KR102108799B1 - Method for Variable Charge Motion Operation Maintenance, Variable Charge Motion System thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명의 가변차지모션 작동유지방법은 엔진 시동(Start) 시 제어기에 의한 VCM 모터 제어가 이루어지면, VCM 모터의 VCM 모터 전압검출값이 체크되고, VCM 모터 전압검출값의 범위중 일부 범위를 VCM 모터 조건판단 전압검출값으로 설정해 이물질 끼임에 의한 VCM 모터의 작동이상을 판단한 후 VCM 모터 조건판단 전압검출값을 저장하며, 이물질 무 진단 시 VCM 모터의 온,오프(ON,OFF)제어가 엔진 회전수를 제한하지 않는 VCM NORMAL모드가 실행되고, 반면 이물질 진단 시 VCM 모터의 온,오프(ON,OFF)제어가 엔진 회전수를 제한하는 VCM LIMPHOME 모드가 실행됨으로써 VCM모터 센서(1-1)에 의한 간접적인 VCM밸브(5)의 작동각도 인식 조건에서 이물질 끼임이나 연료의 카본 적층에 의한 영향 하에 놓이더라도 최소한의 엔진 흡기량을 유지함으로써 엔진 노킹(Knocking), 시동 꺼짐, 엔진 파손 등이 방지되는 특징을 갖는다.The variable charge motion operation maintenance method of the present invention, when the VCM motor control is performed by the controller when the engine is started, the VCM motor voltage detection value of the VCM motor is checked, and some ranges of the range of the VCM motor voltage detection value are VCM. After setting the motor condition judgment voltage detection value to judge the malfunction of the VCM motor due to foreign material jamming, the VCM motor condition judgment voltage detection value is stored, and when no foreign substance is diagnosed, the ON / OFF control of the VCM motor controls engine rotation VCM NORMAL mode, which does not limit the number, is executed, while VCM LIMPHOME mode, which controls on and off (ON, OFF) of the VCM motor when diagnosing foreign substances, is executed, so that the VCM motor sensor 1-1 is operated. In case of operating angle of indirect VCM valve 5 caused by foreign matter jamming or carbon stacking of fuel under the condition of recognition, engine knocking, starting off, and yen are maintained by maintaining the minimum engine intake. Characterized the like damage is prevented.
Description
본 발명은 가변차지모션 시스템(Variable Charge Motion System)에 관한 것으로, 특히 이물질에 의한 VCM밸브(VCM Valve)의 작동 불량시에도 최소한의 엔진 흡기량을 유지함으로써 엔진 노킹(Knocking), 시동 꺼짐, 엔진 파손 등을 방지할 수 있는 가변차지모션 작동유지방법 및 가변차지모션 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a variable charge motion system (Variable Charge Motion System), in particular, the engine knocking (Knocking), start off, engine breakage by maintaining a minimum engine intake even when the VCM valve (VCM Valve) malfunction due to foreign matter It relates to a variable charge motion operation maintenance method and a variable charge motion system that can prevent the back.
최근 들어 강화된 환경 규제는 차량에 적용된 다양한 연비개선 장치나 방식에 대해 보다 강화된 성능개선을 요구하고 있고, 특히 유류비 상승은 그 필요성을 더욱 요구하고 있다.In recent years, the strengthened environmental regulations require more improved performance for various fuel efficiency improving devices or methods applied to vehicles, and in particular, an increase in fuel costs further requires the need.
이러한 조건 충족은 엔진의 연소 특성을 더욱 개선시켜줌으로써 구현될 수 있으며, 이를 구현한 기술로 흡입 공기에 텀블(Tumble)을 발생시켜줌으로써 실린더 내의 공기와 연료의 혼합을 좋게 하는 가변차지모션(Variable Charge Motion, 이하 VCM)을 예로 들 수 있다.Satisfying these conditions can be realized by further improving the combustion characteristics of the engine, and with this technology, variable charge (Variable Charge) that improves the mixing of air and fuel in the cylinder by generating a tumble in the intake air Motion, hereafter VCM).
상기 VCM은 VCM모터(Variable Charge Motion Motor), 인테이크 매니폴드(Intake Manifold, 이하 인 매니폴드)의 흡입공기경로에 구비된 VCM밸브(VCM Valve), VCM 모터와 VCM밸브를 이어주는 연계링크(Linkage Link), VCM모터를 제어하는 ECU(Engine Control Unit 또는 Electronic Control Unit)을 포함한다. 이하, 상기 VCM을 링크타입 VCM으로 칭한다.The VCM is a VCM valve (VCM valve) provided in a suction air path of a VCM motor (Variable Charge Motion Motor), an intake manifold (hereinafter referred to as an intake manifold), and a link link connecting a VCM motor and a VCM valve (Linkage Link) ), ECU (Engine Control Unit or Electronic Control Unit) to control the VCM motor. Hereinafter, the VCM is referred to as a link type VCM.
상기 링크타입 VCM이 작동되면, VCM 모터는 엔진 흡기량(엔진 맵핑변수)의 변동을 미리 감지한 ECU로 온/오프(On/Off)제어되고, VCM밸브는 연계링크로 전달받은 VCM 모터의 온/오프 동작과 연계된 움직임을 발생시키며, 흡입공기흐름은 VCM밸브의 움직임에 의한 텀블(Tumble)흐름으로 전환되면서 인 매니폴드를 지나게 된다. When the link type VCM is operated, the VCM motor is on / off controlled by the ECU that has detected the change in the engine intake amount (engine mapping variable) in advance, and the VCM valve is turned on / off of the VCM motor received through the link link. It generates a movement associated with the off operation, and the intake air flow is converted into a tumble flow caused by the movement of the VCM valve, passing through the in-manifold.
그러므로, 상기 링크타입 VCM의 작동은 흡입 공기의 텀블(Tumble)흐름을 발생시켜 실린더 내의 공기와 연료의 혼합이 더욱 좋아짐으로써 연소 특성을 향상할 수 있다. Therefore, the operation of the link-type VCM generates a tumble flow of intake air, so that the mixing of air and fuel in the cylinder is better, so that combustion characteristics can be improved.
하지만, 상기 링크타입 VCM은 인 매니폴드의 외부에 VCM 모터와 연계링크를 위치시킴으로써 이물질의 유입이나 고착(Stick)에 의한 작동 불량 가능성을 가질 수밖에 없고, 이러한 링크타입 VCM의 작동 불량 가능성은 엔진부하조건에 맞춰 이루어져야 하는 ECU의 엔진 흡기량 제어를 어렵게 하는 한 원인으로 작용하게 된다.However, the link type VCM has a possibility of malfunction due to inflow or sticking of foreign matter by placing the link link with the VCM motor outside the in-manifold, and the possibility of malfunction of the link type VCM is the engine load. It acts as a cause that makes it difficult to control the engine intake amount of the ECU, which must be done according to the conditions.
특히, 상기 링크타입 VCM에서 VCM 모터는 이물질 끼임이나 연료의 카본 적층이 내구 진행으로 심화되고, ECU의 VCM밸브 각도 인식이 VCM 모터의 작동각도를 이용한 간접적인 방식으로 이루어짐으로써 ECU가 검출한 VCM 모터의 작동각도는 VCM밸브의 실제 각도를 대변할 수 없고, 이는 ECU의 엔진 흡기량 제어를 더욱 어렵게 하여 심할 경우 엔진 노킹(Knocking), 시동 꺼짐, 엔진 파손 등으로 발전될 수 도 있다.In particular, in the link-type VCM, the VCM motor detected by the ECU is caused by the intrusion of foreign matter or the carbon stacking of fuel, and the recognition of the VCM valve angle of the ECU is performed indirectly using the operating angle of the VCM motor. The operating angle of can't represent the actual angle of the VCM valve, which makes it more difficult to control the engine intake amount of the ECU, and may develop into engine knocking, engine shutdown, engine damage, etc. in severe cases.
이러한 단점은 VCM밸브에 별도의 위치센서를 장착하고, ECU가 VCM밸브의 위치센서로 VCM밸브의 작동각도를 직접적으로 인식함으로써 해소될 수 있으나, 위치센서의 추가를 통한 해소방식은 협소한 엔진 레이아웃(layout)에서 장착 위치 설정의 어려움을 가져올 뿐만 아니라 원가상승으로 인한 VCM 적용 효과 저하를 가져올 수 있게 된다.These disadvantages can be solved by installing a separate position sensor on the VCM valve, and the ECU directly recognizes the operating angle of the VCM valve as the position sensor of the VCM valve, but the solution method through the addition of the position sensor has a narrow engine layout. In (layout), it is possible to not only bring difficulty in setting the mounting position, but also reduce the effect of applying VCM due to cost increase.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 VCM모터 센서에 의한 간접적인 VCM밸브 작동각도 인식 조건에서 이물질 끼임이나 연료의 카본 적층에 의한 영향 하에 놓이더라도 최소한의 엔진 흡기량을 유지함으로써 엔진 노킹(Knocking), 시동 꺼짐, 엔진 파손 등이 방지되는 가변차지모션 작동유지방법, 가변차지모션 제어기 및 가변차지모션 시스템의 제공에 목적이 있다.Accordingly, the present invention in consideration of the above-mentioned points, the engine is knocked by maintaining the minimum engine intake even when placed under the influence of carbon deposits of foreign substances or fuel in the condition of recognition of the indirect VCM valve operation angle by the VCM motor sensor. An object of the present invention is to provide a variable charge motion operation maintenance method, a variable charge motion controller, and a variable charge motion system that prevents engine shutdown, engine damage, and the like.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가변차지모션 작동유지방법은 (A) 엔진 시동(Start) 시 제어기에 의한 VCM 모터 제어가 이루어지면, 상기 VCM 모터의 VCM 모터 전압검출값이 체크되는 VCM 제어시작모드; (B) 상기 VCM 모터 전압검출값의 범위중 일부 범위를 VCM 모터 조건판단 전압검출값으로 설정하고, 상기 VCM 모터 조건판단 전압검출값으로 이물질 끼임에 의한 상기 VCM 모터의 작동이상을 판단하며, 상기 VCM 모터 조건판단 전압검출값을 저장하는 VCM 조건판단모드; (C) 상기 VCM 모터 조건판단 전압검출값에 의한 이물질 무 진단 시 상기 VCM 모터의 온,오프(ON,OFF)제어가 엔진 회전수를 제한하지 않는 VCM NORMAL모드가 실행되고, 반면 상기 VCM 모터 조건판단 전압검출값에 의한 이물질 진단 시 상기 VCM 모터의 온,오프(ON,OFF)제어가 엔진 회전수를 제한하는 VCM LIMPHOME 모드가 실행되는 VCM 제어실행모드; 로 이루어진 것을 특징으로 한다.The variable charge motion operation maintenance method of the present invention for achieving the above object is (A) VCM motor control by the controller when the engine is started (Start), VCM motor voltage detection value of the VCM motor is checked VCM Control start mode; (B) a part of the range of the VCM motor voltage detection value is set to the VCM motor condition determination voltage detection value, and the VCM motor condition determination voltage detection value determines the operation abnormality of the VCM motor due to foreign matter jamming, and the VCM condition determination mode for storing the VCM motor condition determination voltage detection value; (C) VCM NORMAL mode in which ON / OFF control of the VCM motor does not limit the engine speed is executed when no foreign matter is detected by the VCM motor condition determination voltage detection value, whereas the VCM motor condition A VCM control execution mode in which a VCM LIMPHOME mode in which the ON and OFF control of the VCM motor limits the engine speed when the foreign matter is diagnosed by the determination voltage detection value; It is characterized by consisting of.
상기 VCM 제어시작모드에서, 상기 VCM 모터 전압검출값은 상기 VCM 모터에 내장된 VCM 모터센서로 획득된다.In the VCM control start mode, the VCM motor voltage detection value is obtained by a VCM motor sensor built into the VCM motor.
상기 VCM 조건판단모드에서, 상기 VCM 모터 조건판단 전압검출값은 상기 VCM 모터의 오프(OFF) 시 전압검출값과 온(ON) 시 최대 전압검출값을 제외한 작동영역 전압범위이다. 상기 작동영역 전압범위는 제1,2,3단계로 구분되고, 제2단계의 VCM 모터 조건판단 전압검출값의 크기는 제1단계의 VCM 모터 조건판단 전압검출값의 크기보다 크고, 제3단계의 VCM 모터 조건판단 전압검출값의 크기는 상기 제2단계의 VCM 모터 조건판단 전압검출값의 크기보다 크게 설정된다. 상기 VCM 조건판단모드에서, 상기 VCM 모터 조건판단 전압검출값의 저장값은 엔진 시동(Start)시 나 VCM 모터 제어 시 상기 VCM 모터의 기존 VCM 모터 전압검출값으로 적용된다.In the VCM condition determination mode, the VCM motor condition determination voltage detection value is the operating range voltage range excluding the voltage detection value when the VCM motor is OFF and the maximum voltage detection value when it is ON. The operating region voltage range is divided into first, second, and third stages, and the magnitude of the VCM motor condition determination voltage detection value in the second stage is greater than the magnitude of the VCM motor condition determination voltage detection value in the first stage, and the third stage. The magnitude of the VCM motor condition determination voltage detection value of is set larger than the magnitude of the VCM motor condition determination voltage detection value of the second step. In the VCM condition determination mode, the stored value of the VCM motor condition determination voltage detection value is applied to the existing VCM motor voltage detection value of the VCM motor at engine start or VCM motor control.
상기 VCM 제어실행모드에서 상기 VCM NORMAL모드가 실행되면, 상기 VCM모터의 온,오프(ON,OFF)는 엔진회전수 4000rpm을 기준으로 제어된다. 상기 VCM모터의 온(ON)은 엔진회전수 4000rpm이상에서 이루어져 인테이크 매니폴드의 흡기통로를 열어(OPEN)주고, 상기 VCM모터의 오프(OFF)는 엔진회전수 4000rpm이하에서 이루어져 상기 인테이크 매니폴드의 흡기통로를 닫아(CLOSE) 상기 흡기통로를 지나는 흡입공기가 텀블(Tumble)을 형성한다. 상기 VCM모터의 온(ON)제어는 엔진의 작동 조건에 맞춰 상기 흡기통로의 열림 정도가 가변된다.When the VCM NORMAL mode is executed in the VCM control execution mode, on and off (ON, OFF) of the VCM motor is controlled based on an engine speed of 4000 rpm. The ON of the VCM motor is made at an engine speed of 4000 rpm or higher to open the intake manifold's intake passage (OPEN), and the OFF of the VCM motor is at an engine speed of 4000 rpm or lower. Closing the intake passage (CLOSE), the intake air passing through the intake passage forms a tumble. The ON control of the VCM motor is variable in the degree of opening of the intake passage according to the operating conditions of the engine.
상기 VCM 제어실행모드에서 상기 VCM LIMPHOME 모드가 실행되면, 상기 VCM모터의 온,오프(ON,OFF)는 엔진회전수 2000rpm을 기준으로 제어된다. 상기 VCM모터의 온(ON)은 엔진회전수 2000rpm 이하에서 이루어져 인테이크 매니폴드의 흡기통로를 열어(OPEN)주고, 상기 VCM모터의 오프(OFF)는 엔진회전수 2000rpm이상에서 이루어져 상기 인테이크 매니폴드의 흡기통로를 닫아(CLOSE) 상기 흡기통로를 지나는 흡입공기가 텀블(Tumble)을 형성한다. 상기 VCM모터의 온(ON) 시 상기 흡기통로의 열림은 디폴트위치에서의 모델링 값으로 설정된 흡입공기유량을 엔진으로 공급할 수 있는 정도이다.When the VCM LIMPHOME mode is executed in the VCM control execution mode, on and off (ON, OFF) of the VCM motor is controlled based on an engine speed of 2000 rpm. The ON of the VCM motor is made at an engine speed of 2000 rpm or less to open the intake manifold intake passage (OPEN), and the OFF of the VCM motor is at an engine speed of 2000 rpm or more to make the intake manifold. Closing the intake passage (CLOSE), the intake air passing through the intake passage forms a tumble. The opening of the intake passage when the VCM motor is ON is such that it can supply the intake air flow rate set as a modeling value at the default position to the engine.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가변차지모션 시스템에는 VCM모터 센서를 내장한 VCM모터, 상기 VCM모터의 회전력으로 작동되는 연계링크, 상기 연계링크와 연결된 밸브 암과 인테이크 매니폴드의 흡기 통로 면적을 변화시키는 플랩으로 이루어진 VCM밸브, 상기 VCM모터를 온,오프(ON,OFF)제어하는 제어기가 포함되고, 상기 제어기에는 상기 VCM모터 센서에서 검출된 상기 VCM모터의 전압검출값으로 이물질 끼임에 의한 상기 VCM밸브의 작동 불량을 판단하고, 상기 전압검출값을 메모리에 저장하는 VCM 모터조건 판단부; 이물질 무 진단 시 상기 VCM 모터의 온,오프(ON,OFF)제어가 엔진 회전수를 제한하지 않는 VCM NORMAL모드와, 이물질 진단 시 상기 VCM 모터의 온,오프(ON,OFF)제어가 엔진 회전수를 제한하는 VCM LIMPHOME 모드로 구분하는 VCM 모드 처리부; 상기 VCM모터 센서의 전압검출값을 상기 VCM 모터조건 판단부로 전송하고, 상기 VCM 모드 처리부의 VCM모터 온(ON)/오프(OFF)신호를 상기 VCM모터로 전송하는 인터페이스가 포함된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the variable charge motion system of the present invention includes a VCM motor incorporating a VCM motor sensor, a linkage link operated by the rotational force of the VCM motor, a valve arm connected to the linkage link and an intake passage of the intake manifold A VCM valve made of a flap that changes the area, and a controller that controls on and off (ON, OFF) of the VCM motor, is included in the controller to trap foreign matter as the voltage detection value of the VCM motor detected by the VCM motor sensor. VCM motor condition determination unit for determining the operation failure of the VCM valve, and storing the voltage detection value in a memory; VCM NORMAL mode where the ON / OFF control of the VCM motor does not limit the engine speed when no foreign matter is diagnosed, and ON / OFF control of the VCM motor when the foreign matter is diagnosed is the engine speed. VCM mode processing unit to classify the VCM LIMPHOME mode to limit the; It is characterized in that it includes an interface for transmitting the voltage detection value of the VCM motor sensor to the VCM motor condition determination unit and transmitting a VCM motor ON / OFF signal to the VCM motor of the VCM mode processing unit. .
이러한 본 발명의 VCM(Variable Charge Motion)시스템은 이물질 끼임이나 연료의 카본 적층에 의한 영향 하에 놓이더라도 최소한의 엔진 흡기량으로 엔진 구동이 유지됨으로써 VCM의 작동 불량에 의한 엔진 노킹(Knocking), 시동 꺼짐, 엔진 파손 등이 방지되는 효과가 있다.The VCM (Variable Charge Motion) system of the present invention maintains engine operation with minimal engine intake even when placed under the influence of foreign matter jamming or carbon stacking of fuel, thereby knocking engine off due to malfunction of VCM, starting off, It is effective in preventing engine damage and the like.
또한, 본 발명은 엔진 흡기량 제어를 위한 VCM밸브 작동각도 인식이 VCM모터 센서에 의한 간접적인 방식을 그대로 유지함으로써 VCM밸브 위치센서에 의한 직접적인 방식 적용 시 협소한 엔진 레이아웃(layout)에 의한 장착위치설정 어려움과 원가상승에 의한 VCM 적용효과저하 등과 같은 제반 문제가 전혀 없고, 특히 어떠한 하드웨어 추가나 기구적 설계변경 없이도 VCM(Variable Charge Motion)시스템의 성능 개선이 이루어질 수 있다.In addition, the present invention maintains the indirect method by the VCM motor sensor for the recognition of the VCM valve operating angle for controlling the engine intake amount, thereby setting the mounting position by a narrow engine layout when applying the direct method by the VCM valve position sensor. There are no problems such as difficulty in reducing VCM application effect due to difficulty and cost increase, and in particular, performance improvement of the VCM (Variable Charge Motion) system can be achieved without any hardware additions or mechanical design changes.
또한, 본 발명은 저부하조건(감속, 무 부하(No Load), EGR 컷(Cut)영역, 이그니션 오프), 정상주행조건, 감속조건, 아이들(Idle)조건에서 플랩밸브의 강제적인 구동이 없이 플랩밸브의 고착 및 이물질 끼임을 방지함으로써 VCM 밸브와 같은 플랩밸브를 적용하는 EGR 시스템에도 설계 변경 없이 용이하게 적용될 수 있는 확장성을 가질 수 있다.In addition, the present invention has no forced driving of the flap valve under low load conditions (deceleration, no load, EGR cut area, ignition off), normal driving conditions, deceleration conditions, and idle conditions. By preventing fixation of the flap valve and foreign matters, it is possible to have an expandability that can be easily applied to the EGR system to which a flap valve such as a VCM valve is applied without design changes.
도 1은 본 발명에 따른 VCM(Variable Charge Motion)작동유지방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 VCM 작동유지방법에서 이물질 끼임을 판별하는 VCM밸브(VCM Valve)의 작동각도의 예이며, 도 3은 본 발명에 따른 VCM 작동유지방법에서 이물질 끼임이 없을 때 VCM의 NORMAL 모드 작동상태이고, 도 4는 본 발명에 따른 VCM 작동유지방법에서 이물질 끼임이 있을 때 VCM의 DEFAULT 위치로 진입하는 LIMPHOME 모드 작동상태이며, 도 5는 본 발명에 따른 VCM 작동유지방법을 실행하는 가변차지모션 제어기 및 이를 적용한 가변차지모션 시스템의 구성이다.1 is a flow chart of a VCM (Variable Charge Motion) operation maintenance method according to the present invention, Figure 2 is an example of the operation angle of the VCM valve (VCM Valve) to determine the foreign matter stuck in the VCM operation maintenance method according to the present invention, 3 is a VCM NORMAL mode operating state when there is no foreign matter jamming in the VCM operating maintenance method according to the present invention, Figure 4 is LIMPHOME entering the DEFAULT position of the VCM when foreign matter jamming in the VCM operating maintenance method according to the present invention Mode operation state, Figure 5 is a configuration of a variable charge motion controller and a variable charge motion system applying the same to implement the VCM operation maintenance method according to the present invention.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying exemplary drawings, and as such examples, those skilled in the art to which the present invention pertains may be implemented in various different forms, and thus are described herein It is not limited to the embodiment.
도 1은 본 실시예에 따른 VCM 작동유지방법의 순서도를 나타낸다. VCM 작동유지방법의 수행은 VCM 전용제어기나 또는 엔진제어장치(Engine Control Unit 또는 Electronic Control Unit)로 이루어질 수 있다.1 shows a flow chart of a VCM operation maintenance method according to this embodiment. VCM operation maintenance method may be performed by a VCM dedicated controller or an engine control unit (Engine Control Unit or Electronic Control Unit).
도시된 바와 같이, VCM 작동유지방법은 S1의 엔진 시동(Start)과 S2의 엔진 정지(Stop)의 사이에서 S10의 VCM 모터 제어가 시작되면, S20의 VCM 모터조건 판단으로 이물질 진단이 이루어진 후, S30의 이물질 무 진단 시 실행되는 VCM NORMAL 모드로 진입하거나 또는 S40의 이물질 진단 시 실행되는 VCM LIMPHOME 모드로 진입된다.As shown in the figure, when the VCM motor control method of S10 is started between the engine start (S1) and the engine stop (Stop) of S1, the VCM operation maintenance method is diagnosed with foreign matter by determining the VCM motor condition of S20, Enters the VCM NORMAL mode, which is executed when the foreign matter of S30 is diagnosed, or enters the VCM LIMPHOME mode, which is executed when the foreign matter of S40 is diagnosed.
구체적으로, S20의 VCM 모터조건 판단은 VCM모터 센서의 출력전압(Output Voltage)(이하, VCM센서 전압으로 칭함)으로 이루어진다. 이를 위해, 1.87V < VCM센서전압 < 3.03V가 적용됨으로써 VCM 밸브의 개도 각도가 적어도 5단계로 구분된다. 특히, 1.87V < VCM센서전압 < 3.03V은 VCM 모터의 오프(OFF) 시 전압검출값과 온(ON) 시 최대 전압검출값이 제외된 전압검출값이고, 이는 VCM 모터 조건판단 전압검출값으로 정의된다.Specifically, the determination of the VCM motor condition in S20 is made of the output voltage of the VCM motor sensor (hereinafter referred to as the VCM sensor voltage). To this end, 1.87V <VCM sensor voltage <3.03V is applied, so that the opening angle of the VCM valve is divided into at least 5 steps. In particular, 1.87V <VCM sensor voltage <3.03V is the voltage detection value excluding the voltage detection value when the VCM motor is OFF and the maximum voltage detection value when it is ON, which is the voltage detection value of the VCM motor condition determination. Is defined.
상기 VCM 모터조건 판단을 적용한 가변차지모션 시스템(Variable Charge Motion System, 이하 VCM시스템)은 도 2에 예시된다. 도시된 바와 같이, VCM시스템은 VCM모터(Variable Charge Motion Motor)(1), VCM모터(1)에 내장된 VCM모터 센서(1-1), VCM모터(1)의 회전력으로 작동되는 연계링크(Linkage Link)(3), 연계링크(3)와 연결된 밸브 암(5B)과 인테이크 매니폴드(Intake Manifold)(이하, 인 매니폴드)(20)의 흡기 통로 면적을 변화시키는 플랩(Flap)(5A)으로 이루어진 VCM밸브(VCM Valve)(5)로 구성된다. 상기 VCM모터(1)를 제어하는 제어기(10)는 VCM 전용제어기나 또는 엔진제어장치(Engine Control Unit 또는 Electronic Control Unit)가 적용된다.A variable charge motion system (hereinafter referred to as a VCM system) to which the VCM motor condition determination is applied is illustrated in FIG. 2. As shown, the VCM system is a VCM motor (Variable Charge Motion Motor) (1), a VCM motor sensor (1-1) embedded in the VCM motor (1), and a link link operated by the rotational force of the VCM motor (1) ( Linkage Link (3), a valve arm (5B) connected to the linkage link (3) and a flap (5A) that changes the intake passage area of the Intake Manifold (hereinafter referred to as the In Manifold) 20 It is composed of a VCM Valve (5) made of). The
특히, 상기 VCM밸브(5)의 플랩(5A)은 최대 117˚개도각을 가지며, 이를 5단계 개도각 위치(P-1,P-2,P-3,P-4,P-5)로 구분한다. 일례로, P-1은 VCM밸브(5)의 오프(OFF)시 인 매니폴드(20)의 흡기통로(20-1)가 최소로 유지되는 닫힘(CLOSE)상태이고, 이 경우 VCM모터 센서(1-1)의 VCM센서전압은 0.50V±0.2V이다. P-2는 VCM밸브(5)의 온(ON)시 인 매니폴드(20)의 흡기통로(20-1)가 P-1 대비 39.15˚열리는 오픈(OPEN)상태(a)이고, 이 경우 VCM모터 센서(1-1)의 VCM센서전압은 1.87V±0.2V이다. P-3는 VCM밸브(5)의 온(ON)시 인 매니폴드(20)의 흡기통로(20-1)가 P-1 대비 72.20˚(P-2 대비 33.05˚)열리는 오픈(OPEN)상태(b)이고, 이 경우 VCM모터 센서(1-1)의 VCM센서전압은 3.03V±0.2V이다. P-4는 VCM밸브(5)의 온(ON)시 인 매니폴드(20)의 흡기통로(20-1)가 P-1 대비 74.40˚(P-2 대비 35.25˚)열리는 오픈(OPEN)상태(c)이고, 이 경우 VCM모터 센서(1-1)의 VCM센서전압은 3.10V±0.2V이다. P-5는 VCM밸브(5)의 온(ON)시 인 매니폴드(20)의 흡기통로(20-1)가 P-1 대비 117˚(P-3 대비 44.8˚, P-4 대비 42.6˚)열리는 최대오픈(maximum OPEN)상태(d)이고, 이 경우 VCM모터 센서(1-1)의 VCM센서전압은 4.60V±0.2V이다. In particular, the
그러므로, S20의 VCM 모터조건 판단에 적용되는 플랩(5A)의 개도각은 P-2에서 P_3가 적용되고, VCM센서전압은 1.87V ~ 3.03V가 적용된다. 일례로, 제어기(10)가 VCM모터 센서(1-1)의 전압을 모니터링하다 1.87V < VCM센서전압 < 3.03V의 조건을 충족하면 S30의 VCM NORMAL 모드로 진입되고, 반면 1.87V < VCM센서전압 < 3.03V의 조건을 충족하지 못하면 S40의 VCM LIMPHOME 모드로 진입된다.Therefore, P_3 to P-2 is applied to the opening angle of the
특히, S20의 VCM 모터조건 판단 시 1.87V ~ 3.03V의 VCM센서전압 조건에서 VCM밸브(5)의 온(ON)/오프(OFF)에 각각 적용되었던 결과는 VCM모터 센서(1-1)의 검출 전압값으로 저장하고, 이후 엔진 시동 시나 VCM 시스템 작동 시 마다 VCM 모터조건의 판단에 참고한다. 상기 메모리는 제어기(10)에 구빈된다.In particular, when determining the VCM motor condition of S20, the results that were applied to the ON / OFF of the
다시 도 1을 참조하면, 구체적으로 S30의 이물질 무 진단 시 실행되는 VCM NORMAL 모드는 S31과 같이 VCM시스템 작동 시 VCM모터(1)의 온(ON) 또는 오프(OFF)가 엔진의 4000rpm을 기준으로 설정되고, 이어 S32와 같이 정상 주행 시 VCM모터(1)는 온(ON)/오프(OFF)의 엔진의 작동 조건에 맞게 제어된다.Referring back to FIG. 1, specifically, the VCM NORMAL mode, which is executed when no foreign matter is detected in S30, is turned on or off (OFF) of the
이러한 VCM NORMAL 모드는 도 3을 통해 예시된다. 도시된 바와 같이, 엔진회전수가 4000rpm 이하에서 제어기(10)는 VCM모터(1)를 오프(OFF)시키고, VCM모터(1)가 오프(OFF)됨으로서 연계링크(3)를 매개로 VCM밸브(5)의 플랩(5A)이 인 매니폴드(20)의 흡기통로(20-1)를 닫힘(CLOSE)상태로 전환시켜 준다. 그러면, 플랩(5A)의 P_1 위치로 인해 흡기통로(20-1)가 최소면적으로 유지됨으로써 흡기통로(20-1)를 지나는 흡입공기는 텀블(Tumble)을 형성하면서 엔진으로 공급된다. 반면, 엔진회전수가 4000 rpm 이상에서 제어기(10)는 VCM모터(1)를 온(ON)시키고, VCM모터(1)가 온(ON)됨으로서 연계링크(3)를 매개로 VCM밸브(5)의 플랩(5A)이 인 매니폴드(20)의 흡기통로(20-1)를 열림(OPEN)상태로 전환시켜 준다. 그러면, 플랩(5A)은 P_2에서 P_5 위치로 가변됨으로써 흡기통로(20-1)를 지나는 흡입공기 유량을 증가시켜 준다. 이때, P_2에서 P_5 위치의 변화는 정상 주행 상태에서 엔진의 작동 조건에 맞춰 변화된다.This VCM NORMAL mode is illustrated through FIG. 3. As illustrated, when the engine speed is 4000 rpm or less, the
다시 도 1을 참조하면, 구체적으로 S40의 이물질 진단 시 실행되는 VCM LIMPHOME 모드는 S41의 VCM LIMPHOME 모드 진입에 의한 VCM밸브(5)의 디폴트 위치(DEFAULT POSITION) 위치 전환이 이루어진 후, S42와 같이 흡입 공기량은 디폴트위치에서의 모델링 값으로 제어됨으로써 엔진회전수가 2000rpm 이하로 제한된다. 특히, VCM밸브(5)의 오프(OFF)(플랩(5A)의 클로즈(CLOSE)는 VCM센서 전압이 2.0V보다 크고 3.03V보다 작을 때 이고, 반면 VCM밸브(5)의 온(ON)(플랩(5A)의 오픈(OPEN)은 VCM센서 전압이 1.87V보다 크고 2.7 V보다 작을 때로 구분된다.Referring back to FIG. 1, specifically, the VCM LIMPHOME mode executed when diagnosing foreign substances in S40 is changed to the default position (DEFAULT POSITION) of the
이러한 VCM LIMPHOME 모드는 도 4를 통해 예시된다. 도시된 바와 같이, 제어기(10)는 VCM모터(1)를 오프(OFF)시킴으로써 VCM밸브(5)의 플랩(5A)이 인 매니폴드(20)의 흡기통로(20-1)를 닫힘(CLOSE)상태로 유지하고, 이를 통해 흡기통로(20-1)를 지나는 흡입공기가 텀블(Tumble)을 형성하면서 엔진으로 공급되도록 한다. 이로 인해 엔진회전수가 2000rpm 이하로 제한된다. 이는, VCM센서 전압이 2.0V보다 크고 3.03V보다 작은 경우이다. This VCM LIMPHOME mode is illustrated through FIG. 4. As shown, the
반면, 제어기(10)는 VCM모터(1)를 온(ON)시킴으로써 VCM밸브(5)의 플랩(5A)이 인 매니폴드(20)의 흡기통로(20-1)를 열림(OPEN)상태로 전환시켜주고, 이를 통해 흡기통로(20-1)를 지나는 흡입공기유량이 디폴트위치에서의 모델링 값으로 제어된 상태로 엔진으로 공급되도록 한다. 이로 인해 엔진회전수가 2000rpm 이하로 제한된다. 이는, VCM센서 전압이 1.87V보다 크고 2.7 V보다 작은 경우이다. 일례로, 상기 디폴트위치에서의 모델링 값은 VCM밸브(5)의 플랩(5A)이 P_2,P_3,P_4일 때가 적용될 수 있으나 P_1에서 P_5의 사이에서 새로운 값을 지정할 수도 있다.On the other hand, the
한편, 도 5는 본 실시예에 따른 VCM 작동유지방법을 실행하는 가변차지모션 제어기 및 이를 적용한 가변차지모션 시스템의 구성을 나타낸다.Meanwhile, FIG. 5 shows a configuration of a variable charge motion controller and a variable charge motion system to which the VCM operation maintenance method according to the present embodiment is executed.
도시된 바와 같이, VCM시스템은 VCM모터(1)를 제어하는 제어기(10)를 구비하고, 상기 제어기(10)에는 VCM 모터조건 판단과 VCM NORMAL 모드 및 VCM LIMPHOME 모드 수행을 위한 VCM 모터조건 판단부(10-1), VCM 모드 처리부(10-2), 인터페이스(10-3)가 더 포함된다.As shown, the VCM system includes a
구체적으로, 상기 VCM 모터조건 판단부(10-1)는 VCM모터(1) 및 VCM모터(1)에 내장된 VCM모터 센서(1-1)와 전기회로를 형성하고, VCM모터 센서(1-1)에서 검출된 전압값으로 VCM밸브(5)의 이물질 끼임 여부를 판단한다. 이를 위해, 상기 VCM 모터조건 판단부(10-1)에서는 VCM모터 센서(1-1)의 전압 검출값을 0.50V±0.2V(도 2의 P_1), 1.87V±0.2V(도 2의 P_2), 3.03V±0.2V(도 2의 P_3), 3.10V±0.2V(도 2의 P_4), 4.60V±0.2V(도 2의 P_5)로 구분한다. 특히, 상기 VCM 모터조건 판단부(10-1)에서는 1.87V ~ 3.03V의 VCM센서전압 조건에서 VCM밸브(5)의 온(ON)/오프(OFF)에 각각 적용되었던 VCM모터 센서(1-1)의 검출 전압값인 VCM센서전압을 메모리에 저장한다. 이러한 VCM 모터조건 판단부(10-1)의 메모리 저장값은 엔진 시동 시나 VCM 시스템 작동 시 마다 VCM 모터조건의 판단에 이용한다. 하지만, 상기 메모리는 제어기(10)에 별도의 메모리로 포함될 수 있다.Specifically, the VCM motor condition determining unit 10-1 forms an electrical circuit with the
상기 VCM 모드 처리부(10-2)에서는 VCM NORMAL 모드와 VCM LIMPHOME 모드가 수행되기 위한 VCM모터(1)의 온(ON)/오프(OFF)가 판단된다. VCM모터(1)의 오프(OFF)는 VCM밸브(5)의 닫힘(CLOSE)이고, VCM모터(1)의 온(ON)은 VCM밸브(5)의 열림(OPEN)을 의미한다. 그러므로, 상기 VCM 모드 처리부(10-2)는 VCM밸브(5)의 플랩(5A)개도각을 인 매니폴드(20)의 흡기통로(20-1)를 지나는 흡입공기의 텀블(Tumble)형성이 가능한 P-1위치(VCM모터(1)의 오프(OFF))에서 117˚의 최대 개도각으로 인 매니폴드(20)의 흡기통로(20-1)를 열어주는 P-5위치(VCM모터(1)의 온(ON))로 구분하고, 상기 P-1위치와 상기 P-5위치를 P_2위치(P-1의 개도각 대비 39.15˚열림), P-3 위치(P-2의 개도각 대비 33.05˚), P-4 위치(P-2의 개도각 대비 35.25˚)로 세분한다. 이를 통해, 상기 VCM 모드 처리부(10-2)는 인 매니폴드(20)의 흡기통로(20-1)가 P-1,P-2,P-3,P-4,P-5의 각 단계별 위치로 제어되는 VCM NORMAL모드(도 1의 S30,S31,S32)를 수행하고, 인 매니폴드(20)의 흡기통로(20-1)가 P-1,P-2(또는 P-3 또는 P-4)의 단계별 위치로 만 제어되는 VCM LIMPHOME모드(도 1의 S40,S41,S42)를 수행한다.In the VCM mode processing unit 10-2, ON / OFF of the
상기 인터페이스(10-3)에서는 VCM모터 센서(1-1)의 전압 검출값을 VCM 모터조건 판단부(10-1)로 전송하고, VCM 모드 처리부(10-2)의 VCM모터 온(ON)/오프(OFF)신호를 VCM모터(1)로 전송하여 준다.The interface 10-3 transmits the voltage detection value of the VCM motor sensor 1-1 to the VCM motor condition determination unit 10-1, and turns on the VCM motor of the VCM mode processing unit 10-2. The / OFF signal is transmitted to the VCM motor (1).
그러므로, 상기 제어기(10)는 VCM 모터조건 판단부(10-1), VCM 모드 처리부(10-2), 인터페이스(10-3), 메모리를 갖춘 VCM 전용제어기가 적용될 수 있으나 엔진제어장치(Engine Control Unit 또는 Electronic Control Unit, 이하 ECU)의 구성요소를 이용함이 바람직하다.Therefore, the
이에 더해, 상기 VCM시스템은 연계링크(Linkage Link)(3)로 VCM모터(1)와 VCM밸브(5)의 밸브 암(5B)을 서로 연결하고, 상기 밸브 암(5B)은 인 매니폴드(20)의 흡기통로(20-1)에 설치된 플랩(5A)과 연결된다.In addition, the VCM system connects the
그러므로, 상기 VCM시스템은 링크타입 VCM과 VCM 전용제어기로 구성되거나 또는 링크타입 VCM과 ECU로 구성된다. 특히, ECU가 적용됨으로써 비용부담이 최소화되고 엔진룸 레이아웃 변경이 없게 된다. Therefore, the VCM system is composed of a link type VCM and a dedicated VCM controller, or a link type VCM and an ECU. In particular, by applying the ECU, the cost burden is minimized and there is no engine room layout change.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 가변차지모션 작동유지방법은 엔진 시동(Start) 시 제어기에 의한 VCM 모터 제어가 이루어지면, VCM 모터의 VCM 모터 전압검출값이 체크되고, VCM 모터 전압검출값의 범위중 일부 범위를 VCM 모터 조건판단 전압검출값으로 설정해 이물질 끼임에 의한 VCM 모터의 작동이상을 판단한 후 VCM 모터 조건판단 전압검출값을 저장하며, 이물질 무 진단 시 VCM 모터의 온,오프(ON,OFF)제어가 엔진 회전수를 제한하지 않는 VCM NORMAL모드가 실행되고, 반면 이물질 진단 시 VCM 모터의 온,오프(ON,OFF)제어가 엔진 회전수를 제한하는 VCM LIMPHOME 모드가 실행됨으로써 VCM모터 센서(1-1)에 의한 간접적인 VCM밸브(5)의 작동각도 인식 조건에서 이물질 끼임이나 연료의 카본 적층에 의한 영향 하에 놓이더라도 최소한의 엔진 흡기량을 유지함으로써 엔진 노킹(Knocking), 시동 꺼짐, 엔진 파손 등이 방지된다.As described above, in the method for maintaining the variable charge motion according to the present embodiment, when the VCM motor is controlled by the controller when the engine starts, the VCM motor voltage detection value of the VCM motor is checked, and the VCM motor voltage detection value Set some ranges of the VCM motor condition judgment voltage detection value to determine the operation error of the VCM motor due to foreign material jamming, and then store the VCM motor condition judgment voltage detection value, and turn on or off the VCM motor when no foreign matter is diagnosed. , OFF) VCM NORMAL mode in which control does not limit the engine speed is executed, whereas VCM LIMPHOME mode in which VCM motor ON / OFF control limits the engine speed is executed when diagnosing foreign substances. The engine is maintained by maintaining the minimum engine intake even when placed under the influence of foreign matter jamming or carbon deposition of fuel under the condition of recognition of the operating angle of the
1 : VCM모터(Variable Charge Motion Motor)
1-1 : VCM모터 센서
3 : 연계링크(Linkage Link) 5 : VCM밸브(VCM Valve)
5A : 플랩(Flap) 5B : 밸브 암
10 : 제어기 10-1 : VCM 모터조건 판단부
10-2 : VCM 모드 처리부
10-3 : 인터페이스
20 : 인테이크 매니폴드(Intake Manifold)
20-1 : 흡기통로1: VCM motor (Variable Charge Motion Motor)
1-1: VCM motor sensor
3: Linkage Link 5: VCM Valve
5A:
10: controller 10-1: VCM motor condition determination unit
10-2: VCM mode processing unit
10-3: Interface
20: Intake Manifold
20-1: Intake passage
Claims (13)
(B) 상기 VCM 모터 전압검출값의 범위중 일부 범위를 VCM 모터 조건판단 전압검출값으로 설정하고, 상기 VCM 모터 조건판단 전압검출값으로 이물질 끼임에 의한 상기 VCM 모터의 작동이상을 판단하며, 상기 VCM 모터 조건판단 전압검출값을 저장하는 VCM 조건판단모드;
(C) 상기 VCM 모터 조건판단 전압검출값에 의한 이물질 무 진단 시 상기 VCM 모터의 온,오프(ON,OFF)제어가 엔진 회전수를 제한하지 않는 VCM NORMAL모드가 실행되고, 반면 상기 VCM 모터 조건판단 전압검출값에 의한 이물질 진단 시 상기 VCM 모터의 온,오프(ON,OFF)제어가 엔진 회전수를 제한하는 VCM LIMPHOME 모드가 실행되는 VCM 제어실행모드;로 이루어지고,
상기 VCM 조건판단모드에서, 상기 VCM 모터 조건판단 전압검출값은 상기 VCM 모터의 오프(OFF) 시 전압검출값과 온(ON) 시 최대 전압검출값을 제외한 작동영역 전압범위이며,
상기 작동영역 전압범위의 적용을 위해 인 매니폴드의 흡기통로에 대한 VCM밸브의 최소 오픈과 최대 오픈 사이에서 변화되는 전압검출값이 제어기에 의해 VCM모터 센서의 VCM센서전압으로 모니터링되는
것을 특징으로 하는 가변차지모션 작동유지방법.
(A) VCM control start mode in which the VCM motor voltage detection value of the VCM motor is checked when VCM motor control is performed by a controller at engine start;
(B) a part of the range of the VCM motor voltage detection value is set to the VCM motor condition determination voltage detection value, and the VCM motor condition determination voltage detection value determines the operation abnormality of the VCM motor due to foreign matter jamming, and the VCM condition determination mode for storing the VCM motor condition determination voltage detection value;
(C) VCM NORMAL mode in which ON / OFF control of the VCM motor does not limit the engine speed is executed when no foreign matter is detected by the VCM motor condition determination voltage detection value, whereas the VCM motor condition VCM control execution mode in which the VCM LIMPHOME mode in which the ON / OFF control of the VCM motor limits the engine speed when the foreign matter is diagnosed by the determined voltage detection value is executed.
In the VCM condition determination mode, the VCM motor condition determination voltage detection value is the operating range voltage range excluding the voltage detection value when the VCM motor is OFF and the maximum voltage detection value when it is ON,
For the application of the operating range voltage range, the voltage detection value changed between the minimum and maximum open of the VCM valve for the intake passage of the in-manifold is monitored by the VCM sensor voltage of the VCM motor sensor by the controller.
Method of maintaining a variable charge motion operation, characterized in that.
The method according to claim 1, wherein in the VCM control start mode, the VCM motor voltage detection value is obtained by a VCM motor sensor embedded in the VCM motor.
The method according to claim 1, wherein the operating region voltage range is divided into first, second, and third stages, and the magnitude of the VCM motor condition determination voltage detection value of the second stage is greater than that of the first stage VCM motor condition determination voltage detection value A method of maintaining a variable charge motion, characterized in that the size of the VCM motor condition determination voltage detection value of the third step is set larger than the size of the VCM motor condition determination voltage detection value of the second stage.
The method according to claim 1, wherein in the VCM condition determination mode, the stored value of the VCM motor condition determination voltage detection value is applied as an existing VCM motor voltage detection value of the VCM motor at engine start or VCM motor control. How to maintain variable charge motion.
The method according to claim 1, When the VCM NORMAL mode is executed in the VCM control execution mode, the on and off (ON, OFF) of the VCM motor is controlled based on the engine speed of 4000rpm variable charge motion operation maintenance. Way.
The method according to claim 6, ON (ON) of the VCM motor is made at an engine speed of 4000 rpm or more to open the intake passage of the intake manifold, and OFF of the VCM motor is made at an engine speed of 4000 rpm or less. Variable closing motion operation maintenance method characterized in that the intake passage of the fold closes the intake air passing through the intake passage to form a tumble.
The method according to claim 7, The ON control of the VCM motor is a variable charge motion operation maintenance method characterized in that the opening degree of the intake passage is variable according to the operating conditions of the engine.
The method according to claim 1, When the VCM LIMPHOME mode is executed in the VCM control execution mode, the ON and OFF (ON, OFF) of the VCM motor is controlled based on the engine speed 2000rpm variable charge motion operation maintenance. Way.
The intake manifold of claim 9, wherein the ON of the VCM motor is made at an engine speed of 2000 rpm or less to open the intake passage of the intake manifold, and the OFF of the VCM motor is made at an engine speed of 2000 rpm or more. Variable closing motion operation maintenance method characterized in that the intake passage of the fold closes the intake air passing through the intake passage to form a tumble.
The method according to claim 10, wherein the opening of the intake passage when the VCM motor is ON is a degree capable of supplying the intake air flow rate set to the modeling value at the default position to the engine.
청구항 1과 청구항 2 및 청구항 4 내지 11중 어느 한 항에 의한 VCM 제어시작모드, VCM 조건판단모드, VCM 제어실행모드가 실행되는 VCM 모터조건 판단부와 VCM모드 처리부 및 인터페이스를 갖추고, 상기 VCM모터를 온,오프(ON,OFF)제어하는 제어기;
가 포함된 것을 특징으로 하는 가변차지모션 시스템.VCM (Variable Charge Motion) consisting of a VCM motor with a built-in VCM motor sensor, a linkage operated by the rotational force of the VCM motor, a VCM valve consisting of a valve arm connected to the linkage link and a flap that changes the intake passage area of the intake manifold. );
A VCM motor condition determination unit and a VCM mode processing unit and an interface in which the VCM control start mode, VCM condition determination mode, and VCM control execution mode according to any one of claims 1 and 2 and 4 to 11 are executed, and the VCM motor On, off (ON, OFF) controller for controlling;
Variable charge motion system, characterized in that included.
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