KR19990028500U - 차량의 가변 흡기 시스템에서 점화 시기 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량의 가변 흡기 시스템에 관한 것으로, 특히 흡기 절환용 밸브의 개방과 폐쇄의 교차 지점 부근에서 점화 시기를 지각(Retard)시키도록 한 차량의 가변 흡기 시스템에서 점화 시기 제어 시스템에 관한 것이다.

종래에는 흡기 시스템의 변화에 따른 체적 효율의 변동분만 연료 분사량에 반영하였으나, 본 고안에 의해 흡기 절환용 밸브의 개방과 폐쇄의 교차 지점을 밸브 개폐 감지부에서 감지한 경우에 점화 지각 보정부에서 현재 엔진 회전수에 대응하는 점화 지각 보정량을 판독하고 점화 시기 조정부에서 해당 점화 지각 보정량만큼 점화 시기를 지각시켜 줌으로써, 해당 엔진의 회전수에 따라 자연스럽게 증감하는 엔진의 토오크값을 가지도록 해 차량의 운전성을 향상시킬 수 있다.

Description

차량의 가변 흡기 시스템에서 점화 시기 제어 시스템

본 고안은 차량의 가변 흡기 시스템에 관한 것으로, 특히 흡기 절환용 밸브의 개방과 폐쇄의 교차 지점 부근에서 점화 시기를 지각(Retard)시키도록 한 차량의 가변 흡기 시스템에서 점화 시기 제어 시스템에 관한 것이다.

일반적인 차량의 흡기 계통에 있어서 에어 크리너로부터 흡입되는 공기는 공기 유량 센서에 의해 해당 공기의 유량이 계측된 후에 스로틀 바디를 통하여 써지 탱크로 유입되는데, 해당 유입된 공기는 해당 써지 탱크로부터 각 실린더의 흡입 다기관으로 분배되어 인젝터에서 분사된 연료와 혼합하게 된다.

해당 공기의 유량은 스로틀 밸브의 개도량에 따라 제어되는데, 공전 속도 조절 서어보(Idle Speed Control Servo)에 의해 조절되어지고 해당 공전 속도 조걸 서어보는 감속 시 및 엔진 워밍업 시에도 해당 스로틀 밸브의 개도량을 조절한다.

그러면, 종래의 공전 속도 제어 회로를 살펴 보면, 먼저 그 구성은 도 1에 도시된 바와 같이, ECU(11)와, 공전 속도 조절 서어보(12)와, 스로틀 위치 센서(13)를 포함하여 이루어져 있다.

그 동작은 해당 스로틀 위치 센서(13)에 의해 해당 공전 속도 조절 서어보(12)의 위치를 검출하여 해당 ECU(11)에 인가하고 해당 ECU(11)에서는 해당 공전 속도 조절 서어보(12)의 위치를 제어 및 구동하여 스로틀 밸브 개도를 제어한다.

이에, 해당 공전 속도 조절 서어보(12)의 모터가 회전할 경우, 즉 해당 ECU(11)의 신호에 의해 해당 모터가 좌우로 회전하면, 해당 모터의 회전 방향에 따라 플런저가 왕복 운동하므로, 스로틀 밸브의 개도를 조정하여 공전 속도를 제어한다.

즉, 해당 ECU(11)에서의 공전 속도 제어는 해당 공전 속도 조절 서어보(12)가 스로틀 밸브의 개도를 조절하고 해당 모터는 각종 센서의 신호를 바탕으로 엔진의 상태에 따라 해당 ECU(11)에 의해 제어되므로 최상의 공전 속도를 유지할 수 있다.

또한, 엔진 시동 시의 제어는 냉각수의 온도에 따라 스로틀 밸브의 개도를 제어하며, 패스트 아이들 제어는 해당 공전 속도 조절 서어보(12)의 공전 스위치가 온 시에 냉각수의 온도에 따라 목표 회전수를 제어하고 해당 공전 속도 조절 서어보(12)의 목표 위치를 제어한다. 그리고, 아이들 업 제어는 해당 패스트 공전 스위치나 에어콘 스위치의 온 시에 있어 부하에 따라 공전 속도를 목표치까지 상승시키고 대시 포트 제어는 감속 시의 조건에 따라 제어한다.

한편, 가변 흡기 제어 시스템은 해당 써지 탱크의 용적 또는 해당 흡입 다기관의 길이를 변화시키므로써, 즉 체적 효율을 변화시키므로써, 해당 실린더로 흡입되는 공기량을 조절하여 출력 향상을 도모할 수 있다.

해당 가변 흡기 제어 시스템 중에는 흡기 가변점의 수에 따라 N단계 또는 불연속 가변 흡기 시스템이 있는데, 해당 N단계 또는 불연속 가변 흡기 시스템에는 해당 흡기 다기관 또는 써지 탱크 내에 흡기 절환용 밸브를 설치하고 해당 흡기 절환용 밸브를 개방 또는 폐쇄시켜 흡기 시템의 특성을 가변시킨다. 여기서, 해당 흡기 가변점이란 해당 흡기 절환용 밸브의 개방과 폐쇄가 교차되는 엔진 회전수에 대응하는 엔진 토오크(Torque)의 지점이다.

즉, 해당 흡기 절환용 밸브의 개방 또는 폐쇄에 따라 엔진의 출력 특성이 달라지므로, 해당 N단계 또는 불연속 가변 흡기 시스템은 엔진의 회전수에 따라 엔진의 출력이 최대가 될 수 있도록 해당 흡기 절환용 밸브의 개방 또는 폐쇄를 제어해야 한다.

그런데, 도 2에 도시된 바와 같이, 해당 N단계 또는 불연속 가변 흡기 시스템에 있어 해당 흡기 가변점 부근, 즉 해당 흡기 절환용 밸브가 개방되어 있다가 폐쇄될 경우 또는 폐쇄되어 있다가 개방될 경우에서 급격한 엔진 토오크의 변화가 발생한다.

해당 엔진 토오크의 급격한 변화에 의해 차량 엔진에 진동, 또는 심하게는 충격을 줄 수 있어 운전자가 매끄럽지 못한 차량의 가감속을 느낄 수 있다.

즉, 종래에는 흡기 시스템의 변화에 따른 체적 효율의 변동분만 연료 분사량에 반영하였으므로, 해당 흡기 가변점 부근에서 엔진 토오크의 급격한 변화가 발생하였었다.

이와 같이, 종래 차량의 가변 흡기 시스템에 있어 흡기 절환용 밸브의 개방과 폐쇄의 교차 지점 부근에서 급격한 토오크의 변화가 발생하여 진동 또는 충격을 발생시켜 운전자에게 매끄럽지 못한 가감속감을 느끼게 할 수 있는 문제점이 있었다.

상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해서, 본 고안은 차량의 가변 흡기 시스템에 관한 것으로, 흡기 절환용 밸브의 개방과 폐쇄의 교차 지점인 흡기 가변점 부근에서 점화 시기를 지각시켜 해당 흡기 가변점 부근에서 발생하였던 급격한 엔진 토오크의 변화를 방지함으로써, 엔진의 회전수에 따라 자연스럽게 증감하는 엔진의 토오크값을 가져, 즉 엔진 토오크값의 안전화를 가져와 차량의 운전성을 향상시키고자 하는데, 그 목적이 있다.

도 1은 종래 차량에서 공전 속도 제어 회로를 나타낸 구성도.

도 2는 종래 불연속 가변 흡기 제어 시스템에서 엔진 출력 특성을 나타낸 그래프.

도 3은 본 고안의 실시예에 따른 차량의 가변 흡기 시스템에서 점화 시기 제어 시스템을 나타낸 구성 블록도.

도 4는 도 3에 있어 엔진 출력 특성을 나타낸 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

21 : 밸브 개폐 감지부 22 : 메모리부

23 : 점화 지각 보정부 24 : 점화 시기 조정부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 실시예에 따른 차량의 가변 흡기 시스템에서 점화 시기 제어 시스템은 가변 흡기 시스템 내 흡기 절환용 밸브의 개폐 시점을 감지하는 밸브 개폐 감지부와; 급변환 엔진 토오크 구간 내의 엔진 회전수에 따른 점화 지각 보정량을 저장하는 메모리부와; 상기 밸브 개폐 감지부로부터 감지 신호를 인가받아 크랭크각 센서로부터 인가되는 엔진 회전수에 대응하는 점화 지각 보정량을 상기 메모리부에서 판독하는 점화 지각 보정부와; 상기 점화 지각 보정부로부터 인가되는 점화 지각 보정량만큼 점화 시기를 지각시키는 점화 시기 조정부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 다음과 같이 설명한다.

도 3은 본 고안의 실시예에 따른 차량의 가변 흡기 시스템에서 점화 시기 제어 시스템을 나타낸 구성 블록도이고, 도 4는 도 3에 있어 엔진 출력 특성을 나타낸 그래프이다.

먼저, 도 3에 도시한 바와 같이, 본 고안의 실시예에 따른 차량의 가변 흡기 시스템에서 점화 시기 제어 시스템은 밸브 개폐 감지부(21)와, 메모리부(22)와, 점화 지각 보정부(23)와, 점화 시기 조정부(24)를 포함하여 이루어진다.

상기 밸브 개폐 감지부(21)는 차량의 가변 흡기 시스템 내에 구비되어 있는 흡기 절환용 밸브가 개방되어 있다가 폐쇄되는 경우 또는 폐쇄되어 있다가 개방되는 경우를 감지하며, 해당 감지한 밸브 개폐 시점 감지 신호를 상기 점화 지각 보정부(23)에 인가한다.

상기 메모리부(22)는 상기 흡기 절환용 밸브가 개방되어 있다가 폐쇄될 경우 또는 폐쇄되어 있다가 개방될 때에 급격한 엔진 토오크의 변화가 발생하는 엔진 회전수인 급변환 엔진 토오크 구간 내에서 해당 급변환 엔진 토오크를 안정화하기 위해서 차량의 크랭크각 센서로부터 인가되는 엔진 회전수에 따라 점화 시기를 지각시키는 정도를 미리 설정하여 두는데, 해당 기설정된 점화 지각 보정량을 저장하였다가 상기 점화 지각 보정부(23)의 필요시에 출력한다.

상기 점화 지각 보정부(23)는 상기 밸브 개폐 감지부(21)로부터 밸브 개폐 시점 감지 신호를 인가받아 동작을 수행하는데, 상기 크랭크각 센서로부터 인가되는 엔진 회전수에 대응하는 점화 지각 보정량을 상기 메모리부(22)에서 판독하며, 해당 판독한 점화 지각 보정량을 상기 점화 시기 조정부(24)에 인가한다.

상기 점화 시기 조정부(24)는 평소에는 엔진의 회전수에 따라 점화 진각 장치를 제어하여 점화 시기를 결정하며, 상기 점화 지각 보정부(23)로부터 점화 지각 보정량을 인가받을 경우에 해당 결정된 점화 시기에서 해당 인가받은 점화 지각 보정량만큼 점화 시기를 지각시켜 해당 점화 진각 장치를 제어한다.

그 다음에, 본 고안의 실시예에 따른 차량의 가변 흡기 시스템에서 점화 시기 제어 시스템의 동작을 다음과 같이 살펴본다.

차량의 가변 흡기 시스템 내에 구비되어 있는 흡기 절환용 밸브가 개방되어 있다가 폐쇄될 경우 또는 폐쇄되어 있다가 개방될 때, 즉 해당 흡기 절환용 밸브의 개폐 전환 시점인 흡기 가변점 부근에서 엔진 토오크가 급격하게 변화하게 되어 차량 엔진에 진동 또는 충격이 발생할 수 있다.

그래서, 상기 엔진 토오크의 급격한 변환을 방지하여 상기 엔진 토오크를 자연스럽게 증감할 수 있도록 하기 위해서, 즉 상기 엔진 토오크의 안정화를 위해서, 차량의 크랭크각 센서로부터 인가되는 엔진 회전수에 따라 상기 엔진 토오크가 급격하게 변환된다고 판단되는 구간, 즉 급변환 엔진 토오크 구간 내에 해당되는 엔진 회전수의 양에 따라 현재의 점화 시기를 어느 정도 지각시킬 것인가에 대한 점화 지각 보정량을 계산 및 측정에 의해 미리 설정하여 둔다.

이렇게 기설정된 점화 지각 보정량을 메모리부(22)에 저장하여 두었다가 점화 지각 보정부(23)의 필요시에 출력하도록 한다.

그런 후, 상기 흡기 절환용 밸브가 개방되어 있다가 폐쇄되는 경우 또는 해당 흡기 절환용 밸브가 폐쇄되어 있다가 개방되는 경우, 밸브 개폐 감지부(21)에서 상기 흡기 절환용 밸브의 개페 시점을 감지하며, 해당 감지된 밸브 개폐 시점 감지 신호는 상기 점화 지각 보정부(23)에 인가되어진다.

이 때, 상기 밸브 개폐 감지부(21)로부터 인가되는 밸브 개폐 시점 감지 신호를 상기 점화 지각 보정부(23)에서 감지한 경우, 상기 점화 지각 보정부(23)는 동작을 수행하게 되는데, 먼저 상기 크랭크각 센서로부터 현재 구동되고 있는 엔진의 회전수를 인가받고 해당 인가받은 엔진 회전수에 대응하는 점화 지각 보정량을 상기 메모리부(22)에서 판독한다.

그리고, 상기 상기 점화 지각 보정부(23)에서 판독한 점화 지각 보정량은 평소에 상기 크랭각 센서로부터 인가되는 엔진의 회전수에 따라 점화 시기를 결정하여 점화 진각 장치를 제어하는 점화 시기 조정부(24)에 인가되어진다.

이에, 상기 점화 시기 조정부(24)는 상기 점화 지각 보정부(23)로부터 점화 지각 보정량을 인가받으며, 평소 시의 동작 수행에 의해 결정된 점화 시기에 해당 인가받은 점화 지각 보정량만큼 점화 시기를 지각시켜 상기 점화 진각 장치를 제어한다.

예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 차량이 가속할 경우, 상기 흡기 가변점인 엔진 회전수(N)에 해당하는 지점부터 급증가 변환 엔진 토오크 구간(p)에 해당하는 지점(N+p)까지 평소 시의 동작 수행에 의해 결정된 점화 시기에 상기 점화 지각 보정량만큼 해당 점화 시기를 지각시킨다.

또한, 차량이 감속할 경우, 상기 흡기 가변점인 엔진 회전수(N)에 해당하는 지점부터 급감소 변환 엔진 토오크 구간(q)에 해당하는 지점(N+q)까지 평소 시의 동작 수행에 의해 결정된 점화 시기에 상기 점화 지각 보정량만큼 해당 점화 시기를 지각시킨다.

이에 따라, 상기 점화 진각 장치 중 원심식인 경우에서는 원심추가 원심추 스프링에 의해 상기 점화 지각 보정량만큼 본래의 위치로 당겨져 캠이 본래의 위치 쪽으로 되돌아오므로 점화 시기가 늦추어지게 된다.

이상과 같이, 본 고안에 의해 흡기 절환용 밸브의 개방과 폐쇄의 교차 지점을 밸브 개폐 감지부에서 감지한 경우에 점화 지각 보정부에서 현재 엔진 회전수에 대응하는 점화 지각 보정량을 판독하고 점화 시기 조정부에서 해당 점화 지각 보정량만큼 점화 시기를 지각시켜 줌으로써, 해당 엔진의 회전수에 따라 자연스럽게 증감하는 엔진의 토오크값을 가지도록 해 차량의 운전성을 향상시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 가변 흡기 시스템 내 흡기 절환용 밸브의 개폐 시점을 감지하는 밸브 개폐 감지부(21)와; 급변환 엔진 토오크 구간 내의 엔진 회전수에 따른 점화 지각 보정량을 저장하는 메모리부(22)와; 상기 밸브 개폐 감지부(21)로부터 감지 신호를 인가받아 크랭크각 센서로부터 인가되는 엔진 회전수에 대응하는 점화 지각 보정량을 상기 메모리부(22)에서 판독하는 점화 지각 보정부(23)와; 상기 점화 지각 보정부(23)로부터 인가되는 점화 지각 보정량만큼 점화 시기를 지각시키는 점화 시기 조정부(24)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 가변 흡기 시스템에서 점화 시기 제어 시스템.