KR20060069966A - Controlling device for driving a turbocharger and method for controlling thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엔진 시동 시에 오일이 부족한 상태에서 터보차저가 구동되어 베어링이 손상되는 것을 방지할 수 있는 터보차저의 구동 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 본 발명의 터보차저의 구동 제어장치는 디젤 엔진의 배기가스에 의해 회동하는 터빈(110)과, 이 터빈(110)과 하나의 회전축(120)으로 연결되어 흡기매니폴드 측에 구비되는 블로어(130)를 포함하는 디젤 엔진용 터보차저의 구동 제어장치에 있어서, 전후 구동되어 상기 터빈(110)의 회전을 단속하기 위한 스톱퍼(140)와; 상기 스톱퍼(140)의 구동을 제어하기 위한 제어유니트(150)로 구성되어, 엔진 시동 시에 오일이 부족한 상태에서 터보차저가 구동되는 것을 방지하여 회전축 베어링이 손상되는 것을 방지하며, 터보차저의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있는 발명인 것이다.The present invention relates to a drive controller of a turbocharger and a control method thereof, which can prevent a turbocharger from being damaged in a state in which oil is insufficient when starting an engine, and a bearing thereof. The drive controller of a turbocharger of the present invention A turbocharger for a diesel engine including a turbine 110 that rotates by exhaust gas of a diesel engine, and a blower 130 connected to the turbine 110 and one rotary shaft 120 and provided on an intake manifold side. A drive control apparatus, comprising: a stopper (140) for driving back and forth to control rotation of the turbine (110); It is composed of a control unit 150 for controlling the drive of the stopper 140, to prevent the turbocharger is driven in the state of insufficient oil at the start of the engine to prevent damage to the rotating shaft bearing, durability of the turbocharger It is an invention that has the effect of improving the.

터보차저, 터빈, 블로어, 베어링, 윤활유, 시동.Turbocharger, Turbine, Blower, Bearing, Lubricant, Starting.

Description

터보차저의 구동 제어장치 및 그 제어방법{Controlling device for driving a turbocharger and method for controlling thereof}Control device for driving a turbocharger and a control method thereof

도 1은 종래의 터보차저의 개략적인 구성을 보여주는 도면,1 is a view showing a schematic configuration of a conventional turbocharger,

도 2는 본 발명에 의한 터보차저 구동 제어장치의 구성을 보여주는 도면,2 is a view showing the configuration of a turbocharger drive control apparatus according to the present invention,

도 3은 본 발명에 의한 터보차저 구동 제어방법을 보여주는 흐름도.3 is a flowchart illustrating a turbocharger driving control method according to the present invention;

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

110 : 터빈 120 : 회전축110 turbine 120 rotation shaft

130 : 블로어 140 : 스톱퍼130: blower 140: stopper

141 : 고정핀 142 : 솔레노이드141: fixing pin 142: solenoid

150 : 제어유니트150: control unit

본 발명은 터보차저의 구동 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 엔진 시동 시에 오일이 부족한 상태에서 터보차저가 구동되어 베어링이 손상되는 것을 방지할 수 있는 터보차저의 구동 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive controller of a turbocharger and a method of controlling the same. Particularly, a drive controller of a turbocharger capable of preventing a bearing from being damaged by driving a turbocharger in a state in which oil is insufficient at engine start and control thereof It is about a method.

일반적으로 디젤 엔진에는 출력향상을 위하여 터보차저가 장착되어, 배기가스에 의해 회전 구동되는 터빈에 의해 흡기 측에 설치된 블로어가 동시에 고속 회전하여 연소실 내에 흡입되는 공기 체적효율을 높이도록 한다.In general, a diesel engine is equipped with a turbocharger for improving the output, so that the blower installed on the intake side is rotated at a high speed at the same time by the turbine driven by the exhaust gas to increase the air volume efficiency sucked into the combustion chamber.

도 1은 이러한 종래의 터보차저의 개략적인 구성을 보여주는 도면으로, 배기가스에 의해 회동하는 터빈(110)에는 하나의 회전축(120)에 의해 블로어(130)가 연결되며, 블로어(130)는 흡기매니폴드 측에 위치한다.1 is a view showing a schematic configuration of such a conventional turbocharger, the blower 130 is connected to the turbine 110 rotated by the exhaust gas by one rotary shaft 120, the blower 130 is intake Located on the manifold side.

터빈(110)과 블로어(130)에는 각각 회전축(120)과 연결되는 로터(111)(131)와, 이 로터(111)(131)에 방사형으로 고정되는 다수의 블레이드(112)(132)로 이루어진다.The turbine 110 and the blower 130 each include a rotor 111 and 131 connected to the rotary shaft 120, and a plurality of blades 112 and 132 radially fixed to the rotor 111 and 131. Is done.

배기가스에 의해 터빈(110)의 블레이드(112)는 로터(111)를 회전시키며, 이 로터(111)와 연결된 회전축(120)에 의해 블로어(130)의 로터(131)가 회전하여 블레이드(132)에 의해 연소실 내에 흡입 공기가 가압되어 공급된다.The blade 112 of the turbine 110 rotates the rotor 111 by the exhaust gas, and the rotor 131 of the blower 130 rotates by the rotating shaft 120 connected to the rotor 111 so that the blade 132. ) Is supplied with pressurized air in the combustion chamber.

한편, 터빈(110)의 회전 구동과 함께 고속으로 회전하게 되는 회전축(120)에 는 베어링(121)이 베어링 케이스(122) 내에 구비된다.On the other hand, the bearing 121 is provided in the bearing case 122 in the rotating shaft 120 to rotate at high speed with the rotation drive of the turbine 110.

베어링(121)에는 회전축(120)의 원활한 회전 구동을 위하여 오일이 공급되며, 이때 오일의 공급은 엔진의 메인겔러리에서 나온 오일이 파이프를 통하여 공급되며, 다음으로 터보차저를 순회한 오일은 파이프를 통해서 오일팬으로 떨어지면서 순환이 이루어진다.Oil is supplied to the bearing 121 for smooth rotational drive of the rotating shaft 120, wherein the oil is supplied from the main gallery of the engine through a pipe, and then the oil that circulates the turbocharger is connected to the pipe. Circulation takes place through the oil pan through.

따라서, 운전자가 차량을 운행하기 위해 시동을 하게 되면, 시동과 동시에 회전축(120)은 무조건 고속으로 회전하게 되나, 이때 엔진을 경유한 오일이 회전축(120)까지 공급되기까지는 수초간의 지연이 발생하게 된다. Therefore, when the driver starts to drive the vehicle, the rotating shaft 120 rotates at high speed unconditionally at the same time as starting, but at this time, a delay of several seconds occurs until oil passing through the engine is supplied to the rotating shaft 120. do.

즉, 종래의 터보차저는 시동 시에 회전축이 오일이 부족한 상태에서 회전축이 강제 고속 구동되므로 베어링이 손상되는 문제점이 있다.
That is, the conventional turbocharger has a problem in that the bearing is damaged because the rotating shaft is forcibly driven at a high speed in a state in which the rotating shaft lacks oil at startup.

본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 엔진 시동 시에 오일이 부족한 상태에서 터보차저가 구동되어 베어링이 손상되는 것을 방지할 수 있는 터보차저의 구동 제어장치와 그 제어방법을 제공하고자 한다.
The present invention is to solve the above drawbacks, and to provide a drive control apparatus and a control method of the turbocharger that can prevent the bearing from being damaged by the turbocharger is driven in the state of insufficient oil at engine start.

이러한 본 발명의 터보차저의 구동 제어장치는 디젤 엔진의 배기가스에 의해 회동하는 터빈과, 이 터빈과 하나의 회전축으로 연결되어 흡기매니폴드 측에 구비되는 블로어를 포함하는 디젤 엔진용 터보차저의 구동 제어장치에 있어서, 전후 구 동되어 상기 터빈의 회전을 단속하기 위한 스톱퍼와; 상기 스톱퍼의 구동을 제어하기 위한 제어유니트로써 달성된다.The drive control device for a turbocharger of the present invention drives a turbocharger for a diesel engine including a turbine that is rotated by exhaust gas of a diesel engine and a blower connected to the turbine by one rotation shaft and provided on an intake manifold side. A control apparatus, comprising: a stopper for driving back and forth to control rotation of the turbine; It is achieved as a control unit for controlling the drive of the stopper.

또한, 본 발명의 디젤 엔진의 배기가스에 의해 회동하는 터빈과, 이 터빈과 하나의 회전축으로 연결되어 흡기매니폴드 측에 구비되는 블로어와, 상기 터빈의 회전 구동을 단속하기 위한 스톱퍼와, 이 스톱퍼의 구동을 제어하기 위한 제어유니트로 구성되는 터보차저의 구동 제어방법에 있어서, 시동 전에 상기 터빈은 스톱퍼에 의해 회전 구동이 중지된 상태에서 상기 제어유니트는 차량의 시동 상태를 감지하는 제1단계와; 상기 제어유니트는 차량이 시동된 직후에 설정 시간이 지나면 상기 스톱퍼를 제어하여 상기 터빈의 회전 구동이 이루어지도록 하는 제2단계로써 달성된다.
Moreover, the turbine rotated by the exhaust gas of the diesel engine of this invention, the blower connected with this turbine by the one rotation shaft, and provided in the intake manifold side, the stopper for controlling the rotational drive of the said turbine, and this stopper In a drive control method of a turbocharger comprising a control unit for controlling the drive of the drive, the first step of detecting the starting state of the vehicle and the control unit in a state in which the rotation drive is stopped by the stopper before starting; ; The control unit is achieved as a second step of controlling the stopper so that the rotational drive of the turbine is performed immediately after the set time has elapsed.

도 2 및 도 3은 본 발명의 터보차저 구동 제어장치 및 그 제어방법을 보여주는 도면으로, 도 2는 본 발명에 의한 터보차저 구동 제어장치의 구성을 보여주는 도면이며, 도 3은 본 발명에 의한 터보차저 구동 제어방법을 보여주는 흐름도이다.2 and 3 is a view showing a turbocharger drive control apparatus and a control method of the present invention, Figure 2 is a view showing the configuration of a turbocharger drive control apparatus according to the present invention, Figure 3 is a turbo according to the present invention A flowchart showing a charger driving control method.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하, 설명에서 종래기술과 중복되는 부분은 생략하도록 하며, 또한 종래와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하도록 한다.In the following description, portions overlapping with the prior art will be omitted, and the same reference numerals will be used for the same components as the prior art.

본 발명의 터보차저의 구동 제어장치는 디젤 엔진의 배기가스에 의해 회동하는 터빈(110)과, 이 터빈(110)과 하나의 회전축(120)으로 연결되어 흡기매니폴드 측에 구비되는 블로어(130)를 포함하는 디젤 엔진용 터보차저의 구동 제어장치에 있어서, 전후 구동되어 상기 터빈(110)의 회전을 단속하기 위한 스톱퍼(140)와; 상기 스톱퍼(140)의 구동을 제어하기 위한 제어유니트(150)로 구성되는 것을 특징으로 한다.The drive controller of the turbocharger of the present invention includes a turbine 110 that is rotated by exhaust gas of a diesel engine, and a blower 130 connected to the turbine 110 by one rotation shaft 120 and provided on an intake manifold side. A drive control apparatus for a turbocharger for a diesel engine comprising: a stopper (140) driven back and forth to control the rotation of the turbine (110); Characterized in that the control unit 150 for controlling the drive of the stopper 140.

스톱퍼(140)는 터빈(110)의 회전을 단속하기 위한 것으로, 터빈(110)의 블레이드(112) 회전을 직접 단속하여 터빈(110)의 회전 동작을 단속할 수가 있으며, 또는 블로어(130)의 회전 동작을 단속하거나 회전축(120)의 회전 동작을 단속할 수도 있음은 자명하다.The stopper 140 is for controlling the rotation of the turbine 110. The stopper 140 may directly control the rotation of the blade 112 of the turbine 110 to control the rotation of the turbine 110, or the blower 130 may Obviously, the rotational motion may be controlled or the rotational motion of the rotational shaft 120 may be controlled.

바람직한 일례로서, 스톱퍼(140)는 상기 터빈에 구비되는 블레이드(112)의 작동 반경 내에 위치 가능한 고정핀(141)과, 이 고정핀(141)을 전후 구동하기 위한 솔레노이드(142)로 구성될 수 있다.
As a preferred example, the stopper 140 may be composed of a fixing pin 141 which is located within an operating radius of the blade 112 provided in the turbine, and a solenoid 142 for driving the fixing pin 141 back and forth. have.

이와 같이 구성되는 본 발명의 터보차저의 구동 장치를 이용한 제어방법을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the control method using the drive device of the turbocharger of the present invention configured as described above are as follows.

제1단계(S10)는 시동 전 상태로서 터빈(110)을 록킹 상태로 유지하면서 엔진 시동이 이루어지는가를 판단하는 단계이다.The first step S10 is a step for determining whether the engine is started while maintaining the turbine 110 in the locked state as a state before starting.

구체적으로 제1-1단계(S11)에서 고정핀(141)은 초기에 터빈(110)의 블레이드(112) 작동 반경 내에 위치하여 터빈(110)의 블레이드(112)와 접촉된 상태를 유지한다.In detail, in the first-first step S11, the fixing pin 141 is initially located within the operating radius of the blade 112 of the turbine 110 and maintains contact with the blade 112 of the turbine 110.

이와 동시에 제1-2단계(S12)에서 제어유니트(150)는 시동키가 '온' 상태인지를 감지한다. 만약 시동키가 '온' 상태인 경우에는 그때부터의 시간 경과를 감지한 다.At the same time, the control unit 150 detects whether the ignition key is in an 'on' state in steps 1-2. If the ignition key is in the 'on' state, the elapsed time from then is detected.

예를 들어, 제어유니트(150)는 시동키가 '온' 상태가 되면, 제어유니트(150) 내에 있는 타이어회로를 초기화하여 시간 경과를 감지하도록 할 수가 있다.For example, when the ignition key is in the 'on' state, the control unit 150 may initialize the tire circuit in the control unit 150 to detect the passage of time.

제2단계(S20)는 시동키 '온' 상태 이후에 설정된 시간이 경과하였는지를 판단하여 설정 시간까지는 터빈(110)의 록킹 상태를 그대로 유지하며, 설정 시간이 경과되면 터빈(110)을 언록킹하는 단계이다.The second step S20 determines whether the set time has elapsed after the start key 'on' state, and maintains the locked state of the turbine 110 until the set time, and unlocks the turbine 110 after the set time has elapsed. Step.

구체적으로 제2-1단계(S21)에서는 설정 시간(T)이 경과되었는지를 판단하며, 설정 시간(T)이 경과되지 않았으면 터빈(110)의 록킹 상태를 그대로 유지한다.Specifically, in the second step S21, it is determined whether the set time T has elapsed. If the set time T has not elapsed, the locked state of the turbine 110 is maintained as it is.

이때, 설정 시간(T)은 엔진 시동 후에 오일팬의 오일이 터보차저까지 공급될 수 있는 시간에 의해 결정될 수가 있다. 즉, 회전축(120)의 베어링까지 충분히 오일이 공급될 수 있는 시간을 고려하여 설정 시간(T)은 결정될 수 있다.At this time, the set time T can be determined by the time that the oil of the oil pan can be supplied to the turbocharger after the engine is started. That is, the set time T may be determined in consideration of the time when the oil can be sufficiently supplied to the bearing of the rotating shaft 120.

제2-2단계(S22)에서 제어유니트(150)는 설정 시간(T)이 경과된 후에는 솔레노이드(142)를 제어하여 고정핀(141)이 후진하도록 함으로써 터빈(110)의 블레이드(112)가 배기가스에 의해 회전 구동이 이루어지도록 한다.In the second step (S22), the control unit 150 controls the solenoid 142 after the set time (T) has elapsed so that the fixing pin 141 is reversed, so that the blade 112 of the turbine 110 Rotational drive is made by the exhaust gas.

이후에는 종래의 터보차저 장치와 동일하게 터빈의 회전 구동에 의해 블로어가 회전 구동되어 연소실 내에 과급이 이루어진다.Thereafter, as in the conventional turbocharger, the blower is driven to rotate by the rotational drive of the turbine, and supercharging is performed in the combustion chamber.

한편, 제어유니트(150)는 차량이 정차하여 시동키가 '오프' 상태가 되는 지 여부를 판단함으로써 스톱퍼(140)를 제어하여 터빈을 다시 록킹 상태로 유지하도록 한다.
On the other hand, the control unit 150 controls the stopper 140 to determine whether the vehicle is stopped and the ignition key is in the 'off' state to maintain the turbine in the locked state again.

이상과 같은 본 발명의 본 발명의 터보차저의 구동 제어장치 및 그 제어방법은 엔진 시동 후 일정 시간 이후에만 터보차저가 구동되도록 함으로써, 엔진 시동 시에 오일이 부족한 상태에서 터보차저가 구동되는 것을 방지하여 터보차저의 회전축 베어링이 손상되는 것을 방지하며 터보차저의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있는 발명인 것이다.As described above, the turbocharger driving control apparatus and control method thereof according to the present invention allow the turbocharger to be driven only after a predetermined time after the engine is started, thereby preventing the turbocharger from being driven in a state in which oil is insufficient. By preventing the damage of the rotary shaft bearing of the turbocharger is an invention that has the effect of improving the durability of the turbocharger.

Claims (3)

디젤 엔진의 배기가스에 의해 회동하는 터빈과, 이 터빈과 하나의 회전축으로 연결되어 흡기매니폴드 측에 구비되는 블로어를 포함하는 디젤 엔진용 터보차저의 구동 제어장치에 있어서,In a drive control apparatus for a turbocharger for a diesel engine, comprising a turbine that rotates by exhaust gas of a diesel engine and a blower connected to the turbine by one rotation shaft and provided on an intake manifold side, 전후 구동되어 상기 터빈의 회전을 단속하기 위한 스톱퍼와;A stopper for driving back and forth to control rotation of the turbine; 상기 스톱퍼의 구동을 제어하기 위한 제어유니트로 구성되는 것을 특징으로 하는 터보차저의 구동 제어장치.And a drive unit for controlling the drive of the stopper. 제1항에 있어서, 상기 스톱퍼는 상기 터빈에 구비되는 블레이드의 작동 반경 내에 위치가능한 고정핀과, 이 고정핀을 전후 구동하기 위한 솔레노이드로 구성되는 것을 특징으로 하는 터보차저의 구동 제어장치.The drive control apparatus for a turbocharger according to claim 1, wherein the stopper comprises a fixing pin that is located within an operating radius of a blade provided in the turbine, and a solenoid for driving the fixing pin back and forth. 디젤 엔진의 배기가스에 의해 회동하는 터빈과, 이 터빈과 하나의 회전축으로 연결되어 흡기매니폴드 측에 구비되는 블로어와, 상기 터빈의 회전 구동을 단속하기 위한 스톱퍼와, 이 스톱퍼의 구동을 제어하기 위한 제어유니트로 구성되는 터보차저의 구동 제어방법에 있어서,A turbine rotated by the exhaust gas of a diesel engine, a blower connected to the turbine and connected to one rotation shaft and provided on the intake manifold side, a stopper for controlling the rotational drive of the turbine, and controlling the drive of the stopper. In the drive control method of the turbocharger composed of a control unit for 시동 전에 상기 터빈은 스톱퍼에 의해 회전 구동이 중지된 상태에서 상기 제어유니트는 차량의 시동 상태를 감지하는 제1단계와;A first step in which the control unit detects a starting state of the vehicle while the turbine is stopped from rotating by the stopper before starting; 상기 제어유니트는 차량이 시동된 직후에 설정 시간이 지나면 상기 스톱퍼를 제어하여 상기 터빈의 회전 구동이 이루어지도록 하는 제2단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 터보차저의 구동 제어방법.The control unit is a drive control method of a turbocharger, characterized in that it comprises a second step of controlling the stopper to perform a rotational drive of the turbine after a set time immediately after the vehicle is started.
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