KR930003259Y1

KR930003259Y1 - Turbocharged control device

Info

Publication number: KR930003259Y1
Application number: KR9216531U
Authority: KR
Inventors: 김신구
Original assignee: 전성원; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1990-04-30
Filing date: 1992-08-31
Publication date: 1993-06-07

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Turbocharger Control

제1도는 본 고안의 일실시예를 나타내는 개략 구성도.1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

제2도는 제1도 제어장치의 작용을 설명하기 위한 플로우 차트.FIG. 2 is a flow chart for explaining the operation of the first degree controller.

제3도는 본 고안의 다른 실시예를 나타내는 개략 구성도.3 is a schematic block diagram showing another embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 기관 3 : 터어빈 휠1: Institution 3: Turbine Wheel

4 : 블로어 5 : 컴프레서4: blower 5: compressor

6 : 전단측 3상밸브 7 : 어큐뮤레이터6: Front side 3-phase valve 7: Accumulator

8 : 후단측 3상밸브 9 : 솔레노이드밸브8: Rear stage 3 phase valve 9: Solenoid valve

10 : 바이패스관10: bypass pipe

본 고안은 터어보 차아저에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 부하상태 혹은 속오에 감응하여 과급을 조절하여 주는 터어보 차아저에 관한 것이다.The present invention relates to a turbocharger, and more particularly, to a turbocharger that adjusts supercharging in response to a load condition or a falsity of a vehicle.

기관에 필요한 공기를 압송하여 주는 방식을 과급이라 하며, 상기한 터어보 차아저는 기관의 배기개스 압력을 역이용하여 과급하는 장치로서 디이젤기관에 널리 사용되고 있다.The method of pumping the air necessary for the engine is called supercharging, and the turbocharger is widely used in diesel engines as a device to supercharge the exhaust gas pressure of the engine.

디이젤기관은 압축에 의한 연료의 착화연소로 동력을 얻어 내는 방식이므로 과급을 부여할 경우, 실린더로 대량의 공기를 충전할 수 있기 때문에 압축효율이 증대되어 기관 출력을 상당히 증대시킬 수 있는 이점을 얻을 수 있다. 이러한 목적에서 적용되고 있는 터어보 차아저는 디이젤기관의 전회전 범위에 걸쳐 균일한 효율을 나타내어야 매연 발생을 낮출 수 있게 된다.Diesel engine obtains power by ignition combustion of fuel by compression, so when supercharge is applied, large air can be charged to cylinder, so compression efficiency is increased and engine output can be considerably increased. Can be. The turbocharger applied for this purpose must exhibit uniform efficiency over the entire rotation range of the diesel engine to reduce the generation of soot.

다시 말하면, 터어보 차아저의 일반적인 구성은 배기개스의 압력으로 회전되는 터어빈과, 실린더에 외부공기를 압송하는 블로어를 동축상에 배치시켜 놓고, 배기 매니홀드의 배기개스 압력으로 터어빈이 회전되게 함으로써 블로어가 외부공기를 흡인하여 실린더내로 압송되게 하는 것이므로 실린더내의 압축효율은 기관회전수에 따라 크게 변화되어 저속에서의 매연 발생이 심하게 나타나는 경향이 생기는 것이다.In other words, the general configuration of the turbocharger is characterized by arranging a turbine which is rotated by the pressure of the exhaust gas and a blower for feeding external air to the cylinder coaxially, and allowing the turbine to rotate by the exhaust gas pressure of the exhaust manifold. Since the gas sucks external air and is pumped into the cylinder, the compression efficiency in the cylinder is greatly changed according to the engine speed, so that the soot generation tends to be severe at low speed.

상술한 문제점의 원인은 기관 가속을 위한 연료 분사량의 증가에 미처 터어보챠아저의 과급효과가 일시적으로 추종하지 못함에 기인하는 것이며, 이 때는 과급량에 비해 연료 분사량이 과다하게 되어 심한 불완전연소를 일으키게 되는 것이다.The cause of the above problem is that the turbocharger's supercharge effect is temporarily unable to follow the increase of the fuel injection amount for engine acceleration. In this case, the fuel injection amount is excessive compared to the supercharge amount, resulting in severe incomplete combustion. Will be raised.

이러한 문제점을 해결하는 것으로서, 일본국 공개실용신안공보 소화 58-181936호의 과급식 내연기관은 RPM센서의 신호에 의해 콘트롤장치가 기관 저속범위를 인식하였을 때, 압축공기를 흡기매니홀드로 공급해서 과급효과의 저하로 인한 불완전연소가 생기지 않게 하는 방식을 제안하고 있다.As a solution to this problem, the internal combustion engine of Japanese Laid-Open Utility Model No. 58-181936 supplies compressed air to the intake manifold when the controller recognizes the engine low speed range by the signal of the RPM sensor. It proposes a method to prevent incomplete combustion due to the deterioration of the effect.

이러한 방식은 저속영역에서의 문제점은 해결할 수 있어도 급가속시의 문제점은 전혀 해결하지 못하는 결점이 있다.This method can solve the problem in the low speed region, but there is a drawback that does not solve the problem during rapid acceleration.

즉, 디이젤기관은 상술한 저속에서의 매연 발생뿐만 아니라 급가속시에도 일시적으로 매연을 발생하게 되는데, 그 원인은 급가속시 일시적이기는 하지만 연료공급량이 상대적으로 과급기량보다 많아지게 되어 완전연소가 되지 않기 때문에 발생하게 된다.In other words, the diesel engine generates smoke at the low speed as well as at the low speed. The cause of the diesel engine is temporary at the time of rapid acceleration. It does not happen.

본 고안의 목적은 저속영역이나 급가속시에 매연을 발생하게 되는 문제점을 근본적으로 해결하고자, 기관의 출력변화에 상응하여 터어빈 휠의 회전속도를 보상하여 과급량이 연료공급량에 맞도록 조절되게 하는 터어보 차아저 제어장치를 제공함에 있다.The purpose of the present invention is to solve the problem of generating soot during low speed region or rapid acceleration, and to compensate the rotation speed of the turbine wheel in response to the change of engine output so that the supercharge can be adjusted to the fuel supply amount. It is to provide an abo charger control device.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 통상이 기관에 나란히 배치된 컴프레서가 전단측 3상밸브를 개재하여 어큐무레이터에 연통되고, 이 어큐무레이터는 그 내부에 비축된 압축공기를 후단측 3상밸브와 솔레노이드 밸브 및 노즐을 경유하여 통상의 터이빈 휠로 분사시키도록 연통되며, 상기한 전 후단측 3상밸브 사이가 바이패스관에 의해 연통됨과 아울러 통상의 ECU가 통상의 연료공급량 센서, RPM센서, 흡 배기 매니홀드측 압력센서 및 어큐뮤레이터의 내부압력 감지센서로부터 송출되는 신호를 연산하여 상기한 전 후단측 3상밸브 및 솔레노이드밸브를 개폐 제어시켜서 컴프레서에서 생성된 압축공기가 터어빈 휠의 회전속도를 보상하는 구동원으로 공급되게 구성함을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is generally provided that compressors arranged side by side in the engine communicate with the accumulator via the front-side three-phase valve, and the accumulator has the compressed air stored therein at the rear end side. The three-phase valve and the solenoid valve and the nozzle to communicate with the normal turbine wheel, and the front and rear three-phase valve is communicated by the bypass pipe and the conventional ECU is a conventional fuel supply sensor, Compressed air generated by the compressor by opening / closing the front and rear three-phase valves and solenoid valves by calculating signals transmitted from the RPM sensor, the intake and exhaust manifold pressure sensor, and the accumulator internal pressure sensor. Characterized in that configured to be supplied to the drive source to compensate for the rotational speed of.

이와 같은 본 고안의 구성에 있어서, 솔레노이드밸브로 통해 공급되는 압축공기는 터어빈 휠과 블로어측으로 나누어 동시에 분사되게 할 수도 있다.In such a configuration of the present invention, the compressed air supplied through the solenoid valve may be divided into the turbine wheel and the blower side to be injected at the same time.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 고안에 관련된 터어보 차아저 제어장치의 실시예를 나타내는 개략도로서, 부호(1)은 기관, (2)는 통상의 터어보 차아저 회전축, 그리고 (3)은 배기축의 터어빈 휠, 그리고 (4)는 이 터어빈 휠과 동축으로 배치된 블로어를 지칭한다.1 is a schematic view showing an embodiment of a turbocharger control device according to the present invention, where 1 is an engine, 2 is a conventional turbocharger rotational shaft, and 3 is a turbine wheel of an exhaust shaft; And (4) refers to a blower disposed coaxially with this turbine wheel.

본 고안에 관려된 제어장치는 상기한 기관(1)과 나란하게 배치되는 컴프레서(5)를 보유한다.The control device according to the present invention has a compressor 5 arranged side by side with the engine 1 described above.

이 컴프레서(5)는 전단측 3상밸브(6)를 개재하여 어큐뮤레이터(7)로 압축공기를 공급하게 되어 있고, 또 어큐뮤레이터(7)는 후단측 3상밸브(8)와 솔레노이드밸브(9)를 경유하여 상기한 터이빈 휠(3)로 압축공기를 보낼 수 있게 연통되는 한편, 어큐뮤레이터(7)의 출구와 입구 사이는 바이패스관(10)이 병렬로 접속 연통되어 있다.This compressor (5) supplies compressed air to the accumulator (7) via the front-side three-phase valve (6), and the accumulator (7) is the rear-end three-phase valve (8) and the solenoid. While the compressed air can be sent to the turbine wheel 3 via the valve 9, the bypass pipe 10 is connected in parallel between the outlet and the inlet of the accumulator 7. have.

상기한 솔레노이드밸브(9)를 통해 공급되는 압축공기는 터이빈측 노즐(11)을 개재하여 터어빈 휠(3)로 분사되는 것이며, 이 솔레노이드밸브(9)를 포함하여 상기한 전 후단측 3상밸브(6)(8)는 모두 ECU(12)에 의해 제어된다.Compressed air supplied through the solenoid valve 9 is injected to the turbine wheel 3 via the turbine side nozzle 11, including the solenoid valve 9, the front and rear end three-phase The valves 6 and 8 are all controlled by the ECU 12.

ECU(12)는 이들 밸브(6)(8)(9)를 적시에 제어하기 위하여 인젝션펌프(31)측의 연료공급량 센서(14), RPM센서(15), 흡기 매니홀드측 압력감지센서(16), 배기 매니홀드측 압력감지센서(17) 및 어큐뮤레이터(7)의 내부 압력감지센서(18)로부터 검출 전송되어 오는 신호를 받아 들여서 연산처리하게 되어 있다.In order to control these valves 6, 8, and 9 in a timely manner, the ECU 12 carries out a fuel supply amount sensor 14 on the injection pump 31 side, an RPM sensor 15, and an intake manifold side pressure sensing sensor ( 16), the signal received from the exhaust manifold-side pressure detection sensor 17 and the internal pressure detection sensor 18 of the accumulator 7 is transmitted to be processed.

이상과 같이 구성된 본 고안 제어장치의 동작과정을 제2도로서 설명한다.An operation process of the inventive device configured as described above will be described with reference to FIG. 2.

기관이 급가속될 때는 필연적으로 연료공급량이 증가하면서 RPM이 빨라지게 된다. 이러한 기관(1)의 증상은 인젝션펌프(13)측의 연료공급량 센서(14)와 RPM센서(15)에서 검출되어 ECU(12)로 입력됨으로써 ECU(12)는 급가속이 시작되었음을 인식하게 된다. 다음에 ECU(12)는 흡 배기매니홀드측 압력센서(16)(17)에서 보내지는 신호를 메모리 설정된 기준치와 비교하여 정상여부를 판별한다.When the engine is accelerated, the fuel supply inevitably increases, resulting in faster RPM. The symptom of the engine 1 is detected by the fuel supply amount sensor 14 and the RPM sensor 15 on the injection pump 13 side and input to the ECU 12 so that the ECU 12 recognizes that rapid acceleration has started. . Next, the ECU 12 compares the signal sent from the intake exhaust pressure-side pressure sensor 16 and 17 with the reference value set in memory to determine whether or not it is normal.

흡 배기압력이 급가속에 의해 비정상범위로 감지되면, ECU(12)는 어큐뮤레이터(7)에서 보내오는 압력신호를 통해, 비축된 공기압력이 충분한가의 여부를 판단한다.When the intake exhaust pressure is detected in an abnormal range by rapid acceleration, the ECU 12 determines whether or not the stored air pressure is sufficient, based on the pressure signal sent from the accumulator 7.

만약 비축된 공기 압력이 충분할 경우, ECU(12)는 후단측 3상밸브(8)가 바이패스관(10)측을 폐쇄하고 솔레노이드 밸브(9)측이 개방되게 하는 신호와 솔레노이드밸브(9)가 개방되게 하는 신호를 동시에 발하여 어큐뮤레이터(7)에 비축된 압축공기가 노즐(11)을 통하여 분사되게 한다.If the stored air pressure is sufficient, the ECU 12 generates a signal and a solenoid valve 9 such that the rear three-phase valve 8 closes the bypass pipe 10 side and the solenoid valve 9 side opens. Simultaneously emits a signal for opening the compressed air to allow the compressed air stored in the accumulator 7 to be injected through the nozzle 11.

그 결과로 터어빈 휠(3)의 회전속도는 빨라지게 되어 블로어(4)를 통한 외부공기도 같이 증대되며, 이로 인해 연료공급량의 증가에 맞춰서 흡기량도 증대되기 때문에 불완연소가 생기지 않게 되는 것이다.As a result, the rotational speed of the turbine wheel 3 is increased to increase the external air through the blower 4, and thus the intake amount is also increased in accordance with the increase of the fuel supply so that incomplete combustion does not occur.

급가속시의 불완전연소는 일시적인 것이므로 ECU(12)는 소정시간, 예컨대 10-15초간 압축공기의 분사가 유지되게 지연시킨 다음, 솔레노이드밸브(9)를 폐쇄시켜서 정상운전으로 돌아가게 한다.Since the incomplete combustion at the time of rapid acceleration is temporary, the ECU 12 delays the injection of compressed air for a predetermined time, for example, 10-15 seconds, and then closes the solenoid valve 9 to return to normal operation.

한편, 어큐뮤레이터(7)에 비축된 압축공기의 압력이 부족한 경우에 ECU(12)는 컴프레서(5)에서 생성되는 압축공기가 전단측 3상밸브(6)-바이패스관(10)-후단측 3상밸브(8)를 경유하여 직접 솔레노이드밸브(9)를 거쳐 터어빈 휠(3)로 공급되도록 상기한 전 후단측 3상밸브(6)(8)를 작동 제어한다.On the other hand, in the case where the pressure of the compressed air stored in the accumulator 7 is insufficient, the ECU 12 causes the compressed air generated by the compressor 5 to have a front-side three-phase valve 6-bypass pipe 10- The above-mentioned front and rear three-phase valves 6 and 8 are operated to be supplied to the turbine wheel 3 via the solenoid valve 9 directly via the rear-side three-phase valve 8.

본 고안에서는 기관(1)의 저속회전은 흡 배기매니홀드측 압력센서(16)(17)와 RPM센서(15)에서 송출되는 신호를 ECU(12)가 연산 판독하여 인식하게 되며, 저속회전영역에서의 부하로 인해 과급량이 상대적으로 저하되거나 하면, 상술한 바와 같이 압축공기가 노즐(11)을 통해 터어빈 휠(3)로 분사되게 하여 이 터어빈 휠(3)의 회전속도를 증대시켜 과급량의 보상이 이루어지게 한다.In the present invention, the low speed rotation of the engine 1 causes the ECU 12 to calculate and recognize a signal transmitted from the intake exhaust pressure-side pressure sensors 16 and 17 and the RPM sensor 15, and to recognize the low speed rotation region. If the supercharge amount is relatively lowered due to the load in the air, the compressed air is injected into the turbine wheel 3 through the nozzle 11 as described above, thereby increasing the rotational speed of the turbine wheel 3 and increasing the Allow compensation.

제3도는 상술한 본 고안 시스템의 다른 실시예를 도시한다.3 shows another embodiment of the present invention system described above.

이 예에서는 차속감지센서(19)로부터 송출되는 신호까지 ECU(12)로 입력하여 신호처리되게 하는 한편, 압축공기도 터어빈 휠(3)과 블로어(4)로 나누어 동시에 공급할 수 있도록 2개의 노즐(11a)(11b)을 해당부위에 장착시킨 구성만이 다를 뿐 그외의 구성은 동일하다.In this example, the signal sent from the vehicle speed sensor 19 is inputted to the ECU 12 for signal processing, while the compressed air is divided into the turbine wheel 3 and the blower 4 so that two nozzles ( Only the configuration in which 11a) and 11b are mounted on the corresponding portion is different, and the other configurations are the same.

이 실시예에서 ECU(12)에 의한 압축공기의 공급 제어는 차속신호까지 제어인자로 채용하고 있어서 보다 정밀하게 제어할 수 있고, 또 압축공기를 터어빈 휠(3)과 블로어(4) 양측으로 공급해 주는 방식이므로 응답속도가 빨라지는 이점이 있다.In this embodiment, the control of the supply of compressed air by the ECU 12 is adopted as a control factor up to the vehicle speed signal, so that it can be controlled more precisely, and the compressed air is supplied to both the turbine wheel 3 and the blower 4. Because it is a giving method, the response speed is advantageous.

Claims

A compressor 5 arranged side by side in the normal engine 1 communicates with the accumulator 7 via the front-side three-phase valve 6, and the accumulator 7 has a compression stored therein. The air is communicated to inject air to the normal turbine wheel 3 via the rear stage three-phase valve 8, the solenoid valve 9 and the nozzle 11, and the front and rear three-phase valves 6 ( 8) the communication between the communication pipes 10 and the normal ECu 12, the conventional fuel supply sensor 14, RPM sensor 15, intake exhaust manifold pressure sensor 16, 17 And calculating the signal transmitted from the internal pressure sensor 18 of the accumulator 7, and controlling the opening and closing of the above-mentioned front and rear three-phase valves 6 and 8 and the solenoid valve 9 to open and close the compressor 5 The turbocharger control device configured to supply the compressed air generated in the) to a drive source for compensating the rotational speed of the turbine wheel (3).

2. The turbocharger control device according to claim 1, wherein the compressed air supplied through the solenoid valve (8) is divided into the turbine wheel (3) and the blower (4) so as to be injected simultaneously.