KR100513448B1 - 웨이스트게이트 밸브의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이스트 게이트 밸브의 제어방법에 관한 것으로서,

종래의 웨이스트 밸브 제어방법은 웨이스트밸브를 닫아주어야하는 조건이 되었을때 웨이스트밸브가 급격히 닫히도록 제어하고 있기 때문에 웨이스트 밸브가 닫힐때 발생되는 충격에 의해 웨이스트밸브가 쉽게 마모되는 현상이 발생하게되고, 이에의해 웨이스트밸브의 수명이 현저히 단축되는 문제점이 발생하고 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 웨이스트 밸브(Waste gate valve)를 닫아줄때 웨이스트밸브가 완전히 닫히기 전 단계에서 일정시간 지연 후 닫히도록 하여 밸브에 가해지는 닫힘충격이 완화되도록 하여 웨이스트 게이트 밸브의 마모율이 감소되도록 하고, 이에의해 제품의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 웨이스트 게이트밸브의 제어방법에 관한 것이다.

Description

웨이스트게이트 밸브의 제어방법{Control method of wastegate valve}

본 발명은 웨이스트 게이트 밸브의 제어방법에 관한 것으로서, 특히 밸브에 가해지는 닫힘충격이 완화되도록 하여 웨이스트 게이트 밸브의 마모율이 감소되도록 하고, 이에의해 제품의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 웨이스트 게이트밸브의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 터보차저가 장착된 엔진에서는 엔진의 출력이 엔진으로 공급되는 과급공기량에 의해 제어되고 있다.

도 1 은 웨이스트 게이트 밸브가 장착된 터보차저의 연결을 보인 도면으로서,

흡기라인(1)과 배기라인(2)이 엔진(8)에 연결되어 있고, 상기 흡배기라인(1,2)에는 배기가스에 의해 고속회전하는 터빈(4)과 상기 터빈(4)과 동축상에 존재하면서 터빈(4)과 같은 속도로 회전하면서 흡기라인(1)으로 공급되는 흡기를 과급하는 콤프레서(5)로 구성된 터보차저(3)가 구성되어 있다.

상기 콤프레서(5)의 후단에는 과급된 공기를 냉각시켜 밀도를 높여주는 인터쿨러(6)가 설치되고, 엔진(8)의 입력단에는 개도량이 개폐되어 엔진으로 공급되는 흡기량을 조절하는 스로틀밸브(7)가 설치된다.

한편, 상기 배기라인(2)상에는 배기가스가 터빈(4)을 통과하지 않고 우회하도록 바이패스시키는 웨이스트밸브(9)가 설치되며, 이 웨이스트밸브(9)는 ECU(10)의 제어에 의해 온/오프되어 개도량이 조절되고, 상기 웨이스트밸브(9)의 개도량이 많으면 그만큼 터빈(4)을 통과하는 배기가스의 양이 줄어들므로 터빈(4)의 회전속도가 감소하면서 콤프레서(5)의 회전속도 또한 감소하여 흡기의 과급압이 감소하게되어 엔진의 출력이 감소하게되며, 웨이스트밸브(9)의 개도량이 적으면 그만큼 터빈의 회전속도가 증가하게되므로 흡기의 과급압이 증가하게되는 것이다.

상기한 ECU(10)는 아이들센서(11), 엑셀페달센서(12), 속도센서(13)등으로부터 감지되는 엔진 운전조건, 즉, 아이들상태여부, 엑셀페달 답입량, 엔진의 구동속도 등에 대한 정보로서 현재의 운전상태를 판단하고, 그 판단결과에 따라 웨이스트밸브(9)의 개도량을 조절하여 엔진으로 공급되는 흡기의 과급압을 조절하므로서, 엔진 출력이 조절되도록 하는 것이다.

도 2 는 종래의 웨이스트 밸브 제어방법을 보인 그래프로서,

T1 구간은 웨이스트 밸브(9)가 열리는 구간이고, C1 구간은 웨이스트밸브(9)가 닫히는 구간이다.

즉, ECU(10)가 감지한 엔진 운전조건이 웨이스트밸브(9)를 열어주어야하는 조건(엔진으로 공급되는 흡기의 과급압이 과도할때)일때 웨이스트밸브(9)를 T1 구간과 같이 열어주고, 엔진 운전조건이 웨이스트밸브(9)를 닫아주어야하는 조건(아이들상태 또는 흡기의 과급압이 너무 낮을때 또는 변속시)일때 웨이스트밸브(9)를 C1 구간과같이 닫아주는 것이다.

그러나, 종래의 웨이스트 밸브 제어방법은 웨이스트밸브를 닫아주어야하는 조건이 되었을때 웨이스트밸브가 급격히 닫히도록 제어하고 있기 때문에 웨이스트 밸브가 닫힐때 발생되는 충격에 의해 웨이스트밸브가 쉽게 마모되는 현상이 발생하게되고, 이에의해 웨이스트밸브의 수명이 현저히 단축되는 문제점이 발생하고 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 웨이스트 밸브(Waste gate valve)를 닫아줄때 웨이스트밸브가 완전히 닫히기 전 단계에서 일정시간 지연 후 닫히도록 하여 밸브에 가해지는 닫힘충격이 완화되도록 하여 웨이스트 게이트 밸브의 마모율이 감소되도록 하고, 이에의해 제품의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 웨이스트 게이트밸브의 제어방법을 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은,

ECU가 엔진 운전조건에 따라 웨이스트 밸브의 열림량을 조절하여 터보차저의 흡기과급압을 조절하는 것에 있어서,

웨이스트 밸브를 닫아야하는 운전조건이 되면 ECU는 웨이스트밸브를 닫아주다가 웨이스트 밸브가 완전히 닫히기 전 단계에서 일정시간 지연 후 닫히도록 하여 밸브가 닫힐때 가해지는 충격이 완화되도록 한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면 도 3 과 도 4 를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 설명에 있어서 종래와 동일한 구성요소에 대해서는 동일부호 표기하여 중복설명을 피하기로 한다.

본 발명의 가장 큰 특징은 웨이스트 밸브(9)가 닫힐때 밸브에 가해지는 충격을 완화시켜주기 위하여 밸브(9)가 닫힐때 밸브(9)가 완전히 닫히기 전 단계에서 일정시간 지연후 완전히 닫히도록 제어하는 것이다.

즉, 도 4 에 도시된 바와같이 C1 구간과같이 밸브(9)가 닫히는 구간에서 밸브(9)가 완전히 닫히기 전단계에서 d1 구간과같이 밸브(9)의 닫힘동작이 일시적으로 중단되도록 하는 지연구간(d1)을 두고, 이후 지연구간(d1)이 경과하면 다시 밸브(9)가 완전히 닫히도록 하므로서 웨이스트 밸브(9)에 가해지는 닫힘 충격이 완화되도록 하는 것이다.

이와같이 웨이스트 밸브(9)의 닫힘동작을 제어하게되면, 종래와같이 밸브(9)가 완전히 개방된 상태에서 곧바로 닫히도록 하는 것에 비해 밸브(9)가 완전히 닫히기 전 단계에서 일정시간 지연 후 다시 닫히도록 하는 것이 밸브(9)의 닫힘거리가 짧아지게되므로서 그만큼 밸브에 가해지는 닫힘 충격이 감소하게되는 것이며, 이에의해 웨이스트밸브(9)의 마모율을 감소시켜 수명이 연장되는 효과를 기대할 수 있게되는 것이다.

도 3 은 본 발명의 웨이스트 밸브 제어과정을 보인 플로우챠트로서,

엔진이 구동하면 ECU(10)는 아이들센서(11), 엑셀페달센서(12), 속도센서(13) 등으로부터 감지되는 정보들을 이용하여 현재의 엔진 운전조건을 판단하면서 엔진으로 공급되는 흡기의 과급압력을 읽어온다.

상기 판단결과 현재의 상태가 아이들 또는 하이 아이들(High idle)상태이거나 흡기의 과급압력이 목표 과급압보다 클경우에는 웨이스트밸브(9)의 개도량을 증가시켜 흡기의 과급압이 감소되도록 한다.

한편, 상기 판단결과 현재의 상태가 아이들 또는 하이 아이들상태가 아니거나 흡기의 과급압력이 목표 과급압보다 작을경우 흡기 과급압을 증가시키기 위해 웨이스트밸브(9)를 닫아주게되는데, 이 웨이스트밸브(9)를 닫아주는 제어과정이 밸브(9)를 일정량까지(완충개도량) 닫았다가 일정시간의 지연구간(d1)을 거친 후 다시 밸브(9)가 완전히 닫히도록 하여 밸브(9)에 가해지는 충격이 감소되도록 하는 것이다.

상기한 완충개도량은 ECU(10)의 제어값을 변경시키는 것에 의해 자유롭게 설정할 수 있다.

또한, 상기 ECU(10)는 엔진속도가 미리 설정한 완충닫힘 엔진속도보다 클경우 및 변속시에 완충닫힘모드로 판단하여 웨이스트밸브가 닫히는 조건이 되더라도 웨이스트밸브를 완전히 닫히도록 하지 않고 완충개도량 까지만 닫아주었다가 이후 열림조건에서 웨이스트밸브를 열어주도록 하여 웨이스트밸브의 마모율을 효과적으로 감소시킬 수 있게되는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 웨이스트 밸브(Waste gate valve)를 닫아줄때 웨이스트밸브가 완전히 닫히기 전 단계에서 일정시간 지연 후 닫히도록 하여 밸브에 가해지는 닫힘충격이 완화되도록 하여 웨이스트 게이트 밸브의 마모율이 감소되도록 하고, 이에의해 제품의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 웨이스트 게이트밸브의 제어방법을 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

도 1 은 웨이스트 밸브가 장착된 터보차저의 연결상태를 보인 블럭도.

도 2 는 종래의 웨이스트 밸브의 제어상태를 보인 그래프.

도 3 은 본 발명의 웨이스트 밸브의 제어방법을 보인 플로우챠트.

도 4 는 본 발명의 웨이스트 밸브의 제어상태를 보인 그래프.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 흡기라인 2 : 배기라인

3 : 터보차저 9 : 웨이스트밸브

10 : ECU

Claims (3)

1. ECU가 엔진 운전조건에 따라 웨이스트 밸브의 열림량을 조절하여 터보차저의 흡기과급압을 조절하는 것에 있어서,

   웨이스트 밸브를 닫아야하는 운전조건이 되면 ECU는 웨이스트밸브를 닫아주다가 웨이스트 밸브가 완전히 닫히기 전 단계에서 웨이스트밸브가 ECU에 설정된 설정시간만큼 열린 상태(완충개도량)로 지연된 후 닫히도록 하여 밸브가 닫힐 때 가해지는 충격이 완화되도록 설정되고,

   상기한 ECU는 웨이스트밸브 완충닫힘모드에 해당하는 운전조건이 되면 완충개도량 만큼 닫아주었다가 다시 열림 조건이 되었을 때 웨이스트 밸브를 열어주도록 한 것을 특징으로 하는 웨이스트 게이트 밸브의 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   웨이스트밸브 완충닫힘모드는 변속시이거나 엔진속도가 미리 설정된 완충닫힘 엔진속도보다 큰 상태일 때인 것을 특징으로 하는 웨이스트 게이트 밸브의 제어방법.
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