KR102298882B1 - 상호협조방식 cvvd 제어방법 및 cvvd 시스템 - Google Patents

상호협조방식 cvvd 제어방법 및 cvvd 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102298882B1
KR102298882B1 KR1020170082572A KR20170082572A KR102298882B1 KR 102298882 B1 KR102298882 B1 KR 102298882B1 KR 1020170082572 A KR1020170082572 A KR 1020170082572A KR 20170082572 A KR20170082572 A KR 20170082572A KR 102298882 B1 KR102298882 B1 KR 102298882B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
timing
target
duration
value
control
Prior art date
Application number
KR1020170082572A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190002117A (ko
Inventor
문치호
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아 주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020170082572A priority Critical patent/KR102298882B1/ko
Publication of KR20190002117A publication Critical patent/KR20190002117A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102298882B1 publication Critical patent/KR102298882B1/ko

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
    • F02D13/0203—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
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2201/00—Electronic control systems; Apparatus or methods therefor
    • 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

Abstract

본 발명의 상호협조방식 CVVD 제어방법은 CVVD(Continuously Variable Valve Duration)시스템(1)의 동작을 위한 밸브 Open/Close 시점 결정 시 컨트롤러(7)에 의해 빠르게 신속 타이밍이 적용되면, 목표 타이밍 값이 밸브 Open/Close 시점 목표 값과 목표 듀레이션 값의 적용으로 산출되고, 타이밍 액추에이터(3-2)에 의한 타이밍 제어가 목표 Timing 값으로 수행되어진 후 듀레이션 액추에이터(3-1)에 의한 듀레이션 제어가 목표 듀레이션 값으로 수행되어져 밸브 Open/Close 시점 목표 값에 맞춘 밸브 듀레이션/타이밍 목표 값 도달이 이루어짐으로써 듀레이션 액추에이터(3-1)와 타이밍 액추에이터(3-2)의 특성차이에서도 빠른 목표 타이밍 변경을 통해 타이밍 액추에이터(3-2)의 Timing이 빨리 제어되는 특징을 갖는다.

Description

상호협조방식 CVVD 제어방법 및 CVVD 시스템{Method for Controlling Continuously Variable Valve Duration by Cooperation and Continuously Variable Valve Duration System thereby}
본 발명은 CVVD 제어에 관한 것으로, 특히 밸브개폐(Open/Close)시점제어에 대해 타이밍(timing)이 듀레이션(duration)과 상호협조방식으로 제어되는 CVVD 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 CVVD(Continuously Variable Valve Duration) 시스템(연속가변밸브듀레이션), 연속가변밸브타이밍(Continuously Variable Valve Timing, 이하 CVVT), 연속가변밸브리프트(Continuous Variable Valve Lift, 이하CVVL)는 각각 엔진에 적용된 가변 밸브 기구로서, 밸브(흡기 및 배기밸브)에 대한 개폐제어로 내연기관의 성능과 연비를 향상시켜준다.
일례로, 상기 CVVT는 밸브 듀레이션(valve duration)이 고정된 상태에서 캠 샤프트의 위상 제어가 이루어진다. 상기 CVVL은 밸브 듀레이션(valve duration)과 함께 밸브 리프트(valve lift)의 가변 제어가 이루어진다. 상기 CVVD는 CVVT와 연동함으로써 CVVL와 같이 제어 자유도가 떨어지는 밸브 리프트 변화 없이 밸브 듀레이션(valve duration)의 제어가 이루어지고 더불어 밸브 개폐(Open/Close)의 시점이 독립적으로 제어됨으로써 최적의 밸브 개폐 시점 설정을 위한 밸브 타이밍(valve timing)의 제어가 독립적으로 이루어진다.
이를 위해 상기 CVVD는 밸브 듀레이션 제어 액추에이터(Actuator)와 밸브 타이밍 제어 액추에이터(Actuator) 및 듀레이션/타이밍 작동 기구를 포함하고, 컨트롤러(Controller)로 액추에이터를 제어한다.
그 결과 상기 CVVD는 엔진에서 밸브를 열고 닫는 최적의 시점이 엔진의 회전수, 부하 등 작동 조건별로 상이하더라도 각각 최적화된 밸브 듀레이션 및 밸브 타이밍 제어로 엔진 성능과 연비를 크게 향상시켜 줄 수 있다.
국내공개공보 10-2013-0063819(2013년06월17일)
하지만 상기 CVVD은 밸브 개폐시점 설정에 맞춰 목표 듀레이션과 목표 타이밍의 각각이 정해진 후 듀레이션과 타이밍의 각각에 대한 동시 제어가 이루어짐으로써 듀레이션과 타이밍 제어에 2개의 액추에이터가 갖는 서로 다른 특성차를 반영하기 어렵다는 한계를 갖는다. 이로 인해 목표 밸브 듀레이션(Duration) 대비 목표 타이밍을 빠르게 제어하고자 하더라도 이를 반영할 수 없게 된다.
그 결과 CVVD 동작 시 엔진운전조건에서 목표 타이밍의 빠른 변경을 요구하는 경우라도 목표 듀레이션에 맞춘 빠른 타이밍 변경 제어가 불가할 수밖에 없고, 이는 CVVD의 밸브개폐시점제어가 목표값과 현재값 사이에서 부정확하게 됨으로써 원하지 않는 엔진 거동 또는 에미션(emission)에 미치는 악영향으로 발전될 수 있다.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 목표 밸브 Timing 계산시 목표 밸브 듀레이션을 사용함으로써 목표 타이밍 이 빠르게 변경되어 타이밍을 신속하게 제어할 수 있고, 특히 2개의 서로 다른 특성차의 액추에이터 간 최적 조화로 시스템 운영이 이루어짐으로써 엔진운전조건에서 원하지 않는 엔진 거동 또는 에미션(emission)에 미치는 악영향을 해소한 상호협조방식 CVVD 제어방법 및 CVVD 시스템의 제공에 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상호협조방식 CVVD 제어방법은 (A) 컨트롤러에 의한 CVVD 시스템의 신속 타이밍의 적용 시 밸브 Open/Close 시점에 따라 결정된 상기 밸브 Open/Close 시점 목표 값에 맞춰 듀레이션 제어의 목표 듀레이션 값이 산출되는 단계, (B) 상기 밸브 Open/Close 시점 목표 값과 상기 목표 듀레이션 값에 맞춰 상기 타이밍 제어의 목표 타이밍 값이 산출되는 단계, (C) 타이밍 액추에이터에 의한 상기 타이밍 제어가 상기 목표 타이밍 값으로 이루어지는 단계, (D) 상기 타이밍 제어에 이어 듀레이션 액추에이터에 의한 상기 듀레이션제어가 상기 목표 듀레이션 값으로 이루어지는 단계; (E) 상기 목표 타이밍 값과 상기 목표 듀레이션 값으로 상기 밸브 듀레이션/타이밍 목표 값 도달이 이루어지는 단계; 로 구현되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 신속 Timing은 설정조건으로 적용되고, 상기 적용은 밸브 Open/Close 시점의 결정 시 이루어지고, 상기 연계는 상기 타이밍 제어의 목표 타이밍 값이 상기 듀레이션 제어의 목표 Duration 값을 이용한다. 상기 목표 타이밍 값의 산출은 상기 밸브 Open/Close 시점 목표 값에 따른 값이 상기 목표 듀레이션 값에 맞춰 조정되며, 상기 타이밍 액추에이터의 하드웨어 특성에 따라 달라진다.
바람직한 실시예로서, 상기 신속 Timing이 적용되지 않으면 상기 밸브 듀레이션/타이ald 목표 값 도달은 동시제어로 구현되고, 상기 동시제어는 (F) 밸브 Open/Close 시점에 따라 결정된 상기 밸브 Open/Close 시점 목표 값에 맞춰 상기 듀레이션 제어의 목표 듀레이션 값과 상기 타이밍 제어의 목표 Timing 값이 각각 산출되는 단계, (G) 듀레이션 액추에이터에 의한 상기 듀레이션 제어가 상기 목표 듀레이션 값으로 이루어지고 동시에 타이밍 액추에이터에 의한 상기 타이밍 제어가 상기 목표 타이밍 값으로 이루어지는 단계, (H) 상기 목표 타이밍 값과 상기 목표 듀레이션 값으로 상기 밸브 듀레이션/타이밍 목표 값 도달이 이루어지는 단계; 로 구현되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 CVVD 시스템은 밸브 Open/Close 시점 결정 시 적용된 신속 타이밍을 위해 목표 타이밍 값이 밸브 Open/Close 시점 목표 값과 목표 듀레이션 값의 적용으로 산출되고, 타이밍 액추에이터에 의한 타이밍 제어가 목표 Timing 값으로 수행되어진 후 듀레이션 액추에이터에 의한 듀레이션 제어가 목표 듀레이션 값으로 수행되어져 상기 밸브 Open/Close 시점 목표 값에 맞춰 밸브 듀레이션/타이밍 목표 값을 도달시켜 주는 컨트롤러; 밸브 타이밍 선도와 밸브 듀레이션 선도를 구비하여 상기 컨트롤러에 연계된 순차순위 맵; 이 포함되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 듀레이션 액추에이터와 상기 타이밍 액추에이터의 각각은 동시작동기구에 연계되고, 상기 동시작동기구는 엔진의 흡기 밸브와 배기 밸브를 개폐하는 캠 샤프트에 연계된다.
이러한 본 발명의 CVVD는 상호협조방식 듀레이션/타이밍 제어가 적용됨으로써 하기와 같은 작용 및 효과가 있다.
첫째, 목표 밸브 Timing 계산시 목표 밸브 듀레이션을 사용함으로써 목표 타이밍 이 빠르게 변경되어 타이밍을 빠르게 제어(즉, 신속한 제어) 하고자 할 때 적합한 CVVD 운영이 이루어질 수 있다. 둘째, 목표 타이밍이 목표 듀레이션을 반영하여 설정됨으로써 엔진운전조건에 맞춘 신속 타이밍 변경 제어가 이루어질 수 있다. 셋째, 듀레이션과 타이밍의 상호 연계에 의한 액추에이터 간 특성차이가 해소됨으로써 시스템 운영의 최적화가 이루어진다. 넷째, 엔진운전조건에 따른 CVVD 시스템 운영의 최적 조화로 액추에이터 간 특성차이 및 엔진운전조건하에서도 원치 않는 엔진 거동 또는 에미션(emission)에 미치는 악영향을 해소할 수 있다. 다섯째, 듀레이션/타이밍 제어에 대한 순차순위적용으로 원가 상승 없이 기존 CVVD에 대한 성능개선이 이루어질 수 있다. 다섯째, CVVD의 성능 개선으로 상품성이 더욱 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 상호협조방식 CVVD제어방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 제어를 구현하는 연속가변밸브듀레이션 시스템의 예이며, 도 3은 본 발명에 따른 CVVD의 신속 타이밍 제어 조건의 예이며, 도 4는 본 발명에 따른 신속 타이밍 제어 조건 적용시 CVVD 동작 상태이고, 도 5는 본 발명에 따른 신속 타이밍 제어 조건 미적용시 CVVD 동작 상태이다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도 1을 참조하면, 상호협조방식 CVVD 제어방법은 엔진의 밸브 Open/Close 시점 결정시 빠르게 이루어지는 신속 타이밍 제어의 적용여부를 판단하는 신속조건모드(S10~S20), 액추에이터 제어 값의 상호협조적인 산출로 CVVD 구동이 이루어지는 상호협조제어모드(S30~S70), 액추에이터 제어 값의 독자적인 산출로 CVVD 구동이 이루어지는 동시제어모드(S100,S110,S120-1,S120-2)로 구현된다.
하지만 상기 상호협조방식 CVVD 제어방법은 상기 신속조건모드(S10~S20)가 신속 타이밍 제어로 특정됨으로써 동시제어모드(S100,S110,S120-1,S120-2)의 적용 없이 순차제어모드(S30~S70) 만 적용될 수 있다.
그 결과 CVVD는 목표 밸브 타이밍 계산시 목표 밸브 Duration을 사용함으로써 목표 타이밍의 빠른 변경으로 타이밍을 빠르게 제어(즉, 신속한 제어) 하고자하는 목표에 적합한 운영을 구현할 수 있다. 이로부터 CVVD는 밸브 Open/Close 시점 제어에 따른 밸브 듀레이션/타이밍 목표 값 추종이 듀레이션 액추에이터와 타이밍 액추에이터의 특성차를 엔진운전조건에 맞춰 최적으로 조화시켜 듀레이션/타이밍제어를 구현할 수 있고, 2개의 액추에이터 조화에 의한 시스템 운영으로 엔진운전조건하에서 나타나던 원치 않는 엔진 거동 또는 에미션(emission)에 미치는 악영향이 별도의 하드웨어적 해법 없이 해소될 수 있다.
이하 상호협조방식 CVVD 제어방법을 도 2 내지 도 5를 참조로 상세히 설명한다. 제어 주체는 상호협조 맵(9)과 연계된 컨트롤러(7)이고, 제어 대상은 듀레이션 제어가 이루어지는 듀레이션 액추에이터(3-1)와 타이밍 제어가 이루어지는 타이밍 액추에이터(3-2)이다. 특히 흡기 밸브(120-1)와 배기 밸브(120-2)의 동작은 밸브 동작으로 설명된다.
도 2를 참조하면, CVVD 시스템(1)(Continuously Variable Valve Duration)(연속가변밸브듀레이션 시스템)은 엔진(100)에 적용되고, 컨트롤러(7)에 의해 상호협조방식 또는 동시제어 방식 듀레이션과 타이밍 제어가 수행된다.
상기 CVVD(1)는 듀레이션 액추에이터(3-1)와 타이밍 액추에이터(3-2) 및 동시 작동 기구(5)를 포함한다. 이 경우 상기 동시 작동 기구(5)는 듀레이션 액추에이터(3-1)와 타이밍 액추에이터(3-2)에 각각 연계되어 듀레이션 액추에이터(3-1)와 타이밍 액추에이터(3-2)을 각각 동작시켜 주거나 함께 동작시켜주는 CVVD(1)의 통상적인 구성요소이다.
상기 엔진(100)은 크랭크 샤프트와 벨트로 연동된 캠 샤프트(110), 캠 샤프트(110)와 연계되어 실린더를 개폐하는 흡기 밸브(120-1) 및 배기 밸브(120-2)를 포함한다.
상기 컨트롤러(7)는 엔진(100)의 운전에 따른 엔진 데이터를 입력받고, 듀레이션 액추에이터(3-1)의 듀레이션 제어와 타이밍 액추에이터(3-2)의 타이밍 제어를 위한 상호협조 맵(9)을 포함한다. 특히 상기 상호협조 맵(9)은 밸브 타이밍 선도와 밸브 듀레이션 선도를 구비하며, 이들 선도의 각각은 크랭크 각(x축)과 밸브 리프트(y축)의 좌표계에서 밸브 리프트 변화 없는 크랭크 각에 대한 밸브 Open/Close 시점 이동, 추출 및 계산되는 밸브 Open 값을 각각 나타낸다.
도 3을 참조하면, 20°/70°CA(Crank Angle)(Open/Close)의 밸브 Open/Close 시점에 대해 50°/20°CA(Duration/Timing)를 듀레이션/타이밍 디폴트(Default)로 하고, 목표 듀레이션은 밸브 Open/Close 시점에 대한 밸브 듀레이션 목표 값이며, 목표 타이밍은 밸브 Open/Close 시점에 대한 밸브 Timing 목표 값이다. 이 경우 엔진(100)의 구동에 따른 엔진운전조건이 밸브 Open/Close 시점의 진각과 함께 듀레이션이 작아지는 경우로 적용할 수 있다.
도 1의 신속조건모드(S10~S20)는 하기와 같이 구현된다. 컨트롤러(7)는 제어조건판단모드(S10~S20)에 대해 S10의 밸브 Open/Close 시점 결정, S20의 타이밍 제어의 신속성 적용여부 판단으로 구분하여 수행한다. 하지만 S20의 타이밍 제어의 신속성 적용여부 판단은 신속 타이밍 제어로 특정되어져 적용여부에 대한 판단이 이루어지지 않을 수 있다.
구체적으로 S10의 밸브 Open/Close 시점이 설정된다. 이때, 상기 밸브 Open/Close 시점에 따른 Timing 시점은 밸브 최고상승위치(Peak Lift) 기준으로 설정되므로 밸브 Peak Lift 고정시 함께 고정된다. S20의 타이밍 제어의 신속성 적용여부 판단은 컨트롤러(7)에서 엔진운전조건으로 이루어질 수 있으나 기 설정됨을 적용한다. 이러한 이유는 타이밍 액추에이터(3-2)의 하드웨어 특성이 듀레이션 액추에이터(3-1)의 하드웨어 특성 대비 타이밍 제어의 응답성이 보다 빠르게 제어될 수 있고, 특히 타이밍 제어의 빠름이 밸브 Open 제어를 좌우함에 기인된다. 그러므로 엔진운전조건은 목표 타이밍의 빠른 변경으로 타이밍을 빠르게 제어할 수 있다. 또한 Timing 제어의 빠름은 듀레이션 제어에 대한 상대적인 상태이고, 일례로 타이밍 제어에 대한 타이밍 목표 추종 값 변화가 듀레이션 제어에 대한 듀레이션목표 추종 값 변화보다 빠르게 일어남을 의미한다.
그 결과 컨트롤러(7)는 순차제어모드(S30~S70) 또는 동시제어모드(S100,S110,S120-1,S120-2)를 선택한다.
이어 상기 상호협조제어모드(S30~S70)를 선택한 컨트롤러(7)는 S30의 밸브 Open/Close 시점 목표 값 결정, S40의 목표 듀레이션 결정, S50의 목표 타이밍 결정, 상호협조제어(S60~S70)를 수행한다.
구체적으로 S30의 밸브 Open/Close 시점 목표 값 결정은 밸브 Open/Close 시점에 대해 계산된다. 일례로 밸브 Open/Close 시점의 Default인 20°/70°CA(Crank Angle)(Open/Close)을 현재 밸브 Open/Close 시점으로 하여 밸브 Open/Close 목표 시점이 -10°/20°CA(Open/Close)로 변경하고자 하는 경우, 밸브 Open/Close 시점 목표 값은 -10°/20°CA(Open/Close)로 결정된다. S40의 목표 듀레이션 결정은 밸브 Open/Close 시점 목표 값에 맞춰 이루어진다.
일례로 목표 Duration 값은 -10°/20°CA(Open/Close)의 밸브 Open/Close 시점 목표 값에 대해 30°CA(Duration)으로 계산된다. S50의 목표 Timing 결정은 밸브 Open/Close 시점 목표 값과 계산된 목표 듀레이션을 함께 적용하여 이루어진다.
일례로 목표 타이밍 값이 -10°/20°CA(Open/Close)의 밸브 Open/Close 시점 목표 값에 대해 약 -25°~ -20°CA(Timing)로 산출된 경우 30°CA(Duration)의 목표 듀레이션 값이 고려됨으로써 -20°CA(Timing)으로 적용된다.
하지만 목표 타이밍에 대한 계산 값 또는 적용 값은 CVVD(1)를 구성하는 하드웨어 특히 타이밍 액추에이터(3-2)의 하드웨어 특성으로 인해 특정 값으로 한정될 수 없다. 그러므로 상기 목표 타이밍 값의 산출은 밸브 Open/Close 시점 목표 값에 따른 값이 목표 듀레이션 값에 맞춰 조정됨으로써 산출 또는 적용된다.
구체적으로 상호협조제어는 S60의 타이밍 제어(CVVT 액추에이터 제어)에 이어 S70의 Duration 제어(CVVD 액추에이터 제어)로 수행된다. 이 경우 타이밍 제어는 -10°/20°CA(Open/Close)의 밸브 Open/Close 시점 목표 값과 30°CA(Duration)의 목표 듀레이션 값에 대해 -20°CA(Timing)으로 적용된 목표 타이밍에 맞춰 이루어지고, 듀레이션 제어는 -10°/20°CA(Open/Close)의 밸브 Open/Close 시점 목표 값에 대해 30°CA(Duration)으로 계산된 목표 듀레이션에 맞춰 이루어진다.
도 4를 참조하면, 상호협조제어 결과에 따른 타이밍 제어는 도 4의 좌측과 같이 듀레이션 변화가 거의 일어나지 않은 상태에서 타이밍 제어된 후 듀레이션 제어는 도 4의 우측과 같이 Timing 제어 후 진행된다. 그 결과 목표 타이밍과 목표 듀레이션의 각각은 -20°CA(Timing)와 30°CA(Duration)에 도달됨으로써 -10°/20°CA(Open/Close)의 밸브 Open/Close 시점 목표 값 제어가 완료된다. 그러므로 순차제어는 밸브 Open/Close 시점 목표 값과 목표 듀레이션 값에 맞춰 설정된 목표 타이밍 값으로 목표 Timing을 빠르게 변경함으로써 타이밍을 빨리 제어할 수 있다.
반면 동시제어모드(S100,S110,S120-1,S120-2)를 선택한 컨트롤러(7)는 S100의 밸브 Open/Close 시점 목표 값 결정, S110의 밸브 듀레이션/타이밍 목표 값 계산, 동시제어(S120-1~S120-2)를 수행한다. 하지만 상기 동시제어모드(S100,S110,S120-1,S120-2)는 S20의 Timing 제어의 신속성 적용여부 판단이 신속한 Timing 제어로 특정된 경우 구현되지 않을 수 있다.
구체적으로 S100의 밸브 Open/Close 시점 목표 값 결정은 밸브 Open/Close 시점에 대해 계산된다.
일례로 밸브 Open/Close 시점의 Default인 20°/70°CA(Crank Angle)(Open/Close)을 현재 밸브 Open/Close 시점으로 하여 밸브 Open/Close 목표 시점이 -10°/20°CA(Open/Close)로 변경하고자 하는 경우, 밸브 Open/Close 시점 목표 값은 -10°/20°CA(Open/Close)로 결정된다. S110의 밸브 듀레이션/타이밍 목표 값 계산은 목표 듀레이션 결정과 목표 타이밍 결정이 모두 밸브 Open/Close 시점 목표 값에 맞춰 이루어진다.
일례로 목표 Duration 값은 -10°/20°CA(Open/Close)의 밸브 Open/Close 시점 목표 값에 대해 30°CA(Duration)으로 계산되고, 목표 타이밍 값도 -10°/20°CA(Open/Close)의 밸브 Open/Close 시점 목표 값에 대해 -20°CA(Timing)으로 계산된다.
구체적으로 동시제어는 S120-1의 듀레이션 제어(CVVD 액추에이터 제어)와 S120-2의 타이밍 제어(CVVT 액추에이터 제어)로 구분되어 동시에 수행된다. 이 경우 듀레이션 제어는 -10°/20°CA(Open/Close)의 밸브 Open/Close 시점 목표 값에 대해 30°CA(Duration)으로 계산된 목표 듀레이션에 맞춰 이루어지고, Timing 제어는 -10°/20°CA(Open/Close)의 밸브 Open/Close 시점 목표 값에 대해 -20°CA(Timing)으로 적용된 목표 Timing에 맞춰 이루어진다.
도 5를 참조하면, 동시제어결과에 따른 듀레이션 제어는 30°CA(Duration)에 맞춰 듀레이션 변화를 발생시키고 동시에 타이밍 제어는 -20°CA(Timing)에 맞춰 타이밍 변화를 발생시키면서 동시 진행된다. 그러므로 목표 타이밍은 -20°CA(Timing)에 대한 도달과정에서 30°CA(Duration)에 도달하는 목표 듀레이션과 연계 없이 독립적으로 수행된다. 그 결과 목표 듀레이션과 목표 타이밍의 각각은 30°CA(Duration)와 -20°CA(Timing)에 각각 도달됨으로써 -10°/20°CA(Open/Close)의 밸브 Open/Close 시점 목표 값 제어를 완료한다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 상호협조방식 CVVD 제어방법은 CVVD 시스템(1)의 동작을 위한 밸브 Open/Close 시점 결정 시 컨트롤러(7)에 의해 빠르게 신속 타이밍이 적용되면, 목표 타이밍 값이 밸브 Open/Close 시점 목표 값과 목표 듀레이션 값의 적용으로 산출되고, 타이밍 액추에이터(3-2)에 의한 타이밍 제어가 목표 타이밍 값으로 수행되어진 후 듀레이션 액추에이터(3-1)에 의한 듀레이션 제어가 목표 듀레이션 값으로 수행되어져 밸브 Open/Close 시점 목표 값에 맞춘 밸브 듀레이션/타이밍 목표 값 도달이 이루어짐으로써 듀레이션 액추에이터(3-1)와 타이밍 액추에이터(3-2)의 특성차이에서도 빠른 목표 타이밍 변경을 통해 타이밍 액추에이터(3-2)의 타이밍이 빨리 제어될 수 있다.
1 : CVVD 시스템
3-1 : 듀레이션 액추에이터 3-2 : 타이밍 액추에이터
5 : 동시 작동 기구 7 : 컨트롤러
9 : 상호협조 맵
100 : 엔진 110 : 캠 샤프트
120-1 : 흡기 밸브 120-2 : 배기 밸브

Claims (11)

  1. 컨트롤러에 의한 CVVD(Continuously Variable Valve Duration)시스템의 신속타이밍의 적용 시 타이밍제어가 듀레이션 제어와 연계되고, 밸브 Open/Close 시점 목표 값에 맞춘 밸브 듀레이션/타이밍 목표 값 도달이 이루어지는 상호협조제어;가 구현되며,
    상기 적용은 밸브 Open/Close 시점의 결정 시 이루어지고, 상기 연계는 상기 타이밍 제어의 목표 타이밍 값이 상기 듀레이션 제어의 목표 듀레이션 값을 이용하는 것을 특징으로 하는 상호협조방식 CVVD 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 신속 타이밍은 설정조건으로 적용되는 것을 특징으로 하는 상호협조방식 CVVD 제어방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 신속 타이밍은 상기 듀레이션 제어에 대한 상기 타이밍 제어의 결과로 판단되는 것을 특징으로 하는 상호협조방식 CVVD 제어방법.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 상호협조제어는, (A) 밸브 Open/Close 시점에 따라 결정된 상기 밸브 Open/Close 시점 목표 값에 맞춰 상기 듀레이션 제어의 목표 듀레이션 값이 산출되는 단계, (B) 상기 밸브 Open/Close 시점 목표 값과 상기 목표 듀레이션 값에 맞춰 상기 타이밍 제어의 목표 타이밍 값이 산출되는 단계, (C) 타이밍 액추에이터에 의한 상기 타이밍 제어가 상기 목표 타이밍 값으로 이루어지는 단계, (D) 상기 타이밍 제어에 이어 듀레이션 액추에이터에 의한 상기 듀레이션 제어가 상기 목표 듀레이션 값으로 이루어지는 단계; (E) 상기 목표 타이밍 값과 상기 목표 듀레이션 값으로 상기 밸브 듀레이션/타이밍 목표 값 도달이 이루어지는 단계;
    로 구현되는 것을 특징으로 하는 상호협조방식 CVVD 제어방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 목표 타이밍 값은 상기 밸브 Open/Close 시점 목표 값에 따른 값이 상기 목표 듀레이션 값에 맞춰 조정되어 산출되는 것을 특징으로 하는 상호협조방식 CVVD 제어방법.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 목표 타이밍 값은 상기 타이밍 액추에이터의 하드웨어 특성에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 상호협조방식 CVVD 제어방법.

  8. 청구항 1에 있어서, 상기 신속 타이밍이 적용되지 않으면 상기 밸브 듀레이션/타이밍 목표 값 도달은 동시제어로 구현되는 것을 특징으로 하는 상호협조방식 CVVD 제어방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 동시제어는, (F) 밸브 Open/Close 시점에 따라 결정된 상기 밸브 Open/Close 시점 목표 값에 맞춰 상기 듀레이션 제어의 목표 듀레이션 값과 상기 타이밍 제어의 목표 타이밍 값이 각각 산출되는 단계, (G) 듀레이션 액추에이터에 의한 상기 듀레이션 제어가 상기 목표 듀레이션 값으로 이루어지고 동시에 타이밍 액추에이터에 의한 상기 타이밍 제어가 상기 목표 타이밍 값으로 이루어지는 단계, (H) 상기 목표 타이밍 값과 상기 목표 듀레이션 값으로 상기 밸브 듀레이션/타이밍 목표 값 도달이 이루어지는 단계;
    로 구현되는 것을 특징으로 하는 상호협조방식 CVVD 제어방법.
  10. 밸브 Open/Close 시점 결정 시 적용된 신속 타이밍을 위해 목표 타이밍 값이 밸브 Open/Close 시점 목표 값과 목표 듀레이션 값의 적용으로 산출되고, 타이밍 액추에이터에 의한 타이밍 제어가 목표 타이밍 값으로 수행되어진 후 듀레이션 액추에이터에 의한 듀레이션 제어가 목표 듀레이션 값으로 수행되어져 상기 밸브 Open/Close 시점 목표 값에 맞춰 밸브 듀레이션/타이밍 목표 값을 도달시켜 주는 컨트롤러;
    밸브 타이밍 선도와 밸브 듀레이션 선도를 구비하여 상기 컨트롤러에 연계된 순차순위 맵;
    이 포함되는 것을 특징으로 하는 CVVD 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 듀레이션 액추에이터와 상기 타이밍 액추에이터의 각각은 동시작동기구에 연계되고, 상기 동시작동기구는 엔진의 흡기 밸브와 배기 밸브를 개폐하는 캠 샤프트에 연계된 것을 특징으로 하는 CVVD 시스템.
KR1020170082572A 2017-06-29 2017-06-29 상호협조방식 cvvd 제어방법 및 cvvd 시스템 KR102298882B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170082572A KR102298882B1 (ko) 2017-06-29 2017-06-29 상호협조방식 cvvd 제어방법 및 cvvd 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170082572A KR102298882B1 (ko) 2017-06-29 2017-06-29 상호협조방식 cvvd 제어방법 및 cvvd 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190002117A KR20190002117A (ko) 2019-01-08
KR102298882B1 true KR102298882B1 (ko) 2021-09-07

Family

ID=65021037

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170082572A KR102298882B1 (ko) 2017-06-29 2017-06-29 상호협조방식 cvvd 제어방법 및 cvvd 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102298882B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000073800A (ja) 1998-08-28 2000-03-07 Hitachi Ltd 電磁駆動式吸排気バルブを備えたエンジンの制御装置
JP3785464B2 (ja) 2003-03-24 2006-06-14 よこはまティーエルオー株式会社 内燃機関の可変動弁装置とその制御方法および油圧アクチュエータ
US20060124091A1 (en) 2004-12-15 2006-06-15 Denso Corporation Variable valve control apparatus for internal combustion engine
US20150252695A1 (en) 2014-03-07 2015-09-10 Electro-Motive Diesel, Inc. Engine control system having quick-open valve timing

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101326818B1 (ko) 2011-12-07 2013-11-11 현대자동차주식회사 연속 가변 밸브 듀레이션 장치
KR101807016B1 (ko) * 2015-09-21 2017-12-08 현대자동차 주식회사 연속 가변 밸브 듀레이션 엔진의 밸브 타이밍 제어 시스템 및 방법
KR101776741B1 (ko) * 2015-12-10 2017-09-08 현대자동차 주식회사 연속 가변 밸브 듀레이션 엔진의 밸브 타이밍 제어 시스템 및 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000073800A (ja) 1998-08-28 2000-03-07 Hitachi Ltd 電磁駆動式吸排気バルブを備えたエンジンの制御装置
JP3785464B2 (ja) 2003-03-24 2006-06-14 よこはまティーエルオー株式会社 内燃機関の可変動弁装置とその制御方法および油圧アクチュエータ
US20060124091A1 (en) 2004-12-15 2006-06-15 Denso Corporation Variable valve control apparatus for internal combustion engine
US20150252695A1 (en) 2014-03-07 2015-09-10 Electro-Motive Diesel, Inc. Engine control system having quick-open valve timing

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190002117A (ko) 2019-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7975668B2 (en) Spark timing and control during transitions between spark ignited combustion and homogenous charge compression ignition
US7472686B2 (en) Control apparatus and method and engine control unit for internal combustion engine
US7729844B2 (en) HCCI combustion moding state control for fuel economy and seamless transitions
KR20070011267A (ko) 유니버셜 밸브 기어 시스템과 가변 압축 기구를 구비한내연 기관을 제어하는 장치 및 방법
WO2005098554A1 (ja) 制御装置
KR100632416B1 (ko) 내부 연소 엔진의 밸브 활성화 제어 장치
US7121238B2 (en) Intake valve control system and method for internal combustion engine
US11118516B2 (en) Method for controlling and/or regulating the operation of an internal combustion engine
JP4425152B2 (ja) 制御装置
US9222432B2 (en) Path planning during combustion mode switch
CN108571389B (zh) 内燃机的控制装置
KR102298882B1 (ko) 상호협조방식 cvvd 제어방법 및 cvvd 시스템
JP4598474B2 (ja) プラントの制御装置
JP4629488B2 (ja) プラントを制御する制御装置
US10107210B2 (en) Method for switching, in an efficiency-optimized manner, a four-stroke internal combustion engine including a plurality of cylinders and a fully variable valve train between a full cylinder operation and a partial cylinder operation
KR102298883B1 (ko) 우선순위방식 cvvd 제어방법 및 cvvd 시스템
KR102286921B1 (ko) 순차순위방식 cvvd 제어방법 및 cvvd 시스템
JP4306586B2 (ja) 内燃機関のバルブ特性制御装置
JP5273306B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP2009228481A (ja) エンジンの制御装置
JP4300359B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP2010159683A (ja) 内燃機関
JP4556816B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP6006178B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP4165235B2 (ja) 内燃機関の吸気弁駆動制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant