KR20030048788A - 배기가스 재순환 밸브의 소음 저감 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 질소산화물(NOx)저감을 위하여 배기가스를 재순환시키는 배기가스 재순환 밸브에 히스테리시스를 없앰으로써, 소음을 저감할 수 있도록 한 배기가스 재순환 밸브의 소음저감 시스템에 관한 것으로,
본 발명은 가속페달신호 및 엔진회전수에 따라 계산된 배기가스 재순환 율 제어신호에 의한 듀티 신호로 EGR 밸브를 작동시키게 되는 엔진 전자 제어장치에 EGR 밸브의 잦은 온/오프를 막는 히스테리시스 로직을 구성하여서 줌으로써, 상기 EGR 밸브 개폐를 제어하는 엔진 전자 제어장치에 연료량은 물론, 엔진회전수 별도 EGR 밸브에 히스테리시스를 주어 잦은 온/오프를 방지함으로써, EGR 밸브의 잦은 개폐로 인한 금속성 이음에 의한 소음을 방지할 수 있게 되는 것이다.

Description

배기가스 재순환 밸브의 소음 저감 시스템{System for noise reducing of EGR valve}
본 발명은 배기가스 재순환 밸브의 소음 저감 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 질소산화물(NOx)저감을 위하여 배기가스를 재순환시키는 배기가스 재순환 밸브에 히스테리시스를 없앰으로써, 소음을 저감할 수 있도록 한 배기가스 재순환 밸브의 소음저감 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 배기가스 재순환 밸브(이하 "EGR 밸브"라 칭함) 즉 EGR 시스템은 자동차의 배기가스 중 질소산화물(NOx)를 감소시키는 수단으로, 배기가스의 일부를 흡기계통에 다시 돌려 보내어 혼합기가 연소할 때 최고온도를 낮추어 상기 질소산화물의 생성량을 저감시키도록 한 것이다.
즉 상기 질소산화물은 연소온도를 저하시켜 발생량을 감소시킬 수 있고, 이러한 연소온도는 연소속도의 영향을 가장 많이 받게 되는 것이므로 실린더 혼합기 자체의 공연비를 변화시키지 않고 밀도를 저하시키게 된다.
그러므로 연소속도가 저하되고 이에 따라 연소온도의 상승을 억제할 수 있게 되며 결과적으로 질소산화물을 저감시키게 된다.
한편 상기 EGR 밸브는 배기 다기관과 서지탱크 사이에 설치되어 공전 및 워밍업 이외의 회전에서만 EGR 밸브의 제어에 의해 통로를 개폐한다.
따라서 상기 공회전 및 워밍업 시에는 작동되지 않고 있다가 스로틀 밸브가 열리는 양에 따라 EGR 밸브를 열어 엔진의 흡기에 배기가스 일부를 재순환시켜 가능한 한 출력의 감소를 최소화하면서 연소온도를 낮추어 질소산화물의 배출량을 감소시키는 역할을 하게 되는 것이다.
최근 들어 환경문제에 대한 심각성이 날로 증대되어 자동차에 의한 유해성분의 규제법규가 강화되는 추세이어서, 디젤엔진은 미연소 배기가스를 재순환시켜는 배기가스 재순환 장치 사용이 급증되고 있다.
이와 같이 사용되는 상기 EGR 시스템은 도 1 에 도시한 바와 같이, 엔진의일측에 설치되는 흡입공기가 유입되는 흡기관(10)과 연결되고, 이 흡기관(10)은 배기통로(11)에서 분리되는 EGR 통로(12)가 연결된다.
상기 EGR 통로(12)에는 압력차에 의해 구동되는 EGR 밸브(13)에 의하여 개폐되게 구성된다.
상기 EGR 밸브(13)에는 솔레노이브 밸브 특성상 진공펌프(14)로부터 진공압을 변조하는 진공변조기(15)를 통해서 미세한 진공압이 작용하도록 연결된다.
상기 진공변조기(15)는 가속페달 및 엔진회전수의 신호에 의하여 배기가스 재순환 비를 연산하여 출력하는 엔진전자제어장치(ECU)로부터 펄스폭 변조신호를 받아 진공압을 변조하도록 구성된다.
이와 같이 구성되는 EGR 시스템은 엔진이 구동 중인 상태에서, 엔진전자제어장치(ECU)에 입력되는 엔진회전수가 EGR 밸브(13)의 비작동 영역인 경우, 엔진전자제어장치(ECU)에서 진공변조기(15)를 통해서 EGR 통로(12)를 차단하게 되므로, 엔진에서 발생되는 배기가스는 배기통로(11)를 통해서 모두 배출되게 된다.
이어서 상기 엔진전자제어장치(ECU)에서는 입력되는 엔진회전수가 EGR 밸브(13)를 작동시키는 영역(엔진회전수 1500 - 2500RPM)인 경우 가속페달 신호에 따라 계산된 배기가스 재순환 제어신호로 상기 진공변조기(15)의 듀티를 제어하여 제어된 듀티로 EGR 밸브(13)에 진공펌프(14)를 통해서 진공압을 공급하여 상기 EGR 통로(12)를 열어 배기가스를 재순환시키게 된다.
이때 상기 EGR 밸브(13)는 도 2 에 도시한 바와 같이 엔진회전수(1500 - 2500RPM)작동과 비 작동(공회전 및 워밍업)사이에서 밸브가 미세하게 들리는 경우가 발생하였을 때, 상기 EGR 밸브(13)가 시트(SEAT)부를 때리게 되어, 금속성 이음이 발생하게 되는데, 이때 엔진전자제어장치(ECU)에서 가속페달에 의한 연료량이 일정한 값을 넘을 경우, 배기가스 재 순환 율을 제한하게 되므로, 엔진회전수와 무관하게 연료량에 의해서만 제한하도록 되어, 잦은 온/오프 시 히스테리시스가 없어 효과적으로 금속성 이음을 방지하지 못하게 되는 문제점을 가지게 되었다.
따라서 본 발명의 목적은 배기가스를 재순환시키는 배기가스 재순환 밸브를 엔진회전수별로 제한하여 잦은 밸브에 히스테리시스를 없애 줌으로써 밸브의 금속성 이음을 효과적으로 방지하게 되어 소음을 저감할 수 있도록 하고자 하는데 있다.
상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 가속페달신호 및 엔진회전수에 따라 계산된 배기가스 재순환 율 제어신호에 의한 듀티 신호로 EGR 밸브를 작동시키게 되는 엔진 전자 제어장치에 EGR 밸브의 잦은 온/오프를 막는 히스테리시스 로직을 구성하여서 된 것을 특징으로 한다.
그러므로 본 발명에 의하면, EGR 밸브 개폐를 제어하는 엔진 전자 제어장치에 연료량은 물론, 엔진회전수 별도 EGR 밸브에 히스테리시스를 주어 잦은 온/오프를 방지함으로써, EGR 밸브의 잦은 개폐로 인한 금속성 이음에 의한 소음을 방지할 수 있게 되는 것이다.
도 1 은 일반적인 배기가스 재순환 시스템의 구성도
도 2 는 일반적인 배기가스 재순환 시스템에서 작동과 비 작동 영역의 EGR 밸브 개폐 그래프
도 3 은 본 발명 배기 가스 재순환 시스템의 소음 저감 히스테리시스 로직
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
20; 흡기관 21; 배기관
22; EGR 통로 23; EGR 밸브
24; 진공변조기 25; 진공펌프
26; 히스테리시스 ECU; 엔진전자제어장치
이하 첨부되는 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3 은 본 발명 배기 가스 재순환 시스템의 소음 저감 히스테리시스 로직을 나타낸 것으로, 질소산화물(NOx)저감을 위하여 배기가스를 재순환시키는 배기가스 재순환 밸브에 히스테리시스를 없앰으로써, 소음을 저감할 수 있도록 한 배기가스 재순환 밸브의 소음저감 시스템에 관한 것이다.엔진의 일측에 설치되는 흡입공기가 유입되는 흡기관(20)과; 상기 엔진에서 연소가스를 배기하는 배기통로(21)와 분리 형성되는 EGR 통로(22)와; 상기 EGR 통로(22)의 압력차에 의해 구동되는 EGR 밸브(23)와; 상기 EGR 밸브(23)에 진공펌프(24)로부터 진공압을 변조하여 공급하는 진공변조기(25)와; 상기 진공변조기(25)에 가속페달 신호 및 엔진회전수에 따라 계산된 배기가스 재순환율 제어신호에 의한 듀티 신호로 EGR 밸브를 작동시키게 되는 엔진 전자 제어장치(ECU)에 EGR 밸브(23)의 잦은 온/오프를 막는 히스테리시스 로직(26)을 구성하여서 된 것을 특징으로 한다.
상기 히스테리시스 로직(26)은 EGR 제한 상한값 맵과 하한값 맵을 각 엔진회전수 별로 설정하게 된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 엔진 시동후 주행 중에 EGR 시스템에서 EGR 밸브(23)가 미 작동하는 구간(공회전 및 워밍업)의 경우, 진공변조기(25)를 통해서 진공압을 받아 EGR 통로(22)를 차단하게 되므로, 엔진에서 발생되는 배기가스는 배기통로(11)를 통해서 모두 배출되게 된다.
이어서 상기 EGR 밸브(23)가 작동하는 영역(공회전 및 워밍업 이외에) 즉 주행 중에 상기 엔진전자제어장치(ECU)에서는 입력되는 가속페달신호 및 엔진회전수에 따라 계산된 배기가스 재순환 제어신호에 의하여 상기 진공변조기(25)에 듀티신호를 제어하여 상기 EGR 밸브(23)를 제어된 듀티신호 만큼 열어 상기 엔진의 배기가스를 재 순환시키게 된다.
이와 같이 상기 엔진의 배기가스를 상기 EGR 밸브(23)로 재순환시킬 때, 상기 엔진전자제어장치(ECU)로 입력되는 엔진회전수를 히스테리시스 로직(26)을 통해서 EGR 차단 상한값과 EGR 차단 하한값 맵에 의하여 연료량을 설정한 후 상기 EGR 밸브(23)의 개폐를 히스테리시스 곡선으로 제어하게 되므로 상기 EGR 밸브(23)는 서서히 개폐되게 되므로 잦은 개폐로 인한 금속용 이음을 저감하게 되는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 가속페달신호 및 엔진회전수에 따라 계산된 배기가스 재순환 율 제어신호에 의한 듀티 신호로 EGR 밸브를 작동시키게 되는 엔진 전자 제어장치에 EGR 밸브의 잦은 온/오프를 막는 히스테리시스 로직을 구성하여 줌으로써, 상기 EGR 밸브의 개폐를 히스테리시스 곡선에 의하여 개폐하게 되므로 상기 잦은 온/오프를 방지하게 되어 EGR 밸브의 잦은 개폐로 인한 금속성 이음에 의한 소음을 효과적으로 방지할 수 있게 되는 것이다.

Claims (2)

  1. 엔진의 일측에 설치되는 흡입공기가 유입되는 흡기관과; 상기 엔진에서 연소가스를 배기하는 배기통로와 분리 형성되는 EGR 통로와; 상기 EGR 통로의 압력차에 의해 구동되는 EGR 밸브와; 상기 EGR 밸브에 진공펌프(24)로부터 진공압을 변조하여 공급하는 진공변조기와; 상기 진공변조기에 가속페달 신호 및 엔진회전수에 따라 계산된 배기가스 재순환율 제어신호에 의한 듀티 신호로 EGR 밸브를 작동시키게 되는 엔진 전자 제어장치에 EGR 밸브의 잦은 온/오프를 막는 히스테리시스 로직을 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 밸브의 소음 저감 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 히스테리시스 로직은 EGR 제한 상한값 맵과 하한값 맵을 각 엔진회전수 별로 설정하여서 된 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 밸브의 소음 저감 시스템.
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