KR20180067351A - 내연기관용 가변 밸브 제어 방법 - Google Patents

내연기관용 가변 밸브 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내연기관용 가변 밸브 시스템의 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 VVT(Variable Valve Timing)와 VVD(Variable Valve Duration) 시스템의 동시 동작 제어에서 VVT 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도와 VVD 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도 간의 차이를 보상하기 위한 가변 밸브 제어 방법에 관한 것이다.
일 실시예에 따르면 밸브 타이밍 가변 제어와 밸브 듀레이션 가변 제어로 구동할 수 있는 내연기관용 가변 밸브 시스템의 제어 방법에 있어서, 듀레이션 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도와 타이밍 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도를 모니터링 하는 단계; 및 듀레이션 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도와 타이밍 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도 간의 오차가 기 설정된 값을 초과하는 경우 듀레이션 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도를 늦추는 단계를 포함하는 내연기관용 가변 밸브 시스템의 제어 방법을 제공한다.

Description

내연기관용 가변 밸브 제어 방법{VARIABLE VALVE CONTROL METHOD FOR ENGINE}
본 발명은 내연기관용 가변 밸브 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 VVT(Variable Valve Timing)와 VVD(Variable Valve Duration) 시스템의 동시 동작 제어에서 VVT 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도와 VVD 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도 간의 차이를 보상하기 위한 가변 밸브 제어 방법에 관한 것이다.
엔진의 흡기 밸브는 이론적으로 배기 행정이 끝나 피스톤이 실린더 가장 위로 올라간 시점(상사점, TDC)에서 열리기 시작하여, 실린더 가장 밑으로 내려가 압축행정이 시작되는 시점(하사점, BDC)에서는 완전히 닫혀야 한다. 그리고 배기 밸브는 이론적으로 하사점에서 열리며, 상사점에서는 닫혀야 한다. 그런데 실제로는 피스톤이 상사점이나 하사점에 있을 때 정확히 밸브의 개폐가 시작되거나 종료되지 않는다. 엔진 실린더로 공급되는 혼합기에는 관성이 작용하여 흡기행정이 끝나도 흡기관 내 공기는 계속 실린더로 흘러들어가려 하고, 이와 동시에 배기가스는 연소실에서 완전히 배출되지 못하면서 흡기 밸브와 배기 밸브가 모두 열려 겹치는 상태(오버랩, overlap)상태가 생기기 때문이다. 이와 같이 흡기와 배기가 오버랩되는 상황에서는 효율이 떨어질 수 있는데 이러한 현상은 RPM이 아주 낮거나(저속영역), RPM이 아주 높을 때(고속 영역) 종종 발생하게 된다.
엔진은 설계과정에서 일반적으로 특정한 회전영역에서 최대출력을 얻을 수 있도록 흡기 밸브와 배기 밸브의 개폐 시기 및 개폐량이 결정되는데, 일반적으로 저속에서 밸브 오버랩이 길면 체적효율이 저하되고, HC의 배출이 증가하며 잔류가스에 의한 엔진의 부조현상이 나타난다. 반대로 고속에서는 흡기되는 시간이 매우 짧으므로 흡기 밸브의 개방지속시간이 길어져 오히려 오버랩되는 구간이 길수록 엔진 효율이 증가하는 현상이 발생한다. 를 저속에 맞추면 고속에서는 출력이 저하되고, 고속에 맞추면 고속에서 효율이 저하되므로, 엔진의 회전속도 범위에 걸쳐 체적효율을 개선시키고 적절한 토크특성과 저연비를 실현하기 위해 엔진의 회전속도와 부하에 따라 캠축 및 밸브의 양정(Lift)을 제어하는 가변 밸브 타이밍(VVT; Variable Valve Timing Control, 또는 CVVT) 기술이 개발되었다.
그리고 VVT와 다른 원리로서 밸브의 개폐 기간(duration)을 조절할 수 있는 가변 밸브 듀레이션(VVD; Variable Valve Duration) 기술 또한 개시되었다. VVD 기술은 밸브의 열림 시간을 진각(advanced) 또는 지각(retarded) 시킬 때, 밸브의 열림 동작에 대응하여 밸브의 닫힘 시간을 지각(retarded) 또는 진각(advanced) 시킬 수 있다. VVT 기술은 밸브 개도의 듀레이션이 고정된 상태로 흡기 밸브의 열림/닫힘 시점을 변경시키는 개념이라면, VVD 기술은 밸브 개도의 듀레이션 자체를 변경시킨다는 점에서 차이를 가진다.
근래에 상기 VVT와 VVD 기술을 하나의 엔진에서 함께 구현하고자 하는 연구가 이루어지고 있다. 열림/닫힘 시점과, 개도의 듀레이션을 모두 가변할 수 있는 밸브 구동 시스템을 제공하여 엔진의 성능을 극대화하고자 하기 위함이다.
그런데 종래 VVT 시스템에서 는 주로 유압 방식을 사용하고, VVD 시스템에서 밸브 듀레이션 제어는 주로 모터를 사용하고 있다. 일반적으로 모터를 이용한 전기 제어 방식의 경우 제어입력에 대한 반응 속도가 빠르지만, 유압식의 경우 제어입력에 대한 반응 속도가 상대적으로 느리다. 그로 인해 두 시스템 간의 제어 속도 차이가 발생하며, VVT와 VVD를 접목한 엔진의 특정 운전 영역에서는 제어 안정성이 저하될 수 있다.
VVT의 구동원을 VVD와 마찬가지로 전기 제어 방식으로 사용하는 방법도 제안되나, 종래 유압식으로만 주로 사용되어오던 VVT의 구동원 자체를 신규로 개발하고 이를 적용하기 위해서는 제조 원가 측면에서 부담이 따른다.
따라서, 구동원에 대한 추가적인 변경 없이 현재의 시스템에서 제어 속도 차이에 따른 전술한 문제점을 해결하기 위한 방법의 필요성이 제기된다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위해 안출된 발명으로서, VVT와 VVD를 동시에 접목한 밸브 구동 장치 간의 제어 속도 차이를 보상하여 제어의 안정성을 확보할 수 있도록 하는 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 가변 밸브 타이밍(vvt) 모드와 가변 밸브 듀레이션(vvd) 모드로 구동할 수 있는 내연기관용 가변 밸브 시스템의 제어 방법에 있어서, 듀레이션 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도와 타이밍 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도를 모니터링 하는 단계; 및 듀레이션 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도와 타이밍 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도간의 오차가 기 설정된 값을 초과하는 경우 듀레이션 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도를 늦추는 단계;를 포함하는 내연기관용 가변 밸브 시스템의 제어 방법을 제공한다.
일 실시예에 따르면 상기 듀레이션 제어는 모터를 이용한 전기 구동방식, 상기 타이밍 제어는 유압 구동방식으로 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 따르면 상기 듀레이션 제어 동작과 상기 타이밍 제어 동작의 초기 시작점을 일치시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 따르면 상기 듀레이션 제어 동작에 의한 밸브의 변경은 흡기 열림 타겟에 대한 제1맵과 흡기 닫힘 타겟에 대한 제2맵으로 구성된 맵 테이블에서 특정값을 선택하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 따르면 상기 타이밍 제어 동작에 의한 밸브의 변경은 흡기 열림 타겟에 대한 제1맵에서 특정값을 선택하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 따르면 상기 듀레이션 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도를 늦추는 것은, 흡기 열림 타겟에 대한 제1맵에 레그 필터(leg filter)를 적용하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서 상기 레그 필터의 적용여부는 듀레이션 제어 동작에 의한 밸브의 변경 완료시점에서의 상기 오차에 따라 결정될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 듀레이션 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도를 늦추는 단계에서는, 듀레이션 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도를 상기 오차만큼 지연시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 내연기관용 가변 밸브 시스템의 제어 방법은 (a) 듀레이션 제어 시작 단계; (b) 듀레이션 변경 감지 단계; (c) 타이밍 제어와의 오차 계산 시작 단계; (d) 듀레이션 변경 완료 시 종료 신호 생성 단계; (e) 듀레이션 변경 완료시점에서 오차가 기 설정된 값을 초과하였는지 여부 판단 단계; 및 (f) 상기 (e) 단계에서의 오차가 기 설정된 값을 초과한 경우 듀레이션 제어에 레그필터를 적용하는 단계;를 포함할 수 있다.
여기서 (g) 상기 (e) 단계에서의 오차가 기 설정된 값을 초과하지 않은 경우, 상기 레그필터를 해제하고 듀레이션 제어를 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명을 통해 서로 다른 구동원리를 가지는 VVT와 VVD 밸브 구동 장치를 정밀하게 연동 제어하는 방법을 제공하는 바, 제어 속도 차이에 따른 제어안정성을 향상 시킬 수 있게 된다.
아울러, 내연기관용 가변 밸브의 제어가 안정되므로, 연소 안정성 및 제어의 불안정성도 방지할 수 있으며, 밸브 트레인의 추가적인 변경을 하지 않고도 상기한 효과를 발휘하므로 원가 절감 측면에서도 유리하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 듀레이션 가변 제어와 밸브 타이밍 가변 제어의 속도 차를 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 밸브 시스템의 제어 방법을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 밸브 듀레이션 가변 제어와 밸브 타이밍 가변 제어의 속도 차를 나타내는 그래프와, 본 발명의 가변 밸브 시스템의 제어 방법에 있어서 신호 인가 순서를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변 밸브 시스템의 제어 방법을 순차적으로 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않으며, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 어떤 구성요소들을 '포함' 또는 '구비'한다는 표현은, '개방형의 표현'으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭하는 표현이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 될 것이다.
이하, 설명에서 밸브 듀레이션 가변 제어는 간략히 밸브 듀레이션 제어 혹은 VVD 제어로 서술할 수 있으며, 밸브 타이밍 가변 제어는 간략히 밸브 타이밍 제어 혹은 VVT 제어로 서술할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 듀레이션 가변 제어와 밸브 타이밍 가변 제어의 속도 차를 나타내는 그래프이다.
도 1에는 밸브 듀레이션 가변 제어와 밸브 타이밍 가변 제어의 스텝(step) 신호에 따른 밸브 듀레이션 가변 제어 결과의 실측값과, 밸브 타이밍 가변 제어 결과의 실측값(actual)이 스텝 선도 아래측의 파선의 형태로서 나타난다. 밸브 듀레이션 가변 제어의 스텝 신호와 밸브 타이밍 가변 제어의 스텝 신호는 복수의 스텝이 연속적으로 인가될 수 있으며, 도 1에는 2개의 스텝이 연속된 것을 나타낸다.
도면에 도시된 바와 같이 밸브 듀레이션 제어 신호에 따른 실측값과 밸브 타이밍 제어 신호에 따른 실측값 간의 오차가 발생한다. 여기서의 오차 단위는 시간(t)으로 나타낼 수 있으며, 아울러 오차는 개별 스텝(step)별로 상이할 수 있다. 도 1에는 각 스텝별로 t1, t2만큼의 오차가 존재한다.
이러한 오차는 배경기술에서 전술한 바와 같이 밸브 듀레이션 가변 제어와 밸브 타이밍 가변 제어에 있어서 그 구동원리가 상이하기 때문에 발생한다.
이를 위해 본 발명에서는 다음과 같은 내연기관용 가변 밸브 시스템의 제어 방법을 제안하고자 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 밸브 시스템의 제어 방법을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관용 가변 밸브 시스템의 제어 방법은 듀레이션 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도와 타이밍 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도를 모니터링하는 단계(S10); 및 듀레이션 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도와 타이밍 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도 간의 오차가 기 설정된 값을 초과하는 경우 듀레이션 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도를 늦추는 단계(S20 내지 S30);를 포함한다.
일 실시예에 따르면 상기 듀레이션 가변 제어는 모터를 이용한 전기 구동방식, 상기 타이밍 가변 제어는 유압 구동방식으로 수행되는 것을 특징으로 한다.
먼저, 듀레이션 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도와 타이밍 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도를 모니터링 한다. 밸브의 변경 속도는 밸브 자체의 위치를 직접적으로 감지하는 센서를 이용하거나, 크랭크 축의 회전 각(angle) 또는 캠 축의 회전 각(angle)을 감지하는 센서를 이용할 수 있다.
그리고 모니터링된 밸브의 변경 속도에 따라 듀레이션 가변 제어 동작과 타이밍 가변 제어 동작 간의 오차를 연산한다.
연산된 오차가 만약 설정된 값을 초과한다면 듀레이션 가변 제어 동작과 타이밍 가변 제어 동작의 동기를 위해 차이를 보상해주어야 한다. 그런데 듀레이션 가변 제어 동작의 경우 모터를 이용한 전기 구동방식이고 타이밍 가변 제어 동작은 유압 방식이므로 반응성 측면에서 모터를 이용한 전기 구동방식이 항상 더 빠르다.
따라서, 제어 동작 간의 차이를 보상하는 방법은 항상 듀레이션 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도를 늦추는 방법을 적용한다.
한편, 선결적으로 상기 듀레이션 가변 제어 동작과 상기 타이밍 가변 제어 동작의 초기 시작점을 일치시킬 수 있다. 밸브의 변경 속도의 차이를 연산하기 위해 각 제어 동작의 시작점(D-start와 T-Start)을 일치시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관용 가변 밸브 시스템의 제어 방법에서, 듀레이션 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경은 흡기 열림 타겟에 대한 제1맵과 흡기 닫힘 타겟에 대한 제2맵으로 구성된 맵 테이블에서 특정값을 선택하여 이루어질 수 있고, 타이밍 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경은 흡기 열림 타겟에 대한 제1맵에서 특정값을 선택하여 이루어질 수 있다.
본 발명에서 밸브의 변경이라 함은 흡기 밸브의 오픈(open) 시점과 클로즈(close) 시점의 변경을 의미할 수 있다. 따라서, 상기 흡기 열림 타겟이라 함은 흡기 밸브의 오픈(open) 시점을 의미할 수 있으며, 흡기 닫힘 타겟이라 함은 흡기 밸브의 클로즈(close) 시점을 의미할 수 있다.
흡기 열림 타겟, 즉 흡기 밸브의 오픈 시점은 기 마련된 테이블 값으로 맵핑(제1맵)되어 있을 수 있으며 밸브의 변경시에는, 제1맵에서 특정값을 선택함으로써 흡기 밸브의 오픈 시점을 가변시킨다. 제1맵의 테이블은 crank의 회전 각(angle)로도 나타낼 수 있는데, 구체적으로 종래의 흡기 열림 타겟이 (-)5도 일 때, 새로운 흡기 열림 타겟을 (-)3도로 설정할 수 있다. 여기서 (-)는 피스톤의 상사점(TDC)을 기준점인 0이라 할 때, 기준점으로부터 진각(advanced)된 것으로 볼 수 있다.
흡기 닫힘 타겟, 즉 흡기 밸브의 닫힘 시점은 기 마련된 테이블 값으로 맵핑(제2맵)되어 있을 수 있으며 밸브의 변경시에는, 제2맵에서 특정값을 선택함으로써 흡기 밸브의 오픈 시점을 가변시킨다. 제2맵의 테이블은 crank의 회전 각(angle)로도 나타낼 수 있는데, 구체적으로 종래의 흡기 닫힘 타겟이 (+)5도 일 때, 새로운 흡기 열림 타겟을 (+)3도로 설정할 수 있다. 여기서 (+)는 피스톤의 상사점(TDC)을 기준점인 0이라 할 때, 기준점으로부터 지각(retarded)된 것으로 볼 수 있다.
듀레이션(duration)은 흡기 밸브의 열림 시점과 닫힘 시점의 결정으로부터 정해지므로, 흡기 열림 타겟과 흡기 닫힘 타겟에 대한 특정값을 모두 선택하여야 한다.
반면, 타이밍 제어 동작에 의한 밸브의 변경은 흡기 밸브의 열림 시점에 의해 결정되므로, 흡기 열림 타겟에 대한 특정값의 선택만으로 충분하다.
다음으로, 도 3과 도4를 참고하여 본 발명의 내연기관용 가변 밸브 시스템의 제어 방법에 대하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 밸브 듀레이션 가변 제어와 밸브 타이밍 가변 제어의 속도 차를 나타내는 그래프와, 본 발명의 가변 밸브 시스템의 제어 방법에 있어서 신호 인가 순서를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 도 1의 실시예와 다른 실시예에 따른 밸브 듀레이션 가변 제어와 밸브 타이밍 가변 제어의 속도차에 대한 그래프가 도시된다. 여기서 각 스텝별 오차는 t3, t4로 나타날 수 있으며, 도면에 도시된 바와 같이 오차값 t4는 오차값 t3보다 작다. 예컨대, 도 1의 두 개의 연속적인 스텝 신호에 따른 오차값의 합 t1+t2는 도 3의 두 개의 연속적인 스텝 신호에 따른 오차값의 합 t3+t4와 동일한 값으로 도출될 수 있다.
도 3에서 G1은 VVD control enabled, 즉 듀레이션 가변 제어 동작의 적용을 의미하는 선도이고, G2는 Duration Change monitored, 즉 듀레이션의 변화(시작시점부터)를 의미하는 선도이다. G3은 Duration Change End bit을 나타내는 것으로서, 실제 듀레이션 가변 제어 동작에 의한 밸브 변경이 완료되었을 때 생성하는 bit신호를 의미하는 선도이다. G4는 VVT Target and Actual Diff integrated value를 나타내는 것으로서, 타이밍 가변 제어 동작에 의한 밸브 변경의 시작부터 완료까지 각 시점에서 오차를 나타내는 것이다. G4의 오차는 기 설정된 threshold값과 비교한다. G5는 Valve Timing Change End bit을 나타내는 것으로서, 실제 타이밍 가변 제어 동작에 의한 밸브 변경이 완료되었을 때 생성하는 bit신호를 의미하는 선도이다. G6는 Intake Open Target filter enabled, 즉 필터 적용을 의미하는 선도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관용 가변 밸브 시스템의 제어 방법에서는 흡기 열림 타겟에 대한 제1맵에 레그 필터(leg filter)를 적용하여 듀레이션 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도를 늦추는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 레그 필터의 적용여부는 듀레이션 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경 완료시점에서의 상기 오차에 따라 결정될 수 있다.
여기서 레그 필터는 도 3의 G6를 의미한다. 도면에 도시된 바와 같이 레그필터를 적용하면, 듀레이션 기간이 증가하고, 이에 따라 밸브의 변경 속도가 지연된다.
도 3의 G4를 다시 참조하면, 앞선 스텝에서 오차가 threshold를 넘으므로 듀레이션 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도를 늦출 필요성이 인식되고, 듀레이션 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경 완료시점인 이때, 레그 필터를 적용하여 듀레이션을 증가시킨다. 레그 필터가 적용된 이후의 다음 스텝에서는 듀레이션 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도 지연에 의하여 타이밍 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도와의 오차가 현저히 줄어들게 된다. 다음 스텝에서 오차가 threshold를 넘지 않으면, 레그 필터를 해제한다.
이와 같은 실시예는 흡기 열림 타겟에 대한 제1맵에 레그필터(leg filter)를 적용함으로써 이루어질 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변 밸브 제어 방법을 순차적으로 나타내는 블록도이다. 도 4에 도시된 순서도들은 본 발명을 실시함에 있어서 가장 바람직한 결과를 달성하기 위해 예시적으로 도시된 시계열적인 순서에 불과하며, 다른 추가적인 단계들이 제공되거나, 일부 단계가 삭제될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 내연기관용 가변 밸브 시스템의 제어 방법은 (a) 듀레이션 가변 제어 시작 단계; (b) 듀레이션 변경 감지 단계; (c) 듀레이션 가변 제어와 타이밍 가변 제어의 오차 계산 시작 단계; (d) 듀레이션 변경 완료 시 종료 신호 생성 단계; (e) 듀레이션 변경 완료시점에서 오차가 기 설정된 값을 초과하였는지 여부 판단 단계; 및 (f) 상기 (e) 단계에서의 오차가 기 설정된 값을 초과한 경우 듀레이션 가변 제어에 레그 필터를 적용하는 단계;를 포함할 수 있다.
그리고 (g) 상기 (e) 단계에서의 오차가 기 설정된 값을 초과하지 않은 경우, 상기 레그 필터를 해제하고 듀레이션 제어를 할 수 있다.
본 발명은 듀레이션 가변 제어 동작의 레그 필터 적용을 그 요지로 하므로, 듀레이션 가변 제어 동작이 시작하지 않으면, 그 다음의 제어 로직을 진행하지 않고 종료시킨다. 그리고 듀레이션 가변 제어 동작 시작 이후에도, 실제 듀레이션 변경이 감지되지 않으면 제어 로직을 더 이상 진행하지 않고 종료시킨다.
만약, 듀레이션 변경이 감지되면, 듀레이션 가변 제어와 타이밍 가변 제어의 오차를 계산한다. 이때, 듀레이션 가변 제어 동작과 상기 타이밍 가변 제어 동작의 초기 시작점을 일치시킬 수 있다.
그리고 듀레이션 변경 완료 시점에서 상기 듀레이션 가변 제어와 타이밍 가변 제어의 오차값이 기 설정된 값을 초과한 것으로 판정되는 경우 듀레이션 가변 제어 레그 필터를 적용한다.
듀레이션 가변 제어 레그 필터 적용 이후, 타이밍 가변 제어 동작까지 완료되면 다시 듀레이션 변경을 감지함으로써, 듀레이션 가변 제어 동작과 타이밍 가변 제어 동작의 연속적인 동작에서 제어안정성을 확보할 수 있게 된다.
상기 듀레이션 가변 제어와 타이밍 가변 제어의 오차값이 기 설정된 값을 초과한 것으로 판정되지 않는 경우에는 듀레이션 가변 제어 레그 필터를 해제하거나, 레그 필터를 우회 적용함으로써 밸브의 변경 속도를 기존의 듀레이션 가변 제어 동작에 의한 변경 속도대로 유지한다.
레그 필터 해제 또는 레그 필터 우회 이후, 타이밍 가변 제어 동작까지 완료되면 다시 듀레이션 변경을 감지한다.
상기한 내용을 종합하면, 서로 다른 구동원리를 가지는 VVT와 VVD 밸브 구동 장치를 정밀하게 연동 제어하는 가변 밸브의 제어 방법을 제공하는 바, 제어 속도 차이에 따른 제어안정성을 향상시킬 수 있게 된다.
참고로, 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관용 가변 밸브 제어 방법은 차량 제어용 프로그램으로 작성 가능하며, 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명에 대한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
G1 : VVD control enabled
G2 : Duration Change monitored
G3 : Duration Change End bit
G4 : VVT Target and Actual Diff integrated value
G5 : Valve Timing Change End bit
G6 : Intake Open Target filter enabled

Claims (10)

  1. 밸브 타이밍 가변 제어와 밸브 듀레이션 가변 제어로 구동할 수 있는 내연기관용 가변 밸브 시스템의 제어 방법에 있어서,
    듀레이션 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도와 타이밍 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도를 모니터링 하는 단계; 및
    듀레이션 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도와 타이밍 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도 간의 오차가 기 설정된 값을 초과하는 경우 듀레이션 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도를 늦추는 단계를 포함하는 내연기관용 가변 밸브 시스템의 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 듀레이션 가변 제어 동작은 모터를 이용한 전기 구동방식, 상기 타이밍 가변 제어 동작은 유압 구동방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 가변 밸브 시스템의 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 듀레이션 가변 제어 동작과 상기 타이밍 가변 제어 동작의 초기 시작점을 일치시키는 것을 특징으로 하는 내연기관용 가변 밸브 시스템의 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 듀레이션 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경은
    흡기 열림 타겟에 대한 제1맵과 흡기 닫힘 타겟에 대한 제2맵으로 구성된 맵 테이블에서 특정값을 선택하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 가변 밸브 시스템의 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 타이밍 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경은
    흡기 열림 타겟에 대한 제1맵에서 특정값을 선택하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 가변 밸브 시스템의 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 듀레이션 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도를 늦추는 것은,
    흡기 열림 타겟에 대한 제1맵에 레그 필터(leg filter)를 적용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 가변 밸브 시스템의 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 레그 필터의 적용여부는 듀레이션 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경 완료시점에서의 상기 오차에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 가변 밸브 시스템의 제어 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 듀레이션 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도를 늦추는 단계에서는, 듀레이션 가변 제어 동작에 의한 밸브의 변경 속도를 상기 오차만큼 지연시키는 것을 특징으로 하는 내연기관용 가변 밸브 시스템의 제어 방법.
  9. (a) 듀레이션 가변 제어 시작 단계;
    (b) 듀레이션 변경 감지 단계;
    (c) 듀레이션 가변 제어와 타이밍 가변 제어의 오차 계산 시작 단계;
    (d) 듀레이션 변경 완료 시 종료 신호 생성 단계;
    (e) 듀레이션 변경 완료시점에서 오차가 기 설정된 값을 초과하였는지 여부 판단 단계; 및
    (f) 상기 (e) 단계에서의 오차가 기 설정된 값을 초과한 경우 듀레이션 가변 제어에 레그 필터를 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 가변 밸브 시스템의 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    (g) 상기 (e) 단계에서의 오차가 기 설정된 값을 초과하지 않은 경우, 상기 레그필터를 해제하고 듀레이션 가변 제어를 하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 가변 밸브 시스템의 제어 방법.
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