KR100412713B1 - 연속가변 밸브 타이밍 제어방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

흡기 또는 배기 밸브의 밸브 타이밍을 보다 신속히 그리고 보다 정밀하게 목표 타이밍으로 제어하기 위하여, 밸브 타이밍의 목표 타이밍이 결정되면, 밸브 타이밍을 변화시키는 솔레노이드 밸브의 현재 듀티율을 학습된 초기변위만큼 변화시킨 후, 밸브 타이밍이 상기 목표 타이밍이 될 때까지 상기 듀티율을 점진적으로 변화시킨다. 또한, 상기 초기변위는 진각측 및 지각측 초기변위를 학습하여 유온 및 배터리 전압을 변수로 하는 맵 데이터로 저장된다.

Description

연속가변 밸브 타이밍 제어방법 및 장치{A METHOD FOR CONTROLLING CONTINUOUSLY VARIABLE VALVE TIMING AND AN APPARATUS THEREOF}
본 발명은 연속가변 밸브 타이밍 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
내연기관엔진은 외부로부터 공기 및 연료를 흡입하여 연소실에서 연소시킴으로써 동력을 발생시키는 장치로서, 상기 공기 및 연료를 연소실로 흡입하기 위해서 흡기밸브를 구비하고 있으며, 연소실에서 연소된 폭발가스를 배출하기 위하여 배기밸브를 구비하고 있고, 이러한 흡배기 밸브는 크랭크축의 회전에 연동하여 회전하는 캠축의 회전에 의해 개폐되고 있다.
그런데, 엔진회전수의 고저, 엔진부하의 고저 등에 따라 최적의 흡배기 밸브의 개폐시기는 달라질 수 있다. 따라서 크랭크축의 회전에 따라 캠축의 회전이 확정적으로 결정되지 않고, 설정된 변위를 갖도록 하여 엔진의 구동상황에 따라 적절한 밸브 타이밍을 제어하는 기술이 개발되고 있으며, 이를 가변밸브 타이밍(VVT: Variable Valve Timing) 장치라고 한다.
연속가변 밸브 타이밍(CVVT: Continuously Variable Valve Timing)장치는 이러한 가변밸브 타이밍 장치의 일종으로서, 밸브 타이밍을 설정된 변위 내의 임의의 값으로 제어할 수 있는 구성이다.
이하, 도 1을 참조로, 통상적인 연속가변 밸브 타이밍 장치의 구성을 설명한다.
이러한 연속가변 밸브 타이밍 장치는, 타이밍 벨트 등에 통해 크랭크축의 회전력을 전달받는 캠 스프로켓(180)을 포함하고, 상기 캠 스프로켓(180) 내에는 공간부(190, 195)가 형성되고, 상기 공간부 내에는 캠축(도시하지 않음)에 연결된 베인(182; vane)이 설치된다.
따라서 상기 베인(182)에 의해 상기 공간부는 진각실(190; advance chamber) 및 지각실(195; retard chamger)로 양분되며, 상기 진각실(190) 및 지각실(195)에는 외부로부터 오일이 유입될 수 있는 오일통로가 각각 형성된다.
도 1에서는 상기 캠 스프로켓(180)이 시계방향으로 회전하는 것으로 도시하고 있다. 따라서 진각실(190)에 유체가 유입되는 경우에는 상기 베인(182)은 캠 스프로켓(180)의 회전보다 설정각도 선행하여 회전하게 되고, 따라서 상기 베인(182)에 연결된 캠축의 회전각은 진각되며 그 결과 밸브 타이밍이 진각된다. 이와 반대로 지각실(190)에 유체가 유입되는 경우에는 상기 베인(182)은 캠 스프로켓의 회전보다 설정각도 후행하여 회전하게 되고, 따라서 상기 베인(182)에 연결된 캠축의 회전각의 지각되며 그 결과 밸브 타이밍이 지각된다.
그리고 유체펌프(175)에서 발생된 유압을 프로포셔널 밸브(160; proportional valve)를 통해 상기 진각실(190) 및 지각실(195)에 공급하는 비율을 조절한다.
상기 프로포셔널 밸브(160)는 듀티 제어되는 솔레노이드 밸브(155)에 의해 제어되고, 상기 솔레노이드 밸브(155)는 다시 전자제어유닛(150;이하 "ECU"라 칭한다)에 의해 듀티 제어되어 상기 진각실(190) 및 지각실(195)에 공급되는 유압의 비율을 조정함으로써 밸브 타이밍을 연속적인 값으로 (즉, 미세하게) 제어하게 되는 것이다.
그런데, 엔진의 구동상황에 따라 결정된 목표 타이밍으로 밸브 타이밍을 조정하기 위해서는, 상기 ECU(150)가 솔레노이드 밸브의 듀티율을 현재 구동중인 듀티율로부터 상기 목표 타이밍이 실현되는 듀티율로 변화시켜야 한다. 이를 위해 종래에는 상기 솔레노이드 밸브(155)의 듀티율을 현재 듀티율로부터 설정 변화량만큼 반복적으로 상기 목표 타이밍이 실현될 때까지 변화시켜가는 방식을 취하고 있었다.
그런데, 이러한 연속가변 밸브 타이밍 제어 방법은, 솔레노이드 밸브의 듀티율을 최적의 듀티율로 변화시키기 위한 시간이 많이 소요되었고, 최적 듀티율로 변화시키기 위한 시간을 줄이기 위해 상기 설정변화량을 크게 설정된다면 갑작스런 지각으로 실화(misfire)가 일어날 가능성이 큰 문제점이 있었다.
먼저, 도 2를 참조로, 솔레노이드 밸브의 듀티율에 대한 밸브 타이밍을 살펴보자.
도 2에서 가로축은 솔레노이드 밸브의 듀티율을, 세로축은 밸브 타이밍을 나타낸 것이다.
솔레노이드 밸브에 의해 진각실 및 지각실에 유입되는 오일의 양은 상기 오일의 온도 및 솔레노이드 밸브에 인가되는 배터리 전압의 크기에 따라 달라지게 되는데, 도 2는 솔레노이드 밸브의 듀티율에 대한 밸브 타이밍을 몇 개의 오일 온도별로 나타낸 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 특정한 오일 온도에서 듀티율을 변화시켰을 때 밸브 타이밍은 상기 듀티율에 비례하여 변화되는 것이 아니고 곡선을 이루고 있으며, 이러한 곡선은 특정한 밸브 타이밍에서 평평한 구간을 형성함을 알 수 있다.
따라서, 일예로 도 2에서 영하20도에서의 밸브 타이밍의 솔레노이드 듀티율에 대한 변화곡선을 참조로, A 지점으로부터 B 지점으로 듀티율을 변화시키거나, 혹은 그 반대로 듀티율을 변화시키고 있는 동안에는 결과적인 밸브 타이밍에는 변화가 발생하지 않게 되며, 따라서 듀티율이 A 지점 및 B 지점 사이에서 변화되는 동안의 시간은 밸브 타이밍 제어가 지연되는 결과가 된다.
또한, 이러한 제어의 지연을 줄이기 위하여 듀티율의 변화의 폭을 크게하는경우에 제어의 정밀성이 떨어지게 되는 것은 물론이며, B 지점 이하로 듀티율을 낮추는 과정에서 갑작스런 지각이 발생하게 되어 실화(misfire)가 발생될 가능성이 생기게 되는 것이다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 밸브 타이밍을 보다 신속히 목표 타이밍으로 제어할 수 있고, 따라서 밸브 타이밍의 제어를 보다 정밀하게 할 수 있는 연속가변 밸브 타이밍 제어 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 연속가변 밸브 타이밍 제어 장치의 구성도이다.
도 2는 통상적인 연속가변 밸브 타이밍 장치에서 밸브 타이밍을 변화시키는 솔레노이드 밸브의 듀티율에 대한 밸브 타이밍의 특성곡선을 몇 개의 오일 온도별로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 연속가변 밸브 타이밍 제어 방법의 흐름도이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 연속가변 밸브 타이밍 제어방법은, 밸브 타이밍의 목표 타이밍을 결정하는 목표 타이밍 결정단계; 밸브 타이밍을 변화시키는 액츄에이터의 현재 듀티율을 학습된 초기변위만큼 변화시키는 초기조정단계; 및 밸브 타이밍이 목표 타이밍이 될 때까지 상기 액츄에이터 듀티율을 점진적으로 변화시키는 연속조정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 연속조정단계는, 밸브 타이밍을 검출하는 타이밍 검출단계; 상기 밸브 타이밍이 목표 타이밍에 일치하는가 판단하는 타이밍 비교단계; 및 상기 밸브 타이밍이 목표 타이밍에 일치하지 않는 경우에는 액츄에이터의 듀티율을 설정변화량 변화시키는 듀티율 조정단계를 포함하는 구성될 수 있다.
이 때 상기 타이밍 비교단계는, 상기 밸브 타이밍이 목표 타이밍으로부터 설정 레인지 이내인 경우에 목표 타이밍에 일치하는 것으로 판단할 수 있으며, 상기듀티율 조정단계가 종료된 후에는 상기 타이밍 검출단계로 진행하고, 상기 타이밍 비교단계에서 밸브 타이밍이 목표 타이밍에 일치하는 경우에는 액츄에이터 듀티율의 조정을 종료하는 것으로 할 수 있다.
상기 초기조정단계에서 상기 초기변위는 진각측 및 지각측을 구분하여, 학습된 진각측 초기변위 및 학습된 지각측 초기변위 중 어느 하나로 하되, 상기 목표 타이밍이 현재의 밸브 타이밍으로부터 진각측에 위치한 경우에는 상기 진각측 초기변위로 하고, 상기 목표 타이밍이 현재의 밸브 타이밍으로부터 지각측에 위치한 경우에는 상기 지각측 초기변위로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 연속가변 밸브 타이밍 제어방법은, 상기 초기변위의 학습조건이 만족되었는가 판단하는 학습조건 판단단계; 상기 학습조건이 만족되는 경우에 진각측 초기변위를 학습하는 진각측 초기변위 학습단계; 상기 학습조건이 만족되는 경우에 지각측 초기변위를 학습하는 지각측 초기변위 학습단계; 및 상기 학습된 진각측 초기변위 및 지각측 초기변위를 저장하는 학습량 저장단계를 더 포함함으로써, 상기 초기변위를 학습하는 것이 바람직하다.
상기 학습조건 판단단계는, 밸브 타이밍 제어에 사용되는 유체의 온도가 설정 유온레인지 이내이며, 배터리 전압이 설정 전압레인지 이내이고, 밸브의 현재 타이밍이 설정 타이밍 레인지 이내인 경우에 학습조건이 만족된 것으로 판단하는 것이 바람직하다.
상기 진각측 초기변위 학습단계는, 밸브 타이밍이 설정값 이상 진각될 때까지 액츄에이터의 듀티율을 진각측으로 설정 변화량만큼 반복적으로 변화시킨 후,변화전 액츄에이터 듀티율 및 밸브 타이밍이 설정값 이상 변화되기 직전의 액츄에이터 듀티율의 차이값을 상기 진각측 초기변위로 설정한다.
또한, 상기 지각측 초기변위 학습단계는, 밸브 타이밍이 설정값 이상 지각될 때까지 액츄에이터의 듀티율을 지각측으로 설정 변화량만큼 반복적으로 변화시킨 후, 변화전 액츄에이터 듀티율 및 밸브 타이밍이 설정값 이상 변화되기 직전의 액츄에이터 듀티율의 차이값을 상기 지각측 초기변위로 설정한다.
상기 학습량 저장단계는, 상기 학습된 진각측 초기변위 및 지각측 초기변위를 유온 및 배터리 전압을 변수로 하는 맵의 데이터로서 저장하는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명의 연속가변 밸브 타이밍 제어방법을 구현하기 위한 본 발명의 연속가변 밸브 타이밍 제어장치는, 밸브 타이밍을 검출하는 밸브 타이밍 검출기; 유체가 유입됨으로써 밸브 타이밍을 각각 진각 및 지각시키는 진각실 및 지각실; 엔진의 구동에 의해 유압을 발생하는 유체펌프; 상기 유체펌프로부터 공급되는 유압을 상기 지각실 및 진각실에 공급하는 비율을 조절하는 프로포셔널 밸브; 상기 프로포셔널 밸브의 작동을 제어하는 솔레노이드 밸브; 및 상기 솔레노이드 밸브를 듀티 제어하는 전자제어유닛을 포함하고,
상기 전자제어유닛은, 상기 본 발명의 연속가변 밸브 타이밍 제어방법을 수행하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 연속가변 밸브 타이밍 제어장치는, 밸브 타이밍 제어에 사용되는 유체의 온도를 검출하는 유온검출기 및 배터리 전압을 검출하는 전압검출기를 더 포함하는 것이 바람직하고, 상기 전자제어유닛은 상기 본 발명의 연속가변 밸브 타이밍 제어방법을 수행하는 일련의 명령으로 구성된 프로그램이 입력된 마이크로프로세서로 할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면의 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 연속가변 밸브 타이밍 제어 장치의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 연속가변 밸브 타이밍 제어장치는 밸브 타이밍 제어에 사용되는 유체의 온도를 검출하는 유온검출기(105), 배터리 전압을 검출하는 전압검출기(110), 밸브 타이밍을 검출하는 밸브 타이밍 검출기(115), 유체가 유입됨으로써 밸브 타이밍을 진각시키는 진각실(190), 유체가 유입됨으로써 밸브 타이밍을 지각시키는 지각실(195), 엔진의 구동에 의해 유압을 발생하는 유체펌프(175), 상기 유체펌프(175)로부터 공급되는 유압을 상기 지각실 (195) 및 진각실(190)에 공급하는 비율을 조정하는 프로포셔널 밸브(160), 상기 프로포셔널 밸브(160)의 작동을 제어하는 솔레노이드 밸브(155) 및 상기 각 검출기 (105, 110, 115)로부터 입력되는 신호를 기초로 상기 솔레노이드 밸브(155)를 듀티 제어하는 전자제어유닛(150; 이하 "ECU"라 칭한다)을 포함한다.
상기 진각실(190) 및 지각실(195)은 다음과 같이 구현된다.
즉, 타이밍 벨트 등에 통해 크랭크축의 회전력을 전달받는 캠 스프로켓(180) 내에 공간부(190, 195)가 형성되고, 상기 공간부 내에는 캠축(도시하지 않음)에 연결된 베인(182; vane)이 설치된다.
따라서 상기 베인(182)에 의해 상기 공간부는 진각실(190) 및 지각실(195)로 양분되며, 상기 진각실(190) 및 지각실(195)에는 외부로부터 오일이 유입될 수 있는 오일통로가 각각 형성된다.
도 1에서는 상기 캠 스프로켓(180)이 시계방향으로 회전하는 것으로 도시하고 있다. 따라서 진각실(190)에 유체가 유입되는 경우에는 상기 베인(182)은 캠 스프로켓(180)의 회전보다 설정각도 선행하여 회전하게 되고, 따라서 상기 베인(182)에 연결된 캠축의 회전각은 진각되며 그 결과 밸브 타이밍이 진각된다. 이와 반대로 지각실(190)에 유체가 유입되는 경우에는 상기 베인(182)은 캠 스프로켓의 회전보다 설정각도 후행하여 회전하게 되고, 따라서 상기 베인(182)에 연결된 캠축의 회전각의 지각되며 그 결과 밸브 타이밍이 지각된다.
본 발명의 실시예에서는 밸브 타이밍 제어에 사용되는 유체는 엔진의 각 동작부품을 윤활시키는 엔진오일로 하고 있으며, 이에 따라 상기 유체펌프(175)는 엔진의 하부에 설치되는 오일팬(170)으로부터 오일을 흡입하여 상기 프로포셔널 밸브(160)에 공급하며, 또한 상기 유온검출기(105)는 엔진오일의 온도를 검출하는 오일온도 센서로 할 수 있다.
상기 밸브 타이밍 검출기(115)는 캠 스프로켓 또는 캠축에 설치되는 기어 및 홀센서로 할 수 있으며, 기타 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 용이하게 다양한 구성을 할 수 있을 것이다.
상기 ECU(150)는 설정된 프로그램에 의해 동작하는 마이크로프로세서로서, 상기 설정된 프로그램은 후술할 본 발명의 연속가변 밸브 타이밍 제어방법을 수행하는 프로그램으로 할 수 있다.
다만, 상기 ECU(150) 및 이에 내장되는 프로그램은, 통상 30rpm 내지 6,000rpm의 범위에서 동작하는 엔진회전수에 대응할 수 있어야 한다는 점을 고려할 때, 0.0007도의 크랭크 각 변화에 대처할 수 있는 데이터 처리성능을 보유하는 것이 바람직하다.
상기 ECU(150)에는 밸브 타이밍을 변화시키기 위하여 상기 솔레노이드 밸브(155)의 듀티율을 조정함에 있어 진각측으로 또는 지각측으로 초기에 일시에 변화시킬 진각측 초기변위 및 지각측 초기변위 등 초기변위를 유온 및 배터리 전압을 변수로 하는 맵으로 저장하고 있다.
상기 프로포셔널 밸브(160)을 나타내는 기호는, 상기 솔레노이드 밸브(155)의 듀티율이 0% 또는 100% 중 어느 하나로 제어되는 경우에는 상기 진각실(190) 또는 지각실(195) 중 어느 하나에만 유압을 공급하고, 상기 솔레노이드 밸브(155)가 듀티 제어되는 경우에는 상기 진각실(190) 및 지각실(195)에 상기 듀티율에 의한 설정 비율로 유압이 공급됨을 의미하며, 이러한 기능을 하는 프로포셔널 밸브(160)의 세부구성은 당업자가 용이하게 구성할 수 있으므로 상세한 기재를 생략한다.
상기 솔레노이드 밸브(155)는 임의의 듀티제어 솔레노이드 밸브로 할 수 있으나, PWM(Pulse Width Modulation) 방식의 솔레노이드 밸브로 하는 것이 바람직하다.
상기 ECU(150)는 배터리(130)로부터 인가받은 전압을 상기 솔레노이드 밸브 (155)에 듀티율로 공급함으로써 상기 솔레노이드 밸브(155)를 제어하게 되며, 상기솔레노이드 밸브(155)는 프로포셔널 밸브(160)에 제어압을 공급함으로써 프로포셔널 밸브(160)를 제어하게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 연속가변 밸브 타이밍 제어 방법의 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 먼저 ECU(150)는 엔진 구동상황을 기초로 가장 바람직하다고 판단되는 밸브 타이밍(이하 "목표 타이밍"이라 한다)을 결정한다 (S310).
상기 목표타이밍의 결정은, 엔진회전수, 엔진부하 기타 엔진의 제반 구동상황을 기초로 통상적인 방법에 의해 결정되는 것으로 할 수 있으므로 상세한 기재를 생략한다.
목표 타이밍이 결정되면 유온 및 배터리 전압을 검출하고, 상기 검출된 유온 및 배터리 전압을 기초로 현재의 밸브 타이밍에 관한 초기변위 학습량을 맵으로부터 추출한다(S315).
따라서 상기 ECU(150)는 솔레노이드 밸브(155) 듀티율을 현재의 듀티율로부터 상기 추출된 학습된 초기변위만큼 변화시킨다(S320).
상기 학습된 초기변위는 목표 타이밍이 현재의 밸브 타이밍으로부터 지각측에 위치하는 경우에는 지각측 초기변위로, 목표 타이밍이 현재의 밸브 타이밍으로부터 지각측에 위치하는 경우에는 진각측 초기변위로 추출된다.
이에 따라, 일예로 현재의 유온이 영하20도이고 현재의 밸브 타이밍이 도 2의 B 지점에 해당되는 경우에 목표 타이밍이 진각측에 위치한다면, 목표 타이밍이결정되는 즉시 현재 밸브 타이밍은 A 지점으로 제어되게 된다.
또한, 반대로, 현재의 밸브 타이밍이 A 지점에 해당되는 경우에 지각이 필요하다면 목표 타이밍이 결정되는 즉시 밸브 타이밍이 B 지점으로 즉시 변화되게 된다.
상기 초기조정단계(S315, S320) 후에는, 밸브 타이밍이 목표 타이밍이 될 때까지 상기 솔레노이드 밸브(155) 듀티율을 점진적으로 변화시킨다(S325, S330, S335)
즉, 현재 밸브 타이밍을 검출하고(S325), 검출된 밸브 타이밍이 목표타이밍과 일치하는가 판단하여(S330), 일치하지 않는 경우에는 솔레노이드 밸브(155) 듀티율을 설정 변화량만큼 변화시킨 후(S335), 밸브 타이밍 검출단계(S325)로 진행한다.
따라서 밸브 타이밍이 목표 타이밍에 일치할 때까지 점진적으로 듀티율을 변화시키게 된다.
상기 판단단계(S330)에서 밸브 타이밍과 목표 타이밍과의 일치여부는, 밸브 타이밍이 목표 타이밍으로부터 설정 레인지 이내인 경우에는 일치하는 것으로 판단할 수 있다.
도 3에서 그 이후에 수행되는 것으로 도시된 각 단계(S340 내지 S385)들은 상기 초기변위를 학습하는 과정을 도시한 것이다.
상기 초기변위의 학습과정은, 먼저, 초기변위의 학습조건이 만족되었는가 판단(S340)하는 것으로 시작된다.
상기 학습조건은, 엔진오일의 온도가 설정 유온레인지 이내이고, 배터리 전압 또한 설정 전압레인지 이내이며, 현재의 밸브 타이밍이 설정 타이밍 레인지 이내인 것으로 하는 것이 바람직하다. 이는 엔진오일의 온도 및 배터리 전압이 비정상적인 경우에 학습을 하지 않도록 하고, 현재의 밸브 타이밍이 밸브 타이밍 특성곡선(도 2 참조)의 평평한 구간에 존재하는 경우에 학습을 하는 것이 바람직하기 때문이다.
학습조건이 만족되는 경우에는 진각측 초기변위를 학습한다(S345, S350, S355, S360).
진각측 초기변위의 학습을 위해 먼저, 현재의 듀티율 및 밸브 타이밍을 저장한다(S345).
그리고 듀티율을 진각측으로 설정 변화량 변화(S350)시킨 후에 밸브 타이밍의 변화량이 저장된 밸브 타이밍으로부터 설정값 이상 변화되었는가를 판단하고 (S355), 설정값 이상 변화되지 않은 경우에는 상기 듀티율 변화단계(S350)로 진행한다.
따라서 밸브 타이밍이 상기 저장된 밸브 타이밍(즉, 듀티율 조정 시작 전의 밸브 타이밍)으로부터 설정값 이상 변화될 때까지 듀티율의 조정이 반복된다.
밸브 타이밍이 상기 저장된 밸브 타이밍으로부터 설정값 이상 변화된 경우에는 진각측 초기변위를 연산한다(S360)
상기 진각측 초기변위의 연산은, 상기 저장된 듀티율(즉, 조정 시작 전의 듀티율) 및 밸브 타이밍이 상기 저장된 밸브 타이밍으로부터 설정값 이상 변화되기직전의 듀티율의 차이값을 상기 진각측 초기변위로 연산한다. 따라서, 추후에 이렇게 연산된 초기변위만큼 듀티율을 일거에 변화시키더라도 밸브 타이밍에 갑작스런 변화를 초래하지 않을 수 있다.
또한, 학습조건이 만족되는 경우에는 지각측 초기변위를 학습한다(S365, S370, S375, S380).
지각측 초기변위의 학습을 위해 먼저, 현재의 듀티율 및 밸브 타이밍을 저장한다(S365).
그리고 듀티율을 지각측으로 설정 변화량 변화(S370)시킨 후에 밸브 타이밍의 변화량이 저장된 밸브 타이밍으로부터 설정값 이상 변화되었는가를 판단하고(S375), 설정값 이상 변화되지 않은 경우에는 상기 듀티율 변화단계(S370)로 진행한다.
따라서 밸브 타이밍이 상기 저장된 밸브 타이밍(즉, 듀티율 조정 시작 전의 밸브 타이밍)으로부터 설정값 이상 변화될 때까지 듀티율의 조정이 반복된다.
밸브 타이밍이 상기 저장된 밸브 타이밍으로부터 설정값 이상 변화된 경우에는 지각측 초기변위를 연산한다(S380)
상기 지각측 초기변위의 연산은, 상기 저장된 듀티율(즉, 조정 시작 전의 듀티율) 및 밸브 타이밍이 상기 저장된 밸브 타이밍으로부터 설정값 이상 변화되기 직전의 듀티율의 차이값을 상기 지각측 초기변위로 연산한다. 따라서, 추후에 이렇게 연산된 초기변위만큼 듀티율을 일거에 변화시키더라도 밸브 타이밍에 갑작스런 변화를 초래하지 않을 수 있다.
진각측 및 지각측 초기변위가 학습된 경우에는 학습된 상기 진각측 및 지각측 초기변위를 저장한다(S385).
상기 초기변위 저장단계(S385)는, 유온 및 배터리 전압을 검출하고, 상기 검출된 유온 및 배터리 전압을 변수로 하는 맵의 데이터로서 상기 학습된 초기변위를 저장한다.
이상으로 본 발명의 연속가변 밸브 타이밍 제어방법 및 장치에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 밸브 타이밍을 보다 신속히 목표 타이밍으로 제어할 수 있고, 따라서 밸브 타이밍의 제어를 보다 정밀하게 할 수 있다.

Claims (17)

  1. 밸브 타이밍의 목표 타이밍을 결정하는 목표 타이밍 결정단계;
    밸브 타이밍을 변화시키는 액츄에이터의 현재 듀티율을 학습된 초기변위만큼 변화시키는 초기조정단계; 및
    밸브 타이밍이 목표 타이밍이 될 때까지 상기 액츄에이터 듀티율을 점진적으로 변화시키는 연속조정단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속가변 밸브 타이밍 제어방법.
  2. 제1항에서,
    상기 연속조정단계는,
    밸브 타이밍을 검출하는 타이밍 검출단계;
    상기 밸브 타이밍이 목표 타이밍에 일치하는가 판단하는 타이밍 비교단계; 및
    상기 밸브 타이밍이 목표 타이밍에 일치하지 않는 경우에는 액츄에이터의 듀티율을 설정변화량 변화시키는 듀티율 조정단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속가변 밸브 타이밍 제어방법.
  3. 제2항에서,
    상기 타이밍 비교단계는, 상기 밸브 타이밍이 목표 타이밍으로부터 설정 레인지 이내인 경우에 목표 타이밍에 일치하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연속가변 밸브 타이밍 제어방법.
  4. 제2항에서,
    상기 듀티율 조정단계가 종료된 후에는 상기 타이밍 검출단계로 진행하며,
    상기 타이밍 비교단계에서 밸브 타이밍이 목표 타이밍에 일치하는 경우에는 액츄에이터 듀티율의 조정을 종료하는 것을 특징으로 하는 연속가변 밸브 타이밍 제어방법.
  5. 제1항에서,
    상기 초기변위는 학습된 진각측 초기변위 및 학습된 지각측 초기변위 중 어느 하나로 하되, 상기 목표 타이밍이 현재의 밸브 타이밍으로부터 진각측에 위치한 경우에는 상기 진각측 초기변위로 하고, 상기 목표 타이밍이 현재의 밸브 타이밍으로부터 지각측에 위치한 경우에는 상기 지각측 초기변위로 하는 것을 특징으로 하는 연속가변 밸브 타이밍 제어방법.
  6. 제5항에서,
    상기 초기변위의 학습조건이 만족되었는가 판단하는 학습조건 판단단계;
    상기 학습조건이 만족되는 경우에 진각측 초기변위를 학습하는 진각측 초기변위 학습단계;
    상기 학습조건이 만족되는 경우에 지각측 초기변위를 학습하는 지각측 초기변위 학습단계; 및
    상기 학습된 진각측 초기변위 및 지각측 초기변위를 저장하는 학습량 저장단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속가변 밸브 타이밍 제어방법.
  7. 제6항에서,
    상기 학습조건 판단단계는,
    밸브 타이밍 제어에 사용되는 유체의 온도가 설정 유온레인지 이내이며, 배터리 전압이 설정 전압레인지 이내이고, 밸브의 현재 타이밍이 설정 타이밍 레인지 이내인 경우에 학습조건이 만족된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연속가변 밸브 타이밍 제어방법.
  8. 제6항에서,
    상기 진각측 초기변위 학습단계는,
    밸브 타이밍이 설정값 이상 진각될 때까지 액츄에이터의 듀티율을 진각측으로 설정 변화량만큼 반복적으로 변화시키는 단계를 포함하고,
    변화전 액츄에이터 듀티율 및 밸브 타이밍이 설정값 이상 변화되기 직전의 액츄에이터 듀티율의 차이값을 상기 진각측 초기변위로 설정하는 것을 특징으로 하는 연속가변 밸브 타이밍 제어방법.
  9. 제6항에서,
    상기 지각측 초기변위 학습단계는,
    밸브 타이밍이 설정값 이상 지각될 때까지 액츄에이터의 듀티율을 지각측으로 설정 변화량만큼 반복적으로 변화시키는 단계를 포함하고,
    변화전 액츄에이터 듀티율 및 밸브 타이밍이 설정값 이상 변화되기 직전의 액츄에이터 듀티율의 차이값을 상기 지각측 초기변위로 설정하는 것을 특징으로 하는 연속가변 밸브 타이밍 제어방법.
  10. 제6항에서,
    밸브 타이밍 제어에 사용되는 유체의 온도를 검출하는 유온 검출단계; 및 배터리 전압을 검출하는 전압 검출단계를 더 포함하고,
    상기 학습량 저장단계는,
    상기 학습된 진각측 초기변위 및 지각측 초기변위를 상기 유온 및 배터리 전압을 변수로 하는 맵의 데이터로서 저장하는 것을 특징으로 하는 연속가변 밸브 타이밍 제어방법.
  11. 밸브 타이밍을 검출하는 밸브 타이밍 검출기;
    유체가 유입됨으로써 밸브 타이밍을 각각 진각 및 지각시키는 진각실 및 지각실;
    엔진의 구동에 의해 유압을 발생하는 유체펌프;
    상기 유체펌프로부터 공급되는 유압을 상기 지각실 및 진각실에 공급하는 비율을 조절하는 프로포셔널 밸브;
    상기 프로포셔널 밸브의 작동을 제어하는 솔레노이드 밸브; 및
    상기 솔레노이드 밸브를 듀티 제어하는 전자제어유닛을 포함하고,
    상기 전자제어유닛은, 밸브 타이밍의 목표 타이밍이 결정되면, 상기 솔레노이드 밸브의 현재 듀티율을 학습된 초기변위만큼 변화시킨 후, 밸브 타이밍이 상기 목표 타이밍이 될 때까지 상기 듀티율을 점진적으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 연속가변 밸브 타이밍 제어장치.
  12. 제11항에서,
    밸브 타이밍이 목표 타이밍이 될 때까지 상기 전자제어유닛이 듀티율을 점진적으로 변화시킴에 있어서,
    밸브 타이밍을 검출하고, 상기 검출된 밸브 타이밍이 목표 타이밍에 일치하는가 판단하여 일치하지 않는 경우에는 솔레노이드 밸브의 듀티율을 설정 변화량 변화시키는 것을 특징으로 하는 연속가변 밸브 타이밍 제어장치.
  13. 제11항에서,
    상기 초기변위는 학습된 진각측 초기변위 및 학습된 지각측 초기변위 중 어느 하나로 하되, 상기 목표 타이밍이 현재의 밸브 타이밍으로부터 진각측에 위치한경우에는 상기 진각측 초기변위로 하고, 상기 목표타이밍이 현재의 밸브 타이밍으로부터 지각측에 위치한 경우에는 상기 지각측 초기변위로 하는 것을 특징으로 하는 연속가변 밸브 타이밍 제어장치.
  14. 제13항에서,
    상기 전자제어유닛은, 상기 초기변위의 학습조건이 만족되었는가 판단하여, 상기 학습조건이 만족된 경우에, 상기 진각측 초기변위 및 지각측 초기변위를 각각 학습하여 저장하는 것을 특징으로 하는 연속가변 밸브 타이밍 제어장치.
  15. 제14항에서,
    밸브 타이밍 제어에 사용되는 유체의 온도를 검출하는 유온 검출기 및 배터리 전압을 검출하는 전압검출기를 더 포함하고,
    상기 전자제어유닛은 초기변위의 학습조건이 만족되었는가를 판단함에 있어서, 밸브 타이밍 제어에 사용되는 유체의 온도가 설정 유온레인지 이내이며, 배터리 전압이 설정 전압레인지 이내이고, 밸브의 현재 타이밍이 설정 타이밍 레인지 이내인 경우에는 학습조건이 만족된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연속가변 밸브 타이밍 제어장치.
  16. 제14항에서,
    상기 진각측 초기변위의 학습은, 밸브 타이밍이 설정값 이상 진각될 때까지솔레노이드 밸브의 듀티율을 진각측으로 설정 변화량만큼 반복적으로 변화시킨 후, 변화되기 전의 듀티율 및 밸브 타이밍이 상기 설정값 이상 진각되기 직전의 듀티율의 차이값을 상기 진각측 초기변위로 설정하고,
    상기 지각측 초기변위의 학습은, 밸브 타이밍이 설정값 이상 지각될 때까지 솔레노이드 밸브의 듀티율을 지각측으로 설정 변화량만큼 반복적으로 변화시킨 후, 변화되기 전의 듀티율 및 밸브 타이밍이 상기 설정값 이상 지각되기 직전의 듀티율의 차이값을 상기 지각측 초기변위로 설정하는 것을 특징으로 하는 연속가변 밸브 타이밍 제어장치.
  17. 제14항에서,
    밸브 타이밍 제어에 사용되는 유체의 온도를 검출하는 유온 검출기 및 배터리 전압을 검출하는 전압검출기를 더 포함하고,
    상기 전자제어유닛이 진각측 초기변위 및 지각측 초기변위를 저장함에 있어서, 상기 유온 검출기를 통해 검출되는 유온 및 상기 전압검출기를 통해 검출되는 배터리 전압을 변수로 하는 맵의 데이터로서 저장하는 것을 특징으로 하는 연속가변 밸브 타이밍 제어장치.
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