KR101575544B1 - 중간위상 cvvt의 셀프 락 제어 방법 및 그 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

중간위상 CVVT의 셀프 락 제어 방법이 소개된다.
이를 위해 본 발명은, 오일의 온도를 측정하여 셀프락기준온도를 측정하는 단계; 오일의 온도가 상기 셀프락기준온도 이하인지를 판단하는 단계; 및 오일의 온도가 상기 셀프락기준온도 이하인 경우 엔진의 RPM을 설정된 셀프락기준RPM이상으로 상승시켜 락핀의 셀프 락 작동을 유도하는 단계를 포함한다.

Description

중간위상 CVVT의 셀프 락 제어 방법 및 그 제어 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING SELF-LOCK IN INTERMEDIATE PHASE CVVT}

본 발명은 중간위상 CVVT의 셀프 락 제어 방법 및 그 제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오일의 온도를 고려하여 소정의 엔진RPM값 이상으로 상승시킴으로써 이른바 락핀의 셀프 락 작동이 구현되도록 하는 기술에 관한 것이다.

일반적으로 연속 가변 밸브 타이밍 장치는 엔진 회전수 및 차량의 부하 상태에 따라 캠 샤프트의 위상을 변화시켜 밸브의 개폐시기를 연속적으로 변화시키는 시스템이다.

이러한 종래 차량의 연속 가변 밸브 타이밍 장치(101)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 크게 크랭크 샤프트의 회전각을 감지하는 크랭크각 센서와, 캠 샤프트(104)의 회전각을 감지하는 캠 각 센서와, 캠 샤프트(104)의 일측에 타이밍 벨트로 연결되어 캠 샤프트(104)를 진각 또는 지각시키는 가변 밸브 타이밍 유닛(150)과, 크랭크각 센서 및 캠각 센서의 신호에 기초하여 가변 밸브 타이밍 유닛(150)의 진각실(111a) 또는 지각실(111b)에 오일이 공급되도록 오일 컨트롤 밸브(108)를 제어하는 ECU를 포함하여 이루어진다.

가변 밸브 타이밍 유닛(150)은 크랭크 샤프트의 회전력을 전달받도록 타이밍 벨트에 의해 연결된 스테이터(110)와, 캠 샤프트(104)와 일체로 결합되어 스테이터(110)에 대해 상대 회전하는 베인 형상의 로터(120)로 구성된다.

이 스테이터(110)에는 로터(120)에 의해 진각실(111a)과 지각실(111b)로 구분되는 챔버(111)가 형성되어 있는데, 오일 컨트롤 밸브(108)를 통해 오일이 진각실(111a)에 공급되면 로터(120)와 스테이터(110) 사이의 위상 차이가 발생하여 캠 샤프트(104)가 회전함으로써 밸브의 타이밍이 바뀌게 된다.

물론, 오일이 오일 컨트롤 밸브(108)를 통해 지각실(111b)에 유입되면, 로터(120)와 스테이터(110) 사이에는 상기와 반대 방향으로 위상 차이가 발생하여 밸브의 타이밍이 늦추어진다.

로터(120)에는 엔진 정지시 로터(120)가 스테이터(110)에 잠기도록 락핀(131)이 형성되어 있고, 스테이터(10)에는 락핀(131)이 걸리기 위한 핀 걸림부(미도시)가 형성되어 있다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 가변오일펌프가 적용되는 차량에서는 엔진RPM으 변화에 따라 진각 챔버 또는 지각 챔버 내부로 유입되는 오일의 압력 변화가 크다.

이러한 오일 압력 변화는 가변오일펌프에 의한 이른바 '히스테리시스'에 기인한다.

이때, 본 발명의 설명시 도 2를 참조로 다시 구체적으로 설명하겠지만, a 선도는 엔진RPM 증가시 오일의 압력 변화를 나타내고, b선도는 엔진 RPM 감소시 오일의 압력 변화를 나타낸다.

또한, 중간위상 CVVT의 락핀은 엔진의 RPM이 감소되는 과정에서 락핀홀에 락이 되어 추후 엔진 시동에 대비하게 된다.

이때, 선도 X는 엔진의 RPM이 감소되는 과정에서 락핀홀에 락핀이 자동적으로 잠길 수 있는 이른바 '셀프 락'이 될 수 있는 기준한계치를 나타낸다.

즉, 이 X 선도 아래에 있는 오일 압력에서는 '셀프 락'이 구현될 수 있는 영역이고, 이 X 선도 위에 있는 오일 압력 영역에서는 '셀프 락'이 구현될 수 없는 영역이다.

예를 들어, 오일의 온도(유온)이 120℃인 선도 i(엔진 RPM 증가시 오일 압력 변화선도)와 j(엔진 RPM 감소시 오일 압력 선도)에서는 엔진 RPM 감소시 오일의 압력이 셀프 락이 될 수 있는 영역에 존재하는바, 엔진 RPM 감소시 임의의 엔진 RPM 측에서 솔레노이드밸브에 전류 인가함으로써 락핀이 락핀홀에 자동적으로 잠길 수 있는 상태가 되는 것이다.

한편, 이러한 셀프 락이 될 수 있는 조건을 설명하면, 다음과 같다.

도 1에 도시된 로터의 회전력이 챔버 내에 공급되는 오일의 압력보다 커야 락핀홀이 검지되어 락핀이 락핀홀에 잠길 수 있다.

즉, 로터의 회전이 챔버 내에 공급되는 오일의 압력보다 작은 경우에는 한 쪽 방향으로 오일의 압력에 의해 로터가 치우쳐져 락핀홀에 락핀이 잠길 수 없는 문제가 발생한다.

이때, 이 로터의 회전력은 엔진 RPM에 의해 좌우되며, 결국 엔진 RPM의 상승시 로터의 회전력은 증가한다고 볼 수 있으며, 이 로터의 회전력이 크다는 것을 이른바 캠토크 값이 크다는 것을 의미한다.

다시 도 2의 선도를 참조로 설명하면, 유온이 5℃인 선도 b를 따라 엔진 RPM이 감소 되면서 셀프 락이 구현되는지 판단해보면, 선도 b 를 따라 엔진 RPM이 감소되는 과정에서 선도 X 보다 큰 영역에 존재하는바, 1000RPM과 1500RPM 사이에서 솔레노이드 밸브에 전류를 인가하여 락핀의 잠김 작동을 시동하려고 하더라도 오일의 압력이 이미 캠토크에 의한 로터의 회전력보다 크기 때문에 유온이 5℃ 인 경우에는 이른바 셀프 락이 구현될 수 없다.

이러한 문제점은 유온이 30℃인 경우와 유온이 60℃ 인 경우에도 마찬가지로 발생한다.

이에 본 발명은, 유온의 온도를 측정하여 설정된 기준 온도값 이하에서는 엔진 RPM의 하강 도중 설정된 기준 RPM 이상으로 상승시킴으로써 캠토크값을 증가시켜 로터의 회전력이 오일의 압력보다 크게 만들어 셀프 락이 구현될 수 있는 방법 및 그 제어 시스템에 관한 것이다.

상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

한국공개특허공보 제2004-0050307호

본 발명은 캠토크에 의한 로터의 회전력이 오일의 압력보다 낮아 셀프 락이 구현되지 않는 종래의 문제점을 해결하기 위한 방법 및 그 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

중간위상 CVVT의 셀프 락 제어 방법이 소개된다.

이를 위해 본 발명은, 오일의 온도를 측정하여 셀프락기준온도를 측정하는 단계; 오일의 온도가 상기 셀프락기준온도 이하인지를 판단하는 단계; 및 오일의 온도가 상기 셀프락기준온도 이하인 경우 엔진의 RPM을 설정된 셀프락기준RPM이상으로 상승시켜 락핀의 셀프 락 작동을 유도하는 단계를 포함한다.

상기 셀프락기준온도는, 엔진 RPM의 변동에 의하더라도 락핀의 셀프 락 작동이 구현될 수 있는 온도인 것을 특징으로 한다.

상기 셀프락기준RPM은, 캠토크에 의한 오실레이션에 의해 챔버 내에 위치한 로터의 회전력이 오일 압력보다 큰 엔진RPM인 것을 특징으로 한다.

중간위상 CVVT의 셀프 락 제어 시스템이 소개된다.

이를 위해 본 발명은, 셀프락기준온도, 셀프락기준RPM기 기저장된 제어부;오일의 온도를 측정하여 상기 제어부에 전송하는 유온센서;를 포함하되, 상기 제어부는, 오일의 온도가 상기 셀프락기준온도 이하인 경우 엔진 RPM을 상기 셀프락기준RPM보다 상승시켜 락핀의 셀프 락 작동을 유도하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는, 엔진RPM이 상기 셀프락기준RPM에 이를 때, 솔레노이드 밸브에 전류를 인가하여 락핀의 셀프 락 작동을 유도하는 것을 특징으로 한다.

상기 셀프락기준온도는, 엔진 RPM의 변동에 의하더라도 락핀의 셀프 락 작동이 구현될 수 있는 온도인 것을 특징으로 하고, 상기 셀프락기준RPM은, 캠토크에 의한 오실레이션에 의해 챔버 내에 위치한 로터의 회전력이 오일 압력보다 큰 엔진RPM인 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명인 중간위상 CVVT의 셀프 락 제어 방법 및 그 제어 시스템에 의한다면, 셀프 락이 구현되지 않는 낮은 온도의 영역에서는 소정의 RPM 이상으로 엔진을 제어함으로써 캠토크가 오일의 압력보다 크게 설정되도록 하여 이른바 셀프 락이 구현될 수 있는 효과가 구현된다.

도 1은 종래 CVVT의 구성도.
도 2는 유온, 오일의 압력 및 엔진 RPM과의 관계를 나타내는 그래프.
도 3은 본 발명인 중간위상 CVVT의 셀프 락 제어 방법의 전체 순서도.
도 4는 도 3의 순서도를 구체화한 순서도.
도 5는 본 발명인 중간위상 CVVT의 셀프 락 제어 시스템의 전체 구성도.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명인 중간위상 CVVT의 셀프 락 제어 방법 및 그 제어 시스템의 바람직한 실시 예를 설명한다.

도 3은 본 발명인 중간위상 CVVT의 셀프 락 제어 방법의 전체 순서도이고, 도 4는 이를 구체화한 순서도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 크게 오일의 온도를 측정하여 셀프락기준온도를 측정하는 단계(S100), 오일의 온도가 상기 셀프락기준온도 이하인지를 판단하는 단계(S200) 및 오일의 온도가 상기 셀프락기준온도 이하인 경우 엔진의 RPM을 설정된 셀프락기준RPM이상으로 상승시켜 락핀의 셀프 락 작동을 유도하는 단계(S300)를 포함한다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 엔진의 RPM 감소시 락핀이 락핀홀에 잠기는 이른바 '셀프 락'이 될 수 있는 한계 영역인 선도 X를 기준으로 위에 있는 영역에 속하는 오일의 온도를 감지한다.

이때, 셀프락이 되도록 솔레노이드 밸브에 전류를 인가하는 시점은 대략 1000RPM과 1500RPM 영역 사이에서 셀프락을 유도하게 되는데, 도 2에 도시된 바와 같이 1000RPM과 1500RPM 영역 사이에서 선도 X 보다 위 쪽에 존재하는 선도는 오일의 온도가 5℃, 30℃ 및 60℃ 에 해당한다.

오일의 온도가 다소 높은 경우에는 엔진의 RPM 감속 도중 소정 RPM에서 솔레노이드 밸브에 전류를 인가하는 경우 로터의 회전력이 오일의 압력보다 높아 셀프 락 작동이 구현되나, 오일의 온도가 낮은 영역에서는 로터의 회전력이 오일의 압력보다 낮아 로터의 좌우 회전시 락핀홀이 검지되어 락핀이 락핀홀에 잠기지 않게 된다.

이에, 본 발명은 오일의 온도를 측정할 수 있는 유온 센서에 의해 측정된 오일의 온도를 ECU에서 감지한 뒤, 설정된 셀프락기준온도(차량 실험에 의한 경우 60℃)이하 인지를 우선 검지하게 된다.

유온의 온도가 60℃보다 큰 경우에는 엔진 RPM이 감소시 셀프 락 작동이 구현되나, 유온의 온도가 60℃이하인 경우에는 본 발명의 제어로직을 통해 셀프 락을 구현하게 되는 것이다.

한편, 이미 설명한 바와 같이 셀프 락 작동이 구현되기 위해서는 로터의 회전력이 오일의 압력보다 커야 로터가 진각과 지각 방향으로 회전하면서 락핀홀이 검지되고, 솔레노이드 밸브에 전류를 인가함으로써 락핀이 락핀홀에 잠길 수 있는데, 이 로터의 회전력은 결국 캠토크에 의해 좌우되며, 캠토크는 엔진의 RPM 증가시 이에 연동하여 증가하는바, 본 발명은 셀프 락이 구현되지 않는 오일의 온도 역역에서는 엔진 RPM 감소 중 소정 RPM 이상으로 상승시켜 캠토크에 의한 로터의 회전력이 오일 압력보다 크게 설정하여 이른바 셀프 락이 구현되도록 하는 제어 로직을 제공하게 되는 것이다.

즉, 오일의 온도가 셀프락기준온도인 60℃이하인 경우에는 엔진의 RPM 감소 도중 소정 시간에 엔진의 RPM을 설정된 셀프락기준RPM이상으로 상승시켜 락핀의 셀프 락 작동을 유도하는 단계가 구현된다.

이 셀프락기준RPM은 실험 결과 1300RPM으로 설정함이 바람직하나, 이 기준값은 차량의 주행 상태, 개발중인 차량 및 유온의 온도에 따라 변동될 수 있음은 자명하다.

1300RPM이상으로 상승시 캠토크에 의한 로터의 회전력이 오일의 압력보다 크게 되어 로터의 회전 도중 락핀홀이 검지되고, 이 검지된 락핀홀 측으로 락핀이 잠기도록 솔레노이드 밸브에 전류를 인가하게 되는 것이다.

결국, 셀프락기준온도는, 엔진 RPM의 변동에 의하더라도 락핀의 셀프 락 작동이 구현될 수 있는 온도인 것을 특징으로 하고, 셀프락기준RPM은 캠토크에 의한 오실레이션에 의해 챔버 내에 위치한 로터의 회전력이 오일 압력보다 큰 엔진RPM인 것을 특징으로 한다.

그 결과, 다시 도 2를 참조하면, 유온이 30℃인 경우 선도 d를 따라 엔진 RPM이 감소 중 종래에 의하면 손도 X 보다 항상 위 쪽에 존재하여 솔레노이드 밸브에 전류를 인가하더라도 오일의 압력이 캠토크에 의한 오실레이션에 의해 진각과 지각 방향으로 회전하는 로터의 회전력보다 크게 되어 락핀홀이 검지되지 않아 셀프 락이 구현되지 않았으나,

본 발명에 의한다면 엔진 RPM 감소 도중 ECU에서 엔진 측으로 소정 시간 경과 후 1300RPM 이상으로 엔진이 구동되도록 하는 신호 송신시 캠토크에 의한 로터의 회전력이 오일의 압력보다 크게 되고, 이로써 락핀홀이 검지되는바, 이때 솔레노이드 밸브에 전류 인가시 락핀이 이 검지된 락핀홀에 잠겨 셀프 락 작동이 구현되는 것이다.

한편, 도 5는 본 발명인 중간위상 CVVT의 셀프 락 제어 시스템의 전체 구성도로, 도시된 바와 같이 셀프락기준온도, 셀프락기준RPM기 기저장된 제어부(100), 오일의 온도를 측정하여 상기 제어부에 전송하는 유온센서(200)를 포함하되, 이 제어부(100)는, 오일의 온도가 셀프락기준온도 이하인 경우 엔진 RPM을 셀프락기준RPM보다 상승시켜 락핀의 셀프 락 작동을 유도하는 것을 특징으로 한다.

그 구체적인 작동 과정은 이미 설명한바 여기서는 생략한다.

본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100 : 제어부 200 : 유온센서
300 : 엔진 400 : 솔레노이드 밸브

Claims (6)

1. 오일의 온도를 측정하여 셀프락기준온도를 측정하는 단계;
   오일의 온도가 상기 셀프락기준온도 이하인지를 판단하는 단계; 및
   오일의 온도가 상기 셀프락기준온도 이하인 경우 엔진의 RPM을 설정된 셀프락기준RPM이상으로 상승시켜 락핀의 셀프 락 작동을 유도하는 단계를 포함하는, 중간위상 CVVT의 셀프 락 제어 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 셀프락기준온도는,
   엔진 RPM의 변동에 의하더라도 락핀의 셀프 락 작동이 구현될 수 있는 온도인 것을 특징으로 하는, 중간위상 CVVT의 셀프 락 제어 방법.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 셀프락기준RPM은,
   캠토크에 의한 오실레이션에 의해 챔버 내에 위치한 로터의 회전력이 오일 압력보다 큰 엔진RPM인 것을 특징으로 하는, 중간위상 CVVT의 셀프 락 제어 방법.
   
4. 셀프락기준온도, 셀프락기준RPM기 기저장된 제어부;
   오일의 온도를 측정하여 상기 제어부에 전송하는 유온센서;를 포함하되,
   상기 제어부는, 오일의 온도가 상기 셀프락기준온도 이하인 경우 엔진 RPM을 상기 셀프락기준RPM보다 상승시켜 락핀의 셀프 락 작동을 유도하는 것을 특징으로 하는, 중간위상 CVVT의 셀프 락 제어 시스템.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제어부는,
   엔진RPM이 상기 셀프락기준RPM에 이를 때, 솔레노이드 밸브에 전류를 인가하여 락핀의 셀프 락 작동을 유도하는 것을 특징으로 하는, 중간위상 CVVT의 셀프 락 제어 시스템.
   
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 셀프락기준온도는, 엔진 RPM의 변동에 의하더라도 락핀의 셀프 락 작동이 구현될 수 있는 온도인 것을 특징으로 하고,
   상기 셀프락기준RPM은, 캠토크에 의한 오실레이션에 의해 챔버 내에 위치한 로터의 회전력이 오일 압력보다 큰 엔진RPM인 것을 특징으로 하는, 중간위상 CVVT의 셀프 락 제어 시스템.
   

Images