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KR20090122987A - 터보차지되는 압축 착화 엔진 시스템에서 배기 가스 재순환의 제어 - Google Patents

터보차지되는 압축 착화 엔진 시스템에서 배기 가스 재순환의 제어 Download PDF

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KR20090122987A
KR20090122987A KR1020097021252A KR20097021252A KR20090122987A KR 20090122987 A KR20090122987 A KR 20090122987A KR 1020097021252 A KR1020097021252 A KR 1020097021252A KR 20097021252 A KR20097021252 A KR 20097021252A KR 20090122987 A KR20090122987 A KR 20090122987A
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존 셔티
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보르그워너 인코퍼레이티드
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Abstract

본 발명의 일 실시예는 고압(HP) EGR 통로 및 저압(LP) EGR 통로를 포함하는 터보차지되는 압축 착화 엔진 시스템에서 배기 가스 재순환(EGR)을 제어하는 방법을 포함할 수 있다. 상기 방법은 배기가스 배출 기준들에 따라 목표 총 EGR 율을 결정하는 단계, 및 상기 결정된 목표 총 EGR율의 제한들 내에서 다른 엔진 시스템 기준들을 최적화하기 위해 목표 HP/LP EGR 비를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 목표 HP/LP EGR 비를 결정하는 단계는 베이스 EGR 값을 출력하기 위해 베이스 모델에 대한 입력으로서 적어도 엔진 속도 및 부하를 사용하는 단계, 적어도 하나의 EGR 조정 값을 출력하기 위해 적어도 하나의 조정 모델에 대한 입력으로서 적어도 하나의 다른 엔진 시스템 파라미터를 사용하는 단계, 및 적어도 하나의 조정된 EGR 값을 생성하기 위해 상기 베이스 EGR 값을 상기 적어도 하나의 EGR 조정 값으로 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
Figure P1020097021252
배기 가스 재순환, EGR, 배기 가스, 터보차저, 고압 EGR 통로, 저압 EGR 통로, 목표 총 EGR율, 목표 HP/LP EGR비

Description

터보차지되는 압축 착화 엔진 시스템에서 배기 가스 재순환의 제어{CONTROLLING EXHAUST GAS RECIRCULATION IN A TURBOCHARGED COMPRESSION-IGNITION ENGINE SYSTEM}
본 출원은 2007년 3월 28일에 출원된 미국 가출원 번호60/908,528의 이익을 청구한다.
본 명세서의 전반적인 관련 분야는 터보차지되는 압축 착화 엔진 시스템들 내에서 배기 가스 재순환(exhaust gas recirculation)을 제어하는 것을 포함한다.
터보차지되는 엔진 시스템은 기계적 동력으로 변환시키기 위해 공기와 연료를 연소시키는 연소 챔버들, 유입 가스를 상기 연소 챔버들로 전달하는 유입 서브시스템, 및 엔진 배기 서브시스템을 구비한 엔진들을 포함한다. 상기 배기 서브시스템들은 일반적으로 배기 가스를 상기 엔진 연소 챔버로부터 제거하고, 엔진 배기 소음을 억제시키며, 엔진 연소 온도가 높아질수록 증가하는 질소 산화물(NOx)과 배기 가스 입자를 감소시킨다. 배기 가스는 배기 가스 서브시스템에서 배출되어 외기(fresh air)와의 혼합을 위한 유입 서브시스템으로 유입된 다음, 엔진으로 종종 재순환된다. 배기 가스 재순환은 비활성 가스의 양을 증가시킴과 아울러 부수적으로 유입 가스내의 산소를 감소시킴으로써, 엔진 연소 온도를 감소시켜 NOx 생성 을 감소시킨다.
일 실시예는 고압(HP) EGR통로 및 저압(LP) EGR통로를 포함하는 터보차지되는 압축 착화 엔진 시스템에서 배기 가스 재순환(EGR)을 제어하는 방법을 포함한다. 상기 방법은 배기가스 배출 기준들에 따라 목표 총 EGR율(target total EGR fraction)을 결정하는 단계와, 상기 결정된 목표 총 EGR율의 제한들 내에서 다른 엔진 시스템 기준들을 최적화하기 위해 목표 HP/LP EGR 비(ratio)를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 목표HP/LP EGR 비를 결정하는 단계는 베이스 EGR 값을 출력하기 위해 베이스 모델에 대한 입력으로서 적어도 엔진 속도 및 부하를 사용하는 단계, 적어도 하나의 EGR 조정 값을 출력하기 위해 적어도 하나의 조정 모델에 대한 입력으로서 적어도 하나의 다른 엔진 시스템 파라미터를 사용하는 단계, 및 적어도 하나의 조정된 EGR 값을 생성하기 위해 상기 적어도 하나의 EGR 조정 값으로 상기 베이스 EGR 값을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시예는 고압(HP) EGR 통로 및 저압(LP) EGR 통로를 포함하는 터보차지되는 압축 착화 엔진 시스템에서 배기 가스 재순환(EGR)을 제어하는 방법을 포함한다. 상기 방법은 배기가스 배출 기준들에 따라 목표 총 EGR율(target total EGR fraction)을 결정하는 단계와, 상기 결정된 목표 총 EGR율의 제한들 내에서 다른 엔진 시스템 기준들을 최적화하기 위해 목표 HP/LP EGR 비(ratio)를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 목표 HP/LP EGR 비를 결정하는 단계는 LP EGR 값과 HP EGR 값을 출력하기 위해 적어도 하나의 모델에서 적어도 엔진 속도 및 부하를 사용하는 단계, LP 및 HP EGR세트포인트들을 설정하기 위해 상기 목표 총 EGR 율을 상기 LP 및 HP EGR 값들에 적용시키는 단계, 및 LP 및 HP EGR 사이의 지연 시간을 보상하기 위해 상기 HP EGR 값의 하류측의 소통을 지연시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들은 아래의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하지만, 그 상세한 기재와 특정 예들은 단지 설명을 위한 것이지 본 발명의 범위를 제한하기 위한 의도가 아니다.
본 발명의 예시적 실시예들은 상세한 설명과 첨부 도면들로부터 더욱 확실히 이해될 것이며:
도 1은 예시적인 제어 서브시스템을 포함하는 엔진 시스템의 일 실시예를 나타내는 개략도이며;
도 2는 도 1의 엔진 시스템에 있어서 상기 예시적인 제어 서브시스템의 블록도이며;
도 3은 도 1의 엔진 시스템에 적용될 수 있는 EGR 제어 방법의 일 실시예를 나타내는 플로우챠트이며;
도 4는 도 3의 제어 방법에 있어서 바람직한 제어 플로우 부분을 설명하고 총 EGR 추정 블록과 고압 및 저압 EGR 개루프 제어 블록을 포함하는 블록도이며;
도 5A~5C는 도 4의 추정 블록의 실시예들을 나타내며;
도 6A~6B는 도4의 고압 및 저압 EGR 개루프 블록들의 실시예들을 나타내며;
도 7은 목표 총 EGR율 대 밸브 위치의 예시적인 플롯(plot)을 나타내는 그래프이며;
도 8은 도 3의 제어 방법에 있어서 제 2 제어 플로우 부분을 나타내는 블록도이며;
도 9는 도 3의 제어 방법에 있어서 제 3 제어 플로우 부분을 나타내는 블록도이며;
도 10은 도 3의 제어 방법에 있어서 제 4 제어 플로우 일부를 나타내는 블록도이며;
도 11은 HP/LP EGR 비 결정 블록 및 HP/LP EGR 보상 블록을 포함하는 HP/LP EGR 비 최적화의 예시적인 제어 플로우부의 블록도이며;
도 12는 도 11의 상기 HP/LP EGR 비 결정 블록의 예시적인 제어 플로우부의 블록도이며;
도 13은 도 11의 상기 HP/LP EGR 비 결정 블록의 과도 부하 조정 모델의 예시적인 제어 플로우부의 블록도이며;
도 14는 도 11의 상기 HP/LP EGR 비 결정 블록의 유도 온도 조정 모델의 예시적인 제어 플로우부의 블록도이며;
도 15A 및 15B는 도 11의 상기 HP/LP EGR 비 결정 블록의 터보차저 보호 조정 모델의 예시적인 제어 플로우부들의 블록도들이다.
실시예들에 대한 아래 설명은 본질상 단지 예시적인 것이며, 본 발명과 그의 적용 또는 이용들을 제한하도록 의도된 것이 결코 아니다.
예시적인 시스템
예시적인 작동 환경이 도1에 도시되며, 현재 개시되는 EGR 제어 방법을 실시하는데에 적용될 수 있다. 상기 제어 방법은 어떤 적절한 시스템을 사용하여 실시될 수 있고, 바람직하게는, 시스템(10)과 같은 엔진 시스템과 함께 실시된다. 아래의 시스템 설명은 단지 하나의 예시적인 엔진 시스템의 간단한 개요를 제공하지만, 본 명세서에 도시되지 않은 기타 시스템들과 구성요소들도 현재 개시되는 방법을 지지할 수 있다.
일반적으로, 상기 시스템(10)은 연료와 유입 가스의 혼합물의 내부 연소로부터 기계적 동력을 생성하는 내연 엔진(12), 상기 유입 가스를 상기 엔진(12)으로 일반적으로 공급하는 유입 서브시스템(14), 및 연소 가스를 상기 엔진(12)으로부터 일반적으로 배출 시키는 배기 서브시스템(16)을 포함할 수 있다. 상기 엔진(12)은 디젤, 가솔린 또는 다른 가연성 연료들을 연소시키기 위해 구비되어 배치될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 유입 가스라는 단어는 외기와 재순환된 배기 가스를 포함할 수 있다. 상기 시스템(10)은 또한 연소를 증대시켜 엔진 출력을 증가시키기 위하여 유입 공기를 압축하기 위해, 상기 배기 및 유입 서브시스템들(14, 16)을 통해서 소통되는 터보차저(turbocharger; 18)를 일반적으로 포함할 수 있다. 상기 시스템(10)은 상기 엔진 시스템(10)의 배출 성능을 증대시키도록 외기와의 혼합을 위해서 배기 가스를 재순환시키기 위하여, 상기 배기 및 유입 서브시스템들(14, 16) 사이에 배기 가스 재순환 서브시스템(20)을 일반적으로 포함할 수 있다. 상기 시스템(10)은 또한 상기 엔진 시스템(10)의 구동을 제어하는 제어 서브시스템(22)을 일반적으로 포함할 수 있다. 어떤 적절한 액상 및/또는 가스 상태의 연료를 유입 가스와 함께 연소시키기 위하여 상기 엔진(12)으로 공급하는 연료 서브시스템(도시되지 않음)이 제공된다는 것을 당업자는 인정하게 될 것이다.
상기 내연 엔진(12)은 디젤 엔진과 같은 자기착화 또는 압축착화 엔진 등의 어떤 적절한 형태의 엔진일 수 있다. 상기 엔진(12)은 그 내부에 실린더와 피스톤(개별적으로 도시되지 않음)을 가지는 블록(24)을 포함할 수 있으며, 상기 실린더와 피스톤은 실린더 헤드(또한 개별적으로 도시되지 않음)와 함께 연료와 유입 가스의 혼합물의 내부 연소를 위한 연소 챔버(도시되지 않음)를 구획한다.
상기 유입 서브시스템(14)은, 적절한 도관(conduit) 및 커넥터들에 추가해서, 유입되는 공기를 여과하는 공기 필터(도시되지 않음)를 가질 수 있는 유입단부(26)와, 상기 유입 공기를 압축하기 위해 상기 유입단부(26)의 하류측에 터보차저 압축기(28)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 유입 서브시스템(14)은 압축된 공기를 냉각시키기 위해 상기 터보차저 압축기(28)의 하류측에 공기 냉각기(charge air cooler; 30), 및 냉각된 공기의 유동을 상기 엔진(12)으로 스로틀링(throttling)시키기 위해 상기 공기 냉각기(30)의 하류측에 흡기 스로틀 밸브(32)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 유입 서브시스템(14)은 스로틀링된 공기를 받아서 엔진 연소 챔버들로 분산시키기 위해 상기 스로틀 밸브(32)의 하류측 및 상기 엔진(12)의 상류측에 흡기 매니폴드(intake manifold; 34)를 포함할 수 있다.
상기 배기 서브시스템(16)은, 적절한 도관 및 커넥터들에 추가해서, 상기 엔진(12)의 연소 챔버들로부터 배기 가스를 모아서 상기 배기 서브시스템(16)의 하류측의 나머지 부위로 전달하기 위해 배기 매니폴드(36)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 배기 서브시스템(16)은 상기 배기 매니폴드(36)와 하류측에서 소통하는 터보차저 터빈(38)을 포함할 수 있다. 상기 터보차저(18)는 가변 터빈 구조(VTG: variable turbine geometry) 타입의 터보차저, 듀얼 스테이지 터보차저(dual stage turbocharger), 또는 웨이스트게이트(wastegate)나 바이패스 장치를 구비한 터보차저 등일 수 있다. 어떤 경우에도, 상기 터보차저(18) 및/또는 어떤 터보차저 보조 장치(들)는 다음의 파라미터들, 즉 터보차저 부스트 압력(turbocharger boost pressure), 공기 유량, 및/또는 EGR 플로우, 중 하나 이상에 영향을 미치도록 조정될 수 있다. 또한, 상기 배기 서브시스템(16)은 근접장착식 디젤 산화 촉매 장치(close-coupled diesel oxidation catalyst; DOC), 질소 산화물 흡수제(NOx adsorber) 유닛, 또는 입자 필터 등의 촉매 변환기와 같은 어떤 적절한 배출 장치(들)(40)를 포함할 수 있다. 상기 배기 서브시스템(16)은 또한 배기구(44)의 상류측에 배치된 배기 스로틀 밸브(42)를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 EGR 서브시스템(20)은 배기 가스의 일부를 상기 엔진(12)에서 연소시키기 위해 배기 상기 서브시스템(16)으로부터 상기 유입 서브시스템(14)으로 재순환시키는 하이브리드 또는 듀얼 통로 EGR 서브시스템이다. 따라서, 상기 EGR 서브시스템(20)은 2개의 통로들인, 고압(HP) EGR 통로(46)와 저압 (LP) EGR 통로(48)를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 HP EGR 통로(46)는 상기 터보차저 터빈(38)의 상류측에서 상기 배기 서브시스템(16)과 연결될 수 있으며, 상기 터보차저 압축기(28)의 하류측에서 상기 유입 서브시스템(14)에 연결된다. 또한, 바람직하게는, 상기 LP EGR 통로(48)는 상기 터보차저 터빈(38)의 하류측에서 상기 배기 서브시스템(16)과 연결될 수 있으며, 상기 터보차저 압축기(28)의 상류측에서 상기 유입 서브시스템(14)과 연결될 수 있다. 또한, 내부 HP EGR을 유도하기 위한 내연 엔진 가변 밸브 타이밍 및 리프트의 사용 등과 같은 다른 형태의 HP EGR을 포함하여 상기 배기 및 유입 서브시스템들(14, 16) 사이의 어떤 다른 적절한 연결도 고려된다. 내부 HP EGR에 따라, 엔진 배기 및 흡기 밸브들의 작동은 배기 가스들이 뒤에 이어지는 연소 이벤트에서 연소되도록 흡기 밸브들을 통해 되돌아오는 하나의 연소 이벤트 중에 발생된 얼마간의 배기가스들과 소통하기 위해 시간이 정해질 수 있다.
상기 HP EGR 통로(46)는, 적절한 도관과 커넥터들에 추가해서, 상기 배기 서브시스템(16)으로부터 상기 유입 서브시스템(14)으로의 배기 가스의 재순환을 제어하는 HP EGR 밸브(50)를 포함할 수 있다. 상기 HP EGR 밸브(50)는 그 자체에 액츄에이터를 구비한 독립형(stand-alone) 장치이거나, 상기 흡기 스로틀 밸브(32)와 합체되어 공지의 액츄에이터를 구비한 결합 장치로 될 수 있다. 또한, 상기 HP EGR 통로(46)는 HP EGR 가스를 냉각시키기 위해 상기 HP EGR 밸브(50)의 상류측에, 또는 선택적으로는 하류측에, HP EGR 냉각기(52)를 포함할 수도 있다. HP EGR 가스와 스로틀링된 공기 및 기타 유입 가스(상기 공기는 LP EGR을 가질 수 있음)를 혼합시키기 위해 상기 터보차저 터빈(38)의 상류측 및 상기 스로틀 밸브(32)의 하류측에 상기 HP EGR 통로(46)가 연결될 수 있다.
상기 LP EGR 통로(48)는, 적절한 도관 및 커넥터들에 추가해서, 상기 배기 서브시스템(16)으로부터 상기 유입 서브시스템(14)으로의 배기 가스 재순환을 제어하기 위해 LP EGR 밸브(54)를 포함할 수 있다. 상기 LP EGR 밸브(54)는 그 자체에 액츄에이터를 구비한 독립형 장치이거나, 상기 배기 스로틀 밸브(42)와 합체되어 공지의 액츄에이터를 구비한 결합 장치로 될 수 있다. 또한, 상기 LP EGR 통로(48)는 LP EGR 가스를 냉각시키기 위해 상기 LP EGR 밸브(54)의 하류측에, 또는 선택적으로 상류측에, LP EGR 냉각기(56)를 포함할 수 있다. LP EGR 가스와 여과된 유입 공기를 혼합시키기 위해 상기 터보차저 터빈(38)의 하류측 및 상기 터보차저 압축기(28)의 상류측에 상기 LP EGR 통로(48)가 연결될 수 있다.
도2를 참조하면, 제어 서브시스템(22)은 본 명세서에 개시된 제어 방법 중 적어도 일부를 실행시키기 위한 어떤 적절한 하드웨어, 소프트웨어, 및/또는 펌웨어를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제어 서브시스템(22)은 각종 엔진 센서들(60) 뿐만 아니라 앞에서 언급된 상기 엔진 시스템 액츄에이터(58)의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 상기 엔진 시스템 센서들(60)은 도면상에 개별적으로 도시되지 않았지만, 엔진 시스템 파라미터들을 모니터링하기 위해 어떤 적절한 장치들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 엔진 속도 센서는 엔진 크랭크축(도시되지 않음)의 회전 속도를 측정할 수 있고, 엔진 연소 챔버들과 소통하는 압력 센서들은 엔진 실린더 압력을 측정할 수 있으며, 흡기 및 배기 매니폴드 압력 센서들은 엔진 실린더로 출입 유동하는 가스의 압력을 측정할 수 있고, 유입 공기 유량 센서는 상기 유입 서브시스 템(14) 내에 유입되는 공기유동을 측정할 수 있으며, 매니폴드 유량 센서는 상기 엔진(12)으로 유입되는 가스 유동을 측정할 수 있다. 다른 예에서, 상기 엔진 시스템(10)은 엔진 실린더로 유동하는 유입 가스의 온도를 측정하기 위해 온도 센서를 포함할 수 있으며, 공기 필터의 하류측 및 상기 터보차저 압축기(28)의 상류측에 온도 센서를 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 상기 엔진 시스템(10)은 그 자체의 회전 속도를 측정하기 위해 상기 터보차저 압축기(28)와 적절히 결합된 속도 센서를 포함할 수 있다. 집적된 각도 위치 센서와 같은 스로틀 위치 센서는 상기 스로틀 밸브(32)의 위치를 측정할 수 있다. 위치 센서는 상기 가변 구조 터빈(38)의 위치를 측정하기 위해 상기 터보차저(18)와 근접하게 배치될 수 있다. 상기 배기 서브시스템(16)을 빠져나오는 배기 가스의 온도를 측정하기 위해 테일파이프 배기구의 바로 상류측에 테일파이프 온도 센서가 배치될 수 있다. 또한, 유입구(들) 및 배기구(들)에서의 배기 가스 온도를 측정하기 위해 상기 배출 장치(들)(40)의 상류측 및 하류측에 온도 센서들이 배치될 수 있다. 마찬가지로, 하나 이상의 압력 센서가 그곳에서의 압력 하강을 측정하기 위해 상기 배출 장치(들)(40)에 걸쳐 배치될 수 있다. 배기 가스 및/ 또는 유입 가스 내의 산소를 측정하기 위해 산소(O2) 센서가 상기 배기 및/또는 유입 서브시스템(14, 16)에 배치될 수 있다. 최종적으로, 위치 센서들은 상기 HP 및 LP EGR 밸브(50, 54)와 배기 스로틀 밸브(42)의 위치를 측정할 수 있다.
본 명세서에서 설명된 센서(60)에 추가해서, 어떤 다른 적절한 센서들 및 이 들과 관련된 파라미터들이 현재 개시되는 시스템 및 방법들에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 센서들(60)은 액셀레이터 센서, 차량 속도 센서, 파워트레인 속도 센서, 필터 센서, 기타 유동 센서, 진동 센서, 녹크 센서(knock sensor), 및 흡입 및 배기 압력 센서 등도 포함할 수 있다. 다시 말해서, 전기적, 기계적, 및 화학적 파라미터들을 포함한, 어떤 적절한 물리적 파라미터들을 감지하기 위한 어떠한 센서라도 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 센서라는 용어는 어떠한 엔진 시스템 파라미터 및/또는 이들 파라미터들의 다양한 조합을 감지하기 위해 사용된 어떤 적절한 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어 서브시스템(22)은 센서 입력 신호를 수신해서 처리하고 액츄에이터 출력 신호들을 전송하기 위해, 액츄에이터들(58) 및 센서들(60)과 소통하는 하나 이상의 컨트롤러들(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다. 상기 컨트롤러(들)는 하나 이상의 적절한 프로세서 및 메모리 장치(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 메모리는 상기 엔진 시스템(10)의 기능 중의 적어도 일부를 제공하고 상기 프로세서(들)에 의해서 실행될 수 있는 데이터와 명령어를 저장하도록 구성될 수 있다. 참조 테이블들(look-up tables), 공식들, 알고리듬들, 맵들(maps), 및 모델들, 또는 이와 유사한 것으로서 메모리에 저장된 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 및 다양한 엔진 시스템 데이터나 명령어들에 의해 상기 방법 중 적어도 일부가 실시될 수 있다. 어떤 경우에도, 상기 제어 서브시스템(22)은 상기 센서(60)로부터 입력 신호들을 수신하고, 센서 입력 신호들에 따라 명령이나 알고리듬을 실행시켜, 적당한 출력 신호들을 다양한 상기 액츄에이터들(58)로 전송함으로써 엔진 시스템 파라미 터들을 제어할 수 있다.
상기 제어 서브시스템(22)은 상기 컨트롤러(들)에 하나 이상의 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 탑 레벨 엔진 제어 모듈(62)은 어떤 적절한 엔진 시스템 입력 신호들을 수신하여 처리할 수 있으며 출력 신호를 유입 제어 모듈(64), 연료 제어 모듈(66), 및 어떤 기타 적절한 제어 모듈(68)로 전달할 수 있다. 이하에서 더욱 상세히 설명되겠지만, 상기 탑 레벨 엔진 제어 모듈(62)은 어떤 적절한 방식으로 총 EGR율을 추정하기 위해 하나 이상의 엔진 시스템 파라미터 센서(60)로부터의 입력 신호들을 수신하고 처리할 수 있다. 상기 모듈들(62, 64, 66, 68)은 도시된 것처럼 분리될 수 있거나, 어떤 적당한 하드웨어, 소프트웨어, 및/또는 펌웨어를 포함할 수 있는, 하나 이상의 모듈들에 통합 또는 결합될 수 있다.
EGR율을 추정하는 다양한 방법은 당업자에게 공지되어 있다. 여기에서 사용되는 “총 EGR율”이라는 용어는 하나 이상의 구성 파라미터를 포함할 수 있고, 아래의 방정식에 의해 나타낼 수 있다.
Figure 112009062324101-PCT00001
여기에서,
MAF는 유입 서브시스템 내로의 외기 유량이고,
MEGR은 유입 서브시스템 내의 EGR 유량이며,
MENG은 엔진으로의 유입 가스 유량이고,
rEGR은 재순환된 배기 가스에 기인될 수 있는 엔진으로 들어가는 유입 가스의 일부를 포함한다.
상기 방정식으로부터, 외기 유량 센서, 및 센서로부터 또는 그 추정값으로부터의 유입 가스 유량을 사용하거나, 총 EGR율 자체의 추정값 및 유입 가스 유량을 사용하여 총 EGR율이 계산될 수 있다. 어느 경우에도, 하나 이상의 엔진 시스템 모델들의 입력값들로서의 추정값들 또는 하나 이상의 유량 센서 측정값으로부터 총 EGR율을 직접 추정하기 위해 상기 탑 레벨 엔진 제어 모듈(62)은 적절한 데이터 입력값을 포함할 수 있다.
여기에서 사용되는 “모델”이라는 용어는, 참조 테이블, 맵, 공식, 알고리듬 및/또는 그와 유사한 것과 같은, 변수들을 사용하여 어떤 것을 나타내는 어떠한 개념(construct)을 포함할 수 있다. 모델들은 어떤 주어진 엔진 시스템의 정확한 디자인과 성능 규격들에 대한 특정적이면서 특유한 어플리케이션일 수 있다. 일 예에서, 상기 엔진 시스템 모델들은 엔진 속도와 흡기 매니폴드 압력과 온도에 의존될 수 있다. 상기 엔진 시스템 모델들은 엔진 파라미터가 변할 때마다 업데이트될 수 있으며, 흡입 압력, 온도, 및 일반 기체 상수에 의해 결정될 수 있는 엔진 속도 및 엔진 흡기 밀도를 포함하는 입력값을 사용하는 다차원 참조 테이블일 수 있다.
상기 총 EGR율은 그 구성요소들을 통해, 추정되거나 감지된 공기 유량, O2, 또는 엔진 시스템 온도(들)와 같은 하나 이상의 엔진 시스템 파라미터들과 직접적이거나 간접적으로 관련될 수 있다. 이러한 파라미터들은 총 EGR율과 관련되는 어 떤 적절한 방식에 의해 분석될 수 있다. 예를 들면, 총 EGR율은 다른 엔진 시스템 파라미터들과 공식적으로(formulaically) 연관될 수 있다. 또 다른 예에서, 엔진 보정(calibration)이나 모델링으로부터 상기 총 EGR율이 경험적이고 통계적으로 다른 엔진 파라미터들과 연관될 수 있다. 상기 총 EGR율이 어떤 다른 엔진 시스템 파라미터(들)과 신뢰성있게 연관된다는 것이 발견된 어떤 경우에도, 그 연관성은 공식적, 경험적, 및 음향적 등으로 모델링될 수 있다. 예를 들면, 경험적 모델들이 적절한 시험으로부터 만들어질 수 있고, 다른 엔진 시스템 파라미터값들과 함께 상기 총 EGR율 값에서 처리될 수 있는 참조 테이블들, 맵들, 공식들, 알고리듬들, 또는 이와 유사한 것을 포함할 수 있다.
따라서, 총 EGR율 및/또는 개별 HP 및/또는 LP EGR 플로우의 직접적인 센서 측정값에 대한 프록시로서 엔진 시스템 파라미터가 사용될 수 있다. 따라서, 총 EGR, HP EGR, 및 LP EGR 플로우 센서들이 제거될 수 있음으로써, 엔진 시스템 비용 및 무게를 줄일 수 있다. 또한, 이러한 센서들의 제거는 배선(wiring), 커넥터 핀들, 컴퓨터 프로세싱 파워 및 메모리 등과 같은 기타 센서와 관련된 하드웨어, 소프트웨어, 및 비용의 제거를 가져온다.
또한, 상기 탑 레벨 엔진 제어 모듈(62)은 터보차저 부스트 압력 세트포인트(setpoint) 및 목표 총 EGR 세트포인트를 계산할 수 있으며, 이 세트포인트들을 유입 제어 모듈(64)로 전송할 수 있다. 마찬가지로, 상기 탑 레벨 엔진 제어 모듈(62)은 적절한 타이밍 및 연료주입(fueling) 세트포인트들을 계산할 수 있으며 이들을 연료 제어 모듈(66)로 전송할 수 있고, 기타 세트포인트들을 계산할 수 있 으며 이들을 기타 제어 모듈(68)로 전송할 수 있다. 상기 연료 및 기타 제어 모듈(66, 68)은 이 입력값들을 수신하고 처리할 수 있으며, 연료 인젝터, 연료 펌프, 또는 기타 장치들과 같은 어떤 적절한 엔진 시스템 장치에 대한 적절한 명령 신호를 생성할 수 있다.
대안으로, 상기 탑 레벨 엔진 제어 모듈(62)은 목표 총 EGR 세트포인트 대신에, 부스트 압력 세트포인트와 총 흡입 공기 유량 세트포인트(파선으로 도시됨)를 계산해서 전송할 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 실제 유량 센서의 판독으로부터 실제 총 EGR율이 추정되는 방법과 거의 동일한 방법으로, 그 후에 상기 총 EGR 세트포인트가 공기 유량 세트포인트로부터 결정될 수 있다. 두번째 대안으로, 제어 방법 전체에 걸쳐서 공기 유량이 총 EGR율을 대체할 수 있다. 이것은 사용된 데이터의 형태와 HP 및 LP EGR 플로우 목표값이 설정되는 방식을 변경시키지만, 컨트롤러의 기본적 구조와 제어 방법의 흐름은 동일하다.
상기 유입 제어 모듈(64)은, 상기 탑 레벨 엔진 제어 모듈(62)로부터 수신된 세트포인트들 이외에, 어떤 적절한 엔진 시스템 파라미터값들을 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 유입 제어 모듈(64)은 터보차저 부스트 압력과 같은 유입 및/또는 배기 서브시스템 파라미터값들, 및 유량을 수신할 수 있다. 상기 유입 제어 모듈(64)은 수신된 파라미터값들을 처리할 수 있으며, LP 및 HP EGR 세트포인트들, 및 터보차저 세트포인트들과 같은 어떤 적절한 출력값들을 각각의 LP EGR, HP EGR, 및 터보차저 제어 서브모듈들(72, 74, 76)로 전송할 수 있는 탑 레벨 유입 제어 서브모듈(70)을 포함할 수 있다. 상기 LP EGR, HP EGR, 및 터보차저 제어 서브모듈 들(72, 74, 76)은 상기의 유입 제어 서브모듈 출력값들을 처리할 수 있으며, LP EGR 밸브(54), 배기 스로틀 밸브(42), HP EGR 밸브(50) 및 흡기 스로틀 밸브(32), 및 하나 이상의 터보차저 액츄에이터(19)와 같은 다양한 엔진 시스템 장치들에 대한 적절한 명령 신호들을 생성할 수 있다. 다양한 모듈들 및/또는 서브모듈들은 도시된 바와 같이 분리될 수 있거나, 하나 이상 결합된 모듈들 및/또는 서브모듈들로 합체될 수 있다.
<예시적인 방법(들)>
LP 및 HP EGR을 제어하는 방법이 본 명세서에서 개시되어 상기의 엔진 시스템(10)의 작동 환경 범위 내에서 하나 이상의 컴퓨터 프로그램으로서 실행될 수 있다. 또한, 다른 작동 환경 범위들 내에서 다른 엔진 시스템들을 사용하여 상기 제어 방법이 실시될 수 있다는 점을 당업자들은 인정하게 될 것이다. 지금 도 3을 참조하여, 전형적인 방법(300)이 플로우챠트 형태로 나타내어진다.
단계(305)에서 도시된 바와 같이, 방법(300)은 어떤 적절한 방식으로도 시작될 수 있다. 예를 들면, 상기 방법(300)은 도 1의 엔진 시스템(10)에서의 엔진(12) 시동시에 시작될 수 있다.
단계(310)에서, 외기가 엔진 시스템의 유입 서브시스템으로 유입될 수 있으며, 상기 유입 서브시스템을 통해 유입 가스가 상기 엔진 시스템의 엔진 내로 유입된다. 예를 들어, 외기가 상기 유입 시스템(14)의 유입구(26) 내로 유입되고, 유입 가스가 상기 흡기 매니폴드(34)를 통해 상기 엔진(12)으로 유입될 수 있다.
단계(315)에서, 배기 가스가 엔진 시스템의 배기 서브시스템을 통해 엔진으 로부터 배출될 수 있다. 예를 들어, 배기 가스는 상기 배기 매니폴드(36)를 통해 상기 엔진(12)으로부터 배출 될 수 있다.
단계(320)에서, 고압 또는 저압 EGR 통로 중의 하나 또는 둘 다를 통해 배기 가스가 배기 서브시스템으로부터 엔진 시스템의 유입 서브시스템으로 재순환될 수 있다. 예를 들어, 상기 HP 및 LP EGR 통로(46, 48)를 통해 HP 및 LP 배기 가스가 상기 배기 서브시스템(16)으로부터 상기 유입 서브시스템(14)으로 재순환될 수 있다.
단계(325)에서, 총 EGR율을 지시하는 하나 이상의 프록시 파라미터들이 감지될 수 있다. 예를 들어, 상기 프록시 파라미터는 공기 유량, O2, 및/또는 엔진 시스템 온도를 포함할 수 있고, 상기 엔진 시스템(10)의 각각의 센서들(60)에 의해 측정될 수 있다.
단계(330)에서, 목표 총 EGR율은 배기가스 배출 기준들을 따르도록 결정될 수 있다. 예를 들어, 미리 결정된 배출 기준들을 따르도록 하기 위해 상기 탑 레벨 엔진 제어 모듈(62)은 원하는 총 EGR율 값들과 현재 엔진 작동 파라미터들을 상호참조하는 어떤 적절한 엔진 시스템 모델(들)을 사용할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 “목표값(target)”이라는 용어는 단일값, 다수의 값들, 및/또는 소정 범위의 값들을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 사용된 “기준(criteria)”이라는 용어는 단수와 복수의 기준을 포함한다. 적절한 EGR율(들)을 결정하기 위해 사용된 기준의 예들은 속도와 부하에 기초를 둔 보정된 테이블(calibrated table), 실린더 온 도 목표값들을 결정하고 EGR율로 변환하는 모델 기초 접근법(model based approach), 및 변동하는 작동이나 일정한 상태의 작동 등의 작동 상태들을 포함한다. 절대 배출 기준은 미국 환경 보호국(EPA) 등의 환경 단체에 의해 지정될 수 있다.
단계(335)에서는, 단계(330)에서 결정된 목표 총 EGR율에 의해 제한되면서, 연비 목표값들, 엔진 시스템 성능 목표값들, 또는 엔진 시스템 보호나 유지보수 규격들과 같은 하나 이상의 기타 엔진 시스템 기준을 최적화하도록 목표 HP/LP EGR비가 결정될 수 있다. 본 기술분야에서 숙련된 사람들은 상기 비의 구성요소들의 하나, 다른 하나, 또는 둘 다를 결정함으로써 목표 비가 결정될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 상기 HP EGR 퍼센티지, 상기 LP EGR 퍼센티지, 또는 둘 다를 결정함으로써 상기 목표 HP/LP EGR 비는 결정될 수 있다. 어떤 경우에, 단계(335)는 도 11 - 15 와 함께 실행될 수 있으며 동반되는 설명은 여기 아래에 나타난다.
단계(340)에서, 각각의 HP EGR 및/또는 LP EGR 세트포인트는 단계(335)에서 결정된 목표 HP/LP EGR비에 따라서 산출될 수 있다.
단계(345)에서, 상기 HP 및 LP EGR 세트포인트에 대응하는 목표 HP 및 LP EGR 개방율(opening percentage)이 결정될 수 있다. 예를 들면, 개루프 컨트롤러들은 상기 개방율을 산출하기 위해 모델들을 사용하여 상기 HP 및 LP EGR 세트포인트와 기타 엔진 시스템 파라미터들을 처리할 수 있다.
단계(350)에서는, 앞에서 설명된 바와 같이 어떤 적절한 엔진 시스템 모델들 의 입력값으로 사용되는 프록시 파라미터(들)에 응답하여 총 EGR율이 추정될 수 있다. 예를 들면, 상기 총 EGR율 추정값은 상기 총 EGR율에 상기 프록시 파라미터(들)를 공식적으로 또는 경험적으로 연관시키기 위한 엔진 시스템 모델들을 포함한다. 상기 모델들은 프록시 파라미터값들과 EGR율 값들을 상호참조할 수 있는 참조 테이블과 맵 등을 포함할 수 있고, 엔진 속도, 흡기 매니폴드 압력 및 온도에 기초를 둘 수 있다. 어떤 경우에도, 실제적으로 상기 총 EGR율은 각각의 HP 및/또는 LP EGR 플로우 센서나 조합된 총 EGR 플로우 센서를 사용하여 실제로 직접적으로 측정되지 않는다.
단계(355)에서, 추정된 총 EGR율을 통한 폐루프 제어를 사용하여 각각의 HP EGR 및/또는 LP EGR율 중의 하나 또는 둘 모두가 조정될 수 있다. 상기 HP 및/또는 LP EGR율은 각각의 HP 및/또는 LP EGR 세트포인트나 밸브 및/또는 스로틀 개방율 중의 어느 하나 또는 둘 모두에 대한 폐루프 제어를 통해 조정될 수 있다. 예를 들면, 이하에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 폐루프 컨트롤러는 HP 및/또는 LP EGR 세트포인트 출력값 트림 명령(trim command)를 생성하기 위해,추정된 상기 총 EGR율을 프로세스 변수 입력값으로 처리하고 총 EGR율 세트포인트를 세트포인트 입력값으로 처리할 수 있다. 따라서, 상기 목표 총 EGR율은 HP 및/또는 LP EGR율에 대한 폐루프 조정에 의해 폐루프 제어되는 것이 바람직하다. 이러한 조정은 실제 HP/LP EGR율을 변화시킬 수 있다.
단계(360)에서, 단계(350)으로부터의 HP EGR 및 LP EGR 개방율들은 하나 이상의 HP EGR, LP EGR, 흡기 스로틀, 또는 배기 스로틀 밸브에 각각 적용될 수 있 다. 상기 HP 및/또는 LP EGR 개방율은 개루프 제어 블록들의 하류측에서 직접 조정되거나 상기 개루프 제어 블록들의 상류측에서 세트포인트 조정을 통해 간접적으로 조정된다.
<예시적인 제어 플로우들>
지금 도 4의 제어 다이어그램을 참조하여, 도 3에서의 제어 방법(300)의 일부가 EGR 제어 플로우(400)로서 블록 형태로 나타내어진다. 예를 들면, 제어 플로우(400)는 도 2의 예시적인 제어 서브시스템 내에서, 특히 상기 제어 서브시스템의 상기 유입 제어 모듈(64) 내에서 실행될 수 있다. 따라서, 도 4는 상기 HP 및 LP EGR 제어 서브모듈들 또는 블록들(72, 74) 및 상기 터보차저 부스트 제어 서브모듈 또는 블록(76)을 나타낸다. 마찬가지로, 최적화 블록(402), EGR율 추정기 블록(404), 및 EGR율 폐루프 제어 블록(406)은 또한 상기 유입 제어 모듈(64) 내에서, 특히 도 2의 상기 탑 레벨 유입 제어 서브모듈(70) 내에서 실행될 수 있다.
첫번째로, 도 5A~5C를 참조하면, 상기 실제 총 EGR율 추정기 블록(404)은 엔진 부하, 엔진 속도, 터보차저 부스트 압력, 및/또는 엔진 시스템 온도들과 같은 다른 표준 엔진 시스템 파라미터들에 추가해서 실제 총 EGR율에 대한 프록시 파라미터(들)를 사용하여 실행될 수 있다. 예를 들어, 도 5A는 상기 프록시 파라미터가 공기 유량(414a)일 수 있다는 것을 나타내고, 공기 유량(414a)은 어떤 적절한 공기 유량 측정값으로부터 얻어지거나 흡입 공기 유량 센서 등으로부터 판독될 수 있다. 다른 예로서, 도 5B는 프록시 파라미터가 상기 유입 서브시스템(14)에 배치된 O2 센 서와 같은 O2센서로부터의 산소율(414b)일 수 있다는 것을 나타낸다. 예를 들면, 상기 O2 센서는 상기 흡기 매니폴드(34)에 위치될 수 있는 범용 배기 가스 산소 센서(universal exhaust gas oxygen sensor; UEGO)일 수 있다. 다른 예로서, 상기 프록시 파라미터는 온도 센서들로부터 얻어진 유입 서브시스템 및 배기 서브시스템 온도(414c)일 수 있다는 것을 도 5C가 나타낸다. 예를 들면, 유입 공기 온도는 공기 유입 온도 센서 등으로부터 사용될 수 있고, 배기 온도는 배기 온도 센서 등으로부터 사용될 수 있으며, 매니폴드 온도는 흡기 매니폴드 온도 센서로부터 사용될 수 있다. 상기한 모든 방안(approach)에 있어서, 실제 총 EGR율(416)은 하나 이상의 프록시 파라미터 타입으로부터 추정될 수 있다.
둘째로, 도 4를 다시 참조하면, 최적화 블록(402)은 최적 HP/LP EGR비를 확인하고 그 비율에 따라 HP EGR 세트포인트를 생성하기 위해 다양한 엔진 시스템 입력값듣을 수신하여 처리할 수 있다. 예를 들어, 상기 최적화 블록(402)은 상기 엔진 시스템(10)내의 대응하는 센서들과 같은 것으로부터 엔진 부하 신호(407)와 엔진 속도 신호(408)를 수신할 수 있다. 상기 엔진 부하 신호(407)는 매니폴드 압력, 및 연료 주입 플로우 등과 같은 어떠한 파라미터들을 포함할 수 있다. 상기 최적화 블록(402)은 상기 탑 레벨 엔진 제어 모듈(62) 등과 같은 것으로부터 총 EGR율 세트포인트(418)도 수신할 수 있다. 상기 최적화 블록(402)은 도 11 - 15와 여기서 아래에 나타나는 동반되는 설명에 관련하여 실행될 수 있다.
최적 HP/LP EGR비를 확인하고 그에 대응하는 HP EGR 세트포인트를 생성하기 위해 상기 최적화 블록(402)은 연비 기준을 우선 순위로 둘 수 있다. 연비 최적화에 따라서, 상기 최적화 블록(402)은 펌핑 손실과, 터빈 및 압축기 효율 등과 같은 각종 파라미터들을 포함하는 어떤 적절한 순(net) 터보차저 효율 모델을 포함할 수 있다. 상기 효율 모델은 상기 엔진 유입 서브시스템(14)의 원리에 근거한 수학적 표현, 일련의 엔진 시스템 보정 테이블들 등을 포함할 수 있다. 연비 기준을 충족하기 위한 바람직한 EGR비들을 결정하는데에 사용되는 기준의 예는 흡입 또는 배기 스로틀을 폐쇄(closing)할 필요없이 총 EGR율이 달성되도록 하는 비율을 설정하는 것을 포함할 수 있는데, 여기서, 폐쇄는 연비에 부정적인 영향을 미치는 경향이 있고, 최대 연비를 위해 최적 유입 온도를 달성하도록 상기 비율이 조정될 수 있다.
또한, 상기 최적화 블록(402)은 어떤 적절한 목적을 위한 기타 엔진 시스템 기준들을 최적화하기 위해 상기 연비 기준을 오버라이딩(overriding)할 수도 있다. 예를 들면, 차량 가속을 위한 운전자의 요구에 대한 응답해서 증가된 토크 출력값과 같은 향상된 엔진 시스템 성능을 제공하는 HP/LP EGR비를 제공하기 위해 상기 연비 기준이 오버라이딩될 수 있다. 이 경우에, 상기 컨트롤러는 터보 래그(turbo lag)를 감소시키기 위해 터보차저 가속을 허용하는, 더 높은 퍼센트(percentage)의 LP EGR을 선호할 수 있다. 다른 예에 있어서, 터보차저 과속 상태 또는 과도한 압축기 팁 온도를 회피하거나 터보차저 응축물 형성을 감소시켜 상기 엔진 시스템(10)을 보호하기 위해 상기 오버라이드(override)는 상이한 HP/LP EGR비를 제공할 수 있다. 또 다른 예에서, 상기 오버라이드는 예를 들어 유입 또는 배기 서브시스템 온도에 영향을 줌으로써 상기 엔진 시스템(10)을 유지하도록 또 다른 HP/LP EGR비를 제공할 수 있다. 예를 들면, 배기 서브시스템 온도가 디젤 입자 필터를 재생시키기 위해 증가될 수 있고, 유입 온도가 상기 엔진(12)을 냉각시키기 위해 감소될 수 있다. 다른 예로서, 응축수가 유입구의 유입 통로에서 형성될 가능성을 감소시키기 위해 유입 온도가 제어될 수 있다.
어떤 경우에도, 상기 최적화 블록(402)은 상기 목표 HP/LP EGR비를 결정하여 HP EGR 세트포인트(420)를 생성하기 위해 그의 모델(들)에 따라 입력값들을 처리하며, 상기 HP EGR 세트포인트(420)는 하류측의 HP EGR 제어 블록(74) 및, LP EGR 세트포인트(424)를 산출하기 위해 상기 탑 레벨 엔진 제어 모듈(62)로부터 상기 총 EGR율 세트포인트(418)을 수신하는 산술 노드(422)로 제공된다.
셋째로, 계속해서 도 4를 참조하면, 총 EGR율 폐루프 제어 블록(406)은 총 EGR율을 제어하기 위한, PID 컨트롤러 블록 등과 같은 어떤 적절한 폐루프 제어 수단일 수 있다. 상기 폐루프 제어 블록(406)은 상기 탑 레벨 엔진 제어 모듈(62)로부터 상기 목표 총 EGR율 세트포인트를 수신하기 위해 세트포인트 입력값(406a)을 포함하고, 상기 추정기 블록(404)으로부터 실제 총 EGR율 추정값을 수신하기 위해 프로세스 변수 입력값(406b)을 또한 포함할 수 있다. 상기 총 EGR율 제어 블록(406)은 LP EGR 제어 블록(72)에서의 하류측 입력값을 위해 다른 산술 노드(426)에서 LP EGR 세트포인트(424)와 합산을 위한 피드백 제어 신호 또는 트림 명령(406c)을 생성하기 위해 이들 입력값을 처리할 수 있다. 이러한 트림 조정은 LP EGR 밸브에 대한 조정 및/또는 배기 스로틀 밸브 개방율 명령(들)으로서 계산될 수 있고, 상기 LP EGR 개루프 제어 블록(72) 이후에 추가될 수 있다. 따라서, 상기 제어 블록(406)과 그 관련 노드들은 밸브에 대한 적절한 세트포인트들 및 스로틀 개방율들을 조정하기 위해 그의 하류측에서 상기 개루프 제어 블록(72)과 서로 소통될 수 있다.
상기 HP EGR 플로우는 오직 개루프 제어될 수 있기 때문에, 상기 목표 총 EGR율을 달성하기 위해 상기 LP EGR 플로우 또는 비율은 상기 폐루프 제어 블록(406)에 의해 조정될 수 있다. 더욱 구체적으로, 배기가스 배출과 엔진 연비는 총 EGR율에 크게 의존하고 상기 HP/LP EGR비에 적게 의존하기 때문에, 상기 HP 및/또는 LP EGR율 및/또는 HP/LP EGR비는 최대 원가절감 및 효율을 위해 적어도 부분적으로 개루프 제어될 수 있는 반면에 상기 총 EGR율은 최대 제어를 위해 폐루프 제어될 수 있다. 상기 개루프 제어 블록들(72, 74)은 양호한 응답 시간을 제공하고, 컨트롤러 상호의존성을 감소시키며, 센서 신호들의 변동 및 교란의 영향을 감소시킨다. 이는 하나의 예시적인 방안이고, 다른 방안들이 도 8~10을 참조하여 아래에서 설명된다.
넷째로, 상기 LP 및 HP EGR 제어 블록들(72, 74)은 상기 터보차저 부스트 압력(409)과 엔진 부하 및 속도 입력값들(407, 408)에 추가해서 그들 각각의 LP 및 HP EGR 세트포인트들을 수신할 수 있다. 상기 LP 및 HP EGR 제어 블록들(72, 74)은 그들 각각의 LP 및 HP EGR 액츄에이터의 개루프 또는 피드포워드 제어용 입력값들을 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 LP 및 HP EGR 제어 블록들(72, 74)은 LP EGR 밸브 및/또는 배기 스로틀 명령들(430, 432)과, HP EGR 밸브 및/또는 흡기 스로틀 명령들(438, 440)을 출력할 수 있다. 상기 LP 및 HP EGR 제어 블록들(72, 74)은 하 나 이상의 모델을 사용하여 HP 및 LP EGR 플로우를 적절한 HP 및 LP EGR 밸브 및/또는 스로틀 위치들과 연관시킬 수 있다.
도 6A 및 6B에 도시된 바와 같이, 상기 LP 및 HP EGR 제어 블록들(72, 74)은 다양한 개루프 제어 모델들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 목표 HP/LP EGR비를 달성하는데 도움이 되도록 LP EGR 세트포인트(424)를 LP EGR 밸브 위치와 연관시키기 위해 상기 LP EGR 제어 블록(72)은 어떤 적절한 모델(들)(426)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 목표 HP/LP EGR비를 달성하는데 도움이 되도록 상기 LP EGR 세트포인트(424)를 배기 스로틀 위치와 연관시키기 위해 상기 LP EGR 제어 블록(72)은 어떤 적절한 모델(428)을 포함할 수 있다. 상기 모델들(426, 428)은 엔진 부하(407), 엔진 속도(408), 및 터보차저 부스트 압력(409)과 같은 어떤 적절한 입력값들을 수신할 수 있다. 각각의 액츄에이터에 의해 사용되는 LP EGR 밸브 명령(430) 및/또는 배기 스로틀 명령(432)를 각각 생성하도록 상기 모델들(426, 428)이 실행될 수 있다. 상기 액츄에이터들은 개루프 모드에서 작동하거나, 목표 퍼센트를 달성하기 위해 액츄에이터 위치를 측정하고 명령들을 조정하기 위해 어떤 적절한 센서들과 동적으로 연결될 수 있다는 점을 유념한다.
마찬가지로, 상기 목표 HP/LP EGR비를 달성하는데 도움이 되도록 상기 HP EGR 세트포인트(420)를 HP EGR 밸브 위치와 연관시키기 위해 상기 HP EGR 제어 블록(74)은 어떤 적절한 모델(들)(434)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 목표 HP/LP EGR비를 달성하는데 도움이 되도록 상기 HP EGR 세트포인트(420)를 흡기 스로틀 위치와 연관시키기 위해 상기 HP EGR 제어 블록(74)은 어떤 적절한 모델(들)(436)을 포함할 수 있다. 또 다시, 상기 모델들(434, 436)은 엔진 부하(407), 엔진 속도(408), 및 터보차저 부스트 압력(409)과 같은 어떤 적절한 입력값들을 수신할 수 있다. 각각의 액츄에이터에 의해 사용되는 HP EGR 밸브 명령(438) 및/또는 흡기 스로틀 명령(440)를 각각 생성하도록 상기 모델들(434, 436)이 실행된다.
도 7은 예시적인 LP EGR 밸브 및 배기 스로틀 개방율 대 목표 총 EGR율에 대한 그래프를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 상기 스로틀 밸브(42)는 약 0% EGR에서 실질적으로 100% 개방될 수 있고 약 70% EGR까지 개방 상태를 유지한다. 상기 LP EGR 밸브(54)는 약 0% EGR부터 약 70% EGR까지 점차 개방되며 그 후에 실질적으로 100% 개방된다. 단일 밸브 장치가 상기한 밸브 개방 상태를 실질적으로 달성할 수 있는 한, 2개의 분리형 밸브들 대신에 단일, 결합형 LP EGR 및 배기 스로틀 밸브가 사용될 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 상기 터보차저 부스트 제어 블록(76)은, 터보차저 액츄에이터들을 조정해서 안전한 터보 작동 범위 내에서 목표 부스트 압력을 얻기 위한, 적절한 PID 제어 블록과 같은 어떤 적절한 폐루프 제어 수단일 수 있다. 상기 제어 블록(76)은 상기 탑 레벨 엔진 제어 모듈(62)로부터 부스트 세트포인트를 수신하기 위한 세트포인트 입력값(76a)과, 상기 터보차저 부스트 센서로부터의 실제 부스트 압력 입력값(76b)을 포함할 수 있다. 상기 제어 블록(76)은 이들 입력값을 처리할 수 있으며 상기 터보차저(18)의 가변 날개들을 조정하기 위해 가변 터빈 구조 명령(444)과 같은 어떤 적절한 터보차저 명령 출력값을 생성할 수 있다.
이제 도 8을 참조하면, 선호되는 제어 플로우(400) 대신에 다른 제어 플로 우(800)가 사용될 수 있다. 이 실시예는 도 4의 실시예와 많은 면에서 유사하며, 실시예들 간의 동일한 숫자는 도면부호에 대한 다수의 표현에 걸쳐 동일하거나 대응하는 구성요소를 일반적으로 나타낸다. 그리고, 이전의 실시예에 대한 설명이 참조자료로 포함되고 공통 주제는 일반적으로 여기에서 반복되지 않을 수 있다.
상기 대안형 제어 플로우(800)는 LP EGR 대신에 HP EGR의 폐루프 조정을 포함할 수 있다. 다시 말해, LP EGR 세트포인트(424’) 대신에 HP EGR 세트포인트(420’)가 상기 총 EGR율을 제어하기 위해 조정될 수 있다. 따라서, 폐루프 제어 블록(406)은 LP EGR율 대신에 HP EGR율을 조정하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 제어 전략에서 이러한 변경에 수용하기 위해, 상기 HP EGR 세트포인트(420) 대신에 상기 LP EGR 세트포인트(424’)를 출력하기 위해 최적화 블록(402’)이 제공될 수 있다. 이러한 트림 조정은 HP EGR 밸브 및/또는 흡기 스로틀 밸브 개방율 명령(들)에 대한 조정으로서 계산될 수 있고, 상기 HP EGR 개루프 제어 블록(74) 이후에 추가될 수 있다. 따라서, 상기 제어 블록(406)과 그의 관련 노드들은 밸브 및 스로틀 개방율에 대한 적절한 세트포인트들을 조정하기 위해 그 하류측에서 상기 개루프 제어 블록(74)과 서로 소통될 수 있다. 다른 점에서는, 상기 플로우(800)는 실질적으로 플로우(400)과 유사하다.
이제, 도 9를 참조하면, 선호되는 제어 플로우(400) 대신에 제 2 제어 플로우(900)가 사용될 수 있다. 이 실시예는 도 4의 실시예와 많은 면에서 유사하며, 실시예들간의 동일한 숫자는 도면부호에 대한 다수의 표현에 걸쳐 동일하거나 대응하는 구성요소를 일반적으로 나타낸다. 그리고, 이전의 실시예에 대한 설명이 참조 자료로서 포함되고 공통 주제는 여기에서 일반적으로 반복되지 않을 수 있다.
상기 제 2 제어 플로우(900)에서, 폐루프 제어가 HP 및 LP EGR 세트포인트들과 동일한 비율로서 HP 및 LP EGR율에 할당될 수 있다. 다시 말해, HP 및 LP EGR율들은 둘 다 그들 각각의 HP 및 LP EGR 세트포인트들에 비례해서 폐루프조정된다.
제어 전략에서 이러한 변경을 촉진시키기 위해, 상기 폐루프 제어 블록(406)은 상류의 산술 노드(426)를 경유해서 그의 트림 명령(406c)을 플로우(400)에서와 같이 오직 상기 LP EGR 제어 블록(72)만으로는 출력하지 않을 수 있다. 오히려, 상기 트림 명령은 LP 및 HP EGR 제어 블록들(72, 74) 모두로 출력될 수 있다. 이러한 변경을 더욱 촉진하기 위해, 비례적 산술 블록들(950, 952)은 각각의 HP 및 LP EGR 세트포인트들과 총 EGR 세트포인트(418)를 수신할 수 있다. 이에 대한 폐루프 트림 명령(406c)의 비례적 할당을 위해 승산 산술 블록(multiplication arithmetic block)(954, 956)에서 상기 산술 블록(950, 952)으로부터의 비례적 출력값이 수신될 수 있다. 상기 승산 출력값들은 하류측의 산술 노드(426, 926)에서 LP 및 HP EGR 세트포인트와 하류측의LP 및 HP EGR 제어 블록(72, 74)의 입력값을 위해 합산된다. 상기 총 EGR율 세트-포인트가 0일 경우 0으로 나누어지는 것을 피하기 위해 적절한 체크가 상기 산술 블록들 내부에서 수행될 수 있다. 다른 점에서는, 상기 플로우(900)은 실질적으로 플로우(400) 및/또는 플로우(800)와 유사하다.
이제, 도 10을 참조하면, 선호되는 제어 플로우(400) 대신에 제 3의 예시적인 제어 플로우(1000)가 사용될 수 있다. 이 실시예는 도 4의 실시예와 많은 면에서 유사하며, 실시예들간의 동일한 숫자는 도면부호에 대한 다수의 표현에 걸쳐 동 일하거나 대응하는 구성요소를 일반적으로 나타낸다. 그리고, 이전의 실시예에 대한 설명이 참조자료로서 포함되고 공통 주제는 여기에서 일반적으로 반복되지 않을 수 있다.
상기 제 3 제어 플로우(1000)에 있어서, 폐루프 제어는 어떤 주어진 순간의 엔진 작동 조건에 따라 LP 및 HP EGR 개루프 제어 블록들(72, 74) 사이에 교대로 스위칭될 수 있다. 다시 말해, HP 또는 LP EGR 세트 포인트가 폐루프 제어를 통해 조정될 수 있다. 예를 들면, 엔진 시스템 온도가 상대적으로 높을 때나 총 EGR율의 신속한 변경이 요구될 때, 또는 터보차저 성능이 덜 중요하거나 요구되지 않을 때 터보차저의 응축을 피하기 위해 HP EGR이 폐루프 제어될 수 있다.
제어 전략에서 상기 변경을 달성하기 위해, 폐루프 제어 블록(1006)은 상류의 산술 노드(426)를 통해 출력값을 플로우(400)에서와 같이 단지 LP EGR 제어 블록(72)만으로 출력하지 않을 수 있다. 오히려, 상기 제어 블록(1006)은 LP 및 HP EGR 제어 블록(72, 74) 모두로 출력값을 제공할 수 있다. 상기 폐루프 제어 블록(1006)은 상기 탑 레벨 엔진 제어 모듈(62)로부터 상기 목표 총 EGR율 세트포인트(418)를 수신하기 위해 세트포인트 입력값(1006a)을 포함할 수 있고, 상기 추정기 블록(404)으로부터 실제 총 EGR율 추정값을 수신하기 위해 프로세스 변수 입력값(1006b)을 또한 포함할 수 있다. 상기 총 EGR율 제어 블록(1006)은 대안용 트림 명령, 하류측의 상기LP EGR 제어 블록(72)의 입력값을 위해 산술 노드(426)에서 상기 LP EGR 세트포인트(424)와 합산을 위한 LP EGR 트림 명령(1006c), 및 하류측의 상기 HP EGR 제어 블록(74)의 입력값을 위해 또 다른 산술 노드(1026)에서 상기HP EGR 세트포인트(420)와 합산을 위한 HP EGR 트림 명령(1006d)을 생성하기 위해 이들 입력값을 처리할 수 있다. 상기 목표 총 EGR율을 달성하기 위해 상기 LP EGR율 또는 HP EGR율이 상기 폐루프 제어 블록(1006)에 의해 조정될 수 있도록 상기 제어 블록(1006)은 상기 두 출력값(1000c, 1000d) 사이에서 스위칭될 수 있다. 다른 면에서는, 상기 플로우(1000)는 플로우(400) 및/또는 플로우(800)와 실질적으로 유사하다.
상기의 하나 이상의 다양한 예시적인 실시예는 하나 이상의 아래 장점들을 포함할 수 있다. 첫째, 총 목표 EGR율은 우선 배출 규제 기준을 따른 후에 엔진 연비 및 성능을 최적화함과 아울러 엔진 시스템을 보호하고 유지하는 방식으로 HP 및 LP EGR 통로에 할당될 수 있다. 둘째, 각각의 총 EGR, HP EGR, 또는 LP EGR 플로우 센서들의 사용이 필요하지 않게 되는데, 상기 센서들은 비용이 많이 들고 엔진 시스템을 복잡하게 할 뿐만 아니라 오류 모드를 야기한다. 셋째, 각각의 HP 및 LP EGR 플로우들 뿐만 아니라 목표 총 EGR율을 제어하기 위해 하나의 표준 폐루프 제어 수단이 사용될 수 있음으로써, 현재의 엔진 제어 설계면에서 실용적이고 비용절감적인 수행을 할 수 있게 한다. 넷째, 단일의 공지의 액츄에이터에 의해 제어되는 결합형 LP EGR 밸브 및 배기 스로틀 밸브가 사용될 수 있으며, 마찬가지로, 단일의 공지의 액츄에이터에 의해 제어되는 결합형 HP EGR 밸브 및 흡기 스로틀 밸브도 또한 사용될 수 있다.
HP / LP EGR 비 최적화
도 11 내지 15B는 고압(HP) EGR 통로 및 저압(LP) EGR 통로를 포함하는 터보 차지되는 압축 착화 엔진 시스템에서 배기 가스 재순환(EGR)을 제어하는 방법 내에서 HP/LP EGR 비 최적화를 나타내고 있다. 도 4 및 11을 참조하면, 상기 최적화 블록(402)은 최적 HP/LP EGR 비를 확인 및/또는 조정하여 상기 확인된 및/또는 조정된 비에 따른 HP 및 LP EGR 세트포인트들을 생성하기 위해, 엔진 속도, 엔진 부하, 및/또는 총 EGR율 세트포인트와 같은, 다양한 엔진 시스템 입력들을 받아서 처리할 수 있다. 예를 들어, 정상 상태 시스템 작동 중에 어느 주어진 순간에, 상기 LP 및 HP EGR 세트포인트들의 합계는 상기 총 EGR 율 세트포인트에 상응할 수 있다. 보다 구체적으로는, 만약 상기 총 EGR 율 세트포인트가 35%이라면, 이때 상기 HP EGR 세트포인트는 25%일 수 있으며 상기 LP EGR 세트포인트는 2.5 : 1 비의 HP 대 LP EGR에 대해 10%일 수 있다. 상기 최적화 블록(402)은, 터보차저 보호, 배기가스 배출들, 연료 절약, 및 엔진 성능을 포함하는, 몇몇의 상이한 시스템 목표들 또는 기준들 중에서 우선 순위를 결정할 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 최적화 블록(402)은 감소하는 우선권에 따라 위에 실려 있는 순서로 상기 기준들의 우선 순위를 결정할 수 있다.
도 11에 보여지는 바와 같이, 상기 최적화 블록(402)은 엔진 속도 및 부하(407, 408)와 같은 시스템 입력들을 수신하며 상기 입력들에 근거를 둔 HP/LP EGR 비를 결정하는 비 결정 블록(478)을 포함할 수 있다. 상기 최적화 블록은 또한 EGR 응답의 지연 시간을 교정하기 위해 HP/LP EGR 비 동적 보상 블록(480), 및 LP 및 HP EGR 세트포인트들을 생성하기 위해 상기 블록들(478, 480)의 하류측에 있는 산술 노드들(496, 497)을 포함할 수 있다. 상기 최적화 블록(402)은 또한 어떤 다 른 적당한 블록들, 산술 노드들, 또는 그와 유사한 것을 포함할 수 있다.
상기 비 결정 블록(478)은 LP EGR및 HP EGR에 할당될 것인 상기 총 EGR 율 세트포인트의 퍼센티지를 결정할 수 있다. LP 및 HP EGR은 유일한 두 가지의 EGR의 발생원들이기 때문에, 그 기여율은 적어도 정상 상태 시스템 작동 중에 100%까지 늘어난다. 예를 들어, 냉온 엔진 작동 중에, 상기 비 결정 블록(478)은, 보다 신속히 상기 엔진을 워밍업 하기 위해, 단지 약 10%의 상기 총 EGR 율을 LP EGR에 할당할 수 있으며 약 90%의 상기 총 EGR 율을, 통상 LP EGR보다 더 따뜻한, HP EGR에 할당할 수 있다. 다른 작동 모드들 중에, 상기 비 결정 블록(478)은 50/50, 20/80, 등과 같은 어떤 다른 HP/LP EGR 비들에 따라 상기 총 EGR 율을 할당할 수 있다.
이제 도 12를 참조하면, 상기 비 결정 블록(478)은, 정상 상태 시스템 작동 조건들에 근거를 둔 모델일 수 있는, 베이스 모델(482)을 포함하는, 몇몇 모델들을 포함할 수 있다. 상기 베이스 모델(482)은, 엔진 속도 및 엔진 부하와 같은, 다양한 시스템 작동 조건들과, 총 EGR 세트포인트와 같은 총 EGR 정보에 상응하는 신호들 또는 값들을 수신할 수 있다. 여기에 사용되는 바와 같이, 상기 용어 “신호”는 센서들로부터 나온 전기 또는 전자 신호들, 메모리로부터 나온 값들, 또는 그와 유사한 것을 포함한다. 실제 파라미터 값들은 직접 상응하는 파라미터 센서로부터 측정될 수 있거나, 다른 파라미터 센서들로부터 또는 모델들로부터 나온 측정들, 및/또는 이와 유사한 것으로부터 추정될 수 있다. 상기 베이스 모델(482)은, 베이스 HP/LP EGR 비 값과 같은, 베이스 EGR 값, 베이스 LP EGR 기여율을 나타내는 베이스 LP EGR 값, 및/또는 베이스 HP EGR 기여율을 나타내는 베이스 HP EGR 값을 생 성하기 위해 하나 이상의 공식들, 테이블들, 맵들, 또는 그와 유사한 것을 사용하여 이와 같은 입력을 처리할 수 있다.
상기 베이스 모델(482)은 정상 상태의 따뜻한(warm) 엔진 작동 조건들을 위해 개발될 수 있으며 하나 이상의 목적들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 목적은 터보차저를 통한 최적의 공기 유동과 배기를 제공하는 것에 근거를 둔 연료 절약의 극대화를 포함할 수 있다. 높은 엔진 부하 중에서와 같은,다른 목적은 충분한 흡기 매니폴드 압력들이 엔진 피크 파워 및 토크를 생성하기 위해 달성되도록 터보차저 터빈을 통해 적당한 양의 배기 가스를 배출시키는 것을 포함할 수 있다.
비록 상기 베이스 모델(482)이 어떤 시스템 작동 조건들을 나타내는 신호들을 수신할 수 있지만, 바람직하게는, 위에 언급된 것들과 같은, 제한된 세트의 신호들이 수신된다. 이는 상기 베이스 모델(482)이 상대적으로 간단하며, 그에 따라, 더 많은 변수들, 및 너무 많은 변수들의 상호 작용들에 기인한 더 많은 복잡성들을 포함하는 모델들과 비교하여 상대적으로 신뢰하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 상기 모델(482)은 터보차저 속도, 터보차저 온도(들), 터보차저 부스트 압력, 엔진 냉각제 온도(들), 유도 온도, 등을 포함하는 다른 변수들을 또한 포함할 수 있다. 그러나, 바람직하게는 이와 같은 변수들은, 과도 부하 조정 모델(484), 유도 온도 조정 모델(486), 및 터보차저 보호 조정 모델(488)과 같은, 상기 비 결정 블록(478)의 조정 모델들에 사용될 수 있다. 상기 조정 모델들(484, 486, 488)은, 상기 베이스 모델(482)로부터의 상기 베이스 EGR 값을 변경하거나 조정할 수 있는, 조정 값들을 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 조정 모델들은 조정 HP/LP EGR 비 값, LP EGR 기여율에 대한 조정을 나타내는 조정 LP EGR 값, 및/또는 HP EGR 기여율에 대한 조정을 나타내는 조정 HP EGR 값을 출력할 수 있다.
이제 도 13을 참조하면, 상기 과도 부하 조정 모델(484)은, 엔진 가속 중에서와 같이, 연소 가스들(공기 및/또는 EGR 가스들)이 상기 엔진에 전달될 수 있는 비율을 개선하기 위해 제공될 수 있다. 과도 작동 중에 디젤 엔진이 전달할 수 있는 파워 및 토크의 양이 통상 상기 엔진에 이용 가능한 공기에 의해 제한되기 때문에, 공기 전달 응답을 개선하는 것은 더 좋은 엔진 파워 또는 가속 응답에 이르게 한다. 터보차저는 통상 웨이스트게이트 밸브 조정들, 터빈 또는 압축기 날개 조정들, 또는 그와 유사한 것과 같은 것을 통해 엔진으로의 공기의 전달을 변경하기 위해 사용되는 주요 수단이다. 그러나 상기 터보차저 압축기가 상기 엔진으로 펌핑할 수 있는 공기의 양에 영향을 끼치는 주요한 요소는 상기 터보차저 터빈을 통해 흐르는 배기 가스에 함유되는 가스 유동, 온도, 및 압력의 형태의 에너지의 양이다. LP EGR이 동력을 공급하는 반면에 HP EGR은 터보차저 터빈에 동력을 공급하지 않기 때문에, 상기 조정 모델(484)은, 예를 들어, 목표 부스트 압력(엔진 공기)이 상기 엔진에 전달되는 실제 공기보다 더 높다는 것이 판명될 때 상기 LP EGR 값에 대한 양의 조정을 만들어낼 수 있다.
여전히 도 13을 참조하면, 상기 조정 모델(484)은 목표 터보차저 부스트 압력 및/또는 목표 유도 유동 값을 결정하기 위한 목표 부하 응답 모델(484a), 상기 목표 값(들)을 실제 터보차저 부스트 압력 또는 유도 유동 값과 비교하기 위한 산술 노드(484b), 및 상기 목표 및 실제 부스트 또는 유도 값(들) 사이의 변화에 근 거를 둔 LP EGR 조정 값을 결정하기 위한 터보차저 부스트 압력 및/또는 유도 유동 조정 모델(484c)을 포함할 수 있다. 상기 목표 부하 응답 모델(484a)은 엔진 부하(407), 또는 엔진 속도(408), 또는 이와 유사한 것과 같은 시스템 작동 조건 입력을 수신하며, 상응하는 목표 부스트 또는 유도 유동 값을 상기 산술 노드(484b)로 출력하기 위해 상기 입력을 처리하는 어떤 공식, 참조 테이블, 맵, 또는 이와 유사한 것일 수 있다. 상기 산술 노드(484b)는 실제 부스트 압력 또는 유도 유동 값을 감산하며 목표 부스트 압력 또는 유도 유동이 상기 실제 부스트 압력 또는 유도 유동보다 더 클 때 상기 조정 모델(484c)에 차이값을 전달하는 감산 노드(subtraction node)일 수 있다. 상기 조정 모델(484c)은 상기 차이값과 어떤 다른 적당한 시스템 파라미터들을 수신할 수 있으며 제1 LP EGR 조정 값을 생성하기 위해 하나 이상의 공식들, 맵들, 테이블들, 또는 그와 유사한 것을 가지는 이와 같은 데이터를 처리할 수 있다. 따라서, 상기 HP 및 LP EGR 값들은 부스트 압력이 더 빠르게 만들어지는 것을 허용하기 위해 더 큰 LP EGR을 향해 조절될 수 있다.
이제 도 14를 참조하면, 상기 유도 온도 조정 모델(486)은 상기 HP/LP EGR 비를 변화시킴으로써 유도 온도들을 변경하기 위해 제공될 수 있다. 상기 HP EGR 온도가 통상 LP EGR 온도보다 상당히 높기 때문에 이 목적은 통상적으로 획득하는 것이 상대적으로 쉽다. 상기 조정 모델(486)은 목표 유도 온도 값을 결정하기 위한 목표 유도 온도 모델(486a), 상기 목표 값을 실제 유도 온도 값과 비교하기 위한 산술 노드(486b), 및 상기 목표 및 실제 값들 사이의 변화에 근거하여 LP EGR 조정 값을 결정하기 위해 LP EGR 조정 모델(486C)을 포함할 수 있다. 상기 목표 유도 온 도 모델(486a)은 엔진 냉각제 온도, 또는 그와 유사한 것과 같은 시스템 작동 조건 입력을 수신하며, 상응하는 바람직한 유도 온도 값을 상기 산술 노드(486b)에 출력하기 위해 이와 같은 입력으로 처리될 수 있는 어떤 공식, 참조 테이블, 맵, 또는 그와 유사한 것일 수 있다. 상기 산술 노드(486b)는 상기 실제 유도 온도 값을 감산하며 목표 유도 온도가 상기 실제 유도 온도보다 더 클 때 상기 온도 모델(486a)에 차이값을 전하는 감산 노드일 수 있다. 상기 온도 모델(486a)은 상기 차이값과 어떤 다른 적당한 시스템 파라미터들을 수신하며 제2 LP EGR 조정 값을 생성하기 위해 하나 이상의 공식들, 맵들, 테이블들, 또는 그와 유사한 것을 가지는 데이터로 처리될 수 있다.
상기 조정 모델(486)은 유도 서브시스템에 있는 상이한 점들에서 유도 온도를 또한 제어할 수 있다. 예를 들어, LP EGR이 터보차저 압축기의 상류측에 있는 흡입 공기와 혼합되는 곳에서 유도 온도를 제어하는 것이 바람직할 수 있다. LP EGR 온도가 너무 낮다면 이는 유해한 응축액이 발생할 수 있는 작동 조건들 중에 특히 사실일 수 있다. 구체적인 예에서, 2005년 12월 9일에 출원된 미국 가출원 60/748,894는 유해한 응축액이 발생되는 시간을 계산하며 상기 조건들을 회피하기 위해 LP EGR 바이패스 밸브를 제어하는 방법을 개시하고 있다. 상기 전술한 특허 출원은 그 양수인에 양도되며 그에 의해 그 전문이 여기에 참조로 포함된다. 상기 조정 모델(486)은 상기 LP EGR 바이패스 밸브를 제어하는 것 대신에 또는 그에 추가하여 상기 HP/LP EGR 비를 조정하기 위해 상기 전술한 특허 출원으로부터 나온 동일한 계산들을 사용할 수 있다. 따라서, 상기 HP 및 LP EGR 값들은 EGR 냉각기들 및/또는 터보차저 압축기에서 응축액을 회피하고, 더 따뜻한 유도 가스들을 엔진에 제공하기 위해 조정될 수 있다.
이제 도 15A를 참조하면, 상기 터보차저 보호 조정 모델(488)은 과속 및 과도한 온도들에 대하여 상기 터보차저를 보호하기 위해 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 조정 모델(488)은 상기 터보차저에 대한 손상을 회피하기 위해 LP EGR을 조정하는 터보차저 과속 보호 모델(488a)을 포함할 수 있다. 상기 과속 보호 모델(488a)은, 최대 터보차저 속도 신호 및 실제 터보차저 속도 신호를 수신하여 비교할 수 있는, 산술 노드(488b)로부터 나온 차이값을 수신할 수 있다. 상기 산술 노드(488b)는 감산 노드일 수 있으며, 여기서 상기 실제 터보차저 속도 신호는 상기 보호 모델(488a)에 보내진 상기 차이값을 산출하기 위해 상기 최대 터보차저 속도 신호로부터 감산될 수 있다. 상기 최대 터보차저 속도 신호는 탑 레벨 엔진 제어 모듈 또는 어떤 다른 적당한 위치에 있는 메로리로부터, 또는 몇몇 다른 모델, 또는 그와 유사한 것으로부터 나올 수 있다. 상기 실제 터보차저 속도 신호는 터보차저 속도 센서 또는 어떤 다른 적당한 속도 센서로부터, 또는 탑 레벨 엔진 제어 모듈 또는 그 밖의 것으로부터 나올 수 있다. 상기 보호 모델(488a)은 상기 산술 노드(488b) 및 엔진 속도와 같은 어떤 다른 적당한 시스템 파라미터들로부터 나온 상기 차이값을 수신할 수 있으며, 예를 들어, 터보차저의 속도를 감소시키기 위한 제3 LP EGR 조정을 생성하기 위해 그와 같은 데이터로 처리될 수 있다.
다른 예에서, 이제 도 15B를 참조하면, 대체 조정 모델(488’)은 상기 터보차저 압축기에 대한 손상을 회피하기 위해 LP EGR을 조정할 수 있는 터보차저 압축 기 팁 보호 모델(488c)을 포함할 수 있다. 상기 압축기 팁 보호 모델(488c)은, 최대 압축기 팁 온도 신호 및 실제 압축기 팁 온도 신호를 수신할 수 있는, 다른 산술 노드(488d)로부터 차이값을 수신할 수 있다. 상기 산술 노드(488d)는 감산 노드일 수 있으며, 여기서 상기 실제 압축기 팁 온도 신호는 상기 팁 보호 모델(488c)로 보내진 상기 차이값을 산출하기 위해 상기 최대 압축기 팁 온도 신호로부터 감산될 수 있다. 상기 최대 압축기 팁 온도 신호는 탑 레벨 엔진 제어 모듈 또는 어떤 다른 적당한 위치에 있는 메로리로부터, 또는 몇몇 다른 모델, 또는 그와 유사한 것으로부터 나올 수 있다. 상기 실제 압축기 팁 온도 신호는 압축기 온도 센서 또는 어떤 다른 적당한 온도 센서로부터, 또는 탑 레벨 엔진 제어 모듈 또는 그 밖의 것으로부터 나올 수 있다. 상기 팁 보호 모델(488c)은 상기 산술 노드(488d) 및 엔진 속도와 같은 어떤 다른 적당한 시스템 파라미터들로부터 나온 상기 차이값을 수신할 수 있으며, 예를 들어 상기 압축기 팁 온도를 감소시키기 위한 대체 제3 LP EGR 조정 값을 생성하기 위해 그와 같은 데이터로 처리될 수 있다. 따라서, 상기 HP 및 LP EGR 값들은 터보차저에서 과도한 시스템 온도들과 속도들을 회피하기 위해 조절될 수 있다.
어떤 다른 비 조정 모델들이 어떤 다른 적당한 파라미터들에 대한 시스템 성능을 개선하기 위해 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 LP EGR은 후처리 재생(aftertreatment regeneration)을 개선하기 위해 더 조정될 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 LP EGR은 배기 가스 후처리 시스템을 통과하는 가스 유동을 감소시키기 위해 및/또는 이를 통과하는 배기 가스 온도를 증가시키기 위해 더 조정될 수 있다. 이와 같은 개선들은 필터 재생을 위한 상대적으로 낮은 유동 및 높은 온도를 제공하기 위해 바람직한 것일 수 있다.
다시 도 12를 참조하면, 상기 조정 모델들(484, 486, 488)로부터 나온 상기 LP EGR 조정 값들은 상기 베이스 모델(482)의 하류측에 있는 산술 노드들과 소통될 수 있다. 예를 들어, 상기 과도 부하 조정 값은, 과도 부하 조정 EGR 값을 산출하기 위해 상기 두 개의 신호들을 합산하는 가산 노드(summation node)일 수 있는, 제1 산술 조정 노드(490)에 의해 상기 베이스 LP EGR 값과 비교될 수 있다. 다른 예에서, 상기 유도 온도 조정 값은, 온도 및 과도 부하 조정 EGR 값을 산출하기 위해 상기 과도 부하 조정 EGR 값으로부터 상기 유도 온도 값을 감산하는 감산 노드일 수 있는, 제2 산술 조정 노드(491)에 의해 상기 과도 부하 조정 EGR 값과 소통될 수 있다. 또 다른 예에서, 상기 보호 조정 값은, 최종 LP EGR 값을 산출하기 위해 온도 및 과도 부하 조정 EGR 값으로부터 상기 보호 조정 값을 감산하는 또한 감산 노드일 수 있는, 제2 산술 조정 노드(492)에 의해 상기 온도 및 과도 부하 조정 EGR 값과 소통될 수 있다.
상기 비 결정 블록(478)은 불충분하고/하거나 과도한 LP EGR 레벨들을 방지하도록 LP EGR을 상부 및/또는 하부 LP EGR 한계들과 비교하기 위해 제한 블록(494)을 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제한 블록(494)은 LP EGR을 위한 상부 한계 및/또는 LP EGR을 위한 하부 한계를 포함할 수 있다. LP EGR을 위한 예시적인 상부 한계는 90%일 수 있으며 LP EGR을 위한 예시적인 하부 한계는 10%일 수 있다. 따라서, 만약 최종 LP EGR 값이 95% LP EGR을 포함한다면, 이때 상기 제 한 블록(494)은 상기 값을 무효로 하고 대신에 90% LP EGR 값을 출력할 것이다. 유사하게, 만약 최종 조정된 EGR 값이 5% LP EGR을 포함한다면, 이때 상기 제한 블록(494)은 그 값을 무효로 하고 10% LP EGR 값을 출력할 것이다. 다른 실시예에 따르면, 다른 제한 블록(도시되지 않음)이 유사하게 HP EGR을 제한하기 위해 어떤 적당한 위치에 제공될 수 있다.
상기 LP EGR 값은 상기 LP EGR 값을 포함하는 브랜치, 및 HP EGR 값을 계산하여 출력하는 브랜치의 두 개의 브랜치들을 통해 상기 비 결정 블록(478)으로부터 소통된다. 상기 후자의 브랜치에서, 상기 LP EGR 값은, 상기 LP EGR 값으로부터 HP EGR 값을 계산하는, 산술 노드(495)와 소통될 수 있다. 상기 산술 노드(495)는 상응하는 HP EGR 값을 산출하기 위해 100%의 고정된 값으로부터 상기 LP EGR을 감산하는 감산 노드일 수 있다. 따라서, 상기 비 결정 블록(478)은 LP EGR 값 및 상응하는 HP EGR 값을 생성한다.
다시 도 11을 참조하면, 상기 HP EGR 값은 상기 비 결정 블록(478)에서부터 상기 HP/LP 동적 보상 블록(480)으로 소통될 수 있으며, 이는 상기 시스템에서 EGR 시간 지연을 보상하기 위해 상기 HP EGR 값을 지연시킬 수 있다. 정상 상태 시스템 작동 중에, 주어진 양에 의한 상기 HP 및 LP EGR 중의 하나의 세트포인트의 저하 및 동일한 양에 의한 다른 하나의 세트포인트의 상승은 상기 총 EGR에 대한 불변을 초래할 것이다. 그러나 HP 및 LP EGR 사이의 시간 지연이 있으며 여기서 HP 배기 가스들에 비교하여 LP 배기 가스들이 상대적으로 더 먼 거리로 이동하기 때문에 LP EGR의 변화들에 앞서 HP EGR의 변화들은 상기 엔진에 도달한다. 다시 말해서, 상기 LP EGR 루프가 상기 HP EGR 루프보다 더 길기 때문에, LP EGR의 변화들은 HP EGR의 변화들보다 더 긴 시간이 걸린다. 따라서, 상기 HP 및 LP EGR 세트포인트들이 동일한 양으로 동시에 변화된다면, 이때 상기 총 EGR은 짧은 시간 동안에 교정되지 않을 것이다. 상기 시간은 HP EGR의 상기 변화가 상기 엔진에 도달하는 시간과 LP EGR의 상기 변화가 상기 엔진에 도달하는 시간 사이의 지연을 나타낸다.
구체적인 예에서, 만약 20%의 총 EGR이 HP 및 LP EGR 사이에서 50/50으로 분할된다면, 이때 HP 및 LP EGR 모두는 10%일 것이다. 만약 상기 HP/LP EGR 비가 40/60으로 변화되었다면, 이때 HP EGR은 8%로 감소될 것이며 LP EGR은 장기간에 걸쳐 상기 20% 총 EGR 율을 산출하기 위해 결국 12%로 증가할 것이다. 그러나 더 짧은 기간에 걸쳐, 상기 HP EGR이 상대적으로 빠르게 8%로 감소하는 반면에, 상기 LP EGR은 상대적으로 느리게 증가할 것이며 상기 엔진은 얼마간의 시간 동안 상기 12% LP EGR보다 적음을 알게 될 것이다. 따라서, 상기 엔진은 일시적으로, 18% - 20% 총 EGR 사이의 어느 곳, 상기 20% 총 EGR보다 적음을 경험할 것이다. 다시 말해서, 상기 엔진은 배기 성능에 대한 부수 효과와 함께 짧은 기간 동안 총 EGR의 저하를 경험할 것이다.
그러므로, 상기 동적 보상 블록(480)은 HP/LP EGR 비의 변화들에 대한 총 EGR 율의 그와 같은 과도들(transients)을 교정할 수 있는데, 왜냐하면 상기 총 EGR 율이 항상 가능한 한 낮은 레벨에 배기가스 배출을 유지하기 위해 상기 HP/LP EGR 비보다 더 높은 우선 순위를 가지는 경향이 있기 때문이다. 따라서, 상기 동적 보상 블록(480)은 상기 HP/LP EGR 비에 대한 변화들이 상기 총 EGR 율을 대체로 유 지하는 동안에 가능한 한 빠르게 실행되는 것을 보장할 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 보상 블록(480)은 HP 및 LP EGR의 변화들이 대체로 동시에 상기 엔진에 도달하도록 상기 HP EGR 값의 하류측 소통을 지연시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 보상 블록(480)은 엔진에 도달하는 HP 및 LP EGR의 변화들 사이의 전형적인 지연과 동등한 고정된 지연을 실행할 수 있다. 그러나 상기 지연이 변화하는 시스템 작동 조건들에 따라 바뀔 수 있기 때문에, 상기 지연은 모델에 따라 가변될 수 있다. 어떤 경우에, 비록 상기 지연이 일시적으로 부정확한 HP/LP EGR 비를 산출할 수 있더라도, 이는 대체로 일정한 총 EGR율을 보장하도록 상기 LP EGR이 상기 HP EGR이 도달하는 시간과 대체로 동일한 시간에 상기 엔진에 도달하는 것을 허용할 것이다. 상기 보상 블록(480)은 제어 유동의 더 하류측과 같은, 다른 곳에 포함될 수 있지만, 응답 시간은 빠르지 않을 수 있다.
여전히 도 11을 참조하면, 상기 LP EGR 및 HP EGR 값들은 그 다음에 각각의 산술 노드들(496, 497)에 소통될 수 있으며, 상기 노드들은 상기 LP EGR 값과 상기 HP EGR 값을 상기 총 EGR 율 세트포인트(418)로 곱할 수 있는 승산 노드들(multiplication nodes)일 수 있다. 상기 LP EGR 세트포인트는 상기 LP EGR 값을 상기 총 EGR 율로 곱함으로써 결정될 수 있다. 구체적인 예에서, 10% LP EGR은 2% LP EGR 세트포인트(및, 반대로, 18% HP EGR 세트포인트)를 산출하기 위해 20%의 총 EGR 율에 적용될 수 있다. 만약 상기 20%의 총 EGR이 30%로 증가했다면, 이때 상기 동일한 HP/LP EGR 비는 3% LP EGR 및 27% HP EGR을 산출할 것이다. 그러나, 위에 기재된 바와 같이, 상기 HP EGR 값에 대한 상기 목표 총 EGR 율의 적용은 LP 및 HP EGR 사이의 지연 시간을 보상하기 위해 상기 LP EGR 값에 대한 상기 목표 총 EGR 율의 적용에 대하여 지연될 수 있다.
비록 상기 비 결정 블록(478)이 베이스 LP EGR 값 및 LP EGR 조정 값들에 대하여 설명되었지만, 다른 실시예들도 같은 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 비 결정 블록(478)은 HP EGR 베이스 신호를 생성하기 위해 베이스 모델, 및 HP EGR 조정 값들을 생성하기 위해 조정 모델들을 또한 또는 대신에 포함할 수 있다. 다른 예에서, 상기 비 결정 블록(478)은 HP/LP EGR 비 베이스 신호를 생성하기 위해 베이스 모델, 및 HP/LP EGR 비 조정 값들을 생성하기 위해 조정 모델들을 또한 또는 대신에 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따라서, 하나 이상의 상기 조정 모델들(484, 486, 488)은 어느 주어진 시간에서 및/또는 어느 주어진 시스템 작동 조건들 하에서 기능을 하지 않을 수 있다. 예를 들어, 일단 상기 엔진이 통상의 작동 온도들 하에서 작동되는 중이면, 상기 유도 온도 조정 모델(486)은 기능을 하지 않을 수 있다. 예시적인 통상 작동 온도 범위들은 엔진 냉각제에 대하여 75 - 85 °C, 엔진 오일에 대하여 70 - 110 °C, 및 엔진 흡입 가스에 대하여 10 - 50 °C 를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따라서, 하나 이상의 상기 조정 모델들(484, 486, 488)은 하나 이상의 상기 다른 조정 모델들을 무효화할 수 있다. 예를 들어, 만약에 보호 조정 값이 미리 결정된 크기를 초과한다면, 이때 상기 과도 부하 조정 모델(484)은 기능을 하지 않을 수 있다.
비록 상기 예시적인 시스템들 및 방법들이 일반적인 HP/LP EGR 구조와 관련 하여 설명되었지만, 어떤 적당한 두 개 이상의 EGR 통로 구조가 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 EGR 구조는 엔진 내부 HP EGR 유동 통로, 듀얼 스테이지 터보 EGR 유동 통로, 냉각기들이 없는 EGR 유동 통로들, 및/또는 이와 유사한 것을 포함할 수 있다.
상기 방법(들) 또는 이의 어느 일부는 도 1의 상기 시스템(10)과 같은 제품의 일부분으로서, 및/또는 컴퓨터 프로그램의 일부분으로서 수행될 수 있다. 상기 컴퓨터 프로그램은 활성 및 비활성의 다양한 형태들로 존재할 수 있다. 예를 들어, 상기 컴퓨터 프로그램은 소스 코드(source code), 객체 코드(object code), 실행 가능 코드(executable code) 또는 다른 포맷들의 프로그램 명령들; 펌웨어 프로그램(들); 또는 하드웨어 설명 언어(HDL : hardware description language) 파일들로 이루어지는 소프트웨어 프로그램(들)으로 존재할 수 있다. 상기의 어느 것도 압축된 또는 비압축된 형태로, 저장 장치들 및 신호들을 포함하는, 컴퓨터 가용 매체 상에서 구현될 수 있다. 예시적인 컴퓨터 가용 저장 장치들은 통상의 컴퓨터 시스템 RAM(random access memory), ROM(read only memory), EPROM(erasable, programmable ROM), EEPROM(electrically erasable, programmable ROM), 및 자기 또는 광학 디스크들 또는 테이프들을 포함한다.
본 발명의 실시예들에 대한 상기의 설명은 본질상 단지 예시적인 것이고, 따라서, 이들의 변형들은 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어나는 것으로 간주되지 않을 것이다.

Claims (24)

  1. 고압(HP) EGR 통로 및 저압(LP) EGR 통로를 포함하는 터보차지되는 압축 착화 엔진 시스템에서 배기 가스 재순환(EGR)을 제어하는 방법에 있어서,
    배기가스 배출 기준들에 따라 목표 총 EGR 율(target total EGR fraction)을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 목표 총 EGR율의 제한들 내에서 다른 엔진 시스템 기준들을 최적화하기 위해 목표 HP/LP EGR 비(target HP/LP EGR ratio)를 결정하는 단계;를 포함하며,
    상기 목표 HP/LP EGR 비를 결정하는 단계는,
    베이스 EGR 값을 출력하기 위해 베이스 모델에 대한 입력으로서 적어도 엔진 속도 및 부하를 사용하는 단계;
    적어도 하나의 EGR 조정 값을 출력하기 위해 적어도 하나의 조정 모델에 대한 입력으로서 적어도 하나의 다른 엔진 시스템 파라미터를 사용하는 단계; 및
    조정된 EGR 값을 생성하기 위해 상기 베이스 EGR 값을 상기 적어도 하나의 EGR 조정 값으로 조정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환을 제어하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 조정 모델은 연소 가스들이 엔진에 전달될 수 있는 비율 을 개선하기 위해 상기 베이스 EGR 값을 조정하기 위한 과도 부하 조정 모델을 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환을 제어하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 과도 부하 조정 모델은,
    목표 터보차저 부스트 압력 값을 결정하는 단계;
    상기 목표 터보차저 부스트 압력 값을 실제 터보차저 부스트 압력 값과 비교하는 단계; 및
    상기 목표 및 실제 부스트 압력 값들 사이의 차이에 근거를 둔 상기 적어도 하나의 EGR 조정 값을 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환을 제어하는 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 과도 부하 조정 모델은,
    목표 유도 유동 값을 결정하는 단계;
    상기 목표 유도 유동 값을 실제 유도 유동 값과 비교하는 단계; 및
    상기 목표 및 실제 유도 유동 값들 사이의 차이에 근거를 둔 상기 적어도 하나의 EGR 조정 값을 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환을 제어하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 조정 모델은 유도 온도들을 변경하기 위해 유도 온도 조정 모델을 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환을 제어하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유도 온도 조정 모델은,
    목표 유도 온도 값을 결정하는 단계;
    상기 목표 유도 온도 값을 실제 유도 온도 값과 비교하는 단계; 및
    상기 목표 및 실제 유도 온도 값들 사이의 차이에 근거를 둔 상기 적어도 하나의 EGR 조정 값을 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환을 제어하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 조정 모델은 과속 또는 과도한 온도들 중의 적어도 하나에 대하여 터보차저를 보호하기 위해 터보차저 보호 조정 모델을 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환을 제어하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 터보차저 보호 조정 모델은,
    속도 차이 신호를 산출하기 위해 최대 터보차저 속도 신호와 실제 터보차저 속도 신호를 비교하는 단게; 및
    상기 적어도 하나의 EGR 조정 값을 생성하기 위해 터보차저 속도 이외에 적어도 하나의 다른 엔진 시스템 파라미터로 상기 속도 차이 신호를 처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환을 제어하는 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 터보차저 보호 조정 모델은,
    온도 차이 신호를 산출하기 위해 최대 터보차저 압축기 팁 온도 신호와 실제 터보차저 압축기 팁 온도 신호를 비교하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 EGR 조정 값을 생성하기 위해 터보차저 압축기 팁 온도 이외에 적어도 하나의 다른 엔진 시스템 파라미터로 상기 온도 차이 신호를 처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환을 제어하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 다른 엔진 시스템 기준들은 터보차저 보호, 연료 절약, 및 엔진 성능을 포함하며, EGR은 다음의 감소되는 우선 순위: 터보차저 보호; 배기가스 배출; 연료 절약; 및 엔진 성능의; 순서로 상기 기준들의 사이에 우선 순위를 결정하기 위해 조정되는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환을 제어하는 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    하나 이상의 상기 조정 모델들은 미리 결정된 시스템 작동 조건들 하에서 기능을 하지 않는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환을 제어하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    유도 온도 조정 모델은 엔진이 통상 작동 온도들 하에서 가동 중일 때 기능을 하지 않는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환을 제어하는 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    하나 이상의 상기 조정 모델들은 하나 이상의 상기 다른 조정 모델들을 무효화하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환을 제어하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    과도 부하 조정 모델은 터보차저 보호 조정 값이 미리 결정된 크기를 초과하면 기능을 하지 않는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환을 제어하는 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    과도한 또는 불충분한 EGR 중의 적어도 하나를 방지하기 위해 상기 조정된 EGR 값을 상부 또는 하부 EGR 한계 중의 적어도 하나와 비교하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환을 제어하는 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 조정된 EGR 값은 조정된 LP EGR 값인 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환을 제어하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 조정된 LP EGR 값을 사용하여 HP EGR 값을 계산하는 단계; 및
    HP 및 LP EGR 사이의 EGR 시간 지연을 보상하기 위해 상기 HP EGR 값의 하류측 소통을 지연시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환을 제어하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    HP 및 LP EGR 세트포인트들을 생성하기 위해 상기 목표 총 EGR 율을 상기 HP EGR 값 및 상기 조정된 LP EGR 값에 적용시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환을 제어하는 방법.
  19. 고압(HP) EGR 통로 및 저압(LP) EGR 통로를 포함하는 터보차지되는 압축 착화 엔진 시스템에서 배기 가스 재순환(EGR)을 제어하는 방법에 있어서,
    배기가스 배출 기준들에 따라 목표 총 EGR 율을 결정하는 단계;
    LP EGR 값과 HP EGR 값을 출력하기 위해 적어도 하나의 모델에서 적어도 엔진 속도 및 부하를 사용함으로써 상기 결정된 목표 총 EGR 율의 제한들 내에 있는 다른 엔진 시스템 기준들을 최적화하기 위해 목표 HP/LP EGR 비를 결정하는 단계;
    LP 및 HP EGR 세트포인트들을 설정하기 위해 상기 목표 총 EGR 율을 상기 LP 및 HP EGR 값들에 적용시키는 단계; 및
    LP 및 HP EGR 사이의 지연 시간을 보상하기 위해 상기 HP EGR 값의 하류측 소통을 지연시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환을 제어하는 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 지연시키는 단계는 상기 HP EGR 값에 대한 상기 목표 총 EGR 율의 적용을 지연시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환을 제어하는 방법.
  21. 1항의 방법을 가능하게 하기 위해 프로세서에 의해 실행 가능한 명령들을 구현하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 가용 매체.
  22. 청구항 19의 방법을 가능하게 하기 위해 프로세서에 의해 실행 가능한 명령들을 구현하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 가용 매체.
  23. 1항의 방법을 수행하기 위한 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 제품.
  24. 19항의 방법을 수행하기 위한 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 제품.
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