KR100301895B1 - Lubrication device and control method of turbo-charger for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량의 터보차져 윤활장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시동즉시 엔진오일이 터보차져로 신속히 공급될 수 있도록 하는 차량의 터보차져 윤활장치 및 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a turbocharger lubrication device and a control method for a vehicle, and more particularly, to a turbocharger lubrication device and a control method for a vehicle for allowing engine oil to be supplied to a turbocharger immediately after starting.
일반적으로 윤활장치는 차량의 엔진이나 트랜스밋션 등에는 마찰저항을 줄이기위해서 윤활유를 공급하는 장치로서 엔진의 피스톤이나 커넥팅 로드 그리고 크랭크축에 오일을 공급하는 경로를 살펴보면 다음과 같다.In general, the lubrication device is a device for supplying lubricating oil to reduce frictional resistance to the engine or transmission of the vehicle, and the path for supplying oil to the piston, the connecting rod and the crankshaft of the engine is as follows.
엔진의 하단부에 설치된 오일탱크에 충진된 오일이 오일 스트레이너에 의해 오일펌프에 공급되게 된다. 그러면 오일펌프의 펌핑 작용으로 오일필터와 오일쿨러를 통해서 피스톤와 커넥팅 로드 그리고 크랭크축에 공급되어짐과 아울러 캠과 캠축 그리고 실린더 헤드에 각각 공급되게 된다. 이렇게 피스톤, 커넥팅 로드, 크랭크축, 캠, 캠축, 실린더 헤드 등에 공급되었던 오일은 터보 차저를 통해서 다시 엔진의 저부에 설치된 오일탱크에 모아지게 된다.Oil filled in the oil tank installed at the lower end of the engine is supplied to the oil pump by the oil strainer. Then, the pumping action of the oil pump is supplied to the piston, the connecting rod and the crankshaft through the oil filter and the oil cooler, and to the cam, the camshaft and the cylinder head, respectively. The oil supplied to the piston, the connecting rod, the crankshaft, the cam, the camshaft and the cylinder head is collected through the turbocharger in the oil tank installed at the bottom of the engine.
이에따라 피스톤, 커넥팅 로드, 크랭크축, 캠, 캠축, 실린더 헤드 등의 마찰저항을 줄일 수 있는 것이다.Accordingly, friction resistance of piston, connecting rod, crankshaft, cam, camshaft, cylinder head, etc. can be reduced.
터보차져는 과급기의 한가지로 1개의 축 양 끝에 각도가 서로 다른 터빈을 설치하여 하우징의 한쪽은 흡기 다기관에 연결하고 다른 한쪽은 배기 다기관에 연결되어 엔진의 배기 행정에서 배기 가스가 배출되면서 배기쪽의 터빈을 회전시키면 흡입쪽의 임펠러도 회전되므로 임펠러 중심 부근의 공기는 원심력을 받아 외각으로 가속되어 디퓨저에 들어간다. 디퓨저는 공기통로의 면적이 크기 때문에 공기의 속도 에너지가 압력 에너지로 바뀌어 압축된 상태로 실린더에 공급되므로 체적 효율이 향상된다. 또한 배기 효율도 향상되어 배기 터빈 과급기라고도 부른다.The turbocharger is a supercharger that installs turbines with different angles at both ends of one shaft. One side of the housing is connected to the intake manifold, and the other side is connected to the exhaust manifold. Rotating the turbine also rotates the impeller on the suction side, so the air near the center of the impeller is subjected to centrifugal force and accelerated to the outside to enter the diffuser. Since the diffuser has a large air passage area, the air velocity energy is converted into pressure energy and supplied to the cylinder in a compressed state, thereby improving volumetric efficiency. In addition, the exhaust efficiency is also improved, also called an exhaust turbine supercharger.
도1은 일반적인 차량의 터보차져 윤활장치를 간략하게 나타낸 블록구성도이다.1 is a block diagram schematically showing a turbocharger lubricator of a typical vehicle.
윤활오일을 저장하는 오일팬(10)과, 오일팬(10)의 오일을 펌핑하기 위한 오일펌프(20)와, 오일을 냉각시키기 위한 오일쿨러(30)와, 오일에 함유된 불순물을 제거하고 터보차져(50)로 공급되는 오일필터(40)로 이루어진다.
위와 같은 터보차져(50) 윤활장치는 오일팬(10)에 저장된 오일을 오일펌프(20)에 의해 펌핑되어 오일쿨러(30)를 통과하면서 냉각되고 오일필터(40)를 거쳐 이물질이 제거된 다음 터보차져(50)로 공급되어 터보차져(50)의 터빈을 윤활시키게 된다.The
그런데 엔진을 장시간 정지했다가 시동을 걸게되면 엔진이 정지되어있는 동안 대부분의 오일이 오일팬(10)으로 드레인되어 엔진 시동초기에 오일쿨러(30)와 오일필터(40)에 오일이 채워진후 터보차져(50)로 공급되기 때문에 터보차져(50)로 오일이 도달하는 시간이 길어지게 되어 시동 초기에는 충분한 윤활유 없이 터보차져(50)가 작동되어 내구성에 문제가 발생하게 된다는 문제점이 있다.However, when the engine is stopped for a long time and started, most of the oil is drained into the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 장시간 엔진을 정지시킨 상태에서 시동을 걸 때 시동초기에도 터보차져로 윤활유가 공급되도록 하는 차량의 터보차져 윤활장치 및 제어방법을 제공함에 있다.The present invention was created to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a turbocharger lubricator and control of the vehicle so that the lubricating oil is supplied to the turbocharger even when the engine is started when the engine is stopped for a long time In providing a method.
도1은 일반적인 차량의 터보차져 윤활장치를 간략하게 도시한 블록구성도이다.1 is a block diagram schematically showing a turbocharger lubricator of a typical vehicle.
도2는 본 발명에 따른 차량의 터보차져 윤활장치를 간략하게 도시한 블록구성도이다.2 is a block diagram schematically showing a turbocharger lubrication apparatus for a vehicle according to the present invention.
도3은 도2의 절환수단을 구체적으로 나타낸 구성도이다.3 is a configuration diagram showing in detail the switching means of FIG.
도4는 본 발명에 따른 차량의 터보차져 윤활장치 제어방법을 단계적으로 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of controlling a turbocharger lubricator for a vehicle according to the present invention.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 --Explanation of symbols for the main parts of the drawings-
10 : 오일팬 20 : 오일펌프10: oil pan 20: oil pump
30 : 오일쿨러 40 : 오일필터30: oil cooler 40: oil filter
50 : 터보차져 60 : 절환수단50: turbocharger 60: switching means
70 : 제어부 72 : 릴레이70: control unit 72: relay
74 : 엑추에이터 76 : 제1밸브74: actuator 76: first valve
78 : 제2밸브 79 : 스프링78: second valve 79: spring
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 차량의 터보차져 윤활장치는 오일팬의 오일을 오일펌프에 의해 펌핑하여 오일쿨러와 오일필터를 통해 터보차져로 공급하는 차량의 터보차져 윤활장치에 있어서, 오일펌프에서 펌핑된 오일을 터보차져로 직접공급될 수 있도록 경로를 변경하는 절환수단과, 절환수단의 작동을 제어하며 시동초기상태를 판단하는 제어부를 더 포함하여 이루어진다.The turbocharger lubricator of a vehicle for realizing the above object is a turbocharger lubricator of a vehicle that pumps oil of an oil pan by an oil pump and supplies the oil to the turbocharger through an oil cooler and an oil filter. Switching means for changing the path so that the pumped oil can be supplied directly to the turbocharger, and a control unit for controlling the operation of the switching means and determines the initial starting state.
절환수단은 오일펌프와 오일쿨러간의 제1관로에서 터보차져로 분기되는 제2관로와, 제2관로를 단속하기 위한 제2밸브와, 제2밸브와 동축으로 연결되어 제1관로를 단속하는 제1밸브와, 제1밸브의 개폐를 작동하는 엑추에이터와, 제1밸브와 제2밸브를 원래상태로 복원시키기 위한 스프링과, 제어부에서 신호를 입력받아 엑추에이터로 공급되는 전원을 단속하기 위한 릴레이로 이루어진다.The switching means includes a second pipe branching from the first pipe line between the oil pump and the oil cooler to the turbocharger, a second valve for controlling the second pipe line, and a second valve coaxially connected with the second valve to control the first pipe line. It consists of a valve, an actuator for opening and closing the first valve, a spring for restoring the first valve and the second valve to its original state, and a relay for controlling the power supplied to the actuator by receiving a signal from the controller. .
그리고 차량의 터보차져 윤활장치 제어방법은 차량의 상태를 비교하는 단계와, 비교한 결과 시동이 걸려있지 않으면 종료되며 시동이 걸려 있을 경우에는 시동이 걸린 상태부터 시간을 카운트하는 단계와, 카운트한 시간(T)을 기준시간(T0)과 비교하는 단계와, 비교한 후 일정시간 보다 작을 경우에는 릴레이를 작동시키고 시간을 카운트하는 단계로 리턴되는 단계와, 비교한 결과 카운트한 시간(T)이 기준시간(T0)보다 작을 경우에는 릴레이의 작동을 중지시키고 종료되는 단계로 이루어진다.And the method of controlling the turbocharger lubricator of the vehicle is to compare the state of the vehicle, and as a result of the comparison, if the start is not started, and if the start is started, counting time from the start state and counting time Comparing (T) to the reference time (T 0 ), and if the comparison is less than a certain time, the step of returning to the step of operating the relay and counting time, and the time T counted as a result of the comparison If it is less than the reference time T 0 , the relay stops and ends.
상기와 같이 이루어진 본 발명은 엔진을 시동시키면 제어부에서 시동초기부터 시간을 측정하여 일정시간 동안 엑추에이터를 작동시켜 오일펌프에서 오일쿨러로 공급되는 제1관로를 차단하고 제2관로를 개방하여 오일팬에 저장된 오일이 오일펌프를 경유하여 바로 터보차져로 공급될 수 있도록 작동된다.According to the present invention made as described above, when the engine is started, the controller measures the time from the initial start of the controller to operate the actuator for a predetermined time to block the first pipe supplied from the oil pump to the oil cooler and open the second pipe to the oil pan. The stored oil is operated so that it can be supplied directly to the turbocharger via the oil pump.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이며 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 및 명칭을 사용한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the present embodiment is not intended to limit the scope of the present invention, but is presented by way of example only and the same parts as in the conventional configuration using the same reference numerals and names.
도2는 본 발명에 따른 실시예로서 차량의 터보차져 윤활장치를 개략적으로 도시한 블록구성도이다.Figure 2 is a block diagram schematically showing a turbocharger lubricator of a vehicle as an embodiment according to the present invention.
도2에 도시된 바와 같이 윤활오일을 저장하는 오일팬(10)과, 오일팬(10)의 오일을 펌핑하기 위한 오일펌프(20)와, 오일을 냉각시키기 위한 오일쿨러(30)와, 오일에 함유된 불순물을 제거하고 터보차져(50)로 공급되는 오일필터(40)와, 오일펌프(20)에서 펌핑된 오일을 터보차져(50)로 직접공급될 수 있도록 경로를 변경하는 절환수단(60)과, 절환수단(60)의 작동을 제어하며 시동초기상태를 판단하는 제어부(70)로 이루어진다.As shown in FIG. 2, an
또한 도3은 도2의 절환수단(60)을 상세하게 도시한 도면으로서 도3에 도시된 바와 같이 오일펌프(20)와 오일쿨러(30)간의 제1관로(73)에서 터보차져(50)로 분기되는 제2관로(75)와, 제2관로(75)를 단속하기 위한 제2밸브(78)와, 제2밸브(78)와 동축으로 연결되어 제1관로(73)를 단속하는 제1밸브(76)와, 제1밸브(76)의 개폐를 작동하는 엑추에이터(74)와, 제1밸브(76)와 제2밸브(78)를 원래상태로 복원시키기 위한 스프링(79)과, 제어부(70)에서 신호를 입력받아 엑추에이터(74)로 공급되는 전원을 단속하기 위한 릴레이(72)로 이루어진다.3 is a view showing the switching means 60 of FIG. 2 in detail, as shown in FIG. 3, the
위와 같이 이루어진 본 실시예의 작동을 설명하기 위해 도4의 차량의 터보차져 윤활장치의 작동순서를 도시한 흐름도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.In order to explain the operation of the present embodiment made as described above with reference to the flowchart showing the operation sequence of the turbocharger lubricator of the vehicle of Figure 4 as follows.
먼저 차량의 상태를 비교하게 된다(S10). 이때 시동이 걸려있지 않으면 종료되며 시동이 걸려 있을 경우에는 시동이 걸린 상태부터 시간을 카운트한다(S20). 그리고 카운트한 시간(T)을 기준시간(T0)과 비교한다(S30). 비교한 후 일정시간 보다 작을 경우에는 릴레이(72)를 작동시키고 시간을 카운트하는 단계(S20)로 리턴된다(S40).First, the state of the vehicle is compared (S10). At this time, if the start is not hung, it ends and if the start is hung, the time is counted from the start state (S20). The counted time T is compared with the reference time T 0 (S30). If the comparison time is smaller than a predetermined time, the
릴레이(72)가 작동되면 배터리의 전원이 엑추에이터(74)로 공급되면서 제1밸브(76)가 밀리면서 제1관로(73)가 차단된다. 그러면 제1밸브(76)와 동축에 연결된 제2밸브(78)도 함께 밀려 제2밸브(78)가 차단하고 있던 제2관로(75)가 열리게 된다. 따라서 오일펌프(20)에서 펌핑된 오일이 제1관로(73)를 따라 오일쿨러(30)로 공급되지 못하고 제2관로(75)를 따라 바로 터보차져(50)로 공급된다.When the
그러나 카운트한 시간(T)이 기준시간(T0)보다 작을 경우에는 릴레이(72)의 작동을 중지시키고 종료된다(S50).However, when the counted time T is smaller than the reference time T 0 , the operation of the
릴레이(72)의 작동이 중지되면 엑추에이터(74)로 공급되는 전원이 차단되어 엑추에이터(74)가 밀고 있던 제1밸브(76)와 제2밸브(78)는 스프링(79)의 복원력에 의해 원래 상태의 위치 즉, 제2관로(75)는 제2밸브(78)에 의해 차단되고 제1관로(73)를 제1밸브(76)가 원상태로 이동하면서 열리게 된다.When the operation of the
위와 같이 시동을 건 직후 일정시간 약 10초동안 오일펌프(20)에 의해 펌핑된 오일이 곧바로 터보차져(50)로 공급되도록 제2관로(75)를 오픈하고 일정시간 후 다시 제2관로(75)를 차단하고 제1관로(73)를 오픈하여 오일쿨러(30)와 오일필터(40)를 경유하여 터보차져(50)로 공급되도록 한다.Immediately after the start, the
상기한 바와 같이 본 발명은 차량의 시동초기에 터보차져까지 오일이 도달하는 시간을 단축시키기 위해 제어부에서 일정시간을 측정하여 오일펌프에서 펌핑되는 오일을 곧바로 터보차져로 공급되도록 관로를 절환하도록 작동됨으로서 시동초기 윤활유를 신속히 공급할 수 있어 내구성이 향상된다는 이점이 있다.As described above, the present invention operates to switch the pipeline so that the oil pumped from the oil pump is directly supplied to the turbocharger by measuring a predetermined time in the control unit to shorten the time that the oil reaches the turbocharger at the beginning of the vehicle. Since the initial lubricating oil can be supplied quickly, the durability is improved.
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