KR102074901B1 - 엔진 제어 시스템 및 그 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 플라이휠에 인접하게 제1 피스톤 구조체가 설치된 제1 크랭크 핀과, 타이밍밸트에 인접하게 제2 피스톤 구조체가 설치된 제2 크랭크 핀과, 상기 제1 및 제2 크랭크 핀 사이의 회전 중심부에 해당되며, 제1 저널 및 상기 제1 저널과 결합된 제2 저널을 포함하는 크랭크 저널을 포함하는 크랭크 샤프트, 엔진 RPM(Revolution Per Minute)을 측정하는 RPM 센서 및 상기 엔진 RPM이 설정된 기준 RPM 범위에 속하는지 여부에 따라 CDA(Cylinder Deactivation) 모드를 실행하여 상기 제1 및 제2 저널이 물리력으로 서로 분리되게 제어하거나, 또는 정상 모드를 실행하여 상기 제1 및 제2 저널이 물리력으로 서로 결합되게 제어하는 동작 제어부를 포함하는 엔진 제어 시스템을 제공한다.

Description

엔진 제어 시스템 및 그 동작 방법{Engine control system and the operating method}
본 발명은 엔진 제어 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 정상 모드 및 CDA (Cylinder DeActivation) 모드에 따라 플라이휠에 인접한 피스톤 구조체 및 타이밍 밸트에 인접한 피스톤 구조체 중 적어도 하나를 동작시키는 엔진 제어 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
일반적으로 내연기관(internal combustion engine)은 연소실(combustion chamber)에 연료와 공기를 받아들여 이를 연소함으로써 동력을 형성한다.
즉, 공기를 흡입할 때에는 캠축(cam shaft)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.
이러한 흡기밸브와 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, 밸브를 구동시키는 캠의 형상을 복수 개로 설계하거나, 밸브가 엔진회전수에 따라 다른 리프트(lift)로 동작하도록 구현하는 가변 밸브 리프트(variable valve lift; VVL) 장치가 연구되고 있다.
또한, 일부 피스톤 구조체의 연소를 선택적으로 차단 가능한 CDA(Cylinder Deactivation) 기구가 연구되고 있다.
여기서, CDA 기구는 제동 시나 정속 주행 시에 전체 피스톤 구조체 중 일부를 휴지(deactivation)시키는 기술을 말하는 것으로, CDA 실행 중에는 휴지 대상이 되는 피스톤 구조체로의 연료 공급과 흡/배기 밸브들의 작동이 정지하게 된다.
한편, 또한, 이산화탄소의 규제로 차량 메이커들은 친환경 디젤차량을 개발하고 있다. 이러한 디젤엔진은 가솔린엔진에 비하여 연료의 소모가 적도 효율이 좋다고 알려져 있다. 통상, 40% 정도의 효율을 내고 있으며, 이는 디젤엔진의 고압축비에 따른 것이다.
이러한 디젤엔진에도 일부 피스톤 구조체의 연소를 선택적으로 차단 가능한 CDA (Cylinder Deactivation) 기구를 적용할 수 있다.
그러나 상기와 같이 CDA기구가 적용된 디젤엔진에서 휴지 대상이 되는 피스톤 구조체가 폭발 과정을 수행하지 않아도 상, 하 운동을 하게 되어 크랭크 샤프트에 부하가 되며, 연비 향상에 제한을 가져오는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 정상 모드 및 CDA (Cylinder DeActivation) 모드에 따라 플라이휠에 인접한 피스톤 구조체 및 타이밍 밸트에 인접한 피스톤 구조체 중 적어도 하나를 동작시키는 엔진 제어 시스템 및 그 동작 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 엔진 제어 시스템은, 플라이휠에 인접하게 제1 피스톤 구조체가 설치된 제1 크랭크 핀과, 타이밍밸트에 인접하게 제2 피스톤 구조체가 설치된 제2 크랭크 핀과, 상기 제1 및 제2 크랭크 핀 사이의 회전 중심부에 해당되며, 제1 저널 및 상기 제1 저널과 결합된 제2 저널을 포함하는 크랭크 저널을 포함하는 크랭크 샤프트, 엔진 RPM(Revolution Per Minute)을 측정하는 RPM 센서 및 상기 엔진 RPM이 설정된 기준 RPM 범위에 속하는지 여부에 따라 CDA(Cylinder Deactivation) 모드를 실행하여 상기 제1 및 제2 저널이 물리력으로 서로 분리되게 제어하거나, 또는 정상 모드를 실행하여 상기 제1 및 제2 저널이 물리력으로 서로 결합되게 제어하는 동작 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제1 저널은, 제1 홀 및 제2 홀이 형성되고, 상기 제2 저널은, 상기 제1 홀에 결합되게 돌출된 제1 결합돌기 및 이동 통로 내의 설정 위치에서 제1 방향으로 이동하여 상기 제2 홀에 결합되고, 상기 제2 홀에 결합된 상태에서 제2 방향을 이동하여 상기 설정 위치에 배치되어 상기 제2 홀과 분리되는 제2 결합돌기가 형성될 수 있다.
상기 제1 결합돌기는, 상기 제1 및 제2 저널을 서로 결합하며, 상기 제1 및 제2 저널 사이에 회전에 따른 물리력이 작용하지 않을 수 있다.
상기 제2 저널은, 상기 동작 제어부의 제어에 따라, 상기 제2 결합돌기를 상기 제1 및 제2 방향으로 이동시키는 유압 장치를 포함할 수 있다.
상기 동작 제어부는, 상기 엔진 RPM이 상기 기준 RPM 범위에 속하는지 여부를 판단하는 제1 판단부 및 상기 엔진 RPM이 상기 기준 RPM 범위에 속하면, 상기 CDA 모드를 실행하여 상기 제2 결합돌기가 상기 설정 위치에 배치되게 상기 유압 장치를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 동작 제어부는, 상기 엔진 RPM이 상기 기준 RPM 범위에 속하지 않으면, 상기 엔진 RPM이 설정된 변환 결정 RPM 범위에 속하는지 판단하는 제2 판단부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 엔진 제어 시스템은, 차량 기울기를 측정하는 기울기 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 엔진 RPM이 상기 변환 결정 RPM 범위에 속하고, 상기 차량 기울기가 설정된 미전환 기울기 범위로 확인하면 상기 CDA 모드를 유지하거나, 또는 상기 차량 기울기가 상기 미전환 기울기 범위가 아닌 것으로 확인하면 상기 CDA 모드를 상기 정상 모드로 변환할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 엔진 RPM이 상기 변환 결정 RPM 범위에 속하지 않으면, 상기 CDA 모드를 상기 정상 모드로 전환할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 정상 모드로 전환하여 실행 시, 상기 제2 저널이 상기 제2 방향으로 이동되게 상기 유압 장치를 제어할 수 있다.
상기 동작 제어부는, 상기 제1 및 제2 피스톤 구조체의 위상이 동일하면, 상기 CDA 모드에서 상기 정상 모드 또는 상기 정상 모드에서 상기 CDA 모드로 전환하여 실행하여, 상기 제1 및 제2 저널을 결합 또는 분리할 수 있다.
본 발명에 따른 엔진 제어 시스템의 동작방법은, 플라이휠에 인접하게 제1 피스톤 구조체가 설치된 제1 크랭크 핀과, 타이밍밸트에 인접하게 제2 피스톤 구조체가 설치된 제2 크랭크 핀과, 상기 제1 및 제2 크랭크 핀 사이의 회전 중심부에 해당되며, 제1 저널 및 상기 제1 저널과 결합된 제2 저널을 포함하는 크랭크 저널을 포함하는 크랭크 샤프트를 포함하고, 동작 제어부가 RPM 센서로부터 측정된 엔진 RPM을 수신하는 단계, 상기 엔진 RPM이 설정된 기준 RPM 범위에 속하는지 판단하는 단계 및 상기 엔진 RPM이 설정된 기준 RPM 범위에 속하면, CDA(Cylinder Deactivation) 모드를 실행하여 상기 제1 및 제2 저널이 물리력으로 서로 분리되게 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 저널은, 제1 홀 및 제2 홀이 형성되고, 상기 제2 저널은, 상기 제1 홀에 결합되게 돌출된 제1 결합돌기, 이동 통로 내의 설정 위치에서 제1 방향으로 이동하여 상기 제2 홀에 결합되고, 상기 제2 홀에 결합된 상태에서 제2 방향을 이동하여 상기 설정 위치에 배치되어 상기 제2 홀과 분리되는 제2 결합돌기 및 상기 제2 결합돌기를 상기 제1 및 제2 방향으로 이동시키는 유압 장치를 포함하고, 상기 제1 및 제2 저널이 물리력으로 서로 분리되게 제어하는 단계는, 상기 제2 결합돌기가 상기 설정 위치에 위치되게 상기 유압 장치를 제어할 수 있다.
상기 엔진 RPM을 수신하는 단계는, 상기 동작 제어부가 기울기 센서로부터 측정된 차량 기울기를 수신할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 엔진 제어 시스템의 동작방법은, 상기 엔진 RPM이 상기 기준 RPM 범위에 속하지 않으면, 상기 엔진 RPM이 설정된 변환 결정 RPM 범위에 속하는지 판단하는 단계 및 상기 엔진 RPM이 상기 변환 결정 RPM 범위에 속하고, 상기 차량 기울기가 설정된 전환 기울기 범위로 확인하면 상기 CDA 모드를 정상 모드로 전환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 CDA 모드를 상기 정상 모드로 전환하는 단계는, 상기 제1 및 제2 피스톤 구조체의 위상이 동일할 때, 상기 CDA 모드에서 상기 정상 모드로 전환 실행하여, 상기 제2 결합돌기가 상기 설정 위치에서 상기 제1 방향으로 이동하여 상기 제2 홀에 결합되게 상기 유압 장치를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 엔진 제어 시스템의 동작방법은, 상기 엔진 RPM이 상기 변환 결정 RPM 범위에 속하고, 상기 차량 기울기가 설정된 미전환 기울기 범위로 확인하면 상기 CDA 모드를 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 엔진 제어 시스템의 동작방법은, 상기 엔진 RPM이 설정된 변환 결정 RPM 범위에 속하지 않으면, 상기 CDA 모드를 상기 정상 모드로 전환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 엔진 제어 시스템 및 그 동작방법은, 서로 물리력으로 결합 또는 분리할 수 있는 제1 및 제2 저널을 포함하는 크랭크 저널을 포함하는 크랭크 샤프트를 사용함으로써, CDA(Cylinder DeActivation) 모드를 실행시, 휴지 상태의 피스톤 구조체가 상, 하 운동을 하지 않으므로 크랭크 샤프트의 부하가 감소되는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 엔진 제어 시스템 및 그 동작방법은, 차량의 엔진 RPM을 기반으로 정상 모드 또는 CDA 모드를 실행할 수 있음으로, 사용자의 편의성 및 연비가 향상되는 이점이 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명에 따른 엔진 제어 시스템을 나타낸 제어 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 크랭크 샤프트를 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 제1 및 제2 저널의 분리 상태를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 2에 나타낸 제1 및 제2 저널의 결합 상태를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 엔진 제어 시스템의 동작방법을 나타낸 순서도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다. (기술분야에 따라 옵션으로 선택)
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 제어 시스템 및 그 동작방법을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 엔진 제어 시스템을 나타낸 제어 블록도, 및 도 2는 본 발명에 따른 크랭크 샤프트를 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 엔진 제어 시스템(100)은 유압 장치(110), RPM 센서(120), 기울기 센서(130) 및 동작 제어부(140)를 포함할 수 있다.
유압 장치(110)는 도 2에 나타낸 크랭크 샤프트(200)의 크랭크 저널(Crankjournal, 220)에 내장될 수 있다.
먼저, 도 2에 나타낸 크랭크 샤프트(200)에 대하여 설명한다.
크랭크 샤프트(200)는 플라이 휠 및 타이밍 밸트 사이에 배치되면, 제1 내지 제4 크래크 핀(Crank pin, 211 내지 214) 및 제1 및 제3 크랭크 핀(211, 213)과 제2 및 제4 크랭크 핀(212, 214)를 서로 구분하는 크랭크 저널(220)을 포함할 수 있다.
먼저, 제1 내지 제4 크랭크 핀(211 내지 214)에는 제1 내지 제4 피스톤 구조체(215 내지 218)가 설치될 수 있다.
여기서, 제1 내지 제4 피스톤 구조체(215 내지 219)는 피스톤 및 상기 피스톤과 상기 제1 내지 제4 크랭크 핀(211 내지 214)을 연결하는 커넥팅 로드를 포함할 수 있다.
제1 내지 제4 피스톤 구조체(215 내지 218)는 크랭크 샤프트(200)의 회전 운동 시 실린더 내부로 상, 하 운동하여, 실린더 내부에서 흡입-압축-폭발-배기의 행정을 수행할 수 있다.
이때, 제1 및 제3 피스톤 구조체(215, 217)와, 제2 및 제4 피스톤 구조체(216, 218)는 서로 동일한 위상(위치)로 이동할 수 있다.
크랭크 저널(220)은 제1 및 제3 크랭크 핀(211, 213) 사이에 배치된다. 크랭크 저널(220)은 회전 중심부에 해당된다.
크랭크 저널(220)은 제1 크랭크 핀(211)에 인접한 제1 저널(222) 및 제3 크랭크 핀(213)에 인접하며, 제1 저널(222)과 물리적으로 결합 또는 분리되는 제2 저널(224)을 포함할 수 있다.
먼저, 제1 저널(222)에는 제1 및 제2 홀(미도시)이 형성된다. 그리고, 제2 저널(224)에는 제1 홀에 결합되게 돌출된 제1 결합돌기(미도시) 및 제2 저널(224)의 내부에 형성된 이동 통로 내에서 이동하여 제2 홀에 결합 또는 분리되는 제2 결합돌기(미도시)가 형성될 수 있다.
또한, 제2 저널(224)에는 제2 결합돌기를 이동시키는 유압 장치(110)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 저널(222, 224)에 대한 자세한 설명은 도 3 및 도 4에서 후술하기로 한다.
유압 장치(110)는 동작 제어부(140)의 제어에 따라 상기 제2 결합돌기를 이동시킬 수 있다.
즉, 동작 제어부(140)의 제어에 따라, 유압 장치(110)는 상기 제2 결합돌기를 상기 이동 통로 내의 설정 위치에서 제1 방향으로 이동시켜 상기 제2 홀에 결합시킬 수 있다. 또한, 동작 제어부(140)의 제어에 따라, 유압 장치(110)은 상기 제2 홀에 결합된 상기 제2 결합돌기를 제2 방향으로 이동시켜 상기 이동 통로 내의 설정 위치로 이동시킬 수 있다.
RPM 센서(120)는 차량의 엔진 RPM(Revolution Per Minute, RPM)을 측정할 수 있다. 예를 들어, RPM 센서(120)는 크랭크각센서(CKP) 및 캠위치센서(CMP) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
즉, 상기 크랭크각센서는 크랭크샤프트(200)에 연결된 타이밍밸트의 회전각각을 측정하며, 상기 캠위치센서는 크랭크샤프트(200)에 연결된 플라이휠에 설치되어 실린더 내에서 이동하는 제1 내지 제4 피스톤 구조체(215 내지 218)의 위치를 측정할 수 있다.
여기서, 상기 회전각 및 상기 제1 내지 제4 피스톤 구조체(215 내지 218)의 위치는 엔진 RPM(RPM)에 대한 측정 요소이다.
기울기 센서(130)는 차량 기울기(d)를 측정할 수 있다. 즉, 기울기 센서(130)는 차량의 주행 시 도로 경사각에 대응하는 차량 기울기(d)를 측정할 수 있다.
동작 제어부(140)는 제1 및 제2 판단부(152, 154) 및 제어부(156)를 포함할 수 있다.
제1 판단부(152)는 RPM 센서(120)에서 측정된 엔진 RPM(RPM)이 설정된 기준 RPM 범위에 속하는지 여부를 판단할 수 있다.
여기서, 상기 기준 RPM 범위는 차량이 시동이 켠 상태에서 설정된 제1 RPM까지 설정한 범위이다. 예를 들어, 상기 기준 RPM 범위는 0 RPM 내지 1500 RPM 일 수 있다.
이때, 제1 판단부(152)는 엔진 RPM(RPM)이 상기 기준 RPM 범위에 속하면 제1 신호(s1)를 출력하고, 엔진 RPM(RPM)이 상기 기준 RPM 범위에 속하지 않으면 제2 신호(s2)를 출력할 수 있다.
제1 판단부(152)로부터 제2 신호(s2)가 입력되는 경우, 제2 판단부(154)는 엔진 RPM(RPM)이 설정된 변환 결정 RPM 범위에 속하는지 판단할 수 있다.
여기서, 상기 변환 결정 RPM 범위는 제1 내지 제4 크랭크 핀(211 내지 214)에 설치된 제1 내지 제4 피스톤 구조체(215 내지 218)가 모두 동작하는 정상 모드또는, 제1 내지 제4 피스톤 구조체(215 내지 218) 중 제1 및 제3 피스톤 구조체(215, 217)만 동작하는 CDA(Cylinder Deactivation) 모드를 결정하기 위한 범위이다. 그리고, 상기 변환 결정 RPM 범위는 상기 기준 RPM 범위보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 변환 결정 RPM 범위는 1501 RPM 내지 2000 RPM 일 수 있다.
이때, 제2 판단부(154)는 엔진 RPM(RPM)이 상기 변환 결정 RPM 범위에 속하면 제3 신호(s3) 및 엔진 RPM(RPM)이 상기 변환 결정 RPM 범위에 속하지 않으면 제4 신호(s3)를 출력할 수 있다.
먼저, 제1 판단부(152)로부터 출력된 제1 신호(s1)가 입력되는 경우, 제어부(156)은 CAD 모드를 실행하여 상기 제2 결합돌기가 상기 이동 통로 내의 설정 위치에 위치되게 유압 장치(100)를 제어할 수 있다.
이후, 제2 판단부(154)로부터 출력된 제3 신호(s3)가 입력되는 경우, 제어부(156)는 기울기 센서(130)로부터 출력된 차량 기울기(d)가 설정된 미전환 기울기 범위에 속하는지 여부를 확인할 수 있다.
제어부(156)는 차량 기울기(d)가 상기 미전환 기울기 범위로 확인하면 CAD 모드를 유지하고, 차량 기울기(d)가 상기 미전환 기울기 범위가 아닌 것으로 확인하면 CAD 모드를 정상 모드로 전환할 수 있다.
제1 및 제3 피스톤 구조체(215, 217)의 위상(또는 위치)가 동일한 경우, 제어부(156)는 CAD 모드를 정상 모드로 전환하여 실행할 수 있다. 그리고, 제어부(156)는 정상 모드를 실행하면 상기 제2 결합돌기가 상기 이동 통로 내의 설정 위치에서 상기 제2 이동 방향으로 이동하여 상기 제2 홀에 결합되게 유압 장치(110)를 제어할 수 있다.
또한, 제2 판단부(154)로부터 출력된 제4 신호(s4)가 입력되는 경우, 제어부(156)는 CDA 모드를 정상 모드로 전환하여 실행할 수 있다.
실시 예에는, 서로 물리력으로 결합 또는 분리할 수 있는 제1 및 제2 저널을 포함하는 크랭크 저널을 포함하는 크랭크 샤프트를 사용함으로써, CDA(Cylinder DeActivation) 모드를 실행시, 휴지 상태의 피스톤 구조체가 상, 하 운동을 하지 않으므로 크랭크 샤프트의 부하가 감소되는 이점이 있다.
또한, 실시 예는, 차량의 엔진 RPM을 기반으로 정상 모드 또는 CDA 모드를 실행할 수 있음으로, 사용자의 편의성 및 연비가 향상되는 이점이 있다.
도 3은 도 2에 나타낸 제1 및 제2 저널의 분리 상태를 나타낸 단면도, 및 도 4는 도 2에 나타낸 제1 및 제2 저널의 결합 상태를 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조하면, 크랭크 저널(220)은 제1 및 제2 저널(222, 224)이 제1 홀(h1)에 제1 결합돌기(p1)가 결합된다.
여기서, 크랭크 샤프트(200)는 CDA 모드에 따라 제1 및 제3 피스톤 구조체(215, 217)가 동작할 수 있다.
이때, 제1 결합돌기(p1)는 제1 홀(h1)에 결합된 상태이지만, 제2 저널(224)에 물리력을 전달하지 않을 수 있다. 즉, 제1 결합돌기(p1)의 폭은 제1 홀(h1)의 폭보다 작을 수 있다.
여기서, 제1 결합돌기(p1) 및 제1 홀(h1)은 제1 및 제2 저널(222, 224)의 중심에 형성될 수 있다. 또한, 상기 CDA 모드는, 차량의 초기 시동시 및 주행 중에 적용될 수 있다.
또한, 차량이 정상 모드에서 CDA 모드로 전환하여 실행하는 경우, 도 4에 나타낸 바와 같이 제2 결합돌기(p2)는 제2 홀(h2)에 결합된 상태에서 제2 저널(224)에 포함된 유압 장치(110)에 의해 제1 방향으로 이동하여 이동 통로(m1)의 설정 위치에 배치될 수 있다.
도 4를 참조하면, 제1 및 제2 저널(222, 224)는 제1 및 제2 결합돌기(p1, p2)에 의해 결합된 상태이다.
여기서, 제1 저널(222)은 제1 홀(h1) 및 제2 홀(h2)이 형성될 수 있다.
제2 저널(224)는 제1 홀(h1)에 결합되게 돌출된 제1 결합돌기(p1), 제2 홀(h2)에 결합된 제2 결합돌기(p2)가 형성될 수 있다.
이때, 유압 장치(110)는 제2 결합돌기(p2)가 제2 홀(h2)에 결합되게, 이동 통로(ml)의 설정 위치에서 제2 방향으로 이동시킬 수 있다.
여기서, 제1 및 제2 저널(222, 224)은 제1 및 제2 결합돌기(p1, p2)에 의해 결합되어 서로 물리력을 전달할수 있으므로, 제1 내지 제4 피스톤 구조체(215 내지 218)를 동작시킬 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 엔진 제어 시스템의 동작방법을 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, 엔진 제어 시스템(100)의 동작 제어부(140)는 엔진 시동 후, RPM 센서(120)로부터 측정된 엔진 RPM(RPM)을 수신할 수 있다(S110).
동작 제어부(140)는 엔진 RPM(RPM)이 설정된 기준 RPM 범위에 속하는지 판단할 수 있다(S120).
동작 제어부(140)는 엔진 RPM(RPM)이 상기 기준 RPM 범위에 속하면, CDA(Cylinder Deactivation) 모드를 실행하여 크랭크 샤프트(200)에 형성된 제1 및 제2 저널(222, 224)이 물리력으로 서로 분리되게 제어할 수 있다(S130).
여기서, 크랭크 샤프트(200)는 플라이 휠 및 타이밍 밸트 사이에 배치되면, 제1 내지 제4 크래크 핀(Crank pin, 211 내지 214) 및 제1 및 제3 크랭크 핀(211, 213)과 제2 및 제4 크랭크 핀(212, 214)를 서로 구분하는 크랭크 저널(220)을 포함할 수 있다.
먼저, 제1 내지 제4 크랭크 핀(211 내지 214)에는 제1 내지 제4 피스톤 구조체(215 내지 218)가 설치될 수 있다.
제1 내지 제4 피스톤 구조체(215 내지 218)는 크랭크 샤프트(200)의 회전 운동 시 실린더 내부로 상, 하 운동하여, 실린더 내부에서 흡입-압축-폭발-배기의 행정을 수행할 수 있다.
이때, 제1 및 제3 피스톤 구조체(215, 217)와, 제2 및 제4 피스톤 구조체(216, 218)는 서로 동일한 위상(위치)로 이동할 수 있다.
크랭크 저널(220)은 제1 및 제3 크랭크 핀(211, 213) 사이에 배치된다. 크랭크 저널(220)은 회전 중심부에 해당된다.
크랭크 저널(220)은 제1 크랭크 핀(211)에 인접한 제1 저널(222) 및 제3 크랭크 핀(213)에 인접하며, 제1 저널(222)과 물리적으로 결합 또는 분리되는 제2 저널(224)을 포함할 수 있다.
동작 제어부(140)는 차량의 시동 이전에 CDA 모드가 실행될 수 있다. 즉, 동작 제어부(140)는 제1 및 제2 저널(222, 224)이 물리적으로 서로 분리된 상태로 유지할 수 있다.
(S120) 단계 이후, 동작 제어부(140)는 엔진 RPM(RPM)이 상기 기준 RPM 범위에 속하지 않으면, 엔진 RPM(RPM)이 설정된 변환 결정 RPM 범위에 속하는지 판단할 수 있다(S140).
여기서, 변환 결정 RPM 범위는 제1 내지 제4 크랭크 핀(211 내지 214)에 설치된 제1 내지 제4 피스톤 구조체(215 내지 218)가 모두 동작하는 정상 모드 또는, 제1 내지 제4 피스톤 구조체(215 내지 218) 중 제1 및 제3 피스톤 구조체(215, 217)만 동작하는 CDA(Cylinder Deactivation) 모드를 결정하기 위한 범위일 수 있다.
동작 제어부(140)는 엔진 RPM(RPM)이 상기 변환 결정 RPM 범위에 속하고, 기울기 센서(130)로부터 입력된 차량 기울기(d)가 설정된 전환 기울기 범위에 속하는지 여부를 확인할 수 있다(S150).
동작 제어부(140)는 차량 기울기(d)가 상기 전환 기울기 범위에 속하는 것으로 확인하면, 상기 CDA 모드를 정상 모드로 전환할 수 있다(S160).
동작 제어부(140)는 상기 정상 모드로 전환하여, 제1 및 제3 피스톤 구조체(215, 217)의 위상(또는 위치)가 동일할때 제1 및 제2 저널(222, 224)을 결합시킬 수 있다(S170).
(S150) 단계 이후, 동작 제어부(140)는 차량 기울기(d)가 상기 전환 기울기 범위에 속하지 않으면, 상기 CDA 모드를 유지할 수 있다(S180).
(S140) 단계 이후, 동작 제어부(140)는 엔진 RPM(RPM)이 설정된 변환 결정 RPM 범위에 속하지 않으면, 상기 CDA 모드를 상기 정상 모드로 전환할 수 있다.
실시 예에는, 서로 물리력으로 결합 또는 분리할 수 있는 제1 및 제2 저널을 포함하는 크랭크 저널을 포함하는 크랭크 샤프트를 사용함으로써, CDA(Cylinder DeActivation) 모드를 실행시, 휴지 상태의 피스톤 구조체가 상, 하 운동을 하지 않으므로 크랭크 샤프트의 부하가 감소되는 이점이 있다.
또한, 실시 예는, 차량의 엔진 RPM을 기반으로 정상 모드 또는 CDA 모드를 실행할 수 있음으로, 사용자의 편의성 및 연비가 향상되는 이점이 있다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
100: 엔진 제어 시스템
110: 유압 장치
120: RPM 센서
130: 기울기 센서
140: 동작 제어부
200: 크랭크 샤프트
211 내지 214: 제1 내지 제4 크랭크 핀
220: 크랭크 저널

Claims (17)

  1. 플라이휠에 인접하게 제1 피스톤 구조체가 설치된 제1 크랭크 핀과, 타이밍밸트에 인접하게 제2 피스톤 구조체가 설치된 제2 크랭크 핀과, 상기 제1 및 제2 크랭크 핀 사이의 회전 중심부에 해당되며, 제1 저널 및 상기 제1 저널과 결합된 제2 저널을 포함하는 크랭크 저널을 포함하는 크랭크 샤프트;
    엔진 RPM(Revolution Per Minute)을 측정하는 RPM 센서; 및
    상기 엔진 RPM이 설정된 기준 RPM 범위에 속하는지 여부에 따라 CDA(Cylinder Deactivation) 모드를 실행하여 상기 제1 및 제2 저널이 물리력으로 서로 분리되게 제어하거나, 또는 정상 모드를 실행하여 상기 제1 및 제2 저널이 물리력으로 서로 결합되게 제어하는 동작 제어부; 및
    차량 기울기를 측정하는 기울기 센서를 포함하고,
    상기 동작 제어부는,
    상기 엔진 RPM이 설정된 변환 결정 RPM 범위에 속하고, 상기 차량 기울기가 설정된 미전환 기울기 범위로 확인하면 상기 CDA 모드를 유지하거나, 또는 상기 차량 기울기가 상기 미전환 기울기 범위가 아닌 것으로 확인하면 상기 CDA 모드를 상기 정상 모드로 변환하는,
    엔진 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 저널은,
    제1 홀 및 제2 홀이 형성되고,
    상기 제2 저널은,
    상기 제1 홀에 결합되게 돌출된 제1 결합돌기 및 이동 통로 내의 설정 위치에서 제1 방향으로 이동하여 상기 제2 홀에 결합되고, 상기 제2 홀에 결합된 상태에서 제2 방향을 이동하여 상기 설정 위치에 배치되어 상기 제2 홀과 분리되는 제2 결합돌기가 형성된,
    엔진 제어 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 결합돌기는,
    상기 제1 및 제2 저널을 서로 결합하며, 상기 제1 및 제2 저널 사이에 회전에 따른 물리력이 작용하지 않는,
    엔진 제어 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 저널의 내부에는,
    상기 동작 제어부의 제어에 따라, 상기 제2 결합돌기를 상기 제1 및 제2 방향으로 이동시키는 유압 장치를 포함하는,
    엔진 제어 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 동작 제어부는,
    상기 엔진 RPM이 상기 기준 RPM 범위에 속하는지 여부를 판단하는 제1 판단부; 및
    상기 엔진 RPM이 상기 기준 RPM 범위에 속하면, 상기 CDA 모드를 실행하여 상기 제2 결합돌기가 상기 설정 위치에 배치되게 상기 유압 장치를 제어하는 제어부를 포함하는,
    엔진 제어 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 동작 제어부는,
    상기 엔진 RPM이 상기 기준 RPM 범위에 속하지 않으면, 상기 엔진 RPM이 설정된 변환 결정 RPM 범위에 속하는지 판단하는 제2 판단부를 더 포함하는,
    엔진 제어 시스템.
  7. 삭제
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 엔진 RPM이 상기 변환 결정 RPM 범위에 속하지 않으면, 상기 CDA 모드를 상기 정상 모드로 전환하는,
    엔진 제어 시스템.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 정상 모드로 전환하여 실행 시, 상기 제2 저널이 상기 제2 방향으로 이동되게 상기 유압 장치를 제어하는,
    엔진 제어 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 동작 제어부는,
    상기 제1 및 제2 피스톤 구조체의 위상이 동일하면, 상기 CDA 모드에서 상기 정상 모드 또는 상기 정상 모드에서 상기 CDA 모드로 전환하여 실행하여, 상기 제1 및 제2 저널을 결합 또는 분리하는,
    엔진 제어 시스템.
  11. 플라이휠에 인접하게 제1 피스톤 구조체가 설치된 제1 크랭크 핀과, 타이밍밸트에 인접하게 제2 피스톤 구조체가 설치된 제2 크랭크 핀과, 상기 제1 및 제2 크랭크 핀 사이의 회전 중심부에 해당되며, 제1 저널 및 상기 제1 저널과 결합된 제2 저널을 포함하는 크랭크 저널을 포함하는 크랭크 샤프트를 포함하고,
    동작 제어부가 RPM 센서로부터 측정된 엔진 RPM을 수신하는 단계;
    상기 엔진 RPM이 설정된 기준 RPM 범위에 속하는지 판단하는 단계; 및
    상기 엔진 RPM이 설정된 기준 RPM 범위에 속하면, CDA(Cylinder Deactivation) 모드를 실행하여 상기 제1 및 제2 저널이 물리력으로 서로 분리되게 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 엔진 RPM을 수신하는 단계는,
    상기 동작 제어부가 기울기 센서로부터 측정된 차량 기울기를 수신하고,
    상기 엔진 RPM이 상기 기준 RPM 범위에 속하지 않으면, 상기 엔진 RPM이 설정된 변환 결정 RPM 범위에 속하는지 판단하는 단계; 및
    상기 엔진 RPM이 상기 변환 결정 RPM 범위에 속하고, 상기 차량 기울기가 설정된 전환 기울기 범위로 확인하면 상기 CDA 모드를 정상 모드로 전환하는 단계를 더 포함하는,
    엔진 제어 시스템의 동작방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 저널은,
    제1 홀 및 제2 홀이 형성되고,
    상기 제2 저널은,
    상기 제1 홀에 결합되게 돌출된 제1 결합돌기, 이동 통로 내의 설정 위치에서 제1 방향으로 이동하여 상기 제2 홀에 결합되고, 상기 제2 홀에 결합된 상태에서 제2 방향을 이동하여 상기 설정 위치에 배치되어 상기 제2 홀과 분리되는 제2 결합돌기 및 상기 제2 결합돌기를 상기 제1 및 제2 방향으로 이동시키는 유압 장치를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 저널이 물리력으로 서로 분리되게 제어하는 단계는,
    상기 제2 결합돌기가 상기 설정 위치에 위치되게 상기 유압 장치를 제어하는,
    엔진 제어 시스템의 동작방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 CDA 모드를 상기 정상 모드로 전환하는 단계는,
    상기 제1 및 제2 피스톤 구조체의 위상이 동일할 때, 상기 CDA 모드에서 상기 정상 모드로 전환 실행하여, 상기 제2 결합돌기가 상기 설정 위치에서 상기 제1 방향으로 이동하여 상기 제2 홀에 결합되게 상기 유압 장치를 제어하는,
    엔진 제어 시스템의 동작방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 엔진 RPM이 상기 변환 결정 RPM 범위에 속하고, 상기 차량 기울기가 설정된 미전환 기울기 범위로 확인하면 상기 CDA 모드를 유지하는 단계를 더 포함하는,
    엔진 제어 시스템의 동작방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 엔진 RPM이 설정된 변환 결정 RPM 범위에 속하지 않으면, 상기 CDA 모드를 상기 정상 모드로 전환하는 단계를 더 포함하는,
    엔진 제어 시스템의 동작방법.
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