KR20030038900A

KR20030038900A - Apparatus and Method for cam position compensation of engine

Info

Publication number: KR20030038900A
Application number: KR1020010069097A
Authority: KR
Inventors: 이종원
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-11-07
Filing date: 2001-11-07
Publication date: 2003-05-17
Also published as: KR100412894B1

Abstract

PURPOSE: An apparatus and a method are provided to prevent noises caused due to the error of valve timing and achieve improved reliability of engine by accurately compensating the valve timing. CONSTITUTION: An apparatus comprises a displacement sensor(11) for sensing the displacement of a tensioner(10) of a chain; an electronic control unit(12) for comparing and controlling the displacement sensed by the displacement sensor with a preset value; a solenoid(13) operating by the control signal output from the electronic control unit; and a sprocket(15) constituted by a helical gear(14) for receiving displacement from the solenoid, which controls valve timing through the rotation of the helical gear. A method comprises the first step of sensing the initial position of a tensioner of a chain; the second step of sensing the displacement of the tensioner during operation of the engine; the third step of calculating sprocket rotation from the displacement sensed in the second step; the fourth step of outputting solenoid displacement; and the fifth step of correcting valve timing by correcting a cam sprocket through the use of the solenoid displacement output in the fourth step.

Description

Apparatus and Method for cam position compensation of engine

본 발명은 자동차의 캠 위치 보상 장치 및 에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진의 마모와 함께 진행되는 체인의 마모를 감지하여 캠의 위치를 보상할 수 있도록 한 자동차의 캠 위치 보상 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cam position compensating device and a vehicle, and more particularly, to a cam position compensating device and a method of a vehicle to compensate for the cam position by detecting the wear of the chain that proceeds with the wear of the engine. will be.

일반적으로 엔진의 캠축은 크랭크 축 회전수의 1/2 로 회전하며 또한 크랭크 축의 회전에 대하여 각 밸브의 개폐시기가 밸브 타이밍에 맞도록 해야 한다.In general, the camshaft of the engine rotates at half the number of crankshaft revolutions, and the opening and closing timing of each valve should be matched to the valve timing with respect to the rotation of the crankshaft.

이때 밸브는 캠 축으로 작동되며, 개폐는 피스톤의 상하 왕복운동으로 제어된다.At this time, the valve is operated by the cam shaft, opening and closing is controlled by the vertical reciprocating motion of the piston.

그리고 상기 캠축의 구동장치는 통상 크랭크 케이스의 앞부분에 설치되어 있으며 타이밍 체인식, 타이밍 벨트식으로 분류되고, 상기 타이밍 체인은 크랭크 샤프트 및 캠축의 스포로켓 휠에 걸어 정확한 속도비와 큰 동력을 전달하는데 사용되는데, 상기 체인은 특히 마찰에 의해 동력이 전달되지 않으므로 미끄럼이 없으며 초기 장력을 필요로 하지 않는다.And the drive device of the camshaft is usually installed in the front part of the crankcase and is classified into a timing chain type and a timing belt type, and the timing chain hangs on the sprocket wheels of the crankshaft and the camshaft to transmit accurate speed ratios and large power. Used, the chain is not slippery, in particular because no power is transmitted by friction, and does not require initial tension.

또한 체인에는 톱니체인과 롤러 체인등이 사용되고 있으며, 상기 체인을 사용하면 기구 구동에 비해 소음을 감소시킬 수 있고, 캠 축의 위치를 자유로이 선택하는 등의 이점이 있다.In addition, tooth chains, roller chains, and the like are used for the chain, and the use of the chain can reduce noise as compared with driving a mechanism, and freely select the position of the cam shaft.

그러나 체인은 사용 중에 늘어나서 느슨해지고, 밸브의 개폐시기에 차질이 생기게 되거나 고속회전에서 소음과 진동을 일으키게 된다.However, the chain is stretched and loosened during use, causing problems when the valve opens and closes, or generates noise and vibration at high speeds.

이와 같이 사용중 체인이 늘어나 느슨해지게 되면 체인을 마모시키는 결과를 초래하게 되고, 상기 체인 마모는 스프라켓의 미소 회전을 야기시키게 된다.As such, when the chain is stretched and loosened during use, the chain may be worn, and the chain wear may cause a small rotation of the sprocket.

그럼에도 불구하고 스프라켓의 미소 회전을 보상하는 장치가 없으며, 가변 밸브 타이밍장치 또한 체인의 늘어남을 감지하여 보상하는 장치가 구비되어 있지 않고, 다만 체인의 마모나 늘어짐으로 인한 보상으로 텐셔너를 변위 변경으로 전체 텐션을 유지하는 방법만 사용해 오고 있어, 상기 스프라켓의 회전보상으로 연결시키지 못하여 체인 마모시 캠 타이밍 오차를 발생시키는 문제점을 가지게 되었다.Nevertheless, there is no device to compensate for the small rotation of the sprocket, and the variable valve timing device is also equipped with a device that detects and compensates for the chain elongation. Since only the method of maintaining tension has been used, the sprocket cannot be connected by rotation compensation of the sprocket, which causes a problem in generating a cam timing error during chain wear.

따라서 본 발명의 목적은 엔진의 마모와 함께 진행되는 체인의 늘어남을 변위센서로 감지하여 이 감지된 변위를 스프라켓의 회전량으로 환산하고 이를 피드백하여 스프라켓의 미소 회전 보상하도록 함으로써 밸브 타이밍을 정확하게 맞추고자 하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to detect the elongation of the chain that progresses with the wear of the engine with a displacement sensor to convert the detected displacement into the amount of rotation of the sprocket and feedback to compensate for the minute rotation of the sprocket to precisely match the valve timing It is.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 체인에 장력을 주는 텐셔너의 변경 위치를 감지하는 변위센서와; 상기 변위센서에서 감지된 체인의 텐션 변위를 기설정된 값과 비교 판단 제어하는 전자제어장치와; 상기 전자제어장치에서 출력되는 제어신호에 의하여 작동하는 솔레노이드와; 상기 솔레노이드로부터 변위를 받아 회전 보상하는 헤리컬 기어로 구성되는 스프라켓로 구성하게 된다.In order to achieve the above object, the present invention includes a displacement sensor for detecting a change position of the tensioner for tensioning the chain; An electronic controller for comparing and controlling the tension displacement of the chain detected by the displacement sensor with a preset value; A solenoid operated by a control signal output from the electronic controller; It is composed of a sprocket composed of a helical gear to compensate for rotation by receiving displacement from the solenoid.

그러므로 본 발명은 엔진의 마모시 함께 진행되는 체인의 마모로 인한 스프라켓 회전보상을 텐셔너의 변위 값으로 보상하게 되므로, 상기 밸브 타이밍을 정확하게 보상할 수 있게 되어 소음은 물론 진동을 최소한으로 억제할 수 있게 된다.Therefore, the present invention compensates the sprocket rotation compensation due to the wear of the chain that is carried out when the engine wears with the displacement value of the tensioner, so that the valve timing can be accurately compensated to minimize noise as well as vibration. do.

도 1 은 본 발명에 적용되는 엔진의 캠 위치 보상 장치의 측면도1 is a side view of a cam position compensation device of an engine applied to the present invention

도 2 는 본 발명 엔진의 캠 위치 보상 방법에 대한 플로우 챠트2 is a flow chart of a cam position compensation method of the engine of the present invention;

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for the main parts of the drawings *

10; 텐셔너 11; 변위센서10; Tensioner 11; Displacement sensor

12; 전자제어장치 13; 솔레노이드12; Electronic control device 13; Solenoid

14; 헤리컬기어 15; 스프라켓14; Helical gear 15; Sprocket

이하 첨부되는 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명에 적용되는 엔진의 캠 위치 보상 장치의 측면도 로서, 엔진의 크랭크 케이스의 앞부분에 장착되는 캠축에 장착된 체인의 장력을 조절하는 텐셔너(10)와; 상기 텐셔너(10)의 변위 위치를 감지하는 변위센서(11)와; 상기 변위센서(11)에서 감지된 변위 위치와 기 설정된 초기의 위치를 비교 판단 제어하는 전자제어장치(12)와; 상기 전자제어장치(12)에서 제어되어 출력되는 신호와 가변 밸브 타이밍 관련 타이밍을 계산한 신호로 솔레노이드 변위량을 출력하는 솔레노이드 (13)와; 상기 솔레노이드(13)의 출력에 의하여 회전 구동하는 내,외접 헤리컬기어(14)와; 상기 헤리컬 기어(14)의 회전 구동으로 밸브 타이밍을 조절하는 캠축의 스프라켓(15)으로 구성하여서 된 것이다.1 is a side view of a cam position compensator of an engine applied to the present invention, comprising: a tensioner 10 for adjusting a tension of a chain mounted on a camshaft mounted at a front of a crankcase of an engine; A displacement sensor 11 for detecting a displacement position of the tensioner 10; An electronic controller 12 for comparing and controlling the displacement position detected by the displacement sensor 11 with a preset initial position; A solenoid 13 which outputs a solenoid displacement amount as a signal that is controlled by the electronic controller 12 and outputs a timing related to a variable valve timing; Internal and external helical gears 14 which are driven to rotate by the output of the solenoid 13; The sprocket 15 of the camshaft which adjusts a valve timing by the rotational drive of the said helical gear 14 is comprised.

도면중 미설명 부호 16 은 체인 이다.In the figure, reference numeral 16 is a chain.

도 2 는 본 발명 엔진의 캠 위치 보상 장치의 플로우 챠트 로서, 체인의 텐셔너의 초기 위치를 감지하는 단계(20)와; 상기 단계(20)에서 엔진 구동시 체인의 텐셔너 변위를 감지하는 단계(21)와; 상기 단계(21)에서 감지된 변위로 스프라켓 회전량을 계산하는 단계(22)와; 상기 단계(22)에서 계산된 스프라켓 회전량과 가변밸브 타이밍 관련 타이밍 계산값과 연산하여 솔레노이드 변위량을 출력하는 단계(23)와; 상기 단계(23)에서 출력된 솔레노이드 변위량으로 캠 스프라켓을 보정하여 밸브 타이밍을 보정하는 단계(24)로 이루어지게 된다.2 is a flowchart of a cam position compensator of an engine of the present invention, comprising: detecting an initial position of a tensioner of a chain (20); Detecting (21) a tensioner displacement of the chain when the engine is driven in the step (20); Calculating (22) the sprocket rotation amount with the displacement sensed in said step (21); Calculating (23) the solenoid displacement by calculating the sprocket rotation amount and the variable valve timing related timing calculation value calculated in the step (22); Compensating the cam sprocket by the solenoid displacement amount output in the step 23 to correct the valve timing (24).

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 초기에 엔진 구동 전 상태에서 체인(16)에 장력을 주는 텐셔너(10)의 텐션을 변위센서(11)를 통해서 감지하여 전자제어장치(12)에 설정하여 놓게 된다(단계20).In the present invention made as described above, the tension of the tensioner 10 which gives tension to the chain 16 in the state before the engine is initially driven is sensed by the displacement sensor 11 and set in the electronic control device 12 ( Step 20).

이어서 엔진 구동시 전자제어장치(12)에서는 체인(16)의 늘어남 또는 마모에 따른 텐셔너(10)의 변위 상태를 변위센서(11)를 통해서 감지하여 입력하게 된다(단계21).Subsequently, when the engine is driven, the electronic controller 12 detects and inputs the displacement state of the tensioner 10 according to the elongation or wear of the chain 16 through the displacement sensor 11 (step 21).

상기와 같이 엔진 구동 전과 구동 후에 감지된 체인(16)의 텐션 변위를 감지한 상태에서 상기 전자제어장치(12)에서는 감지된 텐션 변위(늘어남 또는 마모에 의한 체인의 길이)에 대하여 스프라켓의 회전량으로 환산하게 된다(단계22).As described above, the electronic controller 12 detects the tension displacement of the chain 16 before and after the engine is driven, and the electronic controller 12 rotates the sprocket with respect to the detected tension displacement (the length of the chain due to elongation or wear). Is converted to (step 22).

상기 텐션 변위에 따른 스프라켓의 회전량을 환산한 상태에서 상기 전자제어장치(12)에서는 엔진 구동에 따른 차속 연비 관련 센서를 통해서 데이터를 입력하여 이 데이터 입력에 따른 가변 밸브 타이밍 관련 타이밍을 계산하고, 이 계산된 타이밍과 환산된 스프라켓의 회전량으로 솔레노이드(13)에 변위량을 출력하게 된다(단계23).In the state in which the rotation amount of the sprocket according to the tension displacement is converted, the electronic control apparatus 12 calculates a variable valve timing related timing according to the data input by inputting data through a vehicle fuel economy related sensor according to engine driving. The amount of displacement is output to the solenoid 13 by the calculated timing and the amount of rotation of the sprocket converted (step 23).

따라서 솔레노이드(13)에서는 출력된 솔레노이드 변위량을 토대로 헤리컬 기어군(14)을 회전시켜 이와 연동하는 캠 스프라켓(15)을 변위시켜 주게 되어 상기 초기 위치에 대비하여 밸브 타이밍을 보정해 주게 되므로 체인의 마모로 인하여 늘어난 경우에도 밸브 타이밍을 정확하게 할 수 있게 되는 것이다.Therefore, the solenoid 13 rotates the helical gear group 14 based on the output amount of the solenoid displacement, thereby displacing the cam sprocket 15 linked thereto, thereby correcting the valve timing in preparation for the initial position. Even when worn out, valve timing can be accurate.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 엔진의 마모와 함께 진행되는 체인의 늘어남을 텐션너의 변위센서로 감지하고 이 감지된 변위 즉 체인의 길이를 스프라켓의 회전량으로 환산하여 솔레노이드와 연동하는 헤리컬 기어로 캠 스프라켓의 변위를 보상함으로써, 밸브 타이밍을 정확하게 보상할 수 있게 되어, 상기 밸브 타이밍의 오차 발생으로 인한 소음 방지는 물론 나아가서는 엔진의 신뢰성을 향상할 수 있게 되는 것이다.As described above, the present invention detects the elongation of the chain that progresses with the wear of the engine with the displacement sensor of the tensioner, and converts the detected displacement, that is, the length of the chain into the amount of rotation of the sprocket, into a helical gear that interworks with the solenoid. By compensating for the displacement of the cam sprocket, it is possible to accurately compensate the valve timing, thereby preventing noise caused by the error of the valve timing and further improving the reliability of the engine.

Claims

A displacement sensor for detecting a change position of the tensioner of the chain; An electronic controller for comparing and controlling the displacement detected by the displacement sensor with a preset value; A solenoid operated by a control signal output from the electronic controller; Cam position compensation device of the engine, characterized in that consisting of a sprocket consisting of a helical gear for rotational compensation to receive the displacement from the solenoid.

The cam position compensating apparatus for an engine according to claim 1, wherein the helical gear is composed of internal and external helical gears.

Detecting an initial position of a tensioner of the chain; Detecting a tensioner displacement of the chain when the engine is driven in the step; Calculating a sprocket rotation amount with the displacement sensed in the step; Outputting the solenoid displacement amount by calculating the sprocket rotation amount and the variable valve timing related timing calculation value calculated in the above step; Compensating the cam sprocket by the amount of the solenoid displacement output in the step to correct the valve timing, cam position compensation method of the engine.