KR101518933B1 - 터보차저 제어 방법 - Google Patents

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KR101518933B1
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한승국
황일중
추동호
박종일
한동희
임혁
임현준
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현대자동차 주식회사
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Abstract

본 발명은 터보차저 제어 방법에 관한 것으로, 흡기 매니폴드로 외기를 공급하는 제1 흡기 라인; 터빈과 컴프레서를 포함하는 터보차저; 상기 컴프레서로 신기(fresh air)를 공급하는 제2 흡기 라인; 상기 컴프레서와 상기 제1 흡기 라인을 연결하는 제3 흡기 라인; 상기 제1 흡기 라인과 상기 제3 흡기 라인으로부터 공급되는 공기의 흐름을 제어하도록 설치되는 쓰로틀 밸브; 상기 제1 흡기 라인을 흐르는 공기 흐름을 제어하도록 설치되는 흡기 바이패스 밸브; 배기 매니폴드의 배기 가스를 배출하도록 형성된 제1 배기 라인; 상기 배기 매니폴드로부터 배출되는 배기 가스의 일부를 상기 터빈을 거쳐 상기 제1 배기라인과 합류하도록 구비된 제2 배기 라인; 상기 제1 배기 라인으로부터 배출되는 배기 가스의 흐름을 제어하도록 설치된 배기 바이패스 밸브; 차량의 운전 조건에 따라 상기 흡기 바이패스 밸브, 상기 배기 바이패스 밸브 및 상기 쓰로틀 밸브의 개도를 제어하는 제어부;를 포함하는 터보 차저 시스템의 제어 방법에 있어서,
상기 제어부는 상기 엔진 회전수가 설정된 저중속 조건에 해당하는지 판단하는 단계; 상기 저중속 조건에 해당하면, 가속 요구 조건을 만족하는지 판단하는 단계; 상기 흡기 바이패스 밸브를 닫는 단계; 및 상기 가속 요구 조건에 따라 상기 배기 바이패스 밸브의 개도각을 제어하는 단계;를 포함하는 일련의 명령을 수행한다.

Description

터보차저 제어 방법{CONTROL MEHTOD FOR TURBOCHAGER}
본 발명은 터보차저 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저중속 성능을 향상시킬 수 있는 터보차저 제어 방법에 관한 것이다.
과급기는 엔진에 외부 공기를 강제로 유입 시키는 장치로, 배기 터빈을 이용하는 과급기를 터보 차져(turbo-charger)라고 하며, 기계적으로 구동하는 과급기를 슈퍼 차져(super-charger)라 한다.
과급기에서 과급된 공기는 고온이기 때문에 밀도가 내려가므로, 과급기에서 나온 공기를 인터쿨러(intercooler)라는 일종의 방열기로 냉각해서 엔진에 공급하고 있다.
한편, 과급기를 구비한 엔진에서 엔진회전수가 중저속구간에서 연료소모를 줄이는 동시에 출력토크를 증가시키기 위한 연구가 진행되고 있고, 재순환가스의 공급을 보다 효율적으로 제어하기 위한 연구도 함께 진행되고 있다.
과급기의 장착으로 출력은 30~50% 향상되지만, 엑셀레이터 페달을 밟은 후, 과급효과가 발휘될 때까지는 시간적인 지연이 생기게 된다.
본 발명은, 자연흡기 엔진을 기반으로 자연흡기 엔진의 최고토크 이하의 rpm 영역에서 소형 터보차저를 장착하여 저중속영역에서 발생토크를 극대화하고 고속영역은 자연흡기 방식의 성능을 유지할 수 있는 터보차저 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 터보차저 제어 방법은 흡기 매니폴드로 외기를 공급하는 제1 흡기 라인; 터빈과 컴프레서를 포함하는 터보차저; 상기 컴프레서로 신기(fresh air)를 공급하는 제2 흡기 라인; 상기 컴프레서와 상기 제1 흡기 라인을 연결하는 제3 흡기 라인; 상기 제1 흡기 라인과 상기 제3 흡기 라인으로부터 공급되는 공기의 흐름을 제어하도록 설치되는 쓰로틀 밸브; 상기 제1 흡기 라인을 흐르는 공기 흐름을 제어하도록 설치되는 흡기 바이패스 밸브; 배기 매니폴드의 배기 가스를 배출하도록 형성된 제1 배기 라인; 상기 배기 매니폴드로부터 배출되는 배기 가스의 일부를 상기 터빈을 거쳐 상기 제1 배기라인과 합류하도록 구비된 제2 배기 라인; 상기 제1 배기 라인으로부터 배출되는 배기 가스의 흐름을 제어하도록 설치된 배기 바이패스 밸브; 및 차량의 운전 조건에 따라 상기 흡기 바이패스 밸브, 상기 배기 바이패스 밸브 및 상기 쓰로틀 밸브의 개도를 제어하는 제어부;를 포함하는 터보 차저 시스템의 제어 방법에 있어서, 상기 제어부는 상기 엔진 회전수가 설정된 저중속 조건에 해당하는지 판단하는 단계; 상기 저중속 조건에 해당하면, 가속 요구 조건을 만족하는지 판단하는 단계; 상기 흡기 바이패스 밸브를 닫는 단계; 및 상기 가속 요구 조건에 따라 상기 배기 바이패스 밸브의 개도각을 제어하는 단계;를 포함하는 일련의 명령을 수행할 수 있다.
상기 제어부는 상기 저중속 조건을 만족하지 않는 것으로 판단되면, 상기 배기 바이패스 밸브와 상기 흡기 바이패스 밸브를 열도록 제어할 수 있다.
상기 저중속 조건은 현재 엔진 회전수가 터보 차저 작동 최대 엔진 회전수보다 작으면 만족하는 것으로 할 수 있다.
상기 가속 요구 조건은 요구 공기량, 요구 토크, 요구 부스트압을 포함하는 차량 운전 조건으로부터 가속 요구 조건 만족 여부를 판단할 수 있다.
상기 요구 공기량은 현재 엑셀 개도각으로부터 계산된 엔진이 필요로 하는 공기량이며, 상기 계산된 요구 공기량이 현재 상기 엔진으로 공급되는 실제 공기량보다 크면 가속 요구 조건을 만족하는 것으로 할 수 있다.
상기 요구 토크는 현재 엑셀 개도각으로부터 계산된 요구 토크이며, 상기 계산된 요구 토크가 엔진의 설정된 자연 흡기 최대 엔진 토크보다 크면 가속 요구 조건을 만족하는 것으로 할 수 있다.
상기 요구 부스트압은 현재 엑셀 개도각으로부터 계산된 요구 부스트압이며, 상기 계산된 요구 부스트압이 현재 엔진의 자연 흡기 최대 부스트압보다 크면 가속 요구 조건을 만족하는 것으로 할 수 있다.
상기 배기 바이패스 밸브의 개도각은 상기 요구 공기량, 상기 요구 토크, 상기 요구 부스트압을 포함하는 차량 운전 조건을 바탕으로 결정될 수 있다.
상기 제어부는 상기 가속 요구 조건에 따라 상기 배기 바이패스 밸브의 개도각을 제어하는 단계 이후에, 현재 요구 토크가 엔진 토크 보다 작은지 판단하여, 상기 요구 토크가 상기 엔진 토크보다 작으면, 상기 배기 바이패스 밸브와 상기 흡기 바이패스 밸브를 열 수 있다.
상기 제어부는 상기 요구 토크가 상기 엔진 토크보다 작은지의 판단은 상기 배기 바이패스 밸브의 개도각 제어 이후 설정된 시간이 지연된 이후에 수행할 수 있다.
상기 제어부는 이그니션 키가 온 된 이후에, 상기 흡기 바이패스 밸브와 상기 배기 바이패스 밸브를 완전 폐쇄하여 각각의 밸브 위치를 학습한 후 상기 흡기 바이패스 밸브와 상기 배기 바이패스 밸브를 완전 개방할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터보차저 제어 방법에 의하면, 저중속영역에서 발생토크를 극대화하고 고속영역은 자연흡기 방식의 성능을 유지할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 터보차저 제어 방법에 의하면, 자연흡기엔진을 기반으로 전력관련 제한이 있는 전동식 수퍼차져 없이 소형터보차저를 사용하고 그 운전영역을 확대하여 실용영역의 가속성능 극대화 및 연비향상이 가능하다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 터보차저 제어방법이 적용되는 터보차저 시스템의 블록도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 의한 터보차저 제어방법이 적용되는 터보차저 시스템의 구성도이다.
도3은 본 발명의 실시예에 의한 터보차저 제어방법의 플로우차트이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 바로 위에 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 터보차저 제어방법이 적용되는 터보차저 시스템의 블록도이고, 도2는 본 발명의 실시예에 의한 터보차저 제어방법이 적용되는 터보차저 시스템의 구성도이다.
도1 및 도2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 터보차저 제어방법이 적용되는 터보차저 시스템은 엔진(140)의 흡기 매니폴드(135)로 외기를 공급하는 제1 흡기 라인(120), 터빈(112)과 컴프레서(111)를 포함하는 터보차저(110), 상기 컴프레서(111)로 신기(fresh air)를 공급하는 제2 흡기 라인(127), 상기 컴프레서(111)와 상기 제1 흡기 라인(120)을 연결하는 제3 흡기 라인(129), 상기 제1 흡기 라인(120)과 상기 제3 흡기 라인(129)으로부터 공급되는 공기의 흐름을 제어하도록 설치되는 쓰로틀 밸브(131), 상기 제1 흡기 라인(125)을 흐르는 공기 흐름을 제어하도록 설치되는 흡기 바이패스 밸브(125), 배기 매니폴드(145)의 배기 가스를 배출하도록 형성된 제1 배기 라인(152), 상기 배기 매니폴드(145)로부터 배출되는 배기 가스의 일부를 상기 터빈(112)을 거쳐 상기 제1 배기라인(152)과 합류하도록 구비된 제2 배기 라인(160), 상기 제1 배기 라인(152)으로부터 배출되는 배기 가스의 흐름을 제어하도록 설치된 배기 바이패스 밸브(150); 및 차량의 운전 조건에 따라 상기 흡기 바이패스 밸브(125), 상기 배기 바이패스 밸브(150) 및 상기 쓰로틀 밸브(131)의 개도를 제어하는 제어부(200)를 포함한다.
여기서, 상기 제1 흡기 라인(120) 및 제2 흡기 라인(127)으로 유입되는 공기는 에어크리너 박스(100)를 통해 정화되며, 상기 컴프레서(111)를 지난 공기를 냉각하기 위해 인터 쿨러(115가 상기 제3 흡기 라인(129) 상에 구비될 수 있다.
상기 쓰로틀 밸브(131)는 쓰로틀 바디(130)내에 구비될 수 있고, 상기 쓰로틀 바디 내에는 공기량 센서(132) 및 부스트압 센서(133)가 구비되어 각각 측정된 해당 신호를 상기 제어부(200)로 인가할 수 있다.
상기 제1 배기 라인(152) 상에는 촉매(155)를 포함하는 후처리장치가 구비되어 배기가스의 유해 성분을 저감할 수 있다.
엔진 회전수 센서(201)가 상기 엔진(140)에 구비되어 엔진 회전수를 검출하여 해당 신호를 상기 제어부(200)로 인가하며, 상기 공기량 센서(132)는 상기 흡기 매니폴드(135)로 유입되는 공기량을 측정하여 해당 신호를 상기 제어부(200)로 인가하며, 토크 센서(103)는 상기 엔진(140)의 토크를 측정하여 해당 신호를 상기 제어부(200)로 인가하며, 상기 부스트압 센서(133)는 부스트압을 검출하여 해당 신호를 상기 제어부(200)로 인가하며, 액셀 개도 센서(205)가 가속 패달에 구비되어 가속 패달의 개도각을 검출하여 해당 신호를 상기 제어부(200)로 인가한다.
상기 제어부(200)는 상기 각 센서들의 신호를 입수하여 상기 쓰로틀 밸브(131), 상기 흡기 바이패스 밸브(125), 상기 배기 바이패스 밸브(150)의 각 개도각을 제어하며, 상기 엔진에 구비된 인젝터(142)의 작동을 제어한다.
도3은 본 발명의 실시예에 의한 터보차저 제어방법의 플로우차트이다.
이하, 도1 내지 도3을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 터보차저 제어방법을 설명한다.
상기 제어부(200)는 이그니션 키 센세(210)로부터 해당 신호를 입수하여 상기 이그니션 키(210)가 온인지 판단하고(S10), 상기 이그니션 키(210)가 온이 아니면, 상기 흡기 및 배기 바이패스 밸브(125, 150)을 완전 개방하고(S20), 상기 이그니션 키(210)가 온이면 상기 흡기 및 배기 바이패스 밸브(125, 150)을 완전 폐쇄하여 밸브 위치의 학습을 한 후 다시 완전 개방한다.(S30)
즉, 상기 엔진(140)의 시동 전에, 상기 흡기 및 배기 바이패스 밸브(125, 150)를 완전 폐쇄하여 상기 흡기 및 배기 바이패스 밸브(125, 150)의 위치를 확인 한 후, 이를 완전 개방 한다.
상기 제어부(200)는 상기 엔진(140)의 시동이 온(S40) 된 이후에, 상기 엔진(140)의 회전수가 설정된 저중속 조건에 해당하는지 판단하고(S50), 상기 저중속 조건에 해당하면, 가속 요구 조건을 만족하는지 판단하고(S90), 상기 엔진(140)의 회전수가 설정된 저중속 조건에 해당하지 않으면, 즉 고속 주행 조건이면, 상기 배기 바이패스 밸브(150)와 상기 흡기 바이패스 밸브(125)를 개방 상태로 한다.(S60, S70)
상기 저중속 조건은 현재 엔진(140) 회전수가 터보 차저(110) 작동 최대 엔진 회전수보다 작으면 만족하는 것으로 할 수 있다.
여기서, 상기 터보 차저(110) 작동 최대 엔진 회전수는 자연 흡기 최고 토크 이하의 RPM 으로 대략 45000 RPM 전후로 실험을 통해 임의로 결정될 수 있다.
상기 터보 차저(110)는 공기유량계수가 2 이하인 소형의 터보차저를 사용함으로써, 저속영역의 성능을 극대화하고 배기에너지의 효율적인 사용이 가능하며, 상기 터보 차저(110) 작동 최대 엔진 회전수는 상기 터보 차저(110)의 작동을 통해 효율적인 작동을 보장하는 RPM으로 실험을 통해 결정한 값이다.
즉, 본 발명의 실시예에 의한 터보차저 제어방법은 대략 45000 RPM 이하의 저중속 조건에서는 소형 터보차저를 사용하여 그 운전영역을 확대하고, 그 이상에서는 자연 흡기 엔진과 같이 작동하도록 하여 배기 저항을 최소화 할 수 있다.
상기 가속 요구 조건은 요구 공기량, 요구 토크, 요구 부스트압을 포함하는 차량 운전 조건으로부터 가속 요구 조건 만족 여부를 판단할 수 있다.
즉, 상기 요구 공기량은 현재 엑셀 개도각으로부터 계산된 엔진이 필요로 하는 공기량이며, 상기 계산된 요구 공기량이 현재 상기 엔진(140)으로 공급되는 실제 공기량보다 크면 가속 요구 조건을 만족하는 것으로 할 수 있다.
상기 실제 공기량은 상기 공기량 센서(132)로 측정된 공기량이고, 상기 요구 공기량의 계산은 당해 기술분야의 통상의 기술자에에 자명한 사항이므로, 자세한 설명은 생략한다.
상기 요구 토크는 현재 엑셀 개도각으로부터 계산된 요구 토크이며, 상기 계산된 요구 토크가 엔진의 설정된 자연 흡기 최대 엔진 토크보다 크면 가속 요구 조건을 만족하는 것으로 할 수 있고, 상기 자연 흡기 최대 엔진 토크는 실험을 통해 미리 설정된 값이다. 또한, 상기 요구 토크는 상기 엑셀 개도 센서(205)로 측정된 액셀 개도각을 바탕으로 계산된 값으로 당해 기술 분야의 통상의 기술자에에 자명한 사항이므로, 자세한 설명은 생략한다.
상기 요구 부스트압은 현재 엑셀 개도각으로부터 계산된 요구 부스트압이며, 상기 계산된 요구 부스트압이 현재 엔진의 자연 흡기 최대 부스트압보다 크면 가속 요구 조건을 만족하는 것으로 할 수 있고, 상기 자연 흡기 최대 부스트압은 실험을 통해 미리 설정된 값이다.
상기 제어부(200)는 상기 가속 요구 조건을 만족하는 것으로 판단하면, 상기 흡기 바이패스 밸브(125)를 닫도록 제어한다.(S100)
그리고, 상기 제어부(200)는 상기 가속 요구 조건에 따라 상기 배기 바이패스 밸브(150)의 개도각을 제어한다.(S110) 여기서, 상기 배기 바이패스 밸브(150)의 개도각은 폐쇄(fully closed) 제어를 포함한다.
상기 배기 바이패스 밸브(150)의 개도각의 제어는 상기 가속 요구 조건에 따라 실험에 의해 결정된 값을 미리 맵에 입력하여 이를 이용할 수 있다.
즉, 상기 배기 바이패스 밸브(150)의 개도각은 상기 요구 공기량, 상기 요구 토크, 상기 요구 부스트압을 포함하는 차량 운전 조건을 바탕으로 결정될 수 있으며, 실험을 통해 미리 입력된 맵에 의해 상기 배기 바이패스 밸브(150)의 개도각을 제어한다.
상기 제어부(200)는 상기 가속 요구 조건에 따라 상기 배기 바이패스 밸브(150)의 개도각을 제어하는 단계 이후에, 현재 요구 토크가 엔진 토크 보다 작은지 판단하여, 상기 요구 토크가 상기 엔진 토크보다 작으면, 즉 보다 큰 출력을 요구하는 상태가 아니면, 상기 배기 바이패스 밸브(150)와 상기 흡기 바이패스 밸브(125)를 열 수 있다.(S60, S70)
상기 제어부(200)는 상기 요구 토크가 상기 엔진 토크보다 작은지의 판단은 상기 배기 바이패스 밸브의 개도각 제어 이후 설정된 시간이 지연된 이후(S120)에 수행하여 밸브의 빈번한 제어를 방지 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 터보차저 제어방법은 저중속 조건이 아닌, 즉 고속 주행 조건에서는 상기 배기 바이패스 밸브(150)와 상기 흡기 바이패스 밸브(125)를 모두 개방하여 상기 터보 차저(110)를 통한 흡기보다는 자연 흡기를 사용하며 상기 엔진(140)을 작동 시킨다. 따라서, 고속 주행 조건에서는 배기 저항을 최소화한 자연 흡기 방식의 성능을 그대로 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 터보차저 제어방법은 저중속 조건에서는 상기 터보 차저(110)를 적극 이용하여 엔진의 요구 토크를 만족시킬 수 있고, 특히 상기 흡기 바이패스 밸브(125)를 닫고, 상기 배기 바이패스 밸브(150)의 개도각을 제어하거나 또는 상기 배기 바이패스 밸브(150)를 당아 상기 터보차저(110)의 작동으로 흡입 공기를 적극적으로 상기 엔진(140)으로 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 터보차저 제어방법은 고속 조건에서는 상기 배기 바이패스 밸브(150)와 상기 흡기 바이패스 밸브(125)를 개방 상태로 하여 배기 저항을 최소화할 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 에어크리너 박스 110: 터보차저
111: 컴프레서 112: 터빈
115: 인터쿨러 120: 제1 흡기 라인
125: 흡기바이패스 밸브 127: 제2 흡기 라인
129: 제3 흡기 라인 130: 쓰로틀 바디
131: 쓰로틀 밸브 132: 공기량 센서
133: 부스트압 센서 135: 흡기 매니폴드
140: 엔진 142: 인젝터
145: 배기 매니폴드 150: 배기 바이패스 밸브
152: 제1 배기 라인 155: 촉매
160: 제2 배기 라인 200: 제어부
201: 엔진 회전수 센서 203: 토크 센서
205: 엑셀 개도 센서 210: 이그니션 키 센서

Claims (11)

  1. 흡기 매니폴드로 외기를 공급하는 제1 흡기 라인;
    터빈과 컴프레서를 포함하는 터보차저;
    상기 컴프레서로 신기(fresh air)를 공급하는 제2 흡기 라인;
    상기 컴프레서와 상기 제1 흡기 라인을 연결하는 제3 흡기 라인;
    상기 제1 흡기 라인과 상기 제3 흡기 라인으로부터 공급되는 공기의 흐름을 제어하도록 설치되는 쓰로틀 밸브;
    상기 제1 흡기 라인을 흐르는 공기 흐름을 제어하도록 설치되는 흡기 바이패스 밸브;
    배기 매니폴드의 배기 가스를 배출하도록 형성된 제1 배기 라인;
    상기 배기 매니폴드로부터 배출되는 배기 가스의 일부를 상기 터빈을 거쳐 상기 제1 배기라인과 합류하도록 구비된 제2 배기 라인;
    상기 제1 배기 라인으로부터 배출되는 배기 가스의 흐름을 제어하도록 설치된 배기 바이패스 밸브; 및
    차량의 운전 조건에 따라 상기 흡기 바이패스 밸브, 상기 배기 바이패스 밸브 및 상기 쓰로틀 밸브의 개도를 제어하는 제어부;
    를 포함하는 터보 차저 시스템의 제어 방법에 있어서,
    상기 제어부는
    엔진 회전수가 설정된 저중속 조건에 해당하는지 판단하는 단계;
    상기 저중속 조건에 해당하면, 가속 요구 조건을 만족하는지 판단하는 단계;
    상기 흡기 바이패스 밸브를 닫는 단계; 및
    상기 가속 요구 조건에 따라 상기 배기 바이패스 밸브의 개도각을 제어하는 단계;
    를 포함하는 일련의 명령을 수행하는 것을 특징으로 하는 터보차저 제어 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 제어부는
    상기 저중속 조건을 만족하지 않는 것으로 판단되면, 상기 배기 바이패스 밸브와 상기 흡기 바이패스 밸브를 열도록 제어하는 것을 특징으로 하는 터보차저 제어 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 저중속 조건은 현재 엔진 회전수가 터보 차저 작동 최대 엔진 회전수보다 작으면 만족하는 것을 특징으로 하는 하는 터보차저 제어 방법.
  4. 제1항에서,
    상기 가속 요구 조건은 요구 공기량, 요구 토크, 요구 부스트압을 포함하는 차량 운전 조건으로부터 가속 요구 조건 만족 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 터보차저 제어 방법.
  5. 제4항에서,
    상기 요구 공기량은 현재 엑셀 개도각으로부터 계산된 엔진이 필요로 하는 공기량이며,
    상기 계산된 요구 공기량이 현재 상기 엔진으로 공급되는 실제 공기량보다 크면 가속 요구 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 터보차저 제어 방법.
  6. 제4항에서,
    상기 요구 토크는 현재 엑셀 개도각으로부터 계산된 요구 토크이며,
    상기 계산된 요구 토크가 엔진의 설정된 자연 흡기 최대 엔진 토크보다 크면 가속 요구 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 터보차저 제어 방법.
  7. 제4항에서,
    상기 요구 부스트압은 현재 엑셀 개도각으로부터 계산된 요구 부스트압이며,
    상기 계산된 요구 부스트압이 현재 엔진의 자연 흡기 최대 부스트압보다 크면 가속 요구 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 터보차저 제어 방법.
  8. 제4항에서,
    상기 배기 바이패스 밸브의 개도각은 상기 요구 공기량, 상기 요구 토크, 상기 요구 부스트압을 포함하는 차량 운전 조건을 바탕으로 결정되는 것을 특징으로 하는 터보차저 제어 방법.
  9. 제1항에서,
    상기 제어부는
    상기 가속 요구 조건에 따라 상기 배기 바이패스 밸브의 개도각을 제어하는 단계 이후에, 현재 요구 토크가 엔진 토크 보다 작은지 판단하여, 상기 요구 토크가 상기 엔진 토크보다 작으면, 상기 배기 바이패스 밸브와 상기 흡기 바이패스 밸브를 여는 것을 특징으로 하는 터보차저 제어 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 제어부는
    상기 요구 토크가 상기 엔진 토크보다 작은지의 판단은 상기 배기 바이패스 밸브의 개도각 제어 이후 설정된 시간이 지연된 이후에 수행하는 것을 특징으로 하는 터보차저 제어 방법.
  11. 제1항에서,
    상기 제어부는
    이그니션 키가 온 된 이후에, 상기 흡기 바이패스 밸브와 상기 배기 바이패스 밸브를 완전 폐쇄하여 각각의 밸브 위치를 학습한 후 상기 흡기 바이패스 밸브와 상기 배기 바이패스 밸브를 완전 개방하는 것을 특징으로 하는 터보차저 제어 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111720223A (zh) * 2019-03-22 2020-09-29 丰田自动车株式会社 混合动力车辆和制动混合动力车辆的方法
CN111810305A (zh) * 2019-04-10 2020-10-23 丰田自动车株式会社 车辆

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101490959B1 (ko) * 2013-12-12 2015-02-12 현대자동차 주식회사 터보 차저 제어 방법
AT517119B1 (de) * 2015-04-27 2017-08-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Og Brennkraftmaschine und Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine
KR101714265B1 (ko) * 2015-11-30 2017-03-23 현대자동차주식회사 수퍼차저가 장착된 엔진시스템의 제어방법
EP3530918B1 (en) * 2018-02-21 2021-09-22 Innio Jenbacher GmbH & Co OG Compressor bypass during start-up
CN109611193B (zh) * 2018-10-23 2021-05-11 航天时代飞鸿技术有限公司 一种小型航空活塞二冲程涡轮增压发动机控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002256875A (ja) * 2001-02-26 2002-09-11 Isuzu Motors Ltd 排気ターボ過給装置
KR20040101030A (ko) * 2003-05-20 2004-12-02 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 급기 바이패스 제어장치를 구비한 내연기관
JP2010024974A (ja) * 2008-07-18 2010-02-04 Toyota Motor Corp 過給機付き内燃機関の制御装置
JP2012007545A (ja) * 2010-06-25 2012-01-12 Daihatsu Motor Co Ltd 内燃機関

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4774812A (en) 1985-04-08 1988-10-04 Mazda Motor Corporation Turbocharged engine
JPS63223325A (ja) 1987-03-12 1988-09-16 Fuji Heavy Ind Ltd タ−ボチヤ−ジヤ付エンジンの吸気制御装置
US5186005A (en) * 1990-03-09 1993-02-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine with a dual turbocharger system
JP2001073784A (ja) 1999-09-07 2001-03-21 Kenji Mimura エンジンの過給装置
JP3968957B2 (ja) 2000-06-02 2007-08-29 日産自動車株式会社 内燃機関
KR20020054376A (ko) 2000-12-28 2002-07-08 이계안 디젤엔진용 흡기 제어장치와 그 제어방법
JP5164737B2 (ja) 2008-08-19 2013-03-21 ヤンマー株式会社 エンジン
JP5413113B2 (ja) 2009-10-05 2014-02-12 いすゞ自動車株式会社 ターボ式過給機と機械式過給機を備えた内燃機関及びその制御方法
US8069665B2 (en) * 2010-04-15 2011-12-06 Ford Global Technologies, Llc Stored compressed air management for improved engine performance
CN103080516A (zh) 2010-08-10 2013-05-01 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置
CN103233825B (zh) 2013-04-07 2015-09-09 中国人民解放军军事交通学院 二级可调增压控制系统的控制方法
KR101490959B1 (ko) * 2013-12-12 2015-02-12 현대자동차 주식회사 터보 차저 제어 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002256875A (ja) * 2001-02-26 2002-09-11 Isuzu Motors Ltd 排気ターボ過給装置
KR20040101030A (ko) * 2003-05-20 2004-12-02 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 급기 바이패스 제어장치를 구비한 내연기관
JP2010024974A (ja) * 2008-07-18 2010-02-04 Toyota Motor Corp 過給機付き内燃機関の制御装置
JP2012007545A (ja) * 2010-06-25 2012-01-12 Daihatsu Motor Co Ltd 内燃機関

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111720223A (zh) * 2019-03-22 2020-09-29 丰田自动车株式会社 混合动力车辆和制动混合动力车辆的方法
CN111810305A (zh) * 2019-04-10 2020-10-23 丰田自动车株式会社 车辆

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US20150152777A1 (en) 2015-06-04
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US10408124B2 (en) 2019-09-10
CN104675513A (zh) 2015-06-03

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