KR20030052034A - Egr apparatus for hybrid vehicles - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하이브리드 차량용 EGR장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 백터제어 방식의 정밀제어가 가능하여 장치의 구동중에 발생하는 충격음을 효과적으로 저감시킬 수 있고, 배기가스의 재순환율을 정밀하게 조정할 수 있으며, 이에 따라 질소산화물(Nox) 량의 저감이 가능한 하이브리드 차량용 EGR장치에 관한 것이다.The present invention relates to an EGR device for a hybrid vehicle, more specifically, it is possible to precisely control the vector control method to effectively reduce the impact sound generated while driving the device, it is possible to precisely adjust the recirculation rate of the exhaust gas, Accordingly, the present invention relates to a hybrid vehicle EGR device capable of reducing the amount of nitrogen oxides (Nox).
일반적으로 디젤엔진에 장착되는 EGR 밸브는 배기가스의 일부를 엔진 흡입구 쪽으로 재 반입시켜 배기가스중 Nox 량을 저감시키는 장치로서, 엔진의 회전속력 및 부하에 따라서 ECU에서 전달되는 신호에 맞게 밸브가 개폐된다.In general, the EGR valve mounted on the diesel engine is a device that reduces the amount of NOx in the exhaust gas by re-injecting a part of the exhaust gas to the engine intake port. do.
도 1은 종래 기술에 따른 EGR 밸브를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing an EGR valve according to the prior art.
도시된 바와 같이, 종래 EGR 밸브에서는 밸브를 구동시키는 방식이 기본적으로 흡기 압력 온/오프제어 방식으로서, 밸브(1)의 로드(3)가 흡기 압력 제어 주파수에 따라서 상하 방향으로 움직이게 되며, 이에 따라서 로드(3)와 밸브 시트면(5)이 맞닿아서 충격이 발생되게 된다.As shown, in the conventional EGR valve, the method of driving the valve is basically an intake pressure on / off control system, and the rod 3 of the valve 1 moves in the up and down direction according to the intake pressure control frequency. The rod 3 and the valve seat surface 5 abut against each other to generate an impact.
이러한 충격은 7KHz 대역의 금속성 소음을 발생시켜 차량의 정숙성을 크게 저하시키는 요인이 된다. 그리고 온/오프 제어 방식으로 제어되는 밸브는 일정한 위치에 고정되지 못하고 계속적으로 상하방향으로 움직이므로 배기가스량을 정밀하게 제어하기에는 적합하지 못한 방식이다. 또한 엔진의 배기가스, 특히 Nox량 저감을 수행하는 고도의 정밀성을 요하는 데에는 한계가 있는 문제점이 있다.These shocks cause metallic noise in the 7KHz band, which greatly reduces the quietness of the vehicle. In addition, the valve controlled by the on / off control method is not suitable for precisely controlling the exhaust gas amount because it is not fixed at a constant position and continuously moves upward and downward. In addition, there is a problem in that it requires a high degree of precision for performing the exhaust gas of the engine, in particular, reducing the amount of Nox.
본 발명은 상기 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 흡입 공기 압축성능을 정밀하게 제어하여 배기가스량의 제어를 정밀하게 하며 구동중에 발생되는 충격음을 억제하는 하이브리드 차량용 EGR장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and provides an EGR device for a hybrid vehicle that precisely controls the intake air compression performance to precisely control the amount of exhaust gas and suppresses the impact sound generated during driving. There is a purpose.
도 1은 종래 기술에 따른 EGR 밸브를 개략적으로 도시한 도면.1 schematically shows an EGR valve according to the prior art;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 차량용 EGR장치를 개략적으로 도시한 도면.2 is a view schematically showing a hybrid vehicle EGR apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 하이브리드 차량용 EGR장치의 작동을 도시한 흐름도.Figure 3 is a flow chart showing the operation of the hybrid vehicle EGR device of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10...블레이드 11...블레이드축10 ... Blade 11 ... Blade Shaft
13...배출부 20...배출기13 Discharge Unit 20 Discharge Machine
21...배기가스 30...구동장치21 Exhaust gas 30 Drive device
40...인버터 50...버터 플라이 밸브40 ... Inverter 50 ... Butter fly valve
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하이브리드 차량용 EGR장치는, 블레이드와, 상기 블레이드를 지지하며 상기 블레이드를 회동되도록 하는 블레이드축과, 배기가스 배출부를 구비하는 배출기; 상기 블레이드축에 설치되고, 스테이터 및 로터가 구비되어 상기 블레이드축을 구동하는 구동장치; 상기 구동장치에 연결 설치되고, 하이브리드 차량의 축전지의 DC전류를 삼상 AC로 변환시키도록 구비된 인버터; 및 상기 배출기에 설치되어 배기가스 배출을 제어하는 버터플라이 밸브를 구비한다.The hybrid vehicle EGR apparatus of the present invention for achieving the above object, the ejector having a blade, a blade shaft for supporting the blade and to rotate the blade, and an exhaust gas discharge unit; A drive device installed on the blade shaft and provided with a stator and a rotor to drive the blade shaft; An inverter connected to the driving device and provided to convert the DC current of the storage battery of the hybrid vehicle into three-phase AC; And a butterfly valve installed in the discharger to control exhaust gas discharge.
본 발명에 있어서, 상기 배출기의 일측에 설치되고, 상기 하이브리드 차량에 설치된 ECU에 상기 압축기의 RPM을 감지하여 송신하는 RPM센서를 더 포함하여 구비된 것을 특징으로 한다.In the present invention, it is installed on one side of the discharger, characterized in that it further comprises an RPM sensor for detecting and transmitting the RPM of the compressor to the ECU installed in the hybrid vehicle.
본 발명에 있어서, 상기 스테이터에는 벡터 제어방식으로 여자를 만드는 스테이터코일이 구비된 것을 특징으로 한다.In the present invention, the stator is characterized in that the stator coil for making a woman by the vector control method.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 차량용 EGR장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, a hybrid vehicle EGR apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 차량용 EGR장치를 개략적으로 도시한 도면이다.2 is a view schematically showing a hybrid vehicle EGR apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 EGR장치(100)는, 블레이드(10)와, 상기 블레이드(10)를 지지하여 블레이드(10)를 회동되게 하는블레이드축(11)과 배기가스 배출부(13)로 구비된 배출기(20)와, 상기 블레이드축(11)에 설치되고 스테이터(31) 및 로터(33)가 구비되어 블레이드축(11)을 구동하는 구동장치(30)와, 상기 구동장치(30)에 연결 설치되고 하이브리드 차량의 축전지(23)의 DC전류를 삼상 AC 전류로 변환시키도록 하는 인버터(40)와, 상기 배출기(20)에 설치되어 배기가스(21)의 배출을 제어하는 버터플라이밸브(50)를 구비한다.As shown in FIG. 2, the hybrid vehicle EGR apparatus 100 according to the present invention includes a blade 10 and a blade shaft 11 for supporting the blade 10 to rotate the blade 10 and an exhaust. An ejector 20 provided with a gas discharge part 13, a drive device 30 installed on the blade shaft 11 and provided with a stator 31 and a rotor 33 to drive the blade shaft 11; And an inverter 40 connected to the driving device 30 and configured to convert a DC current of the storage battery 23 of the hybrid vehicle into a three-phase AC current, and installed in the discharger 20. A butterfly valve 50 for controlling the discharge is provided.
상기 하이브리드 차량에 설치된 ECU(41)에 배출기기의 RPM을 감지하여 송신하는 RPM센서(60)가 배출기(20)의 일측에 설치된다.RPM sensor 60 for detecting and transmitting the RPM of the discharge device to the ECU 41 installed in the hybrid vehicle is installed on one side of the discharger (20).
그리고 상기 스테이터(31)에는 벡터(VECTOR) 제어방식으로 여자를 만드는 스테이터코일(STATOR COIL)이 구비된다.And the stator 31 is provided with a stator coil (STATOR COIL) for making a woman by the vector (VECTOR) control method.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 EGR장치의 작동순서를 순차적으로 나타낸 흐름도가 도 3에 도시된다.3 is a flowchart sequentially showing an operation procedure of the hybrid vehicle EGR apparatus according to the present invention having the configuration as described above.
여기에서는 일반적인 하이브리드 차량용 EGR장치의 작동 설명은 생략하고, 본 발명의 특징만을 설명하기로 한다.Here, the description of the operation of the general hybrid vehicle EGR device will be omitted, and only the features of the present invention will be described.
도 3을 참조하면, 먼저 측정 EGR RPM과 요구 EGR RPM을 상기 RPM센서(60)에 의하여 ECU(41)에 전달한다.(S10)Referring to FIG. 3, first, the measured EGR RPM and the required EGR RPM are transmitted to the ECU 41 by the RPM sensor 60. (S10)
다음, 상기 ECU(41)에서 배기가스의 배출여부를 결정한다.(S11)Next, the ECU 41 determines whether to discharge the exhaust gas. (S11)
그리고, 상기 단계(S11)에서 배기가스의 배출의 미결정시에는 버터플라이 밸브(50)를 닫아서 배기가스(21)가 배출부(13)를 통하여 배출되지 못하도록 하고(S13), 배기가스의 배출이 결정되면 버터플라이 밸브(50)를 열어서 배출부(13)를 통하여 배기가스(21)가 배출되도록 한다.(S14)When the exhaust gas is undetermined in the step S11, the butterfly valve 50 is closed to prevent the exhaust gas 21 from being discharged through the discharge part 13 (S13). Once determined, the butterfly valve 50 is opened to allow the exhaust gas 21 to be discharged through the discharge part 13 (S14).
이어서, 상기 ECU(41)에서 EGR 회전속력 제어 변수값 예컨대 여자전류, 전압등을 설정한다.(S15)Subsequently, the ECU 41 sets an EGR rotation speed control variable value such as an excitation current, a voltage, etc. (S15).
다음, 상기 인버터(40)에서 스테이터(31)에 여자 전류를 공급한다.(S16)Next, the inverter 40 supplies an exciting current to the stator 31. (S16)
그리고, 상기 스테이터(31)에 회전 여자전류를 발생시켜 로터(33) 주변에 로터 회전자계를 발생시킨다.(S17)Then, a rotating exciting current is generated in the stator 31 to generate a rotor rotating magnetic field around the rotor 33 (S17).
또한 상기 ECU(4`)에서 EGR 요구 회전속력과 실 회전속력을 비교하여 제어변수를 피드백제어(feed back control)(PI제어)한다.(S18)In addition, the ECU 4 'compares the EGR demanded rotational speed with the actual rotational speed to feed back control (PI control) (S18).
이어서, 요구 EGR 회전속력과 실 회전속력이 일치되는지를 판단하여, 어느 정도의 범위안에 들면 ok로 한다.(S18)Subsequently, it is determined whether the requested EGR rotational speed matches the actual rotational speed, and if it is within a certain range, it is ok.
한단 상기 단계 S19에서, 회전속력이 불일치하게 되면 상기 단계 S16 이후의 플로(flow)를 재 수행한다.Once in step S19, if the rotational speed is inconsistent, the flow after step S16 is repeated.
상술한 바와 같이, 하이브리드 차량에서는 삼상 유도전동기와 엔진을 동시에 사용 가능하게 하기 위하여 축전지(23)와 DC전류를 삼상 AC전류로 변환시켜 주는 인버터(40)가 구비되어 있다. 이 인버터(40)를 이용하여 도 2에 도시된 바와 같이 터빈측 블레이드를 사용하지 않고, 스테이터(31)와 로터(33)를 블레이드축(11)에 장착하여 배출기(20)의 블레이드(10)만을 구동시킬 수 있다.As described above, the hybrid vehicle is provided with an inverter 40 for converting the storage battery 23 and the DC current into a three-phase AC current in order to enable the three-phase induction motor and the engine to be used simultaneously. Using this inverter 40, the stator 31 and the rotor 33 are mounted on the blade shaft 11 without using the turbine side blade as shown in FIG. 2, so that the blade 10 of the ejector 20 is mounted. Can only drive
그리고 본 발명의 EGR장치는, 벡터제어방식을 이용하여 블레이드(10)의 회전을 마음대로 조정할 수 있다.In addition, the EGR apparatus of the present invention can arbitrarily adjust the rotation of the blade 10 by using a vector control method.
즉, 상기 스테이터(31)의 n개의 극(pole)에 공급되는 여자전류 및 전압의 크기와 위상을 적당히 변화시키면 로터(33)에 유도 기전력이 발생된다. 이러한 여자전류가 회전을 하게 만들면 로터(33)에 걸리는 자계가 회전함으로써 로터(33) 자체가 회전하는 원리이다.That is, if the magnitude and phase of the excitation current and voltage supplied to the n poles of the stator 31 are appropriately changed, the induced electromotive force is generated in the rotor 33. When the excitation current is made to rotate, the magnetic field applied to the rotor 33 is rotated so that the rotor 33 itself rotates.
이렇게 하면 EGR 장치의 흡입 공기 압축성능을 제어할 수 있어서 배기가스의 재회전율(recirculation rate)을 정밀하게 조정할 수 있으므로, 질소산화물(Nox)량의 저감에 장점이 있고, 장치의 동작중에 발생되는 충격음을 억제할 수 있다.In this way, the intake air compression performance of the EGR device can be controlled and the recirculation rate of the exhaust gas can be precisely adjusted, which is advantageous in reducing the amount of NOx, and the impact sound generated during operation of the device. Can be suppressed.
상기와 같은 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 EGR장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.The hybrid vehicle EGR apparatus according to the present invention as described above has the following effects.
배기가스의 재순환율을 정밀하게 조정할 수 있으며, 이에 따라 질소산화물(Nox) 량의 저감이 가능하다.It is possible to precisely adjust the recycle rate of the exhaust gas, thereby reducing the amount of nitrogen oxides (Nox).
그리고, 백터제어 방식의 정밀제어가 가능하여 장치의 구동중에 발생하는 충격음을 효과적으로 저감시킬 수 있다.In addition, it is possible to precisely control the vector control method to effectively reduce the impact sound generated during the driving of the device.
이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예들을 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.The present invention has been described above with reference to the embodiments shown in the drawings. However, the present invention is not limited thereto, and various modifications or other embodiments falling within the scope equivalent to the present invention are possible by those skilled in the art. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined by the following claims.
Claims (3)
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