KR20020042132A - 터보차저 엔진의 흡기 누설 감지방법 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
터보차저가 부착된 엔진의 흡기 시스템의 흡기 누설을 감지하기 위하여,
터보차저 후측 관로 및 흡기 매니폴드 전측 관로 상에 각각 설치되어 상기 관로를 개폐하는 제1 및 제2개폐수단, 상기 제1개폐수단 및 제2개폐수단 사이의 관로 상에 설치되어 상기 관로의 압력을 검출하는 압력 검출수단 및 엔진 작동 상태에 따라 상기 제1,2개폐수단에 개폐 제어신호를 보내고, 상기 압력 검출수단으로부터 입력된 데이터를 기초로 흡기 누설 여부를 판단하는 엔진 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 터보차저 엔진의 흡기 누설 감지 시스템을 제공하고,
상기 흡기 누설 감지 시스템에서 상기 엔진 제어수단이,
엔진의 시동키가 온(ON)되면, 상기 제1,2개폐수단을 개방한 후 가속시의 누설 판단 조건에 해당하는지 판단하여 가속 누설 판단 조건에 해당하는 경우에는 가속시의 누설이 있는지 판단하고, 누설이 있는 경우에는 가속시 누설 상태를 저장한 후,
엔진 시동이 종료되었는지 판단하여 시동이 종료된 경우에는, 상기 제1,2개폐수단을 폐쇄한 후 시동 종료시의 흡기 누설이 있는지 판단하여 누설이 있는 경우에 시동 종료시 누설 상태를 저장한 후,
상기 가속시 누설 상태 및 상기 시동 종료시 누설 상태를 기초로 누설 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는
터보차저 엔진의 흡기 누설 감지방법을 제공한다.
Description
본 발명은 터보차저 엔진에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 터보차저 엔진의 흡기 시스템의 흡기 누설을 감지하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이 현대의 엔진은 많은 경우에 출력을 향상시키기 위하여, 엔진에서 배출되는 배기가스의 에너지를 이용하여 공기를 압축하여 엔진에 공급하는 터보차저를 채용하고 있다. 즉, 흡기 매니폴드를 통해 엔진으로 공기를 공급함에 있어서, 상기 흡기 매니폴드는 관로를 통해 상기 터보차저에 연결되어, 상기 터보차저에서 압축 송출되는 흡기 공기를 공급받게 되는 것이다.
그런데, 흡기 공기를 압축 송출하는 터보차저 엔진의 흡기 시스템에서, 흡기시스템의 밀봉이 제대로 되지 않아 흡기 누설이 생기는 경우에는, 터보차저가 작동함에도 원활한 압축 공기의 공급이 이루어지지 않고, 이로 인하여 엔진의 출력이 저하되며, 또한 공기가 목표량에 못미쳐 공급됨으로 인하여 배기가스가 많이 발생하게 된다.
따라서, 터보차저 엔진에서는 엔진을 적절히 제어함에 있어서 흡기 시스템의 밀봉이 중요한 요소가 되며, 특히 배기가스의 배출이 많은 디젤엔진에서는, 배기가스를 저감시키는 것이 중요한데, 출력 향상을 위해 터보차저를 채용하는 경우 흡기 시스템의 흡기 누설이 있는 경우에는 상기한 바와 같이 배기가스가 다량 배출하게 되므로 더욱 중요한 요소가 된다.
그런데, 종래에는 터보차저가 부착된 디젤엔진의 흡기 시스템의 흡기 누설을 감지하는 장치가 없어, 흡기 누설로 인하여 출력 저하 및 배기가스 배출이 증가되어도, 이를 정확히 판별하기 힘들었다.
따라서, 본 발명의 목적은 터보차저가 부착된 엔진의 흡기 시스템의 흡기 누설을 감지하는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터보차저 엔진의 흡기 누설 감지 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예의 터보차저 엔진의 흡기 누설 감지방법을 나타낸 흐름도이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 터보차저 엔진의 흡기 누설 감지 시스템은,
배기가스의 에너지를 이용하여 엔진에 공기를 강제 공급하는 터보차저 및 상기 터보차저에 관로로 연결되어 공기를 공급받는 흡기 매니폴드를 포함하는 흡기시스템에서,
상기 터보차저 후측 관로 상에 설치되어 제어신호에 의해 상기 관로를 개폐하는 제1개폐수단;
상기 흡기 매니폴드 전측 관로 상에 설치되어 제어신호에 의해 상기 관로를 개폐하는 제2개폐수단;
상기 제1개폐수단 및 제2개폐수단 사이의 관로 상에 설치되어 상기 관로의 압력을 검출하는 압력 검출수단; 및
엔진 작동 상태에 따라 상기 제1,2개폐수단에 개폐 제어신호를 보내고, 상기 압력 검출수단으로부터 입력된 데이터를 기초로 흡기 누설 여부를 판단하는 엔진 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하고,
본 발명의 터보차저 엔진의 흡기 누설 감지방법은,
상기 터보차저 엔진의 흡기 누설 감지 시스템에서,
(a) 엔진의 시동키가 온(ON)되면, 상기 제1,2개폐수단을 개방한 후 가속시의 누설 판단 조건에 해당하는지 판단하는 단계;
(b) 상기(a)단계에서 가속 누설 판단 조건에 해당하는 경우에는 가속시의 누설이 있는지 판단하는 단계;
(c) 상기(b)단계에서, 누설이 있는 경우에 가속시 누설 상태를 저장하는 단계;
(d) 엔진 시동이 종료되었는지 판단하는 단계;
(e) 상기(d)단계에서 시동이 종료된 경우에, 상기 제1,2개폐수단을 폐쇄한후, 시동 종료시의 흡기 누설이 있는지 판단하는 단계;
(f) 상기(e)단계에서, 누설이 있는 경우에 시동 종료시 누설 상태를 저장하는 단계;
(g) 상기 가속시 누설 상태 및 상기 시동 종료시 누설 상태를 기초로 누설 여부를 판정하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면의 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터보차저 엔진의 흡기 누설 감지 시스템의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 터보차저 엔진의 흡기 누설 감지 시스템은,
엔진(110)으로부터 배출되는 배기가스의 에너지를 이용하여 공기를 강제 공급하는 터보차저(120) 및 상기 터보차저(120)에 관로(140)로 연결되어 공기를 공급받아 상기 엔진(110)에 공급하는 흡기 매니폴드(130)를 포함하는 흡기 시스템에서,
상기 터보차저(120) 후측 관로(140) 상에 설치되어 제어신호에 의해 상기 관로(140)를 개폐하는 제1개폐수단(150);
상기 흡기 매니폴드 전측 관로(140) 상에 설치되어 제어신호에 의해 상기 관로(140)를 개폐하는 제2개폐수단(155);
상기 제1개폐수단(150) 및 제2개폐수단(155) 사이의 관로(140) 상에 설치되어 상기 관로(140)의 압력을 검출하는 압력 검출수단(145); 및
엔진 작동 상태에 따라 상기 제1,2개폐수단에 개폐 제어신호를 보내고, 상기 압력 검출수단(145)으로부터 입력된 데이터를 기초로 흡기 누설 여부를 판단하는 엔진 제어수단(160)을 포함한다.
상기 터보차저(120)로부터 흡기 매니폴드(130)를 연결하는 상기 관로(140) 상에는 흡기 공기를 냉각하는 인터쿨러(185)가 구비될 수 있으며, 이 경우 상기 제1,2개폐수단(150,155)의 설치 위치는 상기 인터쿨러(185)가 상기 제1,2개폐수단(150,155) 사이에 위치하도록 설치되며, 상기 압력 검출수단(145)의 설치 위치는 상기 인터쿨러(185)의 전후 어디라도 무관하다.
상기 제1,2개폐수단(150,155)은 일예로, 상기 관로(140)를 개폐하는 드로틀 밸브 및 상기 엔진 제어수단(160)으로부터 신호를 받아 작동하여 상기 드로틀 밸브를 개폐하는 모터로 할 수 있다.
상기 엔진 제어수단(160)은 엔진을 제어하는 통상의 전자제어유닛(ECU; Electronic Control Unit)으로 하는 것이 바람직하며, 상기 엔진 제어수단(160)은 시동키(170)에 의해 배터리(180)로부터 전원 공급이 절환된다.
또한, 흡기 누설이 있는 경우 상기 엔진 제어수단(160)의 신호에 의해 작동되는 경고수단(190)을 포함하고, 상기 경고수단(190)은 승객실 일측에 부착되는 경고등으로 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예의 터보차저 엔진의 흡기 누설 감지방법을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 운전자가 엔진의 시동키를 온(ON)시키면(S210), 원활한 시동 및 엔진 구동이 가능하도록, 상기 엔진 제어수단(160)은 상기 관로를 개폐하는 상기 제1,2개폐수단(150,155)을 개방한다(S215).
이후, 주행 상태에서 상기 엔진 제어수단(160)은 가속시의 누설 판단 조건에 해당하는지 판단한다(S220).
상기 가속 누설 판단 조건은, 액셀 페달 센서의 출력값이 전개 상태인 경우로 할 수 있다.
상기 가속 누설 판단 조건 판단 단계(S220)에서 가속 누설 판단 조건에 해당하는 경우에는 가속시의 누설이 있는지 판단한다(S225).
가속시에는 터보차저가 작동하여 상기 관로(140) 상에 과급압이 형성되기 시작하여, 상기 관로(140)의 압력은 시간이 경화함에 따라 급격하게 증가하게 되나, 누설이 있는 경우에는 상기 관로(140)의 압력이 누설이 없는 경우보다 느리게 증가하게 되므로, 상기 가속시의 누설 판단은, 설정시간이 경과한 후에 상기 관로(140) 상에 형성된 흡기 압력을 기초로 판단할 수 있다. 또한 상기 관로(140) 압력이 설정 압력에 비하여 부족한 정도에 따라 누설 정도를 판단하여 미세 및 과다 누설로 판단할 수 있는 것이다.
따라서, 상기 가속시의 누설 판단은 액셀 페달이 전개 상태로 진입한 후로부터 기설정된 가속시간이 경과한 후, 상기 관로 상의 흡기 압력이 설정된 제2가속 압력 이하인 경우에는 과다 누설이 있는 것으로, 상기 제2가속 압력을 초과하고 설정된 제1가속 압력 이하인 경우에는 미세 누설이 있는 것으로 판단할 수 있다.
상기 가속시의 누설 판단 단계(S225)에서, 누설이 있는 것으로 판단된 경우에는 상기 엔진 제어수단(160)은 상기 가속시 누설 상태를 저장한다(S230).
상기 가속시 누설 상태를 저장할 때에는 미세 누설 및 과다 누설 여부를 포함한 누설 정보를 저장한다.
상기 가속 누설 판단 조건 판단 단계(S215)에서 가속시의 누설 판단 조건에 해당하지 않는 경우, 또는, 상기 가속 누설 판단 단계(S220)에서 누설이 없는 경우이거나, 누설이 있어 누설 상태를 저장한 후에는, 상기 엔진 제어수단(160)은 시동이 종료되었는지 판단한다(S235).
상기 시동 종료 판단 단계(S235)에서 시동이 종료되지 않은 경우에는 상기 가속 누설 판단 조건 판단 단계(S220)로 진행한다.
상기 시동 종료 판단 단계(S235)에서 시동이 종료된 경우에는, 상기 관로를 개폐하는 상기 제1,2개폐수단(150,155)을 폐쇄하고(S240), 시동 종료시의 흡기 누설이 있는지 판단한다(S245).
상기 제1,2개폐수단(150,155)이 폐쇄된 경우 상기 관로(140)는 폐쇄되어, 누설이 없는 경우에는 일정한 압력으로 유지되고, 누설이 있는 경우에는 상기 관로(140)의 압력은 시간이 경과함에 따라서 줄어들게 되므로, 소정 시간 경과 후에 상기 관로(140)의 압력 변화를 검출하여 누설 여부를 판단할 수 있으며, 누설이 있는 경우에는 압력이 감소한 정도를 기초로 미세 누설 및 과다 누설 여부를 판단할 수 있다.
따라서, 상기 시동 종료시의 누설 판단은, 시동이 종료된 후로부터 기설정된종료시간이 경과한 후, 상기 관로 상의 흡기 압력이 시동 종료된 시점의 흡기 압력으로부터 기설정된 제2감소율 이상 감소한 경우에는 과다 누설이 있는 것으로, 상기 제2감소율 이하이고 기설정된 제1감소율 이상 감소한 경우에는 미세 누설이 있는 것으로 판단할 수 있다.
상기 시동 종료시의 누설 판단 단계(S240)에서, 누설이 있는 것으로 판단된 경우에는 상기 엔진 제어수단(160)은 상기 시동 종료시 누설 상태를 저장한다(S250).
상기 시동 종료시 누설 상태를 저장할 때에는 미세 누설 및 과다 누설 여부를 포함한 누설 정보를 저장한다.
시동 종료시의 누설 판단을 한 후에는, 누설 여부를 판정한다(S255).
상기 누설 판정은, 상기 가속시 누설 상태 및 시동 종료시 누설 상태 저장 정보를 기초로 임의로 조합에 의해 판단할 수 있으나, 가속시 및 시동 종료시 모두에 누설이 없는 것으로 판단된 경우에는 누설이 없는 것으로, 가속시 및 시동 종료시 모두에 과다 누설이 있는 것으로 판단된 경우에는 과다 누설이 있는 것으로, 기타의 경우에는 미세 누설이 있는 것으로 판정하는 것이 바람직하다.
상기 누설 판정에서 누설이 있는 것(과다 누설 및 미세 누설)으로 판정된 경우에는 상기 경고수단(190)을 작동시킴으로써 흡기 누설이 있음을 경고한다(S260).
이상으로 본 발명의 터보차저 엔진의 흡기 누설 감지방법 및 시스템에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 터보차저 엔진에서 흡기 시스템에서 터보차저에 의해 형성된 흡기 압력의 누설이 있는 경우 이를 진단하여 누설 여부를 경고해 줌으로써 엔진 이상을 조기에 정확히 정비할 수 있게 되는 장점이 있다.
Claims (8)
- 배기가스의 에너지를 이용하여 엔진에 공기를 강제 공급하는 터보차저 및 상기 터보차저에 관로로 연결되어 공기를 공급받는 흡기 매니폴드를 포함하는 흡기 시스템에서,상기 터보차저 후측 관로 상에 설치되어 제어신호에 의해 상기 관로를 개폐하는 제1개폐수단;상기 흡기 매니폴드 전측 관로 상에 설치되어 제어신호에 의해 상기 관로를 개폐하는 제2개폐수단;상기 제1개폐수단 및 제2개폐수단 사이의 관로 상에 설치되어 상기 관로의 압력을 검출하는 압력 검출수단; 및엔진 작동 상태에 따라 상기 제1,2개폐수단에 개폐 제어신호를 보내고, 상기 압력 검출수단으로부터 입력된 데이터를 기초로 흡기 누설 여부를 판단하는 엔진 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 터보차저 엔진의 흡기 누설 감지 시스템.
- 제1항에서,상기 흡기 시스템은 상기 관로 상에 흡기 공기를 냉각하는 인터쿨러를 더 포함하고,상기 제1,2개폐수단은 상기 인터쿨러가 상기 제1,2개폐수단 사이에 위치하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 터보차저 엔진의 흡기 누설 감지 시스템.
- 제2항에서,승객실 일측에 부착되어, 흡기 누설이 있는 경우 상기 엔진 제어수단의 신호에 의해 작동되는 경고수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터보차저 엔진의 흡기 누설 감지 시스템.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,상기 제1,2개폐수단은, 상기 관로를 개폐하는 드로틀 밸브 및 상기 엔진 제어수단으로부터 신호를 받아 작동하여 상기 드로틀 밸브를 개폐하는 모터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터보차저 엔진의 흡기 누설 감지 시스템.
- 제4항에서,상기 엔진 제어수단은,엔진의 시동키가 온(ON)되면, 상기 제1,2개폐수단을 개방한 후 가속시의 누설 판단 조건에 해당하는지 판단하여 가속 누설 판단 조건에 해당하는 경우에는 가속시의 누설이 있는지 판단하고, 누설이 있는 경우에는 가속시 누설 상태를 저장한 후,엔진 시동이 종료되었는지 판단하여 시동이 종료된 경우에는, 상기 제1,2개폐수단을 폐쇄한 후 시동 종료시의 흡기 누설이 있는지 판단하여 누설이 있는 경우에 시동 종료시 누설 상태를 저장한 후,상기 가속시 누설 상태 및 상기 시동 종료시 누설 상태를 기초로 누설 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는 터보차저 엔진의 흡기 누설 감지 시스템.
- 터보차저 후측 관로 상에 설치되어 제어신호에 의해 상기 관로를 개폐하는 제1개폐수단, 흡기 매니폴드 전측 관로 상에 설치되어 제어신호에 의해 상기 관로를 개폐하는 제2개폐수단, 상기 제1개폐수단 및 제2개폐수단 사이의 관로 상에 설치되어 상기 관로의 압력을 검출하는 압력 검출수단, 엔진 작동 상태에 따라 상기 제1,2개폐수단에 개폐 제어신호를 보내고, 상기 압력 검출수단으로부터 입력된 데이터를 기초로 흡기 누설 여부를 판단하는 엔진 제어수단, 및 흡기 누설을 경고하기 위해 상기 엔진 제어수단의 신호에 의해 작동되는 경고수단을 포함하는 터보차저 엔진의 흡기 누설 감지 시스템에서,(a) 엔진의 시동키가 온(ON)되면, 상기 제1,2개폐수단을 개방한 후 가속시의 누설 판단 조건에 해당하는지 판단하는 단계;(b) 상기(a)단계에서 가속 누설 판단 조건에 해당하는 경우에는 가속시의 누설이 있는지 판단하는 단계;(c) 상기(b)단계에서, 누설이 있는 경우에 가속시 누설 상태를 저장하는 단계;(d) 엔진 시동이 종료되었는지 판단하는 단계;(e) 상기(d)단계에서 시동이 종료된 경우에, 상기 제1,2개폐수단을 폐쇄한 후, 시동 종료시의 흡기 누설이 있는지 판단하는 단계;(f) 상기(e)단계에서, 누설이 있는 경우에 시동 종료시 누설 상태를 저장하는 단계;(g) 상기 가속시 누설 상태 및 상기 시동 종료시 누설 상태를 기초로 누설 여부를 판정하는 단계;(h) 상기(g)단계에서 누설이 있는 것으로 판정된 경우에 상기 경고수단을 작동시키는 단계;를 포함하는 터보차저 엔진의 흡기 누설 감지방법.
- 제6항에서,상기(a)단계의 가속 누설 판단 조건은, 액셀 페달 센서의 출력값이 전개 상태인 경우로 하며,상기(b)단계의 상기 가속시의 누설 판단은,액셀 페달이 전개 상태로 진입한 후로부터 기설정된 가속시간이 경과한 후, 상기 관로 상의 흡기 압력이 설정된 제2가속 압력 이하인 경우에는 과다 누설이 있는 것으로, 상기 제2가속 압력을 초과하고 설정된 제1가속 압력 이하인 경우에는 미세 누설이 있는 것으로 판단하며,상기(c)단계의 가속시 누설 상태는 미세 누설 및 과다 누설 여부를 포함하고,상기(e)단계의 시동 종료시의 누설 판단은,시동이 종료된 후로부터 기설정된 종료시간이 경과한 후, 상기 관로 상의 흡기 압력이 시동 종료된 시점의 흡기 압력으로부터 기설정된 제2감소율 이상 감소한 경우에는 과다 누설이 있는 것으로, 상기 제2감소율 이하이고 기설정된 제1감소율 이상 감소한 경우에는 미세 누설이 있는 것으로 판단하며,상기(f)단계의 시동 종료시 누설 상태는 미세 누설 및 과다 누설 여부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터보차저 엔진의 흡기 누설 감지방법.
- 제7항에서,상기(g)단계의 누설 판정은,상기 가속시 누설 상태 및 시동 종료시 누설 상태를 기초로 판단하되, 가속시 및 시동 종료시 모두에 누설이 없는 것으로 판단된 경우에는 누설이 없는 것으로, 가속시 및 시동 종료시 모두에 과다 누설이 있는 것으로 판단된 경우에는 과다 누설이 있는 것으로, 기타의 경우에는 미세 누설이 있는 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 터보차저 엔진의 흡기 누설 감지방법.
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