KR20020005598A - 내연기관용 밸브의 제어 방법 및 밸브 제어 장치 - Google Patents
내연기관용 밸브의 제어 방법 및 밸브 제어 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 개폐 동작을 통하여 내연기관의 출력을 조절하도록 제공된 기체 변환 밸브를 제어하기 위한 방법과 장치에 관한 것으로서, 상기 기체 변환 밸브의 개폐 동작은 이 기체 변환 밸브의 개폐시 지연 시간에 따라서 발생한다. 또한, 기체 변환 밸브는 지연 시간을 결정하기 위하여 오랫동안 예비 조절 시간을 변경하고 이 기체 변환 밸브의 개폐 동작을 검출한다.
Description
본 발명의 목적은 기체 변환 밸브를 우수 및 용이하게 조절하고자 하는 것이다.
본 발명은 개폐 동작을 통하여 내연기관의 출력을 조절하도록 제공된 기체 변환 밸브를 제어하기 위한 제어 방법과 제어 장치에 관한 것으로서, 상기 기체 변환 밸브의 개폐 동작은 이 기체 변환 밸브가 개폐할 때의 지연 시간에 따라서 발생한다.
도 1은 기체 변환 밸브를 조절하기 위한 제어 장치를 도시한 도면.
도 2는 기체 변환 밸브를 제어하기 위한 순서도.
도 3은 배출 밸브의 신호를 도시한 그래프.
도 4는 유입 밸브의 신호를 도시한 그래프.
도 5는 시간 변화에 따른 기체 변환 밸브의 위치를 도시한 그래프.
도 6은 시간 변화에 따른 공기 질량 유량을 도시한 그래프.
도 7은 시간 변화에 따른 전체 공기 질량 유량을 도시한 그래프.
상기 목적은 본 발명에 따라서 청구항 제 1 항에 따른 제어 방법과 청구항 제 12 항에 따른 밸브 제어 장치에 의해서 해결될 수 있다. 여기서, 내연기관의 출력 조절은 기체 변환 밸브의 개폐 동작을 통하여 실시할 수 있는데, 기체 변환 밸브의 개폐 동작은 이 기체 변환 밸브가 개폐될 때의 지연 시간에 따라서 발생하며, 또한 기체 변환 밸브는 지연 시간을 결정하기 위하여 예비 조절 시간을 오랫동안 변경시키고 기체 변환 밸브의 개폐 동작을 검출한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 기체 변환 밸브를 개방시키기 위한 신호는 기체 변환 밸브를 개방시키기 위한 신호가 시작할 때와 기체 변환 밸브가 개방할 때의 시간 사이의 개방 지연 시간에 따라서 형성되며, 기체 변환 밸브를 개방하기 위한 신호는 예비 조절 시간에 걸쳐 오랫동안 발생한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 기체 변환 밸브를 폐쇄하기 위한 신호는 기체 변환 밸브를 폐쇄시키기 위한 신호가 시작할 때와 기체 변환 밸브가 폐쇄할 때의 시간 사이의 폐쇄 지연 시간에 따라서 형성되며, 기체 변환 밸브를 폐쇄하기 위한 시간은 예비 조절 시간에 걸쳐 오랫동안 발생한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 조절 시간은 기체 변환 밸브의 개방 및/또는 폐쇄 동작이 검출되지 않을 때 변경된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 있어서, 개방 지연 시간 및/또는 폐쇄 지연 시간은 기체 변환 밸브의 개방 및/또는 폐쇄 동작이 검출될 때 조절 시간에 따라서 산출된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 개방 지연 시간 및/또는 폐쇄 지연 시간은 기체 변환 밸브의 개방 및/또는 폐쇄 동작이 검출될 때 조절 시간과 동일하게 설정된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 있어서, 기체 변환 밸브를 위한 개방 지연 시간 및/또는 폐쇄 지연 시간은 내연기관의 다른 기체 변화 밸브의 개방 지연 시간 및/또는 폐쇄 지연 시간과 상관없이 결정된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 기체 변환 밸브의 개방 지연 시간 및/또는 폐쇄 지연 시간은 내연기관의 구동 상태들 사이에서 결정된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 기체 변환 밸브는 개방 지연 시간 및/또는 폐쇄 지연 시간을 결정하기 위하여 내연기관을 구동하기 위해 필요로 하는 기체 변환 밸브의 조절 동작과 상관없이 조절된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 기체 변환 밸브의 개방 및/또는 폐쇄 동작은 고체내 음파 전달 측정법, 공기내 음파 전달 측정법, 공기 질량 측정법, 각 실린더의 공기 질량 측정법, 흡기관 압력 측정법 및/또는 연소실 압력 측정법에 의해서 검출된다.
다른 장점과 세부사항들은 실시예들의 다음 설명을 통하여 기술한다.
도 1에서는 내연기관의 기체 변환 밸브(1)를 조절하도록 제공된 유입 밸브(3)와 배출 밸브(4)를 제어하기 위한 밸브 제어 장치(10)를 도시한다. 상기 기체 변환 밸브(1)는 실린더 헤드(5)에 배치된다. 기체 변환 밸브(1)의 중간에서구멍(8)이 개방되거나 폐쇄되며, 이로 인하여 상기 구멍(8)을 통하여 내연기관의 실린더 내로 유입되는 공기 질량 유량()이 조절된다. 또한, 상기 밸브 제어 장치에는 유압 유체를 펌핑하기 위하여 하나의 펌프(6)가 제공된다. 유입 밸브(3)와 배출 밸브(4)의 중간에서 유동하는 유압 유체의 유입 및 배출 유동은 유압 조절 장치(2) 내에서 제어되며, 이로써 기체 변환 밸브(1)가 운동한다. 유입 밸브(3)가 개방되고 배출 밸브(4)가 폐쇄되면, 유압 유체가 유압 조절 장치(2) 내로 유입되면서 상기 밸브를 z 방향으로 운동시킨다. 이와 반대로, 유입 밸브(3)가 폐쇄되고 배출 밸브(4)가 개방되면, 유압 유체가 유압 조절 장치(2)로부터 배출되면서 상기 기체 변환 밸브(1)를 -z 방향으로 운동시킨다. 상기 배출 밸브(4)를 통하여 배출된 유압 액체를 수용하기 위하여, 유압 액체용 탱크(7)가 제공된다. 상기 유입 밸브(3)와 배출 밸브(4)는 밸브 제어 장치(10)의 신호(s3, s4)에 의해서 제어된다. 또한, 밸브 제어 장치(10)는 도시하지 않은 고체내 음파 전달 센서, 공기내 음파 전달 센서, 공기 질량 센서, 흡기관 압력 센서, 각 실린더의 공기 질량 센서, 흡기관 압력 센서 및/또는 연소 압력 센서와 결합된다.
도 2는 기체 변환 밸브(1)의 개방 지연 시간을 결정하기 위한 것으로서 바람직하게는 밸브 제어 장치(10)에서 실시되는 순서도이다. 여기에 표기한 도면부호 20은 순서도의 시작 부분을 나타내며, 도면부호 32는 순서도의 끝 부분을 나타낸다. 상기 순서도의 진행이 시작(20)된 후에, 단계(21)에서 소위 밀침 운동이 발생하는지를 판단한다. 밀침 운동이 발생한 상태에서, 내연기관에 의해 발생할 수 있는 차량의 운동 에너지는 내연기관 내에서 연료가 연소되지 않고도 내연기관을 운동시킨다. 한편, 밀침 운동이 발생하지 않으면 다음의 초기화 단계(22)로 진행한다. 이 초기화 단계(22)에서는 내연기관의 i번째 기체 변화 밸브에 해당하는 개방 지연 시간이 결정된다.
상기 초기화 단계(22)에 이어서 또 다른 판별 단계(23)가 실시된다. 이 판별 단계(23)에 의해서 밀침 운동이 발생하는지, 그리고 밀침 구동이 허용(바람직하게는, 예를 들어 폐쇄 기체 변환 밸브를 이용함)되는지는 판별된다. 밀침 운동이 발생하지 않는다면, 밀침 구동이 허용되지 않기 때문에 프로그램이 종료된다. 이와 반대로, 밀침 운동이 발생하고 밀침 구동 운동이 허용되면, 판별 단계(24)에서는 구멍(8)을 통과하는 공기 질량 유동()이 0보다 큰지를 판별한다. 구멍(8)을 통과하는 공기 질량 유동()이 0보다 크다면 다음 판단 단계(23)가 진행된다. 이와 반대로, 구멍(8)을 통과하는 공기 질량 유동()이 0보다 크지 않다면, 단계(25)가 수행된다
상기 단계(25)에서, i번째 기체 변환 밸브에 대해서 지연 시간(TAN(i))은 값 x와 동일하게 설정된다: 즉, TAN(i) = x. 또한, 기체 변환 밸브는 조절 시간(TAN(i))에 걸쳐 오랫동안 조절한다. 이를 위하여, 먼저 배출 밸브(4)는, 예를 들어 도 3에 도시한 바와 같이 신호(s4)의 출력을 통하여 폐쇄된다. 이후, 유입 밸브(3)는 도 4에 도시한 바와 같이 신호(s3)를 통하여 조절 시간(TAN(i))에 걸쳐 오랫동안 개방된다. 도 3과 도 4에서는 신호(s4, s3)를 시간(t)에 대해 표시한다.유입 밸브(3)를 폐쇄한 후에, 배출 밸브(4)는 다시 개방된다.
단계(25) 이후에 판별 단계(24)와 동일한 판별 단계(26)가 실시된다. 즉, 이 판별 단계에서는 구멍(8)을 통과하는 공기 질량 유량()이 0보다 큰지를 판별한다. 상기 구멍(8)을 통과하는 공기 질량 유량()이 0보다 크다면, 단계(27)에서 값(x)을 n·Δ로 축소한다. 여기서, n은, 예를 들어 3과 같은 수치이며 Δ는 지속 시간이다. 상기 단계(27)에 이어서 판별 단계(23)가 실시된다.
이와 반대로, 판별 단계(26)에서 기체 변환 밸브(1) 혹은 구멍(8)을 통과하는 공기 질량 유량()이 0보다 크지 않다고 인식되며, 단계(28)에서 조절 시간(TAN(i))이 값(Δ)만큼 증가한다. 이를 위하여, 기체 변환 밸브는 조절 시간(TAN(i))에 걸쳐 단계(25)에서와 같은 방식으로 조절된다.
단계(28)에 이어서 단계(24, 26)와 동일한 단계(29)가 실시된다. 즉, 이 단계에서는 구멍(8)을 통과하는 공기 질량 유량()이 0보다 큰지를 판별한다. 상기 구멍(8)을 통과하는 공기 질량 유량()이 0보다 크지 않다면, 판별 단계(30)에서 밀침 운동이 존재하는지와 밀침 구동이 허용될 수 있는지를 판별한다. 이 판별 단계(30)는 판별 단계(23)와 동일하다. 밀침 구동 운동이 (더 이상) 나타나지 않거나 밀침 구동 운동이 (더 이상) 허용되지 않는다면, 프로그램이 종료된다. 이와 반대로, 밀침 운동이 존재하면, 밀침 구동 운동이 허용되고, 따라서 다시 단계(28)가 실시된다.
이와 반대로, 판별 단계(29)에서 구멍(8)을 통과하는 공기 질량 유량()이 0보다 크다면 단계(31)가 실시된다. 이 단계(31)에서 개방 지연 시간은 실제 조절 시간(TAN(i))과 동일하게 설정되며, 이어서 상기 조절 시간(TAN(i))은 (초기화 단계(22)에서처럼) 초기화 값으로 설정된다. 또한, 단계(31)에서는 값(i)이 1만큼 증가한다. 이 새로운 값(i)이 기체 변환 밸브의 개수보다 크다면, 상술한 방법이 실시되어야 한다. 단계(31)에 이어서 판별 단계(23)가 실시된다. 도 2에 따른 순서도는 기체 변환 밸브(1)의 폐쇄 지연 시간을 결정하기 위하여 사용될 수 있다. 여기서, 기체 변환 밸브는 조절 시간(TAN(i))에 걸쳐 오랫동안 개방 상태로부터 폐쇄된다. 도 1에 따른 실시예와 관련하여, 정의하고자 하는 시간은 유입 밸브(3)의 개방 상태와 배출 밸브(4)의 폐쇄 시간으로부터 시작된다. 상기 유입 밸브(3)는 폐쇄되고 배출 밸브(4)는 조절 시간(TAN(i))에 걸쳐 오랫동안 개방된다. 상기 판별 단계(26, 29)에서는가 0과 동일한지를 판별함으로써 셋팅된다.
도 3 내지 도 7은 도 2에 따른 실시예를 이해하기 쉽게 하기 위한 용도로 도시한다. 여기서, 도 5는 시간(t)에 걸친 기체 변환 밸브(1)의 위치(z)를 도시하며, 이 도면에 대하여 도 3과 도 4에서 신호(s4, s3)를 도시한다. 도 6은 도 1의 구멍(8)을 통과하는 공기 질량 유량()을 도시한다. 상기 공기 질량 유량()을 측정함으로써, 예를 들어 도 2에 따른 순서도에서 판단 단계(24, 26, 29)가 실시될 수 있다. 상기 구멍(8)을 통과하는 각 기체 변환 밸브(1)의 공기 질량유량()은 측정하기가 곤란하다. 전체 공기 질량 유동()을 복수의 기체 변환 밸브용 공기 공급을 통하여 간단하게 측정할 수 있다. 이러한 공기 질량 유동()을, 예를 들어 도 7에 도시하며, 여기서 공기 질량 유동()은 시간(t)에 걸쳐서 적용된다. 기체 변환 밸브(1)와 전체 공기 질량 유동()을 측정하기 위한 센서 사이에서 일정 간극을 조건으로 할 때, 기체 변환 밸브(1)의 구멍 효과는 전체 공기 질량 유동()에서 상사 시점(τ)만큼 지연된다. 전체 공기 질량 유동을 평가함으로써, 기체 변환 밸브(1)의 개방을 검출할 수 있다. 상기 평가는, 예를 들어 전체 공기 유동()이 기체 변환 밸브(1)의 개방에 기초하여 전체 공기 질량 유동()에서의 반응을 예상하는 시간창(time window)에서 모니터링되는 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 전체 질량 유동() 혹은 이 유동의 평균값을 적분할 수 있을 뿐만 아니라 기체 변환 밸브(1)가 개방될 때의 상기 적분값 혹은 평균값을 등분하며, 이로써 구멍(8)을 통과하는 공기 질량 유동()을 검출할 수 있다.
또한, 상기 기체 변환 밸브(1)의 개방 및/또는 폐쇄를 고체내 음파 전달 측정법, 공기내 음파 전달 측정법, 흡기관 압력 측정법 및/또는 연소 압력 측정법을 이용하여 검출할 수 있다. 이 경우에, 도 2에 따른 순서도에서 상기 판단 단계(24, 26, 29)들은 기체 변환 밸브가 개방되는지, 혹은 고체내 음파 전달 측정법의 경우에 기체 변환 밸브가 밸브 시트와 충돌하는지를 판단함으로써 설정된다.
Claims (12)
- 개폐 동작을 통하여 내연기관의 출력을 조절하도록 제공된 기체 변환 밸브(1)를 제어하기 위한 것으로서, 상기 기체 변환 밸브(1)의 개폐 동작은 이 기체 변환 밸브(1)의 개폐시 지연 시간에 따라서 발생하는 제어 방법에 있어서,상기 기체 변환 밸브(1)는 지연 시간을 결정하기 위하여 오랫동안 예비 조절 시간(TAN)을 변경하고 이 기체 변환 밸브(1)의 개폐 동작을 검출하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 기체 변환 밸브(1)를 개방시키기 위한 신호는 기체 변환 밸브(1)를 개방시키기 위한 신호가 시작할 때와 기체 변환 밸브(1)가 개방할 때의 시간 사이의 개방 지연 시간에 따라서 형성되며,상기 기체 변환 밸브(1)를 개방하기 위한 신호는 예비 조절 시간(TAN)에 걸쳐 오랫동안 발생하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 기체 변환 밸브(1)를 폐쇄하기 위한 신호는 기체 변환 밸브(1)를 폐쇄시키기 위한 신호가 시작할 때와 기체 변환 밸브(1)가 폐쇄할 때의 시간 사이의 폐쇄 지연 시간에 따라서 형성되며,상기 기체 변환 밸브(1)를 폐쇄하기 위한 신호는 예비 조절 시간(TAN)에 걸쳐오랫동안 발생하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조절 시간(TAN)은 기체 변환 밸브(1)의 개방 동작 및/또는 폐쇄 동작이 검출되지 않을 때 연장되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조절 시간(TAN)은 기체 변환 밸브(1)의 개방 동작 및/또는 폐쇄 동작을 검출할 때까지 오랫동안 연장되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개방 지연 시간 및/또는 폐쇄 지연 시간은 기체 변환 밸브(1)의 개방 동작 및/또는 폐쇄 동작이 검출될 때 조절 시간에 따라서 계산되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개방 지연 시간 및/또는 폐쇄 지연 시간은 기체 변환 밸브(1)의 개방 동작 및/또는 폐쇄 동작이 검출될 때 조절 시간과 동일하게 설정되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기체 변환 밸브(1)의개방 지연 시간 및/또는 폐쇄 지연 시간은 내연기관의 다른 기체 변환 밸브의 개방 지연 시간 및/또는 폐쇄 지연 시간과 상관없이 결정되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기체 변환 밸브(1)를 위한 개방 지연 시간 및/또는 폐쇄 지연 시간은 내연기관의 구동 상태들 사이에서 결정되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
- 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기체 변환 밸브(1)는 개방 지연 시간 및/또는 폐쇄 지연 시간을 결정하기 위하여 내연기관을 구동하기 위해 필요로 하는 기체 변환 밸브의 조절 동작과 상관없이 조절되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
- 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기체 변환 밸브(1)의 개방 및/또는 폐쇄 동작은 고체내 음파 전달 측정법, 공기내 음파 전달 측정법, 공기 질량 측정법, 각 실린더의 공기 질량 측정법, 흡기관 압력 측정법 및/또는 연소실 압력 측정법에 의해서 검출되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
- 개폐 동작을 통하여 내연기관의 출력을 조절하도록 제공된 기체 변환 밸브(1)를 제어하며, 특히 청구항 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 제어 방법을 실시하기 위한 것으로서, 상기 기체 변환 밸브(1)의 개폐 동작은 이 기체 변환 밸브(1)의 개폐시 지연 시간에 따라서 발생하는 밸브 제어 장치(10)에 있어서,상기 기체 변환 밸브(1)는 개방 지연 시간 및/또는 폐쇄 지연 시간을 결정하기 위하여 오랫동안 예비 조절 시간(TAN)을 조절하고 이 기체 변환 밸브(1)의 개폐 동작을 검출하는 것을 특징으로 하는 밸브 제어 장치.
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