KR100851827B1 - Ｖ형 엔진의 캠 오프셋 에러 검출 제어방법 - Google Patents

Ｖ형 엔진의 캠 오프셋 에러 검출 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 흡기 캠 오프셋 에러 및 배기 캠 오프셋 에러시 신속한 진단 및 정비시간을 단축할 수 있으며, 배기 캠 오프셋 에러 진단 불량에 따른 안전사고 방지 및 엔진 파손을 미연에 방지 할 수 있는 V형 엔진의 캠 오프셋 에러 검출 제어방법에 관한 것으로, 흡기 캠 포지션 센서와 산소 센서로부터 입력되는 신호를 분석하여 캠 오프셋 계산을 하는 단계와; 양 뱅크간 연료량을 각각 계산하는 단계와; 상기 흡기 캠 포지션 센서로부터 입력되는 신호를 분석하여 흡기 캠 오프셋 에러를 검출하는 단계와; 상기 V형 엔진의 양 뱅크간 연료량 학습치의 편차로부터 배기 캠 오프셋 에러를 검출하는 단계를 포함하여 이루어진다.
Figure R1020040097082
엔진, 캠, 오프셋, 에러

Description

Ｖ형 엔진의 캠 오프셋 에러 검출 제어방법{CAM OFFSET ERROR DETECTION CONTROL METHOD OF V TYPE ENGINE}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 V형 엔진의 캠 오프셋 에러 검출 제어방법을 구현하기 위한 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 V형 엔진의 캠 오프셋 에러 검출 제어방법을 도시한 흐름도.
본 발명은 V형 엔진의 캠 오프셋 에러 검출 제어방법에 관한 것이다.
통상적으로, 차량의 엔진에 관련된 용어 가운데 캠 오프셋(CAM Offset)은 소정의 기준값으로부터 캠 블레이드 폴링 에지(CAM Blade Falling Edge)까지를 나타낸 것으로 캠 제어(CAM Control)시 기준이 된다.
크랭크 앵글 센서(Crank Angle Sensor)와 캠 포지션 센서(Cam Position Sensor)의 동기성을 이용하여 기준점으로부터 캠(CAM)의 각 블레이드(BLADE)의 폴링 에지(Falling Edge)의 오프셋(Offset) 거리를 산출하여 캠 오프셋(CAM Offset)의 값으로 타이밍 에러(Timing Error) 즉, 기어 이빨 오프셋 에러(치넘김, Tooth Offset Error)를 판정한다.
그런데, 캠 포지션 센서(CAM Position Sensor)가 흡기 캠(Intake CAM)에만 장착되어 있기 때문에 배기 밸브(Exhaust Valve) 작동에 사용되는 배기(Exhaust)측 캠(CAM) 에러(Error)는 판단할 방법이 없다.
추후 듀얼 밸브 가변 제어(Duel(Intake/Exhaust) Valve Variable Control)방법이 보편화 될 추세이며, 2006년 이후부터는 밸브 가변(Valve Variable)에 사용되는 캠 에러(CAM Error)는 배기가스(E/M)에 상관없이 무조건 고장 진단을 해야 하는 것으로 법 개정을 한 상황이다.
현재는 흡기 캠(Intake CAM)만 설정한 상태이며, 추후 듀얼 밸브 가변 제어가 일반화 될 상황이므로 배기 캠(Exhaust CAM) 또한 법규로 제한할 것으로 보인다.
물론, 배기(Exhaust)에 캠 포지션 센서(Cam Position Sensor)를 장착하면 간단히 해결될 문제이나, 설계 레이아웃 또는 원가 측면에서 문제가 발생할 것이 예상된다.
실제로 현 시스템에서 조립상의 불량이나 또는 타이밍 벨트 장력(Timing Belt Tension)의 문제로 기어 이빨 에러(치넘김, Tooth Error)가 발생하고 엔진 부조 및 주행 불가 상태로 문제의 원인을 경험적으로 알고 시행착오기법에 의해 문제를 해결하고 있는 실정이다.
또한, 기어 이빨 에러(Tooth Error) 발생(Retard)시는 하드웨어(Hardware)에 문제는 발생했지만 일반 사용자가 느낄만한 특이 현상이 나타나지 않으므로 정비소 에 가지 않고 장기간 계속하여 운전하는 경우가 발생할 수 있으며 엔진 파손의 결과를 초래할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 흡기 캠 오프셋 에러 및 배기 캠 오프셋 에러시 신속한 진단 및 정비시간을 단축할 수 있으며, 배기 캠 오프셋 에러 진단 불량에 따른 안전사고 방지 및 엔진 파손을 미연에 방지 할 수 있는 V형 엔진의 캠 오프셋 에러 검출 제어방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 V형 엔진의 캠 오프셋 에러 검출 제어방법에 있어서, 흡기 캠 포지션 센서와 산소 센서로부터 입력되는 신호를 분석하여 캠 오프셋 계산을 하는 단계와; 양 뱅크간 연료량을 각각 계산하는 단계와; 상기 흡기 캠 포지션 센서로부터 입력되는 신호를 분석하여 흡기 캠 오프셋 에러를 검출하는 단계와; 상기 V형 엔진의 양 뱅크간 연료량 학습치의 편차로부터 배기 캠 오프셋 에러를 검출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 V형 엔진의 캠 오프셋 에러 검출 제어방법을 구현하기 위한 신호 흐름을 도시한 블록 구성도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 V형 엔진의 캠 오프셋 에러 검출 제어방법을 도시한 흐름도이다.
도 1과 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 V형 엔진의 캠 오프셋 에러 검출 제어방법을 설명한다.
먼저, V형 엔진의 캠 오프셋 에러 검출을 위해서 도 1에 도시된 엔진 제어부(ECU)는 흡기 캠 포지션 센서와 산소 센서로부터 입력되는 신호를 분석하여(S210) 각 블레이드별 캠 오프셋 계산을 한다(S212).
이어서, 엔진 제어부(ECU)는 양 뱅크간 연료량을 각각 계산한다(S214).
그리고, 흡기 캠 포지션 센서로부터 입력되는 신호를 분석하여 흡기 캠 오프셋 에러를 검출한다.
상기 흡기 캠 오프셋 에러의 검출을 위해 엔진 제어부(ECU)는 흡기 캠 포지션 센서로부터 입력되는 신호를 분석하여 기준점으로부터 캠의 각 블레이드의 폴링 에지의 오프셋 거리를 산출하여 캠 오프셋의 값으로 기어 이빨 오프셋 에러를 판단한다.
예를 들어, 엔진 제어부(ECU)는 제1 뱅크(B1) 캠 오프셋값이 설정된 제1 뱅크(B1) 최대 한계값을 초과하거나, 제1 뱅크(B1) 캠 오프셋값이 설정된 제1 뱅크(B1) 최소 한계값 미만이면 흡기 캠 오프셋 에러(Intake Cam Offset Error)로 판단한다(S216, S218).
또한, 엔진 제어부(ECU)는 제2 뱅크(B2) 캠 오프셋값이 설정된 제2 뱅크(B2) 최대 한계값을 초과하거나, 제2 뱅크(B2) 캠 오프셋값이 설정된 제2 뱅크(B2) 최소 한계값 미만이면 흡기 캠 오프셋 에러(Intake Cam Offset Error)로 판단한다(S218, S220).
한편, 엔진 제어부(ECU)는 V형 엔진의 양 뱅크간 연료량 학습치의 편차로부터 배기 캠 오프셋 에러(Exhaust Cam Offset Error)를 검출한다.
배기 캠 오프셋 에러를 판단하기 위해서 엔진 제어부(ECU)는 제1뱅크(B1)와 제2뱅크(B2)의 연료량 학습영역에서 주행 중 가장 빈도수가 높은 영역의 연료량 학습치에 대하여 평균을 산출한 후 제1뱅크(B1) 연료량 학습치 평균에서 제2뱅크(B2) 연료량 학습치 평균을 차 연산한 결과의 절대값이 설정값 이내에 포함되는지 판단한다(S222).
상기 S222의 판단에서 차 연산된 결과의 절대값이 설정값 이내에 포함되는 상태이면 제1뱅크(B1) 및 제2뱅크(B2)의 배기 캠은 오프셋 에러가 발생되지 않은 정상적인 상태로 판정한다(S224).
그러나, 상기 S222의 판단에서 차 연산된 결과의 절대값이 설정값 이내에 포함되지 않으면, 제1 뱅크(B2) 연료량 학습치 평균에서 제2 뱅크(B2) 연료량 학습치 평균을 차 연산한 결과값이 설정값을 초과하는 상태인지를 판단한다(S226).
상기 S226의 판단에서 차 연산한 결과값이 설정값을 초과하는 상태이면 제1 뱅크(B1)의 배기 캠 오프셋 에러로 판단한다(S228).
그러나, 상기 S226의 판단에서 차 연산한 결과값이 설정값을 초과하지 않는 상태이면 제1 뱅크(B1) 연료량 학습치 평균에서 제2 뱅크(B2) 연료량 학습치 평균을 차 연산한 결과값이 설정값 미만인지를 판단한다(S230).
상기 S230의 판단에서 차 연산한 결과값이 설정값 미만이면 엔진제어부(ECU)는 제2 뱅크(B2)의 배기 캠 오프셋 에러로 판단한다(S232).
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예는 V6형 엔진의 연료량 학습치의 편차(제1 뱅크(B1)과 제2 뱅크(B2)의 차이)로부터 캠 오프셋 에러(CAM Offset Error)를 판정할 수 있다.
이것은 종래 기술에서와 같이 고장 재현시험 결과로부터 알 수 있다.
흡기 또는 배기계의 누출(Leakage)의 경우(제1 뱅크(B1)/제2 뱅크(B2)가 동 방향으로 연료량 학습치가 증감됨)와는 매우 다른 경향(예, 제1 뱅크(B1)는 상향학습, 제2 뱅크(B2)는 하향학습)을 나타내므로 이러한 경향은 캠(CAM)의 이빨 에러(Tooth Error)시에만 나타날 수 있다.
또한, 누출(Leakage)에 의한 연료 트림(Fuel Trim)은 일부 영역 즉, 엔진 부압이 큰 아이들 영역에서만 과다한 편차를 나타내며 부분 부하(Part Load)에서는 편차가 없는 것이 기정 사실이므로 캠 에러(CAM Error)시와의 차별화 문제는 전혀 없다.
따라서, 본 발명의 실시예는 V6형의 양 뱅크(Bank)간 연료량 학습치 편차를 이용하여 캠 이빨 에러(CAM Tooth Error)를 감지하는 로직(Logic)을 제안한 것이다.
캠 배기 이빨 오프셋 에러(CAM Exhaust Tooth Offset Error)시 제1 뱅크(B1)/제2 뱅크(B2)간 상이한 밸브 오버랩(Valve Overlap)이 발생하여 양 뱅크(Bank)간 배압이 달라져서 학습치의 이상 편차(상이한 방향으로 학습) 결과를 초래하게 된다.
따라서, 다음과 같은 로직(Logic)을 구성하면 배기 캠 오프셋 에러(Exhaust Cam Offset Error)는 쉽게 검출(Detection) 가능하다.
연료량 학습영역에서 주행 중 가장 빈도수가 높은 영역(즉, BLMCELL 1, 4, 5, 9, 10, 14등)의 연료량 학습치(BLM)의 평균을 산출한 후 양 뱅크간 연료량 학습치 평균을 차 연산한 다음 설정값과 비교함으로써, 제1 뱅크(B1) 및 제2뱅크(B2)의 배기 캠 오프셋 에러(Exhaust Cam Offset Error)를 판단할 수 있게 된다.
삭제
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 V형 엔진의 캠 오프셋 에러 검출 제어방법은 북미 강화 자기 진단(OBD) 규제 대응이 용이하며, 배기 캠 오프셋 에러(Exhaust CAM Offset Error)시 신속한 진단 및 정비(진단)시간을 단축할 수 있다.
또한, 추후 강화될 자기진단(OBD, 듀얼 가변 밸브 제어에 사용되는 배기 캠 오프셋 에러 진단 의무화)에 대응하기 위한 캠 포지션 센서(CAM Position Sensor) 장착이 불필요하다.
또한, 종래 기술 대비한 배기 캠 하드웨어(Exhaust CAM Hardware) 문제를 신속 정확히 리포팅(Reporting) 함으로써 안전사고 방지 및 운전자가 모르는 원인에 의해 엔진이 파손되는 것을 미연에 방지 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. V형 엔진의 캠 오프셋 에러 검출 제어방법에 있어서,
    흡기 캠 포지션 센서와 산소 센서로부터 입력되는 신호를 분석하여 캠 오프셋 계산을 하는 단계와;
    양 뱅크간 연료량을 각각 계산하는 단계와;
    상기 흡기 캠 포지션 센서로부터 입력되는 신호를 분석하여 흡기 캠 오프셋 에러를 검출하는 단계와;
    상기 V형 엔진의 양 뱅크간 연료량 학습치의 편차로부터 배기 캠 오프셋 에러를 검출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 V형 엔진의 캠 오프셋 에러 검출 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    흡기 캠 오프셋 에러를 검출하는 단계는
    상기 흡기 캠 포지션 센서로부터 입력되는 신호를 분석하여 기준점으로부터 캠의 각 블레이드의 폴링 에지의 오프셋 거리를 산출하여 캠 오프셋의 값으로 기어 이빨 오프셋 에러를 판단하는 것을 특징으로 하는 V형 엔진의 캠 오프셋 에러 검출 제어방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
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