KR102075426B1 - 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 장치 및 방법 - Google Patents
엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 장치 및 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102075426B1 KR102075426B1 KR1020190103244A KR20190103244A KR102075426B1 KR 102075426 B1 KR102075426 B1 KR 102075426B1 KR 1020190103244 A KR1020190103244 A KR 1020190103244A KR 20190103244 A KR20190103244 A KR 20190103244A KR 102075426 B1 KR102075426 B1 KR 102075426B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- valve lift
- pressure
- duration
- height
- control unit
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
- F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
- F02D13/0223—Variable control of the intake valves only
- F02D13/0226—Variable control of the intake valves only changing valve lift or valve lift and timing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
- F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
- F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
- F02D13/0207—Variable control of intake and exhaust valves changing valve lift or valve lift and timing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
- F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
- F02D41/2409—Addressing techniques specially adapted therefor
- F02D41/2422—Selective use of one or more tables
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
- F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
- F02D41/2425—Particular ways of programming the data
- F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
- F02D41/2451—Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
- F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
- F02D41/2425—Particular ways of programming the data
- F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
- F02D41/2451—Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
- F02D41/2464—Characteristics of actuators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0002—Controlling intake air
- F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D2041/1413—Controller structures or design
- F02D2041/1432—Controller structures or design the system including a filter, e.g. a low pass or high pass filter
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/04—Engine intake system parameters
- F02D2200/0402—Engine intake system parameters the parameter being determined by using a model of the engine intake or its components
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/04—Engine intake system parameters
- F02D2200/0406—Intake manifold pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
- F02D2200/101—Engine speed
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
본 발명은 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 장치에 관한 것으로, 다기통 내연기관 엔진의 흡기 매니폴드(Intake Manifold) 내의 압력을 검출하는 압력 검출부; 및 상기 압력 검출부를 통해 검출된 압력 신호를 처리하여 밸브 리프트 지속시간을 추정하며, 상기 추정한 밸브 리프트 지속시간을 바탕으로 밸브 리프트의 높이를 산출하는 제어부;를 포함한다.
Description
본 발명은 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다기통 내연기관 엔진의 실린더 밸브의 리프트 지속시간(즉, 밸브의 오픈(OPEN) 및 클로즈(CLOSE) 구간) 값을 정밀하게 추정할 수 있도록 하는, 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 엔진이 힘을 발생시키는 기본 단위는 실린더와 피스톤이다.
상기 실린더의 흡기 행정에서 피스톤이 내려가면 실린더 안의 압력이 낮아지기 때문에 공기가 흡입되게 된다. 이에 흡기장치의 기본 역할은 공기가 흐르는 통로를 만드는 것이며, 이 경로가 좁거나 심하게 구부러져 있으면 공기가 흡입될 때 흡기저항이 생겨 펌프 손실이 증가하고 엔진의 효율이 나빠진다.
상기와 같이 공기의 흡입 효율은 엔진의 성능에 많은 영향을 미친다.
이때 상기 공기의 흡입 효율과 깊은 관계가 있는 것으로는, 실린더 밸브의 리프트 지속시간(즉, 밸브 개폐 구간의 길이)이 있다. 즉, 차량의 엔진제어장치(ECU)가 실린더 밸브의 정확한 타이밍 제어를 수행함으로써 흡입 효율을 향상시키고, 결과적으로 엔진의 효율이나 연비를 향상시켜 엔진 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
따라서 엔진제어장치(ECU)가 실린더 밸브의 정확한 타이밍 제어를 수행하기 위해서는 먼저 실린더 밸브의 리프트 지속시간을 정확하게 추정해야 하며, 이를 위해 기존에는 공연비를 활용한 모델링 기법을 이용하여 실린더 밸브의 리프트 지속시간을 추정하였다.
그런데 상기 공연비를 활용한 모델링 기법은 실린더 밸브의 리프트 지속시간의 추정 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.
따라서 엔진 성능을 향상시키기 위해서는 보다 정확하게 실린더 밸브의 리프트 지속시간의 추정하는 기술이 필요한 상황이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-1865693호(2018.06.01. 등록, 연속 가변 밸브 리프트 시스템의 압력 제어 장치 및 방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 다기통 내연기관 엔진의 실린더 밸브의 리프트 지속시간(즉, 밸브 개폐 구간의 길이) 값을 정밀하게 추정할 수 있도록 하는, 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 장치는, 다기통 내연기관 엔진의 흡기 매니폴드(Intake Manifold) 내의 압력을 검출하는 압력 검출부; 및 상기 압력 검출부를 통해 검출된 압력 신호를 처리하여 밸브 리프트 지속시간을 추정하며, 상기 추정한 밸브 리프트 지속시간을 바탕으로 밸브 리프트의 높이를 산출하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 산출한 밸브 리프트의 높이를 지정된 연속 가변 밸브 리프트 장치에 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 미리 지정된 룩업 테이블을 이용하여 상기 밸브 리프트의 높이를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 밸브 리프트 높이가 산출되면 이를 학습하여, 상기 추정한 밸브 리프트 지속시간에 대응하는 밸브 리프트 높이에 대한 캘리브레이션 값을 산출하여 내부에 저장하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 엔진의 회전 속도를 검출하는 엔진 속도 검출부;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 엔진 회전 속도에 기초하여 상기 흡기 매니폴드에서 발생하는 흡기 압력의 맥동 주파수인 목표 주파수()를 산출하고, 산출된 목표 주파수()가 상기 압력 검출부를 통해 검출된 압력 신호의 주파수와 일치할 경우, 밸브 리프트 지속시간을 추정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 압력 검출부를 통해 검출된 압력 신호에서, 흡기 밸브 열림에 대응하는 펄스(n)의 최고점에서 바로 다음 번 펄스(n-1)을 건너뛰고 그 다음 번 펄스(n-2)의 최고점을 지나 하강하던 압력이 피크 펄스에 의해 다시 상승하기 시작하는 시점까지의 구간을, 상기 밸브 리프트 지속시간으로서 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 흡기 매니폴드 내의 압력을 검출한 압력 신호가 입력되면 저역 통과 필터를 통해 고주파의 노이즈를 제거하고, 상기 고주파 노이즈가 제거된 압력 신호에 대해서 주파수 분석을 실시하고, 상기 압력 신호의 주파수 스펙트럼 중 지정된 크랭크 각도 구간에서 진폭이 최대값인 주파수를 측정하고, 상기 측정한 주파수가 엔진 회전수에 기초하여 계산된 목표 주파수()와 일치할 경우 압력 변화율의 부호 변화를 연산하고, 상기 압력 변화율의 부호 변화에 기초하여 상기 밸브 리프트 지속시간을 추정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 방법은, 압력 검출부가 다기통 내연기관 엔진의 흡기 매니폴드(Intake Manifold) 내의 압력을 검출하는 단계; 및 제어부가 상기 압력 검출부를 통해 검출된 압력 신호를 처리하여 밸브 리프트 지속시간을 추정하며, 상기 추정한 밸브 리프트 지속시간을 바탕으로 밸브 리프트의 높이를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 밸브 리프트 지속시간을 추정하기 위하여, 상기 제어부가 상기 압력 검출부를 통해 다기통 내연기관 엔진의 흡기 매니폴드(Intake Manifold) 내의 압력을 검출한 압력 신호를 입력받아 저역 통과 필터를 통해 고주파의 노이즈를 제거하는 단계; 상기 제어부가 상기 고주파 노이즈가 제거된 압력 신호에 대해서 주파수 분석을 실시하는 단계; 상기 제어부가 상기 압력 신호의 주파수 스펙트럼 중 지정된 크랭크 각도 구간에서 진폭이 최대값인 주파수를 측정하는 단계; 상기 제어부가 상기 측정한 주파수가 엔진 회전수에 기초하여 계산된 목표 주파수()와 일치할 경우 압력 변화율의 부호 변화를 연산하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 압력 변화율의 부호 변화에 기초하여 상기 밸브 리프트 지속시간을 추정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 밸브 리프트 높이 값을 산출하기 위하여, 상기 제어부가, 미리 지정된 룩업 테이블을 이용하여 상기 밸브 리프트의 높이를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 밸브 리프트 높이 값을 산출하는 단계 이후, 상기 제어부가, 상기 산출한 밸브 리프트의 높이를 지정된 연속 가변 밸브 리프트 장치에 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 산출한 밸브 리프트의 높이를 지정된 연속 가변 밸브 리프트 장치에 출력하는 단계에서, 상기 제어부가, 상기 밸브 리프트 지속시간을 바탕으로 밸브 리프트 높이를 학습하여 내부에 저장된 밸브 리프트 높이 보정 값이 반영된 밸브 리프트의 높이 값을 연속 가변 밸브 리프트 장치에 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 밸브 리프트 지속시간을 추정하기 위하여, 상기 제어부가, 상기 압력 검출부를 통해 검출된 압력 신호에서, 흡기 밸브 열림에 대응하는 펄스(n)의 최고점에서 바로 다음 번 펄스(n-1)을 건너뛰고 그 다음 번 펄스(n-2)의 최고점을 지나 하강하던 압력이 피크 펄스에 의해 다시 상승하기 시작하는 시점까지의 구간을, 상기 밸브 리프트 지속시간으로서 추정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 다기통 내연기관 엔진의 실린더 밸브의 리프트 지속시간(즉, 밸브 개폐 구간의 길이) 값을 정밀하게 추정하여, 상기 추정한 리프트 지속시간 값을 엔진제어장치(ECU)가 엔진 제어에 적용할 수 있도록 함으로써, 엔진의 효율이나 연비 향상에 기여하여 엔진 성능을 향상시킬 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 3은 상기 도 2에 있어서, 6기통 엔진 실린더의 흡기 밸브 개폐에 따른 흡기 매니폴드 내의 압력 신호 파형을 보인 예시도.
도 4는 상기 도 1에 있어서, 밸브 듀레이션에 의해 결정되는 밸브 리프트를 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 3은 상기 도 2에 있어서, 6기통 엔진 실린더의 흡기 밸브 개폐에 따른 흡기 매니폴드 내의 압력 신호 파형을 보인 예시도.
도 4는 상기 도 1에 있어서, 밸브 듀레이션에 의해 결정되는 밸브 리프트를 설명하기 위하여 보인 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 장치 및 방법의 일 실시예를 설명한다.
본 발명에 따른 다양한 실시예들에 있어서, ‘밸브 리프트 지속시간’은 ‘밸브 개폐 구간의 길이’로도 칭해질 수 있다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 장치는, 압력 검출부(110), 제어부(120), 엔진 속도 검출부(130), 밸브 리프트 높이 산출부(140), 및 밸브 리프트 높이 학습부(150)를 포함한다.
여기서 상기 제어부(120)는 상기 밸브 리프트 높이 산출부(140) 및 상기 밸브 리프트 높이 학습부(150)의 기능을 포함할 수도 있다.
상기 압력 검출부(110)는 압력 센서(미도시)를 이용하여 흡기 매니폴드(Intake Manifold, 흡기다기관) 내의 압력을 검출한다.
상기 제어부(120)는 상기 압력 검출부(110)를 통해 검출된 압력 신호를 처리하여 밸브 리프트 지속시간(또는 밸브 개폐 구간의 길이)을 추정한다.
상기 밸브 리프트 높이 산출부(140)는 상기 추정한 밸브 리프트 지속시간(또는 밸브 개폐 구간의 길이)을 바탕으로 밸브 리프트의 높이(또는 밸브 리프트 양)를 산출한다.
이때 상기 밸브 리프트 높이 산출부(140)는 상기 밸브 리프트의 높이를 산출하기 위하여 룩업 테이블(예 : 밸브 리프트 지속시간에 따른 밸브 리프트의 높이(또는 밸브 리프트 양)가 저장된 룩업 테이블)(예 : 표 1 참조)을 이용할 수 있으며, 이때 밸브 리프트 지속시간에 따른 밸브 리프트의 높이는 밸브 리프트 지속시간(Duration)에 따라 기구적으로 결정된다(도 4 참조).
사양 | Lift(valve lash 제외) | Duration |
High lift | 9.4mm | 240 deg |
Low1 lift | 5.2mm | 184 deg |
Low2 Lift | 2.2mm | 144 deg |
상기 밸브 리프트 높이 학습부(150)는 상기 밸브 리프트 높이 산출부(140)에서 산출된 밸브 리프트 높이 값을 학습한다. 즉, 상기 밸브 리프트 높이 학습부(150)는 상기 추정한 밸브 리프트 지속시간(또는 밸브 개폐 구간의 길이)을 바탕으로 산출한 밸브 리프트의 높이(또는 밸브 리프트 양)를 학습한다.
상기 엔진 속도 검출부(130)는 회전 속도 검출을 위한 센서를 이용하여 엔진의 회전 속도(또는 엔진의 크랭크샤프트의 회전 속도)를 검출한다. 상기 제어부(120)는 상기 엔진의 회전 속도(또는 엔진의 회전수)에 기초하여 실린더의 흡기 밸브의 목표 주파수()를 산출할 수 있다. 즉, 상기 목표 주파수()는 엔진 회전수에 따라 흡기 매니폴드에서 발생하는 흡기 압력의 맥동 주파수를 포함한다.
상기 연속 가변 밸브 리프트 장치(200)는 상기 산출한 밸브 리프트 높이를 바탕으로 밸브 리프트에 대한 제어 및 적응을 실행한다.
여기서 상기 연속 가변 밸브 리프트 장치(200)는 제어부(120)에서 전달받은 밸브 리프트 높이를 바탕으로 연속 가변 밸브 제어(control)와 적응(adaptation)을 실행하는 장치로서, 상기 연속 가변 밸브 제어와 적응은 기존에 실행하던 방식에 대응된다. 따라서 본 실시예에서는 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다만 본 실시예는 기존보다 더 정확한 밸브 리프트 지속시간(또는 밸브 개폐 구간의 길이) 값을 추정함으로써, 이에 대응하여 상기 연속 가변 밸브 리프트 장치(200)가 더 정확하게 연속 가변 밸브 제어(control)와 적응(adaptation)을 실행할 수 있게 된다.
이에 따라 상기 제어부(120)는 압력 검출부(110)를 통해 검출한 흡기 다기관 내의 압력 신호를 처리하여 밸브 리프트 지속시간(또는 밸브 개폐 구간의 길이)을 추정하고, 이 후 상기 밸브 리프트 지속시간(또는 밸브 개폐 구간의 길이)을 바탕으로 밸브 리프트 높이 학습부(150)에 저장된 캘리브레이션 값(즉, 밸브 리프트 높이 보정 값)을 반영하여 밸브 리프트의 높이(또는 밸브 리프트 양)를 산출하고, 상기 산출한 밸브 리프트 높이 값(또는 밸브 리프트 양)을 연속 가변 밸브 리프트 장치(200)에 전달함으로써, 상기 연속 가변 밸브 리프트 장치(200)가 상기 값을 연속 가변 밸브 제어(control)와 적응(adaptation)에 이용하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 제어부(120)는 압력 신호(즉, 흡기 매니폴드 내의 압력을 검출한 압력 신호)가 입력되면(S101) 저역 통과 필터를 통해 고주파의 노이즈를 제거한다(S102).
다음으로, 상기 제어부(120)는 상기와 같이 저역 통과 필터를 통해 고주파 노이즈가 제거된 압력 신호에 대해서 주파수 분석을 실시한다(S103)(도 3 참조).
상기 제어부(120)는 상기 압력 신호의 주파수 스펙트럼 중 지정된 크랭크 각도 구간(예 : 0 ~ 720 크랭크 각도)에서 진폭이 최대값인 주파수를 측정한다(S104).
상기 제어부(120)는 상기 측정한 주파수가 엔진 회전수에 기초하여 계산된 목표 주파수()와 일치할 경우, 압력 변화율의 부호 변화(예 : 압력의 상승 중 하강, 또는 압력의 하강 중 상승)를 연산한다(S105).
이를 통해 상기 제어부(120)는 상기 밸브 리프트 지속시간(또는 밸브 개폐 구간의 길이)을 추정(또는 산출)한다(S106).
예컨대 상기 압력 변환율의 부호 변화를 연산하여 계산되는 값은, 밸브의 개폐 시기로서, 밸브의 개폐 시기를 통해 밸브가 얼마동안 열린 상태를 유지했는지(즉, 밸브 리프트 지속시간, 혹은 밸브 듀레이션)를 추정할 수 있다. 상기 밸브 리프트 지속시간은 밸브 듀레이션만의 함수로 표현이 가능하며, 이는 기구적으로 설계된 값으로, 기존 방식과는 달리 매우 정확한 수준으로 밸브 리프트를 계산할 수 있음을 의미한다.
상기 제어부(120)는 상기 추정(또는 산출)한 밸브 리프트 지속시간(또는 밸브 개폐 구간의 길이) 값을 바탕으로 밸브 리프트 높이 값(또는 밸브 리프트 양)을 산출하고 또한 학습할 수 있다.
도 3은 상기 도 2에 있어서, 6기통 엔진 실린더의 흡기 밸브 개폐에 따른 흡기 매니폴드 내의 압력 신호 파형을 보인 예시도로서, 보다 구체적으로는 엔진 회전수 800 rpm인 영역에서 크랭크 각 720도 구간의 흡기 다기관 내 압력 변화를 나타낸 압력 신호 파형을 보인 예시도이다.
도 3을 참조하면, 크랭크 각 720도 구간마다 6개의 펄스가 주기적으로 출력되며, 각 실린더의 흡기 밸브 열림(OPEN) 시기는 상기 출력되는 6개의 펄스에서 최고점에 대응한다. 그리고 흡기 밸브의 닫힘 시기는 흡기 밸브 열림에 대응하는 펄스(n)의 바로 다음 번 펄스(n-1)을 건너뛰고 그 다음 번 펄스(n-2)의 최고점을 지나 하강하던 압력이 다시 상승하는 피크 펄스가 발생하는 시점에 대응한다.
따라서 각 실린더의 흡기 밸브가 열리고 닫히는 구간(즉, 밸브 리프트 지속시간 또는 밸브 개폐 구간의 길이)은, 흡기 밸브 열림에 대응하는 펄스(n)의 최고점에서 바로 다음 번 펄스(n-1)을 건너뛰고 그 다음 번 펄스(n-2)의 최고점을 지나 하강하던 압력이 피크 펄스에 의해 다시 상승하기 시작하는 시점까지의 구간이 된다.
상기 제어부(120)는 상기 각 실린더의 흡기 밸브가 열리고 닫히는 구간(즉, 밸브 리프트 지속시간 또는 밸브 개폐 구간의 길이)을 정확하게 추정(또는 산출)하여, 상기 추정(또는 산출)한 밸브 리프트 지속시간(또는 밸브 개폐 구간의 길이) 값을 바탕으로 밸브 리프트 높이 값을 출력한다.
이에 따라 상기 연속 가변 밸브 리프트 장치(200)는 상기 산출한 밸브 리프트 높이를 바탕으로 밸브 리프트에 대한 제어 및 적응을 실행한다.
상기와 같이 본 실시예는 다기통 내연기관 엔진의 실린더 밸브의 리프트 지속시간(즉, 밸브의 오픈(OPEN) 및 클로즈(CLOSE) 구간) 값을 정밀하게 추정하여, 상기 추정한 리프트 지속시간 값을 엔진제어장치(ECU)가 엔진 제어에 적용할 수 있도록 함으로써, 엔진의 효율이나 연비 향상에 기여하여 엔진 성능을 향상시킬 수 있도록 한다.
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. 또한 본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
110 : 압력 검출부
120 : 제어부
130 : 엔진 속도 검출부
140 : 밸브 리프트 높이 산출부
150 : 밸브 리프트 높이 학습부
120 : 제어부
130 : 엔진 속도 검출부
140 : 밸브 리프트 높이 산출부
150 : 밸브 리프트 높이 학습부
Claims (13)
- 다기통 내연기관 엔진의 흡기 매니폴드(Intake Manifold) 내의 압력을 검출하는 압력 검출부; 및
상기 압력 검출부를 통해 검출된 압력 신호를 처리하여 밸브 리프트 지속시간을 추정하며, 상기 추정한 밸브 리프트 지속시간을 바탕으로 밸브 리프트의 높이를 산출하는 제어부;를 포함하되,
상기 제어부는,
상기 압력 검출부를 통해 검출된 압력 신호에서, 흡기 밸브 열림에 대응하는 펄스(n)의 최고점에서 바로 다음 번 펄스(n-1)을 건너뛰고 그 다음 번 펄스(n-2)의 최고점을 지나 하강하던 압력이 피크 펄스에 의해 다시 상승하기 시작하는 시점까지의 구간을, 상기 밸브 리프트 지속시간으로서 산출하는 것을 특징으로 하는 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 산출한 밸브 리프트의 높이를 지정된 연속 가변 밸브 리프트 장치에 출력하는 것을 특징으로 하는 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
미리 지정된 룩업 테이블을 이용하여 상기 밸브 리프트의 높이를 산출하는 것을 특징으로 하는 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 밸브 리프트 높이가 산출되면 이를 학습하여,
상기 추정한 밸브 리프트 지속시간에 대응하는 밸브 리프트 높이에 대한 캘리브레이션 값을 산출하여 내부에 저장하는 것을 특징으로 하는 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 장치.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 흡기 매니폴드 내의 압력을 검출한 압력 신호가 입력되면 저역 통과 필터를 통해 고주파의 노이즈를 제거하고, 상기 고주파 노이즈가 제거된 압력 신호에 대해서 주파수 분석을 실시하고, 상기 압력 신호의 주파수 스펙트럼 중 지정된 크랭크 각도 구간에서 진폭이 최대값인 주파수를 측정하고, 상기 측정한 주파수가 엔진 회전수에 기초하여 계산된 목표 주파수()와 일치할 경우 압력 변화율의 부호 변화를 연산하고, 상기 압력 변화율의 부호 변화에 기초하여 상기 밸브 리프트 지속시간을 추정하는 것을 특징으로 하는 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 장치.
- 압력 검출부가 다기통 내연기관 엔진의 흡기 매니폴드(Intake Manifold) 내의 압력을 검출하는 단계; 및
제어부가 상기 압력 검출부를 통해 검출된 압력 신호를 처리하여 밸브 리프트 지속시간을 추정하며, 상기 추정한 밸브 리프트 지속시간을 바탕으로 밸브 리프트의 높이를 산출하는 단계;를 포함하되,
상기 밸브 리프트 지속시간을 추정하기 위하여,
상기 제어부가, 상기 압력 검출부를 통해 검출된 압력 신호에서, 흡기 밸브 열림에 대응하는 펄스(n)의 최고점에서 바로 다음 번 펄스(n-1)을 건너뛰고 그 다음 번 펄스(n-2)의 최고점을 지나 하강하던 압력이 피크 펄스에 의해 다시 상승하기 시작하는 시점까지의 구간을, 상기 밸브 리프트 지속시간으로서 추정하는 것을 특징으로 하는 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 밸브 리프트 지속시간을 추정하기 위하여,
상기 제어부가 상기 압력 검출부를 통해 다기통 내연기관 엔진의 흡기 매니폴드(Intake Manifold) 내의 압력을 검출한 압력 신호를 입력받아 저역 통과 필터를 통해 고주파의 노이즈를 제거하는 단계;
상기 제어부가 상기 고주파 노이즈가 제거된 압력 신호에 대해서 주파수 분석을 실시하는 단계;
상기 제어부가 상기 압력 신호의 주파수 스펙트럼 중 지정된 크랭크 각도 구간에서 진폭이 최대값인 주파수를 측정하는 단계;
상기 제어부가 상기 측정한 주파수가 엔진 회전수에 기초하여 계산된 목표 주파수()와 일치할 경우 압력 변화율의 부호 변화를 연산하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 압력 변화율의 부호 변화에 기초하여 상기 밸브 리프트 지속시간을 추정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 방법.
- 제 9항에 있어서, 상기 밸브 리프트 높이 값을 산출하기 위하여,
상기 제어부가,
미리 지정된 룩업 테이블을 이용하여 상기 밸브 리프트의 높이를 산출하는 것을 특징으로 하는 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 방법.
- 제 8항에 있어서,
상기 밸브 리프트 높이 값을 산출하는 단계 이후,
상기 제어부가,
상기 산출한 밸브 리프트의 높이를 지정된 연속 가변 밸브 리프트 장치에 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 방법.
- 제 11항에 있어서, 상기 산출한 밸브 리프트의 높이를 지정된 연속 가변 밸브 리프트 장치에 출력하는 단계에서,
상기 제어부가,
상기 밸브 리프트 지속시간을 바탕으로 밸브 리프트 높이를 학습하여 내부에 저장된 밸브 리프트 높이 보정 값이 반영된 밸브 리프트의 높이 값을 연속 가변 밸브 리프트 장치에 출력하는 것을 특징으로 하는 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 방법.
- 삭제
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190103244A KR102075426B1 (ko) | 2019-08-22 | 2019-08-22 | 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 장치 및 방법 |
PCT/EP2020/072725 WO2021032584A1 (en) | 2019-08-22 | 2020-08-13 | Apparatus for estimating valve lift duration of engine cylinder and method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190103244A KR102075426B1 (ko) | 2019-08-22 | 2019-08-22 | 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 장치 및 방법 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102075426B1 true KR102075426B1 (ko) | 2020-02-10 |
Family
ID=69627562
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020190103244A KR102075426B1 (ko) | 2019-08-22 | 2019-08-22 | 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 장치 및 방법 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102075426B1 (ko) |
WO (1) | WO2021032584A1 (ko) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113236421A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-08-10 | 联合汽车电子有限公司 | 可变气门升程装置的检测方法、装置、设备和存储介质 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004011532A (ja) * | 2002-06-06 | 2004-01-15 | Toyota Motor Corp | バルブリフト量調整装置 |
JP2004353483A (ja) * | 2003-05-27 | 2004-12-16 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の空燃比制御 |
JP2006312902A (ja) * | 2005-05-09 | 2006-11-16 | Toyota Motor Corp | エンジンのバルブリフト量測定方法及び測定装置 |
KR20070072616A (ko) * | 2004-12-17 | 2007-07-04 | 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 | 내연 엔진을 제어하는 장치 및 방법 |
KR20090077684A (ko) * | 2008-01-10 | 2009-07-15 | 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하 | 가변 밸브 리프트를 가지는 내연 기관 제어 방법 및 장치와이를 구비하는 모터 자동차 |
KR20120047695A (ko) * | 2010-11-04 | 2012-05-14 | 현대자동차주식회사 | Cvvl기구 탑재 엔진간 밸브리프트 편차 보상방법 |
KR20130133945A (ko) * | 2012-05-30 | 2013-12-10 | 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사 | 밸브리프트 가변 제어 시스템에서의 밸브 리프트 위치 신호 처리 방법 및 장치 |
JP2014001645A (ja) * | 2012-06-15 | 2014-01-09 | Nippon Soken Inc | 内燃機関の制御装置 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4220516B2 (ja) * | 2005-12-29 | 2009-02-04 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の可変動弁機構の故障検知装置 |
KR101865693B1 (ko) | 2018-04-26 | 2018-06-08 | 현대오트론 주식회사 | 연속 가변 밸브 리프트 시스템의 압력 제어 장치 및 방법 |
-
2019
- 2019-08-22 KR KR1020190103244A patent/KR102075426B1/ko active IP Right Grant
-
2020
- 2020-08-13 WO PCT/EP2020/072725 patent/WO2021032584A1/en active Application Filing
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004011532A (ja) * | 2002-06-06 | 2004-01-15 | Toyota Motor Corp | バルブリフト量調整装置 |
JP2004353483A (ja) * | 2003-05-27 | 2004-12-16 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の空燃比制御 |
KR20070072616A (ko) * | 2004-12-17 | 2007-07-04 | 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 | 내연 엔진을 제어하는 장치 및 방법 |
JP2006312902A (ja) * | 2005-05-09 | 2006-11-16 | Toyota Motor Corp | エンジンのバルブリフト量測定方法及び測定装置 |
KR20090077684A (ko) * | 2008-01-10 | 2009-07-15 | 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하 | 가변 밸브 리프트를 가지는 내연 기관 제어 방법 및 장치와이를 구비하는 모터 자동차 |
KR20120047695A (ko) * | 2010-11-04 | 2012-05-14 | 현대자동차주식회사 | Cvvl기구 탑재 엔진간 밸브리프트 편차 보상방법 |
KR20130133945A (ko) * | 2012-05-30 | 2013-12-10 | 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사 | 밸브리프트 가변 제어 시스템에서의 밸브 리프트 위치 신호 처리 방법 및 장치 |
JP2014001645A (ja) * | 2012-06-15 | 2014-01-09 | Nippon Soken Inc | 内燃機関の制御装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113236421A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-08-10 | 联合汽车电子有限公司 | 可变气门升程装置的检测方法、装置、设备和存储介质 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2021032584A1 (en) | 2021-02-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4335249B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP5023039B2 (ja) | 筒内圧測定装置 | |
EP1918688B1 (en) | Misfire detecting apparatus for internal combustion engine | |
US8265853B2 (en) | Cylinder pressure measurement system and method | |
US20200264023A1 (en) | Air flow rate measuring device and air flow rate measuring system | |
JP2005351161A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
KR20070072616A (ko) | 내연 엔진을 제어하는 장치 및 방법 | |
KR102075426B1 (ko) | 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 장치 및 방법 | |
US20170370314A1 (en) | Control apparatus for internal combustion engine | |
US6915788B2 (en) | Engine controller | |
JP2008025404A (ja) | 筒内圧センサの校正装置 | |
JP2006284533A (ja) | 筒内圧力センサの異常検知装置 | |
US6675638B2 (en) | Scanning method for pressure sensors used in the pressure-based detection of filling levels | |
JP2007040208A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
US20070192044A1 (en) | Method and device for determining the reset time and/or for drift compensation in a combustion chamber pressure sensor | |
JP2007240310A (ja) | エンジンのシリンダ吸入ガス量計測装置 | |
JP2012112316A (ja) | 筒内圧力波形処理装置 | |
KR20050057460A (ko) | 스로틀 개방도 추정방법 및 ecu | |
EP1617057A1 (en) | Air intake device for internal combustion engine | |
KR100809581B1 (ko) | 변화하는 폴리트로픽 지수를 사용한 최소자승법 기반의실린더 압력 보정 방법 | |
JP2015165122A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP2010037990A (ja) | 燃焼室の吸入空気量の推定装置 | |
JP4798647B2 (ja) | 筒内圧力センサの異常検知装置 | |
JP5760924B2 (ja) | 内燃機関の筒内圧推定装置 | |
JP4684944B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GRNT | Written decision to grant |