KR20040054995A - Method for emission controlling of engine and system thereof - Google Patents

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KR20040054995A KR1020020081559A KR20020081559A KR20040054995A KR 20040054995 A KR20040054995 A KR 20040054995A KR 1020020081559 A KR1020020081559 A KR 1020020081559A KR 20020081559 A KR20020081559 A KR 20020081559A KR 20040054995 A KR20040054995 A KR 20040054995A
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Abstract

PURPOSE: A device and a method for controlling emission of an internal combustion engine are provided to prevent the deterioration of emission by the change of EGR(Exhaust Gas Recirculation) operating time. CONSTITUTION: A device for controlling emission of an internal combustion engine includes an input unit(2) having a cooling water temperature sensor(6) for detecting the temperature of engine cooling water, and a timer(8) for detecting the time passed after engine starting. An electronic control unit controls an EGR valve(4) for optimizing emission according to the detected time and the detected cooling water temperature.

Description

내연기관의 배기가스 제어방법 및 장치{METHOD FOR EMISSION CONTROLLING OF ENGINE AND SYSTEM THEREOF}METHOD FOR EMISSION CONTROLLING OF ENGINE AND SYSTEM THEREOF}

본 발명은 내연기관의 유해가스 배출을 최적화로 제어하는 것에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 EGR 밸브(EXHAUST GAS RECIRCULATION VALVE)를 효과적으로 제어하여 질소 산화물등의 유해가스 배출을 최소화할 수 있도록 한 내연기관의 배기가스 제어방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to optimally controlling the emission of harmful gases from an internal combustion engine, and more particularly, to effectively control the EGR valve (EXHAUST GAS RECIRCULATION VALVE) of an internal combustion engine to minimize the emission of harmful gases such as nitrogen oxides. It relates to an exhaust gas control method and apparatus.

예컨대, 자동차 배기가스는 대기오염의 주원인으로 지목 받게 되면서 공장에서 배출되는 매연, 유해 가스와 함께 엄격한 규제를 받고 있으며, 특히 북미 선진국에서는 자동차의 배출가스 규제 법규를 엄격하게 정하여 이에 적합한 자동차만 생산하거나 판매하도록 허가하고 있다.For example, automobile exhaust gas is considered to be the main cause of air pollution, and is subject to strict regulations along with fumes and harmful gases emitted from factories.In particular, North American advanced countries strictly regulate automobile emission regulations to produce only automobiles Licensed to sell.

이에 따라 각 자동차 생산 메이커에서는 배기가스에 포함되어 있는 유해가스의 배출을 최소화하면서 연비를 향상시킬 수 있는 엔진을 개발하고 있으며, 이에 부응하는 기술적 수단의 일예로 배기가스중에 포함되어 있는 HC, CO, NOx, PM 등과 같은 유해가스를 감소시키는 수단으로 배가가스 일부를 흡기계통에 다시 유입시켜 혼합기가 연소될 때 최고 온도를 낮추어 질소 산화물의 생성량을 적게하는 EGR 시스템을 적용하고 있다.Accordingly, each automobile manufacturer is developing an engine that can improve fuel efficiency while minimizing the emission of harmful gas contained in exhaust gas. As an example of the technical means, HC, CO, As a means of reducing harmful gases such as NOx and PM, the EGR system is applied to reduce some of the nitrogen oxides by lowering the maximum temperature when the mixture is combusted by introducing a part of the doubling gas into the intake pipe again.

이러한 EGR 시스템의 작동 일예를 살펴보면, 도 3에서와 같이, 엔진이 시동되면(S200), 엔진 제어유닛(ECU)에서는 엔진의 실제 냉각수온(Tw)를 검출하고(S210), 이 냉각수온(Tw)이 EGR 작동 정지(EGR shut-off)를 위한 최저 냉각수온 설정값(EO_Tw) 보다 작은가를 판단하게 된다(S220).Looking at the operation example of such an EGR system, as shown in Figure 3, when the engine is started (S200), the engine control unit (ECU) detects the actual cooling water temperature (Tw) of the engine (S210), this cooling water temperature (Tw) ) Is determined to be smaller than the minimum coolant temperature set value (EO_Tw) for the EGR shut-off (S220).

상기 S210 단계에서 조건을 만족하면, EGR 작동 정지(EGR shut-off) 제어를 실시하고(S230), 상기 조건을 만족하지 않으면 EGR의 정상 작동 제어를 실시하게 된다(S240).If the condition is satisfied in step S210, EGR shut-off control is performed (S230). If the condition is not satisfied, normal operation control of the EGR is performed (S240).

즉, 실제 냉각수온만으로 유해가스 배출을 실험하게 된다.In other words, experiments with harmful gas emissions only by the actual cooling water temperature.

그러나 상기와 같이 단순히 실제 수온에 의한 실험방법으로 유해가스 배출을 실험하는 경우에는 정확한 실험 데이터를 얻기 위하여는 실험실의 표준 온도와 압력(25도/1기압) 상태에 있어야 하는데, 실험 당일 공조 상태가 변할 경우 또는 계절/날씨 등에 따라 시동전 엔진의 냉각수온이 달라지는 경우, 동일 시간이 경과하였음에도 현재 냉각수온이 실험시 마다 달라지게 되면서 매번 달라지는 데이터를 얻게 되는 바, EGR 작동 정지 조건에서 EGR 정상작동 조건으로 가는 시점이 달라지게 된다는 문제점을 내포하고 있다.However, in the case of experimenting the emission of harmful gases simply by the actual water temperature as described above, in order to obtain accurate experimental data, it should be in the standard temperature and pressure (25 degrees / atm) of the laboratory. If the coolant temperature of the engine before starting varies according to the change or the season / weather, etc., even though the same time has elapsed, the current coolant temperature is changed from experiment to experiment and the data will be changed every time. There is a problem that the point of time will change.

이에 따라 배기가스 최적화를 위하여 EGR 작동 정지를 위한 엔진 냉각수온의 최적값(EGR 작동 시작온도)을 설정하고 있으나, 상기 현상으로 원치 않는 시점에서 EGR이 작동하여 유해가스 배출 특성을 악화시킨다는 문제점을 내포하고 있다.Accordingly, the optimum value of the engine cooling water temperature (EGR operation start temperature) is set to stop the EGR operation for optimizing the exhaust gas, but this problem implies that the EGR operates at an undesired time and deteriorates the harmful gas emission characteristics. Doing.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 EGR 작동 정지 제어를 시동후 일정시간이 경과되고, 보정된 냉각수온으로 실시될 수 있도록 하여 EGR 작동시점의 변화에 기인한 배기가스 악화를 방지할 수 있도록 한 것이다.Therefore, the present invention has been invented to solve the above problems, and an object of the present invention is to allow the EGR operation stop control to be carried out with a fixed cooling water temperature after a certain period of time after starting, and to change the EGR operation time point. It is to prevent the deterioration of the exhaust gas caused by.

도 1은 본 발명을 운용하기 위한 제어시스템의 구성도.1 is a block diagram of a control system for operating the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 배기가스 제어방법의 작동 흐름도.2 is an operation flowchart of the exhaust gas control method according to the present invention.

도 3은 종래 실험방법의 작동 흐름도이다.3 is an operation flowchart of a conventional test method.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 엔진 시동전 초기 냉각수온이 설정 범위를 초과하는 경우에는 실제 냉각수온에 따른 EGR 작동 정지 제어를 실시하는 제1 단계와;In order to realize this, the present invention includes a first step of performing the EGR operation stop control according to the actual cooling water temperature when the initial cooling water temperature before the engine start exceeds the set range;

상기 엔진 시동전 초기 냉각수온이 설정 범위내에 있는 경우, 시동후 경과시간에 따른 EGR 작동 정지 제어를 실시하는 제2 단계와;A second step of performing an EGR operation stop control according to an elapsed time after starting when the initial cooling water temperature before starting the engine is within a setting range;

상기 엔진 시동전 초기 냉각수온이 일정 범위내에 있는 경우, 실제 냉각수온과 가상의 냉각수온 따른 EGR 작동 정지 제어를 실시하는 제3 단계를 포함하여 이루어지는 내연기관의 배기가스 제어방법을 제공한다.When the initial cooling water temperature before the engine start is within a predetermined range, it provides a method for controlling the exhaust gas of the internal combustion engine comprising a third step of performing the EGR operation stop control according to the actual cooling water temperature and the virtual cooling water temperature.

또한, 본 발명은 엔진의 냉각수온을 검출하는 냉각수온 센서와;In addition, the present invention and a cooling water temperature sensor for detecting the cooling water temperature of the engine;

시동후 경과시간을 검출할 수 있는 타이머 및;A timer capable of detecting an elapsed time after startup;

상기 시동후의 경과시간과 냉각수온에 따라 배기가스 최적화를 위해 EGR 작동 제어를 수행하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 제어장치를 제공한다.It provides an exhaust gas control apparatus for an internal combustion engine comprising a control means for performing the EGR operation control for the exhaust gas optimization in accordance with the elapsed time after the start and the cooling water temperature.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명을 운용할 수 있는 제어시스템의 구성 블록도로서, 입력수단(2)으로부터 검출된 신호를 엔진제어유닛(ECU)에서 미리 입력되어진 데이터와 비교 연산하여 EGR 밸브(4)를 제어하게 되는 것이다.1 is a block diagram of a control system capable of operating the present invention, in which a signal detected from the input means 2 is compared with data previously input from an engine control unit ECU to control the EGR valve 4. Will be done.

상기에서 입력수단(2)으로서는 EGR 제어에 관련되는 여러 가지의 검출 센서가 요구되지만, 도 1에서는 본원발명과 직접적인 관련이 있는 최소한의 센서 부분에 대하여만 도시하였음을 전제한다.Although various detection sensors related to the EGR control are required as the input means 2 in the above, it is assumed that only the minimum sensor portion shown in FIG. 1 is directly related to the present invention.

즉, 상기 입력수단(2)은, 엔진의 냉각수온을 검출하는 냉각수온 센서(6)와, 시동후 경과시간을 검출할 수 있는 타이머(8)를 포함하여 이루어지며, ECU는 EGR 작동 정지(EGR shut-off)의 실험 선택조건과, 냉각수온 설정값이 입력되어 있다.That is, the input means 2 comprises a coolant temperature sensor 6 for detecting the coolant temperature of the engine and a timer 8 for detecting the elapsed time after starting, and the ECU stops the EGR operation ( EGR shut-off) test selection condition and cooling water temperature set value are entered.

또한, 출력수단에서는 단순히 도시된 EGR 밸브(4)만을 제어하는 것이 아니라 연료 및 흡입계통의 제어를 예로 들 수 있으나, 본 발명과 직접적인 관련이 없는 구동수단의 도시는 생략하였다.In addition, the output means may not only control the illustrated EGR valve 4 but also control of the fuel and the intake system, but the illustration of the drive means not directly related to the present invention is omitted.

이러한 시스템을 이용한 본 발명의 배출가스 제어방법은 도 2에서와 같이 이루어지는데, 구체적으로 살펴보면, 이니그션이 온되어 엔진이 시동되면(S100), 엔진 시동전 초기 냉각수온(Twi)이 일정 온도 범위내에 있는가를 판단하게 된다(S110).Exhaust gas control method of the present invention using such a system is made as shown in Figure 2, in detail, when the engine is started by the ignition (S100), the initial cooling water temperature (Twi) before starting the engine a certain temperature range It is determined whether there is (S110).

상기 S110 단계에서는 엔진 시동전 초기 냉각수온(Twi)이 실험실 공조온도를 벗어났는지를 판단하기 위한 것으로서, 대략 15℃에서 30 ℃ 내에 있는가를 판단하게 되며, 상기 S110 단계에서 조건을 만족하면, 제어 조건을 선택하기 위한 모드가 어떻게 선택되었는지를 판단하게 된다(S120).In the step S110 is to determine whether the initial cooling water temperature (Twi) before starting the engine is out of the laboratory air conditioning temperature, it is determined whether it is within about 15 ℃ to 30 ℃, if the conditions are satisfied in the step S110, control conditions It is determined how the mode to select is selected (S120).

그리고 상기 S110 단계에서 조건을 만족하지 못하면, 종래와 마찬가지로, 엔진 제어유닛(ECU)에서는 엔진의 실제 냉각수온(Tw)를 검출하고(S111), 이 냉각수온(Tw)이 EGR 작동 정지(EGR shut-off)를 위한 최저 냉각수온 설정값(EO_Tw) 보다 작은가를 판단하게 된다(S112).If the condition is not satisfied at step S110, the engine control unit ECU detects the actual coolant temperature Tw of the engine (S111), and the coolant temperature Tw stops the EGR operation (EGR shut off). It is determined whether or not smaller than the minimum cooling water temperature set value (EO_Tw) for the (off) (S112).

상기 S112 단계에서 조건을 만족하면, EGR 작동 정지(EGR shut-off) 제어를 실시하고(S113), 상기 조건을 만족하지 않으면 EGR의 정상 작동 제어를 실시하게 된다(S114).If the condition is satisfied in step S112, EGR shut-off control is performed (S113). If the condition is not satisfied, normal operation control of the EGR is performed (S114).

그리고 상기 S120 단계에서 제어모드는 그 일예로서 제1 모드의 경우에는 시동후 경과 시간으로 판단하고, 제2 모드의 경우에는 보정된 냉각수온으로 판단할 수 있도록 설정하고 있다.In the step S120, the control mode is set as an example to determine the elapsed time after starting in the first mode and to determine the corrected cooling water temperature in the second mode.

이에 따라 상기 S120 단계에서 제1 모드라고 판단되면, 타이머를 통해 시동후 경과시간(start_t)를 검출하고(S121A), ECU에 미리 입력되어 있는 EGR 작동 정지를 위한 엔진 시동후 설정값(EO_t)이 상기 시동후 경과시간(start_t) 보다 큰가를 판단하게 된다(S121B)Accordingly, when it is determined in the step S120 that the first mode, the elapsed time after start (start_t) is detected through the timer (S121A), and the engine start setting value (EO_t) for stopping the EGR operation previously input to the ECU is determined. It is determined whether it is greater than the elapsed time after the start (start_t) (S121B).

상기 S121B 단계에서 조건을 만족하면, EGR 작동 정지(EGR shut-off) 제어를 실시하고(S121C), 상기 조건을 만족하지 않으면 EGR의 정상 작동 제어를 실시하게된다(S121D).If the condition is satisfied in step S121B, EGR shut-off control is performed (S121C). If the condition is not satisfied, normal operation control of EGR is performed (S121D).

또한, 상기 S120 단계에서 제2 모드라고 판단되면, 실제 냉각수온(Tw)을 검출하고(S122A), 상기 실제 냉각수온(Tw)을 근거로 EGR 작동 정지 판단을 위한 가상의 냉각수온(V_Tw)을 산출하여(S122B), 상기 가상의 냉각수온(V_Tw)가 EGR 작동 정지를 위한 최저 냉각수온 설정값(EO_Tw) 보다 작은가를 판단한다(S122C).In addition, if it is determined in the step S120 that the second mode, the actual cooling water temperature (Tw) is detected (S122A), based on the actual cooling water temperature (Tw), the virtual cooling water temperature (V_Tw) for determining the EGR operation stop It calculates (S122B), and determines whether the said virtual cooling water temperature V_Tw is smaller than the minimum cooling water temperature setting value EO_Tw for stopping EGR operation | movement (S122C).

상기 S122C 단계에서 조건을 만족하면, EGR 작동 정지(EGR shut-off) 제어를 실시하고(S122D), 상기 조건을 만족하지 않으면 EGR의 정상 작동 제어를 실시하게 된다(S122E).If the condition is satisfied in step S122C, EGR shut-off control is performed (S122D). If the condition is not satisfied, normal operation control of EGR is performed (S122E).

상기 S122B 단계에서의 가상 냉각수온은 실제 냉각수온(Tw) + (25 - 엔진시동전 초기 냉각수온)에 의하여 설정되며, 이는 초기 온도 차이만큼 냉각수 온도를 보상하여 EGR 작동 정지 판단을 위한 값으로 사용되는 것이다.The virtual coolant temperature in the step S122B is set by the actual coolant temperature (Tw) + (25-initial coolant temperature before engine start), which is used as a value for determining the EGR operation stop by compensating the coolant temperature by the initial temperature difference. Will be.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 배기가스에 포함된 유해가스의 배출 실험시 단순히 실제 냉각수온에 의존하지 않고, 시동후 경과시간과, 보정된 냉각수온의 인자로서 유해가스 배출에 대한 제어를 실시할 수 있도록 함으로써, 배기가스 최적화에 기여하여 배기가스에 포함되어 있는 질소산화물 및 탄화수소, 일산화탄소등의 유해물질 생성을 최소화화여 대기오염을 방지하고, 배기가스 규제가 심한 북미 및 유럽의 규제에 대응할 수 있는 발명인 것이다.As described above, according to the present invention, the control of the harmful gas emission as a factor of the elapsed time after starting and the corrected cooling water temperature is carried out without merely relying on the actual cooling water temperature during the experiment of discharging the harmful gas contained in the exhaust gas. By contributing to the optimization of the exhaust gas, it minimizes the generation of harmful substances such as nitrogen oxides, hydrocarbons and carbon monoxide in the exhaust gas, thus preventing air pollution and responding to regulations in North America and Europe where the exhaust gas regulations are severe. It is an invention that there is.

Claims (7)

엔진 시동전 초기 냉각수온이 설정 범위를 초과하는 경우에는 실제 냉각수온에 따른 EGR 작동 정지 제어를 실시하는 제1 단계와;A first step of performing an EGR stop operation control according to the actual cooling water temperature when the initial cooling water temperature before the engine starts exceeds the set range; 상기 엔진 시동전 초기 냉각수온이 설정 범위내에 있는 경우, 시동후 경과시간에 따른 EGR 작동 정지 제어를 실시하는 제2 단계와;A second step of performing an EGR operation stop control according to an elapsed time after starting when the initial cooling water temperature before starting the engine is within a setting range; 상기 엔진 시동전 초기 냉각수온이 일정 범위내에 있는 경우, 실제 냉각수온과 가상의 냉각수온 따른 EGR 작동 정지 제어를 실시하는 제3 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 제어방법.And a third step of performing an EGR operation stop control according to the actual cooling water temperature and the virtual cooling water temperature when the initial cooling water temperature before the engine start is within a predetermined range. 제1항에 있어서, 엔진 시동전 초기 냉각수온(Twi)의 설정범위는 15℃ 〈 Twi 〈 30℃ 임을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 제어방법.The exhaust gas control method of an internal combustion engine according to claim 1, wherein the setting range of the initial cooling water temperature (Twi) before starting the engine is 15 ° C < Twi < 30 ° C. 제1항에 있어서, 제1 단계의 실제 냉각수온에 따른 EGR 작동 정지 제어는 엔진의 실제 냉각수온(Tw)를 검출하여 이 냉각수온(Tw)이 EGR 작동 정지(EGR shut-off)를 위한 최저 냉각수온 설정값(EO_Tw) 보다 작은가를 판단하는 제1 제어과정과;The EGR shutdown control according to the actual cooling water temperature of the first stage detects the actual cooling water temperature (Tw) of the engine so that the cooling water temperature (Tw) is the lowest value for the EGR shut-off. A first control process of determining whether the cooling water temperature is smaller than the set value EO_Tw; 상기 제1 제어과정에서 조건을 만족하면, EGR 작동 정지(EGR shut-off) 제어를 실시하고, 상기 조건을 만족하지 않으면 EGR의 정상 작동 제어를 실시하는 제2 제어과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 제어방법.And a second control process for performing EGR shut-off control if the condition is satisfied in the first control process, and performing normal operation control of the EGR if the condition is not satisfied. Exhaust gas control method of an internal combustion engine. 제1항에 있어서, 제2 단계의 시동후 경과시간에 따른 EGR 작동 정지 제어는 타이머를 통해 시동후 경과시간(start_t)를 검출하고(S121A), ECU에 미리 입력되어 있는 EGR 작동 정지를 위한 엔진 시동후 설정값(EO_t)이 상기 시동후 경과시간(start_t) 보다 큰가를 판단하는 제1 제어과정과;The EGR operation stop control according to the elapsed time after the start of the second step detects the elapsed time after start (start_t) through a timer (S121A), and the engine for stopping the EGR operation previously input to the ECU. A first control process of determining whether the set value EO_t after startup is greater than the elapsed time after startup start_t; 상기 제1 제어과정의 조건을 만족하면, EGR 작동 정지(EGR shut-off) 제어를 실시하고, 상기 조건을 만족하지 않으면 EGR의 정상 작동 제어를 실시하는 제2 제어과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 제어방법.And a second control process for performing EGR shut-off control if the condition of the first control process is satisfied, and performing normal operation control of the EGR if the condition is not satisfied. Exhaust gas control method of an internal combustion engine. 제1항에 있어서, 제3 단계에서 실제 냉각수온과 가상의 냉각수온 따른 EGR 작동 정지 제어는 실제 냉각수온(Tw)을 검출하고, 상기 실제 냉각수온(Tw)을 근거로 EGR 작동 정지 판단을 위한 가상의 냉각수온(V_Tw)을 판독하는 제1 제어과정과;The EGR operation stop control according to the actual cooling water temperature and the virtual cooling water temperature in the third step detects the actual cooling water temperature (Tw), and for determining the EGR operation stop based on the actual cooling water temperature (Tw). A first control step of reading the virtual coolant temperature V_Tw; 상기 제1 제어과정에서 산출된 상기 가상의 냉각수온(V_Tw)이 EGR 작동 정지를 위한 최저 냉각수온 설정값(EO_Tw) 보다 작은가를 판단하는 제2 제어과정과;A second control step of determining whether the virtual coolant temperature V_Tw calculated in the first control process is smaller than a minimum coolant temperature set value EO_Tw for stopping EGR operation; 상기 제2 제어과정의 조건을 만족하면, EGR 작동 정지(EGR shut-off) 제어를 실시하고, 상기 조건을 만족하지 않으면 EGR의 정상 작동 제어를 실시하는 제3 제어과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 제어방법.And a third control process for performing EGR shut-off control if the condition of the second control process is satisfied, and performing normal operation control of the EGR if the condition is not satisfied. Exhaust gas control method of an internal combustion engine. 제5항에 있어서, 제2 제어과정에서의 가상 냉각수온은 실제 냉각수온(Tw) + (25 - 엔진시동전 초기 냉각수온)에 의하여 산출됨을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 제어방법.The exhaust gas control method of an internal combustion engine according to claim 5, wherein the virtual cooling water temperature in the second control process is calculated by the actual cooling water temperature (Tw) + (25-initial cooling water temperature before engine start). 엔진의 냉각수온을 검출하는 냉각수온 센서와;A coolant temperature sensor for detecting a coolant temperature of the engine; 시동후 경과시간을 검출할 수 있는 타이머 및;A timer capable of detecting an elapsed time after startup; 상기 시동후의 경과시간과 냉각수온에 따라 배기가스 최적화를 위해 EGR 작동 제어를 수행하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 제어장치.And control means for performing EGR operation control for exhaust gas optimization according to the elapsed time and the cooling water temperature after the start-up.
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