KR20180113654A - Ｅｇｒ 제어방법 - Google Patents

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박기민
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Abstract

본 발명은 급가속 등의 일시적인 고부하 운전영역을 판단하여, 일시적인 고부하 운전영역에 진입시 EGR량을 일시적으로 증가시켜 EGR사용 영역을 증대하고, 이에 NOx 저감성능 및 배출가스 저감성능을 향상시키는 것을 특징으로 하는 EGR 제어방법이 소개된다.

Description

ＥＧＲ 제어방법{CONTROL METHOD FOR EXHAUST GAS RECIRCULATION}
본 발명은 EGR 사용영역을 증대하여 배출가스 저감성능을 향상시키는 EGR 제어방법에 관한 것이다.
디젤 엔진의 EM 규제가 강화되면서 RDE(Real Driving Emission), 즉 실도로 주행 중 배출가스를 낮추는 것이 요구되고 있다.
대표적인 공해물질로 PM(Particulate Matter)과 NOx를 들 수 있는데, 이 중 PM의 경우 DPF를 이용하여 대부분의 입자상 물질을 제거할 수 있다.
그리고 NOx의 경우 LNT, SCR과 같은 후처리 장치를 사용하여 저감하고 있지만, 이와 더불어 엔진 자체 발생 Raw NOx를 줄이기 위해서는 이전보다 더 많은 운전영역에서 EGR 사용이 가능하도록 개발되어야 한다.
한편, 도 1은 SCR이 장착된 차량에서 차량의 부하에 따른 NOx 발생 양상을 설명하기 위한 도면으로, 차량의 가속을 위해 가속페달을 밟음으로써 연료량이 일시적으로 증가되면 엔진에서 Raw NOx가 많이 배출되면서 후처리 장치가 있음에도 모두 정화되지 못하고 테일파이프로 배출되는 현상이 나타날 수 있다.
이는, 고부하 영역에서는 고온에 의한 EGR계의 하드웨어를 보호하기 위해 EGR을 많이 사용하지 않기 때문에 발생하는 현상으로, 고속, 고부하 영역은 물론 전부하 운전영역에서도 배출가스 저감 성능을 높이기 위해서는 이러한 운전영역들에서도 EGR을 적극적으로 사용해야 할 필요성이 요구되고 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
JP 1994-280684 A
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, EGR사용 영역을 증대하여 배출가스 저감성능을 향상시키는 EGR 제어방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 제어부가 차량의 주행상태를 반영하는 진입팩터값을 기반으로 일시적으로 고부하운전 진입조건을 만족하는지 판단하는 고부하진입판단단계; 및 일시적으로 고부하운전 진입조건 만족시, 제어부가 일시적으로 EGR량이 증가되도록 보정하는 EGR증가단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 고부하진입판단단계에서 상기 진입팩터값은 엔진회전속도 변화량과, 연료량 변화량일 수 있다.
상기 고부하진입판단단계에서는, 상기 진입팩터값이 고부하운전 진입조건을 만족하는 진입기준팩터값을 초과하여 일정시간 범위 내에서 유지되는지 더 판단할 수 있다.
상기 EGR증가단계 이 후에, 제어부가 차량의 주행상태를 반영하는 해제팩터값을 기반으로 고부하운전 해제조건을 만족하는지 판단하는 고부하해제판단단계; 상기 고부하운전 해제조건 만족시, 제어부가 EGR량이 EGR증가단계 이 전으로 감소되도록 보정하는 EGR감소단계;를 포함할 수 있다.
상기 고부하해제판단단계에서 상기 해제팩터값은 엔진회전속도 변화량과, 연료량 변화량과, 가속페달 답입량 중 하나일 수 있다.
상기 고부하해제판단단계에서는, 상기 해제팩터값이 고부하운전 해제조건을 만족하는 해제기준팩터값 미만에서 일정시간 이상 유지되는지 더 판단할 수 있다.
상기 고부하운전 진입조건을 만족하는 진입기준팩터값과, 상기 고부하운전 해제조건을 만족하는 해제기준팩터값 사이에 히스테리시스 구간을 두어 설정할 수 있다.
상기 EGR증가단계 이 후에, 시간의 경과에 따라 EGR량이 점진적으로 감소되도록 제어하는 EGR램프다운감소단계;를 더 포함할 수 있다.
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 차량의 일시적인 급가속과 같은 고부하 운전영역에서 일시적으로 EGR량을 더 증가함으로써, EGR 사용영역을 증대시켜 NOx 저감에 효율적이고, 이에 배출가스 저감 성능을 높이는 효과가 있다.
도 1은 차량의 가속시 발생하는 일반적인 NOx 발생 양상을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 EGR 제어방법의 제어 흐름을 도시한 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 EGR 제어방법의 구현을 위한 시스템 구조도.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 EGR 제어방법은 크게, 고부하진입판단단계와, EGR증가단계를 포함하여 구성될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명을 구체적으로 살펴보면, 먼저 고부하진입판단단계에서는, 제어부(1)가 차량의 주행상태를 반영하는 진입팩터값을 기반으로 일시적으로 고부하운전 진입조건을 만족하는지 판단할 수 있다.
여기서, 상기 진입팩터값은 엔진회전속도 변화량과, 연료량 변화량일 수 있다.
예컨대, 단위시간 당 엔진회전속도 변화량과, 연료량 변화량이 각각 진입기준팩터값을 초과하는 경우, 고부하운전 진입조건을 만족하는 것으로 판단하여, 일시적으로 고부하 운전모드에 진입하도록 제어할 수 있다.
더불어, 상기 고부하진입판단단계에서는, 상기 진입팩터값이 고부하운전 진입조건을 만족하는 진입기준팩터값을 초과하여 일정시간 범위 내에서 유지되는지 더 판단할 수 있다.
예컨대, 진입팩터값이 진입기준팩터값을 초과한 상태로 일정시간 내에서 유지되고 있는 경우에만, 고부하운전 진입조건을 만족하는 것으로 판단한다.
즉, 엔진회전속도 변화량과, 연료량 변화량이 알 수 없는 오류나 운전자의 악의적인 운전습관 등의 이유로 순간적으로 급등락하는 경우, 이들 상황에서 입력되는 진입팩터값은 필터 등을 이용하여 고부하운전 진입조건을 판단하는 운전조건에서 배제할 수 있다.
다음으로, 상기 EGR증가단계에서는, 상기 고부하진입판단단계의 판단 결과, 일시적으로 고부하운전 진입조건을 만족하는 것으로 판단시, 제어부(1)가 일시적으로 EGR량이 증가되도록 보정할 수 있다.
즉, 정상적인 운전상황에서 기존의 EGR맵과 EGR보정맵을 이용하여 목표 EGR량을 계산하고 계산된 목표 EGR량을 수렴하여 EGR량을 제어하게 되는데, 본 발명의 EGR증가단계를 통해 기존에 계산된 EGR량에 EGR량을 더 증가시켜 최종 EGR량을 제어하게 된다.
이 같은 구성에 따라, 본 발명은 급가속과 같은 고부하 운전영역에서 일시적으로 EGR량을 더 증가함으로써, NOx 저감에 더 효율적이고, 이에 배출가스 저감 성능을 높이게 된다.
한편, 본 발명은 고부하해제판단단계와, EGR감소단계를 더 포함하여 구성할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 고부하해제판단단계에서는, 상기 EGR증가단계 이 후에, 제어부(1)가 차량 주행상태를 반영하는 해제팩터값을 기반으로 고부하운전 해제조건을 만족하는지 판단할 수 있다.
여기서, 상기 해제팩터값은 엔진회전속도 변화량과, 연료량 변화량과, 가속페달 답입량 중 어느 하나일 수 있다.
예컨대, 단위시간 당 엔진회전속도 변화량이나, 연료량 변화량이 해제기준팩터값 미만이거나, 또는 가속페달 답입 감소량이 해제기준팩터값을 초과하는 경우, 고부하운전 해제조건을 만족하는 것으로 판단하여, 고부하 운전모드에서 해제하도록 제어할 수 있다.
더불어, 상기 고부하해제판단단계에서는, 상기 해제팩터값이 고부하운전 해제조건을 만족하는 해제기준팩터값 미만에서 일정시간 이상 유지되는지 더 판단할 수 있다.
예컨대, 해제팩터값이 해제기준팩터값 미만으로 떨어진 상태에서 일정시간 이상 유지된 경우에만, 고부하운전 해제조건을 만족하는 것으로 판단한다.
즉, 엔진회전속도 변화량, 연료량 변화량, 가속페달 답입량이 알 수 없는 오류나 운전자의 악의적인 운전습관 등의 이유로 순간적으로 급등락하는 경우, 이들 상황에서 입력되는 해제팩터값은 필터 등을 이용하여 고부하운전 해제조건을 판단하는 운전조건에서 배제할 수 있다.
아울러, 본 발명에서는 상기 고부하운전 진입조건을 만족하는 진입기준팩터값과, 상기 고부하운전 해제조건을 만족하는 해제기준팩터값 사이에 히스테리시스 구간을 두어 설정할 수 있다.
예컨대, 해제기준팩터값을 진입기준팩터값보다 더 낮은 값으로 설정함으로써, 고부하운전모드의 잦은 진입 및 해제 제어작동을 방지하게 된다.
다음으로, EGR감소단계에서는, 상기 고부하운전 해제조건 만족시, 제어부(1)가 EGR량이 EGR증가단계 이 전으로 감소되도록 보정할 수 있다.
즉, 상기 EGR감소단계를 통해 EGR량을 감소함으로써, 현재의 EGR량이 정상적인 운전상황을 기준으로 계산한 EGR량이 되도록 보정할 수 있다.
아울러, 본 발명은 상기 EGR증가단계 이 후에, 시간의 경과에 따라 EGR량이 점진적으로 감소되도록 제어하는 EGR램프다운감소단계를 더 포함할 수 있다.
즉, 고부하모드에 진입한 후에는 시간이 경과할수록 EGR량이 줄여서 열해에 의한 EGR계의 소손을 방지하게 된다.
이하에서는, 본 발명에 따른 EGR 제어 흐름에 대해 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 정상운전모드에서 제어부(1)가 엔진회전속도와, 연료량과, 가속페달 답입량 등을 입력받는다(S10).
이어서, 상기 S10단계에서 입력받은 엔진회전속도 변화량이 설정값(A)을 초과하고(S20), 연료량 변화량이 설정값(B)을 초과하는지 판단하고(S30), 이들 모두를 만족하는 경우, 만족한 유지시간이 설정범위 내(C와 D 사이)인 경우(S40), 고부하 EGR보정맵을 이용하여 EGR량을 증가 제어한다(S50).
그리고, S50단계 이 후에는, 시간이 경과함에 따라 점진적으로 EGR량이 감소하도록 제어한다(S60).
이어서, 상기 엔진회전속도 변화량이 설정값(E) 미만이거나, 연료량 변화량이 설정값(F) 미만, 또는 가속페달 답입 감소량이 설정값(G) 초과인지 판단한다(S70).
판단 결과 이들 중 어느 하나의 조건이라도 만족하는 경우, 만족한 유지시간이 설정값(H)을 초과하는지 판단하고(S80), 상기 설정값(H)을 초과시, EGR량을 정상운전 모드시의 EGR량으로 감소하도록 제어한 후(S90), 다시 S10단계의 정상운전 모드로 진입한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 차량의 일시적인 급가속과 같은 고부하 운전영역에서 일시적으로 EGR량을 더 증가함으로써, EGR 사용영역을 증대시켜 NOx 저감에 효율적이고, 이에 배출가스 저감 성능을 높이는 효과가 있다.
한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
1 : 제어부

Claims (8)

  1. 제어부가 차량의 주행상태를 반영하는 진입팩터값을 기반으로 일시적으로 고부하운전 진입조건을 만족하는지 판단하는 고부하진입판단단계; 및
    일시적으로 고부하운전 진입조건 만족시, 제어부가 일시적으로 EGR량이 증가되도록 보정하는 EGR증가단계;를 포함하는 EGR 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 고부하진입판단단계에서 상기 진입팩터값은 엔진회전속도 변화량과, 연료량 변화량인 것을 특징으로 하는 EGR 제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 고부하진입판단단계에서는, 상기 진입팩터값이 고부하운전 진입조건을 만족하는 진입기준팩터값을 초과하여 일정시간 범위 내에서 유지되는지 더 판단하는 것을 특징으로 하는 EGR 제어방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 EGR증가단계 이 후에, 제어부가 차량의 주행상태를 반영하는 해제팩터값을 기반으로 고부하운전 해제조건을 만족하는지 판단하는 고부하해제판단단계;
    상기 고부하운전 해제조건 만족시, 제어부가 EGR량이 EGR증가단계 이 전으로 감소되도록 보정하는 EGR감소단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 EGR 제어방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 고부하해제판단단계에서 상기 해제팩터값은 엔진회전속도 변화량과, 연료량 변화량과, 가속페달 답입량 중 하나인 것을 특징으로 하는 EGR 제어방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 고부하해제판단단계에서는, 상기 해제팩터값이 고부하운전 해제조건을 만족하는 해제기준팩터값 미만에서 일정시간 이상 유지되는지 더 판단하는 것을 특징으로 하는 EGR 제어방법.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 고부하운전 진입조건을 만족하는 진입기준팩터값과, 상기 고부하운전 해제조건을 만족하는 해제기준팩터값 사이에 히스테리시스 구간을 두어 설정한 것을 특징으로 하는 EGR 제어방법.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 EGR증가단계 이 후에, 시간의 경과에 따라 EGR량이 점진적으로 감소되도록 제어하는 EGR램프다운감소단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 EGR 제어방법.
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