KR20200055549A - Method for controlling canister purge system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 캐니스터 퍼지시스템의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압력 기반 퍼지맵을 이용하여 흡기계의 전반적인 압력 정보를 충분히 활용함으로써 엔진의 운전조건에 따른 퍼지조건을 정확하게 확인할 수 있고, 확인된 퍼지조건에 따라 퍼지 컨트롤밸브를 정밀하게 제어할 수 있는 캐니스터 퍼지시스템의 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a control method of a canister purge system, and more specifically, by sufficiently utilizing the overall pressure information of the intake system using a pressure-based purge map, it is possible to accurately check the purge conditions according to the operating conditions of the engine, and confirm The present invention relates to a control method of a canister purge system capable of precisely controlling a purge control valve according to purge conditions.
차량의 연료탱크에 저장된 연료는 일정 시간이 경과함에 따라 증발가스가 발생하고, 이러한 증발가스가 대기중으로 배출되는 경우 연료의 낭비뿐만 아니라 연소되지 않는 가스가 배출로 인하여 공해가 발생된다. 이에, 자동차는 연료탱크에서 발생되는 증발가스를 엔진의 흡기계 측으로 공급하는 캐니스터 퍼지시스템(canister purge system)을 포함한다. The fuel stored in the fuel tank of the vehicle generates evaporation gas as a certain period of time elapses, and when such evaporation gas is discharged into the atmosphere, not only waste of fuel, but also non-combustible gas is emitted, thereby causing pollution. Accordingly, the vehicle includes a canister purge system that supplies boil-off gas generated in the fuel tank to the intake side of the engine.
캐니스터 퍼지시스템은 연료탱크에서 발생된 증발가스(fuel vapor)를 포집(trap)하는 캐니스터(canister)와, 캐니스터에 포집된 증발가스를 엔진의 흡기계 측으로 퍼지하는 퍼지 컨트롤 밸브(purge control valve)를 포함할 수 있다. 엔진의 퍼지 제어조건, 즉 엔진 부압이 충분히 형성되는 조건에서 컨트롤러(엔진제어유닛, 엔진제어모듈 등)에 의해 퍼지컨트롤밸브가 개방되고, 이에 캐니스터에 포집된 증발가스가 엔진의 흡기계로 퍼지될 수 있다. The canister purge system includes a canister that traps the vapor vapor generated in the fuel tank and a purge control valve that purges the vaporized gas trapped in the canister to the intake side of the engine. It can contain. The purge control valve is opened by a controller (engine control unit, engine control module, etc.) under the purge control conditions of the engine, that is, the engine negative pressure is sufficiently formed, and the evaporated gas collected in the canister is purged to the intake of the engine. Can be.
피스톤이 실린더 내에서 하부로 이동할 때 자연스럽게 생성되는 부압에 의해 공기를 흡입하는 자연흡기 엔진은, 캐니스터 및 스로틀밸브의 하류측을 연결하는 하나의 퍼지통로를 가진 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템을 포함한다. A naturally aspirated engine that draws air by the negative pressure naturally generated when the piston moves downward in the cylinder includes a single-pass canister purge system having one purge passage connecting the canister and the downstream side of the throttle valve.
엔진 다운사이징을 위하여 터보차저가 장착된 강제흡기 엔진은 터보차저의 작동에 의해 압축된 압축공기가 흡기매니폴드 내로 흡입될 때 흡기매니폴드 내에서 정압(대기압 보다 높은 압력)이 빈번하게 생성될 수 있고, 이로 인해 캐니스터의 퍼지가 원활하게 이루어지지 못한다. 이에, 강제흡기 엔진은 증발가스를 캐니스터로부터 스로틀밸브의 하류 및 터보차저의 압축기의 상류 측으로 퍼지하도록 구성된 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템(dual path canister purge system)을 포함한다.For engine downsizing, a forced intake engine equipped with a turbocharger may frequently generate static pressure (higher pressure than atmospheric pressure) in the intake manifold when compressed air compressed by the operation of the turbocharger is sucked into the intake manifold. Thereby, purging of the canister does not work smoothly. Thus, the forced intake engine includes a dual path canister purge system configured to purge the boil-off gas from the canister downstream of the throttle valve and upstream of the compressor of the turbocharger.
듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템은 퍼지 컨트롤밸브와 스로틀밸브의 하류측을 연결하는 제1퍼지통로와, 퍼지 컨트롤밸브와 압축기의 상류측을 연결하는 제2퍼지통로와, 압축공기가 압축기의 하류 측에서 압축기의 상류 측으로 재순환됨을 허용하는 재순환통로(recirculation flow path)와, 재순환통로 상에서 설치된 이젝터(ejector)를 포함한다. 이젝터는 재순환통로, 제2퍼지통로, 압축기의 상류 측을 연결하도록 구성된다. The dual pass canister purge system includes a first purge passage connecting the downstream side of the purge control valve and the throttle valve, a second purge passage connecting the upstream side of the purge control valve and the compressor, and compressed air from the downstream side of the compressor. It includes a recirculation flow path to allow recirculation to the upstream side of the, and an ejector installed on the recirculation path. The ejector is configured to connect the recirculation passage, the second purge passage, and the upstream side of the compressor.
듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템은 써지탱크의 압력이 부압인 경우에는 증발가스가 제1퍼지통로를 통해 써지탱크로부터 스로틀밸브의 하류 측으로 퍼지되는 진공 퍼지모드(vaccum purge mode)가 실행되고, 터보차저의 작동에 의해 써지탱크의 압력이 정압인 경우에는 증발가스가 제2퍼지통로를 통해 써지탱크로부터 압축기의 상류 측으로 퍼지되는 부스트 퍼지모드(boost purge mode)가 실행된다. In the dual-pass canister purge system, when the pressure of the surge tank is negative, a vacuum purge mode in which the vaporized gas is purged from the surge tank to the downstream side of the throttle valve through the first purge passage is executed, and the turbocharger is operated. In the case where the pressure of the surge tank is constant pressure, a boost purge mode in which the vaporized gas is purged from the surge tank to the upstream side of the compressor through the second purge passage is performed.
한편, 종래의 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템 및 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템은 대기압, 흡기도관의 입구압력, 부스트압력, 써지탱크 압력(또는 흡기매니폴드 압력) 등과 같은 흡기계의 압력 정보를 충분히 활용하지 못하므로 엔진의 운전조건에 따라 퍼지 컨트롤밸브의 개폐를 효과적으로 제어할 수 없는 단점이 있었다. On the other hand, the conventional single-pass canister purge system and dual-pass canister purge system do not fully utilize the pressure information of the intake system, such as atmospheric pressure, inlet pressure of the intake pipe, boost pressure, and surge tank pressure (or intake manifold pressure). There was a drawback that the opening and closing of the purge control valve could not be effectively controlled according to the operating conditions of the engine.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다The items described in this background section are written to improve the understanding of the background of the invention, and may include matters other than the prior art already known to those of ordinary skill in the field to which this technology belongs.
본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 안출한 것으로, 압력 기반 퍼지맵을 이용하여 흡기계의 전반적인 압력 정보를 충분히 활용함으로써 엔진의 운전조건에 따른 퍼지조건을 정확하게 확인할 수 있고, 확인된 퍼지조건에 따라 퍼지 컨트롤밸브를 정밀하게 제어할 수 있는 캐니스터 퍼지시스템의 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention was devised in consideration of the above points, and it is possible to accurately check the purge conditions according to the operating conditions of the engine by sufficiently utilizing the overall pressure information of the intake system using the pressure-based purge map, and Accordingly, the object of the present invention is to provide a control method of a canister purge system capable of precisely controlling a purge control valve.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 캐니스터 퍼지시스템의 제어방법은, Control method of the canister purge system according to the present invention for achieving the above object,
증발가스를 스로틀밸브의 하류측으로만 퍼지하도록 구성된 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템 및 증발가스를 스로틀밸브의 하류측 및 압축기의 상류측으로 퍼지하도록 구성된 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템 중에서 어느 하나의 캐니스터 퍼지시스템이 차량에 설치되었는지를 인식하고, A single-pass canister purge system configured to purge evaporated gas only to the downstream side of the throttle valve and a dual-pass canister purge system configured to purge the evaporated gas to the downstream side of the throttle valve and the upstream side of the compressor. Is aware,
싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템을 인식하면 압력기반의 싱글퍼지 맵을 이용하여 싱글 퍼지모드를 실행하고, When the single-pass canister purge system is recognized, a single purge mode is executed using a pressure-based single purge map.
듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템을 인식하면 압력기반의 듀얼퍼지 맵을 이용하여 듀얼퍼지모드를 실행하며, When the dual pass canister purge system is recognized, the dual purge mode is executed using the pressure-based dual purge map.
상기 싱글퍼지모드는 상기 싱글퍼지 맵에 의해 상기 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템의 현재 퍼지조건을 확인하고, 확인된 현재 퍼지조건에 따라 퍼지 컨트롤밸브를 제어하고, The single purge mode checks the current purge condition of the single pass canister purge system by the single purge map, and controls the purge control valve according to the confirmed current purge condition,
상기 듀얼퍼지모드는 상기 듀얼퍼지 맵에 의해 상기 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템의 현재 퍼지조건을 확인하고, 확인된 현재 퍼지조건에 따라 퍼지 컨트롤밸브를 제어할 수 있다. The dual purge mode may check the current purge condition of the dual pass canister purge system by the dual purge map, and control the purge control valve according to the confirmed current purge condition.
상기 싱글퍼지모드는, 상기 퍼지 컨트롤밸브의 현재 개폐상태를 확인하고, 엔진의 현재 운전조건 및 흡기도관의 현재 압력조건을 수신받으며, 상기 싱글퍼지 맵에 기초하여 상기 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템의 현재 퍼지조건을 확인하고, 상기 확인된 현재 퍼지조건에 따라 상기 퍼지 컨트롤밸브를 제어하도록 설정된다. The single purge mode checks the current open / closed state of the purge control valve, receives the current operating condition of the engine and the current pressure condition of the intake pipe, and purges the current of the single pass canister purge system based on the single purge map. It is set to check the conditions and control the purge control valve according to the confirmed current purge conditions.
상기 싱글퍼지 맵은 엔진의 운전조건 및 흡기도관의 압력조건에 따라 구분된 부압 퍼지영역, 천이영역, 싱글퍼지 불가영역을 가지고, 상기 부압 퍼지영역은 증발가스가 스로틀밸브의 하류측으로 이동하는 영역이며, 상기 천이영역은 밸브 채터링이 발생가능한 영역이고, 상기 싱글퍼지 불가영역은 증발가스가 스로틀밸브의 하류측으로 이동하지 못하는 영역일 수 있다. The single purge map has a negative pressure purge region, a transition region, and a single purge non-distinguishable region divided according to an operating condition of an engine and a pressure condition of an intake pipe. , The transition region may be a region where valve chattering can occur, and the single purge-incapable region may be a region in which evaporation gas cannot move to the downstream side of the throttle valve.
상기 싱글퍼지 맵은 제1압력맵 및 제2압력맵의 결합에 의해 맵핑되고, 상기 제1압력맵은 엔진부하 및 엔진속도에 따라 흡기도관의 입구측 압력이 맵핑된 맵이며, 상기 제2압력맵은 엔진부하 및 엔진속도에 따른 써지탱크의 압력이 맵핑된 맵일 수 있다. The single purge map is mapped by a combination of a first pressure map and a second pressure map, and the first pressure map is a map in which inlet pressure of an intake pipe is mapped according to engine load and engine speed, and the second pressure is mapped. The map may be a map in which the pressure of the surge tank according to the engine load and engine speed is mapped.
상기 듀얼퍼지모드는, 상기 퍼지 컨트롤밸브의 현재 개폐상태를 확인하고, 엔진의 현재 운전조건을 수신받으며, 상기 듀얼퍼지 맵에 기초하여 상기 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템의 현재 퍼지조건을 확인하고, 상기 확인된 현재 퍼지조건에 따라 상기 퍼지 컨트롤밸브를 제어하도록 설정된다. The dual purge mode checks the current open / closed state of the purge control valve, receives the current operating condition of the engine, and checks the current purge condition of the dual pass canister purge system based on the dual purge map, and confirms the It is set to control the purge control valve according to the current purge condition.
상기 엔진의 현재 운전조건을 수신받은 이후에 써지마진 맵에 기초하여 상기 엔진의 현재 운전조건에 대응한 써지마진율을 산출하고, 상기 써지마진율이 써지 발생조건을 만족하면 상기 퍼지 컨트롤밸브를 폐쇄할 수 있다. 써지마진 맵은 운전조건에 따른 써지마진율이 표시된 맵일 수 있다. After receiving the current operating conditions of the engine, a surge margin rate corresponding to the current operating conditions of the engine is calculated based on the surge margin map, and the purge control valve can be closed when the surge margin rate satisfies the surge generation condition. have. The surge margin map may be a map displaying a surge margin rate according to driving conditions.
상기 써지마진율이 써지 발생조건을 만족하지 않으면 상기 듀얼퍼지 맵에 기초하여 상기 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템의 현재 퍼지조건을 확인하고, 상기 확인된 현재 퍼지조건에 따라 상기 퍼지 컨트롤밸브를 제어할 수 있다. If the surge margin rate does not satisfy the surge generation condition, the current purge condition of the dual pass canister purge system may be checked based on the dual purge map, and the purge control valve may be controlled according to the confirmed current purge condition.
상기 듀얼퍼지 맵은 엔진의 운전조건 및 흡기도관의 압력조건에 따라 구분된 부압 퍼지영역, 혼합 퍼지영역, 천이영역, 부스트 퍼지영역을 가지고, 상기 부압 퍼지영역은 증발가스가 스로틀밸브의 하류측으로만 이동하는 영역이며, 상기 혼합 퍼지영역은 증발가스가 스로틀밸브의 하류측으로 상대적으로 높은 비율로 이동가능하고 압축기의 상류측으로는 상대적으로 작은 비율로 이동가능한 영역이며, 상기 천이영역은 밸브채터링이 발생가능한 영역이며, 상기 부스트 퍼지영역은 증발가스가 압축기의 상류측으로만 이동하는 영역일 수 있다. The dual purge map has a negative pressure purge region, a mixed purge region, a transition region, and a boost purge region divided according to the operating conditions of the engine and the pressure conditions of the intake pipe, and in the negative pressure purge region, only the downstream side of the throttle valve It is a moving area, and the mixed purge area is an area in which the evaporated gas is movable at a relatively high rate to the downstream side of the throttle valve and is movable at a relatively small rate to the upstream side of the compressor, and the transition area is valve chattering. A possible area, and the boost purge area may be an area in which the evaporated gas moves only upstream of the compressor.
상기 듀얼퍼지 맵은 제1압력맵, 제2압력맵, 및 제3압력맵의 결합에 의해 맵핑되고, 상기 제1압력맵은 엔진부하 및 엔진속도에 따라 흡기도관의 입구측 압력이 맵핑된 맵이며, 상기 제2압력맵은 엔진부하 및 엔진속도에 따른 써지탱크의 압력이 맵핑된 맵이고, 상기 제3압력맵은 엔진부하 및 엔진속도에 따라 부스트압력이 맵핑된 맵일 수 있다. The dual purge map is mapped by a combination of a first pressure map, a second pressure map, and a third pressure map, and the first pressure map is a map in which inlet pressure of an intake pipe is mapped according to engine load and engine speed. Wherein, the second pressure map may be a map in which the pressure of the surge tank according to the engine load and engine speed is mapped, and the third pressure map may be a map in which boost pressure is mapped according to the engine load and engine speed.
상기 듀얼퍼지 맵은 압축기의 써지가 발생가능한 써지발생영역을 포함하고, 상기 써지발생영역은 압축기의 써지 발생 여부를 판단하기 위한 써지마진율의 임계라인에 의해 한정될 수 있다. The dual purge map includes a surge generation area in which the surge of the compressor can be generated, and the surge generation area may be defined by a threshold line of a surge margin rate for determining whether a surge is generated in the compressor.
본 발명에 의하면, 압력 기반 퍼지맵을 이용하여 흡기계의 전반적인 압력 정보를 충분히 활용함으로써 엔진의 운전조건에 따라 퍼지조건을 정확하게 확인하고, 확인된 퍼지조건에 따라 퍼지 컨트롤밸브를 정밀하게 제어할 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, by fully utilizing the overall pressure information of the intake system using the pressure-based purge map, it is possible to accurately check the purge conditions according to the operating conditions of the engine, and precisely control the purge control valve according to the confirmed purge conditions. There is an advantage.
도 1은 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 캐니스터 퍼지시스템의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 4는 도 3의 싱글퍼지모드를 도시한 순서도이다.
도 5는 압력기반 싱글퍼지 맵을 도시한 도면이다.
도 6은 도 3의 듀얼퍼지모드를 도시한 순서도이다.
도 7은 압력기반 듀얼퍼지 맵을 도시한 도면이다.
도 8은 엔진의 운전조건에 따른 흡기도관의 입구측 압력을 나타낸 제1압력맵을 도시한 도면이다.
도 9는 엔진의 운전조건에 따른 써지탱크의 압력을 나타낸 제2압력맵을 도시한 도면이다.
도 10은 엔진의 운전조건에 따른 부스트압력을 나타낸 제3압력맵을 도시한 도면이다.
도 11은 엔진의 운전조건에 따른 압축기의 성능곡선을 나타낸 도면이다.
도 12는 엔진의 운전조건에 따른 서지마진율을 나타낸 서지마진율 맵을 도시한 도면이다.
도 13은 엔진의 운전조건에 따른 써지마진율의 임계라인을 표시한 듀얼퍼지 맵을 도시한 도면이다.
도 14는 4개의 평가기점이 표시된 압축기의 성능곡선을 나타낸 도면이다. 1 is a view showing a single-pass canister purge system.
2 is a diagram showing a dual-pass canister purge system.
3 is a flowchart illustrating a control method of a canister purge system according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating the single purge mode of FIG. 3.
5 is a view showing a pressure-based single purge map.
6 is a flowchart illustrating the dual purge mode of FIG. 3.
7 is a view showing a pressure-based dual purge map.
8 is a view showing a first pressure map showing the inlet pressure of the intake pipe according to the operating conditions of the engine.
9 is a view showing a second pressure map showing the pressure of the surge tank according to the operating conditions of the engine.
10 is a view showing a third pressure map showing the boost pressure according to the operating conditions of the engine.
11 is a view showing the performance curve of the compressor according to the operating conditions of the engine.
12 is a view showing a surge margin ratio map showing a surge margin ratio according to the operating conditions of the engine.
13 is a diagram showing a dual purge map displaying a threshold line of the surge margin rate according to the operating conditions of the engine.
14 is a diagram showing the performance curve of the compressor with four evaluation points displayed.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. It should be noted that in adding reference numerals to the components of each drawing, the same components have the same reference numerals as possible even though they are displayed on different drawings. In addition, in describing the embodiments of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related well-known configurations or functions interfere with the understanding of the embodiments of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted.
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 embodiments of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only for distinguishing the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term. In addition, unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application. Does not.
도 1은 자연흡기 엔진(naturally aspirated engine)에 장착된 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템(100)을 도시한다. 1 shows a single pass
도 1을 참조하면, 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템(100)은, 연료탱크(9)에서 발생된 증발가스를 포집하는 캐니스터(110)와, 캐니스터(110)에 포집된 증발가스(fuel vapor)를 스로틀밸브(17)의 하류측으로 퍼지함을 허용하는 퍼지 컨트롤밸브(130)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the single-pass
도 1의 엔진(1)은 터보차저 또는 슈퍼차저 등을 통한 강제 흡입에 의존하지 않고, 순전히 대기압에만 의존하여 피스톤이 실린더 내에서 하부로 이동할 때 자연스럽게 생성되는 부압에 의해 공기를 흡입하는 자연흡기 엔진이다. 엔진(1)의 흡기계(3)는 흡기매니폴드(2) 및 흡기도관(5)을 포함할 수 있고, 흡기매니폴드(2)는 써지탱크(4) 및 써지탱크(4)로부터 엔진(1)의 각 실린더 측으로 연장된 복수의 런너를 가질 수 있으며, 에어클리너(6) 및 스로틀밸브(7)가 흡기도관(5)에 장착될 수 있다. The engine 1 of FIG. 1 does not rely on forced suction through a turbocharger or a supercharger, etc., and relies solely on atmospheric pressure, and naturally aspirated engine that inhales air by negative pressure generated naturally when the piston moves downward in the cylinder. to be. The intake system 3 of the engine 1 may include an
에어클리너(6)는 흡기도관(5)의 입구측에 배치될 수 있고, 스로틀밸브(7)는 에어클리너(6)의 하류 측에 배치될 수 있다. 스로틀밸브(7)는 가속페달(accelerator pedal)에 전기적으로 연결된 전자스로틀밸브(ETC, Electronic Throttle Control)일 수 있다. The
연료탱크(9)는 연료를 저장하도록 구성되고, 연료탱크(9) 내에 저장된 연료는 연료시스템(미도시)을 통해 연료 인젝터(미도시)로 공급될 수 있다. 연료탱크(9) 내에서 연료가 기화됨에 따라 증발가스(fuel vapor)가 발생한다. 캐니스터(110)는 도관(115)을 통해 연료탱크(9)에 연결될 수 있고, 연료탱크(9)에서 발생된 증발가스가 도관(115)을 통해 캐니스터(110)에 전달될 수 있으며, 증발가스가 캐니스터(110)에 포집(trapped)될 수 있다. 일 예에 따르면, 캐니스터(110)는 활성탄(activated-carbon)을 가질 수 있다. The
캐니스터(110)는 외부와 소통하는 벤트포트(111)를 선택적으로 개폐하는 캐니스터 클로즈 밸브(120, canister close valve)를 가질 수 있다. 예컨대, 캐니스터 클로즈 밸브(120)는 평상 시에는 개방되고 누설진단 시에는 폐쇄되도록 구성될 수 있다. The
퍼지 컨트롤밸브(130)는 캐니스터(110) 및 흡기계(3) 사이에 배치될 수 있다. 퍼지 컨트롤밸브(130)의 개방에 의해 캐니스터(110)에 포집된 증발가스(fuel vapor)가 흡기도관(5)으로 이동할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 퍼지 컨트롤밸브(130)는 솔레노이드밸브로 구성될 수 있고, 이에 퍼지 컨트롤밸브(130)는 컨트롤러(50)에 의해 설정된 듀티사이클을 따라 구동할 수 있다. The
캐니스터(110) 및 흡기도관(5)은 퍼지통로(140)에 의해 소통할 수 있고, 퍼지 컨트롤밸브(130)는 퍼지통로(140)에 설치될 수 있다. 퍼지통로(140)은 캐니스터(110) 및 스로틀밸브(7)의 하류측(downstream side)을 연결하고, 이에 증발가스가 캐니스터(110)로부터 퍼지통로(140)를 통해 스로틀밸브(7)의 하류측으로 이동할 수 있다. 이와 같이, 도 1의 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템(100)은 캐니스터(110)에 포집된 증발가스를 하나의 퍼지통로(140)를 통해 스로틀밸브(7)의 하류측으로 퍼지할 수 있다. The
체크밸브(150)가 퍼지통로(140)에 설치되며, 체크밸브(150)는 증발가스가 퍼지 컨트롤밸브(130)로부터 스로틀밸브(7)의 하류측으로 흐르는 것을 허용하고, 증발가스 또는 흡기 등이 퍼지 컨트롤밸브(130)로 역류함을 방지하도록 구성될 수 있다. 즉, 체크밸브(150)는 증발가스가 스로틀밸브(7)의 하류측으로만 흐르는 일방향 흐름만을 허용하는 원웨이밸브(one-way valve)이다.
제1압력센서(31)는 흡기도관(5)의 입구측 압력을 측정하도록 구성될 수 있다. 도 1의 실시예에 따르면 제1압력센서(31)는 흡기도관(5) 상에서 에어클리너(6)에 인접하게 배치될 수 있다. The
제2압력센서(32)는 엔진(1)의 써지탱크(4)의 압력을 측정하도록 구성될 수 있다. 도 1의 실시예에 따르면 제2압력센서(32)는 스로틀밸브(3)의 하류측에서 엔진(1)의 써지탱크(4)에 인접한 부분에 배치될 수 있다. The
도 2는 강제흡기 엔진(forced induction engine)에 장착된 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템(200)을 도시한 도면이다. 2 is a view showing a dual-pass
도 2를 참조하면, 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템(200)은, 연료탱크(5)에서 발생된 증발가스를 포집하는 캐니스터(210)와, 캐니스터(210)에 포집된 증발가스(fuel vapor)를 스로틀밸브(17)의 하류측(downstream side) 및 압축기(21)의 상류측(upstream side)으로 퍼지함을 허용하는 퍼지 컨트롤밸브(230)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the dual-pass
도 2의 엔진(10)은 터보차저(20)을 통한 강제 흡입에 의존하는 산소 흡입방식을 채택한 강제흡기 엔진이다. 엔진(10)의 흡기계(13)는 흡기매니폴드(12) 및 흡기도관(15)을 포함할 수 있고, 흡기매니폴드(12)는 써지탱크(14)를 가질 수 있다. The
터보차저(20, turbocharger)의 압축기(21)가 흡기도관(15)에 장착될 수 있다. 터보차저(20)는 흡기도관(15)에 장착된 압축기(21) 및 엔진(10)의 배기관(미도시)에 장착된 터빈(미도시)을 포함할 수 있다. 압축기(21)는 공통샤프트(미도시)를 통해 터빈(미도시)에 연결될 수 있다. The
에어클리너(16), 스로틀밸브(17) 및 인터쿨러(25)가 흡기도관(15)에 제공될 수 있다. 에어클리너(16)는 흡기도관(15)의 입구측에 배치될 수 있고, 인터쿨러(25)는 압축기(21)의 하류 측에 배치될 수 있으며, 스로틀밸브(17)는 인터쿨러(25)의 하류 측에 배치될 수 있다. 스로틀밸브(17)는 가속페달(accelerator pedal)에 전기적으로 연결된 전자스로틀밸브(ETC, Electronic Throttle Control)일 수 있다.An
연료탱크(19)는 연료를 저장하도록 구성되고, 연료탱크(19) 내에서 연료가 기화됨에 따라 증발가스(fuel vapor)가 발생한다. 캐니스터(210)는 도관(215)을 통해 연료탱크(19)에 연결될 수 있고, 연료탱크(19)에서 발생된 증발가스가 도관(215)을 통해 캐니스터(210)에 전달될 수 있으며, 증발가스가 캐니스터(210)에 포집(trapped)될 수 있다. 일 예에 따르면, 캐니스터(210)는 활성탄(activated-carbon)을 가질 수 있다. The
캐니스터(210)는 외부와 소통하는 벤트포트(211)를 선택적으로 개폐하는 캐니스터 클로즈 밸브(220)를 가질 수 있다. 예컨대, 캐니스터 클로즈 밸브(220)는 평상 시에는 개방되고 누설진단 시에는 폐쇄되도록 구성될 수 있다. The
퍼지 컨트롤밸브(230)는 캐니스터(210) 및 흡기계(13) 사이에 배치될 수 있다. 퍼지 컨트롤밸브(230)의 개방에 의해 캐니스터(210)에 포집된 증발가스(fuel vapor)가 흡기도관(15)으로 이동할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 퍼지 컨트롤밸브(230)는 솔레노이드밸브로 구성될 수 있고, 이에 퍼지 컨트롤밸브(230)는 컨트롤러(50)에 의해 설정된 듀티사이클을 따라 구동할 수 있다. The
캐니스터(210) 및 흡기도관(15)은 퍼지통로(240)에 의해 서로 소통할 수 있고, 퍼지 컨트롤밸브(230)는 퍼지통로(240)에 설치될 수 있다. The
퍼지통로(240)은 캐니스터(110)를 스로틀밸브(7)의 하류측(downstream side)과 연결하고 캐니스터(110)를 압축기(23)의 상류측과 연결하도록 구성될 수 있다.The
일 실시예에 따르면, 퍼지통로(240)는 퍼지 컨트롤밸브(230)의 하류에서 제1퍼지통로(241) 및 제2퍼지통로(242)로 분기된다(The purge passage 240 divides into a first passage 241 and a second passage 242 at a position downstream of the purge control valve 230). 퍼지통로(240), 제1퍼지통로(241), 제2퍼지통로(242)는 티커넥터(245, Tee connector)에 의해 연결될 수 있다. According to one embodiment, the
제1퍼지통로(241)는 퍼지 컨트롤밸브(230)와 스로틀밸브(17)의 하류측(downstream side)을 연결하도록 구성된다. 제1체크밸브(251)가 제1퍼지통로(241)에 설치되며, 제1체크밸브(251)는 증발가스가 퍼지 컨트롤밸브(230)로부터 스로틀밸브(17)의 하류측으로 흐르는 것을 허용하고, 증발가스 또는 흡기 등이 퍼지 컨트롤밸브(230)로 역류함을 방지하도록 구성될 수 있다. 즉, 제1체크밸브(251)는 증발가스가 스로틀밸브(17)의 하류측으로만 흐르는 일방향 흐름만을 허용하는 원웨이밸브(one-way valve)이다.The
제2퍼지통로(242)는 퍼지 컨트롤밸브(230)와 압축기(21)의 상류측(upstream side)을 연결하도록 구성된다. 제2체크밸브(252)가 제2퍼지통로(242)에 설치되며, 제2체크밸브(252)는 증발가스가 퍼지 컨트롤밸브(230)로부터 압축기(21)의 상류측으로 흐르는 것을 허용하고, 증발가스 또는 외기 등이 퍼지 컨트롤밸브(230)로 역류함을 방지하도록 구성될 수 있다. 즉, 제2체크밸브(252)는 증발가스가 압축기(21)의 상류측으로만 흐르는 일방향 흐름만을 허용하는 원웨이밸브(one-way valve)이다.The
듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템(200)은 제2퍼지통로(242)의 하류 측에서 부압을 발생시키기 위한 재순환통로(260) 및 이젝터(270)를 더 포함하고, 재순환통로(260, recirculation flow path)는 압축기(21)의 하류측에서 압축기(21)의 상류측으로 압축공기를 재순환시키도록 구성될 수 있다. 일 예에 따르면, 재순환통로(260)는 압축기(21)의 상류측(압축기(21)의 입구와 인접한 부분)과 스로틀밸브(17)의 상류측(스로틀밸브(17)의 입구와 인접한 부분)을 연결하도록 구성될 수 있다. 부압을 발생하는 강제부압장치인 이젝터(270)는 재순환통로(260)에 배치될 수 있고, 이젝터(270)는 재순환통로(260), 제2퍼지통로(242), 및 압축기(21)의 상류측을 연결하도록 구성될 수 있다. 이에, 제2퍼지통로(242)를 통과한 증발가스는 이젝터(270)에 의해 압축기(21)의 상류측으로 이동할 수 있다. The dual-pass
믹서(23, mixer)가 압축기(21)의 상류측에 배치될 수 있고, 믹서(23)와 압축기(21)의 입구 사이에는 EGR도관(24)이 연결될 수 있다. 이에, 믹서(23)는 외기(ambient air), 재순환된 압축공기, EGR가스를 혼합할 수 있다. A
제1압력센서(31)는 흡기도관(15)의 입구측 압력을 측정하도록 구성될 수 있다. 도 2의 실시예에 따르면 제1압력센서(15)는 압축기(21)의 상류 측에 배치될 수 있다. 특히, 제1압력센서(31)는 믹서(23) 및 압축기(21)의 입구 사이에 배치될 수 있다.The
제2압력센서(32)는 써지탱크(14)의 압력을 측정하도록 구성될 수 있다. 특히, 제2압력센서(32)는 스로틀밸브(17)의 하류측에서 써지탱크(14)에 인접한 부분에 배치될 수 있다. The
제3압력센서(33)는 압축기(21)의 하류측 압력 즉, "부스트압력"을 측정하도록 구성될 수 있다. 제3압력센서(33)는 압축기(21)의 하류측에 배치될 수 있다. 특히, 제3압력센서(33)는 인터쿨러(25) 및 스로틀밸브(17) 사이에 배치될 수 있다. The
본 발명은 도 1의 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템(100) 및 도 2의 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템(200)에 선택적으로 연결되는 컨트롤러(50)를 포함할 수 있다. The present invention may include a
컨트롤러(50)는 압력센서(31, 32, 33)들 및 기타 다양한 센서들로부터 정보를 수신받고 엑츄에이터들에 제어신호를 전송하도록 구성될 수 있다. 컨트롤러(50)는 프로세서(51) 및 메모리(52)를 포함할 수 있고, 프로세서(51)는 메모리(52)에 저장된 제어명령(instruction) 및 데이터를 수신받고 엑츄에이터들에 제어명령(instructions)을 전송할 수 있다. 엑츄에이터들은 연료 인젝터(미도시), 스로틀밸브(7, 17), EGR밸브(미도시), 퍼지 컨트롤밸브(130, 230) 등일 수 있다. 메모리(52)는 ROM(read only memory), RAM(random access memory), EPROM(electrically programmable read only memory), high speed clokc 등을 포함할 수 있다. 컨트롤러(50)는 독립형이거나 엔진 컨트롤유닛(Engine Control Unit) 또는 엔진 컨트롤모듈(Engine Control Module) 등과 같은 차량용 컨트롤러에 내장될 수도 있다. (controller 50 may be a stand alone device or may be embedded in one or more of the vehicle controller such as Engine Control Unit, Engine Control Module.)The
메모리(52)는 일원화소프트웨어를 저장하고, 일원화 소프트웨어는 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템(100)에 부합하는 싱글퍼지 모드 및 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템(200)에 부합하는 듀얼퍼지 모드를 포함할 수 있다. The
컨트롤러(50)는 설정된 플래그 비트에 의해 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템(100) 및 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템(200) 중에서 어느 하나인지를 인식하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(50)가 부스트압력을 측정하는 제3센서(33)를 인식하지 않으면(즉, 제3센서(33)가 컨트롤러(50)에 접속되지 않으면) 플래그 비트가 "0"으로 설정되고, 컨트롤러(50)가 부스트압력을 측정하는 제3센서(33)를 인식하면(즉, 제3센서(33)가 컨트롤러(50)에 접속되면) 플래그 비트가 "1"로 설정될 수 있다. 이에, 컨트롤러(50)는 설정된 플래그 비트에 의해 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템(100) 또는 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템(200)을 인식할 수 있고, 이를 통해 컨트롤러(50)가 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템(100)를 인식하면 컨트롤러(50)는 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템(100)에 부합한 싱글 퍼지 모드를 로드하여 실행하고, 컨트롤러(50)가 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템(200)를 인식하면 컨트롤러(50)는 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템(200)에 부합한 듀얼 퍼지 모드를 로드하여 실행하도록 프로그램될 수 있다. The
도 3을 참조하면, 컨트롤러(50)는 상술한 바와 같이 설정된 플래그 비트를 통해 차량에 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템(100)가 설치되었는지를 인식한다(S1). Referring to FIG. 3, the
싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템(100)가 설치된 것으로 인식되면 컨트롤러(50)는 압력기반의 싱글 퍼지맵(60)을 이용하여 도 4의 싱글 퍼지모드(S300)를 실행한다(S2). When it is recognized that the single-pass
듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템(200)가 설치된 것으로 인식되면 컨트롤러(50)는 압력기반의 듀얼 퍼지맵(70)을 이용하여 도 6의 듀얼 퍼지모드(S400)를 실행한다(S3). When it is recognized that the dual pass
도 4를 참조하면, 컨트롤러(50)가 싱글 퍼지모드(S300)를 시작하면, 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템(100)에서 퍼지 컨트롤밸브(130)의 현재 개폐상태를 체크한다(S301). 퍼지 컨트롤밸브(130)의 출력전류 또는 출력전압 등을 통해 퍼지 컨트롤밸브(130)의 개폐여부를 체크할 수 있다. 4, when the
컨트롤러(50)는 토크센서 등에 의해 측정된 엔진 토크 등과 같은 엔진부하와 관련된 정보, 속도센서 등에 의해 측정된 엔진속도와 관련된 정보 등을 수신받음으로써 엔진의 현재 운전조건을 모니터링한다(S302). The
컨트롤러(50)는 제1압력센서(31)에 의해 측정된 흡기도관(5)의 입구측 압력, 제2압력센서(32)에 의해 측정된 써지탱크(4)의 압력 등을 수신받음으로써 흡기도관(5)의 현재 압력조건을 모니터링한다(S303). The
컨트롤러(50)의 프로세서(51)는 메모리(52)에 저장된 압력기반의 싱글퍼지 맵(60)을 로드하고, 컨트롤러(50)의 프로세서(51)는 S302단계에서 수신된 엔진부하 및 엔진속도, S303단계에서 수신된 흡기도관(5)의 입구측 압력 및 써지탱크(4)의 압력 등을 로드된 싱글퍼지 맵(60)에 대입함으로써 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템(100)의 현재 퍼지조건을 확인하다(S304). 즉, 컨트롤러(50)는 엔진부하 및 엔진속도, 흡기도관(5)의 입구측 압력 및 써지탱크(4)의 압력 등에 따라 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템(100)의 현재 퍼지조건이 싱글퍼지 맵(60)의 어느 영역(61, 62, 63)에 해당하는 지를 확인할 수 있다. 한편, 싱글퍼지 맵(60)은 후술하는 바와 같이, 써지탱크(4)의 압력 및 흡기도관(5)의 입구압력 등과 같은 흡기계의 전반적인 압력정보를 기초로 맵핑될 수 있다. The
도 5는 일 실시예에 따른 압력기반 싱글퍼지 맵(60)을 예시한 도면이다. 도 5를 참조하면, 싱글퍼지 맵(60)은 엔진부하 및 엔진속도 등과 같은 엔진의 운전조건(operation condition of the engine)에 따라 구분된 복수의 영역(61, 62, 63)을 가질 수 있다. 복수의 영역(61, 62, 63)은 부압 퍼지영역(61)과, 천이영역(62)과, 싱글퍼지 불가영역(63)으로 구분될 수 있다. 도 5에는 엔진부하가 엔진의 제동평균유효압력(BMEP, Brake Mean Effective Pressure)로 예시되어 있다. 5 is a diagram illustrating a pressure-based
도 5의 싱글 퍼지맵(60)에서, 부압 퍼지영역(61)은 엔진의 제동평균유효압력(엔진부하)이 상대적으로 낮은 저부하조건이며, 써지탱크(4)의 압력이 부압(대기압 이하)인 조건이다. 부압 퍼지영역(61)에서 증발가스는 체크밸브(150)를 통해 스로틀밸브(7)의 하류측으로 이동(travel)할 수 있다. 부압 퍼지영역(61)은 써지탱크(4)의 압력이 부압이므로 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템(100)의 퍼지효율이 가장 높은 영역일 수 있다. 현재 엔진부하 및 현재 엔진속도 등과 같은 엔진의 현재 운전조건이 부압 퍼지영역(61)을 만족하면 컨트롤러(50)는 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템(100)의 현재 퍼지조건이 부압 퍼지조건임을 확인할 수 있고, 컨트롤러(50)는 퍼지 컨트롤밸브(130)을 상대적으로 높은 제1듀티 사이클에 따라 제어할 수 있다. 특히, 부압 퍼지영역(61)에서는 써지탱크(4)의 압력이 부압이므로 퍼지컨트롤밸브(130)의 개방 시에 체크밸브(150)에 의한 일방향 흐름이 매우 유리해질 수 있는 장점이 있다. In the
도 5의 싱글 퍼지맵(60)에서, 천이영역(62)은 엔진의 제동평균유효압력(엔진부하)이 상대적으로 중간정도인 중부하조건이고, 써지탱크(4)의 압력이 대기압과 유사해지는 조건이다. 이와 같이, 천이영역(62)은 써지탱크(4)의 압력이 대기압과 유사해진 조건이므로 체크밸브(150)가 열리고 닫힐 때의 압력차이로 인해 밸브 채터링(valve chattering)이 발생할 가능성이 높은 영역이고, 이로 인해 퍼지컨트롤밸브(130)의 개방에 의해 증발가스가 체크밸브(150)를 통과하여 스로틀밸브(7)의 하류측으로 이동할 때 체크밸브(150)의 밸브 채터링에 의해 영향을 받을 수 있다. 이에 따라, 천이영역(62)에서는 증발가스의 퍼지작동에 대한 신뢰도가 극히 저하될 수 있으므로 밸브 채터링의 영향을 고려하여 매우 신중하게 퍼지컨트롤밸브(130)의 작동을 제어할 필요가 있다. 현재 엔진부하 및 현재 엔진속도 등과 같은 엔진의 현재 운전조건이 천이영역(62)을 만족하면 컨트롤러(50)는 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템(100)의 현재 퍼지조건이 천이조건임을 확인할 수 있다. 특히, 증발가스의 퍼지 효율 측에서 천이영역(62)에서 퍼지컨트롤밸브(130)의 작동을 제어하는 것이 효율적이지 못할 수 있으므로 불가피한 경우가 아니면 천이영역(62)에서는 퍼지컨트롤밸브(130)의 작동을 정지함으로써 퍼지컨트롤밸브(130)를 폐쇄된 상태로 유지함이 바람직할 것이다.In the single
도 5의 싱글 퍼지맵(60)에서, 싱글퍼지 불가영역(63)은 엔진의 제동평균유효압력(엔진부하)이 상대적으로 높은 고부하조건이고, 써지탱크(4)의 압력이 대기압 보다 높은 조건이다. 싱글퍼지 불가영역(63)에서 증발가스는 체크밸브(150)를 통해 스로틀밸브(7)의 하류측으로 이동하지 못한다. 현재 엔진부하 및 현재 엔진속도 등과 같은 엔진의 현재 운전조건이 싱글퍼지 불가영역(63)을 만족하면 컨트롤러(50)는 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템(100)의 현재 퍼지조건이 싱글퍼지 불가조건임을 확인할 수 있고, 이에 컨트롤러(50)는 퍼지컨트롤밸브(130)의 폐쇄 상태를 유지하도록 퍼지컨트롤밸브(130)를 제어할 수 있다. In the
컨트롤러(50)는 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템(100)의 현재 퍼지조건이 싱글퍼지 맵(60)의 어느 영역(61, 62, 63) 즉, 어느 퍼지조건을 만족하는지에 따라, 퍼지 컨트롤밸브(130)의 개폐여부 및 개도율 등을 제어한다(S305). 예컨대, 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템(100)의 현재 퍼지조건이 싱글퍼지 맵(60)의 부압 퍼지영역(61)에 해당하면 컨트롤러(50)는 퍼지 컨트롤밸브(130)을 상대적으로 높은 제1듀티 사이클에 따라 제어함으로써 퍼지 컨트롤밸브(130)의 개도율을 상대적으로 크게 조절할 수 있다. 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템(100)의 현재 퍼지조건이 싱글퍼지 맵(60)의 천이영역(62)에 해당하면 컨트롤러(50)는 증발가스의 퍼지가 불가피한 경우에는 밸브 채터링의 영향을 고려하여 매우 신중하게 퍼지컨트롤밸브(130)의 개방작동을 제어하고, 증발가스의 퍼지가 불가피한 경우가 아니면 퍼지컨트롤밸브(130)의 개방작동을 중지함으로써 퍼지컨트롤밸브(130)를 폐쇄된 상태로 유지한다. 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템(100)의 현재 퍼지조건이 싱글퍼지 맵(60)의 싱글퍼지 불가영역(63)에 해당하면 컨트롤러(50)는 퍼지 컨트롤밸브(130)의 개방작동을 정지하도록 제어함으로써 퍼지컨트롤밸브(130)가 폐쇄된 상태로 유지할 수 있다. The
도 6을 참조하면, 컨트롤러(50)가 듀얼 퍼지모드(S400)를 시작하면, 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템(200)에서 퍼지 컨트롤밸브(230)의 현재 개폐상태를 체크한다(S401). 퍼지 컨트롤밸브(230)의 출력전류 또는 출력전압 등을 통해 퍼지 컨트롤밸브(230)의 개폐여부 내지 퍼지 컨트롤밸브(230)의 개도율 등을 체크할 수 있다. Referring to FIG. 6, when the
컨트롤러(50)는 토크센서 등에 의해 측정된 엔진 토크 등과 같은 엔진부하와 관련된 정보, 속도센서 등에 의해 측정된 엔진속도 등과 같은 엔진속도와 관련된 정보 등을 수신받음으로써 엔진의 현재 운전조건을 모니터링한다(S402). The
컨트롤러(50)는 제1압력센서(31)에 의해 측정된 흡기도관(15)의 입구측 압력, 제2압력센서(32)에 의해 측정된 서지탱크(14)의 압력, 제3압력센서(33)에 의해 측정된 부스트압력 등을 수신함으로써 흡기계의 현재 압력 조건을 모니터링한다(S403). The
컨트롤러(50)의 프로세서(51)는 S402단계에서 수신된 엔진부하 및 엔진속도, S403단계에서 수신된 흡기도관(15)의 입구측 압력, 서지탱크(14)의 압력, 부스트압력 등을 듀얼퍼지 맵(70)에 대입함으로써 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템(200)의 현재 퍼지조건을 확인하다(S404). 즉, 컨트롤러(50)는 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템(200)의 현재 퍼지조건이 엔진부하 및 엔진속도, 흡기도관(15)의 입구측 압력, 서지탱크(14)의 압력, 부스트압력 등에 따라 듀얼퍼지 맵(70)의 어느 영역(71, 72, 73, 74)에 해당하는 지를 확인할 수 있다. 한편, 듀얼퍼지 맵(70)은 서지탱크(14)의 압력, 흡기도관(15)의 입구압력, 및 부스트압력 등과 같은 흡기계의 전반적인 압력정보를 기초로 맵핑될 수 있다. The
도 7은 일 실시예에 따른 압력기반 듀얼퍼지 맵(70)을 예시한 도면이다. 도 7을 참조하면, 듀얼퍼지 맵(70)은 엔진부하 및 엔진속도에 따라 구분된 복수의 영역(71, 72, 73, 74)을 가질 수 있다. 복수의 영역(71, 72, 73, 74)은 부압 퍼지영역(71)과, 혼합 퍼지영역(72)과, 천이영역(73)과, 부스트 퍼지영역(74)으로 구분될 수 있다. 도 7에는 엔진부하가 엔진의 제동평균유효압력(BMEP, Brake Mean Effective Pressure)로 예시되어 있다. 7 is a diagram illustrating a pressure-based
도 7의 듀얼퍼지 맵(70)에서, 부압 퍼지영역(71)은 엔진의 제동평균유효압력(엔진부하)이 상대적으로 낮은 저부하조건이고, 엔진속도가 저속인 저속 조건이며, 써지탱크(14)의 압력이 부압(대기압 이하)이며, 부스트압력이 제1설정압 이하인 조건이다. 제1설정압은 이젝터(270)에 의한 강제적인 부압이 형성되기 위한 임계치로서, 부스트압력이 제1설정압 이하이면 이젝터(270)에 의한 부압이 형성될 수 없다. 부압 퍼지영역(71)에서는 써지탱크(4)의 압력이 부압이므로 증발가스는 제1퍼지통로(241)를 통해 스로틀밸브(17)의 하류측으로 이동할 수 있고, 부스트압력이 제1설정압 이하이므로 증발가스는 제2퍼지통로(242)를 통해 압축기(21)의 상류측으로 이동하지 못한다. 현재 엔진부하 및 현재 엔진속도 등과 같은 엔진의 현재 운전조건이 부압 퍼지영역(71)을 만족하면 컨트롤러(50)는 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템(200)의 현재 퍼지조건이 부압 퍼지조건에 해당함을 확인할 수 있다. In the
도 7의 듀얼퍼지 맵(70)에서, 혼합 퍼지영역(72)에서는 엔진의 제동평균유효압력(엔진부하)이 부압 퍼지영역(71)에 비해 상대적으로 높은 중부하조건이고, 써지탱크(14)의 압력이 부압(대기압 이하)이며, 부스트압력이 제1설정압 이상이고 제2설정압 이하인 조건이다. 제1설정압은 이젝터(270)에 의한 강제적인 부압이 형성되기 위한 임계치이고, 제2설정압은 이젝터(270)에 의한 강제적인 부압이 매우 안정적으로 형성되기 위한 임계치로서, 제2설정압이 제1설정압 보다 높다. 혼합 퍼지영역(72)에서는 부스트압력이 제1설정압 이상이고 제2설정압 이하이므로 이젝터(270)에 의한 부압이 형성될 수 있지만 그 부압 형성이 안정적이지 못하고, 이에 이젝터(270)의 작동효율이 상대적으로 낮으므로 제2퍼지통로(242)를 통한 증발가스의 퍼지효율이 상대적으로 낮을 수 있다. 그리고, 혼합 퍼지영역(72)에서는 써지탱크(14)의 압력이 부압이므로 증발가스는 제1퍼지통로(241)를 통해 스로틀밸브(17)의 하류측으로 보다 높은 비율로 이동할 수 있다. 즉, 혼합 퍼지영역(72)에서 증발가스는 제1퍼지통로(241)에 의해 상대적으로 높은 비율로 이동할 수 있고, 제2퍼지통로(242)를 통해 상대적으로 낮은 비율로 이동할 수 있다. 이와 같이, 혼합 퍼지영역(72)에서 부스트압력이 상대적으로 낮고, 특히 대기압이 낮은 경우에는 압축기(21)의 써지 발생 가능성이 높아질 수 있으므로 컨트롤러(50)는 증발가스가 제1퍼지통로(241) 측으로 이동하도록 퍼지 컨트롤밸브(230)의 개도율을 제어함이 바람직하다. 현재 엔진부하 및 현재 엔진속도 등과 같은 엔진의 현재 운전조건이 혼합 퍼지영역(72)을 만족하면 컨트롤러(50)는 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템(200)의 현재 퍼지조건이 혼합 퍼지조건에 해당함을 확인할 수 있고, 컨트롤러(50)는 증발가스가 제1퍼지통로(241) 측으로 이동하도록 퍼지 컨트롤밸브(230)의 개도율을 제어할 수 있다. In the
도 7의 듀얼퍼지 맵(70)에서, 천이영역(73)은 엔진의 제동평균유효압력(엔진부하)이 혼합 퍼지영역(73) 보다 높은 중부하조건이고, 써지탱크(14)의 압력이 대기압과 유사해지며, 부스트압력이 제1설정압 이상이고 제2설정압 이하인 조건이다. 천이영역(73)에서는 부스트압력이 제1설정압 이상이고 제2설정압 이하이므로 이젝터(270)에 의한 부압이 형성될 수 있지만 그 부압 형성이 안정적이지 못하고, 이에 이젝터(270)의 작동효율이 상대적으로 낮으므로 제2퍼지통로(242)를 통한 증발가스의 퍼지효율이 상대적으로 낮을 수 있다. 그리고, 천이영역(73)에서는 써지탱크(14)의 압력이 대기압과 유사한 조건이므로 제1체크밸브(251)가 열리고 닫힐 때의 압력차이로 인해 밸브 채터링(valve chattering)이 발생할 가능성이 높은 영역이고, 이로 인해 퍼지컨트롤밸브(240)의 개방에 의해 증발가스가 제1체크밸브(251)를 통과하여 스로틀밸브(17)의 하류측으로 이동할 때 제1체크밸브(251)의 밸브 채터링에 의해 영향을 받을 수 있다. 이에 따라, 천이영역(73)에서는 증발가스의 퍼지작동에 대한 신뢰도가 극히 저하될 수 있으므로 밸브 채터링의 영향을 고려하여 매우 신중하게 퍼지컨트롤밸브(230)의 작동을 제어할 필요가 있다. 현재 엔진부하 및 현재 엔진속도 등과 같은 엔진의 현재 운전조건이 천이영역(73)을 만족하면 컨트롤러(50)는 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템(200)의 현재 퍼지조건이 천이조건에 해당함을 확인할 수 있다. 특히, 증발가스의 퍼지 효율 측에서 천이영역(73)에서 퍼지컨트롤밸브(230)의 작동을 제어하는 것이 효율적이지 못할 수 있으므로 불가피한 경우가 아니면 천이영역(73)에서는 퍼지컨트롤밸브(230)의 작동을 정지함으로써 퍼지컨트롤밸브(230)를 폐쇄된 상태로 유지함이 바람직할 것이다.In the
도 7의 듀얼퍼지 맵(70)에서, 부스트 퍼지영역(74)은 엔진의 제동평균유효압력(엔진부하)이 높은 고부하조건이고, 써지탱크(14)의 압력이 대기압 이상이 되며, 부스트압력이 제2설정압 이상인 조건이다. 부스트 퍼지영역(74)에서는 부스트압력이 제2설정압 이상이므로 이젝터(270)에 의한 강제적인 부압이 안정적으로 형성될 수 있고, 이젝터(270)의 작동효율이 상대적으로 가장 높을 수 있으며, 증발가스는 제2퍼지통로(242)를 통해 압축기(21)의 상류측으로 이동할 수 있다. 즉, 부스트 퍼지영역(74)은 이젝터(270)의 작동효율이 높으므로 제2퍼지통로(252)에 의한 퍼지효율이 가장 높은 영역일 수 있다. 그리고, 부스트 퍼지영역(74)에서는 써지탱크(14)의 압력이 대기압 이상이 되므로 증발가스는 스로틀밸브(17)의 하류측으로 이동하지 못한다. 현재 엔진부하 및 현재 엔진속도 등과 같은 엔진의 현재 운전조건이 부스트 퍼지영역(74)을 만족하면 컨트롤러(50)는 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템(200)의 현재 퍼지조건이 부스트 퍼지조건에 해당함을 확인할 수 있다. In the
컨트롤러(50)는 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템(200)의 현재 퍼지조건이 듀얼퍼지 맵(70)의 어느 영역(71, 72, 73, 74) 즉, 어느 퍼지조건을 만족하는지에 따라, 퍼지 컨트롤밸브(230)의 개폐여부 및 개도율 등을 제어한다(S405). 예컨대, 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템(200)의 현재 퍼지조건가 듀얼퍼지 맵(70)의 부압 퍼지영역(71)에 해당하면 컨트롤러(50)는 퍼지 컨트롤밸브(230)을 상대적으로 높은 제1듀티 사이클에 따라 제어함으로서 퍼지 컨트롤밸브(230)의 개도율을 상대적으로 크게 조절할 수 있다. 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템(200)의 현재 퍼지조건이 듀얼퍼지 맵(70)의 혼합 퍼지영역(72)에 해당하면 컨트롤러(50)는 증발가스가 제1퍼지통로(241) 측으로 이동하도록 퍼지 컨트롤밸브(230)의 개도율을 제어할 수 있다. 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템(200)의 현재 퍼지상태가 듀얼퍼지 맵(70)의 천이영역(73)에 해당하면 증발가스의 퍼지가 불가피한 경우에는 밸브 채터링의 영향을 고려하여 매우 신중하게 퍼지컨트롤밸브(230)의 개방작동을 제어하고, 증발가스의 퍼지가 불가피한 경우가 아니면 퍼지컨트롤밸브(230)의 개방작동을 중지함으로써 퍼지컨트롤밸브(230)를 폐쇄된 상태로 유지한다. 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템(200)의 현재 퍼지조건이 듀얼퍼지 맵(70)의 부스트 퍼지영역(74)에 해당하면 컨트롤러(50)는 퍼지 컨트롤밸브(230)를 제1듀티사이클을 따라 제어함으로써 퍼지 컨트롤밸브(230)의 개도율을 상대적으로 크게 조절할 수 있다.The
도 8은 엔진속도 및 엔진부하 등과 같은 엔진의 운전조건에 따른 흡기도관(5, 15)의 입구측 압력이 맵핑된 제1압력맵이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 흡기도관(5, 15)의 입구측 압력은 엔진의 전체 운전조건 전반에 걸쳐 거의 동일한 압력분포를 나타낸다. 즉, 차량의 이동에 따른 고도 등의 대기상태가 변함이 없는 상태에서 흡기도관(5, 15)의 입구측 압력은 엔진속도 및 엔진부하에 상관없이 일정하게 유지될 수 있다. 도 8에는 엔진부하가 엔진의 제동평균유효압력(BMEP, Brake Mean Effective Pressure)로 예시되어 있다. 8 is a first pressure map in which inlet pressures of the
도 9는 엔진속도 및 엔진부하 등과 같은 엔진의 운전조건에 따른 써지탱크(4, 14)의 압력을 나타낸 제2압력맵이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 엔진의 제동평균유효압력이 증가할수록 써지탱크(4, 14)의 압력이 증가할 수 있다. 즉, 엔진의 부하가 증가할수록 써지탱크(4, 14)의 압력이 증가함을 알 수 있다. 도 9에는 엔진부하가 엔진의 제동평균유효압력(BMEP, Brake Mean Effective Pressure)으로 예시되어 있다. 9 is a second pressure map showing the pressure of the
도 10은 엔진속도 및 엔진부하 등과 같은 엔진의 운전조건에 따른 부스트압력(압축기(21)의 하류측 평균압력)을 나타낸 제3압력맵이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 엔진 제동평균유효압력이 커질수록 부스트압력이 커질 수 있다. 즉, 엔진의 부하가 커질수록 부스트압력이 커짐을 알 수 있다. 도 10에는 엔진부하가 엔진의 제동평균유효압력(BMEP, Brake Mean Effective Pressure)으로 예시되어 있다. 10 is a third pressure map showing a boost pressure (average pressure on the downstream side of the compressor 21) according to the operating conditions of the engine, such as engine speed and engine load. As shown in FIG. 10, the boost pressure may increase as the engine brake average effective pressure increases. That is, it can be seen that as the engine load increases, the boost pressure increases. In Fig. 10, the engine load is illustrated as the brake mean effective pressure (BMEP) of the engine.
실시예에 따르면, 도 8의 제1압력맵 및 도 9의 제2압력맵이 결합됨으로써 도 5의 싱글퍼지 맵(60)이 맵핑될 수 있고, 싱글퍼지 맵(60)의 맵핑 시에 다양한 보정치가 적용될 수도 있다. 엔진의 제동평균유효압력은 엔진 토크를 제동평균유효압력 공식에 대입함으로써 계산될 수 있다. According to an embodiment, by combining the first pressure map of FIG. 8 and the second pressure map of FIG. 9, the
실시예에 따르면, 도 8의 제1압력맵, 도 9의 제2압력맵, 도 10의 제3압력맵이 결합됨으로써 도 7의 듀얼퍼지 맵(70)이 맵핑될 수 있고, 듀얼퍼지 맵(70)의 맵핑 시에 다양한 보정치가 적용될 수도 있다. 엔진의 제동평균유효압력은 엔진 토크를 제동평균유효압력 공식에 대입함으로써 계산될 수 있다. According to an embodiment, the
한편, 싱글퍼지모드(S300)의 현재 퍼지조건 및 듀얼퍼지모드(S400)의 현재 퍼지조건을 확인할 때, 흡기도관(5, 15)의 입구측 압력, 써지탱크(4, 14)의 압력, 부스트압력 등을 제1압력맵, 제2압력맵, 제3압력맵에 대입함으로써 현지 퍼지조건을 보다 정확하게 확인할 수 있다. On the other hand, when checking the current purge condition of the single purge mode (S300) and the current purge condition of the dual purge mode (S400), the inlet pressure of the intake pipes (5, 15), the pressure of the surge tanks (4, 14), boost By substituting pressure, etc. into the first pressure map, the second pressure map, and the third pressure map, it is possible to more accurately check the local purge conditions.
한편, 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템(200)은 터보차저(20)의 압축기(21)를 가지므로 압축기(21)의 서지(surge)로 인해 이젝터(270)에 의해 퍼지되는 증발가스가 에어클리너(16) 측으로 역류할 가능성을 가질 수 있다. 압축기(21)의 써지(surge)는 유량 대비 압력비가 높을 때 발생하며, 압축기(21)의 회전체가 공회전하므로 유동의 흐름이 불규칙해지는 불안정한 상태를 의미한다. 특히, 차량이 고지대를 운행할 때 대기압이 낮아질 수 있고, 이에 압축기(21)로 유입되는 외기의 유량이 상대적으로 낮은 반면에 압축기(21)의 압축비가 높아질 수 있으므로 압축기(21)의 써지(surge)가 발생할 가능성이 높아질 수 있다. On the other hand, since the dual-pass
도 11은 압축기(21)의 유량(mass flow rate) 및 압력비(pressure ratio)에 따른 써지라인(SL, Surge Line) 및 써지라인(SL)에 의해 구분된 써지영역(S) 및 비써지영역(NS)을 나타낸 압축기(21)의 성능곡선이다.11 is a surge region (S) and a non-surge region (S) divided by a surge line (SL, Surge Line) and a surge line (SL) according to the flow rate (mass flow rate) and pressure ratio (pressure ratio) of the compressor 21 ( NS) is a performance curve of the
도 11에 도시된 바와 같이, 써지마진율(SgX, surge margine rate)은 압축기(21)의 회전속도(1200rpm, 1600rpm, 3000rpm 등)에 따라 써지라인(SL)와 가까워지는 정도인 것으로 정의될 수 있다. 도 11에서 써지마진율(SgX)은 비써지영역(NS)의 한 지점인 A지점의 유량(Xf)과, A지점에서 수평방향으로 연장된 가상선과 만나는 써지라인(SL)의 교차점(I)의 유량(Xs) 사이의 차이값(SgX = Xf-Xs)으로 정의된다. 그리고, 써지 마진율(SgX)은 압축기(21)의 비써지영역(NS)에서 압축기(21)의 유량 및 압축기(21)의 회전속도 등에 따라 결정될 수 있다. 도 11로부터, 써지마진율(SgX)이 작을수록 유체가 압축기(21)의 입구로부터 에어클리너(16)로 역류할 가능성이 높아짐을 알 수 있다. 예컨대, 차량이 고지대에서 운행할 때, 대기압이 낮아져 과급효과가 줄어들고(압축기(21)의 유량이 감소함), 압축기(21)의 압력비가 높아질 수 있으므로 써지마진율(SgX)이 작아질 수 있다. 한편, 도 11에 예시된 바와 같이, IGV(Inlet Guide Vane)의 최소값 및 IGV(Inlet Guide Vane)의 최대값이 다양하게 설정될 수 있다.As illustrated in FIG. 11, the surge margine rate (SgX) may be defined as being close to the surge line SL according to the rotational speed of the compressor 21 (1200 rpm, 1600 rpm, 3000 rpm, etc.). . In FIG. 11, the surge margin rate SgX is the intersection of the flow rate Xf of point A, which is a point in the non-surge area NS, and the intersection I of the surge line SL that meets the virtual line extending in the horizontal direction from point A. It is defined as the difference value (SgX = Xf-Xs) between the flow rates (Xs). In addition, the surge margin ratio SgX may be determined according to the flow rate of the
도 12는 엔진속도 및 엔진부하 등가 같은 운전조건에 따른 써지 마진율(SgX)을 나타낸 써지 마진율 맵이다. 도 12을 참조하면, 엔진속도 및 엔진부하가 증가함에 따라(화살표 K 방향 참조) 써지마진율(SgX)이 증가한다. 12 is a surge margin ratio map showing a surge margin ratio SgX according to operating conditions such as engine speed and engine load equivalent. Referring to FIG. 12, as the engine speed and the engine load increase (see arrow K direction), the surge margin ratio SgX increases.
도 13은 써지마진율(SgX)이 표시된 듀얼퍼지 맵(60)을 도시한다. 도 13에는 써지마진율이 11%이하인 4개의 평가지점(A, B, C, D)가 표시되어 있다. 도 14는 도 13에 표시된 4개의 평가지점(A, B, C, D)이 표시된 압축기(21)의 성능곡선을 나타내며, 4개의 평가지점(A, B, C, D)은 써지라인(SL)에 근접함을 알 수 있다. 예컨대, 차량이 고지대에서 운행될 때, A지점은 A'방향을 따라 이동할 수 있으므로 써지라인(SL)과 만날 가능성이 매우 높다. 즉, 압축기(21)의 써지가 발생할 수 있고, 이로 인해 이젝터(270)에 의해 퍼지되는 증발가스가 에어클리너(16) 측으로 유체가 역류할 가능성이 높아진다. FIG. 13 shows a
본 발명의 실시예에 따르면, 도 11 내지 도 14의 써지마진율(SgX)이 도 7의 듀얼퍼지 맵(70)에 적용될 수 있다. 도 7의 듀얼퍼지 맵(70)은 압축기(21)의 써지가 발생하는 써지발생영역(75)을 포함할 수 있다. 써지발생영역(75)은 압축기(21)의 써지 발생 여부를 판단하기 위한 써지마진율(SgX)의 임계라인(76, threshold line)에 의해 한정될 수 있다. 써지마진율(SgX)의 임계라인(76)은 엔진 조건, 차량이 운행되는 지역의 고도 등에 따라 다양하게 가변될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the surge margin ratio SgX of FIGS. 11 to 14 may be applied to the
일 실시예에 따르면, 도 7에 도시된 바와 같이, 써지발생영역(75)은 이젝터(270)에 의해 증발가스가 퍼지되지 않는 부압 퍼지영역(71)을 제외한 나머지 영역 즉, 부스트 퍼지영역(74), 천이영역(73), 혼합 퍼지영역(72)에 설정될 수 있다. 특히, 써지발생영역(75)은 엔진의 저속 조건에 편향될 수 있다. According to one embodiment, as shown in FIG. 7, the
차량이 고지대를 운행하거나 부스트압력이 감소하는 경우에는 대기압이 낮아질 수 있고, 압축기(21)로 유입되는 외기의 유량이 작아질 수 있다. 이에, 압축기(21)의 유량 대비 압축비가 높아질 수 있으므로 압축기(21)의 써지가 발생할 가능성이 높아질 수 있다. 예컨대, 듀얼퍼지 맵(70)의 혼합 퍼지영역(72), 천이영역(73), 및 부스트 퍼지영역(74)에서 대기압이 낮아지거나 압축기(21)의 유량 대비 압축비가 높아질수록 압축기(21)의 써지가 발생할 가능성이 높아질 수 있고, 이로 인해 이젝터(270)에 의해 퍼지되는 증발가스가 에어클리너(16) 측으로 역류할 수 있다. 듀얼퍼지 맵(70)의 부압 퍼지영역(71)은 이젝터(270)에 의해 증발가스가 압축기(21)의 상류측으로 이동하지 않으므로 압축기(21)의 써지 발생가능성을 고려할 필요가 없고, 이에 써지 발생영역(75)은 듀얼퍼지 맵(70)의 부압 퍼지영역(71)과 중첩하지 않는다. When the vehicle is operating in the highlands or when the boost pressure is reduced, the atmospheric pressure may be lowered, and the flow rate of the outside air flowing into the
이와 같이, 본 발명은 써지발생영역(75)이 설정된 듀얼퍼지 맵(70)을 이용하여 써지 발생이 가능한 조건에서 퍼지 컨트롤밸브(230)를 폐쇄함으로써 압축기(21)의 써지로 인해 증발가스가 차량의 외부로 누출됨을 효과적으로 방지할 수 있다. As described above, the present invention closes the
상술한 바와 같이, 대기압의 하락 또는 압축기(21)의 유량 대비 압축비가 높아짐으로 인해 압축기(21)의 써지 발생 가능성을 듀얼퍼지 맵(70)의 각 영역별로 고려하면 다음과 같다. 부압 퍼지영역(71)은 이젝터(270)에 의한 부압이 형성되지 않으므로 압축기(21)의 써지 발생가능성을 고려할 필요가 없다. 부스트 퍼지영역(74)은 이젝터(270)에 의한 부압이 원활하게 형성되지만 대기압이 낮아지거나 부스트압력이 감소될 때 압축기(21)의 써지 발생가능성이 있다. 천이영역(73) 및 혼합 퍼지영역(72)은 대기압이 낮거나 부스트압력이 감소할 때 부스트 퍼지영역(74)에 비해 압축기(21)의 써지 발생가능성이 더 높을 수 있다. As described above, considering the possibility of surge generation of the
도 6을 참조하면, S402단계 이후에 듀얼퍼지 맵(70)을 로드하고(S410), 도 12의 써지 마진율 맵에 기초하여 엔진의 현재 운전조건에 따른 써지 마진율(SgX)을 산출한다. 그리고, 로드된 듀얼퍼지 맵(70)에 기초하여 엔진의 현재 운전조건에 따른 써지마진율(SgX)이 써지 발생조건을 만족하는지를 판단한다(S411). 이를 구체적으로 설명하면, 엔진속도 및 엔진부하에 따른 써지마진율(SgX)이 도 7의 듀얼퍼지 맵(70)의 써지발생영역(75) 이내이면 엔진의 현재 운전조건은 써지 발생조건을 만족하고, 엔진속도 및 엔진부하에 따른 서지마진율(SgX)이 도 7의 듀얼퍼지맵(70)의 써지발생영역(75)을 벗어나면 엔진의 현재 운전조건은 써지 발생조건을 만족하지 않는다. Referring to FIG. 6, after the step S402, the
엔진의 현재 운전조건에 따른 현재 써지마진율(SgX)이 써지 발생조건을 만족하지 않으면, S403단계, S404단계, S405단계가 순차적으로 진행될 수 있다. 즉, 엔진속도 및 엔진부하에 따른 써지마진율(SgX)이 듀얼퍼지맵(70)의 써지발생영역(75)을 벗어나면 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템(200)의 현재 퍼지조건를 확인하여 퍼지 컨트롤밸브(230)의 개폐여부 및 개도율을 제어할 수 있다. If the current surge margin ratio SgX according to the current operating condition of the engine does not satisfy the surge generation condition, steps S403, S404, and S405 may be sequentially performed. That is, if the surge margin ratio (SgX) according to the engine speed and the engine load is outside the
엔진의 현재 상태에 따른 써지마진율(SgX)이 써지 발생조건을 만족하면 제1압력센서(31)에 의해 측정된 압축기(21)의 상류측 압력 및 제1 및 제3압력센서(31, 33)에 의해 계산된 압축기(21)의 압축비를 확인할 수 있다(S412). 압축기(21)의 상류측 압력 및 압축비를 압축기(21)의 성능맵(performance map)에 대입함으로써 압축기(21)의 상류측 압력 및 압축비가 써지 발생조건임을 교차 검증할 수 있고, 압축기(21)의 성능맵은 컨트롤러(50)의 메모리(52)에 저장될 수 있다. 그리고, 써지마진율(SgX)이 도 7의 듀얼퍼지 맵(70)의 써지발생영역(75) 이내이면 이젝터(270)에 의해 퍼지되는 증발가스가 에어클리너(16) 측으로 역류할 수 있으므로 퍼지 컨트롤밸브(230)를 폐쇄한다(S413). When the surge margin ratio SgX according to the current state of the engine satisfies the surge generation condition, the pressure upstream of the
이상과 같은 본 발명에 의하면, 압력 기반 퍼지맵을 이용하여 흡기계의 전반적인 압력 정보를 충분히 활용함으로써 엔진의 운전조건에 따른 퍼지조건을 정확하게 확인할 수 있고, 확인된 퍼지조건에 따라 퍼지 컨트롤밸브를 정밀하게 제어할 수 있다. According to the present invention as described above, by fully utilizing the overall pressure information of the intake system using the pressure-based purge map, it is possible to accurately check the purge conditions according to the operating conditions of the engine, and to accurately control the purge control valve according to the confirmed purge conditions. 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 above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may make various modifications and variations 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 not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims below, and all technical spirits within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
1, 10: 엔진
2, 12: 흡기매니폴드
4, 14: 써지탱크
5, 15: 흡기도관
6, 16: 에어클리너
7, 17: 스로틀밸브
9, 19: 연료탱크
31: 제1압력센서
32: 제2압력센서
33: 제3압력센서
100: 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템
110: 캐니스터
130: 퍼지 컨트롤밸브
140: 퍼지통로
150: 체크밸브
200: 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템
210: 캐니스터
230: 퍼지 컨트롤밸브
240: 퍼지통로
241: 제1퍼지통로
242: 제2퍼지통로
251: 제1체크밸브
252: 제2체크밸브
260: 재순환통로
270: 이젝터1, 10:
4, 14:
6, 16:
9, 19: fuel tank 31: first pressure sensor
32: second pressure sensor 33: third pressure sensor
100: single pass canister purge system
110: canister 130: purge control valve
140: purge passage 150: check valve
200: dual pass canister purge system
210: canister 230: purge control valve
240: purge passage 241: first purge passage
242: 2nd purge passage 251: 1st check valve
252: second check valve 260: recirculation passage
270: ejector
Claims (10)
싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템을 인식하면 압력기반의 싱글퍼지 맵을 이용하여 싱글 퍼지모드를 실행하고,
듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템을 인식하면 압력기반의 듀얼퍼지 맵을 이용하여 듀얼퍼지모드를 실행하며,
상기 싱글퍼지모드는 상기 싱글퍼지 맵에 의해 상기 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템의 현재 퍼지조건을 확인하고, 확인된 현재 퍼지조건에 따라 퍼지 컨트롤밸브를 제어하고,
상기 듀얼퍼지모드는 상기 듀얼퍼지 맵에 의해 상기 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템의 현재 퍼지조건을 확인하고, 확인된 현재 퍼지조건에 따라 퍼지 컨트롤밸브를 제어하는 캐니스터 퍼지시스템의 제어방법.A single-pass canister purge system configured to purge evaporated gas only to the downstream side of the throttle valve and a dual-pass canister purge system configured to purge the evaporated gas to the downstream side of the throttle valve and the upstream side of the compressor. Is aware,
When the single-pass canister purge system is recognized, a single purge mode is executed using a pressure-based single purge map.
When the dual pass canister purge system is recognized, the dual purge mode is executed using the pressure-based dual purge map.
The single purge mode checks the current purge condition of the single pass canister purge system by the single purge map, and controls the purge control valve according to the confirmed current purge condition,
The dual purge mode is a control method of a canister purge system that checks a current purge condition of the dual pass canister purge system by the dual purge map and controls a purge control valve according to the confirmed current purge condition.
상기 싱글퍼지모드는,
상기 퍼지 컨트롤밸브의 현재 개폐상태를 확인하고,
엔진의 현재 운전조건, 흡기도관의 현재 압력조건을 수신받고,
상기 싱글퍼지 맵에 기초하여 상기 싱글 패스 캐니스터 퍼지시스템의 현재 퍼지조건을 확인하며,
상기 확인된 현재 퍼지조건에 따라 상기 퍼지 컨트롤밸브를 제어하는 캐니스터 퍼지시스템의 제어방법.The method according to claim 1,
The single purge mode,
Check the current opening and closing state of the purge control valve,
Receive the current operating conditions of the engine, the current pressure conditions of the intake pipe,
Check the current purge condition of the single pass canister purge system based on the single purge map,
Control method of the canister purge system for controlling the purge control valve according to the identified current purge conditions.
상기 싱글퍼지 맵은 엔진의 운전조건 및 흡기도관의 압력조건에 따라 구분된 부압 퍼지영역, 천이영역, 싱글퍼지 불가영역을 가지고,
상기 부압 퍼지영역은 증발가스가 스로틀밸브의 하류측으로 이동하는 영역이며, 상기 천이영역은 밸브 채터링이 발생가능한 영역이고, 상기 싱글퍼지 불가영역은 증발가스가 스로틀밸브의 하류측으로 이동하지 못하는 영역인 캐니스터 퍼지시스템의 제어방법.The method according to claim 2,
The single purge map has a negative pressure purge region, a transition region, and a single purge incapable region divided according to an operating condition of an engine and a pressure condition of an intake pipe,
The negative pressure purge area is an area where the evaporation gas moves to the downstream side of the throttle valve, the transition area is an area where valve chattering can occur, and the single purge non-disabled area is an area where the evaporation gas cannot move to the downstream side of the throttle valve. Control method of canister purge system.
상기 싱글퍼지 맵은 제1압력맵 및 제2압력맵의 결합에 의해 맵핑되고,
상기 제1압력맵은 엔진부하 및 엔진속도에 따라 흡기도관의 입구측 압력이 맵핑된 맵이며, 상기 제2압력맵은 엔진부하 및 엔진속도에 따른 써지탱크의 압력이 맵핑된 맵인 캐니스터 퍼지시스템의 제어방법.The method according to claim 3,
The single purge map is mapped by a combination of a first pressure map and a second pressure map,
The first pressure map is a map in which inlet pressure of the intake pipe is mapped according to engine load and engine speed, and the second pressure map is a map in which the pressure of the surge tank according to the engine load and engine speed is mapped. Control method.
상기 듀얼퍼지모드는,
상기 퍼지 컨트롤밸브의 현재 개폐상태를 확인하고,
엔진의 현재 운전조건, 흡기도관의 현재 압력조건을 수신받고,
상기 듀얼퍼지 맵에 기초하여 상기 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템의 현재 퍼지조건을 확인하며,
상기 확인된 현재 퍼지조건에 따라 상기 퍼지 컨트롤밸브를 제어하는 캐니스터 퍼지시스템의 제어방법.The method according to claim 1,
The dual purge mode,
Check the current opening and closing state of the purge control valve,
Receive the current operating conditions of the engine, the current pressure conditions of the intake pipe,
Confirm the current purge condition of the dual pass canister purge system based on the dual purge map,
Control method of the canister purge system for controlling the purge control valve according to the identified current purge conditions.
상기 엔진의 현재 운전조건을 수신받은 이후에 상기 엔진의 현재 운전조건에 대응한 써지마진율을 산출하고,
상기 써지마진율이 써지 발생조건을 만족하면 상기 퍼지 컨트롤밸브를 폐쇄하는 캐니스터 퍼지시스템의 제어방법.The method according to claim 5,
After receiving the current operating conditions of the engine, calculate the surge margin ratio corresponding to the current operating conditions of the engine,
A control method of a canister purge system that closes the purge control valve when the surge margin rate satisfies a surge generation condition.
상기 써지마진율이 써지 발생조건을 만족하지 않으면 상기 듀얼퍼지 맵에 기초하여 상기 듀얼 패스 캐니스터 퍼지시스템의 현재 퍼지조건을 확인하고,
상기 확인된 현재 퍼지조건에 따라 상기 퍼지 컨트롤밸브를 제어하는 캐니스터 퍼지시스템의 제어방법.The method according to claim 6,
If the surge margin rate does not satisfy the surge generation condition, check the current purge condition of the dual pass canister purge system based on the dual purge map,
Control method of the canister purge system for controlling the purge control valve according to the identified current purge conditions.
상기 듀얼퍼지 맵은 엔진의 운전조건 및 흡기도관의 압력조건에 따라 구분된 부압 퍼지영역, 혼합 퍼지영역, 천이영역, 부스트 퍼지영역을 가지고,
상기 부압 퍼지영역은 증발가스가 스로틀밸브의 하류측으로만 이동하는 영역이며, 상기 혼합 퍼지영역은 증발가스가 스로틀밸브의 하류측으로 상대적으로 높은 비율로 이동하고 압축기의 상류측으로 상대적으로 작은 비율로 이동가능한 영역이며, 상기 천이영역은 밸브 채터링이 발생가능한 영역이며, 상기 부스트 퍼지영역은 증발가스가 압축기의 상류측으로만 이동하는 영역인 캐니스터 퍼지시스템의 제어방법.The method according to claim 7,
The dual purge map has a negative pressure purge region, a mixed purge region, a transition region, and a boost purge region divided according to an engine operating condition and an intake pipe pressure condition,
The negative pressure purge area is an area where the evaporation gas moves only to the downstream side of the throttle valve, and the mixed purge area is capable of moving the evaporation gas at a relatively high rate to the downstream side of the throttle valve and a relatively small rate to the upstream side of the compressor. The region, the transition region is a region where valve chattering can occur, and the boost purge region is a region in which the evaporated gas moves only upstream of the compressor.
상기 듀얼퍼지 맵은 제1압력맵, 제2압력맵, 및 제3압력맵의 결합에 의해 맵핑되고,
상기 제1압력맵은 엔진부하 및 엔진속도에 따라 흡기도관의 입구측 압력이 맵핑된 맵이며, 상기 제2압력맵은 엔진부하 및 엔진속도에 따른 써지탱크의 압력이 맵핑된 맵이고, 상기 제3압력맵은 엔진부하 및 엔진속도에 따라 부스트압력이 맵핑된 맵인 캐니스터 퍼지시스템의 제어방법.The method according to claim 8,
The dual purge map is mapped by a combination of a first pressure map, a second pressure map, and a third pressure map,
The first pressure map is a map in which inlet pressure of an intake pipe is mapped according to engine load and engine speed, and the second pressure map is a map in which pressure of a surge tank is mapped according to engine load and engine speed. 3 The pressure map is a control method of the canister purge system, which is a map where boost pressure is mapped according to engine load and engine speed.
상기 듀얼퍼지 맵은 압축기의 써지가 발생가능한 써지발생영역을 포함하고, 상기 써지발생영역은 압축기의 써지 발생 여부를 판단하기 위한 써지마진율의 임계라인에 의해 한정되는 캐니스터 퍼지시스템의 제어방법.The method according to claim 9,
The dual purge map includes a surge generation area where a surge of the compressor can occur, and the surge generation area is a control method of a canister purge system defined by a threshold line of a surge margin rate for determining whether a surge of the compressor is generated.
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KR102322134B1 (en) * | 2020-09-03 | 2021-11-05 | 주식회사 현대케피코 | Fuel evaporation gas purge device of vehicle and control method thereof |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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