KR101459456B1 - 가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 방법 및 시스템 - Google Patents

가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 방법에 관한 것으로, 차량의 작동 상태 검출 단계; 가변 밸브 리프트 장치의 모드 변경 조건 만족 여부 판단 단계; 상기 가변 밸브 리프트 장치의 모드 변경 조건이 로우 리프트에서 하이 리프트로 변경되는 조건인지 판단하는 단계; 상기 가변 밸브 리프트 장치의 모드 변경 조건이 로우 리프트에서 하이 리프트로 변경되는 조건이면, 현재 오일 유압이 현재 필요 유압보다 큰지 비교하는 단계; 및 현재 오일 유압이 현재 필요 유압보다 크지 않은 경우, 상기 가변 밸브 리프트 장치의 작동을 위한 오일 압력을 생성하는 가변 오일 펌프를 제어하여 오일 압력을 증가시키는 단계;를 포함한다.

Description

가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 방법 및 시스템{CONTROL METHOD AND SYSTEM FOR OIL PUMP OF ENGINE PROVIDED WITH VARIABLE VALVE LIFT APPARATUS}
본 발명은 가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 방법 및 시스템에 관한 것이다.
내연기관(internal combustion engine)은 연소실(combustion chamber)에 연료와 공기를 받아들여 이를 연소함으로써 동력을 형성한다. 공기를 흡입할 때에는 캠축(camshaft)의 구동에 의해 흡기밸브(intake valves)를 작동시키고, 흡기밸브가 열려있는 동안 공기가 연소실에 흡입되게 된다. 또한, 캠축의 구동에 의해 배기밸브(exhaust valve)를 작동시키고 배기밸브가 열려있는 동안 공기가 연소실에서 배출되게 된다.
그런데, 최적의 흡기밸브/배기밸브 동작은 엔진의 회전속도에 따라 달라진다. 즉, 엔진의 회전속도에 따라 적절한 리프트(lift) 또는 밸브 오프닝/클로징 타임이 달라지게 된다. 이와 같이 엔진의 회전속도에 따라 적절한 밸브 동작을 구현하기 위하여, 밸브를 구동시키는 캠의 형상을 복수개로 설계하거나, 밸브가 엔진회전수에 따라 다른 리프트(lift)로 동작하도록 구현하는 가변 밸브 리프트(variable valve lift; VVL) 장치가 연구되고 있다.
상기 가변 밸브 리프트 장치는 락 핀으로 공급되는 유압의 압력에 따라 구동부를 락 또는 언락시켜 밸브 리프트를 가변 시킨다.
로우 리프트에서 하이 리프트로 가변 밸브 리프트 장치의 작동 모드가 변경될 때, 모드 변경 시의 성능은 상대적으로 높을 메인 갤러리 압력이 요구되며, 이는 오일 펌프의 용량 증대시 개선될 수 있다.
하이 리프트에서 로우 리프트로 가변 밸브 리프트 장치의 작동 모드가 변경될 때, 모드 변경 시의 성능은 상대적으로 낮은 메인 갤러리 압력이 요구되며, 이는 오일 펌프의 용량 감소시 개선될 수 있다.
즉, 하이 리프트 모드에서 로우 리프트 모드로 가변 밸브 리프트 장치의 작동 모드가 변경되는 경우와, 로우 리프트 모드에서 하이 리프트 모드로 가변 밸브 리프트 장치의 작동 모드가 변경되는 경우는 서로 상충(trade??off) 관계에 있다.
엔진의 rpm에 연동된 고정식 오일 펌프의 경우, 유압식 가변 밸브 리프트 장치의 성능 개선에 한계가 있다. 즉, 펌프 용량 증대를 통해 로우 리프트 모두 작동에서 하이 리프트 모드 작동으로 성능 개선은 가능하나, 하이 리프트 모드에서 로우 리프트 모드로 가변 밸브 리프트 장치의 작동이 변경되는 경우에는 마찰 증대에 의한 연비 악화와 모드 변경 성능이 악화되는 문제가 있다.
본 발명은, 가변 오일 펌프의 적용으로 하이 리프트 모드와 로우 리프트 모드의 모드 변경시 모드 변경 성능을 향상 시킬 수 있는 가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
가변 오일 펌프가 적용 되더라도 연비 개선 성능의 악화 없이 하이 리프트 모드와 로우 리프트 모드의 모드 변경시 모드 변경 성능을 향상 시킬 수 있는 가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 방법은 차량의 작동 상태 검출 단계; 가변 밸브 리프트 장치의 모드 변경 조건 만족 여부 판단 단계; 상기 가변 밸브 리프트 장치의 모드 변경 조건이 로우 리프트에서 하이 리프트로 변경되는 조건인지 판단하는 단계; 상기 가변 밸브 리프트 장치의 모드 변경 조건이 로우 리프트에서 하이 리프트로 변경되는 조건이면, 현재 오일 유압이 현재 필요 유압보다 큰지 비교하는 단계; 및 현재 오일 유압이 현재 필요 유압보다 크지 않은 경우, 상기 가변 밸브 리프트 장치의 작동을 위한 오일을 공급하는 오일 펌프를 제어하여 오일 압력을 증가시키는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 방법은 상기 가변 밸브 리프트 장치의 모드 변경 조건이 로우 리프트에서 하이 리프트로 변경되는 조건이 아니면, 현재 오일 유압이 허용 유압보다 큰지 비교하는 단계; 및 현재 오일 유압이 상기 허용 유압보다 큰 경우, 오일 펌프를 제어하여 오일 압력을 감소시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 방법은 현재 오일 유압이 현재 필요 유압보다 큰 경우, 미리 입력된 오일 펌프 제어 로직에 따라 상기 오일 펌프의 작동을 제어하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 방법은 현재 오일 유압이 상기 허용 유압보다 크지 않은 경우, 미리 입력된 오일 펌프 제어 로직에 따라 상기 오일 펌프의 작동을 제어하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 차량의 작동 상태는 엑셀레이터 페달의 포지션, 차량의 속도, 엔진의 회전수, 오일의 온도, 오일의 압력, 냉각수의 온도, 대기 온도를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 시스템은 차량의 작동 상태를 검출하여 해당 신호를 출력하는 복수 개의 센서들; 오일 압력을 생성하는 가변 오일 펌프; 및 상기 복수 개의 센서들로부터 해당 신호를 인가 받아 상기 가변 오일 펌프의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하되, 상기 제어부는 상기 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 방법을 수행하기 위한 일련의 명령을 실행할 수 있다.
상기 복수 개의 센서들은 엑셀레이터 페달 포지션을 측정하고 해당 신호를 출력하는 엑셀레이터 페달 포지션 센서; 차량의 속도를 측정하고 해당 신호를 출력하는 차속 센서; 엔진의 회전을 측정하고 해당 신호를 출력하는 엔진 속도 센서; 오일의 온도를 측정하고 해당 신호를 출력하는 오일 온도 센서; 오일의 압력을 측정하고 해당 신호를 출력하는 오일 압력 센서; 냉각수의 온도를 측정하고 해당 신호를 출력하는 냉각수 온도 센서; 및 유입되는 신기의 온도를 측정하고 해당 신호를 출력하는 대기 온도 센서;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 방법 및 시스템에 의하면, 가변 오일 펌프의 적용으로 하이 리프트 모드와 로우 리프트 모드의 모드 변경시 모드 변경 성능을 향상 시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 방법 및 시스템에 의하면, 가변 오일 펌프가 적용 되더라도 연비 개선 성능의 악화 없이 하이 리프트 모드와 로우 리프트 모드의 모드 변경시 모드 변경 성능을 향상 시킬 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 시스템의 블록도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 방법을 나타내는 플로우챠트이다.
아래에서는 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
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 시스템의 블록도이다.
본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 시스템은 차량의 작동 상태를 검출하여 해당 신호를 출력하는 복수 개의 센서들, 상기 가변 밸브 리프트 장치의 작동을 위한 오일 압력을 생성하는 가변 오일 펌프(90) 및 상기 복수 개의 센서들로부터 해당 신호를 인가 받아 상기 가변 오일 펌프(90)의 작동을 제어하는 제어부(80)를 포함한다. 상기 제어부(80)는 엔진 콘트롤 유닛(engine control unit; ECU)일 수 있다.
상기 복수 개의 센서들은 엑셀레이터 페달 포지션을 측정하고 해당 신호를 출력하는 엑셀레이터 페달 포지션 센서(10), 차량의 속도를 측정하고 해당 신호를 출력하는 차속 센서(20), 엔진의 회전을 측정하고 해당 신호를 출력하는 엔진 속도 센서(또는 rmp 센서; 30), 오일의 온도를 측정하고 해당 신호를 출력하는 오일 온도 센서(40), 오일의 압력을 측정하고 해당 신호를 출력하는 오일 압력 센서(50), 냉각수의 온도를 측정하고 해당 신호를 출력하는 냉각수 온도 센서(60) 및 유입되는 신기의 온도를 측정하고 해당 신호를 출력하는 대기 온도 센서(80)를 포함한다.
상기 제어부(80)는 상기 오일 펌프(90)의 작동을 제어하기 위한 일련의 명령을 실행할 수 있으며, 상기 복수 개의 센서(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70)들로부터 입수된 차량의 작동 상태를 판단하고, 가변 밸브 리프트 장치(100)의 작동 상태를 판단하여, 상기 가변 밸브 리프트 장치(100)의 작동 모드를 결정한다.
상기 가변 오일 펌프(90)는 통상 연비 개선 목적으로 개발되었으며, 연비 중요 구간에서는 상기 제어부(80)가 솔레노이드를 비례 제어하여 상기 가변 오일 펌프(90)의 작동을 감소시켜 오일압력 및 오일 공급양을 줄이게 된다. 또한, 성능 또는 내구 주요 구간에서는 상기 제어부(80)가 상기 솔레노이드를 비례 제어하여 상기 가변 오일 펌프(90)의 작동을 증가시켜 오일압력 및 오일 공급양을 늘이게 된다.
이러한 상기 가변 오일 펌프(90)의 작동은 상기 제어부(80)에 미리 입력된 통상의 제어 로직에 따라 제어된다. 이는 오일온, 오일압, 엔진의 회전수 등에 따라 미리 정해진 제어 로직으로, 이를 미리 입력된 오일 펌프 제어 로직으로 명한다. 상기 통상의 오일 펌프 제어 로직은 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항이므로 자세한 설명은 생략 하기로 한다.
본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 방법은 상기 통상의 오일 펌프 제어 로직과는 별도로, 상기 가변 밸브 리프트 장치(100)의 현재 작동 모드와 모드 변경시에 상기 측정된 오일 압력을 설정된 필요 유압 또는 허용 유압과 비교하여 상기 가변 오일 펌프(90)의 작동을 제어한다.
도2는 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 방법을 나타내는 플로우챠트이다.
이하, 도1 및 도2를 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 방법을 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 시스템의 상기 제어부(80)는 차량의 작동 상태를 검출하고(S10), 상기 가변 밸브 리프트 장치(100)의 모드 변경 조건을 만족하는지 여부를 판단한다(S20).
상기 가변 밸브 리프트 장치(100)의 모드 변경 조건을 만족하는지 여부는 상기 엑셀레이터 페달 포지션 센서(10), 상기 차속 센서(20), 상기 엔진 속도 센서(또는 rmp 센서; 30), 상기 오일 온도 센서(40), 상기 오일 압력 센서(50), 상기 냉각수 온도 센서(60) 및 상기 대기 온도 센서(80)들로부터 인가되는 해당 신호들을 미리 설정된 맵에 적용하여 판단할 수 있다.
상기 제어부(80)는 상기 가변 밸브 리프트 장치(100)의 모드 변경 조건을 만족하면, 상기 가변 밸브 리프트 장치(100)의 모드 변경이 로우 리프트에서 하이 리프트로 변경되는 조건인지 판단한다(S30).
상기 제어부(80)는 상기 가변 밸브 리프트 장치(100)의 모드 변경 조건이 로우 리프트에서 하이 리프트로 변경되는 조건이면, 현재 오일 유압이 현재 필요 유압보다 큰지 비교한다(S40). 상기 현재 필요 유압은 상기 가변 밸브 리프트 장치(100)의 모드를 로우 리프트에서 하이 리프트로 변경하는데 필요한 유압으로 실험에 의해 미리 설정된 모드 변경 최소 유압일 수 있다.
상기 제어부(80)는 현재 오일 유압이 현재 필요 유압보다 크지 않은 경우, 상기 오일 펌프(90)를 제어하여 오일 압력을 증가시킨다(S50). 상기 가변 오일 펌프(90)의 오일 압력을 증가 제어는 상기 제어부(80)가 압력 증대를 위한 피드백 제어(feedback control)를 실행하거나 또는 미리 설정된 맵에 따라 상기 가변 오일 펌프(90)의 오일 압력을 증가 시킬 수 있다.
상기 제어부(80)는 상기 가변 밸브 리프트 장치(100)의 모드 변경 조건이 로우 리프트에서 하이 리프트로 변경되는 조건이 아니면, 현재 오일 유압이 허용 유압보다 큰지 비교한다(S70). 상기 허용 유압은 상기 가변 밸브 리프트 장치(100)의 모드 변경 조건이 하이 리프트에서 로우 리프트 모드로 변경되는 허용 최대 유압으로, 실험에 의해 미리 설정될 수 있다. 상기 가변 밸브 리프트 장치(100)의 하이 리프트 모드를 구현하기 위한 오일 압력 보다 로우 리프트 모드 작동을 구현하기 위한 오일 압력이 상대적으로 작기 때문에, 상기 가변 오일 펌프(90)의 작동 부하를 낮추어 연비 개선이 가능하다.
상기 제어부(80)는 현재 오일 유압이 상기 허용 유압보다 큰 경우, 상기 오일 펌프(90)를 제어하여 오일 압력을 감소시킨다(S80). 상기 가변 오일 펌프(90)의 오일 압력을 감소 제어는 상기 제어부(80)가 압력 감소를 위한 피드백 제어(feedback control)를 실행하거나 또는 미리 설정된 맵에 따라 상기 가변 오일 펌프(90)의 오일 압력을 감소 시킬 수 있다.
상기 제어부(80)는 현재 오일 유압이 현재 필요 유압보다 큰 경우, 미리 입력된 오일 펌프 제어 로직에 따라 상기 오일 펌프(90)의 작동을 제어(S60)하고, 현재 오일 유압이 상기 허용 유압보다 큰지 않은 경우, 미리 입력된 오일 펌프 제어 로직에 따라 상기 오일 펌프(90)의 작동을 제어한다(S90). 여기서의 제어는 앞서 설명한 상기 가변 오일 펌프(90)의 작동을 제어하는, 상기 제어부(80)에 미리 입력된 통상의 제어 로직을 의미하고, 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 방법과는 다른 별개의 로직을 의미한다.
상기 차량의 작동 상태는 앞서 설명한 엑셀레이터 페달의 포지션, 차량의 속도, 엔진의 회전수, 오일의 온도, 오일의 압력, 냉각수의 온도, 대기 온도를 포함할 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
10: 엑셀레이터 페달 포지션 센서 20: 차속 센서
30: 엔진 속도 센서 40: 오일 온도 센서
50: 오일 압력 센서 60: 냉각수 온도 센서
70: 대기 온도 센서 80: 제어부
90: 오일 펌프 100: 가변 밸브 리프트 장치

Claims (7)

  1. 차량의 작동 상태 검출 단계;
    가변 밸브 리프트 장치의 모드 변경 조건 만족 여부 판단 단계;
    상기 가변 밸브 리프트 장치의 모드 변경 조건이 로우 리프트에서 하이 리프트로 변경되는 조건인지 판단하는 단계;
    상기 가변 밸브 리프트 장치의 모드 변경 조건이 로우 리프트에서 하이 리프트로 변경되는 조건이면, 현재 오일 유압이 현재 필요 유압보다 큰지 비교하는 단계;
    현재 오일 유압이 현재 필요 유압보다 크지 않은 경우, 상기 가변 밸브 리프트 장치의 작동을 위한 유압을 생성하는 가변 오일 펌프를 제어하여 오일 압력을 증가시키는 단계;
    현재 오일 유압이 현재 필요 유압보다 큰 경우, 미리 입력된 오일 펌프 제어 로직에 따라 상기 가변 오일 펌프의 작동을 제어하는 단계;
    상기 가변 밸브 리프트 장치의 모드 변경 조건이 로우 리프트에서 하이 리프트로 변경되는 조건이 아니면, 현재 오일 유압이 허용 유압보다 큰지 비교하는 단계;
    현재 오일 유압이 상기 허용 유압보다 큰 경우, 상기 가변 오일 펌프를 제어하여 오일 압력을 감소시키는 단계; 및
    현재 오일 유압이 상기 허용 유압보다 크지 않은 경우, 미리 입력된 오일 펌프 제어 로직에 따라 상기 가변 오일 펌프의 작동을 제어하는 단계;
    를 포함하는 가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에서,
    상기 차량의 작동 상태는 엑셀레이터 페달의 포지션, 차량의 속도, 엔진의 회전수, 오일의 온도, 오일의 압력, 냉각수의 온도 및 대기 온도를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 방법.
  6. 차량의 작동 상태를 검출하여 해당 신호를 출력하는 복수 개의 센서들;
    오일 압력을 생성하는 가변 오일 펌프; 및
    상기 복수 개의 센서들로부터 해당 신호를 인가 받아 상기 가변 오일 펌프의 작동을 제어하는 제어부;
    를 포함하되,
    상기 제어부는 상기 제1항 또는 제5항의 방법을 수행하기 위한 일련의 명령을 실행하는 가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 시스템.
  7. 제6항에서,
    상기 복수 개의 센서들은
    엑셀레이터 페달 포지션을 측정하고 해당 신호를 출력하는 엑셀레이터 페달 포지션 센서;
    차량의 속도를 측정하고 해당 신호를 출력하는 차속 센서;
    엔진의 회전을 측정하고 해당 신호를 출력하는 엔진 속도 센서;
    오일의 온도를 측정하고 해당 신호를 출력하는 오일 온도 센서;
    오일의 압력을 측정하고 해당 신호를 출력하는 오일 압력 센서;
    냉각수의 온도를 측정하고 해당 신호를 출력하는 냉각수 온도 센서; 및
    유입되는 신기의 온도를 측정하고 해당 신호를 출력하는 대기 온도 센서;
    를 포함하는 가변 밸브 리프트 장치가 구비된 엔진의 오일 펌프 제어 시스템.
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