KR20180020503A - 가변밸브 타이밍시스템의 진단방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가변밸브 타이밍시스템의 오일압력 검출유닛이 정상적으로 작동하는 지의 여부를 정밀하게 진단함으로써 가변밸브 타이밍시스템에 대한 진단 정밀도를 향상시킬 수 있는 가변밸브 타이밍시스템의 진단방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 가변밸브 타이밍시스템의 진단방법은, 엔진 시동 이후에 오일압력 검출유닛의 정상여부를 판단하기 위한 오일압력 검출유닛의 정상 작동시간을 연산하는 정상 작동시간 연산단계; 및 상기 정상 작동시간 이내에 상기 가변밸브 타이밍시스템의 오일압력 검출유닛이 소등되는지 또는 오일압력이 기준압력에 도달하는지의 여부에 따라 상기 오일압력 검출유닛의 정상 여부를 진단하는 진단단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가변밸브 타이밍시스템의 진단방법{METHOD FOR DIAGONOSING VARIABLE VALVE TIMING SYSTEM}
본 발명은 가변밸브 타이밍시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가변밸브 타이밍시스템의 오일압력 검출유닛이 정상적으로 작동하는 지의 여부를 정밀하게 진단함으로써 가변밸브 타이밍시스템에 대한 진단 정밀도를 향상시킬 수 있는 가변밸브 타이밍시스템의 진단방법에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 가변밸브 타이밍시스템(VARIABLE VALVE TIMING SYSTEM)은 엔진에는 연비 향상 및 출력 향상을 목적으로 엔진의 조건에 따라 흡배기 밸브의 밸브 타이밍(흡기 밸브 및 배기밸브의 개폐 시기)을 가변하도록 구성되어 있다.
또한, 가변밸브 타이밍시스템이 밸브 타이밍(valve timing)을 제어함으로써 연비 및 출력 성능을 향상시킬 뿐만 아니라 Emission 저감효과를 개선할 수 있으며, 특히 촉매 히팅 구간 중에 가변밸브 타이밍시스템에 의한 밸브 오버랩(valve overlap, 흡기 밸브와 배기 밸브가 모두 열려 있는 상태)을 길게 하여 내부 EGR율을 증대시킴으로써 미연소가스의 재연소 및 혼합기의 온도 상승을 통해 연료의 증발을 증가시킬 수 있고, 이를 통해 Emission을 대폭 저감할 수 있다.
이와 같이, 가변밸브 타이밍시스템 또한 배기가스 저감장치와 관련되어 있으므로 OBD(On board Diagnostics)-2 법규사항에 의해 자기진단이 요구된다.
즉, 가변밸브 타이밍시스템의 고장 여부를 진단함으로써 Emission 저감성능을 안정적으로 유지시켜야 할 필요가 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 안출한 것으로, 가변밸브 타이밍시스템의 오일압력 검출유닛이 정상적으로 작동하는 지의 여부를 정밀하게 진단함으로써 가변밸브 타이밍시스템에 대한 진단 정밀도를 향상시킬 수 있는 가변밸브 타이밍시스템의 진단방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 가변밸브 타이밍시스템의 진단방법은,
엔진 시동 이후에 오일압력 검출유닛의 정상여부를 판단하기 위한 오일압력 검출유닛의 정상 작동시간을 연산하는 정상 작동시간 연산단계; 및
상기 정상 작동시간 이내에 상기 가변밸브 타이밍시스템의 오일압력 검출유닛이 소등되는지 또는 오일압력이 기준압력에 도달하는지의 여부에 따라 상기 오일압력 검출유닛의 정상 여부를 진단하는 진단단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 진단단계는, 엔진 시동 이후에 경과된 시간이 정상 작동시간 이내일 때 상기 오일압력 검출유닛이 소등되거나 오일압력이 기준압력에 도달하면 상기 오일압력 검출유닛의 정상을 진단하는 것을 특징으로 한다.
상기 진단단계는, 엔진 시동 이후에 경과된 시간이 정상 작동시간을 초과하면 가변밸브 타이밍시스템에 강제 작동명령 신호를 지령하고,
상기 강제 작동명령 신호에 따라 상기 가변밸브 타이밍시스템이 정상 작동하면 상기 오일압력 검출유닛의 고장을 진단하는 것을 특징으로 한다.
상기 강제 작동명령 신호에 따라 상기 가변밸브 타이밍시스템이 정상 작동하지 않으면 오일공급장치의 고장을 진단하는 것을 특징으로 한다.
상기 정상 작동시간은 엔진의 냉각수 온도, 쇼크 타임에 따라 연산되는 것을 특징으로 한다.
상기 정상 작동시간은 엔진의 냉각수 온도, 쇼크 타임, 오일의 온도 내지 점도에 따라 연산되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 정상 작동시간 이내에 오일압력 검출유닛이 소등되는지 또는 오일압력이 도달시간에 도달하는지의 여부에 따라 가변밸브 타이밍시스템의 정상 작동을 정밀하게 진단할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 가변밸브 타이밍시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 가변밸브 타이밍시스템의 진단방법을 도시한 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.
도 1은 가변밸브 타이밍시스템을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 캠 샤프트(5)의 캠 스프로킷(21)에 설치된 엑츄에이터(22)와, 오일탱크로부터 엑츄에이터(22)로 공급되는 오일의 흐름방향을 조절하는 오일컨트롤밸브(23)를 포함할 수 있다.
엑츄에이터(22)는 엔진의 크랭크샤프트와 캠 샤프트(5) 사이의 위상을 전환하도록 구성될 수 있고, 이에 캠 샤프트(5)에 마련된 캠의 회전상(rotational pahse)이 변화되어 흡기밸브 및/또는 배기밸브의 개폐가 조절될 수 있다. 엑츄에이터(22)에는 전방측 유압통로(25) 및 후방측 유압통로(26)가 설치되고, 전방측 유압통로(25)는 캠 스프로킷(21) 내에 설치된 플런저(24)의 전방측(front side)으로 오일을 공급하도록 구성되며, 후방측 유압통로(26)는 플런저(24)의 후방측(rear side)으로 오일을 공급하도록 구성될 수 있다.
플런저(24)는 헬리컬 기어(27)를 통해 캠 스프로킷(21) 및 캠 샤프트(5)에 결합될 수 있다. 이러한 플런저(24)의 전방측 및 후방측으로 공급되는 오일의 밸런스에 따라 플런저(24)는 캠 샤프트(5)의 축선방향을 따라 회전하면서 이동할 수 있다. 플런저(24)는 캠 샤프트(5)와 함께 회전하고, 이에 캠 스프로킷(21)과 캠 샤프트(5) 사이의 위상(phase position)이 변화될 수 있다. 예컨대, 플런저(24)가 캠 샤프트(5)를 향해 이동하면 캠 샤프트(5)의 회전위상이 진각방향(phase advance direction)으로 전환되고, 플런저(24)가 캠 샤프트(5)로부터 멀어지면 캠 샤프트(5)의 회전위상이 지각방향(phase retard direction)으로 전환될 수 있다.
또한, 플런저(24)를 캠 샤프트(5)로부터 멀어지게 하는 방향(지각방향)으로 강제하는 리턴스프링(28)이 마련될 수 있다.
오일컨트롤밸브(23)는 플런저(24)의 전방측 및 후방측으로 공급되는 오일의 흐름방향을 제어하도록 구성될 수 있다.
오일컨트롤밸브(23)는 리니어 솔레노이드(29) 및 스풀밸브(30)를 가질 수 있다. 리니어 솔레노이드(29)는 스풀밸브(30)의 위치를 변환하고, 이에 전방측 유압통로(25)를 통해 플런저(24)의 전방측으로 오일이 공급되며, 후방측 유압통로(26)를 플런저(24)의 후방측으로 오일을 공급될 수 있다.
오일컨트롤밸브(23)에는 오일펌프(31) 및 드레인통로(32) 등이 연결될 수 있다. 그리고, 캠 샤프트(5)의 각도를 검출하는 캠 센서(9)가 설치될 수 있다.
또한, 오일의 흐름 경로 예컨대, 전방측 유압통로(25) 및 후방측 유압통로(26) 중에서 적어도 어느 하나의 통로에 오일압력 검출유닛(33, 오일압력센서 또는 오일압력스위치)가 설치되어 오일압력을 검출하도록 구성될 수 있다.
한편, 가변밸브 타이밍시스템의 정상적인 작동 여부를 진단할 때 충분한 오일압력이 필요하고, 이에 따라 일정 시간 내에 오일압력 검출유닛(33)이 소등되는지 또는 오일압력 검출유닛(33)에 의해 검출된 오일압력이 기준압력에 도달하였는지의 여부에 따라 오일압력 검출유닛(33)의 정상 작동여부를 정밀하게 진단할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 가변밸브 타이밍시스템의 진단방법을 도시한 순서도이다.
도 2를 참조하면, 엔진을 시동시키고(S1), 엔진의 시동과 동시에 타이머를 온함으로써 엔진의 시동 이후 경과된 시간을 검출할 수 있다.
엔진의 냉각수 온도, 엔진의 시동 오프된 이후의 쇼크타임(soak time), 오일의 온도 내지 점도 등을 측정한다(S2).
가변밸브 타이밍시스템(Variable Valve Timing System, VVT)의 오일압력 검출유닛(33)이 정상적인 상태일 경우에 오일압력 검출유닛(33)이 소등되는 시간 또는 오일압력 검출유닛(33)에 의해 검출된 오일압력이 기준압력에 도달하는 시간 즉, 오일압력 검출유닛(33)의 '정상 작동시간'을 연산한다(S3). 여기서, 기준압력은 가변밸브 타이밍시스템 또는 오일압력 검출유닛의 정상 여부를 판단하기 위한 기준치에 해당한다.
'정상 작동시간'은 엔진의 냉각수 온도, 쇼크타임, 오일의 온도 내지 점도 등에 따라 다양하게 맵핑된 맵 또는 실험식 등을 통해 연산될 수 있다.
그런 다음에, 엔진의 시동 이후에 경과된 시간(타이머를 통해 실시간으로 확인함)이 '정상 작동시간'이내인지를 판단한다(S4).
S4단계에서, 엔진의 시동 이후에 경과된 시간이 '정상 작동시간' 보다 작으면(즉, 경과된 시간이 '정상 작동시간'이내이면), 오일압력 검출유닛(33)이 소등되었는지 또는 오일압력 검출유닛(33)에 의해 검출된 오일압력이 기준압력에 도달하였는지를 판단한다(S5).
이러한 S5단계에서, 오일압력 검출유닛(33)이 소등되거나 오일압력 검출유닛(33)에 의해 검출된 오일압력이 기준압력에 도달하면(오일압력이 기준압력과 같거나 크면) 오일압력 검출유닛(33)을 정상으로 진단한다(S6).
그리고, S5단계에서, 오일압력 검출유닛(33)이 소등되지 않거나 오일압력 검출유닛(33)에 의해 검출된 오일압력이 기준압력에 도달하지 않으면 상술한 S4단계로 리턴된다.
또한, S4단계에서, 경과된 시간이 '정상 작동시간' 보다 크면(즉, 경과된 시간이 '정상 작동시간'을 초과하면), 제어부(미도시)는 가변밸브 타이밍시스템(VVT)에 강제 작동명령신호을 지령한다(S7).
이러한 가변밸브 타이밍시스템(VVT)의 강제 작동명령 신호에 따라 가변밸브 타이밍시스템(VVT)이 정상적으로 작동하는지를 판단한다(S8).
가변밸브 타이밍시스템(VVT)의 강제 작동명령 신호에 따라 가변밸브 타이밍시스템(VVT)이 정상적으로 작동하면 오일압력 검출유닛(33)의 고장을 진단할 수 있다(S9).
반면에, 가변밸브 타이밍시스템(VVT)의 강제 작동명령 신호에 따라 가변밸브 타이밍시스템(VVT)이 정상적으로 작동하지 않으면 오일컨트롤밸브(23), 오일펌프 등을 포함한 오일공급장치의 고장을 진단할 수 있다(S10).
이상, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.
5: 캠 샤프트 21: 캠 스프로킷
22: 엑츄에이터 23: 오일컨트롤밸브
33: 오일압력 검출유닛

Claims (6)

  1. 엔진 시동 이후에 오일압력 검출유닛의 정상여부를 판단하기 위한 오일압력 검출유닛의 정상 작동시간을 연산하는 정상 작동시간 연산단계; 및
    상기 정상 작동시간 이내에 상기 가변밸브 타이밍시스템의 오일압력 검출유닛이 소등되는지 또는 오일압력이 기준압력에 도달하는지의 여부에 따라 상기 오일압력 검출유닛의 정상 여부를 진단하는 진단단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변밸브 타이밍시스템의 진단방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 진단단계는, 엔진 시동 이후에 경과된 시간이 정상 작동시간 이내일 때 상기 오일압력 검출유닛이 소등되거나 오일압력이 기준압력에 도달하면 상기 오일압력 검출유닛의 정상을 진단하는 것을 특징으로 하는 가변밸브 타이밍시스템의 진단방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 진단단계는, 엔진 시동 이후에 경과된 시간이 정상 작동시간을 초과하면 가변밸브 타이밍시스템에 강제 작동명령 신호를 지령하고,
    상기 강제 작동명령 신호에 따라 상기 가변밸브 타이밍시스템이 정상 작동하면 상기 오일압력 검출유닛의 고장을 진단하는 것을 특징으로 하는 가변밸브 타이밍시스템의 진단방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 진단단계는, 엔진 시동 이후에 경과된 시간이 정상 작동시간을 초과하면 가변밸브 타이밍시스템에 강제 작동명령 신호를 지령하고,
    상기 강제 작동명령 신호에 따라 상기 가변밸브 타이밍시스템이 정상 작동하지 않으면 오일공급장치의 고장을 진단하는 것을 특징으로 하는 가변밸브 타이밍시스템의 진단방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 정상 작동시간은 엔진의 냉각수 온도, 쇼크 타임에 따라 연산되는 것을 특징으로 하는 가변밸브 타이밍시스템의 진단방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 정상 작동시간은 엔진의 냉각수 온도, 쇼크 타임, 오일의 온도 내지 점도에 따라 연산되는 것을 특징으로 하는 가변밸브 타이밍시스템의 진단방법.
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