KR20180029687A - Engine system and method using the same - Google Patents

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Abstract

Disclosed are an engine system capable of preventing generation of abnormal combustion and a control method using the same. According to one embodiment of the present invention, the engine system comprises: an intake line through which new air flows to a combustion chamber of an engine; an exhaust line through which exhaust gas exhausted from the combustion chamber flows; an EGR apparatus to recirculate a part of exhaust gas exhausted from the combustion chamber to the combustion chamber; a turbocharger including a turbine installed in the exhaust line to be rotated by the exhaust gas exhausted from the combustion chamber, and a compressor installed in the intake line, rotated by linking with the turbine, and compressing external air; an intercooler disposed in the intake line of a rear end of the compressor; an intake bypass line penetrating the intercooler in the intake line of a front end of a throttle valve adjusting the amount of intake air supplied to the combustion chamber to join with the intake line of a front end of the compressor; and a recirculation valve disposed in the intake bypass line to allow a part of the intake air compressed by the compressor to be supplied to the intake line of the front end of the compressor through the intake bypass line or to control the amount of intake air supplied to the combustion chamber through the intake bypass line in accordance with the amount of remaining exhaust gas remaining in the intake line.

Description

엔진 시스템 및 이를 이용한 제어 방법 {ENGINE SYSTEM AND METHOD USING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an engine system,

본 발명은 엔진 시스템 및 이를 이용한 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기 가스 재순환 장치를 구비한 엔진에서 흡기 라인에 잔존하는 배기 가스량의 농도를 저감시킬 수 있는 엔진 시스템 및 이를 이용한 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an engine system and a control method using the same, and more particularly, to an engine system capable of reducing the concentration of exhaust gas remaining in an intake line in an engine having an exhaust gas recirculation device, and a control method using the engine system. will be.

일반적으로, 배기가스에 포함된 질소산화물(nitrous oxide; NOx)은 산성비의 원인이 될 뿐 아니라 눈과 호흡기를 자극하며 식물을 고사시킨다. 이러한 NOx는 주요한 대기오염물질로 규제되고 있으며, 이러한 NOx의 배출을 줄이기 위한 많은 연구가 진행되고 있다.In general, nitrous oxide (NOx) contained in exhaust gas not only causes acid rain but also stimulates the eyes and respiratory tract and causes the plants to die. These NOx are regulated as major air pollutants, and many studies are under way to reduce the NOx emissions.

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.Exhaust gas recirculation (EGR) systems are systems mounted on vehicles for the reduction of hazardous emissions. Generally, NOx is increased when the proportion of air in the mixer is high and the combustion is good. Therefore, the exhaust gas recirculation system is a system that mixes a part of the exhaust gas discharged from the engine (for example, 5 to 20%) back into the mixer to reduce the amount of oxygen in the mixer and obstruct combustion, thereby suppressing the generation of NOx.

배기가스 재순환 시스템에는 점화를 지연시키고 공연비를 감소함으로써 NOx 뿐만 아니라 입자상 물질(particulate material; PM), 탄화수소(HC)도 동시에 저감시키는 온간 배기가스 재순환 시스템(hot EGR system)과 재순환되는 배기가스를 냉각시켜 연소실 내의 온도를 낮춤으로써 연소를 방해하는 냉간 배기가스 재순환 시스템(cooled EGR system)이 있다.The exhaust gas recirculation system includes a warm EGR system that simultaneously reduces NOx as well as particulate material (PM) and hydrocarbon (HC) by delaying ignition and reducing the air-fuel ratio, There is a cold EGR system that prevents combustion by lowering the temperature in the combustion chamber.

엔진으로 유입되는 전체 공기량(신기 + 재순환 가스) 중에서 배기가스 재순환 시스템을 통해 엔진으로 유입되는 재순환 가스량이 차지하는 비율을 EGR율이라고 한다. EGR율이 증가하면 연소실로 공급되는 산소의 농도가 감소하여 연소 온도가 낮아지고 질소 산화물의 양이 감소한다. 다만, 재순환되는 배기 가스 량이 지나치게 증가하면 엔진의 출력과 연비가 악화된다. 반면, EGR율이 감소하면 연소실로 공급되는 산소의 농도가 증가하여 연소 온도가 높아지고 질소 산화물의 양이 증가한다. 따라서, 재순환되는 배기 가스량은 적절하게 제어되어야 한다.The ratio of the amount of recirculated gas flowing into the engine through the exhaust gas recirculation system among the total amount of air (fresh gas + recirculated gas) flowing into the engine is called the EGR rate. As the EGR rate increases, the concentration of oxygen supplied to the combustion chamber decreases, resulting in a lowering of the combustion temperature and a decrease in the amount of nitrogen oxides. However, if the amount of recirculated exhaust gas is excessively increased, the output of the engine and the fuel efficiency are deteriorated. On the other hand, as the EGR rate decreases, the concentration of oxygen supplied to the combustion chamber increases and the combustion temperature increases and the amount of nitrogen oxide increases. Therefore, the amount of recirculated exhaust gas should be appropriately controlled.

또한, 엔진의 시동이 오프된 후에 재순환 가스와 신기가 흐르는 흡기 유로에 재순환 가스가 잔류하게 된다. 그리고 엔진이 재시동되면, 잔류 가스가 엔진의 연소실로 유입되는데, 이때, 노킹 또는 조기 점화와 같은 이상 연소가 발생하게 되는 문제가 발생한다.Further, after the start of the engine is turned off, the recirculating gas remains in the recirculating gas and the intake passage through which the silencer flows. When the engine is restarted, the residual gas flows into the combustion chamber of the engine. At this time, abnormal combustion such as knocking or early ignition occurs.

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.The matters described in the background section are intended to enhance the understanding of the background of the invention and may include matters not previously known to those skilled in the art.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 엔진의 시동이 오프된 후, 재순환 가스와 신기가 흐르는 흡기 유로에 잔존하는 잔류 배기 가스 농도를 저감시킬 수 있는 엔진 시스템 및 이를 이용한 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an engine system capable of reducing the concentration of residual exhaust gas remaining in an intake flow passage through which a recirculating gas and a fresh air flow after the start of the engine is turned off, The purpose is to provide.

또한, 흡기 라인에 잔존하는 잔류 가스를 제거함으로써, 노킹 또는 조기 점화와 같은 이상 연소가 발생하는 것을 방지하고, EGR율을 정확히 제어할 수 있는 엔진 시스템 및 제어 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an engine system and a control method that can prevent the occurrence of abnormal combustion such as knocking or early ignition by removing the residual gas remaining in the intake line and accurately control the EGR rate .

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템은 엔진의 연소실로 공급되는 신기가 흐르는 흡기 라인; 상기 연소실에 배출되는 배기 가스가 흐르는 배기 라인; 상기 연소실에서 배출되는 배기 가스의 일부를 상기 연소실로 재순환시키는 EGR 장치; 상기 배기 라인에 구비되고 상기 연소실에서 배출되는 배기 가스에 의해 회전하는 터빈과 상기 흡기 라인에 구비되고 상기 터빈과 연동하여 회전하고 외기를 압축하는 컴프레서 포함하는 터보차저; 상기 컴프레서 후단의 흡기 라인에 배치되는 인터쿨러; 상기 연소실로 공급되는 흡기량을 조절하는 스로틀 밸브 전단의 흡기 라인에서 상기 인터쿨러를 관통하여 상기 컴프레서 전단의 흡기 라인으로 합류하는 흡기 바이패스 라인; 및 상기 흡기 바이패스 라인에 배치되어 상기 컴프레서에 의해 압축된 흡기의 일부가 상기 흡기 바이패스 라인을 통해 상기 컴프레서 전단의 흡기 라인으로 공급하거나, 또는 상기 흡기 라인에 잔존하는 잔류 배기 가스량에 따라 상기 흡기 바이패스 라인을 통해 상기 연소실로 흡기량을 조절하는 재순환 밸브;를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an engine system including: an intake line through which a fresh air is supplied to a combustion chamber of an engine; An exhaust line through which exhaust gas discharged to the combustion chamber flows; An EGR device for recirculating a part of the exhaust gas discharged from the combustion chamber to the combustion chamber; A turbocharger provided in the exhaust line and rotated by an exhaust gas discharged from the combustion chamber, and a compressor provided in the intake line and rotating in conjunction with the turbine to compress the outside air; An intercooler disposed in an intake line at a rear end of the compressor; An intake bypass line passing through the intercooler at an intake line upstream of the throttle valve for regulating the amount of intake air supplied to the combustion chamber and merging into an intake line at a front end of the compressor; And a part of the intake air disposed in the intake bypass line and compressed by the compressor is supplied to the intake line of the front end of the compressor through the intake bypass line or is supplied to the intake line of the intake valve in accordance with the amount of residual exhaust gas remaining in the intake line. And a recirculation valve for controlling the amount of intake air to the combustion chamber through a bypass line.

상기 재순환 밸브는 상기 인터쿨러의 상단에 배치될 수 있다.The recirculation valve may be disposed at the top of the intercooler.

상기 재순환 밸브는 내부에 유로가 형성되는 하우징; 상기 유로와 연통하고 상기 컴프레서 전단의 흡기 라인과 연통하는 제1 통로; 상기 유로와 연통하고 상기 스로틀 밸브 전단의 흡기 라인과 연통하는 제2 통로; 상기 유로와 연통하고 상기 인터쿨러와 연결되는 흡기 라인과 연통하는 제3 통로; 상기 제1 통로를 선택적으로 차단하는 구동부;를 포함할 수 있다.Wherein the recirculation valve comprises: a housing having a passage formed therein; A first passage communicating with the flow path and communicating with an intake line at a front end of the compressor; A second passage communicating with the flow path and communicating with an intake line at a front end of the throttle valve; A third passage communicating with the flow path and communicating with an intake line connected to the intercooler; And a driving unit selectively blocking the first passage.

상기 구동부는 동력을 발생시키는 구동 모터; 및 상기 구동 모터의 동작에 따라 상기 제1 통로와 상기 제3 통로의 개도량을 조절하는 플랩;을 포함할 수 있다.The driving unit includes: a driving motor for generating power; And a flap for regulating an amount of opening of the first passage and the third passage according to an operation of the driving motor.

상기 재순환 밸브의 동작을 조절하는 제어기;를 더 포함하고, 상기 제어기는 엔진 시동 오프 후 상기 컴프레서와 상기 연소실 사이의 흡기 라인에 잔존하는 잔류 배기 가스량을 계산하고, 상기 잔류 배기 가스량이 최소 설정량과 최대 설정량 사이이면 엔진 재시동시 상기 잔류 배기 가스량에 따라 상기 제1 통로의 개도량 및 상기 제3 통로의 개도량이 조절되도록 상기 플랩을 제어할 수 있다.Wherein the controller calculates an amount of residual exhaust gas remaining in an intake line between the compressor and the combustion chamber after engine start-off, and when the amount of residual exhaust gas is less than a minimum set amount The flap may be controlled such that the amount of opening of the first passage and the amount of opening of the third passage are adjusted according to the amount of residual exhaust gas when the engine is restarted.

상기 제어기는 상기 잔류 배기 가스량이 최대 설정량보다 많으면 엔진 재시동시 상기 플랩이 상기 제3 통로를 차단하도록 제어할 수 있다.The controller can control the flap to block the third passage when the engine restarts, when the residual exhaust gas amount is larger than the maximum set amount.

상기 제어기는 상기 잔류 배기 가스량이 많을수록 상기 제3 통로의 개도량과 비교하여 상기 제1 통로의 개도량이 증가하도록 상기 플랩을 제어할 수 있다.The controller may control the flap such that the amount of residual exhaust gas increases so as to increase the opening amount of the first passage compared to the opening amount of the third passage.

상기 제어기는 EGR율(EGR ratio)과 상기 흡기 라인의 체적으로부터 잔류 배기 가스량을 계산할 수 있다.The controller can calculate an amount of residual exhaust gas from an EGR ratio and a volume of the intake line.

상기 재순환 밸브의 동작을 조절하는 제어기;를 더 포함하고, 상기 제어기는 팁 아웃시 상기 재순환 밸브가 상기 제3 통로를 차단하도록 제어하여, 터보차저의 컴프레서에 의해 압축된 흡기 가스의 일부를 상기 컴프레서 전단의 흡기 라인으로 공급할 수 있다.Wherein the controller is configured to control the recirculation valve to block the third passage when tip-out, so that a portion of the intake gas compressed by the compressor of the turbocharger is supplied to the compressor It can be supplied to the intake line of the front end.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 엔진의 제어 방법은 제어기에 의해, 엔진의 시동 오프 후 터보차저의 컴프레서와 흡기 매니폴드 사이의 흡기 라인에 잔존하는 잔류 배기 가스량을 계산하는 단계; 및 상기 제어기에 의해, 상기 잔류 배기 가스량에 따라 상기 연소실로 공급되는 흡기량을 조절하는 스로틀 밸브 전단의 흡기 라인에서 상기 인터쿨러를 관통하여 상기 컴프레서 전단의 흡기 라인으로 합류하는 흡기 바이패스 라인에 설치되는 재순환 밸브의 개도량을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.A method of controlling an engine according to another embodiment of the present invention includes the steps of: calculating, by a controller, an amount of residual exhaust gas remaining in an intake line between a compressor and an intake manifold of a turbocharger after startup of the engine; And a recirculation valve provided in an intake bypass line passing through the intercooler and joining to an intake line at a front end of the compressor at an intake line at a front end of the throttle valve for regulating an intake air amount supplied to the combustion chamber according to the residual exhaust gas amount by the controller And controlling the amount of opening of the valve.

상기 제어하는 단계는 상기 제어기에 의해, 상기 잔류 배기 가스량과 설정량을 비교하는 단계; 및 상기 제어기에 의해, 상기 잔류 배기 가스량이 최소 설정량과 최대 설정량 사이이면 엔진 재시동시 잔류 배기 가스량에 따라 상기 재순환 밸브의 플랩을 제어하여 흡기 바이패스 라인을 통해 상기 연소실로 공급되는 흡기량을 조절하는 단계;를 포함하고, 상기 흡기 바이패스 라인은 연소실로 공급되는 흡기량을 조절하는 스로틀 밸브 전단의 흡기 라인에서 인터쿨러를 관통하여 상기 컴프레서 전단의 흡기 라인으로 합류할 수 있다.Wherein the controlling step includes the steps of: comparing, by the controller, the amount of residual exhaust gas with a set amount; And controlling the flap of the recirculation valve according to the amount of residual exhaust gas at the time of engine restarting to regulate the amount of intake air supplied to the combustion chamber through the intake bypass line, when the residual exhaust gas amount is between a minimum set amount and a maximum set amount by the controller And the intake bypass line may join the intake line of the front end of the compressor through the intercooler in the intake line of the front end of the throttle valve for regulating the amount of intake air supplied to the combustion chamber.

상기 잔류 배기 가스량이 최대 설정량보다 많으면 엔진 재시동시 상기 재순환 밸브의 플랩을 제어하여 상기 흡기 바이패스 라인을 통해 상기 연소실로 흡기가 최대가 되도록 제어할 수 있다.When the amount of residual exhaust gas is greater than the maximum set amount, flap of the recirculation valve may be controlled when the engine is restarted so as to maximize intake to the combustion chamber through the intake bypass line.

상기 잔류 배기 가스량이 많을수록 상기 흡기 바이패스 라인을 통해 상기 연소실로 공급되는 흡기량을 증가시킬 수 있다.The larger the amount of the residual exhaust gas, the more the intake amount supplied to the combustion chamber through the intake bypass line can be increased.

EGR율(EGR ratio)과 상기 흡기 라인의 체적으로부터 잔류 배기 가스량을 계산할 수 있다.The amount of residual exhaust gas can be calculated from the EGR ratio (EGR ratio) and the volume of the intake line.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의한 엔진 시스템 및 이를 이용한 제어 방법에 의하면, 연소실 전단의 흡기 라인에서 분기되어 터보차저의 컴프레서 전단의 흡기 라인으로 합류하는 흡기 바이패스 라인에 설치되는 재순환 밸브를 통해 흡기 매니폴드로 공급되는 신기량을 증가시켜 흡기 라인에 잔존하는 잔류 배기 가스의 농도를 저감시킬 수 있다.According to the engine system and the control method using the same, the recirculation valve provided in the intake bypass line branching from the intake line at the front end of the combustion chamber and joining to the intake line at the front end of the compressor of the turbocharger, The amount of fresh air supplied to the intake manifold can be increased to reduce the concentration of the residual exhaust gas remaining in the intake line.

또한, 잔류 배기 가스의 농도를 저감시킴으로써, 연소실에서 이상 연소가 발생하는 것을 방지할 수 있고, EGR율을 정확하게 제어할 수 있다.Further, by reducing the concentration of the residual exhaust gas, abnormal combustion can be prevented from occurring in the combustion chamber, and the EGR rate can be accurately controlled.

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 시스템의 구성을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 재순환 밸브의 구성을 도시한 개념도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템에서 재순환 밸브를 통과하는 흡기 가스의 흐름을 도시한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템에서 재순환 밸브를 통과하는 흡기 가스의 흐름을 도시한 다른 개념도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템에서 재순환 밸브를 통과하는 압축 공기의 흐름을 도시한 개념도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 제어 방법을 도시한 순서도이다.These drawings are for the purpose of describing an exemplary embodiment of the present invention, and therefore the technical idea of the present invention should not be construed as being limited to the accompanying drawings.
1 is a conceptual diagram showing a configuration of an engine system according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram showing the configuration of a recirculation valve according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are conceptual diagrams showing the flow of intake gas through a recirculation valve in an engine system according to an embodiment of the present invention.
5 is another conceptual diagram showing the flow of the intake gas through the recirculation valve in the engine system according to the embodiment of the present invention.
6 and 7 are conceptual diagrams showing the flow of compressed air passing through a recirculation valve in an engine system according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart showing a method of controlling an engine 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.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent by describing in detail exemplary embodiments thereof with reference to the attached drawings in which: FIG. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth 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 illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals 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.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. .

이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 엔진 시스템에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an engine system 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 시스템의 구성을 도시한 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing a configuration of an engine system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 엔진 시스템은 엔진(20), 터보차저(70), EGR 장치(50), 인터쿨러(16), 재순환 밸브(14) 및 제어기(90)를 포함한다.1, an engine system according to an embodiment of the present invention includes an engine 20, a turbocharger 70, an EGR device 50, an intercooler 16, a recirculation valve 14, and a controller 90. [ .

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)과, 상기 연소실(21)에서 배출되는 배기 가스가 흐르는 배기 라인(30)이 구비된다.The engine 20 includes a plurality of combustion chambers 21 that generate a driving force by combustion of fuel. The engine 20 is provided with an intake line 10 through which the intake gas supplied to the combustion chamber 21 flows and an exhaust line 30 through which the exhaust gas discharged from the combustion chamber 21 flows.

상기 흡기 라인(10)에는 외부에서 유입되는 신기를 필터링하는 에어 클리너(11)가 구비된다. The intake line (10) is provided with an air cleaner (11) for filtering out incoming air from outside.

상기 연소실의 전단에는 다수의 연소실로 공급되는 흡기를 배분하는 흡기 매니폴드가 구비되고, 상기 흡기 매니폴드의 전단에는 상기 흡기 매니폴드로 유입되는 흡기량을 조절하는 스로틀 밸브(25)가 구비된다.The front end of the combustion chamber is provided with an intake manifold for distributing intake air supplied to a plurality of combustion chambers. A throttle valve 25 is provided at the front end of the intake manifold to regulate the amount of intake air flowing into the intake manifold.

상기 배기 라인(30)에는 상기 연소실(21)에서 배출되는 배기 가스에 포함된 각종 유해 물질을 정화시키는 배기 가스 정화 장치(60)가 구비된다. 상기 배기 가스 정화 장치(60)는 질소 산화물을 정화하기 위한 LNT(lean NOx trap), 디젤 산화 촉매(diesel oxidation catalyst) 및 디젤 매연 필터(diesel particulate filter)를 포함할 수 있다.The exhaust line 30 is provided with an exhaust gas purifier 60 for purifying various harmful substances contained in the exhaust gas discharged from the combustion chamber 21. The exhaust gas purifying apparatus 60 may include a lean NOx trap (LNT), a diesel oxidation catalyst, and a diesel particulate filter for purifying nitrogen oxides.

상기 터보차저(70)는 상기 흡기 라인(10)을 통해 유입되는 흡기 가스(외기+재순환 가스)를 압축하여 상기 연소실(21)로 공급한다. 상기 터보차저(70)는 상기 배기 라인(30)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.The turbocharger 70 compresses the intake gas (outside air + recycle gas) flowing through the intake line 10 and supplies the compressed air to the combustion chamber 21. The turbocharger 70 includes a turbine 72 provided in the exhaust line 30 and rotated by an exhaust gas discharged from the combustion chamber 21 and a turbine 72 rotating in conjunction with the turbine 72 to compress the intake gas And a compressor (74).

상기 EGR 장치(50)는 상기 연소실(21)에서 배출되는 배기 가스의 일부를 상기 연소실(21)로 재순환시키는 장치이다. 상기 EGR 장치(50) (LP-EGR: low pressure exhaust gas recirculation apparatus)는 EGR 라인(52), EGR 쿨러(56), 및 EGR 밸브(54)를 포함한다. 본 발명의 실시 예에서는 저압 EGR 장치를 예로 들어 설명하지만, 다른 유형의 EGR 장치(예를 들어, 고압 EGR 장치)가 적용될 수도 있다.The EGR device 50 recirculates a part of the exhaust gas discharged from the combustion chamber 21 to the combustion chamber 21. The EGR device 50 includes an EGR line 52, an EGR cooler 56, and an EGR valve 54. In the embodiment of the present invention, a low-pressure EGR apparatus is described as an example, but other types of EGR apparatuses (for example, a high-pressure EGR apparatus) may be applied.

상기 EGR 라인(52)은 상기 터빈(72) 후단의 배기 라인(30)에서 분기되어 상기 컴프레서(74) 전단의 흡기 라인(10)으로 합류한다. 상기 EGR 쿨러(56)는 상기 EGR 라인(52)에 배치되고, 상기 EGR 라인(52)을 흐르는 배기 가스를 냉각시킨다. 상기 EGR 밸브(54)는 상기 EGR 라인(52)과 상기 흡기 라인(10)이 합류하는 지점에 배치되고, 상기 EGR 라인(52)을 통해 흡기 라인(10)으로 유입되는 배기 가스량을 조절한다. 여기서, 상기 EGR 라인(52)을 통해 상기 흡기 라인(10)으로 공급되는 배기 가스를 재순환 가스(recirculation gas)라고 한다.The EGR line 52 branches at the exhaust line 30 at the rear end of the turbine 72 and joins to the intake line 10 at the front end of the compressor 74. The EGR cooler 56 is disposed in the EGR line 52 and cools the exhaust gas flowing through the EGR line 52. The EGR valve 54 is disposed at a position where the EGR line 52 and the intake line 10 join together and regulates the amount of exhaust gas flowing into the intake line 10 through the EGR line 52. Here, the exhaust gas supplied to the intake line 10 through the EGR line 52 is referred to as a recirculation gas.

상기 인터쿨러(16)는 상기 흡기 라인(10)을 통해 유입되는 흡기 가스를 냉각수와의 열 교환을 통해 냉각시킨다. 즉, 상기 터보차저(70)에 의해 압축된 흡기 가스는 온도가 높아져 팽창하기 때문에, 상기 연소실(21)로 공급되는 흡기 가스의 산소 밀도가 낮아지고, 이로 인해, 상기 엔진(20)에서 요구하는 토크를 출력하기 어렵다. 따라서, 상기 인터쿨러(16)를 통해 흡기 가스를 냉각시켜 흡기 가스의 밀도를 증가시켜 엔진(20)의 연소 효율을 향상시킨다.The intercooler (16) cools the intake gas flowing through the intake line (10) through heat exchange with the cooling water. That is, since the intake gas compressed by the turbocharger 70 is expanded and expanded in temperature, the oxygen density of the intake gas supplied to the combustion chamber 21 is lowered, It is difficult to output the torque. Therefore, the intake gas is cooled through the intercooler 16 to increase the density of the intake gas, thereby improving the combustion efficiency of the engine 20. [

상기 컴프레서(74) 후단의 흡기 라인(10)에서 분기되어 상기 컴프레서(74) 전단의 흡기 라인(10)으로 합류하는 흡기 바이패스 라인(12)이 형성된다. 이때, 상기 흡기 바이패스 라인(12)는 상기 컴프레서와 상기 흡기 매니폴드 사이에 구비되는 상기 인터쿨러(16)의 입구 또는 출구에서 분기되어 상기 컴프레서(74) 전단의 흡기 라인으로 합류할 수 있다.An intake bypass line 12 branched from the intake line 10 at the rear end of the compressor 74 and joined to the intake line 10 at the front end of the compressor 74 is formed. At this time, the intake bypass line 12 is branched at an inlet or an outlet of the intercooler 16 provided between the compressor and the intake manifold, and may join the intake line at the front end of the compressor 74.

상기 흡기 바이패스 라인(12)에는 재순환 밸브(14)가 설치된다. 바람직하게는, 상기 재순환 밸브(14)는 상기 인터쿨러(16)의 입구 또는 출구에 상기 인터쿨러(16)와 일체로 구비될 수 있다. 상기 재순환 밸브(14)는 상기 제어기(90)의 제어 신호에 의해 개폐된다.The intake bypass line (12) is provided with a recirculation valve (14). Preferably, the recirculation valve 14 may be integrated with the intercooler 16 at the inlet or outlet of the intercooler 16. The recirculation valve 14 is opened and closed by a control signal of the controller 90.

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

도 2를 참조하면, 상기 재순환 밸브(14)는 하우징(41), 제1 통로(42), 제2 통로(43), 제3 통로(44), 및 구동부를 포함한다.Referring to FIG. 2, the recirculation valve 14 includes a housing 41, a first passage 42, a second passage 43, a third passage 44, and a driving portion.

상기 하우징(41)은 상기 인터쿨러(16)의 상측에 구비되는 흡기 라인(10)에 설치되고 상기 하우징(41)의 내부에는 유로가 형성된다.The housing 41 is installed in an intake line 10 provided above the intercooler 16 and a flow path is formed in the housing 41.

상기 제1 통로(42)는 상기 하우징(41)에 형성되고, 상기 유로와 연통하고 상기 스로틀 밸브 전단의 흡기 라인과 연통한다. 상기 제2 통로(43)는 상기 하우징(41)에 형성되고, 상기 유로와 연통하고 상기 스로틀 밸브 전단의 흡기 라인과 연통한다. 상기 제3 통로(44)는 상기 하우징(41)에 형성되고, 상기 유로와 연통하고 상기 인터쿨러와 연결되는 흡기 라인과 연통한다.The first passage (42) is formed in the housing (41) and communicates with the flow path and communicates with the intake line at the front end of the throttle valve. The second passage (43) is formed in the housing (41) and communicates with the flow path and communicates with the intake line at the front end of the throttle valve. The third passage (44) is formed in the housing (41), and communicates with the intake line communicated with the oil passage and connected to the intercooler.

상기 구동부는 동력을 발생시키는 구동 모터(45), 및 상기 구동 모터(45)의 동작에 의해 동작되고 상기 제1 통로(42)와 상기 제3 통로(44)의 개도량을 조절하는 플랩(46)을 포함한다. 상기 구동 모터(45)는 직류 모터(DC motor)일 수 있고, 상기 플랩(46)은 상기 구동 모터(45)의 회전축에 연결될 수 있다.The drive unit includes a drive motor 45 that generates power and a flap 46 that is operated by the operation of the drive motor 45 and adjusts the amount of opening of the first passage 42 and the third passage 44 ). The driving motor 45 may be a DC motor and the flap 46 may be connected to the rotating shaft of the driving motor 45.

즉, 상기 제어기(90)는 상기 구동 모터(45)를 제어하여 상기 플랩(46)이 상기 제1 통로(42) 또는 상기 제3 통로(44)의 개도량을 조절할 수 있다. That is, the controller 90 controls the drive motor 45 so that the flap 46 can adjust the amount of opening of the first passage 42 or the third passage 44.

상기 컴프레서(74) 후단으로부터 스로틀 밸브(25)의 전단 사이의 흡기 라인(10)에 잔류 배기 가스가 잔존하는 경우, 상기 제어기(90)는 상기 재순환 밸브(14)의 구동 모터(45)를 제어하여 상기 흡기 바이패스 라인(12)를 통해 상기 연소실(21)로 흡기를 추가로 공급한다.The controller 90 controls the driving motor 45 of the recirculation valve 14 when residual exhaust gas remains in the intake line 10 between the rear end of the compressor 74 and the front end of the throttle valve 25. [ And further supplies the intake air to the combustion chamber 21 through the intake bypass line 12. [

예를 들면, 상기 EGR 장치(50)를 통해 연소실(21)로 재순환 가스를 공급하다가 엔진의 시동이 오프되는 경우, 상기 컴프레서(74)와 상기 연소실(21) 사이의 흡기 라인(10)에 배기 가스가 잔존하게 된다. 그리고 엔진(20)이 재시동되면, 상기 흡기 라인(10)에 잔존하는 잔류 배기 가스가 연소실(21)로 공급되기 때문에, 잔류 배기 가스로 인해 노킹 또는 조기 점화와 같은 이상 연소가 발생한다.For example, when the engine is started while the recirculating gas is supplied to the combustion chamber 21 through the EGR device 50, the intake line 10 between the compressor 74 and the combustion chamber 21 is exhausted The gas remains. When the engine 20 is restarted, residual exhaust gas remaining in the intake line 10 is supplied to the combustion chamber 21, so that abnormal combustion such as knocking or early ignition occurs due to the residual exhaust gas.

이와 같은 이상 연소를 방지하기 위해 상기 제어기(90)는 엔진(20)의 시동 오프 후 잔류 배기 가스량을 계산하고, 잔류 배기 가스량이 최소 설정량과 최대 설정량 사이이면 엔진 재시동시 상기 잔류 배기 가스량에 따라 상기 제1 통로(42)의 개도량과 상기 제3 통로(44)의 개도량이 조절되도록 상기 제어기(90)는 상기 플랩(46)을 제어한다.In order to prevent such abnormal combustion, the controller 90 calculates the amount of residual exhaust gas after startup of the engine 20, and when the residual amount of exhaust gas is between the minimum set amount and the maximum set amount, The controller 90 controls the flap 46 so that the opening amount of the first passage 42 and the opening amount of the third passage 44 are adjusted.

구체적으로, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 제어기(90)는 잔류 배기 가스량이 많을수록 상기 제3 통로(44)의 개도량과 비교하여 상기 제1 통로(42)의 개도량이 증가하도록 상기 플랩(46)을 제어한다.3 and 4, the controller 90 determines that the amount of residual exhaust gas is greater than the amount of opening of the first passage 42 in comparison with the amount of opening of the third passage 44, (46).

이와 같이, 잔류 배기 가스량이 많을수록 상기 제1 통로(42)의 개도량을 증가시킴으로써, 상기 흡기 라인(10)에 의해 형성되는 제1 흡기 경로(에어 클리너(11) -> 컴프레서(74) -> 인터쿨러(16) -> 스로틀 밸브(25))를 통해 상기 연소실(21)로 흡기가 공급되고, 또한 상기 흡기 라인(10)과 상기 흡기 바이패스 라인(12)에 의해 형성되는 제2 흡기 경로(에어 클리너(11) -> 재순환 밸브(40) -> 스로틀 밸브(25))를 통해 추가적으로 흡기가 연소실(21)로 공급될 수 있다. (The air cleaner 11 -> the compressor 74 ->) formed by the intake line 10 is increased by increasing the amount of opening of the first passage 42 as the amount of the residual exhaust gas becomes larger, A second intake path (not shown) formed by the intake line 10 and the intake bypass line 12 is provided to the combustion chamber 21 through the intake passage 10 and the intake throttle valve 25, The intake air can be further supplied to the combustion chamber 21 through the air cleaner 11, the recirculation valve 40, and the throttle valve 25).

상기 제2 흡기 경로를 통해 상기 연소실(21)로 추가로 공급되는 흡기량이 증가하기 때문에, 연소실(21)로 공급되는 흡기에 포함된 잔류 배기 가스의 농도를 감소시킬 수 있다.The concentration of the residual exhaust gas contained in the intake air supplied to the combustion chamber 21 can be reduced since the amount of intake air further supplied to the combustion chamber 21 through the second intake path increases.

만약, 잔류 배기 가스량이 최대 설정량보다 많으면 엔진 재시동시에 상기 플랩(46)이 상기 제3 통로(44)를 차단하도록 상기 구동 모터(45)를 제어한다.If the amount of residual exhaust gas is greater than the maximum set amount, the flap 46 controls the drive motor 45 to block the third passage 44 at the time of engine restart.

도 5를 참조하면, 상기 플랩(46)이 상기 제3 통로(44)를 차단하면, 따라서, 상기 제2 흡기 경로를 통해 연소실(21)로 공급되는 흡기량이 최대한 증가하고, 이로 인해 연소실(21)로 공급되는 흡기에 포함된 잔류 배기 가스의 농도를 빠르게 감소시킬 수 있고 이상 연소가 발생하는 것을 방지할 수 있다.5, when the flap 46 blocks the third passage 44, the amount of intake air supplied to the combustion chamber 21 through the second intake passage is maximally increased. As a result, the combustion chamber 21 It is possible to quickly reduce the concentration of the residual exhaust gas contained in the intake air supplied to the intake manifold and prevent the occurrence of abnormal combustion.

일반적으로 연소실(21)로 공급되는 흡기는 제1 흡기 경로를 통해 공급되는데, 잔류 배기 가스량이 최소 설정량보다 큰 경우, 상기 재순환 밸브(40)의 플랩(46)을 제어하여, 상기 제2 흡기 경로를 통해 연소실(21)로 공급되는 흡기량을 증가시켜 흡기에 포함된 잔류 배기 가스의 농도를 감소시킬 수 있다. 이때, 상기 흡기 바이패스 라인(12)을 통해 연소실로 유입되는 흡기의 경로는 기존의 흡기 라인(10)을 통한 흡기의 경로보다 짧기 때문에, 연소실로 유입되는 잔류 배기 가스의 농도를 빠르게 저감시킬 수 있다.In general, the intake air supplied to the combustion chamber 21 is supplied through the first intake path. When the amount of residual exhaust gas is larger than the minimum set amount, the flap 46 of the recirculation valve 40 is controlled, The amount of intake air supplied to the combustion chamber 21 through the passage can be increased to reduce the concentration of the residual exhaust gas contained in the intake air. At this time, since the path of the intake air flowing into the combustion chamber through the intake bypass line 12 is shorter than the path of the intake air through the conventional intake line 10, the concentration of the residual exhaust gas flowing into the combustion chamber can be rapidly reduced have.

특히, 상기 재순환 밸브(40)는 상기 인터쿨러(16)의 상단에 배치되기 때문에, 엔진의 시동 오프되고 재시동되는 경우, 상기 인터쿨러(16)의 아래쪽에 잔존하는 많은 양의 잔류 배기 가스가 상기 흡기 바이패스 라인(12)을 통해 연소실(21)로 공급되는 것을 늦출 수 있다.Particularly, since the recirculation valve 40 is disposed at the upper end of the intercooler 16, when the engine is turned off and restarted, a large amount of residual exhaust gas remaining under the intercooler 16 is sucked It is possible to delay the supply to the combustion chamber 21 through the pass line 12.

한편, 상기 재순환 밸브(40)는 상기 컴프레서(74) 후단으로부터 스로틀 밸브(25)의 전단에서 형성되는 높은 압력을 상기 컴프레서(74) 전단의 흡기 라인(10)으로 선택적으로 배출시킬 수 있다. The recirculation valve 40 can selectively discharge the high pressure formed at the front end of the throttle valve 25 from the rear end of the compressor 74 to the intake line 10 at the front end of the compressor 74.

예를 들면, 차량이 가속 중에 운전자가 팁아웃(tip-out)하는 경우, 제어기(90)는 엔진(20)의 출력을 줄이기 위해 상기 연소실(21)로 공급되는 것을 차단하도록 제어기(90)는 상기 스로틀 밸브(25)를 차단한다. 이때, 상기 컴프레서(74) 후단과 상기 스로틀 밸브(25) 사이의 흡기 라인(10)에는 상기 터보차저(70)에 의해 과급압이 형성된다. For example, when the driver tip-outs during acceleration of the vehicle, the controller 90 instructs the controller 90 to block the supply to the combustion chamber 21 to reduce the output of the engine 20 The throttle valve 25 is shut off. At this time, a boost pressure is formed in the intake line 10 between the rear end of the compressor 74 and the throttle valve 25 by the turbocharger 70.

따라서, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제어기(90)는 상기 재순환 밸브(40)를 개방 제어하여 상기 컴프레서(74) 후단과 상기 스로틀 밸브(25) 사이의 흡기 라인(10)에 형성된 과급압을 상기 흡기 바이패스 라인(12)을 통해 상기 컴프레서(74) 전단의 흡기 라인(10)으로 배출시킨다. 5 and 6, the controller 90 controls the opening and closing of the recirculation valve 40 so that the intake air line 10 formed between the rear end of the compressor 74 and the throttle valve 25 And the boost pressure is discharged through the intake bypass line 12 to the intake line 10 at the front end of the compressor 74.

만약, 상기 컴프레서(74) 후단과 상기 스로틀 밸브(25) 사이의 흡기 라인(10)에 과급압이 잔존하면, 스로틀 밸브(25)가 다시 열릴 때 서징(surging) 충격이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 제어기(90)는 상기 재순환 밸브(40)를 개방시켜 상기 흡기 바이패스 라인(12)을 통해 흡기 라인(10)의 과급압을 배출시킨다.If a supercharge pressure remains in the intake line 10 between the rear end of the compressor 74 and the throttle valve 25, a surging shock may occur when the throttle valve 25 is opened again. Accordingly, the controller 90 opens the recirculation valve 40 to discharge the boost pressure of the intake line 10 through the intake bypass line 12. [

이하에서는, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 엔진 시스템의 제어 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of controlling an engine system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 제어 방법을 도시한 순서도이다.8 is a flowchart showing a method of controlling an engine according to an embodiment of the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제어기(90)는 엔진(20)의 시동이 오프되었는지 여부를 판단한다(S10).As shown in FIG. 8, the controller 90 determines whether the start of the engine 20 is off (S10).

엔진(20) 시동이 오프되면, 상기 제어기(90)는 컴프레서(74)와 흡기 매니폴드(23) 사이의 흡기 라인(10)에 잔존하는 잔류 배기 가스량을 계산한다(S20). 이때, 상기 제어기(90)는 EGR율(exhaust gas recirculation ratio)과 흡기 라인(10)의 체적으로부터 잔류 배기 가스량을 계산할 수 있다. When the engine 20 is turned off, the controller 90 calculates the amount of residual exhaust gas remaining in the intake line 10 between the compressor 74 and the intake manifold 23 (S20). At this time, the controller 90 may calculate the amount of residual exhaust gas from the exhaust gas recirculation ratio and the volume of the intake line 10.

EGR율은 엔진(20)의 시동 오프 전, 상기 EGR 장치(50)를 통해 연소실(21)로 공급되는 재순환 가스량을 의미하고 흡기 라인(10)의 체적은 설계적으로 미리 정해지기 때문에, EGR율과 흡기 라인(10)의 체적으로부터 잔류 배기 가스량을 계산할 수 있다.The EGR rate refers to the amount of the recirculating gas supplied to the combustion chamber 21 through the EGR device 50 before starting the engine 20 and the volume of the intake line 10 is predetermined by design so that the EGR rate And the volume of the intake line (10).

상기 제어기(90)는 엔진(20)이 재시동되면, 상기 제어기(90)는 잔류 배기 가스량을 설정량과 비교한다(S30, S40). When the engine 20 is restarted, the controller 90 compares the amount of residual exhaust gas with the set amount (S30, S40).

상기 잔류 배기 가스량이 설정량 이하이면, 상기 제어기(90)는 상기 재순환 밸브(40)의 구동 모터(45)를 제어하여, 상기 플랩(46)이 상기 제1 통로(42)를 차단하도록 제어한다(S32). 상기 플랩(46)이 상기 제1 통로(42)를 차단하면, 연소실(21)로 공급되는 흡기는 제1 흡기 경로를 통해서만 유입된다.The controller 90 controls the drive motor 45 of the recirculation valve 40 to control the flap 46 to block the first passage 42 if the amount of the residual exhaust gas is less than the predetermined amount (S32). When the flap 46 blocks the first passage 42, the intake air supplied to the combustion chamber 21 flows only through the first intake passage.

S30 단계에서, 잔류 배기 가스량이 최소 설정량과 최대 설정량 사이이면(S30, S40), 상기 제어기(90)는 엔진이 재시동되었을 때 잔류 배기 가스량에 따라 상기 재순환 밸브(40)의 플랩(46)을 제어하여 상기 흡기 바이패스 라인(12)을 통해 상기 연소실(21)로 공급되는 흡기량을 조절한다(S42). 상기 제어기(90)는 잔류 배기 가스량이 많을수록 상기 흡기 바이패스 라인(12)을 통해 상기 연소실(21)로 공급되는 흡기량을 증가시킨다.If the residual exhaust gas amount is between the minimum set amount and the maximum set amount (S30, S40), the controller 90 controls the flap 46 of the recirculation valve 40 according to the amount of residual exhaust gas when the engine is restarted, And controls the amount of intake air supplied to the combustion chamber 21 through the intake bypass line 12 (S42). The controller 90 increases the amount of intake air supplied to the combustion chamber 21 through the intake bypass line 12 as the amount of residual exhaust gas increases.

앞에서 설명한 바와 같이, 일반적으로 연소실(21)로 공급되는 흡기는 제1 흡기 경로를 통해 연소실(21)로 공급되는데, 잔류 배기 가스량이 최소 설정량과 최대 설정량 사이이면, 상기 재순환 밸브(40)의 플랩(46)이 상기 제1 통로(42)를 일정량 개방하도록 제어한다(S42). 여기서, 상기 플랩(46)이 제1 통로(42)를 일정량 개방한다는 것은 상기 플랩(46)에 의해 흡기 바이패스 라인이 일정량 개방되는 것을 의미한다. 이때, 상기 플랩(46)에 의한 제1 통로(42)의 개도량은 잔류 배기 가스량에 따라 증가하도록 제어한다.As described above, generally, the intake air supplied to the combustion chamber 21 is supplied to the combustion chamber 21 through the first intake path. When the amount of residual exhaust gas is between the minimum set amount and the maximum set amount, The flap 46 of the first passage 42 is controlled to open a certain amount of the first passage 42 (S42). Here, opening of the first passage 42 by the flap 46 means that the intake bypass line is opened by the flap 46 by a certain amount. At this time, the amount of opening of the first passage 42 by the flap 46 is controlled to increase in accordance with the amount of residual exhaust gas.

상기 S40 단계에서, 잔류 배기 가스량이 최대 설정량보다 많으면, 상기 제어기는 엔진 재시동시에 상기 플랩(46)이 상기 제3 통로(44)를 차단하고 제1 통로(42)를 최대로 개방하도록 제어한다. 따라서, 상기 흡기 바이패스 라인을 통해 연소실로 공급되는 흡기가 최대가 되도록 제어한다(S44). 여기서, 상기 플랩(46)이 제1 통로(42)를 최대로 개방하고 제3 통로(44)를 차단한다는 것은 상기 플랩(46)에 의해 흡기 바이패스 라인이 최대로 개방되는 것을 의미한다.If the amount of residual exhaust gas is greater than the maximum set amount in step S40, the controller controls the flap 46 to block the third passage 44 and to open the first passage 42 to the maximum do. Therefore, control is performed such that the intake air supplied to the combustion chamber through the intake bypass line is maximized (S44). Here, the flap 46 opens the first passage 42 to the maximum and blocks the third passage 44, which means that the intake bypass line is opened to the maximum by the flap 46. [

즉, 잔류 배기 가스량이 최대 설정량보다 많은 경우에는, 상기 연소실(21)로 공급되는 흡기량이 최대가 되도록 상기 제1 흡기 경로와 상기 제2 흡기 경로를 통해 연소실(21)로 흡기가 공급되도록 한다. 이때, 상기 제1 통로(42)를 최대로 개방하고 상기 제3 통로(44)를 차단하도록 함으로써, 제1 흡기 경로보다 거리가 짧은 제2 흡기 경로를 통해 흡기가 연소실로 공급되기 때문에, 흡기 중에 포함된 배기 가스량의 농도를 빠르게 감소시킬 수 있다.That is, when the residual exhaust gas amount is larger than the maximum set amount, the intake air is supplied to the combustion chamber 21 through the first intake path and the second intake path so that the intake amount supplied to the combustion chamber 21 becomes maximum . At this time, since the first passage 42 is maximally opened and the third passage 44 is blocked, the intake air is supplied to the combustion chamber through the second intake passage that is shorter in distance than the first intake passage, The concentration of the exhaust gas amount contained can be rapidly reduced.

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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And it goes without saying that the invention belongs to the scope of the invention.

10: 흡기 라인 11: 에어 클리너
12: 흡기 바이패스 라인 16: 인터쿨러
20: 엔진 21: 연소실
23: 흡기 매니폴드 25: 스로틀 밸브
30: 배기 라인 40: 재순환 밸브
41: 하우징 42: 제1 통로
43: 제2 통로 44: 제3 통로
45: 구동 모터 46: 플랩
50: EGR 장치 52: EGR 라인
54: EGR 밸브 56: EGR 쿨러
60: 배기 가스 정화 장치 70: 터보차저
72: 터빈 74: 컴프레서
90: 제어기10: Intake line 11: Air cleaner
12: intake bypass line 16: intercooler
20: engine 21: combustion chamber
23: intake manifold 25: throttle valve
30: exhaust line 40: recirculation valve
41: housing 42: first passage
43: second passage 44: third passage
45: drive motor 46: flap
50: EGR device 52: EGR line
54: EGR valve 56: EGR cooler
60: Exhaust gas purifier 70: Turbocharger
72: Turbine 74: Compressor
90:

Claims (14)

엔진의 연소실로 공급되는 신기가 흐르는 흡기 라인;
상기 연소실에 배출되는 배기 가스가 흐르는 배기 라인;
상기 연소실에서 배출되는 배기 가스의 일부를 상기 연소실로 재순환시키는 EGR 장치;
상기 배기 라인에 구비되고 상기 연소실에서 배출되는 배기 가스에 의해 회전하는 터빈과 상기 흡기 라인에 구비되고 상기 터빈과 연동하여 회전하고 외기를 압축하는 컴프레서 포함하는 터보차저;
상기 컴프레서 후단의 흡기 라인에 배치되는 인터쿨러;
상기 연소실로 공급되는 흡기량을 조절하는 스로틀 밸브 전단의 흡기 라인에서 상기 인터쿨러를 관통하여 상기 컴프레서 전단의 흡기 라인으로 합류하는 흡기 바이패스 라인; 및
상기 흡기 바이패스 라인에 배치되어 상기 컴프레서에 의해 압축된 흡기의 일부가 상기 흡기 바이패스 라인을 통해 상기 컴프레서 전단의 흡기 라인으로 공급하거나, 또는 상기 흡기 라인에 잔존하는 잔류 배기 가스량에 따라 상기 흡기 바이패스 라인을 통해 상기 연소실로 흡기량을 조절하는 재순환 밸브;
를 포함하는 엔진 시스템An intake line through which fresh air flows to the combustion chamber of the engine;
An exhaust line through which exhaust gas discharged to the combustion chamber flows;
An EGR device for recirculating a part of the exhaust gas discharged from the combustion chamber to the combustion chamber;
A turbocharger provided in the exhaust line and rotated by an exhaust gas discharged from the combustion chamber, and a compressor provided in the intake line and rotating in conjunction with the turbine to compress the outside air;
An intercooler disposed in an intake line at a rear end of the compressor;
An intake bypass line passing through the intercooler at an intake line upstream of the throttle valve for regulating the amount of intake air supplied to the combustion chamber and merging into the intake line at the front end of the compressor; And
A portion of the intake air disposed in the intake bypass line and compressed by the compressor is supplied to the intake line of the front end of the compressor through the intake bypass line, A recirculation valve for regulating an amount of intake air to the combustion chamber through a pass line;
≪ / RTI > 제1항에 있어서,
상기 재순환 밸브는 상기 인터쿨러의 상단에 배치되는 엔진 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the recirculation valve is disposed on top of the intercooler. 제1항에 있어서,
상기 재순환 밸브는
내부에 유로가 형성되는 하우징;
상기 유로와 연통하고 상기 컴프레서 전단의 흡기 라인과 연통하는 제1 통로;
상기 유로와 연통하고 상기 스로틀 밸브 전단의 흡기 라인과 연통하는 제2 통로;
상기 유로와 연통하고 상기 인터쿨러와 연결되는 흡기 라인과 연통하는 제3 통로;
상기 제1 통로를 선택적으로 차단하는 구동부;
를 포함하는 엔진 시스템.The method according to claim 1,
The recirculation valve
A housing having a passage formed therein;
A first passage communicating with the flow path and communicating with an intake line at a front end of the compressor;
A second passage communicating with the flow path and communicating with an intake line at a front end of the throttle valve;
A third passage communicating with the flow path and communicating with an intake line connected to the intercooler;
A driving unit selectively blocking the first passage;
. 제3항에 있어서,
상기 구동부는
동력을 발생시키는 구동 모터; 및
상기 구동 모터의 동작에 따라 상기 제1 통로와 상기 제3 통로의 개도량을 조절하는 플랩;
을 포함하는 엔진 시스템.The method of claim 3,
The driving unit
A drive motor for generating power; And
A flap for regulating an opening amount of the first passage and the third passage according to an operation of the driving motor;
. 제3항에 있어서,
상기 재순환 밸브의 동작을 조절하는 제어기;를 더 포함하고,
상기 제어기는
엔진 시동 오프 후 상기 컴프레서와 상기 연소실 사이의 흡기 라인에 잔존하는 잔류 배기 가스량을 계산하고, 상기 잔류 배기 가스량이 최소 설정량과 최대 설정량 사이이면 엔진 재시동시 상기 잔류 배기 가스량에 따라 상기 제1 통로의 개도량 및 상기 제3 통로의 개도량이 조절되도록 상기 플랩을 제어하는 엔진 시스템.The method of claim 3,
And a controller for regulating the operation of the recirculation valve,
The controller
Calculating a remaining amount of exhaust gas remaining in the intake line between the compressor and the combustion chamber after engine startup is turned off and, when the residual amount of exhaust gas is between a minimum set amount and a maximum set amount, And the amount of opening of the third passage is controlled. 제5항에 있어서,
상기 제어기는
상기 잔류 배기 가스량이 최대 설정량보다 많으면 엔진 재시동시 상기 플랩이 상기 제3 통로를 차단하도록 제어하는 엔진 시스템.6. The method of claim 5,
The controller
And controls the flap to block the third passage when the engine restarts, when the amount of residual exhaust gas is larger than the maximum set amount. 제6항에 있어서,
상기 제어기는
상기 잔류 배기 가스량이 많을수록 상기 제3 통로의 개도량과 비교하여 상기 제1 통로의 개도량이 증가하도록 상기 플랩을 제어하는 엔진 시스템.The method according to claim 6,
The controller
And controls the flap so that the amount of opening of the first passage is increased as the amount of residual exhaust gas is larger than the amount of opening of the third passage. 제5항에 있어서,
상기 제어기는
EGR율(EGR ratio)과 상기 흡기 라인의 체적으로부터 잔류 배기 가스량을 계산하는 엔진 시스템.6. The method of claim 5,
The controller
And calculates an amount of residual exhaust gas from an EGR ratio (EGR ratio) and a volume of the intake line. 제1항에 있어서,
상기 재순환 밸브의 동작을 조절하는 제어기;를 더 포함하고,
상기 제어기는
팁 아웃시 상기 재순환 밸브가 상기 제3 통로를 차단하도록 제어하여, 터보차저의 컴프레서에 의해 압축된 흡기 가스의 일부를 상기 컴프레서 전단의 흡기 라인으로 공급하는 엔진 시스템.The method according to claim 1,
And a controller for regulating the operation of the recirculation valve,
The controller
And the recirculation valve closes the third passage at the time of tip-out, thereby supplying a part of the intake gas compressed by the compressor of the turbocharger to the intake line at the front end of the compressor. 제어기에 의해, 엔진의 시동 오프 후 터보차저의 컴프레서와 흡기 매니폴드 사이의 흡기 라인에 잔존하는 잔류 배기 가스량을 계산하는 단계; 및
상기 제어기에 의해, 상기 잔류 배기 가스량에 따라 상기 연소실로 공급되는 흡기량을 조절하는 스로틀 밸브 전단의 흡기 라인에서 상기 인터쿨러를 관통하여 상기 컴프레서 전단의 흡기 라인으로 합류하는 흡기 바이패스 라인에 설치되는 재순환 밸브의 개도량을 제어하는 단계;
를 포함하는 엔진의 제어 방법.Calculating an amount of residual exhaust gas remaining in the intake line between the compressor and the intake manifold of the turbocharger by the controller after startup of the engine; And
A recirculation valve provided in an intake bypass line passing through the intercooler and joining to an intake line at a front end of the compressor in an intake line in front of a throttle valve for regulating an intake air amount supplied to the combustion chamber according to the amount of residual exhaust gas, Controlling the amount of opening of the valve;
And controlling the engine. 제10항에 있어서,
상기 제어하는 단계는
상기 제어기에 의해, 상기 잔류 배기 가스량과 설정량을 비교하는 단계; 및
상기 제어기에 의해, 상기 잔류 배기 가스량이 최소 설정량과 최대 설정량 사이이면 엔진 재시동시 잔류 배기 가스량에 따라 상기 재순환 밸브의 플랩을 제어하여 흡기 바이패스 라인을 통해 상기 연소실로 공급되는 흡기량을 조절하는 단계;
를 포함하고,
상기 흡기 바이패스 라인은 연소실로 공급되는 흡기량을 조절하는 스로틀 밸브 전단의 흡기 라인에서 인터쿨러를 관통하여 상기 컴프레서 전단의 흡기 라인으로 합류하는 엔진의 제어 방법.11. The method of claim 10,
The step of controlling
Comparing the amount of residual exhaust gas with a predetermined amount by the controller; And
The controller controls the flap of the recirculation valve according to the amount of residual exhaust gas at the time of engine restart to regulate the amount of intake air supplied to the combustion chamber through the intake bypass line if the amount of residual exhaust gas is between the minimum set amount and the maximum set amount step;
Lt; / RTI >
Wherein the intake bypass line passes through an intercooler in an intake line at a front end of a throttle valve for regulating an amount of intake air supplied to a combustion chamber, and joins the intake line to an intake line at a front end of the compressor. 제11항에 있어서,
상기 잔류 배기 가스량이 최대 설정량보다 많으면 엔진 재시동시 상기 재순환 밸브의 플랩을 제어하여 상기 흡기 바이패스 라인을 통해 상기 연소실로 흡기가 최대가 되도록 제어하는 엔진의 제어 방법.12. The method of claim 11,
And controlling the flap of the recirculation valve when the engine restarts so as to maximize the intake to the combustion chamber through the intake bypass line when the amount of residual exhaust gas is greater than the maximum set amount. 제11항에 있어서,
상기 잔류 배기 가스량이 많을수록 상기 흡기 바이패스 라인을 통해 상기 연소실로 공급되는 흡기량을 증가시키는 엔진의 제어 방법.12. The method of claim 11,
And increases the amount of intake air supplied to the combustion chamber through the intake bypass line as the residual exhaust gas amount increases. 제10항에 있어서,
EGR율(EGR ratio)과 상기 흡기 라인의 체적으로부터 잔류 배기 가스량을 계산하는 엔진의 제어 방법.11. The method of claim 10,
(EN) An engine control method for calculating an amount of residual exhaust gas from an EGR ratio (EGR ratio) and a volume of the intake line.
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