KR20180005783A - 차량의 슈퍼차져 제어방법 및 그 제어시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 슈퍼차져 제어방법 및 그 제어시스템에 관한 것으로, 엔진의 CDA 운전상태 여부를 판단하는 제1판단단계; 터보차져의 목표부스트압과 부스팅된 실제 흡기압 간의 편차값을 산출하고, 상기 편차값이 기준편차값 이상인지 판단하는 제2판단단계; 상기 엔진의 현재 운전영역이 슈퍼차져의 작동가능영역에 해당되는지 여부를 판단하는 제3판단단계; 상기 슈퍼차져의 목표회전수를 결정하고, 상기 목표회전수가 기준회전수 이상인지 여부를 판단하는 제4판단단계; 및 상기 슈퍼차져를 작동시키는 작동단계;를 포함하는 차량의 슈퍼차져 제어방법이 소개된다.

Description

차량의 슈퍼차져 제어방법 및 그 제어시스템 {CONTROL METHOD OF SUPER CHARGER FOR VEHICLE AND CONTROL SYSTEM FOR THE SAME}
본 발명은 차량의 슈퍼자쳐에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진으로 유입되는 흡기를 부스팅하도록 전동식으로 마련된 슈퍼차져에 관한 것이다.
차량의 엔진에는 그 연비향상을 도모하기 위해 CDA(CYLINDER DE-ACTIVATION)기술이 적용될 수 있다. 엔진이 CDA 운전상태에 해당되면, 엔진에 마련된 복수의 기통 중 일부에서는 연료의 분사가 중지되어 나머지 기통만을 이용하여 엔진이 운영된다.
이는 항속주행 등 차량의 주행에 대한 저부하영역에서 이용될 수 있는데, 일반적인 엔진의 운전상태 대비 연료의 소비량이 감소되어 연비향상을 도모할 수 있으나, 배기량 또는 배기압이 감소되어 터보차져의 구동상태 또는 EGR(EXHAUST GAS RECIRCULATION)에 따른 배기가스 재순환량 등에 영향을 미칠 수 있는 바, 상기 엔진의 CDA운전에서도 터보차져 등에 의한 흡기의 부스팅이 원활히 이루어질 수 있도록 하는 것은 중요한 과제이다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2014-0131642 A1
본 발명은 엔진의 CDA 운전상태에서도 흡기압의 부스팅이 효율적으로 이루어질 수 있도록 하고, 나아가 EGR량의 감소를 효과적으로 방지할 수 있는 차량의 슈퍼차져 제어방법 및 그 제어시스템을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 슈퍼차져 제어방법은 제어부가 엔진의 CDA 운전상태 여부를 판단하는 제1판단단계; 상기 엔진이 CDA 운전상태인 경우, 상기 제어부가 현재 주행상태에 따른 터보차져의 목표부스트압과 부스팅된 실제 흡기압 간의 편차값을 산출하고, 상기 편차값이 기준편차값 이상인지 판단하는 제2판단단계; 상기 편차값이 상기 기준편차값 이상인 경우, 상기 제어부가 상기 엔진의 현재 운전영역이 슈퍼차져의 작동가능영역에 해당되는지 여부를 판단하는 제3판단단계; 상기 엔진의 현재 운전영역이 상기 슈퍼차져의 작동가능영역에 해당되는 것으로 판단된 경우, 상기 제어부가 상기 슈퍼차져의 목표회전수를 결정하고, 상기 목표회전수가 기준회전수 이상인지 여부를 판단하는 제4판단단계; 및 상기 목표회전수가 상기 기준회전수 이상인 경우, 상기 목표회전수를 반영하여 상기 슈퍼차져를 작동시키는 작동단계;를 포함한다.
상기 제2판단단계에서, 상기 제어부는 현재 요구되는 엔진회전수 및 흡기유량을 이용하여 상기 목표부스트압을 결정할 수 있다.
상기 제3판단단계에서, 상기 제어부는 현재의 흡기유량 및 상기 슈퍼차져의 한계회전수를 이용하여 현재 엔진의 운전영역이 상기 슈퍼차져의 작동가능영역에 해당되는지 여부를 판단할 수 있다.
상기 제4판단단계에서, 상기 제어부는 상기 목표부스트압과 부스팅된 상기 실제 흡기압간의 상기 편차값, 상기 슈퍼차져의 입구측 흡기압 및 상기 현재의 흡기유량을 이용하여 상기 슈퍼차져의 상기 목표회전수를 결정할 수 있다.
상기 제1판단단계 이후, 상기 엔진이 CDA 운전상태인 경우, 상기 제어부가 EGR밸브의 개도량을 기설정값보다 증대시키는 증대단계;를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 슈퍼차져 제어시스템은 엔진의 흡기유로상에 마련되고, 상기 엔진으로 유입되는 흡기압을 부스팅하도록 마련된 터보차져; 상기 흡기유로상에서 상기 터보차져의 하류측에 마련되며, 상기 엔진으로 유입되는 흡기압을 선택적으로 부스팅하도록 마련된 슈퍼차져; 및 상기 엔진이 CDA 운전상태인지 판단하고, 상기 엔진이 CDA 운전상태인 경우 현재 주행상태에 따른 상기 터보차져의 상기 목표부스트압과 부스팅된 실제 흡기압 간의 편차값을 산출하고, 상기 편차값이 기준편차값 이상인지 판단하며, 상기 편차값이 상기 기준편차값 이상인 경우 상기 엔진의 현재 운전영역이 상기 슈퍼차져의 작동가능영역에 해당되는지 판단하고, 상기 엔진의 현재 운전영역이 상기 슈퍼차져의 작동가능영역에 해당되는 것으로 판단된 경우 상기 슈퍼차져의 목표회전수를 결정하고, 상기 목표회전수가 기준회전수 이상인지 판단하며, 상기 목표회전수가 기준회전수 이상인 경우 상기 목표회전수를 반영하여 상기 슈퍼차져를 작동시키도록 마련된 제어부;를 포함한다.
상술한 바와 같은 차량의 슈퍼차져 제어방법 및 그 제어시스템에 따르면, 엔진의 CDA 운전상태에서도 흡기압의 부스팅이 효율적으로 이루어질 수 있도록 하고, 나아가 EGR량의 감소를 효과적으로 방지할 수 있다.
특히, 본 발명은 엔진의 CDA 운전상태가 감지되면 제어부에서 터보차져에 의한 목표부스트압과 터보차져에 의해 부스팅된 실제 흡기압간의 편차값이 기준편차값 이상인 경우, 슈퍼차져를 작동시킴으로써 배기압 저하에 의한 흡기의 부스팅값 저하를 방지한다.
또한, 상기 편차값이 기준편차값 이상인 경우라도 엔진의 현재 운전영역이 슈퍼차져의 작동가능영역에 해당되는지 판단함으로써, 슈퍼차져의 효과적인 운용을 도모한다.
한편, 엔진의 운전영역이 슈퍼차져의 작동가능영역에 해당되는 경우에도 제어부는 슈퍼차져의 목표회전수를 산출하고 상기 목표회전수가 기준회전수 이상인지 판단함으로써, 상기 슈퍼차져가 유효한 부스팅을 이룰 수 있는 상황인지 판단하여 슈퍼차져의 효율적인 제어가 이루어지도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 슈퍼차져 제어방법을 나타낸 순서도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 슈퍼차져 제어시스템을 나타낸 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.
본 발명에 따른ㅂ 차량의 슈퍼차져 제어방법은 도 1 내지 2와 같이, 제어부(300)가 엔진(10)의 CDA 운전상태 여부를 판단하는 제1판단단계(S100); 상기 엔진(10)이 CDA 운전상태인 경우, 상기 제어부(300)가 현재 주행상태에 따른 터보차져(150)의 목표부스트압과 부스팅된 실제 흡기압 간의 편차값을 산출하고, 상기 편차값이 기준편차값 이상인지 판단하는 제2판단단계(S200); 상기 편차값이 상기 기준편차값 이상인 경우, 상기 제어부(300)가 상기 엔진(10)의 현재 운전영역이 슈퍼차져(200)의 작동가능영역에 해당되는지 여부를 판단하는 제3판단단계(S300); 상기 엔진(10)의 현재 운전영역이 상기 슈퍼차져(200)의 작동가능영역에 해당되는 것으로 판단된 경우, 상기 제어부(300)가 상기 슈퍼차져(200)의 목표회전수를 결정하고, 상기 목표회전수가 기준회전수 이상인지 여부를 판단하는 제4판단단계(S400); 및 상기 목표회전수가 상기 기준회전수 이상인 경우, 상기 목표회전수를 반영하여 상기 슈퍼차져(200)를 작동시키는 작동단계(S500);를 포함한다.
이를 구체적으로 살펴보면, 제1판단단계(S100)에서는 제어부(300)가 엔진(10)의 CDA 운전상태 여부를 판단한다. 본 발명의 제어부(300)는 엔진(10)의 제어를 담당하는 ECU(ENGINE CONTROL UNIT)에 해당되거나, 이와는 별도로 슈퍼차져(200)를 제어하기 위한 독립적인 제어부(300)에 해당될 수도 있다.
제어부(300)는 엔진(10)이 CDA 운전상태인지 판단하게 되는데, 엔진(10)이 CDA 운전상태에 해당되면 엔진(10)에 마련된 복수의 기통은 일부는 휴지상태에 들어가게 되어, 연료의 분사가 중지되어 연비의 향상이 도모된다.
다만, 상기한 CDA 운전상태에서는 일부기통에서 고압 및 고온의 배기가 발생되지 않으므로, 일반적인 엔진(10)의 운전상태 대비 배기량이 감소되고 배기압 또한 감소될 수 있다.
한편, 제2판단단계(S200)에서는 상기 엔진(10)이 CDA 운전상태인 경우, 상기 제어부(300)가 현재 주행상태에 따른 터보차져(150)의 목표부스트압과 부스팅된 실제 흡기압 간의 편차값을 산출하고, 상기 편차값이 기준편차값 이상인지 판단한다.
상기의 설명과 같이, 엔진(10)이 CDA 운전상태에 해당되면 엔진(10)에 마련된 기통 전체에서 연소활동이 일어나는 일반적인 엔진(10) 운전상태 대비 배기량 및 배기압이 감소될 수 있는데, 배기의 유동에너지를 이용하여 구동되는 터보차져(150)의 경우 엔진(10)의 CDA 운전에 따라 흡기의 부스팅 능력이 저감될 수 있게 된다.
구체적으로, 터보차져(150)는 터빈측을 유동하는 배기의 유동에너지에 의해 회전력을 얻고, 상기 터빈과 일체로 회전되는 컴프레셔를 통해 흡기압을 부스팅한다. 또한, 제어부(300)에 의해 요구되는 흡기의 부스팅압을 충족시키기 위해, 터보차져(150)에는 터빈측으로 유동되는 배기량 조절을 위한 웨이스트게이트 등이 마련될 수 있다.
엔진(10)이 CDA 운전상태에 해당되면 동일한 엔진RPM에서도 일반 운전상태보다 감소된 배기량에 의해 터보차져(150)의 회전속도가 감소하게 되는데, 이에 따라 동일한 엔진(10)의 제어조건(엔진RPM 등)에서도 일반적인 경우보다 흡기의 부스팅 능력이 저감될 수 있는 것이다.
다만, 엔진(10)은 CDA 운전상태에 들어가 일부 기통이 휴지상태에 해당되더라도 엔진(10)으로 유입되는 흡기는 휴지 상태의 기통에도 유입되는 것인 바, 결국 엔진(10)은 CDA 운전상태인 경우에도 전 기통을 구통하는 일반 상태와 동일한 흡기량을 유지하는 것이 바람직한 것이다.
이에 따라, 본 발명에서는 엔진(10)이 CDA 운전상태에 해당되어 부스팅 능력이 저감된 터보차져(150)에 의한 목표부스트압과, 상기 터보차져(150)에 의해 부스팅된 실제 흡기압간의 편차값이 기준편차값 이상이 되는지 판단하고, 상기 편차값이 기준편차값 이상인 경우 추가적인 흡기의 부스팅을 수행하고자 하는 것이다.
터보차져(150)의 목표부스트압은 하기할 내용과 같이 현재 엔진(10)에 요구되는 RPM과 흡기유량에 따라 결정될 수 있으며, 상기 목표부스트압에 따라 터보차져(150)는 상기한 웨이스트게이트 개도량 등이 제어되어 그 회전수가 결정될 수 있다.
또한, 상기 기준편차값은 본 발명에서 하기할 내용과 같이 슈퍼차져(200)를 이용한 흡기의 보조적인 부스팅이 요구되는 상황을 구별하기 위한 기준값으로서, 터보차져(150)의 추가적인 제어를 통한 흡기의 부스팅 제어보다 슈퍼차져(200)를 구동하는 것이 더 유리할 수 있는 상황을 구별하는 실험적인 값으로 이해될 수 있으며, 이는 차량의 제어 전략적인 측면에서 다양하게 결정될 수 있는 값이다.
예컨대, 상기 기준편차값은 터보차져(150)의 웨이스트게이트 개도량을 제어하는 등 터보차져(150)의 회전수를 제어하더라도, 현재의 배기상태로는 엔진(10)에 요구되는 흡기의 부스팅 수준을 충족할 수 없는 상황을 규정하거나, 터보차져(150)의 별도 제어보다 슈퍼차져(200)를 운용하는 것이 흡기의 부스팅에 대한 효과적인 측면에서 더 유리한 경우를 규정하는 기준이 될 수 있다.
한편, 제3판단단계(S300)에서는 상기 편차값이 상기 기준편차값 이상인 경우, 상기 제어부(300)가 상기 엔진(10)의 현재 운전영역이 슈퍼차져(200)의 작동가능영역에 해당되는지 여부를 판단한다.
제어부(300)는 상기 편차값이 기준편차값 이상인 경우, 슈퍼차져(200)의 작동이 가능한 상황인지 판단하기 위해 엔진(10)의 현재 운전영역이 슈퍼차져(200)의 작동가능영역인지 파악한다.
슈퍼차져(200)가 작동 가능한 상태인지 판단하기 위해, 제어부(300)는 하기할 내용과 같이 현재의 흡기유량과 슈퍼차져(200)의 한계회전수를 고려할 수 있다. 결국, 제어부(300)는 제3판단단계(S300)를 통해 슈퍼차져(200)를 구동할 수 있는 상황인지 판단하는 것이다.
한편, 제4판단단계(S400)에서는 상기 엔진(10)의 현재 운전영역이 상기 슈퍼차져(200)의 작동가능영역에 해당되는 것으로 판단된 경우, 상기 제어부(300)가 상기 슈퍼차져(200)의 목표회전수를 결정하고, 상기 목표회전수가 기준회전수 이상인지 여부를 판단한다.
제어부(300)는 현재의 엔진(10) 운전영역이 슈퍼차져(200)의 작동가능영역으로서, 현재 슈퍼차져(200)의 운용이 가능한 상태인 것으로 판단한 경우, 슈퍼차져(200)의 목표회전수를 산출하고 상기 목표회전수가 기준회전수 이상인지를 판단함으로써, 슈퍼차져(200)의 운용이 유효한 상황인지를 판단하게 된다.
상기 슈퍼차져(200)의 목표회전수가 기준회전수 이하인 경우, 슈퍼차져(200)를 작동시키는 것이 엔진(10)의 흡기량 충족에 있어 그 효과가 미비하여 효율성이 떨어지는 상황을 의미할 수 있다.
즉, 본 발명에서 기준회전수란, 슈퍼차져(200)를 구동하여 흡기의 부스팅값을 상승시키는 것이 유효한 효과를 가져오는 것으로 판단될 수 있는 상황을 규정하는 기준값에 해당된다.
이러한 기준회전수를 실험적 또는 이론적인 결정과정을 통해 다양하게 설정될 수 있는 값으로서, 예컨대 슈퍼차져(200)를 통한 흡기의 부스팅 수준이 작아 슈퍼차져(200)를 구동하는 것이 비효율적인 상황을 전략적인 측면에서 구분하는 기준으로서 설정될 수 있을 것이다.
상기 슈퍼차져(200)의 목표회전수는 다양한 전략적 요소를 고려하여 결정될 수 있는데, 일실시예로서는 하기할 내용과 같이 상기 터보차져(150)의 목표부스트압과 상기 실제 흡기압간의 편차값을 고려하여 결정될 수 있다.
결국, 본 발명은 제4판단단계(S400)를 통해 부스트압 증대를 위한 슈퍼차져(200)의 구동이 효율적인 측면에서 유리한 상황인지 판단하게 된다.
한편, 작동단계(S500)에서는 상기 목표회전수가 상기 기준회전수 이상인 경우, 상기 목표회전수를 반영하여 상기 슈퍼차져(200)를 작동시킨다.
슈퍼차져(200)의 작동을 위해 제어부(300)는 슈퍼차져(200)에 마련된 구동원을 구동시킨다. 또한, 본 발명에서는 슈퍼차져(200)에 바이패스유로(40)가 마련될 수 있으며, 제어부(300)는 상기 배이패스유로의 밸브가 차폐되도록 제어할 수 있다.
상기 슈퍼차져(200)의 바이패스유로(40)는 슈퍼차져(200)의 비구동 시, 엔진(10)측으로 유입되는 흡기가 상기 슈퍼차져(200)를 경유하며 유동저항이 발생되는 것을 방지하기 위해 흡기를 바이패스시키기 위한 유로이다.
제어부(300)는 슈퍼차져(200)의 목표회전수가 기준회전수 이상인 것으로 판단되면, 상기 슈퍼차져(200)를 상기 목표회전수로 회전시킨다. 이에 따라, 흡기는 터보차져(150) 및 슈퍼차져(200)에 의해 부스팅되어 엔진(10)에서 요구되는 흡기압(흡기량)을 충족하게 되는 것이다.
결국, 본 발명은 엔진(10)이 CDA 운전상태에 해당되면, 터보차져(150)의 목표부스트압(엔진(10)에서 요구되는 흡기압)과 실제 흡기압간의 편차값을 통해 슈퍼차져(200)를 통한 흡기의 추가 부스팅이 요구되는 상황인지 제어부(300)에서 판단하고, 엔진(10)의 현재 운전영역을 판단하여 슈퍼차져(200)의 구동이 가능한 상황인지 제어부(300)에서 판단하며, 슈퍼차져(200)의 작동이 가능한 상황인 경우 슈퍼차져(200)의 목표회전수가 일정수준 이상인지 판단하여 슈퍼차져(200)의 작동을 통해 효과적인 측면에서 효율적인 결과를 얻을 수 있는 것인지 판단하며, 슈퍼차져(200)의 구동이 본 발명에 있어 유리한 상황으로 판단되면 슈퍼차져(200)를 구동시켜 터보차져(150)와 함께 흡기압을 상승시키도록 함으로써, 엔진(10)의 CDA 운전에도 불구하고 그 흡기량을 충족시켜 효과적인 엔진(10) 구동 등이 가능하도록 한다.
한편, 도 1 내지 2와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 슈퍼차져 제어방법은 상기 제2판단단계(S200)에서, 상기 제어부(300)가 현재 요구되는 엔진회전수 및 흡기유량을 이용하여 상기 목표부스트압을 결정한다.
터보차져(150)의 목표부스트압은 현재 엔진(10)에 요구되는 흡기량에 근거할 수 있다. 이를 위해, 제어부(300)는 현재 요구되는 엔진회전수(엔진RPM)와 현재의 흡기유량을 통해 터보차져(150)가 흡기를 부스팅하는 목표부스트압을 결정하게 된다.
상기 목표부스트압은 엔진(10)의 연료분사량과 엔진회전수를 통해 결정될 수도 있는 것이나, 본 발명은 엔진(10)의 CDA 운전상태에서의 목표부스트압 산출이기 때문에, 본 발명의 실시예에서는 휴지기통이 존재하는 특성을 반영하여 연료분사량이 아닌 흡기유로(20)상의 흡기유량을 통해 목표부스트압을 산출한다.
구체적으로, 제어부(300)는 쓰로틀밸브의 개도량 또는 센서 등을 통해 현재 엔진(10)측으로 유입되는 흡기유량을 결정하고, 현재 엔진(10)회전수와 연료소비량을 고려하여 엔진(10) CDA 상태에서의 엔진(10)에 요구되는 흡기량을 결정한다. 상기 엔진(10)에 요구되는 흡기량 충족을 위해 상기 흡기유량에서의 터보차져(150) 목표부스트압을 결정하게 된다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에서는 휴지기통이 존재하는 엔진(10)의 CDA 운전상태에서도 각 기통에 유입되는 흡기량을 온전히 충족시킬 수 있도록 하는 터보차져(150)의 목표부스트압 산출이 가능하게 된다.
한편, 도 1 내지 2와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 슈퍼차져 제어방법은 상기 제3판단단계(S300)에서, 상기 제어부(300)는 현재의 흡기유량 및 상기 슈퍼차져(200)의 한계회전수를 이용하여 현재 엔진(10)의 운전영역이 상기 슈퍼차져(200)의 작동가능영역에 해당되는지 여부를 판단한다.
구체적으로, 상기한 바와 같이 본 발명은 제2판단단계(S200)를 통해 슈퍼차져(200)가 작동 가능한 상태인지 판단한다. 즉, 흡기유량이 과도한 상태로서 슈퍼차져(200) 구동시 슈퍼차져(200)가 한계회전수를 넘어 구동되어 파손 등의 위험성이 존재하는지 판단하는 것이다.
상기 한계회전수는 슈퍼차져(200)의 설계적인 측면에서 슈퍼차져(200)의 파손이 유발될 수 있는 회전수를 의미하는 것으로서, 설계적으로 결정되는 회전수에 해당된다. 결국, 본 발명의 실시예에서는 현재 슈퍼차져(200)를 경유하게 될 흡기의 유량과 한계회전수를 고려하여 슈퍼차져(200)가 안정적으로 구동될 수 있는 상황인지 판단하게 된다.
한편, 도 1 내지 2와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 슈퍼차져 제어방법은 상기 제4판단단계(S400)에서, 상기 제어부(300)가 상기 목표부스트압과 부스팅된 상기 실제 흡기압간의 상기 편차값, 상기 슈퍼차져(200)의 입구측 흡기압 및 상기 현재의 흡기유량을 이용하여 상기 슈퍼차져(200)의 상기 목표회전수를 결정한다.
구체적으로, 제어부(300)는 슈퍼차져(200)를 향해 유동하는 흡기의 유량과 슈퍼차져(200)로 유입되는 흡기의 압력을 결정한다. 상기 흡기압은 센서를 이용하여 파악될 수도 있고, 상기 터보차져(150) 구동상태를 통해 제어부(300)에서 산출될 수도 있을 것이다.
슈퍼차져(200) 입구측 흡기압에 상기 터보차져(150) 및 실제 흡기압간의 편차값을 반영하면, 현재의 흡기유량에 대해 상기 목표부스트압을 온전히 충족시키도록 흡기를 보조적으로 부스팅하는 슈퍼차져(200)의 목표회전수가 결정될 수 있다.
즉, 흡기는 터보차져(150)를 경유하면서 부스팅되고, 상기 목표회전수로 구동되는 슈퍼차져(200)를 경유하면서 본래 엔진(10)측에서 요구된 흡기압을 이루게 된다. 이는 터보차져(150)의 목표부스트압을 터보차져(150)와 슈퍼차져(200)를 함께 구동시켜 충족시키는 것으로 이해될 수 있다.
한편, 도 1 내지 2와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 슈퍼차져 제어방법은 상기 제1판단단계(S100) 이후, 상기 엔진(10)이 CDA 운전상태인 경우, 상기 제어부(300)가 EGR밸브(170)의 개도량을 기설정값보다 증대시키는 증대단계(S110);를 더 포함한다.
앞서 살핀 바와 같이, 엔진(10)의 CDA 운전상태에서는 배기량 또는 배기압이 감소된다. 이러한 배기압의 감소는 배기의 일부를 흡기측으로 순환시키는 EGR시스템에도 영향을 미칠 수 있다.
구체적으로, EGR시스템은 다양한 방식으로 마련될 수 있으나, 본 발명의 실시예에서는 상기 EGR시스템은 배기압과 흡기압의 편차값을 통해 배기의 유동을 일으켜 배기 일부를 흡기측으로 재순환시킨다.
이 때, 엔진(10)이 CDA 운전상태에 해당되어 배기압이 감소되면 배기 및 흡기간 압력차가 감소되어 EGR량이 감소되는데, 앞서 설명한 것처럼 엔진(10)의 CDA 운전상태는 일부기통에 연료가 분사되지 않는 것일 뿐 흡기가 유입되지 않는 것은 아니므로, 일반적인 엔진(10) 운전상태와 마찬가지의 흡기조건을 충족시켜야 하기 때문에 문제가 된다.
결국, 엔진(10)이 CDA 운전상태로 구동되더라도 EGR량은 전 기통 연료분사 상태와 동일하게 유지되는 것이 바람직한데, 이를 위해 본 발명의 실시예에서는 상기 엔진(10)의 CDA 운전상태에서 EGR밸브(170)의 개도량을 종전의 기설정값보다 증대시켜 EGR량 감소를 방지한다.
상기 기설정값이란, 엔진(10)의 전 기통 연료분사 상태에서의 EGR량을 의미하는 EGR개도량을 말하는 것으로서, 엔진(10)의 CDA 운전상태에서도 상기 기설정값을 적용하여 EGR시스템을 운용하면 상기한 바와 같이 EGR량이 줄어들게 되는 것이고, 본 발명의 실시예에서는 엔진(10)의 CDA 운전상태에서 EGR밸브(170)를 종래의 기설정값보다 증대시킴으로써, 엔진(10)이 CDA 운전상태임에도 불구하고 EGR량이 감소되지 않도록 하는 것이다.
이러한 EGR밸브(170)의 개도량 증대값은 이론적 및 실험적으로 미리 결정될 수 있으며, 엔진회전수 및 흡기유량 등을 고려하여 데이터맵화하여 제어부(300)에 미리 저장될 수 있을 것이다.
한편, 도 2와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 슈퍼차져 제어시스템은 엔진(10)의 흡기유로(20)상에 마련되고, 상기 엔진(10)으로 유입되는 흡기압을 부스팅하도록 마련된 터보차져(150); 상기 흡기유로(20)상에서 상기 터보차져(150)의 하류측에 마련되며, 상기 엔진(10)으로 유입되는 흡기압을 선택적으로 부스팅하도록 마련된 슈퍼차져(200); 및 상기 엔진(10)이 CDA 운전상태인지 판단하고, 상기 엔진(10)이 CDA 운전상태인 경우 현재 주행상태에 따른 상기 터보차져(150)의 상기 목표부스트압과 부스팅된 실제 흡기압 간의 편차값을 산출하고, 상기 편차값이 기준편차값 이상인지 판단하며, 상기 편차값이 상기 기준편차값 이상인 경우 상기 엔진(10)의 현재 운전영역이 상기 슈퍼차져(200)의 작동가능영역에 해당되는지 판단하고, 상기 엔진(10)의 현재 운전영역이 상기 슈퍼차져(200)의 작동가능영역에 해당되는 것으로 판단된 경우 상기 슈퍼차져(200)의 목표회전수를 결정하고, 상기 목표회전수가 기준회전수 이상인지 판단하며, 상기 목표회전수가 기준회전수 이상인 경우 상기 목표회전수를 반영하여 상기 슈퍼차져(200)를 작동시키도록 마련된 제어부(300);를 포함한다.
구체적으로, 상기 터보차져(150)는 흡기유로(20)상에 마련되어 흡기를 압축하는 컴프레셔 및 배기유로(30)상에서 배기에 의해 회전되는 터빈으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 슈퍼차져(200)는 바람직하게는 상기 터보차져(150)의 하류측 흡기유로(20)상에 마련된 컴프레셔 및 상기 컴프레셔를 회전시키는 구동원이 마련될 수 있다.
한편, 제어부(300)는 엔진(10)을 제어하기 위한 ECU 또는 ECU와 정보 송수신이 가능한 별도의 구성으로서 마련될 수 있으며, 상기 엔진(10)이 CDA 운전상태인지 판단하고, 현재 주행상태에 따른 상기 터보차져(150)의 상기 목표부스트압과 부스팅된 실제 흡기압 간의 편차값을 산출한다.
또한, 상기 편차값이 상기 기준편차값 이상인 경우 상기 엔진(10)의 현재 운전영역이 상기 슈퍼차져(200)의 작동가능영역에 해당되는지 판단하고, 상기 슈퍼차져(200)의 목표회전수를 결정하고, 상기 목표회전수가 기준회전수 이상인지 판단한다.
나아가, 상기 목표회전수가 기준회전수 이상인 경우 상기 목표회전수를 반영하여 상기 슈퍼차져(200)를 작동시키도록 마련된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
S100 : 제1판단단계 S500 : 작동단계
150 : 터보차져 200 : 슈퍼차져

Claims (6)

  1. 제어부가 엔진의 CDA 운전상태 여부를 판단하는 제1판단단계;
    상기 엔진이 CDA 운전상태인 경우, 상기 제어부가 현재 주행상태에 따른 터보차져의 목표부스트압과 부스팅된 실제 흡기압 간의 편차값을 산출하고, 상기 편차값이 기준편차값 이상인지 판단하는 제2판단단계;
    상기 편차값이 상기 기준편차값 이상인 경우, 상기 제어부가 상기 엔진의 현재 운전영역이 슈퍼차져의 작동가능영역에 해당되는지 여부를 판단하는 제3판단단계;
    상기 엔진의 현재 운전영역이 상기 슈퍼차져의 작동가능영역에 해당되는 것으로 판단된 경우, 상기 제어부가 상기 슈퍼차져의 목표회전수를 결정하고, 상기 목표회전수가 기준회전수 이상인지 여부를 판단하는 제4판단단계; 및
    상기 목표회전수가 상기 기준회전수 이상인 경우, 상기 목표회전수를 반영하여 상기 슈퍼차져를 작동시키는 작동단계;를 포함하는 차량의 슈퍼차져 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2판단단계에서,
    상기 제어부는 현재 요구되는 엔진회전수 및 흡기유량을 이용하여 상기 목표부스트압을 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 슈퍼차져 제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3판단단계에서,
    상기 제어부는 현재의 흡기유량 및 상기 슈퍼차져의 한계회전수를 이용하여 현재 엔진의 운전영역이 상기 슈퍼차져의 작동가능영역에 해당되는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 슈퍼차져 제어방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제4판단단계에서,
    상기 제어부는 상기 목표부스트압과 부스팅된 상기 실제 흡기압간의 상기 편차값, 상기 슈퍼차져의 입구측 흡기압 및 상기 현재의 흡기유량을 이용하여 상기 슈퍼차져의 상기 목표회전수를 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 슈퍼차져 제어방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1판단단계 이후,
    상기 엔진이 CDA 운전상태인 경우, 상기 제어부가 EGR밸브의 개도량을 기설정값보다 증대시키는 증대단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 슈퍼차져 제어방법.
  6. 엔진의 흡기유로상에 마련되고, 상기 엔진으로 유입되는 흡기압을 부스팅하도록 마련된 터보차져;
    상기 흡기유로상에서 상기 터보차져의 하류측에 마련되며, 상기 엔진으로 유입되는 흡기압을 선택적으로 부스팅하도록 마련된 슈퍼차져; 및
    상기 엔진이 CDA 운전상태인지 판단하고, 상기 엔진이 CDA 운전상태인 경우 현재 주행상태에 따른 상기 터보차져의 상기 목표부스트압과 부스팅된 실제 흡기압 간의 편차값을 산출하고, 상기 편차값이 기준편차값 이상인지 판단하며, 상기 편차값이 상기 기준편차값 이상인 경우 상기 엔진의 현재 운전영역이 상기 슈퍼차져의 작동가능영역에 해당되는지 판단하고, 상기 엔진의 현재 운전영역이 상기 슈퍼차져의 작동가능영역에 해당되는 것으로 판단된 경우 상기 슈퍼차져의 목표회전수를 결정하고, 상기 목표회전수가 기준회전수 이상인지 판단하며, 상기 목표회전수가 기준회전수 이상인 경우 상기 목표회전수를 반영하여 상기 슈퍼차져를 작동시키도록 마련된 제어부;를 포함하는 차량의 슈퍼차져 제어시스템.

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