KR101857279B1 - Vvt와 vvd 복합 시스템의 동작 제어 방법 - Google Patents

Vvt와 vvd 복합 시스템의 동작 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 엔진에서 VVT(Variable Valve Timing)와 VVD(Variable Valve Duration) 기술이 함께 적용된 시스템의 동작 제어 방법에 있어서, 특히 VVT와 VVD 기술이 접목된 기구의 기계적 충돌 위험을 방지하기 위해 VVT와 VVD 시스템이 연동할 때의 구체적인 제어 로직에 대한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 타겟 밸브의 열림 포인트를 설정하는 단계; 타겟 밸브의 닫힘 포인트를 설정하는 단계; 상기 타겟 밸브의 가변 밸브 타이밍 제어 포인트를 설정하는 단계; 설정된 타겟 밸브의 가변 밸브 타이밍 제어 포인트에 따라 가변 밸브 타이밍 기구를 제어하는 단계; 가변 밸브 타이밍 기구의 실측 제어 포인트를 확인하는 단계; 상기 타겟 밸브의 듀레이션을 설정하는 단계 및 설정된 타겟 밸브의 듀레이션에 따라 가변 밸브 듀레이션 기구를 제어하는 단계를 포함하는 VVT와 VVD 복합 시스템의 동작 제어 방법을 제공한다.

Description

VVT와 VVD 복합 시스템의 동작 제어 방법{OPERATING CONTOROL METHOD FOR COMBINATION SYSTEM OF VVT AND VVD}
본 발명은 차량용 엔진에서 VVT(Variable Valve Timing)와 VVD(Variable Valve Duration) 기술이 함께 적용된 시스템의 동작 제어 방법에 있어서, 특히 VVT와 VVD 기술이 접목된 기구의 기계적 충돌 위험을 방지하기 위해 VVT와 VVD 시스템이 연동할 때의 구체적인 제어 로직에 대한 것이다.
엔진의 흡기 밸브는 이론적으로 배기 행정이 끝나 피스톤이 실린더 가장 위로 올라간 시점(상사점, TDC)에서 열리기 시작하여, 실린더 가장 밑으로 내려가 압축행정이 시작되는 시점(하사점, BDC)에서는 완전히 닫혀야 한다. 그리고 배기 밸브는 이론적으로 하사점에서 열리며, 상사점에서는 닫혀야 한다. 그런데 실제로는 피스톤이 상사점이나 하사점에 있을 때 정확히 밸브의 개폐가 시작되거나 끝나지 않는다. 엔진 실린더로 공급되는 혼합기에는 관성이 작용하여 흡기행정이 끝나도 흡기관 내 공기는 계속 실린더로 흘러들어가려 하고, 이와 동시에 배기가스는 연소실에서 완전히 배출되지 못하면서 흡기 밸브와 배기 밸브가 모두 열려 겹치는 상태(오버랩, overlap)상태가 생기기 때문이다. 이와 같이 흡기와 배기가 오버랩 되는 상황에서는 효율이 떨어질 수 있는데 이러한 현상은 RPM이 아주 낮거나(저속영역), RPM이 아주 높을 때(고속 영역) 종종 발생하게 된다.
엔진은 설계과정에서 일반적으로 특정한 회전영역에서 최대출력을 얻을 수 있도록 흡기 밸브와 배기 밸브의 개폐 시기 및 개폐량이 결정되는데, 일반적으로 저속에서 밸브 오버랩이 길면 체적효율이 저하되고, HC의 배출이 증가하며 잔류가스에 의한 엔진의 부조현상이 나타난다. 반대로 고속에서는 흡기되는 시간이 매우 짧으므로 흡기 밸브의 개방지속시간이 길어져 오히려 오버랩되는 구간이 길수록 엔진 효율이 증가하는 현상이 발생한다. 밸브 타이밍 제어를 저속에 맞추면 고속에서는 출력이 저하되고, 고속에 맞추면 고속에서 효율이 저하되므로, 엔진의 회전속도 범위에 걸쳐 체적효율을 개선시키고 적절한 토크특성과 저연비를 실현하기 위해 엔진의 회전속도와 부하에 따라 캠축 및 밸브의 양정(Lift)을 제어하는 가변 밸브 타이밍(VVT; Variable Valve Timing Control, 또는 CVVT) 기술이 개발되었다.
도 1은 종래의 VVT 기술에 대한 일 예시를 나타내는 도면으로서, 동력전달을 받아 회전하는 캠축(100)에 저속용 캠(200)과 고속용 캠(300)이 축설되고, 엔진의 회전수가 저속일 경우에는 캠축(100)에 설치된 1차 저속용 캠(200)에 의해 흡기 및 배기밸브(700, 800)가 작동하게 된다. 그리고 엔진의 회전수가 고회전 영역에 이르면 2차 밸브가 작동하여 유압피스톤장치에 의해 고속용 캠(300)이 동작하여 밸브 리프트와 타이밍을 변화시키게 된다.
한편, 밸브의 개폐 기간(duration)을 조절할 수 있는 가변 밸브 듀레이션(VVD; Variable Valve Duration) 기술이 있다.
도 2는 선행문헌으로서 VVD의 일 예시를 개시한다. 도 2의 가변 밸브 듀레이션 장치에는 캠 축(30), 캠(71, 72)가 형성되고, 캠 축(30)에 대한 캠(71, 72)의 위상이 가변될 수 있는 제1, 2 캠 부(70a, 70b), 상기 캠 축(30)의 회전을 상기 제1, 2 캠 부(70a, 70b)에 각각 전달하는 제1, 2 이너 브라켓(80, 81), 상기 제1, 2 이너 브라켓(80, 81)이 회전 가능하게 삽입되며, 상기 캠 축(30)과의 상대적인 위치가 가변되는 제1, 2 슬라이더 하우징(90a, 90b)이 형성된다. 여기서 제어 모터를 작동시키면, 상기 제1, 2 슬라이더 하우징(90a, 90b)이 동시에 윗방향 또는 아랫 방향으로 이동 슬라이더 하우징(90a, 90b)의 위치가 상대적으로 변함에 따라 상기 캠(71, 72)의 상기 캠 축(30)에 대한 상대 회전 속도가 변하며, 이에 따라 밸브를 여닫는 시간이 변하게 된다.
VVD 기술은 밸브의 열림 시간을 진각(advanced) 또는 지각(retarded) 시킬 때, 밸브의 열림 동작에 대응하여 밸브의 닫힘 시간을 지각(retarded) 또는 진각(advanced) 시킬 수 있다. VVT 기술은 밸브 개도의 듀레이션이 고정된 상태로 흡기 밸브의 열림/닫힘 시점을 변경시키는 개념이라면, VVD 기술은 밸브 개도의 듀레이션 자체를 변경시킨다는 점에서 차이를 가진다.
도 3은 VVT와 VVD 기술이 접목되었을 때 발생할 수 있는 밸브와 피스톤의 충돌에 대한 일 실시예를 나타내는 도면이다.
근래에 상기 VVT와 VVD 기술을 하나의 엔진에서 함께 구현하고자 하는 연구가 이루어지고 있다. 열림/닫힘 시점과, 개도의 듀레이션을 모두 가변할 수 있는 밸브 구동 시스템을 제공하여 엔진의 성능을 극대화하고자 하기 위함이다.
그런데 도 1과 도 2에서 살펴본 것처럼, VVT와 VVD 시스템은 구동원리가 상이하여 그 제어에 있어 어려움이 따른다. 특히, 도 3에 도시된 바와 같이 엔진 캠의 타이밍과 듀레이션을 동시에 변경하는 경우, 엔진 제어기(ECU)의 명령에 따라 VVT와 VVD 시스템이 동시에, 그리고 독립적으로 움직일 수 있는데 경우에 따라서는 VVT와 VVD 시스템의 동작이 서로 간섭될 가능성이 존재한다.
구체적으로 피스톤이 상사점에 위치할 경우 밸브의 헤드는 피스톤의 최상단과 소정의 이격거리를 유지한다. 일반적인 경우에는 구조적인 측면에서 설계의 마진에 따라 밸브가 피스톤과 충돌하는 현상이 예방될 것이지만 엔진의 부하량이나 운전 조건에 따라 피스톤이 상사점에 위치할 때 밸브가 열리면서(하강하면서) 충돌이 발생할 수도 있다. 주로 흡기 밸브의 너무 빠른 열림동작이나 배기 밸브의 너무 늦은 열림동작이 상사점(TDC) 부근에서의 밸브 헤드와 피스톤의 충돌을 야기할 수 있다.
흡, 배기 밸브의 헤드와 피스톤의 충돌은 곧 차량 연소계통의 파손을 일으키는 치명적인 문제로 귀결된다. 따라서, 이와 같은 현상은 VVT와 VVD를 결합한 밸브 구동 장치의 제어 시, 반드시 해결 및 방지해야 할 선결과제에 해당한다.
한국 공개특허공보 제10-2008-0043521호 한국 등록특허공보 제10-1664079호
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위해 안출된 발명으로서, VVT와 VVD를 동시에 접목한 밸브 구동 장치에 있어서, 흡, 배기 밸브의 헤드가 피스톤과 충돌하지 않도록 밸브 구동 장치를 제어하는 세부적인 로직을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 타겟 밸브의 열림 포인트를 설정하는 단계; 타겟 밸브의 닫힘 포인트를 설정하는 단계; 상기 타겟 밸브의 가변 밸브 타이밍 제어 포인트를 설정하는 단계; 설정된 타겟 밸브의 가변 밸브 타이밍 제어 포인트에 따라 가변 밸브 타이밍 기구를 제어하는 단계; 가변 밸브 타이밍 기구의 실측 제어 포인트를 확인하는 단계; 상기 타겟 밸브의 듀레이션을 설정하는 단계 및 설정된 타겟 밸브의 듀레이션에 따라 가변 밸브 듀레이션 기구를 제어하는 단계를 포함하는 VVT와 VVD 복합 시스템의 동작 제어 방법을 제공한다.
일 실시예에 따르면 상기 타겟 밸브의 열림 포인트, 타겟 밸브의 닫힘 포인트, 가변 밸브 타이밍 제어 포인트의 설정은 캠축의 회전 각(cam angle) 또는 크랭크 회전 각(crank angle)의 설정을 통해 이루어질 수 있다.
이와 다른 실시예에 따르면 상기 타겟 밸브의 열림 포인트, 타겟 밸브의 닫힘 포인트, 가변 밸브 타이밍 제어 포인트의 설정은 시간의 흐름에서 특정 시점을 선택함으로써 이루어질 수도 있다.
일 실시예에 따르면 상기 타겟 밸브의 열림 포인트의 설정은 흡기 열림 타겟 또는 배기 열림 타겟에 대한 제1맵 테이블에서 특정값을 선택하는 것을 의미할 수 있으며,
상기 타겟 밸브의 닫힘 포인트의 설정은 흡기 닫힘 타겟 또는 배기 닫힘 타겟에 대한 제2맵 테이블에서 특정값을 선택하는 것을 의미할 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 VVT와 VVD 복합 시스템의 동작 제어 방법은 상기 타겟 밸브의 열림 포인트 및 타겟 밸브의 닫힘 포인트의 설정을 통해, 타겟 밸브의 듀레이션을 설정한 상태에서, 가변 밸브 타이밍 기구의 실측 제어 포인트에 따라 동작 가능한 타겟 밸브의 듀레이션을 재설정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 가변 밸브 듀레이션 기구의 제어 동작 이후 설정된 듀레이션으로서 정확히 동작했는지 진단하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
여기서 상기 진단에서 설정된 듀레이션으로 정확히 동작하지 않은 경우에는, 가변 밸브 타이밍 기구의 실측 제어 포인트를 재확인하고, 가변 밸브 타이밍 기구의 실측 제어 포인트에 따라 동작 가능한 타겟 밸브의 듀레이션을 재설정하는 것이 가능하다.
본 발명을 통해 서로 다른 구동원리를 가지는 VVT와 VVD 밸브 구동 장치를 정밀하게 연동 제어하는 방법을 제공하는 바, 흡, 배기 밸브의 헤드가 피스톤과 충돌할 가능성을 원천적으로 차단할 수 있다.
도 1은 종래의 VVT 기술에 대한 일 예시를 나타내는 도면이다.
도 2는 선행문헌으로서 VVD의 일 예시를 나타내는 도면이다.
도 3은 VVT와 VVD 기술이 접목되었을 때 발생할 수 있는 밸브와 피스톤의 충돌에 대한 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 VVT와 VVD 복합 시스템에 있어서, 타겟 밸브의 열림과 닫힘 포인트의 설정 방법에 대한 예시를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 VVT와 VVD 복합 시스템의 동작 제어 방법을 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않으며, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 어떤 구성요소들을 '포함' 또는 '구비'한다는 표현은, '개방형의 표현'으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭하는 표현이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 될 것이다.
본 발명의 VVT와 VVD 복합 시스템은 배경기술에서 전술한 도 1과 도 2의 실시예에 한정되지 않는다. 적절한 토크특성과 저연비를 실현하기 위해 엔진의 회전속도와 부하에 따라 캠축 및 밸브의 양정(Lift)을 제어하기 위한 VVT 제어 시스템, 그리고 흡기 밸브(배기 밸브)의 열림 시간 및/또는 닫힘 시간을 제어하기 위한 VVD 제어 시스템이면 장치의 각 구성요소, 각 구성요소 간의 연결관계 및 형상 등은 어느 일 실시예에 한정되지 않는다.
도 4는 본 발명의 VVT와 VVD 복합 시스템에 있어서, 타겟 밸브의 열림과 닫힘 포인트의 설정 방법에 대한 예시를 나타내는 그래프이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 VVT와 VVD 복합 시스템의 동작 제어 방법을 나타내는 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 VVT와 VVD 복합 시스템은 타겟 밸브의 열림 포인트를 설정하는 단계; 타겟 밸브의 닫힘 포인트를 설정하는 단계; 상기 타겟 밸브의 가변 밸브 타이밍 제어 포인트를 설정하는 단계; 설정된 타겟 밸브의 가변 밸브 타이밍 제어 포인트에 따라 가변 밸브 타이밍 기구를 제어하는 단계; 가변 밸브 타이밍 기구의 실측 제어 포인트를 확인하는 단계; 상기 타겟 밸브의 듀레이션을 설정하는 단계 및 설정된 타겟 밸브의 듀레이션에 따라 가변 밸브 듀레이션 기구를 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명에서 중요한 것은 타겟 밸브의 열림 포인트와 타겟 밸브의 닫힘 포인트, 그리고 가변 밸브 타이밍 제어 포인트의 설정방법인데, 이는 캠축의 회전 각(cam angle) 또는 크랭크(110) 회전 각(crank angle)의 설정을 통해 이루어지거나, 시간의 흐름에서 특정 시점을 선택함으로써 이루어질 수 있다. 즉, VVT와 VVD 복합 시스템 제어시 위상(phase)개념을 적용할 것인지 시간(time)개념을 적용할 것인지는 선택적으로 적용될 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 도 4의 가로 축은 크랭크(110)의 angle을 의미할 수 있다. 일반적으로 밸브는 캠축의 회전에 의해 개폐구동이 수행되는데, 이때 캠축의 단면 형상 및 캠축의 회전 각 변화에 따라 밸브의 개폐시점 및 열림량이 결정될 수 있기 때문이다.
도 5에는 그 예시로서 크랭크(110) 회전 각(crank angle)을 기준으로 삼은 구체적인 제어 로직을 순차적으로 도시하였다. 크랭크 축(110) 또는 캠 축(미도시)에는 회전 각(angle)을 감지하는 센서가 구비되어 밸브의 동작을 센싱할 수 있게 된다.
VVT와 VVD 복합 시스템의 동작 제어 방법을 크랭크 회전 각을 기준으로 구체적으로 설명하면, 일 실시예에 따른 VVT와 VVD 복합 시스템의 동작 제어 방법은 타겟 밸브의 열림 각(Target valve open angle)을 설정하는 단계(S120); 타겟 밸브의 닫힘 각(Target valve close angle)을 설정하는 단계(S130); 상기 타겟 밸브의 가변 밸브 타이밍 제어 각(Target valve timing angle)을 설정하는 단계(S140); 설정된 타겟 밸브의 가변 밸브 타이밍 제어 각에 따라 가변 밸브 타이밍 기구를 제어하는 단계(S150); 가변 밸브 타이밍 기구의 실측 제어 각(Actual VVt Angle)을 확인하는 단계; 상기 타겟 밸브의 듀레이션(Target valve duration)을 설정하는 단계(S160) 및 설정된 타겟 밸브의 듀레이션에 따라 가변 밸브 듀레이션 기구를 제어하는 단계(S180)을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 타겟 밸브의 열림 각(Target valve open angle)을 설정하는 단계(S120) 이전에 엔진의 밸브가 동작 가능한지 상태를 먼저 체크(S110)할 수 있다. 엔진의 밸브가 동작 가능한지 상태를 체크하는 단계에서는 엔진의 내연기관의 작동 제어에 관여하는 유압이 충분한 압력으로 형성되었는지 또는 오일 온도가 충분히 상승하였는지 또는 엔진 rpm이 기 설정된 충분한 rpm 이상으로 형성되었는지 여부 등을 살펴본다. 예컨대, VVT의 경우 충분한 유압이 형성되지 않으면 동작이 불가하기 때문이다.
상기한 실시예에서 타겟 밸브의 듀레이션은 타겟 밸브의 열림 포인트(각)와 타겟 밸브의 닫힘 포인트(각)에 의해 결정된다. 열림 포인트(각)와 타겟 밸브의 닫힘 포인트(각)를 설정하면 타겟 밸브의 듀레이션은 자동적으로 결정된다. 따라서, 타겟 밸브의 듀레이션도 크랭크 회전 각 단위로서 특정할 수 있다.
일 실시예에 따르면 본 발명의 타겟 밸브의 열림 포인트는 흡기 열림 타겟 또는 배기 열림 타겟에 대한 제1맵 테이블에서 특정값을 선택하여 설정될 수 있으며, 상기 타겟 밸브의 닫힘 포인트는 흡기 닫힘 타겟 또는 배기 닫힘 타겟에 대한 제2맵 테이블에서 특정값을 선택하여 설정될 수 있다.
구체적으로 타겟 밸브의 열림 포인트는 기 마련된 테이블 값으로 맵핑(제1맵)되어 있을 수 있으며 밸브의 변경시에는, 제1맵에서 특정값을 선택함으로써 흡기 밸브의 열림 포인트를 가변시킨다. 제1맵의 테이블은 crank의 회전 각(angle)으로도 나타낼 수 있는데, 구체적으로 종래의 흡기 열림 각이 (-)5도 일 때, 새로운 흡기 열림 각을 (-)3도로 설정할 수 있다. 여기서 (-)는 피스톤의 상사점(TDC)을 기준점인 0이라 할 때, 기준점으로부터 진각(advanced)된 것으로 볼 수 있다.
타겟 밸브의 닫힘 포인트는 기 마련된 테이블 값으로 맵핑(제2맵)되어 있을 수 있으며 밸브의 변경시에는, 제2맵에서 특정값을 선택함으로써 흡기 밸브의 닫힘 포인트를 가변시킨다. 제2맵의 테이블은 crank의 회전 각(angle)으로도 나타낼 수 있는데, 구체적으로 종래의 흡기 닫힘 각이 (+)5도 일 때, 새로운 흡기 열림 각을 (+)3도로 설정할 수 있다. 여기서 (+)는 피스톤의 상사점(TDC)을 기준점인 0이라 할 때, 기준점으로부터 지각(retarded)된 것으로 볼 수 있다.
듀레이션 설정과 관련하여 본 발명의 VVT와 VVD 복합 시스템의 동작 제어 방법에서는 상기 타겟 밸브의 열림 포인트 및 타겟 밸브의 닫힘 포인트의 설정을 통해, 타겟 밸브의 듀레이션을 설정한 상태에서, 가변 밸브 타이밍 기구의 실측 제어 포인트에 따라 동작 가능한 타겟 밸브의 듀레이션을 재설정할 수 있다. 도 5에 적용하면, 타겟 밸브의 열림 각(S120) 및 타겟 밸브의 닫힘 각(S130)의 설정을 통해, 타겟 밸브의 듀레이션 각을 설정한 상태(S160)에서, 가변 밸브 타이밍 기구의 실측 제어 각에 따라 동작 가능한 타겟 밸브의 듀레이션 각을 재설정(S170)한다.
여기서 VVT 제어 및 동작 후 가변 밸브 타이밍 기구의 실측 제어 각(Actual angle) 역시 크랭크 축(110) 또는 캠 축(미도시)에는 회전 각(angle)을 감지하는 센서를 통해 센싱할 수 있다. 가변 밸브 타이밍 기구의 실측 제어 각(Actual angle)을 통해 최대 진각 가능한 최대 밸브 열림 각(또는 오픈 시점)이 결정된다.
도 4와 도 5를 함께 참조하면, 만약 이때의 가변 밸브 타이밍 기구의 실측 제어 각(actual)가 최대 허용 각(max.)를 넘는다면 충돌(crash)이 발생한다. 따라서, 가변 밸브 타이밍 기구의 실측 제어 각(actual)을 줄이도록 동작 가능한 타겟 밸브의 듀레이션 각을 종전에 비해 줄인다. 이때, 듀레이션 각의 재설정은 타겟 밸브의 열림 각(target open) 및 타겟 밸브의 닫힘 각(target close)의 재설정을 의미할 수도 있다.
예를 들어, 제어 시작 시에 타겟 밸브의 열림 각이 최초 (-)5도로 설정되고, 타겟 밸브의 닫힘 각이 (+)5도로 설정되어 있을 때, 타겟 밸브의 최초 듀레이션 각은 (-)5도의 열림 각에서 (+5)도 사이의 닫힘 각 사이의 구간으로서 정의된다. 타겟 밸브의 열림에 대한 최대 허용각이 (-)7도로 설정된 조건에서, VVT를 실제 제어 및 동작시키고 난 후 가변 밸브 타이밍 기구의 실측 제어 각이 (-9)도로 측정되면 상사점에서 피스톤과 밸브의 충돌이 발생한다. 충돌 발생을 막기 위해 VVD 제어의 듀레이션 변경을 통해 방지한다.
다음으로 본 발명의 VVT와 VVD 복합 시스템의 동작 제어 방법은 가변 밸브 듀레이션 기구의 제어 동작 이후 설정된 듀레이션으로서 정확히 동작했는지 진단하는 단계(S190)를 더 포함할 수 있다.
VVT 제어 및 동작 이후, 가변 밸브 타이밍 제어 기구의 실측 각의 확인과 별개로 VVD 제어 및 동작 이후에도 추가 진단 단계를 구비함으로써 피스톤과 밸브 헤드 간의 충돌을 더욱 안전하게 방지할 수 있다.
설정된 듀레이션 각(Target duration angle)으로 정확히 동작했다면 동작 제어 절차를 종료하고, 상기 진단에서 설정된 듀레이션 각(Target duration angle)으로 정확히 동작하지 않은 경우, 가변 밸브 타이밍 기구의 실측 제어 각(Actual VVT Angle)를 재확인하고, 가변 밸브 타이밍 기구의 실측 제어 포인트에 따라 동작 가능한 타겟 밸브의 듀레이션 각을 재설정한다. 최후에 타겟 밸브의 목표한 듀레이션에 도달하면 제어는 완료된 것으로 본다.
위와 같은 실시예에 따르면 서로 다른 구동원리를 가지는 VVT와 VVD 밸브 구동 장치를 정밀하게 연동 제어하는 방법을 제공하는 바, 흡, 배기 밸브의 헤드가 피스톤과 충돌할 가능성을 원천적으로 차단할 수 있다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명에 대한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이다. 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 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110 : 크랭크 축
120 : 피스톤
131 : 흡기 밸브 헤드
132 : 배기 밸브 헤드
210 : 배기밸브 제어 선도
220 : 흡기밸브 제어 선도

Claims (8)

  1. 타겟 밸브의 열림 포인트를 설정하는 단계;
    타겟 밸브의 닫힘 포인트를 설정하는 단계;
    상기 타겟 밸브의 가변 밸브 타이밍 제어 포인트를 설정하는 단계;
    설정된 타겟 밸브의 가변 밸브 타이밍 제어 포인트에 따라 가변 밸브 타이밍 기구를 제어하는 단계;
    가변 밸브 타이밍 기구의 실측 제어 포인트를 확인하는 단계;
    상기 타겟 밸브의 듀레이션을 설정하는 단계 및
    설정된 타겟 밸브의 듀레이션에 따라 가변 밸브 듀레이션 기구를 제어하는 단계를 포함하되,
    상기 가변 밸브 타이밍 기구의 실측 제어 포인트에 따라 동작 가능한 타겟 밸브의 듀레이션을 재설정하는 것을 특징으로 하는 VVT와 VVD 복합 시스템의 동작 제어 방법
  2. 제1항에 있어서,
    상기 타겟 밸브의 열림 포인트, 타겟 밸브의 닫힘 포인트, 가변 밸브 타이밍 제어 포인트의 설정은 캠축의 회전 각(cam angle) 또는 크랭크 회전 각(crank angle)의 설정을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 VVT와 VVD 복합 시스템의 동작 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 타겟 밸브의 열림 포인트, 타겟 밸브의 닫힘 포인트, 가변 밸브 타이밍 제어 포인트의 설정은 시간의 흐름에서 특정 시점을 선택함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 VVT와 VVD 복합 시스템의 동작 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 타겟 밸브의 열림 포인트의 설정은
    흡기 열림 타겟 또는 배기 열림 타겟에 대한 제1맵 테이블에서 특정값을 선택하는 것인 VVT와 VVD 복합 시스템의 동작 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 타겟 밸브의 닫힘 포인트의 설정은
    흡기 닫힘 타겟 또는 배기 닫힘 타겟에 대한 제2맵 테이블에서 특정값을 선택하는 것인 VVT와 VVD 복합 시스템의 동작 제어 방법.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    가변 밸브 듀레이션 기구의 제어 동작 이후 설정된 듀레이션으로서 정확히 동작했는지 진단하는 단계를 더 포함하는 VVT와 VVD 복합 시스템의 동작 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 진단에서 설정된 듀레이션으로 정확히 동작하지 않은 경우에는, 가변 밸브 타이밍 기구의 실측 제어 포인트를 재확인하고,
    가변 밸브 타이밍 기구의 실측 제어 포인트에 따라
    동작 가능한 타겟 밸브의 듀레이션을 재설정하는 것을 특징으로 하는 VVT와 VVD 복합 시스템의 동작 제어 방법.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080043521A (ko) 2006-11-14 2008-05-19 현대자동차주식회사 롤러 로커암 타입을 이용한 연속 가변 밸브 리프트 시스템
JP2009236012A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関の可変動弁装置
KR20100053461A (ko) * 2008-11-12 2010-05-20 미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤 내연 기관의 가변 밸브 구동 장치
KR20100053460A (ko) * 2008-11-12 2010-05-20 미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤 내연 기관의 가변 밸브 구동 장치
KR20120131404A (ko) * 2011-05-25 2012-12-05 현대자동차주식회사 차량용 엔진
KR101664079B1 (ko) 2015-09-24 2016-10-10 현대자동차 주식회사 연속 가변 밸브 듀레이션 장치 및 이를 포함하는 엔진

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080043521A (ko) 2006-11-14 2008-05-19 현대자동차주식회사 롤러 로커암 타입을 이용한 연속 가변 밸브 리프트 시스템
JP2009236012A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関の可変動弁装置
KR20100053461A (ko) * 2008-11-12 2010-05-20 미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤 내연 기관의 가변 밸브 구동 장치
KR20100053460A (ko) * 2008-11-12 2010-05-20 미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤 내연 기관의 가변 밸브 구동 장치
KR20120131404A (ko) * 2011-05-25 2012-12-05 현대자동차주식회사 차량용 엔진
KR101664079B1 (ko) 2015-09-24 2016-10-10 현대자동차 주식회사 연속 가변 밸브 듀레이션 장치 및 이를 포함하는 엔진

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