KR20070051485A

KR20070051485A - 배기가스 재순환 제어방법 및 제어장치

Info

Publication number: KR20070051485A
Application number: KR1020050109111A
Authority: KR
Inventors: 백명준
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2005-11-15
Filing date: 2005-11-15
Publication date: 2007-05-18

Abstract

본 발명은 배기가스 재순환 제어방법 및 제어장치에 관한 것으로, 배기가스의 온도가 소정 온도 이상일 것으로 판단되면 배기가스를 쿨러 내부로 유동되게 하여 고온의 배기가스로 쿨러 내부에 퇴적된 슈트를 연소시켜 슈트의 퇴적으로 인한 쿨러의 냉각효율의 저하와 부식을 방지함과 더불어 쿨러의 내구성 향상과 수명 연장을 도모할 수 있도록 하기 위해, 배기 매니폴더에서 유출되는 배기가스를 냉각시키도록 상기 배기 매니폴더와 연결된 쿨러와, 이 쿨러를 통과한 배기가스가 흡기 매니폴더로 유입되도록 상기 쿨러와 상기 흡기 매니폴더를 연결하는 재순환통로, 이 재순환통로에 연결통로를 매개로 연결된 배기파이프, 상기 연료통로에 설치되어 상기 쿨러가 상기 흡기 매니폴더와 연통되게 하거나 혹은 상기 배기파이프와 연통되게 하는 제어밸브, 배기가스의 온도와 쓰로틀밸브의 개도에 따라 상기 제어밸브를 제어하는 제어수단을 구비하고 있다.

Description

배기가스 재순환 제어방법 및 제어장치{Exhaust gas recirculation control method and control device}

도 1은 본 발명에 따른 배기가스 재순환장치 제어장치의 정상작동시의 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 배기가스 재순환장치가 쿨러 내부의 퇴적물을 연소하는 모드의 운전 상태도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1-엔진 2-흡기 매니폴더

3-인터쿨러 4-배기 매니폴더

5-터보차저 7-쿨러

8-배기가스 재순환밸브 9-배기파이프

10-제어밸브

본 발명은 자동차의 배기가스 재순환장치에 관한 것으로, 특히 배기가스의 온도가 소정 온도 이상인 것으로 판단되면 쿨러 내부의 퇴적물을 연소시키기 위해 배기가스를 쿨러를 통해 배기파이프로 유동되게 하는 배기가스 재순환장치 제어방 법 및 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 디젤엔진을 사용하는 차량에는 배기가스 중의 질소산화물을 저감시키는 수단으로서 배기가스의 일부를 엔진의 흡기계통으로 재순환시키는 배기가스 재순환장치가 사용되고 있다. 상기 배기가스는 고온의 열을 수반하고 있기 때문에 엔진의 흡기계통으로 배기가스를 재순환시키기 이전에 배기가스를 적절히 냉각하는 쿨러가 배기가스 재순환장치에 설치되어 있다.

그런데, 상기 배기가스 쿨러는 배기가스를 외부와의 열교환을 통해 냉각시키기 과정에 배기가스에 포함된 슈트(soot)가 쿨러의 내부에 퇴적됨에 따라 쿨러의 냉각효율이 저하될 뿐만 아니라 쿨러 자체가 부식으로 손상될 우려가 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 안출된 것으로, 배기가스의 온도가 소정 온도 이상일 것으로 판단되면 배기가스를 쿨러 내부로 유동되게 하여 고온의 배기가스로 쿨러 내부에 퇴적된 슈트를 연소시켜 슈트의 퇴적으로 인한 쿨러의 냉각효율의 저하와 부식을 방지함과 더불어 쿨러의 내구성 향상과 수명 연장을 도모할 수 있도록 된 배기가스 재순환 제어방법 및 제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배기가스 재순환 제어방법은, 배기가스의 온도가 소정 온도 이상이고 현재의 쓰로틀밸브의 개도가 직전의 쓰로틀밸브의 개도보다 작은 것으로 판단되면 배기 매니폴더로부터 유출되는 배기 가스를 배기가스 재순환장치의 쿨러를 통해 배기파이프로 유동되게 제어한다.

바람직하기로는, 상기 배기가스의 온도가 소정 온도 이하이거나 혹은 현재의 쓰로틀밸브의 개도가 직전의 쓰로틀밸브의 개도보다 큰 것으로 판단되면 배기 매니폴더로부터 유출되는 배기가스가 배기가스 재순환밸브의 개도에 따라 흡기 매니폴더로 유입되게 하거나 혹은 터보차저로 유입되게 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 소정 온도가 600℃ 인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 배기가스 재순환 제어장치는 배기 매니폴더에서 유출되는 배기가스를 냉각시키도록 상기 배기 매니폴더와 연결된 쿨러와, 이 쿨러를 통과한 배기가스가 흡기 매니폴더로 유입되도록 상기 쿨러와 상기 흡기 매니폴더를 연결하는 재순환통로, 이 재순환통로에 연결통로를 매개로 연결된 배기파이프, 상기 연료통로에 설치되어 상기 쿨러가 상기 흡기 매니폴더와 연통되게 하거나 혹은 상기 배기파이프와 연통되게 하는 제어밸브, 배기가스의 온도와 쓰로틀밸브의 개도에 따라 상기 제어밸브를 제어하는 제어수단을 구비하고 있다.

바람직하기로는, 상기 제어수단이 상기 배기 매니폴더에서 유출되는 배기가스의 온도가 소정 온도이상이고 현재의 쓰로틀밸브의 개도가 직전의 쓰로틀밸브의 개도보다 작은 것으로 판단되면 상기 쿨러가 상기 배기파이프와 연통되게 상기 제어밸브를 제어하는 반면에 상기 배기 매니폴더에서 유출되는 배기가스의 온도가 소정 온도이상이하이거나 혹은 현재의 쓰로틀밸브의 개도가 직전의 쓰로틀밸브의 개도보다 큰 것으로 판단되면 상기 쿨러가 상기 흡기 매니폴더와 연통되게 상기 제어밸브를 제어하는 엔진제어유니트인 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1에는 본 발명에 따른 배기가스 재순환장치 제어장치의 구성이 도시되어 있는 바, 즉 엔진(1)에 장착되어 엔진으로의 공기 흡입을 유도하는 흡기 매니폴더(2)에는 흡입공기를 냉각시키는 인터쿨러(3)가 설치되어 있고, 상기 흡기 매니폴더(2)의 맞은편 쪽 엔진(1)에는 배기가스를 배출하는 배기 매니폴더(4)가 설치되어 있다.

상기 배기 매니폴더(4)에는 터보차저(5)로 배기가스를 공급하는 터보차저 공급통로(6a)와 상기 흡기 매니폴더로 배기가스를 재순환시키는 재순환통로(6b)가 각각 연결되어 있고, 상기 배기가스 재순환통로(6b)에는 배기가스를 냉각시키는 쿨러(7)와 상기 흡기 매니폴더로 유입되는 배기가스의 유입량을 제어하는 배기가스 재순환밸브(8)가 각각 설치되어 있다.

또한, 상기 쿨러(7)와 상기 배기가스 재순환밸브(8)사이의 재순환통로(6b)에는 배기파이프(9)와의 연결통로(6c)가 형성되어 있고, 이 연결통로(6c)에는 상기 쿨러(7)를 통과한 배기가스를 상기 배기파이프(9)로 유도하여 배기파이프를 통해 외부로 방출시키거나 상기 배기가스 재순환밸브(8)로 유도하여 흡기 매니폴더로 유입되게 하는 제어밸브(10)가 설치되어 있다.

상기 제어밸브(10)는 대체로 날개형상을 한 밸브몸체와, 이 밸브몸체를 회전시키는 회전축을 구비하고, 상기 회전축은 엔진제어유니트(ECU)에 의해 제어되는 구동모터(11)의 회전축과 연결되어 있다.

상기 인터쿨러와 배기가스 재순환밸브, 터보차저의 구성 및 설치위치와 작동 방식은 기히 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.

상기 엔진제어유니트(ECU)는 엔진의 운전 중에 연료분사량이 소정치 이상인 지의 여부를 판별하는 데, 연료분사량의 판별 방식은 기히 공지되어 있다. 상기 엔진제어유니트가 연료분사량을 판별하는 이유는 배기가스의 온도를 직접적으로 측정하지 않고 추정하기 위함이고, 상기 소정치의 기준 값은 엔진마다 상이하므로 특정될 수 없지만, 엔진마다 배기가스의 온도가 예컨대 600℃ 이상이 될 것으로 추정되는 연료분사량을 기준 값을 설정한다.

즉, 상기 엔진제어유니트는 엔진의 연료분사량을 판별하여 배기가스의 온도가 600℃ 이상인지의 여부를 간접적으로 판단하게 된다.

그리고, 상기 엔진제어유니트는 쓰로틀밸브의 개도를 센서를 매개로 감지함과 더불어 현재의 쓰로틀밸브의 개도와 직전의 쓰로틀밸브의 개도를 서로 비교하게 된다.

만일, 현재 배기가스의 온도가 600℃ 이상이 될 것으로 연료분사량을 매개로 판단됨과 더불어 현재의 쓰로틀밸브의 개도가 직전의 쓰로틀밸브의 개도보다 작은 것을 판단되면, 상기 엔진제어유니트는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 구동모터에 제어전류를 인가하여 상기 제어밸브(10)를 회전시킨다.

이에 따라, 상기 쿨러를 통과한 고온의 배기가스가 상기 연결통로(6c)를 거쳐서 배기파이프로 배출되게 되는 데, 상기 쿨러를 통과하는 배기가스의 온도는 600℃ 이상의 고온 상태이므로, 쿨러 내부에 퇴적된 슈트를 연소시키게 되어, 쿨러 내부에는 슈트가 퇴적되지 않게 된다.

한편, 상기 배기가스의 온도가 600℃ 이하인 것으로 판단되거나 혹은 현재의 쓰로틀밸브의 개도가 직전의 쓰로틀밸브의 개도보다 큰 것으로 판단되면, 상기 엔진제어유니트가 상기 모터를 매개로 상기 제어밸브를 제어하여 도 1에 도시된 바와 같이 상기 쿨러와 상기 배기가스 재순환밸브를 재순환통로를 통해 연결되게 하여, 상기 배기가스 재순환밸브의 개도에 따라 상기 쿨러를 통과한 배기가스가 상기 배기가스 재순환밸브를 통해 흡기 매니폴더로 유입되거나 혹은 상기 터보차저 공급통로(6a)를 통해 터보차저로 공급되게 한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 배기가스 재순환 제어장치에 의하면, 배기가스의 온도가 소정 온도이상이면서 현재의 쓰로틀밸브의 개도가 직전의 쓰로틀밸브의 개도보다 작은 것으로 판단되면, 고온의 배기가스가 쿨러로 유동되게 하여 쿨러 내부에 퇴적된 슈트를 배기가스로 연소시켜 줌으로써, 쿨러 내부에는 슈트가 퇴적되지 않게 되어, 쿨러의 냉각효율이 저하되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 쿨러의 내부에 슈트의 퇴적으로 인한 쿨러의 부식을 예방해서 쿨러의 내구성 향상과 수명연장을 도모할 수 있는 등의 효과가 있게 된다.

Claims

배기가스의 온도가 소정 온도 이상이고 현재의 쓰로틀밸브의 개도가 직전의 쓰로틀밸브의 개도보다 작은 것으로 판단되면 배기 매니폴더로부터 유출되는 배기가스를 배기가스 재순환장치의 쿨러를 통해 배기파이프로 유동되게 하는 배기가스 재순환 제어방법.
제 1항에 있어서, 상기 배기가스의 온도가 소정 온도 이하이거나 혹은 현재의 쓰로틀밸브의 개도가 직전의 쓰로틀밸브의 개도보다 큰 것으로 판단되면 배기 매니폴더로부터 유출되는 배기가스가 배기가스 재순환밸브의 개도에 따라 흡기 매니폴더로 유입되게 하거나 혹은 터보차저로 유입되게 제어하는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 제어방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 소정 온도가 600℃ 인 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 제어방법.
배기 매니폴더에서 유출되는 배기가스를 냉각시키도록 상기 배기 매니폴더와 연결된 쿨러와, 이 쿨러를 통과한 배기가스가 흡기 매니폴더로 유입되도록 상기 쿨러와 상기 흡기 매니폴더를 연결하는 재순환통로, 이 재순환통로에 연결통로를 매개로 연결된 배기파이프, 상기 연료통로에 설치되어 상기 쿨러가 상기 흡기 매니폴 더와 연통되게 하거나 혹은 상기 배기파이프와 연통되게 하는 제어밸브, 배기가스의 온도와 쓰로틀밸브의 개도에 따라 상기 제어밸브를 제어하는 제어수단을 구비한 배기가스 재순환 제어장치.
제 4항에 있어서, 상기 제어수단이 상기 배기 매니폴더에서 유출되는 배기가스의 온도가 소정 온도이상이고 현재의 쓰로틀밸브의 개도가 직전의 쓰로틀밸브의 개도보다 작은 것으로 판단되면 상기 쿨러가 상기 배기파이프와 연통되게 상기 제어밸브를 제어하는 반면에 상기 배기 매니폴더에서 유출되는 배기가스의 온도가 소정 온도이상이하이거나 혹은 현재의 쓰로틀밸브의 개도가 직전의 쓰로틀밸브의 개도보다 큰 것으로 판단되면 상기 쿨러가 상기 흡기 매니폴더와 연통되게 상기 제어밸브를 제어하는 엔진제어유니트인 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 제어장치.
제 5항에 있어서, 상기 배기 매니폴더에는 터보차저가 연결되고, 이 터보차저는 인터쿨러를 통해 상기 흡기 매니폴더와 연결되며, 상기 재순환통로에는 통로를 개폐하는 배기가스 재순환밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 제어장치.
제5 항에 있어서, 상기 소정 온도가 600℃ 인 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 제어장치.