KR100507074B1

KR100507074B1 - 엔진의 연속 가변 밸브 타이밍 장치 제어방법

Info

Publication number: KR100507074B1
Application number: KR10-2002-0045247A
Authority: KR
Inventors: 박용정
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2005-08-08
Also published as: US7007645B2; KR20040011927A; DE10316061A1; JP2004068809A; US20040020452A1; DE10316061B4; JP4045435B2

Abstract

엔진의 연속 가변 밸브 타이밍 장치 제어방법이 개시된다. 개시된 엔진의 연속 가변 밸브 타이밍 장치 제어방법은, (a) 엔진의 냉간 시동인지 판단하는 단계와; (b) 상기 단계 (a)에서의 조건을 만족하는 경우, 상기 엔진의 현재 냉각수 온도를 읽고, 상기 냉각수 온도를 오일온도0으로 설정하며, 냉각수 온도의 변화와 오일온도의 변화를 함수로 하는 데이터1,2,3의 값을 받아 이를 오일온도1로 설정하는 단계와; (c) 차량의 차속이 기준치보다 큰 경우, 오일온도1과 무게요인을 곱하여 오일온도2로 설정하는 단계와; (d) 외기온이 기준치보다 작은 경우, 상기 오일온도1,2중 어느 하나와 무게요인을 곱하여 오일온도3으로 설정하는 단계와; (e) 상기 엔진의 냉각팬이 작동중이면, 상기 오일온도1,2,3중 어느 하나와 무게요인을 곱하여 오일온도4로 설정하는 단계;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 냉간 시동 후, 발진시 CVVT의 작동으로 성능이 향상될 수 있고, 오일온도 센서를 삭제할 수 있어 원가절감에 기여할 수 있는 이점이 있다.

Description

엔진의 연속 가변 밸브 타이밍 장치 제어방법{METHOD OF CONTROLLING CVVT FOR ENGINE}

본 발명은 엔진의 연속 가변 밸브 타이밍 장치 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉간 시동 후, 발진시 연속 가변 밸브 타이밍 장치(Continuously Variable Valve Timing; 이하, CVVT라 함)가 작동되도록 하기 위한 엔진의 연속 가변 밸브 타이밍 장치 제어방법에 관한 것이다.

시동시 또는 냉간시에 있어서 적정한 지지 제어치를 얻을 수 있는 가속 불량 등의 엔진에 악영향을 방지하는 밸브 타이밍 제어장치를 제공하기 위해 다음과 같이 구비된다.

엔진의 크랭크 회전축에 동기하여 각각 소정의 타이밍에 구동되고, 연소실로 통한 흡기통로 및 배기통로를 각각 개폐한 흡기밸브 및 배기밸브와, 이 흡기밸브 및 배기밸브중 적어도 일측의 밸브 타이밍을 변경시키는 가변 밸브 타이밍 기구와, 이 가변 밸브 타이밍 기구를 구동하기 위한 액츄에이터와, 엔진의 운전 상태를 검출하는 운전상태 검출수단과, 이 운전상태 검출수단의 검출 결과에 근거하여 가변 밸브 타이밍 기구에 의하여 변경된 밸브 타이밍의 목표치를 산출한 목표 밸브 타이밍 산출수단과, 상기 가변 밸브 타이밍 기구에 의하여 변경된 실제의 밸브 타이밍을 검출한 실 밸브 타이밍 검출수단과, 이 목표 밸브 타이밍 산출수단에 산출된 목표치 및 상기 실 밸브 타이밍 검출수단에 검출된 실제의 밸브 타이밍의 편차를 산출하는 편차산출수단과, 적어도 상기 편차산출수단에 산출된 편차 및 가변 밸브 타이밍 기구의 진각량을 일정 량으로 유지하기 위한 유지 제어치에 근거하여 제어치를 산출하는 제어치 산출수단과, 상기 제어치 산출수단에 의하여 산출된 제어치에 근거하여 상기 액츄에이터를 제어하고 가변 밸브 타이밍 기구를 제어하는 제어수단을 구비한다.

그리고 엔진의 운전중에 있어 유지 제어치를 학습 갱신한 유지 제어치 학습수단을 갖추고 엔진의 시동시 또는 냉간시에는 상기 학습수단에 학습된 유지 제어 학습치로써 유지 제어치라고 하는 엔진의 가변 밸브 타이밍 제어장치이고, 상기 유지 제어치 학습수단의 학습 갱신을 엔진의 온도가 소정 온도 이상 때에만 허용한 학습 갱신 허가수단이 구비된다.

이와 같이 구성된 엔진의 가변 밸브 타이밍 제어장치는 일본 공개특허 평11-36905에 개시되어 있다.

이와 같이 개시된 종래의 엔진의 가변 밸브 타이밍 제어장치는 냉각수의 온도에 따른 CVVT 작동 유무 결정 및 냉각수의 온도에 따른 지지 듀티율 학습이 주목적이다.

그러나 저온에서 작동시키지 않음으로 CVVT의 목적을 최대한 활용하기 위한 방안으로 냉간 구간(냉각수온 0∼10℃ 부근)에서 이미션(emission) 저감 및 발진시 성능 향상의 구현이 불가능한 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 냉간 시동 후, 발진시 CVVT의 작동되게 하여 성능 향상이 이루어지도록 한 엔진의 연속 가변 밸브 타이밍 장치 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엔진의 연속 가변 밸브 타이밍 장치 제어방법은, (a) 엔진의 냉간 시동인지 판단하는 단계와; (b) 상기 단계 (a)에서의 조건을 만족하는 경우, 상기 엔진의 현재 냉각수 온도를 읽고, 상기 냉각수 온도를 오일온도0으로 설정하며, 냉각수 온도의 변화와 오일온도의 변화를 함수로 하는 데이터1,2,3의 값을 받아 이를 오일온도1로 설정하는 단계와; (c) 차량의 차속이 기준치보다 큰 경우, 오일온도1과 무게요인을 곱하여 오일온도2로 설정하는 단계와; (d) 외기온이 기준치보다 작은 경우, 상기 오일온도1,2중 어느 하나와 무게요인을 곱하여 오일온도3으로 설정하는 단계와; (e) 상기 엔진의 냉각팬이 작동중이면, 상기 오일온도1,2,3중 어느 하나와 무게요인을 곱하여 오일온도4로 설정하는 단계;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명에 따른 엔진의 연속 가변 밸브 타이밍 장치 제어방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 플로차트가 도시되어 있다.

여기에서는 일반적인 엔진의 연속 가변 밸브 타이밍 장치 제어방법에 대한 설명은 생략하고, 본 발명의 특징만을 설명하기로 한다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 엔진의 연속 가변 밸브 타이밍 장치 제어방법은, 우선, 차량 엔진의 냉각수온(0℃∼10℃ 부근)으로 냉간 시동(cold start)인지 판단한다.(단계 110)

상기 단계 110에서의 조건을 만족하는 경우, 엔진의 현재 냉각수 온도를 읽고, 이 냉각수 온도를 오일온도0으로 설정하며, 냉각수 온도의 변화와 오일온도의 변화를 함수로 하는 데이터(data)1,2,3의 값을 받아 이를 오일온도1로 설정한다.(단계 120)

이어서, 차량의 차속이 기준치(Threshold)보다 큰 경우, 오일온도1과 무게요인(weighted factor)을 곱하여 오일온도2로 설정한다.(단계 130)

즉, 오일온도2 = 오일온도1 ×무게요인(weighted factor)여기에서 상기 무게요인(weighted factor)이란, 일종에 곱셈 보정치를 정의한 것으로 예컨대, 실제값이 100%인데, 출력값이 101%가 도출된 경우에는 실제값에 0.01의 가중치를 고려하여 곱하는 것을 말한다.

그리고 외기온이 기준치보다 작은 경우, 상기 오일온도1,2중 어느 하나와 무게요인을 곱하여 오일온도3으로 설정한다.(단계 140)상기 단계 140에서 오일온도3이 결정될 때 오일온도1 혹은 오일온도2가 선택되는 근거는, 차속이 일정 속도를 넘지 않고 외기온이 기준치를 만족했을 경우 오일온도1에다 가중치가 곱해지며, 차속과 외기온이 둘다 만족한 경우 오일온도2에다 가중치가 곱해지게 되기 때문이다.이는 후술하는 단계 150에도 동일하게 적용된다.

또한 엔진의 냉각팬(cooling fan)이 작동(on)중이면, 상기 오일온도1,2,3중 어느 하나와 무게요인을 곱하여 오일온도4로 설정하고 본 제어를 종료한다.(단계 150)

한편, 상기 단계 110에서 냉간 시동이 아닌 경우, 현재의 냉각수 온도를 읽는다.(단계 210)

상기 단계 210에서 읽은 상기 현재의 냉각수 온도에서 메모리에 기억된 온도를 차감한 온도 차이가 기준치보다 작은지 판단한다.(단계 220)

상기 단계 220에서의 조건을 만족하는 경우, 메모리에 기억된 값을 오일온도로 설정하고, 상기 단계 150을 수행한 후, 본 제어를 종료한다.(단계 230)

다른 한편으로, 상기 단계 220에서의 조건을 만족하지 못하는 경우, 상기 데이터1,2,3중 어느 하나의 값을 오일온도로 설정하고, 상기 단계 130을 수행한다.(단계 310)

그리고 상기 단계 230에서 상기 메모리에 기억된 값은 상기 오일온도1,2,3으로 한다.

또한 상기 단계 120에서 상기 데이터1,2,3의 값은 각각 0℃, 10℃, 20℃로 한다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 엔진의 연속 가변 밸브 타이밍 장치 제어방법은, 강화되는 이미션 규제에 대응하고, 운전 성능의 향상을 위해 냉각수온 0℃ 부근에서부터의 CVVT를 제어하기 위한 것이다.

이를 위해 오일 온도에 따른 CVVT의 응답속도를 예견하여 이를 산출한다. 따라서 정밀한 제어가 가능하다. 즉, 좀 더 정확한 에너지화 시간(energization time) 산정으로 피드백(feedback)에 대한 오차를 줄인다.

상기에서, 에너지화 시간이란 CVVT를 어드밴스(advance)(듀티(duty) 100%) 또는 리타드(retard)(듀티 0%)로 움직이기 위해 듀티를 인가하는 시간이다.

따라서 도 1을 참조하여 설명한 본 발명의 제어방법은 오일온도 센서(oil temperature sensor)를 오일 컨트롤 밸브(OCV)와 CVVT 액츄에이터(actuator)사이의 오일 통로에 장착하여 정밀한 제어를 가능하게 하고, 나아가 오일 온도를 시동시의 냉각수 온도와 웜업(warm-up) 기간중의 냉각수의 온도 변화를 가지고 모델링 (modeling)하여 오일온도 센서를 삭제하여 원가가 절감될 수 있도록 한다.

그리고 본 발명은, 시동시 냉각수온, 외기온, 엔진 회전수, 차속 및 냉각팬의 작동 상태 등을 고려하여 모델링된 오일 온도를 구할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 원 'A'는 CVVT의 응답속도가 가장 빠른 부분이며, 원 'B'와 원'C'는 응답 속도가 선형적인 것을 나타내 보인 것이다.

또한 원 'B'의 부근에서 볼 수 있듯이 냉각팬이 작동하면 이 냉각팬의 온/오프(on/off)에 의해 냉각수의 온도는 일정 구간에서 오르내림을 반복하나, 그에 따라 오일의 온도는 반응 정도가 느리며, 약 100℃ 부근에서 포화(saturation) 됨을 볼 수 있다.

이로 인해 외기온이나 주행풍에 의한 냉각수 온도의 변화에 비해 오일온도의 변화는 상대적으로 둔감하다는 것을 유추할 수 있다. 따라서 도 1의 플로에 따라 수행되는 제어는 보다 정확한 모델링이 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 엔진의 연속 가변 밸브 타이밍 장치 제어방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.

냉간 시동 후, 발진시 CVVT의 작동으로 성능이 향상될 수 있고, 오일온도 센서를 삭제할 수 있어 원가절감에 기여할 수 있다.

그리고 강화되는 배기가스 규제 또는 이미션 법규에 적극적으로 대응할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 엔진의 연속 가변 밸브 타이밍 장치 제어방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 플로차트.

도 2는 냉각수 온도와 오일온도에 따라 CVVT의 응답속도를 예견할 수 있도록 나타내 보인 그래프.

Claims

(a) 엔진의 냉간 시동인지 판단하는 단계와;

(b) 상기 단계 (a)에서의 조건을 만족하는 경우, 상기 엔진의 현재 냉각수 온도를 읽고, 상기 냉각수 온도를 오일온도0으로 설정하며, 냉각수 온도의 변화와 오일온도의 변화를 함수로 하는 데이터1,2,3의 값을 받아 이를 오일온도1로 설정하는 단계와;

(c) 차량의 차속이 기준치보다 큰 경우, 오일온도1과 무게요인을 곱하여 오일온도2로 설정하는 단계와;

(d) 외기온이 기준치보다 작은 경우, 상기 오일온도1,2중 어느 하나와 무게요인을 곱하여 오일온도3으로 설정하는 단계와;

(e) 상기 엔진의 냉각팬이 작동중이면, 상기 오일온도1,2,3중 어느 하나와 무게요인을 곱하여 오일온도4로 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 연속 가변 밸브 타이밍 장치 제어방법.
제1항에 있어서,

(g) 상기 단계 (a)에서, 냉간 시동이 아닌 경우, 현재의 냉각수 온도를 읽는 단계와;

(h) 상기 단계 (g)에서 읽은 상기 현재의 냉각수 온도에서 메모리에 기억된 온도를 차감한 온도 차이가 기준치보다 작은지 판단하는 단계와;

(i) 상기 단계 (h)에서의 조건을 만족하는 경우, 상기 메모리에 기억된 값을 오일온도로 설정하고, 상기 단계 (e)를 수행하는 단계;를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 엔진의 연속 가변 밸브 타이밍 장치 제어방법.
제2항에 있어서,

상기 단계 (h)에서의 조건을 만족하지 못하는 경우, 상기 데이터1,2,3중 어느 하나의 값을 오일온도로 설정하고, 상기 단계 (c)를 수행하는 단계를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 엔진의 연속 가변 밸브 타이밍 장치 제어방법.
제2항에 있어서,

상기 단계 (i)에서, 상기 메모리에 기억된 값은 상기 오일온도1,2,3인 것을 특징으로 하는 엔진의 연속 가변 밸브 타이밍 장치 제어방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 (b)에서, 상기 데이터1,2,3의 값은 0℃, 10℃, 20℃인 것을 특징으로 하는 엔진의 연속 가변 밸브 타이밍 장치 제어방법.