KR102580383B1 - Cvvd 엔진 탑재 차량의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 배기 관련 온도를 모니터링하는 단계; 상기 배기 관련 온도가 소정의 기준온도를 초과하는지 판단하는 단계; 상기 배기 관련 온도가 상기 기준온도를 초과하면, CVVD 학습이 완료된 상태인지 판단하는 단계; CVVD 학습이 완료되지 않은 경우, 소정의 CVVD 학습조건을 충족하는지 판단하는 단계; 상기 CVVD 학습조건이 충족되면, CVVD 학습을 수행하는 단계를 포함하여 구성된다.

Description

CVVD 엔진 탑재 차량의 제어방법{CONTROL METHOD FOR VEHICLE WITH CVVD ENGINE}

본 발명은 CVVD 엔진을 탑재한 차량의 제어 기술에 관한 것이다.

CVVD(Continuous Variable Valve Duration) 장치를 장착한 엔진은 밸브의 개방시간을 연속적으로 가변시킬 수 있어서, 엔진의 운전 상태에 따른 최적의 흡배기를 구현함에 의해, 엔진의 연비, 출력 성능 및 배기 오염물질 저감 성능 등과 같은 엔진의 전반적인 성능 향상을 도모할 수 있다.

CVVD 장치는 엔진 작동 시, 밸브의 위치를 학습하고, 이 학습 결과를 바탕으로 제어가 이루어지도록 되어 있다.

따라서, CVVD 장치가 구비된 엔진은 항상 적절한 CVVD 장치의 학습이 이루어져 있어야 하며, 만약 학습이 적절히 이루어지지 못한 상태에서 엔진이 운전되면, 공연비의 적절한 제어가 이루어지기 어려워, 엔진의 과열 및 촉매 컨버터 손상 등의 문제가 발생할 수 있다.

종래의 엔진은 상기와 같은 엔진의 과열이나 촉매 컨버터 손상의 우려가 있는 경우에, 강제로 공연비를 농후하게 제어함으로써, 배기가스의 온도를 낮추는 COP(Component Protection) 제어를 수행하는데, 이러한 COP 제어가 수행되면, 차량의 연비가 저하되고, 배기 유해물질이 증가하는 문제가 초래될 수 있다.

상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 10-2017-0034695 A KR 10-1967461 B1 KR 10-2020-0022615 A

본 발명은 CVVD 엔진을 탑재한 차량에서, CVVD의 학습 불량으로 인한 엔진의 비정상적인 운전 상황이 발생하면, 가급적 CVVD의 학습이 수행될 수 있도록 함으로써, 궁극적으로 차량의 배기 유해 물질을 저감시키고, 연비를 향상시킬 수 있도록 한 CVVD 엔진 탑재 차량의 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 CVVD 엔진 탑재 차량의 제어방법은,

엔진의 배기 관련 온도를 모니터링하는 단계;

상기 배기 관련 온도가 소정의 기준온도를 초과하는지 판단하는 단계;

상기 배기 관련 온도가 상기 기준온도를 초과하면, CVVD 학습이 완료된 상태인지 판단하는 단계;

CVVD 학습이 완료되지 않은 경우, 소정의 CVVD 학습조건을 충족하는지 판단하는 단계;

상기 CVVD 학습조건이 충족되면, CVVD 학습을 수행하는 단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 엔진의 배기 관련 온도는, 엔진의 배기가스 온도 또는 촉매 컨버터의 온도 중 어느 하나일 수 있다.

상기 CVVD 학습조건은

엔진 회전수가 소정의 기준회전수 이상이고;

엔진이 퓨얼컷(Fuel Cut) 상태이며;

엔진 냉각수온이 소정의 기준수온 이상이고;

CVVD 장치를 구동하는 모터의 제어에 에러가 없으며;

상기 모터로 공급되는 전기를 저장하고 있는 배터리의 전압이 소정의 기준전압 이상인 경우에 충족될 수 있다.

상기 CVVD 학습조건이 충족되지 않는 경우,

CVVD의 학습을 강제로 시도하는 단계;

를 더 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 CVVD 엔진 탑재 차량의 제어방법은,

엔진의 COP 제어 빈도를 모니터링하는 단계;

엔진의 COP 제어 빈도가 소정의 기준수준을 초과하는지 판단하는 단계;

상기 COP 제어 빈도가 상기 기준수준을 초과하면, CVVD 학습이 완료된 상태인지 판단하는 단계;

CVVD 학습이 완료되지 않은 경우, 소정의 CVVD 학습조건을 충족하는지 판단하는 단계;

상기 CVVD 학습조건이 충족되지 않으면, CVVD 학습을 강제로 시도하는 단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 CVVD 학습조건은

엔진 회전수가 소정의 기준회전수 이상이고;

엔진이 퓨얼컷(Fuel Cut) 상태이며;

엔진 냉각수온이 소정의 기준수온 이상이고;

CVVD 장치를 구동하는 모터의 제어에 에러가 없으며;

상기 모터로 공급되는 전기를 저장하고 있는 배터리의 전압이 소정의 기준전압 이상인 경우에 충족될 수 있다.

상기 CVVD 학습조건이 충족되면, CVVD 학습을 수행하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명은 CVVD 엔진을 탑재한 차량에서, CVVD의 학습 불량으로 인한 엔진의 비정상적인 운전 상황이 발생하면, CVVD의 학습이 수행될 수 있도록 함으로써, 궁극적으로 차량의 배기 유해 물질을 저감시키고, 연비를 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 CVVD 엔진의 구성을 예시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 CVVD 엔진 탑재 차량의 제어방법의 제1실시예를 도시한 순서도,
도 3은 본 발명에 따른 CVVD 엔진 탑재 차량의 제어방법의 제2실시예를 도시한 순서도이다.

본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있으므로 특정실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 CVVD 엔진의 구성을 예시한 것으로서, 엔진(1)에는 CVVD 장치(3)가 구비되어 있으며, 상기 엔진(1)의 배기가스는 촉매 컨버터(5)를 통해 정화되어 대기중으로 방출되고, 상기 엔진(1)은 엔진 제어기(7)에 의해 제어되며, 상기 CVVD 장치(3)는 CVVD 제어기(9)에 의해 제어되고, 상기 CVVD 제어기(9)는 상기 엔진 제어기(7)로부터 지시를 받도록 연결되며, 상기 CVVD 제어기(9)의 제어신호는 상기 CVVD 장치(3)의 모터(11)로 전달되도록 구성되어 있다.

따라서, 상기 엔진 제어기(7)는 차량의 주행 상태에 따라 상기 CVVD 제어기(9)에 원하는 밸브 듀레이션을 설정하기 위한 제어 신호를 인가하고, 상기 CVVD 제어기(9)는 상기 엔진 제어기(7)의 지시에 따라 상기 모터(11)를 제어하여 엔진 밸브의 듀레이션을 조절할 수 있다.

상기 CVVD 제어기(9)는 상기 엔진 제어기(7)의 지시에 따라 또는 자체적으로 상기 CVVD 장치(3)의 학습을 수행할 수 있도록 구성될 수 있는 바, 이하의 본 발명의 제어방법은 CVVD 제어기(9) 또는 엔진 제어기(7)에서 수행되도록 구성할 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명 CVVD 엔진 탑재 차량의 제어방법의 제1실시예는, 엔진의 배기 관련 온도를 모니터링하는 단계(S10); 상기 배기 관련 온도가 소정의 기준온도를 초과하는지 판단하는 단계(S20); 상기 배기 관련 온도가 상기 기준온도를 초과하면, CVVD 학습이 완료된 상태인지 판단하는 단계(S30); CVVD 학습이 완료되지 않은 경우, 소정의 CVVD 학습조건을 충족하는지 판단하는 단계(S40); 상기 CVVD 학습조건이 충족되면, CVVD 학습을 수행하는 단계(S50); 상기 CVVD 학습조건이 충족되지 않는 경우, CVVD의 학습을 강제로 시도하는 단계(S60)를 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명은 상기 엔진의 배기 관련 온도가 상기 기준온도를 초과하는 상황이고, CVVD 학습이 완료되지 않은 경우에는, 상기 CVVD 학습조건이 충족되면, CVVD 학습을 수행하도록 하고, 비록 상기 CVVD 학습조건이 충족되지 않더라도, CVVD 학습을 강제로 시도하도록 하여, 가급적 CVVD의 학습이 수행될 수 있도록 함에 의해, 정상적인 CVVD 작동을 도모함으로써, 엔진의 유해 배기 물질을 저감하고, 차량의 연비를 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.

상기 엔진의 배기 관련 온도는, 엔진의 배기가스 온도 또는 촉매 컨버터(5)의 온도 중 어느 하나일 수 있다.

즉, 본 발명을 수행하는 컨트롤러는 배기가스 온도 모델 등을 계산하여, 현재 엔진 배기가스의 온도를 추정하고, 그 온도가 상기 기준온도를 초과하는지 판단할 수 있는 것이며, 이를 대신하여, 촉매 컨버터(5)의 온도를 모니터링하다가 그 온도가 상기 기준온도를 초과하는지를 판단할 수도 있는 것이다.

물론, 상기 촉매 컨버터(5)의 온도도 직접 온도센서를 통해 감지할 수 있도록 할 수도 있으나, 촉매온도 모델을 이용하여 추정된 모델온도를 사용할 수도 있을 것이다.

여기서, 상기 기준온도는 CVVD 학습 불량 또는 미완료 상태에 기인한 엔진의 이상 연소로 인해, 상기 배기 관련 온도가 촉매 컨버터(5) 등의 손상을 초래할 수 있는 위험이 있는 수준으로 설정될 수 있을 것이며, 실질적으로는 다수의 실험 및 해석에 의해 설계적으로 결정될 수 있는 바, 예컨대 900℃ 등과 같이 설정될 수 있을 것이다.

상기 CVVD 학습조건은 엔진 회전수가 소정의 기준회전수 이상이고; 엔진이 퓨얼컷(Fuel Cut) 상태이며; 엔진 냉각수온이 소정의 기준수온 이상이고; CVVD 장치(3)를 구동하는 모터의 제어에 에러가 없으며; 상기 모터로 공급되는 전기를 저장하고 있는 배터리의 전압이 소정의 기준전압 이상인 경우에 충족되도록 할 수 있다.

즉, 상기 CVVD 학습조건은 차량이 타력 주행 상태로서, 엔진의 퓨얼컷이 진행되고 있어서 CVVD 학습에 의해 밸브의 개폐가 연소실의 상황과 무관하게 이루어져도 지장이 없는 상태이어야 하면서도, 엔진의 회전은 이루어지고 있어야 하며, CVVD 장치(3)의 구동에 지장이 없도록 CVVD의 모터의 제어에 에러가 없고, 배터리 전압이 충분해야 하는 것이다.

따라서, 상기 기준회전수는 예컨대 엔진의 아이들 회전수 등과 같이 설정될 수 있을 것이며, 상기 기준수온은 엔진의 정상적인 운전상태를 추정할 수 있도록 예컨대 80℃ 등과 같이 설정될 수 있을 것이며, 상기 기준전압은 예컨대 12.5V 등과 같이 설정될 수 있을 것이다.

또한, 상기 모터의 제어에 에러가 없다는 것은, 현재까지 CVVD의 모터를 제어하는 과정에서 별도로 에러가 발생하여 에러코드가 저장되어 있거나 하여, CVVD 모터에 어떤 문제가 잠재하는 것으로 판단되는 상황이 아닌 상태라는 것을 의미하는 것이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 CVVD 학습조건이 충족되면, 상기 CVVD 학습을 수행하는 단계를 수행하여, CVVD의 상태를 정상화하게 된다.

또한, 본 발명은 상술한 바와 같이 비록 상기 CVVD 학습조건이 만족하지 않는 경우라고 하더라도, 상기와 같이 배기 관련 온도가 상기 기준온도 이상으로 높아서, 엔진 제어기(7)가 COP 제어를 반복함에 따라, 연비가 저하되고 배기 유해물질이 증가하게 되는 상황을 극복하기 위해, CVVD 학습을 강제로 시도함에 의해 가급적 CVVD의 학습 상태를 확보할 수 있도록 하는 것이다.

도 3을 참조하면, 본 발명 CVVD 엔진 탑재 차량의 제어방법의 제2실시예는, 엔진의 COP 제어 빈도를 모니터링하는 단계(S110); 엔진의 COP 제어 빈도가 소정의 기준수준을 초과하는지 판단하는 단계(S120); 상기 COP 제어 빈도가 상기 기준수준을 초과하면, CVVD 학습이 완료된 상태인지 판단하는 단계(S130); CVVD 학습이 완료되지 않은 경우, 소정의 CVVD 학습조건을 충족하는지 판단하는 단계(S140); 상기 CVVD 학습조건이 충족되지 않으면, CVVD 학습을 강제로 시도하는 단계(S150)를 포함하여 구성된다.

즉, 본 실시예에서는 엔진의 COP 제어 빈도가 상기 기준수준을 초과하는 경우에, 현재 엔진은 비정상적인 운전 상태임을 파악하고, 이것이 CVVD의 학습 불량에 의해 기인된 것으로 추정하여, CVVD 학습이 완료된 상태인지를 점검한 후, CVVD 학습이 완료되지 않은 경우, 상기 제1실시예와 마찬가지로 CVVD 학습조건을 충족하지 못하더라도, CVVD 학습을 강제로 시도해 봄으로써, 가급적 CVVD의 학습이 이루어지도록 하여, 궁극적으로 정상적인 엔진 작동 상태의 회복으로 엔진의 배기 유해물질을 저감하고, 차량의 연비를 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.

여기서, 상기 엔진의 COP 제어 빈도를 비교하여 판단하기 위한 상기 기준수준은 상기한 바와 같이 엔진의 비정상적인 운전 상태를 확인할 수 있는 수준으로 설정되는 것이 타당하며, 다수의 실험 및 해석에 의해 CVVD 학습이 완료되지 못한 비정상적인 엔진 운전 상태를 확인할 수 있도록 설정되고, 예컨대 상기 기준수준은 분당 3회 등과 같이 설정될 수 있을 것이다.

물론, 본 실시예에서도 상기 CVVD 학습조건이 충족되는 경우에는 CVVD 학습을 수행하는 단계(S160)를 수행하도록 한다.

한편, 상기 CVVD 학습조건은 상기 제1실시예와 마찬가지로, 엔진 회전수가 상기 기준회전수 이상이고; 엔진이 퓨얼컷(Fuel Cut) 상태이며; 엔진 냉각수온이 상기 기준수온 이상이고; CVVD 장치(3)를 구동하는 모터의 제어에 에러가 없으며; 상기 모터로 공급되는 전기를 저장하고 있는 배터리의 전압이 상기 기준전압 이상인 경우에 충족되는 것으로 할 수 있을 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1; 엔진
3; CVVD 장치
5; 촉매 컨버터
7; 엔진 제어기
9; CVVD 제어기
11; 모터

Claims (7)

1. 엔진의 배기 관련 온도를 모니터링하는 단계;
   상기 배기 관련 온도가 소정의 기준온도를 초과하는지 판단하는 단계;
   상기 배기 관련 온도가 상기 기준온도를 초과하면, CVVD 학습이 완료된 상태인지 판단하는 단계;
   CVVD 학습이 완료되지 않은 경우, 소정의 CVVD 학습조건을 충족하는지 판단하는 단계;
   상기 CVVD 학습조건이 충족되면, CVVD 학습을 수행하는 단계;
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 CVVD 엔진 탑재 차량의 제어방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 엔진의 배기 관련 온도는, 엔진의 배기가스 온도 또는 촉매 컨버터의 온도 중 어느 하나인 것
   을 특징으로 하는 CVVD 엔진 탑재 차량의 제어방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 CVVD 학습조건은
   엔진 회전수가 소정의 기준회전수 이상이고;
   엔진이 퓨얼컷(Fuel Cut) 상태이며;
   엔진 냉각수온이 소정의 기준수온 이상이고;
   CVVD 장치를 구동하는 모터의 제어에 에러가 없으며;
   상기 모터로 공급되는 전기를 저장하고 있는 배터리의 전압이 소정의 기준전압 이상인 경우에 충족되는 것
   을 특징으로 하는 CVVD 엔진 탑재 차량의 제어방법.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 CVVD 학습조건이 충족되지 않는 경우,
   CVVD의 학습을 강제로 시도하는 단계;
   를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 CVVD 엔진 탑재 차량의 제어방법.
5. 엔진의 COP 제어 빈도를 모니터링하는 단계;
   엔진의 COP 제어 빈도가 소정의 기준수준을 초과하는지 판단하는 단계;
   상기 COP 제어 빈도가 상기 기준수준을 초과하면, CVVD 학습이 완료된 상태인지 판단하는 단계;
   CVVD 학습이 완료되지 않은 경우, 소정의 CVVD 학습조건을 충족하는지 판단하는 단계;
   상기 CVVD 학습조건이 충족되지 않으면, CVVD 학습을 강제로 시도하는 단계;
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 CVVD 엔진 탑재 차량의 제어방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 CVVD 학습조건은
   엔진 회전수가 소정의 기준회전수 이상이고;
   엔진이 퓨얼컷(Fuel Cut) 상태이며;
   엔진 냉각수온이 소정의 기준수온 이상이고;
   CVVD 장치를 구동하는 모터의 제어에 에러가 없으며;
   상기 모터로 공급되는 전기를 저장하고 있는 배터리의 전압이 소정의 기준전압 이상인 경우에 충족되는 것
   을 특징으로 하는 CVVD 엔진 탑재 차량의 제어방법.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 CVVD 학습조건이 충족되면, CVVD 학습을 수행하는 단계를 포함하여 구성된 것
   을 특징으로 하는 CVVD 엔진 탑재 차량의 제어방법.
   
   
   
   

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