KR102202515B1 - 엔진 시스템의 배기가스 온도 제어 시스템과 프로그램 제품 - Google Patents

엔진 시스템의 배기가스 온도 제어 시스템과 프로그램 제품 Download PDF

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에이아이 알파인 유에스 비드코 인크.
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Abstract

본 개시는 엔진 시스템으로부터 터보차저 시스템의 터빈부로 연통되는 배기가스를 제어하는 시스템을 포함한다. 이 시스템은 배기가스의 온도를 측정하도록 구성된 센서와, 배기가스의 온도가 온도 안전범위보다 큰지 작은지에 기초하여 엔진 시스템의 속도를 조정하도록 된 제어부를 포함한다.

Description

엔진 시스템의 배기가스 온도 제어 시스템과 프로그램 제품{SYSTEM AND PROGRAM PRODUCT FOR CONTROLLING EXHAUST GAS TEMPERATURE OF ENGINE SYSTEM}
본 개시는 일반적으로 엔진 시스템의 배기가스를 제어하는 시스템에 관한 것이다. 더 상세히는 본 발명은 엔진 시스템으로부터 터보차저 시스템의 터빈부로 공급되는 배기가스의 온도를 제어하는 시스템과 프로그램 제품에 관한 것이다.
예를 들어 내연기관 등의 엔진은 연료원(fuel source)을 연소시켜 기계적 에너지를 발생시킴으로써 내연기관에 연결된 부하부(load component)를 구동하는 기계적 동력을 발생시킨다. 연소 반응의 효율을 향상시키기 위해 엔진 시스템은 공급 또는 흡입공기를 내연기관에 도입시키기 전에 압축시키는 "터보차저 시스템(turbocharger system)"을 구비한다. 터보차저의 압축기부(compressor component)는 회전 샤프트를 통해 터빈부(turbine component)에 기계적으로 연결된다. 터보차저의 터빈부는 내연기관의 배기가스로 구동되어 회전 샤프트를 회전시킴으로써 압축기부에 동력을 공급한다.
엔진 시스템과 터보차저 시스템의 성능은 적어도 부분적으로는 각 시스템의 내부온도와 이들을 통과하는 공기의 온도에 좌우된다. 또한 보조부 및 시스템들의 성능은 엔진에서 배출 및/또는 터보차저에 진입되는 배기가스의 온도에 좌우된다. 배기가스의 온도가 상승하면 터보차저의 바람직하지 못한 부작용의 위험도 함께 증가된다. 배기가스 온도를 높게 유지하면 시간의 경과에 따라 엔진과 터보차저 시스템의 구성부들이 고온변형(creep effects)을 나타내게 될 뿐아니라 터보차저의 베어링 시스템의 재료의 스케일링(scaling)과 마모가 발생될 수 있다. 이 문제들에 대한 한가지 해결책은 엔진 시스템의 부하를 감소시킴으로써 배기가스의 온도를 낮추는 것이다. 그러나 가스 압축기를 구동시키는 내연기관의 부하를 조절하면 엔진에 결합된 압축기의 구성요소를 빈번히 조절해야 한다. 압축기의 포켓(pockets)을 조절하는 것은 전형적으로 큰 비용이 드는 수작업 공정이다.
엔진 시스템의 배기가스 온도를 제어하는 시스템과 프로그램 제품이 개시된다. 여기서는 본 개시의 실시예들이 터보차저을 구비하는 엔진 시스템에 대해 예시적으로 설명되었지만, 본 개시의 실시예들은 다른 경우들에 대해서도 적용될 수 있을 것이다.
본 발명의 제1 양태에 의하면, 엔진 시스템으로부터 터보차저 시스템의 터빈부로 연통되는 배기가스를 제어하기 위한 배기가스 제어 시스템으로, 배기가스의 온도를 결정하도록 구성된 센서와, 배기가스의 온도가 온도 안전범위(temperature safety window)보다 큰지 작은지에 기초하여 엔진 시스템의 속도를 조정하도록 구성된 제어부를 구비하는 시스템이 제공된다.
본 발명의 제2 양태에 의하면, 컴퓨터 판독가능 저장매체에 저장되며 실행 시 엔진 시스템으로부터 터보차저 시스템으로 공급되는 배기가스의 온도를 제어하도록 작동되는 프로그램 제품(program product)으로, 컴퓨터 판독가능 저장매체가, 배기가스의 온도가 온도 안전범위보다 큰지 작은지에 따라 엔진 제어 유닛의 엔진 속도 설정점을 조정하는 프로그램 코드를 포함하고, 이 엔진 속도 설정점이 엔진 시스템 속도에 대응하는 것인 프로그램 제품이 제공된다.
본 발명의 제3 양태에 의하면, 엔진 시스템과, 이 엔진 시스템과 유체가 연통되는 터보차저 시스템을 포함하는 시스템으로서, 터보차저 시스템이 엔진 시스템으로부터 배기가스를 수용하도록 구성된 터빈부와, 이 터빈부에 연결된 회전 샤프트와, 이 회전 샤프트에 연결되고, 압축된 공기 흐름을 엔진 시스템으로 전달하도록 된 압축기를 포함하는 터보차저 시스템과, 엔진 시스템으로부터 터보차저 시스템의 터빈부로 전달되는 배기가스의 온도를 결정하도록 구성된 센서, 그리고 배기가스의 온도가 온도 안전범위를 벗어나는지에 기초하여 엔진 시스템을 조정하도록 구성된 제어부를 포함하는 시스템이 제공된다.
본 발명의 이들 피쳐(feature)와 다른 피쳐들은 본 발명의 여러 실시예들을 도시하고 있는 첨부도면들을 참조로 한, 본 발명의 여러 양태들에 대한 이하의 상세한 설명으로부터 더욱 명확해질 것이다.
도 1은 종래의 엔진 시스템과 터보차저 시스템의 개략도.
도 2는 본 개시의 실시예에 의한 엔진 시스템, 터보차저 시스템, 및 제어부의 개략도.
도 3은 본 개시의 실시예에 의한 제어부와 엔진 시스템의 블록도.
도 4는 본 개시의 실시예에 따른 엔진 시스템과 터보차저 시스템에 연결된 연산장치의 예시적인 주변환경을 보여주는 개략도.
도 5는 본 개시의 실시예에 의한 프로세스를 예시하는 방법 흐름도.
본 발명에 첨부된 도면들은 축척대로 그려질 필요가 없다. 이 도면들은 본 발명의 전형적인 특징들만을 표현하기 위한 것이며, 이에 따라 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안될 것이다. 도면에서, 도면들 간의 같은 참조번호는 같은 요소들을 나타낸다.
여기 기술된 본 발명의 양태들은 일반적으로 내연기관 등의 엔진 시스템과 그 터보차저 시스템과의 상호작용에 관한 것이다. 더 상세히는 여기에 기술된 본 발명의 양태들은 엔진 시스템에서 생성되어 터보차저 시스템에 공급되는 배기가스의 온도를 제어하기 위한 시스템과 프로그램 제품에 관한 것이다.
도 1에는 종래 방식으로 배치된 엔진 시스템(10)과 터보차저 시스템(20)이 개략적으로 도시되어 있다. 엔진 시스템(20)은 여기에 결합된 부하부(load component; 12)에 동력을 공급하는 공지의 또는 추후 개발될 종래의 엔진 어셈블리가 될 수 있다. 이해를 돕기 위해 엔진 시스템(10)을 간단히 설명한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진 시스템(10)은 부하부(12)에 기계적으로 연결된 내연기관(14)을 포함한다. 내연기관(14)은 또한 연료 공급장치(도시 안됨)에 유체 연통된다. 내연기관(14)은 연료 공급장치에서 공급된 연료를 압축공기 흐름과 혼합하여 연소 반응을 일으킴으로써 배기가스 흐름을 생성한다. 배기가스 흐름은 배기가스 배관(16)을 통해 내연기관(14)으로부터 전달된다.
터보차저 시스템(20)은 외부 공급원(도시 안됨)으로부터 흡입공기(공기흡입)를 공급받는데, 이는 터보차저 시스템(20)에서 압축되어 엔진 시스템(10)으로 공급된다. 내연기관(14)에서 생성된 배기가스는 배기가스 배관(16)을 통해 터보차저 시스템(20)으로 복귀된다. 당업계에 공지된 바와 같이, "터보차저"는 엔진 시스템에 압축공기를 제공하거나 다른 장치에 유사한 효과를 내는 기능부를 지칭한다. 터보차저 시스템(20)은 회전 샤프트(26)로 서로 연결되는 압축기부(22)와 터빈부(24)를 포함한다. 터보차저 시스템(20)의 터빈부(24)는 전적으로 또는 부분적으로 엔진 시스템(10)에서 생성된 배기가스(가스배기)에 의해 구동될수 있다. 특히 터빈부(24)를 통과하는 배기가스는 더 상세히 설명하겠지만 회전 샤프트(26)에 결합된 몇 개의 터빈 버켓(turbine buckets; 28)(도 2)을 기동시키게 된다. 회전 샤프트(26)가 회전함에 따라 터빈부(24)를 구동시킬 동력이 발생된다. 터보차저 시스템(20)의 압축기부(22)는 흡입공기의 압력을 상승시켜 압축된 흡입공기를 엔진 시스템(10)으로 전달한다. 본 발명의 실시예들은 터빈 시스템(22)의 터빈부(24)로 진입하는 배기가스(가스배기)의 온도를 제어하여 압축의 정도를 제어하고 결과적으로 터보차저 시스템(20)으로부터 엔진 시스템(10)으로 공급되는 공기의 온도를 제어할 수 있다.
도 2에는, 본 개시의 실시예에 의한 엔진 시스템(110)과 터보차저 시스템(120)이 도시되어 있다. 이미 설명된 바와 같이, 터보차저 시스템(120)은 회전 샤프트(126)를 통해 서로 작동 가능하게 연결된 압축기부(122)와 터빈부(124)를 포함한다. 터보차저 시스템(120)의 회전 샤프트(126)는 압축기부(122)를 동작시키는 동력을 발생시킨다. 엔진 시스템(110)은 압축기부(122)로부터 압축된 흡입공기(공기흡입) 흐름을 수용하여 알려진 또는 추후 개발될 연소 과정을 통해 공기 흐름과 연료를 반응시킴으로써 열과 에너지를 생성한다. 실시예에서, 내연기관(14)(도 1)을 포함하는 엔진 시스템(110)은 몇 개의 연소실로 구성된 왕복동 또는 피스톤 엔진이 될 수 있는데, 피스톤이 연소실 내의 크랭크축을 기동시킴에 따라 각 연소실이 주기적으로 팽창 및 수축된다. 엔진 시스템(110) 내에서 이러한 반응이 일어나는 속도는 엔진 시스템(11) 내의 여러 구성부들의 속도에 의해 부분적으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 왕복동 엔진에서 반응 속도는 플라이휠(flywheel)과 여기에 연결된 크랭크축의 회전속도에 의해 부분적으로 제어된다. 플라이휠과 크랭크축의 속도가 빨라지면 왕복동 엔진 내의 여러 피스톤의 속도도 빨라진다. 왕복동 엔진에 있어서, 엔진 속도는 플라이휠의 회전 속도, 예를 들어 분당 회전수(rpm) 단위로 측정될 수 있다. 연료공급부(130)(점선으로 도시)와 엔진 시스템(110) 사이에 위치하여 유체 연통되는 카뷰레터(carburetor; 130)에 의해 연료가 압축기부(122)에서 공급된 공기량에 정비례하여 엔진 시스템(110)에 도입된다. 예를 들어 내연기관(14)(도 1)의 구성부를 포함하는 엔진 시스템(110)의 연소실은 연료 공급부(132)에서로부터의 연료를 압축공기와 반응시켜 기계적 에너지를 발생시킨다. 압축기부(122)에서 엔진 시스템(110)으로 연장되는 배관 상에 스로틀(throttle; 134)이 위치한다. 스로틀(134)은 압축기부(122)로부터 엔진 시스템(110)으로의 공기의 흐름을 제어하는 회전부품의 형태를 가질 수 있다. 압축기부(122)로부터 엔진 시스템(110)으로 도입되는 공기의 유량을 제어함으로써, 스로틀(134)은 여기 설명된 바와 같이 엔진 시스템(110)의 속도에 영향을 미치도록 조정될수 있다. 연소 반응으로 엔진 시스템(110)에서 생성된 에너지가 기계적 구성부의 동력으로 사용되는 반면, 연소로부터의 배기가스는 배기가스 배관(116)으로 진입하여 터보차저 시스템(120)으로 복귀한다.
터보차저 시스템(120)의 터빈부(124)는 몇 개의 고정된 블레이드(blade; 128)를 구비한다. 블레이드(128)들은 터빈의 휠부(wheel component; 129)에 연결되고, 이 휠부는 다시 회전 샤프트(126)에 연결된다. 블레이드(128)들은 작동 시 엔진 시스템(110)에서 생성된 배기가스(가스배기)에 의해 회전할수 있다. 배기가스의 흐름을 터빈부(124) 내로 유도하기 위해 몇 개의 노즐(도시 안됨)들이 각 블레이드(128)와 터빈부(124)의 하우징(housing) 사이에 위치할 수 있다. 이와 같은 방식으로 엔진 시스템(110) 내의 연소 반응이 회전 샤프트(126)를 회전시켜 압축기부(122)를 구동할 에너지를 발생시킨다. 엔진 시스템(11)의 속도를 관리하기 위해 ECU(엔진 제어 유닛)(140)이 엔진 시스템(11)과 제어부(150) 사이에 결합될 수 있다. 필요하다면 ECU(140)는 엔진 시스템(110)의 구조 상에 물리적으로 장착 또는 부착될 수 있다. 또한 제어부(150)는 사용자와 엔진 시스템(110) 사이의 인터페이스(interface)에 연결되거나 그 일부가 될 수 있다. 제어부(150)는 엔진 시스템(110), 터보차저 시스템(120)과 예를 들어 가스 압축 시스템 등 여기 설명된 다양한 시스템들에 결합되는 부하부들의 일체성(entirety)을 유지할 수 있는 안전 한계(safety limits)를 제어 또는 설정하도록 구성된다. ECU(140)는 전기적 또는 기계적 신호를 회전이나 직선기동 등의 기계력으로 변환시키는 공지의 또는 후에 개발될 장치를 포함한다. 특히 ECU(140)는 엔진 시스템(110)에 결합되거나 그 일부를 구성하는 제어 구성부가 될 수 있다. ECU(140)는 엔진 속도 등 엔진 시스템(110)의 여러 가지 변수들을 판독하기 위해 피스톤이나 크랭크축 등 엔진 시스템(110) 내의 가동부에 전기적으로 연결된다. 한편 제어부(150)는 배선이나 네트워크, 또는 기계적 에너지 변환기 등의 구성부를 통해 기계적으로든 전기적으로든 작동가능하게 ECU(140)에 연결된다. 이와 같이 ECU(140)는 독립적이건 제어부(150)에서 공급된 신호 등의 지시의 결과이건 엔진 시스템(110)의 속도를 제어하게 된다. 예를 들어, ECU(140)는 시간에 따라 변화되는 환경-수준과 시스템-수준의 인자들에 기반하여 엔진 시스템(110)의 속도를 주기적으로 조절함으로써 엔진 시스템(110)을 안정된 동작상태로 유지한다. 본 발명의 한 실시예에서, 제어부(150)는 엔진 시스템(110) 및/또는 터보차저 시스템(120)의 몇 가지 성능 변수들에 따라 엔진 시스템(110)의 바람직한 또는 안정된 작동 상태를 조절하도록 ECU(140)에 지시한다. 예를 들어, 상세히 설명되는 바와 같이 배기가스(가스배기)의 온도가 바람직한 온도 안전범위(temperature safety window)보다 큰지 작은지에 따라 엔진 시스템(11)의 속도를 감소시키도록 ECU(140)에 지시할 수 있다. 여기서는 제어부(150)와 ECU(140)가 두 독립된 구성부로 예시되었지만, 필요하다면 제어부(150)와 ECU(140)는 단일한 구성부 또는 제어 시스템의 일부가 될 수 있다.
성능 변수(예컨대, 온도)를 측정하기 위해, 하나 또는 복수의 센서(142)가 관심 영역, 예를 들어 터보차저 시스템(120)의 터빈부(124)와 엔진 시스템(110)에 설치된다. 예를 들어, 센서(142)는 배기가스 배관(116), 터빈부(124)이나 엔진 시스템(110) 또는 터보차저 시스템(120)의 다른 구성부 내에 설치될 수 있다. 예시를 위해 센서(142)가 단일한 유닛으로 도시되어 있지만, 본 발명은 엔진 시스템(110) 및/또는 터보차저 시스템(120)에 몇 개의 센서(142)가 위치하는 것도 상정하고 있다. 이에 부가하여 또는 이와는 달리 배기가스의 온도가 산정될 수 있는데, 예를 들어 측정된 데이터의 평균이나 데이터로부터 도출된 수치적 통계치들을 산정하는 방법 등이다. 센서(142)는 배선, 버스, 무선 네트워크 등 두 구성부 간에 데이터를 전송할 수 있는 공지의 또는 추후 개발될 구성부에 의해 제어부(150)에 연결된다. 본 발명의 한 실시예에 있어서, 센서(142)는 디지털온도계 등의 온도 센서의 형태가 될 수 있다. 센서(142)는 엔진 시스템(110) 및/또는 터보차저 시스템(120) 내의 하나 또는 복수의 구성부의 온도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 센서(142)는 터빈부(124)에 관련하여 '터빈 유입 온도'로도 불리는 배기가스(가스배기)의 온도를 감지하여, 감지된 온도를 제어부(150)에 제공한다. 센서(142)는 또한 필요하다면, 예를 들어 압력부(122)를 이탈하는 공기의 압력, 회전 샤프트(126)의 속도, 엔진 시스템(110) 또는 터보차저 시스템(120)의 다른 특성 등 다른 성능 변수들도 측정할 수 있다. 예를 들어, 센서(142)는 기압계 등의 압력 센서가 될 수 있는데, 제어부(150)는 센서(142)가 측정한 압력값과 다른 측정치들로부터 엔진 시스템(110)을 이탈하는 배기가스의 온도를 수학적으로 도출해낸다.
도 3에는, 제어부(150)와 엔진 시스템(110) 간의 상호작용을 나타내는 예시적 블록도가 도시되어 있다. 온도 안전범위(152)가 제어부(150) 내, 예를 들어 메모리 내에 저장되거나 고정될 수 있다. 이에 부가하거나 이와는 달리, 예를 들어 바람직한 최고 배기가스 온도(154)와 바람직한 최고 엔진속도(156) 등의 다른 바람직한 변수들도 제어부(150), 예를 들어 메모리 내에 저장되거나 고정될 수 있다. 엔진 시스템(110)의 속도를 조정하기 위해, 제어부(150)는 ECU(140)에 신호(158)를 발송한다. 신호(158)는 예를 들어 약 4.0mA 내지 20mA 사이의 전류 크기를 가지는 전기적 신호이다. 이미 설명된 바와 같이, ECU(140)는 전기적 신호를 기계적 에너지로 변환할 수 있는 장치 및/또는 엔진 시스템(110) 등의 엔진 속도를 조정할 수 있는 제어 시스템을 포함하거나 그 형태로 구현된다. 예를 들어, ECU(140)는 스로틀(134)(도 2)에 연결되어, 엔진 시스템(110)의 속도에 영향을 미치기 위해 ECU(140)가 엔진 시스템(110)에 제공되는 공기/연료 혼합물의 양을 증가 또는 감소시키도록 할 수 있다. 신호(158) 내에 인코딩된 지시는 제어부(150)에 수신된 데이터와 온도 안전범위(152) 등 바람직한 작동조건 사이의 관계에 기초하여 ECU(140)가 엔진 시스템(110)의 속도를 조정하도록 할 수 있다. 여기서 예시적으로 '범위(window)'로 표현하고 있지만, 온도 안전범위(152)는 최고 온도값, 최소 온도값 및/또는 목표 온도값의 형태가 될 수도 있다. 온도 안전범위(152)는 또한 허용범위(tolerance range) 또는 다른 설계 사양으로부터 도출된 상한값과 하한값도 포함할 수 있다. 엔진 시스템(110)의 속도는 ECU(140)에 의한 조정의 결과 상승, 하강 또는 동일하게 유지됨으로써 엔진 시스템(110) 및/또는 터보차저 시스템(120)의 여러 가지 성능 변수(160)들에 영향을 미치게 된다(도 1, 2). 성능 변수(160)들은 엔진 시스템(110)을 이탈하는 배기가스의 온도(도 1, 2) 및/또는 압축기부(124)로 진입하는 배기가스의 온도(도 2), 터보차저 시스템(120)의 작동 속도 또는 온도(도 1) 또는 엔진 시스템(110)이나 터보차저 시스템(120)의 작동조건에 관련된 다른 변수들을 포함할 수 있다. 성능 변수(160)들은 예를 들어 센서(142)로 측정되어 버스, 데이터 라인 등을 통해 제어부(150)로 전송된다. 특히 계측 제어기 통신망(controller area network; CAN) 버스 변환부(162)가 성능 변수(160)를 제어부(150)로 전송한다. 그러면 제어부(150)는 성능 변수(160)들을 예를 들어 온도 안전범위(152) 등의 다른 데이터들과 비교하여 엔진 시스템(110)을 원하는 대로 더 조정하게 된다. 본 발명의 한 실시예에서, 성능 변수(160)는 온도에 관련되고, 제어부(150)는 전송된 온도값을 온도 안전범위(152)와 비교하여 추가적 지시를 산출한다.
도 4에는 제어부(150), 엔진 시스템(110)과 터보차저 시스템(120)을 포함하는 예시적인 환경(200)이 도시되어 있다. 여기서 환경(200)은 작동중 엔진 시스템(110)의 속도와 터보차저 시스템(120)으로 진입하는 배기가스의 온도 등 변수들을 조정하기 위해 여기 설명된 과정을 수행할 수 있는 연산장치(202)를 구비한다. 특히 연산장치(202)는 여기 기술된 하나 또는 모두의 과정들을 수행하고 여기 기술된 하나 또는 실시예를 구현함으로써 연산장치(202)가 엔진 시스템(110)의 구성부들을 조정할 수 있도록 하는 컨트롤러 시스템(controller system; 204)을 구비할 수 있다.
엔진 시스템(110), 터보차저 시스템(120), 그리고 온도 센서 등의 적어도 한 센서(142)가 예를 들어 무선, 배선 또는 다른 통상적인 수단을 통해 연산장치(202)에 작동 가능하게 연결되어, 연산장치(202)는 여기 설명된 대로 센서(142)로부터 취득된 데이터에 따라 ECU(140)의 특성들을 제어한다. ECU(140)와 제어부(150)가 예시적으로 별개의 유닛으로 도시되었지만 제어부(150)와 ECU(140)는 동일한 컨트롤러 또는 제어 시스템의 일부일 수 있다. 다음 ECU(140)는 엔진 시스템(110)에 작동상 연결되어 연산장치(202)가 엔진 시스템(110)의 속도를 조정함으로써 터보차저 시스템(120)으로 공급되는 배기가스의 온도를 제어할수 있도록 한다. 일례로서 ECU(140)가 스로틀(134)(도 2)에 연결되어, 이를 개방 또는 폐쇄시킴으로써 카뷰레터(130)(도 2)로부터 엔진 시스템(110)에 공급되는 공기/연료 혼합물의 유량을 조정하게 된다.
연산장치(202)는 라이브러리(library; 216)와 통신할 수 있다. 본 발명의 한 실시예에서, 라이브러리(216)는 엔진 시스템(110)으로부터 터보차저 시스템(120)으로 진입하는 배기가스에 대한 소정의 온도 안전범위 또는 온도 설정점을 포함하고 있다. 특히 온도 안전범위는 터보차저 시스템(120)에 대한 배기가스 온도 최적화 데이터(218)(이하 온도 데이터(218)로 지칭함) 내에 저장된다. 온도 데이터(218)는 예를 들어 터보차저 시스템(120)의 터빈부(도 1,2)로 진입하는 배기가스의 최적 또는 바람직한 온도(℃)를 포함한다. 여기서 "온도 데이터"를 포함하는 것으로 예시했지만, 라이브러리(216)는 예를 들어 엔진 시스템(11)과 터보차저 시스템(120) 및/또는 이들에 연결된 가스 압축 시스템 등 다른 구성부나 시스템에 관련된 압력 데이터, 화학 조성 데이터 등 및/또는 가스 압축 시스템 등, 엔진 시스템(11)과 터보차저 시스템(120)에 관련된 다른 형식의 데이터들도 포함할 수 있다. 컨트롤러 시스템(204)은 라이브러리(216)로부터 온도 데이터(218)를 판독하고 이 온도 데이터(218)에 기초하여 자동적으로 엔진 시스템(216)의 속도를조정한다. ECU(140)와 제어부(150)로 엔진 시스템(110)을 조정하는 방법의 일례가 도 5에 예시되어 있는데, 이는 PID(Product, Integral, Derivative) 루프를 통하는 방법이다. PID 루프는 일반적으로 바람직한 값 또는 "설정점"에 도달하기까지 입력 변수를 선택적으로 감소시키거나 증가시킴으로써 출력 변수를 조정하는 과정을 포함한다. 본 발명의 실시예들은 엔진 시스템(110)의 엔진 속도 설정점을 규정 및/또는 조정하는 제어부(150)를 가진다. ECU(140)는 PID 루프를 포함하여 사용자 입력, 제어부 (150) 및/또는 다른 인자들에 따라 엔진 시스템(110)의 속도를 조정한다. 특히 ECU(140)는 제어부(150)로부터 조정된 설정점을 수신하여 제어부(150)가 지시한 대로 엔진 시스템(110)의 속도를 변경한다. 컨트롤러 시스템(204)은 취득된 데이터와 본 발명의 실시예들에서 수행된 단계들에 따라 여러 설정점들을 조정 또는 규정할 수 있다.
도 4에 도시되고 여기 설명된 바와 같이, 온도 데이터(218)는 하나 또는 복수의 온도 데이터들 및/또는 바람직한 최고 배기가스 온도와 엔진 시스템(110)의 속도들의 "안전범위"를 포함한다. 바람직한 엔진 속도는 예를 들어 분당회전수(rpm)으로 규정될 수 있다. 온도 안전범위(152)(도 3)의 상한과 하한 및/또는 바람직한 최고 엔진 속도(156)(도 3)는 엔진 시스템(110)의 성능을 위한 온도와 다른 변수들의 바람직한 또는 최적범위를 포괄한다. 더 구체적으로는 온도 안전범위(152)(도3), 바람직한 최고 가스 온도(154)(도 3) 및/또는 바람직한 최적 엔진 속도(156)(도 3)는 터보차저 시스템(120)과 엔진 시스템(110)이 소정의 출력을 유지하면서 크리프(creep) 등 바람직하지 못한 효과에 저항할 수 있는 배기가스 온도와 다른 변수들을 포함한다. 예를 들어, 바람직한 최고 배기가스 온도(154)(도 3) 또는 온도 안전범위(152)(도 3)의 상한은 터보차저 시스템(120)이 안전하게 작동할 수 있는 온도가 된다. 예시로서, 온도 상한 또는 목표온도는 예를 들어 약 750℃가 될 수 있다. 이 온도 위에서는 터보차저 시스템(120)이 장시간 작동된 뒤 파손되거나 손상될 위험이 있다. 바람직한 최고 배기가스 온도(154)(도 3) 및/또는 온도 안전범위(152)(도 3)의 상한은 그 아래에서 과도한 고온으로 인한 손상이나 오작동이 효율적으로 방지될 수 있는 온도이다. 또한, 온도 안전범위(152)(도 3)는 하한을 가질 수 있는데, 이는 높은 배기가스 온도에 대응하기 위해 엔진 시스템(110)의 속도를 감소시킬 때 ECU(140)가 지나치게 출력을 희생시키는 것을 방지하기 위한 것이다.
온도 데이터(218)는 임의의 데이터 형식으로 라이브러리(216)에 저장될 수 있다. 즉 라이브러리(216)에 저장된 온도 데이터(218)는 엔진 시스템(110)의 속도와 터보차저 시스템(120)에 진입하는 배기가스의 온도 사이의 수학적 관계를 규정할 수 있는데, 여기서 데이터는 룩업테이블(look-up table)이나 알고리즘 등을 포함하는 다양한 통상적 데이터의 형식으로 표현되거나 구현될 수 있다.
연산장치(202)는 예시적으로, 예를 들어 하나 또는 복수의 프로세서 등의 처리부(processing component; 222), 예를 들어 기억계층(storage hierarchy) 등의 저장부(storage component; 224), 예를 들어 하나 또는 복수의 I/O 인터페이스 및/또는 장치 등의 입출력부(226), 그리고 통신 경로(communications pathway)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 일반적으로 처리부(222)는 컨트롤러 시스템(204) 등의 프로그램 코드를 실행하는데, 이것은 적어도 부분적으로 저장부(224)에 고정되어 있다. 프로그램 코드를 실행하면서 처리부(222)는 데이터를 처리하는데, 이는 후속 처리를 위해 저장부(224) 및/또는 입출력부(226)에 대해 변환된 데이터를 판독 및/또는 기록하는 것이다. 통신 경로(228)는 연산장치(202)의 각 기능부들 간의 통신 링크(link)를 제공한다. 입출력부(226)는 하나 또는 복수의 사용자 I/O 장치를 포함하는데, 이는 엔진 시스템(110)의 운영자 등의 사용자(212)가 연산장치(202) 및/또는 하나 또는 복수의 통신 장치와 대화(interaction)하도록 함으로써 시스템 사용자(212)가 어떤 형식의 통신 링크를 통해 연산장치와 통신할 수 있도록 해준다. 여기서, 컨트롤러 시스템(204)은 예를 들어 그래픽 사용자 인터페이스, 응용 프로그램 인터페이스 등의 인터페이스 세트를 관리하여 인간 및/또는 시스템 사용자(212)가 컨트롤러 시스템(204)과 대화할 수 있도록 해준다. 또한 컨트롤러 시스템(204)은 어떤 해법을 사용하여 결정된 엔진 속도, 감지된 배기가스 온와 온도 데이터(218) 등 저장부(224) 내의 데이터를 예를 들어 저장, 호출, 생성, 조작, 조직화, 제출 등 관리할 수 있다. 더 구체적으로 말하면 컨트롤러 시스템(204)은 여기 설명된 대로 온도 데이터(218)를 라이브러리(216)에 저장한다.
어느 경우에든, 연산장치(202)는 예를 들어 연산 장치 등 하나 또는 복수의 범용 연산 제품을 구비하여 여기에 설치된 컨트롤러 시스템(204) 등의 프로그램 코드를 실행할 수 있다. 여기서 사용된 "프로그램 코드"는 어떤 언어(language), 코드 또는 표기법(notation)으로 된 지시들의 집합으로, 정보 처리능력을 가지는 연산장치가 특정한 기능을 직접적으로 수행하거나 (a) 다른 언어, 코드 또는 표기법으로의 변환, (b) 다른 매체 형식으로의 복제, (c) 압축해제(decompression) 등의 어떤 조합을 거쳐 수행하도록 한다. 여기서 컨트롤러 시스템(204)는 시스템 소프트웨어 및/또는 응용 소프트웨어의 임의의 조합으로 구현될 수 있다.
또한 컨트롤러 시스템(204)은 모듈(module; 232)의 세트로 구현될 수도 있다. 이 경우, 각 모듈(232)은 컨트롤러 시스템(204)에 사용되어 연산장치(202)가 하나 또는 복수의 과업을 수행하도록 하는데, 컨트롤러 시스템(204)의 다른 부분들과 분리되어 별개로 개발 및/또는 구현될 수 있다. 여기 사용된 '모듈'은 어떤 해법을 사용하여 연산장치(202)가 거기에 부여된 기능성(functionality)을 구현할 수 있도록 해주는 프로그램 코드를 의미한다. 예를 들어 "모듈"은 비교기, 계산기, 타이머, 데이터 변환기 등을 포함한다. 처리부(232)를 포함하는 연산장치(202)의 저장부(224)에 고정되었을 때, 각 모듈(232)은 기능성을 구현하는 구성부의 실체적 부분이 된다. 그러나 둘 이상의 구성부, 모듈 및/또는 시스템이 각 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 일부/전부를 공유할 수도 있다. 뿐만 아니라 여기 설명된 기능성의 일부는 구현되지 않거나 연산장치(202)에 부가적 기능성으로 포함될 수도 있다.
복수의 연산장치들로 구성된 연산장치(202)에 있어서, 각 연산장치는 예를 들어 하나또는 복수의 모듈(232) 등 거기에 고정된 컨트롤러 시스템(204)의 일부만을 가질 수도 있다. 그러나 연산장치(202)와 컨트롤러 시스템(204)은 여기 설명된 과정을 처리할 수 있는 다양하게 가능한 등가의 컴퓨터 시스템의 대표일 뿐이다. 다른 실시예들에서는, 연산장치(202)와 컨트롤러 시스템(204)에 의해 제공되는 기능성이 적어도 부분적으로, 프로그램 코드가 포함되거나 포함되지 않는 범용 및/또는 전용의 하드웨어의 임의의 조합을 포함하는 하나 또는 복수의 연산장치가 될 수도 있다. 각 실시예에서, 하드웨어와 포함되는 경우의 소프트웨어는 각각 표준적인 기술과 프로그래밍 기법들을 사용하여 생성될수 있다.
연산장치(202)가 복수의 연산장치들을 포함할 때, 복수의 연산장치들은 임의의 형식의 통신 링크 상에서 통신할 수 있다. 또한 여기 설명된 과정들을 수행할 때, 연산장치(202)는 어떤 형식의 통신 링크를 사용하여 하나 또는 복수의 컴퓨터 시스템과 통신할 수 있다. 어느 경우에건 통신 링크는 다양한 방식의 유선 및/또는 무선 링크들의 어떤 조합, 하나 또는 복수의 방식의 네트워크의 임의의 조합, 및/또는 다양한 전송기술과 프로토콜의 임의의 조합들을 포함할 수 있다.
연산장치(202)는 임의의 해법을 사용하여 온도 데이터(218) 등의 데이터를 취득 또는 제공할 수 있다. 예를 들어, 연산장치(202)는 온도 데이터(218)를 센서(142), 하나 또는 복수의 데이터 저장부, 또는 다른 독립적이나 종속적인 시스템으로부터 취득 및/또는 호출할 수 있다. 일부 실시예들에서, 연산장치(202)는 다양한 데이터들을 다른 시스템으로 전송할 수도 있다.
이상에서 배기가스 온도를 제어하는 시스템에 대해 도시하고 설명했지만, 본 발명의 양태들은 다양한 다른 실시예들을 제공할 수 있다. 예를 들어 한 실시예에서는, 본 발명이 적어도 한 컴퓨터 판독 가능한 매체에 고정된 컴퓨터 프로그램을 제공하는데, 이 프로그램은 실행시 컴퓨터 시스템이 엔진 시스템(110)에서 생성되는 배기가스의 온도를 제어할 수 있도록 한다. 여기서 컴퓨터 판독 가능한 매체는 여기 설명된 일부 또는 모든 과정 및/또는 실시예들을 구현하는 컨트롤러 시스템(204)(도 3) 등의 프로그램 코드를 포함한다. 여기서 "컴퓨터 판독 가능한 매체"라는 용어는 이로부터 프로그램 코드의 사본이 연산장치에 의해 인식, 복제 또는 달리 통신될 수 있는 공지 또는 추후 개발될 하나 또는 복수의 어떤 형식의 비휘발성(non-transitory) 또는 유형의 표현 매체를 포함한다. 예를 들어, 컴퓨터 판독가능 매체는 하나 또는 복수의 이동 저장 제품, 하나 또는 복수의 연산장치의 메모리/ 저장부, 종이 등을 포함한다.
실시예에서 본 발명은 엔진 시스템(110)의 속도를 조정함으로써 배기가스 온도를 제어하는 시스템을 제공한다. 이 경우, 연산장치(202) 등의 컴퓨터 시스템은 신조(created), 유지, 사용 가능화 등 취득될 수 있고, 여기 설명된 과정을 수행하는 하나 또는 복수의 구성부도 생성, 구매, 중고, 개조 등 취득되어 컴퓨터 시스템에 배치될 수 있다. 여기서 배치는 (1) 프로그램 코드를 연산장치에 설치, (2) 하나 또는 복수의 연산 및/또는 입출력장치를 컴퓨터 시스템에 추가, (3) 여기 설명된 과정들을 수행할 수 있도록 컴퓨터 시스템을 결합 및/또는 개조하는 과정을 하나 또는 복수로 포함한다.
도 5에는 본 발명의 실시예들에 의한 과정들을 보이는 흐름도의 예가 도시되어 있다. 도 5의 프로세스 흐름도는 도 2 내지 3, 특히 도 5의 프로세스 흐름에 설명된 동작들을 수행하는 환경(200)을 도시한 도 4에 관련하여 설명될 것이다.
단계 S1에서 모듈(232)은 배기가스의 온도에 관한 온도 데이터(218)를 판독 또는 취득한다. 단계 S1에서 취득된 온도 데이터(218)는 예를 들어 라이브러리(216)에 저장되는데, 이는 엔진 시스템(110)에서 생성되어 터보차저 시스템(120)의 터빈부(124)에 공급되는 배기가스의 온도이다. 다음 비교기 기능을 가지는 하나 또는 복수의 모듈(232)이 단계(S1)에서 취득된 배기가스의 온도를 온도 데이터(218)에 포함되어 예를 들어 라이브러리(216) 등 환경(200) 내에 저장된 바람직한 온도 및/또는 온도 안전범위와 비교한다. 다음 비교기 기능을 가지는 모듈(232)은 단계 S2에서 배기가스가 온도 안전범위의 범위 외인지 범위 내인지(예컨대, 초과 또는 미만) 및/또는 바람직한 배기가스 온도와 거의 동일한지를 판단한다.
단계 S2에서의 비교로 배기가스 온도가 바람직한 온도 미만 및/또는 온도 안전범위를 나타내면, 모듈(232)은 단계 S3에서 연산, 제어, 신호 기능들로 엔진 시스템(110)에 대한 엔진 속도 설정점을 상승시키도록 한다. 다른 곳에서 설명한 바와 같이, "설정점"은 일반적으로 특정 변수의 바람직한 또는 목표값을 지칭한다. 본 개시의 실시예들에서 "설정점"은 엔진 시스템(110)의 바람직한 속도를 지칭한다. 엔진 시스템(110)의 속도를 조정하기 위해, 모듈(232)은 제어 및 신호 기능을 통해 ECU(140)에 엔진 속도 설정점을 상승(단계 S3) 또는 하강(단계 S7)시키도록 지시한다. ECU(140)는 엔진 시스템(110)의 속도(예를 들어, 약 1000rpm)에 대한 기존의 엔진 속도 설정점을 보유하고 있는데, 모듈(232)은 엔진 시스템(110)의 속도를 조정하기 위해 이 값을 상승 또는 하강시키도록 ECU(140)에 지시한다. 그러면 1000rpm의 엔진 속도가 사용자로부터 ECU(140)에 제공된 값이더라도, 제어부(150)의 모듈(232)은 배기가스 온도를 상승시킬 수 있도록 사용자가 선택한 작동 속도를 오버라이드(override)한다. 다른 곳에서 설명한 바와 같이 ECU(140)는 엔진 시스템(110)과 연료 공급부(132)사이에 위치하는 스로틀(134)을 개방하거나 폐쇄시킴으로써 엔진 시스템(110)의 동작속도를 조정할 수 있다.
단계 S3에서 엔진 속도 설정점을 상승 또는 하강시키고 난 뒤, 단계 S4에서 모듈(232)은 측정, 비교, 결정 기능을 통해 엔진 시스템(110)의 작동 속도가 최고 속도를 초과하는지 판단한다. 이 최고 속도는 예를 들어 라이브러리(216)에 저장되고 엔진 시스템(110)이 안전하게 작동될 수 있는 작동 속도의 상한을 규정한다. 이와 같이 단계 S4의 판단은 제어부(150)가 ECU(140)로 하여금 엔진 시스템(110)의 작동 속도를 그 기술적 능력 이상으로 상승시키도록 했는지를 검토한다. 일례로서, 단계 S4에서 사용될 최고 속도는 사용자에 의해 결정될 수 있는데, 일부 엔진 모델에서 예를 들어 약 1200rpm이다. 비교 결과 모듈(232)이 엔진 시스템(110)의 속도가 최고 속도 미만이라고 판단했을 때는 단계 S5에서 모듈(232)은 엔진 시스템(110)의 현재의 작동 속도가 ECU(140)에 제공된 엔진 속도 설정점에 부합하는지를 판단한다.
작동 속도를 최고 속도 및/또는 설정점과 비교한 뒤, 모듈(232)은 엔진 속도가 그 최고 속도를 초과하거나 작동 속도가 엔진 속도 설정점과 거의 동일한가에 따라 비활성화 또는 제어 기능을 통해 단계 S6에서 PID 루프를 비활성화(disable) 또는 정지(pause)시킨다. 단계 S6에서 PID 루프의 비활성화는 일시적이거나 영구적일 수 있다. PID 루프는 배기가스 온도가 온도 안전범위 이내이거나 바람직한 온도와 거의 동일하여 안정적인 상황에서는 단계 S6에서 영구적으로 비활성화될 수 있다. PID 루프의 일시적인 비활성화는 예를 들어 배기가스 온도가 나중에 상승하는 상황에 대응하기 위해 PID 루프가 다시 활성화되기 이전의 설정 시간 동안 엔진 시스템(110)이 일정한 속도로 작동할 때 일시적으로 비활성화될 수 있다. PID 루프가 단계 S6에서 비활성화되지 않거나 PID 루프의 일시적인 비활성화가 종료되는 경우, 본 발명에 의한 과정은 일시 중지되었다가 단계(S1)로 복귀하여, 거기서 모듈(232)이 다른 배기가스 온도를 취득하게 된다.
단계 S2의 비교로 배기가스 온도가 온도 안전범위 이내 및/또는 바람직한 온도와 거의 동일함을 나타내면 프로세스는 바로 단계 S6으로 이행하여 PID 루프가 모듈(232)과 함께 정지 또는 비활성화된다. 이 경우, 배기가스 온도가 너무 높거나 낮지 않으므로 컨트롤러 시스템(204)은 ECU(140)의 엔진 속도 설정점을 조정하지 않는다. 또한 프로세스는 단계 S1로 복귀하여, 시간 경과에 따라 배기가스의 온도가 상승하는지 여부를 감시하도록 모듈(232)이 단계(S1)에서 추가적인 온도 데이터를 취득할 수 있게 한다.
단계 S2에서의 비교가 배기가스 온도가 온도 안전범위 및/또는 바람직한 온도 초과임을 나타내면, 모듈(232)은 계산기 기능 및/또는 제어기 기능을 통해 온도 안전범위 및/또는 바람직한 온도 이상인 배기가스 온도에 따라 엔지 속도 설정점을 하강시킬 수 있다. 단계 S7에서 제어부(150)는 기존의 엔진 속도 설정값이 저장 또는 입력된 ECU(140)와 통신하는 과정이 포함될 수 있다. 예를 들어, 단계 S7에서 제어부(150)는 사용자가 설정한 엔진 시스템(110)의 바람직한 작동 속도를 오버라이드하여 엔진 시스템(110)으로부터의 배기가스가 온도 안전범위 및/또는 바람직한 온도를 초과하지 않는 값으로 엔진 속도 설정점을 하강시킬 수 있다. 단계 S7에서 엔진 속도 설정점을 하강시킨 뒤, 단계 S8에서 모듈(232)은 비교 및 판단 기능을 통해 엔진 속도가 최저 속도 이하인지를 평가한다. 단계(S4)에서의 최고 속도와 대조적으로, 단계(S8)의 최저 속도는 그 이하로 낮추면 배기가스 온도를 최소 또는 조금만 낮추면서 엔진 시스템(110)의 출력이 희생되는 속도이다. 일부 엔진 시스템에 있어서, 엔진 시스템(110)의 최저 속도는 예를 들어 약 900rpm이다.
단계 S8에서 모듈(232)이 엔진 시스템(110)의 속도가 최저 속도 이상이라고 판단하면, 엔진 시스템(110)이 배기가스의 상승된 온도를 효율적으로 보상하고 있는 상황이다. 그러면 과정은 단계(S1)로 복귀 및 반복하여 배기가스의 온도가 하강하면서 엔진 시스템(110)의 출력이 점진적으로 증가하도록 한다. 추가적인 배기가스 온도를 취득하기 전에, 모듈(232)은 배기가스 온도가 온도 안전범위 및/또는 바람직한 배기가스 온도보다 더 상승하는 것을 방지하도록 단계(S6)에서 최저 속도 이하의 엔진 속도가 PID 루프를 정지 또는 비활성화시킬 수 있는지 판단한다.
여기서 설명하는 실시예들의 기술적 효과들은 엔진 시스템으로부터 터보차저 시스템의 터빈부로 연통되는 배기가스 온도의 제어 가능성을 포함한다. 또한 본 발명 실시예들은 엔진으로부터 연통되는 배기가스의 온도가, 예를 들어 터보차저 시스템이나 다른 구성부가 크리프 효과나 다른 형태의 손상을 입지않을 온도 등의 임계 온도, 온도 안전범위 또는 이와 유사한 값을 초과하지 않도록 방지할수 있다. 분만 아니라 본 발명의 실시예들은 엔진 시스템의 속도를 상승시키거나 하강시킴으로써 예를 들어 엔진 시스템으로부터의 배기가스의 온도 등의 동작 특성을 조정할 수 있다.
본 발명의 여러 가지 특성들에 대한 이상의 설명은 예시와 설명의 목적으로 제공된 것이다. 이 설명은 배타적이거나 본 발명을 개시된 구체적 형태로 제한하기 위한 것이 아니며, 많은 변경과 변형이 가능함이 명백하다. 이와 같은 변경과 변형들은 당업자에게는 자명할 것이며 모두 첨부된 청구범위로 정의되는 본 발명의 범위에 포함될 것이다.
여기에서 사용된 용어들은 특정한 실시예들을 설명하기 위한목적으로만 사용된 것이며 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 여기 사용된 단수형 "a", "an", "the"는 문맥이 명확히 그렇지 않다고 지시하지 않는 한 복수형도 포함하도록 의도된 것이다. 상세한 설명에 사용되었을 때 "포함(comprises 및/또는 comprising)"이라는 용어는 설명된 특징, 수치, 단계, 동작, 부재 및/또는 구성부들의 존재를 명시하지만, 하나 또는 복수의 다른 특징, 수치, 단계, 작동, 부재, 구성부 및/또는 이들의 그룹의 추가적인 존재를 배제하는 것이 아니다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 개시하는데 최선의 형태를 포함하여, 당업자가 어떤 장치와 시스템들을 제조 및 사용하고 관련된 방법을 수행하는 것을 포함하여 본 발명을 구현할 수 있도록 예들을 사용하였다. 본 발명의 특허 가능한 범위는 청구범위로 정의되며, 당업자가 구현하는 다른 예들을 포함할 수 있다. 이와 같은 다른 예들은 그 구조적 요소들이 청구범위의 문언과 다르지 않거나 사소한 차이뿐으로 청구범위의 문언과 동등한 구조적 요소를 포함하는 한 청구범위에 포함되는 것으로 의도된 것이다.
10; 엔진 시스템
12; 부하부
14; 내연기관
16; 배기가스 배관
20; 터보차저 시스템
22; 압축기부
24; 터빈부
26; 회전 샤프트
28; 터빈 버켓
110; 엔진 시스템
116; 배기가스 배관
120; 터보차저 시스템
122; 압축기부
124; 터빈부
126; 회전 샤프트
128; 고정 블레이드
129; 터빈 휠부
130; 카뷰레터
132; 연료 공급부
134; 스로틀
140; ECU
142; 센서
150; 제어부
152; (온도)안전범위
154; 배기가스 온도
156; 엔진 속도
158; 신호
160; 성능변수
200; 환경
202; 연산장치
204; 컨트롤러 시스템
216; 라이브러리
218; 온도 데이터
222; 처리부
224; 저장부
226; 입출력부(I/O)
228; 통신경로
232; 모듈

Claims (15)

  1. 배기가스를 제어하는 배기가스 제어 시스템으로서,
    배기가스의 온도를 결정하도록 구성된 센서로서, 상기 배기가스는 엔진 시스템으로부터 터보차저 시스템의 터빈부(turbine component)로 연통되는 것인, 센서; 및
    배기가스의 온도가 상한 및 하한을 포함하는 온도 안전범위(temperature safety window)보다 큰지 작은지에 기초하여 엔진 시스템의 스로틀(throttle)을 개방 또는 폐쇄함으로써 엔진 시스템의 작동 속도를 조정하도록 구성된 제어부
    를 포함하며,
    상기 온도 안전범위의 상한은 터보차저 시스템이 안전하게 작동할 수 있는 온도인 것인, 배기가스 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 제어부가 엔진 시스템의 작동 속도를 감소시킴으로써 배기가스의 온도를 하강시키도록 더 구성되는 것인 배기가스 제어 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 터보차저 시스템이
    엔진 시스템과 유체 연통되고, 엔진 시스템에 압축공기 흐름을 제공하는 터보차저 압축기부(compressor component); 및
    이 터보차저 압축기부를 터보차저 터빈부에 연결하는 회전 샤프트
    를 더 포함하는 것인 배기가스 제어 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 온도 안전범위가 목표 배기가스 온도를 포함하는 것인 배기가스 제어 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 온도 안전범위가 엔진 시스템의 작동 특성에 기초하는 것인 배기가스 제어 시스템.
  6. 컴퓨터 판독 가능한 저장매체에 저장되며, 실행 시 엔진 시스템에서 터보차저 시스템으로 공급되는 배기가스의 온도를 제어하도록 작동되는, 컴퓨터 판독 가능한 저장매체에 저장된 프로그램으로서,
    상기 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는 배기가스 온도가 상한 및 하한을 포함하는 온도 안전범위보다 큰지 작은지에 따라 엔진 제어 유닛의 엔진 속도 설정점을 조정하기 위한 프로그램 코드를 포함하고,
    이 엔진 속도 설정점의 조정은 엔진 시스템의 속도의 조정에 대응하며,
    이 엔진 시스템의 속도의 조정은 엔진 시스템의 스로틀(throttle)의 개방과 폐쇄 중 어느 하나를 포함하고,
    상기 온도 안전범위의 상한은 터보차저 시스템이 안전하게 작동할 수 있는 온도인 것인, 컴퓨터 판독 가능한 저장매체에 저장된 프로그램.
  7. 제6항에 있어서, 엔진 속도 설정점을 하강시키기 위한 프로그램 코드를 더 포함하며, 하강된 엔진 속도 설정점이 배기가스의 온도를 하강시키게 되는 것인, 컴퓨터 판독 가능한 저장매체에 저장된 프로그램.
  8. 제6항에 있어서, 터보차저 시스템이
    엔진 시스템에서 공급된 배기가스를 수용하도록 구성된 터보차저 터빈부;
    엔진 시스템과 유체 연통되고, 엔진 시스템에 압축공기 흐름을 제공하는 터보차저 압축기부; 및
    터보차저 압축기부를 터보차저 터빈부에 연결하는 회전 샤프트
    를 더 포함하는 것인, 컴퓨터 판독 가능한 저장매체에 저장된 프로그램.
  9. 제6항에 있어서, 엔진 시스템이, 공급한 연료를 압축공기 흐름과 반응시켜 배기가스를 생성하도록 구성된 내연기관을 포함하는 것인, 컴퓨터 판독 가능한 저장매체에 저장된 프로그램.
  10. 제6항에 있어서,
    조정된 엔진 속도 설정점이 최고 속도 초과인지를 판단하고,
    엔진 시스템의 속도가 최고 속도 초과인 데 응답하여 엔진 속도 설정점을 이 최고 속도로 설정하기 위한 프로그램 코드를 더 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 저장매체에 저장된 프로그램.
  11. 제6항에 있어서,
    조정된 엔진 속도 설정점이 최저 속도 미만인지를 판단하고,
    엔진 시스템의 속도가 최저 속도 미만인 데 응답하여 엔진 속도 설정점을 이 최저 속도로 설정하기 위한 프로그램 코드를 더 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 저장매체에 저장된 프로그램.
  12. 삭제
  13. 제6항에 있어서, 온도 안전범위가 엔진 시스템에 사용되는 연료의 조성에 기초하는 것인 컴퓨터 판독 가능한 저장매체에 저장된 프로그램.
  14. 제6항에 있어서, 터보차저 시스템 내에 위치하는 온도 센서로부터 배기가스의 온도를 판독하는 프로그램 코드를 더 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 저장매체에 저장된 프로그램.
  15. 엔진 시스템;
    이 엔진 시스템과 유체 연통되는 터보차저 시스템으로서, 이 터보차저 시스템은,
    엔진 시스템으로부터의 배기가스를 수용하도록 구성된 터빈부;
    이 터빈부에 결합된 회전 샤프트; 및
    이 회전 샤프트에 결합되고, 엔진 시스템에 압축공기 흐름을 공급하도록 구성된 압축기부
    를 포함하는 것인 터보차저 시스템;
    엔진 시스템으로부터 터보차저 시스템의 터빈부로 전달되는 배기가스의 온도를 결정하도록 구성된 센서; 및
    배기가스의 온도가 상한 및 하한을 포함하는 온도 안전범위를 벗어나는지에 기초하여 엔진 시스템의 스로틀을 개방 또는 폐쇄함으로써 엔진 시스템의 속도를 조정하도록 구성된 제어부
    를 포함하고,
    상기 온도 안전범위의 상한은 터보차저 시스템이 안전하게 작동할 수 있는 온도인 것인, 시스템.
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