KR100816100B1 - 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 장치 및 제어 방법 - Google Patents

가변 밸브 타이밍 기구의 제어 장치 및 제어 방법 Download PDF

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가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
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Abstract

캠축에 작용하는 토크를 이용하여 어드밴스 챔버와 리타드 챔버 사이에서 오일을 이동시키고 그에 의하여 캠축의 회전 위상을 변화시키는 유압식 가변 밸브 타이밍 기구의 제어가, 회전 위상의 검출값과 그 목표값 사이의 편차에 기하여 상기 토크의 일 주기마다 조작량을 계산함으로써 수행된다.
캠축, 회전 위상, 밸브 타이밍, 제어 장치, 토크 변화 주기, 듀티 비

Description

가변 밸브 타이밍 기구의 제어 장치 및 제어 방법{CONTROL APPARATUS AND CONTROL METHOD FOR A VARIABLE VALVE TIMING MECHANISM}
도 1은 본 발명이 적용되는 엔진을 도시하는 시스템도이다.
도 2는 엔진을 위하여 제공되는 가변 밸브 타이밍 기구의 유압 회로를 도시하는 도면이다.
도 3은 엔진에서의 캠 신호, 캠 토크 및 밸브 타이밍 사이의 상관관계를 보여주는 타이밍 챠트이다.
도 4는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어의 제1 실시예를 보여주는 흐름도이다.
도 5는 가변 밸브 타이밍 기구이 제어의 제2 실시예에서의 제어 모드의 절환(switching)을 보여주는 흐름도이다.
도 6은 상기 제2 실시예에서 시간 동기된 제어를 보여주는 흐름도이다.
도 7은 상기 제2 실시예에서 토크 변화와 동기된 제어를 보여주는 흐름도이다.
도 8은 캠 토크의 변동 주기와 일정 시간 주기 사이의 상관관계를 보여주는 타임 챠트이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
101: 엔진
102: 흡기관
104: 전자 제어 스로틀
105: 흡기 밸브
106: 연소실
107: 배기 밸브
108: 전방 촉매 컨버터
109: 후방 촉매 컨버터
110: 캠축
113: 가변 밸브 타이밍 기구
114: 엔진 제어 유닛
115: 공기 유동계
116: 액셀러레이터 개방도 센서
117: 크랭크각 센서
118: 스로틀 센서
119: 수온 센서
120: 크랭크축
134: 흡기 캠축
201: 베인
202: 어드밴스 챔버
203: 리타드 챔버
204: 어드밴스 오일 통로
205: 리타드 오일 통로
208, 209, 221: 체크 밸브
210: 스풀 밸브
211: 솔레노이드
본 발명은 흡기 밸브 및/또는 배기 밸브의 밸브 타이밍을 변화시키기 위해서 크랭크축에 대한 캠축의 회전 위상을 바꾸는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.
일본 공개 특허 공보 (코카이) 제2004-019658호는 엔진 밸브로부터 캠으로 전달되는 반력을 이용하여, 어드밴스 챔버와 리타드 챔버 사이에서 오일이 이동하게 함으로써, 크랭크축에 대한 캠축의 회전위상을 변화시키는 가변 밸브 타이밍 기구의 통상적인 예를 개시한다.
여기서, 캠 토크가 작용하는 방향은 엔진 회전과 동기화되어 주기적으로 반전되고, 오일 이동 방향은 캠 토크가 작용하는 방향에 따라서 결정된다.
따라서, 예를 들어, 오일을 어드밴스 챔버로부터 리타드 챔버로 이동시키기 위한 통로가 개방되어 있다고 해도, 오일은 이동 방향에 상응하는 캠 토크가 발생하였을 때에만 어드밴스 챔버로부터 리타드 챔버로 이동하게 된다.
따라서, 피드백 제어를 위한 조작량(manipulated variable)을 제어 수단에 의하여 매 일정 시간마다 계산한다면, 조작량의 계산은, 캠 토크가 작용하는 방향이 오일이 이동해야 하는 방향에 상응하지 않는다는 이유로 오일이 이동하지 않는 상태에서 반복될 수도 있다. 나아가서, 오일이 이동되지 않으면서 조작량의 계산이 반복된다면, 피드백 제어의 편차가 감소되지 않아서 그 조작량은 과도하게 변할 수도 있으므로, 오버슈팅이나 헌팅 현상이 발생하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래의 가변 밸브 타이밍 기구에서 생기는 전술한 문제점을 해소하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 피드백 제어를 위한 조작량이 과도하게 설정되는 것을 방지할 수 있는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어를 위한 제어 기법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 태양에 따라서, 크랭크축에 대한 캠축의 회전 위상을 변경하여 엔진의 밸브의 밸브 타이밍을 변화시키는 가변 밸브 타이밍 기구를 위한 제어 장치로서, 회전 위상을 검출하는 제1 검출부와, 회전 위상의 목표치를 설정하는 설정부와, 캠축에 작용하는 토크의 변화 사이클에 동기화하여 계산 타이밍을 검출하는 제2 검출부와, 계산 타이밍에서, 제1 검출부에 의하여 검출된, 목표치로부터 회전 위상의 편차에 기하여, 가변 밸브 타이밍 기구로 출력되어야 할 조작량을 계산하는 제1 조작부를 포함하는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 태양에 따라서, 크랭크축에 대한 캠축의 회전 위상을 변경하여 엔진의 밸브의 밸브 타이밍을 변화시키는 가변 밸브 타이밍 기구를 위한 제어 방법으로서, 회전 위상을 검출하는 단계와, 회전 위상의 목표치를 설정하는 단계와, 캠축에 작용하는 토크의 변화 주기에 동기되는 계산 타이밍을 검출하는 단계와, 상기 목표치로부터의 회전 위상의 검출치의 편차에 기하여, 각각의 계산 타이밍에서 가변 밸브 타이밍 기구를 위한 조작량을 계산하는 단계와, 조작량을 가변 밸브 타이밍 기구로 출력하는 단계를 포함하는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어방법이 제공된다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부된 도면들에 대한 이하의 설명으로부터 이해될 것이다.
도 1은 차량 엔진의 시스템도이다.
도 1에서 엔진(101)의 흡기관(102)에는 전자 제어 스로틀(104)이 배치된다. 공기는 전자 제어 스로틀(104)과 흡기 밸브(105)를 통하여 연소실(106)로 흡입된다.
전자 제어 스로틀(104)은 스로틀 모터(103a)와 스로틀 밸브(103b)를 포함한다.
흡기 밸브(105)의 상류의 흡기 포트(130)에는 연료 분사 밸브(131)가 설치된다. 연료 분사 밸브(131)는, 엔진 제어 유닛(ECU)(114)으로부터의 분사 펄스 신호에 따라서 개방될 때에 흡기 밸브(105)를 향하여 연료를 분사한다.
연소실(106) 내의 연료는 (도면에 도시되지 않은) 점화 플러그에 의한 스파 크 점화에 의하여 점화되어 연소된다.
연소실(106) 내의 배기 가스는 배기 밸브(107)를 통하여 배출되고 전방 촉매 컨버터(108)와 후방 촉매 컨버터(109)에 의하여 정화된 후에 대기 중으로 방출된다.
흡기 밸브(105)와 배기 밸브(107)는, 각각 흡기 캠축(134)과 배기 캠축(110)에 설치된 캠들에 의하여 개방 또는 폐쇄 구동된다.
여기서, 캠축(134)에 가변 밸브 타이밍 기구(113)가 설치되는데, 가변 밸브 타이밍 기구(113)는 크랭크축(120)에 대한 흡기 캠축(134)의 회전 위상을 변화시켜서 흡기 밸브(105)의 작동각의 중심 위상을 연속적으로 변화시킨다.
엔진 제어 유닛(114)은 마이크로컴퓨터를 포함하도록 구성되어, 이전에 설치된 프로그램에 따라서 여러 센서들로부터 검출 신호를 계산하고, 전자 제어 스로틀(104), 가변 밸브 타이밍 기구(113), 연료 분사 밸브(131) 및 그와 같은 것들에 제어 신호를 출력한다.
상기 여러 센서들로는, 액셀러레이터 개방도를 검출하는 액셀러레이터 개방도 센서(116), 엔진(101)의 흡기 공기량(Q)을 검출하는 공기 유동계(115), 크랭크축(120)의 회전 각도를 검출하는 크랭크각 센서(117), 스로틀 밸브(103b)의 개방도(TVO)를 검출하는 스로틀 센서(118), 엔진(101) 냉각을 위한 냉각수의 온도를 검출하는 수온 센서(119), 흡기 캠축(134)의 회전각을 검출하는 캠 센서(132)와 같은 것들이 설치된다.
여기서, 크랭크각 센서(117)는 각각의 기준 크랭크각 위치에서 기준 크랭크 각 신호(REF)를 출력하고, 또한 크랭크축(120)의 회전 시에 각각의 단위 크랭크각에서 단위 각도 신호(POS)를 출력하며, 캠 센서(132)는 캠축(110)의 회전 시에 모든 기준 캠각에서 캠 신호(CAM)를 출력한다.
여기서, 엔진(101)은 직렬 4기통 엔진이고, 상기 기준 크랭크각 신호(REF)는, 크랭크축(120)이 180° 회전할 때마다 출력되도록 설정되고, 상기 캠 신호(CAM)는 흡기 캠축(134)이 90° 회전할 때마다 출력되도록 설정된다.
그런데, 흡기 캠축(134)은 크랭크축(120)의 1 회전마다 1/2회전만큼 회전하고, 그에 따라서 흡기 캠축(134)에서의 90°는 크랭크축(120)의 180°에 상당한다.
엔진(101)의 각각의 실린더의 작동 행정은 크랭크각의 180° 마다 흡기 - 압축 - 팽창 - 배기의 순서로 변한다. 4기통 엔진(101)에서, 각 실린더의 작동 행정은, 그 위상이 크랭크각의 180°에 의하여 서로로부터 이동하여, 흡기 행정의 실린더는 180°의 크랭크각마다 하나의 실린더에서 다른 실런더로 변하도록 설정된다.
따라서, 흡기 밸브(105)로부터 흡기 캠축(134)으로 전달되는 반력은 크랭크각 180°를 하나의 사이클로 하여 반복적으로 증가하거나 감소된다.
기준 크랭크각 신호(REF)의 출력 타이밍으로부터 캠 신호(CAM)가 출력될 때까지 각도를 측정함으로써, 가변 밸브 타이밍 기구(113)에 의한 밸브 타이밍의 진각량(advance angle amount)이 180°의 크랭크각마다 검출될 수 있다.
다음으로, 도 2를 참조하여 가변 밸브 타이밍 기구(113)의 구조를 설명한다.
가변 밸브 타이밍 기구(113)에서, 흡기 캠축(134)에 연결된 베인(vane)(201)이 하우징(200) 내에 설치되고 하우징(200)에는 캠 풀리가 설치되어, 베인(201)을 사이에 두고 두 개의 챔버가 형성된다.
베인(201)에 의하여 서로 분리된 두 개의 챔버에서, 챔버들 중 하나는 흡기 캠축(134)의 회전 위상을 앞당기기 위한 어드밴스 챔버(202)이고 다른 하나는 흡기 캠축(134)의 회전 위상을 지연시키기 위한 리타드 챔버(203)이다.
어드밴스 챔버(202)의 오일 양과 리타드 챔버(203)의 오일 양 사이의 상관관계에 따라서, 베인(201)은 하우징(200)에서 상대 회전을 수행하고 그에 따라 크랭크축(120)에 대한 캠축(134)의 회전 위상이 변화되어서, 흡기 밸브(105)의 밸브 타이밍이 바뀐다.
즉, 리타드 챔버(203)의 오일이 어드밴스 챔버(202)로 이동되었을 때에는, 어드밴스 챔버(202) 내의 압력이 증가하고 베인(201)은 어드밴스 챔버(202)의 체적 용량을 증가시키는 방향으로 상대적인 회전을 하여, 흡기 밸브(105)의 밸브 타이밍이 앞당겨진다.
위와 달리, 어드밴스 챔버(202)의 오일이 리타드 챔버(203)로 이동되었을 때에는, 리타드 챔버(203) 내의 압력이 증가하고 베인(201)은 리타드 챔버(203)의 체적 용량을 증가시키기 위한 방향으로 상대 회전을 하여, 흡기 밸브(105)의 밸브 타이밍이 지연된다.
어드밴스 챔버(202)와 리타드 챔버(203) 사이의 오일의 이동은 흡기 밸브(105)로부터 흡기 캠축(134)으로 전달되는 반력인 캠 토크를 이용하여 이루어지고, 오일 이동 방향과 오일 이동 양은 스풀 밸브(spool valve)(210)에 의하여 제어된다.
어드밴스 챔버(202)는 어드밴스 오일 통로(204)를 통하여 스풀 밸브(210)와 연통하고, 리타드 챔버(203)는 리타드 오일 통로(205)를 통하여 스풀 밸브(210)와 연통한다.
어드밴스 챔버(202)와 리타드 챔버(203)는 그것들의 중간 부분에서 연결 오일 통로(206)에 의하여 서로 연통되고, 연결 오일 통로(206)의 중간 부분에는 바이패스 오일 통로(207)가 분기되어 스풀 밸브(210)와 연통한다.
바이패스 오일 통로(207)의 연결 부분보다 어드밴스 오일 통로(204)에 더 가까운 연결 오일 통로(206)의 일측에는, 어드밴스 오일 통로(204)를 향하는 오일 유동을 허용하기 위한 체크 밸브(208)가 설치된다.
또한, 바이패스 오일 통로(207)의 연결 부분보다 리타드 오일 통로(205)에 더 가까운 연결 오일 통로(206)의 일측에는, 리타드 오일 통로(204)를 향하는 오일 유동을 허용하기 위한 체크 밸브(209)가 설치된다.
스풀 밸브(210)에는, 그 축방향을 따라서 어드밴스 오일 통로(204), 바이패스 오일 통로(207) 및 리타드 오일 통로(205)가 이러한 순서로 연결된다.
스풀 밸브(210)는 도 2에서 좌측 방향을 향하여 코일 스프링(210a)에 의해 가압되고, 전력이 솔레노이드(211)에 공급되었을 때에 로드(211a)가 도 2의 우측으로 이동하여 스풀 밸브(210)를 코일 스프링(210a)에 의한 가압력에 대항하여 도 2의 우측으로 이동시킨다.
솔레노이드(211)에 대한 전력 공급이 중단된 상태에서는, 스풀 밸브(210)는 코일 스프링(210a)의 가압력에 의하여 초기 위치에 위치되고, 이러한 상태에서, 리 타드 오일 통로(205)는 스풀 밸브(210)에 의하여 폐쇄되고 바이패스 오일 통로(207)와 어드밴스 오일 통로(204)는 개방된다.
상기 초기 위치에서, 리타드 챔버(203)로부터의 오일의 유출은 스풀 밸브(210) 및 체크 밸브(209)에 의하여 차단되지만, 어드밴스 챔버(202)의 오일은 어드밴스 오일 통로(204) -> 스풀 밸브(210) -> 바이패스 오일 통로(207) -> 체크 밸브(209) -> 리타드 오일 통로(205)의 경로를 통하여 리타드 챔버(203)로 이동될 수 있다.
여기서, 흡기 캠축(134)에는, 흡기 밸브(105)가 개방되었을 때에는 회전을 방해하는 방향의 토크(정방향(positive) 캠 토크)가 가하여지고, 흡기 밸브(105)가 폐쇄되었을 때에는 회전을 증진하는 방향의 토크(부방향(negative) 캠 토크)가 가하여진다.
베인(201)이 흡기 캠축(134)에 연결되어 있기 때문에, 베인(201)을 통하여 리타드 챔버(203)가 가압되어 있는 상태와 베인(201)을 통하여 어드밴스 챔버(202)가 가압되어 있는 상태가 교대로 반복된다.
초기 위치에서, 어드밴스 챔버(202)가 가압되고 리타드 챔버(203)가 감압되어 있을 때에는, 오일은 어드밴스 챔버(202) 내부로부터 리타드 챔버(203)로 이동되고, 그에 따라서 어드밴스 챔버(202)의 오일 양이 감소하지만, 리타드 챔버(203)의 오일 양이 증가하여, 흡기 캠축(134)의 회전 위상이 지연된다.
한편, 전력이 솔레노이드(211)에 공급되고 스풀 밸브(210)가 도 2의 우측으로 이동하여 어드밴스 오일 통로(204)가 스풀 밸브(210)에 의하여 폐쇄되고 바이패 스 오일 통로(207)와 리타드 오일 통로(205)가 개방된 상태에서는, 리타드 챔버(203)의 오일은 리타드 오일 통로(205) -> 스풀 밸브(210) -> 바이패스 오일 통로(207) -> 체크 밸브(208) -> 어드밴스 오일 통로(204)의 경로를 통하여 어드밴스 챔버(202) 내로 이동될 수 있다.
그러면, 상기 상태에서 리타드 챔버(203)가 가압되고 어드밴스 챔버(202)가 감압되었을 때에, 오일은 리타드 챔버(203)의 내부로부터 어드밴스 챔버(202)로 이동하여, 리타드 챔버(203)의 오일 양이 감소하고 어드밴스 챔버(202)의 오일 양은 증가하여 흡기 캠축(134)의 회전 위상이 앞당겨진다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 스풀 밸브(209)가 중립 위치로 제어된 상태에서는, 어드밴스 오일 통로(204)와 리타드 오일 통로(205)가 스풀 밸브(210)에 의하여 폐쇄되므로, 어드밴스 챔버(202)의 내부로부터 리타드 챔버(203)로의 오일 이동과 리타드 챔버(203)의 내부로부터 어드밴스 챔버(202)로의 오일 이동이 모두 차단되어, 흡기 캠축(134)의 회전 위상은 그 시간의 상태에서 유지된다.
즉, 스풀 밸브(210)가 도 2에 도시된 중립 위치로부터 좌측으로 이동하였을 때에는 흡기 캠축(134)의 회전 위상이 지연되고, 스풀 밸브(210)가 도 2에 도시된 중립 위치로부터 우측으로 이동하였을 때에는 흡기 캠축(134)의 회전 위상이 앞당겨진다.
엔진 제어 유닛(114)은 회전 위상의 검출값과 목표값 사이의 편차에 따라서 솔레노이드(211)에 공급되는 전력을 제어하기 위한 조작량인 듀티 신호(duty signal)의 듀티 비(duty ratio)를 제어한다.
한편, 상기 피드백 제어는 예를 들어 상기 편차에 기한 비례, 적분 및 미분 동작에 의하여 수행된다.
그러나, 피드백 제어는 비례, 적분 및 미분 동작에 기한 것으로만 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 피드백 제어는 비례 및 적분 동작만에 의하여 수행될 수도 있고, 피드백 제어에 슬라이딩 모드 제어(sliding mode control)를 적용할 수도 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 가변 밸브 타이밍 기구(113)는 리타드 챔버(203)와 어드밴스 챔버(202) 사이의 오일 이동에 의하여 흡기 캠축(134)의 회전 위상을 변화시키기 위한 것이다.
따라서, 이상적으로는, 유압 원(220)으로부터 가변 밸브 타이밍 기구(113)로 유입되는 오일을 사용할 필요 없이 닫힌 통로 내의 오일 이동만에 의하여 회전 위상을 변화시킬 수 있는 것이다. 그러나, 가변 밸브 타이밍 기구(113)의 작동 중에 오일 누출이 발생할 수 있으므로, 이러한 누출에 의한 오일 손실분을 보충하기 위하여, 유압 원(211)으로부터의 오일이 체크 밸브(221)가 설치된 보충 통로(222)를 통하여 가변 밸브 타이밍 기구(113)로 보충된다.
가변 밸브 타이밍 기구(113)에서, 캠 토크를 이용하여 리타드 챔버(203)와 어드밴스 챔버(202) 사이에 오일이 이동되므로, 오일이 이동되어야 하는 방향에 상응하는 캠 토크가 인가되지 않는다면 오일 이동이 일어나지 않으며, 따라서 흡기 캠축(134)의 회전 위상이 변화되지 않는다(도 3 참조).
그러면, 오일 이동이 수행되지 않는 상태에서 제어 편차에 기하여 듀티 비가 반복적으로 계산된다면, 조작량은 적분 동작에 의하여 증가되고, 캠 토크의 방향이 오일 이동 방향에 상응할 때에, 과도한 오일 이동이 이루어지고 그에 따라서 회전 위상의 오버슈팅이 발생한다.
도 4의 흐름도에 기초하여, 상기와 같은 회전 위상의 오버슈팅을 방지할 수 있는 회전 위상 제어의 제1 실시예를 설명한다.
도 4의 흐름도는 전술한 듀티 비를 출력하기 위한 계산의 과정을 나타내며, 이러한 플로우는 캠 신호(CAM)가 캠 센서(132)로부터 출력될 때마다 수행된다.
캠 신호(CAM)는 크랭크축(120)이 180° 회전할 때마다 출력된다. 또한, 크랭크축(120)의 180° 회전은 4기통 엔진(101)에서의 캠 토크 변화의 일 주기에 상당하며 흡기 밸브(105)를 열기 위하여 흡기 밸브(105)의 리프트 양을 증가시키는 구간과 흡기 밸브(105)를 닫기 위하여 흡기 밸브(105)의 리프트 양을 감소시키는 구간을 모두 포함한다(도 3 참조).
흡기 밸브(105)의 리프트 양을 증가시키는 구간에서는, 흡기 캠축(134)의 회전을 방지하기 위한 방향의 정방향 캠 토크가 발생되고, 흡기 밸브의 리프트 양을 감소시키는 구간에서는, 흡기 캠축(134)의 회전을 증진하기 위한 방향의 부방향 캠 토크가 발생된다.
가변 밸브 타이밍 기구(113)에서는, 부방향 캠 토크를 이용하여 회전 위상이 앞당겨지고, 정방향 캠 토크를 이용하여 회전 위상이 지연된다.
따라서, 캠 신호(CAM)가 출력될 때마다 듀티 비가 계산되고 이러한 계산된 듀티 비의 듀티 신호가 솔레노이드(211)로 출력된다면, 새로운 듀티 비에 적합한 오일 양이 이동된 후에 듀티 비는 갱신된다. 따라서, 적분 동작을 포함하는 피드백 제어에서 듀티가 과도한 값으로 설정되는 것을 방지할 수 있다.
듀티 비가 캠 신호(CAM)가 출력되는 주기보다 더 짧은 주기로 갱신된다면, 듀티 비의 갱신이, 회전 위상이 변화되어야 하는 방향에 상응하지 않는 캠 토크 발생 상태에서 수행되므로, 듀티가 적분 동작에 의하여 과도하게 변화될 가능성이 있다.
그러나, 전술한 바와 같이, 듀티 비가 캠 토크의 변화 주기와 동기하여 계산된다면, 낮은 회전 상태에서도, 듀티 비의 갱신 결과에 따라서 오일이 이동된 후에 듀티 비가 갱신되는 것을 확실히 수행할 수 있다.
따라서, 적분 동작에 의하여 듀티 비가 과도하게 변하는 것을 방지할 수 있어서, 오버슈팅이나 헌팅 현상을 피하면서 회전 위상을 안정적으로 제어할 수 있다.
한편, 도 4의 흐름도에 도시된 과정은, 캠 센서(132)로부터의 캠 신호(CAM) 대신에 동일한 주기에서 출력되는 각각의 기준 크랭크각 신호(REF)에서 수행될 수 있다.
이하에서는 도 4의 흐름도에 도시된 제어 내용이 상세히 설명된다.
캠 신호(CAM)가 캠 센서(132)로부터 출력되었을 때에, 먼저, 단계 S1에서는,가변 밸브 타이밍 기구(113)에 의하여 변화되는 밸브 타이밍의 진각량(amount of advance angle)이 검출된다.
진각량의 검출 시에, 크랭크축(120)으로부터의 기준 크랭크각 신호(REF)의 출력 시점으로부터 캠 센서(132)로부터의 캠 신호(CAM)의 출력 시점까지의 시간 동안의 회전각이 측정되고, 캠 센서(132)에 의하여 캠 신호(CAM)가 출력될 때마다 진각량이 갱신된다.
다음으로 단계 S2에서, 그 시점에서의 엔진(101)의 작동 조건에 기초하여 진각량의 목표값이 결정된다. 작동 조건은 엔진 부하 및 엔진 회전 속도와 같은 것들을 포함한다.
단계 S3에서는, 단계 S1에서 검출된 실제의 진각량과 단계 S2에서 설정된 목표 진각량 사이의 편차가 계산된다.
단계 S4에서는, 상기 계산된 편차에 기초한 비례, 적분 및 미분 작동에 의하여 보정량이 계산된다.
단계 S5에서는, 리타드 오일 통로(205)와 어드밴스 오일 통로(204)가 모두 스풀 밸브(210)에 의하여 닫혀 있는 상태에 상응하는 기본 듀티에 상기 보정량이 더하여지고, 그에 따라서 최종 듀티 비를 결정한다. 기본 듀티는 예를 들어 50%이다.
단계 S6에서는, 단계 S5에서 결정된 듀티 비의 듀티 신호가 솔레노이드 밸브(211)로 출력된다.
다음으로, 낮은 회전 영역에서는 캠 토크 변화의 일 주기마다 듀티 비의 계산이 수행되고, 높은 회전 영역에서는 일정한 시간마다 듀티 비의 계산이 수행된다. 회전 위상 제어의 제2 실시예가 도 5 내지 도 7의 흐름도에 따라서 설명될 것이다.
본 실시예에서는 상기 일정한 시간은 10ms이다.
도 5의 흐름도의 루틴은 매 10ms마다 수행된다.
먼저, 단계 S21에서는, 엔진 회전 속도(Ne)의 검출 결과를 읽는다.
엔진 회전 속도(Ne)는 크랭크각 센서(117)로부터 출력된 기준 크랭크각 신호(REF) 또는 단위 각도 신호(POS)에 기초하여 검출된다. 구체적으로, 기준 크랭크각 신호(REF)의 발생 주기 또는 일정한 시간 동안의 단위 각도 신호(POS)의 발생 회수를 측정함으로써 엔진 회전 속도(Ne)가 검출된다.
단계 S22에서는, 시간에 동기된 제어가 수행되는지 여부를 나타내는 플래그(F)가 1인지 여부를 판별한다.
플래그(F)는 초기값이 0이고 F=0인 상태에서, 캠 토크 변화와 동기된 제어가 수행된다. 시간에 동기된 제어를 수행하기 위한 조건이 설정되었을 때에, 아래에 설명하는 바와 같이 1이 플래그(F)로 설정된다.
플래그(F)가 0일 때에, 루틴은 단계 S23으로 진행하며, 단계 S23에서 엔진 회전 속도(Ne)가 제1 경계치(Ne1)을 초과하는지를 판별한다.
나아가서, 플래그(F)가 0이고 엔진 회전 속도(Ne)가 제1 경계치(Ne1) 이하일 때에는, 캠 토크 변화의 각 사이클마다 듀티 비의 계산과 출력을 수행하기 위하여 플래그(F)를 0으로 유지하면서 현재의 루틴이 종료된다.
한편, 단계 S23에서 엔진 회전 속도가 제1 경계치(Ne1)를 초과하는 것으로 판별되었을 때에는, 루티은 단계 S24로 진행한다.
단계 S24에서는, 토크 변화의 각각의 일 주기에서의 듀티 비의 계산과 출력 을 일정시간 마다의 듀티 비의 계산과 출력으로 절환하기 위하여, 플래그(F)에 1이 설정된다.
또한, 플래그(F)에 1이 설정되었음이 단계 S22에서 판별되는 경우에는, 즉, 듀티 비의 계산 및 출력이 일정시간 마다 수행되는 경우에는, 루틴은 단계 S25로 진행하는데, 단계 S25에서는 엔진 회전 속도(Ne)가 제2 경계치(Ne2)(Ne2<Ne1)보다 더 작은지 여부를 판별한다.
그러고 나서, 엔진 회전 속도(Ne)가 제2 경계치(Ne2)보다 더 작을 때에는, 루틴은 단계 S26으로 진행하고, 단계 S26에서 플래그(F)는 0으로 설정되고 듀티 비의 계산 및 출력은 일정시간 마다 수행되는 것에서 캠 토크 변화의 일 주기 마다 수행되는 것으로 절환된다.
한편, 플래그(F)가 1로 설정되고, 엔진 회전 속도(Ne)가 제2 경계치(Ne2) 이상일 때에는, 플래그(F)를 1로 유지하면서 현재의 루틴은 종료된다.
전술한 바와 같이, 저회전 영역에서는 듀티 비의 계산 및 출력은 캠 토크 변화의 일 주기 마다 수행되고, 고회전 영역에서는 듀티 비의 계산 및 출력은 일정 시간 마다 수행된다. 한편, 회전 영역들의 경계의 근방에서 제어 모드를 변경함에 있어서 헌팅 현상을 방지하도록 히스테리시스 특성이 제공된다.
제1 경계치(Ne1)와 제2 경계치(Ne2)는 전술한 바와 같이 Ne2<Ne1이 되도록 설정된다. 제2 경계치(Ne2)는, 일정시간 마다 듀티 비의 계산 및 출력이 수행될 때의 시간 주기와 캠 토크 변화의 일 주기가 일치하는 엔진 회전 속도(Ne)보다 크거나 그와 같도록 설정된다. 제1 경계치(Ne1)는 제2 경계치(Ne2)와 비교하여 헌팅을 억제하는 데에 필요하고 충분한 최소값으로 설정된다.
결과적으로, 듀티 비의 계산 및 출력이 일정 시간 마다 수행될 때에, 계산 주기는 캠 토크 변화의 일 주기보다 작지 않게 된다.
캠 토크 변화의 일 주기가, 제어 주기인 일정 시간의 이내일 경우에는, 밸브 타이밍을 진각 명령에 응답하는 구역(부방향 캠 토크의 발생 상태)과 밸브 타이밍을 지각 명령에 응답하는 구역(정방향 캠 토크의 발생 상태) 모두는 반드시 계산 주기 내에 포함된다(도 8 참조).
따라서, 갱신된 듀티 비에 상응하는 회전 위상이 변경된 후에 다음 계산 타이밍을 가질 수 있고, 그에 따라서 듀티 비가 과도하게 변경되는 것을 피할 수 있다.
여기서, 또한 캠 토크의 변화 주기에 동기하여 듀티 비의 계산 및 출력을 수행함으로써, 밸브 타이밍의 진각 명령에 응답하는 구역(부방향 캠 토크의 발생 상태)과 밸브 타이밍의 지각 명령에 응답하는 구역(정방향 캠 토크의 발생 상태) 모두가 계산 주기에 포함될 수 있다. 그러나, 엔진 회전 속도가 증가되었을 때에, 계산 주기는 과도하게 짧아져서 계산 부하가 증가되고 밸브 타이밍 변화에 대한 응답 시간이 충분히 확보되지 못하여 듀티 비는 과도하게 변화할 수 있다.
그러므로, 캠 토크 변화의 일 주기가 이전에 설정된 시간 주기보다 짧은 고회전 영역에서는, 듀티 비의 계산과 출력은 상기 시간 주기에서 수행되고, 캠 토크 변화의 일 주기가 이전에 설정된 시간 주기보다 더 긴 저회전 영역에서는, 회전 위상이 변하지 않는 상태에서 듀티 비가 반복적으로 갱신되는 것을 방지하기 위하여 듀티 비의 계산 및 출력은 캠 토크의 변화 주기와 동기하여 수행된다.
다음으로, 시간에 동기된 제어와 캠 토크 변화에 동기된 제어의 상세 내용을 설명한다.
도 6의 흐름도는 매 10ms마다 수행되는, 시간 동기된 제어를 도시한다.
먼저, 단계 S31에서는 플래그(F)에 1이 설정되었는지 여부를 판별한다.
여기서, 플래그(F)에 0이 설정된 경우에, 듀티 비의 계산 및 출력이 캠 토크 변화의 일 주기 마다 수행되어야 하므로, 본 루틴은 이후의 단계들로 진행하지 않고 종료된다.
한편, 플래그(F)에 1이 설정된 경우에, 듀티 비의 계산 및 출력을 수행하기 위하여 루틴은 단계 S32와 그 이후의 단계로 진행한다.
단계 S32에서는, 가변 밸브 타이밍 기구(113)에 의한 밸브 타이밍의 진각량의 검출값을 읽는다.
기준 크랭크각 신호(REF)가 크랭크축(120)으로부터 출력될 때로부터 캠 신호(CAM)가 출력될 때까지의 회전각을 측정함으로써 진각량이 검출되고, 진각량은 캠 신호(CAM)가 출력될 때마다 갱신된다.
다음 단계 S33에서, 그 시점에서의 엔진(101)의 작동 조건에 기초하여 진각량의 목표값이 결정된다. 작동 조건은 엔진 부하, 엔진 회전 속도와 같은 것을 포함한다.
단계 S34에서는, 단계 S12에서 검출된 실제의 진각량과 단계 S13에서 설정된 목표 진각량과의 편차가 계산된다.
단계 S35에서는, 계산된 편차에 기초하여 비례, 적분 및 미분 동작에 의하여 보정량이 계산된다.
단계 S36에서는, 리타드 오일 통로(205)와 어드밴스 오일 통로(204) 모두가 스풀 밸브(210)에 의하여 닫혀 있는 상태에 상응하는 기본 듀티에 상기 보정량을 더함으로써 최종 듀티 비를 결정한다. 기본 듀티는 예를 들어 50%이다.
단계 S37에서는, 단계 S36에서 결정된 듀티 비의 듀티 신호가 솔레노이드(211)로 출력된다.
그에 따라, 플래그(F)가 1로 설정된 경우에, 듀티 비의 계산 및 출력은 매 10ms마다 수행된다. 그러나, 계산 주기가 10ms로 제한되는 것은 아니다.
도 7의 흐름도는 캠 신호(CAM)가 캠 센서(132)로부터 출력될 때마다 수행되는, 캠 토크 변화에 동기된 제어를 도시한다.
캠 신호(CAM)는 크랭크축(120)이 180°만큼 회전할 때마다 출력된다. 또한, 크랭크축(120)의 180°는 4기통 엔진(101)의 캠 토크 변화의 일 주기에 대응하고, 크랭크축(120)의 180°는 흡기 밸브(105)를 열기 위한 흡기 밸브(105)의 리프트량 증가 구간과 흡기 밸브(105)를 닫기 위한 흡기 밸브(105)의 리프트량 감소 구간을 모두 포함한다(도 8 참조).
흡기 밸브(105)의 리프트량 증가 구간에서는, 흡기 캠축(134)의 회전을 방지하기 위한 방향의 정방향 캠 토크가 발생하고, 흡기 밸브(105)의 리트프량 감소 구간에서는, 흡기 캠축(134)의 회전을 증진시키기 위한 방향의 부방향 캠 토크가 발생된다.
가변 밸브 타이밍 기구(113)에서는, 부방향 캠 토크를 이용하여 회전 위상이 앞당겨지고, 정방향 캠 토크를 이용해서는 회전 위상이 지연된다.
따라서, 캠 신호(CAM)가 출력될 때마다 듀티 비가 계산되고 계산된 듀티 비의 듀티 신호가 솔레노이드(211)에 출력되면, 새롭게 주어진 듀티 비에 적당한 오일 양이 이동된 후에 듀티 비가 갱신된다. 따라서 적분 동작을 포함한 피드백 제어에서 듀티가 과도한 값으로 설정되는 것을 방지할 수 있다.
듀티 비가 캠 신호(CAM)가 출력되는 주기보다 더 짧은 주기에서 갱신된다면, 회전 위상이 변화되어야 하는 방향에 대응하지 않는 캠 토크 발생 상태에서 듀티 비의 갱신이 수행되므로, 적분 동작에 의하여 듀티가 과도하게 변할 가능성이 있다.
그러나, 전술한 바와 같이, 듀티 비가 캠 토크의 변화 주기에 동기하여 계산된다면, 저회전 상태에서도, 듀티 비의 갱신 결과에 따라 오일이 이동한 후에 듀티 비가 갱신되는 것을 확보할 수 있다.
따라서, 듀티 비가 적분 동작에 의하여 과도하게 변하는 것을 방지할 수 있어서, 오버슈팅 또는 헌팅 현상을 피하면서 회전 위상을 안정적으로 제어할 수 있다.
한편, 도 7의 흐름도에 도시된 루틴은, 캠 센서(132)로부터의 캠 신호(CAM) 대신에 동일한 주기에서 출력되는 기준 크랭크각 신호(REF)마다 수행될 수 있다.
캠 신호(CAM)가 캠 센서(132)로부터 출력되었을 때에, 먼저 단계 S41에서는, 플래그(F)에 0이 설정되어 있는지 여부를 판별한다.
여기서, 플래그(F)에 1이 설정되어 있는 경우에는, 듀티 비의 계산 및 출력이 일정 시간 주기에서 수행되어야 하므로, 본 루틴은 이후의 단계로 진행하지 않고 종료된다.
한편, 플래그(F)에 0이 설정되어 있는 경우에는, 루틴은 듀티 비의 계산 및 출력을 수행하기 위하여 단계 S42와 이후의 단계들로 진행한다.
단계 S42 내지 단계 S47 각각의 처리 내용은 단계 S32 내지 단계 S37 각각의 처리 내용과 동일하므로, 그 설명은 생략한다.
상기 각각의 실시예에서, 캠 토크의 변화 주기와 동기된 제어에서, 듀티 비는 캠 신호(CAM)가 출력될 때마다 출력되도록 계산된다. 그러나, 캠 토크가 증가하면서 변하는 구간과 캠 토크가 감소하면서 변하는 구간 모두는 듀티 비의 계산 및 출력 주기에 포함될 수 있고, 그에 따라서 듀티 비의 계산 및 출력 주기는 캠 신호(CAM)의 출력 주기에 제한되지 않는다.
예를 들어, 캠 신호(CAM)가 복수 회(2회 내지 4회) 출력될 때마다, 다시 말해서, 캠 토크 변화의 일 주기의 n(1 이상의 정수)배의 주기의 각각에서 듀티 비의 계산 및 출력이 수행될 수 있다.
또한, 엔진 회전 속도가 증가됨에 따라서, 수치 n은 더 큰 값으로 변화될 수 있다.
그러나, 듀티 비의 계산 및 출력을 수행하는 주기의 최소값을 캠 토크의 일 주기와 같게 할 수 있으므로, 계산 및 출력 주기가 최소 주기 이상이라면, 계산 및 출력 주기는 캠 토크 변화의 일 주기의 정수배일 필요가 없다. 또한, 계산 및 출력 의 타이밍과 캠 토크 변화 사이의 위상 관계는 일정할 필요도 없다.
나아가서, 가변 밸브 타이밍 기구는 전술한 베인식 가변 밸브 타이밍 기구에 제한되지 않으며, 캠 토크 방향의 영향에 따라서 회전 위상을 변경하기가 어렵게 되거나 변경하기가 쉽게 되는 가변 밸브 타이밍 기구라면, 위에 설명한 제어와 유사한 제어에 의하여 비슷한 효과를 얻을 수 있다.
따라서, 본 발명은 유압식 외에 전자기식 브레이크를 사용하는 가변 밸브 타이밍 기구에도 적용될 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는, 흡기 밸브(105)의 밸브 타이밍을 변화시키는 가변 밸브 타이밍 기구가 도시되었다. 그러나, 본 발명은 배기 밸브(107)의 밸브 타이밍을 변화시키는 가변 밸브 타이밍 기구에도 적용될 수 있다.
더욱이, 엔진(101)은 4기통 엔진으로만 제한되는 것이 아니며, 본 발명은 실린더들 사이에서 흡기 행정이 중첩되는 6기통 엔진에도 적용될 수 있다.
본 출원의 우선권 주장의 기초 출원인 2006년 3월 31일자로 제출된 일본 특허 출원 제2006-096676호와 2006년 3월 31일자로 제출된 일본 특허 출원 제2006-096798호의 전체 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다.
선별된 실시예만이 본 발명을 예시하기 위하여 기술되었지만, 이러한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 첨부되는 청구범위에서 정의되는 발명의 범위에서 벗어나지 않고 상기 개시내용에 다양한 변경 및 수정을 가할 수 있음이 명백하다.
또한, 본 발명에 따른 실시예들의 전술한 설명은 예시의 목적으로만 제공된 것이지 첨부되는 청구범위와 그 균등물에 의하여 정의되는 발명을 제한하려는 것이 아니다.
본 발명은, 종래 기술에 있어서 오일이 이동되지 않으면서 조작량의 계산이 반복되어 피드백 제어의 편차가 감소되지 않아서 그 조작량이 과도하게 변함으로써 오버슈팅이나 헌팅 현상이 발생하는 문제점을 해소할 수 있다.
또한, 본 발명은 피드백 제어를 위한 조작량이 과도하게 설정되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (23)

  1. 크랭크축에 대한 캠축의 회전 위상을 변경하여 엔진의 밸브의 밸브 타이밍을 변화시키는 가변 밸브 타이밍 기구를 위한 제어 장치로서,
    캠축의 현재의 회전 위상을 검출하도록 구성된 제1 검출부와,
    상기 회전 위상의 목표치를 설정하도록 구성된 설정부와,
    캠축에 작용하는 토크 변화의 주기에 동기된 계산 타이밍들을 검출하도록 구성된 제2 검출부와,
    상기 계산 타이밍들에 있어서, 상기 제1 검출부에 의하여 검출된 현재의 회전 위상과 상기 목표치 사이의 편차에 기초하여, 상기 가변 밸브 타이밍 기구로 출력되어야 할 조작량(manipulated variable)을 계산하도록 구성된 제1 조작부를 포함하는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 검출부에 의하여 검출된 현재의 회전 위상과 상기 목표치 사이의 편차에 기초하여, 미리 설정된 시간마다, 가변 밸브 타이밍 기구에 출력되어야 할 상기 조작량을 계산하도록 구성된 제2 조작부와,
    엔진 회전 속도가 경계치를 초과하는 고회전 영역에서는 상기 제2 조작부가 상기 조작량의 계산 및 출력을 수행하게 하고, 엔진 회전 속도가 상기 경계치 이하인 저회전 영역에서는 상기 제1 조작부가 상기 조작량의 계산 및 출력을 수행하게 하도록 구성된 절환부(switching section)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 절환부는, 상기 저회전 영역이, 토크 변화의 일 주기가 상기 미리 설정된 시간보다 더 길게 되는 하나의 회전 영역을 포함하는 것을 결정하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 절환부가 수행하는 엔진 회전 속도의 판정은 히스테리시스 특성을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 검출부는 캠축에 작용하는 토크 변화의 일 주기의 "n"배가 되는 주기에서 계산 타이밍들을 검출하며, 상기 "n"은 1 이상의 정수인 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2 검출부는 엔진 회전 속도의 증가에 응답하여 상기 정수 "n"을 더 큰 수치로 설정하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2 검출부는, 캠축의 각각의 기준 각도 위치에서 캠 신호를 출력하는 캠 센서를 포함하고, 또한 상기 제2 검출부는 상기 캠 신호의 출 력 타이밍들에 기초하여 계산 타이밍들을 검출하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 엔진은 4기통 엔진이고, 상기 제2 검출부는 크랭크각의 180°마다 계산 타이밍들 중 하나를 검출하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 가변 밸브 타이밍 기구는, 캠축에 작용하는 토크를 이용하여 어드밴스 챔버와 리타드 챔버 사이에서 오일을 이동시키고 그에 의하여 캠축의 회전 위상을 변화시키는 유압식 가변 밸브 타이밍 기구인 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 가변 밸브 타이밍 기구는,
    상기 어드밴스 챔버와 상기 리타드 챔버 사이의 오일의 이동 통로와 이동량을 제어할 수 있는 스풀 밸브와,
    상기 스풀 밸브를 구동하도록 형성된 솔레노이드를 포함하고,
    상기 조작량은 솔레노이드에 대한 전력 공급을 제어하기 위한 듀티 신호(duty signal)의 듀티 비(duty ratio)인 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 가변 밸브 타이밍 기구는 흡기 밸브 및/또는 배기 밸브를 위하여 제공되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 장치.
  12. 크랭크축에 대한 캠축의 회전 위상을 변경하여 엔진의 밸브의 밸브 타이밍을 변화시키는 가변 밸브 타이밍 기구를 위한 제어 장치로서,
    캠축의 현재의 회전 위상을 검출하기 위한 제1 검출 수단과,
    회전 위상의 목표치를 설정하기 위한 설정 수단과,
    캠축에 작용하는 토크 변화의 일 주기와 동기된 계산 타이밍들을 검출하기 위한 제2 검출 수단과,
    상기 계산 타이밍들에 있어서, 상기 제1 검출 수단에 의하여 검출된 현재의 회전 위상과 상기 목표치 사이의 편차에 기초하여, 상기 가변 밸브 타이밍 기구에 출력되어야 할 조작량을 계산하기 위한 제1 조작 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 장치.
  13. 크랭크축에 대한 캠축의 회전 위상을 변경하여 엔진의 밸브의 밸브 타이밍을 변화시키는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 방법으로서,
    캠축의 현재의 회전 위상을 검출하는 단계와,
    회전 위상의 목표치를 설정하는 단계와,
    캠축에 작용하는 토크 변화의 주기에 동기되는 계산 타이밍들을 검출하는 단계와,
    상기 검출된 현재의 회전 위상값과 상기 목표치 사이의 편차에 기초하여, 각각의 계산 타이밍에서 가변 밸브 타이밍 기구를 위한 조작량을 계산하는 단계와,
    상기 조작량을 상기 가변 밸브 타이밍 기구로 출력하는 단계를 포함하는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    엔진 회전 속도가 경계치를 초과하는 고회전 영역인지, 엔진 회전 속도가 상기 경계치 이하인 저회전 영역인지를 판정하는 단계와,
    상기 고회전 영역에서는 상기 계산 타이밍들의 각각에서 상기 조작량의 계산을 금지하는 단계와,
    상기 고회전 영역에서, 상기 검출된 현재의 회전 위상과 상기 목표치 사이의 편차에 기초하여, 미리 설정된 시간마다 상기 가변 밸브 타이밍 기구를 위한 조작량을 계산하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 저회전 영역은 토크 변화의 일 주기가 상기 미리 설정된 시간보다 더 길게 되는 하나의 회전 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 방법.
  16. 제14항에 있어서, 저회전 영역 또는 고회전 영역인지를 판정하는 상기 단계 는 회전 영역이 저회전 영역인지 고회전 영역인지를 판정함에 있어서 수행되는 히스테리시스 특성을 갖는 판정을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 방법.
  17. 제13항에 있어서, 계산 타이밍들을 검출하는 상기 단계는 캠축에 작용하는 토크 변화의 일 주기의 "n"배인 주기에서 계산 타이밍을 검출하는 단계를 포함하며, 상기 "n"은 1 이상의 정수인 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 방법.
  18. 제17항에 있어서, 엔진 회전 속도의 증가에 응답하여 상기 정수 "n"을 더 큰 수치로 설정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 방법.
  19. 제13항에 있어서, 계산 타이밍들을 검출하는 상기 단계는,
    캠축의 기준 각도 위치를 검출하는 단계와,
    상기 기준 각도 위치의 검출값에 기초하여, 각각의 계산 타이밍을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 방법.
  20. 제13항에 있어서, 상기 엔진은 4기통 엔진이고, 계산 타이밍들을 검출하는 상기 단계는 크랭크각의 180° 마다 각각의 계산 타이밍을 검출하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 방법.
  21. 제13항에 있어서, 상기 가변 밸브 타이밍 기구는, 캠축에 작용하는 토크를 이용하여 어드밴스 챔버와 리타드 챔버 사이에서 오일을 이동시키고 그에 의하여 캠축의 회전 위상을 변화시키는 유압식 가변 밸브 타이밍 기구인 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 가변 밸브 타이밍 기구는,
    상기 어드밴스 챔버와 상기 리타드 챔버 사이의 오일의 이동 통로와 이동량을 제어할 수 있는 스풀 밸브와,
    상기 스풀 밸브를 구동하도록 형성된 솔레노이드를 포함하고,
    조작량을 계산하는 상기 단계는 솔레노이드에 대한 전력 공급을 제어하기 위한 듀티 신호(duty signal)의 듀티 비(duty ratio)를 계산하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 방법.
  23. 제13항에 있어서, 상기 가변 밸브 타이밍 기구는 흡기 밸브 및/또는 배기 밸브를 위하여 제공되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 기구의 제어 방법.
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