KR100298748B1 - 전자제어식엔진 - Google Patents

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이계안
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Abstract

본 발명의 목적은 실제적으로 엔진 성능에 지대한 영향을 미치는 터보 차져 및 인터쿨러의 고장 진단을 가능케 하여 이들의 고장으로 야기되는 제반 문제점들을 사전에 방지할 수 있는 전자제어식 엔진을 제공한다.
본 발명에 따른 전자제어식 엔진은 흡기 매니폴드에 장착된 맵 센서의 감지신호로 연료량을 제어하고, 배기 매니폴드로 배출되는 배기가스의 배출력으로 터보 차져를 구동시켜 인터쿨러로 외기를 보내어 이 인터쿨러에서 고온 저밀도의 흡기를 저온 고밀도의 흡기로 변환시켜 흡기 매니폴드로 공급하도록 구성되며, 상기 터보차져의 웨스트 게이트 액츄에이터 고장시 발생되는 오버-부스팅을 감지하여 전자제어유닛(ECU)으로 그 감지신호를 인가시키는 감지수단; 상기 감지수단의 감지신호를 받은 전자제어유닛(ECU)의 제어에 의하여 오버-부스팅된 공기를 외기로 배출시켜 터보챠저를 보호케 하도록 터보챠저의 후방에 장착되는 액츄에이터; 상기 감지수단의 감지신호를 받은 전자제어유닛(ECU)의 제어에 의하여 운전자가 터보차져의 고장을 인지할 수 있도록 경고하는 경고수단을 포함하여 구성된다.

Description

전자제어식 엔진
본 발명은 전자제어식 엔진에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진 성능에 영향을 미치는 터보차져 및 인터쿨러의 고장을 진단하는 전자제어식 엔진에 관한 것이다.
일반적으로 엔진의 효율을 증대시키기 위하여 터보챠저를 적용하는 엔진이 있다. 이러한 엔진의 터보차져는 통상적으로 배기가스를 동력원으로 외기를 압축하여 흡기장치로 공급한다.
이 때, 압축되는 공기는 온도가 상승되어 밀도가 낮아지게 되므로, 이를 냉각시켜 저온 고밀도의 흡기를 공급할 수 있도록 터보챠저와 흡기장치 사이에 인터쿨러를 설치한다.
즉, 인터쿨러(51)는 도 3에 도시된 바와 같이, 엔진(53)의 배기 매니폴드(55)로 배출되는 배기가스의 배출력으로 구동되는 터보차져(57)에서 압축 공급되는 외기를 저온 고밀도로 냉각 압축시켜 흡기 매니폴드(59)를 통하여 공급하도록 구성 및 설치된다.
이와 같이 공급되는 흡기에 상응하는 연료를 공급 분사하기 위하여 흡기 매니폴드(59)의 내측에 맵 센서(61)를 설치한다.
그러나 상기와 같은 전자제어식 엔진은 맵 센서로 부스트 압력을 측정하여 터보차져의 응답성에 연료를 제어하여 스모크 상승을 억제하는 등 자체적으로 자기진단 기능을 가지고 있으나, 실제적으로 엔진 성능에 큰 영향을 끼치는 터보챠저 및 인터쿨러의 고장을 진단하는 기능이 없기 때문에 터보챠저 및 인터쿨러 고장에 따른 제반 문제점들을 야기시킬 우려가 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 우려를 사전에 방지하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 실제적으로 엔진 성능에 지대한 영향을 미치는 터보차져 및 인터쿨러의 고장 진단을 가능케 하여 이들의 고장으로 야기되는 제반 문제점들을 사전에 방지할 수 있는 전자제어식 엔진을 제공한다.
이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 전자제어식 엔진은 흡기 매니폴드에 장착된 맵 센서의 감지신호로 연료량을 제어하고, 배기 매니폴드로 배출되는 배기가스의 배출력으로 터보차져를 구동시켜 인터쿨러로 외기를 보내어 이 인터쿨러에서 고온 저밀도의 흡기를 저온 고밀도의 흡기로 변환시켜 흡기 매니폴드로 공급하며; 상기 터보챠저의 웨스트 게이트 액츄에이터 고장시 발생되는 오버-부스팅을 감지하여 전자제어유닛(ECU)으로 그 감지신호를 인가시키는 감지수단; 상기 감지수단의 감지신호를 받은 전자제어유닛(ECU)의 제어에 의하여 오버-부스팅된 공기를 외기로 배출시켜 터보챠저를 보호케 하도록 터보챠저의 후방에 장착되는 액츄에이터; 상기 감지수단의 감지신호를 받은 전자제어유닛(ECU)의 제어에 의하여 운전자가 터보차져의 고장을 인지할 수 있도록 경고하는 경고수단을 포함한다.
상술한 바와 같이 구성되는 전자제어식 엔진은 감지수단의 감지신호를 받은 전자제어유닛(ECU)이 터보차져의 고장 여부를 판단하여 액츄에이터를 작동시켜 오버-부스팅된 공기를 외기로 배출시키고, 경고수단을 작동시켜 운전자에게 터보챠저의 상태를 주지시킨다.
이하 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명에 관련하는 전자제어식 엔진의 구성도,
제2도는 본 발명에 관련하는 전자제어식 엔진을 제어하는 블록도,
제3도는 종래 기술에 관련하는 전자제어식 엔진의 구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 엔진 3 : 터보차져
5 : 인터쿨러 7 : 흡기 매니폴드
9, 11 : 맵 센서 10 : 배기 매니폴드
13 : 솔레노이드 밸브 15 : 경고등
도 1은 본 발명에 관련하는 전자제어식 엔진의 구성도로서, 이 엔진(1)은 이의 성능에 지대한 영향을 미치는 터보챠저(3)와 인터쿨러(5)의 고장 진단 기능을 구비한다.
즉, 엔진(1)은 흡기를 안내하는 흡기 매니폴드(7)에 이를 경유하는 흡기의 압력을 감지하여 연료량을 제어케 하는 맵 센서(9)를 구비하고, 이 맵 센서(9)는 그 감지신호를 전자제어유닛(ECU)에 인가시킬 수 있도록 전기적으로 연결된다.
그리고 상기한 터보차져(3)는 배기 매니폴드(10)로 배출되는 배기가스의 배출력을 이용하여 구동될 수 있도록 배기 매니폴드(10)측에 장착된다. 이러한 터보 차져(3)는 외기를 고온 저밀도의 상태로 변환시켜 인터쿨러(5)로 보낼 수 있도록 연결된다.
또 인터쿨러(5)는 터보차져(3)로부터 공급되는 고온 저밀도의 흡기를 냉각시켜, 저온 고밀도의 흡기로 변환시켜 흡기 매니폴드(7)로 공급할 수 있도록 흡기 매니폴드(7)에 연결된다.
한편 상기와 같이 구성되는 엔진(1)의 터보차져(3)와 인터쿨러(5)사이에는 터보챠저(3)의 웨스트 게이트 액츄에이터(미도시)가 고장되었을 때 발생될 수 있는 오버-부스팅을 감지하는 감지수단이 구비된다.
이러한 감지수단에는 여러 가지가 있을 수 있으며, 오버-부스팅이 아닌 다른 것을 감지하여 터보차져(3)의 고장을 감지할 수도 있으나, 본 구성에서는 오버-부스팅을 감지하는 다른 맵 센서(11)를 예시하며, 이 또한 도 2에 도시된 바와 같이, 전자제어유닛(ECU)에 그 감지신호를 인가시킬 수 있도록 전기적으로 연결된다.
상기 맵 센서(11)의 감지신호를 받은 전자제어유닛(ECU)의 제어로 오버-부스팅된 공기를 외기로 배출시켜 터보챠저를 보호할 수 있도록 터보챠저(3)의 후방에는 액츄에이터가 장착된다.
이 액츄에이터는 터보차져(3)와 인터쿨러(5)사이서 오버-부스팅된 공기를 배출시킬 수 있도록 구성되는 것으로서, 본 구성에서는 솔레노이드 밸브(13)로 구성되는 것을 예시한다.
상기와 같이 오버-부스팅된 공기를 배출시켜 터보차져(3)를 보호함과 동시에 맵 센서(11)의 감지신호를 받은 전자제어유닛(ECU)의 제어로 운전자에게 터보차져(3)의 고장을 인지시킬 수 있도록 경고수단이 전자제어유닛(ECU)에 전기적으로 연결 구비된다.
이 경고수단은 운전자에게 터보차져(3)의 고장을 주지시키는 것으로, 운전자가 볼 수 있는 곳에 설치함이 바람직하고, 이러한 기능을 할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 무관하다. 따라서 본 구성에서는 운전자의 시각을 통하여 그 사실을 주지시키기 위한 것으로, 운전석 주위에 구비된 경고등(l5)을 예시한다.
상술한 바와 같이 구성된 전자제어식 엔진을 기동시키면, 통상의 내연기관과 같이 구동되어 동력을 발생시키며, 맵 센서(9,11)는 그 감지신호를 전자제어유닛(ECU)에 인가시킨다.
그리고 터보차져(3)가 구동되어 외기를 인터쿨러(5)로 보내어 저온 고밀도의 흡기는 흡기 매니폴드(7)로 공급하여 엔진(1)의 성능을 향상시킨다.
이 때 맵 센서(9)의 감지신호를 받는 전자제어유닛(ECU)은 종래에서와 같이 연료량 제어에 필요한 데이터를 얻는다.
그리고 다른 맵 센서(11)로부터 인가되는 감지신호로 전자제어유닛(ECU)은 터보차져(3)의 고장 여부(여기서는 오버-부스팅으로)를 판단하게 되며, 고장이란 판단을 내리게 되면, 전자제어유닛(ECU)은 솔레노이드 밸브(13)를 작동시킨다.
이 솔레노이드 밸브(13)의 작동으로 오버-부스팅된 공기는 외기로 배출되므로 터보차져(3)와 엔진(1)을 보호하게 된다.
한편 맵 센서(9,11)의 감지신호를 받은 전자제어유닛(ECU)은 두 개의 맵 센서(11,9)의 압력 차이와 다른 맵 센서(11)의 압력간의 비를 절대치로 계산하여, 인터쿨러(5) 전후의 압력 강하율을 계산한다.
이 압력 강하율의 계산으로 인터쿨러(5)의 누기(漏氣)를 감지하여 이의 고장을 진단한다. 이 인터쿨러(5)의 고장 진단을 운전자에게 주지시키기 위하여 별도의 경고수단을 구비하거나 상기 경고등(15)을 쓸 수도 있다. 본 구성에서는 상기 경고등(15)을 같이 사용하는 것으로 하고 생략한다.
한편 상기 흡기 매니폴드(7)에 장착된 맵 센서(9)가 고장나면 터보차져(3) 후방에 설치된 맵 센서(11)의 감지신호로 연료량 제어를 위한 데이터로 사용할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전자제어식 엔진은 감지수단의 감지신호로 전자제어유닛(ECU)이 터보차져의 고장 여부를 판단하고, 액츄에이터를 작동시켜 오버-부스팅된 공기를 외기로 배출시키므로 오버-부스팅된 공기로부터 터보차져를 보호할 수 있고, 경고수단을 작동시켜 운전자에게 터보차져의 상태를 주지시키므로 이의 고장으로 야기될 수 있는 제반 문제점들을 방지할 수 있다.
그리고 본 발명의 전자제어식 엔진은 흡기 매니폴드에 장착된 맵센서와 터보 차져 후방에 장착된 감지수단으로 인터쿨러 전후의 압력 강하율을 전자제어유닛(ECU)이 계산하므로 인터쿨러의 누기(漏氣) 및 고장 진단을 실현할 수 있다.

Claims (4)

  1. 흡기 매니폴드에 장착된 맵 센서의 감지신호로 연료량을 제어하고, 배기 매니폴드로 배출되는 배기가스의 배출력으로 터보차져를 구동시켜 인터쿨러로 외기를 보내어 이 인터쿨러에서 고온 저밀도의 흡기를 저온 고밀도의 흡기로 변환시켜 흡기 매니폴드로 공급하는 전자제어식 엔진에 있어서, 상기 터보챠저의 웨스트 게이트 액츄에이터 고장시 발생되는 오버-부스팅을 감지하여 전자제어유닛(ECU)으로 그 감지신호를 인가시키는 감지수단; 상기 감지수단의 감지신호를 받은 전자제어유닛(ECU)의 제어에 의하여 오버-부스팅된 공기를 외기로 배출시켜 터보챠저를 보호케 하도록 터보챠저의 후방에 장착되는 액츄에이터; 상기 감지수단의 감지신호를 받은 전자제어유닛(ECU)의 제어에 의하여 운전자가 터보차져의 고장을 인지할 수 있도록 경고하는 경고수단을 포함하는 전자제어식 엔진.
  2. 청구항 1에 있어서, 감지수단은 터보차져와 인터쿨러 사이의 압력을 감지하는 맵 센서로 구성됨을 특징으로 하는 전자제어식 엔진.
  3. 청구항 1에 있어서, 액츄에이터는 터보차져와 인터쿨러 사이에 장착되어 솔레노이드 밸브로 구성됨을 특징으로 하는 전자제어식 엔진.
  4. 청구항 1에 있어서, 경고수단은 운전석 주위에 장착된 경고등으로 구성됨을 특징으로 하는 전자제어식 엔진.
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