KR101025141B1

KR101025141B1 - 가변 밸브 타이밍 장치 및 그의 제어 방법

Info

Publication number: KR101025141B1
Application number: KR1020097000213A
Authority: KR
Inventors: 젠이치로 마시키; 야스미치 이노우에; 노보루 다카기; 하루유키 우루시하타
Original assignee: 도요타 지도샤（주）
Priority date: 2006-06-06
Filing date: 2007-03-22
Publication date: 2011-03-31
Also published as: EP2029863A1; CN101466919B; US20090194047A1; KR20090028757A; US8047169B2; CN101466919A; EP2029863B1; JP2007327366A; WO2007141952A1; JP4923757B2

Abstract

ECU 는, 흡기 밸브의 위상이 문턱값 CA(FF) 에 대해 진각된 위상인 경우(S106에서 "아니오") 피드백 제어(S202)에 의해 흡기 VVT 기구를 작동시키는 전기 모터를 제어하는 단계; 및 흡기 밸브의 위상이 문턱값 CA(FF) 에 대해 지각된 위상인 경우(S106에서 "예") 피드포워드 제어(S200)에 의해 전기 모터를 제어하는 단계를 포함하는 프로그램을 실행한다. 피드포워드 제어 하에서는, 피드백 제어 하의 듀티 명량값의 상한보다 더 작은 듀티 명령값이 출력된다.

흡기 밸브, 배기 밸브, 액츄에이터, 작동 유닛, 피드백 제어 모드, 피드포워드 제어 모드

Description

가변 밸브 타이밍 장치 및 그의 제어 방법 {VARIABLE VALVE TIMING APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREFOR}

본 발명은 가변 밸브 타이밍 장치 및 그의 제어 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 명령값에 따른 토크에서 작동하는 액츄에이터를 사용하여 밸브가 열리거나/닫히는 타이밍을 변화시키는 가변 밸브 타이밍 장치 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.

VVT(Variable Valve Timing)는 통상적으로 작동 조건에 따라 흡기 밸브 또는 배기 밸브가 열리거나/닫히는 위상(크랭크 각도)을 변화시키는 것으로 알려져 있다. 일반적으로 VVT는 흡기 밸브 또는 배기 밸브가 열리거나/닫히도록 하는 캠축을 스프로킷 등에 대하여 회전시킴으로써 위상을 변화시킨다. 캠축은 유압 또는 전기 모터로서의 그러한 액츄에이터에 의해 회전된다. 특히, 전기 모터가 캠축을 회전시키는데 사용되는 경우, 캠축이 유압으로 회전되는 경우와 비교하여 캠축을 회전시키는 토크가 얻어지기 어렵다. 그러므로, 전기 모터가 캠축을 회전시키는데 사용되는 경우, 전기 모터의 출력축의 회전 속도는 감속기 기구 등에 의해 감소되며, 이에 따라 캠축을 회전시킨다. 이 경우, 위상 이동의 정도는 감속기 기구에 의해 제한된다.

일본특허공개공보 제 2004-150397호는 위상 이동의 자유도가 큰 밸브 타이밍 조정 장치를 기재하고 있다. 일본특허공개공보 제 2004-150397호에 기재된 밸브 타이밍 조정 장치는 흡기 밸브 및 배기 밸브 중 적어도 하나를 개방하고 폐쇄하기 위해 구동 토크를 내연 기관의 구동축으로부터 종동축으로 전달하여 흡기 밸브 및 배기 밸브 중 적어도 하나가 열리고 닫히는 타이밍을 조정하는 전달 시스템을 제공한다. 밸브 타이밍 조정 장치는 구동축으로부터 구동 토크에 의해 회전 중심선 주위를 회전하는 제 1 회전자; 제 1 회전자의 회전과 함께 그리고 종동축을 동시에 회전시키도록 제 1 회전자와 같은 방향으로 회전 중심선 주위를 회전하는, 제 1 회전자에 대하여 회전가능한 제 2 회전자; 및 제어 부재를 가지며 회전 중심선으로부터 제어 부재의 방사상 거리를 변화시키는 제어 장치를 포함한다. 제 1 회전자는 회전 중심선으로부터의 그 방사상 거리를 변화시키도록 연장되는 제 1 트랙을 형성하는 제 1 홀을 갖는다. 제 1 홀은 제 1 트랙을 통과하는 제어 부재와 접촉하며, 제 1 홀과 제어 부재 사이의 접촉은 제 1 홀의 두 측면에서 발생하고, 이 측면을 향해 제 1 회전자가 회전한다. 제 2 회전자는 회전 중심선으로부터의 그 방사상 거리를 변화시키도록 연장되는 제 2 트랙을 형성하는 제 2 홀을 가지며, 제 2 홀은 제 2 트랙을 통과하는 제어 부재와 접촉하고, 제 2 홀과 제어 부재 사이의 접촉은 제 2 홀의 두 측면에서 발생하며 이 측면을 향해 제 2 회전자가 회전한다. 제 1 트랙 및 제 2 트랙은 제 1 회전자의 회전 방향 및 제 2 회전자의 회전 방향을 따라 서로를 향해 기울어져 있다. 이 밸브 타이밍 장치에서, 전기 모터가 토크를 발생시키지 않는 경우, 위상은 유지된다.

이 공보에 기재된 밸브 타이밍 조정 장치에 따르면, 제 1 회전자의 제 1 홀은 회전 중심선으로부터 그 방사상 거리를 변화시키도록 연장되는 제 1 트랙을 형성하며, 제 1 트랙을 통과하는 제어 부재와 접촉하고, 제 1 홀과 제어 부재 사이의 접촉은 제 1 홀의 두 측면에서 발생하며 이 측면을 향해 제 1 회전자가 회전한다. 또한, 제 2 회전자의 제 2 홀은 회전 중심선으로부터 그 방사상 거리를 변화시키도록 연장되는 제 2 트랙을 형성하며, 제 2 트랙을 통과하는 제어 부재와 접촉하고, 제 2 홀과 제어 부재 사이의 접촉은 제 2 홀의 두 측면에서 발생하며 이 측면을 향해 제 2 회전자가가 회전한다. 여기서, 제 1 트랙 및 제 2 트랙은 제 1 회전자의 회전 방향 및 제 2 회전자의 회전 방향을 따라 서로를 향해 기울어져 있다. 그러므로, 제어 장치가 회전 중심선으로부터의 제어 부재의 방사상 거리를 변화시킬 때, 제어 부재는 제 1 홀과 제 2 홀 중 적어도 하나에 대해 가압하고, 이에 의해 제어 부재는 제 1 트랙 및 제 2 트랙 모두를 통과하며, 따라서 제 2 회전자가 제 1 회전자에 대해 회전하게 된다. 전술한 방식으로 작동하는 밸브 타이밍 조정 장치에서, 제 1 회전자에 대한 제 2 회전자의 위상 이동의 정도는 제 1 트랙 및 제 2 트랙의 길이 및 제 1 트랙과 제 2 트랙이 서로를 향해 기울어진 정도에 의존한다. 제 1 트랙 및 제 2 트랙을 회전 중심선으로부터의 그들의 방사상 거리를 변화시키도록 연장함으로써, 트랙의 길이 및 상호 경사를 결정하는데 상대적 자유가 얻어진다. 또한, 이는 제 1 회전자에 대한 제 2 회전자의 위상 이동의 정도를 설정하는데 자유를 증가시키며, 따라서 종동축의 위상 이동의 정도를 설정하는데 자유를 증가시킨다.

그러나, 일본특허공개공보 제 2004-150397호에 기재된 밸브 타이밍 조정 장치에 의해 행해지듯이, 전기 모터가 액츄에이터로서 사용된다면, 전기 모터는 예를 들어 전력 소비 및 열 발생을 고려하여 제어되어야 한다. 또한, 예를 들어 최지각에 해당되는 위상이 VVT의 기계적 구조에 따라서 결정되기 때문에, 전기 모터는 VVT를 손상시키지 않도록 제어되어야 한다. 그러나, 일본특허공개공보 제 2004-150397호는 이 요소들을 고려한 어떠한 기재에 관련된 제어를 포함하지 않는다.

본 발명의 목적은 기계적 파손, 전력 소모 및 열 발생을 억제할 수 있는 가변 밸브 타이밍 장치 등을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 가변 밸브 타이밍 장치는 흡기 밸브 및 배기 밸브 중 적어도 하나의 개방 및 폐쇄 타이밍을 변화시킨다. 상기 가변 밸브 타이밍 장치는 상기 가변 밸브 타이밍 장치를 작동시키기 위해 더 큰 명령값에 대해 더 큰 토크로 작동하는 액츄에이터 및 작동 유닛을 포함한다. 상기 작동 유닛은 상기 명령값의 상한이 상기 가변 밸브 타이밍 장치의 작동 상태에 따라 변화되도록 상기 명령값을 제어한다.

상기 가변 밸브 타이밍 장치에 따라서, 가변 밸브 타이밍 장치를 작동시키는 액츄에이터는 명령값이 커질수록 더 큰 토크로 작동한다. 명령값은 작동 유닛에 의해 제어된다. 명령값의 상한은 가변 밸브 타이밍 장치의 작동 상태에 따라 변화된다. 따라서, 더 작은 상한을 제공함으로써, 액츄에이터의 과도한 토크가 억제될 수 있다. 그러므로, 액츄에이터의 토크는 액츄에이터의 작동에 의한 VVT 의 손상을 줄이도록 그리고 액츄에이터의 전력 소비 및 열 발생을 줄이도록 억제될 수 있다. 따라서, 기계적 파손, 전력 소모 및 열 발생을 억제할 수 있는 가변 밸브 타이밍 장치가 제공될 수 있다.

바람직하게는, 작동 유닛은 제 1 제어 모드에서 상기 명령값을 제어하며, 상기 명령값이 상기 제 1 제어 모드에서 제어되는 상기 명령값보다 더 크도록 하는 방식으로 제 2 제어 모드에서 상기 명령값을 제어하고, 상기 가변 밸브 타이밍 장치의 작동 상태에 따라 상기 제 1 제어 모드 및 상기 제 2 제어 모드 중 하나를 선택하여 상기 명령값의 상한을 변화시킨다.

상기 가변 밸브 타이밍 장치에 따라서, 명령값의 상한을 변화시키기 위해 가변 밸브 타이밍 장치의 작동 상태에 따라 제 1 제어 모드 및 제 2 제어 모드 중 하나가 선택된다. 제 2 제어 모드는 제 1 제어 모드의 명령값보다 더 큰 명령값을 제공할 수 있다. 즉, 제 1 제어 모드 하에서 명령값의 상한은 제 2 제어 모드 하에서의 명령값의 상한보다 더 작다. 따라서, 예를 들어 제 1 제어 모드가 선택되는 경우, 액츄에이터의 과도한 토크가 억제될 수 있다. 그러므로, 액츄에이터의 토크는 액츄에이터의 작동에 의한 VVT 의 손상을 줄이도록 그리고 액츄에이터의 전력 소비 및 열 발생을 줄이도록 억제될 수 있다. 그 결과, 기계적 파손, 전력 소모 및 열 발생이 억제될 수 있다.

또 바람직하게는, 상기 작동 유닛은 개방 및 폐쇄 타이밍이 제 1 영역에 있는 경우 제 1 제어 모드를 선택하고, 개방 및 폐쇄 타이밍이 제 1 영역에 대해 진각된 제 2 영역에 있는 경우에는 제 2 제어 모드를 선택한다.

상기 가변 밸브 타이밍 장치에 따라서, 개방 및 폐쇄 타이밍이 제 1 영역에 있는 경우 제 1 제어 모드가 선택된다. 개방 및 폐쇄 타이밍이 제 1 영역에 대해 진각된 제 2 영역에 있는 경우에는 제 2 제어 모드가 선택된다. 따라서, 개방 및 폐쇄 타이밍이 지각되는 경우, 제 2 제어 모드에서 제 1 제어 모드로 변화될 수 있다. 그러므로, 개방 및 폐쇄 타이밍이 가변 밸브 타이밍 장치의 구조적 제한 때문에 변화될 수 없는 최지각 각도의 타이밍으로 개방 및 폐쇄 타이밍이 지각되는 경우, 액츄에이터의 토크가 억제될 수 있다. 그 결과, 가변 밸브 타이밍 장치의 손상이 억제될 수 있고, 개방 및 폐쇄 타이밍이 최지각 각도로 유지될 때 전력 소비 및 열 발생이 억제될 수 있다.

또 바람직하게는, 제 1 제어 모드는 피드백 제어 모드이고 제 2 제어 모드는 피드백 제어 모드이다.

상기 가변 밸브 타이밍 장치에 따라서, 피드백 제어 모드는 명령값을 정밀하게 제어하는데 사용될 수 있다.

또 바람직하게는, 제 1 제어 모드는 피드포워드 제어 모드이고 제 2 제어 모드는 피드포워드 제어 모드이다.

상기 가변 밸브 타이밍 장치에 따라서, 피드포워드 제어 모드는 명령값을 정밀하게 제어하는데 사용될 수 있다.

또 바람직하게는, 제 1 제어 모드는 피드포워드 제어 모드이고 제 2 제어 모드는 피드백 제어 모드이다.

상기 가변 밸브 타이밍 장치에 따라서, 피드포워드 제어 모드 및 피드백 제어 모드는 명령값을 정밀하게 제어하는데 사용될 수 있다.

또 바람직하게는, 제 1 제어 모드는 피드백 제어 모드이고 제 2 제어 모드는 피드포워드 제어 모드이다.

상기 가변 밸브 타이밍 장치에 따라서, 피드백 제어 모드 및 피드포워드 제어 모드는 명령값을 정밀하게 제어하는데 사용될 수 있다.

또 바람직하게는 상기 가변 밸브 타이밍 장치는 명령값이 커질수록 액츄에이터가 더 큰 토크로 작동하도록 액츄에이터를 구동하는 구동기 유닛을 더 포함한다. 상기 명령값은 작동 유닛으로부터 구동기 유닛에 출력된다.

상기 가변 밸브 타이밍 장치에 따라서, 가변 밸브 타이밍 장치가 명령값을 작동 유닛으로부터 액츄에이터를 구동하는 구동기 유닛에 출력함으로써, 기계적 파손, 전력 소비 및 열 발생이 억제될 수 있다.

또 바람직하게는, 상기 명령값은 전압이다.

상기 가변 밸브 타이밍 장치에 따라서, 가변 밸브 타이밍 장치가 전압에 따른 힘으로 작동하는 액츄에이터를 가짐으로써, 기계적 파손, 전력 소비 및 열 발생이 억제될 수 있다.

또 바람직하게는, 상기 명령값은 전류이다.

상기 가변 밸브 타이밍 장치에 따라서, 가변 밸브 타이밍 장치가 전류에 따른 힘으로 작동하는 액츄에이터를 가짐으로써, 기계적 파손, 전력 소비 및 열 발생이 억제될 수 있다.

도 1 은 본 발명의 실시형태에 따라 가변 밸브 타이밍 장치가 설치되는 차량의 엔진의 구조를 보여주는 개략도이다.

도 2 는 흡기 밸브의 위상을 규정하는 맵을 보여준다.

도 3 은 흡기 VVT 기구를 보여주는 단면도이다.

도 4 는 도 3 의 A-A를 따른 단면도이다.

도 5 는 도 3 의 B-B를 따른 (제 1) 단면도이다.

도 6 은 도 3 의 B-B를 따른 (제 2) 단면도이다.

도 7 은 도 3 의 C-C를 따른 단면도이다.

도 8 은 도 3 의 D-D를 따른 단면도이다.

도 9 는 VVT 기구의 감속 기어비를 전체로서 보여준다.

도 10 은 스프로킷에 대한 가이드 플레이트의 위상과 흡기 밸브의 위상 사이의 관계를 보여준다.

도 11 은 도 1 의 ECU에 의해 실행되는 프로그램의 제어 구조를 보여주는 (제 1) 플로우차트이다.

도 12 는 도 1 의 ECU에 의해 실행되는 프로그램의 제어 구조를 보여주는 (제 2) 플로우차트이다.

도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태가 이하 설명된다. 다음 설명에서, 같은 구성요소는 같은 참조 문자로 표시된다. 그들은 또한 동일하게 명명되며, 동일하게 기능한다. 따라서, 그의 상세한 설명은 반복하지 않는다.

도 1 을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 따라, 가변 밸브 타이밍 장치가 설치되는 차량의 엔진에 대해서 설명한다.

엔진 (1000) 은 각각 4개의 실린더를 포함하는 “A” 뱅크 (1010) 및 “B” 뱅크 (1012) 를 갖는 V형 8기통 엔진이다. 여기서, V8 엔진 이외의 어떠한 엔진도 사용될 수 있다.

엔진 (1000) 안으로, 에어 클리너 (1020) 로부터의 공기가 흡입된다. 흡입되는 공기의 양은 스로틀 밸브 (1030) 에 의해 조정된다. 스로틀 밸브 (1030) 는 모터에 의해 구동되는 전기 스로틀 밸브이다.

공기는 흡기 매니폴드 (1032) 를 통해 실린더 (1040) 안으로 공급된다. 공기는 실린더 (1040)(연소실) 내에서 연료와 혼합된다. 실린더 (1040) 안으로, 연료가 분사기 (1050) 로부터 직접 분사된다. 다시 말해, 분사기 (1050) 의 분사공이 실린더 (1040) 내에 제공된다.

연료는 흡기 행정에서 분사된다. 연료 분사 타이밍은 흡기 행정에 제한되지 않는다. 또한, 본 실시형태에서, 엔진 (1000) 은 실린더 (1040) 내에 배치되어 있는 분사기 (1050) 의 분사공을 갖는 직접 분사 엔진으로서 설명된다. 그러나, 직접 분사(실린더 내) 분사기 (1050) 에 더하여, 포트 분사기가 제공될 수 있다. 게다가, 단지 포트 분사기만 제공될 수도 있다.

실린더 (1040) 내의 공기-연료 혼합물은 스파크 플러그 (1060) 에 의해 점화되며 따라서 연소된다. 연소된 후의 공기-연료 혼합물, 즉 배출 가스가 3원 촉 매 (1070) 에 의해 정화되고 이후 차량의 외부로 방출된다. 공기-연료 혼합물이 연소되어 피스톤 (1080) 을 내리누르며 이에 의해 크랭크축 (1090) 을 회전시킨다.

실린더 (1040) 의 정상부에는, 흡기 밸브 (1100) 및 배기 밸브 (1110) 가 제공된다. 흡기 밸브 (1100) 는 흡기 캠축 (1120) 에 의해 구동된다. 배기 밸브 (1110) 는 배기 캠축 (1130) 에 의해 구동된다. 흡기 캠축 (1120) 및 배기 캠축 (1130) 은 체인 및 기어와 같은 부품에 의해 연결되어 같은 회전 속도로 회전된다.

흡기 밸브 (1100) 의 위상(개방/폐쇄 타이밍)은 흡기 캠축 (1120) 에 제공되는 흡기 VVT 기구 (2000) 에 의해 제어된다. 배기 밸브 (1110) 의 위상(개방/폐쇄 타이밍)은 배기 캠축 (1130) 에 제공되는 배기 VVT 기구 (3000) 에 의해 제어된다.

본 실시형태에서, 흡기 캠축 (1120) 및 배기 캠축 (1130) 은 VVT 기구에 의해 회전되어 흡기 밸브 (1100) 및 배기 밸브 (1110) 의 각각의 위상을 제어한다. 여기서, 위상 제어 방법은 전술한 것에 제한되지 않는다.

흡기 VVT 기구 (2000) 는 전기 모터 (2060)(도 1 에 미도시) 에 의해 작동된다. 전기 모터 (2060) 는 ECU(전자 제어 유닛) (4000) 에 의해 제어된다. 전기 모터 (2060) 의 전류 및 전압은 전류계(미도시) 및 전압계(미도시)에 의해 검출되며, 측정값은 ECU (4000) 에 입력된다.

배기 VVT 기구 (3000) 는 유압식으로 작동된다. 여기서, 흡기 VVT 기구 (2000) 는 유압식으로 작동될 수 있고, 배기 VVT 기구 (3000) 는 전기 모터에 의해 작동될 수 있다.

ECU (4000) 에는, 크랭크축 (1090) 의 회전 속도 및 크랭크 각도를 나타내는 신호가 크랭크 각도 센서 (5000) 로부터 입력된다. 또한, ECU (4000) 에는, 흡기 캠축 (1020) 및 배기 캠축 (1030) 의 각각의 위상을 나타내는 신호 (흡기 밸브 (1100) 및 배기 밸브 (1110) 의 각각의 위상을 나타내는 신호)(위상: 회전 방향으로의 캠축 위치) 가 캠 위치 센서 (5010) 로부터 입력된다. 캠 위치 센서 (5010) 로부터, 흡기 캠축 (1120) 및 배기 캠축 (1130) 의 각각의 회전 속도를 나타내는 신호도 또한 입력된다.

게다가, ECU (4000) 에는, 냉각제 온도 센서 (5020) 로부터의 엔진 (1000) 의 물 온도(냉각제 온도)를 나타내는 신호 및 공기유량계 (5030) 로부터 엔진 (1000) 의 흡입 공기의 양(엔진 (1000) 안으로 끌어들여지거나 흡입되는 공기의 양)을 나타내는 신호가 입력된다.

또한, ECU (4000) 에는 전기 모터 (2060 의 출력축의 회전 속도를 나타내는 신호가 회전 속도 센서 (5040) 로부터 입력된다.

센서로부터 입력된 신호 및 메모리(미도시)에 저장된 맵과 프로그램에 기초하여, ECU (4000) 가 스로틀 개방 위치, 점화 타이밍, 연료 분사 타이밍, 분사된 연료의 양, 흡기 밸브 (1100) 의 위상 및 배기 밸브 (1110) 의 위상을 제어하여, 엔진 (1000) 이 원하는 작동 상태에서 작동된다.

본 실시형태에서, ECU (4000) 는 엔진 속도 (NE) 및 흡입 공기량 KL 을 파라 미터로서 사용하는 도 2 에 보여지는 맵에 기초하여 흡기 밸브 (1100) 의 위상을 결정한다. 각각의 냉각제 온도의 다수의 맵이 흡기 밸브 (1100) 의 위상을 결정하기 위해 저장되어 있다.

다음으로, 흡기 VVT 기구 (2000) 가 더 설명된다. 여기서, 배기 VVT 기구 (3000) 는 아래 설명되듯이 흡기 VVT 기구 (2000) 와 동일하게 구성될 수 있다.

도 3 에 보여지듯이, 흡기 VVT 기구 (2000) 는 스프로킷 (2010), 캠 플레이트 (2020), 링크 기구 (2030), 가이드 플레이트 (2040), 감속기 (2050), 및 전기 모터 (2060) 로 구성되어 있다.

스프로킷 (2010) 은 체인 등을 통해 크랭크축 (1090) 에 연결된다. 스프로킷 (2010) 의 회전 속도는 캠축 (1090) 의 회전 속도의 절반이다. 흡기 캠축 (1120) 은 스프로킷 (2010) 의 회전축과 동축으로 그리고 스프로킷 (2010) 에 대하여 회전가능하게 제공된다.

캠 플레이트 (2020) 는 핀 (1) (2070) 으로 흡기 캠축 (1120) 에 연결된다. 캠 플레이트 (2020) 는 흡기 캠축 (1120) 과 함께 스프로켓 (2010) 의 내부에서 회전한다. 여기서, 캠 플레이트 (2020) 및 흡기 캠축 (1120) 은 하나의 유닛으로 통합될 수 있다.

링크 기구 (2030) 는 암 (1) (2031) 및 암 (2) (2032) 로 구성되어 있다. 도 3 의 A-A를 따른 횡단면인 도 4 에 보여지듯이, 한쌍의 암 (1) (2031) 은 암이 흡기 캠축 (1120) 의 회전축선에 대해 서로 점대칭이 되도록 스프로킷 (2010) 내에 제공된다. 각각의 암 (1) (2031) 은 암이 핀 (2) (2072) 에 대해 회전하도록 스프로킷 (2010) 에 연결된다.

도 3 의 B-B를 따른 단면인 도 5 에 보여지듯이, 그리고 흡기 밸브 (1100) 의 위상이 도 5 의 상태에 대해 진각되는 상태를 보여주는 도 6 에 보여지듯이, 암 (1) (2031) 과 캠 플레이트 (2020) 는 암 (2) (2032) 에 의해 연결된다.

암 (2) (2032) 은 암이 핀 (3) (2074) 을 중심으로 그리고 암 (1) (2031) 에 대해 회전할 수 있도록 지지된다. 또한, 암 (2) (2032) 은 암이 핀 (4) (2076) 을 중심으로 그리고 캠 플레이트 (2020) 에 대해 회전할 수 있도록 지지된다.

한쌍의 링크 기구 (2030) 는 흡기 캠축 (1120) 을 스프로킷 (2010) 에 대해 회전시켜 이에 의해 흡기 밸브 (1100) 의 위상을 변화시킨다. 따라서, 짝지어진 링크 기구 (2030) 중 하나가 어떠한 손상 등의 결과로서 고장나더라도, 다른 링크 기구가 흡기 밸브 (1100) 의 위상을 변화시키는데 사용될 수 있다.

도 3 으로 돌아가, 가이드 플레이트 (2040) 와 마주보는 표면인 각각의 링크 기구 (2030) (암 (2) (2032)) 의 표면에, 제어 핀 (2034) 이 제공된다. 이 제어 핀 (2034) 은 핀 (3) (2074) 과 동심으로 제공된다. 각각의 제어 핀 (2034) 은 가이드 플레이트 (2040) 에 제공되는 가이드 홈 (2042) 에서 미끄러진다.

각각의 제어 핀 (2034) 은 가이드 플레이트 (2040) 의 가이드 홈 (2042) 에서 미끄러져 방사상 방향으로 이동한다. 각각의 제어 핀 (2034) 의 방사상 이동은 흡기 캠축 (1120) 을 스프로킷 (2010) 에 대해 회전시킨다.

도 3 의 C-C를 따른 횡단면인 도 7 에 보여지듯이, 가이드 플레이트 (2040) 의 회전이 각각의 제어 핀 (2034) 을 방사상 방향으로 이동시키도록 가이드 홈 (2042) 이 나선형으로 형성된다. 여기서, 가이드 홈 (2042) 의 형상은 이에 제한되지 않는다.

제어 핀 (2034) 이 가이드 플레이트 (2040) 의 축중심으로부터 방사상 방향으로 더 이동되면, 흡기 밸브 (1100) 의 위상은 더 큰 정도로 지각된다. 다시 말해, 위상의 변화량은 제어 핀 (2034) 의 방사상 이동에 의해 발생되는 링크 기구 (2030) 의 작동량에 해당하는 값을 갖는다. 대안적으로, 흡기 밸브 (1100) 의 위상은 제어 핀 (2034) 이 가이드 플레이트 (2040) 의 축중심으로부터 방사상 방향으로 더욱 멀리 이동될수록 더 큰 정도로 진각될 수 있다.

도 7 에 보여지듯이, 제어 핀 (2034) 이 가이드 홈 (2042) 의 단부에 인접할 때, 링크 기구 (2030) 의 작동은 억제된다. 그러므로, 제어 핀 (2034) 이 가이드 홈 (2042) 의 단부에 접하는 위상은 최지각 또는 최진각의 위상이다.

도 3 으로 되돌아가, 가이드 플레이트 (2040) 에는, 가이드 플레이트 (2040) 와 감속기 (2050) 를 서로 연결하기 위해, 다수의 함몰부 (2044) 가 감속기 (2050) 와 마주보는 가이드 플레이트의 표면에 제공된다.

감속기 (2050) 는 외치 기어 (2052) 및 내치 기어 (2054) 로 구성된다. 외치 기어 (2052) 는 기어가 스프로킷 (2010) 과 함께 회전하도록 스프로킷 (2010) 에 대해 고정된다.

내치 기어 (2054) 는 가이드 플레이트 (2040) 의 함몰부 (2044) 에 받아들여지는 다수의 돌출부 (2056) 를 갖는다. 내치 기어 (2054) 는 전기 모터 (2060) 의 출력축의 축중심 (2064) 에 대해 편심적으로 형성되는 커플링 (2062) 의 편심축선 (2066) 에 대해 회전가능하게 지지된다.

도 8 은 도 3 의 D-D를 따른 횡단면을 보여준다. 내치 기어의 치부의 일부가 외치 기어 (2052) 와 맞물리도록 내치 기어 (2054) 가 제공된다. 전기 모터 (2060) 의 출력축의 회전 속도가 스프로킷 (2010) 의 회전 속도와 동일한 경우에, 커플링 (2062) 과 내치 기어 (2054) 는 외치 기어 (2052) (스프로킷 (2010)) 의 회전 속도와 같은 회전 속도로 회전한다. 이 경우, 가이드 플레이트 (2040) 는 스프로킷 (2010) 의 회전 속도와 같은 회전 속도로 회전하며 따라서 흡기 밸브 (1100) 의 위상이 유지된다.

전기 모터 (2060) 가 커플링 (2062) 을 축중심 (2064) 을 중심으로 그리고 외치 기어 (2052) 에 대해 회전시키면, 이에 따라 내치 기어 (2054) 가 편심축선 (2066) 을 중심으로 회전하면서 내치 기어 (2054) 전체는 축중심 (2064) 을 중심으로 공전한다. 내치 기어 (2054) 의 회전 운동은 가이드 플레이트 (2040) 를 스프로킷 (2010) 에 대해 회전시키며 따라서 흡기 밸브 (1100) 의 위상이 변화된다.

흡기 밸브 (1100) 의 위상은 감속기 (2050), 가이드 플레이트 (2040) 및 링크 기구 (2030) 에 의한 전기 모터 (2060) 의 출력축과 스프로킷 (2010) 사이의 상대적 회전의 회전 속도의 감소(전기 모터 (2060) 의 작동량)에 의해 변화된다. 여기서, 전기 모터 (2060) 의 출력축과 스프로킷 (2010) 사이의 상대적 회전의 회전 속도는 흡기 밸브 (1100) 의 위상을 변화시키도록 증가될 수 있다.

도 9 에 보여지듯이, 전체로서 흡기 VVT 기구 (2000) 의 감속 기어비 (전기 모터 (2060) 의 출력축과 스프로킷 (2010) 사이의 상대적 회전의 회전 속도의 위상의 변화량에 대한 비) 는 흡기 밸브 (1100) 의 위상에 따른 값을 가질 수 있다. 본 실시형태에서, 감속 기어비가 높아질수록, 전기 모터 (2060) 의 출력축과 스프로킷 (2010) 사이의 상대적 회전의 회전 속도에 대한 위상의 변화량은 더 작아진다.

흡기 밸브 (1100) 의 위상이 최지각에서 CA(1) 까지의 지각된 영역에 있는 경우, 흡기 VVT 기구 (2000) 전체의 감속 기어비는 R(1) 이다. 흡기 밸브 (1100) 의 위상이 CA(2) 에서(CA(2) 는 CA(1) 에 대해 진각됨) 최진각까지의 진각된 영역에 있는 경우, 흡기 VVT 기구 (2000) 전체의 감속 기어비는 R(2) 이다(R(1) > R(2)).

흡기 밸브 (1100) 의 위상이 CA(1) 에서 CA(2) 까지의 중간 영역에 있는 경우, 흡기 VVT 기구 (2000) 전체의 감속 기어비는 소정의 변화율 ((R(2)- R(1)) / (CA(2) - CA(1))) 로 변화한다.

다음에서, 가변 밸브 타이밍 장치의 흡기 VVT 기구 (2000) 의 작동이 설명된다.

흡기 밸브 (1100)(흡기 캠축 (1120)) 의 위상이 진각되는 경우, 전기 모터 (2060) 는 가이드 플레이트 (2040) 를 스프로킷 (2010) 에 대해 회전시키도록 작동되며, 이에 의해 도 10 에 보여지듯이 흡기 밸브 (1100) 의 위상을 진각시킨다.

흡기 밸브 (1100) 의 위상이 최지각과 CA(1) 사이의 지각된 영역에 있는 경우, 전기 모터 (2060) 의 출력축과 스프로킷 (2010) 사이의 상대적 회전의 회전 속 도는 감속 기어비 R(1) 로 감소되어 흡기 밸브 (1100) 의 위상을 진각시킨다.

흡기 밸브 (1100) 의 위상이 CA(2) 와 최진각 사이의 진각된 영역에 있는 경우, 전기 모터 (2060) 의 출력축과 스프로킷 (2010) 사이의 상대적 회전의 회전 속도는 감속 기어비 R(2) 로 감소되어 흡기 밸브 (1100) 의 위상을 진각시킨다.

흡기 밸브 (1100) 의 위상이 지각되는 경우, 전기 모터 (2060) 의 출력축은 흡기 밸브의 위상이 진각되는 경우의 방향과 반대 방향으로 스프로킷 (2010) 에 대해 회전된다. 위상이 지각되는 경우, 위상이 진각되는 경우와 유사하게, 흡기 밸브 (1100) 의 위상이 최지각과 CA(1) 사이의 지각된 영역에 있는 경우, 전기 모터 (2060) 의 출력축과 스프로킷 (2010) 사이의 상대적 회전의 회전 속도는 감속 기어비 R(1) 로 감소되어 위상을 지각시킨다. 또한, 흡기 밸브 (1100) 의 위상이 CA(2) 와 최진각 사이의 진각된 영역에 있는 경우, 전기 모터 (2060) 의 출력축과 스프로킷 (2010) 사이의 상대적 회전의 회전 속도는 감속 기어비 R(2) 로 감소되어 위상을 지각시킨다.

따라서, 전기 모터 (2060) 의 출력축과 스프로킷 (2010) 사이의 상대적 회전의 방향이 같은 한, 흡기 밸브 (1100) 의 위상은 최지각과 CA(1) 사이의 지각된 영역 및 CA(2) 와 최진각 사이의 진각된 영역 모두에 대해 진각되거나 지각될 수 있다. 여기서, CA(2) 와 최진각 사이의 진각된 영역에 대해, 위상은 더욱 진각되거나 더욱 지각될 수 있다. 따라서, 위상은 넓은 범위에 걸쳐 변화될 수 있다.

또한, 최지각과 CA(1) 사이의 지각된 영역의 감속 기어비가 높기 때문에 엔진 (1000) 이 작동할 때 흡기 캠축 (1120) 에 작용하는 토크에 의해 전기 모터 (2060) 의 출력축을 회전시키는데 큰 토크가 필요하다. 그러므로, 전기 모터 (2060) 가 예를 들어 정지되는 경우, 전기 모터 (2060) 가 토크를 발생시키지 않더라도, 흡기 캠축 (1120) 에 작용하는 토크에 의해 야기되는 전기 모터 (2060) 의 출력축의 회전이 억제될 수 있다. 그러므로, 제어 하에 결정되는 위상으로부터의 실제 위상의 변화가 억제될 수 있다.

흡기 밸브 (1100) 의 위상이 CA(1) 과 CA(2) 사이의 중간 영역에 있는 경우, 전기 모터 (2060) 의 출력축과 스프로킷 (2010) 사이의 상대적 회전의 회전 속도는 소정의 변화율로 변화되는 감속 기어비로 감소되며, 이는 흡기 밸브 (1100) 의 위상의 진각 또는 지각을 가져올 수 있다.

따라서, 위상이 지각 영역에서 진각 영역으로 또는 진각 영역에서 지각 영역으로 변화하는 경우, 전기 모터 (2060) 의 출력축과 스프로킷 (2010) 사이의 상대적 회전의 회전 속도에 대한 위상의 변화량은 점진적으로 증가되거나 감소될 수 있다. 이 방식으로, 위상의 변화량의 갑작스런 단계적 변화가 억제되어 이에 의해 위상의 갑작스런 변화를 억제할 수 있다. 따라서, 위상을 제어하는 능력이 향상될 수 있다.

도 3 으로 되돌아가, 전기 모터 (2060) 는 EDU(전자 구동기 유닛) (4002) 를 통해 ECU (4000) 에 의해 듀티 제어된다. 여기서, “듀티 제어” 란 EDU (4002) 의 스위칭 요소(미도시)의 온(ON) 기간의 비인 듀티비를 설정하고 이에 의해 이 듀티비로 스위칭 요소를 작동시킴으로써 전기 모터 (2060) 의 작동 전압을 제어하는 것을 말한다.

다시 말해, 전기 모터 (2060) 의 작동 전압은 듀티비에 따라 결정되는 전압이다. 듀티비가 높아질수록, 작동 전압이 더 높아진다. 또한, 작동 전압이 높아질수록, 전기 모터 (2060) 에 의해 더 높은 토크가 발생된다. 또한, 작동 전류가 높아질수록, 전기 모터 (2060) 는 더 높은 토크를 발생시킨다.

ECU (4000) 에 의해 설정되는 듀티비를 나타내는 신호는 EDU (4002) 에 출력된다. EDU (4002) 는 그리고나서 듀티비에 따른 전압을 출력하며 이에 따라 전기 모터 (2060) 가 구동된다.

듀티비를 설정하는 대신, 전기 모터 (2060) 의 작동 전압 또는 작동 전류가 직접 설정될 수 있다. 이 경우, 설정된 작동 전압 또는 작동 전류는 전기 모터 (2060) 를 구동시키는데 사용될 수 있다.

전기 모터 (2060) 의 회전 속도는 전기 모터 (2060) 에 의해 발생되는 토크에 따라 결정되는 회전 속도이다. 전기 모터 (2060) 의 회전 속도는 회전 속도 센서 (5040) 에 의해 검출되며 그 검출의 결과를 나타내는 신호가 ECU (4000) 에 전달된다.

도 11 을 참조하여, 본 실시형태에 따른 가변 밸브 타이밍 장치를 제어하는 ECU (4000) 에 의해 실행되는 프로그램의 제어 구조가 설명된다. 아래 기재되는 프로그램은 소정의 기간을 갖는 사이클로 반복적으로 실행된다.

단계(이후 S로 축약됨) 100 에서, ECU (4000) 는 엔진 속도 (NE) 및 흡기량 (KL) 에 기초하여 흡기 밸브 (1100) 의 목표 위상을 결정하기 위하여 상기 설명된 도 2 에 보여지는 맵을 사용한다.

S102 에서, ECU (4000) 는 결정된 목표 위상이 흡기 VVT 기구 (2000) 에 의해 실행될 수 있는 위상 중에서 가장 큰 정도로 지각된 위상(이후 최지각 위상이라고도 함)인지 아닌지를 결정한다. 목표 위상이 최지각 위상(S102에서 “예”)인 경우, 이 과정은 S104로 진행한다. 그렇지 않으면(S102에서 “아니오”), 과정은 S202로 진행한다.

S104에서, ECU (4000) 는 캠 위치 센서 (5010) 로부터 전달되는 신호에 기초하여 흡기 캠축 (1120) 의 위상, 즉 흡기 밸브 (1100) 의 위상을 검출한다.

S106에서, ECU (4000) 는 흡기 밸브 (1100) 의 위상이 문턱값 CA(FF) 에 대해 지각된 위상인지 아닌지를 결정한다. 흡기 밸브 (1100) 의 위상이 문턱값 CA(FF) 에 대해 지각된 위상이면(S106에서 “예”), 과정은 S200으로 진행한다. 그렇지 않으면(S106에서 “아니오”), 과정은 S202로 진행한다.

S200에서, ECU (4000) 는 피드포워드 제어에 의해 전기 모터 (2060) 를 제어한다. 피드포워드 제어 하에서, 소정의 듀티 명령값(EDU (4002) 에 대하여 명령되는 듀티비)은 EDU (4002) 로 전달된다.

본 실시형태에서, 피드포워드 제어 하에 EDU (4002) 에 전달되는 듀티 명령값은 상기 기재된 도7에 보여지듯이 제어 핀 (2034) 이 흡기 VVT 기구 (2000) 의 가이드 홈 (2042) 의 단부에 접할 때 흡기 VVT 기구 (2000) 가 손상되지 않도록 하는 값으로 설정된다. 듀티 명령값은 실험, 시뮬레이션 등을 통해 미리 설정된다.

S202에서, ECU (4000) 는 피드백 제어에 의해 전기 모터 (2060) 를 제어한 다.

도 12 를 참조하여, ECU (4000) 가 피드백 제어에 의해 전기 모터 (2060) 를 제어할 때 ECU (4000) 에 의해 실행되는 프로그램의 제어 구조가 설명된다. 프로그램은 소정의 기간을 갖는 사이클로 반복적으로 실행된다.

S300에서, ECU (4000) 는 캠 위치 센서 (5010) 로부터 전달되는 신호에 기초하여, 흡기 캠축 (1120) 의 회전 속도와 위상(흡기 밸브 (1100) 의 위상)을 검출한다. S302에서, ECU (4000) 는 목표 위상과 검출된 위상 사이의 차 (ΔCA) 를 계산한다.

S304에서, 목표 위상과 검출된 위상 사이의 차 (ΔCA) 에 기초하여, ECU (4000) 는 전기 모터 (2060) 의 출력축과 스프로킷 (2010) 사이의 회전 속도차(출력축과 스프로킷 사이의 상대 회전의 회전 속도)의 요구값(이 요구값은 이후 요구 회전 속도차라고도 함)을 계산한다. 요구 회전 속도차는, 예를 들어 파라미터로서 ΔCA가 구비된 맵을 사용하여 계산된다. 요구 회전 속도차를 계산하는 방법은 상기 기재된 것에 제한되지 않는다.

S306에서, ECU (4000) 는 전기 모터 (2060) 의 출력축의 회전 속도의 요구값(이후 요구 회전 속도라고도 함)을 계산한다. 요구 회전 속도는 S304에서 계산된 요구 회전 속도차와 흡기 캠축 (1120) 의 회전 속도의 합을 결정함으로써 계산된다.

S308에서, ECU (4000) 는 요구 회전 속도에 기초하여 전기 모터 (2060) 의 기본 듀티비를 계산한다. 기본 듀티비는 계산된 기본 듀티비가 요구 회전 속도 가 높아질수록 더 큰 값을 갖도록 계산된다. 기본 듀티비는, 예를 들어 파라미터로서 요구 회전 속도를 구비한 맵을 사용하여 계산된다. 기본 듀티비를 계산하는 방법은 상기 기재된 것에 제한되지 않는다.

S310에서, ECU (4000) 는 회전 속도 센서 (5040) 로부터 전달되는 신호에 기초하여 전기 모터 (2060) 의 출력축의 회전 속도를 검출한다. S312에서, ECU (4000) 는 요구 회전 속도와 출력축의 검출된 회전 속도 사이의 회전 속도차 (ΔN) 를 계산한다.

S314에서, ECU (4000) 는 요구 회전 속도와 출력축의 검출된 회전 속도 사이의 회전 속도차 (ΔN)에 기초하여 전기 모터 (2060) 의 보정 듀티비를 계산한다. 보정 듀티비는 예를 들어 회전 속도차에 보정 계수 K를 곱하여 계산된다. 보정 듀티비를 계산하는 방법은 상기 기재된 것에 제한되지 않는다.

S316에서, ECU (4000) 는 기본 듀티비와 보정 듀티비의 합을 계산함으로써 전기 모터 (2060) 의 듀티 명령값을 계산한다. 이 듀티 명령값은 상기 기재된 S200의 듀티 명령값보다 더 큰 값을 가질 수 있다. 다시 말해, 듀티 명령값은 더 높은 상한을 갖는다.

S318에서, ECU (4000) 는 듀티 명령값을 EDU (4002) 에 전달한다. 즉, 전기 모터 (2060) 는 듀티 명령값에 따라 결정되는 전압에서 작동한다.

상기 기재된 구조 및 플로우차트에 기초하여, 가변 밸브 타이밍 장치의 작동이 본 실시형태에 따라 설명된다.

엔진 (1000) 이 작동하는 동안, 엔진 회전 속도 (NE) 및 흡기량 (KL) 에 기 초하여 흡기 밸브 (1100) 의 목표 위상을 결정하는데(S100) 상기 설명된 도 2 에 보여지는 맵이 사용된다. 결정된 목표 위상이 최지각 위상이 아닌 경우(S102에서 “아니오”), 전기 모터 (2060) 는 피드백 제어 (S202)에 의해 제어되며 이에 의해 흡기 밸브 (1100) 의 위상이 제어된다.

구체적으로, 캠 위치 센서 (5010) 로부터 전달되는 신호에 기초하여, 흡기 캠축 (1120) 의 위상(흡기 밸브 (1100) 의 위상)과 회전 속도가 검출된다(S300).

목표 위상과 검출된 위상 사이의 차 (ΔCA) 가 계산된다(S302). ΔCA 에 기초하여, 전기 모터 (2060) 의 출력축과 스프로킷 (2010) 사이의 요구 회전 속도차가 계산된다(S304).

요구 회전 속도차와 흡기 캠축 (1120) 의 회전 속도의 합이 전기 모터의 출력축의 요구 회전 속도를 계산하기 위해 결정된다(S306). 요구 회전 속도에 기초하여, 전기 모터 (2060) 의 기본 듀티비가 계산된다(S308).

또한, 회전 속도 센서 (5040) 로부터 전달되는 신호에 기초하여, 전기 모터 (2060) 의 출력축 회전 속도가 검출되며(S310) 요구 회전 속도와 검출된 출력축 회전 속도 사이의 회전 속도차 (ΔN) 가 계산된다(S312). 이 회전 속도차 (ΔN) 에 기초하여 전기 모터 (2060) 의 보정 듀티비가 계산되며(S314), 기본 듀티비와 보정 듀티비의 합이 전기 모터 (2060) 의 듀티 명령값을 계산하기 위해 결정된다(S316).

이렇게 계산된 듀티 명령값은 EDU (4002) 에 전달된다(S318). 따라서, 전기 모터 (2060) 는 듀티 명령값에 따라 결정되는 전압에서 작동된다. 그러므 로, 피드백 제어에 의하여, 흡기 밸브 (1100) 의 위상이 정확하게 제어될 수 있다.

결정된 목표 위상이 최지각 위상이고(S102에서 “예”), 흡기 밸브 (1100) 의 위상이 문턱값 CA(FF) 에 대해 진각된 위상인(S106에서 “아니오”) 경우, 흡기 밸브 (1100) 의 위상을 제어하는데, 즉 결정된 목표 위상이 최지각 위상이 아닌 경우(S102에서 “아니오”)에 행해지는 듀티 명령값을 제어하는데 피드백 제어가 사용된다.

대조적으로, 결정된 목표 위상이 최지각 위상이고(S102에서 “예”), 흡기 밸브 (1100) 의 위상이 문턱값 CA(FF) 에 대해 지각된 위상인(S106에서 “예”) 경우, 피드백 제어에 의한 위상 제어가 반드시 바람직한 것은 아니다.

구체적으로, 피드백 제어에 의해 결정되는 듀티 명령값이 전기 모터 (2060) 를 작동시키는데 사용되는 경우 전기 모터 (2060) 의 출력 토크가 과도하여, 흡기 VVT 기구 (2000) 의 제어 핀 (2034) 이 가이드 홈 (2042) 의 단부에 접할 때 흡기 VVT 기구 (2000) 에 손상을 입힐 수 있다.

따라서, 결정된 목표 위상이 최지각 위상이고(S102에서 “예”), 흡기 밸브 (1100) 의 위상이 문턱값 CA(FF) 에 대해 지각된 위상인(S106에서 “예”) 경우, 위상을 제어하기 위해 전기 모터 (2060) 가 피드백 제어 대신에 피드포워드 제어에 의해 제어된다(S200).

구체적으로, 흡기 VVT 기구 (2000) 가 손상을 입지 않도록 하는 값으로 미리 설정된 듀티 명령값이 EDU (4002) 에 전달된다. 다시 말해, 흡기 밸브 (1100) 가 문턱값 CA(FF) 에 대해 진각된 위상을 갖는 경우에 결정되는 듀티 명령값의 상 한보다 더 작은 듀티 명령값이 EDU (4002) 에 전달된다.

따라서, 흡기 VVT 기구 (2000) 의 제어 핀 (2034) 이 가이드 홈 (2042) 의 단부에 접할 때 발생할 수 있는 충격이 억제될 수 있다. 또한, 위상이 최지각 위상으로 유지되는 경우, 전기 모터 (2060) 의 전력 소비 및 열 발생이 억제될 수 있다.

상기 설명한 바와 같이, 본 발명의 가변 밸브 타이밍 장치에 따르면, 검출된 위상이 문턱값 CA(FF) 에 대해 지각된 위상인 경우 EDU에 전달되는 듀티 명령값은 검출된 위상이 문턱값 CA(FF) 에 대해 진각된 위상인 경우 결정되는 듀티 명령값의 상한보다 더 작다. 따라서, 흡기 VVT 기구의 제어 핀이 가이드 홈의 단부에 접할 때 발생할 수 있는 충격이 억제될 수 있다. 또한, 위상이 최지각 위상인 경우, 전기 모터의 전력 소비 및 열 발생이 억제될 수 있다. 그러므로, 흡기 VVT 기구에의 손상 뿐만 아니라 전기 모터의 전력 소비와 열 발생이 억제될 수 있다.

검출된 위상이 문턱값 CA(FF) 에 대해 지각된 위상인 경우의 듀티 명령값을 검출된 위상이 문턱값 CA(FF) 에 대해 진각된 위상인 경우에 설정되는 듀티 명령값의 상한보다 더 작은 값으로 설정하는 대신에, 소정의 조건이 만족되는 경우 설정되는 듀티 명령값이 그 조건이 만족되지 않는 경우 설정되는 듀티 명령값의 상한보다 더 작게 설정될 수 있다.

또한, 검출된 위상이 문턱값 CA(FF) 에 대해 지각된 위상인 경우 결정되는 듀티 명령값은 흡기 밸브 (1100) 의 위상에 따라 변화될 수 있다. 이 경우, 검출된 위상이 문턱값 CA(FF) 에 대해 지각된 위상인 경우 결정되는 듀티 명령값의 상한은 검출된 위상이 문턱값 CA(FF) 에 대해 진각된 위상인 경우 결정되는 듀티 명령값의 상한보다 더 작게 설정될 수 있다.

다른 실시형태

검출된 위상이 문턱값에 대해 지각된 위상인 경우와 검출된 위상이 문턱값에 대해 진각된 위상인 경우 모두에서, 검출된 위상이 문턱값에 대해 지각된 위상인 경우 결정되는 듀티 명령값의 상한이 검출된 위상이 문턱값에 대해 진각된 위상인 경우 결정되는 듀티 명령값의 상한보다 더 작도록 피드포워드 제어에 의해 위상 즉 듀티 명령값이 제어될 수 있다.

대안적으로, 검출된 위상이 문턱값에 대해 지각된 위상인 경우와 검출된 위상이 문턱값에 대해 진각된 위상인 경우 모두에서, 검출된 위상이 문턱값에 대해 지각된 위상인 경우 결정되는 듀티 명령값의 상한이 검출된 위상이 문턱값에 대해 진각된 위상인 경우 결정되는 듀티 명령값의 상한보다 더 작도록 피드백 제어에 의해 위상이 제어될 수 있다.

또한, 검출된 위상이 문턱값에 대해 지각된 위상인 경우 결정되는 듀티 명령값의 상한이 검출된 위상이 문턱값에 대해 진각된 위상인 경우 결정되는 듀티 명령값의 상한보다 더 작도록, 위상은 검출된 위상이 문턱값에 대해 지각된 위상인 경우 피드백 제어에 의해 제어될 수 있으며 또한 검출된 위상이 문턱값에 대해 진각된 위상인 경우에는 피드포워드 제어에 의해 제어될 수 있다.

여기 기재된 실시형태는 모든 면에서 제한적이기보다 예시적이라고 이해되어져야 함을 유의해야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 기재에 의해서보다 첨부된 청구범위에 의해 규정되며, 청구범위와 동등한 의미 및 범위 내에 있는 모든 변화가 그 안에 포함되도록 의도된다.

Claims

흡기 밸브 (1100) 및 배기 밸브 (1110) 중 적어도 하나 (1100, 1110) 의 개방 및 폐쇄 타이밍을 변화시키는 가변 밸브 타이밍 장치에 있어서,

상기 가변 밸브 타이밍 장치를 작동시키기 위해 더 큰 명령값에 대해 더 큰 토크로 작동하는 액츄에이터 (2060); 및

작동 유닛 (4000) 을 포함하며,

상기 작동 유닛 (4000) 은 제 1 제어 모드에서 상기 명령값을 제어하며,

상기 작동 유닛 (4000) 은 상기 명령값이 상기 제 1 제어 모드에서 제어되는 상기 명령값보다 더 크도록하는 방식으로 제 2 제어 모드에서 상기 명령값을 제어하고,

상기 작동 유닛 (4000) 은 상기 개방 및 폐쇄 타이밍이 제 1 영역에 있는 경우 상기 제 1 제어 모드를 선택하며, 상기 개방 및 폐쇄 타이밍이 상기 제 1 영역에 대해 진각된 제 2 영역에 있는 경우에는 상기 제 2 제어 모드를 선택하는 가변 밸브 타이밍 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역에 대해 진각된 가변 밸브 타이밍 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 제어 모드는 피드백 제어 모드이며,

상기 제 2 제어 모드는 피드백 제어 모드인 가변 밸브 타이밍 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 제어 모드는 피드포워드 제어 모드이며,

상기 제 2 제어 모드는 피드포워드 제어 모드인 가변 밸브 타이밍 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 제어 모드는 피드포워드 제어 모드이며,

상기 제 2 제어 모드는 피드백 제어 모드인 가변 밸브 타이밍 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 제어 모드는 피드백 제어 모드이며,

상기 제 2 제어 모드는 피드포워드 제어 모드인 가변 밸브 타이밍 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 명령값이 커질수록 상기 액츄에이터 (2060) 가 더 큰 토크로 작동하도록 상기 액츄에이터 (2060) 를 구동하는 구동기 유닛 (4002) 을 더 포함하고,

상기 명령값은 상기 작동 유닛 (4000) 으로부터 상기 구동기 유닛 (4002) 에 출력되는 가변 밸브 타이밍 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 명령값은 전압인 가변 밸브 타이밍 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 명령값은 전류인 가변 밸브 타이밍 장치.
흡기 밸브 (1100) 및 배기 밸브 (1110) 중 적어도 하나 (1100, 1110) 의 개방 및 폐쇄 타이밍을 변화시키는 가변 밸브 타이밍 장치의 제어 방법에 있어서,

상기 가변 밸브 타이밍 장치는 상기 가변 밸브 타이밍 장치를 작동시키기 위해 더 큰 명령값에 대해 더 큰 토크로 작동하는 액츄에이터 (2060) 를 포함하며, 상기 제어 방법은

제 1 제어 모드에서 상기 명령값을 제어하는 단계;

상기 명령값이 상기 제 1 제어 모드에서 제어되는 상기 명령값보다 더 크도록 하는 방식으로 제 2 제어 모드에서 상기 명령값을 제어하는 단계; 및

상기 개방 및 폐쇄 타이밍이 제 1 영역에 있는 경우 상기 제 1 제어 모드를 선택하고, 상기 개방 및 폐쇄 타이밍이 상기 제 1 영역에 대해 진각된 제 2 영역에 있는 경우에는 상기 제 2 제어 모드를 선택하는 단계를 포함하는 가변 밸브 타이밍 장치의 제어 방법.
삭제
제 11 항에 있어서,

상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역에 대해 진각된 가변 밸브 타이밍 장치의 제어 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 제 1 제어 모드는 피드백 제어 모드이며,

상기 제 2 제어 모드는 피드백 제어 모드인 가변 밸브 타이밍 장치의 제어 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 제 1 제어 모드는 피드포워드 제어 모드이며,

상기 제 2 제어 모드는 피드포워드 제어 모드인 가변 밸브 타이밍 장치의 제어 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 제 1 제어 모드는 피드포워드 제어 모드이며,

상기 제 2 제어 모드는 피드백 제어 모드인 가변 밸브 타이밍 장치의 제어 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 제 1 제어 모드는 피드백 제어 모드이며,

상기 제 2 제어 모드는 피드포워드 제어 모드인 가변 밸브 타이밍 장치의 제어 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 가변 밸브 타이밍 장치는 상기 명령값이 커질수록 상기 액츄에이터 (2060) 가 더 큰 토크로 작동하도록 상기 액츄에이터 (2060) 를 구동하는 구동기 유닛 (4002) 을 더 포함하고,

상기 명령값은 상기 구동기 유닛 (4002) 에 출력되는 가변 밸브 타이밍 장치의 제어 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 명령값은 전압인 가변 밸브 타이밍 장치의 제어 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 명령값은 전류인 가변 밸브 타이밍 장치의 제어 방법.
흡기 밸브 (1100) 및 배기 밸브 (1110) 중 적어도 하나 (1100, 1110) 의 개방 및 폐쇄 타이밍을 변화시키는 가변 밸브 타이밍 장치에 있어서,

상기 가변 밸브 타이밍 장치를 작동하기 위해 더 큰 명령값에 대해 더 큰 토크로 작동하는 액츄에이터 (2060);

상기 명령값을 제어하는 제 1 제어 수단 (4000);

상기 명령값이 상기 제 1 제어 수단 (4000) 에 의해 제어되는 상기 명령값보다 더 크도록 하는 방식으로 제어 모드에서 상기 명령값을 제어하는 제 2 제어 수단 (4000); 및

상기 개방 및 폐쇄 타이밍이 제 1 영역에 있는 경우 상기 제 1 제어 수단 (4000) 에 의한 제어 모드를 선택하고, 상기 개방 및 폐쇄 타이밍이 상기 제 1 영역에 대해 진각된 제 2 영역에 있는 경우에는 상기 제 2 제어 수단 (4000) 에 의한 제어 모드를 선택하는 선택 수단 (4000) 을 포함하는 가변 밸브 타이밍 장치.
삭제
제 21 항에 있어서,

상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역에 대해 진각된 가변 밸브 타이밍 장치.
제 21 항에 있어서,

상기 제 1 제어 수단 (4000) 은 피드백 제어 모드에서 상기 명령값을 제어하는 수단을 포함하고,

상기 제 2 제어 수단 (4000) 은 피드백 제어 모드에서 상기 명령값을 제어하는 수단을 포함하는 가변 밸브 타이밍 장치.
제 21 항에 있어서,

상기 제 1 제어 수단 (4000) 은 피드포워드 제어 모드에서 상기 명령값을 제어하는 수단을 포함하고,

상기 제 2 제어 수단 (4000) 은 피드포워드 제어 모드에서 상기 명령값을 제어하는 수단을 포함하는 가변 밸브 타이밍 장치.
제 21 항에 있어서,

상기 제 1 제어 수단 (4000) 은 피드포워드 제어 모드에서 상기 명령값을 제어하는 수단을 포함하고,

상기 제 2 제어 수단 (4000) 은 피드백 제어 모드에서 상기 명령값을 제어하는 수단을 포함하는 가변 밸브 타이밍 장치.
제 21 항에 있어서,

상기 제 1 제어 수단 (4000) 은 피드백 제어 모드에서 상기 명령값을 제어하는 수단을 포함하고,

상기 제 2 제어 수단 (4000) 은 피드포워드 제어 모드에서 상기 명령값을 제어하는 수단을 포함하는 가변 밸브 타이밍 장치.
제 21 항에 있어서,

상기 명령값이 커질수록 상기 액츄에이터 (2060) 가 더 큰 토크로 작동하도록 상기 액츄에이터 (2060) 를 구동하는 구동기 수단 (4002) 을 더 포함하고,

상기 명령값은 상기 구동기 수단 (4002) 에 출력되는 가변 밸브 타이밍 장치.
제 21 항에 있어서,

상기 명령값은 전압인 가변 밸브 타이밍 장치.
제 21 항에 있어서,

상기 명령값은 전류인 가변 밸브 타이밍 장치.