KR100337334B1 - 내연기관의 블로오버 발생 방지 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연기관의 블로오버 현상의 발생을 사전에 예방할 수 있도록 하기 위하여,

엔진의 회전수와 실린더 블록의 크랭크실 내부의 압력값을 감지하는 감지수단과; 상기 감지수단으로부터 엔진의 회전수를 검출하고, 이 회전수로부터 블로오버 현상의 발생이 가능한 크랭크실내의 한계압력값을 설정한 후에, 이 한계압력값과 현재 크랭크실 내부의 압력값을 비교하여 연료분사량을 제어하고 운전자에게 경고하는 제어수단과; 상기 제어수단의 제어작동에 따라 연소실내로 분사하는 연료량 및 분사시기가 제어되는 인젝터와; 상기 제어수단의 제어작동에 따라 운전자에게 블로오버현상의 발생을 미연에 경고하도록 점등되는 경고등;을 포함하는 내연기관의 블로오버 현상 발생 방지 장치 및 방법을 제공한다.

Description

내연기관의 블로오버 발생 방지 장치 및 방법{A BLOW-OVER PREVENTING APPRATUS AND METHOD OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES}

본 발명은 내연기관의 블로오버 발생 방지 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 크랭크실의 내부 압력을 감지하여 이상 고압이라고 판단시에 연료의 분사량을 제어함으로써 블로오버 현상의 발생을 미연에 방지할 수 있는 내연기관의 블로오버 발생 방지 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 내연기관은 실린더 헤드를 통하여 유입되는 공기와 연료의 혼합기를 연소실에서 연소시켜, 이 폭발력으로 실린더 블록 내의 크랭크축을 회전시킴으로써 동력을 발생시키는 기관으로서, 그 내구성 유지와 작동의 원활성을 위하여 기관 내 소정의 부위를 엔진 오일이 순환하도록 하는 윤활 구조가 갖춰져 있다.

이와 같은 내연기관의 윤활을 위하여 실린더 헤드 측으로 공급되는 엔진 오일은 실린더 블록과 실린더 헤드 사이에 설치된 오일 통로를 통하여 실린더 블록측으로 하강하게 되는데, 이 때 특정 운전 조건에 있어서, 실린더 헤드로 공급되는 오일량에 비하여 오일 통로를 통하여 실린더 블록측으로 드레인되는 양이 불충분하면, 실린더 헤드에 엔진 오일의 점진적으로 축적되게 되고, 이에 따라 엔진의 흡기 계통으로 연결된 브리드 호스를 통하여 엔진 오일이 흡기 계통으로 과도하게 유출되는 현상이 발생하는데 이를 블로오버(blow-over)라 한다.

상기한 바와 같은 블로오버가 발생하게 되면, 엔진 오일이 흡기 계통을 통하여 연소실에 유입되게 되며, 이는 연료량을 증가시키는 것과 동일한 효과를 발생시켜 차속이 운전자의 의도를 벗어나서 증가하고, 시동 키를 오프(off)하더라도 엔진이 정지하지 않으며, 연소실이 과열되어 엔진의 손상을 초래할 수도 있다.

이와 같은 내연기관의 블로오버 발생을 방지하기 위하여, 종래에는, 블로오버에 의하여 브리더 호스로 오일이 과도하게 유입시 브리더 호스 내의 온도가 상승하는 점에 착안하여, 브리더 호스측에 온도 센서를 장착하고, 이 온도 센서에 의해 검출된 브리더 호스내의 온도가 한계 온도 이상이라고 판단되면, 인젝터에 의한 연료 분사량을 감소시켜 연료가 과다하게 연소실로 분사되는 것을 막도록 하는 방법이 이용되었다.

그런데 상기와 같이 브리더 호스내의 온도를 검출하여 연료의 분사량을 감소하는 경우에는, 이미 브리더 호스를 통하여 상당량의 오일이 연소실내로 유입된 이후에 비로소 연료 분사량의 제어 작동이 이루어지게 되므로 일단 블로오버 현상이 발생된 후에 이를 방지하도록 작동이 이루어지는 문제점이 있었다.

블로오버 현상이 일단 발생하기만 하면 엔진 출력이 급상승하게 되고, 이에 따라 운전자는 자제력을 상승하여 엔진에 대한 제동이 어려워질 수 있으므로 이와 같은 블로오버 현상이 발생하지 않도록 사전에 예방하는 것이 중요하다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 내연기관의 블로오버 현상의 발생을 사전에 예방할 수 있도록 하는 내연기관의 블로오버 발생 방지 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 의한 블로오버 발생 방지 장치의 구성 블록도,

도 2는 본 발명에 의한 블로오버 발생 방지 방법의 순서도,

도 3은 본 발명의 크랭크실 한계 압력값의 설정 선도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

12 : RPM센서 14 : 압력 센서

16 : 전자제어유닛 18 : 인젝터

20 : 경고등

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 내연기관의 블로오버 발생 방지 장치는,

엔진의 회전수와 실린더 블록의 크랭크실 내부의 압력값을 감지하는 감지수단과; 상기 감지수단으로부터 엔진의 회전수를 검출하고, 이 회전수로부터 블로오버 현상의 발생이 가능한 크랭크실내의 한계압력값을 설정한 후에, 이 한계압력값과 현재 크랭크실 내부의 압력값을 비교하여 연료분사량을 제어하고 운전자에게 경고하는 제어수단과; 상기 제어수단의 제어작동에 따라 연소실내로 분사하는 연료량 및 분사시기가 제어되는 인젝터와; 상기 제어수단의 제어작동에 따라 운전자에게블로오버현상의 발생을 미연에 경고하도록 점등되는 경고등;을 포함한다.

한편, 본 발명의 다른 특징에 따른 내연기관의 블로오버 발생 방지 방법은,

(a) 크랭크실의 현재 압력값(Po)을 검출하는 단계와; (b) 엔진의 회전수를 검출하는 단계와; (c) 상기 (b)단계에서 검출한 엔진의 회전수에 따라 블로오버 현상의 발생이 가능한 크랭크실의 한계 압력값(Pi)을 설정하는 단계와; (d) 상기 (a)단계에서 검출한 크랭크실의 현재 압력값(Po)과 상기 (c)단계에서 설정한 크랭크실의 한계 압력값(Pi)을 비교하는 단계와; (e) 상기 (d)단계에서 크랭크실의 현재 압력값(Po)이 크랭크실의 한계 압력값(Pi)보다 큰 경우에는 크랭크실내의 압력값을 낮춰 블로오버 현상의 발생을 막을 수 있도록 인젝터의 연료량 및 분사시기를 제어하여 비상작동시키고, 운전자에게 블로오버 현상이 발생할 가능성이 높음을 경고하는 경고등을 점등하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

내연기관에 있어서 블로오버 현상은 블로바이 가스량의 증대시, 실린더 헤드측 오일 공급량의 증대시, 오일팬 내 주입 오일량의 증대시, 실린더 헤드로부터 실린더 블록으로 엔진 오일을 드레인시키는 오일 통로의 드레인 면적의 감소시에 그 발생 가능성이 높다. 특히, 블로오버가 발생되기 직전에는 실린더 헤드내의 오일량이 점진적으로 축적되면서 실린더 블록내 블로바이 가스 배출이 원활하지 못하여 크랭크실 내의 압력이 점진적으로 증가하고 이 값이 한계치를 넘어서면 블로오버 현상이 발생하게 된다. 본 발명은 상기의 발견에 근거하여 크랭크실 내의 압력이일정한 값 이상으로 증가되면 인젝터의 연소 분사량과 분사 타이밍을 조정하여 크랭크실 내의 압력을 낮추도록 한 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 블로오버 발생 방지 방법을 위한 제어 블록도를 도시하는 것으로서, 이를 참조하면, 본 발명은 RPM센서(12)와 압력 센서(14)으로 이루어지는 감지수단으로부터 엔진의 회전수와 크랭크실의 내부압력을 입력으로 받아서, 연소실내로 연료를 분사하는 인젝터(18)와 운전자에게 경고를 하기 위한 경고등(20)을 제어하는 제어수단(16)에 의하여 수행된다.

상기에서 RPM센서(12)는 엔진의 플라이 휘일 등에 장착되어서 엔진의 회전수를 검출하며, 압력 센서(14)는 실린더 블록의 크랭크실 내부에 장착되어서 크랭크실 내부의 현재 압력값(Po)을 검출한다.

그리고 상기 제어수단은 차량의 전장품을 제어하는 전자제어유닛으로 이루어지며, 상기 인젝터(18)는 이 전자제어유닛(16)의 제어 작동에 따라 전자적으로 그 분사시기 및 분사량이 제어되며, 상기 경고등(20)은 운전자가 인식하기에 용이한 대쉬 패널 등에 장착된다.

한편, 도 3에 도시한 바와 같이, 전자제어유닛(16)에는 엔진의 회전수에 대한 크랭크실의 한계 압력값(Pi)을 나타내는 압력맵(Pressure map)과 인젝터(18)의 비상 작동시의 연료 분사량과 분사 타이밍이 미리 입력되어 있다. 여기서 크랭크실의 한계 압력값(Pi)과 인젝터의 연료 분사량 및 분사 타이밍은 엔진의 개발 단계에서 미리 실험하여 설정되는 값이다.

상기와 같이 이루어지는 전자제어유닛에 의한 본 발명의 블로오버 발생 방지방법의 실행 내용을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 크랭크실내에 설치된 압력 센서(14)로부터 크랭크실의 현재 압력값(Po)을 검출하고(S1), 또한, 플라이 휘일에 설치된 RPM센서(12)로부터 엔진의 현재 회전수를 검출한다.(S2) 다음으로, 상기에서 검출한 엔진의 현재 회전수에 대하여 미리 입력된 압력맵으로부터 크랭크실의 한계 압력값(Pi)을 추출해낸다.(S3)

그리고, 상기에서 검출한 크랭크실의 현재 압력값(Po)과 압력맵으로부터 추출한 크랭크실의 한계 압력값(Pi)을 비교한다.(S4)

여기서 비교한 크랭크실의 현재 압력값(Po)이 한계 압력값(Pi)보다 크다면 이는 블로오버가 발생할 가능성이 있는 것이므로 전자제어유닛(16)은 미리 입력된 비상 작동 내용에 따라 인젝터(18)의 연료 분사량과 분사 타이밍을 제어하며(S5), 또한, 대쉬 패널 등에 설치된 경고등(20)을 점등시켜서(S6) 운전자가 현재 상황을 인식할 수 있도록 한다.

상기에서 인젝터(18)의 연료 분사 제어에 의하여 연소실내 연소는 원활해지고 블로바이 가스는 줄어들게 되며, 이에 따라 크랭크실 내의 압력이 감소하여 블로바이 현상은 미연에 방지되는 것이다.

한편, 크랭크실의 현재 압력값(Po)이 한계 압력값(Pi)보다 작으면 인젝터(18)를 정상적으로 작동시켜서 정상적인 연소가 이루어지도록 하면 된다.(S7)

상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 내연기관의 블로오버 발생 방지 장치 및 방법은 크랭크실의 내부 압력을 감지하고, 이상 고압시 연료의 분사량을 제어함으로써 블로오버 현상의 발생을 미연에 방지할 수 있다.

이에 따라 내연기관의 성능은 보다 향상되며, 이를 탑재한 차량의 안전성은 더욱 보강되며, 연소 성능의 향상으로 환경 오염원이 되는 배기가스의 배출을 저감시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 엔진의 회전수와 실린더 블록의 크랭크실 내부의 압력값을 감지하는 감지수단과;

   상기 감지수단으로부터 엔진의 회전수를 검출하고, 이 회전수로부터 블로오버 현상의 발생이 가능한 크랭크실내의 한계압력값을 설정한 후에, 이 한계압력값과 현재 크랭크실 내부의 압력값을 비교하여 연료분사량을 제어하고 운전자에게 경고하는 제어수단과;

   상기 제어수단의 제어작동에 따라 연소실내로 분사하는 연료량 및 분사시기가 제어되는 인젝터와;

   상기 제어수단의 제어작동에 따라 운전자에게 블로오버현상의 발생을 미연에 경고하도록 점등되는 경고등;

   을 포함하는 내연기관의 블로오버 발생 방지 장치.
2. (a) 크랭크실의 현재 압력값(Po)을 검출하는 단계와;

   (b) 엔진의 회전수를 검출하는 단계와;

   (c) 상기 (b)단계에서 검출한 엔진의 회전수에 따라 블로오버 현상의 발생이 가능한 크랭크실의 한계 압력값(Pi)을 설정하는 단계와;

   (d) 상기 (a)단계에서 검출한 크랭크실의 현재 압력값(Po)과 상기 (c)단계에서 설정한 크랭크실의 한계 압력값(Pi)을 비교하는 단계와;

   (e) 상기 (d)단계에서 크랭크실의 현재 압력값(Po)이 크랭크실의 한계 압력값(Pi)보다 큰 경우에는 크랭크실내의 압력값을 낮춰 블로오버 현상의 발생을 막을 수 있도록 인젝터의 연료량 및 분사시기를 제어하여 비상작동시키고, 운전자에게 블로오버 현상이 발생할 가능성이 높음을 경고하는 경고등을 점등하는 단계;

   를 포함하여 이루어지는 내연기관의 블로오버 발생 방지 방법.