KR101703755B1 - 가변 밸브 리프트 시스템의 점화각도 제어 장치 및 방법 - Google Patents

가변 밸브 리프트 시스템의 점화각도 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가변 밸브 리프트 시스템의 점화각도 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 자동차 엔진의 가변 밸브 리프트 시스템에 있어서, 캠 프로파일 전환 시 제어부의 제어를 받아 정확한 타이밍에 점화를 수행하는 이그니션 구동부, 및 상기 캠 프로파일 전환 시 캠 프로파일 전환에 소요되는 기계적 딜레이 시간 및 전기적 딜레이 시간과 엔진속도에 따른 실린더 공기량을 계산하고, 상기 계산된 공기량과 엔진속도에 기초하여 정확한 타이밍으로 상기 이그니션 구동부를 통해 점화각도를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

가변 밸브 리프트 시스템의 점화각도 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING IGNITION ANGLE OF VARIABLE VALVE LIFT SYSTEM}
본 발명은 가변 밸브 리프트 시스템의 점화각도 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차 내연기관의 가변 밸브 리프트 시스템에서 캠 프로파일 전환 시, 캠 프로파일 전환에 걸리는 기계적/전기적 딜레이 시간과 엔진속도에 따른 실린더 공기량을 계산하고, 상기 계산된 공기량과 엔진속도에 기초하여 점화각도를 제어할 수 있도록 하는 가변 밸브 리프트 시스템의 점화각도 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 내연기관의 가변 밸브 리프트(VVL : Variable Valve Lift) 시스템은 특정 부하에서 캠 프로파일(Cam Profile)을 전환하게 되는데(즉, 로우 캠(Low Cam) 밸브 모드를 하이 캠(High Cam) 밸브 모드로 전환, 또는 하이 캠 밸브 모드를 로우 캠 밸브 모드로 전환하게 되는데), 이 캠 프로파일의 전환(즉, 밸브 모드의 전환)은 실린더 내의 공기량을 변화시킨다.
따라서 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 전환된 캠 프로파일에 알맞게 연료량과 점화각도가 적용되어야 한다.
그러나 가변 밸브 리프트(VVL) 시스템에서는 실린더 내의 공기량 계산과 점화각도 제어의 계산 시점이 엔진속도와 캠 프로파일 전환 타이밍에 따라서 다르기 때문에 엔진의 동적 상태에서 이러한 부분의 제어 타이밍 결정이 쉽지 않으며, 만약 실린더 내에 유입된 공기량에 맞는 점화각도로 제어할 수 없을 경우, 엔진의 동력 성능 저하(즉, 지각 오차)는 물론 실화 및 노킹(Knocking) 현상(진각 오차)이 발생될 수 있는 문제점이 있다.
또한 캠 프로파일 전환 타이밍이 적절하지 않을 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 밸브 주기 내에 캠 프로파일 변경이 이루어지지 않기 때문에 예상된 밸브 모드로 안정적인 전환이 수행되지 않아 엔진 제어가 불안정하게 되는 문제점이 있다.
그에 따라 엔진과 연동된 기어셋 및 변속기 등을 포함한 파워트레인에 기계적 무리를 줄 수 있으며, 운전자에게는 급격한 토크 상승이나 토크 하강으로 인해 불쾌한 승차감을 줄 수 있는 문제점이 있었다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-1080790호(2011.11.01.등록, 3단 가변 밸브 리프트 시스템)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 자동차 내연기관의 가변 밸브 리프트 시스템에서 캠 프로파일 전환 시, 캠 프로파일 전환에 걸리는 기계적/전기적 딜레이 시간과 엔진속도에 따른 실린더 공기량을 계산하고, 상기 계산된 공기량과 엔진속도에 기초하여 점화각도를 제어할 수 있도록 하는 가변 밸브 리프트 시스템의 점화각도 제어 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 가변 밸브 리프트 시스템의 밸브 모드 전환 장치는, 자동차 엔진의 가변 밸브 리프트 시스템에 있어서, 캠 프로파일 전환 시 제어부의 제어를 받아 정확한 타이밍에 점화를 수행하는 이그니션 구동부; 및 상기 캠 프로파일 전환 시 캠 프로파일 전환에 소요되는 기계적 딜레이 시간 및 전기적 딜레이 시간과 엔진속도에 따른 실린더 공기량을 계산하고, 상기 계산된 공기량과 엔진속도에 기초하여 정확한 타이밍으로 상기 이그니션 구동부를 통해 점화각도를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 엔진에 설치된 모든 실린더의 캠 프로파일이 실제 전환되기 전인 경우, 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터가 변경되기 전의 데이터에 기초하여 현재의 흡기 매니폴드 압력에 해당하는 공기량을 계산하고, 상기 계산된 공기량 및 엔진속도에 기초하여 상기 모든 실린더의 점화각도를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 엔진에 설치된 모든 실린더의 캠 프로파일이 실제 전환된 경우, 상기 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터가 상기 전환된 캠 프로파일에 대응하여 변경된 데이터에 기초하여 현재의 흡기 매니폴드 압력에 해당하는 공기량을 계산하고, 상기 계산된 공기량 및 엔진속도에 기초하여 상기 실린더의 점화각도를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터가 상기 전환된 캠 프로파일에 대응하여 변경된 후 실제 캠 프로파일 전환이 아직 완료되지 않은 일부 실린더에 대해서, 상기 변경된 데이터의 현재 흡기 매니폴드 압력에 대응하는 공기량에 상기 데이터의 변경 전과 변경 후의 공기량 차이(d) 만큼을 더 부가한 공기량에 기초하여 상기 일부 실린더의 점화각도를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 실제 캠 프로파일 전환이 아직 완료되지 않은 일부 실린더는, 캠 프로파일 전환이 먼저 시작된 실린더에 비해 캠 프로파일 전환 시작 시점이 상대적으로 늦은 실린더인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터가 변경되기 전에 실제 캠 프로파일이 전환되어 다음 점화각도를 제어할 시점에 있는 일부 실린더에 대해서, 상기 변경되기 전 데이터의 현재 흡기 매니폴드 압력에 대응하는 공기량에서 상기 데이터의 변경 전과 변경 후의 공기량 차이(d) 만큼을 차감한 공기량에 기초하여 상기 일부 실린더의 점화각도를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 실제 캠 프로파일이 전환되어 다음 점화각도를 제어할 시점에 있는 일부 실린더는, 캠 프로파일 전환이 나중에 시작된 실린더에 비해 캠 프로파일 전환 시작 시점이 상대적으로 빠른 실린더인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 공기량 계산에 사용할 데이터는, 하이 밸브 리프트 모드 선도나 로우 밸브 리프트 모드 선도 중 하나이며, 상기 하이 밸브 리프트 모드 선도는 하이 캠 프로파일로 설정된 실린더의 흡입 매니폴드 압력과 공기량의 관계를 그래프 형태로 나타내는 데이터이고, 상기 로우 밸브 리프트 모드 선도는 로우 캠 프로파일로 설정된 실린더의 흡입 매니폴드 압력과 공기량의 관계를 그래프 형태로 나타내는 데이터인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 자동차 엔진의 가변 밸브 리프트 시스템의 점화각도 제어 방법은, 제어부가 캠 프로파일 전환 시 캠 프로파일 전환에 소요되는 기계적 딜레이 시간 및 전기적 딜레이 시간과 엔진속도를 바탕으로 실린더 공기량을 계산하는 단계; 및 상기 계산된 공기량과 엔진속도에 기초하여 정확한 점화각도를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 정확한 점화각도는, 상기 계산된 공기량에 기초하여 최대 토크를 발생할 수 있는 점화각도인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 실린더 공기량을 계산하는 단계에서, 엔진에 설치된 모든 실린더의 캠 프로파일이 실제 전환되기 전인 경우, 상기 제어부는, 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터가 변경되기 전의 데이터에 기초하여 현재의 흡기 매니폴드 압력에 해당하는 공기량을 계산하고, 상기 계산된 공기량 및 엔진속도에 기초하여 상기 모든 실린더의 점화각도를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 실린더 공기량을 계산하는 단계에서, 엔진에 설치된 모든 실린더의 캠 프로파일이 실제 전환된 경우, 상기 제어부는, 상기 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터가 상기 전환된 캠 프로파일에 대응하여 변경된 데이터에 기초하여 현재의 흡기 매니폴드 압력에 해당하는 공기량을 계산하고, 상기 계산된 공기량 및 엔진속도에 기초하여 상기 실린더의 점화각도를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 점화각도를 제어하는 단계에서, 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터가 상기 전환된 캠 프로파일에 대응하여 변경된 후 실제 캠 프로파일 전환이 아직 완료되지 않은 일부 실린더에 대해서, 상기 제어부는, 상기 변경된 데이터의 현재 흡기 매니폴드 압력에 대응하는 공기량에 상기 데이터의 변경 전과 변경 후의 공기량 차이(d) 만큼을 더 부가한 공기량에 기초하여 상기 일부 실린더의 점화각도를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 실제 캠 프로파일 전환이 아직 완료되지 않은 일부 실린더는, 캠 프로파일 전환이 먼저 시작된 실린더에 비해 캠 프로파일 전환 시작 시점이 상대적으로 늦은 실린더인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 점화각도를 제어하는 단계에서, 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터가 변경되기 전에 실제 캠 프로파일이 전환되어 다음 점화각도를 제어할 시점에 있는 일부 실린더에 대해서, 상기 제어부는, 상기 변경되기 전 데이터의 현재 흡기 매니폴드 압력에 대응하는 공기량에서 상기 데이터의 변경 전과 변경 후의 공기량 차이(d) 만큼을 차감한 공기량에 기초하여 상기 일부 실린더의 점화각도를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 실제 캠 프로파일이 전환되어 다음 점화각도를 제어할 시점에 있는 일부 실린더는, 캠 프로파일 전환이 나중에 시작된 실린더에 비해 캠 프로파일 전환 시작 시점이 상대적으로 빠른 실린더인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 공기량 계산에 사용할 데이터는, 하이 밸브 리프트 모드 선도나 로우 밸브 리프트 모드 선도 중 하나이며, 상기 하이 밸브 리프트 모드 선도는 하이 캠 프로파일로 설정된 실린더의 흡입 매니폴드 압력과 공기량의 관계를 그래프 형태로 나타내는 데이터이고, 상기 로우 밸브 리프트 모드 선도는 로우 캠 프로파일로 설정된 실린더의 흡입 매니폴드 압력과 공기량의 관계를 그래프 형태로 나타내는 데이터인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 자동차 내연기관의 가변 밸브 리프트 시스템에서 밸브 모드 전환 시, 캠 프로파일 전환에 걸리는 기계적/전기적 딜레이 시간과 엔진속도에 따른 실린더 공기량을 계산하고, 상기 계산된 공기량과 엔진속도에 기초하여 점화각도를 제어함으로써 엔진을 안정적으로 제어하여 파워트레인의 기계적 수명을 증가시키고 운전자의 승차감을 향상시킨다.
도 1은 밸브 모드 전환 시 전환된 캠 프로파일에 알맞게 연료량과 점화각도가 적용되어야 함을 설명하기 위한 예시도.
도 2는 밸브 모드 전환 시 캠 프로파일 전환 타이밍이 적절하지 않을 경우에 발생하는 문제점을 설명하기 위한 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 시스템의 점화각도 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 엔진 회전속도를 기준으로 캠 프로파일 전환에 걸리는 기계적/전기적 소요시간을 고려하여 캠 프로파일 전환이 가능한지 판단하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 캠 프로파일 전환 요청을 접수한 후 실제 캠 프로파일 전환을 수행하는 시점을 선택하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 시스템에서 캠 프로파일의 전환 시점과 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터의 변경 시점의 차이에 따라 점화각도 제어를 위한 실린더의 공기량 계산 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 7은 상기 도 6에 있어서, 계산된 공기량과 엔진속도에 기초하여 점화각도를 제어하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 시스템에서 캠 프로파일의 전환 시점과 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터의 변경 시점의 차이에 따라 점화각도 제어를 위한 실린더의 공기량 계산 방법을 설명하기 위한 다른 예시도.
도 9는 상기 도 8에 있어서, 계산된 공기량과 엔진속도에 기초하여 점화각도를 제어하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 시스템에서 캠 프로파일의 전환 시점과 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터의 변경 시점의 차이에 따라 점화각도 제어를 위한 실린더의 공기량 계산 방법을 설명하기 위한 또 다른 예시도.
도 11은 상기 도 10에 있어서, 계산된 공기량과 엔진속도에 기초하여 점화각도를 제어하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 가변 밸브 리프트 시스템의 점화각도 제어 장치 및 방법의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
참고로 본 실시예에 따른 캠 체인지식 가변 밸브 리프트 시스템의 캠 체인지 형식은 각 실린더에 저속에서 유리한 캠 프로파일과 고속에서 유리한 캠 프로파일을 가진 2개의 캠 프로파일을 캠축(캠 샤프트)에 나란히 설치하여 엔진회전수에 따라 로우 캠과 하이 캠을 선택적으로 사용하는 시스템이다.
한편 내연기관에서 점화각도(Ignition Angle)는 피스톤이 상사점에 있을 때를 기준으로 하여 크랭크샤프트의 회전각도로 몇도 전후인가로 표시한다. 또한 상기 점화각도는 점화시기(Ignition Timing)이라고도 한다.
본 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 시스템에서는 엔진의 회전속도가 높은 곳(즉, 고속회전)과 낮은 곳(즉, 저속회전)에서 최적의 밸브 타이밍이 다르기 때문에 흡기 밸브는 저속회전에서는 느리게 열리도록, 고속회전에서는 빠르게 열리도록 제어하는 것이 바람직하다. 따라서 본 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 시스템에서는 엔진의 회전속도가 특정 속도(즉, 밸브모드 전환의 기준 속도) 이상이나 이하가 되면 밸브 모드를 전환한다. 이때 로우 캠 밸브 모드는 저속 회전용 캠에 의해 리프트를 작게 함으로써 밸브가 늦게 열리고 빨리 닫히도록 하여 흡입되는 혼합기(즉, 공기)를 적게 하여 연비를 향상시키며, 반대로 하이 캠 밸브 모드는 고속 회전용 캠에 의해 리프트를 크게 함으로써 밸브가 빨리 열리고 늦게 닫히도록 하여 충분한 공기의 흡입에 의해 엔진의 출력을 향상시킨다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 시스템의 점화각도 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 가변 밸브 리스트 시스템의 밸브 모드 전환 장치는, 차량 정보 검출부(110), 엔진 제어부(120), 및 이그니션 구동부(130)를 포함한다.
상기 차량 정보 검출부(110)는 엔진 제어에 관련된 적어도 하나 이상의 차량 정보를 검출한다. 예컨대 상기 엔진 제어에 관련된 적어도 하나 이상의 차량 정보는, 가속페달 정보, 감속페달 정보, 스로틀 밸브 정보, 차속 정보, 흡입 매니폴드 압력 정보, 점화각도 정보, 및 캠 제어 정보 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
따라서 상기 차량 정보 검출부(110)는 상기 엔진 제어에 관련된 적어도 하나 이상의 차량 정보를 검출하기 위한 센서(미도시)들을 포함할 수 있다.
상기 엔진 제어부(120)는 본 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 시스템에서 밸브 모드 전환 시, 캠 프로파일 전환에 걸리는 기계적/전기적 딜레이 시간과 엔진속도에 따른 실린더 공기량을 계산하고, 상기 계산된 공기량과 엔진속도에 기초하여 점화각도(Ignition Angle)(즉, 점화시기)를 조절한다.
상기 이그니션 구동부(130)는 상기 엔진 제어부(120)의 제어에 따라 특정 시점에 맞춰 전기 불꽃으로 실린더 내의 혼합기를 점화시킨다.
예컨대 상기 엔진 제어부(120)는 실린더의 압축이 진행되어 피스톤이 상사점에 가까워지면 상기 이그니션 구동부(130)(예 : 스파크 플러그)를 제어하여 전기 불꽃을 발생시켜 혼합기(공기와 가솔린의 혼합 기체)를 점화시키는데 그 타이밍이 중요하다. 왜냐하면 혼합기는 점화한 순간에 모두 연소되는 것이 아니라 불이 붙고 나서 연소가 진행되며, 압력이 높아지기까지 일정 시간이 걸리기 때문이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 엔진 회전속도를 기준으로 캠 프로파일 전환에 걸리는 기계적/전기적 소요시간을 고려하여 캠 프로파일 전환이 가능한지 판단하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
상기 캠 프로파일 전환에 소요되는 시간은 전기적 소요시간과 기계적 소요시간(또는 기구적 소요시간)을 합산한 시간이 소요된다.
도 4의 하단에는 엔진속도와 OCV(Oil Control Valve)온도 및 전압에 따른 기구적 소요시간과 전기적 소요시간이 테이블 형태로 예시되어 있다.
예컨대 엔진속도가 3000U/min이고 OCV(Oil Control Valve)온도가 120도인 경우에 기구적 소요시간은 9ms이고, 전압이 12V이고 OCV온도가 120도인 경우에 전기적 소요시간은 5ms이다. 이에 따라 캠 프로파일 전환 소요시간은 기구적 소요시간과 전기적 소요시간의 합산한 결과인 14ms가 된다. 이때 상기 캠 프로파일 전환 소요시간은 엔진속도와 OCV온도 및 전압에 따라 달라진다.
그런데 상기 캠 프로파일의 전환(또는 변경)은, 도 4에 도시된 바와 같이, "종료 안전 한계 시점"이내에 수행되어야 한다.
즉, 캠 프로파일 전환 요청을 받아 캠 프로파일 전환이 시작된 후부터 다음 사이클(Cycle)의 흡입 행정이 시작되기 전까지 캠 프로파일의 전환이 완료되어야 한다. 만약 상기 캠 프로파일 전환이 시작되어 완료될 때까지 계산된 캠 프로파일의 전환 소요시간이 상기 "종료 안전 한계 시점"보다 큰 경우(또는 긴 경우)에는 캠 프로파일의 전환(또는 변경)이 불가하다.
예컨대 상기 계산된 캠 프로파일의 전환 소요시간이 길더라도 캠 프로파일 전환이 빠른 시점에 시작됨에 따라 상기 캠 프로파일의 전환 종료 시점이 상기 "종료 안전 한계 시점"보다 작은 경우(또는 짧은 경우)에는 캠 프로파일의 전환이 가능하다. 그러나 상기 계산된 캠 프로파일의 전환 소요시간이 비록 짧더라도 캠 프로파일의 전환이 늦은 시점에 시작됨에 따라 상기 캠 프로파일의 전환 종료 시점이 상기 "종료 안전 한계 시점"보다 긴 경우에는 캠 프로파일의 전환이 불가하다.
따라서 상기 엔진 제어부(120)는 캠 프로파일의 전환이 가능한 시점을 정확히 판단하여 캠 프로파일 전환을 수행해야 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 캠 프로파일 전환 요청을 접수한 후 실제 캠 프로파일 전환을 수행하는 시점을 선택하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 캠 프로파일 전환을 실제 수행하는 시점을 선택하는 방법은 크게 아래의 3가지 경우(CASE1 ~ CASE3)로 구분할 수 있다.
즉, 캠 프로파일 전환 요청이 접수되면, 상기 엔진 제어부(120)는 다음 흡입행정이 시작되기 전까지(즉, 다음 흡입밸브가 열리기 전까지) 남은 각도(즉, 유효각도)와 캠 프로파일 전환 소요시간을 계산하여 비교하고, 상기 비교 결과에 따라, 상기 캠 프로파일의 전환 종료 시점이 상기 "종료 안전 한계 시점"보다 작은 실린더를 선택한 후 그 선택한 실린더부터 순차로 다른 실린더에 대한 캠 프로파일을 전환한다.
먼저, 경우1(CASE1)에서와 같이 캠 프로파일 전환 요청이 접수되었을 때 계산된 소요시간(즉, 캠 프로파일 변경 소요시간)이 유효각도 이상인 경우에는 즉시 캠 프로파일 전환을 수행한다.
다음 경우2(CASE2)에서와 같이 캠 프로파일 전환 요청이 접수되었을 때 계산된 소요시간(즉, 캠 프로파일 변경 소요시간)이 (유효각도-180도)보다는 크고 유효각도보다는 작은 경우에는 캠 프로파일 전환 요청이 접수된 시점보다 180도 뒤에 캠 프로파일 전환을 수행한다.
다음 경우3(CASE3)에서와 같이 캠 프로파일 전환 요청이 접수되었을 때 계산된 소요시간(즉, 캠 프로파일 변경 소요시간)이 (유효각도-360도)보다 크고 (유효각도-180도)보다 작은 경우에는 캠 프로파일 전환 요청이 접수된 시점보다 360도 뒤에 캠 프로파일 전환을 수행한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 시스템에서 캠 프로파일의 전환 시점과 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터의 변경 시점의 차이에 따라 점화각도 제어를 위한 실린더의 공기량 계산 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6에 도시된 실시예에서는 설명의 편의상, 캠 프로파일이 전환되는 첫 번째 실린더로서 제1 실린더(#1)의 캠 프로파일 전환이 시작된 후, 엔진에 설치된 실린더들이 동작하는 순서에 따라, 제3 실린더(#3), 제4 실린더(#4), 및 제2 실린더(#2)가 크랭크 각도 기준으로 180도 간격으로 순차적으로 캠 프로파일이 전환되고, 캠 프로파일 전환이 가장 먼저 시작된 첫 번째 실린더인 제1 실린더(#1)가 점화각도 제어를 수행하기 전까지 상기 엔진에 설치된 모든 실린더(예 : 본 실시예는 4개의 실린더)의 캠 프로파일 전환이 시작되었다고 가정한다.
상기와 같이 엔진에 설치된 모든 실린더(#1, #3, #4, #2)의 캠 프로파일 전환이 시작되어야만 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터(예 : 하이 밸브 리프트 모드 선도, 로우 밸브 리프트 모드 선도)가 변경된다.
상기와 같이 캠 프로파일 전환이 먼저 시작된 첫 번째 실린더인 제1 실린더(#1)의 캠 프로파일이 전환된 후 다음 점화각도 제어를 수행하기 전까지 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터가 변경되어야만 상기 전환될 캠 프로파일에 맞는 정확한 공기량(즉, 최대 토크를 발생할 수 있는 점화각도를 제어할 수 있는 공기량)이 계산되어 정확한 점화각도(즉, 최대 토크를 발생할 수 있는 점화각도)를 제어할 수 있다.
다시 말해, 엔진에 설치된 모든 실린더(#1, #3, #4, #2)의 캠 프로파일 전환이 시작되기 전에는 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터(예 : 하이 밸브 리프트 모드 선도, 로우 밸브 리프트 모드 선도)가 변경되지 않기 때문에 일부 실린더(예 : 실제 캠 프로파일이 전환된 제1 실린더(#1)나 제3 실린더(#3))에 대한 정확한 공기량이 계산되지 않으므로, 그에 따라 정확한 점화각도(즉, 최대 토크를 발생할 수 있는 점화각도) 제어를 수행할 수 없게 되기 때문이다.
상술한 바와 같이 엔진에 설치된 모든 실린더(#1, #3, #4, #2)의 캠 프로파일이 전환을 시작하면(즉, 밸브 모드 전환을 수행하면), 상기 엔진 제어부(120)는 상기 전환된 캠 프로파일에 맞도록 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터(예 : 하이 밸브 리프트 모드 선도, 로우 밸브 리프트 모드 선도)를 변경한다. 이후부터는 상기 변경된 캠 프로파일에 대응하는 공기량 계산에 사용할 데이터에 기초하여 현재의 흡기 매니폴드 압력에 해당하는 공기량(C)을 계산하고 상기 계산된 공기량(C)에 기초하여 상기 실린더의 점화각도를 제어한다.
물론 상기 공기량을 계산하기 위해 사용할 데이터가 변경되기 전에는 그 변경되기 전의 데이터(공기량 계산에 사용할 데이터)에 기초하여 현재의 흡기 매니폴드 압력에 해당하는 공기량(A)을 계산하고 상기 계산된 공기량(A)에 기초하여 상기 실린더의 점화각도를 제어한다.
다시 말해, 도 6에 도시된 바와 같이, 캠 프로파일 전환이 가장 먼저 시작된 제1 실린더(#1)의 다음 점화각도 제어가 시작되기 전까지 엔진에 설치된 모든 실린더들(#1, #3, #4, #2)의 캠 프로파일 전환이 시작되고, 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터가 상기 캠 프로파일 전환이 먼저 시작된 제1 실린더(#1)의 다음 점화각도 제어가 시작되기 전에 변경될 경우, 상기 엔진 제어부(120)는 상기 변경된 캠 프로파일(즉, 로우 캠 프로파일)에 대응하는 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터 데이터(즉, 로우 밸브 리프트 모드 선도)에 기초하여 현재의 흡기 매니폴드 압력에 해당하는 공기량(C)을 계산하고, 상기 계산된 공기량(C)에 기초하여 순차로 상기 모든 실린더(#1, #3, #4, #2)의 점화각도를 제어한다.
도 7은 상기 도 6에 있어서, 계산된 공기량과 엔진속도에 기초하여 점화각도를 제어하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7을 참조하면, 상기 엔진 제어부(120)는 각 실린더의 캠 프로파일이 전환되기 전에는 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터도 변경 전이므로, 그 변경 전 데이터(즉, 공기량 계산에 사용할 데이터)에 기초하여 현재의 흡기 매니폴드 압력에 해당하는 공기량(A)을 계산하고, 상기 계산된 공기량(A) 및 엔진속도에 기초하여 각 실린더의 점화각도를 제어한다.
이후 엔진에 설치된 모든 실린더의 캠 프로파일 전환이 시작되어 상기 공기량 계산에 사용할 데이터가 변경된 후에는 상기 전환된 캠 프로파일에 대응하는 데이터(즉, 공기량 계산에 사용할 데이터)에 기초하여 현재의 흡기 매니폴드 압력에 해당하는 공기량(C)을 계산하고, 상기 계산된 공기량(C) 및 엔진속도에 기초하여 상기 실린더의 점화각도를 제어한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 시스템에서 캠 프로파일의 전환 시점과 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터의 변경 시점의 차이에 따라 점화각도 제어를 위한 실린더의 공기량 계산 방법을 설명하기 위한 다른 예시도이다.
도 8에 도시된 실시예에서는 설명의 편의상, 각 실린더의 캠 프로파일 전환 소요시간이 도 6에 도시된 캠 프로파일 전환 소요시간보다 길고, 또한 캠 프로파일 전환 시작 시점이 도 6에 도시된 캠 프로파일 전환 시작 시점보다 빠른 것으로 가정한다.
이에 따라 캠 프로파일 전환이 가장 먼저 시작된 제1 실린더(#1)의 다음 점화각도 제어가 시작되기 전에 엔진에 설치된 모든 실린더(#1, #3, #4, #2)의 캠 프로파일 전환이 시작됨으로써, 상기 캠 프로파일 전환이 가장 먼저 시작된 제1 실린더(#1)의 다음 점화각도 제어가 시작되기 전까지 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터가 변경된다.
그런데 상기 캠 프로파일 전환 소요시간이 길기 때문에 일부 실린더(예 : 캠 프로파일 전환 시작 시점이 상대적으로 늦게 시작된 제4 실린더(#4)나 제2 실린더(#2))의 캠 프로파일 전환이 완료되기 전 점화각도를 제어해야 할 시점에 이미 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터가 변경된 상태가 된다. 즉, 상기 제4 실린더(#4)나 제2 실린더(#2)의 실제 캠 프로파일 전환(즉, 하이 캠 프로파일에서 로우 캠 프로파일로 전환)은 완료되지 않았지만, 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터는 이미 변경된 상태이므로, 상기 캠 프로파일 전환이 완료되기 전의 실린더(#4, #2)의 캠 프로파일의 점화각도 제어를 위한 공기량 계산에 상기 변경된 데이터(즉, 로우 밸브 리프트 모드 선도)를 사용할 경우, 공기량 계산 값이 달라지므로 정확한 점화각도(즉, 최대 토크를 발생하는 점화각도)를 제어할 수 없게 된다(종래의 문제점에 해당).
따라서 이 경우에 본 실시예에 따른 상기 엔진 제어부(120)는 상기 제4 실린더(#4) 및 제2 실린더(#2)(즉, 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터는 변경되었지만 실제 캠 프로파일 아직 전환이 완료되지 않은 실린더)에 대하여 상기 변경된 데이터(즉, 로우 밸브 리프트 모드 선도)의 현재 흡기 매니폴드 압력에 대응하는 공기량(C)에 상기 공기량 계산에 사용할 데이터의 변경 전과 변경 후의 공기량 차이(d) 만큼(즉, 하이 밸브 리프트 모드 선도와 로우 밸브 리프트 모드 선도의 공기량 차이(d)만큼)을 더 부가한 공기량(B)에 기초하여 상기 제4 실린더(#4) 및 제2 실린더(#2)의 점화각도를 제어한다.
이후 모든 실린더(#1, #3, #4, #2)는 상기 전환된 캠 프로파일(즉, 로우 캠 프로파일)에 대응하는 데이터(즉, 로우 밸브 리프트 모드 선도)로 변경되었으므로, 상기 엔진 제어부(120)는 상기 전환된 로우 캠 프로파일에 대응하는 데이터(즉, 로우 밸브 리프트 모드 선도)에 기초하여 현재의 흡기 매니폴드 압력에 해당하는 공기량(C)을 계산하고, 상기 계산된 공기량(C)에 기초하여 상기 모든 실린더(#1, #3, #4, #2)의 점화각도를 제어한다.
도 9는 상기 도 8에 있어서, 계산된 공기량과 엔진속도에 기초하여 점화각도를 제어하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9를 참조하면, 상기 엔진 제어부(120)는 엔진에 설치된 모든 실린더(#1, #3, #4, #2)의 캠 프로파일 전환이 시작되면 상기 공기량 계산에 사용할 데이터를 변경한다.
그러나 실제 캠 프로파일 전환이 아직 완료되지 않은 일부 실린더(#4, #2)(즉, 캠 프로파일 전환을 먼저 시작한 실린더에 비해 캠 프로파일 전환 시작 시점이 상대적으로 늦은 실린더)에 대해서는 상기 변경된 데이터(즉, 로우 밸브 리프트 모드 선도)의 현재 흡기 매니폴드 압력에 대응하는 공기량(C)에 상기 공기량 계산에 사용할 데이터의 변경 전과 변경 후의 공기량 차이(d) 만큼(즉, 하이 밸브 리프트 모드 선도와 로우 밸브 리프트 모드 선도의 공기량 차이(d)만큼)을 더 부가한 공기량(B)에 기초하여 상기 제4 실린더(#4) 및 제2 실린더(#2)의 점화각도를 제어한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 시스템에서 캠 프로파일의 전환 시점과 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터의 변경 시점의 차이에 따라 점화각도 제어를 위한 실린더의 공기량 계산 방법을 설명하기 위한 또 다른 예시도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 엔진에 설치된 각 실린더의 캠 프로파일 전환 소요시간이 짧더라도 캠 프로파일 전환 시작 시점이 늦을 경우, 일부 실린더(예 : 제1 실린더(#1))(즉, 캠 프로파일 전환이 가장 먼저 수행된 실린더)는 실제로는 캠 프로파일이 전환이 완료되었지만 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터는 아직 변경되지 않은 상태(예 : 하이 밸브 리프트 모드 선도에서 로우 밸브 리프트 모드 선도로 변경되지 않은 상태)이다.
즉, 제1 실린더(#1)는 실제로는 로우 캠 프로파일로 전환되었지만, 나머지 실린더들(#2, #3, #4)의 캠 프로파일이 아직 전환되지 않은 상태이기 때문에 상기 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터는 아직 변경되지 않은 상태(예 : 하이 밸브 리프트 모드 선도에서 로우 밸브 리프트 모드 선도로 변경되지 않은 상태)에 있다. 즉, 여전히 하이 밸브 리프트 모드 선도에 기초하여 공기량을 계산하고 그 계산된 공기량에 기초하여 각 실린더의 점화각도를 제어해야 하는 상태에 있다.
그런데 상기와 같이 실제로는 캠 프로파일이 전환(즉, 하이 캠 프로파일에서 로우 캠 프로파일로 전환)된 상태이지만 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터는 변경되지 않은 상태로서, 하이 캠 프로파일에 대응하는 하이 밸브 리프트 모드 선도를 사용하여 공기량을 계산할 경우, 실린더의 실제 공기량과 계산된 공기량이 달라지므로 정확한 점화각도(즉, 최대 토크를 발생하는 점화각도)를 제어할 수 없게 된다(종래의 문제점에 해당).
따라서 이 경우에 본 실시예에 따른 상기 엔진 제어부(120)는 상기 제1 실린더(#1)(즉, 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터는 변경되지 않았지만, 실제 캠 프로파일이 전환된 실린더)에 대하여 상기 변경되기 전 데이터(즉, 하이 밸브 리프트 모드 선도)의 현재 흡기 매니폴드 압력에 대응하는 공기량(A)에서 상기 공기량 계산에 사용할 데이터의 변경 전과 변경 후의 공기량 차이(d) 만큼(즉, 하이 밸브 리프트 모드 선도와 로우 밸브 리프트 모드 선도의 공기량 차이(d)만큼)을 차감한 공기량(B)에 기초하여 상기 제1 실린더(#1)의 점화각도를 제어한다.
이후 제3 실린더(#3) 및 나머지 실린더들(#4, #2)(즉, 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터가 변경되고 실제 캠 프로파일도 전환된 실린더)는 로우 캠 프로파일로 전환된 후 상기 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터도 로우 캠 프로파일에 대응하는 데이터(즉, 로우 밸브 리프트 모드 선도)로 변경됨에 따라 상기 변경된 로우 캠 프로파일에 대응하는 데이터(즉, 로우 밸브 리프트 모드 선도)에 기초하여 현재의 흡기 매니폴드 압력에 해당하는 공기량(C)을 계산하고, 상기 계산된 공기량(C)에 기초하여 상기 제3 실린더(#3) 및 나머지 실린더들(#4, #2)의 점화각도를 제어한다.
도 11은 상기 도 10에 있어서, 계산된 공기량과 엔진속도에 기초하여 점화각도를 제어하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 11을 참조하면, 상기 엔진 제어부(120)는 엔진에 설치된 모든 실린더(#1, #3, #4, #2)의 캠 프로파일 전환이 시작되면 상기 공기량 계산에 사용할 데이터를 변경한다.
그런데 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터가 변경되기 전에 실제 캠 프로파일이 전환되어 다음 점화각도를 제어할 시점에 있는 일부 실린더(#1)(즉, 캠 프로파일 전환을 먼저 시작한 실린더)에 대해서는 상기 변경되기 전 데이터(즉, 하이 밸브 리프트 모드 선도)의 현재 흡기 매니폴드 압력에 대응하는 공기량(A)에서 상기 공기량 계산에 사용할 데이터의 변경 전과 변경 후의 공기량 차이(d) 만큼(즉, 하이 밸브 리프트 모드 선도와 로우 밸브 리프트 모드 선도의 공기량 차이(d)만큼)을 차감한 공기량(B)에 기초하여 상기 제1 실린더(#1)의 점화각도를 제어한다.
상기와 같이 본 실시예는 자동차 내연기관의 가변 밸브 리프트 시스템에서 밸브 모드 전환 시(즉, 캠 프로파일 전환 시), 캠 프로파일 전환에 걸리는 기계적/전기적 딜레이 시간과 엔진속도에 따른 실린더 공기량을 계산하고, 상기 계산된 공기량과 엔진속도에 기초하여 점화각도를 제어함으로써, 엔진을 안정적으로 제어하여 파워트레인의 기계적 수명을 증가시키고 운전자의 승차감을 향상시킨다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110 : 차량 정보 검출부
120 : 엔진 제어부
130 : 이그니션 구동부

Claims (17)

  1. 자동차 엔진의 가변 밸브 리프트 시스템에 있어서,
    캠 프로파일 전환 시 제어부의 제어를 받아 정확한 타이밍에 점화를 수행하는 이그니션 구동부; 및
    상기 캠 프로파일 전환 시 캠 프로파일 전환에 소요되는 기계적 딜레이 시간 및 전기적 딜레이 시간과 엔진속도에 따른 실린더 공기량을 계산하고, 상기 계산된 공기량과 엔진속도에 기초하여 정확한 타이밍으로 상기 이그니션 구동부를 통해 점화각도를 제어하는 제어부;를 포함하되,
    상기 제어부는,
    점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터가 상기 전환된 캠 프로파일에 대응하여 변경된 후 실제 캠 프로파일 전환이 아직 완료되지 않은 일부 실린더에 대해서,
    상기 변경된 데이터의 현재 흡기 매니폴드 압력에 대응하는 공기량에 상기 데이터의 변경 전과 변경 후의 공기량 차이(d) 만큼을 더 부가한 공기량에 기초하여 상기 일부 실린더의 점화각도를 제어하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 시스템의 점화각도 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    엔진에 설치된 모든 실린더의 캠 프로파일이 실제 전환되기 전인 경우,
    점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터가 변경되기 전의 데이터에 기초하여 현재의 흡기 매니폴드 압력에 해당하는 공기량을 계산하고,
    상기 계산된 공기량 및 엔진속도에 기초하여 상기 모든 실린더의 점화각도를 제어하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 시스템의 점화각도 제어 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제어부는,
    엔진에 설치된 모든 실린더의 캠 프로파일이 실제 전환된 경우,
    상기 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터가 상기 전환된 캠 프로파일에 대응하여 변경된 데이터에 기초하여 현재의 흡기 매니폴드 압력에 해당하는 공기량을 계산하고,
    상기 계산된 공기량 및 엔진속도에 기초하여 상기 실린더의 점화각도를 제어하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 시스템의 점화각도 제어 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 실제 캠 프로파일 전환이 아직 완료되지 않은 일부 실린더는,
    캠 프로파일 전환이 먼저 시작된 실린더에 비해 캠 프로파일 전환 시작 시점이 상대적으로 늦은 실린더인 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 시스템의 점화각도 제어 장치.
  6. 자동차 엔진의 가변 밸브 리프트 시스템에 있어서,
    캠 프로파일 전환 시 제어부의 제어를 받아 정확한 타이밍에 점화를 수행하는 이그니션 구동부; 및
    상기 캠 프로파일 전환 시 캠 프로파일 전환에 소요되는 기계적 딜레이 시간 및 전기적 딜레이 시간과 엔진속도에 따른 실린더 공기량을 계산하고, 상기 계산된 공기량과 엔진속도에 기초하여 정확한 타이밍으로 상기 이그니션 구동부를 통해 점화각도를 제어하는 제어부;를 포함하되,
    상기 제어부는,
    점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터가 변경되기 전에 실제 캠 프로파일이 전환되어 다음 점화각도를 제어할 시점에 있는 일부 실린더에 대해서,
    상기 변경되기 전 데이터의 현재 흡기 매니폴드 압력에 대응하는 공기량에서 상기 데이터의 변경 전과 변경 후의 공기량 차이(d) 만큼을 차감한 공기량에 기초하여 상기 일부 실린더의 점화각도를 제어하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 시스템의 점화각도 제어 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 실제 캠 프로파일이 전환되어 다음 점화각도를 제어할 시점에 있는 일부 실린더는,
    캠 프로파일 전환이 나중에 시작된 실린더에 비해 캠 프로파일 전환 시작 시점이 상대적으로 빠른 실린더인 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 시스템의 점화각도 제어 장치.
  8. 제 1, 2, 3, 및 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기량 계산에 사용할 데이터는,
    하이 밸브 리프트 모드 선도나 로우 밸브 리프트 모드 선도 중 하나이며,
    상기 하이 밸브 리프트 모드 선도는 하이 캠 프로파일로 설정된 실린더의 흡입 매니폴드 압력과 공기량의 관계를 그래프 형태로 나타내는 데이터이고,
    상기 로우 밸브 리프트 모드 선도는 로우 캠 프로파일로 설정된 실린더의 흡입 매니폴드 압력과 공기량의 관계를 그래프 형태로 나타내는 데이터인 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 시스템의 점화각도 제어 장치.
  9. 자동차 엔진의 가변 밸브 리프트 시스템의 점화각도 제어 방법에 있어서,
    제어부가 캠 프로파일 전환 시 캠 프로파일 전환에 소요되는 기계적 딜레이 시간 및 전기적 딜레이 시간과 엔진속도를 바탕으로 실린더 공기량을 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 공기량과 엔진속도에 기초하여 정확한 점화각도를 제어하는 단계;를 포함하되,
    상기 점화각도를 제어하는 단계에서,
    점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터가 상기 전환된 캠 프로파일에 대응하여 변경된 후 실제 캠 프로파일 전환이 아직 완료되지 않은 일부 실린더에 대해서,
    상기 제어부는, 상기 변경된 데이터의 현재 흡기 매니폴드 압력에 대응하는 공기량에 상기 데이터의 변경 전과 변경 후의 공기량 차이(d) 만큼을 더 부가한 공기량에 기초하여 상기 일부 실린더의 점화각도를 제어하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 시스템의 점화각도 제어 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 정확한 점화각도는,
    상기 계산된 공기량에 기초하여 최대 토크를 발생할 수 있는 점화각도인 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 시스템의 점화각도 제어 방법.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 실린더 공기량을 계산하는 단계에서,
    엔진에 설치된 모든 실린더의 캠 프로파일이 실제 전환되기 전인 경우,
    상기 제어부는, 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터가 변경되기 전의 데이터에 기초하여 현재의 흡기 매니폴드 압력에 해당하는 공기량을 계산하고,
    상기 계산된 공기량 및 엔진속도에 기초하여 상기 모든 실린더의 점화각도를 제어하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 시스템의 점화각도 제어 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 실린더 공기량을 계산하는 단계에서,
    엔진에 설치된 모든 실린더의 캠 프로파일이 실제 전환된 경우,
    상기 제어부는, 상기 점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터가 상기 전환된 캠 프로파일에 대응하여 변경된 데이터에 기초하여 현재의 흡기 매니폴드 압력에 해당하는 공기량을 계산하고,
    상기 계산된 공기량 및 엔진속도에 기초하여 상기 실린더의 점화각도를 제어하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 시스템의 점화각도 제어 방법.
  13. 삭제
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 실제 캠 프로파일 전환이 아직 완료되지 않은 일부 실린더는,
    캠 프로파일 전환이 먼저 시작된 실린더에 비해 캠 프로파일 전환 시작 시점이 상대적으로 늦은 실린더인 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 시스템의 점화각도 제어 방법.
  15. 자동차 엔진의 가변 밸브 리프트 시스템의 점화각도 제어 방법에 있어서,
    제어부가 캠 프로파일 전환 시 캠 프로파일 전환에 소요되는 기계적 딜레이 시간 및 전기적 딜레이 시간과 엔진속도를 바탕으로 실린더 공기량을 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 공기량과 엔진속도에 기초하여 정확한 점화각도를 제어하는 단계;를 포함하되,
    상기 점화각도를 제어하는 단계에서,
    점화각도 제어에 기초가 되는 공기량 계산에 사용할 데이터가 변경되기 전에 실제 캠 프로파일이 전환되어 다음 점화각도를 제어할 시점에 있는 일부 실린더에 대해서,
    상기 제어부는, 상기 변경되기 전 데이터의 현재 흡기 매니폴드 압력에 대응하는 공기량에서 상기 데이터의 변경 전과 변경 후의 공기량 차이(d) 만큼을 차감한 공기량에 기초하여 상기 일부 실린더의 점화각도를 제어하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 시스템의 점화각도 제어 방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 실제 캠 프로파일이 전환되어 다음 점화각도를 제어할 시점에 있는 일부 실린더는,
    캠 프로파일 전환이 나중에 시작된 실린더에 비해 캠 프로파일 전환 시작 시점이 상대적으로 빠른 실린더인 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 시스템의 점화각도 제어 방법.
  17. 제 9, 11, 12, 및 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기량 계산에 사용할 데이터는,
    하이 밸브 리프트 모드 선도나 로우 밸브 리프트 모드 선도 중 하나이며,
    상기 하이 밸브 리프트 모드 선도는 하이 캠 프로파일로 설정된 실린더의 흡입 매니폴드 압력과 공기량의 관계를 그래프 형태로 나타내는 데이터이고,
    상기 로우 밸브 리프트 모드 선도는 로우 캠 프로파일로 설정된 실린더의 흡입 매니폴드 압력과 공기량의 관계를 그래프 형태로 나타내는 데이터인 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 시스템의 점화각도 제어 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3508218B2 (ja) * 1994-07-07 2004-03-22 マツダ株式会社 可変動弁機構を備えたエンジンの制御装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002303163A (ja) * 2001-04-03 2002-10-18 Toyota Motor Corp 可変動弁機構付き内燃機関の制御装置

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