KR20160072698A

KR20160072698A - 엔진 시스템의 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20160072698A
Application number: KR1020140180675A
Authority: KR
Inventors: 김종구
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2014-12-15
Filing date: 2014-12-15
Publication date: 2016-06-23
Also published as: US9689300B2; KR101664060B1; US20160169095A1

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템의 제어 장치는 다수의 연소실을 구비하고, 상기 각 연소실에 분사된 연료의 연소를 통해 구동력을 제공하는 엔진; 상기 엔진에서 배출되는 배기 가스의 유동 에너지에 의해 회전하는 터빈, 상기 터빈의 회전과 동기하여 외부 공기를 압축하여 상기 실린더로 공급하는 압축기, 및 상기 터빈으로 공급되는 배출 가스량을 조절하는 베인을 포함하는 터보차저; 상기 연소실에서 배출되는 배기 가스의 일부를 재순환시켜 상기 연소실로 공급하는 EGR 장치; 내부 유로가 형성되는 몸체부와, 상기 몸체부에 형성되고 상기 다수의 연소실에서 배출된 배기 가스가 유입되는 다수의 배기 입구, 상기 내부 유로를 제1 내부 유로와 제2 내부 유로로 구분하는 격벽, 및 상기 다수의 배기 입구로부터 유입되는 배기 가스가 배출되는 배기 출구를 포함하는 배기 매니폴드; 상기 제1 내부 유로를 흐르는 배기 가스의 온도를 측정하는 제1 온도 센서; 상기 제2 내부 유로를 흐르는 배기 가스의 온도를 측정하는 제2 온도 센서; 및 상기 제1 온도 센서 및 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도에 따라 상기 터보차저의 베인 개도량, 상기 EGR 장치를 통하 배기 가스 재순환량, 및 상기 다수의 연소실로 분사되는 연료량을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

엔진 시스템의 제어 장치 및 방법 {APPARATUS FOR CONTROLLING ENGINE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 엔진 시스템의 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기 매니폴드에 구비된 두 개의 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스 온도를 통해 엔진 시스템을 제어하는 엔진 시스템의 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 엔진은 다수의 연소실에 분사된 연료의 연소를 통해 구동력을 제공한다. 이러한 엔진의 연소실에서 배출되는 배기 가스는 배기 매니폴드를 통해 터보차저 또는 배기 가스 재순환 장치로 배출된다.

터보차저로 공급된 배기 가스의 유동 에너지는 터보차저의 터빈을 회전시키고, 상기 터빈과 회전축으로 연결된 블로워를 회전시켜 외부에서 공기를 흡입한 후 가압하여 엔진의 실린더로 공급한다.

이와 같이, 대기압보다 높은 압력으로 엔진에 공기를 과급하면, 배기량이 같은 엔진에서도 많은 양의 공기를 공급할 수 있다. 이와 더불어, 연료 분사량을 증가시키면 엔진의 출력을 증가시킬 수 있다.

그리고 배기 매니폴드를 통해 연소실에서 배출되는 배기 가스는 EGR(exhaust gas recirculation) 장치를 통해 엔진의 연소실로 재유입된다. 일반적으로, NOx는 혼합기 중에 공기의 비율이 높아서 연소가 잘될 때 증가한다. 따라서, EGR 장치는 엔진에서 배출되는 배기 가스의 일부(예를 들어, 5~20%)를 다시 혼합기에 섞어 혼합기 속의 산소량을 줄이고 연소를 방해하여 NOx의 발생을 억제하는 시스템이다.

이때, 터보 차저를 통해 연소실로 과급하는 공기량과 EGR 장치를 통해 재순환되는 배기 가스량은 배기 매니폴드의 온도를 통해 제어된다.

그러나 배기 매니폴드를 통해 배출되는 연소실의 배기 가스는 각 연소실에 분사되는 연료량의 차이, 각 연소실로 유입되는 흡입 공기의 차이, 및 배기 매니폴드 내부의 온도 차이 등으로 인해 터보차저 및 EGR 장치의 정확한 제어가 불가능한 문제가 발생하였다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 배기 매니폴드의 온도를 정확히 측정하여 엔진의 연소실로 과급되는 공기량 및 재순환되는 배기 가스량을 정확히 제어할 수 있는 엔진 시스템의 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템의 제어 장치는 다수의 연소실을 구비하고, 상기 각 연소실에 분사된 연료의 연소를 통해 구동력을 제공하는 엔진; 상기 엔진에서 배출되는 배기 가스의 유동 에너지에 의해 회전하는 터빈, 상기 터빈의 회전과 동기하여 외부 공기를 압축하여 상기 실린더로 공급하는 압축기, 및 상기 터빈으로 공급되는 배출 가스량을 조절하는 베인을 포함하는 터보차저; 상기 연소실에서 배출되는 배기 가스의 일부를 재순환시켜 상기 연소실로 공급하는 EGR 장치; 내부 유로가 형성되는 몸체부와, 상기 몸체부에 형성되고 상기 다수의 연소실에서 배출된 배기 가스가 유입되는 다수의 배기 입구, 상기 내부 유로를 제1 내부 유로와 제2 내부 유로로 구분하는 격벽, 및 상기 다수의 배기 입구로부터 유입되는 배기 가스가 배출되는 배기 출구를 포함하는 배기 매니폴드; 상기 제1 내부 유로를 흐르는 배기 가스의 온도를 측정하는 제1 온도 센서; 상기 제2 내부 유로를 흐르는 배기 가스의 온도를 측정하는 제2 온도 센서; 및 상기 제1 온도 센서 및 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도에 따라 상기 터보차저의 베인 개도량, 상기 EGR 장치를 통하 배기 가스 재순환량, 및 상기 다수의 연소실로 분사되는 연료량을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도와 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도의 차이가 설정 온도 이상이고, 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도가 상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도 이상이면, 상기 제어부는 상기 제2 내부 유로와 연통하는 연소실로 공급되는 연료량을 일정량 감소시킬 수 있다.

상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도와 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도의 차이가 설정 온도 이상이고, 상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도가 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도보다 크며, 차량의 운전 영역이 주 운전 영역이 아니면, 상기 제어부는 상기 제2 내부 유로와 연통하는 연소실로 공급되는 연료량을 일정량 증가시킬 수 있다.

상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도와 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도의 차이가 설정 온도 이상이고, 상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도가 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도보다 설정 온도 이상이며, 차량의 운전 영역이 주 운전 영역이면, 상기 제어부는 상기 제1 내부 유로와 연통하는 연소실로 공급되는 연료량을 일정량 감소시킬 수 있다.

엔진 속도가 설정 속도 이상이고, 스로틀 개도량이 설정값 이상이면, 차량의 운전 영역이 주 운전 영역인 것으로 판단할 수 있다.

상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도와 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도의 차이가 설정 온도 이내이면, 상기 제어부는 상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도와 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도를 일정 시간 동안 평균한 평균 온도에 따라 상기 연소실로 재순환되는 배기 가스 재순환량, 및 상기 터보차저의 베인 개도량을 조절할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 엔진 제어 방법은 격벽에 의해 엔진의 연소실에서 배출되는 배기 가스가 흐르는 내부 유로가 제1 내부 유로 및 제2 내부 유로로 구분되는 배기 매니폴드의 제1 내부 유로를 흐르는 배기 가스의 온도와 상기 제2 내부 유로를 흐르는 배기 가스의 온도를 측정하는 단계; 상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도가 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도 차이가 설정 온도 이내인지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도와 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도를 이용하여 상기 연소실로 재순환되는 배기 가스 재순환량, 상기 터보처저의 베인 개도량, 및 상기 다수의 연소실로 분사되는 연료량을 조절하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도가 상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도 차이가 설정 온도 이내이면, 상기 조절하는 단계는 상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도와 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도를 일정 시간 동안 평균하여 평균 온도를 산출하는 단계; 및 상기 평균 온도에 따라 상기 연소실로 재순환되는 배기 가스 재순환량, 및 상기 터보처저의 베인 개도량을 조절하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도가 상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도보다 설정 온도보다 크면, 상기 조절하는 단계는 상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도가 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도보다 큰지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도가 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도보다 작으면, 상기 제2 내부 유로와 연통하는 연소실로 공급되는 연료량을 일정량 감소시키는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도가 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도 이상이면, 차량의 운전 영역이 주 운전 영역인지 여부를 판단하는 단계; 차량의 운전 영역이 주 운전 영역이면, 상기 제1 내부 유로와 연통하는 연소실로 공급되는 연료량을 일정량 감소시키는 단계;를 포함할 수 있다.

차량의 운전 영역이 주 운전 영역이 아니면, 상기 제2 내부 유로와 연통하는 연소실로 공급되는 연료량을 일정량 증가시키는 단계;를 포함할 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의한 엔진 시스템의 제어 장치에 의하면, 배기 매니폴드에 두 개의 온도 센서를 구비하고, 각 온도 센서에 측정된 온도 차이를 통해 엔진의 연소실로 공급되는 연료량을 제어함으로써, 엔진의 연소실로 과급되는 공기량 및 재순환되는 배기 가스량을 정확히 제어할 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 엔진 제어 시스템의 구성을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 엔진 제어 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 배기 매니폴드의 구성을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 배기 매니폴드의 구성을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 엔진 제어 방법을 도시한 순서도이다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 엔진 시스템의 제어 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 엔진 제어 시스템의 구성을 도시한 개념도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 엔진 제어 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 엔진 시스템의 제어 장치는 구동력을 제공하는 엔진(10), 상기 엔진(10)에 과급 공기를 제공하는 터보차저(30), 상기 터보차저(30) 전단의 배기 가스를 추출하여 상기 엔진(10)으로 재순환시키는 EGR 장치(40), 및 상기 엔진(10), 터보차저(30), 상기 EGR 장치(40)를 제어하는 제어부(50)를 포함한다.

상기 엔진(10)은 다수의 연소실(11)을 구비하고, 상기 각 연소실(11)에 분사된 연료의 연소를 통해 구동력을 제공한다. 상기 엔진(10)에는 배기 매니폴드(20)가 구비되고, 상기 다수의 연소실(11)은 상기 배기 매니폴드(20)와 연통한다. 상기 엔진(10)에는 인젝터(도시는 생략)가 구비되고 상기 제어부(50)는 상기 인젝터를 통해 상기 연소실(11)로 분사되는 연료량을 조절한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 배기 매니폴드의 구성을 도시한 사시도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 배기 매니폴드의 구성을 도시한 단면도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 배기 매니폴드(20)는 내부 유로(220)가 형성되는 몸체부(210), 상기 몸체부(210)에 형성되고 상기 다수의 연소실(11)에서 배출되는 배기 가스가 유입되는 다수의 배기 입구(231, 232, 233, 234, 235, 236), 상기 내부 유로(220)를 구분하는 격벽(240), 및 상기 다수의 배기 입구(231, 232, 233, 234, 235, 236)로부터 유입되는 배기 가스가 배출되는 배기 출구(250)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 배기 출구(250)는 상기 격벽(240)에 의해 제1 배기 출구(251) 및 제2 배기 출구(252)로 구분될 수 있다.

상기 내부 유로(220)는 상기 배기 매니폴드(20)에 형성된 상기 격벽(240)에 의해 제1 내부 유로(222)와 제2 내부 유로(224)로 구분된다. 상기 제1 내부 유로(222)와 제2 내부 유로(224)를 흐르는 배기 가스는 상기 배기 출구를 통해 배출된다.

이와 같이, 상기 격벽(240)에 의해 상기 내부 유로(220)를 제1 내부 유로(222)와 제2 내부 유로(224)로 분리하면, 동일한 배기 유량 조건하에서 배기 가스에 의한 맥동이 감소하고, 이에 따라 상기 터보차저(30)에 의한 부스팅 효율이 증가한다.

상기 제1 내부 유로(222)에는 배기 가스의 온도를 측정하는 제1 온도 센서(270)가 구비되고, 상기 제2 내부 유로(224)에는 배기 가스의 온도를 측정하는 제2 온도 센서(280)가 구비된다. 상기 제1 온도 센서(270) 및 상기 제2 온도 센서(280)에서 측정된 배기 가스 온도는 상기 제어부(50)로 제공된다.

다시, 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 터보차저(30)는 상기 다수의 연소실(11)에서 배출되는 배기 가스에 의해 회전하는 터빈(31)과, 상기 터빈(31)과 연동하여 회전하고 외부에서 유입되는 흡기를 압축하는 컴프레서(33), 및 상기 터빈(31)으로 공급되는 배기 가스량을 조절하는 베인(35)을 포함한다.

상기 베인(35)의 개방량을 감소시키면 상기 터빈(31)으로 유입되는 배기 가스의 유속이 빨라지고 상기 연소실(11)로 공급되는 부스트압이 높아진다. 이와 반대로, 상기 베인(35)의 개방량을 증가시키면 상기 터빈(31)으로 유입되는 배기 가스의 유속이 느려지고 상기 연소실(11)로 공급되는 부스트압이 낮아진다.

상기 EGR (Exhaust Gas Recirculation) 장치는 상기 터보차저(30)의 전단에 형성되는 고온의 배기가스를 추출하여 상기 엔진(10)으로 재순환시키며, 상기 EGR의 유량을 조절하는 EGR 밸브(41), 상기 EGR 밸브(41)를 통해 재순환되는 고온의 배기가스를 냉각시켜 흡기 매니폴더를 통해 상기 엔진(10)으로 유입시키는 EGR 쿨러(43)를 포함한다.

상기 터보차저(30)를 통과한 압축공기는 흡기라인 상의 인터쿨러를 통해 냉각되어 스로틀 밸브(15)를 통해 상기 엔진(10)의 연소실(11)로 공급된다.

상기 제어부(50)는 상기 제1 온도 센서(270) 및 상기 제2 온도 센서(280)를 통해 감지된 배기 가스의 온도에 따라 상기 터보차저(30)의 베인(35) 개도량, 상기 배기 가스 재순환량, 및 상기 다수의 연소실(11)로 공급되는 연료량을 제어한다.

상기 배기 가스 재순환량은 상기 EGR 밸브(41)를 통해 조절되고, 상기 연소실(11)로 공급되는 연료량은 상기 인젝터를 통해 조절된다.

상기 제어부(50)는 설정된 프로그램에 의하여 작동하는 하나 이상의 프로세서로 구비될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 제어 방법의 각 단계를 수행하도록 되어 있다.

상기 제1 온도 센서(270)를 통해 감지된 배기 가스의 온도와 상기 제2 온도 센서(280)를 통해 감지된 배기 가스의 온도의 차이가 설정 온도 이상이고, 상기 제2 온도 센서(280)를 통해 감지된 배기 가스의 온도가 상기 제1 온도 센서(270)를 통해 감지된 배기 가스의 온도보다 설정 온도 이상이면, 상기 제어부(50)는 상기 제2 내부 유로(224)와 연통하는 연소실(11)로 공급되는 연료량을 일정량 감소시킨다.

즉, 상기 두 개의 온도 센서에서 감지된 배기 가스의 온도 차이가 설정 온도 이상이면, 상기 연소실(11)로 공급되는 연료량의 편차가 큰 것으로 판단하고, 상대적으로 배기 가스의 온도가 높은 연소실(11)로 공급되는 연료량을 일정량 감소시킨다.

상기 제1 온도 센서(270)를 통해 감지된 배기 가스의 온도와 상기 제2 온도 센서(280)를 통해 감지된 배기 가스의 온도의 차이가 설정 온도 이상이고, 상기 제2 온도 센서(280)를 통해 감지된 배기 가스의 온도가 상기 제1 온도 센서(270)를 통해 감지된 배기 가스의 온도보다 설정 온도 미만이며, 차량의 운전 영역이 주 운전 영역이 아니면, 상기 제어부(50)는 상기 제2 내부 유로(224)와 연통하는 연소실(11)로 공급되는 연료량을 일정량(예를 들면, 1%) 증가시킨다.

여기서, 차량의 운전 영역이 주 운전 영역인지 여부를 엔진 속도와 스로틀 개도량으로부터 판단할 수 있다. 즉, 상기 엔진 속도가 설정 속도(예를 들면, 800 RPM) 이상이고 스로틀 개도량이 설정값(예를 들면, 50%) 이상이면, 차량의 운전 영역이 주 운전 영역인 것으로 판단한다.

즉, 상기 엔진 속도와 스로틀 개도량을 통해 차량의 주행 영역이 주 운전 영역이 아닌 것으로 판단되면, 상기 제어부(50)는 상대적으로 배기 가스 온도가 낮은 제2 내부 유로(224)와 연통하는 연소실(11)로 공급되는 연료량을 일정량 증가시킨다.

이와 같이, 차량의 주행 영역이 주 운전 영역이 아닌 경우에는 열부하에 의한 영향이 상대적으로 작기 때문에, 배기 가스 온도가 상대적으로 낮은 제2 내부 유로(224)와 연통하는 연소실(11)로 공급되는 연료량을 증가시키는 것이다.

만약, 상기 제1 온도 센서(270)를 통해 감지된 배기 가스 온도가 상기 제2 온도 센서(280)를 통해 감지된 배기 가스 온도 이상이고, 차량의 운전 영역이 주 운전 영역이면, 다시 말해, 상기 엔진 속도가 설정 속도 이상이고, 스로틀 개도량이 설정값 이상이면, 상기 제어부(50)는 상기 제1 내부 유로(222)와 연통하는 연소실(11)로 공급되는 연료량을 일정량 감소시킨다.

즉, 상기 엔진 속도와 스로틀 개도량을 통해 차량의 주행 영역이 주 운전 영영인 것으로 판단되면, 상기 제어부(50)는 상대적으로 배기 가스 온도가 높은 제1 내부 유로(222)와 연통하는 연소실(11)로 공급되는 연료량은 일정량 감소시킨다.

이와 같이, 차량의 운전 영역이 주 운전 영역인 경우에는 배기 가스의 열 부하에 의해 다른 부품에 영향을 미칠 가능성이 높기 때문에, 배기 가스 온도가 상대적으로 높은 제1 내부 유로(222)와 연통하는 연소실(11)로 공급되는 연료량을 감소시키는 것이다.

한편, 상기 제1 온도 센서(270)를 통해 감지된 배기 가스의 온도와 상기 제2 온도 센서(280)를 통해 감지된 배기 가스의 온도의 차이가 설정 온도 이내이면, 상기 제어부(50)는 상기 제1 온도 센서(270)를 통해 감지된 배기 가스의 온도와 상기 제2 온도 센서(280)를 통해 감지된 배기 가스의 온도를 일정 시간 동안 평균한 평균 온도를 계산한다. 그리고 상기 제어부(50)는 상기 평균 온도에 따라 상기 연소실(11)로 재순환되는 배기 가스 재순환량, 및 상기 터보차저(30)의 베인(35) 개도량을 조절한다. 이때, 상기 배기 가스 재순환량 및 상기 터보차저(30)의 베인(35) 개도량은 상기 평균 온도에 따라 맵 데이터로 상기 제어부(50)에 기 저장될 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 의한 엔진 제어 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 엔진 제어 방법을 도시한 순서도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(50)는 상기 제1 온도 센서(270)를 통해 상기 제1 내부 유로(222)를 흐르는 배기 가스의 온도(Tfirst)(이하, '제1 온도'라 한다)와, 상기 제2 온도 센서(280)를 통해 상기 제2 내부 유로(224)를 흐르는 배기 가스의 온도(Tsecond)(이하, '제2 온도'라 한다)를 측정한다(S10).

상기 제어부(50)는 상기 제1 온도와 상기 제2 온도의 차이가 설정 온도 이내인지 여부를 판단한다(S20).

만약, 상기 제1 온도와 상기 제1 온도의 차이가 설정 온도 이내이면, 상기 제어부(50)는 상기 제1 온도와 상기 제2 온도를 일정 시간 동안 평균하여 평균 온도를 산출한다(S30).

그리고 상기 상기 평균 온도에 따라 상기 연소실(11)로 재순환되는 배기 가스 재순환량, 및 상기 터보차저(30)의 베인(35) 개도량을 조절한다(S40). 이때, 배기 가스 재순환량은 상기 EGR 밸브(41)를 통해 조절한다.

이때, 상기 배기 가스 재순환량 및 상기 터보차저(30)의 베인(35) 개도량은 상기 평균 온도에 따라 맵 데이터로 상기 제어부(50)에 기 저장될 수 있다.

상기 S20 단계에서, 상기 제1 온도와 상기 제2 온도의 차이가 설정 온도보다 크면, 상기 제어부(50)는 상기 제1 온도 센서(270)를 통해 감지된 배기 가스의 온도가 상기 제2 온도 센서(280)를 통해 감지된 배기 가스의 온도보다 큰지 여부를 판단한다(S50).

상기 제1 온도가 상기 제2 온도보다 작으면, 상기 제어부(50)는 상기 제2 내부 유로(224)와 연통하는 연소실(11)로 공급되는 연료량을 일정량 감소시킨다(S60).

상기 제1 온도가 상기 제2 온도 이상이면, 상기 제어부(50)는 차량의 운전 영역이 주 운전 영역인지 여부를 판단한다(S70). 이때, 상기 제어부(50)는 엔진 속도가 설정 속도 이상이고, 스로틀 개도량이 설정값 이상이면, 차량의 운전 영역이 주 운전 영역인 것으로 판단할 수 있다.

차량의 운전 영역이 주 운전 영역이면, 상기 제어부(50)는 상기 제1 내부 유로(222)와 연통하는 연소실(11)로 공급되는 연료량을 일정량 감소시킨다(S90).

만약, 차량의 운전 영역이 주 운전 영역이 아니면, 상기 제어부(50)는 상기 제2 내부 유로(224)와 연통하는 연소실(11)로 공급되는 연료량을 일정량 증가시킨다(S80).

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

10: 엔진
11: 연소실
15: 스로틀 밸브
20: 배기 매니폴드
30: 터보차저
31: 터빈
33: 컴프레서
35: 베인
40: EGR 장치
41: EGR 밸브
43: EGR 쿨러
50: 제어부

Claims

다수의 연소실을 구비하고, 상기 각 연소실에 분사된 연료의 연소를 통해 구동력을 제공하는 엔진;
상기 엔진에서 배출되는 배기 가스의 유동 에너지에 의해 회전하는 터빈, 상기 터빈의 회전과 동기하여 외부 공기를 압축하여 상기 실린더로 공급하는 압축기, 및 상기 터빈으로 공급되는 배출 가스량을 조절하는 베인을 포함하는 터보차저;
상기 연소실에서 배출되는 배기 가스의 일부를 재순환시켜 상기 연소실로 공급하는 EGR 장치;
내부 유로가 형성되는 몸체부와, 상기 몸체부에 형성되고 상기 다수의 연소실에서 배출된 배기 가스가 유입되는 다수의 배기 입구, 상기 내부 유로를 제1 내부 유로와 제2 내부 유로로 구분하는 격벽, 및 상기 다수의 배기 입구로부터 유입되는 배기 가스가 배출되는 배기 출구를 포함하는 배기 매니폴드;
상기 제1 내부 유로를 흐르는 배기 가스의 온도를 측정하는 제1 온도 센서;
상기 제2 내부 유로를 흐르는 배기 가스의 온도를 측정하는 제2 온도 센서; 및
상기 제1 온도 센서 및 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도에 따라 상기 터보차저의 베인 개도량, 상기 EGR 장치를 통하 배기 가스 재순환량, 및 상기 다수의 연소실로 분사되는 연료량을 제어하는 제어부;
를 포함하는 엔진 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도와 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도의 차이가 설정 온도 이상이고, 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도가 상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도 이상이면,
상기 제어부는 상기 제2 내부 유로와 연통하는 연소실로 공급되는 연료량을 일정량 감소시키는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도와 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도의 차이가 설정 온도 이상이고, 상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도가 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도보다 크며, 차량의 운전 영역이 주 운전 영역이 아니면,
상기 제어부는 상기 제2 내부 유로와 연통하는 연소실로 공급되는 연료량을 일정량 증가시키는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도와 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도의 차이가 설정 온도 이상이고, 상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도가 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도보다 설정 온도 이상이며, 차량의 운전 영역이 주 운전 영역이면,
상기 제어부는 상기 제1 내부 유로와 연통하는 연소실로 공급되는 연료량을 일정량 감소시키는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 시스템.
제3항 또는 제4항에 있어서,
엔진 속도가 설정 속도 이상이고, 스로틀 개도량이 설정값 이상이면, 차량의 운전 영역이 주 운전 영역인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도와 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도의 차이가 설정 온도 이내이면,
상기 제어부는 상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도와 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도를 일정 시간 동안 평균한 평균 온도에 따라 상기 연소실로 재순환되는 배기 가스 재순환량, 및 상기 터보차저의 베인 개도량을 조절하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 시스템.
격벽에 의해 엔진의 연소실에서 배출되는 배기 가스가 흐르는 내부 유로가 제1 내부 유로 및 제2 내부 유로로 구분되는 배기 매니폴드의 제1 내부 유로를 흐르는 배기 가스의 온도와 상기 제2 내부 유로를 흐르는 배기 가스의 온도를 측정하는 단계;
상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도가 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도 차이가 설정 온도 이내인지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도와 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도를 이용하여 상기 연소실로 재순환되는 배기 가스 재순환량, 상기 터보처저의 베인 개도량, 및 상기 다수의 연소실로 분사되는 연료량을 조절하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 방법.
제7항에 있어서,
상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도가 상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도 차이가 설정 온도 이내이면,
상기 조절하는 단계는
상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도와 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도를 일정 시간 동안 평균하여 평균 온도를 산출하는 단계; 및
상기 평균 온도에 따라 상기 연소실로 재순환되는 배기 가스 재순환량, 및 상기 터보처저의 베인 개도량을 조절하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 방법.
제7항에 있어서,
상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도가 상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도보다 설정 온도보다 크면,
상기 조절하는 단계는
상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도가 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도보다 큰지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도가 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도보다 작으면, 상기 제2 내부 유로와 연통하는 연소실로 공급되는 연료량을 일정량 감소시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 방법.
제9항에 있어서,
상기 제1 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도가 상기 제2 온도 센서를 통해 감지된 배기 가스의 온도 이상이면,
차량의 운전 영역이 주 운전 영역인지 여부를 판단하는 단계;
차량의 운전 영역이 주 운전 영역이면, 상기 제1 내부 유로와 연통하는 연소실로 공급되는 연료량을 일정량 감소시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 방법.
제10항에 있어서,
차량의 운전 영역이 주 운전 영역이 아니면,
상기 제2 내부 유로와 연통하는 연소실로 공급되는 연료량을 일정량 증가시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 방법.
제10항 또는 제11항에 있어서,
엔진 속도가 설정 속도 이상이고 스로틀 개도량이 설정값 이상이면, 차량의 운전 영역이 주 운전 영역인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 방법.