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KR20180108063A - Engine system and cotrol method for the same - Google Patents

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KR20180108063A
KR20180108063A KR1020170037341A KR20170037341A KR20180108063A KR 20180108063 A KR20180108063 A KR 20180108063A KR 1020170037341 A KR1020170037341 A KR 1020170037341A KR 20170037341 A KR20170037341 A KR 20170037341A KR 20180108063 A KR20180108063 A KR 20180108063A
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electric supercharger
sensor
controller
supercharger
post
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유성은
조효상
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 엔진 시스템에 관한 것으로, 엔진의 실린더 내부로 유입되는 공기의 유량을 직접 제어하는 전동 슈퍼차저; 상기 전동 슈퍼차저와 전기적으로 연결된 배터리; 상기 전동 슈퍼차저를 우회하는 우회 라인에 구비되는 바이 패스 밸브; 배기 가스를 정화하는 후처리 장치; 이그니션 키 센서, 후처리 장치 작동 검출 센서, 전동 슈퍼차저 입구 압력 센서, 부스트 압 센서, 공기 유량 센서, 엑셀 개도 센서, 차속 센서, 흡기온 센서, 냉각 수온 센서를 포함하는 차량 운전 상태 측정부; 상기 차량 운전 상태 측정부의 출력 신호에 따라 상기 전동 슈퍼차저 및 상기 바이 패스 밸브의 작동을 제어하는 제어기;를 포함한다.The present invention relates to an engine system, and more particularly, to an engine supercharger that directly controls a flow rate of air flowing into a cylinder of an engine. A battery electrically connected to the electric supercharger; A bypass valve provided in a bypass line bypassing the electric supercharger; A post-treatment device for purifying the exhaust gas; A vehicle operation state measuring unit including an ignition key sensor, a post-processing device operation detection sensor, an electric supercharger inlet pressure sensor, a boost pressure sensor, an air flow rate sensor, an Excel opening sensor, a vehicle speed sensor, an intake air temperature sensor, and a cooling water temperature sensor; And a controller for controlling operation of the electric supercharger and the bypass valve in accordance with an output signal of the vehicle driving condition measurement unit.

Figure P1020170037341
Figure P1020170037341

Description

엔진 시스템 및 그 제어 방법 {ENGINE SYSTEM AND COTROL METHOD FOR 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 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 쓰로틀 밸브의 역할을 하는 전동식 슈퍼차저가 적용된 엔진 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an engine system and a control method thereof, and more particularly, to an engine system to which an electric supercharger serving as a throttle valve is applied and a control method thereof.

환경 규제에 대응하여 많은 차량 제조사들은 종전 엔진 보다 효율적이면서도 더 큰 파워를 발생시키는 엔진 다운사이징 기술에 대한 연구를 진행하고 있다.In response to environmental regulations, many vehicle manufacturers are studying engine downsizing technology that produces more power and greater power than previous engines.

다운 사이징 엔진은 터보 차저 및/또는 슈퍼차저 등을 적용하여 다양한 엔진 작동 영역에서 보다 큰 파워를 발생시키면서도 카본 등의 유해물질을 저감 시킬 수 있는 장점이 있다.The downsizing engine is advantageous in that it can reduce the harmful substances such as carbon while generating a larger power in various engine operating areas by applying a turbocharger and / or a supercharger.

그러나, 다운 사이징 엔진은 터보 차저 및/또는 슈퍼차저 등이 적용되어 구성이 복잡하고, 가격이 상승하는 문제가 있다.However, the downsizing engine is complicated in construction due to the application of a turbocharger and / or a supercharger and has a problem in that its price rises.

본 발명은, 쓰로틀 밸브의 역할을 하는 전동식 슈퍼차저가 적용된 엔진 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.The present invention provides an engine system to which an electric supercharger serving as a throttle valve is applied and a control method thereof.

본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템은 엔진의 실린더 내부로 유입되는 공기의 유량을 직접 제어하는 전동 슈퍼차저; 상기 전동 슈퍼차저와 전기적으로 연결된 배터리; 상기 전동 슈퍼차저를 우회하는 우회 라인에 구비되는 바이 패스 밸브; 배기 가스를 정화하는 후처리 장치; 이그니션 키 센서, 후처리 장치 작동 검출 센서, 전동 슈퍼차저 입구 압력 센서, 부스트 압 센서, 공기 유량 센서, 엑셀 개도 센서, 차속 센서, 흡기온 센서, 냉각 수온 센서를 포함하는 차량 운전 상태 측정부; 상기 차량 운전 상태 측정부의 출력 신호에 따라 상기 전동 슈퍼차저 및 상기 바이 패스 밸브의 작동을 제어하는 제어기;를 포함할 수 있다.An engine system according to an embodiment of the present invention includes: an electric supercharger for directly controlling a flow rate of air introduced into a cylinder of an engine; A battery electrically connected to the electric supercharger; A bypass valve provided in a bypass line bypassing the electric supercharger; A post-treatment device for purifying the exhaust gas; A vehicle operation state measuring unit including an ignition key sensor, a post-processing device operation detection sensor, an electric supercharger inlet pressure sensor, a boost pressure sensor, an air flow rate sensor, an Excel opening sensor, a vehicle speed sensor, an intake air temperature sensor, and a cooling water temperature sensor; And a controller for controlling operation of the electric supercharger and the bypass valve according to an output signal of the vehicle driving condition measurement unit.

상기 제어기는 상기 이그니션 키 센서의 출력 신호가 오프(off)이면, 상기 바이 패스 밸브를 차단하고, 상기 전동 슈퍼차저의 목표 속도를 "0"으로 출력할 수 있다.When the output signal of the ignition key sensor is off, the controller cuts off the bypass valve and outputs the target speed of the electric supercharger as " 0 ".

상기 제어기는 상기 후처리 장치 작동 검출 센서의 출력 신호로부터 상기 후처리 장치의 재생이 필요한 것으로 판단되면, 상기 바이 패스 밸브를 차단하고, 상기 후처리 장치의 재생을 위한 상기 전동 슈퍼차저의 목표 속도를 결정하여 상기 전동 슈퍼차저의 작동을 제어할 수 있다.Wherein the controller cuts off the bypass valve when it is determined from the output signal of the post-processing device operation detection sensor that the post-processing device needs to be regenerated, and the target speed of the electric supercharger for regeneration of the post- So that the operation of the electric supercharger can be controlled.

상기 제어기는 상기 후처리 장치의 재생을 위한 상기 전동 슈퍼차저의 작동 제어시 상기 전동 슈퍼차저의 컴프레서의 회전을 전기 에너지로 전환하여 상기 배터리에 저장할 수 있다.The controller may convert the rotation of the compressor of the electric supercharger into electric energy and store the rotation of the electric supercharger in the battery when the operation of the electric supercharger for regeneration of the post-processing apparatus is controlled.

상기 후처리 장치는 DPF(diesel particulate filter)를 포함할 수 있다.The post-treatment apparatus may include a diesel particulate filter (DPF).

본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템의 제어방법은 엔진의 실린더 내부로 유입되는 공기의 유량을 직접 제어하는 전동 슈퍼차저, 상기 전동 슈퍼차저와 전기적으로 연결된 배터리, 상기 전동 슈퍼차저를 우회하는 우회 라인에 구비되는 바이 패스 밸브, 배기 가스를 정화하는 후처리 장치, 이그니션 키 센서, 후처리 장치 작동 검출 센서, 전동 슈퍼차저 입구 압력 센서, 부스트 압 센서, 공기 유량 센서, 엑셀 개도 센서, 차속 센서, 흡기온 센서, 냉각 수온 센서를 포함하는 차량 운전 상태 측정부, 상기 차량 운전 상태 측정부의 출력 신호에 따라 상기 전동 슈퍼차저 및 상기 바이 패스 밸브의 작동을 제어하는 제어기를 포함하는 엔진 시스템의 제어방법에 있어서, 상기 제어기가 상기 차량 운전 상태 측정부의 출력 신호에 따라 현재 차량 운전 상태가 설정된 슈퍼차저 제한 조건에 해당 하는지 판단하는 단계; 상기 제어기가 현재 차량 운전 상태가 상기 슈퍼차저 제한 조건에 해당하면, 상기 바이 패스 밸브를 차단하는 단계; 상기 제어기가 상기 이그니션 키 센서의 출력 신호를 검출하는 단계; 및 상기 제어기가 상기 이그니션 키 센서의 출력 신호를 바탕으로 상기 전동 슈퍼차저의 목표 속도를 출력하는 단계;를 포함할 수 있다.A control method of an engine system according to an embodiment of the present invention includes an electric supercharger for directly controlling a flow rate of air introduced into a cylinder of an engine, a battery electrically connected to the electric supercharger, a bypass line An after-treatment device for purifying the exhaust gas, an ignition key sensor, a post-treatment device operation detection sensor, an electric supercharger inlet pressure sensor, a boost pressure sensor, an air flow sensor, an accelerator opening sensor, A controller for controlling operation of the electric supercharger and the bypass valve in accordance with an output signal of the vehicle operation state measuring unit, the control method comprising the steps of: , The controller determines that the current vehicle operation state is in accordance with the output signal of the vehicle operation state measurement unit Determining whether the determined supercharger limit condition is satisfied; Blocking the bypass valve if the current driving state of the controller corresponds to the supercharger limitation condition; The controller detecting an output signal of the ignition key sensor; And outputting the target speed of the electric supercharger based on the output signal of the ignition key sensor.

본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템의 제어방법은 상기 제어기가 상기 이그니션 키 센서의 출력 신호가 오프(off)이면, 상기 전동 슈퍼차저의 목표 속도를 "0"으로 출력하는 단계;를 포함할 수 있다.The control method of the engine system according to the embodiment of the present invention may include the step of outputting the target speed of the electric supercharger as " 0 " when the output signal of the ignition key sensor is off have.

상기 제어기가 상기 이그니션 키 센서의 출력 신호가 오프(off)인지 판단하는 단계; 및 상기 제어기가 상기 이그니션 키 센서의 출력 신호가 오프(off)이면, 상기 전동 슈퍼차저의 목표 속도를 "0"으로 출력하는 단계;를 포함할 수 있다.Determining whether the output signal of the ignition key sensor is off; And outputting the target speed of the electric supercharger as " 0 " when the output signal of the ignition key sensor is off.

본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템의 제어방법은 상기 제어기가 현재 차량 운전 상태가 상기 슈퍼차저 제한 조건에 해당 하고, 상기 이그니션 키 센서의 출력 신호가 오프(off)가 아니면, 상기 후처리 장치의 재생을 위한 상기 전동 슈퍼차저의 목표 속도를 결정하는 단계; 및 상기 제어기가 상기 목표 속도에 따라 상기 전동 슈퍼차저의 작동을 제어하는 단계;를 더 포함할 수 있다. The control method of an engine system according to an embodiment of the present invention is characterized in that when the current driving state of the controller corresponds to the supercharger limitation condition and the output signal of the ignition key sensor is not off, Determining a target speed of the electric supercharger for regeneration; And controlling the operation of the electric supercharger according to the target speed by the controller.

상기 후처리 장치의 재생을 위한 상기 전동 슈퍼차저의 목표 속도는 재생을위한 목표 부스트압과 목표 공기량에 따라 결정될 수 있다.The target speed of the electric supercharger for regeneration of the post-processing apparatus may be determined according to the target boost pressure for regeneration and the target air amount.

상기 제어기가 상기 목표 속도에 따라 상기 전동 슈퍼차저의 작동을 제어할 때, 상기 제어기가 상기 전동 슈퍼차저의 컴프레서의 회전을 전기 에너지로 전환하여 상기 배터리에 저장할 수 있다.When the controller controls the operation of the electric supercharger according to the target speed, the controller can convert the rotation of the compressor of the electric supercharger into electric energy and store the electric energy in the battery.

본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템의 제어방법은 상기 제어기가 현재 차량 운전 상태가 상기 슈퍼차저 제한 조건에 해당하지 않으면, 상기 전동 슈퍼차저의 작동 영역인지를 판단하는 단계; 및 상기 제어기가 현재 차량 운전 상태가 상기 전동 슈퍼 작동 영역에 해당하지 않으면, 상기 바이 패스 밸브를 여는 단계;를 더 포함할 수 있다.The method of controlling an engine system according to an embodiment of the present invention includes: determining whether the controller is an operating region of the electric supercharger if the current vehicle operation state does not correspond to the supercharger limitation condition; And opening the bypass valve if the current vehicle operation state does not correspond to the electric super operation region.

본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템의 제어방법은 상기 제어기가 현재 차량 운전 상태가 상기 전동 슈퍼차저의 작동 영역에 해당하면, 목표 부스트압과 실제 부스트압 차가 설정값 이상인지 판단하는 단계; 상기 제어기가 상기 목표 부스트압과 실제 부스트압의 차이, 상기 전동식 슈퍼차저 입구 압력 및 흡입 공기 유량에 따라 상기 전동 슈퍼차저의 목표 속도를 결정하는 단계; 및 상기 제어기가 상기 결정된 목표 속도에 따라 상기 전동 슈퍼차저를 제어하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The method of controlling an engine system according to an exemplary embodiment of the present invention includes the steps of: determining whether a target boost pressure and an actual boost pressure difference are equal to or greater than a set value when the current vehicle operation state corresponds to an operating region of the electric supercharger; Determining the target speed of the electric supercharger according to the difference between the target boost pressure and the actual boost pressure, the electric supercharger inlet pressure, and the intake air flow rate; And controlling the electric supercharger according to the determined target speed by the controller.

상기 결정된 목표 속도가 설정값 이하이면, 상기 제어기가 상기 바이패스 밸브를 열 수 있다.If the determined target speed is less than the set value, the controller can open the bypass valve.

상기 결정된 목표 속도가 설정값을 초과하면, 상기 제어기가 상기 바이패스 밸브를 닫을 수 있다.When the determined target speed exceeds the set value, the controller can close the bypass valve.

본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템 및 그 제어 방법에 의하면 쓰로틀 밸브의 역할을 하는 전동식 슈퍼차저가 적용되어 제작 비용을 낮출 수 있다.According to the engine system and the control method thereof according to the embodiment of the present invention, an electric supercharger acting as a throttle valve is applied to reduce the manufacturing cost.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템 및 그 제어 방법에 의하면 전동식 슈퍼차저를 이용하여 전기 에너지 회수가 가능하다.Further, according to the engine system and the control method thereof according to the embodiment of the present invention, the electric energy can be recovered by using the electric supercharger.

도1은 본 발명의 실시예에 의한 엔진 시스템의 블록도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 의한 엔진 시스템의 구성도이다.
도3은 본 발명의 실시예에 의한 엔진 시스템의 제어 방법의 플로우 차트이다.
1 is a block diagram of an engine system according to an embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram of an engine system according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart of a method of controlling an engine system according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.Like numbers refer to like elements throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as " comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명의 실시예에 의한 엔진 시스템의 블록도이고, 도2는 본 발명의 실시예에 의한 엔진 시스템의 구성도이다.Fig. 1 is a block diagram of an engine system according to an embodiment of the present invention, and Fig. 2 is a configuration diagram of an engine system according to an embodiment of the present invention.

도1 및 도2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템은 엔진(1)의 실린더 내부로 유입되는 공기의 유량을 직접 제어하는 전동 슈퍼차저(40), 상기 전동 슈퍼차저(40)와 전기적으로 연결된 배터리(60), 상기 전동 슈퍼차저(60)를 우회하는 우회 라인(52)에 구비되는 바이 패스 밸브(50), 배기 가스를 정화하는 후처리 장치(80), 이그니션 키 센서(12), 후처리 장치 작동 검출 센서(14), 전동 슈퍼차저 전단의 압력을 측정하여 해당 신호를 출력하는 전동 슈퍼차저 입구 압력 센서(16), 흡기 매니폴드의 압력을 측정하여 해당 신호를 출력하는 부스트 압 센서(18), 흡기 매니폴드로 유입되는 공기량을 측정하여 해당 신호를 출력하는 공기 유량 센서(20), 엑셀 개도 센서(22), 차속 센서(24), 흡기온 센서(26), 냉각 수온 센서(28)를 포함하는 차량 운전 상태 측정부(10), 상기 차량 운전 상태 측정부(10)의 출력 신호에 따라 상기 전동 슈퍼차저(40) 및 상기 바이 패스 밸브(50)의 작동을 제어하는 제어기(30)를 포함한다.1 and 2, an engine system according to an embodiment of the present invention includes an electric supercharger 40 for directly controlling a flow rate of air introduced into a cylinder of the engine 1, A bypass valve 50 provided in a bypass line 52 bypassing the electric supercharger 60, a post-treatment device 80 for purifying the exhaust gas, an ignition key sensor 12, a post-processing device operation detection sensor 14, an electric supercharger inlet pressure sensor 16 for measuring the pressure at the front end of the electric supercharger and outputting the signal, a pressure sensor for measuring the pressure of the intake manifold, A boost pressure sensor 18, an air flow rate sensor 20 that measures the amount of air flowing into the intake manifold and outputs a corresponding signal, an Excel opening sensor 22, a vehicle speed sensor 24, an intake temperature sensor 26, A vehicle operation state measurement unit 10 including a water temperature sensor 28, According to the output signal of the vehicle driving condition measuring unit 10 and a controller 30 for controlling the operation of the motor-driven supercharger 40 and the bypass valve 50.

에어 클리너 박스(100)를 통화하여 정화된 신기(fresh air)는 흡기 라인(46)을 거쳐 상기 전동 슈퍼차저(60)의 컴프레서(44)를 통해 압축되어 흡기 매니폴드(3)로 유입되거나, 상기 바이 패스 밸브(50)를 통과하여 상기 흡기 매니폴드(3)로 유입된다.Fresh air that has been cleaned by talking to the air cleaner box 100 is compressed through the compressor 44 of the electric supercharger 60 via the intake line 46 and flows into the intake manifold 3, Passes through the bypass valve (50) and flows into the intake manifold (3).

상기 엔진(1)에서 연소된 배기 가스는 터보 차저(70)의 터빈을 거처 후처리 장치(80)에서 정화되어 배출될 수 있다.The exhaust gas combusted in the engine 1 can be purified and discharged from the post-treatment apparatus 80 through the turbine of the turbocharger 70.

상기 배기 가스의 일부는 LP-EGR 쿨러(90)를 거쳐 LP-EGR 밸브(92)의 조절에 따라 외부 신기와 혼합되어 상기 터보 차저(70)에서 압축되고, 인터 쿨러(110)에서 냉각 될 수 있다.A part of the exhaust gas is mixed with an external generator according to the control of the LP-EGR valve 92 through the LP-EGR cooler 90, compressed in the turbocharger 70, and cooled in the intercooler 110 have.

본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템은 상기 제어기(30)가 상기 전동 슈퍼차저(60)의 작동을 제어하여 쓰로틀 밸브 없이 상기 엔진(1)으로 유입되는 흡기량을 제어할 수 있다.In the engine system according to the embodiment of the present invention, the controller 30 controls the operation of the electric supercharger 60 to control the amount of intake air flowing into the engine 1 without a throttle valve.

예를 들어, 상기 제어기(30)는 상기 이그니션 키 센서(12)의 출력 신호가 오프(off)이면, 상기 바이 패스 밸브(50)를 차단하고, 상기 전동 슈퍼차저(40)의 목표 속도를 "0"으로 출력, 즉 유입 공기를 차단하여 키 오프시의 NVH(noise, vibration, harshness)를 저감할 수 있다.For example, when the output signal of the ignition key sensor 12 is off, the controller 30 cuts off the bypass valve 50 and sets the target speed of the electric supercharger 40 to " 0 ", that is, by blocking the incoming air, the NVH (noise, vibration, harshness) at the time of key-off can be reduced.

상기 후처리 장치(80)는 도면에 도시된 바와 같이, DPF(diesel particulate filter)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, LNT(Lean NOx trap), SCR (Selective catalytic reduction), The post-treatment apparatus 80 may be a diesel particulate filter (DPF) as shown in the drawing, but is not limited to, a lean NOx trap (LNT), a selective catalytic reduction (SCR)

상기 제어기(30)는 상기 후처리 장치 작동 검출 센서(14)의 출력 신호로부터 상기 후처리 장치(80)의 재생이 필요한 것으로 판단되면, 상기 바이 패스 밸브(50)를 차단하고, 상기 후처리 장치(80)의 재생을 위한 상기 전동 슈퍼차저(40)의 목표 속도를 결정하여 상기 전동 슈퍼차저(40)의 작동을 제어할 수 있다.The controller 30 blocks the bypass valve 50 when it is determined that the post-processing device 80 needs to be regenerated from the output signal of the post-processing device operation detection sensor 14, It is possible to control the operation of the electric supercharger 40 by determining the target speed of the electric supercharger 40 for regeneration of the electric motor 80. [

예를 들어, 상기 후처리 장치(80)가 DPF(diesel particulate filter)일 경우, 상기 후처리 장치 작동 검출 센서(14)는 압력 센서들(14a, 14b)로서, 상기 압력 센서들(14a, 14b)의 압력차에 따라 상기 제어기(30)가 상기 DPF 의 재생 여부를 판단할 수 있다.For example, when the post-processing apparatus 80 is a diesel particulate filter (DPF), the post-processing apparatus operation detection sensor 14 may be a pressure sensor 14a or 14b, and the pressure sensors 14a and 14b The controller 30 can determine whether the DPF is regenerated.

상기 제어기(30)가 상기 DPF 의 재생이 필요한 것으로 판단한 경우, 상기 제어기(30)는, 예를 들어, 상기 전동 수퍼차저(40)를 공기 저항체로 작동시켜 흡입 공기량을 줄이고 배기 온도를 상승 시킬 수 있다.When the controller 30 determines that the regeneration of the DPF is necessary, the controller 30 can operate the electric supercharger 40, for example, as an air resistance to reduce the amount of intake air and raise the exhaust temperature have.

일반적으로, 디젤 엔진의 연소실 내 공기/연료 혼합기는 린(lean)한 상태이나, 연료량은 유지하고, 상대적인 공기량을 줄이게 되면 배기 가스의 온도를 상승 시킬 수 있다. Generally, the air / fuel mixture in the combustion chamber of a diesel engine is lean, but it can raise the temperature of the exhaust gas if the amount of fuel is maintained and the relative amount of air is reduced.

상기 제어기(30)는 상기 후처리 장치(80)의 재생을 위한 상기 전동 슈퍼차저(40)의 작동 제어시 상기 전동 슈퍼차저(40)의 컴프레서의 회전을 전기 에너지로 전환하여 상기 배터리(60)에 저장할 수 있다.The controller 30 converts the rotation of the compressor of the electric supercharger 40 into electric energy in the operation control of the electric supercharger 40 for regeneration of the post- Lt; / RTI >

즉, 흡기가 상기 컴프레서(44)를 통과하며 모터(42)를 회전시켜 발생된 전기 에너지를 상기 배터리(60)에 저장할 수도 있다.That is, the electric energy generated by rotating the motor 42 through the intake air passing through the compressor 44 may be stored in the battery 60.

도3은 본 발명의 실시예에 의한 엔진 시스템의 제어 방법의 플로우 차트이다.3 is a flowchart of a method of controlling an engine system according to an embodiment of the present invention.

이하, 도1 내지 도3을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 엔진 시스템의 제어 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of controlling an engine system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.

본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템의 제어방법은 상기 제어기(30)가 상기 차량 운전 상태 측정부(10)의 출력 신호에 따라 현재 차량 운전 상태가 설정된 슈퍼차저 제한 조건에 해당 하는지 판단하는 단계(S10), 상기 제어기(30)가 현재 차량 운전 상태가 상기 슈퍼차저 제한 조건에 해당하면, 상기 바이 패스 밸브(50)를 차단하는 단계(S110), 상기 제어기(30)가 상기 이그니션 키 센서(12)의 출력 신호를 검출하는 단계(S120) 및 상기 제어기가 상기 이그니션 키 센서(12)의 출력 신호를 바탕으로 상기 전동 슈퍼차저(40)의 목표 속도를 출력하는 단계(S130, S140)를 포함할 수 있다.The method of controlling an engine system according to an embodiment of the present invention includes the steps of determining whether the controller 30 corresponds to a supercharger limitation condition in which a current vehicle operation state is set according to an output signal of the vehicle operation state measurement unit 10 (S110) when the controller 30 determines that the current vehicle operation condition corresponds to the supercharger limitation condition at step S110. If the controller 30 determines that the ignition key sensor 12 (S120) of detecting an output signal of the electric supercharger 40 (S120) and outputting a target speed of the electric supercharger 40 based on an output signal of the ignition key sensor 12 .

본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템의 제어방법은 상기 제어기가 상기 이그니션 키 센서의 출력 신호가 오프(off)이면(S120), 상기 전동 슈퍼차저의 목표 속도를 "0"으로 출력하는 단계(S130)를 포함할 수 있다.The control method of the engine system according to the embodiment of the present invention is characterized in that when the output signal of the ignition key sensor is off (S120), the controller outputs the target speed of the electric supercharger as " 0 & ).

즉, 본 발명의 실시예에 의한 엔진 시스템의 제어방법에 의하면, 상기 제어기(30)가 상기 이그니션 키 센서(12)의 출력 신호가 오프(off)이면, 상기 바이 패스 밸브(50)를 차단하고, 상기 전동 슈퍼차저(40)의 목표 속도를 "0"으로 출력하여 키 오프시의 NVH(noise, vibration, harshness)를 저감할 수 있다.That is, according to the control method of the engine system according to the embodiment of the present invention, when the output signal of the ignition key sensor 12 is off, the controller 30 cuts off the bypass valve 50 , The target speed of the electric supercharger 40 is output as " 0 ", thereby reducing the NVH (noise, vibration, harshness) at the time of key-off.

본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템의 제어방법은 상기 제어기(30)가 현재 차량 운전 상태가 상기 슈퍼차저 제한 조건에 해당 하고, 상기 이그니션 키 센서(12)의 출력 신호가 오프(off)가 아니면, 상기 후처리 장치(80)의 재생을 위한 상기 전동 슈퍼차저(40)의 목표 속도를 결정하는 단계(S140) 및 상기 제어기(30)가 상기 목표 속도에 따라 상기 전동 슈퍼차저(40)의 작동을 제어하는 단계(S150)를 포함할 수 있다. The control method of the engine system according to the embodiment of the present invention is such that if the current vehicle operation state corresponds to the supercharger limitation condition and the output signal of the ignition key sensor 12 is not off (S140) of determining a target speed of the electric supercharger (40) for regeneration of the post-processing apparatus (80); and a step (S140) of determining whether or not the controller (S150).

상기 후처리 장치의 재생을 위한 상기 전동 슈퍼차저의 목표 속도는 재생을 위한 목표 부스트압(Boost_target)과 목표 공기량(Air mass target)에 따라 결정될 수 있고, 상기 재생을 위한 목표 부스트압과 목표 공기량은 미리 실험을 통해 결정될 수 있다.The target speed of the electric supercharger for regeneration of the post-processing apparatus may be determined according to a target boost pressure (Boost_target) for regeneration and an air mass target, and the target boost pressure and the target air amount for regeneration Lt; / RTI >

상기 제어기(30)가 상기 목표 속도에 따라 상기 전동 슈퍼차저(40)의 작동을 제어할 때, 상기 제어기(30)가 상기 전동 슈퍼차저(40)의 컴프레서의 회전을 전기 에너지로 전환하여 상기 배터리(60)에 저장할 수 있다.(S150)When the controller 30 controls the operation of the electric supercharger 40 in accordance with the target speed, the controller 30 switches the rotation of the compressor of the electric supercharger 40 to electric energy, (S150)

상기 제어기(30)가 상기 목표 공기량을 만족하는지 모니터링 하고(S160), 슈퍼차저 제한 종료 조건에 해당하면(S170) 리턴 한다.The controller 30 monitors whether the target air amount satisfies the target air amount (S160). If the controller 30 meets the supercharger limitation end condition (S170), the controller 30 returns.

예를 들어, 상기 제어기(30)가 상기 후처리 장치 작동 검출 센서(14)의 출력 신호를 바탕으로 상기 후처리 장치(80)의 재생이 필요하지 않은 것으로 판단하면, 상기 슈퍼차저 제한 종료 조건에 해당 하는 것일 수 있다.For example, if the controller 30 determines that regeneration of the post-processing apparatus 80 is not necessary based on the output signal of the post-processing apparatus operation detection sensor 14, the supercharger limit termination condition It may be applicable.

본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템의 제어방법은 상기 제어기(30)가 현재 차량 운전 상태가 상기 슈퍼차저 제한 조건에 해당하지 않으면, 상기 전동 슈퍼차저의 작동 영역인지를 판단하는 단계(S40) 및 상기 제어기(30)가 현재 차량 운전 상태가 상기 전동 슈퍼 작동 영역에 해당하지 않으면, 상기 바이 패스 밸브(50)를 여는 단계(S50)를 더 포함할 수 있다.The control method of the engine system according to the embodiment of the present invention may include the steps of determining whether the controller 30 is in the operating region of the electric supercharger when the current vehicle operation state does not correspond to the supercharger limitation condition And opening the bypass valve (S50) if the controller 30 does not correspond to the current operating state of the vehicle.

상기 제어기(30)는 목표 부스트압과 실제 부스트압의 차이(BoostDvt_act)를 모니터링 하고(S20), 흡입 공기 유량(flow) 및 상기 전동 수퍼차저(40)의 최대 회전수(SC_SpeedMax)를 토대로 상기 전동 슈퍼차저(40)의 작동 영역인지를 판단한다.The controller 30 monitors the difference BoostDvt_act between the target boost pressure and the actual boost pressure at step S20 and calculates the difference between the target boost pressure and the actual boost pressure BoostDvt_act based on the intake air flow rate and the maximum rotation speed SC_SpeedMax of the electric supercharger 40 (40).

즉, 상기 제어기(30)는 상기 전동 슈퍼차저(40)의 작동을 통해 흡입 공기량의 제어가 가능한지를 결정한다.That is, the controller 30 determines whether the amount of intake air can be controlled through the operation of the electric supercharger 40.

상기 전동 슈퍼차저(40)의 작동 영역이 아니면, 즉 제어 가능한 조건이 아니면 상기 제어기(30)가 상기 바이패스 밸브(50)를 열어 흡입 공기량을 확보한다.If it is not an operating region of the electric supercharger 40, that is, if it is not a controllable condition, the controller 30 opens the bypass valve 50 to secure the intake air amount.

본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템의 제어방법은 상기 제어기(30)가 현재 차량 운전 상태가 상기 전동 슈퍼차저(40)의 작동 영역에 해당하면, 목표 부스트압과 실제 부스트압 차가 설정값 이상인지 판단하는 단계(S50), 상기 제어기(30)가 상기 목표 부스트압과 실제 부스트압의 차이(BoostDvt_act), 상기 전동식 슈퍼차저 입구 압력(P_SC_IN) 및 흡입 공기 유량(Flow)에 따라 상기 전동 슈퍼차저(40)의 목표 속도를 결정하는 단계(S60) 및 상기 제어기(30)가 상기 결정된 목표 속도에 따라 상기 전동 슈퍼차저(40)를 제어하는 단계(S100)를 더 포함할 수 있다.The control method of the engine system according to the embodiment of the present invention determines whether the target boost pressure and the actual boost pressure difference are equal to or greater than a set value when the current vehicle operation state corresponds to the operating region of the electric supercharger 40 The controller 30 determines whether or not the target of the electric supercharger 40 is in accordance with the difference BoostDvt_act between the target boost pressure and the actual boost pressure, the electric supercharger inlet pressure P_SC_IN and the intake air flow Flow (step S50) The step S60 of determining the speed and the step S100 of the controller 30 controlling the electric supercharger 40 in accordance with the determined target speed.

상기 목표 부스트압과 실제 부스트압의 차이(BoostDvt_act)가 설정값 이상이아니면, 상기 전동 슈퍼차저(40)의 제어가 필요하지 않으므로 리턴하며, 여기서 설정값은 미리 실험에 의해 결정된 값일 수 있다.If the difference BoostDvt_act between the target boost pressure and the actual boost pressure is not equal to or greater than the preset value, control is not required for the electric supercharger 40 and the control is returned. The set value may be a value determined in advance by experiment.

상기 제어기(30)는 상기 결정된 목표 속도가 설정값을 초과하는지 판단하여(S70) 상기 결정된 목표 속도가 설정값을 초과하면, 상기 제어기(30)가 상기 바이패스 밸브(50)를 닫고(S90) 상기 결정된 목표 속도에 따라 상기 전동 슈퍼차저(40)를 제어한다(S100).The controller 30 determines whether the determined target speed exceeds the set value at step S70. If the determined target speed exceeds the set value, the controller 30 closes the bypass valve 50 at step S90, And controls the electric supercharger 40 according to the determined target speed (S100).

여기서, 상기 설정값은 상기 전동 슈퍼차저(40)를 구동하기 위한 최소한의 값일 수 있다.Here, the set value may be a minimum value for driving the electric supercharger 40.

상기 결정된 목표 속도가 설정값 이하이면, 상기 제어기(30)가 상기 바이패스 밸브(50)를 열어(S80) 상기 전동 슈퍼차저(40)의 작동 없이 엔진을 구동한다. If the determined target speed is less than the set value, the controller 30 opens the bypass valve 50 (S80) and drives the engine without operating the electric supercharger 40.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템 및 그 제어 방법에 의하면 쓰로틀 밸브의 역할을 하는 전동식 슈퍼차저가 적용되어 제작 비용을 낮출 수 있다.As described above, according to the engine system and the control method thereof according to the embodiment of the present invention, an electric supercharger serving as a throttle valve is applied, so that the manufacturing cost can be reduced.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템 및 그 제어 방법에 의하면 전동식 슈퍼차저를 이용하여 전기 에너지 회수가 가능하다.Further, according to the engine system and the control method thereof according to the embodiment of the present invention, the electric energy can be recovered by using the electric supercharger.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And all changes to the scope that are deemed to be valid.

1: 엔진 3: 흡기 매니폴드
5: 배기 매니폴드 10: 차량 운전 상태 측정부
12: 이그니션 키 센서 14: 후처리 장치 작동 검출 센서
16: 전동 슈퍼차저 입구 압력 센서 18: 부스트압 센서
20: 공기 유량 센서 22: 액셀 개도 센서
24: 차속 센서 26: 흡기온 센서
28: 냉각 수온 센서 30: 제어기
40: 전동 슈퍼차저 42: 모터
44: 컴프레서 46: 흡기 라인
50: 바이 패스 밸브 52: 우회 라인
60: 배터리 70: 터보 차저
80: DPF 90: LP-EGR 쿨러
92: LP-EGR 밸브 100: 에어 클리너 박스
110: 인터 쿨러
1: Engine 3: Intake manifold
5: exhaust manifold 10: vehicle running condition measuring section
12: Ignition key sensor 14: Post-processing device operation detection sensor
16: electric supercharger inlet pressure sensor 18: boost pressure sensor
20: air flow sensor 22: accelerator opening sensor
24: vehicle speed sensor 26: intake air temperature sensor
28: Cooling water temperature sensor 30: Controller
40: electric supercharger 42: motor
44: compressor 46: intake line
50: bypass valve 52: bypass line
60: Battery 70: Turbocharger
80: DPF 90: LP-EGR cooler
92: LP-EGR valve 100: Air cleaner box
110: Intercooler

Claims (14)

엔진의 실린더 내부로 유입되는 공기의 유량을 직접 제어하는 전동 슈퍼차저;
상기 전동 슈퍼차저와 전기적으로 연결된 배터리;
상기 전동 슈퍼차저를 우회하는 우회 라인에 구비되는 바이 패스 밸브;
배기 가스를 정화하는 후처리 장치;
이그니션 키 센서, 후처리 장치 작동 검출 센서, 전동 슈퍼차저 입구 압력 센서, 부스트 압 센서, 공기 유량 센서, 엑셀 개도 센서, 차속 센서, 흡기온 센서, 냉각 수온 센서를 포함하는 차량 운전 상태 측정부;
상기 차량 운전 상태 측정부의 출력 신호에 따라 상기 전동 슈퍼차저 및 상기 바이 패스 밸브의 작동을 제어하는 제어기;
를 포함하는 엔진 시스템.
An electric supercharger for directly controlling the flow rate of air flowing into the cylinder of the engine;
A battery electrically connected to the electric supercharger;
A bypass valve provided in a bypass line bypassing the electric supercharger;
A post-treatment device for purifying the exhaust gas;
A vehicle operation state measuring unit including an ignition key sensor, a post-processing device operation detection sensor, an electric supercharger inlet pressure sensor, a boost pressure sensor, an air flow rate sensor, an Excel opening sensor, a vehicle speed sensor, an intake air temperature sensor, and a cooling water temperature sensor;
A controller for controlling the operation of the electric supercharger and the bypass valve in accordance with an output signal of the vehicle driving condition measurement unit;
.
제1항에서,
상기 제어기는 상기 이그니션 키 센서의 출력 신호가 오프(off)이면, 상기 바이 패스 밸브를 차단하고, 상기 전동 슈퍼차저의 목표 속도를 "0"으로 출력하는 엔진 시스템.
The method of claim 1,
Wherein the controller interrupts the bypass valve when the output signal of the ignition key sensor is off and outputs the target speed of the electric supercharger as " 0 ".
제1항에서,
상기 제어기는 상기 후처리 장치 작동 검출 센서의 출력 신호로부터 상기 후처리 장치의 재생이 필요한 것으로 판단되면, 상기 바이 패스 밸브를 차단하고, 상기 후처리 장치의 재생을 위한 상기 전동 슈퍼차저의 목표 속도를 결정하여 상기 전동 슈퍼차저의 작동을 제어하는 엔진 시스템.
The method of claim 1,
Wherein the controller cuts off the bypass valve when it is determined from the output signal of the post-processing device operation detection sensor that the post-processing device needs to be regenerated, and the target speed of the electric supercharger for regeneration of the post- And controls the operation of the electric supercharger.
제3항에서,
상기 제어기는 상기 후처리 장치의 재생을 위한 상기 전동 슈퍼차저의 작동 제어시 상기 전동 슈퍼차저의 컴프레서의 회전을 전기 에너지로 전환하여 상기 배터리에 저장하는 엔진 시스템.
4. The method of claim 3,
Wherein the controller converts the rotation of the compressor of the electric supercharger into electric energy and stores the rotation of the electric supercharger in the battery when the operation of the electric supercharger for regeneration of the post-processing apparatus is controlled.
제1항에서,
상기 후처리 장치는 DPF(diesel particulate filter)를 포함하는 엔진 시스템.
The method of claim 1,
Wherein the post-processing apparatus comprises a diesel particulate filter (DPF).
엔진의 실린더 내부로 유입되는 공기의 유량을 직접 제어하는 전동 슈퍼차저, 상기 전동 슈퍼차저와 전기적으로 연결된 배터리, 상기 전동 슈퍼차저를 우회하는 우회 라인에 구비되는 바이 패스 밸브, 배기 가스를 정화하는 후처리 장치, 이그니션 키 센서, 후처리 장치 작동 검출 센서, 전동 슈퍼차저 입구 압력 센서, 부스트 압 센서, 공기 유량 센서, 엑셀 개도 센서, 차속 센서, 흡기온 센서, 냉각 수온 센서를 포함하는 차량 운전 상태 측정부, 상기 차량 운전 상태 측정부의 출력 신호에 따라 상기 전동 슈퍼차저 및 상기 바이 패스 밸브의 작동을 제어하는 제어기를 포함하는 엔진 시스템의 제어방법에 있어서,
상기 제어기가 상기 차량 운전 상태 측정부의 출력 신호에 따라 현재 차량 운전 상태가 설정된 슈퍼차저 제한 조건에 해당 하는지 판단하는 단계;
상기 제어기가 현재 차량 운전 상태가 상기 슈퍼차저 제한 조건에 해당하면, 상기 바이 패스 밸브를 차단하는 단계;
상기 제어기가 상기 이그니션 키 센서의 출력 신호를 검출하는 단계; 및
상기 제어기가 상기 이그니션 키 센서의 출력 신호를 바탕으로 상기 전동 슈퍼차저의 목표 속도를 출력하는 단계;
를 포함하는 엔진 시스템 제어 방법.
A battery electrically connected to the electric supercharger, a bypass valve provided in a bypass line bypassing the electric supercharger, and a bypass valve provided in a bypass line Vehicle operation state measurement including a processing device, an ignition key sensor, a post-processing device operation detection sensor, an electric supercharger inlet pressure sensor, a boost pressure sensor, an air flow sensor, an Excel opening sensor, a vehicle speed sensor, And a controller for controlling operations of the electric supercharger and the bypass valve in accordance with an output signal of the vehicle driving condition measurement unit, the control method comprising:
Determining whether the current vehicle operation state corresponds to a supercharger limitation condition set according to an output signal of the vehicle operation state measurement unit;
Blocking the bypass valve if the current driving state of the controller corresponds to the supercharger limitation condition;
The controller detecting an output signal of the ignition key sensor; And
Outputting the target speed of the electric supercharger based on the output signal of the ignition key sensor;
Gt;
제6항에서,
상기 제어기가 상기 이그니션 키 센서의 출력 신호가 오프(off)이면, 상기 전동 슈퍼차저의 목표 속도를 "0"으로 출력하는 단계;
를 포함하는 엔진 시스템 제어 방법.
The method of claim 6,
Outputting the target speed of the electric supercharger as " 0 " when the output signal of the ignition key sensor is off;
Gt;
제6항에서,
상기 제어기가 현재 차량 운전 상태가 상기 슈퍼차저 제한 조건에 해당 하고, 상기 이그니션 키 센서의 출력 신호가 오프(off)가 아니면, 상기 후처리 장치의 재생을 위한 상기 전동 슈퍼차저의 목표 속도를 결정하는 단계; 및
상기 제어기가 상기 목표 속도에 따라 상기 전동 슈퍼차저의 작동을 제어하는 단계;
를 더 포함하는 엔진 시스템 제어 방법.
The method of claim 6,
The controller determines the target speed of the electric supercharger for regeneration of the post-processing apparatus if the present vehicle operation state corresponds to the supercharger limitation condition and the output signal of the ignition key sensor is not off step; And
The controller controlling the operation of the electric supercharger according to the target speed;
Further comprising the steps of:
제8항에서,
상기 후처리 장치의 재생을 위한 상기 전동 슈퍼차저의 목표 속도는 재생을위한 목표 부스트압과 목표 공기량에 따라 결정되는 엔진 시스템 제어 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the target speed of the electric supercharger for regeneration of the post-processing apparatus is determined according to a target boost pressure for regeneration and a target air amount.
제8항에서,
상기 제어기가 상기 목표 속도에 따라 상기 전동 슈퍼차저의 작동을 제어할 때, 상기 제어기가 상기 전동 슈퍼차저의 컴프레서의 회전을 전기 에너지로 전환하여 상기 배터리에 저장하는 엔진 시스템 제어 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein when the controller controls the operation of the electric supercharger according to the target speed, the controller converts the rotation of the compressor of the electric supercharger into electric energy and stores the electric energy in the battery.
제6항에서,
상기 제어기가 현재 차량 운전 상태가 상기 슈퍼차저 제한 조건에 해당하지 않으면, 상기 전동 슈퍼차저의 작동 영역인지를 판단하는 단계; 및
상기 제어기가 현재 차량 운전 상태가 상기 전동 슈퍼 작동 영역에 해당하지 않으면, 상기 바이 패스 밸브를 여는 단계;
를 더 포함하는 엔진 시스템 제어 방법.
The method of claim 6,
Determining whether the current driving state of the electric supercharger is an operating region of the electric supercharger if the current driving state of the controller does not correspond to the supercharger limitation condition; And
Opening the bypass valve if the current driving state of the controller does not correspond to the electric super working area;
Further comprising the steps of:
제6항에서,
상기 제어기가 현재 차량 운전 상태가 상기 전동 슈퍼차저의 작동 영역에 해당하면, 목표 부스트압과 실제 부스트압 차가 설정값 이상인지 판단하는 단계;
상기 제어기가 상기 목표 부스트압과 실제 부스트압의 차이, 상기 전동식 슈퍼차저 입구 압력 및 흡입 공기 유량에 따라 상기 전동 슈퍼차저의 목표 속도를 결정하는 단계; 및
상기 제어기가 상기 결정된 목표 속도에 따라 상기 전동 슈퍼차저를 제어하는 단계;
를 더 포함하는 엔진 시스템 제어 방법.
The method of claim 6,
Determining whether the target boost pressure and the actual boost pressure difference are equal to or greater than a set value if the current driving state of the controller corresponds to the operating region of the electric supercharger;
Determining the target speed of the electric supercharger according to the difference between the target boost pressure and the actual boost pressure, the electric supercharger inlet pressure, and the intake air flow rate; And
The controller controlling the electric supercharger according to the determined target speed;
Further comprising the steps of:
제12항에서,
상기 결정된 목표 속도가 설정값 이하이면, 상기 제어기가 상기 바이패스 밸브를 여는 엔진 시스템 제어 방법.
The method of claim 12,
And the controller opens the bypass valve if the determined target speed is equal to or less than a set value.
제12항에서,
상기 결정된 목표 속도가 설정값을 초과하면, 상기 제어기가 상기 바이패스 밸브를 닫는 엔진 시스템 제어 방법.
The method of claim 12,
And the controller closes the bypass valve when the determined target speed exceeds a set value.
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