KR20180015900A - Egr 장치가 구비된 엔진 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 EGR 장치가 구비된 엔진 시스템은 연료의 연소에 의해 구동력을 발생시키는 다수의 연소실을 포함하는 엔진; 상기 연소실로 공급되는 흡기 가스가 유입되는 흡기 라인; 상기 연소실에서 배출되는 배기 가스가 흐르는 배기 라인; 상기 배기 라인에 구비되고 상기 연소실에서 배출되는 배기 가스에 의해 회전하는 터빈과 상기 흡기 라인에 구비되고 상기 터빈과 연동하여 회전하고 외기를 압축하는 컴프레서 포함하는 터보차저; 및 상기 배기 라인에서 분기하여 상기 흡기 라인으로 합류하는 재순환 라인, 상기 재순환 라인에 설치되고 재순환 가스량을 조절하는 EGR 밸브, 상기 재순환 라인의 상기 EGR 밸브의 전단에 설치되어 재순환 가스의 압력을 측정하는 압력 센서, 및 상기 재순환 라인의 상기 EGR 밸브 후단에 설치되고 재순환 가스량을 조절하는 유량 조절 장치를 포함하는 EGR 장치;를 포함할 수 있다.

Description

EGR 장치가 구비된 엔진 시스템 {ENGINE SYSTEM HAVING EGR APPARATUS}
본 발명은 EGR 장치가 구비된 엔진 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 재순환 가스 유량을 정확히 측정하고 제어할 수 있는 EGR 장치가 구비된 엔진 시스템에 관한 것이다.
자동차의 엔진은 외부로부터 유입된 공기를 연료와 적절한 비율로 혼합하여 연소시켜 동력을 발생한다.
엔진의 구동으로 동력을 발생시키는 과정에서 연소를 위해 외부의 공기를 충분히 공급하여야만 원하는 출력과 연소 효율을 얻을 수 있다. 이를 위해, 엔진의 연소 효율을 높이기 위해 연소용 공기를 과급시켜 주는 장치로서 터보차저 (turbocharger)가 사용되고 있다.
일반적으로 터보차저는 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 압력을 이용하여 터빈을 돌린 후, 그 회전력을 이용하여 연소실로 고압의 공기를 공급하여 엔진의 출력을 높이는 장치이다. 터보차저는 디젤 엔진과 가솔린 엔진에 모두 적용되고 있다.
또한, 배기 가스에 포함된 질소산화물(nitrous oxide; NOx)은 주요한 대기오염물질로 규제되고 있으며, 이러한 NOx의 배출을 줄이기 위한 많은 연구가 진행되고 있다.
배기가스 재순환(exhaust gas recirculation; EGR) 시스템은 유해 배기가스의저감을 위해 차량에 장착되는 시스템이다. 일반적으로, NOx는 혼합기 중에 공기의 비율이 높아서 연소가 잘될 때 증가한다. 따라서, 배기가스 재순환 시스템은 엔진에서 배출되는 배기가스의 일부(예를 들어 5~20%)를 다시 혼합기에 섞어 혼합기 속의 산소량을 줄이고 연소를 방해하여 NOx의 발생을 억제하는 시스템이다.
가솔린 엔진의 배기가스 재순환(exhaust gas recirculation; EGR) 시스템은 연비 개선을 위해 차량에 장착되는 시스템이다. 배기가스 재순환 시스템을 통해 저속/저부하 영역에서 펌핑 로스 저감시킬 수 있고, 중속/중부하 영역에서 연소실의 온도 저감에 의한 점화 시기 진각시킬 수 있기 때문에 차량의 연비를 개선할 수 있다.
대표적인 배기가스 재순환 시스템으로 저압 이지알(LP-EGR: low pressure exhaust gas recirculation) 장치가 있다. 저압 EGR 장치는 터보차저의 터빈을 통과한 배기가스를 컴프레서 전단의 흡기 통로로 재순환시킨다.
종래 기술에 의한 배기가스 재순환 시스템은 터보차저가 작동 중일 때는 터빈과 컴프레서의 회전력에 의해 재순환 가스를 엔진의 연소실로 공급한다.
그러나 터보차저가 작동하지 않을 때는 컴프레서 전단에 부압(negative pressure)이 거의 발생하지 않기 때문에, 별도의 차압 생성 밸브를 적용하는 방안을 검토하고 있다. 그러나 이와 같은 차압 생성 밸브가 장착되면, 차량의 제조 원가가 증가하는 문제가 발생한다.
또한, 재순환 가스량을 조절하는 EGR 밸브의 전단과 후단의 압력 차이를 검출하는 차압 센서가 구비되는데, 저속/저부하 영역에서 EGR 밸브의 전단과 후단의 압력 차이가 작기 때문에 EGR(exhaust gas recirculation) 제어의 정밀도가 떨어진다.
따라서, 정확한 재순환 가스량을 조절할 수 없어 연소 안정성을 확보할 수 없기 때문에 점화시기를 진각시킬 수 없고 차량의 연비를 개선하기 어려운 문제가 발생한다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 별도의 차압 센서를 사용하지 않고 재순환 가스량을 정확히 제어할 수 있는 EGR 장치가 구비된 엔진 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 정확한 재순환 가스량의 제어를 통해 연소 안정성과 차량의 연비를 개선할 수 있는 EGR 장치가 구비된 엔진 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 EGR 장치가 구비된 엔진 시스템은 연료의 연소에 의해 구동력을 발생시키는 다수의 연소실을 포함하는 엔진; 상기 연소실로 공급되는 흡기 가스가 유입되는 흡기 라인; 상기 연소실에서 배출되는 배기 가스가 흐르는 배기 라인; 상기 배기 라인에 구비되고 상기 연소실에서 배출되는 배기 가스에 의해 회전하는 터빈과 상기 흡기 라인에 구비되고 상기 터빈과 연동하여 회전하고 외기를 압축하는 컴프레서 포함하는 터보차저; 및 상기 배기 라인에서 분기하여 상기 흡기 라인으로 합류하는 재순환 라인, 상기 재순환 라인에 설치되고 재순환 가스량을 조절하는 EGR 밸브, 상기 재순환 라인의 상기 EGR 밸브의 전단에 설치되어 재순환 가스의 압력을 측정하는 압력 센서, 및 상기 재순환 라인의 상기 EGR 밸브 후단에 설치되고 재순환 가스량을 조절하는 유량 조절 장치를 포함하는 EGR 장치;를 포함할 수 있다.
상기 유량 조절 장치는 동력을 발생시키는 구동 모터; 상기 구동 모터의 회전축에 설치되고 상기 재순환 라인을 흐르는 재순환 가스에 의해 회전하거나 상기 구동 모터의 동력에 의해 회전하는 플랩; 및 상기 플랩의 회전 속도를 감지하는 속도 센서;를 포함할 수 있다.
상기 플랩은 상기 재순환 라인을 흐르는 재순환 가스의 유동 방향에 수직하게 구비될 수 있다.
상기 구동 모터의 회전축은 상기 재순환 라인의 내주면의 반경 방향 외측에 위치할 수 있다.
차량의 운전 정보를 감지하는 운전 정보 감지부; 및 상기 운전 정보에 따라 상기 유량 조절 장치를 제어하는 제어기;를 더 포함할 수 있다.
상기 제어기는 상기 운전 정보로부터 EGR 장치의 사용 영역인지 여부를 판단하고, 상기 EGR 장치의 사용 영역이 아니면, 상기 EGR 밸브를 차단할 수 있다.
상기 제어기는 상기 EGR 장치의 사용 영역이면 상기 EGR 밸브를 개방하고 상기 압력 센서에 의해 감지된 상기 재순환 라인 내부의 압력이 설정 압력 이상이면 상기 구동 모터로 공급되는 전원을 차단하고 상기 EGR 밸브의 개도량을 조절하여 EGR율을 제어할 수 있다.
상기 제어기는 상기 압력 센서에 의해 감지된 상기 재순환 라인 내부의 압력이 설정 압력보다 작으면 상기 구동 모터로 전원을 공급하여 상기 재순환 가스의 압력과 목표 EGR율 에 따라 상기 플랩의 회전 속도를 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 EGR 장치를 포함하는 엔진 시스템의 제어 방법은 엔진, 및 상기 엔진에서 배출되는 배기 가스의 일부를 상기 엔진의 연소실로 재공급하는 EGR 장치를 포함하는 엔진 시스템의 제어 방법에 있어서, 운전 정보 감지부에 의해, 운전 정보를 검출하는 단계; 제어기에 의해, 상기 운전 정보로부터 EGR 장치의 사용 영역인지 여부를 판단하는 단계; 상기 제어기에 의해, 상기 EGR 장치의 사용 영역에 따라 상기 EGR 장치의 EGR 밸브와 유량 조절 장치의 동작을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제어하는 단계는 상기 EGR 장치의 사용 영역이면, 상기 제어기에 의해, 상기 EGR 밸브를 개방하는 단계; 상기 EGR 장치의 재순환 라인에 구비된 압력 센서에 의해, 상기 재순환 라인을 흐르는 배기 가스의 압력을 측정하는 단계; 및 상기 유량 조절 장치의 구동 모터의 동작을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 재순환 가스의 압력이 설정 압력보다 작으면, 상기 구동 모터에 전원을 인가하여 상기 배기 가스의 압력과 목표 EGR율에 따라 상기 구동 모터에 설치된 플랩의 회전 속도를 제어할 수 있다.
상기 재순환 가스의 압력이 설정 압력 이상이면, 상기 구동 모터에 공급되는 전원을 차단하고 상기 EGR 밸브의 개도량을 조절하여 EGR율을 제어할 수 있다.
상기 EGR 장치의 사용 영역이 아니면, 상기 EGR 장치의 EGR 밸브를 차단할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의한 EGR 장치가 구비된 엔진 시스템에 의하면, 재순환 라인에 구비되는 유량 조절 장치를 통해 재순환 가스량을 정확히 측정하고 조절할 수 있다.
또한, 재순한 가스량의 정확히 제어할 수 있기 때문에 연소 안정성을 확보하고 연비를 개선할 수 있다.
또한, 별도의 차압 생성 밸브와 차압 센서를 제거할 수 있기 때문에 차량의 제조 원가를 절감할 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 따른 EGR 장치가 구비된 엔진 시스템의 구성을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 EGR 장치가 구비된 엔진 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유량 조절 장치의 구성을 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 EGR 장치가 구비된 엔진 시스템의 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 EGR 장치가 구비된 엔진 시스템에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 EGR 장치가 구비된 엔진 시스템의 구성을 도시한 개념도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 EGR 장치가 구비된 엔진 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 EGR 장치가 구비된 엔진 시스템(이하, '엔진 시스템'이라고 한다)은 엔진(20), 터보차저(70), 인터쿨러(16), EGR 장치(exhaust gas recirculation apparatus)(50), 운전 정보 감지부(80), 및 제어기(90)를 포함한다.
상기 엔진(20)은 연료의 연소에 의해 구동력을 발생시키는 다수의 연소실(21)을 포함한다. 상기 엔진(20)에는 상기 연소실(21)로 공급되는 흡기 가스가 흐르는 흡기 라인(10)과, 상기 연소실(21)에서 배출되는 배기 가스가 흐르는 배기 라인(30)이 구비된다.
상기 배기 라인(30)에는 상기 연소실(21)에서 배출되는 배기 가스에 포함된 각종 유해 물질을 정화시키는 배기 가스 정화 장치(60)가 구비된다. 상기 배기 가스 정화 장치(60)는 질소 산화물을 정화하기 위한 LNT(lean NOx trap), 디젤 산화 촉매(diesel oxidation catalyst) 및 디젤 매연 필터(diesel particulate filter)를 포함할 수 있다.
상기 터보차저(70)는 상기 흡기 라인(10)을 통해 유입되는 흡기 가스(외기+재순환 가스)를 압축하여 상기 연소실(21)로 공급한다. 상기 터보차저(70)는 상기 배기 라인(30)에 구비되고 상기 연소실(21)에서 배출되는 배기 가스에 의해 회전하는 터빈(71), 및 상기 터빈(71)과 연동하여 회전하고 흡기 가스를 압축하는 컴프레서(72)를 포함한다.
상기 EGR 장치 장치(50)는 재순환 라인(52), EGR 쿨러(56), EGR 밸브(54), 및 유량 조절 장치(100)를 포함한다.
상기 재순환 라인(52)은 상기 터보차저(70) 후단의 배기 라인(30)에서 분기되어 상기 흡기 라인(10)으로 합류한다. 상기 EGR 쿨러(56)는 상기 EGR 라인(52)에 배치되고, 상기 재순환 라인(52)을 흐르는 배기 가스를 냉각시킨다. 상기 유량 조절 장치(100)는 상기 재순환 라인(52)에 설치되어 상기 재순환 라인(52)을 흐르는 재순환 가스량을 측정하고 조절한다. 상기 EGR 밸브(54)는 상기 EGR 라인(52)과 상기 흡기 라인(10)이 합류하는 지점에 배치되고, 상기 흡기 라인(10)으로 유입되는 재순환 가스량을 조절한다. 여기서, 상기 재순환 라인(52)을 통해 상기 흡기 라인(10)으로 공급되는 배기 가스를 재순환 가스라고 한다.
도 3을 참조하면, 상기 유량 조절 장치(100)는 동력을 발생시키는 구동 모터(110), 상기 구동 모터(110)의 회전축(120)에 설치되고 상기 재순환 라인을 흐르는 재순환 가스에 의해 회전하거나 상기 구동 모터(110)의 동력에 의해 회전하는 플랩(130)을 포함한다. 이때, 상기 유량 조절 장치(100)는 상기 플랩(130)의 회전 속도를 감지하는 속도 센서(140)를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 플랩(130)은 상기 재순환 라인을 흐르는 순환 가스의 유동 방향에 수직하게 구비되고, 상기 구동 모터(110)의 회전축(120)은 상기 재순환 라인의 내주면의 반경 방향 외측에 위치하기 때문에, 상기 재순환 가스의 유동에 따른 플랩(130)의 마찰 저항이 최소화되고, 재순환 가스량을 정확히 측정할 수 있다.
즉, 상기 속도 센서(140)를 통해 측정된 상기 플랩(130)의 회전 속도와 후술할 압력 센서(58)를 통해 측정된 재순환 라인의 압력으로부터 상기 재순환 라인을 흐르는 재순환 가스량을 측정할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 인터쿨러(16)는 상기 상기 흡기 라인(10)을 통해 유입되는 흡기 가스를 냉각수와의 열 교환을 통해 냉각시킨다. 즉, 상기 터보차저(70)에 의해 압축된 흡기 가스는 온도가 높아져 팽창하기 때문에, 상기 연소실(21)로 공급되는 흡기 가스의 산소 밀도가 낮아지고, 이로 인해, 상기 엔진(20)에서 요구하는 토크를 출력하기 어렵다. 따라서, 상기 인터쿨러(16)를 통해 흡기 가스를 냉각시켜 흡기 가스의 밀도를 증가시켜 엔진(20)의 연소 효율을 향상시킨다.
상기 제어기(90)는 상기 엔진(20), 상기 터보차저(70), 상기 EGR 밸브(54) 및 유량 조절 장치(100)의 동작을 제어한다.
이를 위해, 상기 제어기(90)는 설정된 프로그램에 의하여 작동하는 하나 이상의 프로세서로 구비될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시 예에 따른 엔진 제어 방법의 각 단계를 수행하도록 되어 있다.
상기 운전 정보 감지부(80)는 운전 정보를 감지하고, 감지된 운전 정보는 상기 제어기(90)로 전송된다. 상기 운전 정보는 엔진의 흡기 온도, 냉각수 온도, 차속, 및 엔진 부하를 포함할 수 있다.
상기 제어기(90)는 상기 운전 정보 감지부(80)에서 감지되는 운전 정보에 따라 상기 유량 조절 장치(100)의 동작을 제어한다.
구체적으로, 상기 제어기(90)는 상기 운전 정보로부터 차량의 운전 영역이 EGR 장치의 사용 영역인지 여부를 판단한다.
만약, 상기 EGR 장치(50)의 사용 영역이 아니면, 상기 제어기(90)는 상기 EGR 밸브(54)를 차단하여, 상기 배기 라인(30)을 흐르는 배기 가스가 상기 재순환 라인(52)을 통해 상기 흡기 라인(10)으로 공급되는 것을 차단한다.
상기 EGR 장치(50)의 사용 영역이면, 상기 제어기(90)는 상기 EGR 밸브(54)를 개방하고, 상기 압력 센서(58)에서 감지된 상기 재순환 라인(52) 내부의 재순환 가스 압력이 설정 압력 이상이면, 상기 구동 모터(110)로 공급되는 전원을 차단하고, 상기 EGR 밸브(54)의 개도량을 조절하여 EGR율을 제어한다.
일반적으로, 상기 흡기 라인(10)을 통해 유입되는 외기의 압력은 대기압 정도의 수준을 유지한다. 따라서, 상기 EGR 밸브(54)의 전단에 설치된 상기 압력 센서(58)에서 측정된 재순환 가스의 압력을 통해 상기 EGR 밸브(54)의 전단과 후단의 압력 차이를 검출할 수 있다.
따라서, 상기 압력 센서(58)를 통해 감지된 재순환 가스 압력이 설정 압력 이상이면, 재순환 가스를 공급하기 위한 상기 EGR 밸브(54)의 전단과 후단의 압력 차이가 충분하다는 것을 의미하기 때문에, 상기 구동 모터(110)로 공급되는 전원을 차단하여 상기 구동 모터(110)의 회전축(120)에 설치된 상기 플랩(130)이 재순환 가스에 의해 자유롭게 회전하도록 하고 재순환 가스가 흡기 라인(10)으로 유입되도록 한다.
반면, 상기 압력 센서(58)에 의해 감지된 상기 재순환 라인 내부의 압력이 설정 압력보다 작으면 재순환 가스를 상기 흡기 라인(10)으로 공급하기 위한 상기 EGR 밸브(54)의 전단과 후단의 압력 차이가 작다는 것을 의미한다.
이러한 경우, 상기 제어기(90)는 상기 구동 모터(110)로 전원을 공급하여 상기 재순환 가스의 압력과 목표 EGR율(EGR ratio)에 따라 상기 플랩(130)의 회전 속도를 제어한다. 여기서, EGR율은 엔진으로 유입되는 전체 공기량(신기 + 재순환 가스) 중에서 배기가스 재순환 시스템을 통해 엔진으로 유입되는 재순환 가스량이 차지하는 비율을 의미한다.
EGR 밸브(54)의 전단과 후단의 압력 차이가 작은 경우에는 EGR 밸브의 제어만으로 재순환 가스를 흡기 라인(10)으로 정확히 제어하기 어렵다. 그러나 본 발명의 경우에는, 상기 유량 조절 장치(100)를 통해 EGR 밸브(54)의 전단과 후단의 압력 차이가 작은 경우에도 재순환 가스량을 정밀하게 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 엔진 시스템은 상기 흡기 라인(10)에 설치되는 습도 센서(59)를 더 포함할 수 있다. 상기 습도 센서(59)에서 측정된 신기의 습도는 상기 제어기(90)로 전송된다.
상기 제어기(90)는 상기 습도 센서(59)에서 측정된 신기의 습도에 따라 EGR율을 보상할 수 있다. 예를 들면, 상기 습도 센서(59)에서 측정된 신기의 습도가 설정 습도 이상이면 신기의 습도에 따라 EGR율을 감소시킬 수 있다.
이하에서는, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 엔진 시스템의 제어 방법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 EGR 장치가 구비된 엔진 시스템의 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 운전 정보 감지부(80)는 엔진의 흡기 온도, 냉각수 온도, 차속, 엔진 속도 및 엔진 부하를 포함하는 운전 정보를 감지한다(S10). 상기 운전 정보 감지부(80)에서 감지된 운전 정보는 상기 제어기(90)로 전송된다.
상기 제어기(90)는 상기 운전 정보로부터 차량의 운전 영역이 EGR 장치의 사용 영역인지 여부를 판단한다(S20). 예를 들어, 일반적인 가솔린 엔진의 경우, 엔진 속도가 1,000~4,000 rpm의 범위 내에서 엔진 속도(rpm)와 엔진 부하에 따른 EGR율(EGR ratio)이 정해지고, 맵 데이터 형식으로 상기 제어기(90)에 미리 저장된다. 즉, 상기 제어기(90)는 엔진 속도와 엔진 부하에 따라 EGR 장치의 사용 영역인지 여부를 판단할 수 있다.
상기 제어기(90)는 EGR 장치의 사용 영역에 따라 상기 EGR 밸브의 개도 및 상기 유량 조절 장치(100)의 동작을 제어한다.
구체적으로, 차량의 운전 영역이 EGR 장치의 사용 영역이 아니면, 상기 제어기(90)는 상기 EGR 밸브(54)를 차단하여 상기 배기 라인(30)을 흐르는 배기 가스가 상기 재순환 라인(52)을 통해 상기 흡기 라인(10)으로 유입되는 것을 차단한다(S30).
상기 S20 단계에서, EGR 장치의 사용 영역이면, 상기 EGR 밸브(54)를 개방하여(S40), 상기 배기 라인(30)을 흐르는 배기 가스가 상기 재순환 라인(52)을 통해 상기 흡기 라인(10)으로 유입되도록 한다.
상기 압력 센서(58)는 재순환 라인(52)을 흐르는 재순환 가스의 압력을 측정한다(S50). 상기 압력 센서(58)를 통해 재순환 라인(52)을 흐르는 재순환 가스의 압력은 상기 제어기(90)로 전송된다.
상기 제어기(90)는 재순환 가스의 압력을 설정 압력과 비교하여(S60) 재순환 가스의 압력이 설정 압력 이상이면, 상기 제어기(90)는 상기 유량 조절 장치(100)의 구동 모터(110)에 공급되는 전원을 차단하여(S62), 상기 구동 모터(110)의 회전축(120)에 설치된 플랩(130)이 자유롭게 회전하도록 한다. 그리고 상기 제어기(90)는 상기 EGR 밸브(54)의 개도량을 조절하여 EGR율을 제어한다. 이때, 상기 제어기(90)는 상기 유량 조절 장치(100)의 속도 센서(140)를 통해 감지된 플랩(130)의 회전 속도와 상기 재순환 라인(52)에 설치된 압력 센서(58)에서 측정된 재순환 가스의 압력으로부터 현재 재순환 라인(52)을 흐르는 재순환 가스량을 산출할 수 있고, 산출된 재순환 가스량을 이용하여 EGR율을 정확히 제어할 수 있다.
만약, 재순환 가스의 압력이 설정 압력보다 작으면, 상기 제어기(90)는 상기 구동 모터(110)에 전원을 공급하여(S64) 상기 배기 가스의 압력과 목표 EGR율에 따라 상기 구동 모터(110)에 설치된 플랩(130)의 회전 속도를 제어한다.
한편, 상기 제어기(90)는 상기 습도 센서(59)를 통해 측정된 신기의 습도에 따라 EGR율을 보상할 수 있다.
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: 흡기 라인
12: 흡기 바이패스 라인
14: 재순환 밸브
16: 인터쿨러
20: 엔진
21: 연소실
23: 흡기 매니폴드
30: 배기 라인
32: 배기 바이패스 라인
34: 웨이스트 게이트 밸브
50: EGR 장치
52: 재순환 라인
54: EGR 밸브
56: EGR 쿨러
58: 압력 센서
59: 습도 센서
60: 배기 가스 정화 장치
70: 터보차저
71: 터빈
72: 컴프레서
80: 운전 정보 감지부
90: 제어기
100: 유량 조절 장치
110: 구동 모터
120: 회전축
130: 플랩
140: 속도 센서

Claims (13)

  1. 연료의 연소에 의해 구동력을 발생시키는 다수의 연소실을 포함하는 엔진;
    상기 연소실로 공급되는 흡기 가스가 유입되는 흡기 라인;
    상기 연소실에서 배출되는 배기 가스가 흐르는 배기 라인;
    상기 배기 라인에 구비되고 상기 연소실에서 배출되는 배기 가스에 의해 회전하는 터빈과 상기 흡기 라인에 구비되고 상기 터빈과 연동하여 회전하고 외기를 압축하는 컴프레서 포함하는 터보차저; 및
    상기 배기 라인에서 분기하여 상기 흡기 라인으로 합류하는 재순환 라인, 상기 재순환 라인에 설치되고 재순환 가스량을 조절하는 EGR 밸브, 상기 재순환 라인의 상기 EGR 밸브의 전단에 설치되어 재순환 가스의 압력을 측정하는 압력 센서, 및 상기 재순환 라인의 상기 EGR 밸브 후단에 설치되고 재순환 가스량을 조절하는 유량 조절 장치를 포함하는 EGR 장치;
    를 포함하는 EGR 장치가 구비된 엔진 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유량 조절 장치는
    동력을 발생시키는 구동 모터;
    상기 구동 모터의 회전축에 설치되고 상기 재순환 라인을 흐르는 재순환 가스에 의해 회전하거나 상기 구동 모터의 동력에 의해 회전하는 플랩; 및
    상기 플랩의 회전 속도를 감지하는 속도 센서;
    를 포함하는 EGR 장치가 구비된 엔진 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 플랩은 상기 재순환 라인을 흐르는 재순환 가스의 유동 방향에 수직하게 구비되는 EGR 장치가 구비된 엔진 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 구동 모터의 회전축은 상기 재순환 라인의 내주면의 반경 방향 외측에 위치하는 EGR 장치가 구비된 엔진 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    차량의 운전 정보를 감지하는 운전 정보 감지부; 및
    상기 운전 정보에 따라 상기 유량 조절 장치를 제어하는 제어기;
    를 더 포함하는 EGR 장치가 구비된 엔진 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어기는
    상기 운전 정보로부터 EGR 장치의 사용 영역인지 여부를 판단하고,
    상기 EGR 장치의 사용 영역이 아니면, 상기 EGR 밸브를 차단하는 EGR 장치가 구비된 엔진 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어기는
    상기 EGR 장치의 사용 영역이면 상기 EGR 밸브를 개방하고 상기 압력 센서에 의해 감지된 상기 재순환 라인 내부의 압력이 설정 압력 이상이면 상기 구동 모터로 공급되는 전원을 차단하고 상기 EGR 밸브의 개도량을 조절하여 EGR율을 제어하는 EGR 장치가 구비된 엔진 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어기는
    상기 압력 센서에 의해 감지된 상기 재순환 라인 내부의 압력이 설정 압력보다 작으면 상기 구동 모터로 전원을 공급하여 상기 재순환 가스의 압력과 목표 EGR율에 따라 상기 플랩의 회전 속도를 제어하는 EGR 장치가 구비된 엔진 시스템.
  9. 엔진, 및 상기 엔진에서 배출되는 배기 가스의 일부를 상기 엔진의 연소실로 재공급하는 EGR 장치를 포함하는 엔진 시스템의 제어 방법에 있어서,
    운전 정보 감지부에 의해, 운전 정보를 검출하는 단계;
    제어기에 의해, 상기 운전 정보로부터 EGR 장치의 사용 영역인지 여부를 판단하는 단계;
    상기 제어기에 의해, 상기 EGR 장치의 사용 영역에 따라 상기 EGR 장치의 EGR 밸브와 유량 조절 장치의 동작을 제어하는 단계;
    를 포함하는 엔진 시스템의 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는
    상기 EGR 장치의 사용 영역이면,
    상기 제어기에 의해, 상기 EGR 밸브를 개방하는 단계;
    상기 EGR 장치의 재순환 라인에 구비된 압력 센서에 의해, 상기 재순환 라인을 흐르는 배기 가스의 압력을 측정하는 단계; 및
    상기 유량 조절 장치의 구동 모터의 동작을 제어하는 단계;
    를 포함하는 엔진 시스템의 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 재순환 가스의 압력이 설정 압력보다 작으면,
    상기 구동 모터에 전원을 인가하여 상기 배기 가스의 압력과 목표 EGR율에 따라 상기 구동 모터에 설치된 플랩의 회전 속도를 제어하는 엔진 시스템의 제어 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 재순환 가스의 압력이 설정 압력 이상이면,
    상기 구동 모터에 공급되는 전원을 차단하고 상기 EGR 밸브의 개도량을 조절하여 EGR율을 제어하는 엔진 시스템의 제어 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 EGR 장치의 사용 영역이 아니면
    상기 EGR 장치의 EGR 밸브를 차단하는 엔진 시스템의 제어 방법.
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