KR19990051284A - Variable Intake System for Automotive - Google Patents

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KR19990051284A
KR19990051284A KR1019970070571A KR19970070571A KR19990051284A KR 19990051284 A KR19990051284 A KR 19990051284A KR 1019970070571 A KR1019970070571 A KR 1019970070571A KR 19970070571 A KR19970070571 A KR 19970070571A KR 19990051284 A KR19990051284 A KR 19990051284A
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KR1019970070571A
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Inventor
김영수
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홍종만
삼성자동차 주식회사
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Abstract

본 발명은 자동차 가변흡기 시스템에 관한 것으로 흡기매니폴드(4)의 보조흡기통로(6)를 개폐하도록 제공된 파워밸브(7)와, 파워밸브를 작동시키는 액튜에이터(12), 엔진의 흡기행정시 상기 흡기매니폴드에 발생하는 부압을 저장하도록 서지탱크(3)에 연통된 진공탱크(11), 엔진 회전속도에 따라 상기 파워밸브를 작동시키기 위하여 액튜에이터(12)를 진공탱크의 부압과 대기압중 어느 하나와 연통되게 하는 솔레노이드밸브(10)와, 별도의 전자제어유니트로부터 입력된 엔진회전에 응답하여 솔레노이드밸브(10) 구동신호를 출력하여 진공탱크의 부압에 연동하여 액튜에이터(12)를 작동시키도록 하는 제어수단을 포함하여 구성됨으로써, 기존의 전자제어유니트를 구비한 차량에 그 로직을 변경하지 않고 추가적으로 간편하게 장착하여 자동차의 흡기량을 제어할 수 있으며, 따라서 전자제어유니트의 부하를 감소시키고 고속회전영역에서 자동차 출력향상효과를 용이하게 얻을 수 있고, 기존의 전자제어유니트의 로직을 이용하지 않는 별도의 컨트롤유니트를 사용함으로써 배기량등 차종에 구애됨이 없이 적용할 수 있어서 전자제어유니트에 가변흡기를 위한 로직을 설정하지 않아도 되므로 차량의 엔진개발시 테스트등을 보다 용이하게 수행할 수 있는 장점이 있다.The present invention relates to a vehicle variable intake system, a power valve (7) provided to open and close an auxiliary intake passage (6) of an intake manifold (4), an actuator (12) for operating the power valve, and the intake stroke of the engine. The vacuum tank 11 connected to the surge tank 3 to store the negative pressure generated in the intake manifold, the actuator 12 to operate the power valve in accordance with the engine rotational speed of any one of the negative pressure and atmospheric pressure of the vacuum tank. And a solenoid valve 10 to communicate with the engine, and outputs a driving signal of the solenoid valve 10 in response to engine rotation input from a separate electronic control unit to operate the actuator 12 in conjunction with the negative pressure of the vacuum tank. By including the control means, the vehicle equipped with the existing electronic control unit can be easily additionally mounted without changing its logic to control the intake of the vehicle. Therefore, it is possible to reduce the load of the electronic control unit and to easily obtain the effect of improving the output of the car in the high-speed rotation range, and by using a separate control unit that does not use the logic of the existing electronic control unit. Since it can be applied without particularity, it is not necessary to set the logic for the variable intake in the electronic control unit, and thus there is an advantage that it is easier to perform tests when developing the engine of the vehicle.

Description

자동차용 가변흡기 시스템Variable Intake System for Automotive

본 발명은 자동차용 가변흡기 시스템에 관한 것으로, 특히 전자적으로 엔진을 제어하는 전자제어유니트(CPU)의 로직을 이용하지 않고 차속에 따라 대응하여 필요한 공기흡기량을 컨트롤유니트로 간편하게 자동제어하도록 하는 가변흡기 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable intake system for automobiles, and more particularly, to a variable intake system for easily and automatically controlling a necessary air intake amount according to a vehicle speed without using logic of an electronic control unit (CPU) that electronically controls an engine. It's about the system.

종래 자동차용 내연기관에 있어서, 저속과 중속 및 고속에 이르는 엔진회전수에 적합한 공연비를 얻도록 흡기량을 가변적으로 증가시키기 위하여 도 1에 도시된 바와같이 에어클리너(1)를 통해 필터링된 공기 공급은 스로틀밸브가 제공된 슬로틀바디(2)와 서지탱크(3) 및 흡기매니폴드(4)을 통하여 엔진의 각 실린더로 유입된다. 이러한 흡기매니폴드은 흡기통로가 주흡기통로(5)와 보조흡기통로(6)로 구성되고 보조흡기통로(6)를 엔진회전수에 따라 개폐시켜 엔진 실린더로 유입되는 흡기량을 제어하도록 파워밸브(7)가 제공되어 있다. 상기 주흡기통로(5)는 엔진의 전회전수에 걸쳐 스로틀밸브(8)에 의해 개폐가 제어되며, 엔진의 고속회전에 요구되는 흡기량의 증가를 충족시키기 위하여 보조흡기통로(6)를 적절하게 개폐시키도록 하며, 주흡기통로는 가늘고 길게 형성되어 흡기관성이 바람직하게 작용되도록 하여 토크를 향상시키고, 엔진회전수가 고속일 때 흡기량 증가가 그에 신속하게 응답되도록 흡기저항이 감소되게 굵고 짧게 형성되어 있다.In a conventional automotive internal combustion engine, the air supply filtered through the air cleaner 1 as shown in FIG. 1 in order to variably increase the amount of intake so as to obtain an air-fuel ratio suitable for engine speeds ranging from low speed to medium speed and high speed is A throttle valve is introduced into each cylinder of the engine through the provided throttle body 2 and the surge tank 3 and the intake manifold 4. The intake manifold is a power valve (7) so that the intake passage is composed of the main intake passage (5) and the auxiliary intake passage (6) to control the intake air flow into the engine cylinder by opening and closing the auxiliary intake passage (6) in accordance with the engine speed ) Is provided. The main intake passage 5 is controlled to be opened and closed by the throttle valve 8 over the entire rotational speed of the engine, and appropriately opens and closes the auxiliary intake passage 6 to satisfy an increase in the amount of intake required for high speed rotation of the engine. The main intake passage is formed thin and long so that the intake pipe is preferably operated to improve torque, and is formed thick and short so that the intake resistance decreases so that the increase in the intake amount is quickly responded to it when the engine speed is high.

이와같이 엔진 속도에 따라 연동하여 보조흡기통로(6)의 개폐도를 제어하기 위하여 도 1 및 도 2에 도시된 바와같이 보조흡기통로(6)에 파워밸브(7)를 장착하고 자동차의 전자제어유니트(9)에 의해 제어되는 솔레노이드밸브(10)로 대기압과 서지탱크에 연통된 진공탱크(11)의 부압을 이용하여 액튜에이터(12)를 엔진회전수에 따라 작동시켜 파워밸브(7)를 구동시킴으로써 보조흡기통로를 개폐시키도록 구성되어 있다.In this way, in order to control the opening and closing of the auxiliary intake passage (6) in conjunction with the engine speed, as shown in Fig. 1 and 2 equipped with a power valve (7) in the auxiliary intake passage (6) and the electronic control unit of the vehicle By operating the actuator 12 in accordance with the engine speed using the solenoid valve 10 controlled by (9) and the atmospheric pressure and the negative pressure of the vacuum tank 11 in communication with the surge tank to drive the power valve (7) It is configured to open and close the auxiliary intake passage.

상기 솔레노이드밸브(10)는 전자제어유니트(9)에 의해 제어되며, 전자제어유니트(9)는 도면에 도시하지 않았지만 차량의 엔진회전수 검출센서와 엔진부하상태 검출센서, 엔진의 공연비 검출센서 및 수온센서등과 같이 다수의 센서들로 부터 입력된 데이터들로 부터 현재 엔진출력 및 배기가스의 오염물질 배출을 최소로 하도록 하는 최적의 흡기량 및 연료공급 및 점화시기등을 제어한다. 특히, 입력되는 엔진의 회전수를 미리 설정된 시간 간격으로 체크하고 기준값과 비교하여 미리 설정된 회전수범위를 넘으면 프로그램된 바에 따라 전기적 제어신호를 솔레노이드밸브(10)에 출력하여 흡기량을 최적상태로 공급하도록 솔레노이드밸브(10)를 제어한다. 도면에서 미설명 부호 13는 밧데리 전원이다.The solenoid valve 10 is controlled by the electronic control unit 9, the electronic control unit 9 is not shown in the figure, but the engine speed detection sensor, the engine load state detection sensor of the vehicle, the air-fuel ratio detection sensor of the engine and From the data inputted from multiple sensors such as water temperature sensors, it controls the optimal intake, fuel supply and ignition timing to minimize the emission of pollutants in the current engine output and exhaust gas. In particular, the rotation speed of the input engine is checked at a predetermined time interval, and when compared with a reference value, and exceeds a preset speed range, an electrical control signal is output to the solenoid valve 10 as programmed so that the intake air is optimally supplied. The solenoid valve 10 is controlled. In the figure, reference numeral 13 denotes a battery power source.

그러나, 상기와 같은 종래의 가변흡기 시스템에서는 흡기량을 가변시키기 위한 제어신호를 전자제어유니트(9)에서 발생하도록 함에 따라 가변흡기가 적용되는 엔진회전수인지를 계속하여 체크하는 루틴을 반복수행하야 하므로 해당 마이크로 프로세서의 부하를 빼앗기게 되고 마이크로 프로세서에는 항상 다량의 부하가 걸리게 되어 있어서, 특히 배기가스 규제가 아닌 출력향상을 위하여 엔진회전수에 따라 가변적으로 흡기량을 조절하는 가변흡기 시스템의 제공은 엔진개발과정에서 고려하기 어려운 문제이다.However, in the conventional variable intake system as described above, as the control signal for varying the intake amount is generated in the electronic control unit 9, a routine of continuously checking whether the engine speed to which the variable intake is applied should be repeatedly performed. The microprocessor is deprived of load and the microprocessor is always loaded with a large amount of load. In particular, the provision of a variable intake system that variably adjusts the intake air amount according to the engine speed in order to improve output rather than exhaust gas regulation is an engine development. This is a difficult problem to consider in the process.

또한, 엔진개발시에 시험과정을 거쳐 엔진에 최적의 제어로직을 전자제어유니트에 셋팅하여 엔진제어시스템을 모듈화하여 자동차 패밀리기종을 같이 개발하게 되는데, 이때 배기량별 출력에 따라 자동차에 가변흡기시스템을 적용하는 경우와 적용하지 않는 경우가 있게 되며 그에 따라 차량마다 전자제어유니트에 최적의 제어로직 프로그램셋팅을 달리해야 하므로 그에 따른 인력과 장비 및 작업시간이 많이 소요되어 생산성의 저하를 초래하는 문제가 있다.In addition, the engine control system is modularized by setting the optimum control logic in the engine through the testing process during engine development and developing the car family model together.In this case, the variable intake system is applied to the vehicle according to the output of each displacement. In this case, the optimum control logic program setting is required for each electronic control unit according to the vehicle, which requires a lot of manpower, equipment, and work time, resulting in a decrease in productivity.

본 발명은 상술한 종래의 자동차용 가변흡기 시스템에 대한 문제를 해소하기 위하여 차종에 관계없이 전자제어유니트의 로직을 이용하지 않고 엔진회전수에 따라 연동하여 가변적으로 실린더로 공급되는 흡기량을 제어하는 가변흡기 시스템의 제공을 목적으로 한다.The present invention is a variable to control the amount of intake supplied to the cylinder variably in accordance with the engine speed without using the logic of the electronic control unit to solve the problem of the conventional variable intake system for vehicles described above An object of the present invention is to provide an intake system.

또한, 본 발명은 엔진회전수에 연동하여 흡기매니폴드의 보조흡기통로를 개폐하도록 파워밸브를 작동시키는 액튜에이터를 엔진의 흡기행정시 흡기관에 발생되는 부압을 이용하여 솔레노이드밸브로 제어하며, 기존의 자동차에서 전자제어유니트의 프로그램셋팅의 변경없이 간편하게 적용하여 엔진회저누 변동에 따른 흡기량을 가변적으로 제어하는 가변흡기 시스템의 제공을 목적으로 한다.In addition, the present invention controls the actuator for operating the power valve to open and close the auxiliary intake passage of the intake manifold in conjunction with the engine speed by using a solenoid valve using the negative pressure generated in the intake pipe during the intake stroke of the engine, It is an object of the present invention to provide a variable intake system that variably controls the amount of intake caused by engine leakage change by simply applying the program setting of the electronic control unit in a vehicle.

도 1은 종래의 가변흡기 시스템의 전체적인 구성을 나타내는 개략적인 블럭도.1 is a schematic block diagram showing the overall configuration of a conventional variable intake system.

도 2는 보조흡기통로에 스로틀밸브가 장착된 상태의 단면도.2 is a cross-sectional view of a state in which a throttle valve is mounted in the auxiliary intake passage;

도 3는 본 발명에 따른 자동차용 가변흡기 시스템의 구성을 나타내는 개략적인 단면도.Figure 3 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a variable intake system for automobiles according to the present invention.

도 4은 도 3의 파워밸브가 개방되도록 솔레노이드밸브가 구동된 상태를 도시한 단면도.4 is a cross-sectional view showing a state in which the solenoid valve is driven to open the power valve of FIG.

도 5는 도 3의 컨트롤유니트의 구성을 보여주는 회로도.5 is a circuit diagram showing the configuration of the control unit of FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

1 : 에어클리너 3 : 서지탱크 4 : 흡기매니폴드DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Air cleaner 3 Surge tank 4 Intake manifold

5 : 주흡기통로 6 : 보조흡기통로 7 : 파워밸브5: main intake passage 6: auxiliary intake passage 7: power valve

9 : 전자제어유니트 10 : 솔레노이드밸브 11 : 진공탱크9 electronic control unit 10 solenoid valve 11 vacuum tank

12 : 액튜에이터 15 : 컨트롤유니트 30 : 버퍼12: actuator 15: control unit 30: buffer

31 : 카운터부 32 : 타이머 33 : 비교기31: counter 32: timer 33: comparator

34 : 메모리34: memory

상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 자동차 가변흡기 시스템은 흡기매니폴드의 보조흡기통로를 개폐하도록 제공된 파워밸브와, 파워밸브를 작동시키는 액튜에이터, 엔진의 흡기행정시 상기 흡기매니폴드에 발생하는 부압을 저장하도록 서지탱크에 연통된 진공탱크, 엔진회전수에 따라 연동하여 상기 파워밸브를 작동시키기 위하여 액튜에이터를 진공탱크의 부압과 대기중 어느 하나와 연통되게 제어하도록 하는 솔레노이드밸브와, 엔진회전수에 응답하여 솔레노이드밸브를 구동시키는 신호를 출력하는 제어수단을 포함하며, 상기 제어수단은 엔진회전수에 대한 정보를 전자제어유니트로 부터 입력받아 그 입력된 엔진회전수가 미리 설정된 기준값이하일 때 상기 액튜에이터가 대기압과 연통되어 파워밸브가 보조흡기통로를 폐쇄하도록 솔레노이드밸브를 제어하고, 입력된 엔진회전수가 미리 설정된 기준값을 초과할 때 액튜에이터를 상기 진공탱크와 연통시키는 위치로 이동하게 하여 진공탱크의 부압에 의해 액튜에이터가 작동되어 파워밸브가 보조흡기통로를 개방하게 상기 솔레노이드밸브를 제어하도록 구성된 자동차 가변흡기 시스템이 제공된다.In order to achieve the above objects, the vehicle variable intake system according to the present invention is a power valve provided to open and close the auxiliary intake passage of the intake manifold, an actuator for operating the power valve, the intake stroke of the engine occurs in the intake manifold A vacuum tank connected to the surge tank to store the negative pressure, and a solenoid valve for controlling the actuator to communicate with either the negative pressure of the vacuum tank or the atmosphere to operate the power valve in accordance with the engine speed. And control means for outputting a signal for driving the solenoid valve in response to the number, wherein the control means receives information on the engine speed from the electronic control unit and the actuator when the input engine speed is less than a preset reference value. Is in communication with atmospheric pressure, and the power valve closes the Controls the lock solenoid valve and moves the actuator to the position communicating with the vacuum tank when the input engine speed exceeds the preset reference value, and the actuator is operated by the negative pressure of the vacuum tank to open the auxiliary intake passage. And a vehicle variable intake system configured to control the solenoid valve.

상기 제어수단은 전자제어유니트로 부터 엔진회전수계로 출력되는 신호를 입력받도록 이루어지며, 마이크로프로세서이거나 또는 TTL(트랜지스터-트랜지스터 로직)로 구성될 수도 있다. 상기 제어수단은 엔진회전수계로 출력되는 신호대신에 엔진회전수를 연산할 수 있는 다른 신호, 예를들어 크랭크축 각도 센서 또는 캠각도 센서로 부터의 신호를 입력받아 연산된 엔진회전수의 변화에 따라 솔레노이드밸브를 제어하도록 구성될 수도 있다.The control means is configured to receive a signal output from the electronic control unit to the engine rev counter, and may be a microprocessor or a TTL (transistor-transistor logic). The control means may receive a signal from a crankshaft angle sensor or a cam angle sensor instead of a signal output to the engine speedometer, for example, to change the calculated engine speed. May be configured to control the solenoid valve accordingly.

이하, 본 발명의 실시예를 도시한 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 도 3내지 5에서 동일부분에 대한 부호는 동일 번호로 표시한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings showing an embodiment of the present invention will be described in detail the present invention. 3 to 5, the same reference numerals denote the same parts.

자동차 엔진의 저속과 중속 및 고속에 이르는 엔진회전수(rpm)에 적합한 공연비를 얻도록 엔진회전수증가에 따라 흡기량을 증가시키기 위한 본 발명의 가변흡기 시스템은, 도 3에 도시된 바와같이 에어클리너(1)를 통해 필터링된 공기가 서지탱크(3)로 부터 각 실린더로 유입되는 주흡기통로(5)와 보조흡기통로(6)를 구비한 흡기매니폴드(4)의 보조흡기통로(6)를 엔진회전수증가에 연동하여 개폐시켜 실린더로의 흡기량을 증가시키도록 하는 파워밸브(7)와, 파워밸브(7)를 구동시키는 액튜에이터(12), 흡기행정시 서지탱크(3)에 발생되는 부압을 저장하도록 체크밸브와 같은 일방향 밸브(14)를 통해 서지탱크(3)에 연통된 진공탱크(11), 상기 엔진회전수 증가시에 액튜에이터(12)와 진공탱크(11)를 연통시켜 진공탱크의 부압에 응답하여 액튜에이터가 파워밸브를 개방시키도록 작동하게 하는 솔레노이드밸브(10) 및 엔진회전수 증가에 따라 신호를 발생하여 솔레노이드밸브(10)를 제어하는 컨트롤유니트(15)를 포함하여 구성된다. 상기 컨트롤유니트(28)는 전자제어유니트(9)로 부터 계기판(28)의 속도계로의 신호에의해 엔진회전수를 입력받는다.The variable intake system of the present invention for increasing the intake air amount as the engine speed increases so as to obtain an air-fuel ratio suitable for the engine speed (rpm) to the low speed, medium speed and high speed of the automobile engine, the air cleaner as shown in FIG. Secondary intake passage (6) of the intake manifold (4) having a main intake passage (5) and an auxiliary intake passage (6), through which air filtered through (1) enters each cylinder from the surge tank (3). Is generated in the power valve (7), the actuator (12) for driving the power valve (7), and the surge tank (3) during the intake stroke, in order to increase and decrease the amount of intake to the cylinder by opening and closing the engine in response to the increase in the engine speed. The vacuum tank 11 connected to the surge tank 3 through a one-way valve 14, such as a check valve, to store the negative pressure, and the actuator 12 and the vacuum tank 11 communicate with each other when the engine speed increases. In response to the negative pressure of the tank, the actuator opens the power valve. And a control unit 15 for generating a signal in accordance with an increase in the engine speed and controlling the solenoid valve 10 to operate. The control unit 28 receives the engine speed by the signal from the electronic control unit 9 to the speedometer of the instrument panel 28.

상기 서지탱크(3)가 진공탱크(11)와 연통된 관로에는 일방향밸브(14)가 제공되어 엔진의 흡기행정시 서지탱크의 공기가 실린더로 흡입됨에 따라 진공탱크(11)의 챔버(15) 속의 공기도 함께 흡입되어 챔버(15)에 부압이 형성된다. 즉, 엔진회전수가 2000 rpm 까지는 서지탱크의 부압에 대하여 스프링(16)에 의해 지지되지만 그이상이 될 때 서지탱크의 증가된 부압에 의하여 멤브레인(17)은 스프링의 탄성력을 극복하여 변형되면서 챔버(15)에 상응하는 부압이 형성된다. 그러나, 엔진회전수에 있어서 고속에 대한 기준은 필요에 따라 변경가능하며 이때에는 스프링(16)의 탄성력을 조정함으로써 적합하게 조절할 수 있다.The one-way valve 14 is provided in the conduit in which the surge tank 3 communicates with the vacuum tank 11 so that the air in the surge tank is sucked into the cylinder during the intake stroke of the engine, so that the chamber 15 of the vacuum tank 11 is provided. Inner air is also sucked together to form a negative pressure in the chamber 15. That is, the engine speed is supported by the spring 16 against the negative pressure of the surge tank up to 2000 rpm, but when it exceeds the membrane 17 is deformed by overcoming the spring force of the surge tank by the increased negative pressure of the surge tank. A negative pressure corresponding to 15) is formed. However, the standard for the high speed in the engine speed can be changed as needed, and at this time, it can be appropriately adjusted by adjusting the elastic force of the spring 16.

상기 파워밸브(7)를 개폐시키도록 구동시키는 액튜에이터(12)는 멤브레인형으로 보조흡기통로(6)를 폐쇄하는 포핏밸브(18)가 일단에 제공된 로드(19)의 타단이 멤브레인(20)에 결합되어 부압에 의한 멤브레인의 변형에 따라 보조흡기통로를 개폐하게 되며, 로드의 반대쪽에 형성된 챔버(21)에는 스프링(22)이 제공되어 포핏밸브(18)가 보조흡기통로를 상시 폐쇄하도록 탄성력이 작용된다.The actuator 12 which drives the opening and closing of the power valve 7 is a membrane type, and the other end of the rod 19 provided with a poppet valve 18 for closing the auxiliary intake passage 6 is provided at the membrane 20. Coupled to open and close the auxiliary intake passage in accordance with the deformation of the membrane by the negative pressure, the spring 21 is provided in the chamber 21 formed on the opposite side of the rod so that the poppet valve 18 closes the auxiliary intake passage at all times Function.

솔레노이드밸브(10)는 2위치 3포트 밸브로서 제 1포트(23)는 액튜에이터(12)의 챔버(21)에 연통되고, 제 2포트(24)는 진공탱크(11)에 연통되며, 제 3포트(25)는 대기압에, 예를들어 에어클리너(1)에 연통되어 있다. 상기 솔레노이드밸브(10)는 그 밸브바디(26)의 저면에 스프링(27)이 제공되어 밸브바디(26)가 상시적으로 제 2포트(24)를 폐쇄함과 동시에 제 1포트(23)와 제 3포트(25)가 서로연통되도록 탄성력이 작용한다. 액튜에이터(12)의 챔버(21)에는 제 3포트(25)를 통하여 대기압이 작용하고 그 멤브레인(20)에 작용하는 스프링(22)이 제공되어 있다.The solenoid valve 10 is a two-position three-port valve in which the first port 23 communicates with the chamber 21 of the actuator 12, and the second port 24 communicates with the vacuum tank 11. The port 25 communicates with atmospheric pressure, for example, the air cleaner 1. The solenoid valve 10 is provided with a spring 27 on the bottom surface of the valve body 26 so that the valve body 26 always closes the second port 24 and the first port 23 and the first port 23. An elastic force acts so that the third port 25 communicates with each other. The chamber 21 of the actuator 12 is provided with a spring 22 through which atmospheric pressure acts through the third port 25 and acts on its membrane 20.

컨트롤유니트(15)에 의해 솔레노이드밸브(10)가 도 4에 도시된 바와같이 밸브바디(26)가 하향으로 이동하도록 구동되면서 제 2포트(24)가 개방되어 진공탱크(11)의 챔버가 제 1포트(23)를 통해 액튜에이터(12)의 챔버(21)와 연통되어 그 멤브레인(20)에 진공탱크의 부압이 걸리게 하여 포핏밸브를 후퇴하게 하는 한편 제 3포트(25)는 폐쇄된다. 그에따라, 액튜에이터(12)의 챔버(15)에 형성된 부압에 의해 멤브레인(20)이 스프링(22)의 탄성력을 극복하여 변형되면서 포핏밸브(18)를 도면에서 점선으로 표시한 바와같이 상승시켜 보조흡기통로(6)를 개방시키게 하여 엔진회전수증가에 따라 요구되는 흡기량의 증가가 이루어진다.The solenoid valve 10 is driven by the control unit 15 to move the valve body 26 downward as shown in FIG. 4, and the second port 24 is opened to close the chamber of the vacuum tank 11. The first port 23 is in communication with the chamber 21 of the actuator 12 to apply a negative pressure of the vacuum tank to the membrane 20 to retract the poppet valve while the third port 25 is closed. Accordingly, the membrane 20 is deformed by the negative pressure formed in the chamber 15 of the actuator 12 to overcome the elastic force of the spring 22, and the poppet valve 18 is raised as shown by the dotted line in the drawing to assist. The intake passage 6 is opened to increase the amount of intake air required as the engine speed increases.

본 발명에 따라 컨트롤유니트(15)에 의한 솔레노이드밸브(10)의 제어를 도 5를 참고하여 상세히 설명하기로 한다. 컨트롤유니트(15)는 전자제어유니트(9)로 부터 출력된 엔진회전수에 대한 클록펄스신호를 입력받아 버퍼(30)에서 다이오드와 5V 전원으로 이루어진 클램핑회로를 사용하여 TTL레벨인 5V로 스케일링한 다음 쉬미트트리거를 통과시켜 깨끗한 구형파로 출력하여 카운터부(31)에 입력시킨다.Control of the solenoid valve 10 by the control unit 15 according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. The control unit 15 receives the clock pulse signal for the engine speed output from the electronic control unit 9 and scales it to the TTL level of 5V using a clamping circuit composed of a diode and a 5V power supply from the buffer 30. Next, it passes through the Schmitt trigger and outputs it as a clean square wave and inputs it to the counter part 31.

상기 카운터부(31)는 트리거되는 순간부터 타이머(32)에 미리 설정된 시간동안 입력되는, 구형파의 갯수를 카운팅하고 다시 트리거될 때 카운팅한 갯수를 비교기로 넘겨주며 이때 카운팅한 구형파 갯수는 타이머에 설정된 시간동안의 엔진회전수이므로 엔진속도에 비례한다. 상기 비교기(33)에서는 미리 적절한 테스트를 통하여 산출하여 메모리(34)에 미리 저장된, 가변흡기가 적용되어야 하는 순간의 기준 엔진회전수와 카운터부(33)를 통해 입력된 엔진회전수와 비교하여 현재 입력된 엔진회전수가 더 크면 스위칭수단(35)의 베이스구동전류를 출력하여 컬렉터에 연결된 배터리전류가 이미터로 흐르게 되어 접지레벨로 다운되어 솔레노이드밸브(10)의 전자석에 전류가 흘러 밸브바디(26)가 하향이동하게 되어 제 1포트(23)와 제 2포트(24)가 연통되도록 구동된다. 현재의 엔진회전수가 기준 엔진회전수보다 크지 않으면 베이스구동전류가 출력되지 않음에 따라 전자석에 전류가 흐르지 않고 제 2포트(24)가 폐쇄된 상태로 계속 유지된다.The counter unit 31 counts the number of square waves input to the timer 32 for a preset time from the moment when it is triggered, and passes the counted number to the comparator when triggered again, and the counted square wave number is set to the timer. It is proportional to engine speed because engine speed during time. The comparator 33 compares the reference engine speed at the moment when the variable intake is to be applied and the engine speed inputted through the counter unit 33 with the current calculated in advance through an appropriate test and stored in the memory 34. If the input engine speed is greater, the base drive current of the switching means 35 is output, and the battery current connected to the collector flows to the emitter, down to the ground level, and current flows to the electromagnet of the solenoid valve 10 so that the valve body 26 ) Moves downward so that the first port 23 and the second port 24 communicate with each other. If the current engine speed is not greater than the reference engine speed, since the base drive current is not output, no current flows to the electromagnet and the second port 24 remains closed.

상기 타이머(32)와 카운터부(31), 비교기(33), 메모리(34) 등의 소자들은 표준 TTL로 구성될 수 있으며, 신뢰성 향상을 위하여 마이크로프로세서를 사용할 수도 있다. 컨트롤유니트(15)는 전자제어유니트(9)로 부터 엔진회전수 증가에 대한 데이터를 입력받는 경우를 실시예로 들어 설명되었으나, 마이크로프로세서를 사용하는 경우에는 그와 달리 엔진회전수에 비례관계가 있는 다른 센서, 예를들어 크랭크 각도 센서나 캠 각도 센서등으로 부터의 데이터를 직접 입력받아 엔진회전수변화를 체크하여 솔레노이드밸브를 제어하는 신호를 출력할 수도 있다. 도Elements such as the timer 32, the counter 31, the comparator 33, the memory 34, and the like may be configured with a standard TTL, and a microprocessor may be used to improve reliability. Although the control unit 15 has been described as an example of receiving data on the engine speed increase from the electronic control unit 9, in the case of using a microprocessor, the relationship is proportional to the engine speed differently. Data from other sensors, such as crank angle sensors or cam angle sensors, can be directly input to check the engine speed change and output a signal to control the solenoid valve. Degree

또한, 제 3도에는 보조흡기통로(6)를 폐쇄하는 밸브가 포핏밸브형태로 도시되어 있으나, 도 2에 도시된 바와같이 스로틀밸브(40)를 사용할 수도 있으며 이때에는 액튜에이터(12)의 다이아프램(20)에 연결된 로드 단부를 스로틀밸브(40)의 회전축에 링크로 연결하여 로드(19)의 직선운동을 스로틀밸브를 회전시키도록 변환되게 한다.In addition, although the valve closing the auxiliary intake passage 6 is shown in FIG. 3 in the form of a poppet valve, a throttle valve 40 may be used as shown in FIG. 2, in which case the diaphragm of the actuator 12 may be used. The rod end connected to 20 is connected to the rotating shaft of the throttle valve 40 by a link so that the linear movement of the rod 19 is converted to rotate the throttle valve.

자동차 엔진회전수에 따라 가변적으로 흡기량을 제어하도록 하는 가변흡기 시스템에 있어서, 본 발명에 따라 전자제어유니트(9)로부터의 엔진회전수에 관한 데이터를 얻거나 또는 엔진회전수를 산출할 수 있는 각종 센서들의 신호로부터 간접적으로 얻은 엔진회전수에 따라 솔레노이드밸브를 구동시켜 실린더로 향한 보조흡기통로를 개폐하는 파워밸브를 제어하도록 함으로써 기존의 전자제어유니트(9)를 구비한 차량에 그 로직을 변경하지 않고 추가적으로 간편하게 장착하여 자동차의 흡기량을 제어할 수 있으며, 따라서 전자제어유니트(9)의 부하를 감소시키고 고속회전영역에서 자동차 출력향상효과를 용이하게 얻을 수 있고, 기존의 전자제어유니트(9)의 로직을 이용하지 않는 별도의 컨트롤유니트를 사용함으로써 배기량등 차종에 구애됨이 없이 적용할 수 있어서 전자제어유니트(9)에 가변흡기를 위한 로직을 설정하지 않아도 되므로 차량의 엔진개발시 테스트등을 보다 용이하게 수행할 수 있는 장점이 있다.In the variable intake system for controlling the intake amount in accordance with the engine speed of the vehicle, according to the present invention, various kinds of data or engine speed from the electronic control unit 9 can be obtained or the engine speed can be calculated. Do not change the logic in the vehicle equipped with the conventional electronic control unit 9 by controlling the power valve to open and close the auxiliary intake passage to the cylinder by driving the solenoid valve according to the engine speed obtained indirectly from the signals of the sensors. It is possible to control the amount of intake of the vehicle by simply attaching it in addition, thus reducing the load of the electronic control unit 9 and easily obtaining the effect of improving the output of the vehicle in the high-speed rotation region. By using a separate control unit that does not use logic, it is not limited to vehicles such as displacement Method can be applied without setting the logic for the variable intake to the electronic control unit 9, so there is an advantage that can perform such testing when the engine is developing a vehicle more easily.

Claims (5)

흡기매니폴드(4)의 보조흡기통로(6)를 개폐하도록 제공된 파워밸브(7)와, 파워밸브를 작동시키는 액튜에이터(12), 엔진의 흡기행정시 상기 흡기매니폴드에 발생하는 부압을 저장하도록 서지탱크(3)에 연통된 진공탱크(11), 엔진 회전속도에 따라 상기 파워밸브를 작동시키기 위하여 액튜에이터(12)를 진공탱크의 부압과 대기압중 어느 하나와 연통되게 하는 솔레노이드밸브(10)와, 별도의 전자제어유니트(9)로부터 입력된 엔진회전수에 응답하여 솔레노이드밸브(10) 구동신호를 출력하여 진공탱크의 부압에 연동하여 액튜에이터(12)를 작동시키도록 하는 제어수단을 포함하는 자동차용 가변흡기 시스템.To store the power valve 7 provided to open and close the auxiliary intake passage 6 of the intake manifold 4, the actuator 12 for operating the power valve, and the negative pressure generated in the intake manifold during the intake stroke of the engine. A vacuum tank 11 connected to the surge tank 3, a solenoid valve 10 for causing the actuator 12 to communicate with any one of the negative pressure and the atmospheric pressure of the vacuum tank in order to operate the power valve according to the engine rotation speed; And a vehicle comprising control means for operating the actuator 12 in conjunction with the negative pressure of the vacuum tank by outputting a solenoid valve 10 driving signal in response to the engine speed input from the separate electronic control unit 9. Variable Intake System 제 1항에 있어서, 상기 제어수단은 엔진회전수에 대한 데이터를 전자제어유니트(9)로부터 입력받는 대신에 센서들로부터 엔진회전수에 비례관계의 데이타신호를 직접 입력받아 산출한 엔진회전수에 응답하여 솔레노이드밸브(10)를 제어하도록 된 것을 특징으로 하는 자동차용 가변흡기 시스템.The engine speed according to claim 1, wherein the control means receives a data signal proportional to the engine speed directly from the sensors and calculates the engine speed instead of the data about the engine speed from the electronic control unit (9). Variable intake system for a vehicle, characterized in that for controlling the solenoid valve (10) in response. 제 2항에 있어서, 상기 센서들은 크랭크축 각도 센서와 캠각도 센서와 같이 엔진회전수에 비례관계의 데이터신호를 출력하는 센서인 것을 특징으로 하는 자동차 가변흡기 시스템.The variable intake system of claim 2, wherein the sensors are sensors that output data signals proportional to the engine speed, such as a crankshaft angle sensor and a cam angle sensor. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제어수단은 엔진회전수가 미리 설정된 기준값 이하일 때 상기 액튜에이터(12)가 대기압과 연통되어 파워밸브(7)가 보조흡기통로(6)를 폐쇄하는 위치에서 유지되도록 솔레노이드밸브(10)를 작동시키고, 엔진회전수가 미리 설정된 기준값을 초과할 때 상기 액튜에이터(12)를 진공탱크(11)와 연통시켜 진공탱크의 부압에 의해 액튜에이터가 작동되어 파워밸브(7)가 보조흡기통로(6)를 개방하도록 상기 솔레노이드밸브(10)를 구동시키도록 하는 것을 특징으로 하는 자동차용 가변흡기 시스템.3. The control means according to claim 1 or 2, wherein the control means is held in a position where the actuator 12 communicates with atmospheric pressure when the engine speed is equal to or less than a preset reference value, so that the power valve 7 closes the auxiliary intake passage 6. When the solenoid valve 10 is operated so that the engine speed exceeds a preset reference value, the actuator 12 is communicated with the vacuum tank 11 so that the actuator is operated by the negative pressure of the vacuum tank, so that the power valve 7 is operated. A variable intake system for a vehicle, characterized in that for driving the solenoid valve (10) to open the auxiliary intake passage (6). 제 1항 또는 3항에 있어서, 상기 제어수단은 엔진회전수에 비례하는 파형의 신호를 TTL레벨로 스케일링하여 출력하는 버퍼(30)와, 상기 버퍼로 부터 출력된 신호를 타이머(32)에 의해 미리 설정된 시간간격으로 카운팅하는 카운터부(31)와, 가변흡기가 적용되어야 하는 순간의 엔진회전수에 대한 기준데이타가 저장된 기억수단(34), 상기 카운터부로 부터의 카운터된 신호와 기억수단에서 출력된 기준데이타를 비교하여 제어신호를 출력하는 비교수단(33), 상기 비교수단으로 부터 출력된 제어신호에 따라 현재의 엔진회전수가 기준 엔진회전수보다 더 클때 솔레노이드밸브(10)를 구동시키도록 배터리전원을 통전시키는 스위칭수단(35)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 가변흡기 시스템.4. The control apparatus according to claim 1 or 3, wherein the control means comprises: a buffer 30 for scaling a signal having a waveform proportional to the engine speed to a TTL level and outputting a signal output from the buffer by a timer 32; A counter unit 31 counting at a predetermined time interval, a storage unit 34 storing reference data for the engine speed at the moment when the variable intake is to be applied, and a counter signal from the counter unit and an output from the storage unit Comparing means 33 for outputting a control signal by comparing the reference data, and driving the solenoid valve 10 when the current engine speed is greater than the reference engine speed according to the control signal output from the comparing means. Vehicle variable intake system characterized in that it comprises a switching means for energizing the power supply (35).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100494911B1 (en) * 2002-11-25 2005-06-13 현대자동차주식회사 System for controlling variable intake system to reduce emission
KR101382683B1 (en) * 2007-11-12 2014-04-08 현대자동차주식회사 Error detecting apparatus and method for variable intake control system

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