KR100569079B1

KR100569079B1 - 연속 가변 밸브 타이밍 시스템 차량의 엔진 시동 꺼짐방지 제어방법

Info

Publication number: KR100569079B1
Application number: KR1020030094601A
Authority: KR
Inventors: 이동근
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2006-04-07
Also published as: KR20050063228A

Abstract

CVVT 컨트롤 라인의 그라운드 접지로 인한 고장시 엔진 시동이 꺼지는 것을 방지토록 하여 안전운행을 도모할 수 있도록 한 연소 가변 밸브 타이밍 시스템 차량의 시동 꺼짐 방지 제어방법을 제공할 목적으로;

연속 가변 밸브 타이밍 시스템 차량에서 CVVT 컨트롤 라인의 전기적인 고장을 진단하는 방법에 있어서,

CVVT 컨트롤 라인의 오픈(단선 상태)과, CVVT 컨트롤 라인의 배터리 접지와, CVVT 컨트롤 라인의 그라운드 접지 중 어느 하나의 조건만 성립하여도 고장 경보가 내려지도록 하되, 상기 CVVT 컨트롤 라인의 그라운드 접지시 엔진 시동이 꺼지지 않도록 림프 홈 제어를 실시한 후 고장 경보를 실시할 수 있도록 하는 연속 가변 밸브 타이밍 시스템 차량의 시동 꺼짐 방지 제어방법을 제공한다.

림홈 제어. CVVT 컨트롤 라인.

Description

연속 가변 밸브 타이밍 시스템 차량의 엔진 시동 꺼짐 방지 제어방법 {CONTROL METHOD OF PREVENTING ENGINE STALL FOR CONTINUOUSLY VARIABLE VALVE TIMING SYSTEM IN VEHICLE}

도 1은 본 발명이 적용되는 밸브 개폐시기 가변장치의 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 제어방법의 작동 흐름도.

도 3은 본 발명의 제어방법에 적용되는 림프 홈 제어의 제1 실시예의 작동 흐름도.

도 4는 본 발명의 제어방법에 적용되는 림프 홈 제어의 제2 실시예의 작동 흐름도.

도 5는 종래 작동 제어 흐름도이다.

본 발명은 연속 가변 밸브 타이밍 시스템(Continuously Variable Valve Timing System : 이하, CVVT로 칭함) 차량에 있어서의 시동 꺼짐 방지 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 CVVT 컨트롤 라인의 그라운드 접지로 인한 고장시 엔진 시동이 꺼지는 것을 방지토록 하여 안전운행을 도모할 수 있도록 한 연소 가 변 밸브 타이밍 시스템 차량의 시동 꺼짐 방지 제어방법에 관한 것이다.

내연기관에 있어서의 흡,배기밸브는 크랭크축과 체인 또는 타이밍 벨트로 연결되어 함께 회전하는 캠축에 형성된 캠에 의해 구동되면서 개폐 작용이 이루어지도록 구성되어 있다.

그리고 기관을 출력을 향상시키기 위하여는 밸브의 개폐속도 및 그 리프량을 크게 설정하여 밸브가 열리는 면적을 크게 함으로써, 다량의 공기가 연소실로 흡입되도록 하는 것이 바람직하다.

그러나 밸브속도 및 리프트량이 과다하게 크면, 밸브가 밸브 시이트와 충돌하거나 밸브의 운동이 캠의 프로파일과는 관계하지 않게 됨으로써, 소음이 커지고 밸브가 파손되는 원인이 되기도 한다.

이에 따라 최근에는 밸브의 개폐시기를 엔진의 작동 조건에 따라 가변시켜 회전 출력과 연비 향상을 도모할 수 있는 흡, 배기밸브 가변장치가 제안되고 있으며, 실차에도 널리 적용되고 있다.

그 일예를 살펴보면, 도1에서와 같이, 흡기 캠축(2)의 전단부에 형성된 스프로켓(4) 내부에 VVT 유닛(Variable Valve Timing Unit, 6)을 배치하고, 이의 VVT 유닛(6)에는 오일 플로우 컨트롤 밸브(Oil - Flow Control Valve, 8)가 포함되어 있으며, 상기 오일 플로우 컨트롤 밸브(8)는 오일펌프(10)로부터 VVT 유닛(6)으로 공급되는 유압의 유로를 변화시킬 수 있도록 구성되어 있다.

그리고 상기 전자제어유닛(ECU)은 크랭크 포지션 센서(12)과 캠 포지션 센서(14), 엔진 RPM 센서(16), 스로틀 포지션 센서(18), 차속센서(20), 수온센서(22)등을 포함하는 각종의 센서로부터 입력되는 신호에 따라 듀티값을 산출하여 밸브 의 오버랩을 제어하기 되며, 상기 듀티 제어값을 오일 플로우 컨트롤 밸브(8)로 전달하는 와이어(Wire)를 CVVT 컨트롤 라인이라고 칭하게 된다.

상기와 같은 CVVT 컨트롤 라인의 고장은 전기적인 측면에서 아래의 3가지 경우를 예로 들 수 있는데, 각각의 경우 엔진 현상을 설명하면,

첫째, CVVT 컨트롤 라인에 배터리가 접지되어 오일 플로우 컨트롤 밸브(8)로 전달되는 제어값이 배터리의 전압가 되는 경우를 예로 들수 있다.

이 경우에는 전위차가 0가 되어 D듀티 제어값이 항상 0이 되어 CVVT 제어는 항상 최대 지각(Max. Retard)하게 되고 그 때 엔진에는 운전 상황에 따른 정확한 제어가 불가능해져 정상 차량과 동등한 파워/토크가 발생하지 않는다는 문제점은 있으나, 엔진 연소 자체에는 큰 무리가 발생하지 않아 엔진 꺼짐등의 특별한 문제를 야기하지는 않는다.

물론, ECU는 고장 상태를 알리는 고장 진단으로 운전자에게 고장 상태를 알려주어 정비를 할 수 있도록 유도하게 된다.

둘째, CVVT 컨트롤 라인이 단선되는 경우를 예로 들 수 있는데, 이 경우에는 듀티 제어신호가 전혀 전달되지 않음으로써, 상기 첫 번째의 고장 원인과 같이, CVVT는 최대 지각된 상태로 제어됨으로써, 엔진 꺼짐등의 심각한 문제를 발생시키지는 않으며, 고장 상태를 운전자에게 알려 주게된다.

셋째, CVVT 컨트롤 라인이 그라운드 접지되는 경우가 있는데, 이 경우에는 항상 전위차가 발생하여 100% 듀티 제어값이 항상 CVVT로 제어를 하게 됨으로써, CVVT제어는 최대 진각(Max. Advance) 상태로 제어되면서 밸브 오버랩(Valve overlap)이 최대가 되어 엔진의 연소 상태가 불안정해지면서 실화(misfire)등의 원인으로 엔진 꺼짐이 발생될 수 있다.

이러한 점을 고려하여 종래의 오일 플로우 컨트롤 밸브(8)로 전 오일 플로우 컨트롤 밸브(8)로 전 컨트롤 라인 고장시의 진단법을 살펴보면, 도 5에서와 같이, 진단을 시작하여 먼저 컨트롤 라인이 오픈 상태(단선 상태)인가를 판단하게 된다(S300).

상기 S300 단계에서 오픈 상태라고 판단되면 고장 경보(S310)를 한 후, 고장 진단을 종료하며, 상기 S300 단계에서 오픈 상태가 아니라고 판단되면, 듀티 제어값이 에러 최소값 보다 작은가를 판단하게 된다(S320).

상기 S320 단계에서 듀티 제어값이 에러 최소값 보다 작다고 판단되면, CVVT 컨트롤 라인이 배터리에 접지된 상태이므로 고장 경보(S310)를 한 후, 고장 진단을 종료하고, 상기 S320 단계에서 듀티 제어값이 에러 최소값 보다 크다고 판단되면 정상이므로, 듀티 제어값이 에러 최대값 보다 작은가를 판단하게 된다(S330).

상기 S330 단계에서 듀티 제어값이 에러 최대값 보다 작다고 판단되면, CVVT 컨트롤 라인이 그라운드에 접지된 상태이므로 고장 경보(S310)를 한 후, 고장 진단을 종료하고, 상기 S330 단계에서 듀티 제어값이 에러 최대값 보다 크다고 판단되면 정상이므로, 정상 제어(S340)를 실시하면서 고장 진단을 종료하게 된다.

그러나 상기와 같은 고장 진단 방법에 있어서는 CVVT 컨트롤 라인이 그라운 드에 접지되더라고 운전자에게 경보만 수행할 뿐 보상 조치를 취하지 못함으로써, 엔진 시동 꺼짐 현상을 유발시킬 수 있다는 문제점을 내포하고 있다.

그리고 상기와 같이 차량의 운행 중 시동 꺼짐 현상이 발생하면 제동이 어려워지고 핸들 조작에 문제가 발생되어 자칫 고속 주행시 대형사고를 유발 할 수 있는 등의 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 CVVT 컨트롤 라인의 그라운드 접지로 인한 고장시 엔진 시동이 꺼지는 것을 방지토록 하여 안전운행을 도모할 수 있도록 한 연소 가변 밸브 타이밍 시스템 차량의 시동 꺼짐 방지 제어방법을 제공함에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 연속 가변 밸브 타이밍 시스템 차량에서 CVVT 컨트롤 라인의 전기적인 고장을 진단하는 방법에 있어서,

CVVT 컨트롤 라인의 오픈(단선 상태)과, CVVT 컨트롤 라인의 배터리 접지와, CVVT 컨트롤 라인의 그라운드 접지 중 어느 하나의 조건만 성립하여도 고장 경보가 내려지도록 하되,

상기 CVVT 컨트롤 라인의 그라운드 접지시 엔진 시동이 꺼지지 않도록 림프 홈 제어를 실시한 후 고장 경보를 실시할 수 있도록 하는 연속 가변 밸브 타이밍 시스템 차량의 시동 꺼짐 방지 제어방법을 제공한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 적용되는 밸브 개폐시기 가변장치의 일예를 보인 사시도로서, 상기한 바와 같이, 흡기 캠축(2)의 전단부에 형성된 스프로켓(4) 내부에 VVT 유닛(Variable Valve Timing Unit, 6)을 배치하고, 이의 VVT 유닛(6)에는 오일 플로우 컨트롤 밸브(Oil - Flow Control Valve, 8)가 포함되어 있으며, 상기 오일 플로우 컨트롤 밸브(8)는 오일펌프(10)로부터 VVT 유닛(6)으로 공급되는 유압의 유로를 변화시킬 수 있도록 구성된다.

그리고 상기 전자제어유닛(ECU)은 크랭크 포지션 센서(12)과 캠 포지션 센서(14), 엔진 RPM 센서(16), 스로틀 포지션 센서(18), 차속센서(20), 수온센서 (22)등을 포함하는 각종의 센서로부터 입력되는 신호에 따라 듀티값을 산출하여 밸브 의 오버랩을 제어하게 된다.

이러한 제어 과정에서 본 발명에 의한 고장 진단 방법을 살펴보면, 기본적인 제어는 종래와 마찬가지이다.

즉, 도 2에서와 같이, 진단을 시작하여 먼저 컨트롤 라인이 오픈 상태(단선 상태)인가를 판단하게 된다(S100).

상기 S100 단계에서 오픈 상태라고 판단되면 고장 경보(S110)를 한 후, 고장 진단을 종료하며, 상기 S100 단계에서 오픈 상태가 아니라고 판단되면, 듀티 제어값이 에러 최소값 보다 작은가를 판단하게 된다(S120).

상기 S120 단계에서 듀티 제어값이 에러 최소값 보다 작다고 판단되면, CVVT 컨트롤 라인이 배터리에 접지된 상태이므로 고장 경보(S110)를 한 후, 고장 진단을 종료하고, 상기 S120 단계에서 듀티 제어값이 에러 최소값 보다 크다고 판단되면 정상이므로, 듀티 제어값이 에러 최대값 보다 작은가를 판단하게 된다(S130).

상기 S130 단계에서 듀티 제어값이 에러 최대값 보다 작다고 판단되면, CVVT 컨트롤 라인이 그라운드에 접지된 상태이므로 고장 경보(S110)를 한 후, 고장 진단을 종료하고, 상기 S130 단계에서 듀티 제어값이 에러 최대값 보다 크다고 판단되면 정상이므로, 정상 제어(S140)를 실시하면서 고장 진단을 종료하게 된다.

상기와 같은 고장 진단 과정에서 본 발명은 상기 S130 단계에서 조건을 만족하여 고장으로 판정되는 경우에는 곧바로 고장 경보(S110)를 실시하지 않고, 림프 홈 제어를 실시(S150)한 후에, 고장 경보(S110)를 실시토록 하였다.

상기 림프 홈 제어(S150)는 목표 토크를 변경하는 방법과 목표 엔진 회전수를 변경하는 방법 2가지의 실시예로 실시할 수 있는데, 상기 목표 토크를 변경하는 방법을 살펴보면 도 3과 같다.

상기 S130 단계에서 CVVT 컨트롤 라인이 그라운드에 접지된 상태로 판정되면, 엔진 회전수(N)를 선출함과 동시에 엔진 운전 상태에 따른 기본 목표 엔진 회전수(N_SP)를 설정한다(S151a).

상기에서 기본 목표 엔진 회전수(N_SP)는 엔진 운전 상태에 따라 TCU에 맵화 되어 있는 데이터를 근거로 설정하게 되는 것이며, 상기 S151a 단계가 완료되면, 림프 홈 토크를 요구 림프 홈 토크(TQ_REQ_LIMP_HOME) 값으로 산출한 후(S151b), 기본 목표 회전수(N_SP)와 엔진 회전수(N)에 의한 회전수 변화량(dN)에 대한 토크 (TQ_REQ_dN)를 기본 토크값(TQ_REQ_dn)과 요구 림프 홈 토크 (TQ_REQ_LIMP_HOME)의 합으로 산출한다(S152c).

그리고 상기 S152c 단계에서 산출된 회전수 변화량에 대한 토크(TQ_REQ_dN)를 기준으로 아이들 스피드 액튜에이터(ISA)의 듀티 제어값을 산출하여(S151d), 이듀티 제어값으로 엔진 회전수를 제어한 후(S152e), 고장 경보(S110)를 실시하게 된다.

또한, 목표 엔진 회전수를 변경하는 방법을 살펴보면, 도 4에서와 같이, 상기 S130 단계에서 CVVT 컨트롤 라인이 그라운드에 접지된 상태로 판정되면, 엔진 회전수(N)를 선출함과 동시에 엔진 운전 상태에 따른 기본 목표 엔진 회전수(N_SP)를 설정한다(S152a).

상기에서 기본 목표 엔진 회전수(N_SP)는 엔진 운전 상태에 따라 TCU에 맵화 되어 있는 데이터를 근거로 설정하게 되는 것이며, 상기 S152a 단계가 완료되면, 현재 엔진의 운전을 안정되게 하기 위한 요구 목표 엔진 회전수(TN_SP)를 기본 목표 엔진 회전수(N_SP)에 300RPM을 더한 값으로 산출한 후(S152b), 요구 목표 엔진 회전수(TN_SP)와 엔진 회전수(N)에 차이에 대한 회전수 변화량(dN)을 산출한다 (S152c).

상기에서 기본 목표 엔진 회전수(N_SP)에 300RPM을 더하여 요구 목표 엔진 회전수(TN_SP)를 산출하는 것은 실화에 의한 엔진 시동 꺼짐을 방지하기 위하여 목표값을 기준값 보다 300 RPM정도를 상승시키고자 하는 것이며, 이의 수치는 300RPM으로 한정되는 것은 아니다.

그리고 상기 회전수 변화량(dN)를 근거로 하여 목표 토크(TQ_REQ_dN)를 선출한 후(S152d), 이의 회전수 변화량에 대한 목표 토크(TQ_REQ_dN)를 기준으로 아이 들 스피드 액튜에이터(ISA)의 듀티 제어값을 산출하여(S151e), 이 듀티 제어값으로 엔진 회전수를 제어한 후(S152f) 고장 경보(S110)를 실시하게 된다.

즉, 본 발명에서는 CVVT 컨트롤 라인의 그라운드 접지로 인한 실화에 의하여 엔진 시동이 꺼지는 것을 방지하기 위한 것으로서, 그 해소 방안으로 엔진이 꺼지지 않을 정도로 토크를 충분히 상승시키거나, 엔진 회전수를 상승시켜 제어할 수 있도록 한 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명에 의하면 연속 가변 밸브 타이밍 시스템을 적용하고 있는 차량에 있어서, CVVT 컨트롤 라인의 그라운드 접지로 인한 고장시 밸브 오버랩의 최대 진각 제어로 인한 실화로 엔진 시동이 꺼지는 것을 방지토록 하여 안전운행을 도모할 수 있는 발명인 것이다.

Claims

연속 가변 밸브 타이밍 시스템 차량에서 CVVT 컨트롤 라인의 전기적인 고장을 진단하는 방법에 있어서,

CVVT 컨트롤 라인의 오픈(단선 상태)과, CVVT 컨트롤 라인의 배터리 접지와, CVVT 컨트롤 라인의 그라운드 접지 중 어느 하나의 조건만 성립하여도 고장 경보가 내려지도록 하되,

상기 CVVT 컨트롤 라인의 그라운드 접지시 엔진 시동이 꺼지지 않도록 림프 홈 제어를 실시한 후 고장 경보를 실시할 수 있도록 함을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 타이밍 시스템 차량의 시동 꺼짐 방지 제어방법.
삭제
제1항에 있어서, 상기 림프 홈 제어는 엔진 목표 토크 변경으로 실시하되,

CVVT 컨트롤 라인이 그라운드에 접지된 상태로 판정되면, 엔진 회전수(N)를 선출함과 동시에 엔진 운전 상태에 따른 기본 목표 엔진 회전수(N_SP)를 설정하는 제1 단계와;

상기 제1 단계의 실시 후, 림프 홈 토크를 요구 림프 홈 토크 (TQ_REQ_LIMP_HOME) 값으로 산출한 후, 기본 목표 회전수(N_SP)와 엔진 회전수(N)에 의한 회전수 변화량(dN)에 대한 토크(TQ_REQ_dN)를 기본 토크값(TQ_REQ_dn)과 요구 림프 홈 토크(TQ_REQ_LIMP_HOME)의 합으로 산출하는 제2 단계와;

상기 제2 단계에서 산출된 회전수 변화량에 대한 토크(TQ_REQ_dN)를 기준으로 아이들 스피드 액튜에이터(ISA)의 듀티 제어값을 산출하여, 이 듀티 제어값으로 엔진 회전수를 제어한 후, 고장 경보를 실시하는 제3 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 타이밍 시스템 차량의 시동 꺼짐 방지 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 림프 홈 제어는 목표 엔진 회전수 변경으로 실시하되,

CVVT 컨트롤 라인이 그라운드에 접지된 상태로 판정되면, 엔진 회전수(N)를 선출함과 동시에 엔진 운전 상태에 따른 기본 목표 엔진 회전수(N_SP)를 설정하는 제1 단계와;

상기 제1 단계 실시 후, 요구 목표 엔진 회전수(TN_SP)를 기본 목표 엔진 회전수(N_SP)에 300RPM을 더한 값으로 산출한 후, 요구 목표 엔진 회전수(TN_SP)와 엔진 회전수(N)에 차이에 대한 회전수 변화량(dN)을 산출하는 제2 단계와;

상기 제2 단계에서 산출된 회전수 변화량(dN)를 근거로 하여 목표 토크 (TQ_REQ_dN)를 선출한 후, 이의 회전수 변화량에 대한 목표 토크(TQ_REQ_dN)를 기준으로 아이들 스피드 액튜에이터(ISA)의 듀티 제어값을 산출하여, 이 듀티 제어값으로 엔진 회전수를 제어한 후 고장 경보를 실시토록 하는 제3 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 타이밍 시스템 차량의 시동 꺼짐 방지 제어방법.