JP2021042756A - シリンダー休止を具現するエンジンの制御方法およびその方法が適用されたエンジン - Google Patents

シリンダー休止を具現するエンジンの制御方法およびその方法が適用されたエンジン Download PDF

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Abstract

【課題】エンジンの作動状態により吸気バルブのデュレーションまたはリフトを調節しながらも、ＣＤＡを具現して燃費改善が可能なエンジン及びこれを制御する方法を提供する。【解決手段】デュレーション機構、ＣＤＡ機構、点火器、インジェクター、車両の作動状態信号を出力する作動状態信号部、及び作動状態信号部の出力信号によりデュレーション機構、ＣＤＡ機構、点火器及びインジェクターの作動を制御する制御器を含むエンジンの制御方法は、制御器がＣＤＡ作動モードに該当するのか判断する段階、及びＣＤＡ作動モードに該当する場合、制御器が点火器及びインジェクターの作動を中止させ、デュレーション機構の作動を制御して吸気バルブのデュレーションを増加させ、ＣＤＡ機構の作動を制御して排気バルブの作動を中断させるＣＤＡ作動段階を含む。【選択図】図９

Description

本発明は、シリンダー休止を具現するエンジンの制御方法およびその方法が適用されたエンジンに係り、より詳しくは、吸気バルブのデュレーションを調節するデュレーション機構と排気バルブの休止を具現するＣＤＡ機構を利用してシリンダー休止を具現するエンジンの制御方法およびその方法が適用されたエンジンに関する。
一般に、内燃機関（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｅｎｇｉｎｅ）は、燃焼室（ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｃｈａｍｂｅｒ）に燃料と空気を受け入れてこれを燃焼することによって動力を形成する。空気を吸入する時にはカム軸（ｃａｍｓｈａｆｔ）の駆動により吸気バルブ（ｉｎｔａｋｅ ｖａｌｖｅｓ）を作動させ、吸気バルブが開いている間に空気が燃焼室に吸入されるようになる。また、カム軸の駆動により排気バルブ（ｅｘｈａｕｓｔ ｖａｌｖｅ）を作動させ、排気バルブが開いている間に空気が燃焼室から排出されるようになる。
しかし、最適な吸気バルブ／排気バルブ動作は、エンジンの回転速度により変わる。つまり、エンジンの回転速度により適切なリフト（ｌｉｆｔ）またはバルブオープニング／クロージングタイムが変わるようになる。
このようにエンジンの回転速度により適切なバルブ動作を具現するために、バルブを駆動させるカムの形状を複数個設計したり、バルブがエンジン回転数により異なるリフト（ｌｉｆｔ）で動作するように具現する可変バルブリフト装置（ＶＶＬ；Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ ｌｉｆｔ）または連続可変バルブリフト（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｌｉｆｔ；ＣＶＶＬ）装置が研究されており、例えば大韓民国特許公開第２００９−０１０３１８０号公報などが公開されている。
また、バルブの開放時間を調節することによってバルブタイミング機構（ＶＶＴ；Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｔｉｍｉｎｇ）または連続バルブタイミング機構（ＣＶＶＴ；Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｔｉｍｉｎｇ）技術が開発されてきているが、これはバルブデュレーションが固定された状態でバルブ開放／閉鎖時点が同時に変更される技術であり、例えば、大韓民国特許公開第２０１１−０１３７１５５号公報などが公開されている。
また、バルブのリフトは、固定された状態でバルブの開放および／または閉鎖時期を調節してデュレーションを可変する連続可変バルブデュレーション装置（ＣＶＶＤ；Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｄｕｒａｔｉｏｎ）技術が開発されてきており、例えば大韓民国特許第１０−１６２８１０２号などがある。
また、バルブの休止を具現する技術としてＣＤＡ（Ｃｙｌｉｎｄｅｒ Ｄｅ−Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）機構が研究されてきており、例えば大韓民国特許公開第２０１２−００６１６７４号公報などが公開されている。
しかし、吸気及び排気バルブの非活性化のために吸気及び排気バルブのすべてに別個の装置を適用するようになればシステム構成が複雑になる。
大韓民国特許公開第２００９−０１０３１８０号公報 大韓民国特許公開第２０１１−０１３７１５５号公報 大韓民国特許第１０−１６２８１０２号 大韓民国特許公開第２０１２−００６１６７４号公報
本発明は、前記のような問題点を解決するために創出されたものであって、エンジンの作動状態により吸気バルブのデュレーションまたはリフトを調節しながらも、ＣＤＡを具現して燃費改善が可能なエンジンおよびこれを制御する方法を提供するものである。
このような目的を達成するための本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンの制御方法は、吸気バルブのデュレーションを調節するデュレーション機構、排気バルブの休止を具現するＣＤＡ機構、点火器、燃料を噴射するインジェクター、車両の作動状態を測定して当該信号を出力する作動状態信号部、および前記作動状態信号部の出力信号により前記デュレーション機構、前記ＣＤＡ機構、前記点火器および前記インジェクターの作動を制御する制御器を含むエンジンの制御方法において、前記制御器が前記作動状態信号部の出力信号により設定されたＣＤＡ作動モードに該当するのか判断する段階と、前記ＣＤＡ作動モードに該当する場合、前記制御器が前記点火器および前記インジェクターの作動を中止させ、前記デュレーション機構の作動を制御して前記吸気バルブのデュレーションを増加させ、前記ＣＤＡ機構の作動を制御して前記排気バルブの作動を中断させるＣＤＡ作動段階と、を含むことができる。
前記ＣＤＡ作動段階において、前記制御器は、順次に前記点火器および前記インジェクターの作動を中断させる信号、前記デュレーション機構の作動を制御して前記吸気バルブのデュレーションを増加させる信号、および前記ＣＤＡ機構の作動を制御して前記排気バルブの作動を中断させる信号を出力することができる。
前記制御器は、前記点火器および前記インジェクターの作動を中断させる信号発生後、少なくとも１回の前記排気バルブの開放後に前記排気バルブの作動を中断させるように前記ＣＤＡ機構の作動を制御することができる。
前記吸気バルブのデュレーション増加は、前記排気バルブの作動を中断させた後に完了されてもよい。
前記ＣＤＡ作動モードでの前記吸気バルブは、吸気行程時の上死点の前に開放され、圧縮行程時の上死点の後に閉鎖されてもよい。
前記デュレーション機構および前記ＣＤＡ機構は、すべてのシリンダーに装着され、前記制御器は、点火順序により前記デュレーション機構および前記ＣＤＡ機構の作動を制御してすべてのシリンダーの休止を順次に行うことができる。
前記デュレーション機構は、ＣＶＶＤ機構であってもよい。
前記デュレーション機構は、ＣＶＶＬ機構であってもよい。
前記エンジンは、前記吸気バルブの開閉タイミングを調節するバルブタイミング機構をさらに含み、前記ＣＤＡ作動段階で前記制御器が前記バルブタイミング機構の作動を制御して前記吸気バルブのタイミングを遅らせる（ｒｅｔａｒｄ）ことができる。
前記ＣＤＡ作動段階において、前記制御器は、順次に前記点火器および前記インジェクターの作動を中断させる信号、前記デュレーション機構の作動を制御して前記吸気バルブのデュレーションを増加させる信号、前記バルブタイミング機構の作動を制御して前記吸気バルブのバルブタイミングを遅らせる信号、および前記ＣＤＡ機構の作動を制御して前記排気バルブの作動を中断させる信号を出力することができる。
前記吸気バルブのデュレーション増加およびバルブタイミング遅らせは、前記排気バルブの作動を中断させた後に完了されてもよい。
本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンは、吸気バルブのデュレーションを調節するデュレーション機構、前記吸気バルブの開閉タイミングを調節するバルブタイミング機構、排気バルブの休止を具現するＣＤＡ機構、点火器、燃料を噴射するインジェクター、車両の作動状態を測定して当該信号を出力する作動状態信号部、および前記作動状態信号部の出力信号により前記デュレーション機構、前記バルブタイミング機構、前記ＣＤＡ機構、前記点火器および前記インジェクターの作動を制御する制御器を含み、前記制御器は、前記作動状態信号部の出力信号により設定されたＣＤＡ作動モードに該当するのか判断し、前記ＣＤＡ作動モードに該当する場合、前記制御器は、前記点火器および前記インジェクターの作動を中止させ、前記デュレーション機構の作動を制御して前記吸気バルブのデュレーションを増加させ、前記バルブタイミング機構の作動を制御して前記吸気バルブのタイミングを遅らせ（ｒｅｔａｒｄ）、前記ＣＤＡ機構の作動を制御して前記排気バルブの作動を中断させることができる。
前記ＣＤＡ作動段階において、前記制御器は、順次に前記点火器および前記インジェクターの作動を中断させる信号、前記デュレーション機構の作動を制御して前記吸気バルブのデュレーションを増加させる信号、前記バルブタイミング機構の作動を制御して前記吸気バルブのタイミングを遅らせる信号、および前記ＣＤＡ機構の作動を制御して前記排気バルブの作動を中断させる信号を出力することができる。
前記制御器は、前記点火器および前記インジェクターの作動を中断させる信号発生後、少なくとも１回の前記排気バルブの開放後に前記排気バルブの作動を中断させるように前記ＣＤＡ機構の作動を制御することができる。
前記吸気バルブのデュレーション増加は、前記排気バルブの作動を中断させた後に完了されてもよい。
前記ＣＤＡ作動モードでの前記吸気バルブは、吸気行程時の上死点の前に開放され、圧縮行程時の上死点の後に閉鎖されてもよい。
前記デュレーション機構、前記バルブタイミング機構および前記ＣＤＡ機構は、すべてのシリンダーに装着され、前記制御器は、点火順序により前記デュレーション機構、前記バルブタイミング機構および前記ＣＤＡ機構の作動を制御してすべてのシリンダーの休止を順次に行うことができる。
前記デュレーション機構は、ＣＶＶＤ機構であってもよい。
前記デュレーション機構は、ＣＶＶＬ機構であってもよい。
本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンの制御方法およびその方法が適用されたエンジンによれば、排気バルブにのみＣＤＡ機構を適用して経済的であり、システムを単純化することができる。
本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンの制御方法およびその方法が適用されたエンジンは、一般的なシリンダー休止技術（吸気及び排気バルブの非活性化）に比べてより低い平均有効圧力（ＰＭＥＰ；Ｐｕｍｐｉｎｇ Ｍｅａｎ Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）を有するようになり、したがって圧力差によるポンピング損失が小さい。
本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンの制御方法およびその方法が適用されたエンジンは、シリンダー休止時に低い圧力水準で動作するため、エンジンのトルク変動（ｔｏｒｑｕｅ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ）が伝統的なシリンダー休止技術動作時に比べて小さく、ＮＶＨ特性に優れている。したがって、車両の低負荷定速走行時（ｅｘ．クルーズモード）、エンジンのトルク平準化（ｔｏｒｑｕｅ ｌｅｖｅｌｉｎｇ）を通じた定速維持が可能である。
本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンの制御方法およびその方法が適用されたエンジンは、シリンダー休止時にも吸気バルブは継続して動作するため、空気の流入、流出が自由であり、エンジン作動とシリンダー休止の転換時に収束速度が速く、転換衝撃が緩和される。
本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンの制御方法およびその方法が適用されたエンジンは、エンジンの全気筒の休止が可能であれば、惰力走行（ｃｏａｓｔｉｎｇ）時に燃費改善が可能である。
本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンの制御方法およびその方法が適用されたエンジンは、シリンダー休止時に排気バルブ後端流動がないため、燃料遮断（ｆｕｅｌ−ｃｕｔ）が適用され、触媒酸化を防止することができる。
本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンの構成図である。 本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンに適用可能な連続可変バルブデュレーション機構のバルブプロファイルを示すグラフである。 本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンに適用可能な連続可変バルブリフト機構のバルブプロファイルを示すグラフである。 本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンに適用可能な連続可変バルブタイミング機構のバルブプロファイルを示すグラフである。 本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンに適用可能な吸気バルブと排気バルブの一般作動状態のバルブプロファイルを示すグラフである。 本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンに適用可能な吸気バルブと排気バルブのＣＤＡ作動状態のバルブプロファイルを示すグラフである。 本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンのＰ−Ｖ線図を示すグラフである。 本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンの吸気バルブ作動によるポンピング損失を示すグラフである。 本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンの制御方法を示すグラフである。 一般的なエンジンのＰ−Ｖ線図と本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンのＰ−Ｖ線図を比較するグラフである。 一般的なエンジンと本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンのトルク変化を比較するグラフである。
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。
しかし、本発明は多様な異なる形態に具現することができ、ここで説明する実施例に限定されない。
明細書全体にわたって同一の参照番号で表示した部分は同一の構成要素を意味する。
図面において複数の層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。
明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」という時、これは特に反対になる記載がない限り、他の構成要素を除外せず、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
以下、本発明の好ましい実施例を添付した図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンの構成図である。
本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンは、吸気バルブのデュレーションを調節するデュレーション機構４０、排気バルブの休止を具現するＣＤＡ機構５０、点火器７０、燃料を噴射するインジェクター８０、車両の作動状態を測定して当該信号を出力する作動状態信号部２０、および前記作動状態信号部２０の出力信号により前記デュレーション機構４０、前記ＣＤＡ機構、点火器および前記インジェクターの作動を制御する制御器１００を含む。
前記作動状態信号部２０は、例えば、アクセルペダルの作動を測定して当該信号を出力するアクセルペダルセンサー２２、ブレーキペダルの作動を測定して当該信号を出力するブレーキペダルセンサー２４、大気温度を測定して当該信号を出力する大気温センサー２６、冷却水温度を測定して当該信号を出力する冷却水温センサー２８、エンジンの回転数を測定して当該信号を出力するｒｐｍセンサー３０などを含むことができる。
前記制御器１００は、例えば、プログラムにより動作する一つ以上のマイクロプロセッサー（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）（例えば、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＵｎｉｔまたはＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）または前記マイクロプロセッサーを含むハードウェアであってもよく、前記プログラムは、本発明の実施例によるシリンダー休止を具現する制御方法を行うための一連の命令（ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）を含むことができる。
図２は本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンに適用可能な連続可変バルブデュレーション機構のバルブプロファイルを示すグラフである。
前記デュレーション機構４０は、例えば、連続可変バルブデュレーション機構であってもよい。
連続可変バルブデュレーション機構のバルブの最大リフト値は一定であり、ホイールハウジングなどの相対位置が相対的に変わることによってカムのカム軸に対する相対回転速度が変わり、バルブを開閉する時間が変わり、したがって、バルブのデュレーションが変わるようになる。
カムスロットの形成位置、バルブの装着角度などにより図２の（ａ）に示すように、バルブを開放する時間と閉鎖する時間が同時に変更され得る。
また、図２の（ｂ）に示すように、前記バルブの開放時間を一定にし、前記バルブの閉鎖時間を進め（ａｄｖａｎｃｅｄ）たり、遅らせる（ｒｅｔａｒｄｅｄ）こともできる。
反対に、図２の（ｃ）に示すように、前記バルブの閉鎖時間を一定にし、前記バルブの開放時間を進め（ａｄｖａｎｃｅｄ）させたり、遅らせる（ｒｅｔａｒｄｅｄ）こともできる。
このような連続可変バルブデュレーション機構の具体的な構成および作動は当該技術分野における通常の技術者に自明であり、例えば大韓民国特許第１０−１６２８１０２号公報などを参照することができる。
図３は本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンに適用可能な連続可変バルブリフト機構のバルブプロファイルを示すグラフである。
前記デュレーション機構４０は、例えば、連続可変バルブリフト機構であってもよい。
図３に示すように、連続可変バルブリフト機構は、バルブの最大リフト値が変わることによってバルブのデュレーションが同時に変化され得る。
このような連続可変バルブリフト機構の具体的な構成および作動は、当該技術分野における通常の技術者に自明であり、例えば大韓民国特許公開第２００９−０１０３１８０号公報などを参照することができる。
図４は本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンに適用可能な連続可変バルブタイミング機構のバルブプロファイルを示すグラフである。
本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンは、前記吸気バルブの開閉タイミングを調節するバルブタイミング機構６０をさらに含むことができ、前記制御器１００は、前記作動状態信号部２０の出力信号により前記バルブタイミング機構６０の作動を制御することができる。
前記バルブタイミング機構６０は、例えば、連続可変バルブタイミング機構であってもよく、図４に示すように、前記連続可変バルブタイミング機構は、バルブの最大リフト値は一定であり、バルブのデュレーションは一定した状態でバルブの開放時間と閉鎖時間が同時に変化され得る。
このような連続可変バルブリフト機構の具体的な構成および作動は、当該技術分野における通常の技術者に自明であり、例えば大韓民国特許公開第２０１１−０１３７１５５号公報などを参照することができる。
図５は本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンに適用可能な吸気バルブと排気バルブの一般作動状態のバルブプロファイルを示すグラフであり、図６は本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンに適用可能な吸気バルブと排気バルブのＣＤＡ作動状態のバルブプロファイルを示すグラフである。
図１乃至図６を参照すれば、前記制御器１００は、前記作動状態信号部２０の出力信号により設定されたＣＤＡ作動モードに該当するのか判断し、前記ＣＤＡ作動モードに該当する場合、ＣＤＡ作動段階を行うことができる。
本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンおよびその制御方法を説明するに当たり、理解の便宜のために前記デュレーション機構４０は連続可変バルブリフト機構であるとして説明するが、これに限定されるのではなく、バルブのリフトとデュレーションが同時に変更される連続可変バルブリフト機構も適用され得る。
一般作動状態では排気バルブは正常な開閉が行われ、吸気バルブは前記作動状態信号部２０の出力信号により設定された第１バルブデュレーション（Ｄ１）として設定された第１最大開度位置（ＭＯＰ；Ｍａｘｉｍｕｍ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）（Ｍ１）を具現しながら開閉される。
前記第１バルブデュレーション（Ｄ１）と第１最大開度位置（Ｍ１）は、前記作動状態信号部２０の出力信号により可変する値であり、理解の便宜のために本発明の実施例ではこれをそれぞれクランク角２４０度（Ｄｕｒａｔｉｏｎ ２４０ Ｃｒａｎｋ Ａｎｇｌｅ）および上死点基準１３４度（ＭＯＰ １３４ａＴＤＣ）に設定して説明する。
前記設定されたＣＤＡ作動モードは、例えば、前記アクセルペダルセンサー２２および前記ブレーキペダルセンサー２４の出力信号がない惰力走行状況（ｃｏａｓｔｉｎｇ）、下り坂走行、定速走行などの走行状況であってもよい。
前記ＣＤＡ作動モードに該当する場合、前記制御器１００は、前記点火器７０および前記インジェクター８０の作動を中止させ、前記デュレーション機構４０の作動を制御して前記吸気バルブのデュレーションを増加させ、前記ＣＤＡ機構５０の作動を制御して前記排気バルブの作動を中断させる。
また、前記制御器１００は、前記ＣＤＡ作動モードに該当する場合、前記バルブタイミング機構６０の作動を制御して前記吸気バルブのタイミングを遅らせる（ｒｅｔａｒｄ）ことができる。
つまり、図６に示すように、吸気バルブのバルブデュレーションは、第２バルブデュレーション（Ｄ２）に増加し、例えばクランク角４４０度（Ｄｕｒａｔｉｏｎ ４４０ Ｃｒａｎｋ Ａｎｇｌｅ）に増加することができ、排気バルブは開閉が中断される。
また、最大開度位置（ＭＯＰ）は第２最大開度位置（Ｍ２）に遅らせ、例えば上死点基準１６７度（ＭＯＰ １６７ａＴＤＣ）に遅らされ得る。
ここで、前記第２バルブデュレーション（Ｄ２）および前記第２最大開度位置（Ｍ２）は理解の便宜のために提示した値であり、これに限定されるものではない。
前記ＣＤＡ作動モードでの前記吸気バルブは、吸気行程時の上死点の前に開放され、圧縮行程時の上死点の後に閉鎖されてもよい。つまり、前記吸気バルブは吸気行程および圧縮行程時に開放されているようになる。
図７は本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンのＰ−Ｖ線図を示すグラフである。
図７を参照すれば、前記吸気バルブが開放された状態で吸気行程および圧縮行程が進行され、したがってピストンが上下運動しながらシリンダー内に新気の流入と流出が相次いで発生し、大きい圧力の変化がないため、圧力差によるポンピング損失が相対的に小さい。
前記吸気バルブが閉鎖された状態で膨張行程および排気行程が進行され、上死点の後に吸気バルブが閉鎖されるため、その後、膨張−排気行程でシリンダー内負圧が発生する。この時、シリンダーが閉鎖されるため、シリンダー内空気は空気スプリング（ａｉｒ ｓｐｒｉｎｇ）の役割を果たす。
つまり、本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンは、シリンダー内の相対的な圧力変化が相対的に小さいため、ポンピング損失を減らすことができる。
図８は本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンの吸気バルブ作動によるポンピング損失を示すグラフである。
図８に示すように、流体慣性を利用したポンピング損失の最小化のために吸気−圧縮行程の３６０クランク アングル（３６０ ｃｒａｎｋ ａｎｇｌｅ）よりも長い吸気バルブデュレーションが必要であり、吸気行程の上死点の前にバルブが開放され、圧縮行程ＴＤＣの後にバルブが閉鎖されるとポンピング損失を減らすことができる。
図９は本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンの制御方法を示すグラフである。
本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンを説明するに当たり、理解の便宜のために４気筒エンジン（Ｃｙｌ ＃１〜Ｃｙｌ ＃４）で説明し、点火順序は第１番シリンダー（Ｃｙｌ ＃１）、第３番シリンダー（Ｃｙｌ ＃３）、第４番シリンダー（Ｃｙｌ ＃４）、第２番シリンダー（Ｃｙｌ ＃２）として説明するが、これに限定されるのではなく、多様な形態のエンジンおよび点火順序に適用され得る。
図９を参照すれば、前記作動状態信号部２０の出力信号により前記制御器１００が現在のエンジンの作動状態が設定されたＣＤＡ作動モードに該当すると判断すれば、シリンダー非活性化信号を出力する。
そうすると、例えば前記１番シリンダー（Ｃｙｌ ＃１）から前記制御器１００が前記点火器７０および前記インジェクター８０の作動を中止させ、前記デュレーション機構４０の作動を制御して前記吸気バルブのデュレーションを増加させる信号を出力し、前記ＣＤＡ機構５０の作動を制御して前記排気バルブの作動を中断させる信号を出力する。
ここで、前記制御器１００は、点火順序により、例えば前記第１番シリンダー（Ｃｙｌ ＃１）、第３番シリンダー（Ｃｙｌ ＃３）、第４番シリンダー（Ｃｙｌ ＃４）、第２番シリンダー（Ｃｙｌ ＃２）の順序に前記シリンダー非活性化信号を出力する。
前記制御器１００は、前記点火器７０および前記インジェクター８０の作動を中断させる信号発生後、少なくとも１回の前記排気バルブの開放後に前記排気バルブの作動を中断させるように前記ＣＤＡ機構５０の作動を制御する。
つまり、最後の点火（ｆｉｒｉｎｇ）後、前記排気バルブは少なくとも１回、例えば１回作動後に前記排気バルブが非活性化されて前記吸気バルブが開放される時、吸気と排気の圧力差を減らし、速い応答性を確保することができる。
前記吸気バルブのデュレーション増加は、前記排気バルブの作動を中断させた後に完了され得る。
つまり、図９に示すように、前記デュレーション機構４０の作動信号後、６回のエンジン回転後（３回サイクル後）、前記吸気バルブのデュレーション増加が完了され得る。
前記デュレーション機構４０および前記ＣＤＡ機構５０は、すべてのシリンダーに装着されてもよく、前記制御器１００は点火順序により前記デュレーション機構４０および前記ＣＤＡ機構５０の作動を制御してすべてのシリンダーの休止を順次に行うことができる。
本発明の実施例による休止を具現するエンジンは、前述した前記バルブタイミング機構６０をさらに含むことができ、前記制御器１００は、順次に前記点火器７０および前記インジェクター８０の作動を中断させる信号、前記デュレーション機構４０の作動を制御して前記吸気バルブのデュレーションを増加させる信号、前記バルブタイミング機構６０の作動を制御して前記吸気バルブのバルブタイミングを遅らせる信号、および前記ＣＤＡ機構５０の作動を制御して前記排気バルブの作動を中断させる信号を出力することができる。
また、前記吸気バルブのデュレーション増加およびバルブタイミング遅らせは、前記排気バルブの作動を中断させた後に完了され得る。
図１０は一般的なエンジンのＰ−Ｖ線図と本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンのＰ−Ｖ線図を比較するグラフである。
図１０の（ａ）を参照すれば、一般的なＣＤＡ機構が装着されたエンジンのＣＤＡモードでの作動の場合、シリンダー内の圧力変化が相対的に大きくなるが、図１０の（ｂ）に示すように、本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンの場合、相対的により低い平均有効圧力（ＰＭＥＰ；Ｐｕｍｐｉｎｇ Ｍｅａｎ Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）を有するようになり、したがって圧力差によるポンピング損失が小さい。つまり、本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンは、シリンダー内の相対的な圧力変化が相対的に小さいため、ポンピング損失を減らすことができる。
また、本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンの場合、排気シリンダーバルブが休止された状態で吸気バルブは継続して動作するため、空気の流入、流出が自由であり、エンジン作動とシリンダー休止の転換時に収束速度が速く、転換衝撃が緩和される。
つまり、前記吸気バルブが開放された状態で吸気行程および圧縮行程が進行され、したがってピストンが上下運動しながらシリンダー内に新気の流入と流出が相次いで発生し、大きい圧力の変化がないため、圧力差によるポンピング損失が相対的に小さい。
図１１は一般的なエンジンと本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンのトルク変化を比較するグラフである。
図１１の（ａ）に示した一般的なＣＤＡ機構が装着されたエンジンのＣＤＡモードでのエンジンのトルク変化と比較して、図１１の（ｂ）に示すように、本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンの場合、シリンダー休止時に低い圧力水準で動作し、エンジンのトルク変動（ｔｏｒｑｕｅ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ）が相対的に小さいため、ＮＶＨ特性に優れている。
本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンは、全気筒の休止が可能で排気流動がないため、排気システムの触媒酸化に対する心配なしに、燃料遮断（ｆｕｅｌ−ｃｕｔ）を積極的に活用することが可能であり、したがって車両惰力走行（ｃｏａｓｔｉｎｇ）時に燃費改善が可能である。
また、本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンは、バルブ非活性化装置を排気にのみ適用してシリンダー非活性化の具現が可能であるため、原価上昇を最小化し、システムを単純化することができる。
また、本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンは、吸気バルブが開放された時間の間にブローバイ（ｂｌｏｗｂｙ）発生が抑制されてポンピング損失を減らすことができる。
また、本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンは、シリンダー休止時にも吸気バルブは継続して動作するため、空気の流入、流出が自由であり、一般作動モードとＣＤＡモードの作動転換が速く、転換時衝撃が緩和され得る。
一般的なシリンダー休止エンジンの場合、約１０回サイクル程度の転換時間が必要であるが、本発明の実施例によるシリンダー休止を具現するエンジンは、ＣＶＶＤ／ＣＶＶＴ可変開始後約３サイクル後にサイクル収束が可能である。
以上で本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の実施例から当該発明が属する技術分野における通常の知識を有する者による、容易に変更されて均等であると認められる範囲のすべての変更を含む。
２０：作動状態信号部
２２：アクセルペダルセンサー
２４：ブレーキペダルセンサー
２６：大気温センサー
２８：冷却水温センサー
３０：ｒｐｍセンサー
４０：デュレーション機構
５０：ＣＤＡ機構
６０：バルブタイミング機構
７０：点火器
８０：インジェクター
１００：制御器

Claims (19)

  1. 吸気バルブのデュレーションを調節するデュレーション機構、排気バルブの休止を具現するＣＤＡ機構、点火器、燃料を噴射するインジェクター、車両の作動状態を測定して当該信号を出力する作動状態信号部、および前記作動状態信号部の出力信号により前記デュレーション機構、前記ＣＤＡ機構、前記点火器および前記インジェクターの作動を制御する制御器を含むエンジンの制御方法において、
    前記制御器が前記作動状態信号部の出力信号により設定されたＣＤＡ作動モードに該当するのか判断する段階と、
    前記ＣＤＡ作動モードに該当する場合、前記制御器が前記点火器および前記インジェクターの作動を中止させ、前記デュレーション機構の作動を制御して前記吸気バルブのデュレーションを増加させ、前記ＣＤＡ機構の作動を制御して前記排気バルブの作動を中断させるＣＤＡ作動段階と、
    を含む、ことを特徴とするシリンダー休止を具現するエンジンの制御方法。
  2. 前記ＣＤＡ作動段階において、
    前記制御器は、順次に前記点火器および前記インジェクターの作動を中断させる信号、前記デュレーション機構の作動を制御して前記吸気バルブのデュレーションを増加させる信号、および前記ＣＤＡ機構の作動を制御して前記排気バルブの作動を中断させる信号を出力する、ことを特徴とする請求項１に記載のシリンダー休止を具現するエンジンの制御方法。
  3. 前記制御器は、前記点火器および前記インジェクターの作動を中断させる信号発生後、少なくとも１回の前記排気バルブの開放後に前記排気バルブの作動を中断させるように前記ＣＤＡ機構の作動を制御する、ことを特徴とする請求項２に記載のシリンダー休止を具現するエンジンの制御方法。
  4. 前記吸気バルブのデュレーション増加は、前記排気バルブの作動を中断させた後に完了される、ことを特徴とする請求項２に記載のシリンダー休止を具現するエンジンの制御方法。
  5. 前記ＣＤＡ作動モードでの前記吸気バルブは、吸気行程時の上死点の前に開放され、圧縮行程時の上死点の後に閉鎖される、ことを特徴とする請求項４に記載のシリンダー休止を具現するエンジンの制御方法。
  6. 前記デュレーション機構および前記ＣＤＡ機構は、すべてのシリンダーに装着され、
    前記制御器は、点火順序により前記デュレーション機構および前記ＣＤＡ機構の作動を制御してすべてのシリンダーの休止を順次に行う、ことを特徴とする請求項１に記載のシリンダー休止を具現するエンジンの制御方法。
  7. 前記デュレーション機構は、ＣＶＶＤ機構である、ことを特徴とする請求項１に記載のシリンダー休止を具現するエンジンの制御方法。
  8. 前記デュレーション機構は、ＣＶＶＬ機構である、ことを特徴とする請求項１に記載のシリンダー休止を具現するエンジンの制御方法。
  9. 前記エンジンは、
    前記吸気バルブの開閉タイミングを調節するバルブタイミング機構をさらに含み、
    前記ＣＤＡ作動段階で前記制御器が前記バルブタイミング機構の作動を制御して前記吸気バルブのタイミングを遅らせる（ｒｅｔａｒｄ）、ことを特徴とする請求項１に記載のシリンダー休止を具現するエンジンの制御方法。
  10. 前記ＣＤＡ作動段階において、
    前記制御器は、順次に前記点火器および前記インジェクターの作動を中断させる信号、前記デュレーション機構の作動を制御して前記吸気バルブのデュレーションを増加させる信号、前記バルブタイミング機構の作動を制御して前記吸気バルブのバルブタイミングを遅らせる信号、および前記ＣＤＡ機構の作動を制御して前記排気バルブの作動を中断させる信号を出力する、ことを特徴とする請求項９に記載のシリンダー休止を具現するエンジンの制御方法。
  11. 前記吸気バルブのデュレーション増加およびバルブタイミング遅らせは、前記排気バルブの作動を中断させた後に完了される、ことを特徴とする請求項１０に記載のシリンダー休止を具現するエンジンの制御方法。
  12. 吸気バルブのデュレーションを調節するデュレーション機構と、
    前記吸気バルブの開閉タイミングを調節するバルブタイミング機構と、
    排気バルブの休止を具現するＣＤＡ機構と、
    点火器と、
    燃料を噴射するインジェクターと、
    車両の作動状態を測定して当該信号を出力する作動状態信号部と、
    前記作動状態信号部の出力信号により前記デュレーション機構、前記バルブタイミング機構、前記ＣＤＡ機構、前記点火器および前記インジェクターの作動を制御する制御器と、
    を含み、
    前記制御器は、前記作動状態信号部の出力信号により設定されたＣＤＡ作動モードに該当するのか判断し、
    前記ＣＤＡ作動モードに該当する場合、前記制御器は、前記点火器および前記インジェクターの作動を中止させ、前記デュレーション機構の作動を制御して前記吸気バルブのデュレーションを増加させ、前記バルブタイミング機構の作動を制御して前記吸気バルブのタイミングを遅らせ（ｒｅｔａｒｄ）、前記ＣＤＡ機構の作動を制御して前記排気バルブの作動を中断させる、ことを特徴とするシリンダー休止を具現するエンジン。
  13. ＣＤＡ作動段階において、
    前記制御器は、順次に前記点火器および前記インジェクターの作動を中断させる信号、前記デュレーション機構の作動を制御して前記吸気バルブのデュレーションを増加させる信号、前記バルブタイミング機構の作動を制御して前記吸気バルブのタイミングを遅らせる信号、および前記ＣＤＡ機構の作動を制御して前記排気バルブの作動を中断させる信号を出力する、ことを特徴とする請求項１２に記載のシリンダー休止を具現するエンジン。
  14. 前記制御器は、前記点火器および前記インジェクターの作動を中断させる信号発生後、少なくとも１回の前記排気バルブの開放後に前記排気バルブの作動を中断させるように前記ＣＤＡ機構の作動を制御する、ことを特徴とする請求項１３に記載のシリンダー休止を具現するエンジン。
  15. 前記吸気バルブのデュレーション増加は、前記排気バルブの作動を中断させた後に完了される、ことを特徴とする請求項１４に記載のシリンダー休止を具現するエンジン。
  16. 前記ＣＤＡ作動モードでの前記吸気バルブは、吸気行程時の上死点の前に開放され、圧縮行程時の上死点の後に閉鎖される、ことを特徴とする請求項１３に記載のシリンダー休止を具現するエンジン。
  17. 前記デュレーション機構、前記バルブタイミング機構および前記ＣＤＡ機構は、すべてのシリンダーに装着され、
    前記制御器は、点火順序により前記デュレーション機構、前記バルブタイミング機構および前記ＣＤＡ機構の作動を制御してすべてのシリンダーの休止を順次に行う、ことを特徴とする請求項１２に記載のシリンダー休止を具現するエンジン。
  18. 前記デュレーション機構は、ＣＶＶＤ機構である、ことを特徴とする請求項１２に記載のシリンダー休止を具現するエンジン。
  19. 前記デュレーション機構は、ＣＶＶＬ機構である、ことを特徴とする請求項１２に記載のシリンダー休止を具現するエンジン。
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