KR100290398B1 - 터보챠저제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 아이들 영역에서 엔진 작동에 불필요한 배기 배압을 제거하여 연료 소비량을 저감시키고, 고속 영역에서는 흡기 매니폴드측 부스트 압력을 저하시켜 엔진 내구력을 향상시키는 터보 챠저 제어 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 터보 챠저 제어 장치는 엔진의 배기 매니폴드에 설치되어, 이쪽으로 배출되는 배기 가스에 의하여 작동되어 흡기 매니폴드에 공기를 충진 공급하도록 구성 및 연결되는 터보 챠저;

상기 터보 챠저의 회전 속도를 조절하도록 배기 매니폴드측 부스트 압력에 의하여 포핏을 제어하여 배기 가스의 바이패스양을 조절케 하는 액츄에이터;

상기 액츄에이터가 아이들 및 고속 영역에 따라 제어되도록 엔진 스피드, 엔진 부하, 흡기 매니폴드 부스트 압력의 감지신호를 받은 전자제어유닛(ECU)에 의하여 제어되도록 상기 액츄에이터에 관로로 연결되는 진공펌프;

상기 배기 매니폴드의 배기 배압이 상기 관로를 통하여 상기 액츄에이터에 작용하도록 배기 매니폴드와 상기 관로를 연결하는 배압 컨트롤 밸브를 포함하여 구성된다.

Description

터보 챠저 제어 장치(turbocharger control system)

본 발명은 터보 챠저가 장착되는 엔진에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 구동상태(아이들 및 고속 영역일 때)에 따라 자동으로 터보 챠저의 속도를 조절하는 터보 챠저 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 엔진에는 흡입되는 공기의 충진 효율을 증대시키기 위하여 배기 가스에 의하여 작동되어 흡기를 과급시키는 터보 챠저가 사용된다.

이러한 터보 챠저는 배기 가스에 의하여 구동되는 터어빈 휠과 이에 샤프트로 연결되어 같이 회전하면서 흡기를 충진 공급하는 컴프레서 휠을 구비한다.

상기와 같은 터보 챠저의 제어 장치는 터어빈 휠측에 설치된 부스트 압력 센서로부터 공급되는 부스트 압력에 의하여 액츄에이터가 작동되어, 컴프레서 휠측에 구비되어 배기 가스를 바이패스시키는 포핏을 제어하도록 구성된다.

그러나 상기와 같은 터보 챠저 제어 장치는 단순히 배기 매니폴드측 부스트 압력에 의해서만 액츄에이터를 작동시켜 터보 챠저를 제어하기 때문에;

실제 엔진 작동에 필요없는 배기 배압이 증가하는 아이들 영역에서는 연료 소비량을 증대시키고;

고속 영역에서는 흡기 매니폴드측 부스트 압력보다 높은 압력이 실린더로 가해져 엔진 내구력을 저하시키는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 단점을 해소하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 아이들 영역에서 엔진 작동에 불필요한 배기 배압을 제거하여 연료 소비량을 저감시키고, 고속 영역에서는 흡기 매니폴드측 부스트 압력을 저하시켜 엔진 내구력을 향상시키는 터보 챠저 제어 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 관련하는 터보 챠저 제어 장치의 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1:엔진 3:배기 매니폴드 5:터보 챠저 7:흡기 매니폴드 11진공펌프 13:배압 컨트롤 밸브 15,17:관로 a:엔진 스피드 b:엔진 부하 c:흡기 매니폴드 부스트 압력

이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 터보 챠저 제어 장치는 엔진의 배기 매니폴드에 설치되어, 이쪽으로 배출되는 배기 가스에 의하여 작동되어 흡기 매니폴드에 공기를 충진 공급하도록 구성 및 연결되는 터보 챠저;

상기 터보 챠저의 회전 속도를 조절하도록 배기 매니폴드측 부스트 압력에 의하여 포핏을 제어하여 배기 가스의 바이패스양을 조절케 하는 액츄에이터;

상기 액츄에이터가 아이들 및 고속 영역에 따라 제어되도록 엔진 스피드, 엔진 부하, 흡기 매니폴드 부스트 압력의 감지신호를 받은 전자제어유닛(ECU)에 의하여 제어되도록 상기 액츄에이터에 관로로 연결되는 진공펌프;

상기 배기 매니폴드의 배기 배압이 상기 관로를 통하여 상기 액츄에이터에 작용하도록 배기 매니폴드와 상기 관로를 연결하는 배압 컨트롤 밸브를 포함한다.

상술한 바와 같이 구성되는 터보 챠저 제어 장치는 아이들 영역에서 배압 컨트롤 밸브가 작동되어 배기 배압으로 액츄에이터를 제어하고, 고속 영역에서 엔진 스피드, 엔진 부하, 흡기 매니폴드 부스트 압력의 감지신호를 받은 전자제어유닛(ECU)이 진공펌프를 작동시켜 액츄에이터를 제어한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 관련하는 터보 챠저 제어 장치의 구성도로서, 엔진(1)의 배기 매니폴드(3)로 배출되는 배기 가스로 터보 챠저(5)를 구동시켜 흡기 매니폴드(7)에 공기를 충진 공급할 수 있도록 구성된다.

이러한 터보 챠저(5)는 엔진(1)의 구동 상태에 따라 회전 속도가 조절될 수 있도록 이를 제어하는 액츄에이터(9)에 연결된다.

이 액츄에이터(9)는 배기 매니폴드(3)측에 설치되는 부스트 압력 센서(미도시)로부터 공급되는 부스트 압력에 의하여 포핏(미도시)을 제어하여 배기 가스의 바이패스양을 조절하도록 구성 및 연결된다.

그리고 이 액츄에이터(9)는 엔진(1)의 구동상태에 따라 재제어 가능토록 진공펌프(11)와 배압 컨트롤 밸브(13)의 제어압이 작용하도록 관로(15)로 연결된다.

상기 진공펌프(11)는 엔진 스피드(a), 엔진 부하(b) 및 흡기 매니폴드 부스트 압력(c)에 따라 작동되어 상기 관로(15)에 진공압을 작용시키도록, 상기 요소들의 감지신호를 받은 전자제어유닛(ECU)에 의하여 제어되도록 연결된다.

그리고 배기 매니폴드(3)의 배기 배압이 일정압 이상일 경우(아이들 영역) 그 배기 배압으로 액츄에이터(9)를 구동시키도록 배기 매니폴드(3)는 관로(17)에 설치되는 배압 컨트롤 밸브(13)로 관로(15)에 연결된다.

이 배압 컨트롤 밸브(13)는 배기 매니폴드(3)의 배기 배압을 액츄에이터(9)에 작용시킬 수 있도록 체크 밸브로 구성된다.

상술한 바와 같이 구성되는 터보 챠저 제어 장치를 구비한 엔진(1)을 기동시키면, 에어 크리너(19)로 흡입되는 공기는 흡기 매니폴드(7)로 흡입되어 엔진(1)에서 연료와 함께 연소되어 배기 매니폴드(3)로 배출되면서 동력을 발생시키게 한다.

이때 엔진(1)의 구동이 아이들 영역일 경우에는 배기 매니폴드(3)로 배출되는 배기 배압이 상승하게 되는 데, 이 배기 배압은 가상선 화살표와 같이, 관로(17)로 연결되는 배압 컨트롤 밸브(13)를 작동시키고, 이에 연결되는 관로(15)를 통하여 액츄에이터(9)로 공급되어 이를 작동시킨다.

따라서 액츄에이터(9)는 포핏의 개도를 증대시켜 터보 챠저(5)의 회전 속도를 저감시키고, 이에 따라 엔진(1)의 회전 속도를 저감시켜 연료 소비를 저감시킨다.

한편 엔진(1)의 구동이 고속 영역일 경우에는 엔진 스피드(a)와 엔진 부하(b) 및 흡기 매니폴드 부스트 압력(c)에 따라 전자제어유닛(ECU)이 진공펌프(11)를 구동시킨다.

따라서 진공펌프(11)에서 발생된 진공압은 실선 화살표와 같이 관로(15)를 통하여 액츄에이터(9)로 공급되어 이를 작동시킨다.

상기 액츄에이터(9)는 포핏의 개도를 증대시켜 터보 챠저(5)의 회전 속도를 저감시켜 흡기 매니폴드(7)측이 일정한 부스트 압력을 갖게 한다.

따라서 본 실시예의 터보 챠저 제어 장치는 엔진 아이들 영역에서 연료 소비를 저감시키고, 고속 영역에서 엔진(1)의 실린더에 높은 부스트 압력이 작용하는 것을 방지하여 엔진(1)의 내구성을 향상시킨다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 터보 챠저 제어 장치는 아이들 영역에서 배압 컨트롤 밸브가 작동되어 배기 배압으로 액츄에이터를 제어하고, 고속 영역에서 엔진 스피드, 엔진 부하, 흡기 매니폴드 부스트 압력의 감지신호를 받은 전자제어유닛(ECU)이 진공펌프를 작동시켜 액츄에이터를 제어하므로;

아이들 영역에서 엔진 작동에 불필요한 배기 배압을 제거하여 연료 소비량을 저감시키고, 고속 영역에서 흡기 매니폴드측 부스트 압력을 저하시켜 엔진 내구력을 향상시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 엔진의 배기 매니폴드에 설치되어, 이쪽으로 배출되는 배기 가스에 의하여 작동되어 흡기 매니폴드에 공기를 충진 공급하도록 구성 및 연결되는 터보 챠저;

   상기 터보 챠저의 회전 속도를 조절하도록 배기 매니폴드측 부스트 압력에 의하여 포핏을 제어하여 배기 가스의 바이패스양을 조절케 하는 액츄에이터;

   상기 액츄에이터가 아이들 및 고속 영역에 따라 제어되도록 엔진 스피드, 엔진 부하, 흡기 매니폴드 부스트 압력의 감지신호를 받은 전자제어유닛(ECU)에 의하여 제어되도록 상기 액츄에이터에 관로로 연결되는 진공펌프;

   상기 배기 매니폴드의 배기 배압이 상기 관로를 통하여 상기 액츄에이터에 작용하도록 배기 매니폴드와 상기 관로를 연결하는 배압 컨트롤 밸브를 포함하는 터보 챠저 제어 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 배압 컨트롤 밸브는 배기 매니폴드의 배기 배압이 일정압 이상일 경우에 이 배기 배압을 액츄에이터에 작용시킬 수 있도록 구성되는 체크 밸브로 구성됨을 특징으로 하는 터보 챠저 제어 장치.

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