KR20060070198A - Method for calculating of the guantity of soots in emission - Google Patents

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KR20060070198A KR1020040108856A KR20040108856A KR20060070198A KR 20060070198 A KR20060070198 A KR 20060070198A KR 1020040108856 A KR1020040108856 A KR 1020040108856A KR 20040108856 A KR20040108856 A KR 20040108856A KR 20060070198 A KR20060070198 A KR 20060070198A
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Abstract

디젤 엔진에서 스모크 배출량과 공연비가 밀접한 함수관계를 갖는 디젤엔진의 연소 특성을 이용하여 정확하고 단순화된 동적 스모크 변화량을 계산하여 스모크의 DPF내 과다 축적을 방지하고, 운전성 향상 및 차량의 연비를 개선할 목적으로;Calculate accurate and simplified dynamic smoke variation using the combustion characteristics of diesel engines whose function is closely related to smoke emissions and air-fuel ratios in diesel engines to prevent excessive accumulation of smoke in DPF, improve driving performance and improve vehicle fuel economy For the purpose of doing so;

차량용 디젤 엔진에 있어서, 상기 디젤 엔진 시동 이후, 운전 조건에 따라 가변되는 엔진 회전수, 연료 요구 분사량 및 산소량의 데이터를 입력받는 단계와; 상기 단계에서 입력된 데이터를 기준으로 정상상태의 스모크 배출량과 산소농도를 메모리 맵 데이터에서 설정하는 단계와; 상기 단계에서 설정된 산소농도와 입력되는 산소농도의 차를 산출하고, 그에 따른 동적 스모크 맵에서 스모크 증가량을 설정하는 단계와; 상기 단계에서 설정된 맵 데이터들과 입력되는 산소 농도를 설정된 프로그램에 의해 연산하여 새로운 동적 스모크량을 산출하는 단계를 포함하여 이루어진다.A diesel engine for a vehicle, comprising: receiving data of an engine speed, a fuel injection amount, and an oxygen amount, the engine speed being varied according to an operating condition after the diesel engine is started; Setting smoke emission and oxygen concentration in a steady state in the memory map data based on the data input in the step; Calculating a difference between the oxygen concentration set in the step and the input oxygen concentration, and setting a smoke increase amount in the dynamic smoke map accordingly; And calculating a new dynamic smoke amount by calculating the map data set in the step and the input oxygen concentration by the set program.

엔진제어장치,산소량,스모크맵,산소농도,엔진회전수Engine control unit, oxygen quantity, smoke map, oxygen concentration, engine speed

Description

디젤 엔진의 동적 스모크 배출량 계산 방법{Method for calculating of the guantity of soots in emission}Method for calculating of the guantity of soots in emission

도 1은 본 발명에 따른 차량용 엔진 제어 장치 구성 블럭도이고,1 is a block diagram of a vehicle engine control apparatus according to the present invention;

도 2는 본 발명에 적용되는 차량용 엔진의 동적 스모크 배출량 계산 방법 동작 순서도 이고,2 is a flowchart illustrating a method of calculating a dynamic smoke emission amount of a vehicle engine applied to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 정상상태에서 산소량 맵과 스모크 맵를 도시한 그래프 이고,3 is a graph illustrating an oxygen content map and a smoke map in a steady state according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 산소농도 변화에 따른 스모크의 변화량을 도시한 그래프이다.4 is a graph showing the amount of change of smoke according to the change in oxygen concentration according to the present invention.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

100 : 차량 동작상태 검출수단 110 : 엔진 속도 검출부 100: vehicle operating state detection means 110: engine speed detection unit

120 : 엔진 요구 분사량 검출부 130 : 산소량 검출부120: engine required injection amount detection unit 130: oxygen amount detection unit

200 : 엔진 제어 수단 300 : 구동수단200: engine control means 300: driving means

본 발명은 디젤 엔진 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 디젤 엔 진 차량에서 차량의 운전 조건에 따른 정확한 스모크 배출량을 계산할 수 있는 방법을 제공하기 위한 디젤 엔진의 동적 스모크 배출량 계산 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling a diesel engine, and more particularly, to a method for calculating dynamic smoke emission of a diesel engine to provide a method for calculating an accurate smoke emission according to a driving condition of a vehicle in a diesel engine vehicle.

일반적으로 차량의 엔진을 개발함에 있어서, 날로 강화되는 배기 규제를 만족시키고 친환경적인 승용 디젤 엔진을 개발하기 위해서, DPF(diesel particuate filter)의 장착은 필수적이며, 정확한 시점에서 재생 명령을 내리기 위해서는 DPF 내부의 스모크(SOOT)량과 아울러 현재 엔진에서 배출되고 있는 스모크량을 정확하게 계산해야만 한다.In general, in the development of vehicle engines, in order to meet the stringent emission regulations and to develop eco-friendly passenger diesel engines, the installation of diesel particuate filters (DPFs) is essential. In addition to the amount of smoke (SOOT) of the smoke, the amount of smoke emitted from the engine must be accurately calculated.

따라서, 종래에는 차량이 정속으로 운전되지 않고 가속 또는 감속될 때 엔진에 유입되는 공기량은 정상상태 운전조건에서 유입되는 공기량과 달라지게 되어 실제 연소가 일어나는 연소실내의 공연비 조건이 정상상태와 달라지게 된다. 공연비 조건이 달라지면 배출되는 스모크 량도 정상상태에서 배출되는 것보다 증가 혹은 감소하게 되는데 동적 상태에서 증감되는 스모크량은 가, 감속의 정도를 나타내는 요구 분사량의 시간당 변화량의 함수로 예측한다. 그러므로 동적 스모크 배출량을 계산함에 있어서, 엔진 제어 장치의 메모리에 저장되어 있는 스모크 맵은 엔진의 각 속도와 연료량 조건을 정상상태로 유지하면서 측정한 스모크 값으로 부터 구행진다. 그리고 동적 스모크 함수는 동적인 시험 조건에서 분사량의 시간당 변화율에 따라서 스모크 배출량의 변화를 측정하여 구해진다. 임의의 차량 운전조건에서 스모크 맵으로부터 얻은 정상상태의 값과 동적 스모크 함수로부터 얻은 동적 상태의 증가분을 더하여 동적 상태가 고려된 스모크 배출량을 계산할 수 있다.Therefore, in the related art, when the vehicle is accelerated or decelerated without being driven at a constant speed, the amount of air introduced into the engine is different from the amount of air introduced under the steady state driving conditions, so that the air-fuel ratio condition in the combustion chamber where actual combustion occurs is different from the normal state. . If the air-fuel ratio conditions are different, the amount of smoke emitted increases or decreases than that emitted in the normal state. The amount of smoke increased or decreased in the dynamic state is estimated as a function of the amount of change in the required injection amount representing the degree of deceleration. Therefore, in calculating dynamic smoke emissions, the smoke map stored in the memory of the engine control unit is constructed from the smoke values measured while maintaining the angular speed and fuel condition conditions of the engine. And the dynamic smoke function is obtained by measuring the change in smoke emissions according to the rate of change of injection volume under dynamic test conditions. Under certain vehicle driving conditions, the steady state value obtained from the smoke map and the increase of the dynamic state obtained from the dynamic smoke function can be added to calculate the smoke emission considering the dynamic state.

하지만, 상기한 종래의 방법은 정상상태 운전조건에서 배출되는 스모크량 대 비 동적 운전조건에서의 스모크 증감의 크기는 요구 분사량의 시간당 변화율 크기뿐만 아니라 하기에 기술되는 인자들의 영향을 크게 받게 된다. 즉 동적상태에서의 스모크 배출량에 영향을 주는 인자는 인젝터간 연료량 편차, 흡기 덕트(Duct), 에어 크리너, 인터쿨러 호스 및 파이프, 인터쿨러, 터보차져 사양, 엔진 제어 장치의 터보차져 제어인자, 엔진 속도 및 분사량 등이다. 상기와 같은 인자들의 영향으로 실제적으로는 동일 요구분사량의 시간당 변화율에 대해 스모크 증가량이 다르게 나타나게 되어 스모크 배출량 계산의 오차를 증가시키는 문제가 있다. 스모크 배출량 계산에 있어서의 오차가 클수록 DPF 내구성 및 차량의 연비가 악화되는 문제가 있다. 그리고, 각 차량마다 고유한 동적 스모크 함수를 시험을 통하여 작성하여야 하므로 개발기간이 길어지고 개발 비용이 과대하며, 동일 차량이라 하더라고 엔진의 운전영역별로 감, 가속 터보차져의 응답특성이 다르기 때문에 전 영역에서 동일한 동적 스모크 함수를 사용하는 것은 동적 스모크 배출량 계산의 정확도를 감소시킨다.However, in the conventional method described above, the magnitude of the smoke increase / decrease in the non-dynamic operating conditions versus the amount of smoke discharged in the steady state operating conditions is greatly influenced by the factors described below as well as the magnitude of the rate of change of the required injection amount. In other words, the factors affecting the smoke emission in the dynamic state are the fuel amount variation between the injectors, the intake duct, the air cleaner, the intercooler hose and pipe, the intercooler, the turbocharger specification, the turbocharger control factor of the engine control unit, the engine speed and the like. Injection amount and the like. Due to the influence of the above factors, the amount of smoke increase actually appears differently with respect to the hourly rate of change of the same required injection amount, thereby increasing the error of the smoke emission calculation. The larger the error in the smoke emission calculation, the worse the DPF durability and the fuel economy of the vehicle. In addition, since each vehicle has its own dynamic smoke function, the development period is long, the development cost is excessive, and even if the same vehicle is used, the response characteristics of the acceleration turbocharger are different for each driving area of the engine. Using the same dynamic smoke function in D reduces the accuracy of dynamic smoke emission calculations.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 디젤 엔진에서 스모크 배출량과 공연비가 밀접한 함수관계를 갖는 디젤엔진의 연소 특성을 이용하여 정확하고 단순화된 동적 스모크 변화량을 계산하여 스모크의 DPF내 과다 축적을 방지하고, 운전성 향상 및 차량의 연비를 개선할 수 있는 디젤 엔진의 동적 스모크 배출량 계산 방법을 제공하기 위한 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, by calculating the accurate and simplified dynamic smoke change amount by using the combustion characteristics of the diesel engine having a close function of smoke emissions and air-fuel ratio in the diesel engine smoke It is to provide a method for calculating the dynamic smoke emission of a diesel engine that can prevent excessive accumulation in the DPF, improve driving performance and improve vehicle fuel economy.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,

차량용 디젤 엔진에 있어서, In a vehicle diesel engine,

상기 디젤 엔진 시동 이후, 운전 조건에 따라 가변되는 엔진 회전수, 연료 요구 분사량 및 산소량의 데이터를 입력받는 단계와;After starting the diesel engine, receiving data of an engine speed, a required fuel injection amount and an oxygen amount varying according to an operating condition;

상기 단계에서 입력된 데이터를 기준으로 정상상태의 스모크 배출량과 산소농도를 메모리 맵 데이터에서 설정하는 단계와;Setting smoke emission and oxygen concentration in a steady state in the memory map data based on the data input in the step;

상기 단계에서 설정된 산소농도와 입력되는 산소농도의 차를 산출하고, 그에 따른 동적 스모크 맵에서 스모크 증가량을 설정하는 단계와;Calculating a difference between the oxygen concentration set in the step and the input oxygen concentration, and setting a smoke increase amount in the dynamic smoke map accordingly;

상기 단계에서 설정된 맵 데이터들과 입력되는 산소 농도를 설정된 프로그램에 의해 연산하여 새로운 동적 스모크량을 산출하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다. And calculating a new dynamic smoke amount by calculating the map data set in the step and the input oxygen concentration by a set program.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 디젤 엔진의 동적 스모크 배출량 제어 장치 구성 블럭도이고, 도 2는 본 발명에 적용되는 차량용 엔진의 동적 스모크 배출량 계산 방법 동작 순서도 이다.1 is a block diagram illustrating a configuration of a dynamic smoke emission control apparatus for a diesel engine according to the present invention, and FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for calculating dynamic smoke emission of a vehicle engine applied to the present invention.

디젤 엔진의 동적 스모크 배출량 제어 장치는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 엔진 회전수, 연료 요구 분사량 및 산소량을 검출하는 차량 동작상태 검출장치(100)와;As shown in FIG. 1, a dynamic smoke emission control apparatus for a diesel engine includes a vehicle operating state detection device 100 that detects an engine speed, a fuel injection amount, and an oxygen amount that vary according to a change in an operating state of a vehicle;

상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 검출되어 인가되는 엔진 회전수, 연 료 요구 분사량 및 산소량을 입력받아 입력된 데이터를 기준으로 정상상태의 스모크 배출량과 산소농도를 메모리 맵 데이터에서 설정하고, 상기 설정된 산소농도와 입력되는 산소농도의 차를 산출하고, 그에 따른 동적 스모크 맵에서 스모크 증가량을 설정한 후, 상기 설정된 맵 데이터들과 입력되는 산소 농도를 설정된 프로그램에 의해 연산하여 새로운 동적 스모크량을 산출하는 엔진 제어 장치(200)와;Based on the input engine speed, fuel demand injection amount and oxygen amount detected and applied by the vehicle operation state detection device 100, the smoke emission and oxygen concentration in the steady state are set in the memory map data, and Calculate the difference between the set oxygen concentration and the input oxygen concentration, set the smoke increase amount in the dynamic smoke map accordingly, and calculate the new dynamic smoke amount by calculating the set map data and the input oxygen concentration by the set program. An engine control device 200;

상기 엔진 제어 장치(200)에서 인가되는 제어신호에 동기되어 엔진 내부 연소실로 분사되는 연료량을 조절하는 구동장치(300)로 이루어져 있다.The driving device 300 is configured to adjust the amount of fuel injected into the engine internal combustion chamber in synchronization with a control signal applied from the engine control device 200.

상기에서 차량 동작상태 검출장치(100)는 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 엔진의 회전수 변화를 검출하는 엔진 회전수 검출부(110)와;The vehicle operating state detecting apparatus 100 includes an engine speed detecting unit 110 for detecting a change in rotational speed of an engine that is changed according to a change in an operating state of a vehicle;

차량의 동작상태 변화에 따라 엔진 내부 연소실로 분사되는 요구 분사량을 검출하는 연료 요구 분사량 검출부(120)와;A fuel required injection amount detection unit 120 for detecting a required injection amount injected into the engine internal combustion chamber according to a change in the operation state of the vehicle;

차량의 동작상태 변화에 따라 터보차져 후단의 디스차져 파이프에 구비되어 엔진에서 연소되어 배출되는 배기가스에 포함된 산소량을 검출하는 산소량 검출부(130)로 이루어져 있다.According to the change in the operating state of the vehicle is provided in the discharger pipe of the rear end of the turbocharger is composed of an oxygen amount detector 130 for detecting the amount of oxygen contained in the exhaust gas discharged from the engine.

상기한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 디젤 엔진의 동적 스모크 배출량 계산 방법을 첨부한 도 2를 참조하여 설명한다.It will be described with reference to Figure 2 attached to the dynamic smoke emission calculation method of the diesel engine according to the present invention having the above configuration.

디젤 차량에서 동적상태에서의 스모크 배출량과 정상상태에서의 스모크 배출량이 다르게 나타나는 주원인은 흡기 덕트, 에어크리너, 인터쿨러 호스 및 파이프, 인터쿨러에서의 공기관성에 의한 시간차와 터보차저 동적 관성에 의한 과급압 형성의 시간차 때문이다. The main causes of the difference between the smoke emission in the dynamic state and the smoke emission in the steady state in diesel vehicles are the time difference caused by the air inertia in the intake duct, air cleaner, intercooler hose and pipe, and the intercooler and the supercharge pressure due to the turbocharger dynamic inertia. Because of the time difference.                     

이와 같은 시간차 현상은 동일 엔진 조건 즉, 동일 엔진 속도와 요구 연료량에서 연소실내의 공연비 조건을 정상상태와 다르게 만드는 원인이 되며, 정상상태와 다른 공연비 조건은 스모크 배출량을 변화시키는 주원인이 된다. This time difference causes the air-fuel ratio condition in the combustion chamber to be different from the normal state at the same engine condition, that is, the same engine speed and the required fuel amount, and the air-fuel ratio condition is different from the steady-state.

따라서, 스모크 배출량과 공연비가 밀접한 함수관계를 갖는 디젤 엔진의 연소특성을 이용하여 정확하고 단순화된 동적 스모크 변화량 계산로직을 갖음에 있어서, 산소센서의 농도를 이용하는 연산 로직을 갖게 된다. Therefore, in the accurate and simplified dynamic smoke change calculation logic using the combustion characteristics of the diesel engine having a close function of smoke emission and air-fuel ratio, it has calculation logic that uses the concentration of the oxygen sensor.

본 발명에서 적용되는 DPF가 장착되는 디젤엔진의 경우, 배기 파이프에 산소량 검출 센서가 구비되어 있다. 그러므로 디젤엔진에서의 스모크 변화량은 산소 농도뿐만 아니라 운전 조건에 따라 분사압력, 분사시기, 이지알(EGR)율, 과급압, 파일럿 분사량 등에 따라서 변화되므로 이에 대한 고려도 필요하다. 상기 분사압력, 분사시기, 이지알(EGR)율, 과급압, 포스트 분사량 등을 모두 연산 로직에 포함하는 것은 스모크 배출량 계산의 정확도를 높일 수 있다. 하지만, 이는 엔진 제어 장치(200)의 연산용량 및 부하를 증가시키는 문제가 되므로 상기한 인자들을 단순화하여 대표할 수 있는 것이 요구 분사량을 도입하여 본 발명의 연산로직에 하기와 같이 적용한다.In the case of the diesel engine equipped with the DPF applied in the present invention, the exhaust pipe is provided with an oxygen amount detection sensor. Therefore, the amount of smoke change in the diesel engine depends on the injection pressure, the injection timing, the EGR rate, the boost pressure, the pilot injection amount, etc. according to the operating conditions as well as the oxygen concentration. Including the injection pressure, the injection timing, the ERG rate, the boost pressure, the post injection amount, and the like in the calculation logic can increase the accuracy of the smoke emission calculation. However, this becomes a problem of increasing the calculation capacity and load of the engine control device 200, so that the above factors can be represented simply by introducing the required injection amount and applying it to the calculation logic of the present invention as follows.

따라서, 본 발명의 동적 스모크량의 보정값을 산출하는 방법은 하기와 같이 일예로 이루어진다.Therefore, the method of calculating the correction value of the dynamic smoke amount of this invention consists of an example as follows.

디젤 엔진을 갖는 차량을 운전자가 주행시키기 위해 차량에 전원을 인가하면, 엔진 제어장치(200)는 모든 기능을 초기화시킨다. 이 후, 운전자가 엔진을 시동 시키면, 상기 엔진 제어 장치(200)는 메모리에 설정된 연료분사량에 따른 연료 분사 제어신호를 출력한다(S100).When the driver applies power to the vehicle to drive the vehicle having the diesel engine, the engine controller 200 initializes all functions. Thereafter, when the driver starts the engine, the engine control apparatus 200 outputs a fuel injection control signal according to the fuel injection amount set in the memory (S100).

이어서, 상기 엔진 제어 장치(200)는 차량의 차량의 동작상태에 따라 가변되는 엔진 회전수 및 연료 요구 분사량과 산소량을 차량 동작상태 검출장치(100)로 부터 입력받는다(S110).Subsequently, the engine control apparatus 200 receives an engine speed, a fuel required injection amount, and an oxygen amount, which are varied according to the operation state of the vehicle, from the vehicle operation state detection device 100 (S110).

상기에서 입력된 엔진 회전수 및 연료 요구 분사량과 산소량을 가지고, 엔진 제어 장치(200)는 도 3에 도시되어 있듯이 메모리에 저장되어 있는 산소량 맵과 스모크 맵에서 정상상태의 스모크 배출량과 산소량 농도를 설정한다(S120,S130).With the engine speed and fuel demand injection amount and oxygen amount inputted above, the engine control apparatus 200 sets the steady state smoke emission and oxygen amount concentrations in the oxygen amount map and the smoke map stored in the memory as shown in FIG. 3. (S120, S130).

상기 도 3은 정상상태에서 시험을 통해 얻은 산소농도와 스모크 배출량을 아소-라인(ISO-LINE)으로 가시화한 일 예이다. 따라서, 가로축이 엔진 속도이고 세로축이 연료의 요구 분사량으로하여 메모리에 저장되는 산소농도와 스모크 배출량의 맵 테이블을 작성할 수 있다.FIG. 3 is an example of visualizing oxygen concentration and smoke emission obtained through a test in a steady state in an ISO-LINE. Therefore, a map table of oxygen concentration and smoke emissions stored in the memory can be created with the horizontal axis as the engine speed and the vertical axis as the required injection amount of fuel.

상기에서 메모리에 저장되어 잇는 산소량 맵과 스모크 맵에서 정상상태의 스모크 배출량과 산소량 농도를 설정되면, 엔진 제어 장치(200)는 상기에서 설정된 정상상태의 산소량 농도(

Figure 112004060036250-PAT00001
)에서 터보차저 후단의 배기파이프에 구비된 산소량 검출센서로부터 입력되는 현재의 산소량 농도(
Figure 112004060036250-PAT00002
)를 연산하여 그 차를 산출한다(S140). In the above-described oxygen amount map and smoke map stored in the memory, the steady state smoke discharge and the oxygen amount concentration are set, and the engine control apparatus 200 sets the oxygen amount concentration in the normal state (
Figure 112004060036250-PAT00001
Current concentration of oxygen input from the oxygen detection sensor included in the exhaust pipe after the turbocharger
Figure 112004060036250-PAT00002
) And calculates the difference (S140).

상기 산소량 농도의 차를 산출하는 것을 수학식으로 나타내면 하기의 수학식 1과 같이 표현할 수 있다. When calculating the difference of the oxygen content concentration can be expressed by the following equation (1).                     

Figure 112004060036250-PAT00003
Figure 112004060036250-PAT00003

계속해서, 엔진 제어 장치(200)는 상기에서 산출되는 정상상태의 산소량 농도와 현재의 산소량 농도의 차를 이용하여, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 메모리에 저장되어 있는 동적 스모크 맵에서 산소 농도 감소 차에 따른 스모크 증가량을 설정한다(S150).Subsequently, the engine control apparatus 200 reduces the oxygen concentration in the dynamic smoke map stored in the memory as shown in FIG. 4 by using the difference between the steady state oxygen amount concentration and the current oxygen amount concentration calculated above. The smoke increase amount according to the difference is set (S150).

도 4는 배기가스 제어 영역의 대표적인 점들에서 산소량 농도의 변화에 따른 스모크 배출량의 변화를 시험한 결과 그래프이다. 모든 조건에서 산소 농도가 감소할수록 스모크 배출량이 비선형적으로 증가하며 하기의 수학식 2의 관계가 성립된다.FIG. 4 is a graph illustrating a test result of smoke emission according to a change in oxygen concentration at typical points of the exhaust gas control region. Under all conditions, as the oxygen concentration decreases, the smoke emission increases nonlinearly, and the following Equation 2 is established.

Figure 112004060036250-PAT00004
Figure 112004060036250-PAT00004

이어서, 상기에서 산소 농도 감소 차에 따른 스모크 증가량을 도 4의 동적 스모크 맵에서 설정되면, 엔진 제어 장치(200)는 상기에서 설정된 스모크 증가량(

Figure 112004060036250-PAT00005
)에 정상상태의 산소량 농도와 센서의 산소농도의 차이(
Figure 112004060036250-PAT00006
)를 곱셈 연산하면 산소농도 변화에 따른 스모크량 증가량을 얻을 수 있고 여기에 스모크 맵에서 설정한 정상상태의 스모크 배출량(
Figure 112004060036250-PAT00007
)을 더하면 정확한 동적 스모크량 보정치(
Figure 112004060036250-PAT00008
)를 산출할 수 있다(S160).Subsequently, when the smoke increase amount according to the oxygen concentration decrease difference is set in the dynamic smoke map of FIG. 4, the engine control apparatus 200 sets the smoke increase amount (
Figure 112004060036250-PAT00005
Difference between the steady-state oxygen concentration and the oxygen concentration of the sensor
Figure 112004060036250-PAT00006
Multiply) to obtain the amount of smoke increase according to the change in oxygen concentration, and to the steady state smoke emission set in the smoke map (
Figure 112004060036250-PAT00007
) Plus the correct dynamic smoke amount correction (
Figure 112004060036250-PAT00008
May be calculated (S160).

상기한 과정을 수학식으로 도시하면 하기의 수학식 3과 같다.When the above process is illustrated by Equation 3, Equation 3 below.

Figure 112004060036250-PAT00009
Figure 112004060036250-PAT00009

상기와 같이 정확한 동적 스모크량 보정치(

Figure 112004060036250-PAT00010
)를 산출함으로서, 엔진 제어 장치(200)는 DPF 내에 스모크 과다 축적을 방지하기 위하여, 엔진 실린더 내부로 분사되는 연료 분사량을 제어하기 위한 제어신호를 구동장치(300)로 출력한다.As described above, the accurate dynamic smoke correction value (
Figure 112004060036250-PAT00010
In order to prevent excessive accumulation of smoke in the DPF, the engine control apparatus 200 outputs a control signal for controlling the fuel injection amount injected into the engine cylinder to the driving apparatus 300.

따라서, 구동장치(300)는 상기 엔진 제어 장치(200)에서 출력되는 제어신호에 따라 동기되어, 엔진 실린더 내부로 분사되는 포스트 분사량을 조절한다.Therefore, the driving device 300 is synchronized with the control signal output from the engine control device 200 to adjust the amount of post injection injected into the engine cylinder.

이러서, DPF 내에 스모크 과다 축적을 방지할 수 있어서, 상기 DPF의 파손을 방지할 수 있는 것이다.As a result, excessive accumulation of smoke in the DPF can be prevented, thereby preventing breakage of the DPF.

이상, 상기와 같이 본 발명에 따른 디젤 엔진의 동적 스모크 배출량 계산 방법은 디젤 엔진에서 스모크 배출량과 공연비가 밀접한 함수관계를 같는 디젤엔진의 연소 특성을 이용하여 정확하고 단순화된 동적 스모크 보정치를 산출하여 그에 따 른 연료 분사량을 제어함으로서, DPF 내에 스모크 과다 축적을 방지할 수 있어서, 상기 DPF의 파손을 방지할 수 있고, DPF의 재생기간을 증가 시킬 수 있어 운전성을 향상 시킬 수 있으면서, 차량 연비를 개선할 수 있는 효과가 있다.As described above, the dynamic smoke emission calculation method of the diesel engine according to the present invention calculates an accurate and simplified dynamic smoke correction value using the combustion characteristics of the diesel engine having a close functional relationship between the smoke emission and the air-fuel ratio in the diesel engine. By controlling the fuel injection amount, it is possible to prevent excessive accumulation of smoke in the DPF, to prevent the breakage of the DPF, to increase the regeneration period of the DPF, and to improve driving performance while improving vehicle fuel economy. It can work.

또한, 인젝터, 과급압 센서, 공기 유량계 등의 양산 편차에 의한 스모크 배출량 변화를 산소 농도 측정을 통하여 고려할 수 있으므로 정상상태에서의 스모크 배출량을 보다 정확하게 파악할 수 있다.In addition, since the smoke concentration change due to the mass production deviation of the injector, the boost pressure sensor, the air flow meter, etc. can be considered through the oxygen concentration measurement, the smoke emission in the steady state can be more accurately identified.

더 나아가, 동일 엔진이 적용되는 차량에 대해서 동일한 시험 데이터를 적용할 수 있으므로 차량 개발 기간을 단축할 수 있는 효과가 있다.Furthermore, since the same test data can be applied to the vehicle to which the same engine is applied, the vehicle development period can be shortened.

Claims (2)

차량용 디젤 엔진에 있어서, In a vehicle diesel engine, 상기 디젤 엔진 시동 이후, 운전 조건에 따라 가변되는 엔진 회전수, 연료 요구 분사량 및 산소량의 데이터를 입력받는 단계와;After starting the diesel engine, receiving data of an engine speed, a required fuel injection amount and an oxygen amount varying according to an operating condition; 상기 단계에서 입력된 데이터를 기준으로 정상상태의 스모크 배출량과 산소농도를 메모리 맵 데이터에서 설정하는 단계와;Setting smoke emission and oxygen concentration in a steady state in the memory map data based on the data input in the step; 상기 단계에서 설정된 산소농도와 입력되는 산소농도의 차를 산출하고, 그에 따른 동적 스모크 맵에서 스모크 증가량을 설정하는 단계와;Calculating a difference between the oxygen concentration set in the step and the input oxygen concentration, and setting a smoke increase amount in the dynamic smoke map accordingly; 상기 단계에서 설정된 맵 데이터들과 입력되는 산소 농도를 설정된 프로그램에 의해 연산하여 새로운 동적 스모크량을 산출하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 디젤 엔진의 동적 스모크 배출량 계산 방법.And calculating a new dynamic smoke amount by calculating the map data set in the step and the input oxygen concentration by a set program. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 연료 요구 분사량은 분사압력, 분사시기, 이지알(EGR)율, 과급압, 포스트 분사량의 대표 인자인 것을 포함하는 디젤 엔진의 동적 스모크 배출량 계산 방법. A method for calculating the dynamic smoke emission of a diesel engine, wherein the required fuel injection amount is a representative factor of injection pressure, injection timing, EGR rate, boost pressure, and post injection amount.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115405404A (en) * 2022-09-29 2022-11-29 潍柴动力股份有限公司 Construction method and device of Soot original emission model and engine aftertreatment system

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