KR20180124288A - Water injection system and method for controlling the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a water injection system capable of reducing exhaust gas and fuel consumption through combustion performance improvement of an engine by varying a spray amount of water according to humidity/temperature changes, and a control method thereof. The water injection system according to the present invention comprises: one or more water injectors spraying the water toward an intake system of the engine; a water supply part supplying the water to the water injector; an adjusting valve to which the water supply part is connected, and which individually adjusts a supply amount of the water supplied to the one or more water injectors; and a control part adjusting an opening degree of the adjusting valve according to the humidity change and the temperature change in the intake system of the engine, and controlling the spray amount of the water.

Description

워터 인젝션 시스템 및 그 제어방법{WATER INJECTION SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a water injection system,

본 발명은 워터 인젝션 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 습도/온도의 변화에 따라 물의 분사량을 가변함으로써 엔진의 연소 성능 개선을 통해 배기가스 및 연비를 저감할 수 있는 워터 인젝션 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a water injection system and a control method thereof, and more particularly, to a water injection system capable of reducing exhaust gas and fuel consumption by improving the combustion performance of an engine by varying the injection quantity of water according to a change in humidity / And a control method thereof.

차량 엔진의 연소 시에 엔진의 온도를 낮춤으로써 에미션을 저감하며, 공기와 연료의 혼합비를 줄여 연비를 향상시키기 위한 다양한 기술이 연구개발되고 있다. Various technologies have been researched and developed to reduce the emission of the engine by reducing the temperature of the engine during the combustion of the vehicle engine and to improve the fuel efficiency by reducing the mixing ratio of the air and the fuel.

이러한 연소열 및 질소산화물 등을 저감하고, 연비를 향상시키기 위한 대표적인 기술로는 EGR 시스템(Exhaust Gas Recirculation system) 또는 워터 인젝션시스템(water injection system) 등이 연구개발되고 있다.Exhaust gas recirculation (EGR) systems or water injection systems have been researched and developed as typical technologies for reducing combustion heat and nitrogen oxides and improving fuel efficiency.

이 중에서 워터 인젝션시스템(water injection system)은 물을 흡기 또는 연료-공기 혼합물(fuel-air mixture)에 분사하거나 엔진의 연소실 측에 직접적으로 분사하여 엔진의 온도를 낮춤으로써 노킹(knocking)을 줄이고, 에미션(emission)을 저감하며, 이를 통해 엔진의 출력 및 토크를 상승시킬 수 있다. Among them, a water injection system reduces knocking by injecting water into an intake or a fuel-air mixture, or directly injecting fuel into the combustion chamber side of the engine to lower the temperature of the engine, The emission of the engine can be reduced, and the output and torque of the engine can be increased.

한편, 하절기 등과 같은 습도, 온도 등이 증가하는 분위기 하에서는 흡기 매니폴드로 유입되는 흡기에는 수분이 상대적으로 많이 포함되어 있으므로 엔진 내로 유입되는 수분의 양이 과도하게 증가할 수 있고, 이러한 수분의 양이 과도하게 증가함으로 인해 엔진 스톨(stall)이 유발되어 연비 내지 성능이 저하될 수 있는 단점이 있었다. On the other hand, in an atmosphere where humidity and temperature increase such as the summer season, since the intake air flowing into the intake manifold includes a relatively large amount of water, the amount of water introduced into the engine may excessively increase, There is a disadvantage that engine stall is caused due to excessive increase and fuel consumption or performance may be deteriorated.

본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 안출한 것으로, 습도/온도의 변화에 따라 물 분사량을 가변할 수 있고, 이를 통해 흡기에 포함된 수분의 양이 적절히 조절됨으로써 엔진의 연소 성능 개선을 통해 배기가스 및 연비를 저감할 수 있는 워터 인젝션시스템 및 그 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide an air-fuel ratio control apparatus and a control method thereof, capable of varying the water injection amount according to a change in humidity / temperature, And a control method of the water injection system.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 워터 인젝션시스템은, According to an aspect of the present invention, there is provided a water injection system including:

엔진의 흡기계 측으로 물을 분사하는 하나 이상의 워터 인젝터;At least one water injector for injecting water into the intake system of the engine;

상기 워터 인젝터에 물을 공급하는 물 공급부;A water supply unit for supplying water to the water injector;

상기 물 공급부가 접속되어 상기 하나 이상의 워터 인젝터로 공급되는 물의 공급량을 개별적으로 조절하는 조절밸브; 및 A regulating valve connected to the water supply unit to individually regulate a supply amount of water supplied to the at least one water injector; And

상기 엔진의 흡기계 측에서의 습도 변화 및 온도 변화에 따라 상기 조절밸브의 개도를 조절하여 물의 분사량을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다. And a controller for controlling the amount of water injected by adjusting the opening degree of the regulating valve in accordance with the humidity change and the temperature change on the intake system side of the engine.

상기 조절밸브는 상기 워터 인젝터의 상류 측에 배치될 수 있다. The control valve may be disposed on the upstream side of the water injector.

상기 제어부에는 상기 흡기계의 습도를 측정하는 습도센서 및 흡기계의 온도를 측정하는 온도센서가 접속될 수 있다. The control unit may be connected to a humidity sensor for measuring the humidity of the intake system and a temperature sensor for measuring the temperature of the intake system.

상기 습도센서는 상기 흡기계의 흡기도관에 설치될 수 있다. The humidity sensor may be installed in an intake conduit of the intake system.

상기 온도센서는 상기 흡기계의 흡기매니폴드에 설치될 수 있다. The temperature sensor may be installed in an intake manifold of the intake system.

상기 제어부는 습도 및 온도에 따라 표준 조건의 물 분사량이 맵핑된 물 분사량 맵과, 상기 습도센서, 상기 온도센서 및 상기 물 분사량 맵에 의해 표준조건의 물 분사량을 연산하는 연산부를 포함할 수 있다. The control unit may include a water injection amount map in which the water injection amount of the standard condition is mapped according to the humidity and the temperature, and an operation unit to calculate the water injection amount in the standard condition by the humidity sensor, the temperature sensor and the water injection amount map.

본 발명에 의한 워터 인젝션시스템의 제어방법은, A control method of a water injection system according to the present invention comprises:

엔진의 흡기계의 습도 및 온도를 측정하며, The humidity and temperature of the intake system of the engine are measured,

측정된 습도 및 온도를 물 분사량 맵에 대입하여 표준조건의 물 분사량을 연산하고, The measured humidity and temperature are substituted into the water injection amount map to calculate the water injection amount under the standard condition,

연산된 물 분사량에 따라 조절밸브의 개도를 조절함으로써 워터 인젝터에 의한 물 분사량을 제어할 수 있다. The amount of water injected by the water injector can be controlled by adjusting the opening degree of the control valve according to the calculated water injection amount.

본 발명에 의하면, 습도/온도의 변화에 따라 물 분사량을 가변할 수 있고, 이를 통해 흡기에 포함된 수분의 양이 적절히 조절됨으로써 엔진의 연소 성능 개선을 통해 배기가스 및 연비를 저감할 수 있다. According to the present invention, the amount of water injection can be varied according to the change of humidity / temperature, and the amount of water contained in the intake air is appropriately controlled through this, so that the exhaust gas and the fuel consumption can be reduced by improving the combustion performance of the engine.

특히, 본 발명은 하절기 등과 같이 습도/온도 등이 증가할 경우에 엔진의 흡기계 측에서 수분이 과도하게 증가함을 차단할 수 있고, 이를 통해 수분의 증가로 인한 엔진 스톨의 발생을 확실하게 방지할 수 있으므로 엔진의 출력 내지 연비 등을 개선할 수 있는 장점이 있다. In particular, the present invention can prevent excessive increase of moisture on the intake system side of the engine when the humidity / temperature increases, such as during the summer season, thereby reliably preventing the occurrence of engine stall due to an increase in moisture There is an advantage that the output of the engine or the fuel economy can be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터 인젝션시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 워터 인젝션시스템을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 워터 인젝션시스템의 제어계통을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 워터 인젝션시스템의 제어방법을 도시한 도면이다. 1 is a view illustrating a water injection system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view illustrating a water injection system according to another embodiment of the present invention.
3 is a view showing a control system of the water injection system according to the present invention.
4 is a diagram illustrating a control method of a water injection system according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. For the sake of convenience, the size, line thickness, and the like of the components shown in the drawings referenced in the description of the present invention may be exaggerated somewhat. The terms used in the description of the present invention are defined in consideration of the functions of the present invention, and thus may be changed depending on the user, the intention of the operator, customs, and the like. Therefore, the definition of this term should be based on the contents of this specification as a whole.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. Also, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be interpreted in an ideal or overly formal sense unless explicitly defined in the present application Do not.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 워터 인젝션시스템(10)은 엔진(1)의 흡기계 측으로 물을 분사하는 하나 이상의 워터 인젝터(20)와, 워터 인젝터(20)로 물을 공급하는 물 공급부(30)와, 물 공급부(30)가 접속된 조절밸브(50)와, 엔진(1)의 흡기계 측에서의 습도 변화 및 온도 변화에 따라 조절밸브(50)의 개도를 조절하여 물의 분사량을 제어하는 제어부(60)를 포함할 수 있다. 1, a water injection system 10 according to an embodiment of the present invention includes at least one water injector 20 that injects water to an intake system of an engine 1, A control valve 50 connected to the water supply unit 30 and a control unit 50 for controlling the opening degree of the control valve 50 according to the humidity change and the temperature change on the intake system side of the engine 1, And a control unit 60 for controlling the injection amount.

본 발명의 실시예에 따른 워터 인젝션시스템(10)은 차량의 엔진(1)의 흡기계 측으로 물을 분사하도록 연결되고, 엔진(1)은 복수의 실린더(5)를 가진 다기통 내연기관일 수 있다. The water injection system 10 according to the embodiment of the present invention is connected to inject water into the intake system side of the engine 1 of the vehicle and the engine 1 can be a multi-cylinder internal combustion engine having a plurality of cylinders 5 have.

엔진(1)의 흡기계는 흡기도관(2)의 입구 측에 인접하게 설치된 에어필터(3a)와, 에어필터(3a)의 하류 측에 설치된 터보차저의 압축기(3b)와, 압축기(3b)의 하류 측에 설치된 인터쿨러(3c)와, 각 실린더(5)의 흡기포트와 소통하는 흡기 매니폴드(3d) 등을 가질 수 있다. The intake system of the engine 1 includes an air filter 3a provided adjacent to the intake side of the intake conduit 2, a turbocharged compressor 3b disposed downstream of the air filter 3a, An intake manifold 3d communicating with an intake port of each cylinder 5, and the like.

엔진(1)의 배기계는 배기도관(6)의 출구 측에 인접하게 설치된 배기밸브(7a)와, 배기밸브(7a)의 상류 측에 설치된 후처리장치(8)와, 후처리장치(8)의 상류 측에 설치된 터보차저의 팽창기(7b)와, 각 실린더(5)의 배기포트와 소통하는 배기 매니폴드(7c) 등을 가질 수 있다. The exhaust system of the engine 1 includes an exhaust valve 7a provided adjacent to the outlet side of the exhaust conduit 6, a post-treatment device 8 provided on the upstream side of the exhaust valve 7a, A turbocharger inflator 7b provided on the upstream side of the cylinder 5, and an exhaust manifold 7c communicating with the exhaust port of each cylinder 5, and the like.

터보차저의 팽창기(7b) 및 압축기(3b)는 하나의 샤프트에 의해 서로 연결되고, 배기가스가 팽창기(7b)를 회전시킴에 따라 압축기(3b)가 구동할 수 있다. The inflator 7b and the compressor 3b of the turbocharger are connected to each other by a single shaft, and the compressor 3b can be driven as the exhaust gas rotates the inflator 7b.

후처리장치(8)는 DOC, DOC 및 DPF 통합형 구조, SCR 등이 다양하게 조합되어 구성될 수 있다.The post-processing apparatus 8 may be configured by various combinations of DOC, DOC, DPF integrated structure, SCR, and the like.

배기도관(6)과 흡기도관(2) 사이에는 EGR도관(91)이 연결되고, EGR도관(91)에는 EGR쿨러(92)가 설치되며, EGR쿨러(92)의 하류 측에는 EGR밸브(93)가 설치될 수 있으며, EGR쿨러(92)와 EGR밸브(93) 사이에는 응축수 탱크(95)가 연결될 수 있다. 응축수 탱크(95)에는 EGR가스의 일부가 흡기로 인해 응축됨에 따라 발생된 응축수가 저장될 수 있다. 그리고, EGR쿨러(92) 및 EGR밸브(93) 사이에는 EGR가스 내에 함유된 수분을 분리하는 수분리기(94)가 설치될 수도 있고, 이에 응축수의 포집을 더욱 강화할 수도 있다.An EGR conduit 91 is connected between the exhaust conduit 6 and the intake conduit 2 and an EGR cooler 92 is installed in the EGR conduit 91. An EGR valve 93 is disposed downstream of the EGR cooler 92, And a condensate tank 95 may be connected between the EGR cooler 92 and the EGR valve 93. Condensate water generated by the condensation of the EGR gas due to the intake air can be stored in the condensate tank 95. A water separator 94 for separating moisture contained in the EGR gas may be provided between the EGR cooler 92 and the EGR valve 93 so that the collection of condensed water can be further enhanced.

본 발명의 실시예에 따르면, EGR도관(91)의 입구가 배기도관(6)의 팽창기(7b)의 하류 측에 연결될 수 있고, EGR도관(91)의 출구가 흡기도관(2)의 압축기(3b)의 상류 측으로 연결됨으로써 저압 EGR시스템으로 구성될 수 있다. According to an embodiment of the present invention the inlet of the EGR conduit 91 can be connected to the downstream side of the inflator 7b of the exhaust conduit 6 and the outlet of the EGR conduit 91 can be connected to the compressor of the intake conduit 2 Pressure EGR system by being connected to the upstream side of the low-pressure EGR system 3b.

워터 인젝터(20)는 흡기계 측에 설치되어 엔진(1)의 흡기계로 유입되는 흡기 또는 엔진(1)의 실린더(5) 내로 물을 분사하도록 구성될 수 있다. The water injector 20 may be provided on the intake system side and configured to inject water into the cylinder 5 of the engine 1 or the intake air flowing into the intake system of the engine 1. [

일 예에 따르면, 도 1과 같이 하나의 워터 인젝터(20)가 흡기계의 흡기도관(2)에 설치될 수 있고, 특히 워터 인젝터(20)는 인터쿨러(3c)와 흡기매니폴드(3d) 사이에 배치될 수 있다. 이에 워터 인젝터(20)는 흡기계의 흡기매니폴드(3d) 측으로 물을 분사할 수 있다. 1, one water injector 20 may be installed in the intake conduit 2 of the intake system, and in particular, the water injector 20 may be installed between the intercooler 3c and the intake manifold 3d, As shown in FIG. Thus, the water injector 20 can inject water toward the intake manifold 3d of the intake system.

다른 예에 따르면, 도 2와 같이 복수의 워터 인젝터(20)가 흡기계의 흡기 매니폴드(3d)에 개별적으로 설치될 수 있고, 이에 복수의 워터 인젝터(20)는 엔진(1)의 각 실린더(5)에 개별적으로 물을 분사할 수 있다. 2, a plurality of water injectors 20 can be installed individually in the intake manifold 3d of the intake system, and the plurality of water injectors 20 are connected to each cylinder (not shown) of the engine 1, (5).

각 워터 인젝터(20)의 상류 측에는 조절밸브(50)가 개별적으로 설치될 수 있고, 조절밸브(50)는 워터 인젝터(20)로 공급되는 물 공급량을 조절하도록 구성될 수 있다. A regulating valve 50 may be separately provided on the upstream side of each water injector 20 and the regulating valve 50 may be configured to regulate a water supply amount supplied to the water injector 20. [

조절밸브(50)의 개도가 조절됨에 따라 각 워터 인젝터(20)의 물 분사량이 조절될 수 있다. 구체적으로, 조절밸브(50)의 개도가 조절됨에 따라 물 공급부(30)에 의해 공급되는 물의 공급량이 조절될 수 있고, 이에 물 공급부(30)에서 공급되는 물은 워터 인젝터(20) 측으로 압송될 수 있다. The water injection amount of each water injector 20 can be adjusted as the opening degree of the control valve 50 is adjusted. Specifically, as the opening degree of the control valve 50 is adjusted, the supply amount of the water supplied by the water supply portion 30 can be adjusted, and the water supplied from the water supply portion 30 is fed to the water injector 20 side .

일 실시예에 따르면, 조절밸브(50)는 솔레노이드 밸브 등과 같은 전자제어밸브로 이루어질 수 있다. According to one embodiment, the control valve 50 may be an electronic control valve such as a solenoid valve or the like.

일 예에 따르면, 도 1과 같이 하나의 조절밸브(50)가 하나의 워터 인젝터(20)의 상류 측에 배치될 수 있다. According to one example, as shown in Fig. 1, one regulating valve 50 may be disposed on the upstream side of one water injector 20.

다른 예에 따르면, 도 2와 같이 복수의 조절밸브(50)가 복수의 워터 인젝터(20)의 상류 측에 개별적으로 배치될 수 있다. According to another example, as shown in Fig. 2, a plurality of regulating valves 50 may be disposed individually on the upstream side of the plurality of water injectors 20. [

물 공급부(30)는 물 공급도관(31)과, 물 공급도관(31)의 상류단에 설치된 워터 탱크(32)와, 워터 탱크(32)의 물을 워터 인젝터(20)를 향해 펌핑하는 워터 펌프(33)를 포함할 수 있다. The water supply section 30 includes a water supply conduit 31, a water tank 32 provided at an upstream end of the water supply conduit 31, a water pump 32 for pumping water in the water tank 32 toward the water injector 20, And may include a pump 33.

물 공급도관(31)의 하류단은 각 조절밸브(50)의 일측에 접속되고, 물 공급도관(31)의 도중에는 워터 펌프(33), 압력레귤레이터(34), 압력계(35) 등이 설치될 수 있다. A downstream end of the water supply conduit 31 is connected to one side of each control valve 50 and a water pump 33, a pressure regulator 34, a pressure gauge 35, and the like are installed in the middle of the water supply conduit 31 .

본 발명의 실시예에 따른 워터 인젝션시스템(10)은 워터 인젝터(20)에 가압공기를 공급하는 공기 공급부(40)를 더 포함할 수 있다. The water injection system 10 according to the embodiment of the present invention may further include an air supply unit 40 for supplying pressurized air to the water injector 20. [

일 실시예에 따르면, 공기 공급부(40)는 공기 공급도관(41)과, 공기 공급도관(41)의 상류단에 설치된 에어 탱크(42)와, 에어 탱크(42)의 공기를 가압하는 압축기(43)를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the air supply 40 includes an air supply conduit 41, an air tank 42 at the upstream end of the air supply conduit 41, a compressor (not shown) for pressurizing the air in the air tank 42 43).

공기 공급도관(41)의 하류단은 각 조절밸브(50)의 타측에 접속되고, 공기 공급도관(41)의 도중에는 압축기(43), 압력레귤레이터(44) 등이 설치될 수 있다.A downstream end of the air supply conduit 41 is connected to the other side of each control valve 50 and a compressor 43 and a pressure regulator 44 may be installed in the middle of the air supply conduit 41.

공기 공급부(40)는 조절밸브(50) 또는 워터 인젝터(20) 측에 연결될 수 있다. The air supply unit 40 may be connected to the control valve 50 or the water injector 20 side.

일 예에 따르면, 물 공급부(30)에서 공급되는 물의 압력이 상대적으로 저압일 경우에는 물 공급부(30)와 공기 공급부(40)가 동시에 작동함으로써 공기 공급부(40)에서 공급되는 가압공기에 의해 물이 워터 인젝터(20) 측으로 압송될 수 있고, 이를 통해 워터 인젝터(20)로부터 분사되는 물의 분사압력이 조절될 수 있다. The water supply unit 30 and the air supply unit 40 are operated at the same time when the pressure of the water supplied from the water supply unit 30 is relatively low, And the injection pressure of the water injected from the water injector 20 can be adjusted through the water injector 20.

다른 예에 따르면, 물 공급부(30)에서 공급되는 물의 압력이 상대적으로 고압인 경우에는 물 공급부(30)의 워터 펌프(33)에 대한 제어를 통해 물이 워터 인젝터(20) 측으로 원활하게 압송될 수 있다. According to another example, when the pressure of the water supplied from the water supply unit 30 is relatively high, the water is smoothly pumped to the water injector 20 side through the control of the water pump 33 of the water supply unit 30 .

한편, 공기 공급부(40)는 워터 인젝터(20)가 작동하지 않을 경우에는 워터 인젝터(20) 측으로 고압 공기를 분사함으로써 워터 인젝터(20)의 노즐공이 이물질 등으로 인한 막힘을 방지할 수도 있다. Meanwhile, when the water injector 20 is not operated, the air supply unit 40 may prevent the nozzle hole of the water injector 20 from being clogged by foreign matter or the like by injecting high-pressure air to the water injector 20 side.

엔진(1)의 흡기계 측에는 흡기계의 습도를 측정하는 습도센서(71) 및 흡기계의 온도를 측정하는 온도센서(72)가 설치될 수 있다. A humidity sensor 71 for measuring the humidity of the intake system and a temperature sensor 72 for measuring the temperature of the intake system may be provided on the intake system side of the engine 1. [

습도센서(71)는 흡기계의 흡기도관(2)의 일측에 설치될 수 있고, 습도센서(71)는 인터쿨러(3c)의 하류단과 흡기 매니폴드(3d) 사이에 설치될 수 있다. The humidity sensor 71 may be installed at one side of the intake conduit 2 of the intake system and the humidity sensor 71 may be installed between the downstream end of the intercooler 3c and the intake manifold 3d.

온도센서(72)는 흡기계의 흡기 매니폴드(3d)의 일측에 설치될 수 있다. The temperature sensor 72 may be installed at one side of the intake manifold 3d of the intake system.

제어부(60)에는 습도센서(71), 온도센서(72), 조절밸브(50)가 전기적으로 접속될 수 있다. 이에, 제어부(60)는 습도센서(71)에 의해 측정된 습도 변화 및 온도센서(72)에 의해 측정된 온도 변화에 따라 조절밸브(50)의 개도를 조절하도록 제어할 수 있다. The humidity sensor 71, the temperature sensor 72, and the control valve 50 may be electrically connected to the control unit 60. [ The control unit 60 can control the opening degree of the control valve 50 according to the humidity change measured by the humidity sensor 71 and the temperature change measured by the temperature sensor 72.

도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(60)는 습도 및 온도에 따라 표준 조건의 물 분사량이 맵핑된 물 분사량 맵(61)과, 습도센서(71) 및 온도센서(72)에 의해 측정된 습도 및 온도를 물 분사량 맵(61)에 대입하여 엔진(1)의 흡기계에서 요구되는 표준조건의 물 분사량을 연산하는 연산부(62)를 포함할 수 있다. 3, the control unit 60 includes a water injection amount map 61 in which the water injection amount of the standard condition is mapped according to the humidity and the temperature, And an operation unit 62 for calculating the water injection amount of the standard condition required by the intake system of the engine 1 by substituting the temperature into the water injection amount map 61. [

물 분사량 맵(61)에는 습도 및 온도에 따라 표준조건의 물 분사량이 맵핑되어 있다. 여기서, 표준조건의 물 분사량은 엔진 스톨이 발생하지 않도록 엔진(1)의 흡기계에서 수분의 양이 과도해지지 않는 조건을 의미한다. In the water injection amount map 61, the water injection amount under standard conditions is mapped according to the humidity and the temperature. Here, the water injection amount under the standard condition means a condition in which the amount of water in the intake system of the engine 1 is not excessive so that engine stall does not occur.

엔진(1)의 흡기계에서 수분의 양이 과도해지지 않는 표준조건의 물 분사량이 맵핑되어 있다.The water injection amount under the standard condition in which the amount of water in the intake system of the engine 1 is not excessive is mapped.

연산부(62)는 습도센서(71) 및 온도센서(72)에 의해 측정된 습도 및 온도를 물 분사량 맵(61)에 대입하여 엔진(1)의 흡기계에서 수분의 양이 과도해지지 않는 표준조건의 물 분사량을 연산하고, 제어부(60)의 프로세서는 연산부(62)에 의해 연산된 물 분사량을 조절밸브(50) 측으로 전송함으로써 조절밸브(50)의 개도가 조절될 수 있으며, 이를 통해 워터 인젝터(20)에 의한 물 분사량이 흡기계에서 수분의 양이 과도해지지 않는 표준조건으로 제어될 수 있다. The calculating unit 62 substitutes the humidity and temperature measured by the humidity sensor 71 and the temperature sensor 72 into the water injection amount map 61 to determine whether the amount of water in the intake system of the engine 1 is excessive, And the processor of the control unit 60 controls the opening degree of the control valve 50 by transmitting the water injection amount calculated by the calculation unit 62 to the control valve 50 side, The amount of water injected by the water pump 20 can be controlled under standard conditions in which the amount of water in the intake system is not excessive.

이와 같이, 본 발명은 습도/온도의 변화에 따라 물 분사량을 가변할 수 있고, 이를 통해 흡기에 포함된 수분의 양이 적절히 조절됨으로써 엔진의 연소 성능 개선을 통해 배기가스 및 연비를 저감할 수 있다. As described above, according to the present invention, the amount of water injection can be varied according to the change of humidity / temperature, and the amount of moisture contained in the intake air is appropriately controlled through this, so that the exhaust gas and the fuel consumption can be reduced by improving the combustion performance of the engine .

특히, 본 발명은 하절기 등과 같이 습도/온도 등이 증가할 경우에 엔진의 흡기계 측에서 수분이 과도하게 증가함을 차단할 수 있고, 이를 통해 수분의 증가로 인한 엔진 스톨의 발생을 확실하게 방지할 수 있으므로 엔진의 출력 내지 연비 등을 개선할 수 있는 장점이 있다.In particular, the present invention can prevent excessive increase of moisture on the intake system side of the engine when the humidity / temperature increases, such as during the summer season, thereby reliably preventing the occurrence of engine stall due to an increase in moisture There is an advantage that the output of the engine or the fuel economy can be improved.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 워터 인젝션시스템의 제어방법을 도시한 순서도이다. 4 is a flowchart illustrating a method of controlling a water injection system according to an embodiment of the present invention.

습도센서(71)에 의해 엔진(1)의 흡기계의 습도를 측정하고, 온도센서(72)에 의해 엔진(1)의 흡기계의 온도를 측정한다(S1).The humidity sensor 71 measures the humidity of the intake system of the engine 1 and the temperature sensor 72 measures the temperature of the intake system of the engine 1 (S1).

제어부(60)의 연산부(62)는 습도센서(71) 및 온도센서(72)에 의해 측정된 습도 및 온도를 물 분사량 맵(61)에 대입한다(S2). 물 분사량 맵(61)에는 습도 및 온도에 따라 엔진(1)의 흡기계에서 수분의 양이 과도해지지 않는 표준조건의 물 분사량이 맵핑되어 있다. 여기서, 표준조건의 물분사량은 엔진 스톨이 발생하지 않도록 수분의 양이 과도해지지 않는 조건을 의미한다. The operation unit 62 of the control unit 60 substitutes the humidity and temperature measured by the humidity sensor 71 and the temperature sensor 72 into the water injection amount map 61 (S2). In the water injection amount map 61, the water injection amount under standard conditions in which the amount of water in the intake system of the engine 1 is not excessive in accordance with the humidity and the temperature is mapped. Here, the water injection amount under the standard condition means a condition in which the amount of water is not excessive so that engine stall does not occur.

제어부(60)의 연산부(62)는 측정된 습도 및 온도를 물 분사량 맵(61)에 대입하여, 엔진(1)의 흡기계에서 측정된 습도 및 온도에 대응하는 표준조건의 물 분사량을 연산한다(S3). The calculation unit 62 of the control unit 60 substitutes the measured humidity and temperature into the water injection amount map 61 to calculate the water injection amount of standard conditions corresponding to the humidity and the temperature measured by the intake system of the engine 1 (S3).

제어부(60)의 프로세서는 연산부(62)에 의해 연산된 물 분사량에 따라 조절밸브(50)의 개도를 조절한다(S4). 이를 통해 워터 인젝터(20)에 의한 물 분사량이 제어될 수 있다.The processor of the control unit 60 adjusts the opening degree of the control valve 50 according to the water injection amount calculated by the calculation unit 62 (S4). The amount of water injected by the water injector 20 can be controlled.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

10: 인젝션시스템
20: 워터 인젝터
30: 물 공급부
40: 공기 공급부
50: 조절밸브
60: 제어부
71: 습도센서
72: 온도센서 10: Injection system
20: Water injector
30: Water supply section
40:
50: Regulating valve
60:
71: Humidity sensor
72: Temperature sensor

Claims (7)

엔진의 흡기계 측으로 물을 분사하는 하나 이상의 워터 인젝터;
상기 워터 인젝터에 물을 공급하는 물 공급부;
상기 물 공급부가 접속되어 상기 하나 이상의 워터 인젝터로 공급되는 물의 공급량을 개별적으로 조절하는 조절밸브; 및
상기 엔진의 흡기계 측에서의 습도 변화 및 온도 변화에 따라 상기 조절밸브의 개도를 조절하여 물의 분사량을 제어하는 제어부;를 포함하는 워터 인젝션시스템.At least one water injector for injecting water into the intake system of the engine;
A water supply unit for supplying water to the water injector;
A regulating valve connected to the water supply unit to individually regulate a supply amount of water supplied to the at least one water injector; And
And a control unit for controlling the amount of water injected by regulating the opening degree of the regulating valve in accordance with a humidity change and a temperature change on the intake system side of the engine. 청구항 1에 있어서,
상기 조절밸브는 상기 워터 인젝터의 상류 측에 배치되는 워터 인젝션시스템.The method according to claim 1,
Wherein the control valve is disposed on the upstream side of the water injector. 청구항 2에 있어서,
상기 제어부에는 상기 흡기계의 습도를 측정하는 습도센서 및 흡기계의 온도를 측정하는 온도센서가 접속되는 워터 인젝션시스템.The method of claim 2,
Wherein the control unit is connected to a humidity sensor for measuring the humidity of the intake system and a temperature sensor for measuring the temperature of the intake system. 청구항 3에 있어서,
상기 습도센서는 상기 흡기계의 흡기도관에 설치되는 워터 인젝션시스템.The method of claim 3,
Wherein the humidity sensor is installed in an intake conduit of the intake system. 청구항 3에 있어서,
상기 온도센서는 상기 흡기계의 흡기매니폴드에 설치되는 워터 인젝션시스템.The method of claim 3,
Wherein the temperature sensor is installed in an intake manifold of the intake system. 청구항 3에 있어서,
상기 제어부는 습도 및 온도에 따라 표준 조건의 물 분사량이 맵핑된 물 분사량 맵과, 상기 습도센서, 상기 온도센서 및 상기 물 분사량 맵에 의해 표준조건의 물 분사량을 연산하는 연산부를 포함하는 워터 인젝션시스템.The method of claim 3,
Wherein the control unit includes a water injection quantity map in which a water injection quantity of a standard condition is mapped according to humidity and temperature and a water injection quantity calculation unit that calculates a water injection quantity in a standard condition by the humidity sensor, . 엔진의 흡기계 측으로 물을 분사하는 하나 이상의 워터 인젝터와, 상기 하나 이상의 워터 인젝터로 공급되는 물의 공급량을 개별적으로 조절하는 조절밸브와, 상기 엔진의 흡기계 측에서의 습도 변화 및 온도 변화에 따라 상기 조절밸브의 개도를 조절하여 물의 분사량을 제어하는 제어부를 포함하는 워터 인젝션시스템의 제어방법으로,
엔진의 흡기계의 습도 및 온도를 측정하며,
측정된 습도 및 온도를 물 분사량 맵에 대입하여 엔진의 흡기계에서 요구되는 표준조건의 물 분사량을 연산하고,
연산된 물 분사량에 따라 조절밸브의 개도를 조절함으로써 워터 인젝터에 의한 물 분사량을 제어하는 워터 인젝션시스템의 제어방법.A control system for an internal combustion engine, comprising: at least one water injector for injecting water into an intake system of an engine; a regulating valve for individually regulating an amount of water supplied to the at least one water injector; And a control unit for controlling the amount of water injected by controlling the opening degree of the water injection system,
The humidity and temperature of the intake system of the engine are measured,
The measured humidity and temperature are substituted into the water injection amount map to calculate the water injection amount in the standard condition required by the intake system of the engine,
And controlling the amount of water injected by the water injector by adjusting the opening degree of the control valve according to the calculated water injection amount.
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