KR100589217B1 - 차량의 이지알 제어장치 - Google Patents

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Abstract

차량의 EGR(Exhaust Gas Recirculation) 밸브의 제어를 제어함에 있어, 에어 플로우 센서(Air Flow Sensor ;AFS)에서 감지되는 공기량과 EGR 밸브의 변위 신호로부터 EGR 율을 결정하여 피드백 제어를 실행하는 것으로,
연소실로 유입되는 공기량을 검출하는 수단과, EGR 밸브의 변위를 검출하는 수단과, 엔진 회전수를 검출하는 수단과, 냉각수의 온도를 검출하는 수단을 포함하는 차량의 이지알 제어장치에 있어서, 냉각수의 온도가 기준온도 이상을 유지하는 EGR 밸브의 피드백 제어 조건을 만족하면 검출되는 공기량과 EGR 밸브의 변위에 따라 EGR 제어율을 연산하여 EGR 밸브의 개도량 제어를 위한 PWM 신호를 출력하고, EGR 밸브의 변위에 대한 검출 정보가 에러로 판정되는 경우 공기량만의 조건으로 EGR 제어율을 결정하여 EGR 밸브의 개도량 제어를 위한 PWM 신호를 출력하는 수단과; PWM 듀티 신호에 의해 EGR 밸브의 개도를 조정하는 수단을 포함한다.
EGR 밸브, 피드백 제어, 공기량

Description

차량의 이지알 제어장치{EXHAUST GAS RECIRCULATION CONTROLLING DEVICE OF VEHICLE}
도 1은 본 발명에 따른 차량의 이지알 제어장치에 대한 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 차량에서 이지알 제어를 실행하는 실시예의 흐름도.
본 발명은 차량의 EGR(Exhaust Gas Recirculation) 밸브의 제어에 관한 것으로, 더 상세하게는 흡기에 장착된 에어 플로우 센서(Air Flow Sensor ;AFS)에서 감지되는 공기량과 EGR 밸브의 변위 신호를 이용한 EGR 밸브의 피드백 제어로 배기가스의 안정화를 제공하도록 하는 차량의 이지알 제어장치에 관한 것이다.
예컨대, 차량에 적용되고 있는 EGR 장치는 배기가스의 일부를 다시 흡기계로 재순환시켜 연소시 최고 온도를 낮추어 줌으로써 Nox 물질의 발생을 억제하여 주는 장치이다.
종래의 차량에 적용되는 있는 EGR 제어방법으로는 EGR 밸브의 변위량을 제어하는 방법과 EGR 밸브의 가상 위치를 제어하는 방법이다.
상기 EGR 밸브의 변위량을 제어하는 방법은 각 운전 영역별로 EGR 밸브의 변위량을 미리 결정하여 맵 테이블로 설정하고, 현재의 운전 영역을 판정하여 맵 테이블로부터 위치 제어값을 추출한 다음 해당하는 양만큼을 EGR 밸브를 제어하도록 하는 방법이다.
이때, 적용되는 센서는 EGR 밸브 상면에 장착되는 EGR 밸브 변위량 검출센서이며, 작동 유체는 엔진에서 발생된 부압을 사용하여 제어한다.
그러나, 이 제어방법은 양산 차량간 정해진 운전 영역이 변할 경우나 부스트 압력과 배압이 변하게 되는 경우에 실제적인 EGR 플로우(Flow)의 양이 심하게 변동되어 결과적으로는 배출가스의 편차가 유도되는 단점을 갖고 있다.
또한, EGR 밸브의 가상 위치를 제어하는 방법은 EGR 밸브를 제어하는 듀티비를 이용하여 가상의 EGR 밸브의 위치를 계산하고 이를 이용하여 자체 피드백 제어를 수행하는 방법이다.
그러나, 이 방법에서도 결과적으로는 정해진 듀티비가 인가되어 EGR 밸브를 제어하는 방식이므로 EGR 밸브의 변위량을 제어하는 방식과 마찬가지로 차량간의 편차에 따른 EGR 플로우의 변동을 방지할 수 없는 단점이 있다.
상기한 제어방법을 적용하는 경우 EGR 밸브 자체의 정도 및 단품의 편차에 따라 피드백 받는 값이 동일하더라도 EGR 밸브의 위치 상이로 인하여 EGR 제어에 있어 많은 편차를 발생시키게 되어 배기가스의 안정화를 제공하지 못하는 단점이 있다.
또한, 유럽의 배기 규제를 타켓(Target)으로 적용되는 DC 모터 구동 EGR 밸 브는 EGR 제어율의 정도가 기존 부압식 EGR 밸브 보다 많이 확보되어야 하므로, 단품 자체에서 밸브의 위치 정보를 피드백 받아 EGR 율을 보상하는 경우 편차가 크게 발생되어 배기가스의 안정화를 제공하지 못하는 단점이 있다.
또한, EGR 밸브의 위치 정보를 검출하는 센서가 장시간 운전으로 인하여 카본이 퇴적되는 경우 정확한 위치 정보를 피드백 신호로 제공하지 못하게 되므로 배기가스의 안정화를 제공하지 못하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 인테이크 매니폴더(Intake Manifold)를 통해 연소실로 유입되는 공기량과 EGR 밸브의 변위로부터 EGR율을 연산하여 EGR 밸브를 피드백 제어함으로써 단품 편차에 관계없이 목표 공기량을 추종하는 EGR 밸브의 제어로 배기가스의 안정화를 제공하도록 한 것이다.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 연소실로 유입되는 공기량을 검출하는 수단과, EGR 밸브의 변위를 검출하는 수단과, 엔진 회전수를 검출하는 수단과, 냉각수의 온도를 검출하는 수단을 포함하는 차량의 이지알 제어장치에 있어서, 냉각수의 온도가 기준온도 이상을 유지하는 EGR 밸브의 피드백 제어 조건을 만족하면 검출되는 공기량과 EGR 밸브의 변위에 따라 EGR 제어율을 연산하여 EGR 밸브의 개도량 제어를 위한 PWM 신호를 출력하고, EGR 밸브의 변위에 대한 검출 정보가 에러로 판정되는 경우 공기량만의 조건으로 EGR 제어율을 결정하여 EGR 밸브의 개도량 제어를 위한 PWM 신호를 출력하는 수단과; PWM 듀티 신호에 의해 EGR 밸브의 개도를 조정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 이지알 제어장치를 제공한다.
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이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 이지알 제어장치는 공기량 검출부(10)와 EGR 검출부(20), 크랭크 각 검출부(30), 수온 검출부(40), 제어부(50) 및 구동부(60)로 이루어진다.
공기량 검출부(10)는 인테이크 매니폴더의 소정 위치에 장착되어, 연소실로 유입되는 공기량을 검출하여 그에 대한 정보를 출력한다.
EGR 검출부(20)는 EGR 밸브의 변위를 검출하여 그에 대한 정보를 피드백 신호로 인가한다.
크랭크 각 검출부(30)는 크랭크 샤프트의 각도로부터 현재의 엔진 회전수를 검출하여 그에 대한 정보를 출력한다.
수온 검출부(40)는 엔진의 순환하는 냉각수의 온도를 검출하여 그에 대한 정보를 출력한다.
제어부(50)는 엔진의 운전 정보가 EGR 밸브의 피드백 제어 조건을 만족하는지를 판단하며, EGR 밸브의 피드백 제어 조건을 만족하면 공기량과 EGR 밸브의 변 위에 따른 EGR율을 연산하여 EGR 밸브의 개도량을 제어한다.
구동부(60)는 DC 모터로, 상기 제어부(50)에서 인가되는 PWM(Pulse Width Modulation) 듀티 신호에 의해 구동되어 EGR 밸브의 개도를 조정한다.
전술한 기능을 갖는 본 발명의 구성에서 EGR 밸브의 피드백 제어를 실행하는 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.
엔진의 시동이 온을 유지하게 되면 제어부(50)는 차량의 제반 운전 정보를 검출하여(S101) 냉각수의 온도가 설정된 기준 온도 이상을 유지하는 EGR 밸브의 피드백 제어 조건을 만족하는지 판단한다(S102).
상기에서 EGR 밸브의 피드백 제어 조건을 만족하지 않으면 초기 과정으로 리턴되고, EGR 밸브의 피드백 제어 조건을 만족하는 것으로 판단되면 현재의 엔진 회전수와 공기량을 검출하고(S103), 피드백 신호로 인가되는 EGR 밸브의 위치를 검출한다(S104).
이후, 설정된 맵 테이블로부터 상기 엔진 회전수와 공기량의 조건에 따른 운전영역과 EGR 밸브의 위치에 따른 피드백 제어를 위한 EGR율 연산하고(S105), 이에 대하여 모터 구동을 위한 듀티 신호로 연산한다(S106).
상기와 같이 EGR 밸브의 제어를 위한 듀티 신호가 연산되면 구동부(60)를 듀티 제어하여 결정된 EGR 율로 EGR 밸브의 개도량을 제어한다(S107).
상기에서 피드백 검출되는 EGR 밸브의 위치 신호가 이상으로 판정되는 경우 EGR 검출센서의 고장으로 판단하여 흡입되는 공기량만의 조건으로 EGR 밸브를 피드백 제어한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 EGR 밸브의 제어를 공기량의 조건과 EGR 밸브의 위치를 감안하여 EGR 제어율을 결정 제어함으로써 단품 편차에 관계없이 항상 최적의 제어가 실행되어 배기가스의 안정화를 제공한다.

Claims (4)

  1. 연소실로 유입되는 공기량을 검출하는 수단과, EGR 밸브의 변위를 검출하는 수단과, 엔진 회전수를 검출하는 수단과, 냉각수의 온도를 검출하는 수단을 포함하는 차량의 이지알 제어장치에 있어서,
    냉각수의 온도가 기준온도 이상을 유지하는 EGR 밸브의 피드백 제어 조건을 만족하면 검출되는 공기량과 EGR 밸브의 변위에 따라 EGR 제어율을 연산하여 EGR 밸브의 개도량 제어를 위한 PWM 신호를 출력하고, EGR 밸브의 변위에 대한 검출 정보가 에러로 판정되는 경우 공기량만의 조건으로 EGR 제어율을 결정하여 EGR 밸브의 개도량 제어를 위한 PWM 신호를 출력하는 수단과;
    PWM 듀티 신호에 의해 EGR 밸브의 개도를 조정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 이지알 제어장치.
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