KR20120062380A - 엔진 시스템 및 이의 신호처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템은, 크랭크샤프트를 통해서 회전력을 발생시키는 엔진, 상기 엔진에서 발생되는 배기가스가 흐르는 배기라인, 상기 배기라인에 설치되어 배기가스에 포함된 입자상물질을 포집하는 디젤매연필터, 상기 디젤매연필터의 전후단 차압을 감지하는 제1차압센서, 상기 디젤매연필터로 유입되는 배기가스의 온도를 감지하는 온도센서, 및 상기 크랭크샤프트의 설정된 회전각을 주기로 상기 온도센서와 상기 제1차압센서로부터 신호를 감지하고, 그 감지된 신호를 이용하여 상기 디젤매연필터의 전후단 차압을 연산하고, 상기 디젤매연필터로 유입되는 배기가스의 온도를 연산하는 제어부를 포함한다.
본 발명에 따른 엔진 시스템의 신호처리 방법은, 크랭크샤프트의 회전각을 감지하는 단계, 상기 크랭크샤프트의 설정된 회전각을 주기로 온도센서로부터 배기가스의 온도를 감지하는 단계, 상기 설정된 회전각을 주기로 디젤매연필터의 전후단 차압을 감지하는 단계, 주기적으로 감지된 온도신호를 평균화하여 배기가스의 온도를 연산하는 단계, 및 주기적으로 감지된 차압신호를 평균화하여 상기 디젤매연필터의 전후단 차압을 연산하는 단계를 포함한다.
따라서, 배기행정과 배기행정 사이에 각각 배기가스의 온도신호와 차압신호를 감지하고, 이를 이용하여 배기가스의 온도와 차압을 정밀하게 감지할 수 있다. 아울러, 엔진의 행정과 대응하여 크랭크샤프트의 설정된 회전각을 주기로, 배기가스의 온도신호와 차압신호를 감지하고, 이를 이용하여 배기가스의 온도와 차압을 정밀하게 감지할 수 있다.

Description

엔진 시스템 및 이의 신호처리 방법{ENGINE SYSTEM AND SIGNAL PROCESSING METHOD TEHREOF}
본 발명은 배기라인을 지나는 배기가스의 온도와 디젤매연필터의 전후단 차압 또는 이지알라인 밸브의 전후단 차압을 감지하는 엔진 시스템 및 이의 신호처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 디젤엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 입자상 물질을 포집하기 위해서 디젤매연필터가 적용되고 있으며, 상기 디젤매연필터의 전후단 차압을 이용하여 포집된 입자상 물질의 양을 감지한다.
아울러, 배기라인에서 흡기라인으로 배기가스가 재순환되는 이지알라인이 배치되고, 상기 이지알라인의 이지알밸브는 이지알가스의 유량을 제어하며, 상기 이지알밸브의 전후단 차압을 감지하고, 이를 이용하여 이지알가스의 유량을 연산한다.
한편, 엔진은 흡입, 압축, 폭발, 배기행정을 수행하며, 이에 따라서 배기라인을 지나는 배기가스의 온도와 배기가스의 압력이 주기적으로 연속적으로 변하는데, 이를 이용하여 배기가스의 온도와 전후단 차압을 정밀하게 감지하는 것이 어렵다.
따라서, 본 발명은 엔진의 흡입, 압축, 폭발, 배기행정에 따라서 온도/차압 신호를 인가받고, 이를 이용하여 배기가스의 온도와 차압을 정밀하게 측정하는 엔진 시스템 및 이의 신호처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 엔진 시스템은, 크랭크샤프트를 통해서 회전력을 발생시키는 엔진, 상기 엔진에서 발생되는 배기가스가 흐르는 배기라인, 상기 배기라인에 설치되어 배기가스에 포함된 입자상물질을 포집하는 디젤매연필터, 상기 디젤매연필터의 전후단 차압을 감지하는 제1차압센서, 상기 디젤매연필터로 유입되는 배기가스의 온도를 감지하는 온도센서, 및 상기 크랭크샤프트의 설정된 회전각을 주기로 상기 온도센서와 상기 제1차압센서로부터 신호를 감지하고, 그 감지된 신호를 이용하여 상기 디젤매연필터의 전후단 차압을 연산하고, 상기 디젤매연필터로 유입되는 배기가스의 온도를 연산하는 제어부를 포함한다.
상기 엔진의 배기행정에 대응하는 상기 크랭크샤프트의 회전위치에서 상기 제1차압센서에서 보내지는 제1차압신호를 감지하고, 배기행정 사이에 대응하는 상기 크랭크샤프트의 회전위치에서 상기 제1차압센서에서 보내지는 제2차압신호를 감지하며, 상기 제어부는 상기 제1차압신호와 상기 제2차압신호를 평균화하여 상기 디젤매연필터의 전후단 차압을 연산하여 반영한다.
상기 엔진의 배기행정에 대응하는 상기 크랭크샤프트의 회전위치에서 상기 온도센서에서 보내지는 제1온도신호를 감지하고, 배기행정 사이에 대응하는 상기 크랭크샤프트의 회전위치에서 상기 온도센서에서 보내지는 제2온도신호를 감지하며, 상기 제어부는 상기 제1온도신호와 상기 제2온도신호를 평균화하여 배기가스의 온도를 연산하여 반영한다.
상기 엔진은 4개의 실린더를 갖는 4기통 엔진이며, 흡입, 압축, 폭발, 배기 행정을 수행하는 4행정 싸이클을 갖고 있으며, 상기 제어부는 상기 엔진이 배기행정을 수행하는 시점부터 상기 크랭크샤프트가 90도 회전할 때마다, 상기 제1차압센서로부터 전달받고, 이를 평균화하여 상기 디젤매연필터의 전후단 차압을 연산한다.
상기 엔진은 4개의 실린더를 갖는 4기통 엔진이며, 흡입, 압축, 폭발, 배기 행정을 수행하는 4행정 싸이클을 갖고 있으며, 상기 제어부는 상기 엔진이 배기행정을 수행하는 시점부터 상기 크랭크샤프트가 90도 회전할 때마다, 상기 온도센서로부터 전달받고, 이를 평균화하여 배기가스의 온도를 연산한다.
상기 엔진으로 에어가 유입되는 흡기라인, 상기 배기라인에서 상기 흡기라인으로 배기가스가 재순환되는 이지알라인, 상기 이지알라인에 설치되어 재순환배기가스를 냉각시키는 이지알쿨러, 상기 이지알쿨러의 전단부에 설치되어 재순환배기가스의 유량을 제어하는 이지알밸브, 및 상기 이지알밸브의 전단부와 상기 이지알쿨러의 후단부의 차압을 감지하는 제2차압센서를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 크랭크샤프트의 설정된 회전각을 주기로 상기 제2차압센서로부터 신호를 감지하고, 그 감지된 신호를 이용하여 상기 이지알라인을 지나는 이지알가스의 유량을 연산한다.
상기 엔진의 배기행정에 대응하는 상기 크랭크샤프트의 회전위치에서 상기 제2차압센서에서 보내지는 제3차압신호를 감지하고, 배기행정과 배기행정 사이에 대응하는 상기 크랭크샤프트의 회전위치에서 상기 제2차압센서에서 보내지는 제4차압신호를 감지하며, 상기 제어부는 상기 제3차압신호와 상기 제4차압신호를 평균화하여 상기 이지알라인을 지나는 이지알가스의 유량을 연산한다.
본 발명에 따른 엔진 시스템의 신호처리 방법은, 크랭크샤프트의 회전각을 감지하는 단계, 상기 크랭크샤프트의 설정된 회전각을 주기로 온도센서로부터 배기가스의 온도를 감지하는 단계, 상기 설정된 회전각을 주기로 디젤매연필터의 전후단 차압을 감지하는 단계, 주기적으로 감지된 온도신호를 평균화하여 배기가스의 온도를 연산하는 단계, 및 주기적으로 감지된 차압신호를 평균화하여 상기 디젤매연필터의 전후단 차압을 연산하는 단계를 포함한다.
배기행정에 대응하는 상기 크랭크샤프트의 회전위치에서 상기 제1차압센서에서 보내지는 제1차압신호를 감지하는 단계, 배기행정 사이에 대응하는 상기 크랭크샤프트의 회전위치에서 상기 제1차압센서에서 보내지는 제2차압신호를 감지하는 단계, 및 상기 제1차압신호와 상기 제2차압신호를 평균화하여 상기 디젤매연필터의 전후단 차압을 연산하는 단계를 포함한다.
배기행정에 대응하는 상기 크랭크샤프트의 회전위치에서 상기 온도센서에서 보내지는 제1온도신호를 감지하는 단계, 배기행정 사이에 대응하는 상기 크랭크샤프트의 회전위치에서 상기 온도센서에서 보내지는 제2온도신호를 감지하는 단계, 및 상기 제1온도신호와 상기 제2온도신호를 평균화하여 배기가스의 온도를 연산하는 단계를 포함한다.
상기 엔진은 4개의 실린더를 갖는 4기통 엔진이며, 흡입, 압축, 폭발, 배기 행정을 수행하는 4행정 싸이클을 갖고 있으며, 상기 엔진이 배기행정을 수행하는 시점부터 상기 크랭크샤프트가 90도 회전할 때마다, 상기 제1차압센서로부터 전달받고, 이를 평균화하여 상기 디젤매연필터의 전후단 차압을 연산하는 단계를 포함한다.
상기 엔진은 4개의 실린더를 갖는 4기통 엔진이며, 흡입, 압축, 폭발, 배기 행정을 수행하는 4행정 싸이클을 갖고 있으며, 상기 엔진이 배기행정을 수행하는 시점부터 상기 크랭크샤프트가 90도 회전할 때마다, 상기 온도센서로부터 전달받고, 이를 평균화하여 배기가스의 온도를 연산하는 단계를 포함한다.
상기 크랭크샤프트의 설정된 회전각을 주기로 제2차압센서로부터 신호를 감지하고, 그 감지된 신호를 이용하여 이지알라인을 지나는 이지알가스의 유량을 연산하는 단계를 포함한다.
상기 엔진의 배기행정에 대응하는 상기 크랭크샤프트의 회전위치에서 상기 제2차압센서에서 보내지는 제3차압신호를 감지하는 단계, 배기행정 사이에 대응하는 상기 크랭크샤프트의 회전위치에서 상기 제2차압센서에서 보내지는 제4차압신호를 감지하는 단계, 및 상기 제3차압신호와 상기 제4차압신호를 평균화하여 상기 이지알라인을 지나는 이지알가스의 유량을 연산하는 단계를 포함한다.
앞에서 기재된 바와 같이 본 발명에 따른 엔진 시스템에서, 배기행정과 배기행정 사이에 각각 배기가스의 온도신호와 차압신호를 감지하고, 이를 이용하여 배기가스의 온도와 차압을 정밀하게 감지할 수 있다. 아울러, 엔진의 행정과 대응하여 크랭크샤프트의 설정된 회전각을 주기로, 배기가스의 온도신호와 차압신호를 감지하고, 이를 이용하여 배기가스의 온도와 차압을 정밀하게 감지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템에서 4기통 엔진의 행정을 보여주는 표이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템에서 크랭크각도와 배기유량의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템을 제어하기 위한 플로우차트이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 엔진 시스템은 엔진(100), 배기라인(130), 디젤산화촉매(110), 디젤매연필터(120), 제1온도센서(121), 제2온도센서(122), 제1차압센서(180), 이지알라인(140), 이지알밸브(150), 이지알쿨러(160), 제2차압센서(190), 및 흡기라인(170)을 포함한다.
상기 엔진(100)을 배기가스를 발생시키며, 발생된 배기가스는 상기 배기라인(130)을 통해서 외부로 배출된다. 여기서, 상기 배기가스는 상기 디젤산화촉매(110), 상기 디젤매연필터(120)를 지나서 대기로 방출된다.
상기 이지알라인(140)은 상기 디젤매연필터(120)의 후단부의 상기 배기라인(130)에서 분기되어 상기 흡기라인(170)으로 연결된다.
상기 배기라인(130)을 통과하는 배기가스의 일부는 대기로 방출되고, 다른 일부는 상기 이지알라인(140)을 통해서 상기 흡기라인(170)으로 합류된다.
상기 제1,2온도센서(121, 122)는 상기 배기라인(130)을 통과하는 배기가스의 온도를 감지하여 제어부(미도시)로 전달하고, 상기 제1차압센서(180)는 상기 디젤매연필터(120)의 전후단 차압을 감지하여, 그 감지신호를 상기 제어부(미도시)로 전달한다.
상기 이지알라인(140)에는 재순환가스인 이지알가스가 흐르는 방향으로 상기 이지알밸브(150)와 상기 이지알쿨러(160)가 순차적으로 배치되고, 상기 제2차압센서(190)는 상기 이지알밸브(150)의 전후단 차압을 감지하고, 그 감지신호를 상기 제어부로 전달한다.
상기 제어부는 상기 제2차압센서(190)로부터 전달된 차압신호를 이용하여, 상기 이지알라인(140)의 상기 이지알밸브(150)를 통해서 흐르는 이지알가스의 유량을 연산한다. 아울러, 그 연산된 이지알가스의 유량을 기초로, 상기 이지알밸브(150)의 개도량을 제어한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 엔진(100)은 흡입, 압축, 폭발, 배기행정을 수행하며, 이에 따라서, 상기 배기라인(130)과 상기 이지알라인(140)을 흐르는 배기가스의 압력과 온도는 가변된다. 예를 들어, 배기가스의 압력은 배기행정에서 높고, 배기행정 사이에서 낮다. 배기가스의 온도도 엔진의 행정에 따라서 달라진다.
아울러, 상기 엔진(100)의 행정은 주기적으로 수행되며, 이 행정은 상기 엔진(100)의 회전력을 출력하는 크랭크샤프트의 회전각과 밀접한 관련이 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 배기가스의 온도 또는 배기가스의 차압을 엔진(100)의 행정이나 크랭크샤프트(미도시)의 회전각에 따라서 감지하여 그 정밀도를 향상시킨다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템에서 4기통 엔진의 행정을 보여주는 표이다.
도 2를 참조하면, 4기통 4행정 엔진은 제1,2,3,4실린더를 갖고, 각 실린더는 폭발, 배기, 흡입, 압축 행정을 반복한다. 아울러, 크랭크샤프트 기준으로 180도를 주기로 배기행정 수행한다. 따라서, 배기행정에서 배기유량이 높고, 배기행정 사이에 배기유량이 낮기 때문에, 상기 제1차압센서(180), 제2차압센서(190), 및 상기 제1,2온도센서(121, 122)는 크랭크샤프트의 기준으로 90도를 주기로 신호를 감지한다.
다른 실시예에서, 6기통 엔진에서는 125도를 주기로 폭발을 수행하고, 8기통 엔진에서는 90도를 주기로 폭발을 수행하므로, 6기통 엔진에서는 약 67 .5도를 주기로 신호를 감지하고, 8기통 엔진에서는 45도를 주기로 신호를 감지한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템에서 크랭크각도와 배기유량의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 3을 참조하면, 가로축은 4기통 엔진의 크랭크샤프트의 회전각도를 나타내고, 세로축은 배기유량(압력)을 나타낸다.
예를 들어, 배기유량을 기준으로 90도의 회전위치에서 Max1값이 출력되고, 180도의 회전위치에서 Min1값이 출력된다. 계속적으로 Max2, Min2, Max3, Min3가 출력된다. 여기서, 크랭크샤프트의 0점은 설계사양에 따라서 달라진다.
배기유량은 명확하게 설정된 주기로 변동된다. 본 발명의 실시예에서, 배기유량에 따른 상기 제1차압센서(180)에서 감지되는 차압과, 상기 제2차압센서(190)에서 감지되는 차압, 및 상기 제1,2온도센서(121, 122)에서 감지되는 온도는 설정된 사이클을 두고 가변된다는 것을 명확하게 유추할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템을 제어하기 위한 플로우차트이다.
도 4를 참조하면, S401에서 엔진(100)이 가동되고, 제어가 시작된다.
S403에서 엔진(100)의 회전수가 500RPM을 초과하는지 판단하고, 엔진(100)의 회전수가 500RPM을 초과하지 않으면, 상기 제1,2차압센서(180, 190)와 상기 제1,2온도센서(121, 122)로부터 연속적으로 신호를 전달받아 신호처리한다. 연속적으로 신호를 처리하는 방법은 기존의 방법과 동일한 것이다.
S407에서 크랭크샤프트의 회전각도를 감지하고, S409에서 크랭크샤프트가 90도 회전한 것이 감지되고, S411에서 크랭크샤프트가 180도 회전한 것이 감지되고, S413에서 크랭크샤프트가 270도 회전한 것이 감지되며, S415에서 크랭크샤프트가 360도 회전한 것이 감지된다.
S409, S411, S413, S415에 대응하여, S417에서 제1차압센서(180)로부터 제1차압신호를 전달받고, S419에서 제1차압센서(180)로부터 제2차압신호를 전달받는다. S421과 S423에서 동일한 방법으로 차압신호를 전달받는다.
S425에서, 상기 제1,2차압신호를 평균화하여 X값을 구하고, S427에서도 차압신호를 평균화하여 Y값을 구한다.
S429에서 X, Y값을 실제 차압신호로 반영하고, S431에서 상기 디젤매연필터(120)의 재생유무와 입자상물질의 포집량을 계산한다. 아울러, S433에서 상기 디젤매연필터(120)를 재생하기 위한 후분사를 제어한다.
도 4에서는 크랭크샤프트의 회전각에 따라서, 제1차압센서로부터 제1,2차압신호를 감지하고, 이를 평균화하였다.
동일한 방법으로, 상기 이지알라인(140)에 설치된 제2차압센서(190)로부터 제3,4차압신호를 감지하고, 이를 평균화함으로써, 상기 이지알라인(140)을 흐르는 이지알가스의 유량을 정밀하게 예측하고 제어할 수 있다.
아울러, 동일한 방법으로, 제1,2온도센서(121, 122)로부터 제1,2온도신호를 감지하고, 이를 평균화하여 반영함으로써, 상기 배기라인(130)을 흐르는 배기가스의 온도를 정밀하게 감지하고 정밀하게 컨트롤할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이지알(EGR: exhaust gas recirculation)시스템은 저압(low pressure) 이지알시스템(EGR system)이며, 이 시스템은 이지알가스의 배압을 직접적으로 제어하는 배압조절밸브(이지알밸브)가 있으며, 이러한 밸브의 배압과 유량을 정밀하게 연산하기 위한 것이다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 엔진
110: 디젤산화촉매
120: 디젤매연필터
130: 배기라인
121: 제1온도센서
122: 제2온도센서
140: 이지알라인
150: 이지알밸브
160: 이지알쿨러
170: 흡기라인
180: 제1차압센서
190: 제2차압센서

Claims (14)

  1. 크랭크샤프트를 통해서 회전력을 발생시키는 엔진;
    상기 엔진에서 발생되는 배기가스가 흐르는 배기라인;
    상기 배기라인에 설치되어 배기가스에 포함된 입자상물질을 포집하는 디젤매연필터;
    상기 디젤매연필터의 전후단 차압을 감지하는 제1차압센서;
    상기 디젤매연필터로 유입되는 배기가스의 온도를 감지하는 온도센서; 및
    상기 크랭크샤프트의 설정된 회전각을 주기로 상기 온도센서와 상기 제1차압센서로부터 신호를 감지하고, 그 감지된 신호를 이용하여 상기 디젤매연필터의 전후단 차압을 연산하고, 상기 디젤매연필터로 유입되는 배기가스의 온도를 연산하는 제어부; 를 포함하는 엔진 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 엔진의 배기행정에 대응하는 상기 크랭크샤프트의 회전위치에서 상기 제1차압센서에서 보내지는 제1차압신호를 감지하고,
    배기행정 사이에 대응하는 상기 크랭크샤프트의 회전위치에서 상기 제1차압센서에서 보내지는 제2차압신호를 감지하며,
    상기 제어부는 상기 제1차압신호와 상기 제2차압신호를 평균화하여 상기 디젤매연필터의 전후단 차압을 연산하여 반영하는 것을 특징으로 하는 엔진 시스템.
  3. 제2항에서,
    상기 엔진의 배기행정에 대응하는 상기 크랭크샤프트의 회전위치에서 상기 온도센서에서 보내지는 제1온도신호를 감지하고,
    배기행정 사이에 대응하는 상기 크랭크샤프트의 회전위치에서 상기 온도센서에서 보내지는 제2온도신호를 감지하며,
    상기 제어부는 상기 제1온도신호와 상기 제2온도신호를 평균화하여 배기가스의 온도를 연산하여 반영하는 것을 특징으로 하는 엔진 시스템.
  4. 제2항에서,
    상기 엔진은 4개의 실린더를 갖는 4기통 엔진이며, 흡입, 압축, 폭발, 배기 행정을 수행하는 4행정 싸이클을 갖고 있으며,
    상기 제어부는 상기 엔진이 배기행정을 수행하는 시점부터 상기 크랭크샤프트가 90도 회전할 때마다, 상기 제1차압센서로부터 전달받고, 이를 평균화하여 상기 디젤매연필터의 전후단 차압을 연산하는 것을 특징으로 하는 엔진 시스템.
  5. 제3항에서,
    상기 엔진은 4개의 실린더를 갖는 4기통 엔진이며, 흡입, 압축, 폭발, 배기 행정을 수행하는 4행정 싸이클을 갖고 있으며,
    상기 제어부는 상기 엔진이 배기행정을 수행하는 시점부터 상기 크랭크샤프트가 90도 회전할 때마다, 상기 온도센서로부터 전달받고, 이를 평균화하여 배기가스의 온도를 연산하는 것을 특징으로 하는 엔진 시스템.
  6. 제1항에서,
    상기 엔진으로 에어가 유입되는 흡기라인;
    상기 배기라인에서 상기 흡기라인으로 배기가스가 재순환되는 이지알라인;
    상기 이지알라인에 설치되어 재순환배기가스를 냉각시키는 이지알쿨러;
    상기 이지알쿨러의 전단부에 설치되어 재순환배기가스의 유량을 제어하는 이지알밸브; 및
    상기 이지알밸브의 전단부와 상기 이지알쿨러의 후단부의 차압을 감지하는 제2차압센서; 를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 크랭크샤프트의 설정된 회전각을 주기로 상기 제2차압센서로부터 신호를 감지하고, 그 감지된 신호를 이용하여 상기 이지알라인을 지나는 이지알가스의 유량을 연산하는 것을 특징으로 하는 엔진 시스템.
  7. 제6항에서,
    상기 엔진의 배기행정에 대응하는 상기 크랭크샤프트의 회전위치에서 상기 제2차압센서에서 보내지는 제3차압신호를 감지하고,
    배기행정과 배기행정 사이에 대응하는 상기 크랭크샤프트의 회전위치에서 상기 제2차압센서에서 보내지는 제4차압신호를 감지하며,
    상기 제어부는 상기 제3차압신호와 상기 제4차압신호를 평균화하여 상기 이지알라인을 지나는 이지알가스의 유량을 연산하는 것을 특징으로 하는 엔진 시스템.
  8. 크랭크샤프트의 회전각을 감지하는 단계;
    상기 크랭크샤프트의 설정된 회전각을 주기로 온도센서로부터 배기가스의 온도를 감지하는 단계;
    상기 설정된 회전각을 주기로 디젤매연필터의 전후단 차압을 감지하는 단계;
    주기적으로 감지된 온도신호를 평균화하여 배기가스의 온도를 연산하는 단계; 및
    주기적으로 감지된 차압신호를 평균화하여 상기 디젤매연필터의 전후단 차압을 연산하는 단계; 를 포함하는 엔진 시스템의 신호처리 방법.
  9. 제8항에서,
    배기행정에 대응하는 상기 크랭크샤프트의 회전위치에서 상기 제1차압센서에서 보내지는 제1차압신호를 감지하는 단계;
    배기행정 사이에 대응하는 상기 크랭크샤프트의 회전위치에서 상기 제1차압센서에서 보내지는 제2차압신호를 감지하는 단계; 및
    상기 제1차압신호와 상기 제2차압신호를 평균화하여 상기 디젤매연필터의 전후단 차압을 연산하는 단계; 를 포함하는 특징으로 하는 엔진 시스템의 신호처리 방법.
  10. 제8항에서,
    배기행정에 대응하는 상기 크랭크샤프트의 회전위치에서 상기 온도센서에서 보내지는 제1온도신호를 감지하는 단계;
    배기행정 사이에 대응하는 상기 크랭크샤프트의 회전위치에서 상기 온도센서에서 보내지는 제2온도신호를 감지하는 단계; 및
    상기 제1온도신호와 상기 제2온도신호를 평균화하여 배기가스의 온도를 연산하는 단계; 를 포함하는 특징으로 하는 엔진 시스템의 신호처리 방법.
  11. 제9항에서,
    상기 엔진은 4개의 실린더를 갖는 4기통 엔진이며, 흡입, 압축, 폭발, 배기 행정을 수행하는 4행정 싸이클을 갖고 있으며,
    상기 엔진이 배기행정을 수행하는 시점부터 상기 크랭크샤프트가 90도 회전할 때마다, 상기 제1차압센서로부터 전달받고, 이를 평균화하여 상기 디젤매연필터의 전후단 차압을 연산하는 단계; 를 포함하는 하는 엔진 시스템의 신호처리 방법.
  12. 제10항에서,
    상기 엔진은 4개의 실린더를 갖는 4기통 엔진이며, 흡입, 압축, 폭발, 배기 행정을 수행하는 4행정 싸이클을 갖고 있으며,
    상기 엔진이 배기행정을 수행하는 시점부터 상기 크랭크샤프트가 90도 회전할 때마다, 상기 온도센서로부터 전달받고, 이를 평균화하여 배기가스의 온도를 연산하는 단계; 를 포함하는 엔진 시스템의 신호처리 방법.
  13. 제8항에서,
    상기 크랭크샤프트의 설정된 회전각을 주기로 제2차압센서로부터 신호를 감지하고, 그 감지된 신호를 이용하여 이지알라인을 지나는 이지알가스의 유량을 연산하는 단계; 를 포함하는 엔진 시스템의 신호처리 방법.
  14. 제8항에서,
    상기 엔진의 배기행정에 대응하는 상기 크랭크샤프트의 회전위치에서 상기 제2차압센서에서 보내지는 제3차압신호를 감지하는 단계;
    배기행정 사이에 대응하는 상기 크랭크샤프트의 회전위치에서 상기 제2차압센서에서 보내지는 제4차압신호를 감지하는 단계; 및
    상기 제3차압신호와 상기 제4차압신호를 평균화하여 상기 이지알라인을 지나는 이지알가스의 유량을 연산하는 단계; 를 포함하는 엔진 시스템의 신호처리 방법.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014020247A (ja) * 2012-07-17 2014-02-03 Aisan Ind Co Ltd エンジンの排気還流装置
CN103114916B (zh) * 2013-02-28 2016-05-04 长城汽车股份有限公司 Egr废气再循环控制系统
US9797343B2 (en) * 2013-11-08 2017-10-24 Ford Global Technologies, Llc Determining exhaust gas recirculation cooler fouling using DPOV sensor
US9416741B2 (en) * 2014-11-24 2016-08-16 GM Global Technology Operations LLC Exhaust system component input pressure estimation systems and methods
CN104863679B (zh) * 2015-03-31 2017-05-24 凯龙高科技股份有限公司 一种dpf系统碳载量估算及堵塞状态判断方法
CN108571354B (zh) * 2017-03-10 2020-12-25 马自达汽车株式会社 发动机的排气装置
CN111255580B (zh) * 2018-11-30 2023-07-21 长城汽车股份有限公司 具有低压egr系统的发动机的控制策略以及车辆
CN113417748A (zh) * 2021-06-18 2021-09-21 东风汽车集团股份有限公司 一种发动机系统

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10238414A (ja) 1997-02-28 1998-09-08 Isuzu Motors Ltd Ｅｇｒの制御装置
JP2001289125A (ja) 2000-03-31 2001-10-19 Mitsubishi Motors Corp Ｅｇｒクーラ装置
DE10100418A1 (de) 2001-01-08 2002-07-11 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Abgasnachbehandlungssystems
JP2002256846A (ja) 2001-02-28 2002-09-11 Bosch Automotive Systems Corp フィルタ制御装置
JP3856118B2 (ja) * 2002-01-31 2006-12-13 日産自動車株式会社 排気浄化装置
WO2005005797A2 (en) * 2003-06-12 2005-01-20 Donaldson Company, Inc. Method of dispensing fuel into transient flow of an exhaust system
JP3925472B2 (ja) * 2003-07-31 2007-06-06 マツダ株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
JP4428974B2 (ja) * 2003-09-11 2010-03-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
KR100570049B1 (ko) 2003-11-25 2006-04-10 현대자동차주식회사 디젤 엔진의 디젤 입자상 물질 제거 시스템의 제어 방법
JP4389606B2 (ja) * 2004-02-27 2009-12-24 株式会社デンソー 内燃機関の排気浄化装置
JP4525232B2 (ja) * 2004-08-06 2010-08-18 日産自動車株式会社 ディーゼルエンジンの排気後処理装置
CN100491704C (zh) * 2004-08-10 2009-05-27 日产自动车株式会社 柴油机微粒滤清器中微粒沉积量的推算装置及方法
JP2006063905A (ja) * 2004-08-27 2006-03-09 Toyota Motor Corp パティキュレートフィルタの粒子状物質残量推定方法およびパティキュレートフィルタの再生方法
JP4363289B2 (ja) 2004-09-21 2009-11-11 株式会社デンソー 内燃機関の排気ガス浄化装置
JP4513593B2 (ja) * 2005-02-15 2010-07-28 株式会社デンソー 内燃機関の排気ガス浄化装置
JP4984711B2 (ja) * 2006-07-25 2012-07-25 いすゞ自動車株式会社 Ｅｇｒシステム及びｅｇｒシステムの制御方法
JP2008101604A (ja) * 2006-10-17 2008-05-01 Ibiden Co Ltd 排ガス浄化装置
EP1914537A1 (en) * 2006-10-17 2008-04-23 Ibiden Co., Ltd. Particulate matter sensor
US7658064B2 (en) * 2006-10-17 2010-02-09 Ibiden Co., Ltd. Exhaust gas purifying apparatus
JP2008261301A (ja) 2007-04-13 2008-10-30 Isuzu Motors Ltd 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム
JP2009030568A (ja) 2007-07-30 2009-02-12 Nissan Motor Co Ltd ディーゼルエンジンの排気浄化装置
JP2010084519A (ja) * 2008-09-29 2010-04-15 Yanmar Co Ltd エンジン
FR2936838B1 (fr) 2008-10-03 2010-11-05 Renault Sas Procede de determination de la masse de suies piegee dans un filtre a particules de vehicule automobile et dispositif correspondant.
JP5296601B2 (ja) 2009-05-14 2013-09-25 株式会社ニフコ エアダンパ

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