KR20060067233A

KR20060067233A - 차량의 순환용 배기가스 공급량 보정방법

Info

Publication number: KR20060067233A
Application number: KR1020040105823A
Authority: KR
Inventors: 김영
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2004-12-14
Publication date: 2006-06-19

Abstract

본 발명은 차량의 주행거리와 공회전 시간을 합산하여 얻어진 보정계수를 이용하여 엔진으로 공급되는 배기가스의 공급량을 조절하여 배기가스에 포함된 질소산화물(NOx)을 최소화 할 수 있는 차량의 배기가스 재 순환용 배기가스 공급량 보상정법에 관한 것으로서, 그 특징적인 구성은 차량의 주행 속도와 주행시간을 측정하여 그 차량의 누적 주행 거리(X)를 산정하는 단계와, 상기 단계에서 산정된 누적 주행 거리(X)에 해당하는 누적거리 보정계수(K)를 결정하는 단계와, 상기 차량이 정지한 상태에서 엔진이 가동된 누적시간(T)을 계산하는 단계와, 상기 단계에서 계산된 누적시간(T)에 해당하는 누적시간 보정계수(K')를 결정하는 단계와, 상기 단계에서 결정된 누적거리 보정계수(K)와 누적시간 보정계수(K') 및 EGR 제어표의 EGR량을 연산하여 실제 EGR량을 구하는 단계를 포함하여서 된 것이다.

차량, 배기가스, 질소산화물, EGR, 보정

Description

차량의 순환용 배기가스 공급량 보정방법{Exhaust gas supply compensation method for EGR of car}

도 1은 일반적인 EGR 시스템을 나타낸 개략도.

도 2는 일반적인 EGR 시스템의 제어표를 나타낸 그래프.

도 3은 일반적인 EGR 시스템의 주행거리별 제어표를 나타낸 그래프.

도 4는 본 발명에 따른 보상방법을 설명하기 위한 흐름도.

도 5는 본 발명에 따른 보상방법의 누적거리 보정계수를 나타낸 그래프 및 누적거리별 보정계수 표.

도 6은 본 발명에 따른 보상방법의 누적시간 보정계수를 나타낸 그래프 및 누적시간별 보정계수 표.

도 7은 본 발명에 따른 보상방법에 의해서 구하여진 실 EGR 제어표.

본 발명은 차량의 배기가스 재 순환용 배기가스 공급량 보정방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 주행거리와 공회전 시간을 합산하여 얻어진 보정계수를 이용하여 엔진으로 공급되는 배기가스의 공급량을 조절하여 배기가스에 포 함된 질소산화물(NOx)을 최소화 할 수 있는 차량의 배기가스 재 순환용 배기가스 공급량 보상정법에 관한 것이다.

일반적으로 환경의 오염을 방지하기 위하여 차량의 배출가스에 포함된 유해물질의 발생량을 줄일 수 있도록 차량의 배기가스 규제가 날로 강화되고 있다.

이러한 규제에 대응하기 위해서 차량에는 질소산화물(NOx)을 저감하기 위한 배기가스 재순환장치(EGR : Exhaust Gas Recirculation)가 설치되어 있으며, 상기 EGR 시스템은 차량에서 배출되는 배기가스중의 일부를 흡기로 되돌려 신기(외부에서 유입되는 연소용 공기)의 흡입량을 저감시켜서 연소온도를 낮춤으로 인한 NOx의 생성을 억제하는 시스템이다.

그러나 EGR 적용시 신기에 포함되어 유입되는 배기가스로 인하여 산소의 혼입량이 감소하게 되므로, 고부하 영역에서는 매연의 증가 및 엔진의 내구성에 나쁜 영향이 미치게 되어 EGR은 중,저부하 영역에 한정되며, 고부하 영역에는 EGR량이 적고 저부하 영역에서는 EGR량이 상대적으로 많게된다.

도 1은 일반적인 EGR 시스템을 나타낸 개략도이고, 도 2는 일반적인 EGR 시스템의 제어표를 나타낸 그래프이다.

여기에서 참조되는 바와 같이 현재 사용되는 EGR의 작동 원리는 차량이 주행시 이에 해당하는 엔진회전수(엔진 RPM)와 연료 분사량을 이용하여 이에 해당하는 지정된 일정한 EGR 제어표를 기준으로 차량 전자제어기(ECU)에 의해서 제어되고 있다.

이러한 EGR 시스템을 사용하는 이유는 차량 배출가스중 질소산화물(NOx)의 저감에 있으나, 차량개발 단계에서는 배기가스 규제를 만족하던 차량도 양산 후 생산라인에서 출고되는 신차에서는 질소산화물(NOx)이 규제치를 초과하는 문제점이 있었다.

이에 대한 원인으로는 초기 신차인 경우와 차량이 일정 거리를 주행한 후에 적용되는 EGR량이 상이하기 때문으로서, 현재 사용되는 EGR 제어 방식은 차량의 주행중에 여러 가지 조건 중 엔진회전수(엔진 RPM)와 연료 분사량을 차량 전자제어기(ECU)가 검출하여 이에 해당하는 지정된 EGR 제어표 상의 EGR량을 제어하고 있다.

그러나 차량이 동일 속도를 주행 할 경우에도 실제로 분사되는 연료량이 초기 신차 대비 차량의 주행거리가 늘어날수록 일정거리까지는 점점 감소하는 경향을 갖는다.

이는 차량의 여러 가지 기계적인 부하(Mechanical Friction)가 어느 일정거리까지는 점차로 감소하는 특성으로 인하여 나타나는 현상이며, 도 3에 나타낸 주행거리별 EGR 제어표와 같이 초기 주행거리가 적을때(A 영역)의 EGR량이 임의 거리를 주행한 후(B 영역)보다 실제로 작동하는 EGR량이 다르게(적게) 작동하게 되는 것이다.

즉, 차량이 주행을 계속하면 점차로 운전 영역이 A->B 영역으로 변화하게 되므로, 신차가 생산되는 양산라인에서는 주행거리가 적은 신차의 경우 실제로 엔진에 적용되는 EGR량이 적음(A 영역에서 운전)으로 인하여 질소산화물(NOx)의 배출량이 규제치를 초과하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 그 목적은 차량의 누적되는 주행거리와 차량 정지 기간중 엔진의 누적 운전시간을 적산하여, 각 차량의 기계적인 부하가 안정화되는 특성별로 각각의 차량에 해당하는 임의 주행거리 까지는 EGR량을 증가시켜 차량의 기계적인 부하감소에 의한 EGR량의 변화를 보정할 수 있는 차량의 배기가스 재 순환용 배기가스 공급량 보정방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 차량의 배기가스 재 순환용 배기가스 공급량 보상방법은 차량의 주행 속도와 주행시간을 측정하여 그 차량의 누적 주행 거리(X)를 산정하는 단계와, 상기 단계에서 산정된 누적 주행 거리(X)에 해당하는 누적거리 보정계수(K)를 결정하는 단계와, 상기 차량이 정지한 상태에서 엔진이 가동된 누적시간(T)을 계산하는 단계와, 상기 단계에서 계산된 누적시간(T)에 해당하는 누적시간 보정계수(K')를 결정하는 단계와, 상기 단계에서 결정된 누적거리 보정계수(K)와 누적시간 보정계수(K') 및 EGR 제어표의 EGR량을 연산하여 실제 EGR량을 구하는 단계를 포함하여서 된 것이다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 보상방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 5는 본 발명에 따른 보상방법의 누적거리 보정계수를 나타낸 그래프 및 누적거리별 보정계수 표이며, 도 6은 본 발명에 따른 보상방법의 누적시간 보정계수를 나타낸 그래프 및 누적시간별 보정계수 표이고, 도 7은 본 발명에 따른 보상방법에 의해서 구하여진 실 EGR 제어표이다.

여기에서 참조되는 바와 같이 본 발명은 신차의 경우에 실제로 작동하는 EGR량이 적음으로 인하여 질소산화물(NOx)이 규제치를 초과하는 현상을 해결하기 위한 것으로, 상기 EGR의 제어는 차량의 누적되는 주행거리(X)와 차량 정지 기간중의 엔진의 누적 운전시간(T)을 적산하여, 각 차량의 기계적인 부하가 안정화되는 특성별로 각각의 차량에 해당하는 임의 주행거리(X km) 까지는 기본 EGR MAP보다 EGR량을 일정 비율만큼 증가시켜서(K+K' : 누적 주행거리별 EGR 보정계수 계수 K+차량 정지중 엔진가동 누적시간 고려 EGR 보정계수 K') 차량의 기계적인 부하감소에 의한 EGR량의 변화를 보정하여 항상 동일한 EGR량이 공급되는 것이다.

본 발명의 보정방법을 이용하여 EGR량을 보정하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 차량이 주행한 누적거리는 차량속도를 검출하는 속도센서와 차량의 주행시간을 검출하는 시간센서의 측정값을 연산하여 차량의 주행거리를 산출하게 되는 것이고, 이와 같이 산출된 누적거리(X)를 근거로 도 5에 나타낸 바와 같이 누적거리 보정계수(K)를 결정하게 되는 것이며, 일예로 누적거리(X)가 5.000km일 때 누적거리 보정계수(K)는 0.05로 결정되는 것이다.

한편, 차량의 정지된 상태에서 엔진이 가동되는 누적시간은 별도의 시간 계산기에 의해서 산출되는 것이고, 이와 같이 산출된 누적시간(T)을 근거로 도 6에 나타낸 바와 같이 누적시간 보정계수(K')를 결정하게 되는 것이며, 일예로 누적시간(T)이 2.000Hr일 때 누적시간 보정계수(K')는 0.03으로 결정되는 것이다.

상술한 바와 같이 결정된 누적거리 보정계수(K)와 누적시간 보정계수(K')를 수학식 1에 대입하여 실제 EGR량을 결정하게 되는 것이다.

[수학식 1]

실제 EGR량 = (1+K+K') * EGR 제어표의 EGR량.

여기에서

K : 누적거리 보정계수

K' : 누적시간 보정계수 이다.

상술한 바와 같은 과정을 통하여 얻어진 실제 EGR량은 도 7에 나타낸 바와 같이 엔진의 회전수에 따라서 ECU에서 제어하게 되는 것으로서, 차량의 배기가스에 포함된 질소산화물(NOx)의 배출량이 최소화되는 것이다.

이와 같이 본 발명은 차량의 주행거리와는 무관하게 배기가스에 포함된 질소산화물(NOx)의 배출량을 안정화시키게 되므로 배기규제 초과 방지 및 환경을 보호할 수 있게되는 특유의 효과가 있다.

Claims

차량의 주행 속도와 주행시간을 측정하여 그 차량의 누적 주행 거리(X)를 산정하는 단계와,

상기 단계에서 산정된 누적 주행 거리(X)에 해당하는 누적거리 보정계수(K)를 결정하는 단계와,

상기 차량이 정지한 상태에서 엔진이 가동된 누적시간(T)을 계산하는 단계와,

상기 단계에서 계산된 누적시간(T)에 해당하는 누적시간 보정계수(K')를 결정하는 단계와,

상기 단계에서 결정된 누적거리 보정계수(K)와 누적시간 보정계수(K') 및 EGR 제어표의 EGR량을 연산하여 실제 EGR량을 구하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 차량의 배기가스 재 순환용 배기가스 공급량 보상방법.
제 1 항에 있어서, 상기 실제 EGR량을 구하는 수학식은

실제 EGR량 = (1+K+K') * EGR 제어표의 EGR량

임을 특징으로 하는 차량의 배기가스 재 순환용 배기가스 공급량 보상방법.