KR101472687B1 - Learning method and apparatus for contolling a Continuous Variable Valve Lift system - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method and an apparatus for learning a control of lifting a continuous variable valve which can prevent a system from being destabilized by an accumulated error generated by electrical noise or mechanical backlash. The method for learning a control of lifting a continuous variable valve according to the present invention comprises the steps of: (a) determining the number (S) of state per revolution of a BLDC motor; (b) calculating a rotation angle (A) of a control shaft per state of the BLDC motor; (c) controlling the rotation of the BLDC motor; (d) comparing the present rotation angle of the control shaft with a median value of a maximum value regarding a rotation angle range (AR) of the control shaft; and (e) learning to change the rotation angle of the control shaft when there is no variation of the state, by a motor control part.

Description

연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 장치 및 방법{Learning method and apparatus for contolling a Continuous Variable Valve Lift system}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a continuous variable valve lift control learning apparatus and method,

본 발명은 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 차량 엔진의 동작에 따른 흡기 또는 배기 밸브의 밸브 리프트를 연속적으로 가변시키는 연속 가변 밸브 리프트 장치에서 센서 없이 제어값을 추정하여 밸브 리프트를 제어할 때 주기적으로 레퍼런스(Reference)를 학습하여 전기적 잡음(Electrical Noise)이나 기계적 반동(Mechanical Backlash)에 의해 발생되는 누적 오차에 따라 시스템이 불안정해 지는 것을 방지할 수 있도록 하는 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a continuous variable valve lift control learning apparatus and method, and more particularly, to a continuous variable valve lift apparatus that continuously varies a valve lift of an intake valve or an exhaust valve according to the operation of a vehicle engine, A continuous variable valve that prevents the system from becoming unstable due to the cumulative error caused by electrical noise or mechanical backlash by periodically learning the reference when controlling the valve lift To a lift control learning apparatus and method.

일반적으로 차량 엔진에서는 실린더 내 흡기와 배기의 흐름을 제어하고, 실리더 내의 기밀을 유지하기 위해 흡기 밸브 및 배기 밸브가 필요하다. 즉, 압축 행정과 폭발 행정 시에 흡/배기 밸브가 모두 닫혀 실린더 내의 기밀을 유지하고, 흡입 행정과 배기 행정 시에 각각 흡기 밸브 또는 배기 밸브만이 열려 연료가스의 흡입과 연소가스의 배출이 이루어진다.Generally, in a vehicle engine, an intake valve and an exhaust valve are required to control the flow of the intake air and exhaust in the cylinder, and to maintain airtightness in the cylinder. That is, during the compression stroke and the explosion stroke, both the intake and exhaust valves are closed to maintain the airtightness in the cylinder, and only the intake valve or the exhaust valve is opened during the intake stroke and the exhaust stroke to suck the fuel gas and discharge the combustion gas.

이때, 밸브의 개폐는 캠 샤프트에 형성된 캠이 밸브의 단부를 로커아암(스윙아암)을 통해 누름으로써 이루어지며, 캠 샤프트는 크랭크 샤프트의 회전력을 타이밍 체인 또는 타이밍 벨트를 매개로 전달받아 회전되는 것이다.At this time, opening and closing of the valve is performed by pressing a cam formed on the cam shaft through the rocker arm (swing arm), and the cam shaft is rotated by receiving the rotational force of the crank shaft via a timing chain or a timing belt .

여기서, 밸브의 기밀성, 흡/배기 가스의 양 등을 결정짓는 중요한 요소는 밸브 리프트(Valve Lift)로써, 이는 밸브 페이스가 밸브 시트로부터 떨어지는 거리를 의미한다. Here, an important factor determining the airtightness of the valve, the amount of intake / exhaust gas, and the like is a valve lift, which means the distance that the valve face falls away from the valve seat.

흡기 밸브의 경우 밸브 리프트가 클수록 흡입시 실린더 내로 유입되는 외기 또는 연료 가스의 양이 많아지고, 배기 밸브의 경우 밸브 리프트가 클수록 배기시 배출되는 연소가스의 양이 늘어나 흡/배기 효율이 높아진다.In the case of the intake valve, the larger the valve lift, the greater the amount of outside air or fuel gas flowing into the cylinder at the time of intake. In the case of the exhaust valve, the larger the valve lift, the greater the amount of combustion gas discharged during exhaustion.

한편, 밸브 리프트를 모터와 소정 구성의 기구를 통해 연속적으로 가변시킬 수 있도록 된 것이 연속 가변 밸브 리프트(Continuous Variable Valve Lift, 이하 CVVL) 장치이다. On the other hand, a continuous variable valve lift (CVVL) device is capable of continuously varying the valve lift through a mechanism of a motor and a predetermined structure.

CVVL 장치는 각 자동차 제조사마다 다양한 형태로 개발되어 있으며, 그 명칭을 달리하기도 하나, 모두 하이밸브리프트(high valve lift) 작동상태와 로우밸브리프트(low valve lift) 작동상태의 원활한 전환과 하이/로우 밸브리프트 및 로스트 모션각(lost motion angle)의 제어를 통해 엔진 출력을 향상시키고 연비를 개선하고 있다.CVVL devices have been developed in various forms for each automobile maker, and they may be called differently. However, all CVVL devices have a high valve lift operation and a low valve lift operation, The control of valve lift and lost motion angle improves engine power and improves fuel economy.

즉, 종래 CVVL 장치에 있어서는 차량의 시동 온(ON) 상태에서 엔진 회전수와 스로틀 개도 및 흡기 압력의 변화를 각각 검출하고, 검출된 엔진 회전수와 스로틀 개도 및 흡기 압력에 대응하는 부하 조건을 결정한다. 엔진 제어부가 결정된 부하 조건에 대응하는 흡/배기 밸브의 개폐 타이밍과 밸브 리프트를 산출하고, 산출된 흡/배기 밸브의 개폐 타이밍과 밸브 리프트에 상응하여 모터를 구동해 흡/배기 밸브의 개폐 타이밍과 밸브 리프트를 조절하는 것이다.That is, in the conventional CVVL apparatus, the change of the engine speed, the throttle opening and the intake air pressure is detected in the ON state of the vehicle, and the load condition corresponding to the detected engine speed, throttle opening and intake air pressure is determined do. The engine control section calculates the opening / closing timing and valve lift of the intake / exhaust valve corresponding to the determined load condition, drives the motor in accordance with the calculated opening / closing timing of the intake / exhaust valve and the valve lift, To adjust the valve lift.

그런데, 종래 CVVL 장치는 엔진 제어부의 제어에 따라 브러쉬리스 직류 모터(BLDC Motor)를 구동하여 다수 개의 밸브 리프트를 제어할 때, 전기적 잡음(Electrical Noise)이나 기계적 반동(Mechanical Backlash)에 의해 발생되는 누적 오차에 따라 시스템이 불안정해 지는 문제점이 있었다. 따라서, CVVL 장치에서 BLDC 모터의 제어 시에 누적 오차에 의한 발산을 방지하여 시스템을 안정화 할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
However, in the conventional CVVL apparatus, when a plurality of valve lifts are controlled by driving a brushless DC motor (BLDC motor) under the control of an engine control unit, accumulation caused by electrical noise or mechanical backlash There is a problem that the system becomes unstable according to the error. Therefore, there is a demand for a technique capable of stabilizing the system by preventing divergence due to cumulative error at the time of control of the BLDC motor in the CVVL apparatus.

대한민국 공개특허공보 제10-2009-0121692호(공개일 : 2009년11월26일)Korean Patent Publication No. 10-2009-0121692 (Published on November 26, 2009)

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 차량 엔진의 동작에 따른 흡기 또는 배기 밸브의 밸브 리프트를 연속적으로 가변시키는 연속 가변 밸브 리프트 장치에서, 센서 없이 제어값을 추정하여 밸브 리프트를 제어할 때 주기적으로 레퍼런스(Reference)를 학습하여 전기적 잡음(Electrical Noise)이나 기계적 반동(Mechanical Backlash)에 의해 발생되는 누적 오차에 따라 시스템이 불안정해 지는 것을 방지할 수 있도록 하는 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 장치 및 방법을 제공함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems and provide a continuously variable valve lift apparatus for continuously varying a valve lift of an intake valve or an exhaust valve according to the operation of a vehicle engine, A continuous variable valve lift control learning device that learns a reference periodically to prevent the system from becoming unstable according to an accumulated error caused by electrical noise or mechanical backlash, Method.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 캠 샤프트에 제 1 캠이 구비되고, 상기 캠 샤프트와 나란하게 제어축 샤프트가 구비되며, 상기 제어축 샤프트에 결합된 제어축 레버와 엔진과 스윙암이 회전 가능하게 결합되며, 상기 스윙암에 제 2 캠이 피봇(Pivot) 운동 가능하게 상기 제 1 캠과 접촉하며, 브러시리스 직류(이하 BLDC) 모터의 회전에 따라 웜 기어를 통해 상기 제어축 샤프트가 회전되고, 상기 스윙암에 스윙암 샤프트로 연결된 상기 제 2 캠이 피봇 운동에 의해 상기 제 1 캠과 접촉하여 밸브 개폐부를 개폐하는 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 장치에 있어서, 상기 BLDC 모터의 홀 센서(Hall Sensor) 수(H)와 센서 마그넷(Sensor Magnet)의 극(Pole) 수(P)에 따라 상기 BLDC 모터의 회전(Revolution)당 스테이트(State) 수(S)를 결정하고, 상기 제어축 샤프트의 회전각 범위(Rotation Angle Range, AR)를 상기 BLDC 모터의 전체범위(Overall Range)에서의 스테이트 총수(Max)로 나누어 상기 BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)를 산출하며, 상기 산출된 BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)로 상기 제어축 샤프트가 회전하도록 상기 BLDC 모터의 회전을 제어한 후, 상기 회전된 제어축 샤프트의 현재 회전 각도를 상기 제어축 회전각 범위(AR)에 대한 최대값(max)의 중간값(max/2)과 비교하며, 상기 비교 결과에 따라 스테이트의 변화가 없으면 상기 제어축 샤프트의 회전 각도를 0°또는 max AR°로 이동하도록 학습하는 동작을 수행하는 모터 제어부를 포함하는 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a control apparatus for an internal combustion engine, comprising a first cam on a camshaft, a control shaft disposed in parallel with the camshaft, a control shaft lever coupled to the control shaft, And a swing arm rotatably coupled to the swing arm, wherein the second cam contacts the first cam so as to be pivotable with respect to the swing arm, and the swing arm contacts the first cam through the worm gear through rotation of the brushless DC motor Wherein the control shaft shaft is rotated and the second cam connected to the swing arm shaft by the swing arm shaft is brought into contact with the first cam by pivotal movement to open and close the valve opening and closing part, Determines the number of states S per Revolution of the BLDC motor according to the number of Hall sensors H and the number of poles P of a sensor magnet, The control shaft Calculates a control shaft rotation angle (A) per state of the BLDC motor by dividing the rotation angle range (AR) of the BLDC motor by the total number of states (Max) in the overall range of the BLDC motor, After controlling the rotation of the BLDC motor so that the control shaft shaft rotates at a control shaft rotation angle (A) per state of the calculated BLDC motor, the current rotation angle of the rotated control shaft shaft is set to the control shaft rotation angle range (Max / 2) of the maximum value (max / 2) for the control axis shaft, and if the state does not change according to the comparison result, the rotation angle of the control shaft shaft is moved to 0 ° or max AR ° There is provided a continuous variable valve lift control learning apparatus including a motor control section for performing an operation.

또한, 상기 모터 제어부는 상기 학습된 제어축 샤프트의 회전 각도를 0°또는 max AR°로 업데이트한 후 상기 제어축 샤프트가 상기 BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)로 회전하도록 상기 BLDC 모터의 회전을 제어하게 된다.Further, the motor control unit updates the learned rotation angle of the control shaft shaft to 0 ° or max AR °, and then the control shaft shaft rotates at the control shaft rotation angle (A) per state of the BLDC motor. As shown in FIG.

또한, 상기 BLDC 모터의 전체범위(Overall Range)에서의 스테이트 총수(Max)는, 상기 BLDC 모터의 풀 스트로크(Full Stroke)에서의 총 회전각(x)을 상기 BLDC 모터의 스테이트당 회전각으로 나누어 산출하고, 상기 BLDC 모터의 스테이트당 회전각은 360도를 상기 BLDC 모터의 회전당 스테이트수(S)로 나누어 산출하게 된다.The total number of states Max in the overall range of the BLDC motor is obtained by dividing the total rotation angle x in the full stroke of the BLDC motor by the rotation angle per state of the BLDC motor And the rotation angle per state of the BLDC motor is calculated by dividing 360 degrees by the number of states per rotation (S) of the BLDC motor.

또한, 상기 BLDC 모터의 풀 스트로크(Full Stroke)에서의 총 회전각(x)은, 상기 제어축 샤프트의 회전각 범위(Rotation Angle Range, AR)와 상기 BLDC 모터의 샤프트와 웜 기어 간 감속비(1:N)를 이용하여 산출하게 된다.The total rotation angle x of the BLDC motor at the full stroke is calculated by multiplying the rotation angle range AR of the control shaft shaft by the shaft- : N).

또한, 상기 BLDC 모터의 스테이트당 밸브 리프트(L)는, 밸브 리프트 범위(Valve Lift Range, LR)를 상기 BLDC 모터의 전체범위(Overall Range)에서의 스테이트 총수(Max)로 나누어 산출하게 된다.The valve lift L per state of the BLDC motor is calculated by dividing the valve lift range LR by the total number of states Max in the overall range of the BLDC motor.

그리고, 상기 모터 제어부는, 상기 제어축 샤프트가 상기 BLDC 모터의 하나의 스테이트에 대해 상기 BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)로 회전하도록 제어하게 된다.
The motor control unit controls the control shaft shaft to rotate at a control shaft rotation angle (A) per state of the BLDC motor with respect to one state of the BLDC motor.

한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 캠 샤프트에 제 1 캠이 구비되고, 상기 캠 샤프트와 나란하게 제어축 샤프트가 구비되며, 상기 제어축 샤프트에 결합된 제어축 레버와 엔진과 스윙암이 회전 가능하게 결합되며, 상기 스윙암에 제 2 캠이 피봇(Pivot) 운동 가능하게 상기 제 1 캠과 접촉하며, 브러시리스 직류(이하 BLDC) 모터의 회전에 따라 웜 기어를 통해 상기 제어축 샤프트가 회전되고, 상기 스윙암에 스윙암 샤프트로 연결된 상기 제 2 캠이 피봇 운동에 의해 상기 제 1 캠과 접촉하여 밸브 개폐부를 개폐하도록 제어하는 모터 제어부를 포함하는 장치의 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 방법에 있어서, (a) 상기 모터 제어부는 상기 BLDC 모터의 홀 센서(Hall Sensor) 수(H)와 센서 마그넷(Sensor Magnet)의 극(Pole) 수(P)에 따라 상기 BLDC 모터의 회전(Revolution)당 스테이트(State) 수(S)를 결정하는 단계; (b) 상기 모터 제어부는 상기 제어축 샤프트의 회전각 범위(Rotation Angle Range, AR)를 상기 BLDC 모터의 전체범위(Overall Range)에서의 스테이트 총수(Max)로 나누어 상기 BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)를 산출하는 단계; (c) 상기 모터 제어부는 상기 산출된 BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)로 상기 제어축 샤프트가 회전하도록 상기 BLDC 모터의 회전을 제어하는 단계; (d) 상기 모터 제어부는 상기 회전된 제어축 샤프트의 현재 회전 각도를 상기 제어축 회전각 범위(AR)에 대한 최대값(max)의 중간값(max/2)과 비교하는 단계; 및 (e) 상기 모터 제어부는 상기 비교 결과에 따라 스테이트의 변화가 없으면 상기 제어축 샤프트의 회전 각도를 0°또는 max AR°로 이동하도록 학습하는 단계를 포함하는 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, there is provided a control apparatus for an internal combustion engine, comprising a first cam on a camshaft, a control shaft disposed in parallel with the camshaft, And a second cam which is in contact with the first cam so as to be pivotable with respect to the swing arm so that the worm gear is engaged with the rotation of the brushless DC motor And a motor control section for controlling the second cam to be connected to the swing arm shaft via the control shaft shaft and to open and close the valve opening and closing section by contacting the first cam by pivoting movement, The valve lift control learning method according to claim 1, wherein: (a) the motor control unit controls the BL of the BLDC motor according to the number of Hall sensors (H) of the BLDC motor and the number of poles of the sensor magnet Determining a number of states S per Revolution of the DC motor; (b) The motor control unit divides the rotation angle range (AR) of the control shaft shaft by the total number of states (Max) in the overall range of the BLDC motor, Calculating a rotation angle (A); (c) the motor control unit controlling rotation of the BLDC motor such that the control shaft shaft rotates at a control shaft rotation angle (A) per state of the calculated BLDC motor; (d) comparing the current rotation angle of the rotated control shaft shaft with a middle value (max / 2) of a maximum value (max) for the control shaft rotation angle range (AR); And (e) the motor control unit learns to move the rotation angle of the control shaft shaft to 0 ° or max AR ° if the state does not change according to the comparison result. do.

또한, (f) 상기 모터 제어부는 상기 학습된 제어축 샤프트의 회전 각도를 0°또는 max AR°로 업데이트한 후 상기 제어축 샤프트가 상기 BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)로 회전하도록 상기 BLDC 모터의 회전을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.(F) The motor control unit updates the learned rotation angle of the control shaft shaft to 0 ° or max AR ° so that the control shaft shaft rotates at the control shaft rotation angle (A) per state of the BLDC motor And controlling the rotation of the BLDC motor.

또한, 상기 (b) 단계에서, 상기 모터 제어부가 상기 BLDC 모터의 전체범위(Overall Range)에서의 스테이트 총수(Max)에 대해, 상기 BLDC 모터의 풀 스트로크(Full Stroke)에서의 총 회전각(x)을 상기 BLDC 모터의 스테이트당 회전각으로 나누어 산출하고, 상기 BLDC 모터의 스테이트당 회전각은 360도를 상기 BLDC 모터의 회전당 스테이트수(S)로 나누어 산출하게 된다.In the step (b), the motor control unit calculates the total rotation angle x (x) of the BLDC motor at the full stroke with respect to the total number of states Max in the overall range of the BLDC motor ) Divided by the rotation angle per state of the BLDC motor, and the rotation angle per state of the BLDC motor is calculated by dividing 360 degrees by the number of states per revolution (S) of the BLDC motor.

또한, 상기 BLDC 모터의 풀 스트로크(Full Stroke)에서의 총 회전각(x)은, 상기 모터 제어부가 상기 제어축 샤프트의 회전각 범위(Rotation Angle Range, AR)와 상기 BLDC 모터의 샤프트와 웜 기어 간 감속비(1:N)를 이용하여 산출하게 된다.The total rotation angle x of the BLDC motor at the full stroke is determined by the rotation angle range (AR) of the control shaft shaft and the rotation angle range (AR) of the BLDC motor, (1: N).

또한, 상기 BLDC 모터의 스테이트당 밸브 리프트(L)는, 상기 모터 제어부가 밸브 리프트 범위(Valve Lift Range, LR)를 상기 BLDC 모터의 전체범위(Overall Range)에서의 스테이트 총수(Max)로 나누어 산출하게 된다.The valve lift L per state of the BLDC motor is calculated by dividing the valve lift range LR by the total number of states Max in the overall range of the BLDC motor .

그리고, 상기 모터 제어부는, 상기 제어축 샤프트가 상기 BLDC 모터의 하나의 스테이트에 대해 상기 BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)로 회전할 때, 밸브 리스트의 높이가 상기 BLDC 모터의 스테이트당 밸브 리프트(L)로 되도록 제어하게 된다.
When the control shaft shaft rotates at a control shaft rotation angle (A) per state of the BLDC motor with respect to one state of the BLDC motor, the motor control unit controls the height of the valve list per state of the BLDC motor So that the valve lift L is controlled.

본 발명에 의하면, 연속 가변 밸브 리프트 장치에서 센서 없이 제어값을 추정하여 밸브 리프트를 제어할 때, 레퍼런스를 주기적으로 학습한 후 제어하게 됨으로써 누적 오차에 의한 발산을 방지할 수 있고, 누적 오차에 의한 발산을 방지하게 됨에 따라 시스템을 안정화 할 수 있다.
According to the present invention, when the valve lift is controlled by estimating the control value without using a sensor in the continuous variable valve lift apparatus, the reference is periodically learned and controlled after the reference, so that divergence due to the cumulative error can be prevented, The system can be stabilized as it prevents divergence.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 장치의 전반적인 구성을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 장치의 일부 구성의 전개도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 장치의 제2 캠의 구성을 도시한 사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 연속 가변 밸브 리프트 장치의 설치 예를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 CVVL 제어 학습 장치의 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 BLDC 모터의 1 Revolution당 6 개 스테이트와 3 개의 센서 신호를 조합한 예를 나타낸 도면이다. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a continuously variable valve lift control learning apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded view of a part of the configuration of a continuously variable valve lift apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing a configuration of a second cam of the continuously variable valve lifter according to the embodiment of the present invention.
4 and 5 are perspective views illustrating an example of the installation of a continuously variable valve lifting device according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a continuous variable valve lift control learning method of a CVVL control learning apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing an example of combining 6 states and 3 sensor signals per 1 revolution of a BLDC motor according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 특정한 실시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that it is not intended to be limited to the particular embodiments of the invention but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 발명에 따른 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 장치 및 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 첨부도면을 참조하여 설명함에 있어 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.An embodiment of a continuous variable valve lift control learning apparatus and method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components will be denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 장치의 전반적인 구성을 나타낸 구성도이다. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a continuously variable valve lift control learning apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 장치(100)는, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 캠 샤프트(10)에 제 1 캠(20)이 구비되고, 캠 샤프트(10)와 나란하게 제어축 샤프트(30)가 구비되며, 제어축 샤프트(30)에 결합된 제어축 레버(40)와 엔진(90)과 스윙암(50)이 회전 가능하게 결합되며, 스윙암(50)에 제 2 캠(60)이 피봇(Pivot) 운동 가능하게 제 1 캠(20)과 접촉하며, 브러시리스 직류(이하 BLDC) 모터(76)의 회전에 따라 웜 기어(74)를 통해 제어축 샤프트(30)가 회전되고, 스윙암(50)에 스윙암 샤프트(52)로 연결된 제 2 캠(60)이 피봇 운동에 의해 제 1 캠(20)과 접촉하여 밸브 개폐부(92)를 개폐하게 된다.1 to 5, a continuous variable valve lift control learning apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is provided with a first cam 20 on a camshaft 10 and a camshaft 10 A control shaft lever 40 coupled to the control shaft shaft 30 and a swing arm 50 are rotatably coupled to the engine 90 and the swing arm 50, The second cam 60 is brought into contact with the first cam 20 so as to be able to pivot and the second cam 60 is controlled via the worm gear 74 in accordance with the rotation of the brushless direct current The shaft camshaft 30 is rotated and the second cam 60 connected to the swing arm 50 by the swing arm shaft 52 contacts the first cam 20 by pivotal motion to open and close the valve opening / .

스윙암(50)은 연결부(560)를 통해 엔진(90)에 결합되어 피봇 운동을 하고, 엔진(90)은 실린더 헤드 또는 밸브 트레인을 포함한다. 스윙암(50)에는 스윙암 샤프트(52)가 구비되고, 제 2 캠(60)이 스윙암 샤프트(52)를 중심으로 피봇 운동할 수 있다. 즉, 스윙암 샤프트(52)가 스윙암(50)의 피봇 운동의 중심이 되는 것이다.The swing arm 50 is coupled to the engine 90 via a connecting portion 560 to pivot, and the engine 90 includes a cylinder head or a valve train. The swing arm 50 is provided with a swing arm shaft 52 and the second cam 60 can pivot about the swing arm shaft 52. That is, the swing arm shaft 52 becomes the center of the pivoting motion of the swing arm 50. [

제어축 레버(40)에는 슬라이딩부(42)가 형성되고, 스윙암(50)은 슬라이딩부(42)를 따라 이동 가능하게 구비되는 컨트롤 핀(54)을 통해 제어축 레버(40)와 결합한다. The control shaft lever 40 is formed with a sliding portion 42 and the swing arm 50 is engaged with the control shaft lever 40 through a control pin 54 movably provided along the sliding portion 42 .

제 2 캠(60)은 제 1 캠(20)과 접촉하는 접촉부(62) 및 밸브 개폐부(92)를 개폐하는 드라이빙부(64)를 포함한다. 접촉부(62)에는 접촉부 롤러(62)가 구비된다.The second cam 60 includes a contact portion 62 that contacts the first cam 20 and a driving portion 64 that opens and closes the valve opening and closing portion 92. The contact portion 62 is provided with a contact roller 62.

모터 제어부(110)는 다음 수학식 1과 같이 BLDC 모터(76)의 홀 센서(Hall Sensor) 수(H)와 센서 마그넷(Sensor Magnet)의 극(Pole) 수(P)에 따라 BLDC 모터의 회전(Revolution)당 스테이트(State) 수(S)를 결정한다.The motor control unit 110 calculates the rotation number of the BLDC motor according to the number of Hall sensors H of the BLDC motor 76 and the number P of poles of the sensor magnet, Determines the number of states (S) per Revolution.

Figure 112013094192137-pat00001
Figure 112013094192137-pat00001

즉, 모터 제어부(110)는 센서 마그넷의 극 수(P)에 홀 센서의 수(H)를 곱하여 BLDC 모터(76)의 회전당 스테이트 수(S)를 산출하는 것이다.That is, the motor control unit 110 calculates the number of states S per rotation of the BLDC motor 76 by multiplying the pole number P of the sensor magnet by the number H of hall sensors.

또한, 모터 제어부(110)는 다음 수학식 2와 같이 제어축 샤프트(30)의 회전각 범위(Rotation Angle Range, AR)를 BLDC 모터의 전체범위(Overall Range)에서의 스테이트 총수(Max)로 나누어 BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)를 산출하게 된다.The motor control unit 110 divides the rotation angle range AR of the control shaft 30 into the total number of states Max in the overall range of the BLDC motor The control shaft rotation angle A per state of the BLDC motor is calculated.

Figure 112013094192137-pat00002
Figure 112013094192137-pat00002

따라서, 모터 제어부(110)는, 제어축 샤프트(30)가 BLDC 모터의 하나의 스테이트에 대해 BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)로 회전하도록 제어하게 된다.Therefore, the motor control unit 110 controls the control shaft shaft 30 to rotate at the control shaft rotation angle A per state of the BLDC motor with respect to one state of the BLDC motor.

여기서, BLDC 모터의 전체범위(Overall Range)에서의 스테이트 총수(Max)는, 다음 수학식 3과 같이 BLDC 모터의 풀 스트로크(Full Stroke)에서의 총 회전각(x)을 BLDC 모터의 스테이트당 회전각으로 나누어 산출하고, BLDC 모터의 스테이트당 회전각은 360도를 BLCD 모터의 회전당 스테이트수(S)로 나누어 산출하게 된다.Here, the total number of states (Max) in the overall range of the BLDC motor can be calculated by multiplying the total rotation angle (x) in the full stroke of the BLDC motor by the number of rotations per state of the BLDC motor And the rotation angle per state of the BLDC motor is calculated by dividing 360 degrees by the number of states (S) per rotation of the BLCD motor.

Figure 112013094192137-pat00003
Figure 112013094192137-pat00003

수학식 3에서, BLDC 모터의 풀 스트로크(Full Stroke)에서의 총 회전각(x)은, 다음 수학식 4와 같이 제어축 샤프트의 회전각 범위(Rotation Angle Range, AR)와 BLDC 모터의 샤프트와 웜 기어 간 감속비(1:N)를 이용하여 산출하게 된다.In Equation (3), the total rotation angle x at the full stroke of the BLDC motor can be calculated from the rotation angle range (AR) of the control shaft shaft and the shaft of the BLDC motor Worm gear ratio (1: N).

Figure 112013094192137-pat00004
Figure 112013094192137-pat00004

즉, 모터 제어부(110)는 제어축 샤프트(30)의 회전각 범위(AR)에 BLDC 모터(76)의 샤프트와 웜 기어 간 감속비(N)를 곱하여 BLCD 모터(76)의 풀 스트로크에서의 총 회전각(x)을 산출하게 되는 것이다.That is, the motor control unit 110 multiplies the rotation angle range AR of the control shaft shaft 30 by the shaft of the BLDC motor 76 and the reduction gear ratio N between the worm gears, The rotation angle x is calculated.

또한, 모터 제어부(110)는 BLDC 모터의 스테이트당 밸브 리프트(L)에 대해, 수학식 5와 같이 밸브 리프트 범위(Valve Lift Range, LR)를 BLDC 모터의 전체범위(Overall Range)에서의 스테이트 총수(Max)로 나누어 산출하게 된다.The motor control unit 110 calculates a valve lift range (LR) for the valve lift L per state of the BLDC motor as a total number of states in the overall range of the BLDC motor (Max).

Figure 112013094192137-pat00005
Figure 112013094192137-pat00005

따라서, 모터 제어부(110)는, 제어축 샤프트(30)가 BLDC 모터의 하나의 스테이트에 대해 BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)로 회전할 때, 산출된 BLDC 모터의 스테이트당 밸브 리프트(L)로 밸브 리프트의 높이가 되도록 제어하게 된다.Therefore, when the control shaft shaft 30 rotates at the control shaft rotation angle A per state of the BLDC motor with respect to one state of the BLDC motor, the motor control unit 110 calculates the valve lift per state of the calculated BLDC motor (L) to the valve lift height.

이후, 모터 제어부(110)는 제어축 샤프트(30)가 BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)로 회전하면, 회전된 제어축 샤프트(30)의 현재 회전 각도를 제어축 회전각 범위(AR)에 대한 최대값(max)의 중간값(max/2)과 비교하고, 비교 결과에 따라 스테이트의 변화가 없으면 제어축 샤프트(30)의 회전 각도를 0° 또는 180°로 학습하는 동작을 수행하게 된다.Thereafter, when the control shaft shaft 30 rotates at the control shaft rotation angle A per state of the BLDC motor, the motor control unit 110 sets the current rotation angle of the rotated control shaft shaft 30 to the control shaft rotation angle range ( (Max / 2) of the maximum value (max / 2) for the control shaft shaft 30 is compared with the intermediate value (max / 2) of the control shaft shaft 30 .

즉, 모터 제어부(110)는 제어축 회전각 범위(AR)가 0°에서 180°까지인 경우, 제어축 회전각 범위(AR)에 대한 최대값(180°)의 중간값(90°)과 BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)로 회전된 제어축 샤프트(30)의 현재 회전 각도를 비교해, 제어축 샤프트(30)의 현재 회전 각도가 90°보다 작으면 0°로 이동하고, 90°보다 크면 180°로 이동하도록 학습하는 것이다.That is, when the control shaft rotation angle range AR is in the range of 0 ° to 180 °, the motor control unit 110 sets the intermediate value (90 °) of the maximum value (180 °) to the control shaft rotation angle range The current rotation angle of the control shaft shaft 30 rotated by the control shaft rotation angle A of the BLDC motor is compared and when the current rotation angle of the control shaft shaft 30 is smaller than 90 °, If it is larger than 90 °, it is learned to move to 180 °.

그리고, 모터 제어부(110)는 학습된 제어축 샤프트의 회전 각도를 0°또는 max AR°로 업데이트한 후 제어축 샤프트(30)가 BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)로 회전하도록 BLDC 모터의 회전을 제어하게 된다.
The motor control unit 110 updates the learned rotation angle of the control shaft shaft to 0 DEG or max AR DEG and then controls the control shaft shaft 30 to rotate at the control shaft rotation angle A per state of the BLDC motor. Thereby controlling the rotation of the motor.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 CVVL 제어 장치의 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.6 is a flowchart illustrating a continuous variable valve lift control learning method of a CVVL control apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 CVVL 제어 학습 장치(100)는 먼저 모터 제어부(110)가 수학식 1과 같이 BLDC 모터의 홀 센서(Hall Sensor) 수(H)에 센서 마그넷(Sensor Magnet)의 극(Pole) 수(P)를 곱하여 BLDC 모터의 회전(Revolution)당 스테이트(State) 수(S)를 결정한다(S610).6, the CVVL control learning apparatus 100 according to an embodiment of the present invention first calculates the number of hall sensors H of the BLDC motor as shown in Equation (1) Is multiplied by the number of poles (P) of a magnet (Sensor Magnet) to determine the number of states S per Revolution of the BLDC motor (S610).

예를 들면, 모터 제어부(110)는 BLDC 모터(76)의 극 수가 6 개이고, 홀 센서의 수가 3 개인 경우, 수학식 1에 따라 BLDC 모터(76)의 회전당 스테이트 수를 18 개로 결정하게 되는 것이다. 즉, 홀 센서 하나의 출력을 확인했을 때, 극수의 1/2 만큼의 펄스가 출력되므로, 스테이트는 극 수만큼 설정되는 것이다. 일반적으로 홀센서를 3 개 사용하면 하나의 극이 차지하는 각도의 1/3의 위치에 배치되어 홀 센싱 출력 3 개를 조합하게 되면 각 스테이트를 3 개의 스테이트로 더 나눌 수 있다.For example, when the number of poles of the BLDC motor 76 is 6 and the number of hall sensors is 3, the motor control unit 110 determines the number of states per rotation of the BLDC motor 76 to be 18 according to Equation (1) will be. That is, when the output of one hall sensor is checked, a pulse of 1/2 of the number of poles is output, so the state is set to the number of poles. In general, when three Hall sensors are used, one state is located at 1/3 of the angle of one pole, and when three Hall sensing outputs are combined, each state can be divided into three states.

6극 BLDC 모터(76)는 1 회전(Revolution)당 3 개의 펄스를 출력하므로, 6 개의 스테이트를 가지며, 도 7에 도시된 바와 같이 3 개의 센서 신호를 조합했을 때 수학식 1에 따라 총 18 개의 스테이트를 갖게 된다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 BLDC 모터의 1 Revolution당 6 개 스테이트와 3 개의 센서 신호를 조합한 예를 나타낸 도면이다. The six-pole BLDC motor 76 outputs three pulses per revolution, and thus has six states. When three sensor signals are combined as shown in FIG. 7, a total of 18 State. FIG. 7 is a diagram showing an example of combining 6 states and 3 sensor signals per 1 revolution of a BLDC motor according to an embodiment of the present invention.

이어, 모터 제어부(110)는 수학식 4와 같이 제어축 샤프트의 회전각 범위(AR)에 BLDC 모터의 샤프트와 웜 기어 간 감속비(N)를 곱하여 BLDC 모터의 풀 스트로크(Full Stroke)에서의 총 회전각(x)을 산출한다(S620).Next, the motor control unit 110 multiplies the rotational angle range (AR) of the control shaft shaft by the shaft speed of the BLDC motor and the reduction gear ratio N between the worm gears as shown in Equation (4) The rotation angle x is calculated (S620).

예를 들면, 모터 제어부(110)는 제어축 샤프트(30)의 회전각 범위(AR)가 180°이고, BLDC 모터(760)의 샤프트와 웜 기어(74) 간 감속비가 1:100이라면, 풀 스트로크 시 BLDC 모터(76)의 총 회전각(x)은 18,000°로 산출하게 되는 것이다.For example, if the rotation angle range AR of the control shaft shaft 30 is 180 degrees and the reduction ratio between the shaft of the BLDC motor 760 and the worm gear 74 is 1: 100, The total rotation angle x of the BLDC motor 76 at the time of stroke is calculated as 18,000 degrees.

이어, 모터 제어부(110)는 수학식 3과 같이 BLDC 모터의 풀 스트로크(Full Stroke)에서의 총 회전각(x)을 BLDC 모터의 스테이트당 회전각으로 나누어 BLDC 모터의 전체범위(Overall Range)에서의 스테이트 총수(Max)를 산출한다(S630). Then, the motor control unit 110 divides the total rotation angle x in the full stroke of the BLDC motor by the rotation angle per state of the BLDC motor, as shown in Equation (3) (S630). ≪ / RTI >

여기서, BLDC 모터의 스테이트당 회전각은 360도를 BLCD 모터의 회전당 스테이트수(S)로 나누어 산출하게 된다. 즉, 360도를 18 스테이트로 나누면 BLDC 모터의 스테이트당 회전각은 20°가 된다. 따라서, AR 18,000°를 20°로 나누면 Overall Range에서의 BLDC 모터의 스테이트 총 수(Max)는 900 스테이트를 얻을 수 있다.Here, the rotation angle per state of the BLDC motor is calculated by dividing 360 degrees by the number of states (S) per rotation of the BLCD motor. That is, if 360 degrees is divided into 18 states, the rotation angle per state of the BLDC motor is 20 °. Therefore, dividing AR 18,000 ° by 20 °, the total number of states (Max) of the BLDC motor in the Overall Range is 900 states.

이어, 모터 제어부(110)는 수학식 2와 같이 제어축 샤프트의 회전각 범위(AR)를 BLDC 모터의 전체범위(Overall Range)에서의 스테이트 총수(Max)로 나누어 BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)를 산출한다(S640).Next, the motor control unit 110 divides the rotation angle range AR of the control shaft shaft by the total number of states Max in the overall range of the BLDC motor, as shown in Equation 2, The angle A is calculated (S640).

예를 들어, 제어축 샤프트(30)의 회전각 범위(AR)가 180°이면, BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)는 0.2°를 얻을 수 있다.For example, if the rotation angle range AR of the control shaft shaft 30 is 180 degrees, the control shaft rotation angle A per state of the BLDC motor can be 0.2 degrees.

이어, 모터 제어부(110)는 BLDC 모터의 하나의 스테이트에 대해 제어축 샤프트가 BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)로 회전하도록 제어한다(S650).Next, the motor control unit 110 controls the control shaft shaft to rotate at the control shaft rotation angle A per state of the BLDC motor for one state of the BLDC motor (S650).

즉, 모터 제어부(110)는 BLDC 모터의 하나 스테이트당 제어축 샤프트(30)가 0.2°로 회전되도록 제어하게 되는 것이다.That is, the motor control unit 110 controls the control shaft shaft 30 per state of the BLDC motor to be rotated by 0.2 degrees.

또한, 모터 제어부(110)는, 제어축 샤프트가 BLDC 모터의 하나의 스테이트에 대해 BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)로 회전할 때, 밸브 리프트의 높이가 BLDC 모터의 스테이트당 밸브 리프트(L)로 되도록 제어하게 된다.Further, the motor control unit 110 controls the valve lift so that when the control shaft shaft rotates at the control shaft rotation angle A per state of the BLDC motor with respect to one state of the BLDC motor, (L).

여기서, BLDC 모터의 스테이트당 밸브 리프트(L)는, 수학식 5와 같이 모터 제어부가 밸브 리프트 범위(Valve Lift Range, LR)를 BLDC 모터의 전체범위(Overall Range)에서의 스테이트 총수(Max)로 나누어 산출하게 된다.In this case, the valve lift L per state of the BLDC motor is calculated by multiplying the valve lift range (LR) of the motor control unit by the state total number Max in the overall range of the BLDC motor .

엔진(90)의 작동 상태에 따라 밸브의 작은 개폐가 요구되는 경우, 모터 제어부(110)는 BLDC 모터(76)를 제어하여 제어축 샤프트(30)를 반시계 방향으로 회전시킨다. 따라서, 제어축 샤프트(30)와 연결된 제어축 레버(40)도 반시계 방향으로 회전하여 컨트롤 핀(54)이 슬라이딩부(42)를 따라 이동한다. 슬라이딩부(420)는 스윙암(50)이 연결부(56)를 중심으로 회전할 수 있도록 타원 형상으로 형성될 수 있다. 제어축 레버(40)의 반시계 방향으로의 회전에 따라 스윙암(50)은 연결부(56)를 중심으로 반시계 방향으로 회전한다. 이에, 스윙암 샤프트(52)가 이동하여 드라이빙부(64)와 밸브 개폐부 롤러(94)와의 상대적인 접촉 위치가 이동하게 된다. 즉, 하이 리프트 모드에서 로우 리프트 모드로 밸브의 작동이 변경되면, 밸브 개폐부 롤러(94)와 드라이빙부(64)의 상대적인 접촉 위치가 이동하게 되고, 로우 리프트 모드에서 드라이빙부(64)의 상대적인 접촉 위치가 이동하여 밸브 리프트(L)가 상대적으로 작아지게 된다. The motor control unit 110 controls the BLDC motor 76 to rotate the control shaft shaft 30 in the counterclockwise direction when small opening and closing of the valve is required according to the operating state of the engine 90. [ Accordingly, the control shaft lever 40 connected to the control shaft shaft 30 also rotates counterclockwise, and the control pin 54 moves along the sliding portion 42. The sliding portion 420 may be formed in an elliptic shape so that the swing arm 50 can rotate around the connecting portion 56. [ As the control shaft lever 40 rotates in the counterclockwise direction, the swing arm 50 rotates counterclockwise about the connecting portion 56. [ As a result, the swing arm shaft 52 moves and the relative contact position between the driving portion 64 and the valve opening / closing portion roller 94 is moved. That is, when the operation of the valve is changed from the high-lift mode to the low-lift mode, the relative contact position of the valve opening / closing part roller 94 and the driving part 64 is shifted and the relative contact of the driving part 64 in the low- So that the valve lift L becomes relatively small.

한편, 로우 리프트 모드에서 하이 리프트 모드로 전환되면, 제어축 샤프트(30)는 시계 방향으로 회전하며, 스윙암(50)도 시계 방향으로 회전한다. 따라서, 밸브 개폐부 롤러(94)와 드라이빙부(64)의 상대적인 접촉 위치가 이동하여 밸브 리프트(L)가 증가한다.On the other hand, when the mode is switched from the low-lift mode to the high-lift mode, the control shaft shaft 30 rotates clockwise, and the swing arm 50 also rotates clockwise. Therefore, the relative position of the valve opening / closing part roller 94 and the driving part 64 is moved, and the valve lift L increases.

이어, 모터 제어부(110)는, 제어축 샤프트(30)가 BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)로 회전한 이후에, 제어축 샤프트(30)의 현재 회전 각도를 제어축 회전각 범위(AR)에 대한 최대값(max)의 중간값(max/2)과 비교한다(S660).Next, after the control shaft shaft 30 is rotated at the control shaft rotation angle A per state of the BLDC motor, the motor control unit 110 sets the current rotation angle of the control shaft shaft 30 to the control shaft rotation angle range (Max / 2) of the maximum value (max) with respect to the reference value (AR) (S660).

이어, 모터 제어부(110)는 제어축 샤프트(30)의 현재 회전 각도가 제어축 회전각 범위(AR)에 대한 최대값(max)의 중간값(max/2) 이하로 작은 경우(S670-예), 제어축 샤프트(30)의 회전 각도를 0°방향으로 이동시킨다(S680). If the current rotation angle of the control shaft shaft 30 is smaller than the intermediate value max / 2 of the maximum value max with respect to the control shaft rotation angle range AR (S670-Yes), the motor control unit 110 , The rotation angle of the control shaft 30 is moved in the 0 ° direction (S680).

이어, 모터 제어부(110)는 전류값과 스테이트 변화를 모니터링하다가 전류값이 일정값 이상으로 감지되고 스테이트의 변화가 없으면 제어축 샤프트(30)의 회전 각도를 0°로 이동한 것으로 인지하고(S682), 인지한 정보로 업데이트한 후 제어축 샤프트(30)가 BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)로 회전하도록 BLDC 모터의 회전을 제어하게 된다(S684).Then, the motor control unit 110 monitors the current value and the state change. When the current value is detected to be equal to or greater than a predetermined value and there is no change in the state, the motor control unit 110 recognizes that the rotation angle of the control shaft shaft 30 has moved to 0 ° ), The rotation of the BLDC motor is controlled so that the control shaft shaft 30 rotates at the control shaft rotation angle A per state of the BLDC motor (S684).

그러나, 모터 제어부(110)는 제어축 샤프트(30)의 현재 회전 각도가 제어축 회전각 범위(AR)에 대한 최대값(max)의 중간값(max/2) 이상으로 큰 경우(S670-아니오), 제어축 샤프트(30)의 회전 각도를 180°방향으로 이동시킨다(S690). However, when the current rotation angle of the control shaft shaft 30 is greater than the intermediate value max / 2 of the maximum value max for the control shaft rotation angle range AR (S670-No, , The control shaft shaft 30 is moved in the direction of 180 degrees (S690).

이어, 모터 제어부(110)는 전류값과 스테이트 변화를 모니터링하다가 전류값이 일정값 이상으로 감지되고 스테이트의 변화가 없으면 제어축 샤프트(30)의 회전 각도를 180°로 이동한 것으로 인지하고(S692), 인지한 정보로 업데이트한 후 제어축 샤프트(30)가 BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)로 회전하도록 BLDC 모터의 회전을 제어하게 된다(S694).Then, the motor control unit 110 monitors the current value and the state change, and recognizes that the current value is detected to be higher than a predetermined value and the rotation angle of the control shaft shaft 30 is shifted by 180 degrees when there is no change in the state (S692 ), The rotation of the BLDC motor is controlled so that the control shaft shaft 30 rotates at the control shaft rotation angle A per state of the BLDC motor (S694).

전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차량 엔진의 동작에 따른 흡기 또는 배기 밸브의 밸브 리프트를 연속적으로 가변시키는 연속 가변 밸브 리프트 장치에서 센서 없이 제어값을 추정하여 밸브 리프트를 제어할 때 주기적으로 레퍼런스(Reference)를 학습하여 전기적 잡음(Electrical Noise)이나 기계적 반동(Mechanical Backlash)에 의해 발생되는 누적 오차에 따라 시스템이 불안정해 지는 것을 방지할 수 있도록 하는 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 장치 및 방법을 실현할 수 있다.As described above, according to the present invention, in continuously variable valve lift apparatuses continuously varying the valve lift of the intake valve or the exhaust valve according to the operation of the vehicle engine, when the valve lift is controlled by estimating the control value without a sensor, Reference can be learned so as to prevent the system from becoming unstable according to an electrical noise or an accumulated error caused by mechanical backlash, thereby realizing a continuous variable valve lift control learning apparatus and method .

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims and their equivalents. Only. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

본 발명은 차량 엔진의 동작에 따른 흡기 또는 배기 밸브의 밸브 리프트를 연속적으로 가변시키는 CVVL 장치에서 센서 없이 제어값을 추정하여 밸브 리프트를 제어할 때 주기적으로 레퍼런스(Reference)를 학습하여 전기적 잡음(Electrical Noise)이나 기계적 반동(Mechanical Backlash)에 의해 발생되는 누적 오차에 따라 시스템이 불안정해 지는 것을 방지할 수 있도록 하는 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 장치 및 방법에 적용할 수 있다.
The present invention relates to a CVVL apparatus for continuously varying a valve lift of an intake valve or an exhaust valve according to the operation of a vehicle engine and estimating a control value without a sensor in a CVVL apparatus to periodically reference a valve lift to control electrical noise The present invention can be applied to a continuous variable valve lift control learning apparatus and method that can prevent the system from becoming unstable according to an accumulated error caused by noise or mechanical backlash.

100 : CVVL 제어 학습 장치 110 : 모터 제어부
10 : 캠 샤프트 20 : 제 1 캠
30 : 제어축 샤프트 40 : 제어축 레버
42 : 슬라이딩부 50 : 스윙암
52 : 스윙암 샤프트 54 : 컨트롤 핀
56 : 연결부 60 : 제 2 캠
62 : 접촉부 롤러 64 : 드라이빙부
72 : 웜 휠 74 : 웜 기어
76 : BLDC 모터 90 : 엔진
92 : 밸브 개폐부 94 : 밸브 개폐부 롤러100: CVVL control learning apparatus 110: motor control unit
10: camshaft 20: first cam
30: Control shaft shaft 40: Control shaft lever
42: sliding portion 50: swing arm
52: Swing arm shaft 54: Control pin
56: connecting portion 60: second cam
62: contact roller 64:
72: Worm wheel 74: Worm gear
76: BLDC motor 90: engine
92: valve opening / closing part 94: valve opening / closing part roller

Claims (12)

캠 샤프트에 제 1 캠이 구비되고, 상기 캠 샤프트와 나란하게 제어축 샤프트가 구비되며, 상기 제어축 샤프트에 결합된 제어축 레버와 엔진과 스윙암이 회전 가능하게 결합되며, 상기 스윙암에 제 2 캠이 피봇(Pivot) 운동 가능하게 상기 제 1 캠과 접촉하며, 브러시리스 직류(이하 BLDC) 모터의 회전에 따라 웜 기어를 통해 상기 제어축 샤프트가 회전되고, 상기 스윙암에 스윙암 샤프트로 연결된 상기 제 2 캠이 피봇 운동에 의해 상기 제 1 캠과 접촉하여 밸브 개폐부를 개폐하는 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 장치에 있어서,
상기 BLDC 모터의 홀 센서(Hall Sensor) 수(H)와 센서 마그넷(Sensor Magnet)의 극(Pole) 수(P)에 따라 상기 BLDC 모터의 회전(Revolution)당 스테이트(State) 수(S)를 결정하고, 상기 제어축 샤프트의 회전각 범위(Rotation Angle Range, AR)를 상기 BLDC 모터의 전체범위(Overall Range)에서의 스테이트 총수(Max)로 나누어 상기 BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)를 산출하며, 상기 산출된 BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)로 상기 제어축 샤프트가 회전하도록 상기 BLDC 모터의 회전을 제어한 후, 상기 회전된 제어축 샤프트의 현재 회전 각도를 상기 제어축 회전각 범위(AR)에 대한 최대값(max)의 중간값(max/2)과 비교하며, 상기 비교 결과에 따라 스테이트의 변화가 없으면 상기 제어축 샤프트의 회전 각도를 0°또는 max AR°로 이동하도록 학습하는 모터 제어부;
를 포함하는 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 장치.
A camshaft is provided with a first cam, a control shaft is provided in parallel to the camshaft, a control shaft lever coupled to the control shaft shaft, an engine and a swing arm are rotatably coupled, The second cam is brought into contact with the first cam so as to be able to pivot and the control shaft shaft is rotated through the worm gear in accordance with the rotation of the brushless direct current (BLDC) motor, and the swing arm shaft The continuously variable valve lift control learning device according to claim 1, wherein the second cam is connected to the first cam by pivotal movement to open and close the valve opening /
The number S of states of revolution of the BLDC motor according to the number of Hall sensors H and the number of poles P of a sensor magnet of the BLDC motor And determines the control shaft rotation angle A (A) per state of the BLDC motor by dividing the rotation angle range (AR) of the control shaft shaft by the total number of states (Max) in the overall range of the BLDC motor, ), And controls the rotation of the BLDC motor so that the control shaft shaft rotates at a control shaft rotation angle (A) per state of the calculated BLDC motor, (Max / 2) of the maximum value (max) with respect to the control shaft rotation angle range (AR), and if there is no change in the state according to the comparison result, A motor control unit for learning to move the motor to the second position;
And a second variable valve lift control learning device.
청구항 1에 있어서,
상기 모터 제어부는 상기 학습된 제어축 샤프트의 회전 각도를 0°또는 max AR°로 업데이트한 후 상기 제어축 샤프트가 상기 BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)로 회전하도록 상기 BLDC 모터의 회전을 제어하는 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the motor control unit updates the learned rotation angle of the control shaft shaft to 0 DEG or max AR & the rotation of the BLDC motor so that the control shaft shaft rotates at a control shaft rotation angle (A) per state of the BLDC motor Wherein the control means controls the valve timing of the continuously variable valve.
청구항 1에 있어서,
상기 BLDC 모터의 전체범위(Overall Range)에서의 스테이트 총수(Max)는, 상기 BLDC 모터의 풀 스트로크(Full Stroke)에서의 총 회전각(x)을 상기 BLDC 모터의 스테이트당 회전각으로 나누어 산출하고, 상기 BLDC 모터의 스테이트당 회전각은 360도를 상기 BLDC 모터의 회전당 스테이트수(S)로 나누어 산출하는 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 장치.
The method according to claim 1,
The total number of states Max in the overall range of the BLDC motor is calculated by dividing the total rotation angle x at the full stroke of the BLDC motor by the rotation angle per state of the BLDC motor , And the rotation angle per state of the BLDC motor is calculated by dividing 360 degrees by the number of states (S) per revolution of the BLDC motor.
청구항 3에 있어서,
상기 BLDC 모터의 풀 스트로크(Full Stroke)에서의 총 회전각(x)은, 상기 제어축 샤프트의 회전각 범위(Rotation Angle Range, AR)와 상기 BLDC 모터의 샤프트와 웜 기어 간 감속비(1:N)를 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 장치.
The method of claim 3,
Wherein a total rotation angle x of the BLDC motor at a full stroke is calculated by multiplying a rotation angle range AR of the control shaft shaft by a gear ratio between the shaft of the BLDC motor and the worm gear 1: ) Based on the difference between the target value and the target value.
청구항 1에 있어서,
상기 BLDC 모터의 스테이트당 밸브 리프트(L)는, 밸브 리프트 범위(Valve Lift Range, LR)를 상기 BLDC 모터의 전체범위(Overall Range)에서의 스테이트 총수(Max)로 나누어 산출하는 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 장치.
The method according to claim 1,
Characterized in that the valve lift (L) per state of the BLDC motor is calculated by dividing the valve lift range (LR) by the total number of states (Max) in the overall range of the BLDC motor Variable valve lift control learning device.
청구항 1에 있어서,
상기 모터 제어부는, 상기 제어축 샤프트가 상기 BLDC 모터의 하나의 스테이트에 대해 상기 BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)로 회전하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the motor control unit controls the control shaft shaft to rotate at a control shaft rotation angle (A) per state of the BLDC motor relative to one state of the BLDC motor.
캠 샤프트에 제 1 캠이 구비되고, 상기 캠 샤프트와 나란하게 제어축 샤프트가 구비되며, 상기 제어축 샤프트에 결합된 제어축 레버와 엔진과 스윙암이 회전 가능하게 결합되며, 상기 스윙암에 제 2 캠이 피봇(Pivot) 운동 가능하게 상기 제 1 캠과 접촉하며, 브러시리스 직류(이하 BLDC) 모터의 회전에 따라 웜 기어를 통해 상기 제어축 샤프트가 회전되고, 상기 스윙암에 스윙암 샤프트로 연결된 상기 제 2 캠이 피봇 운동에 의해 상기 제 1 캠과 접촉하여 밸브 개폐부를 개폐하도록 제어하는 모터 제어부를 포함하는 장치의 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 방법에 있어서,
(a) 상기 모터 제어부는 상기 BLDC 모터의 홀 센서(Hall Sensor) 수(H)와 센서 마그넷(Sensor Magnet)의 극(Pole) 수(P)에 따라 상기 BLDC 모터의 회전(Revolution)당 스테이트(State) 수(S)를 결정하는 단계;
(b) 상기 모터 제어부는 상기 제어축 샤프트의 회전각 범위(Rotation Angle Range, AR)를 상기 BLDC 모터의 전체범위(Overall Range)에서의 스테이트 총수(Max)로 나누어 상기 BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)를 산출하는 단계;
(c) 상기 모터 제어부는 상기 산출된 BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)로 상기 제어축 샤프트가 회전하도록 상기 BLDC 모터의 회전을 제어하는 단계;
(d) 상기 모터 제어부는 상기 회전된 제어축 샤프트의 현재 회전 각도를 상기 제어축 회전각 범위(AR)에 대한 최대값(max)의 중간값(max/2)과 비교하는 단계; 및
(e) 상기 모터 제어부는 상기 비교 결과에 따라 스테이트의 변화가 없으면 상기 제어축 샤프트의 회전 각도를 0°또는 max AR°로 이동하도록 학습하는 단계;
를 포함하는 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 방법.
A camshaft is provided with a first cam, a control shaft is provided in parallel to the camshaft, a control shaft lever coupled to the control shaft shaft, an engine and a swing arm are rotatably coupled, The second cam is brought into contact with the first cam so as to be able to pivot and the control shaft shaft is rotated through the worm gear in accordance with the rotation of the brushless direct current (BLDC) motor, and the swing arm shaft And a motor control section for controlling the second cam to be connected to the first cam by pivoting movement so as to open and close the valve opening and closing section, the method comprising the steps of:
(a) The motor control unit controls the state of revolutions of the BLDC motor according to the number H of Hall sensors of the BLDC motor and the number P of poles of a sensor magnet. Determining a number of states (S);
(b) The motor control unit divides the rotation angle range (AR) of the control shaft shaft by the total number of states (Max) in the overall range of the BLDC motor, Calculating a rotation angle (A);
(c) the motor control unit controlling rotation of the BLDC motor such that the control shaft shaft rotates at a control shaft rotation angle (A) per state of the calculated BLDC motor;
(d) comparing the current rotation angle of the rotated control shaft shaft with a middle value (max / 2) of a maximum value (max) for the control shaft rotation angle range (AR); And
(e) if the state is not changed according to the comparison result, the motor control unit learns to move the rotation angle of the control shaft shaft to 0 ° or max AR °;
Wherein the controllable variable valve lift control learning method comprises:
청구항 7에 있어서,
(f) 상기 모터 제어부는 상기 학습된 제어축 샤프트의 회전 각도를 0°또는 max AR°로 업데이트한 후 상기 제어축 샤프트가 상기 BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)로 회전하도록 상기 BLDC 모터의 회전을 제어하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 방법.
The method of claim 7,
(f) The motor control unit updates the learned rotation angle of the control shaft shaft to 0 ° or max AR °, and then the control shaft shaft rotates at the control shaft rotation angle (A) per state of the BLDC motor. Controlling rotation of the motor;
Further comprising the steps of:
청구항 7에 있어서,
상기 (b) 단계에서, 상기 모터 제어부가 상기 BLDC 모터의 전체범위(Overall Range)에서의 스테이트 총수(Max)에 대해, 상기 BLDC 모터의 풀 스트로크(Full Stroke)에서의 총 회전각(x)을 상기 BLDC 모터의 스테이트당 회전각으로 나누어 산출하고, 상기 BLDC 모터의 스테이트당 회전각은 360도를 상기 BLDC 모터의 회전당 스테이트수(S)로 나누어 산출하는 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 방법.
The method of claim 7,
In the step (b), the motor control unit calculates the total rotation angle (x) of the BLDC motor at the full stroke with respect to the total number of states (Max) of the BLDC motor in the overall range Wherein the BLDC motor is divided by the rotation angle per state of the BLDC motor and the rotation angle per state of the BLDC motor is calculated by dividing 360 degrees by the number of states per rotation S of the BLDC motor Way.
청구항 9에 있어서,
상기 BLDC 모터의 풀 스트로크(Full Stroke)에서의 총 회전각(x)은, 상기 모터 제어부가 상기 제어축 샤프트의 회전각 범위(Rotation Angle Range, AR)와 상기 BLDC 모터의 샤프트와 웜 기어 간 감속비(1:N)를 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 방법.
The method of claim 9,
Wherein a total rotation angle x of the BLDC motor at a full stroke is set such that the motor control unit controls the rotation angle range AR of the control shaft shaft and the gear ratio between the shaft of the BLDC motor and the worm gear (1: N). ≪ / RTI >
청구항 7에 있어서,
상기 BLDC 모터의 스테이트당 밸브 리프트(L)는, 상기 모터 제어부가 밸브 리프트 범위(Valve Lift Range, LR)를 상기 BLDC 모터의 전체범위(Overall Range)에서의 스테이트 총수(Max)로 나누어 산출하는 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 방법.
The method of claim 7,
The valve lift L per state of the BLDC motor is calculated by dividing the valve lift range LR by the total number of states Max in the overall range of the BLDC motor Characterized in that a continuous variable valve lift control learning method is provided.
청구항 11에 있어서,
상기 모터 제어부는, 상기 제어축 샤프트가 상기 BLDC 모터의 하나의 스테이트에 대해 상기 BLDC 모터의 스테이트당 제어축 회전 각도(A)로 회전할 때, 밸브 리스트의 높이가 상기 BLDC 모터의 스테이트당 밸브 리프트(L)로 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 연속 가변 밸브 리프트 제어 학습 방법.
The method of claim 11,
Wherein the motor control unit controls the motor so that when the control shaft shaft rotates at a control shaft rotation angle (A) per state of the BLDC motor relative to one state of the BLDC motor, (L). ≪ / RTI >
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