KR20060069900A - Apparatus to control of turbocharger engine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 터보차저 엔진의 흡기 제어장치에 관한 것으로서, 이를 위하여 본 발명은 엔진 속도와 컴프레서를 통과하는 흡기유량과 흡입공기의 온도와 대기압과 스로틀 포지션과 가속 페달의 위치와 차속 및 컴프레서(24)의 출구측 압력과 배기매니폴드(2)의 압력 상태를 ECU(8)가 감지하여 컴프레서(24)의 출구측 압력이 배기매니폴드(2)의 압력보다 크게 체크되면 EGR 밸브(9a)를 개방시켜 EGR 파이프(9)를 통해서 역류되는 흡기가 배기매니폴드(2)로 배출되도록 함으로써 더욱 간소화된 구조와 안정된 엔진 구동 및 소음이 대폭적으로 저감되도록 하는것이다.The present invention relates to an intake control apparatus of a turbocharged engine. To this end, the present invention relates to an engine speed, an intake flow rate through a compressor, a temperature of intake air, an atmospheric pressure, a throttle position, an accelerator pedal position, a vehicle speed, and a compressor (24). The ECU 8 detects the outlet pressure of the exhaust manifold 2 and the pressure state of the exhaust manifold 2, and when the outlet pressure of the compressor 24 is greater than the pressure of the exhaust manifold 2, the EGR valve 9a is opened. This allows the intake air flowing back through the EGR pipe 9 to be discharged to the exhaust manifold 2 so that a more simplified structure, stable engine driving, and noise are significantly reduced.
터보차저, 컴프레서, 흡기역류, EGRTurbocharger, Compressor, Intake Backflow, EGR
Description
도 1은 종래의 바이패스 밸브를 구비한 흡입공기 역류방지 구성을 갖는 개략적인 구조도,1 is a schematic structural diagram of a conventional structure for preventing the intake air backflow with a bypass valve;
도 2는 본 발명에 따른 흡입공기의 역류방지 구성을 도시한 개략도,Figure 2 is a schematic diagram showing a backflow prevention configuration of the intake air according to the present invention,
도 3은 본 발명의 제어 흐름도.3 is a control flowchart of the present invention.
※ 도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of codes for main parts
1 : 엔진1: engine
2 : 배기매니폴드2: exhaust manifold
6 : P2센서6: P2 sensor
7 : P3센서7: P3 sensor
8 : ECU8: ECU
9 : EGR 파이프9: EGR pipe
9a : EGR 밸브9a: EGR valve
본 발명은 터보차저 엔진의 흡기 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 별도의 구성을 추가하지 않고도 과도한 과급압을 낮추면서 흡기유량이 증가되도록 하여 흡입공기의 역류가 방지되게 함으로써 컴프레서의 내구성을 향상시킴과 동시에 소음이 방지되도록 하는 터보차저 엔진의 흡기 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to an intake control apparatus of a turbocharger engine, and more particularly, to increase the intake flow rate while reducing excessive supercharge pressure without adding a separate configuration, thereby preventing backflow of intake air, thereby improving durability of the compressor. It relates to an intake control device of a turbocharger engine to simultaneously prevent noise.
일반적으로 터보 인터쿨러 디젤엔진은 터빈과 컴프레서로 구성되는 터보차저를 구비하여 흡입 공기량을 증가시켜 엔진 출력이 향상되도록 하는 구조이다. In general, the turbo intercooler diesel engine is provided with a turbocharger composed of a turbine and a compressor to increase the amount of intake air to improve the engine output.
즉 배기가스가 배기관을 통해 터빈을 통과하면서 이 터빈에 에너지를 공급하게 되고, 터빈은 축에 의해 연결된 컴프레서에 상기와 같은 에너지를 회전에너지로 전달하게 된다.In other words, the exhaust gas passes through the turbine to supply the energy to the turbine, and the turbine delivers the above energy as a rotational energy to the compressor connected by the shaft.
이때 컴프레서는 흡입공기를 압축한 후 이를 인터쿨러와 플래넘 챔버를 통해 흡기 매니폴드에 전달함으로써 흡입공기는 자연 흡기에 비해 높은 밀도로 엔진에 공급되게 함으로써 배기가스량을 저감시키는 동시에 엔진 출력이 보다 향상되도록 한다.At this time, the compressor compresses the intake air and delivers it to the intake manifold through the intercooler and the plenum chamber so that the intake air is supplied to the engine at a higher density than natural intake, thereby reducing the amount of exhaust gas and improving engine output. do.
도 1은 통상적인 터보 차저 인터쿨러 시스템을 보여주는 구성으로서, 터보 차저(20)를 이용하여 과급을 행하게 되면 배기량이 같은 엔진에서도 다량의 공기를 엔진(1) 내에 충전할 수가 있고, 이때 연료의 분사량을 증가시키면 엔진의 출력이 향상될 수가 있다.1 is a configuration showing a conventional turbocharger intercooler system. When the
즉 터보 차저(20)는 배기가스의 압력을 이용하여 흡입공기량을 늘리는 것으로서, 배기관(3)의 배기가스 압력으로 터빈(22, turbine)을 돌리고, 이 터빈(22)이 동일축선 상에 있는 컴프레서(24, compressor)를 구동시켜 과급을 행하면서 다량의 연료를 연소시켜 엔진의 출력이 향상되도록 한다.That is, the
또한 터보 차저 인터쿨러 엔진에서 과급된 흡입공기의 냉각을 담당하는 것이 인터쿨러(30, intercooler)이며, 이 인터쿨러(30)는 컴프레서(24) 구동에 의해 흡입된 공기를 통과시켜 냉각시킨 후 흡입공기량을 조절하는 스로틀 밸브(40, throttle valve)로 보내게 되고, 스로틀 밸브(40)를 통과한 흡입공기는 흡기 매니폴드(3, intake manifold)를 통해서 엔진(1)에 공급된다.In addition, the
한편 터보 차저 인터쿨러 엔진에서는 흡입공기의 과도한 과급을 방지하기 위한 웨이스트 게이트(50, waste gate)와, 과급된 흡입공기의 역류를 방지하는 에어 바이패스 밸브(60, air-bypass valve)가 구비되도록 하여 흡입공기의 과급압이 과도하게 상승하게 되면 엔진의 각 부품이 강력한 폭발압에 견디지 못하여 파괴되기 때문에 웨이스트 게이트(50)가 과급압을 제어하게 하여 터빈(22)의 회전수를 조절하도록 하는 것이다.Meanwhile, the turbocharger intercooler engine includes a waste gate (50) for preventing excessive charging of intake air and an air bypass valve (60) for preventing backflow of the charged intake air. When the boost pressure of the intake air is excessively increased, the
하지만 스로틀 밸브(40)의 급격한 닫힘에 의한 흡입공기의 역류현상을 에어 바이패스 밸브(60)를 통하여 에어 클리너(10)로 방출시킴으로써 컴프레서(24)에서의 소음 저감 효과는 있으나 바이패스된 흡입공기가 에어 클리너(10)를 가진시키게 됨으로써 에어 클리너(10)의 공진에 의하여 기류음이 발생되는 문제가 있다.However, by discharging the backflow of the intake air due to the rapid closing of the
또한 종전의 터보차저 엔진에서는 스로틀 밸브(40)의 급격한 닫힘 이외에 엔진의 급격한 감속에 의해서도 흡입공기의 역류현상은 발생되므로 흡입공기의 역류 방지에 한계가 있으며, 이러한 흡입공기의 역류현상은 컴프레서(24)의 출구에서 발생되므로 이 부위에서의 압력은 흡입공기량에 따라 다르므로 컴프레서(24)의 출구 압력을 작동압으로 하는 에어 바이패스 밸브(60)는 흡입공기량이 작고 컴프레서(24)의 출구압력이 작은 경우에는 에어 바이패스 밸브(60)가 개방되지 않아 역류되는 흡입공기를 바이패스시키지 못하는 문제가 있다.In addition, in the conventional turbocharged engine, in addition to the sudden closing of the
이에 본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 에어의 바이패스 구조를 별도로 구비하지 않고도 다양한 원인에 의한 컴프레서로의 흡입공기 역류가 방지될 수가 있도록 함으로써 불필요한 소음 발생을 방지하고, 구조의 간소화가 촉진되도록 하는 터보차저 엔진의 흡기 제어장치를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been invented to solve the above problems, and an object of the present invention is to prevent unnecessary noise generation by allowing backflow of the intake air to the compressor due to various causes without having a separate bypass structure of air. It is to provide an intake control device of a turbocharger engine to prevent and facilitate the simplification of the structure.
상기한 목적 달성을 위하여 본 발명은 엔진 속도와 컴프레서를 통과하는 흡기유량과 흡입공기의 온도와 대기압과 스로틀 포지션과 가속 페달의 위치와 차속 및 컴프레서의 출구측 압력과 배기매니폴드의 압력 상태를 ECU가 감지하여 컴프레서의 출구측 압력이 배기매니폴드의 압력보다 크게 체크되면 EGR 밸브를 개방시켜 EGR 통로를 통해서 역류되는 흡기가 배기매니폴드로 배출되도록 하는 것이다.In order to achieve the above object, the present invention provides the engine speed, the intake flow rate through the compressor, the temperature of the intake air, the atmospheric pressure, the throttle position, the position of the accelerator pedal, the vehicle speed, the outlet pressure of the compressor, and the pressure state of the exhaust manifold. When the pressure of the outlet side of the compressor is checked to be greater than the pressure of the exhaust manifold, the EGR valve is opened to allow the intake air flowing back through the EGR passage to the exhaust manifold.
이를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.This will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 차량에서의 흡기 역류를 엔진 속도와 컴프레서를 통과하는 흡기유량과 흡입공기의 온도와 대기압과 스로틀 포지션과 가속 페달의 위치와 차속에 의해서 체크되도록 하는 것은 종전과 대동소이하다.In the present invention, the intake backflow in a vehicle can be checked by the engine speed, the intake flow rate through the compressor, the intake air temperature, the atmospheric pressure, the throttle position, the position of the accelerator pedal, and the vehicle speed.
즉 엔진 속도는 엔진의 회전수를 체크하는 엔진 속도 센서에 의해서 감지하 고, 컴프레서를 통과하는 흡기유량은 공기량 센서에 의해서 감지하며, 흡입공기의 온도는 흡기온 센서에 의해 그리고 대기압은 대기압 센서를 통해서 감지되도록 하는 것이다.In other words, the engine speed is detected by the engine speed sensor which checks the engine speed, the intake air flow through the compressor is detected by the air volume sensor, the temperature of the intake air is detected by the intake air temperature sensor, and the atmospheric pressure is measured by the atmospheric pressure sensor. To be detected.
그리고 스로틀 밸브의 개방 정도는 스로틀 포지션 센서를 통하여 감지되며, 가속 페달의 위치는 페달 센서에 의해 감지되고, 차속은 차속 센서를 통해서 감지되도록 한다.The opening degree of the throttle valve is sensed by the throttle position sensor, the position of the accelerator pedal is sensed by the pedal sensor, and the vehicle speed is sensed by the vehicle speed sensor.
이와 같은 각종 센서들은 이미 다 구비되어 이들로부터 감지되는 신호는 ECU에 체크되도록 한다.These sensors are already equipped so that signals detected from them are checked by the ECU.
또한 본 발명에서 종전의 구성과 동일한 구성에는 동일 부호를 적용하기로 한다.In addition, the same code | symbol is applied to the same structure as the former structure in this invention.
한편 본 발명은 상기한 센서들을 통해 스로틀 밸브의 급격한 닫힘 작용이나 급격한 엔진 감속을 ECU가 체크하도록 하면서 도 2에서와 같이 컴프레서(24)의 출구측에는 이 위치에서의 흡기압력을 감지하도록 P2센서(6)를 구비하고, 동시에 배기매니폴드(2)측에는 배기압력을 감지하도록 P3센서(7)가 구비되도록 하여 센서(6)(7)간 압력차에 의해 ECU(8)가 EGR 밸브(9a)의 작동을 제어하도록 하는데 가장 두드러진 특징이 있는 것이다.Meanwhile, the present invention allows the ECU to check the sudden closing action or the sudden engine deceleration of the throttle valve through the sensors described above, while the
엔진이 구동 중 흡기가 역류하게 되는 경우는 스로틀 밸브의 급격한 닫힘과 급격한 엔진 감속이 주요 원인이다.If the intake air flows back while the engine is running, the main cause is the sudden closure of the throttle valve and the rapid engine deceleration.
이러한 현상은 종래의 에어 바이패스 구성에서도 엔진 속도와, 컴프레서(24)를 통과하는 흡기유량과, 흡입공기의 온도와, 대기압과, 스로틀 포지션과, 가속 페 달의 위치와, 차속의 변화 등의 체크에 의해서 감지가 가능하다.This phenomenon is related to changes in engine speed, intake air flow through the
다만 본 발명에서는 역류되는 흡기의 컴프레서(24)측 압력 상태 즉 P2센서(6)에 감지되는 압력값이 배기매니폴드(2)의 압력상태 즉 P3센서(7)에서 감지되는 압력값과의 비교에 의해서 ECU(8)에 의해 EGR 밸브(9a)의 작동이 제어되도록 하는 것이다.However, in the present invention, the pressure value detected by the
이를 보다 상세하게 설명하면 도 3에서와 같이 본 발명에서는 차량이 주행 중 엔진 속도와 흡기유량과 흡기온도와 대기압과 스로틀 포지션과 가속 페달의 위치 및 차속과 함께 P2센서(6) 및 P3센서(7)측 압력을 체크한다.More specifically, as shown in FIG. 3, in the present invention, the
이렇게 체크되는 엔진 속도가 ECU(8)에 설정된 일정 범위에 있고, 차속 또한 일정 범위에 있게 되면 가속 페달의 위치를 설정한 위치보다 작은지 그리고 가속페달의 변화율이 설정값보다 작은지를 체크하게 된다.When the engine speed checked in this way is in a certain range set in the
가속페달의 변화율 체크는 결국 주행 상태가 급감속인지를 체크하게 되는 것이다.The rate of change of the accelerator pedal is to check whether the driving condition is sudden deceleration.
이때 가속 페달의 위치와 가속 페달의 변화율이 설정값보다 작다고 체크되면 흡입공기의 압력변화가 설정 변화값보다 큰지를 체크하여 흡입공기의 압력변화가 더 크다고 판단되면 가변 용량 터보차저의 베인의 각도를 조절하고, 이어 컴프레서(24)의 출력측 압력값이 배기매니폴드(2)측 압력값보다 크다고 체크될 때 EGR 밸브(9a)를 개방시켜 EGR 파이프(9)와 배기매니폴드(2)를 통해 역류공기가 배출되도록 하는 것이다.At this time, if it is checked that the position of the accelerator pedal and the rate of change of the accelerator pedal are smaller than the set value, it is checked whether the pressure change of the intake air is greater than the set change value, and if it is determined that the pressure change of the intake air is larger, the angle of the vane of the variable capacity turbocharger is determined. Then, when it is checked that the pressure value at the output side of the
이와 같이 EGR 밸브(9)를 통해서 역류공기를 배출시키게 되면 역류공기가 컴 프레서(24)의 출력측 또는 바이패스 밸브를 통해 에어 클리너로 유도됨에 따른 진동 유발과 그로 인한 소음 발생을 생략할 수가 있게 된다.As such, when the backflow air is discharged through the
또한 흡입 공기량이 작고 컴프레서(24)의 출구측 압력이 작은 경우라 하더라도 역류되는 흡기를 원활하게 배출시킬 수 있도록 하므로 더욱 안정된 엔진 구동을 제공하게 되는 것이다.In addition, even if the amount of intake air is small and the outlet pressure of the
상술한 바와 같이 본 발명은 컴프레서(24)의 출력측과 배기매니폴드(2)에 P2센서(6)와 P3센서(7)만을 장착하면서 ECU(8)에 의한 제어 로직만을 개선하는 간단한 구조 변경에 의해 더욱 간소화된 구조와 안정된 엔진 구동 및 소음을 대폭적으로 저감시키게 되는 매우 유용한 효과를 제공하게 된다.As described above, the present invention provides a simple structure change in which only the
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20190074405A (en) | 2017-12-20 | 2019-06-28 | 현대자동차주식회사 | Apparatus for air intake duct of vehicle |
KR102204343B1 (en) * | 2020-12-07 | 2021-01-15 | 강정태 | Apparatus for controlling backflow air of vehicle intercooler |
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2004
- 2004-12-20 KR KR1020040108474A patent/KR20060069900A/en not_active Application Discontinuation
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