KR101371456B1 - 가변 흡기시스템과 그것의 제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 회전수에 따라 각 연소실로 공급해 주는 공기량을 가변적으로 조절할 수 있도록 하고, 밸브 개폐각을 피드백 제어하여 원하는 흡기 압력이 제공되도록 하는 가변 흡기시스템의 제어방법이 개시된다.
본 발명은 엔진이 시동 온되면 엔진의 RPM을 검출하여 운전영역을 판정하는 과정; 운전영역이 중고속 영역이면 운전 영역별 흡기 압력의 목표값과 가변 플랩의 열림각으로 설정되는 맵 데이터를 적용하여 가변 플랩의 목표 열림각을 결정하는 과정; 액추에이터를 구동시켜 가변 플랩을 목표 열림각으로 개방하고 액추에이터의 작동 위치를 피드백 검출하는 과정; 액추에이터의 작동 위치를 분석하여 가변 플랩의 열림각을 검출하고 가변 플랩의 열림각이 목표 열림각을 추종하는지 판단하는 과정; 가변 플랩이 목표 열림각을 추종하면 액추에이터의 작동 위치를 고정하고, 가변 플랩이 목표 열림각을 추종하지 못하면 액추에이터의 구동을 보정하여 가변 플랩을 목표 열림각으로 추종시키는 과정을 포함한다.

Description

가변 흡기시스템과 그것의 제어장치 및 방법{VARIABLE INTAKE SYSTEM FOR VEHICLE AND CONTROL DEVICE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 차량에 장착되는 흡기 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 회전수에 따라 각 연소실로 공급해 주는 공기량을 가변적으로 조절할 수 있도록 하고, 밸브 개폐각을 피드백 제어하여 원하는 흡기 압력이 제공되도록 하는 가변 흡기시스템과 그것의 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

차량에 장착되는 가변 흡기시스템은 엔진의 부하에 따라 보조 덕트를 개폐함으로써 흡기 압력의 손실을 발생시키지 않고, 소음성능을 개선시키는 시스템이다.

종래의 차량에 장착되는 가변 흡기시스템은 두 갈래로 분지되는 흡기 덕트를 에어 크리너 하우징에 접속한 구조로 이루어지며, 엔진의 저속 저부하 영역에서는 흡기 덕트의 일측만 개방하고, 엔진의 고속 고부하 영역에서는 흡기 덕트의 쌍방을 모두 개방할 수 있다.

상기 가변 흡기시스템은 두 개의 흡기 덕트 중 어느 하나를 선택적으로 개폐하기 위한 밸브 어셈블리 및 그 밸브 어셈블리에 구동력을 제공하는 엑추에이터가 구비되는 바, 이 중에서 엑추에이터는 반능동 타입과 능동 타입으로 구분될 수 있다.

여기서, 반능동 타입의 엑추에이터는 솔레노이드를 이용한 진공식 엑추에이터, 자석을 이용한 자연 개폐식 엑추에이터를 예로 들 수 있으며, 능동 타입의 엑추에이터는 DC 모터를 사용하고 있다.

그런데, 종래 기술에서 반능동 타입의 엑추에이터는 흡기 덕트의 개방 면적을 조절하기가 어렵고, 엔진의 최대 RPM에서 완전 개방되지 않아 흡압 상승으로 인해 최대 출력이 손실되며, 가속 부밍의 선형성이 저하되고 응답 속도가 느리다는 단점이 있다.

또한, 종래 기술에서 능동 타입의 엑추에이터는 고가의 DC 모터를 사용하므로, 원가가 상승하게 되고, 동력을 전달하는 부분이 복잡하며, 코킹 부위 등에서 소음이 발생하게 되고, 신속하고 정확한 제어가 어렵다는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 단점을 개선하기 위한 것으로, 그 목적은 신속하고 정확한 제어로 가속 부밍의 선형화를 제공하고, 흡기 부압과 소음저감을 최적화하여 엔진 성능 향상을 제공하고자 한다.

또한, 가변 흡기밸브의 개폐각을 피드백 제어하여 엔진의 부하 영역에 따른 구간별 원하는 흡기 압력의 목표값을 최적의 상태로 추적시켜 최적의 엔진 출력을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따르는 특징은 엔진의 회전수에 따라 연소실로 공급되는 공기량을 조절하는 가변 흡기시스템으로서, 공기를 흡입하는 메인 덕트와 보조 덕트가 연결된 에어 크리너 본체; 상기 에어 크리너 본체의 내부에서 상기 보조 덕트에 연결되게 설치되는 밸브 하우징; 상기 밸브 하우징에 구성되며, 상기 보조 덕트의 관로 개방량을 선택적으로 조절하는 밸브 어셈블리; 상기 밸브 하우징에 설치되며 상기 밸브 어셈블리에 구동력을 제공하는 액추에이터를 포함하며, 상기 액추에이터는 영구 자석에 인가되는 전류에 의해 직선 운동하는 모터축이 구비된 리니어 모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변 흡기 시스템이 제공된다.

상기 리니어 모터의 모터축과 상기 밸브 어셈블리를 연결하며, 상기 모터축의 직선 운동을 회전 운동으로 변환하는 동력 전달유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 밸브 어셈블리는 상기 밸브 하우징에 회전 가능하게 설치되는 밸브 샤프트와, 상기 밸브 샤프트에 설치되며, 상기 밸브 하우징의 관로를 선택적으로 개폐하는 플랩부재를 포함할 수 있다.

상기 리니어 모터는 상기 모터축이 외부로 돌출되게 설치되는 모터 하우징과, 상기 모터 하우징의 내부에 설치되고, 코일이 감기며 상기 모터축이 가이드부재를 통해 직선 이동 가능하게 설치되는 영구 자석과, 상기 모터 하우징의 내부에 상기 가이드 부재와 접촉되고, 상기 가이드 부재의 직선 운동에 따른 이동거리를 검출하는 가변저항과, 상기 모터축에 고정되며, 상기 모터 하우징의 내부에서 상기 모터축의 직선 운동을 지지하는 지지판과, 상기 모터 하우징의 내벽과 지지판 사이에 장착되며, 상기 지지판으로 탄발력을 발휘하는 탄성부재를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 운전 영역에 따라 열림각이 조정되어 엔진에 흡입되는 공기량을 조절하는 가변 플랩; 시동 온 상태에서 엔진의 RPM을 검출하는 엔진RPM검출부; 엔진의 운전 영역별 흡기 압력의 목표값과 가변 플랩의 열림각을 맵 데이터로 저장하는 메모리부; 엔진 RPM을 분석하여 운전영역을 판단하고, 중고속 운전영역으로 판정되면 설정된 맵 데이터를 적용하여 상기 가변 플랩의 목표 열림각을 결정하여 개방을 제어하는 제어부; 상기 제어부에서 인가되는 전류 제어신호에 구동되어 상기 가변 플랩의 열림각을 조정하는 액추에이터; 상기 액추에이터의 작동 위치를 검출하여 제어부에 피드백 정보로 제공하는 위치검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 흡기시스템의 제어장치가 제공된다.

상기 제어부는 위치검출부에서 제공되는 액추에이터의 작동 위치로부터 스트로크와 가변 플랩의 열림각을 검출하여 목표 열림각을 추종하도록 액추에이터의 구동을 보정할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 엔진이 시동 온되면 엔진의 RPM을 검출하여 운전영역을 판정하는 과정; 운전영역이 중고속 영역이면 운전 영역별 흡기 압력의 목표값과 가변 플랩의 열림각으로 설정되는 맵 데이터를 적용하여 가변 플랩의 목표 열림각을 결정하는 과정; 액추에이터를 구동시켜 가변 플랩을 목표 열림각으로 개방하고 액추에이터의 작동 위치를 피드백 검출하는 과정; 액추에이터의 작동 위치를 분석하여 가변 플랩의 열림각을 검출하고 가변 플랩의 열림각이 목표 열림각을 추종하는지 판단하는 과정; 가변 플랩이 목표 열림각을 추종하면 액추에이터의 작동 위치를 고정하고, 가변 플랩이 목표 열림각을 추종하지 못하면 액추에이터의 구동을 보정하여 가변 플랩을 목표 열림각으로 추종시키는 과정을 포함하는 가변 흡기시스템의 제어방법이 제공된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 가변 밸브 어셈블리를 작동시키는 엑추에이터로 보이스-코일 모터와 같은 리니어 모터를 사용하므로, 기존의 반능동 타입에 비해 가속 부밍의 선형화를 제공할 수 있고, 흡기 부압과 소음저감의 최적화로 엔진의 출력 향상을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 기존의 능동 타입에 비해 원가가 저렴하고 소음이 없으며, 가변 밸브의 개폐각을 피드백 제어함으로써, 엔진의 부하 영역에 따른 흡기 압력의 목표값을 신속하고 정확하게 추적시킬 수 있어 최적의 엔진성능을 제공할 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가변 흡기시스템의 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가변 흡기시스템의 일 부분을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가변 흡기시스템의 다른 일 부분을 도시한 부분 절개 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가변 흡기시스템에 적용되는 엑추에이터를 도시한 부분 절개 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가변 흡기시스템의 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가변 흡기시스템의 제어장치에서 구간별 흡기 압력 목표값을 추종시키기 위한 맵 테이블이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 가변 흡기시스템의 제어절차를 개략적으로 도시한 흐름도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가변 흡기시스템의 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 가변 흡기시스템(100)은 엔진의 각 연소실로 공기를 공급하기 위한 차량 엔진의 흡기시스템에 적용될 수 있다.

상기 가변 흡기시스템(100)은 연소실로 공급되는 공기를 필터링 하는 에어 크리너에 구성되는 바, 엔진의 회전수에 따라 각 연소실로 공급해 주는 공기량을 가변적으로 조절하기 위한 것이다.

예를 들면, 상기 가변 흡기시스템(100)은 공기를 흡입하는 두 개의 덕트를 에어 크리너에 구성하여 엔진의 저중속 구간에서는 하나의 덕트를 통해 각 연소실로 공기를 공급하고, 엔진의 고중속 구간에서는 흡기의 부족을 보충하기 위해 두 개의 덕트를 통해 각 연소실로 공기를 공급할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 가변 흡기시스템(100)은 기존의 반능동 타입에 비해 가속 부밍의 선형화를 제공할 수 있고, 흡기 부압과 소음저감의 최적화를 제공할 수 있어 엔진 출력을 향상시킬 수 있으며, 기존의 능동 타입에 비해 원가가 저렴하고 소음이 없으며 신속 정확한 제어가 가능한 구조로 이루어진다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가변 흡기시스템의 일 부분을 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 가변 흡기 시스템의 다른 일 부분을 도시한 부분 절개 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 가변 흡기시스템(100)은 기본적으로, 에어 크리너 본체(10)와, 밸브 하우징(20), 밸브 어셈블리(30), 액추에이터(50), 동력전달유닛(70) 및 제어기(90)를 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 에어 크리너 본체(10)는 엔진의 각 연소실로 공급되는 공기(흡기)를 필터링 하는 것으로서, 공기 중의 이물질을 제거하는 필터 엘리먼트(도면에 도시되어 있지 않음)를 포함하고 있다.

상기 에어 크리너 본체(10)는 흡입 공기가 유입되는 두 개의 흡입부가 형성되어 있는 바, 각각의 흡입부에는 공기를 흡입하는 메인 덕트(11)와 보조 덕트(13)가 설치된다.

상기 메인 덕트(11)는 엔진의 저중속 구간에서 흡입 공기를 각 연소실로 공급하기 위한 것이며, 보조 덕트(13)는 엔진의 중고속 구간에서 메인 덕트(11)와 함께 흡입 공기를 각 연소실로 공급하기 위한 것이다.

그리고, 상기 에어 크리너 본체(10)에는 메인 덕트(11) 및/또는 보조 덕트(13)를 통해 흡입되는 공기를 각 연소실로 배출하기 위한 배출부(도면에 도시되어 있지 않음)를 형성하고 있다.

이러한 에어 크리너 본체(10)는 당 업계에서 널리 사용되는 공지 기술의 에어 크리너로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 밸브 하우징(20)은 뒤에서 더욱 설명될 밸브 어셈블리(30)와 액추에이터(50)를 장착하기 위한 것으로서, 에어 크리너 본체(10)의 내부에서 플랜지를 통해 보조 덕트(13)의 단부에 연결되게 설치된다.

상기 밸브 하우징(20)은 보조 덕트(13)와 연결되는 관로를 지니며 에어 크리너 본체(10)의 내부에 고정되게 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 밸브 어셈블리(30)는 밸브 하우징(20)과 통하는 보조 덕트(13)의 관로 개방량을 선택적으로 조절하기 위한 것이다.

이러한 밸브 어셈블리(30)는 밸브 하우징(20)의 자유단에 구성되는 바, 밸브 프레임(31), 밸브 샤프트(33) 및 플랩부재(35)를 포함하고 있다.

상기 밸브 프레임(31)은 원형의 링 형상으로 이루어지며, 밸브 하우징(20)의 자유단에 고정되게 설치된다.

상기 밸브 샤프트(33)는 밸브 하우징(20)의 내부 중심 방향을 가로지르며 밸브 프레임(31)에 회전 가능하게 설치되는 바, 부시와 부시 가이드 등을 통해 밸브 프레임(31)에 회전 가능하게 설치될 수 있다.

여기서, 상기 밸브 샤프트(33)는 밸브 프레임(31)을 관통하여 밸브 하우징(20)의 자유단 외측으로 돌출되게 배치된다.

그리고, 상기 플랩부재(35)는 밸브 하우징(20)의 관로를 실질적으로 개폐시키는 밸브체로서 구비되며, 밸브 하우징(20)의 관로에 대응하는 플레이트 형상으로 밸브 샤프트(33)에 고정되게 설치된다.

본 발명의 실시예에서, 상기 액추에이터(50)는 밸브 어셈블리(30)의 밸브 샤프트(33)에 구동력(회전력)을 제공하기 위한 것으로서, 밸브 하우징(20)의 외측면에 고정되게 설치된다.

상기 액추에이터(50)는 보이스-코일 모터와 같은 리니어 모터(51)를 예로 들 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 리니어 모터(51)는 플레밍의 왼손 법칙을 이용한 것으로, 영구 자석에 인가되는 전류에 의해 전후진 직선 운동을 하는 모터축(52)을 포함하고 있다.

구체적으로, 상기 리니어 모터(51)는 도 4에서와 같이, 모터 하우징(53), 접촉 가변저항(54), 영구 자석(55), 지지판(57), 탄성부재(59)를 포함한다.

상기 모터 하우징(53)은 장착 브라켓(54)을 통해 밸브 하우징(20)의 외측면에 고정되게 장착되며, 위에서 언급한 바 있는 모터축(52)이 한 쪽으로 돌출되게 설치된다.

상기 영구 자석(55)은 모터 하우징(53)의 내부에 설치되고, 코일(56)이 감기며 모터축(52)이 가이드부재(61)를 통해 직선 이동 가능하게 설치될 수 있다.

따라서, 상기 리니어 모터(51)는 영구 자석(55)의 자기장에 놓여 있는 코일(56)에 전류가 인가되면, 그 전류에 비례하여 모터축(52)이 가이드부재(61)를 통해 직선 운동을 하게 된다.

이때, 모터 하우징(53)의 내부에 설치되는 접촉 가변저항(54)은 가이드 부재(61)의 직선 운동에 따른 이동거리를 검출하여 가이드 부재(61)의 위치에 따라 스트로크와 밸브의 열림각을 산출할 수 있도록 한다.

상기 지지판(57)은 모터축(52)에 고정되며, 모터 하우징(53)의 내부에서 모터축(52)의 직선 운동을 지지한다.

그리고, 상기 탄성부재(59)는 모터 하우징(53)의 내벽과 지지판(57) 사이에 장착되며, 지지판(57)으로 탄발력을 발휘한다.

즉, 상기 코일(56)에 전류가 인가되며 모터축(52)이 직선 운동을 한 상태에서 전류를 차단하게 되면, 그 모터축(52)은 지지판(57)에 작용하는 탄성부재(59)의 탄성 복원력에 의해 원래의 위치로 복원될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 동력 전달유닛(70)은 리니어 모터(51)의 모터축(52)과 밸브 어셈블리(30)의 밸브 샤프트(33)를 연결하며, 모터축(52)의 직선 운동을 회전 운동으로 변환하는 기능을 하게 된다.

본 발명의 실시예에서, 제어기(90: 도 2 참조)는 시스템의 전반적인 운용을 제어하며, 엔진의 회전수에 따라 엑추에이터(50)의 리니어 모터(51)를 제어하기 위한 것이다.

즉, 상기 제어기(90)는 엔진의 중고속 구간에서 리니어 모터(51)에 전기적인 신호를 인가하여 밸브 어셈블리(30)를 작동시킴으로써 보조 덕트(13)의 개방량을 조절하기 위한 것이다.

여기서, 상기 제어기(90)는 제어 로직으로서 엔진의 운전 조건에 따른 보조 덕트(13)의 개방량을 산출하고, 보조 덕트(13)의 개방량에 상응하는 전류를 리니어 모터(51)에 인가하여 리니어 모터(51)의 작동에 의한 밸브 어셈블리(30)의 구동으로서 보조 덕트(13)의 개방량을 조절할 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 가변 흡기시스템(100)의 작동을 앞서 개시한 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.

우선, 본 발명의 실시예는 엔진의 저중속 구간에서 메인 덕트(11)를 통해 흡입 공기를 엔진의 각 연소실로 공급한다. 이때 엑추에이터(50)의 리니어 모터(51)는 제어기(90)에 의해 작동이 정지된 상태에 있다.

즉, 밸브 어셈블리(30)의 플랩부재(35)는 보조 덕트(13)와 통하는 밸브 하우징(20)의 관로를 폐쇄한 상태에 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 상기와 같이 엔진의 저속 구간에서 메인 덕트(11)를 통해 흡입 공기를 엔진의 각 연소실로 공급하게 되므로, 흡기 소음을 저감할 수 있으며, 흡기 소음 저감을 위한 레조네이터 등을 삭제할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 중고속 구간에서 제어기(90)는 엔진의 운전 조건에 따른 보조 덕트(13)의 개방량을 산출하고, 보조 덕트(13)의 개방량에 상응하는 전류를 리니어 모터(51)의 코일(56)에 인가한다.

그러면, 상기 리니어 모터(51)는 영구 자석(55)의 자기장에 놓여 있는 코일(56)에 전류가 인가됨으로써 그 전류에 비례해 모터축(52)이 가이드부재(61)를 통해 직선 운동을 하게 된다.

즉, 상기 리니어 모터(51)의 모터축(52)은 플레밍의 왼손 법칙에 의해 모터 하우징(53)의 외측으로 전진 이동하게 되고, 지지판(57)과 함께 이동하면서 탄성부재(59)를 가압한다.

이에, 본 발명의 실시예에서는 상기와 같이 모터축(52)이 전진 이동함에 따라 동력 전달유닛(70)의 제1 내지 제3 링크부재(71, 72, 73)에 의한 링크 작동으로 밸브 샤프트(33)를 회전시킨다.

그러면, 상기 밸브 샤프트(33)가 회전함에 따라 플랩부재(35)는 보조 덕트(13)와 통하는 밸브 하우징(20)의 관로를 개방한다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 엔진의 중고속 구간에서 메인 덕트(11)와 보조 덕트(13)를 통해 흡입 공기를 엔진의 각 연소실로 공급할 수 있게 된다.

이로써, 본 발명의 실시예에서는 엔진의 중고속 구간에서 메인 덕트(11)와 보조 덕트(13)를 통해 흡입 공기를 엔진의 각 연소실로 공급할 수 있으므로, 엔진의 출력을 더욱 증대시킬 수 있다.

상기와 같은 상태에서 엔진 상태가 저중속 구간으로 전환하게 되면, 제어기(90)는 리니어 모터(51)로 인가되는 전류를 차단한다.

그러면, 리니어 모터(51)의 모터축(52)은 지지판(57)에 작용하는 탄성부재(59)의 탄성 복원력에 의해 원래의 위치로 복원되고, 이에 따라 동력 전달유닛(70)에 의해 밸브 어셈블리(30)의 밸브 샤프트(33)가 회전함으로 플랩부재(35)에 의해 밸브 하우징(20)의 관로를 폐쇄할 수 있게 된다.

지금까지 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 가변 흡기 시스템(100)에 의하면, 밸브 어셈블리(30)를 작동시키는 액추에이터(50)로서 보이스-코일 모터와 같은 리니어 모터(51)를 사용하므로, 기존의 반능동 타입에 비해 가속 부밍의 선형화 및 흡기 부압과 소음 저감의 최적화로 엔진 출력을 향상시킬 수 있으며, 기존의 능동 타입에 비해 원가가 저렴하고 소음이 없으며 신속 정확한 제어가 가능하다는 효과가 기대된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가변 흡기시스템의 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가변 흡기시스템의 제어장치는 엔진RPM검출부(101)와 제어부(102), 메모리부(103), 액추에이터(104), 위치검출부(105) 및 가변 플랩(106)을 포함한다.

엔진RPM검출부(101)는 엔진이 시동 온되면 엔진의 회전수를 검출하여 그에 대한 정보를 전기적 신호로 제어부(102)에 제공한다.

제어부(102)는 엔진RPM검출부(101)에서 제공되는 엔진 회전수를 분석하여 현재의 운전영역을 판단하고, 엔진이 중고속 운전영역으로 판정되면 설정된 맵 데이터를 적용하여 가변 플랩(106)의 목표 열림각을 결정한다.

그리고, 제어부(102)는 액추에이터(104)의 구동을 통해 가변 플랩(106)을 개방시켜 중고속 운전영역에서 엔진으로 많은 공기량이 흡입될 수 있도록 하여 엔진의 출력 성능 향상이 제공될 수 있도록 한다.

또한, 상기 제어부(102)는 위치검출부(105)에서 제공되는 액추에이터(104)의 작동 위치로부터 스트로크와 가변 플랩(106)의 열림각을 검출하여 목표 열림각을 추종하도록 액추에이터(104)의 구동을 보정한다.

메모리부(103)는 엔진의 운전 영역별 흡기 압력의 목표값과 가변 플랩의 열림각이 도 6과 같이 맵 데이터로 설정된다.

액추에이터(104)는 상기 제어부(102)에서 인가되는 전류 제어신호에 구동되어 가변 플랩(106)의 열림각을 조정한다.

위치검출부(105)는 상기 액추에이터(105)의 작동 위치를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(102)에 피드백 정보로 제공한다.

전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 동작은 다음과 같이 실행된다.

본 발명의 실시예에 따른 가변 흡기시스템 제어장치가 적용되는 차량의 엔진이 시동 온되면(S101) 엔진RPM검출부(101)는 엔진RPM을 검출하여 그에 대한 정보를 전기적 신호로 제어부(102)에 제공한다(S102).

이때, 제어부(102)는 상기 엔진 회전수를 분석하여 현재 엔진이 중고속 영역으로 운전되고 있는지 판단한다(S103).

상기 S103에서 제어부(102)는 엔진이 중고속 영역으로 운전되고 있으면 메모리부(103)에 도 6과 같이 운전 영역별 흡기 압력의 목표값과 가변 플랩(106)의 열림각으로 설정된 맵 데이터를 적용하여 가변 플랩(106)의 목표 열림각을 결정한다(S104).

그리고, 제어부(102)는 액추에이터(104)의 구동을 통해 가변 플랩(106)을 목표 열림각으로 개방하여 중고속 운전영역에서 엔진으로 많은 공기량이 흡입될 수 있도록 하여 엔진의 출력 성능 향상이 제공될 수 있도록 한다(S105).

상기 가변 플랩(106)을 개방시킨 상태에서 제어부(102)는 위치검출부(105)로부터 액추에이터(104)의 작동 위치를 검출한다(S106).

그리고, 제어부(102)는 액추에이터(104)의 작동 위치로부터 스트로크와 가변 플랩(106)의 열림각을 분석하여 목표 열림각을 추종하고 있는지 판단한다(S107).

상기 S107에서 제어부(102)는 가변 플랩(106)의 열림각이 목표 열림각을 추종하지 못하면 보정량을 추출하여 목표 열림각을 추종하도록 액추에이터(104)의 구동을 보정한다(S108).

상기 S107에서 제어부(102)는 가변 플램(106)의 열림각이 목표 열림각을 추종하는 상태로 판단되면 액추에이터(104)의 위치를 고정하여 가변 플랩(106)의 열림각을 고정시킴으로써, 엔진의 중고속 영역에서 가속부밍의 선형화를 제공하고, 엔진출력 성능 향상을 제공한다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

10... 에어 크리너 본체 11... 메인 덕트
13... 보조 덕트 20... 밸브 하우징
30... 밸브 어셈블리 31... 밸브 프레임
33... 밸브 샤프트 35... 플랩부재
50, 104.. 액추에이터 51... 리니어 모터
52... 모터축 53... 모터 하우징
55... 영구 자석 56... 코일
57... 지지판 59... 탄성부재
61... 가이드부재 70... 동력 전달유닛
71... 제1 링크부재 72... 제2 링크부재
73... 제3 링크부재 75... 볼 조인트
90... 제어기 101.. 엔진RPM검출부
102.. 제어부 103..메모리부
105 : 위치검출부

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 엔진의 회전수에 따라 연소실로 공급되는 공기량을 조절하는 가변 흡기시스템으로서,
   공기를 흡입하는 메인 덕트와 보조 덕트가 연결된 에어 크리너 본체;
   상기 에어 크리너 본체의 내부에서 상기 보조 덕트에 연결되게 설치되는 밸브 하우징;
   상기 밸브 하우징에 구성되며, 상기 보조 덕트의 관로 개방량을 선택적으로 조절하는 밸브 어셈블리;
   상기 밸브 하우징에 설치되며 상기 밸브 어셈블리에 구동력을 제공하는 액추에이터;
   를 포함하고,
   상기 액추에이터는 영구 자석에 인가되는 전류에 의해 직선 운동하는 모터축이 구비된 리니어 모터로 이루어지며,
   상기 리니어 모터는,
   상기 모터축이 외부로 돌출되게 설치되는 모터 하우징;
   상기 모터 하우징의 내부에 설치되고, 코일이 감기며 상기 모터축이 가이드부재를 통해 직선 이동 가능하게 설치되는 영구 자석;
   상기 모터 하우징의 내부에 상기 가이드 부재와 접촉되고, 상기 가이드 부재의 직선 운동에 따른 이동거리를 검출하는 가변저항;
   상기 모터축에 고정되며, 상기 모터 하우징의 내부에서 상기 모터축의 직선 운동을 지지하는 지지판;
   상기 모터 하우징의 내벽과 지지판 사이에 장착되며, 상기 지지판으로 탄발력을 발휘하는 탄성부재;
   를 포함하는 가변 흡기시스템.
5. 운전 영역에 따라 열림각이 조정되어 엔진에 흡입되는 공기량을 조절하는 가변 플랩;
   시동 온 상태에서 엔진의 RPM을 검출하는 엔진RPM검출부;
   엔진의 운전 영역별 흡기 압력의 목표값과 가변 플랩의 열림각을 맵 데이터로 저장하는 메모리부;
   엔진 RPM을 분석하여 운전영역을 판단하고, 중고속 운전영역으로 판정되면 설정된 맵 데이터를 적용하여 상기 가변 플랩의 목표 열림각을 결정하여 개방을 제어하는 제어부;
   상기 제어부에서 인가되는 전류 제어신호에 구동되어 상기 가변 플랩의 열림각을 조정하는 액추에이터;
   상기 액추에이터의 작동 위치를 검출하여 제어부에 피드백 정보로 제공하는 위치검출부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 흡기시스템의 제어장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제어부는 위치검출부에서 제공되는 액추에이터의 작동 위치로부터 스트로크와 가변 플랩의 열림각을 검출하여 목표 열림각을 추종하도록 액추에이터의 구동을 보정하는 것을 특징으로 하는 가변 흡기기스템의 제어장치.
7. 엔진이 시동 온되면 엔진의 RPM을 검출하여 운전영역을 판정하는 과정;
   운전영역이 중고속 영역이면 운전 영역별 흡기 압력의 목표값과 가변 플랩의 열림각으로 설정되는 맵 데이터를 적용하여 가변 플랩의 목표 열림각을 결정하는 과정;
   액추에이터를 구동시켜 가변 플랩을 목표 열림각으로 개방하고 액추에이터의 작동 위치를 피드백 검출하는 과정;
   액추에이터의 작동 위치를 분석하여 가변 플랩의 열림각을 검출하고 가변 플랩의 열림각이 목표 열림각을 추종하는지 판단하는 과정;
   가변 플랩이 목표 열림각을 추종하면 액추에이터의 작동 위치를 고정하고, 가변 플랩이 목표 열림각을 추종하지 못하면 액추에이터의 구동을 보정하여 가변 플랩을 목표 열림각으로 추종시키는 과정;
   을 포함하는 가변 흡기시스템의 제어방법.

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