KR20030050262A - 디젤 엔진의 배기 브레이크 제어 방법 - Google Patents

Abstract

디젤 엔진의 배기 브레이크 작동시 발생할 수 있는 신선한 공기 부족 및 가압 손실 증가에 의한 엔진의 일시적인 꺼짐 현상을 예방할 목적으로;

차량에 전원이 인가되면 사용하는 모든 변수를 초기화시키고, 주행중 제1 조건을 만족하는가를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 제1 조건을 만족함이 판단되면, 공기 히터 스위치 오프 제어를 수행하고, 아이들 조건을 유지하며, 배기 브레이크 작동을 제어 및 엔진 회전수를 유지하는 단계로 이루어져 있어서, 냉 시동 성능을 향상시킬 수 있고, 매연의 발생을 저감할 수 있으며, 워밍 업 시간을 단축할 수 있고, 공기 히터 용량을 저감할 수 있어 원가를 절감할 수 있다.

Description

디젤 엔진의 배기 브레이크 제어 방법{a method for exhaust brake controlling of diesel engine}

본 발명은 디젤 엔진의 배기 브레이크에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 대형 디젤엔진의 배기 브레이크 기능을 이용한 냉시동성 개선 방법을 위한 디젤 엔진의 배기 브레이크 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 배기 브레이크는 자동차의 엔진 브레이크를 효율적으로 작동하기 위하여 배기가스를 차단시켜 엔진회전수를 저하시키는 것으로 제동을 하게 되는 제동장치이다.

이와 같이 제동을 하게 되는 배기 브레이크는 운전자가 핸드 브레이크를 작동시킬 경우, 즉 클러치를 밟지 않은 상태 그리고 액셀레이터 페달을 밟지 않은 상태에서 작동하게 된다.

그리고 상기 배기 브레이크 자동 작동은 핸드 레버를 온 상태에서 계속 주행할 경우, 클러치, 액셀레이터 페달을 작동하면 배기 브레이크 자동으로 해제되고, 상기 클러치를 밟지 않은 상태에서 액셀레이터 페달을 해제할 경우 배기 브레이크가 자동으로 작동하게 된다.

또한 전자식 엔진을 적용하는 경우에는 엔진회전수를 감지하여 약 1000rpm 이하에서 배기 브레이크를 오프 될 수 있도록 구성되어 있고, 기계식 엔진의 경우에는 차속을 감지하여 약 5Km/h 이하에서 배기 브레이크를 오프 될 수 있도록 구성되어 있다.

이와 같이 작동하게 되는 배기 브레이크는 전자의 경우 조작시 운전자가 인지하여 조작을 하여야 하므로 노련한 운전자 외에는 거의 사용하지 않게 되고, 또한 조작의 번거로움으로 대부분이 사용빈도가 작다.

그리고 후자의 경우, 즉 자동 작동인 경우 엔진 페달을 밟지 않게 되면 무조건 작동되므로 운전자가 감속하려는 의지와 관계없는 상황에서 배기 브레이크가 작동하게 되고, 또한 신호 대기 중 브레이크 페달만 밟고 있는 상태에서도 배기 브레이크가 작동하게 되어 엔진에 무리한 힘이 작용하게 되어 엔진의 수명을 단축시키게 된다.

또한, 상기한 배기 브레이크에서 종래에는 냉 시동시 배기 브레이크를 닫아서(close) 차가운 신기의 유입을 일정부분 차단하므로 써, 엔진 연소실내 온도를 빨리 상승시켜 실화 방지를 하는 기술은 널리 알려져 있다.

즉, 차량 차속이 0Km/h에서 엔진 회전수가 일정 RPM(주로 450RPM) 이하, 냉각수 온도가 일정 온도 이하(약 0℃)일 때, 배기 브레이크 닫혀 있다.

그러나, 상기한 종래의 방법은 엔진 시동 시에 백연(white smoke) 저감에는 효과가 있으나, 정작 엔진 시동된 이 후에 엔진이 아이들 상태에서 워밍 업 하는 동안에는 배기 브레이크가 열리게 되므로 전혀 효과를 발휘하지 못하는 문제점을 내포하고 있다.

또한 엔진 출력이 낮아 배기 브레이크의 효율(배기 브레이크를 닫았을 때 실제 일정량의 배기가스는 배출 가능함)이 낮으므로 시동시 필요한 신선한 공기의 공급이 가능했으나, 최근의 고출력 엔진의 경우 배기 브레이크의 효율이 상당히 높아지므로 시동시 배기 브레이크를 닫아버리면 엔진 회전수 상승에 따라 많은 양의 신선한 공기가 필요한데 이의 공급이 원활치 않고 또한 가압 손실이 커져 엔진 시동 직후 엔진이 일시적으로 꺼지는 엔진 스톨(stall) 현상이 발생하는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 디젤 엔진의 배기 브레이크 작동시 발생할 수 있는 신선한 공기 부족 및 가압 손실 증가에 의한 엔진의 일시적인 꺼짐 현상을 예방할 수 있는 디젤 엔진의 배기 브레이크 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

차량에 전원이 인가되면 사용하는 모든 변수를 초기화시키고, 주행중 제1 조건을 만족하는가를 판단하는 단계와;

상기 단계에서 제1 조건을 만족함이 판단되면, 공기 히터 스위치 오프 제어를 수행하고, 아이들 조건을 유지하며, 배기 브레이크 작동을 제어 및 엔진 회전수를 유지하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 디젤 엔진의 배기 브레이크 제어 장치 구성 블록도 이고,

도2는 본 발명에 적용되는 디젤 엔진의 배기 브레이크 제어 방법 동작 순서도 이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 차량 주행상태 검출장치 110 : 엔진 회전수 검출부

120 : 차속 검출부 130 : 냉각수온 검출부

140 : 클러치 스위치 상태 검출부

150 : 공기 히터 스위치 상태 검출부

160 : 아이들 스위치 상태 검출부 200 : 엔진 제어 수단

300 : 구동수단 310 : 제1 구동부

320 : 제2 구동부 330 : 제3 구동부

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 디젤 엔진의 배기 브레이크 제어 장치 구성 블록도로서, 차량 차량 동작상태 검출장치(100)는 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 차량 동작상태를 검출한다.

엔진 제어 장치(200)는 상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 검출되어 인가되는 신호를 입력받아 주행중 냉각수온, 차속, 엔진 회전수 및 크러치 스?? 상태 등으로 이루어진 제1 조건을 만족하면, 공기 히터 스위치 오프 제어를 수행하고, 아이들 조건을 유지하며, 배기 브레이크 작동을 제어 및 엔진 회전수를 유지하기 위한 소정의 제어신호를 출력한다.

구동 장치(300)는 상기 엔진 제어 장치(300)에서 출력되는 소정의 제어신호에 동기되어 공기 히터 스위치 상태, 아이들 상태, 배기 브레이크 작동상태 및 엔진 회전수 등을 제어한다.

상기에서 차량 동작상태 검출장치(100)는 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 엔진 회전수 변화를 검출하는 엔진 회전수 검출부(110)와; 차량의 주행상태 변화에 따라 가변되는 차속의 변화를 검출하는 차속 검출부(120)와; 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 냉각수온의 변화를 검출하는 냉각수온 검출부(130)와; 운전자의 클러치 조작상태 변화에 따라 가변되는 클러치 스위치 상태를 검출하는 클러치 스위치 상태 검출부(140)와; 운전자의 공기 히터 조작상태 변화에 따라 가변되는 공기 히터 조작상태를 검출하는 공기 히터 조작상태 검출부(150)와; 차량 동작상태 변화에 따라 가변되는 엔진 아이들 스위치 상태를 검출하는 아이들 스위치 상태 검출부(160)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기에서 구동장치(300)는 상기 엔진 제어 장치(200)에서 출력되는 에어 히터 작동 제어신호에 동기되어 에어 히터 작동상태를 조절하는 제 1 구동부(310)와; 상기 엔진 제어 장치(200)에서 출력되는 엔진 아이들 제어신호에 동기되어 엔진 아이들 조건 및 엔진 회전수를 조절하는 제 2 구동부(320)와; 상기 엔진 제어장치(200)에서 출력되는 배기 브레이크 제어 신호에 동기되어 배기 브레이크의 작동상태를 조절하는 제 3 구동부(330)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성으로 이루어진 디젤 엔진의 배기 브레이크 제어 방법을 첨부한 도 2를 참조하여 설명한다.

차량에 전원이 인가되면 엔진 제어 장치(200)는 사용하는 모든 변수를 초기화하고, 차량이 주행을 수행하면, 차량 동작상태 검출장치(100)는 차량 동작상태 변화에 따라 가변되는 엔진 회전수, 차속, 냉각수온, 클러치 스?? 상태, 공기 히터 스위치 상태 및 아이들 스위치 상태 등을 검출한다.(S100).

이에, 엔진 제어 장치(200)는 상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 검출되는 엔진 회전수, 차속, 냉각수온, 클러치 스?? 상태, 공기 히터 스위치 상태 및 아이들 스위치 상태 등을 입력받고자 소정의 제어신호를 출력하면, 차량 동작상태 검출장치(100)는 상기 엔진 제어 장치(200)에서 출력되는 제어신호에 동기되어 검출된 엔진 회전수, 차속, 냉각수온, 클러치 스?? 상태, 공기 히터 스위치 상태 및 아이들 스위치 상태 등을 출력한다.

엔진 제어 장치(200)는 상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 출력되는 엔진 회전수, 차속, 냉각수온, 클러치 스위치 상태, 공기 히터 스위치 상태 및 아이들 스위치 상태 등을 입력받아 배기 브레이크를 작동 제어하기 위한 제1 조건을 만족하는가를 판단한다(S110 ~ S140).

상기에서 배기 브레이크를 작동 제어하기 위한 제1 조건은 냉각수온이 냉시동 조건인 제1 설정 값 이하이고, 차속이 0Km/h 이며, 엔진 회전수가 제2 설정 값이하이고, 클러치 스위치 상태가 오프 상태인 조건을 만족해야 하는 조건이다.

상기에서 제1 조건을 만족함이 판단되면, 엔진 제어 장치(200)는 엔진 시동 이후에도 계속 작동되는 공기 히터의 작동을 멈추기 위한 공기히터 스위치 오프 제어신호를 출력한다(S150).

이어서, 엔진 제어 장치(200)는 엔진 시동시 엔진의 일시적인 꺼짐 현상(엔진 스톨)을 방지하기 위하여 시동이 끝난 후 아이들 상태에서 배기 브레이크를 작동시키기 위해 엔진의 아이들 상태를 유지할 수 있도록 소정의 엔진 아이들 조건 유지 제어신호를 출력한 다음, 배기 브레이크를 작동 제어하기 위한 소정의 배기 브레이크 작동 제어신호를 출력한다(S160,S170).

그리고, 엔진 제어 장치(200)는 배기 브레이크 작동 시 발생할 수 있는 신선한 공기 부족 및 가압 손실 증가에 의한 엔진의 일시적인 꺼짐(엔진 스톨) 현상을 방지하기 위해 높게 설정되어 있는 엔진 아이들 회전수를 소정의 회전수(약 500rpm)로 낮게 설정하기 위한 소정의 엔진 회전수 유지 제어 신호를 출력하고 메인 루틴으로 리턴한다(S180).

이는 통상적으로 디젤 엔진의 냉 시동 시 엔진의 일시적인 꺼짐 현상을 방지하기 위하여 엔진 회전수가 1000rpm 이상 형성되어 있어 높은 아이들 회전수에서 배기 브레이크 작동 시 엔진의 일시적인 꺼짐 혹은 과도한 백연 발생할 가능성이 높기 때문이다.

하지만, 상기에서 배기 브레이크를 작동 제어하기 위한 제1 조건을 만족하지 않으면, 엔진 제어 장치(200)는 배기 브레이크 작동을 오프 제어하기 위한 소정의배기 브레이크 오프 제어신호를 출력하고 메인 루틴으로 리턴한다(S190).

이로써, 엔진 브레이크 작동시 엔진 냉각수/오일 온도 상숭율은 상기 실시예를 적용하지 않을 때 보다 약 2배 이상 빠르게 상승한다.

이는 엔진 워밍 업 시간이 약 2배 이상 단축됨을 의미한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 디젤 엔진의 배기 브레이크 작동시 발생할 수 있는 신선한 공기 부족 및 가압 손실 증가에 의한 엔진의 일시적인 꺼짐 현상을 예방함으로써, 냉 시동 성능을 향상시킬 수 있고, 매연의 발생을 저감할 수 있으며, 워밍 업 시간을 단축할 수 있고, 공기 히터 용량을 저감할 수 있어 원가를 절감할 수 있다.

Claims (3)

1. 차량에 전원이 인가되면 사용하는 모든 변수를 초기화시키고, 주행중 제1 조건을 만족하는가를 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 제1 조건을 만족함이 판단되면, 공기 히터 스위치 오프 제어를 수행하고, 아이들 조건을 유지하며, 배기 브레이크 작동을 제어 및 엔진 회전수를 유지하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 배기 브레이크 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 제1 조건은 냉각수온이 냉시동 조건인 제1 설정 값 이하이고, 차속이 0Km/h 이며, 엔진 회전수가 제2 설정 값 이하이고, 클러치 스위치 상태가 오프 상태인 조건을 만족해야 하는 조건인 것을 포함하는 디젤 엔진의 배기 브레이크 제어 방법.
3. 제 1항에 있어서, 제1 조건을 만족하지 않으면, 배기 브레이크 작동 오프 제어신호를 출력하는 것을 포함하는 디젤 엔진의 배기 브레이크 제어 방법.