제하여 질산화물(N0x)을 저감시키는 장치이다.The exhaust recirculation device configured as described above removes a part of the exhaust gas from the exhaust system through the exhaust recirculation valve (EGR-V / V) and recycles it to the intake system of the engine, increasing its heat capacity and suppressing the maximum temperature of combustion to reduce nitrogen oxides (N0 x ). It is a device to reduce the.

이때 상기 배기 재순환 장치는 엔진 냉각수온이 임의로 기 설정된 소정의 온도 60℃ 이상이 경우 동작하고 반면에 초기 시동시 엔진 워밍업 전에는 엔진의 내구성 문제로 인하여 배기 재순환 장치는 동작하지 않도록 되어 있다.At this time, the exhaust recirculation apparatus operates when the engine cooling water temperature is arbitrarily set to a predetermined temperature of 60 ° C. or higher, while the exhaust recirculation apparatus is not operated due to the durability of the engine before the engine warm-up at initial start-up.

그러나 상기와 같이 질산화물(N0x)을 저감시키는 배기 재순환 장치에는 통상적으로 스로틀 밸브 제어장치를 채용하고 있고, 상기 스로틀 밸브의 제어는 전자제어장치(ECU)에 의한 제어 신호에 의하여 솔레노이드 밸브(V/V1)로 도 1b , 1c 에 도시한 바와 같이, 엔진 회전수(rpm)에 대한 부하(Load)에 따라 그 설정된 범위내에서는 단순히 개폐 동작 즉 열림과 닫힘 동작만으로 제어하면서 공기량을 조절하도록 구성되어 있다.However, as described above, the exhaust recirculation apparatus for reducing the nitric oxide (N0 x ) is typically employed with a throttle valve control device, and the control of the throttle valve is performed by a solenoid valve (V /) by a control signal by the electronic control unit (ECU). As shown in Fig. 1B and 1C, V1) is configured to adjust the amount of air while controlling only the opening and closing operations, i.e., opening and closing operations, within the set range according to the load on the engine speed rpm. .

이때 상기 스로틀 밸브의 닫힘(온) 동작은 흡입 공기를 그 만큼 연소실로 흡입시키지 못한다는 것을 의미로, 결국 질산화물(N0x)는 저감할 수 있으나, 운전성 악화 및 엔진부로 연기 발생 등의 문제를 야기시키게 된다.At this time, the closing (on) operation of the throttle valve means that the intake air cannot be sucked into the combustion chamber by that amount, and thus, the nitric oxide (N0 x ) can be reduced, but problems such as deterioration in operability and smoke generation to the engine unit are caused. Cause it.

그러므로 상기 디젤 엔진의 각 운전 조건에서 질산화물(N0x)방출, 운전성, 연기 발생 등의 문제는 흡기 공기량에 직결됨을 감안하여 볼 때, 상기 스로틀 밸브의 단순 열림과 닫힘 제어장치는 디젤 엔진에서 운전 성능과 질산화물(N0x)방출 측면에서 불리한 장치가 되는 문제점을 가지게 되었다.Therefore, considering that nitrogen oxides (N0 x ) emission, operability, smoke generation, and the like are directly related to the amount of intake air in each operating condition of the diesel engine, the simple opening and closing control of the throttle valve is operated in the diesel engine. The problem is that the device is disadvantageous in terms of performance and emission of nitrogen oxides (N0 x ).

본 발명의 목적은 디젤 엔진 배기 재순환 장치에서 흡입되는 공기량을 조절하는 스로틀 밸브의 개도를 각 운전 상황에 필요한 공기량에 맞게 듀티 제어하여 줌으로써, 질산화물의 저감은 물론 엔진의 운전 성능 향상 그리고 연기 발생을 억제할 수 있도록 하고자 하는데 있다.An object of the present invention is to control the opening degree of the throttle valve to adjust the amount of air sucked in the diesel exhaust exhaust recirculation apparatus according to the amount of air required for each operation situation, thereby reducing the nitric oxide as well as improving the operating performance of the engine and suppress the generation of smoke I want to be able to.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 디젤 엔진 시동후 냉각수 온도가 설정 온도 이상이면 엔진 회전수와 부하를 감지하고 이 감지된 엔진 회전수와 부하에 따라 스로틀 밸브의 열림량을 산출한 후, 전체 듀티 시간에서 상기 산출된 열림량에 해당하는 열림시간을 설정한 후 상기 열림시간 동안 스로틀 밸브를 제어할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.In order to realize the above object, the present invention detects the engine speed and the load when the coolant temperature is higher than the set temperature after starting the diesel engine, calculates the opening amount of the throttle valve according to the detected engine speed and the load, and then After setting the opening time corresponding to the calculated opening amount in the duty time, it is characterized in that to control the throttle valve during the opening time.

도 1a는 일반적인 디젤 엔진 배기 재순환 장치의 구성도.1A is a block diagram of a general diesel engine exhaust recirculation device.

도 1b는 일반적인 디젤 엔진에서 스로틀 밸브의 제어 동작 상태도.Figure 1b is a control operation of the throttle valve in a typical diesel engine.

도 1c는 도 1b의 스로틀 밸브 제어 동작 메모리 맵.1C is a throttle valve control action memory map of FIG. 1B;

도 2a는 본 발명 디젤 엔진 배기 재순환 장치의 제어 방법에 대한 플로우챠트.Figure 2a is a flow chart for the control method of the diesel engine exhaust recirculation apparatus of the present invention.

도 2b는 본 발명 디젤 엔진에서 스로틀 밸브의 제어 동작 상태도.Figure 2b is a control operation state diagram of the throttle valve in the diesel engine of the present invention.

도 2c는 도 2b의 스로틀 밸브 제어 동작 메모리 맵.FIG. 2C is a throttle valve control action memory map of FIG. 2B; FIG.

이하 첨부된 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 a 는 본 발명 디젤 엔진 배기 재순환 장치의 제어 방법에 대한 플로우챠트 로서, 디젤 엔진의 시동을 온상태를 감지하는 단계(20)와, 상기 단계(20)에서 디젤 엔진의 시동 온 감지후 엔진 냉각수의 수온이 수온 60℃ 이상인가를 판단하는 단계(21)와, 상기 단계(21)에서 엔진 냉각수의 수온이 60℃ 이상이 아니면 계속해서 워밍업하고, 상기 수온이 60℃ 이상이면 배기 재순환 동작을 수행하는 단계(22)와, 상기 단계(22)에서 배기 재순환 동작이 수행되면 엔진 회전수와 엔진의 부하 상태를 감지하는 단계(23)와, 상기 단계(23)에서 엔진 회전수와 부하에 대하여 스로틀 밸브의 열림량을 산출하는 단계(24)와, 상기 단계(24)에서 산출된 스로틀 밸브의 열림량에 대하여 전체 듀티 시간에서 열림시간을 설정하는 단계(25)와, 상기 단계(25)에서 설정된 열림시간으로 스로틀 밸브를 제어하는 단계(26)와, 상기 단계(26)에서 스로틀 밸브의 열림 듀티 시간 완료인가를 판단하는 단계(27)와, 상기 단계(27)에서 스로틀 밸브의 듀티 열림시간이 완료되었으면 엔진 오프가 될 때 까지 배기 재순환 과정을 반복하는 단계(28)로 이루어지도록 한 것이다.Figure 2a is a flow chart for the control method of the diesel engine exhaust recirculation apparatus of the present invention, the step (20) of detecting the start state of the start of the diesel engine, the engine after the start-on detection of the diesel engine in the step 20 Determining whether the water temperature of the coolant water is 60 ° C or higher, and continuously warming up if the water temperature of the engine coolant is 60 ° C or higher in the step 21, and if the water temperature is 60 ° C or higher, exhaust recirculation operation is performed. Performing step 22, the step (23) of detecting the engine speed and the load state of the engine when the exhaust recirculation operation is performed in the step 22, and for the engine speed and the load in the step 23 Calculating the opening amount of the throttle valve (24), setting the opening time in the total duty time (25) with respect to the opening amount of the throttle valve calculated in the step (24), and in the step (25) With the set open time. Controlling the mold valve 26, determining whether the open duty time of the throttle valve is completed in the step 26, and if the duty open time of the throttle valve is completed in the step 27, the engine Step 28 is to repeat the exhaust recycling process until it is off.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention made as described above are as follows.

초기화 디젤 엔진이 오프된 상태에서, 전자제어장치(ECU)에서는 단계(20)로 가서 디젤 엔진의 시동 온 상태를 감지하게 되고, 이때 디젤 엔진의 시동이 온 감지되면 단계(21)로 가서 냉각수 온도 센서(T/S)를 통해서 상기 디젤 엔진의 냉각수 온도를 감지하여 이 감지되는 냉각수 온도가 임의로 설정된 소정의 온도60℃ 이상인가를 판단하게 되고, 이때 판단 결과 상기 감지된 냉각수의 온도가 임의로 설정된 온도 60℃ 가 아니면 다시 단계(20)로 가서 반복하게 되는바, 이때 상기 냉각수 온도가 설정 온도 60℃ 이상이 아니면 엔진의 내구성에 문제를 야기시키게 되므로 엔진 워밍업 동작을 수행하게 된다.With the initial diesel engine off, the electronic control unit (ECU) goes to step 20 and detects the start-up of the diesel engine. At this time, if the start of the diesel engine is detected, the flow goes to step 21 and the coolant temperature. Detecting the coolant temperature of the diesel engine through a sensor (T / S) to determine whether the detected coolant temperature is a predetermined temperature of more than 60 ℃, the determination result is the temperature of the detected coolant is arbitrarily set If it is not 60 ° C to go back to step 20 to repeat, at this time, if the coolant temperature is not more than the set temperature of 60 ° C will cause a problem in the durability of the engine to perform the engine warm-up operation.

한편 상기 단계(21)에서 엔진의 냉각수 온도가 임의로 설정된 소정의 온도 60℃ 이상이 되면 상기 전자제어장치(ECU)에서는 단계(22)로 가서 배기 재순환 동작을 수행하게 되고, 이어서 단계(23)로 가서 엔진 회전수 센서(R/S)를 통해서 엔진의 회전수를 감지함과 아울러, 상기 엔진 회전수에 따른 부하를 감지하게 된다.On the other hand, when the coolant temperature of the engine in the step 21 is more than a predetermined temperature of 60 ℃ or more, the electronic control unit (ECU) goes to step 22 to perform the exhaust recirculation operation, and then to step 23 In addition, the engine speed sensor R / S detects the engine speed and the load according to the engine speed.

상기와 같이 엔진 회전수와 부하가 감지되면 상기 전자제어장치(ECU)에서는 단계(24)로 가서 상기 감지된 엔진 회전수와 부하에 따른 스로틀 밸브의 열림량을 산출하게 되는바, 즉 예를들어 감지된 회전수 3000rpm, 부하가 50 이라면, 필요한 스로틀 밸브의 개도 열림량은 도 2 c 에 도시한 바와 같이 50% 정도로 설정된다.When the engine speed and the load are sensed as described above, the electronic control unit (ECU) calculates the opening amount of the throttle valve according to the detected engine speed and the load. If the detected rotational speed 3000rpm and the load is 50, the opening amount of the necessary throttle valve is set to about 50% as shown in Fig. 2C.

따라서 상기 전자제어장치(ECU)에서는 단계(25)로 가서 전체 듀티 시간에 대하여 상기 설정된 스로틀 밸브 개도 즉 열림량 50% 에 해당하는 스로틀 밸브의 열림시간을 설정하게 되고, 이어서 단계(26)으로 가서 상기 솔레노이드 밸브(V/V1)를 도 2 b 에 도시한 바와 같이 상기 설정된 열림시간 만큼 스로틀 밸브(TRTL-V/V)를 열어 흡기 계통으로부터 공기를 흡입하여 배기가스를 재순환하게 된다.Accordingly, in the electronic control unit ECU, go to step 25 to set the opening time of the throttle valve corresponding to the set throttle valve opening degree, that is, the opening amount 50%, for the entire duty time, and then go to step 26. As shown in FIG. 2B, the solenoid valve V / V1 is opened to open the throttle valve TRTL-V / V for the set opening time to inhale air from the intake system to recycle the exhaust gas.

이와 같이 스로틀 밸브(TRTL-V/V)를 열어 배기가스를 재순환하는 상태에서,상기 전자제어장치(ECU)에서는 단계(27)로 가서 상기 스로틀 밸브의 열림 듀티 시간이 완료되었는가를 판단하게 되고, 이때 상기 스로틀 밸브의 열림 듀티 시간이 완료되지 않았으면 계속해서 배기가스를 재순환하게 되고, 반면에 상기 열림 듀티 시간이 완료되었으면 단계(28)로 가서 디젤 엔진의 오프상태 인가를 판단하여 이때 디젤 엔진의 오프상태가 아니면 상기 단계(22)로부터 반복 수행하여 스로틀 밸브의 개도를 듀티 제어하면서 배기가스를 재순환하게 되는 것이다.In this state of opening the throttle valve TRTL-V / V to recycle the exhaust gas, the electronic control unit ECU goes to step 27 to determine whether the opening duty time of the throttle valve is completed. At this time, if the open duty time of the throttle valve is not completed, the exhaust gas is continuously recycled. On the other hand, if the open duty time is completed, the flow goes to step 28 to determine whether the diesel engine is in an off state. If it is not in the off state, it is repeated from the step 22 to recycle the exhaust gas while controlling the opening degree of the throttle valve.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 디젤 엔진 시동후 엔진 냉각수 온도가 설정 온도 이상이면 엔진 회전수와 부하를 감지하고 이 감지된 엔진 회전수와 부하에 따른 스로틀 밸브의 열림량을 산출하여 열림시간을 설정한 후 상기 열림시간에 해당하는 스로틀 밸브를 열림 제어하여 흡입되는 공기량을 각 운전 상황에 필요한 공기량에 맞게 듀티 제어하여 줌으로써, 질산화물의 저감은 물론 엔진의 운전 성능 향상 그리고 연기 발생을 억제할 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.As described above, the present invention sets the opening time by detecting the engine speed and the load and calculating the opening amount of the throttle valve according to the detected engine speed and the load when the engine coolant temperature is higher than the set temperature after the start of the diesel engine. After that, by controlling the opening of the throttle valve corresponding to the opening time, the amount of intake air is controlled by duty according to the amount of air required for each driving situation, thereby reducing the nitrate, improving the driving performance of the engine and suppressing the generation of smoke. Will be provided.

Claims (2)

디젤 엔진 시동후 냉각수 온도가 설정 온도 이상이면 엔진 회전수와 부하를 감지하고 이 감지된 엔진 회전수와 부하에 따라 스로틀 밸브의 열림량을 산출한 후, 상기 산출된 열림량에 해당하는 열림시간을 설정한 후 상기 열림시간 동안 스로틀 밸브를 제어할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 디젤 엔진 배기 재순환 장치의 제어 방법.If the coolant temperature is higher than the set temperature after starting the diesel engine, the engine speed and the load are sensed, and the opening time of the throttle valve is calculated according to the detected engine speed and load, and then the opening time corresponding to the calculated opening amount is determined. And controlling the throttle valve during the opening time after setting the diesel engine exhaust recirculation apparatus. 제 1 항에 있어서, 상기 스로틀 밸브의 열림량에 따른 열림시간은 전체 듀티 시간 제어로 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 디젤 엔진 배기 재순환 장치의 제어 방법.The method of claim 1, wherein the opening time according to the opening amount of the throttle valve is controlled by the total duty time control.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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