KR101616648B1 - 전자식 연속 가변밸브 타이밍용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 방법 및 시스템 - Google Patents

전자식 연속 가변밸브 타이밍용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 엔진의 흡기 캠(CAM) 축에 연결된 브러시리스(BLDC) 모터에 대해, 캠축 밸브 위상 제어 시에 진각과 지각 위상 영역을 하나 이상의 섹터(Sector)로 나누고, 현재 측정한 밸브 위상의 섹터가 목표 밸브 위상의 섹터와 상이할 경우에 목표 밸브 위상에 근거해 밸브 위상 진각용 오프셋(Offset) 또는 지각용 오프셋 값을 반영하여 밸브 위상을 제어할 수 있도록 하는 전자식 연속 가변밸브 타이밍용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 방법 및 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 E-CVVT용 BLDC 모터 캠축 위상 제어 시스템은, 연료를 공급받아 회전력을 제공하는 엔진부; 상기 엔진부의 캠 축에 연결되는 브러시리스(BLDC) 모터부; 상기 캠 축의 위상각을 검출하기 위한 위상각 검출부; 상기 위상각에 대한 진각 위상과 지각 위상의 영역을 하나 이상의 섹터(Sector)로 나누고, 상기 하나 이상의 섹터에 각각 밸브위상 진각용 오프셋(Offset) 값 또는 밸브위상 지각용 오프셋 값을 대응시킨 테이블을 저장하고 있는 섹터별 오프셋 저장부; 및 상기 위상각 검출부를 통해 검출된 현재 위상각의 섹터와 목표 위상각의 섹터를 비교하여 상이할 경우에, 상기 목표 위상각에 근거해 밸브 위상 진각용 오프셋(Offset) 또는 지각용 오프셋 값을 반영하여 상기 캠 축의 위상각을 제어하는 전자 제어부(ECU)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전자식 연속 가변밸브 타이밍용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 방법 및 시스템{System and method for controlling a phase of cam axis in electronic continous variable valve timing type brushless motor}
본 발명은 전자식 연속 가변밸브 타이밍용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 차량 엔진의 흡기 캠(CAM) 축에 연결된 브러시리스(BrushLess Direct Current, 이하 BLDC) 모터에 대해, 캠축 밸브 위상 제어 시에 진각과 지각 위상 영역을 하나 이상의 섹터(Sector)로 나누고, 현재 측정한 밸브 위상의 섹터가 목표 밸브 위상의 섹터와 상이할 경우에 목표 밸브 위상에 근거해 밸브 위상 진각용 오프셋(Offset) 또는 지각용 오프셋 값을 반영하여 밸브 위상을 제어할 수 있도록 하는 전자식 연속 가변밸브 타이밍용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 방법 및 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 내연기관 엔진은 외부로부터 공기 및 연료를 공급받아 연소실에서 연소시켜 동력을 발생시키는 장치로서, 공기 및 연료를 연소실로 흡입하기 위하여 흡기밸브를 구비하고 있다.
또한, 연소실에서 연소된 폭발가스를 배출하기 위하여 배기밸브를 구비하고 있으며, 이러한 흡기, 배기밸브는 크랭크 축의 회전에 연동하여 회전하는 캠 축의 회전에 의해 개폐된다.
한편, 엔진의 효율을 높이기 위해서는 차량의 주행조건에 따라 엔진 회전수의 고저나 엔진부하의 고저 등에 따라 밸브의 개폐시기를 달리할 필요가 있다. 특히, 흡기밸브의 개폐시기는 충진효율에 많은 영향을 주게 된다. 즉, 흡기밸브를 미리 열어주게 되면 밸브 오버랩 기간이 길어지게 되면서 고속에서는 흡,배기 관성유동을 충분히 이용할 수 있으므로 체적효율이 증가하지만, 저속에서는 잔류 가스량의 증가로 오히려 체적효율이 떨어지고 탄화수소(HC)의 배출량이 증가하게 된다.
따라서 크랭크축의 회전에 따라 캠축의 밸브 오버랩 기간이 정해지지 않고, 설정된 변위를 갖도록 하여 엔진의 구동상황에 따라 적절한 밸브 타이밍을 제어하는 연속가변밸브타이밍(CVVT : Continuously Variable Valve Timing) 시스템이 개발되어 적용되고 있다.
연속가변밸브타이밍 시스템은 엔진의 회전수 및 차량의 부하 상태에 따라 흡기 및 배기쪽 캠샤프트의 위상을 변화시켜 흡기 및 배기밸브의 개폐 시기를 연속적으로 변경하는 것이다. 다시 말하면 밸브 오버랩을 변화시키는 시스템이며, 배기가스의 저감과 성능의 향상 및 공회전의 안정화를 목적으로 한다.
여기서 밸브 타이밍이란 흡기밸브와 배기밸브가 열림 또는 닫힘 시기를 말하는데, 흡기과정은 흡기밸브가 열려 닫히기까지 새로운 공기가 들어오는 과정이며, 배기과정은 배기밸브가 열려서 닫힐 때까지의 연소가스 배출과정으로서 이러한 밸브의 여닫는 시기는 엔진의 성능에 영향을 주게 된다.
또한 밸브 오버랩은 흡기 및 배기 밸브가 동시에 열려 있는 구간으로 일반적인 엔진의 경우 한번 밸브 오버랩이 설정되면 엔진속도의 전구간 영역에서 일정하게 사용되므로 저속 또는 고속영역에서는 불리한 점이 있다. 따라서 밸브 오버랩을 엔진 부하에 맞게 제어한다는 것은 곧 엔진 출력의 향상으로 나타나며, 이와 같이 엔진 부하에 맞게 제어하는 것이 연속가변밸브타이밍 시스템이다.
그런데, BLDC 모터와 제어기를 이용한 전자식 제어로 캠축 밸브의 위상 제어 시에 위상차가 클 경우에 평상시 비례적분(PI) 이득(Gain) 값으로 목표 CA(Cam Angle)/S(second)를 달성하지 못하는 경우가 있다.
또한, 밸브의 현재 위상이 이동하고자 하는 목표 위상에 아주 가까울 경우에 평상시 비례적분(PI) 이득(Gain) 값으로 제어 시 오버슈트(Overshoot)가 발생하거나, 캠축의 회전력을 모터가 이기지 못하여 진각을 더디게 하는 문제점이 있다.
한국 공개특허공보 제1996-0023604호 (공개일 : 1996.07.20)
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 차량 엔진의 흡기 캠(CAM) 축에 연결된 브러시리스(BLDC) 모터에 대해, 캠축 밸브 위상 제어 시에 진각과 지각 위상 영역을 하나 이상의 섹터(Sector)로 나누고, 현재 측정한 밸브 위상의 섹터가 목표 밸브 위상의 섹터와 상이할 경우에 목표 밸브 위상에 근거해 밸브 위상 진각용 오프셋(Offset) 또는 지각용 오프셋 값을 반영하여 밸브 위상을 제어할 수 있도록 하는 전자식 연속 가변밸브 타이밍용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 연료를 공급받아 회전력을 제공하는 엔진부; 상기 엔진부의 캠 축에 연결되는 브러시리스(BLDC) 모터부; 상기 캠 축의 위상각을 검출하기 위한 위상각 검출부; 상기 위상각에 대한 진각 위상과 지각 위상의 영역을 하나 이상의 섹터(Sector)로 나누고, 상기 하나 이상의 섹터에 각각 밸브위상 진각용 오프셋(Offset) 값 또는 밸브위상 지각용 오프셋 값을 대응시킨 테이블을 저장하고 있는 섹터별 오프셋 저장부; 및 상기 위상각 검출부를 통해 검출된 현재 위상각의 섹터와 목표 위상각의 섹터를 비교하여 상이할 경우에, 상기 목표 위상각에 근거해 밸브 위상 진각용 오프셋(Offset) 또는 지각용 오프셋 값을 반영하여 상기 캠 축의 위상각을 제어하는 전자 제어부(ECU)를 포함하는 전자식 연속 가변밸브 타이밍용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 상기 섹터별 오프셋 저장부는, 상기 진각 위상에 대한 영역(Closing Side)을 제1 섹터 내지 제3 섹터로 나누고, 상기 지각 위상에 대한 영역(Opening Side)을 제4 섹터 내지 제6 섹터로 나누며, 상기 제1 섹터 내지 제6 섹터에 각각 밸브위상 진각용 오프셋(Offset) 값 또는 밸브위상 지각용 오프셋 값을 대응시켜 저장하고 있다.
또한, 상기 전자 제어부(ECU)는, 상기 위상각 검출부를 통해 검출된 현재 위상각의 섹터와 목표 위상각의 섹터를 비교하여 동일할 경우에 일반적인 밸브 위상각 제어모드로 제어할 수 있다.
또한, 상기 전자 제어부(ECU)는, 상기 위상각 검출부를 통해 검출된 현재 위상각의 섹터와 목표 위상각의 섹터를 비교하여 상이하고 상기 목표 위상각이 진각인 경우에, 밸브위상 진각용 오프셋 값을 반영하여 밸브 위상각을 제어할 수 있다.
또한, 상기 전자 제어부(ECU)는, 상기 위상각 검출부를 통해 검출된 현재 위상각의 섹터와 목표 위상각의 섹터를 비교하여 상이하고 상기 목표 위상각이 지각인 경우에, 상기 캠 축의 회전속도가 특정 RPM 이하이면 밸브위상 지각용 마이너스(-) 오프셋 값을 반영하여 밸브 위상각을 제어할 수 있다.
그리고, 상기 전자 제어부(ECU)는, 상기 위상각 검출부를 통해 검출된 현재 위상각의 섹터와 목표 위상각의 섹터를 비교하여 상이하고 상기 목표 위상각이 지각인 경우에, 상기 캠 축의 회전속도가 특정 RPM 이상이면 밸브위상 지각용 플러스(+) 오프셋 값을 반영하여 밸브 위상각을 제어할 수 있다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, (a) 엔진부에 연동하는 캠 축의 현재 위상각을 검출하는 단계; (b) 상기 검출된 현재 위상각에 해당하는 섹터와 목표 위상각에 해당하는 섹터를 비교하는 단계; 및 (c) 상기 현재 위상각의 섹터와 상기 목표 위상각의 섹터가 상이한 경우에, 상기 목표 위상각에 근거해 밸브위상 진각용 오프셋(Offset) 또는 지각용 오프셋 값을 반영하여 상기 캠 축의 위상각을 제어하는 단계를 포함하는 전자식 연속 가변밸브 타이밍용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 (b) 단계는, 진각 위상에 대한 영역(Closing Side)을 제1 섹터 내지 제3 섹터로 나누고, 지각 위상에 대한 영역(Opening Side)을 제4 섹터 내지 제6 섹터로 나누어진 상태에서, 상기 현재 위상각 및 상기 목표 위상각이 상기 제1 섹터 내지 제6 섹터 중 어느 섹터에 해당하는지를 인식하여, 상기 현재 위상각에 해당하는 섹터와 상기 목표 위상각에 해당하는 섹터를 비교하게 된다.
또한, 상기 (c) 단계는, 상기 검출된 현재 위상각의 섹터와 상기 목표 위상각의 섹터가 동일할 경우에 일반적인 밸브 위상각 제어모드로 제어할 수 있다.
또한, 상기 (c) 단계는, 상기 검출된 현재 위상각의 섹터와 상기 목표 위상각의 섹터가 서로 상이하고 상기 목표 위상각이 진각인 경우에, 상기 밸브위상 진각용 오프셋 값을 반영하여 밸브 위상각을 제어할 수 있다.
또한, 상기 (c) 단계는, 상기 검출된 현재 위상각의 섹터와 상기 목표 위상각의 섹터가 상이하고 상기 목표 위상각이 지각인 경우에, 상기 캠 축의 회전속도가 특정 RPM 이하이면 밸브위상 지각용 마이너스(-) 오프셋 값을 반영하여 밸브 위상각을 제어할 수 있다.
그리고, 상기 (c) 단계는, 상기 검출된 현재 위상각의 섹터와 상기 목표 위상각의 섹터가 상이하고 상기 목표 위상각이 지각인 경우에, 상기 캠 축의 회전속도가 특정 RPM 이상이면 밸브위상 지각용 플러스(+) 오프셋 값을 반영하여 밸브 위상각을 제어할 수 있다.
본 발명에 의하면, 캠 축의 회전 속도가 빠를 경우에도 진각 시에 캠 축의 토크(Torque)를 이겨내기 위해 (+) 오프셋 값을 반영하고, 지각 시에 너무 빠르게 목표 위상각에 도달하기 때문에 듀티(Duty)를 줄이는 (-) 오프셋 값을 반영하여 최적의 밸브 타이밍을 맞출 수 있다.
또한, 캠 축에 대한 현재 위상각과 목표 위상각의 차이가 크더라도 목표한 Cam Angle/second에 빠르게 도달하게 됨으로써 최적의 밸브 타이밍을 갖출 수 있다.
또한, 캠 축의 회전에 따른 위상각에 대해 하나 이상의 섹터별로 구분하여 현재 위상각의 섹터와 목표 위상각의 섹터를 비교해 섹터별 듀티를 증가시키거나 감소시키는 오프셋을 적용하게 됨으로써 오버슈트를 방지하거나 진각이 더디는 현상을 방지할 수 있다.
그리고, 현재의 위상각과 목표 위상각에 대한 섹터가 동일하더라도 캠 축의 회전 방향에 따라 모터가 필요한 토크가 다르므로, 모터의 회전 방향에 따라 별개로 오프셋 값을 반영하여 캠 축의 위상각을 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자식 연속 가변밸브 타이밍용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 시스템의 전반적인 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자식 연속 가변밸브 타이밍용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 캠축의 진각 위상과 지각 위상에 대한 영역을 제1 섹터 내지 제6 섹터로 나눈 예를 나타낸 도면이다.
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.
본 발명에 따른 전자식 연속 가변밸브 타이밍용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 방법 및 시스템의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 첨부도면을 참조하여 설명함에 있어 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자식 연속 가변밸브 타이밍(electronic continous variable valve timing, 이하 E-CVVT)용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 시스템의 전반적인 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 E-CVVT용 BLDC 모터 캠축 위상 제어 시스템(100)은, 엔진부(110), 브러시리스(BrushLess Direct Current, 이하 BLDC) 모터부(120), 위상각 검출부(130), 섹터별오프셋 저장부(140) 및 전자 제어부(Electronic Control Unit, 이하 ECU)(150)를 포함한다.
엔진부(110)는 연료를 공급받아 회전력을 제공한다. 즉, 엔진부(110)는 크랭크 축의 회전에 따라 크랭크 축에 연결된 캠 축에 회전력을 제공한다.
BLDC 모터부(120)는 엔진부(110)의 캠 축에 연결된다.
위상각 검출부(130)는 위상각 센서를 통해 캠축의 회전에 따른 캠 축의 위상각을 검출한다.
섹터별 오프셋 저장부(140)는 도 3에 도시된 바와 같이 캠 축의 위상각에 대한 진각 위상(Closing Side)과 지각 위상(Opening Side)의 영역을 하나 이상의 섹터(Sector)로 나누고, 하나 이상의 섹터에 각각 밸브위상 진각용 오프셋(Offset) 값 또는 밸브위상 지각용 오프셋 값을 대응시킨 테이블을 저장하고 있다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 캠축의 진각 위상과 지각 위상에 대한 영역을 제1 섹터 내지 제6 섹터로 나눈 예를 나타낸 도면이다.
즉, 섹터별 오프셋 저장부(140)는, 도 3에 도시된 바와 같이 진각 위상에 대한 영역(Closing Side)을 제1 섹터 내지 제3 섹터로 나누고, 지각 위상에 대한 영역(Opening Side)을 제4 섹터 내지 제6 섹터로 나누며, 제1 섹터 내지 제6 섹터에 각각 밸브위상 진각용 오프셋(Offset) 값 또는 밸브위상 지각용 오프셋 값을 대응시켜 저장하고 있다.
ECU(150)는 위상각 검출부(130)를 통해 검출된 현재 위상각의 섹터와 목표 위상각의 섹터를 비교하여 상이할 경우에, 목표 위상각에 근거해 밸브 위상 진각용 오프셋(Offset) 또는 지각용 오프셋 값을 반영하여 캠 축의 위상각을 제어하게 된다.
또한, ECU(150)는, 위상각 검출부(130)를 통해 검출된 현재 위상각의 섹터와 목표 위상각의 섹터를 비교하여 동일할 경우에 일반적인 밸브 위상각 제어모드로 제어할 수 있다.
또한, ECU(150)는, 위상각 검출부(130)를 통해 검출된 현재 위상각의 섹터와 목표 위상각의 섹터를 비교하여 상이하고 목표 위상각이 진각인 경우에, 밸브위상 진각용 오프셋 값을 반영하여 밸브 위상각을 제어할 수 있다.
또한, ECU(150)는, 위상각 검출부(130)를 통해 검출된 현재 위상각의 섹터와 목표 위상각의 섹터를 비교하여 상이하고 목표 위상각이 지각인 경우에, 캠 축의 회전속도가 특정 RPM(Rotation Per Minute) 이하이면 밸브위상 지각용 마이너스(-) 오프셋 값을 반영하여 밸브 위상각을 제어할 수 있다.
그리고, ECU(150)는, 위상각 검출부(130)를 통해 검출된 현재 위상각의 섹터와 목표 위상각의 섹터를 비교하여 상이하고 목표 위상각이 지각인 경우에, 캠 축의 회전속도가 특정 RPM 이상이면 밸브위상 지각용 플러스(+) 오프셋 값을 반영하여 밸브 위상각을 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자식 연속 가변밸브 타이밍용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 연속 가변밸브 타이밍용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 시스템(100)은, 먼저 엔진부(110)가 연료를 공급받아 회전하게 됨에 따라 크랭크 축이 회전하게 되고, 이에 연동된 캠 축이 회전하게 됨에 따라, 위상각 검출부(130)를 통해 엔진부에 연동하는 캠 축의 현재 위상각을 검출한다(S210).
여기서, 엔진부(110)의 동작에 따라 크랭크 축과 연동하여 회전하는 캠 축의 회전 동작에 따른 회전각을 검출하는 구조는, CVVT 하우징의 외벽에 소정의 간격을 두고 다수 개의 돌출부를 형성하고, 다수 개의 돌출부와 대응되는 위치에 홀 센서를 장착하여, 홀 센서가 캠 축의 회전 동작에 따라 위치가 가변되는 다수 개의 돌출부의 이동을 감지하고, 다수 개의 돌출부가 홀 센서를 통과할 때마다 펄스 신호를 발생시키는 구조를 갖는다. 이때, 캠 축의 회전 속도에 따른 펄스 신호를 계수하여 캠 축의 회전각을 산출할 수 있다.
이어, ECU(150)는 검출된 현재 위상각에 해당하는 섹터와 목표 위상각에 해당하는 섹터를 비교한다(S220).
즉, 도 3에 도시된 바와 같이 진각 위상에 대한 영역(Closing Side)을 제1 섹터 내지 제3 섹터로 나누고, 지각 위상에 대한 영역(Opening Side)을 제4 섹터 내지 제6 섹터로 나누어진 상태에서, 현재 위상각 및 목표 위상각이 제1 섹터 내지 제6 섹터 중 어느 섹터에 해당하는지를 인식하여, 현재 위상각에 해당하는 섹터와 목표 위상각에 해당하는 섹터를 비교하게 된다.
이때, 목표 위상각은 운전자로부터 입력받아 설정된 값일 수 있고, 시스템 상에 이미 설정되어 있는 값일 수 있다.
이어, ECU(150)는 현재 위상각의 섹터와 목표 위상각의 섹터가 상이한 경우(S230-예), 목표 위상각이 지각인지를 판단한다(S240).
이때, 검출된 현재 위상각의 섹터와 목표 위상각의 섹터가 동일한 경우에(S230-아니오), ECU(150)는 일반적인 밸브 위상각 제어모드로 제어한다(S232).
이어, 현재 위상각의 섹터와 목표 위상각의 섹터가 서로 상이하고 목표 위상각이 진각인 경우에(S240-아니오), ECU(150)는 밸브위상 진각용 오프셋 값을 반영하여 밸브 위상각을 제어한다(S242).
그러나, 현재 위상각의 섹터와 목표 위상각의 섹터가 상이하고 목표 위상각이 지각인 경우에(S240-예), 캠 축의 회전 속도가 특정 RPM, 예컨대, 2000 RPM 이상인지를 판단한다(S250).
이어, 목표 위상각이 지각이고, 캠 축의 회전속도가 2000 RPM 이상이면(S260-예), ECU(150)는 밸브위상 지각용 플러스(+) 오프셋 값을 반영하여 밸브 위상각을 제어한다(S270).
그러나, 목표 위상각이 지각이고, 캠 축의 회전속도가 2000 RPM 미만이면(S260-아니오), ECU(150)는 밸브위상 지각용 마이너스(-) 오프셋 값을 반영하여 밸브 위상각을 제어한다(S272).
따라서, 캠 축의 회전 속도가 빠를 경우에도 진각 시에 캠 축의 토크(Torque)를 이겨내기 위해 (+) 오프셋 값을 반영하고, 지각 시에 너무 빠르게 목표 위상각에 도달하기 때문에 듀티(Duty)를 줄이는 (-) 오프셋 값을 반영하여 최적의 밸브 타이밍을 맞출 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차량 엔진의 흡기 캠(CAM) 축에 연결된 브러시리스(BLDC) 모터에 대해, 캠축 밸브 위상 제어 시에 진각과 지각 위상 영역을 하나 이상의 섹터(Sector)로 나누고, 현재 측정한 밸브 위상의 섹터가 목표 밸브 위상의 섹터와 상이할 경우에 목표 밸브 위상에 근거해 밸브 위상 진각용 오프셋(Offset) 또는 지각용 오프셋 값을 반영하여 밸브 위상을 제어할 수 있도록 하는 전자식 연속 가변밸브 타이밍용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 방법 및 시스템을 실현할 수 있다.
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.
본 발명은 차량 엔진의 흡기 캠(CAM) 축에 연결된 브러시리스(BLDC) 모터에 대해, 캠축 밸브 위상 제어 시에 진각과 지각 위상 영역을 하나 이상의 섹터(Sector)로 나누고, 현재 측정한 밸브 위상의 섹터가 목표 밸브 위상의 섹터와 상이할 경우에 목표 밸브 위상에 근거해 밸브 위상 진각용 오프셋(Offset) 또는 지각용 오프셋 값을 반영하여 밸브 위상을 제어할 수 있도록 하는 전자식 연속 가변밸브 타이밍용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 방법 및 시스템에 적용할 수 있다.
100 : E-CVVT용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 시스템
110 : 엔진부
120 : BLDC 모터부
130 : 위상각 검출부
140 : 섹터별오프셋 저장부
150 : ECU

Claims (12)

  1. 연료를 공급받아 회전력을 제공하는 엔진부;
    상기 엔진부의 캠 축에 연결되는 브러시리스(BLDC) 모터부;
    상기 캠 축의 위상각을 검출하기 위한 위상각 검출부;
    상기 위상각에 대한 진각 위상과 지각 위상의 영역을 하나 이상의 섹터(Sector)로 나누고, 상기 하나 이상의 섹터에 각각 밸브위상 진각용 오프셋(Offset) 값 또는 밸브위상 지각용 오프셋 값을 대응시킨 테이블을 저장하고 있는 섹터별 오프셋 저장부; 및
    상기 위상각 검출부를 통해 검출된 현재 위상각의 섹터와 목표 위상각의 섹터를 비교하여 상이할 경우에, 상기 목표 위상각에 근거해 밸브 위상 진각용 오프셋(Offset) 또는 지각용 오프셋 값을 반영하여 상기 캠 축의 위상각을 제어하는 전자 제어부(ECU);
    를 포함하는 전자식 연속 가변밸브 타이밍용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 섹터별 오프셋 저장부는, 상기 진각 위상에 대한 영역(Closing Side)을 제1 섹터 내지 제3 섹터로 나누고, 상기 지각 위상에 대한 영역(Opening Side)을 제4 섹터 내지 제6 섹터로 나누며, 상기 제1 섹터 내지 제6 섹터에 각각 밸브위상 진각용 오프셋(Offset) 값 또는 밸브위상 지각용 오프셋 값을 대응시켜 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 전자식 연속 가변밸브 타이밍용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전자 제어부(ECU)는, 상기 위상각 검출부를 통해 검출된 현재 위상각의 섹터와 목표 위상각의 섹터를 비교하여 동일할 경우에 일반적인 밸브 위상각 제어모드로 제어하는 것을 특징으로 하는 전자식 연속 가변밸브 타이밍용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전자 제어부(ECU)는, 상기 위상각 검출부를 통해 검출된 현재 위상각의 섹터와 목표 위상각의 섹터를 비교하여 상이하고 상기 목표 위상각이 진각인 경우에, 밸브위상 진각용 오프셋 값을 반영하여 밸브 위상각을 제어하는 것을 특징으로 하는 전자식 연속 가변밸브 타이밍용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 전자 제어부(ECU)는, 상기 위상각 검출부를 통해 검출된 현재 위상각의 섹터와 목표 위상각의 섹터를 비교하여 상이하고 상기 목표 위상각이 지각인 경우에, 상기 캠 축의 회전속도가 특정 RPM 이하이면 밸브위상 지각용 마이너스(-) 오프셋 값을 반영하여 밸브 위상각을 제어하는 것을 특징으로 하는 전자식 연속 가변밸브 타이밍용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 전자 제어부(ECU)는, 상기 위상각 검출부를 통해 검출된 현재 위상각의 섹터와 목표 위상각의 섹터를 비교하여 상이하고 상기 목표 위상각이 지각인 경우에, 상기 캠 축의 회전속도가 특정 RPM 이상이면 밸브위상 지각용 플러스(+) 오프셋 값을 반영하여 밸브 위상각을 제어하는 것을 특징으로 하는 전자식 연속 가변밸브 타이밍용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 시스템.
  7. (a) 엔진부에 연동하는 캠 축의 현재 위상각을 검출하는 단계;
    (b) 상기 검출된 현재 위상각에 해당하는 섹터와 목표 위상각에 해당하는 섹터를 비교하는 단계; 및
    (c) 상기 현재 위상각의 섹터와 상기 목표 위상각의 섹터가 상이한 경우에, 상기 목표 위상각에 근거해 밸브위상 진각용 오프셋(Offset) 또는 지각용 오프셋 값을 반영하여 상기 캠 축의 위상각을 제어하는 단계;
    를 포함하는 전자식 연속 가변밸브 타이밍용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 (b) 단계는, 진각 위상에 대한 영역(Closing Side)을 제1 섹터 내지 제3 섹터로 나누고, 지각 위상에 대한 영역(Opening Side)을 제4 섹터 내지 제6 섹터로 나누어진 상태에서, 상기 현재 위상각 및 상기 목표 위상각이 상기 제1 섹터 내지 제6 섹터 중 어느 섹터에 해당하는지를 인식하여, 상기 현재 위상각에 해당하는 섹터와 상기 목표 위상각에 해당하는 섹터를 비교하는 것을 특징으로 하는 전자식 연속 가변밸브 타이밍용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 상기 검출된 현재 위상각의 섹터와 상기 목표 위상각의 섹터가 동일할 경우에 일반적인 밸브 위상각 제어모드로 제어하는 것을 특징으로 하는 전자식 연속 가변밸브 타이밍용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 상기 검출된 현재 위상각의 섹터와 상기 목표 위상각의 섹터가 서로 상이하고 상기 목표 위상각이 진각인 경우에, 상기 밸브위상 진각용 오프셋 값을 반영하여 밸브 위상각을 제어하는 것을 특징으로 하는 전자식 연속 가변밸브 타이밍용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 방법.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 상기 검출된 현재 위상각의 섹터와 상기 목표 위상각의 섹터가 상이하고 상기 목표 위상각이 지각인 경우에, 상기 캠 축의 회전속도가 특정 RPM 이하이면 밸브위상 지각용 마이너스(-) 오프셋 값을 반영하여 밸브 위상각을 제어하는 것을 특징으로 하는 전자식 연속 가변밸브 타이밍용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 방법.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 상기 검출된 현재 위상각의 섹터와 상기 목표 위상각의 섹터가 상이하고 상기 목표 위상각이 지각인 경우에, 상기 캠 축의 회전속도가 특정 RPM 이상이면 밸브위상 지각용 플러스(+) 오프셋 값을 반영하여 밸브 위상각을 제어하는 것을 특징으로 하는 전자식 연속 가변밸브 타이밍용 브러시리스 모터 캠축 위상 제어 방법.
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