KR100364166B1 - 내연기관의 밸브타이밍 제어장치 - Google Patents

Abstract

VVT작동 직후등의 ACT구동력이 충분히 확보될 수 없는 상태에서 VVT를 작동시키면 목표 밸브진각량의 변화에 대해 실밸브 진각량의 응답성이 현저하게 저하 하거나 소망하는 진각량을 유지할 수 없다.

그래서, 내연기관의 흡,배기밸브의 개폐타이밍을 가변으로 제어하는 밸브타이밍 제어수단과, 상기 밸브타이밍 제어수단에서 공급유압에 따라 VVT액추에이터의 구동력을 추정하는 구동력 추정수단과, 그 구동력 추정수단에 의해 추정된 VVT액추에이터의 구동력이 밸브타이밍 가변제어 제한 한계치 이하 일때는 상기 밸브타이밍 제어수단에 의한 제어를 제한하는 가변제어 제한수단을 구비한다.

Description

내연기관의 밸브타이밍 제어장치{VALVE TIMING CONTROL DEVICE FOR USE IN AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 내연기관의 흡기밸브 및 배기밸브의 개폐타이밍(밸브타이밍)을 엔진의 운전상태에 따라 가변으로 제어하는 밸브타이밍 가변기구(VVT)를 갖는 내연기관에 관한 것으로 특히 VVT의 이상시의 동작을 제어하는 밸브타이밍 제어장치에 관한 것이다.

종래의 내연기관의 밸브타이밍 제어장치는 도 9에 표시하는 바와 같이 윤활유를 밸브타이밍 제어시스템으로 압송하는 오일펌프(1)와, 타이밍 밸트등의 동력전달기구에 의해 엔진의 크랭크축(도시않음)에 연결되고, 크랭크축의 회전에 동기해서 회전 구동되며 동 밸트기구를 통해서 흡,배기밸브를 개폐 구동하는 캠샤프트(2)와, 크랭크축에 대한 캠샤프트의 회전위상을 변화 시키는 밸브타이밍 가변제어용 유압식 액추에이터(이하 VVT 액추에이터라고 약칭)(3)와, 그 VVT 액추에이터(3)로의 작동유로서의 윤활유의 공급량을 조정하는 오일콘트롤 밸브(4)와, 크랭크축의 회전위상을 검출하는 크랭크각 검출수단(5)과, 캠샤프트의 회전위상을 검출하는 캠각 검출수단(6)과, 내연기관의 운전상태를 검출하는 엔진 운전상태 검출수단(7)과 오일콘트롤 밸브(4)를 전기적으로 구동하는 오일콘트롤 밸브 제어회로(8)와, 오일콘트롤 밸브 제어회로(8)에 지령을 주는 전자제어유닛(ECU)(10)과, 오일콘트롤 밸브(4)에 공급하는 윤활유의 온도를 검출하는 유온검출수단(14)과 동 윤활유의 유압을 검출하는 유압검출수단(15)를 구비한다.

다음, 상기 종래의 밸브타이밍 제어장치의 동작에 대해 설명한다.

내연기관의 운전상태를 검출하는 엔진 운전상태 검출수단(7)의 출력에 따라 ECU(10)은 흡,배기밸브의 현재의 개폐타이밍(이하, 밸브타이밍이라 칭함)을 산출한다. 최적한 밸브타이밍과 현재의 밸브타이밍과의 편차를 감소 시키도록 윤활유압에 따라 오일콘트롤 밸브(4)의 조작량을 ECU(10)에서 산출하고, 오일콘트롤 밸브제어회로(8)는 ECU(10)이 지령하는 조작량과 오일콘트롤 밸브(4)의 전기적인 거동이 일치 하도록 오일콘트롤 밸브(4)에의 공급전압 또는 전류를 조정한다.

오일펌프(1)에서 압송된 윤활유는 오일콘트롤 밸브(4)에 의해 제어 되어 VVT액추에이터(3)의 지각실(3a)/진각실(3b)의 어느 한쪽이 소망하는 방향에 적절한 량으로 공급된다.

한편, 윤활유가 공급되지 않는 쪽의 체임버에 충전되어 있는 윤활유는 오일콘트롤밸브(4)의 드레인(11)을 통해서 오일팬(12)로 되돌려진다.

VVT액추에이터(3)의 지각실(3a) 또는 진각실(3b)에 오일이 공급되면 VVT액추에이터(3)내의 로터(3c)가 유압에 의해 진각측 또는 지각측에 회전구동 된다.

캠샤프트(2)는 로터(3c)와 동축상에 접속되어 있고, 로터(3c)의 회전에 따라캠샤프트(2)의 회전위상이 크랭크축의 회전위상에 대해 변화하고 밸브타이밍이 변경된다.

다음에 기관의 운전상태로부터 VVT액추에이터(3)의 구동력을 추정하고 이 구동력에 따라 밸브타이밍을 제어하는 장치의 제어방법을 도 10의 플로차트를 사용해서 설명한다.

우선, 운전상태 검출수단(7)과 크랭크축의 회전위상을 검출하는 크랭크각 검출수단(5)과 캠샤프트(2)의 회전자 위상을 검출하는 캠각 검출수단(6)으로부터 각종센서 신호를 판독하고(스텝 81), 판독한 크랭크축의 회전위상과 캠샤프트(2)의 회전위상으로 부터 ECU(10)에 의해 현재의 밸브타이밍 θ를 산출한다.(스텝 S2).

또, 스텝 S1에서 판독한 운전상태를 표시하는 센서신호(예를들면 엔진 회전수,스로틀 개도,충전효율,엔진 냉각수의 온도 등)로 부터 그 운전상태에서 가장 적절한 밸브타이밍 θT(이하, 목표 밸브타이밍 이라 칭한다)를 산출한다(스텝S3).

또, 윤활유의 온도(이하 유온이라함)을 검출하는 수단으로 부터 유온을 판독해서 이 유온에서 윤활유의 점도를 추정한다(스텝 S4).

계속해, 목표 밸브타이밍에 대한 현재의 밸브타이밍은 편차 θe를 산출해서스텝 S4에서 추정한 윤활유의 점도와 엔진의 회전수로 부터 편차 θe를 0으로 하기 위해 캠샤프트(2)를 작동 시키는데 필요한 힘(이하, 캠샤프트(2)의 작동력 Fc라 칭한다)를 추정한다(스텝 S5).

윤활유의 공급압력(이하 유압이라함)을 검출하는 유압검출수단(15)으로 부터 유압을 판독하고 VVT액추에이터(3)에 공급되는 유압에 의해 캠샤프트(2)가 회전되는 캠샤프트 구동력 Fp를 구하며, 크랭크축의 회전위상에 대해 VVT액추에이터(3)가 캠샤프트(2)의 위상을 변화 시키는 힘(이하 ACT 구동력 Fa라 칭한다)를 추정한다. 여기서 Fa = Fp - Fc 이다(스텝 S6).

편차 θe와 불감대 θD의 대소관계로부터 오일콘트롤 밸브(4)의 개방밸브(｜θe｜> θD일때)/ 폐쇄밸브(｜θe｜θD일때)의 동작을 결정한다(스텝 S7). 또 이 불감대 θD는 "0" 에 설정해도 된다.

오일콘트롤 밸브(4)를 개방밸브하기 위한 조작량을 결정한다(스텝 S8). 조작량은 S5에서 산출한 θe와 스텝 S6에서 추정한 ACT구동력 Fa에 따라 결정된다.

예를들면, 조작량의 결정에 PID제어를 사용하게 되면 각 게인은 ACT구동력 Fa에 따라 설정된다.

스텝 S8과 같이 조작에 의해 오일 콘트롤밸브(4)를 폐쇄 밸브하기 위한 조작량을 결정한다(스텝 S9).

스텝 S8 또는 S9에서 결정한 조작량을 오일콘트롤 밸브제어회로(8)에 의해 전기적인 신호로 변환하고 오일콘트롤 밸브(4)를 구동한다(스텝 S10).

이와같은 ACT구동력 Fa를 추정하고 이 ACT구동력 Fa에 따라 밸브타이밍을 제어하는 장치에서 오일콘트롤 밸브(4)의 조작량은 목표 진각량과 실진각량의 편차에 추정된 ACT구동력에 따라 설정되는 제어게인을 곱해서 결정된다.

일반적으로 ACT구동력이 저하하면 VVT액추에이터(3)의 응답시간은 증가하는 경향에 있으므로 ACT구동력의 변동에 의하지 않고 안정된 제어성을 얻기위해 ACT 구동력의 감소에 따라 제어게인은 크게 설정된다(도 3 참조).

그러나, 유압은 윤활유의 온도나 엔진 회전수에 의존하므로 엔진 운전상태에 따라서는 일시적으로 현저하게 저하하고, ACT구동력이(0) 부근 또는 그 이하가 되는 때가 있다. 즉, FpFc일때 이다

또, VVT작동 직전에는 충분한 ACT구동력이 있어도 VVT작동에 따른 유압저하에 의해 작동직후에 ACT구동력이 확보되지 않을 때가 있다.

이런상태에서 VVT를 작동 시키면 목표밸브 진각량의 변화에 대해 실밸브 진각량의 응답성이 현저하게 저하 하거나 원하는 진각량으로 유지할 수 없다는 문제점이 있다.

또 소망하는 진각량에 밸브타이밍을 설정할 수 없을때는 내연기관의 연소 불안정이나 드라이버 빌리티, 배기가스 에미숀이 악화를 야기할 염려가 있다.

또, 최지각 위치 부근에서는 VVT액추에이터가 격렬하게 진동하므로 VVT액추에이터의 이상 마모가 생길때도 있다.

또 유압검출수단(15)를 갖는 VVT시스템에서는 유압검출수단(15)보다 상류의 유압 이상은 검출 가능하나 유압검출수단(15) 보다도 하류에서의 이상(예를들어 마모등에 의한 VVT액추에이터로 부터의 윤활유 누설)은 검출될 수 없다는 문제점이 있다.

그래서, 본 발명의 목적은 상기 종래의 여러가지 문제점을 해소할 수 있는 내연기관에서의 밸브타이밍 제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 관한 내연기관에서의 밸브타이밍 제어장치는 내연기관의 흡,배기밸브의 개폐타이밍을 가변하게 제어하는 밸브타이밍 제어수단과, 상기 밸브타이밍 제어수단에서 공급유압에 따라 VVT액추에이터의 구동력을 추정하는 구동력 추정수단과 VVT액추에이터의 구동력이 밸브타이밍 가변제어 제한 한계치 이하 일때는 상기 밸브타이밍 제어수단에 의한 제어를 제한하는 가변제어 제한수단을 구비하는 것이다.

또, 상기 가변제어 제한수단은 밸브타이밍 가변제어중에서 일정한 응답시간을 만족하는 VVT액추에이터의 구동력을 밸브타이밍 가변제어 제한 경계치로 갖는 것이다.

또, 상기 가변제어 제한수단은 상기 밸브타이밍 가변제어 제한 한계치를 초기치로해서 학습하는 것이다.

다시 또, 상기 가변제어 제한수단은 상기 밸브타이밍 가변제어 제한 경계치를 밸브타이밍 가변제어용 진각지령에 대한 실제의 진각량의 거동에 따라 갱신하는 것이다.

또, 상기 가변제어 제한수단은 상기 밸브타이밍 가변제어 제한 경계치의 갱신량을 실진각량의 시간변화율의 크기에 따라 결정하는 것이다.

또, 상기 밸브타이밍 제어장치는 상기 밸브타이밍 가변제어 제한 경계치가 일정한 값보다 커지면 VVT시스템의 이상 이라고 판정하는 이상 판정수단을 또 구비하는 것이다.

[발명의 실시의 형태]

이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해 첨부도면을 참조해서 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 밸브타이밍 제어장치의 요부(ECU)의 기능 구성을 표시하는 블록도,

도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 밸브타이밍 제어장치의 동작을 표시하는 플로차트,

도 3은 본 발명에서의 제어게인과 ACT 구동력과의 관계를 표시하는 도면,

도 4는 본 발명에서의 VVT제어 제한범위 및 VVT제어 제한 경계치 근방을 표시하는 도면,

도 5는 VVT제어 제한 경계치 FL의 갱신량 △FL과 응답시간 Tres와의 관계를 표시하는 도면,

도 6은 VVT제어 제한 경계치 FL의 갱신량 △FL과 실진각량 θa와의 관계를 표시한 도면,

도 7은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 밸브타이밍 제어장치의 요부(ECU)의 기능 구성을 표시하는 블록도,

도 8은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 밸브타이밍 제어장치의 동작을 표시하는 플로차트,

도 9는 본 발명을 적용할 수 있는 종래의 밸브타이밍 제어장치의 하프웨어의개략 구성을 표시하는 도면,

도 10은 도 9의 밸브타이밍 제어장치의 동작을 표시하는 플로차트,

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 전자제어유닛(ECU) 100A : 밸브타이밍 제어수단

100B : 구동력 추정수단 100C : 가변제어 제한수단

100D : 이상 판정수단

실시의 형태 1.

도 1은 본 발명에 의한 실시의 형태 1의 전자제어 유닛(ECU)(100)의 기능구성을 표시하는 블록도, 도 2는 본 실시의 형태 1의 ECU(100)의 제어동작을 표시하는 플로차트이다. 본 발명에 관한 내연기관에서의 밸브타이밍 제어장치의 하드웨어 구성은 도 9의 상기 종래예의 하드웨어 구성과 같고 전자제어 유닛(ECU)(100)의 기능 구성 및 작용이 다르게 되어 있다.

도 1에서 ECU(100)은 내연기관의 운전상태를 검출해 그 운전상태에서 가장 적절한 밸브타이밍을 산출하고, 흡,배기밸브의 개폐타이밍을 가변으로 제어하는 밸브타이밍 제어수단(100A)과, 밸브타이밍 제어수단(100A)에서 공급 유압에 따라 VVT액추에이터의 구동력을 추정하는 구동력 추정수단(100B)와, 구동력 추정수단(100B)에서 추정한 VVT액추에이터의 구동력이 밸브타이밍 가변제어 제한 제한치 이하 일 때는 밸브타이밍 제어수단(100A)에 의한 제어를 제한하는 가변제어 제한수단(100C)를 구비한다. 구동력 추정수단(100B)은, 종래기술에 기재되어 있는 바와 같이 기관의 운전상태에서 VVT액추에이터(3)의 구동력을 추정한다.즉, 캠샤프트를 작동시키는데 필요한 작동력을 추정하고, 공급유압에 따라 캠샤프트의 구동력을 구하여 크랭크축의 회전위상에 대하여 캠샤프트의 위상을 변화시키는 VVT액추에이터의 구동력을 추정한다.

가변제어 제한수단(100C)은 후술하는 도 4에 표시하는 바와 같이 밸브타이밍 가변제어중에서 일정한 응답시간을 만족하는 VVT액추에이터의 구동력(이하 ACT구동력이라 함)을 밸브타이밍 가변제어 제한 경계치(이하 VVT제어 제한 한계치라 약칭) FL로 갖고 그 VVT제어 제한 한계치 FL을 기관 운전중에 학습한다.

VVT제어 제한 한계치 FL은 밸브타이밍 가변제어용 진각 지령에 대한 실제의 진각량(실진각량)θa의 거동에 따라 갱신되고 그 갱신량은 실진각량 θa의 시간 변화율의 크기에 따라 결정된다.

VVT제어 제한 경계치 FL는 도 4에 표시한바와 같이 초기치로서 미리 설정되어 있는 것으로 한다. 즉, VVT시스템이 동작상태에서 요구되는 응답시간을 충족하는 ACT구동력의 최소치에 FI을 설정하고 이 운전상태에서 VVT시스템이 작동하지 않을때의 ACT구동력에 FL을 설정한다.

또 VVT액추에이터는 유압이 걸리지 않을때는 일정한 위치에 스토퍼 핀으로 고정할 수 있고 스토퍼 핀은 유압이 걸리면 벗겨지도록 해 둔다.

다음, 도 2의 플로차트를 사용해서 ECU(100)의 제어동작에 대해 설명한다.

우선, 스텝 S101에서 도 10의 스텝 S6과 마찬가지로 해서 추정된 ACT구동력이 VVT제어 제한 범위내이면 이 범위에서 VVT를 작동 시키면 소망하는 진각량으로 제어불가능 하므로 VVT가 유압이 없어도 가장 안정되는 위치 예를들면 흡기밸브이면 최지각 위치에 고정한다(S103). 제어제한 범위외 이면 스텝 S102로 진행한다.

스텝 S102에서 ACT구동력이 VVT제어 제한 경계치 FL근방(FL < ACT 구동력FL + FLN ; FLN : 임의의 소정량(도 4참조) 이외이면 스텝 S104로 진행해서 VVT제어 제한 경계치의 갱신을 하지 않고 VVT를 작동한다.

스텝 S102에서 ACT구동력이 VVT제어 제한 경계치 FL근방이면 스텝 S105로 진행하고 응답시간 Tres를 리세트해서 (Tres = 0) 스텝 S106으로 진행한다.

스텝 S106에서 VVT를 작동 시킨다( 이 동안 Tres는 적산된다).

다음, 스템 S107에서 실진각량 θa가 목표 진각량 θT에 수렴 하였는지를 판정한다. 구체적으로는 ｜θa - θT ｜ε(ε은 수렴판정 오차를 표시하는 임의의 수)를 충족하는지를 판정한다.

이 조건을 만족 시키고 있으면 후술하는 스텝 S111에서 판정되는 일정시간 Tres 보다도 빨리 수렴한 것이 되므로 응답성에 여유가 있다고 판정해 스텝 S109 로 분기한다.

한편, 스텝 S107에서 상기 조건을 만족시키고 있지 않으면 (즉 ｜θa - θT ｜ε), 스텝 S108로 진행한다.

스텝 S108에서 실진각량 θa가 항상 목표 진각량을 향해 변화하고 있는지 또는 변화하지 않었는지를 판정한다.

구체적으로는 목표 진각량의 시간 미분이 항상 dθa / dt0 를 만족하고 있는지를 판정한다.

만약, dθa / dt < 0 라고 판정되면 스텝 S107에서의 조건과 맞추어서 실진각량 θa가 목표 진각량 θT에 대해 충분한 편차가 있는데도 불구하고 편차가 확대되는 방향으로 변화 한것이 되므로 소망하는 방향과 역의 방향으로 진각하고 있다고 판정하며 스텝 S110에 분기한다.

스텝 S108에서 dθa /dt0 를 만족하고 있으면 스텝 S111로 진행한다.

스템 S109에서는 VVT제어 제한 경계치 FL의 갱신량 △FL을 그들 사이의 관계를 표시하는 도 5의 DEC ＿ MAP로 부터 구한다(△FL = DEC ＿ MAP(Tres)).

구체적으로는 응답시간 Tres가 짧을수록 응답성에는 여유가 있다고 판단할 수 있으므로 DEC ＿ MAP는 응답시간 Tres의 값이 커지는데 따라 갱신량 △FL(이 경우에는 부의 값)이 커지도록 (절대치는 작아진다) 설정되어 있다.

이 DEC ＿ MAP의 응답시간 Tres에 대응하는 갱신량 △FL은 미리 실험등에 의해 정해져 있다.

스텝 S110에서는 VVT제어 제한 경계치 FL의 갱신량 △FL에 VVT가 일정시간 Tpre내에 역방향으로 진각한 경우의 일정치 FR을 설정한다.

즉, △FL = FR라고 한다.

스텝 S111에서 VVT가 동작을 개시한 후의 응답시간 Tres가 일정시간 Tpre를 경과하고 있는지 판정한다.

여기서 일정시간 Tpre는 VVT시스템에 요구되는 응답시간 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 응답시간 Tres가 일정시간 Tpre를 초과하고 있지 않으면 처리는 스텝 S106으로 되돌아 간다.

응답시간 Tres가 일정시간 Tpre를 초과하고 있으면 이 ACT구동력에서의 응답시간 Tres는 요구치를 만족 시키지 못한다고 판정해 스텝 S112로 진행한다.

스텝 S112에서는 응답시간 Tres가 일정시간 Tpre를 초과한 ACT구동력에 대해 일정시간 Tpre중 VVT가 전혀 응답하지 않었는지 또는 대단히 천천히 응답하였는지를 판정한다.

구체적으로는 실진각량 θa가 일정한 임계치 θNR(θNR는 응답이 없는 것을 판정하기 위한 임의 값으로 0에 가까운 값을 설정하는 것이 바람직하다) 이하인지 즉 θaθNR를 충족 하는지를 판정한다.

이 조건을 충족 시킬때는 VVT는 일정시간 Tpre내에 전혀 응답하지 않었다고 판정해 스텝 S113으로 분기한다.

이 조건을 만족 시키지 않을때는 대단히 천천히 응답 하였다고 판정해 스텝 S114로 분기한다.

스텝 S113에서는 VVT제어 제한 경계치 FL의 갱신량 △FL로서 VVT가 일정시간 Tpre내에 전혀 응답하지 않을때의 일정치 FNR을 설정한다.

즉, △FL = FNR로 한다.

스텝 S114에서는 VVT제어 제한 경계치 FL의 갱신량 △FL을 도 6에 표시한 INC ＿ MAP에서 구한다.

구체적으로는 일정시간 Tpre내의 이동량(실 진각량) θa가 작을수록 응답성이 저하되어 있다고 판단되므로 INC ＿ MAP는 이동량(실 진각량) θa의 값이 커짐에 따라 갱신량 △FL(이 경우에는 정의값)이 작게 되도록 설정되어 있다.

이 NNC ＿ MAP의 이동량(실 진각량) θa에 대한 갱신량 △FL는 미리 실험등에 의해 정해져 있다.

스텝 S115에서는 VVT를 유압 없이도 안정되는 위치에 고정한다. 즉 스텝 S 115직전의 처리결과는 다음중 하나 이다.

1). VVT가 일정시간 Tpre내에 전혀 응답하지 않었다(S113).

2). VVT가 소망하는 방향에 대해 역방향으로 진각하는 일이 있었다(S110).

3). VVT가 요구 응답시간을 만족시키지 못했다(일정시간 Tpre에 어느정도 진각 하였다)(S114).

따라서, 이 운전상태에서의 ACT구동력으로는 안정된 VVT제어가 될 수 없다고 판정하고 VVT를 유압없이도 안정되는 위치에 고정한다.

스텝 S116에서는 VVT제어 제한 경계치를 갱신량 △FL을 사용해서 갱신한다. 구체적으로는 다음식으로 갱신한다.

FL = FL + △FL

또, 응답성의 악화의 레벨은 상기 1)(VVT가 일정시간 Tpre내에 전혀 응답하지 않었다).

2) (VVT가 소망하는 방향에 대해 역방향으로 진각하는 일이 있었다).

3) (VVT가 요구 응답시간을 만족할 수 없었으나 일정시간 Tpre내에 어느 정도 진각 하였다)의 순으로 완화되고 스텝(S110),스텝(S113),스텝(S114)에서 각각 설정되는 △FL의 값은 다음과 같이 설정하는 것이 바람직하다.

INC ＿ MAP(θa)FRFNR

여기서 INC ＿ MAP(θa)는 도 6의 INC ＿ MAP로 부터 구해지는 진각량 θa에대응한 맵 값이다.

이상과 같이 본 실시의 형태 1에 의하면 ACT구동력이 현저하게 저하 된때 즉 VVT제어 제한 한계치 이하가 되었을때도 밸브타이밍 제어수단(100A)에 의한 제어를 제한 함으로써 VVT액추에리터를 가장 안정된 위치에 고정해서 내연기관의 운전상태를 안정 시킬 수가 있다.

따라서, 드라이버 빌리티나 배가스 에미션의 악화를 방지할 수 있는 동시에 진동에 의한 VVT액추에이터의 이상 마모를 방지할 수 있다.

또 밸브타이밍 가변제어중에서 일정한 응답시간을 만족하는 ACT구동력을 VVT제어 제한 한계치로 하고 있으므로 VVT의 작동후에 ACT구동력이 이 VVT제어 제한 경계치를 하회하는 상태에서는 VVT는 작동하지 않고 VVT작동후의 유압저하에 의한 ACT구동력 저하에 불구하고 안정된 제어성이 얻어진다.

또, VVT제어 제한 한계치는 가변제어 제한수단(100C)에 의해 초기치로서 학습되므로 시스템 컴페넨트의 제조시의 흐트러짐과 마모의 경시변화의 영향을 받지 않는 안정된 제어성이 얻어진다.

또, VVT제어 제한 한계치는 밸브타이밍 가변 제어용 진각지령에 대한 실제의 진각량의 거동에 따라 갱신되므로 실제의 VVT시스템의 동작 안정성을 VVT시스템의 안정화 제어에 반영 시킬수가 있다. 따라서, VVT시스템의 동작을 안정화 할 수가 있다.

또, VVT제어 제한 한계치의 갱신량은 실 진각량의 시간 변화율의 크기로 결정되므로 현재의 경계치를 진의 경계치에 수렴시킬때 까지의 시간을 단축할 수가 있다.

실시의 형태 2.

도 7은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 내연기관에서의 밸브타이밍 제어장치의 전자제어 유닛(ECU)(200)의 기능구성을 표시하는 블록도, 도 8은(ECU)(200)의 제어동작을 표시하는 플로차트이다.

이 실시의 형태 2의 하드웨어 구성은 도 9의 상기 종래예의 하드웨어 구성과같고 전자제어 유닛(ECU)(200)의 기능구성 및 작용만이 다르게 되어 있다.

도 7에 표시한바와 같이 이 실시의 형태 2의 ECU(200)는 상기 실시의 형태 1의 ECU(100)의 구성에 VVT제어 제한 한계치가 소정의 값 보다도 커지면 밸브타이밍 제어장치 (100A)의 이상이라고 판정하는 이상 판정수단(100D)을 더 구비한 것이다.

다음, 본 실시의 형태 2의 ECU(200)의 제어동작에 대해 도 8의 플로차트를 참조해서 설명한다.

우선, 스텝(S100)에서 VVT시스템의 이상 판정이 이미 실시되어 있는지를 판정한다. 이상 판정이 되어 있으면 스텝(S103)에서 VVT시스템을 안정 시키는 위치에 고정해서 처리를 종료한다.

이상 판정이 실시되지 않고 있으면 스텝(S101)으로 진행한다.

스텝(S101)으로 부터 (S116)까지 처리는 상기 실시의 형태 1과 같으므로 그 설명은 생략한다.

스텝(S117)에서는 VVT제어 제한 경계치 FL이 일정치 FLpre를 초과하고 있는지를 판정해서 FL > FLpre이면 VVT시스템의 이상을 판정해서 스텝(S118)로 진행하고 그렇지 않으면 VVT시스템은 이상이 아니라고 판정하고 처리를 종료한다.

즉, 실제의 ACT구동력이 저하해가면 VVT제어 제한 경계치 FL이 상승하므로 VVT제어 제한 경계치 FL이 일정치 FLpre를 상회(FL > FLpre)하면 실제의 ACT구동력이 이상으로 저하해 있는것을 판정할 수 있다.

스텝(S118)에서는 VVT시스템 이상때문에 안정된 제어가 불가능하다고 판정하고 VVT를 유압 없이도 안정되는 위치에 고정해서 처리를 종료한다.

이 실시의 형태 2에 의하면 상기 실시의 형태 1의 효과에 더해서 다음과 같은 효과를 나타낸다. 즉, VVT제어 제한 한계치가 일정치 보다도 커지면 VVT시스템의 이상이라고 판정 되므로 유압검출수단(15)으로는 검출할 수 없는 이 유압검출수단 하류에서의 VVT시스템의 이상을 검출할 수가 있다.

이상과 같이 본 발명에 의한 밸브타이밍 제어장치를 내연기관의 흡,배기밸브의 개폐타이밍을 가변으로 제어하는 밸브타이밍 제어수단과, 상기 밸브타이밍 제어수단에서 공급유압에 따라 VVT액추에이터의 구동력을 추정하는 구동력 추정수단과, 그 구동력 추정수단에 의해 추정된 VVT액추에이터의 구동력이 밸브타이밍 가변제어 제한 한계치 이하 일때는 상기 밸브타이밍 제어수단에 의한 제어를 제한하는 가변제어 제한수단을 구비하므로 VVT액추에이터의 구동력이 현저하게 저하한 (밸브타이밍 가변제어 제한 한계치 이하)일때도 가변제어 제한수단에 의해 밸브타이밍 제어수단에 의한 제어를 제한 함으로써 VVT액추에이터를 가장 안정된 위치에 고정할 수가 있고 내연기관의 운전상태를 안정 시킬수 있다.

따라서, 드라이버 빌리티나 배가스 에미션의 악화를 방치할 수 있는 동시에 진동에 의한 VVT액추에이터의 이상 마모를 방지할 수가 있다.

또, 상기 가변제어 제한수단은 밸브타이밍 가변제어중에서 일정한 응답시간을 만족하는 VVT액추에이터의 구동력을 밸브타이밍 가변제어 제한 경계치로 갖고 있으므로 VVT의 작동후에 VVT액추에이터의 구동력이 이 VVT제어 제한 경계치를 하회하는 상태에서는 VVT는 작동하지 않고 VVT작동후의 유압 저하에 의한 VVT액추에이터의 구동력 저하에 불구하고 안정된 제어성이 얻어진다.

또, 상기 가변제어 제한수단은 상기 밸브타이밍 가변제어 제한 한계치를 초기치로서 학습하므로 시스템 컴포넌트의 제조 흐트러짐이나 마모등의 경시변화의 영향을 받지 않는 안정된 제어성이 얻어진다.

또, 상기 가변제어 제한수단은 상기 밸브타이밍 가변제어 제한 경계치를 밸브타이밍 가변제어용 진각지령에 대한 실제의 진각량의 거동에 따라 갱신하므로 실제의 VVT시스템의 동작 안정성을 VVT시스템의 안정화제어에 반영 시킬 수 가 있고 따라서, VVT시스템의 동작을 안정화 할 수가 있다.

또, 상기 가변제어 제한수단은 상기 밸브타이밍 가변제어 제한 경계치의 갱신량을 실진각량의 시간변화율의 크기에 의해 결정하므로 현재의 경계치를 진의 경계치로 수렴 시킬 때 까지의 시간을 단축할 수가 있다.

또, 상기 밸브타이밍 제어장치는 상기 밸브타이밍 가변제어 제한 경계치가일정한 값보다 커지면 VVT시스템의 이상이라고 판정하는 이상 판정수단을 구비하고 있으므로 유압 검출수단으로는 검출할 수 없는 이 유압 검출수단의 하류에서의 VVT시스템의 이상을 검출할 수가 있다.

Claims (3)

1. 내연기관의 흡·배기밸브의 개폐타이밍을 가변으로 제어하는 밸브타이밍 제어수단과, 상기 밸브타이밍 제어수단에서 캠샤프트를 작동시키는데 필요한 작동력을 추정하고, 공급유압에 따라 캠샤프트의 구동력을 구하여 VVT액추에이터의 구동력을 추정하는 구동력 추정수단과 상기 구동력 추정수단에 의해 추정된 VVT액추에이터의 구동력이 밸브타이밍 가변제어 제한 한계치 이하 일때는 상기 밸브타이밍 제어수단에 의해 제어를 제한하는 가변제어 제한수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 내연기관에서의 밸브타이밍 제어장치.
2. 제 1항에 있어서.

   상기 가변제어 제한수단은 밸브타이밍 가변제어중에서 일정한 응답시간을 만족하는 VVT액추에이터의 구동력을 밸브타이밍 가변제어 제한 경계치로 갖는것을 특징으로 하는 내연기관의 밸브타이밍 제어장치.
3. 제 2항에 있어서.

   상기 가변제어 제한수단은 상기 밸브타이밍 가변제어 제한 한계치를 초기치로 학습하는 것을 특징으로 하는 내연기관에서의 밸브타이밍 제어장치.