KR101490941B1 - 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법 및 가변 밸브 리프트 시스템 - Google Patents

가변 밸브 리프트 장치 제어 방법 및 가변 밸브 리프트 시스템 Download PDF

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이장수
유준
김건상
이흥우
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현대자동차 주식회사
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Abstract

본 발명은 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법에 관한 것으로, 가변 밸브 리프트 장치의 작동 모드 변환 조건을 측정하는 단계; 상기 측정된 작동 모드 변환 조건을 바탕으로 제어기가 상기 가변 밸브 리프트 장치의 정상 작동 조건에 해당하는지를 판단하는 단계; 상기 정상 작동 조건을 만족하면 미리 설정된 정상 밸브 리프트 전환 맵에 따라 상기 제어기가 가변 밸브 리프트 장치의 작동을 제어하는 단계; 상기 정상 작동 조건을 만족하지 않으면, 상기 제어기가 상기 가변 밸브 리프트 장치의 하이 리프트 모드에서 로우 리프트 모드로 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건인지 아니면, 상기 가변 밸브 리프트 장치의 로우 리프트 모드에서 하이 리프트 모드로 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건인지를 판단하는 단계; 상기 가변 밸브 리프트 장치의 하이 리프트 모드에서 로우 리프트 모드로 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건인 경우, 상기 제어기가 미리 설정된 저유온 밸브 리프트 전환 맵에 따라 상기 가변 밸브 리프트 장치의 작동을 제어하는 단계; 및 상기 가변 밸브 리프트 장치의 로우 리프트 모드에서 하이 리프트 모드로 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건인 경우, 상기 제어기가 미리 설정된 고유온 밸브 리프트 전환 맵에 따라 상기 가변 밸브 리프트 장치의 작동을 제어하는 단계;를 포함한다.

Description

가변 밸브 리프트 장치 제어 방법 및 가변 밸브 리프트 시스템 {VARIABLE VALVE LIFT APPARATUS AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법 및 가변 밸브 리프트 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주어진 조건에 따라 가변 밸브 리프트 장치가 정상적인 작동을 할 수 있는 상태인지 아닌지를 판단하여 해당 조건에 따라 가변 밸브 리프트 장치를 제어하는 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법 및 가변 밸브 리프트 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 다양한 연구가 진행되고 있다.
일예로, 밸브가 엔진회전수에 따라 다른 리프트(lift)로 동작하도록 구현하는 가변 밸브 리프트(variable valve lift; VVL) 장치와, 밸브를 엔진회전수에 따라 적절한 타이밍에서 개폐시키는 가변 밸브 타이밍(variable valve timing; VVT) 장치가 연구되고 있다.
가변 밸브 리프트 장치의 작동을 위해 사용되는 오일 콘트롤 밸브 (OCV)는 오일 유로 변경을 통해 가변 밸브 리프트 장치의 작동을 제어한다. 즉, 상기 오일 콘트롤 밸브 (OCV)의 오일 유로 변경에 따라 가변 밸브 리프트 장치에 전달되는 오일압이 변화하여 상기 가변 밸브 리프트 장치가 작동하게 된다.
그런데, 오일 압력에 의한 제어의 경우 기후 조건에 따라 가변 밸브 리프트장치의 오작동이 발생할 수 있으며, 이로 인하여 가변 밸브 리프트 장치의 작동 범위가 축소되는 문제가 발생한다.
이러한 상기 가변 밸브 리프트 장치의 작동 범위 축소는 엔진 성능의 저하와 엔진 내구성에 문제가 된다.
이러한 문제점으로 인하여 오일압과 무관한 전기 모터 제어 방식을 택하는 경우가 있지만, 고가의 비용과 전력 소모로 인하여 연비가 악화될 수 있다.
본 발명은, 주어진 조건에 따라 가변 밸브 리프트 장치가 정상적인 작동을 할 수 있는 상태인지 아닌지를 판단하여 해당 조건에 따라 가변 밸브 리프트 장치를 제어하는 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법 및 가변 밸브 리프트 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법은 가변 밸브 리프트 장치의 작동 모드 변환 조건을 측정하는 단계; 상기 측정된 작동 모드 변환 조건을 바탕으로 제어기가 상기 가변 밸브 리프트 장치의 정상 작동 조건에 해당하는지를 판단하는 단계; 상기 정상 작동 조건을 만족하면 미리 설정된 정상 밸브 리프트 전환 맵에 따라 상기 제어기가 가변 밸브 리프트 장치의 작동을 제어하는 단계; 상기 정상 작동 조건을 만족하지 않으면, 상기 제어기가 상기 가변 밸브 리프트 장치의 하이 리프트 모드에서 로우 리프트 모드로 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건인지 아니면, 상기 가변 밸브 리프트 장치의 로우 리프트 모드에서 하이 리프트 모드로 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건인지를 판단하는 단계; 상기 가변 밸브 리프트 장치의 하이 리프트 모드에서 로우 리프트 모드로 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건인 경우, 상기 제어기가 미리 설정된 저유온 밸브 리프트 전환 맵에 따라 상기 가변 밸브 리프트 장치의 작동을 제어하는 단계; 및 상기 가변 밸브 리프트 장치의 로우 리프트 모드에서 하이 리프트 모드로 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건인 경우, 상기 제어기가 미리 설정된 고유온 밸브 리프트 전환 맵에 따라 상기 가변 밸브 리프트 장치의 작동을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 저유온 밸브 리프트 전환 맵은 상기 측정된 작동 모드 변환 조건에 따라 상기 가변 밸브 리프트 장치를 하이 리프트 모드에서 로우 리프트 모드로 전환하는 설정된 제1 엔진 회전수를 포함할 수 있다.
상기 고유온 밸브 리프트 전환 맵은 상기 측정된 작동 모드 변환 조건에 따라 상기 가변 밸브 리프트 장치를 로우 리프트 모드에서 하이 리프트 모드로 전환하는 상기 제1 엔진 회전수 보다 큰 설정된 제2 엔진 회전수를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법은 상기 가변 밸브 리프트 장치의 로우 리프트 모드에서 하이 리프트 모드로 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건인 경우, 상기 제어기가 엔진으로 유입되는 공기량을 제어하는 공기량 제어 밸브를 제어하여 유입되는 공기량을 증가 시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법은 상기 가변 밸브 리프트 장치의 하이 리프트 모드에서 로우 리프트 모드로 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건인 경우, 상기 제어기가 인젝터를 제어하여 분사되는 연료량을 감소시키는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
상기 작동 모드 변환 조건은 설정된 오일 온도 조건과 오일 압력 조건을 포함할 수 있다.
상기 오일 온도는 냉각 수온을 측정하여 오일 온도를 예측 할 수 있다.
상기 작동 모드 변환 조건은 대기 온도, 대기 압력, 대기 습도 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 시스템은 가변 밸브 리프트 장치, 유입되는 공기량을 제어하는 공기량 제어 밸브, 엔진회전수 센서, 및 인젝터가 구비된 엔진; 오일압을 측정하여 해당 신호를 출력하는 오일압 센서; 냉각수온을 측정하여 해당 신호를 출력하는 냉각 수온 센서; 상기 가변 밸브 리프트 장치의 정상 작동 조건일 때, 상기 가변 밸브 리프트 장치의 작동 모드를 전환하는 정상 밸브 리트트 전환 맵, 상기 가변 밸브 리프트 장치의 하이 리프트 모드에서 로우 리프트 모드로 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건일 때 상기 가변 밸브 리프트 장치의 작동 모드를 전환하는 저유온 밸브 리프트 전환 맵, 및 상기 가변 밸브 리프트 장치의 로우 리프트 모드에서 하이 리프트 모드로 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건일 때 상기 가변 밸브 리프트 장치의 작동 모드를 전환하는 고유온 밸브 리프트 전환 맵이 저장된 메모리; 및 상기 오일압 센서, 상기 냉각 수온 센서 및 상기 엔진 회전수 센서로부터 해당 신호를 입력 받아, 상기 메모리로부터 상기 밸브 리프트 전환 맵들 중 현재 적용할 밸브 리프트 전환 맵을 결정하고, 결정된 해당 밸브 리프트 전환 맵에 따라 상기 가변 밸브 리프트 장치의 작동을 제어하는 제어기;를 포함할 수 있다.
상기 제어기는 상기 고유온 밸브 리프트 전환 맵에 따라 상기 가변 밸브 리프트 장치를 제어하는 경우, 상기 공기량 제어 밸브의 작동을 제어하여 상기 엔진으로 유입되는 공기량을 증가 시킬 수 있다.
상기 제어기는 상기 저유온 밸브 리프트 전환 맵에 따라 상기 가변 밸브 리프트 장치를 제어하는 경우, 상기 인젝터의 작동을 제어하여 상기 엔진으로 분사되는 연료량을 감소 시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법 및 가변 밸브 리프트 시스템에 의하면, 주어진 조건에 따라 가변 밸브 리프트 장치가 정상적인 작동을 할 수 있는 상태인지 아닌지를 판단하여 해당 조건에 따라 가변 밸브 리프트 장치를 제어하여 가변 밸브 리프트 장치의 작동 한계를 개선할 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 시스템의 블록도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법을 나타낸 플로우차트이다.
도3 내지 도5 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법의 밸브 리프트 전환 맵을 나타낸 그래프이다.
도6 및 도7은 일반적인 가변 밸브 리프트 장치의 비정상 거동을 설명하는 그래프이다.
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 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 시스템의 블록도이다.
도1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 시스템은 엔진(40), 오일압 센서(60), 냉각 수온 센서(70), 메모리(50) 및 제어기(100)를 포함한다.
상기 엔진(40)에는 가변 밸브 리프트 장치(10), 유입되는 공기량을 제어하는 공기량 제어 밸브(20), 엔진회전수 센서(80) 및 인젝터(40)가 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 시스템에서, 상기 공기량 제어 밸브(20)는 상기 엔진(40)으로 유입되는 신기(fresh air)의 양을 직접 제어하는 밸브일 수도 있고, EGR 가스의 양을 조절하여 상기 엔진(40)으로 유입되는 신기(fresh air)의 비율을 제어하는 EGR 밸브 일 수도 있다.
상기 가변 밸브 리프트 장치(10)는 오일의 유압으로 하이 리프트 모드와 로우 리프트 모드를 구현하는 일반적인 가변 밸브 리프트 장치이다. 즉, 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)로 고압의 오일이 공급되면, 상기 가변 밸브 리프트 장치는 하이 리르트 모드로 작동하고, 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)로 저압의 오일이 공급 또는 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)로 공급된 오일이 해소 되면, 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)는 로우 리프트 모드로 작동한다.
상기 오일압 센서(60)는 오일압, 특히 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)를 작동시키는 오일의 압력을 측정하여 해당 신호를 출력한다.
상기 냉각 수온 센서(70)는 냉각수온을 측정하여 해당 신호를 출력한다.
상기 메모리(50)에는 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)의 정상 작동 조건일 때, 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)의 작동 모드를 전환하는 정상 밸브 리트트 전환 맵, 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)의 하이 리프트 모드에서 로우 리프트 모드로 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건일 때 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)의 작동 모드를 전환하는 저유온 밸브 리프트 전환 맵, 및 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)의 로우 리프트 모드에서 하이 리프트 모드로 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건일 때 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)의 작동 모드를 전환하는 고유온 밸브 리프트 전환 맵이 저장되어 있다.
상기 제어기(100)는 상기 오일압 센서(60), 상기 냉각 수온 센서(70) 및 상기 엔진 회전수 센서(80)로부터 해당 신호를 입력 받아, 상기 메모리(50)로부터 상기 밸브 리프트 전환 맵들 중 현재 적용할 밸브 리프트 전환 맵을 결정하고, 결정된 해당 밸브 리프트 전환 맵에 따라 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)의 작동을 제어한다.
도2는 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법을 나타낸 플로우차트이다.
도1 및 도2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법은 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)의 작동 모드 변환 조건을 측정하는 단계(S10); 상기 측정된 작동 모드 변환 조건을 바탕으로 상기 제어기(100)가 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)의 정상 작동 조건에 해당하는지를 판단하는 단계(S20), 상기 정상 작동 조건을 만족하면 미리 설정된 정상 밸브 리프트 전환 맵에 따라 상기 제어기(100)가 가변 밸브 리프트 장치(10)의 작동을 제어하는 단계(S30), 상기 정상 작동 조건을 만족하지 않으면, 상기 제어기(100)가 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)의 하이 리프트 모드에서 로우 리프트 모드로 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건인지 아니면, 상기 가변 밸브 리프트 장치의 로우 리프트 모드에서 하이 리프트 모드로 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건인지를 판단하는 단계(S60), 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)의 하이 리프트 모드에서 로우 리프트 모드로 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건인 경우, 상기 제어기(10)가 미리 설정된 저유온 밸브 리프트 전환 맵에 따라 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)의 작동을 제어하는 단계(S70) 및 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)의 로우 리프트 모드에서 하이 리프트 모드로 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건인 경우, 상기 제어기(100)가 미리 설정된 고유온 밸브 리프트 전환 맵에 따라 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)의 작동을 제어하는 단계(S90)를 포함한다.
상기 S30 단계 이후에는, 상기 정상 밸브 리프트 전환 맵에 따라 리프트 전환 시그널을 출력하고(S40), 밸브 리프트의 작동 모드를 전환한다(S50)
상기 작동 모드 변환 조건은 설정된 오일 온도 조건과 오일 압력 조건을 포함할 수 있다.
상기 오일 온도는 냉각 수온을 측정하여 오일 온도를 예측 할 수 있다.
즉, 상기 오일 온도는 직접 오일 온도 센서(70)를 이용하여 측정할 수도 있고, 실험을 통해 냉각 수온과 오일 온도간의 관계를 이용하여 오일 온도를 예측할 수 잇다. 상기 냉각 수온을 이용하여 오일 온도를 예측하는 방법은 당해 기술 분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항이므로 자세한 설명은 생략한다.
상기 S20 단계에서, 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)의 정상 작동 조건은 실험을 통해 설정된 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)가 정상적인 작동을 할 수 있는 설정된 오일 압력 및 오일 온도를 포함하는 조건일 수 있다.
상기 저유온 밸브 리프트 전환 맵은 상기 측정된 작동 모드 변환 조건에 따라 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)를 하이 리프트 모드에서 로우 리프트 모드로 전환하는 설정된 제1 엔진 회전수를 포함할 수 있다.
상기 고유온 밸브 리프트 전환 맵은 상기 측정된 작동 모드 변환 조건에 따라 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)를 로우 리프트 모드에서 하이 리프트 모드로 전환하는 상기 제1 엔진 회전수 보다 큰 설정된 제2 엔진 회전수를 포함할 수 있다.
상기 S60 단계에서, 비정상 작동 조건, 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건은 실험을 통해 설정된 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)가 정상적인 작동을 할 수 없는 설정된 오일 압력 및 오일 온도를 포함하는 조건으로, 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)가 하이 리프트 모드에서 로우 리프트 모드로 정상적인 모드 변환이 될 수 없는 상태인지, 아니면, 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)가 로우 리프트 모드에서 하이 리프트 모드로 정상적인 모드 변환 이 될 수 없는 상태인지를 판단한다.
본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법은 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)의 로우 리프트 모드에서 하이 리프트 모드로 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건인 경우, 상기 제어기(100)가 상기 공기량 제어 밸브(20)의 작동을 제어하여 유입되는 공기량을 제어 하는 단계(S100)를 더 포함할 수 있다. 예를 들자면, 유입되는 공기량을 증가시켜 리프트 모드의 전환 지연 또는 전환 불가에 대처한다.
본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법은 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)의 하이 리프트 모드에서 로우 리프트 모드로 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건인 경우, 상기 제어기(100)가 인젝터(30)를 제어하여 분사되는 연료량을 감소시키는 단계(S80)를 더 포함할 수 있다.
상기 작동 모드 변환 조건은 대기 온도, 대기 압력, 대기 습도 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
도6 및 도7은 일반적인 가변 밸브 리프트 장치의 비정상 거동을 설명하는 그래프이다.
도6에 도시된 그래프에서는 오일 온도가 저온이고, 오일 압력이 고압일 때, 가변 밸브 리프트 장치의 하이 리프트 모드에서 로우 리프트 모드로 변환이 지연되는 것을 나타낸 도면이다.
예를 들어, 오일 온도가 10°C 이하이고, 오일 압력이 5bar 이상인 경우, 상기 오일의 상대적인 점도가 커서 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)로 공급된 오일의 해소가 지연되어, 가변 밸브 리프트 장치의 하이 리프트 모드에서 로우 리프트 모드로의 변환이 지연 또는 불가능한 상황이 될 수 있고, 또한 연료의 불완전 연소 발생 가능성이 있다.
도7에 도시된 그래프에서는 오일 온도가 고온이고, 오일 압력이 저압일 때, 가변 밸브 리프트 장치의 로우 리프트 모드에서 하이 리프트 모드로 변환이 불가능한 것을 나타낸 도면이다.
예를 들어, 오일 온도가 120°C 이상이고, 오일 압력이 1bar 이하인 경우, 오일의 점도가 상대적으로 낮아 가변 밸브 리프트 장치의 로우 리프트 모드에서 하이 리프트 모드로의 변환이 불가능 또는 또는 지연될 수 있고, 또한 배기 가스 온도가 과다하게 상승하는 문제가 발생할 수 있다.
이와 같이, 일반적인 가변 밸브 리프트 장치의 경우, 주어진 조건에 따라 가변 밸브 리프트장치의 오작동이 발생할 수 있으며, 이로 인하여 가변 밸브 리프트 장치의 작동 범위가 축소되는 문제가 발생한다.
이러한 상기 가변 밸브 리프트 장치의 작동 범위 축소는 엔진 성능의 저하와 엔진 내구성에 문제가 된다.
그러나, 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 제어 방법은 가변 밸브 리프트 장치의 비정상 거동이 발생할 조건에서는 밸브 리프트의 변환 조건을 달리하여 가변 밸브 리프트 장치의 작동 한계를 개선할 수 있다.
도3 내지 도5 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법의 밸브 리프트 전환 맵을 나타낸 그래프이다.
도5는 가변 밸브 리프트 장치가 정상적인 작동이 가능한 오일 온도와 오일 압력 조건에서 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법의 밸브 리프트 전환 맵을 도시한 그래프이다.
도5에 도시된 바와 같이, 가변 밸브 리프트 장치가 정상적인 작동이 가능한 조건에서는 오일 온도와 오일 압력 조건에서, 엔진 부하와 엔진 회전수에 따라 로우 리프트 모드와 하이 리프트 모드 간의 변환 맵을 설정하고, 이는 실험을 통해 결정할 수 있다.
도3 및 도4는 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법의 고유온 밸브 리프트 전환 맵 및 저유온 밸브 리프트 전환 맵을 각각 도시한 도면이다.
도4에 도시된 바와 같이, 오일 온도가 저온이고, 오일 압력이 고압일 때에는, 상기 설정된 제1 엔진 회전수 이상 영역에서는 하이 리프트 모드를 유지하는 제어를 하며, 상기 설정된 제1 엔진 회전수는 실험을 통해 결정할 수 있다.
예를 들어, 오일 온도가 10°C 이하이고, 오일 압력이 5bar 이상인 경우, 가변 밸브 리프트 장치의 하이 리프트 모드에서 로우 리프트 모드로의 변환이 지연 또는 불가능한 상황이므로, 하이 리프트 모드의 작동 영역을 유지한다.
이 경우, 엔진의 요구 출력이 낮지만, 상기 엔진(40)의 작동 모드가 하이 리프트 모드이므로, 일부 구간에서는 상기 인젝터(30)를 제어하여 공급되는 연료량을 줄인다.
도3에 도시된 바와 같이, 오일 온도가 고온이고, 오일 압력이 저압일 때에는, 상기 설정된 제2 엔진 회전수 이하 영역에서는 로우 리프트 모드를 유지하는 제어를 하며, 상기 설정된 제2 엔진 회전수는 실험을 통해 결정 수 있다.
예를 들어, 오일 온도가 120°C 이상이고, 오일 압력이 1bar 이하인 경우, 오일의 점도가 상대적으로 낮아 가변 밸브 리프트 장치의 로우 리프트 모드에서 하이 리프트 모드로의 변환이 불가능 또는 또는 지연될 수 있으므로, 로우 리프트 모드의 작동 영역을 유지한다.
이 경우, 엔진의 요구 출력이 높지만, 상기 엔진(40)의 작동 모드가 로우 리프트 모드이므로, 공급되는 공기량을 증대 시키며, 예를 들어 EGR 밸브 개도를 줄여 공급되는 신기량을 증대 시킬 수 있다.
상기 작동 모드 변환 조건은 대기 온도, 대기 압력, 대기 습도 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있으며, 이는 고유온 밸브 리프트 전환 맵 및 저유온 밸브 리프트 전환 맵에 포함하여 상기 가변 밸브 리프트 장치의 제어에 적용될 수 있다.
예를 들어, 대기 온도가 영하 7°C 이하인 경우, 하이 리프트 모드에서 로우 리프트 모드로의 변환이 지연되거나 불가능 할 수 있으며, 대기 온도가 40°C 이상인 경우, 로우 리프트 모드에서 하이 리프트 모드로의 변환이 지연되거나 불가능 할 수 있다.
또한, 대기압과 습도 또한 하이 리프트 모드와 로우 리프트 모드 간의 변환에 영향을 미칠 수 있으며, 이는 실험을 통해 결정된 값을 상기 맵에 반영할 수 있다.
상기 설명에서, 상기 오일 온도, 오일 압력, 대기 온도, 대기 압력, 대기 습도 등은 사용되는 오일의 종류에 따라 실험을 통해 적절한 값을 반영하여 상기 맵들을 정할 수 있으며, 따라서 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법 및 그 시스템에서는 어느 특정한 값으로 한정하지 않는다.
도3 내지 도7의 그래프는 이해의 편의를 돕기 위해 그래프가 단순하게 도시되어 있으나, 이는 하나의 경향을 나타내기 위해 단순화 한 것으로, 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법 및 그 시스템에 적용되는 리프트 전환 맵은 오일 온도, 오일 압력, 대기 온도 등에 따라 다양한 형태의 그래프가 사용될 수 있음은 자명하다.
더불어, 상기 가변 밸브 리프트 장치(10)의 작동 모드를 전환하는 기준이 되는 상기 제1 엔진 회전수와 상기 제1 엔진 회전수 보다 큰 제2 엔진 회전수는 특정된 하나의 회전수가 아니라 오일 온도, 오일 압력, 대기 온도 등에 따라 다양한 수치를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법 및 그 시스템에 의하면, 상기 제2 엔진 회전수가 상기 제1 엔진 회전수보다 큰 엔진 회전수를 가져, 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건에서 가변 밸브 리프트 장치의 현재 작동 모드를 유지하도록 하여 엔진 보호 및 차량 성능 저하를 개선할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법 및 그 시스템에 의하면, 주어진 조건에 따라 가변 밸브 리프트 장치가 정상적인 작동을 할 수 있는 상태인지 아닌지를 판단하여 해당 조건에 따라 가변 밸브 리프트 장치를 제어하여 가변 밸브 리프트 장치의 작동 한계를 개선할 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: 가변 밸브 리프트 장치 20: 공기량 제어 밸브
30: 인젝터 40: 엔진
50: 메모리 60: 오일압 센서
70: 냉각 수온 센서 또는 오일 온도 센서
80: 엔진 회전수 센서 100: 제어기

Claims (11)

  1. 가변 밸브 리프트 장치의 작동 모드 변환 조건을 측정하는 단계;
    상기 측정된 작동 모드 변환 조건을 바탕으로 제어기가 상기 가변 밸브 리프트 장치의 정상 작동 조건에 해당하는지를 판단하는 단계;
    상기 정상 작동 조건을 만족하면 미리 설정된 정상 밸브 리프트 전환 맵에 따라 상기 제어기가 가변 밸브 리프트 장치의 작동을 제어하는 단계;
    상기 정상 작동 조건을 만족하지 않으면, 상기 제어기가 상기 가변 밸브 리프트 장치의 하이 리프트 모드에서 로우 리프트 모드로 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건인지 아니면, 상기 가변 밸브 리프트 장치의 로우 리프트 모드에서 하이 리프트 모드로 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건인지를 판단하는 단계;
    상기 가변 밸브 리프트 장치의 하이 리프트 모드에서 로우 리프트 모드로 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건인 경우, 상기 제어기가 미리 설정된 저유온 밸브 리프트 전환 맵에 따라 상기 가변 밸브 리프트 장치의 작동을 제어하는 단계; 및
    상기 가변 밸브 리프트 장치의 로우 리프트 모드에서 하이 리프트 모드로 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건인 경우, 상기 제어기가 미리 설정된 고유온 밸브 리프트 전환 맵에 따라 상기 가변 밸브 리프트 장치의 작동을 제어하는 단계;
    를 포함하는 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 저유온 밸브 리프트 전환 맵은 상기 측정된 작동 모드 변환 조건에 따라 상기 가변 밸브 리프트 장치를 하이 리프트 모드에서 로우 리프트 모드로 전환하는 설정된 제1 엔진 회전수를 포함하는 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법.
  3. 제2항에서,
    상기 고유온 밸브 리프트 전환 맵은 상기 측정된 작동 모드 변환 조건에 따라 상기 가변 밸브 리프트 장치를 로우 리프트 모드에서 하이 리프트 모드로 전환하는 상기 제1 엔진 회전수 보다 큰 설정된 제2 엔진 회전수를 포함하는 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법.
  4. 제1항에서,
    상기 가변 밸브 리프트 장치의 로우 리프트 모드에서 하이 리프트 모드로 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건인 경우, 상기 제어기가 엔진으로 유입되는 공기량을 제어하는 공기량 제어 밸브를 제어하여 유입되는 공기량을 증가 시키는 단계;
    를 더 포함하는 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법.
  5. 제1항에서,
    상기 가변 밸브 리프트 장치의 하이 리프트 모드에서 로우 리프트 모드로 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건인 경우, 상기 제어기가 인젝터를 제어하여 분사되는 연료량을 감소시키는 단계;
    를 더 포함하는 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에서,
    상기 작동 모드 변환 조건은 설정된 오일 온도 조건과 오일 압력 조건을 포함하는 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법.
  7. 제6항에서,
    상기 오일 온도는 냉각 수온을 측정하여 오일 온도를 예측 하는 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법.
  8. 제6항에서,
    상기 작동 모드 변환 조건은 대기 온도, 대기 압력, 대기 습도 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 가변 밸브 리프트 장치 제어 방법.
  9. 가변 밸브 리프트 장치, 유입되는 공기량을 제어하는 공기량 제어 밸브, 엔진회전수 센서, 및 인젝터가 구비된 엔진;
    오일압을 측정하여 해당 신호를 출력하는 오일압 센서;
    냉각수온을 측정하여 해당 신호를 출력하는 냉각 수온 센서;
    상기 가변 밸브 리프트 장치의 정상 작동 조건일 때, 상기 가변 밸브 리프트 장치의 작동 모드를 전환하는 정상 밸브 리트트 전환 맵, 상기 가변 밸브 리프트 장치의 하이 리프트 모드에서 로우 리프트 모드로 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건일 때 상기 가변 밸브 리프트 장치의 작동 모드를 전환하는 저유온 밸브 리프트 전환 맵, 및 상기 가변 밸브 리프트 장치의 로우 리프트 모드에서 하이 리프트 모드로 모드 전환 지연 또는 전환 불가 조건일 때 상기 가변 밸브 리프트 장치의 작동 모드를 전환하는 고유온 밸브 리프트 전환 맵이 저장된 메모리; 및
    상기 오일압 센서, 상기 냉각 수온 센서 및 상기 엔진 회전수 센서로부터 해당 신호를 입력 받아, 상기 메모리로부터 상기 밸브 리프트 전환 맵들 중 현재 적용할 밸브 리프트 전환 맵을 결정하고, 결정된 해당 밸브 리프트 전환 맵에 따라 상기 가변 밸브 리프트 장치의 작동을 제어하는 제어기;
    를 포함하는 가변 밸브 리프트 시스템.
  10. 제9항에서,
    상기 제어기는
    상기 고유온 밸브 리프트 전환 맵에 따라 상기 가변 밸브 리프트 장치를 제어하는 경우, 상기 공기량 제어 밸브의 작동을 제어하여 상기 엔진으로 유입되는 공기량을 증가 시키는 가변 밸브 리프트 시스템.
  11. 제9항에서,
    상기 제어기는
    상기 저유온 밸브 리프트 전환 맵에 따라 상기 가변 밸브 리프트 장치를 제어하는 경우, 상기 인젝터의 작동을 제어하여 상기 엔진으로 분사되는 연료량을 감소 시키는 가변 밸브 리프트 시스템.
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