KR20150105071A - 엔진 기통의 휴지 제어 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진 기통의 휴지 제어 방법에 관한 것으로, 제어부가 요구 토크 획득부를 통해서 운전자의 요구 토크를 획득하는 단계, 요구 토크에 기초하여 기통 휴지(Cylinder DeActivation) 제어가 필요한지 판단하는 단계, 기통 휴지 제어가 필요한 것으로 판단되면, 속도 감지부를 통해서 차량 속도를 감지하는 단계, 차량 속도에 기초하여 휴지 제어할 기통을 결정하는 단계 및 결정된 기통을 휴지 제어하는 단계를 포함한다.

Description

엔진 기통의 휴지 제어 방법 및 그 장치{METHOD FOR CONTROLLING DEACTIVATION OF ENGINE CYLINDER AND APPARATUS THEREOF}

본 발명은 엔진 기통의 휴지 제어 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 진동이나 소음을 줄일 수 있도록 차량의 속도를 반영하여 휴지 제어할 기통을 가변하여 결정하는, 엔진 기통의 휴지 제어 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

차량의 연비는 차량의 단위 연료당 주행 거리(Km/L)를 나타내는 지표로서, 차량 생산업체는 차량을 생산할 때 연비를 함께 표시해야 한다.

최근 국제 유가의 상승 등으로 인해서 차량의 연비 개선에 관한 운전자들의 관심이 높아지고 있으며, 연비를 개선하도록 운전자의 주행을 돕는 기술들이 많이 개발되고 있다.

그 중에서 기통 휴지(Cylinder Deactivation, CDA) 기술이 개발되고 있다.

기통 휴지 기술은 저부하 운전 조건에서는 기통의 일부를 휴지 상태로 제어함으로써, 나머지 기통의 부하 상승에 따라 엔진 효율을 증대시키고 연비를 향상시키는 기술이다.

즉, 저부하 운전 조건이나 요구 동력이 낮은 아이들 조건에서 모든 기통을 작동시켜 동력을 발생시킬 경우에는 잉여 동력이 발생되므로, 기통 휴지 기술은 일부 기통은 휴지 상태로 제어하고 나머지 기통을 통해 동력을 발생시킴으로써, 연비의 향상을 도모한다.

본 발명과 관련된 선행기술로는 한국 공개특허공보 제2009-0025654호(2009.03.11.공개, 발명의 명칭 : 자동차 엔진의 직동식 가변 기통 휴지 장치)가 있다.

그러나 기통을 휴지 제어할 때는 연소되는 기통의 불균형으로 인해서 차량의 진동과 소음이 증가되는 문제가 있었다.

종래에 이를 해결하기 위한 방법으로 액티브 마운팅이라는 장치를 통해서 엔진의 진동을 완화시키는 기술이 개발되었으나, 별도의 하드웨어 장치를 추가로 장착해야 하기 때문에 제작비용이 증가하는 문제가 있었다.

따라서 엔진 기통의 휴지 제어시에 발생하는 차량의 진동과 소음을 줄이는 기술에 대한 필요성이 증가하고 있는 추세이다.

본 발명은 전술한 필요성을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 엔진 기통을 휴지 제어할 때 차량의 속도를 반영하여 휴지 제어할 기통을 결정함으로써, 엔진 기통의 휴지 제어시 발생하는 차량의 진동이나 소음을 줄일 수 있는, 엔진 기통의 휴지 제어 방법 및 그 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 엔진 기통의 휴지 제어 방법은 제어부가 요구 토크 획득부를 통해서 운전자의 요구 토크를 획득하는 단계; 상기 요구 토크에 기초하여 기통 휴지(Cylinder DeActivation) 제어가 필요한지 판단하는 단계; 기통 휴지 제어가 필요한 것으로 판단되면, 속도 감지부를 통해서 차량 속도를 감지하는 단계; 상기 차량 속도에 기초하여 휴지 제어할 기통을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 기통을 휴지 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명은 상기 기통 휴지 제어가 필요한지 판단하기 전에, 운전 상태 검출부를 통해서 엔진의 운전 상태를 검출하는 단계를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 엔진의 운전 상태에 기초한 엔진의 동작 토크와 상기 운전자의 요구 토크를 비교한 결과에 기초하여 기통 휴지 제어가 필요한지 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 엔진의 운전 상태를 검출하는 단계에서, 상기 제어부는 엔진으로 유입되는 공기량, 엔진 회전수 또는 연료량 중 적어도 하나에 기초하여 엔진의 운전 상태를 검출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 기통 휴지 제어가 필요한지 판단하는 단계에서, 상기 제어부는 상기 엔진의 동작 토크가 상기 운전자의 요구 토크보다 미리 설정된 수준 이상으로 큰 경우에 기통 휴지 제어가 필요한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 휴지 제어할 기통을 결정하는 단계에서, 상기 제어부는 차량 속도가 느릴수록 휴지 제어할 기통의 수를 상대적으로 더 적게 결정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 엔진 기통의 휴지 제어 장치는 운전자의 요구 토크를 획득하는 요구 토크 획득부; 차량 속도를 감지하는 속도 감지부; 및 상기 요구 토크에 기초하여 기통 휴지(Cylinder DeActivation) 제어가 필요한지 판단하고, 상기 차량 속도에 기초하여 휴지 제어할 기통을 결정하는 제어부를 포함한다.

본 발명은 엔진의 운전 상태를 검출하는 운전 상태 검출부를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 엔진의 운전 상태에 기초한 엔진의 동작 토크와 상기 운전자의 요구 토크를 비교한 결과에 기초하여 기통 휴지 제어가 필요한지 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 운전 상태 검출부에서 검출하는 엔진의 운전 상태는 엔진으로 유입되는 공기량, 엔진 회전수 또는 연료량 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 제어부는 상기 엔진의 동작 토크가 상기 운전자의 요구 토크보다 미리 설정된 수준 이상으로 큰 경우에 기통 휴지 제어가 필요한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 제어부는 상기 차량 속도가 느릴수록 휴지 제어할 기통의 수를 상대적으로 더 적게 결정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 차량에 기통 휴지 제어가 필요한 경우에 차량 속도를 추가로 반영함으로써, 연소되는 기통의 불균형으로 발생하는 차량의 진동이나 소음을 줄일 수 있다.

또한 본 발명은, 별도의 하드웨어 추가없이 기존의 구성들로부터 수신되는 데이터에 대한 제어로직의 설정만으로 수행될 수 있어 손쉽게 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 기통의 휴지 제어 장치의 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 기통의 휴지 제어 방법의 구현 과정을 설명하는 절차 흐름도이다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 기통의 휴지 제어 방법 및 그 장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 기통의 휴지 제어 장치의 기능 블록도이다.

도 1을 참조하면 엔진 기통의 휴지 제어 장치는 요구 토크 획득부(10), 운전 상태 검출부(20), 속도 감지부(30) 및 제어부(40)를 포함한다.

요구 토크 획득부(10)는 운전자의 요구 토크를 획득하여 후술하는 제어부(40)로 전달하는 구성으로, 구체적으로 차량의 이동을 위해서 운전자가 발생시키고자 하는 토크를 획득한다.

구체적으로 요구 토크 획득부(10)는 가속 페달(1)에 대한 운전자의 조작에 기초하여 운전자의 요구 토크를 획득할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니므로 별도의 인터페이스 장치를 통해서 입력되는 운전자의 요구 토크를 획득하는 것도 가능하다.

운전 상태 검출부(20)는 엔진의 운전 상태를 검출하여 제어부(40)로 전달하는 구성으로, 구체적으로 엔진으로 유입되는 공기량, 엔진 회전수 또는 연료량 중 적어도 하나를 검출한다.

즉, 운전 상태 검출부(20)는 엔진에서 발생시킬 수 있는 토크와 관련된 정보를 검출함으로써, 후술하는 제어부(40)가 엔진의 운전 상태에 기초하여 엔진의 실제 동작 토크를 연산할 수 있도록 한다.

속도 감지부(30)는 차량 속도를 감지하여 제어부(40)로 전달한다.

제어부(40)는 요구 토크 획득부(10)를 통해 획득된 요구 토크에 기초하여 기통 휴지(Cylinder DeActivation, CDA) 제어가 필요한지 판단하고, 기통 휴지 제어가 필요한 경우에는 전체 기통 중에서 일부 기통을 휴지 제어함으로써 연비(Fuel Efficiency)를 향상시킨다.

특히, 본 실시예에서 제어부(40)는 기통 휴지 제어가 필요한 것으로 판단되면, 속도 감지부(30)를 통해서 감지된 차량 속도에 기초하여 휴지 제어할 기통을 결정한다.

즉, 본 실시예에서는 기통을 휴지 제어할 때 연소되는 기통의 불균형으로 인해서 발생하는 차량의 진동이나 소음을 줄이기 위해서, 차량 속도를 반영하여 휴지 제어할 기통을 가변적으로 결정한다.

차량 속도가 느린 상태에서는 엔진 등의 동작으로 발생하는 진동이나 소음이 더 적기 때문에 기통 휴지 제어가 수행되었을 때, 기통 휴지 제어로 인한 소음 등의 영향이 운전자에게 상대적으로 더 크게 느껴진다.

따라서 본 실시예에서 제어부(40)는 차량 속도가 느릴수록 휴지 제어할 기통의 수를 상대적으로 적게 결정함으로써, 연소되는 기통의 불균형으로 인한 차량의 진동과 소음이 운전자에게 미치는 상대적인 영향을 더 줄인다.

차량 속도에 대응되는 휴지 제어할 기통의 수는, 특정 속도에서 어느 정도의 기통을 휴지 제어하는 것이 바람직한지에 대한 실험 데이터를 통해서 획득할 수 있으며, 이러한 대응관계를 메모리부(80)에 저장해둘 수 있다.

그리고 제어부(40)는 차량이 특정 차속에서 기통 휴지 제어가 필요한 상태로 진입하면, 해당 차속에 대응되는 휴지 기통의 수를 메모리부(80)로부터 읽어들여 휴지 제어할 수 있을 것이다.

이와 같이 본 실시예에서는 기통 휴지 제어가 필요한 상황이 되면 일률적으로 정해진 기통을 휴지 제어하는 것이 아니라, 차량이 실제 이동하는 속도를 추가로 반영함으로써 기통 휴지 제어에 따른 진동이나 소음을 최소화할 수 있다.

본 실시예에 따른 기통의 휴지 제어 과정을 구체적으로 살펴보면, 제어부(40)는 먼저 운전자의 요구 토크에 기초하여 기통 휴지 제어가 필요한지 판단한다. 보다 구체적으로, 운전자가 필요로 하는 토크가 미리 설정된 소정의 토크보다 작은 경우에 제어부(40)는 기통 휴지 제어가 필요한 것으로 판단할 수 있다.

그러나 이에 한정되지 않고 제어부(40)는 운전 상태 검출부(20)를 통해서 검출되는 엔진의 운전 상태와 운전자의 요구 토크에 기초하여 기통 휴지 제어가 필요한지 판단할 수도 있다.

구체적으로 제어부(40)는 엔진의 운전 상태에 기초하여 엔진의 동작 토크를 연산하고, 엔진의 동작 토크와 운전자의 요구 토크를 비교한 결과에 기초하여 기통 휴지 제어가 필요한지 판단할 수 있다.

즉, 제어부(40)는 엔진으로 유입되는 공기량, 연료량 또는 엔진 회전수를 통해서 엔진에서 발생되는 실제 토크인 동작 토크가 어느 정도인지 연산하고, 연산된 동작 토크와 운전자의 요구 토크의 대소를 비교한다.

그리고 제어부(40)는 엔진의 동작 토크가 운전자의 요구 토크 이상인 경우에 기통 휴지 제어가 필요한 것으로 판단한다.

즉, 엔진에서 발생되는 토크가 운전자가 발생시키고자 하는 토크에 비해서 큰 경우에는 추가로 토크를 발생시킬 필요가 없으므로 기통 휴지 제어가 필요한 것으로 판단할 수 있다.

다만, 전술한 상황은 하나의 예에 불과한 것이므로, 엔진의 기통 휴지 제어가 필요한지 여부를 판단하는 방법은 공지 또는 기타 공지되지 않은 다양한 기술이 적용될 수 있다.

전술한 과정을 통해서 기통 휴지 제어가 필요한 것으로 판단되면, 제어부(40)는 차량 속도를 반영하여 휴지 제어할 기통을 결정한다.

구체적으로 제어부(40)는 차량 속도가 느릴수록 휴지 제어할 기통의 수를 상대적으로 적게 결정하되, 휴지 제어할 기통의 수는 메모리부(80)에 미리 저장된 룩업테이블로부터 읽어올 수 있을 것이다.

그리고 제어부(40)는 휴지 제어하기로 결정된 기통을 휴지 제어함으로써, 차량의 연비를 향상시킴과 동시에 기통 휴지 제어로 인해 발생하는 소음이나 진동을 줄일 수 있다.

구체적으로 제어부(40)는 휴지 제어하기로 결정된 기통에 대응되는 인젝터(50)를 제어하여 해당 기통으로의 연료 공급을 차단하고, 해당 기통에 대응되는 흡기 밸브(60)와 배기 밸브(70)를 모두 닫힌 상태로 유지함으로써 공기 흐름을 차단한다.

구체적으로 흡기 밸브(60)와 배기 밸브(70)를 모두 닫힌 상태로 유지하기 위한 기술은 이미 공지되어 있으므로 구체적인 구현 과정은 생략하기로 한다.

메모리부(80)에는 차량 속도에 대응되는 휴지 제어할 기통의 수가 룩업테이블 형태로 저장되어 있을 수 있으며, 룩업테이블 데이터는 차량의 주행 및 엔진 시험 등으로 획득될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 기통의 휴지 제어 방법의 구현 과정을 설명하는 절차 흐름도이다.

도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 기통의 휴지 제어 방법을 살펴보면, 먼저 제어부(40)는 요구 토크 획득부(10)를 통해서 운전자의 요구 토크를 획득한다(S10).

구체적으로 요구 토크 획득부(10)는 가속 페달(1)에 대한 운전자의 조작 또는 별도의 인터페이스 장치를 통해서 입력되는 운전자의 요구 토크를 획득할 수 있다.

그리고 제어부(40)는 운전 상태 검출부(20)를 통해서 엔진의 운전 상태를 검출한다(S20). 구체적으로 운전 상태 검출부(20)는 엔진으로 유입되는 공기량, 엔진 회전수 또는 연료량 중 적어도 하나를 검출한다.

이어서 제어부(40)는 전술한 과정(S10 및 S20)을 통해 수신된 정보에 기초하여 기통 휴지 제어가 필요한지 판단한다(S30).

구체적으로 제어부(40)는 운전 상태 검출부(20)를 통해서 검출되는 엔진의 운전 상태에 기초하여 엔진의 동작 토크를 연산하고, 엔진의 동작 토크와 운전자의 요구 토크를 비교한 결과에 기초하여 기통 휴지 제어가 필요한지 판단할 수 있다.

보다 구체적으로 제어부(40)는 엔진의 동작 토크가 운전자의 요구 토크보다 미리 설정된 수준 이상으로 큰 경우, 특히 엔진의 동작 토크가 운전자의 요구 토크 이상인 경우에 기통 휴지 제어가 필요한 것으로 판단할 수 있다.

즉, 엔진에서 발생되는 토크가 운전자가 발생시키고자 하는 토크에 비해서 큰 경우에는 추가로 토크를 발생시킬 필요가 없으므로 기통 휴지 제어가 필요한 것으로 판단할 수 있다.

한편, 기통 휴지 제어가 필요하지 않은 것으로 판단되면, 운전자의 요구 토크를 충족시킬 수 있는 정도로 엔진을 동작시켜야 하므로 제어부(40)는 전체 기통을 정상적으로 동작시킨다.

그리고 전술한 판단 결과(S30), 기통 휴지 제어가 필요한 것으로 판단되면 제어부(40)는 추가로 속도 감지부(30)를 통해서 차량 속도를 감지한다(S40).

다음으로 제어부(40)는 차량 속도에 기초하여 휴지 제어할 기통을 결정하고, 해당 기통을 휴지 제어한다(S50).

즉, 본 실시예에서는 기통을 휴지 제어할 때 연소되는 기통의 불균형으로 인해서 발생하는 차량의 진동이나 소음을 줄이기 위해서, 차량 속도를 반영하여 휴지 제어할 기통을 가변적으로 결정한다.

구체적으로 본 실시예에서 제어부(40)는 차량 속도가 느릴수록 휴지 제어할 기통의 수를 상대적으로 적게 결정함으로써, 연소되는 기통의 불균형으로 인한 차량의 진동과 소음이 운전자에게 미치는 상대적인 영향을 더 줄인다.

본 실시예에 따르면, 차량에 기통 휴지 제어가 필요한 경우에 차량 속도를 추가로 반영함으로써, 연소되는 기통의 불균형으로 발생하는 차량의 진동이나 소음을 줄일 수 있다.

또한 본 실시예는, 별도의 하드웨어 추가없이 기존의 구성들로부터 수신되는 데이터에 대한 제어로직의 설정만으로 수행될 수 있어 손쉽게 구현될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.

1: 가속 페달
10: 요구 토크 획득부
20: 운전 상태 검출부
30: 속도 감지부
40: 제어부
50: 인젝터
60: 흡기 밸브
70: 배기 밸브
80: 메모리부

Claims (10)

1. 제어부가 요구 토크 획득부를 통해서 운전자의 요구 토크를 획득하는 단계;
   상기 요구 토크에 기초하여 기통 휴지(Cylinder DeActivation) 제어가 필요한지 판단하는 단계;
   기통 휴지 제어가 필요한 것으로 판단되면, 속도 감지부를 통해서 차량 속도를 감지하는 단계;
   상기 차량 속도에 기초하여 휴지 제어할 기통을 결정하는 단계; 및
   상기 결정된 기통을 휴지 제어하는 단계
   를 포함하는 엔진 기통의 휴지 제어 방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 기통 휴지 제어가 필요한지 판단하기 전에, 운전 상태 검출부를 통해서 엔진의 운전 상태를 검출하는 단계를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 엔진의 운전 상태에 기초한 엔진의 동작 토크와 상기 운전자의 요구 토크를 비교한 결과에 기초하여 기통 휴지 제어가 필요한지 판단하는 것을 특징으로 하는 엔진 기통의 휴지 제어 방법.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 엔진의 운전 상태를 검출하는 단계에서, 상기 제어부는 엔진으로 유입되는 공기량, 엔진 회전수 또는 연료량 중 적어도 하나에 기초하여 엔진의 운전 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 엔진 기통의 휴지 제어 방법.
   
4. 제 2항에 있어서,
   상기 기통 휴지 제어가 필요한지 판단하는 단계에서, 상기 제어부는 상기 엔진의 동작 토크가 상기 운전자의 요구 토크보다 미리 설정된 수준 이상으로 큰 경우에 기통 휴지 제어가 필요한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 엔진 기통의 휴지 제어 방법.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 휴지 제어할 기통을 결정하는 단계에서, 상기 제어부는 차량 속도가 느릴수록 휴지 제어할 기통의 수를 상대적으로 더 적게 결정하는 것을 특징으로 하는 엔진 기통의 휴지 제어 방법.
   
6. 운전자의 요구 토크를 획득하는 요구 토크 획득부;
   차량 속도를 감지하는 속도 감지부; 및
   상기 요구 토크에 기초하여 기통 휴지(Cylinder DeActivation) 제어가 필요한지 판단하고, 상기 차량 속도에 기초하여 휴지 제어할 기통을 결정하는 제어부
   를 포함하는 엔진 기통의 휴지 제어 장치.
   
7. 제 6항에 있어서,
   엔진의 운전 상태를 검출하는 운전 상태 검출부를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 엔진의 운전 상태에 기초한 엔진의 동작 토크와 상기 운전자의 요구 토크를 비교한 결과에 기초하여 기통 휴지 제어가 필요한지 판단하는 것을 특징으로 하는 엔진 기통의 휴지 제어 장치.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 운전 상태 검출부에서 검출하는 엔진의 운전 상태는 엔진으로 유입되는 공기량, 엔진 회전수 또는 연료량 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 기통의 휴지 제어 장치.
   
9. 제 7항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 엔진의 동작 토크가 상기 운전자의 요구 토크보다 미리 설정된 수준 이상으로 큰 경우에 기통 휴지 제어가 필요한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 엔진 기통의 휴지 제어 장치.
   
10. 제 6항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 차량 속도가 느릴수록 휴지 제어할 기통의 수를 상대적으로 더 적게 결정하는 것을 특징으로 하는 엔진 기통의 휴지 제어 장치.

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