KR20040048976A - 가변 노즐형 터보차저의 제어 장치와 이의 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
엔진 정지 작동후에, 다음의 엔진 작동을 위한 베인 (10) 의 기준 위치 결정을 위해서, 가변 노즐형 터보차저 (4) 에 형성된 노즐 베인 (10) 은 밀폐측으로 변위된다. 노즐 베인 (10) 의 변위는 엔진 회전이 정지되었음을 판단한 후에 실시된다. 따라서, 제어 장치는, 터빈 휠 (6) 로 송풍되는 배기 가스의 유속이 과도하게 빠르게 되어 터보차저 (4) 의 과속 회전이 생겨서 문제가 발생하는 바람직하지 않은 경우를 방지한다.
Description
모터 차량 등의 일부 내연기관에는 엔진 출력 등을 향상시키기 위해서 과급 장치로서 터보차저가 장착되었다. 이러한 터보차저는, 내연기관으로부터의 배기 가스가 터빈 휠로 송풍될 때 회전되는 터빈 휠과, 터빈 휠과 함께 회전하여 내연기관의 연소실로 강제적으로 공기를 보내주는 압축기 휠을 구비한다.
예를 들어 일본특허공보 제 11-132050 호에서는, 터빈 휠로 송풍된 배기 가스의 유속을 변화시켜 내연기관으로의 과급압 (흡기압) 을 조절하는 가변 노즐형 터보차저를 제안하였다. 이러한 유형의 터보차저에 있어서, 터빈 휠로 배기 가스를 송풍하기 위해 제공된 배기 경로에는 가변 노즐이 제공되고, 이 가변 노즐을 개폐시켜 배기 경로의 배기 유동 면적을 변경하여 터빈 휠로 송풍되는 배기 가스의 유속을 변경시킨다.
엔진의 정지 작동 후에, 다음번의 엔진 작동에 대한 준비로서, 가변 노즐을 소정의 위치, 예를 들어 완전 밀폐 위치로 변위시키는 것이 고려되었다. 하지만, 가변 노즐을 완전 밀폐 위치 쪽으로 밀폐 방향으로 변위된다면, 내연기관 정지 작동이 실시되더라도 내연기관이 운전될 때, 터빈 휠로 송풍되는 배기 가스의 유속이 과도하게 빠르게 되어 터보차저가 과속 회전하여 문제를 유발할 수 있다.
본 발명은 가변 노즐형 터보차저의 제어 장치와 이의 제어 방법에 관한 것이다.
도 1 은, 엔진을 위해 제공된 가변 노즐형 터보차저의 전체 구조와, 본 발명의 실시형태에 따른 가변 노즐 기구의 구동을 제어하기 위한 제어 장치를 도시하는 개략도,
도 2 는 가변 노즐 기구의 자세한 구성을 도시하는 평면도,
도 3 은 도 2 의 라인 Ⅲ-Ⅲ 을 따른 가변 노즐 기구의 단면도,
도 4 는 개폐 레버가 가변 노즐 기구내의 스탑퍼에 충동하는 방법을 도시하는 확대도,
도 5 는 노즐 베인을 밀폐측상에 충돌시키는 과정을 도시한 플로우차트, 및
도 6a ~ 도 6d 는 엔진의 정지 작동 후에 전술한 충돌이 유발될 때 경과 시간에 대하여 다양한 인자의 변화를 나타내는 시간 차트이고, 도 6a 는 점화 스위치의 작동 상태의 변화를 나타내는 도면이며, 도 6b 는 엔진의 회전 속도의 변화를 나타내는 도면이고, 도 6c 는 노즐 베인의 위치 변화를 나타내는 도면이며, 도 6d 는 터보차저의 회전 속도의 변화를 나타내는 도면.
전술한 실정에 비추어 본 발명이 실시되었다. 본 발명의 목적은, 엔진의 정지 작동 후에 터보차저의 과속 회전을 실질적으로 방지하여 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있는 가변 노즐형 터보차저의 제어 장치를 제공하는 것이고, 또한 이의 제어 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일태양에 따른 가변 노즐형 터보차저의 제어 장치 및 이의 제어 방법에 있어서, 내연기관의 배기 가스를 터빈 휠로 송풍하는 배기 경로의 배기 유동 면적을 증감시키기 위해 개폐되는 가변 노즐이 제공되어, 엔진 정지 작동 후 엔진이 정지하였음이 판단되면 이 가변 노즐은 밀폐측으로 제어된다.
따라서, 본 발명은, 엔진 정지 작동후 엔진이 회전하는 동안 가변 노즐이 밀폐측으로 제어되어 터빈 휠로 송풍되는 배기 가스의 유속이 과도하게 빠르게 되는 바람직하지 않은 문제를 방지한다. 따라서, 터보차저의 과속 회전이 실질적으로 방지되고 관련된 문제가 방지된다.
본 발명에 있어서, 엔진 정지 작동은, 예를 들어 점화 스위치의 엔진 정지 작동 (꺼짐) 일 수 있다.
일태양에 있어서, 제어 수단은, 엔진의 회전에 대응하는 신호를 출력하는회전속도 센서로부터의 검출 신호에 따라서, 엔진의 회전이 정지하였는가를 판단할 수 있다.
상기 구성에 의하여, 회전속도 센서로부터의 검출 신호에 따라서, 엔진의 회전이 정지하였는가를 정확하게 판단할 수 있다.
일태양에 있어서, 제언 수단은, 엔진 정지 작동 이후의 경과 시간에 따라서, 엔진의 회전이 정지하였는가를 판단할 수 있다.
상기 구성에 의해서, 엔진 정지 작동 이후의 경과 시간에 따라서, 엔진의 회전이 정지하였는가를 정확하게 판단할 수 있다.
일태양에 있어서, 상기 가변 노즐의 변위 범위는 스탑퍼에 의해 한정될 수 있고, 상기 제어 수단은 엔진의 정지 작동후에 가변 노즐을 스탑퍼에 충돌할 때까지 밀폐측 쪽으로 제어할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 가변 노즐을 스탑퍼에 충돌하도록 밀폐측 쪽으로 제어하면 터보차저의 과속 회전이 생겨서 문제가 발생할 가능성이 높기 때문에, 상기 구성의 장점은 보다 더 두드러지게 된다.
본 발명에 있어서, 상기 가변 노즐은, 이 가변 노즐이 스탑퍼에 충돌하는 위치로 결정되는 기준 위치에 대하여 변위되고, 상기 제어 수단은, 엔진 정지 작동후에, 다음의 엔진 작동을 위한 기준 위치 설정을 위해, 가변 노즐을 스탑퍼에 충동할 때가지 밀폐측 쪽으로 가변 노즐을 제어하는 구성도 채택할 수 있다.
상기 구성에 의하여, 엔진 정지 작동 후에 기준 위치를 결정하기 위해서 가변 노즐이 밀폐측 쪽으로 제어될 때 터보차저의 과속 회전과 이와 관련된 문제가발생하는 바람직하지 않은 경우를 방지할 수 있다.
본 발명의 제 2 태양에 따른 가변 노즐형 터보차저의 제어 장치와 이의 제어 방법에서 전술한 목적을 달성하기 위해서, 내연기관의 배기 가스를 터빈 휠로 송풍하는 배기 경로의 배기 유동 면적을 증감시키기 위해 개폐되는 가변 노즐이 제공되고, 이 가변 노즐은, 엔진의 회전이 소정치 이하라면 밀폐측 쪽으로 제어되고, 이 소정치는 가변 노즐 (7) 이 밀폐측 쪽으로 제어될 때 터보차저의 회전이 빠르지 않게 되는 값으로 설정된다.
따라서, 본 발명의 제 2 태양에 따라서, 엔진이 회전하는 동안 가변 노즐이 밀폐측으로 제어되어 터빈 휠로 송풍되는 배기 가스의 유속이 과도하게 빠르게 되는 바람직하지 않은 문제를 방지할 수 있다. 따라서, 터보차저의 과속 회전이 실질적으로 방지되고, 관련된 문제가 방지된다.
본 발명의 전술한 목적과 다른 목적, 특징과 장점은, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시형태의 이후의 설명으로부터 명백할 것이고, 동일한 부분에는 동일한 도면 부호를 사용하였다.
이하, 가변 노즐형 터보차저가 장착된 차량 설치용 엔진에 본 발명이 사용되는 바람직한 실시형태를 도 1 ~ 도 6d 를 참조하여 설명할 것이다.
도 1 을 참조하며, 엔진 (1) 에 있어서 흡기 통로 (2) 의 상류부와 배기 통로 (3) 의 하류부는 터보차저 (4) 에 연결되어 있다. 이 터보차저 (4) 는, 흡기 통로 (2) 의 하류측으로 공기를 보내기 위한 압축기 휠 (5) 과, 배기 통로 (3) 를 통과하는 배기 가스를 송풍함에 따라 회전하는 터빈 휠 (6) 을 구비하고 있다. 터빈 휠 (6) 이 회전함에 따라, 이와 함께 압축기 휠 (5) 도 회전하여, 엔진 (1) 의 흡입 공기량이 증가하게 된다. 따라서, 엔진 (1) 의 출력을 향상시킬 수 있다.
터보차저 (4) 에 있어서, 터빈 휠 (6) 에 배기 가스를 송풍시키기 위한 배기 경로상에는 가변 노즐 기구 (7) 가 형성되어 잇다. 이 가변 노즐 기구 (7)는, 상기 배기 경로의 배기 유동 면적을 변경하도록 개폐하는 밸브 기구이다. 배기 유동 면적의 변경에 의해서 터빈 휠 (6) 에 송풍되는 배기 가스의 유속도 변하게 된다. 이와 같이 배기 가스의 유속이 변함에 따라, 터보차저 (4) 의 회전 속도도 변하게 되어, 엔진 (1) 의 과급압 (흡기압) 이 조절된다.
가변 노즐 기구 (7) 를 작동시키기 위한 액츄에이터로서는 직류 (DC) 모터 (9) 가 사용된다. 이 모터 (9) 는 제어기 (8) 를 통하여 구동 제어된다. 모터 (9) 를 구동시킴으로써, 가변 노즐 기구 (7) 에 형성된 노즐 베인 (가변 노즐) (10) 이 개폐된다. 노즐 베인 (10) 이 밀폐측으로 변위되면, 터빈 휠 (6) 로 송풍되는 배기 가스의 유속이 증가하게 되어, 터보차저 (4) 의 회전속도가 증가하게 되고, 따라서 엔진 (1) 의 과급압이 상승하게 된다. 노즐 베인 (10) 이 개방측으로 변위되면, 터빈 휠 (6) 로 송풍되는 배기 가스의 유속이 감소하게 되어, 터보차저 (4) 의 회전속도가 감소하게 되고, 따라서 엔진 (1) 의 과급압이 저하된다.
DC 모터 (9) 를 구동 제어하는 제어기 (8) 에는, 노즐 베인 (10) 의 위치를 검출하는 노즐 위치 센서 (11) 로부터의 신호가 입력되고, DC 모터 (9) 를 통하여 전류치를 검출하는 전류 검출 회로 (8a) 가 형성되어 있다. 이 제어기 (8) 는, 엔진 (1) 의 작동을 제어하기 위한 엔진제어용 전자제어장치 (엔진 ECU) (12) 에 연결되어 있고, 엔진 ECU (12) 로부터 통신에 의해 지령을 받도록 구성되어 있다. 엔진 ECU (12) 에는, 엔진 회전 속도를 검출하는 회전 속도 센서 (13) 로부터 신호, 및 엔진 (1) 의 시동이나 정지를 위해서 차량의 운전자에 의해서 작동되는 점화 스위치 (14) 로부터의 신호가 입력된다.
다음에, 가변 노즐 기구 (7) 의 구성에 관해서 도 2 와 도 3 을 참조하여 상세히 설명한다. 도 2 는 가변 노즐 기구 (7) 를 압축기 휠 (5) 측 (도 1 에서 상측) 으로부터 본 평면도이다. 도 3 은 도 2 의 라인 Ⅲ-Ⅲ 을 따른 가변 노즐 기구 (7) 의 단면도이다.
도 2 와 도 3 에 도시된 바와 같이, 가변 노즐 기구 (7) 는 링형으로 형성된 노즐 백 플레이트 (back plate) (21) 를 구비하고 있다. 노즐 백 플레이트 (21) 에는, 다수의 축 (22) 이 노즐 백 플레이트 (21) 의 원심을 중심으로 등각도로 배열되어 있다. 각 축 (22) 은, 노즐 백 플레이트 (21) 를 통하여 두께 방향으로 연장하고 회전가능하게 지지되어 있다. 축 (22) 의 일단부 (도 3 에서 하단부) 에는 노즐 베인 (10) 이 고정되어 있고, 축 (22) 의 타단부 (도 3 에서 상단부) 에는 개폐 레버 (23) 가 고정되어 있다. 각 개폐 레버 (23) 는 대응 축 (22) 에 수직하게 노즐 백 플레이트 (21) 의 외주가장자리부 쪽으로 연장되어 있다.
개폐 레버 (23) 와 노즐 백 플레이트 (21) 사이에는, 노즐 백 플레이트 (21) 와 겹쳐지는 환상의 링 플레이트 (24) 가 형성되어 있다. 이 링 플레이트 (24) 는, DC 모터 (9) 의 구동에 따라서 원주 방향으로 회전가능하다. 링 플레이트 (24) 에는, 이 링 플레이트 (24) 의 원심을 중심으로 등각도로 다수의 핀 (25) 이 형성되어 있다. 각 핀 (25) 은 대응하는 개폐 레버 (23) 에 회전가능하게 연결되어 있다.
DC 모터 (9) 에 의해 링 플레이트 (24) 가 그 원심을 중심으로 회전하면, 핀 (25) 은 개폐 레버 (23) 를 링 플레이트 (24) 의 회전 방향으로 누른다. 그 결과, 개폐 레버 (23) 는 축 (22) 을 회전시킨다. 축 (22) 이 회전함에 따라, 노즐 베인 (10) 은 대응 축 (22) 을 중심으로 개폐 방향으로 동기한 상태로 회전한다. 이러한 인접한 노즐 베인 (10) 의 개폐 동작에 따라서, 노즐 베인 (10) 간의 틈의 크기, 즉 터빈 휠 (6) 에 배기 가스를 송풍하기 위해 형성된 배기 채널의 배기 유동 면적이 변하게 되어, 배기 가스의 유속이 변하게 된다.
노즐 베인 (10) 의 개폐 범위는, 노즐 백 플레이트 (21) 상에 그의 원심을 중심으로 등각도로 배열된 전체 수가 3 개인 스탑퍼 (26) 에 의해 결정된다. 각 스탑퍼 (26) 는 도 4 에 도시된 바와 같이 인접한 개폐 레버 (23) 사이에 위치하고 있다. 노즐 베인 (10) 을 개방 방향으로 가능한 가장 먼 위치로 변위시키면, 각 스탑퍼 (26) 의 양측에 있는 2 개의 인접한 개폐 레버 (23) 중 하나 (도 4 에서 하 개폐 레버 (23)) 는 실선으로 도시된 바와 같이 스탑퍼 (26) 와 접촉한다. 이 경우에 있어서, 스탑퍼 (26) 는 완전 개방측 스탑퍼로서의 역할을 한다. 노즐 베인 (10) 이 밀폐 방향으로 가능한 가장 먼 위치로 변위하면, 각 스탑퍼 (26) 의 양측에 있는 인접한 개폐 레버 (23) 중 다른 하나 (도 4 에서 상 개폐 레버 (23)) 는 2 점 쇄선으로 도시된 바와 같이 스탑퍼 (26) 와 접촉하게 된다. 이 경우에 있어서, 스탑퍼 (26) 는 완전 밀폐측 스탑퍼로서의 역할을 한다.
이러한 방식으로, 스탑퍼 (26) 에 의해서 노즐 베인 (10) 의 개폐 범위가 결정된다. 개폐 범위내에서, 정상적인 엔진 작동시 노즐 베인 (10) 의 개방도가 제어된다. 노즐 베인 (10) 의 개방도 제어는, 엔진 ECU (12) 로부터 출력된 개방도 지령치에 따라서, 제어기 (8) 를 통하여 DC 모터 (9) 의 구동 제어에 의해서 실현된다. 개방도 지령치는 정상적인 엔진 작동시 0% ~ 100% 사이에서 변경된다. 노즐 베인 (10) 을 완전 개방측 단부 쪽에 가까운 위치로 제어하기 위해 개방도 지령치는 0% 에 가까운 값으로 설정되고, 노즐 베인 (10) 을 완전 밀폐측 단부 쪽에 가까운 위치로 제어하기 위해 개방도 지령치는 100% 에 가까운 값으로 설정된다.
개방도 지령치가 100% 로 설정되더라도, 소정의 개폐 레버 (23) 가 스탑퍼 (26) 에 충돌하는 위치로 변위되지 않는 것을 알아야 한다. 따라서, 정상적인 엔진 작동시 노즐 베인 (10) 의 개방도 제어에 있어서, 개방도 지령치가 0% ~ 100% 사이에서 변함에 따라 노즐 베인 (10) 이 완전 개방 위치에서 완전 밀폐 위치사이의 범위에서 신뢰성 있게 변위될 수 있다. 이하에, 상기 위치 범위를 "노즐 베인 (10) 의 개방도의 정상 사용 범위" 라고 한다. 또한, 이 노즐 베인 (10) 의 개방도의 정상적인 사용 범위에 대응하는 터보차저 (4) 의 회전속도 범위는 "터보차저 (4) 의 회전속도의 정상 사용 범위" 라고 한다.
노즐 베인 (10) 의 개방도 제어에 의한 노즐 베인 (10) 의 변위는 소정의 기준 위치에 대하여 실시된다. 노즐 베인 (10) 을 완전 개방 위치 근방으로 매우 정확하게 변위시키기 위해서, 상기 기준 위치는 완전 밀폐 위치 근방의 위치인 것이 바람직하다.
따라서, 엔진 정지 작동 후에, 다음번의 엔진 작동을 위한 기준 위치 결정을 위해서, 소정의 개폐 레버 (23) 가 스탑퍼 (26) 에 충돌할 때까지 노즐 베인 (10) 을 밀폐 단부측으로 변위시키는 것도 생각할 수 있다. 이 경우에 있어서, 노즐 베인 (10) 의 충돌 위치를 기준 위치로 결정함으로써, 엔진 시동 직후에 상기 기준 위치를 바탕으로 노즐 베인 (10) 을 정확하게 변위시킬 수 있다.
하지만, 엔진 정지 작동 후에도 엔진이 여전히 회전하는 동안 노즐 베인 (10) 을 밀폐측으로 변위시킨다면, 터빈 휠 (6) 로 송풍되는 배기 가스의 유속이 과도하게 빠르게 되어, 터보차저 (4) 의 과속 회전을 일으켜 문제가 발생할 위험성이 있다.
따라서, 본 실시형태에 있어서, 엔진 정지 작동후 엔진회전이 정지하였는가를 판단하게 된다. 엔진회전이 정지되었음이 판단되면, 소정의 개폐 레버 (23) 가 스탑퍼 (26) 에 충돌할 때까지 노즐 베인 (10) 을 밀폐측으로 변위시킨다. 이에 의해서, 노즐 베인 (10) 이 밀폐측으로 변위됨에 따라 터빈 휠 (6) 로 송풍되는 배기 가스의 유속이 과도하게 빠르게 되어, 터보차저 (4) 의 과속 회전이 일어나 문제가 발생하는 바람직하지 않은 경우를 방지한다.
다음에, 엔진 정지 작동후에 개폐 레버 (23) 가 스탑퍼 (26) 에 충돌할 때까지 노즐 베인 (10) 을 변위시키는 순서에 관해서는, 노즐 충돌 루틴을 나타내는 도 5 의 플로우차트를 참조하여 자세히 설명될 것이다. 이 노즐 충돌 루틴은, 엔진 ECU (12) 를 통하여 예를 들어 소정의 매시간마다 유발되는 시간 중단에 의해 실행된다.
노즐 충돌 루틴에 있어서, 점화 스위치 (14) 가 엔진을 정지 (꺼짐) 작동시키는 경우에 (S101 에서 YES), 엔진 (1) 회전이 정지하였는가를 판단하게 된다. 엔진 회전 속도는, 엔진 (1) 의 회전에 대응하는 신호를 출력하는 회전속도 센서 (13) 로부터의 검출 신호에 따라서 판단된다.
엔진 (1) 회전이 정지하였는가에 대한 판단은, 예를 들어 엔진 회전 속도가, 노즐 베인 (10) 이 밀폐측에 충돌하도록 변위되더라도 터보차저 (4) 의 회전속도를 증가시키지 않는 "0" 에 매우 가까운 소정치 (a) 미만인가를 판단함에 따라 실시된다 (S102). 상기 판단은 다른 방식, 예를 들어, 점화 스위치 (14) 의 엔진 정지 작동 시점 이후의 경과 시간이 엔진 정지 작동후에 엔진 회전 속도가 "0" 일 수 있는 소정치 이하로 감소되는데 필요한 소정의 시간에 도달하였는가에 따라서 수행될 수도 있다. 소정의 시간은 미리 실험 등을 통하여 결정된다.
단계 (S102) 에서 긍정 판단된다면, 밀폐측에서 노즐 베인 (10) 의 충돌이 미완료인가를 판단하게 된다 (S103). 노즐 베인 (10) 을 밀폐측으로 변위시키도록 구동되는 DC 모터 (9) 에 흐르는 전류치가 소정치 (x) 이상으로 된다면 충돌 완료 판단이 내려진다. 이러한 판단은, 밀폐측에서 노즐 베인 (10) 이 충돌한 후에도 DC 모터 (9) 의 통전이 계속되기 때문에 가능하다. 또한, 충돌 완료에 대한 판단은, 다른 방법, 예를 들어 노즐 위치 센서 (11) 의 검출 신호로부터 결정된 노즐 베인 (10) 의 실제 위치가 충돌 완료 위치에 도달하는 조건에 따라서 행하여질 수 있다.
단계 (S103) 에서 충돌 미완료가 판단된다면, 개방도 지령치가 100% 이상의 밀폐측 값 (예를 들어 110%) 으로 된다 (S104). 단계 (S103) 에서 충돌 완료가판단되면, 개방도 지령치가 정지된다 (S105). 따라서, 밀폐측에서 노즐 베인 (10) 이 충돌할 때까지 이 노즐 베인 (10) 은 밀폐측으로 변위된다.
엔진 (1) 의 정지 시점이후의 경과 시간에 대하여, 점화 스위치 (14) 의 작동 상태, 엔진 회전 속도, 노즐 베인 (10) 의 위치, 및 터보차저 (4) 의 회전속도의 변화에 관해서는, 도 6a ~ 도 6d 의 시간 차트를 참조하여 설명될 것이다.
엔진 (1) 을 정지시키기 위해서, 도 6a 에 도시된 바와 같이 점화 스위치 (14) 가 온-상태에서 오프-상태로 작동되면 (타이밍 T1), 엔진 (1) 의 정지가 시작되어, 도 6b 에 도시된 바와 같이 엔진 회전 속도가 점차적으로 감소하게 된다.
엔진 회전 속도가 소정치 (a) 이하로 저하되기 전에 도 6c 에서 2 점 쇄선으로 도시된 바와 같이 노즐 베인 (10) 을 정상적인 사용 영역에서 밀폐측으로 변위시킨다면 (타이밍 T2), 터보차저 (4) 의 회전 속도가 도 6d 에서 2 점 쇄선으로 도시된 바와 같이 정상적인 사용 영역 이상으로 상승하게 된다. 이러한 바람직하지 않은 현상이 일어나는 이유는, 엔진 회전 속도가 소정치 (a) 이상으로 유지된 상태에서 노즐 베인 (10) 을 밀폐측으로 제어하면, 터빈 휠 (6) 로 송풍되는 배기 가스의 유속이 과도하게 증가하여, 터보차저 (4) 의 과속 회전이 유발되기 때문이다.
반대로, 본 실시형태에 있어서, 엔진 회전 속도가 소정치 (a) 미만으로 떨어진 후 도 6c 에서 실선으로 도시된 바와 같이, 노즐 베인 (10) 이 밀폐측으로 변위된다 (타이밍 T3). 따라서, 고속의 배기 가스가 터빈 휠 (6) 로 송풍되는 것이 회피되고, 터보차저 (4) 의 회전속도가 도 6d 에 실선으로 도시된 바와 같이정상적인 사용 범위내에서 점차적으로 감소하게 된다.
전술한 실시형태는 이하의 장점을 달성하게 된다.
(1) 엔진 정지 작동이 실시된 후, 다음번의 엔진 작동에서의 노즐 베인 (10) 의 기준 위치를 결정하기 위해서 소정의 개폐 레버 (23) 가 스탑퍼 (26) 에 충돌할 때까지 노즐 베인 (10) 은 밀폐측으로 변위된다. 엔진 (1) 의 회전이 정지되었음이 판단된 후, 노즐 베인 (10) 은 상기 방식으로 변위된다. 따라서, 본 실시형태는, 노즐 베인 (10) 이 밀폐측으로 변위됨에 따라, 터빈 휠 (6) 로 송풍되는 배기 가스의 유속이 과도하게 빠르게 되어, 터보차저 (4) 의 과속 회전이 일어나 문제가 발생하는 바람직하지 않은 경우를 실질적으로 제거한다.
(2) 엔지 정지 작동후, 엔진 회전이 정지하였는가에 대한 판단은, 엔진 회전 속도에 대응하는 신호를 출력하는 회전 속도 센서 (13) 의 검출 신호로부터 결정된 엔진 회전 속도가 "0" 에 매우 가까운 소정치 (a) 미만으로 저하되는가에 대한 판단을 바탕으로 수행된다. 따라서, 엔진 (1) 회전이 정지하였는가를 정확하게 판단할 수 있다.
전술한 실시형태는, 예를 들어 아래와 같이 변형될 수 있다.
·가변 노즐 기구 (7) 를 구동하는 액츄에이터로서는 DC 모터 (9) 이외의 액츄에이터일 수 있다. 예를 들어, 스테핑 모터 등의 다른 유형의 전기 모터를 전술한 액츄에이터로서 사용할 수 있다.
·엔진 정지 개시, 즉 점화 스위치 (14) 의 엔진 정지 작동을 실행할 때부터의 경과 시간을 바탕으로 엔진 (1) 회전이 정지하였는가에 대해 판단하는 경우에있어서, 엔진 정지 작동시 (점화 스위치 (14) 가 꺼지기 직전에) 발생하는 엔진 회전 속도에 따라서 상기 판단에 사용하는 한계치 (정지 판단 시간) 를 바꿀 수 있다. 이러한 변형의 경우에 있어서, 엔진 정지 작동시 발생하는 엔진 회전 속도가 증가할수록 상기 정지 판단 시간도 길어진다.
전술한 설명에서, 엔진 정지 작동후에 노즐 베인 (10) (보다 정확하게는 소정의 개폐 레버 (23)) 을 완전 밀폐측 스탑퍼 (26) 에 충돌시키는 구성에 본 발명을 적용하였지만, 엔진 정지 작동후에 노즐 베인 (10) 을 소정의 위치까지 밀폐 방향으로 제어하는 구성에도 본 발명을 적용할 수 있다. 전술한 실시형태에 상기 변형을 적용한 경우에 있어서, 엔진 정지 작동후에 노즐 베인 (10) 이 완전 밀폐측 스탑퍼 (26) 전의 소정의 위치에 도달할 때까지 상기 베인 (10) 이 밀폐측으로 변위되기 때문에 상술한 장점 (1) 이 보다 두드러지게 된다. 그 결과, 노즐 베인 (10) 이 완전 밀폐측 스탑퍼에 충돌하는 전술한 실시형태와 비교해보면, 배기 가스의 유속이 감소되고, 이로 인해 터보차저 (4) 의 과속 회전과 같은 바람직하지 않은 경우가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
전술한 설명에서, 엔진 정지 작동후에 다음의 엔진 작동을 위한 노즐 베인 (10) 의 기준 위치 결정을 위해서 노즐 베인 (10) 을 밀폐측으로 변위시키는 구성에 본 발명을 적용하였지만, 엔진 정지 작동후에 노즐 베인 (10) 을 다른 목적 또는 이유로 밀폐측으로 제어하는 구성에 본 발명을 적용할 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시형태를 참조하여 설명되었고, 본 발명은 개시된 실시형태 또는 구성에만 한정되지 않음을 이해해야 한다. 반대로, 본 발명은 다양한 변형 및 상응하는 배열을 포함하고자 한다.
Claims (11)
- 내연기관 (1) 의 배기 가스를 터빈 휠 (6) 로 송풍하는 배기 통로의 배기 유동 면적을 증감시키기 위해 개폐되는 가변 노즐 (7) 이 장착된 가변 노즐형 터보차저 (4) 의 제어 장치에 있어서,엔진 정지 작동후에 엔진 (1) 회전이 정지하였는가를 판단하고, 엔진 정지 작동후에 엔진 (1) 회전이 정지하였음을 판단하면 가변 노즐 (7) 을 밀폐측으로 제어하기 위한 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
- 제 1 항에 있어서, 엔진 정지 작동은 점화 스위치 (14) 의 엔진 정지 작동인 것을 특징으로 하는 제어 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제어 수단은, 엔진의 회전에 대응하는 신호를 출력하는 회전속도 센서 (13) 로부터의 검출 신호에 따라서, 엔진 (1) 의 회전이 정지하였는가를 판단하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 제어수단은, 엔진의 회전이, 가변 노즐 (7) 을 밀폐측으로 제어할 때 터보차저 (4) 의 회전이 빠르지 않게 되는 값으로 설정된 소정치 (a) 이하라면, 엔진 (1) 회전이 정지하였음을 판단하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제어 수단은, 엔진 정지 작동후의 경과 시간에 따라서 엔진 (1) 회전이 정지하였는가를 판단하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 가변 노즐 (7) 의 변위 범위는 스탑퍼 (26) 에 의해서 한정되고, 제어 수단은, 엔진 정지 작동후에 가변 노즐 (7) 의 개폐 레버 (23) 가 스탑퍼 (26) 에 충돌할 때까지, 가변 노즐 (7) 을 밀폐측으로 제어하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
- 제 6 항에 있어서, 가변 노즐 (7) 은, 개폐 레버 (23) 가 스탑퍼에 충돌하는 위치로서 결정되는 기준 위치에 대하여 변위되고,엔진 정지 작동후에, 다음의 엔진 작동을 위한 기준 위치를 설정하기 위해서, 제어 수단은, 상기 개폐 레버 (23) 가 스탑퍼 (26) 에 충돌할 때까지, 가변 노즐 (7) 을 밀폐측으로 제어하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
- 내연기관 (1) 의 배기 가스를 터빈 휠 (6) 로 송풍하는 배기 통로의 배기 유동 면적을 증감시키기 위해 개폐되는 가변 노즐 (7) 이 장착된 가변 노즐형 터보차저 (4) 의 제어 방법에 있어서,엔진 정지 작동후에 엔진 (1) 회전이 정지하였는가를 판단하는 단계와,엔진 정지 작동후에 엔진 (1) 회전이 정지하였다는 것을 판단하면 가변 노즐(7) 을 밀폐측으로 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
- 제 8 항에 있어서, 엔진 (1) 의 회전에 대응하는 신호에 따라서 엔진 (1) 이 정지하였는가를 판단하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
- 제 8 항에 있어서, 엔진 정지 작동후의 경과 시간에 따라서 엔진 (1) 이 정지하였는가를 판단하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
- 내연기관 (1) 의 배기 가스를 터빈 휠 (6) 로 송풍하는 배기 통로의 배기 유동 면적을 증감시키기 위해 개폐되는 가변 노즐 (7) 이 장착된 가변 노즐형 터보차저 (4) 의 제어 장치에 있어서,엔진 (1) 의 회전이, 가변 노즐 (7) 을 밀폐측으로 제어할 때 터보차저 (4) 의 회전이 빠르지 않게 되는 값으로 설정된 소정치 (a) 이하인지를 판단하고, 또한 엔진 (1) 의 회전이 소정치 (a) 이하라는 것을 판단하면 가변 노즐 (7) 을 밀폐측으로 제어하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
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