KR19990028549U

KR19990028549U - 배기가스 재순환량에 따른 공연비 제어 시스템

Info

Publication number: KR19990028549U
Application number: KR2019970041180U
Authority: KR
Inventors: 송정섭
Original assignee: 양재신; 대우자동차 주식회사; 임효빈; 고등기술연구원 연구조합
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 1999-07-15

Abstract

본 고안은 차량의 공연비 제어 시스템에 관한 것으로, 특히 배기관으로부터 기화기에 흡입되는 EGR량을 계산하여 연료분사량을 보정 함으로써, 기화기에 분사되는 연료분사량이 정확히 제어될 수 있도록 하는 배기가스 재순환량에 따른 공연비 제어 시스템에 관한 것이다.

종래의 차량에서는 배기관으로부터 흡기관을 통해 재순환되는 EGR량을 예측하여 연료분사량을 보정하므로 기화기에 분사되는 연료분사량이 정확하지 않아 공연비를 정확하게 제어할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 고안은 차량의 기본 EGR량과 연료분사량 및 공기비에 의해 배기관으로부터 기화기에 흡입되는 EGR량을 계산한 후, 해당 EGR량에 따라 연료분사량을 보정하여 해당 기화기에 분사되는 연료분사량을 제어함으로써, 차량이 최적의 공연비를 항상 유지할 수 있게 된다.

Description

배기가스 재순환량에 따른 공연비 제어 시스템

일반적으로, 배기가스 재순환(Exhaust Gas Recirculation ; 이하 'EGR' 이라 칭함) 장치는 배기가스 중의 일부(혼합기의 약 15% 정도까지)를 배기다기관 하부의 배기관에서 끌어내 이를 다시 흡기다기관으로 보내 연료와 공기의 혼합기에 혼합시켜 연소실로 유입되게 한다. 이렇게 하여 배기가스를 재순환시키면 새 혼합기의 충진율은 낮아지는 결과가 된다. 그리고 재공급된 배기가스에는 질소에 비해 열용량이 큰 탄산가스가 많이 함유되어 있다. 즉 재공급된 배기가스는 더 이상 연소작용을 할 수 없기 때문에 동력행정시의 연소온도가 낮아지게 된다. 연소온도가 낮아지면 질소산화물의 양은 현저하게 감소한다. 그러나 배기가스 중의 탄화수소와 일산화탄소의 양은 저감되지 않는다.

한편, 배기가스 재순환 장치는 질소산화물의 저감대책으로는 효과가 있으나, 반면에 혼합기의 착화성이 불량해지고 기관의 출력이 감소한다. 그리고 EGR율이 적당하지 않으면 배기가스 중의 일산화탄소와 탄화수소의 양은 오히려 증가한다. 이런 이유에서 질소산화물의 배출량이 많은 운전영역을 선택하여 이 영역에서만 적정량의 배기가스를 재순환시키는 것이 중요하다.

또한, 최대 EGR율은 탄화수소의 배출량과 연료소비율, 기관의 운전정숙도 등에 의해서 제한을 받게 된다. 따라서 공전시와 난기운전 중에는 배기가스가 재순환되지 않도록 한다. 그리고 전부하시에는 농후한 혼합기로 운전되므로 질소산화물의 발생이 적고, 또 출력증대라는 기본목표 때문에 배기가스를 재순환시키지 않는다.

종래 차량의 공연비 제어 시스템은 도면 도 1에 도시된 바와 같이, 스로틀밸브 개도와 엔진회전속도 및 냉각수 온도에 따라 EGR 밸브(14)를 개폐하기 위한 제어신호를 출력하는 EGR 밸브 제어부(11)와, 흡입공기량에 대응하여 결정되는 기본 연료분사량과 공기비 센서로부터의 공기비에 따라 기화기(15)에 공급되는 연료분사량을 보정하기 위한 연산을 수행하는 보정 연산부(12)와, 해당 보정 연산부(12)에 의해 연산된 연료분사량에 따라 연료분사장치의 연료분사지속기간을 제어하는 연료분사량 제어부(13)와, 퍼지밸브 제어부(11)로부터의 제어신호에 따라 개폐되어 배기관으로부터 흡기관을 통해 재순환되어 기화기(15)에 흡입되는 배기가스의 흐름을 연결 또는 차단하는 EGR 밸브(14)와, 연료분사장치에 의해 분사되는 연료와 배기관으로부터 흡기관을 통해 재순환되어 흡입되는 배기가스를 미립, 무화시켜 흡입되는 공기와 혼합시키는 기화기(15)를 구비하여 이루어지는데, 스로틀밸브 개도와 엔진회전속도 및 냉각수 온도에 따라 EGR 밸브 제어부(11)에서 EGR량을 예측하여 EGR 밸브(14)에 제어신호를 출력하여 해당 배기가스가 기화기(15)에 흡입되도록 함과 동시에 흡입공기량에 대응하여 결정되는 기본 연료분사량과 공기비 센서로부터의 공기비에 따라 보정 연산부(12)에서 기화기(15)에 분사되는 연료분사량을 연산하고 연료분사량 제어부(13)에서 연산한 연료분사량에 따라 연료분사장치의 연료분사지속기간을 제어하여 기화기(15)에 연료가 분사되도록 한다. 따라서, 종래의 차량에서는 배기관으로부터 흡기관을 통해 재순환되어 기화기(15)에 흡입되는 EGR량을 예측하여 연료분사량을 보정하므로 기화기(15)에 분사되는 연료분사량이 정확하지 않아 공연비를 정확하게 제어할 수 없었다.

전술한 바와 같은 종래의 차량에서는 배기관으로부터 흡기관을 통해 재순환되는 EGR량을 예측하여 연료분사량을 보정하므로 기화기(15)에 분사되는 연료분사량이 정확하지 않아 공연비를 정확하게 제어할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 고안은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 목적은, 차량의 기본 EGR량과 연료분사량 및 공기비에 의해 배기관으로부터 기화기에 흡입되는 EGR량을 계산한 후, 해당 EGR량에 따라 연료분사량을 보정 함으로써, 기화기에 분사되는 연료분사량이 정확히 제어되도록 하여 차량이 최적의 공연비를 항상 유지할 수 있도록 하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징은, 연료분사장치에 의해 분사되는 연료와 배기관으로부터 재순환되어 흡입되는 배기가스를 미립, 무화시켜 흡입되는 공기와 혼합시키는 기화기(26)와; 제어신호에 따라 개폐되어 배기관으로부터 재순환되어 상기 기화기(26)에 흡입되는 배기가스의 흐름을 연결 또는 차단하는 EGR 밸브(25)와; 스로틀밸브 개도와 엔진회전속도 및 냉각수 온도에 따라 상기 EGR 밸브(25)를 개폐하기 위한 제어신호를 출력하는 EGR 밸브 제어부(21)와; 연료분사장치의 연료분사지속기간을 제어하는 연료분사량 제어부(24)를 구비하는 차량의 공연비 제어 시스템에 있어서, 상기 EGR 밸브 제어부(21)에 의한 기본 EGR량과, 연료분사장치에 의해 상기 기화기(26)에 분사된 연료분사량 및 공기비 센서로부터의 공기비에 따라 배기관으로부터 상기 기화기(26)에 흡입되는 실제 EGR량을 계산하는 EGR량 계산부(22)와; 상기 EGR량 계산부(22)에 의해 계산된 EGR량과, 흡입공기량에 대응하여 결정되는 기본 연료분사량에 따라 상기 기화기(26)에 공급되는 연료분사량을 보정하기 위한 연산을 수행하는 보정 연산부(23)를 포함하는데 있다.

도 1은 종래 차량의 공연비 제어 시스템의 구성 블록도.

도 2는 본 고안에 따른 차량의 공연비 제어 시스템의 구성 블록도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11, 21 : EGR 밸브 제어부 12, 23 : 보정 연산부

13, 24 : 연료분사량 제어부 14, 25 : EGR 밸브

15, 26 : 기화기 22 : EGR량 계산부

이하, 본 고안의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 따른 차량의 공연비 제어 시스템은 도면 도 2에 도시된 바와 같이, 스로틀밸브 개도와 엔진회전속도 및 냉각수 온도에 따라 EGR 밸브(25)를 개폐하기 위한 제어신호를 출력하는 EGR 밸브 제어부(21)와, 해당 EGR 밸브 제어부(21)에 의한 기본 EGR량과, 연료분사장치에 의해 기화기(26)에 분사된 연료분사량 및 공기비 센서로부터의 공기비에 따라 배기관으로부터 기화기(26)에 흡입되는 실제 EGR량을 계산하는 EGR량 계산부(22)와, 해당 EGR량 계산부(22)에 의해 계산된 실제 EGR량과, 흡입공기량에 대응하여 결정되는 기본 연료분사량에 따라 기화기(26)에 공급되는 연료분사량을 보정하기 위한 연산을 수행하는 보정 연산부(23)와, 해당 보정 연산부(23)에 의해 연산된 연료분사량에 따라 연료분사장치의 연료분사지속기간을 제어하는 연료분사량 제어부(24)와, EGR 밸브 제어부(21)로부터의 제어신호에 따라 개폐되어 배기관으로부터 재순환되어 기화기(26)에 흡입되는 배기가스의 흐름을 연결 또는 차단하는 EGR 밸브(25)와, 연료분사장치에 의해 분사되는 연료와 배기관으로부터 재순환되어 흡입되는 증발가스를 미립, 무화시켜 흡입되는 공기와 혼합시키는 기화기(26)를 구비하여 이루어지는데, 스로틀밸브 개도와 엔진회전속도 및 냉각수 온도에 따라 EGR 밸브 제어부(21)에서 배기관으로부터 재순환되는 기본 EGR량을 예측하여 EGR 밸브(25)에 제어신호를 출력하여 해당 배기가스가 기화기(26)에 흡입되도록 함과 동시에 EGR 밸브 제어부(21)에 의한 기본 EGR량과, 연료분사장치에 의해 기화기(26)에 분사된 연료분사량 및 공기비 센서로부터의 공기비에 따라 EGR량 계산부(22)에서 배기관으로부터 기화기(26)에 흡입되는 실제 EGR량을 계산한 후, 해당 EGR량 계산부(22)에 의해 계산된 실제 EGR량과, 흡입공기량에 대응하여 결정되는 기본 연료분사량에 의해 보정 연산부(23)에서 기화기(26)에 공급되는 연료분사량을 연산하고 연료분사량 제어부(24)에서 연산한 연료분사량에 따라 연료분사장치의 연료분사지속기간을 제어하여 기화기(26)에 연료가 분사되도록 한다. 따라서, 차량에서는 배기관으로부터 기화기(26)에 흡입되는 실제 EGR량을 계산하여 기화기(26)에 분사되는 연료분사량을 보정하므로 해당 차량은 모든 운전조건 하에서 기화기(26)에 분사되는 연료분사량이 정확하게 제어되어 공연비를 정확하게 제어할 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 고안은 차량의 기본 EGR량과 연료분사량 및 공기비에 의해 배기관으로부터 기화기(26)에 흡입되는 EGR량을 계산한 후, 해당 EGR량에 따라 연료분사량을 보정하여 해당 기화기(26)에 분사되는 연료분사량을 제어함으로써, 차량이 최적의 공연비를 항상 유지할 수 있게 된다.

Claims

연료분사장치에 의해 분사되는 연료와 배기관으로부터 재순환되어 흡입되는 배기가스를 미립, 무화시켜 흡입되는 공기와 혼합시키는 기화기(26)와; 제어신호에 따라 개폐되어 배기관으로부터 재순환되어 상기 기화기(26)에 흡입되는 배기가스의 흐름을 연결 또는 차단하는 EGR 밸브(25)와; 스로틀밸브 개도와 엔진회전속도 및 냉각수 온도에 따라 상기 EGR 밸브(25)를 개폐하기 위한 제어신호를 출력하는 EGR 밸브 제어부(21)와; 연료분사장치의 연료분사지속기간을 제어하는 연료분사량 제어부(24)를 구비하는 차량의 공연비 제어 시스템에 있어서,

상기 EGR 밸브 제어부(21)에 의한 기본 EGR량과, 연료분사장치에 의해 상기 기화기(26)에 분사된 연료분사량 및 공기비 센서로부터의 공기비에 따라 배기관으로부터 상기 기화기(26)에 흡입되는 실제 EGR량을 계산하는 EGR량 계산부(22)와; 상기 EGR량 계산부(22)에 의해 계산된 EGR량과, 흡입공기량에 대응하여 결정되는 기본 연료분사량에 따라 상기 기화기(26)에 공급되는 연료분사량을 보정하기 위한 연산을 수행하는 보정 연산부(23)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환량에 따른 공연비 제어 시스템.