KR102417327B1 - Apparatus and method of removing condensed water - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 응축수 제거 장치는 연료의 연소에 의해 동력을 발생시키는 복수의 연소실을 포함하는 엔진으로 흡기를 분배하는 흡기 매니폴드; 상기 연소실에서 배출되는 배기 가스를 상기 연소실로 재순환시키는 EGR 밸브를 포함하는 배기가스 재순환 장치; 및 연료 차단 조건에서 상기 EGR 밸브를 개방하여 상기 배기가스 재순환 장치를 통해 상기 연소실로 재순환 가스가 공급되도록 제어하는 제어기;를 포함할 수 있다.An apparatus for removing condensate according to an embodiment of the present invention includes: an intake manifold for distributing intake air to an engine including a plurality of combustion chambers for generating power by combustion of fuel; an exhaust gas recirculation device including an EGR valve for recirculating exhaust gas discharged from the combustion chamber into the combustion chamber; and a controller controlling the recirculation gas to be supplied to the combustion chamber through the exhaust gas recirculation device by opening the EGR valve in a fuel cut-off condition.

Description

응축수 제거 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD OF REMOVING CONDENSED WATER}Apparatus and method for removing condensate {APPARATUS AND METHOD OF REMOVING CONDENSED WATER}

본 발명은 응축수 제거 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흡기 매니폴드 내부에 생성된 응축수를 제거하는 응축수 제거 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a condensed water removal apparatus and method, and more particularly, to a condensed water removal apparatus and method for removing condensed water generated inside an intake manifold.

자동차의 엔진은 외부로부터 유입된 공기를 연료와 적절한 비율로 혼합하여 연소시켜 동력을 발생한다.The engine of a car mixes air introduced from the outside with fuel in an appropriate ratio and burns it to generate power.

엔진의 구동으로 동력을 발생시키는 과정에서 연소를 위해 외부의 공기를 충분히 공급하여야만 원하는 출력과 연소 효율을 얻을 수 있다. 일반적으로 터보차저는 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 압력을 이용하여 터빈을 돌린 후, 그 회전력을 이용하여 연소실로 고압의 공기를 공급하여 엔진의 출력을 높이는 장치이다. 터보차저는 대부분의 디젤 엔진에 적용되고 있으며, 최근에는 가솔린 엔진에도 적용되고 있다.In the process of generating power by driving the engine, the desired output and combustion efficiency can be obtained only when sufficient external air is supplied for combustion. In general, a turbocharger is a device for increasing the output of an engine by rotating a turbine using the pressure of exhaust gas discharged from an engine, and then supplying high-pressure air to a combustion chamber using the rotational force. The turbocharger is applied to most diesel engines, and recently it is also applied to gasoline engines.

또한, 배기 가스에 포함된 질소산화물(nitrous oxide; NOx)은 주요한 대기오염물질로 규제되고 있으며, 이러한 NOx의 배출을 줄이기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. In addition, nitrogen oxide (NOx) contained in exhaust gas is regulated as a major air pollutant, and many studies are being conducted to reduce the emission of such NOx.

배기가스 재순환(exhaust gas recirculation; EGR) 시스템은 유해 배기가스의저감을 위해 차량에 장착되는 시스템이다. 일반적으로, NOx는 혼합기 중에 공기의 비율이 높아서 연소가 잘될 때 증가한다. 따라서, 배기가스 재순환 시스템은 엔진에서 배출되는 배기가스의 일부(예를 들어 5~20%)를 다시 혼합기에 섞어 혼합기 속의 산소량을 줄이고 연소를 방해하여 NOx의 발생을 억제하는 시스템이다. An exhaust gas recirculation (EGR) system is a system mounted on a vehicle to reduce harmful exhaust gases. In general, NOx increases when the combustion is good because the proportion of air in the mixer is high. Therefore, the exhaust gas recirculation system is a system that reduces the amount of oxygen in the mixer by mixing a part (for example, 5-20%) of the exhaust gas discharged from the engine back to the mixer and prevents the combustion, thereby suppressing the generation of NOx.

대표적인 배기가스 재순환 시스템으로 저압 EGR(low pressure EGR) 장치가 있다. 저압 EGR 장치는 터보차저의 터빈을 통과한 배기가스를 컴프레서 전단의 흡기 통로로 재순환시킨다. A typical exhaust gas recirculation system is a low pressure EGR (low pressure EGR) device. The low-pressure EGR device recirculates the exhaust gas that has passed through the turbocharger turbine to the intake passage upstream of the compressor.

그러나 배기가스 재순환 시스템에 의해 재순환되는 배기 가스는 일반적으로 온도와 습도가 매우 높다. 따라서, 재순환되는 고온의 배기 가스와 외부에서 유입되는 저온의 신기가 혼합될 때, 배기가스 재순환 장치와 흡기 매니폴드 내부에서 응축수가 발생한다. 이때, 발생하는 응축수는 배기 가스에 포함된 각종 유해 성분으로 인해 산성도가 매우 높다. However, the exhaust gas recirculated by the exhaust gas recirculation system is generally very high in temperature and humidity. Accordingly, when the recirculated high-temperature exhaust gas and the low-temperature fresh air introduced from the outside are mixed, condensed water is generated in the exhaust gas recirculation device and the intake manifold. At this time, the generated condensate has a very high acidity due to various harmful components included in the exhaust gas.

이러한 응축수가 엔진의 연소실로 유입되면 연소가 불안정해지는 문제가 발생한다. 또한, 높은 산성도를 가지는 응축수로 인해 엔진의 주변 부품이 파손되는 문제가 발생한다.When such condensed water flows into the combustion chamber of the engine, combustion becomes unstable. In addition, due to the condensate having a high acidity, there is a problem in that the surrounding parts of the engine are damaged.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.Matters described in this background section are prepared to promote understanding of the background of the invention, and may include matters not already known to those of ordinary skill in the art to which this technology belongs.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 흡기 매니폴드 내부에서 생성되는 응축수를 제거하기 위한 응축수 제거 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus and method for removing condensate for removing condensed water generated inside an intake manifold.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 응축수 제거 장치는 연료의 연소에 의해 동력을 발생시키는 복수의 연소실을 포함하는 엔진으로 흡기를 분배하는 흡기 매니폴드; 상기 연소실에서 배출되는 배기 가스를 상기 연소실로 재순환시키는 EGR 밸브를 포함하는 배기가스 재순환 장치; 및 연료 차단 조건에서 상기 EGR 밸브를 개방하여 상기 배기가스 재순환 장치를 통해 상기 연소실로 재순환 가스가 공급되도록 제어하는 제어기;를 포함할 수 있다.Condensate removal apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the object as described above, the intake manifold for distributing intake air to the engine including a plurality of combustion chambers for generating power by combustion of fuel; an exhaust gas recirculation device including an EGR valve for recirculating exhaust gas discharged from the combustion chamber into the combustion chamber; and a controller controlling the recirculation gas to be supplied to the combustion chamber through the exhaust gas recirculation device by opening the EGR valve in a fuel cut-off condition.

상기 배기가스 재순환 장치를 통해 재순환되는 배기가스의 온도와 습도, 신기의 온도와 습도를 포함하는 운전 정보를 감지하는 운전 정보 감지부;를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 운전 정보로부터 응축수가 발생하지 않는 최대 EGR 율을 산출하고, 상기 최대 EGR 율에 따라 상기 EGR 밸브의 개도량을 조절할 수 있다.Further comprising; a driving information sensing unit for detecting driving information including the temperature and humidity of the exhaust gas recirculated through the exhaust gas recirculation device, and the temperature and humidity of the fresh air; It is possible to calculate a maximum EGR rate that is not used, and to adjust an opening degree of the EGR valve according to the maximum EGR rate.

상기 최대 EGR 율은

Figure 112016110528604-pat00001
의 수학식을 통해 산출되고, Pegr은 재순환 가스의 포화수증기압, Hamb는 외기의 습도, Pamb,sat는 외기의 포화수증기압, 및 Pmix는 혼합기의 포화수증기압일 수 있다.The maximum EGR rate is
Figure 112016110528604-pat00001
It is calculated through the equation of , Pegr is the saturated vapor pressure of the recirculating gas, Hamb is the humidity of the outside air, Pamb,sat are the saturated steam pressure of the outside air, and Pmix may be the saturated steam pressure of the mixer.

상기 흡기 매니폴드 내부에 배치되고, 상기 연소실로 공급되는 흡기 유로를 변경시키는 가변 밸브를 포함하는 가변 흡기 시스템;을 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 가변 밸브를 제어하여 상기 흡기 매니폴드 내부의 흡기 유로가 롱 런너(long runner)가 되도록 변경시킬 수 있다.and a variable intake system disposed inside the intake manifold and including a variable valve configured to change an intake flow path supplied to the combustion chamber, wherein the controller controls the variable valve to control an intake flow path inside the intake manifold. can be changed to be a long runner.

상기 제어기는 상기 연소실로 공급되는 흡기량을 조절하는 스로틀 밸브를 일정량 닫을 수 있다.The controller may close a predetermined amount of a throttle valve for controlling an intake air amount supplied to the combustion chamber.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 응축수 제거 방법은 엔진, 배기가스 재순환 장치, 및 가변 흡기 시스템을 포함하는 응축수 제거 방법에 있어서, 운전 정보 감지부에 의해, 운전 정보를 감지하는 단계; 제어기에 의해, 상기 운전 정보로부터 엔진의 연료 차단 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 제어기에 의해, 상기 연료 차단 조건을 만족하면 상기 배기가스 재순환 장치의 EGR 밸브를 일정량 개방하는 단계;를 포함할 수 있다.Condensate removal method according to another embodiment of the present invention is a method for removing condensate including an engine, an exhaust gas recirculation device, and a variable intake system, the method comprising: detecting driving information by a driving information detecting unit; determining, by a controller, whether a fuel cut-off condition of the engine is satisfied from the driving information; and opening, by the controller, the EGR valve of the exhaust gas recirculation device by a predetermined amount when the fuel cutoff condition is satisfied.

상기 개방하는 단계는 상기 운전 정보로부터 응축수가 발생하지 않는 최대 EGR 율을 산출하는 단계; 및 상기 최대 EGR 율에 따라 상기 EGR 밸브의 개도량을 조절하는 단계;를 포함할 수 있다.The opening may include calculating a maximum EGR rate at which condensed water does not occur from the operation information; and adjusting the opening degree of the EGR valve according to the maximum EGR rate.

상기 최대 EGR 율은

Figure 112016110528604-pat00002
의 수학식을 통해 산출되고, Pegr은 재순환 가스의 포화수증기압, Hamb는 외기의 습도, Pamb,sat는 외기의 포화수증기압, 및 Pmix는 혼합기의 포화수증기압일 수 있다.The maximum EGR rate is
Figure 112016110528604-pat00002
It is calculated through the equation of , Pegr is the saturated vapor pressure of the recirculating gas, Hamb is the humidity of the outside air, Pamb,sat are the saturated steam pressure of the outside air, and Pmix may be the saturated steam pressure of the mixer.

상기 제어기에 의해, 상기 가변 흡기 시스템의 가변 밸브를 제어하여 상기 흡기 매니폴드 내부의 흡기 유로가 롱 런너(long runner)가 되도록 변경시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.The method may further include, by the controller, controlling the variable valve of the variable intake system to change the intake flow path inside the intake manifold to become a long runner.

상기 제어기에 의해, 상기 연소실로 공급되는 흡기량을 조절하는 스로틀 밸브를 일정량 닫는 단계;를 더 포함할 수 있다.The method may further include, by the controller, closing a predetermined amount of a throttle valve for controlling the intake air amount supplied to the combustion chamber.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의한 응축수 제거 장치 및 방법에 의하면, 연료 차단 조건에서 EGR 밸브를 개방하여 고온의 재순환 가스를 포함하는 혼합기가 흡기 매니폴드를 통과하도록 함으로써, EGR 라인과 흡기 매니폴드 내부에 생성된 응축수를 증발시켜 제거할 수 있다.According to the apparatus and method for removing condensate according to the embodiment of the present invention as described above, the EGR line and the intake manifold are opened by opening the EGR valve under fuel cut-off conditions to allow the mixture containing the high-temperature recirculation gas to pass through the intake manifold. It can be removed by evaporating the condensed water generated inside the fold.

또한, 가변 흡기 시스템을 통해 흡기 매니폴드 내부의 흡기 유로가 롱 런너가 되도록 변경하고 스로틀 밸브를 일정량 닫음으로써, EGR 라인과 흡기 매니폴드 내부를 통과하는 고온의 혼합기가 이동하는 경로가 길어지고 유속이 빨라져 응축수의 증발을 가속화할 수 있다.In addition, by changing the intake flow path inside the intake manifold to become a long runner through the variable intake system and closing the throttle valve by a certain amount, the path through which the high-temperature mixer passing through the EGR line and the inside of the intake manifold moves is lengthened and the flow rate is increased. This can accelerate the evaporation of condensate.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 응축수 제거 장치를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 흡기 매니폴드의 내부를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 응축수 제거 방법을 도시한 순서도이다.These drawings are for reference in describing an exemplary embodiment of the present invention, and the technical spirit of the present invention should not be construed as being limited to the accompanying drawings.
1 is a conceptual diagram illustrating an engine system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a condensate removal device according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view illustrating the inside of an intake manifold according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method for removing condensed water according to an embodiment of the present invention.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.With reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly explain the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily indicated for convenience of explanation, the present invention is not necessarily limited to the bar shown in the drawings, and the thickness is enlarged to clearly express various parts and regions. it was

이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 응축수 제거 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an apparatus for removing condensate according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템을 도시한 개념도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 응축수 제거 장치를 도시한 블록도이다.1 is a conceptual diagram illustrating an engine system according to an embodiment of the present invention. 2 is a block diagram illustrating a condensate removal device according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 응축수 제거 장치는 엔진(20), 배기가스 재순환 장치(50), 및 가변 흡기 시스템을 포함한다.1 and 2, the condensate removal device according to the embodiment of the present invention includes an engine 20, an exhaust gas recirculation device 50, and a variable intake system.

상기 엔진(20)은 연료의 연소에 의해 구동력을 발생시키는 다수의 연소실(21)을 포함한다. 상기 엔진(20)에는 상기 연소실(21)로 공급되는 흡기 가스가 흐르는 흡기 라인(10), 및 상기 연소실(21)에서 배출되는 배기 가스가 흐르는 배기 라인(40)이 구비된다.The engine 20 includes a plurality of combustion chambers 21 that generate driving force by combustion of fuel. The engine 20 is provided with an intake line 10 through which intake gas supplied to the combustion chamber 21 flows, and an exhaust line 40 through which exhaust gas discharged from the combustion chamber 21 flows.

상기 흡기 라인(10)을 통해 유입된 공기는 흡기 매니폴드(30)를 통해 상기 연소실(21)로 공급된다. 상기 흡기 매니폴드(30)의 전단의 흡기 라인(10)에는 상기 연소실(21)로 공급되는 공기량을 조절하는 스로틀 밸브(23)가 장착된다.The air introduced through the intake line 10 is supplied to the combustion chamber 21 through the intake manifold 30 . A throttle valve 23 for controlling the amount of air supplied to the combustion chamber 21 is mounted on the intake line 10 at the front end of the intake manifold 30 .

상기 흡기 매니폴드(30)는 상기 스로틀 밸브(23)를 통해 유입되는 공기를 상기 연소실(21)로 유도하기 위한 관으로, 두 개 이상의 연소실(21)을 구비한 다기통 엔진(20)에서 각각의 연소실(21)로 혼합기가 균일하게 분배되도록 하는 역할을 한다. The intake manifold 30 is a pipe for guiding the air introduced through the throttle valve 23 to the combustion chamber 21 , and in the multi-cylinder engine 20 having two or more combustion chambers 21 , each It serves to uniformly distribute the mixer to the combustion chamber 21 of

흡기 매니폴드(30)를 통해 혼합기가 통과하는 런너(runner)의 길이에 따라 엔진(20)의 효율이 달라지게 되는데, 엔진(20)의 운전 영역이 중저속 영역에서 운전되는 경우에는 런너의 길이가 긴 것이 유리하고, 엔진(20)의 운전 영역이 고속 영역에서 운전되는 경우에는 런너의 길이가 짧은 것이 유리한다. The efficiency of the engine 20 varies according to the length of the runner through which the mixer passes through the intake manifold 30 . When the operation region of the engine 20 is operated in the mid-low speed region, the length of the runner It is advantageous to have a long runner, and when the operation region of the engine 20 is operated in a high-speed region, it is advantageous to have a short length of the runner.

이를 위해, 도 3A 및 도 3B에 도시된 바와 같이, 상기 흡기 매니폴드(30)에는 엔진(20)의 전 부하 영역에서 엔진 성능 향상과 배기가스 저감을 위해 흡기 매니폴드(30)를 통과하는 혼합기의 이동 경로를 짧게 하거나 길게 변화시키는 가변 흡기 시스템(VIS: variable intake system)이 구비된다.To this end, as shown in FIGS. 3A and 3B , the intake manifold 30 has a mixer passing through the intake manifold 30 to improve engine performance and reduce exhaust gas in the full load region of the engine 20 . A variable intake system (VIS) that shortens or lengthens the movement path of the air conditioner is provided.

상기 가변 흡기 시스템은 혼합기의 유로를 변경시키는 가변 밸브(32), 및 상기 가변 밸브(32)를 동작시키는 엑츄에이터를 포함한다. 상기 엑츄에이터는 후술할 제어기(90)의 제어 신호에 의해 동작된다. The variable intake system includes a variable valve 32 for changing the flow path of the mixer, and an actuator for operating the variable valve 32 . The actuator is operated by a control signal from the controller 90 to be described later.

상기 가변 밸브(32)의 동작에 의해 상기 흡기 매니폴드(30)를 통과하는 혼합기의 흡기 유로가 짧은 숏 런너(short runner), 또는 흡기 유로가 긴 롱 런너(long runner)로 선택적으로 변경된다. By the operation of the variable valve 32, the intake passage of the mixer passing through the intake manifold 30 is selectively changed to a short runner or a long runner in which the intake passage is long.

예를 들면, 도 3A을 참조하면, 상기 가변 밸브(32)가 개방되면 상기 혼합기의 흡기 유로가 길어지는 롱 런너가 구현된다. 반면, 도 3B를 참조하면, 상기 가변 밸브(32)가 차단되면 상기 혼합기의 흡기 유로가 짧아지는 숏 런너가 구현된다. For example, referring to FIG. 3A , when the variable valve 32 is opened, a long runner in which the intake passage of the mixer becomes longer is implemented. On the other hand, referring to FIG. 3B , when the variable valve 32 is blocked, a short runner in which the intake flow path of the mixer is shortened is implemented.

다시, 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 터보차저(70)는 상기 흡기 라인(10)과 배기 라인(40)에는 상기 연소실(21)에서 배출된 배기 가스에 의해 동작하여 상기 연소실(21)로 혼합기(외기+재순환 가스)를 압축하여 공급한다. 상기 터보차저(70)는 상기 배기 라인(40)에 구비되고 상기 연소실(21)에서 배출되는 배기 가스에 의해 회전하는 터빈(72), 및 상기 터빈(72)과 연동하여 회전하고 흡기 가스를 압축하는 컴프레서(74)를 포함한다.Again, referring to FIGS. 1 and 2 , the turbocharger 70 operates on the intake line 10 and the exhaust line 40 by the exhaust gas discharged from the combustion chamber 21 to operate the combustion chamber 21 . The mixer (external air + recirculated gas) is compressed and supplied. The turbocharger 70 is provided in the exhaust line 40 and rotates in conjunction with a turbine 72 , which rotates by exhaust gas discharged from the combustion chamber 21 , and the turbine 72 , and compresses intake gas. and a compressor 74 that

상기 배기가스 재순환 장치(50)는 상기 엔진(20)에서 배출되는 배기 가스의 일부를 상기 엔진(20)으로 재공급하는 장치이다. 상기 배기가스 재순환 장치(50)는 상기 터보차저(70)의 터빈(72) 후단(하류)의 배기 라인(40)에서 분기하여 상기 터보차저(70)의 컴프레서(74) 전단(상류)의 흡기 라인(10)으로 합류하는 EGR 라인(52), 상기 EGR 라인(52)에 설치되는 EGR 쿨러(56), 및 상기 EGR 라인(52)에 설치되는 EGR 밸브(54)를 포함한다.The exhaust gas recirculation device 50 is a device for re-supplying a portion of the exhaust gas discharged from the engine 20 to the engine 20 . The exhaust gas recirculation device 50 branches from the exhaust line 40 of the rear end (downstream) of the turbine 72 of the turbocharger 70 and intake air from the front end (upstream) of the compressor 74 of the turbocharger 70 . It includes an EGR line 52 joined to the line 10 , an EGR cooler 56 installed in the EGR line 52 , and an EGR valve 54 installed in the EGR line 52 .

상기 엔진(20)에서 배출되는 배기 가스의 일부가 상기 엔진(20)으로 재공급되는 재순환 가스량(EGR 가스량)은 상기 EGR 밸브(54)의 개도량을 통해 조절된다. 상기 EGR 밸브(54)의 동작은 후술할 제어기(90)의 제어 신호에 의해 제어된다.A recirculation gas amount (EGR gas amount) in which a part of the exhaust gas discharged from the engine 20 is re-supplied to the engine 20 is controlled through the opening degree of the EGR valve 54 . The operation of the EGR valve 54 is controlled by a control signal from the controller 90 to be described later.

본 발명의 실시 예에 따른 응축수 제거 장치는 운전 정보를 감지하는 운전 정보 감지부(80), 및 상기 운전 정보에 따라 상기 스로틀 밸브(23), 상기 EGR 밸브(54), 및 상기 가변 밸브(32)의 동작을 제어하는 제어기(90)를 포함한다. The condensate removal apparatus according to an embodiment of the present invention includes a driving information detecting unit 80 for detecting driving information, and the throttle valve 23 , the EGR valve 54 , and the variable valve 32 according to the driving information. ) includes a controller 90 for controlling the operation.

상기 운전 정보 감지부(80)는 차속, 가속 페달의 위치 신호, 브레이크 페달의 위치 신호, 상기 배기가스 재순환 장치(50)를 통해 재순환되는 배기가스의 온도와 습도, 신기의 온도와 습도를 포함하는 운전 정보를 감지하고, 상기 운전 정보는 상기 제어기(90)로 전송된다. The driving information sensing unit 80 includes the vehicle speed, the position signal of the accelerator pedal, the position signal of the brake pedal, the temperature and humidity of the exhaust gas recirculated through the exhaust gas recirculation device 50, and the temperature and humidity of the new vehicle. The driving information is sensed, and the driving information is transmitted to the controller 90 .

상기 제어기(90)는 설정된 프로그램에 의하여 작동하는 하나 이상의 프로세서로 구비될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 응축수 제거 방법의 각 단계를 수행하도록 되어 있다.The controller 90 may be provided with one or more processors operating according to a set program, and the set program is configured to perform each step of the condensate removal method according to an embodiment of the present invention.

이하에서는, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 응축수 제거 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a method for removing condensed water according to an embodiment of the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 응축수 제거 방법을 도시한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method for removing condensed water according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 운전 정보 감지부(80)는 차속, 가속 페달의 위치 신호, 브레이크 페달의 위치 신호, 상기 배기가스 재순환 장치(50)를 통해 재순환되는 배기가스의 온도와 습도, 신기의 온도와 습도를 포함하는 운전 정보를 감지하고(S10), 감지된 운전 정보는 상기 제어기(90)로 전송된다. Referring to FIG. 4 , the driving information sensing unit 80 includes the vehicle speed, the position signal of the accelerator pedal, the position signal of the brake pedal, the temperature and humidity of the exhaust gas recirculated through the exhaust gas recirculation device 50 , and the temperature of the new vehicle. and driving information including humidity are sensed ( S10 ), and the sensed driving information is transmitted to the controller 90 .

상기 제어기(90)는 상기 운전 정보로부터 연료 차단 조건을 만족하는지 여부를 판단한다(S20). 상기 연료 차단 조건은 차량이 타력 주행 중이거나, 제동 상태이면 만족할 수 있다. 상기 연료 차단 조건은 상기 가속 페달의 위치 신호와 브레이크 페달의 위치 신호로부터 판단될 수 있다.The controller 90 determines whether a fuel cut-off condition is satisfied from the driving information (S20). The fuel cut-off condition may be satisfied when the vehicle is in a coasting state or in a braking state. The fuel cut-off condition may be determined from the position signal of the accelerator pedal and the position signal of the brake pedal.

상기 연료 차단 조건을 만족하면, 상기 제어기(90)는 상기 EGR 밸브(54)를 일정량 개방(S30)하여 상기 배기가스 재순환 장치(50)를 통해 상기 EGR 라인(52)과 흡기 매니폴드(30) 내부로 고온의 배기 가스가 공급되도록 한다.When the fuel cut-off condition is satisfied, the controller 90 opens the EGR valve 54 by a predetermined amount ( S30 ) to allow the EGR line 52 and the intake manifold 30 through the exhaust gas recirculation device 50 . Make sure that the hot exhaust gas is supplied to the inside.

이때, 상기 제어기(90)는 상기 운전 정보로부터 응축수가 발생하지 않는 최대 EGR 율을 산출하고, 상기 최대 EGR 율에 따라 상기 EGR 밸브(54)의 개도량을 조절한다. EGR 율은 전체 혼합기 중에서 재순환 가스가 차지하는 비율을 의미한다.At this time, the controller 90 calculates a maximum EGR rate at which condensed water does not occur from the operation information, and adjusts the opening degree of the EGR valve 54 according to the maximum EGR rate. The EGR rate means the proportion of the recycle gas among the total mixer.

상기 최대 EGR 율은 다음의 수학식을 통해 계산될 수 있다. The maximum EGR rate may be calculated through the following equation.

Figure 112016110528604-pat00003
Figure 112016110528604-pat00003

여기서, Pegr은 재순환 가스의 포화수증기압, Hamb는 외기의 습도, Pamb,sat는 외기의 포화수증기압, 및 Pmix는 혼합기의 포화수증기압이다.Here, Pegr is the saturated steam pressure of the recycle gas, Hamb is the humidity of the outside air, Pamb,sat are the saturated steam pressure of the outside air, and Pmix is the saturated steam pressure of the mixer.

이와 같이, 연료 차단 조건을 만족할 때, 고온의 재순환 가스를 포함하는 혼합기를 EGR 라인(52)과 흡기 매니폴드(30) 내부로 공급함으로써, EGR 라인(52)과 흡기 매니폴드(30) 내부에 생성된 응축수를 증발시켜 제거할 수 있다.As such, when the fuel cut-off condition is satisfied, the mixture containing the high-temperature recirculation gas is supplied into the EGR line 52 and the intake manifold 30, so that the inside of the EGR line 52 and the intake manifold 30 is It can be removed by evaporating the generated condensate.

상기 제어기(90)는 연료 차단 조건을 만족하면, 상기 가변 흡기 시스템의 가변 밸브(32)를 동작시켜, 흡기 매니폴드(30) 내부의 흡기 유로가 롱 런너가 되도록 변경시킨다(S40). When the fuel cutoff condition is satisfied, the controller 90 operates the variable valve 32 of the variable intake system to change the intake flow path inside the intake manifold 30 to become a long runner (S40).

그리고 상기 제어기(90)는 상기 스로틀 밸브(23)가 일정량 닫히도록 제어한다(S50). And the controller 90 controls the throttle valve 23 to close by a predetermined amount (S50).

이와 같이, 흡기 매니폴드(30) 내부의 흡기 유로가 롱 런너로 변경하고 상기 스로틀 밸브(23)를 일정량 닫으면, 상기 흡기 매니폴드(30)를 통과하는 혼합기의 이동 경로가 길어지고 유속이 빨라지기 때문에 EGR 라인(52)과 흡기 매니폴드(30) 내부에 생성된 응축수의 증발을 가속화시킬 수 있다.As such, when the intake flow path inside the intake manifold 30 is changed to a long runner and the throttle valve 23 is closed by a certain amount, the movement path of the mixer passing through the intake manifold 30 is lengthened and the flow rate is increased. Therefore, the evaporation of the condensed water generated inside the EGR line 52 and the intake manifold 30 can be accelerated.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 응축수 제거 장치 및 방법에 의하면, 연료 차단 조건에서 EGR 밸브(54)를 개방하여 고온의 재순환 가스를 포함하는 혼합기가 흡기 매니폴드(30)를 통과하도록 함으로써, EGR 라인(52)과 흡기 매니폴드(30) 내부에 생성된 응축수를 증발시켜 제거할 수 있다.As described above, according to the apparatus and method for removing condensate according to an embodiment of the present invention, the EGR valve 54 is opened under the fuel cut-off condition so that the mixture containing the high-temperature recirculation gas passes through the intake manifold 30 . By doing so, the condensed water generated in the EGR line 52 and the intake manifold 30 may be evaporated and removed.

또한, 가변 흡기 시스템을 통해 흡기 매니폴드(30) 내부의 흡기 유로가 롱 런너가 되도록 변경하고 스로틀 밸브(23)를 일정량 닫음으로써, EGR 라인(52)과 흡기 매니폴드(30) 내부를 통과하는 고온의 혼합기가 이동하는 경로가 길어지고 유속이 빨라져 응축수의 증발을 가속화할 수 있다.In addition, by changing the intake flow path inside the intake manifold 30 to become a long runner through the variable intake system and closing the throttle valve 23 by a certain amount, the EGR line 52 and the intake manifold 30 The path through which the high-temperature mixer travels is lengthened and the flow rate is increased, thereby accelerating the evaporation of condensate.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made within the scope of the claims, the detailed description of the invention, and the accompanying drawings, and this also It goes without saying that it falls within the scope of the invention.

10: 흡기 라인
20: 엔진
21: 연소실
23: 스로틀 밸브
30: 흡기 매니폴드
32: 가변 밸브
40: 배기 라인
50: 배기가스 재순환 장치
52: EGR 라인
54: EGR 밸브
56: EGR 쿨러
70: 터보차저
72: 터빈
74: 컴프레서
80: 운전 정보 감지부
90: 제어기10: intake line
20: engine
21: combustion chamber
23: throttle valve
30: intake manifold
32: variable valve
40: exhaust line
50: exhaust gas recirculation device
52: EGR line
54: EGR valve
56: EGR cooler
70: turbocharger
72: turbine
74: compressor
80: driving information detection unit
90: controller

Claims (10)

연료의 연소에 의해 동력을 발생시키는 복수의 연소실을 포함하는 엔진으로 흡기를 분배하는 흡기 매니폴드;
상기 연소실에서 배출되는 배기 가스를 상기 연소실로 재순환시키는 EGR 밸브를 포함하는 배기가스 재순환 장치; 및
연료 차단 조건에서 상기 EGR 밸브를 개방하여 상기 배기가스 재순환 장치를 통해 상기 연소실로 재순환 가스가 공급되도록 제어하는 제어기;
를 포함하고,
상기 흡기 매니폴드 내부에 배치되고, 상기 연소실로 공급되는 흡기 유로를 변경시키는 가변 밸브를 포함하는 가변 흡기 시스템;
을 더 포함하고,
상기 제어기는 상기 가변 밸브를 제어하여 상기 흡기 매니폴드 내부의 흡기 유로가 롱 런너(long runner)가 되도록 변경시키고, 상기 연소실로 공급되는 흡기량을 조절하는 스로틀 밸브를 일정량 닫는 응축수 제거 장치.an intake manifold for distributing intake air to an engine including a plurality of combustion chambers generating power by combustion of fuel;
an exhaust gas recirculation device including an EGR valve for recirculating exhaust gas discharged from the combustion chamber into the combustion chamber; and
a controller controlling the recirculation gas to be supplied to the combustion chamber through the exhaust gas recirculation device by opening the EGR valve under a fuel cut-off condition;
including,
a variable intake system disposed inside the intake manifold and including a variable valve for changing an intake flow path supplied to the combustion chamber;
further comprising,
The controller controls the variable valve to change the intake flow path inside the intake manifold to become a long runner, and closes a predetermined amount of a throttle valve that controls the intake air amount supplied to the combustion chamber. 제1항에 있어서,
상기 배기가스 재순환 장치를 통해 재순환되는 배기가스의 온도와 습도, 신기의 온도와 습도를 포함하는 운전 정보를 감지하는 운전 정보 감지부;
를 더 포함하고,
상기 제어기는 상기 운전 정보로부터 응축수가 발생하지 않는 최대 EGR 율을 산출하고, 상기 최대 EGR 율에 따라 상기 EGR 밸브의 개도량을 조절하는 응축수 제거 장치.According to claim 1,
a driving information sensing unit configured to sense driving information including temperature and humidity of exhaust gas recirculated through the exhaust gas recirculation device, and temperature and humidity of fresh air;
further comprising,
The controller calculates a maximum EGR rate at which condensate does not occur from the operation information, and adjusts an opening degree of the EGR valve according to the maximum EGR rate. 제2항에 있어서,
상기 최대 EGR 율은
Figure 112016110528604-pat00004
의 수학식을 통해 산출되고,
Pegr은 재순환 가스의 포화수증기압, Hamb는 외기의 습도, Pamb,sat는 외기의 포화수증기압, 및 Pmix는 혼합기의 포화수증기압인 응축수 제거 장치.3. The method of claim 2,
The maximum EGR rate is
Figure 112016110528604-pat00004
It is calculated through the formula of
Pegr is the saturated steam pressure of the recirculating gas, Hamb is the humidity of the outside air, Pamb,sat are the saturated steam pressure of the outside air, and Pmix is the saturated steam pressure of the mixer. 삭제delete 삭제delete 엔진, 배기가스 재순환 장치, 및 가변 흡기 시스템을 포함하는 응축수 제거 방법에 있어서,
운전 정보 감지부에 의해, 운전 정보를 감지하는 단계;
제어기에 의해, 상기 운전 정보로부터 엔진의 연료 차단 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 제어기에 의해, 상기 연료 차단 조건을 만족하면 상기 배기가스 재순환 장치의 EGR 밸브를 일정량 개방하는 단계;
를 포함하고,
상기 제어기에 의해, 상기 가변 흡기 시스템의 가변 밸브를 제어하여 흡기 매니폴드 내부의 흡기 유로가 롱 런너(long runner)가 되도록 변경시키는 단계; 및
상기 제어기에 의해, 상기 엔진의 연소실로 공급되는 흡기량을 조절하는 스로틀 밸브를 일정량 닫는 단계;
를 더 포함하는 응축수 제거 방법.A method for removing condensate comprising an engine, an exhaust gas recirculation device, and a variable intake system, the method comprising:
detecting driving information by a driving information detecting unit;
determining, by a controller, whether a fuel cut-off condition of the engine is satisfied from the driving information; and
opening, by the controller, an EGR valve of the exhaust gas recirculation device by a predetermined amount when the fuel cutoff condition is satisfied;
including,
controlling, by the controller, a variable valve of the variable intake system to change the intake flow path inside the intake manifold to become a long runner; and
closing, by the controller, a predetermined amount of a throttle valve for controlling an intake air amount supplied to a combustion chamber of the engine;
Condensate removal method comprising further. 제6항에 있어서,
상기 개방하는 단계는
상기 운전 정보로부터 응축수가 발생하지 않는 최대 EGR 율을 산출하는 단계; 및
상기 최대 EGR 율에 따라 상기 EGR 밸브의 개도량을 조절하는 단계;
를 포함하는 응축수 제거 방법.7. The method of claim 6,
The opening step
calculating a maximum EGR rate at which condensed water does not occur from the operation information; and
adjusting an opening degree of the EGR valve according to the maximum EGR rate;
Condensate removal method comprising a. 제7항에 있어서,
상기 최대 EGR 율은
Figure 112016110528604-pat00005
의 수학식을 통해 산출되고,
Pegr은 재순환 가스의 포화수증기압, Hamb는 외기의 습도, Pamb,sat는 외기의 포화수증기압, 및 Pmix는 혼합기의 포화수증기압인 응축수 제거 방법.8. The method of claim 7,
The maximum EGR rate is
Figure 112016110528604-pat00005
It is calculated through the formula of
Pegr is the saturated steam pressure of the recycle gas, Hamb is the humidity of the outside air, Pamb,sat are the saturated steam pressure of the outside air, and Pmix is the saturated steam pressure of the mixer. 삭제delete 삭제delete
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