KR19990045234A - 유압식 밸브타이밍 조절장치 - Google Patents

Abstract

종래 기술에서는 액추에이터의 하우징 내주면에 유압실의 슬러지가 부착 퇴적해서 로터의 동작에 지장을 초래할 염려가 있었다.

본 발명에서는 엔진 M1 의 연료컷시에, 로터를 연료컷시의 위치에서 다시 진각시키도록 진각제어수단 M13 으로 유체공급수단 M10을 제어해서 액추에이터 M9 의 하우징내가 로터로 클리닝되도록 제어하고, 이 클리닝모드의 설정, 실행을 클리닝조건 판정수단 M14 로 실시하는 동시에, 엔진의 운전상태에 따라서 유체공급수단 M10을 통상제어모드와 클리닝모드로 전환수단 M15 로 전환제어한다.

Description

유압식 밸브타이밍 조절장치.

본 발명은 엔진의 운전조건에 따라 흡기밸브와 배기밸브의 한쪽 또는 양쪽의 개폐타이밍을 작동유가 공급되는 액추에이터로 변화시키기 위한 유압색 밸브타이밍 조절장치에 관해, 특히 액추에이터의 클리닝을 가능하게 한 유압식 밸브타이밍 조절장치에 관한 것이다.

종래의 유압식 밸브타이밍 조절장치로서 엔진의 크랭크샤프트와 동기회전하는 타이밍 풀리나 체인 스플로켓에 의해 캠샤프트를 구동할때에 타이밍 풀리와 캠샤프트 사이에 베인식의 밸브 타이밍 기구를 두어, 이 밸브타이밍 기구를 작동유로 구동하는 액추에이터에 오일펌프로부터 오일콘트롤 밸브(이하 OCV 라고함)을 통해서 작동유를 공급함으로써 크랭크 샤프트에 대해 캠샤프트를 상대적으로 회전시켜, 크랭크 샤프트의 회전에 대한 캠샤프트의 회전을 지각,진각시킴으로써 흡기밸브와 배기밸브의 개폐타이밍을 엔진의 회전에 대해 시프트로 해서, 배기가스의 저감이나 연료비의 향상을 도모하는 것은 예를들면 일본국 특개평 7-139319호 공보, 특개평 7-139320 호 공보, 특개평 8-28219 호공보, 특개평 8-121122 호 공보, 특개평 9-60507 호 공보, 특개평 9-60508호 공보등에 의해 이미 알려져 있다.

이런 종래의 유압식 밸브타이밍 조절장치에 채용되고 있는 상기 액추에이터는 하우징내에서 로터가 접동하는 구성으로 되어 있고, OCV 로부터 하우징내에 작동유를 공급함으로써 상기 로터를 지각 도는 진각시키는 것이다.

종래의 유압식 밸브타이밍 조절장치는 이상과 같이 구성되어 있으므로 액추에이터의 하우징내에 공급되는 작동유의 슬러지가 로터의 윈심력으로 하우징의 내주면에 부착하기 쉽고, 또 로터는 통상운전시에 최대 진각위치까지 이동하는 일이 적기 때문에, 하우징의 내주벽면에 부착한 슬러지가 하우징 내주면에서의 로터의 최대진각영역(하우징 내주면에서의 로터가 접동하지 않는 부분)까지 로터로 밀어넣어져 퇴적하고, 이로인해 로터를 좁은 접동범위에서 넓은 접동범위로 이동시키는 경우는, 하우징 내주면에 퇴적한 슬러지(sludge)를 넘어 로터를 이동시켜야 하므로, 로터동작의 방해가 되는 가능성이 생긴다는 과제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 된 것으로 엔진의 연료컷시에 액추에이터의 하우징을 로터로 클리닝할 수 있는 유압식 밸브타이밍 조절장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

또 본 발명은 엔진의 연료컷시에, 액추에이터의 하우징 내주면에서의 로터의 가동범위 전역을 로터로 클리닝 할수 있는 유압식 밸브타이밍 조절장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

또 본 발명은 엔진의 파워 존을 희생시키지 않고, 연비의 확대를 도모할 수 있는 유압식 밸브 타이밍 조절장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 유압식 밸브타이밍 조절장치는 이 기본적 개념 구성의 블록도인 도 1 에 표시한바와같이 엔진 M1 의 회전에 동기해서 소정의 타이밍으로 구동되고 연소실 M2 에 통하는 흡기통로 M3 및 배기통로 M4를 각각 개폐하기 위한 흡기밸브 M5 및 배기밸브 M6와 엔진 M1 의 운전상태를 검출하기 위한 운전상태 검출수단 M7 과 엔진 M1 의 운전상태에 대한 목표 밸브 타이밍을 상기 운전상태 검출수단 M7 의 검출결과에 따라 산출하는 목표밸브타이밍 산출수단 M8 과, 하우징내의 로터를 진각방향 또는 지각방향으로 구동하고, 상기 흡기밸브 및 상기 배기밸브의 적어도 한쪽의 밸브개폐타이밍을 변경하는 밸브타이밍 가변용 액추에이터 M9 와, 상기 로터를 구동하는 액추에이터 M9 에 작동유를 공급하는 동시에 그 유량조정이 가능한 유체공급수단 M10 과, 상기 흡기밸브 M5 및 상기 배기밸브 M6 의 적어도 한쪽의 실밸브 타이밍을 검출하는 실밸브타이밍 검출수단 M11 과, 상기 실밸브타이밍을 상기 목표밸브타이밍으로 변경하기 위해, 상기 유체공급수단 M10을 제어함으로써, 상기 액추에이터 M9를 제어하는 실밸브 타이밍 제저수단(12)를 구비한 엔진의 유압식 밸브타이밍 조절장치에서, 상기 연소실 M2에의 연료컷시에, 상기 로터를 연료컷시의 위치에서 다시 진각시키도록 상기 유체공급수단(10)을 제어하는 진각제어수단 M13 과 엔진 M1 의 회전수 및 부하등의 운전상태에 대응해서 상기 로터의 진각의 여부를 판정하고 이 판정결과가 필요할때에, 상기 로터를 진각시켜서 상기 하우징내를 클리닝하는 클리닝모드를 설정 실행시키기 위한 클리닝 조건판정수단 M14 과, 상기 운전상태에 따라 상기 유체공급수단 M10을 통상제어모드와 클리닝모드로 전환하는 전환수단 M15를 구비해서 된 것이다.

본 발명에 관한 유압식 밸브타이밍 조절장치는, 진각 제어수단에 의해 연료컷시의 로터가 목표 밸브타이밍 위치로부터 다시 진각해서 최대 진각이 되도록 유체공급수단을 제어하는 것이다.

본 발명에 관한 유압식 밸브타이밍 조절장치는 진각제어수단에 의해 목표밸브타이밍이 소정치 이상일 때 로터를 목표 밸브타이밍 위치로부터 진각시키도록 유체공급수단을 제어하는 것이다.

본 발명에 관한 유압식 밸브타이밍 조절장치의 한 실시형태에서는 진각 제어수단에 의해, 클리닝 조건 판정수단의 판정결과에 의한 클리닝 모드의 설정, 실행후의 소정시간 경과시점에서 클리닝모드를 해제한다.

본 발명에 관한 유압식 밸브타이밍 조절장치의 한 실시형태에서는 진각제어수단에 의해 엔진의 중속, 중부하시에 로터가 최대 진각이 되도록 유체공급수단을 제어한다.

본 발명에 관한 유압식 밸브타이밍 조절장치의 한 실시형태에서는 진각 제어수단에 의해 로터가 최대진각위치에 도달한 시점에서 지각방향으로 되돌아가도록 유체공급수단을 제어하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 기본적인 개념구성을 표시하는 블록도.

도 2 는 본 발명의 실시의 형태 1 에 의한 유압식 밸브타이밍 조절장치를 구비한 휘발유 엔진장치를 표시한 개략 단면도.

도 3 은 본 발명의 실시의 형태 1 에 의한 유압식 밸브타이밍 조절장치를 표시하는 단면도.

도 4 는 도 3 중의 플런저에 유압이 걸린 상태를 표시하는 단면도.

도 5 는 도 3 의 X-X선에 따른 단면 화살표도.

도 6 은 도 5 중의 슬라이드 플레이트의 이동상태를 표시하는 부분단면도.

도 7 은 도 3 의 Y-Y선에 따른 단면 화살표도.

도 8 은 도 3 의 Z-Z선에 따른 단면화살표도.

도 9 는 오일 콘트롤 밸브의 대표적인 작동상태를 표시하는 단면 설명도.

도 10 은 리니어 솔레노이드 전류와 실밸브타이밍 변화속도의 관계를 표시하는 특성도.

도 11 은 리니어 솔레노이드 전류와 실밸브타이밍 변화 속도와의 관계를 표시하는 특성도.

도 12 는 크랭크각 신호와 캠 각신호의 위상관계 및 실밸브타이밍의 산출방법을 표시하는 타이밍도.

도 13 은 전자제어유닛의 내부구성을 표시하는 블록도.

도 14 는 적분제어수단이 없는 제어장치에서 실제의 보존전류 HLD 가 표준치 0.5A 와 일치해 있는 경우의 동작을 설명하기 위한 동작타이밍도.

도 15 는 적분제어수단이 없는 제어장치에서 실제의 보존전류 HLD 가 표준치 0.5A 보다도 고전류측으로 어긋나 있을때의 동작을 설명하기 위한 동작타이밍도.

도 16 은 적분제어수단이 있는 장치에서, 실제의 보존전류 HLD 가 표준치 0.5A 보다도 고전류측으로 어긋나 있을때의 동작을 설명하기 위한 동작타이밍도.

도 17 은 본 발명의 실시의 형태에서의 실밸브타이밍이 목표밸브타이밍 근방에 수습되어 있는 상태에서의 동작을 설명하기 위한 동작타이밍도.

도 18 은 본 발명의 실시의 형태에서의 실밸브타이밍과 목표밸브타이밍 특허 사이에 정상편차가 발생해 있는 상태에서의 동작을 설명하기 위한 동작 타이밍도.

도 19 는 본 발명의 실시의 형태에서의 적분보정치가 안정된 상태에서의 스텝 응답시의 동작을 설명하기 위한 동작타이밍도.

도 20 은 본 발명에 실시의 형태의 동작을 표시하는 동작플로도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

M1 엔진, M2 연소실,

M3 흡기통로, M4 배기통로,

M5 흡기밸브, M6 배기밸브,

M7 운전상태검출수단, M8 목표밸브타이밍 산출수단,

M9 액추에이터, M10 유체공급수단

M11 실밸브타이밍 검출수단, M12 실밸브타이밍 제어수단,

M13 진각제어수단, M14 클리닝 조건 판정수단,

M15 전환수단,

이하, 본 발명의 실시의 한 형태를 설명한다.

실시의 형태 1

도 1 은 본 발명의 실시의 형태 1 에 의항 유압식 밸브타이밍 조절시스템을 구비한 휘발유 엔진시스템을 표시하는 개략적인 단면도이다.

도면에서, 1 은 여러개의 실린더로 구성되고, 그 1기통을 도시한 엔진, 2 는 엔진 1 의 여러개의 실린더를 형성하는 실린더블록, 3 은 실린더 블록(2)의 상부에 설치된 실린더헤드, 4 는 실린더블록(2)의 각 실린더내를 상하로 왕복이동하는 피스톤, 5 는 피스톤(4)의 하단부에 연결된 크랭크 샤프트이고, 이 크랭크 샤프트(5)는 피스톤(4)의 상하동에 의해 회전구동한다.

6 은 크랭크 샤프트(5)근방에 배치된 크랭크각 센서이고, 엔진(1)의 회전수 NE 와 크랭크 샤프트(5)가 소정의 크랭크 각도에 있는 것을 검출한다.

7 은 크랭크 샤프트(5)에 연결된 시그널 로터이고, 이 시그널 로터(7)의 외주에는 2개의 톱니가 180° 마다 형성되어 있고, 이 톱니가 크랭크각 센서(6)의 전방을 통과할때마다 크랭크각 센서(6)로부터 펄스상태의 크랭크각 검출신호를 발생한다.

8 은 혼합기를 연소시키기 위한 연소실이고, 실린더 블록(2) 및 실린더 헤드(3)의 각 내벽과 피스톤(4)의 정부에 의해 구획형성되어 있다.

9 는 연소실(8)내의 혼합기에 점화하기 위한 점화 플러그이고, 실린더헤드(3)의 정부에 배치되어 연소실(8)내에 돌출하고 있다.

10 은 실린더 헤드(3)의 후술하는 배기측 캠샤프트(20)에 연결해서 배치된 디스트리 뷰터, 11 은 고전압을 발생하는 이그나이터이다.

여기서 각 점화플러그(9)는 고압코드(도시않음)을 통해서 디스트리뷰터(10)에 연속되어 있고 이그나이터(11)에 출력된 고전압은 디스트리뷰터(10)에 의해 크랭크 샤프트(5)의 회전에 동기해서 각점화 플러그(9)에 분배된다.

12 는 실린더블록(2)에 배치된 수온센서이고, 이 수온센서(12)는 냉각수통로를 흐르는 냉각수의 온도(냉각수온)THW를 검출한다.

13 은 실린더헤드(3)에 설치된 흡기포트, 14 는 실린더헤드(3)에 설치된 배기포트, 15 는 흡기포트(13)에 접속된 흡기통로, 16 은 배기포트(14)에 접속된 배기통로, 17 은 실린더헤드(3)에 설치되어 흡기포트(13)를 개폐하는 흡기밸브, 18 은 실린더헤드(3)에 설치되어 배기포트(14)를 개폐하는 배기밸브이다.

19 는 흡기밸브(17)상방에 배치된 흡기측 캠샤프트, 19a 는 흡기측 캠샤프트(19)에 동기회전가능하게 설치되어서 흡기밸브(17)를 개폐 구동하는 흡기측 캠, 20 은 배기밸브(18)의 상방에 배치된 배기측 캠샤프트, 20a 는 배기측 캠샤프트(20)에 동기 회전가능하게 설치되어 배기밸브(18)를 개폐구동하는 배기측 캠, 21 은 흡기측 캠샤프트(19)의 일단에 장착된 흡기측 타이밍풀리, 22 는 배기측 캠샤프트(20)의 일단에 장착된 배기측 타이밍풀리, 23 은 각 타이밍 풀리(21),(22)를 크랭크샤프트(5)에 연동시키는 타이밍 밸트이다.

따라서, 엔진(1)의 가동시에는 크랭크 샤프트(5)로부터 타이밍벨트(23) 및 각 타이밍 풀리(21),(22)를 통해서, 각 캠샤프트(19),(20)에 회전구동력이 전달되고, 각 캠샤프트(19),(20)와 일체로 각 캠(19a),(20a)가 회전함으로써 흡기밸브(17) 및 배기밸브(18)가 개폐구동되고, 이들 각 밸브(17),(18)는 크랭크 샤프트(5)의 회전 및 피스톤(4)의 상하동에 동기, 즉 흡기공정과 압축공정과 폭발팽창공정 및 배기공정으로 된 엔진(1)의 일련의 4공정에 동기해서, 소정의 개폐타이밍으로 구동된다.

24 는 흡기측 캠샤프트(19)의 근방에 배치된 캠각센서이고, 흡기밸브(17)의 개폐타이밍(소위 말하는 밸브 타이밍)을 검출한다.

25 는 흡기측 캠샤프트(19)에 연결된 시그널 로터이고, 이 시그널 로터(25)의 외주에는 4개의 톱니가 90도마다 형성되어 있고 , 이들의 톱니가 캠각센서(24)의 전방을 통고할때마다 캠각 센서(24)로부터 필스상의 캠각 검출신호가 발생한다.

26 은 흡기통로(15)도중에 배치된 스로틀 밸브이고, 이 스로틀밸브(26)가 액셀페달(도시않음)에 연동해서, 개폐구동됨으로써, 흡입공기량이 조정된다.

27 은 스로틀 밸브(26)에 연결배치된 스로틀 센서이고, 스로틀 개도 TVO를 검출한다.

28 은 스로틀 밸브(26)의 상류측에 배치된 흡입공기량센서이고, 엔진(1)에 흡입되는 공기유량(흡입공기량)QA 를 검출한다.

29 는 스로틀 밸브(26)의 하류측에 형성되어, 흡기맥동을 억제하기 위한 서지탱크, 30 은 각 실린더의 흡기포트(13)의 근방에 배치되어서, 연소실(8)에 연료를 공급하기 위한 인젝터이다.

여기서 인젝터(30)는 통전에 의해 개밸브되는 전자밸브로 되고, 연료펌프(도시않음)로부터 연료가 압송공급된다.

따라서 엔진(1)의 가동시에는 흡기통로(15)에 공기가 취입되는 동시에, 각 인젝터(30)에서 흡기포트(13)를 향해 연료가 분사된다.

이 결과, 흡기포트(13)에서는 혼합기가 생성되고, 이 혼합기는 흡입공정에서 개밸브되는 흡기밸브(1)의 개밸브에 따라, 연소실(8)내에 흡입된다.

40 은 흡기측 캠샤프트(19)에 연결해서 배치된 밸브타이밍가변용 액추에이터이다.

이 액추에이터(40)는 작동유로서 엔진(1)의 윤활유로 구동됨으로써 흡기측 타이밍 폴리(21)에 대한 흡기측 캠샤프트(19)의 변위각도를 변화시켜서, 흡기밸브(17)의 개폐타이밍(밸브타이밍)을 연속적으로 변경시키는 것으로, 그 상세 구조에 대해서는 후술한다.

80 은 액추에이터(40)에 작동유를 공급해서 그 유량을 조정하는 유체 공급수단으로서의 OCV 이고, 이 상세 구성에 대해서는 후술한다.

100 은 전자제어유닛(이하, ECU라함)이고, 이 ECU(100)은, 주로 흡입공기량센서(28), 스로틀센서(27), 수온센서(12), 크랭크각센서(6)캠각센서(24)로부터의 신호에 따라, 인젝터(30), 이그나이터(11), OCV (80)를 구동해서 연료분사량, 점화시기, 밸브타이밍을 제어하는 동시에 후술하는 IG 스위치의 OFF 후에 OCV(80)의 폐밸브의 시기를 제어하는 것이다.

도 3 과 도 4 는 본 발명의 실시의 형태 1 에 의한 유압식 밸브타이밍 장치를 표시하는 단면도이다.

도면에서 40 은 흡기밸브(17)의 밸브타이밍을 조정하기 위한 액추에이터이고 이 액추에이터(40)의 구성에 대해 아래에 설명한다.

또 도 2 와 같은 부분에는 같은 부호를 부쳐 중복설명을 생략한다.

도 3에서 41 은 흡기측 캠샤프트(19)의 베어링, 42 는 액추에이터(40)의 하우징이고, 이 하우징(42)은 흡기측 캠샤프트(19)에 대해 회전자유롭게 부착되어 있다.

43 은 하우징(42)에 고정된 케이스, 44 는 흡기측 캠샤프트(19)에 볼트(45)로 연결고정되어 케이스(43)내에 수납된 베인식의 로터이고, 이 로터(44)는 케이스(43)에 대해 상대적으로 회전가능하게 되어 있다.

46 은 케이스(43)과 로터(44)사이에 개재된 칩실이고 이 칩실(46)은 케이스(43)와 로터(44)로 구분되는 유압실간의 기름의 이동을 방지한다.

47 은 케이스(43)와 칩실(46)사이에 배치된 백스프링이고 이 백스프링(47)은 칩실(46)을 로터(44)에 밀어주는 판스프링으로 되어 있다.

48 은 케이스(43)에 고착된 커버, 49 는 하우징(42)와 케이스(43)와 커버(48)를 함께 고정하는 볼트, 50 은 볼트(49)와 볼트구멍의 간격에서 외부로의 기름누설을 방지하는 0링, 51 은 커버(48)에 나사(52)로 부착고정된 플레이트이다.

여기서, 하우징(42)과 케이스(43)와 커버(48)에 의해 액추에이터(40)의 하우징 부재가 구성된다.

53 은 하우징(42)과 케이스(43)사이에 개재시킨 기름 누설방지용 0링, 54 는 케이스(43)와 커버(48)사이에 개재시킨 기름누설방지용의 0링, 55 는 로터(44)에 설치된 원주상의 홀더이고, 이 홀더(55)는 후술하는 플런저(56)를 계합시키기 위한 계합공(55a)를 축방향으로 갖고 있고, 이 결합공(55a)은, 흡기측 캠샤프트(19)에 평행하는 가로구멍상으로 형성되어 있다.

56 은 하우징(42)내에 접동가능하게 설치된 플런저이고, 이 플런저(56)는 홀더(55)의 계합공(55a)에 끼워넣어 계합시키기 위한 계합축부(56a)를 갖고 있고 이 계합축부(56a)는, 상기 계합공(55a)에 대한 끼워넣기 계합부분이 되는 전장이 동경이고, 또 흡기측 캠샤프트(19)에 평행하는 팽행 핀형상으로 형성되어 있다.

이와같이 플런저(56)의 적어도 계합축부(56a)를 테이퍼면이 없는 평행핀형상으로 형성한 것에 의해, 계합공(55a)에 대한 상기 계합축부(56a)의 끼워넣어 계합시킬때에 양자간의 클리어런스를 작게할 수 있다.

플런저(56)는 선단에 요부를 갖고, 이는 기름중의 이물질받이로 기능한다.

57 은 플런저(56)를 홀더(55)측에 작동하는 스프링, 58 은 홀더(55)의 계합공(55a)에 작동유를 도입하는 플런저유로이고, 이 플런저유로(58)로부터 홀더(55)의 계합공(55a)에 도입된 작동유로 플런저(56)를 스프링(57)에 대향해 이동시킴으로써 홀더(55)에 대한 플런저(56)의 록이 해제되게 되어 있다.

59 는 하우징(42)에 설치되어 플런저(56)의 스프링(57)측을 상시 대기압으로 하기 위한 공기구멍, 60 은 흡기측 캠샤프트(19)와 로터(44)를 축심부에서 연결 고정하는 축볼트이고, 이 축볼트(60)은 커버(48)에 대해 회전가능하다.

61 은 축볼트(60) 및 흡기측 캠샤프트(19)에 설치되고, 플레이트(51)의 내측을 대기압과 동압으로 하기 위한 공기구멍이다.

62 는 흡기측 캠샤프트(19) 및 로터(44)에 설치된 제1유로이고, 이 제1유로(62)는 로터(44)를 지각방향으로 이동시키기 위한 후술하는 지각유압실(73)에 연통하고 있다.

63 은 마찬가지로, 흡기측 캠샤프트(19) 및 로터(44)에 설치된 제2유로이고, 이 제2유로(63)는 로터(44)를 진각방향으로 이동시키기 위한 후술하는 진각유압실(74)에 연통하고 있다.

또 플런저를 하우징에 설치하고, 계합공을 로터내에 설치하는 대신에 플런저를 로터내에 계합공을 하우징에 설치하는 것도 가능하다.

다음, 도 2 중에서 상술한바와같이 구성된 액추에이터(40)에 공급되는 작동유의 압력제어를 하는 OCV 80 의 구성에 대해 설명한다.

81 은 OCV 80 의 하우징(이하 밸브하우징이라함), 82 는 밸브하우징(81)내를 접동하는 스풀, 83 은 스풀(82)를 한방향으로 작동하는 스프링, 84 는 스풀(82)을 스프링(83)의 작동력에 반해서 작동시키기 위한 리니어 솔레노이드, 85 는 밸브하우징(81)에 형성된 공급포트(1차측 포트), 86 은 밸브하우징(81)에 형성된 A포트(2차측 포트), 87 은 밸브하우징(81)에 형성된 B포트(2차측포트), 88a , 88b 는 밸브하우징(81)에 형성된 드레인포트, 88 은 드레이포트(88a),(88b)에 접속된 공통의 드레인 관로, 89 는 제1유로(62)와 A포트(86)를 접속하는 제1관로, 90 은 제2유로(63)와 B포트(87)을 접속하는 제2관로, 91 은 오일팬, 92 는 오일펌프, 93 은 오일필터이다.

여기서, 오일펌프(92)는 흡입측이 오일팬(91)내에 연통하고 또 토출측이 오일필터(93)를 통해서 공급포트(85)에 접속하고 있다.

또 오일팬(91)내에는 드레인관로(88)가 연통되어 있다.

이상에서, 오일팬(91)과 오일펌프(92)와 오일필터(93)는 엔진(1)의 각부를 윤활하기 위한 윤활장치를 구성하고 또 OCV 80 과 함께 액추에이터(40)에의 작동유 공급장치를 구성하고 있다.

도 5 는 도 3 의 X-X선에 따른 단면 화살표도, 도 6 은 도 5 중의 슬라이드 플레이트의 이동상태를 표시하는 부분단면도, 도 7 은 도 5 의 y-y 선에 따른 단면화살표도, 도 8 은 도 3 의 Z-Z선에 따른 단면, 화살표도이다.

이들 도면에서 64~67 은 로터(44)에서 외경방향으로 돌설될 제1~제4의 벤이고 이들 벤(64)~(67)의 선단은 케이스(43)의 내주면과 접하도록 되어 있고 이들의 선단 접촉부에는 칩실(68)이 설치되어 있다.

71 은 케이스(43)의 내주면에 돌설된 등간격 복수(도면에서는 4개)의 슈, 72 는 슈(71)에 설치된 볼트구멍이고, 이 볼트구멍(72)에는 도3중의 볼트(49)가 삽입된다.

또 슈(71)의 끝에는 로터(44)의 중심부분인 베인지지체(69)에 접하도록 되어 있고, 그 끝 접촉부에는 도 3에서 설명한 칩실(46)이 설치되어 있다.

73 은 제1~제4베인(64~67)을 지각방향으로 회전시키기 위한 지각유압실, 74 는 제1~제4의 베인 64~67을 진각방향으로 회전시키기 위한 진각유압실이고, 이들 지각유압실(73) 및 진각유압실(74)는, 베이스(43)와 로터(44)사이에서 케이스(43)의 슈(71)와 로터(44)의 각 베인(64~67)사이에 부채꼴기둥 상태로 형성되어 있다.

75 는 제1의 베인(64)에 설치되어 당해베인(64)의 양측의 지각유압실(73)과 진각유압실을 연통하는 연통유로, 76 은 연통유로(75)도중에 요설된 이동홈이고, 이 이동홈(76)의 도중에 플런저유로(58)가 연통해 있다.

77 은 이동유로(76)내를 이동하는 슬라이드 플레이트이고, 이 슬라이드 플레이트(77)에 의해 연통유로(75)가 분단되고 지각유압실(73)과 진각유압실(74)사이에서 기름누설이 생기지 않도록 하고 있다.

또 슬라이드 플레이트(77)는 지각유압실(73)의 유압이 높을 때, 도 6 에 표시하는바와같이 진각유압실(74)측으로 이동하고, 진각유압실(74)의 유압이 높을 때, 도 7 에 표시하는바와같이, 지각유압실(73)측으로 이동하는 것이다.

78 은 베인 64~67 의 각각에 설치되고 케이스(43)와 각 베인 64~67 사이를 실(seal)해서 기름누설을 방지하는 칩실이다.

또, 도5, 도7 , 도8 중의 화살표는 액추에이터(40)전체의 회전방향을 표시한다.

이상에서, 지각유압실(73) 및 진각유압실(74)은, 하우징(42)과 케이스(43)와 로터(44)와 커버(48)로 둘러싸여 있고, 지각유압실(73)은 제1유로(62)에 연통되고, 이 제1유로(62)로부터 작동유가 공급되고, 또 진각유압실(74)은 제2유로(63)에 연통하고, 이 제2유로(63)에서 작동유가 공급되고, 그리고 지각유압실(73)과 진각유압실(74)에 공급되는 작동유의 유량에 따라, 로터(44)가 하우징(42)에 대해 상대이동하고 지각유압실(73)과 진각유압실(74)의 각각의 체적이 변화하는 것이다.

다음에, 액추에이터(40) 및 OCV(80)의 동작에 대해 설명한다.

우선 엔진(1)이 정지한 상태에서의 로터(44)는 도 5 에 표시하는 바와같은 최대지각위치, 즉 하우징(42)에 대해 진각방향으로 최대로 상대 회동한 위치에 있고, 오일펌프(92)도 정지상태가 되어, 제1유로(62) 및 제2유로(63)에는 작동유가 공급되지 않고, 플런저 유로(58)에도 작동유가 공급되지 않으므로, 액추에이터(40)의 내부에 고인 유압은 낮게되어 있다.

이 때문에, 플런저(56)는 스프링(57)의 작동력으로 홀더(55)측에 밀어부쳐져, 플런저(56)의 계합축부(56a)가 홀더(55)의 계합공(55a)에 계합해서 하우징(42)과 로터(44)를 록한 상태에 있다.

이상태에서 엔진(1)을 시동하면, 오일펌프(92)가 가동하고, OCV 80 에 공급되는 작동유의 압력이 상승하게 되어, OCV 80 의 A 포트(86)로부터 제1관로(89) 및 제1유로(62)를 통해서 액추에이터(40)내의 지각유압실(73)에 작동유가 공급된다.

이때 지각유압실(73)의 유압에 의해, 슬라이드 플레이트(77)가 진각유압실(74)측으로 이동하고, 지각유압실(73)과 플런저유로(58)가 연통하고 이 플런저 유로(58)로부터 홀더(55)의 계합공(55a)에 작동유가 공급되고, 플런저(56)가 스프링(57)의 작동력에 반해서 압압됨으로써 플런저(56)의 계합축부(56a)가 홀더(55)의 계합공(55a)에서 빠져서, 플런저(56)과 로터(44)의 록이 해제된다.

그러나, 지각유압실(73)에는 작동유가 공급되고 있으므로, 로터(44)의 각 베인 64~67 은 지각 방향의 슈(71)에 압압 당접된 상태이고, 이 때문에 플런저(56)에 의한 로터(44)의 계합이 해제되어도, 하우징(42)과 로터(44)는 지각유압실(73)의 유압으로 서로 밀어, 진동이나 충격을 저감, 해소할 수가 있다.

이와같이 지각유압실(73)의 유압으로 플런저(56)을 이동시킬수가 있으므로, 엔진(1)을 시동해서 소정의 유압(슬라이드 플레이트 77 및 플런저(56)과 이동가능한 유압)이 생기면 플런저(56)과 로터(44)의 계합이 해제됨으로써 로터(44)를 진각시킬 필요가 생겼을 때, 즉시 대응할 수가 있다.

다음, 로터(44)를 진각시키기 위해, OCV (80)의 B포트(87)가 열리면 제2관로(90)로부터 제2유로(63)를 통해서 진각유압실(74)에 작동유가 공급되고, 그 유압이 진각유압실(74)로부터 연통유로(75)에 전해져 슬라이드 플레이트(77)를 압압함으로써, 슬라이드 플레이트는 지각유압실(73)쪽으로 이동한다.

이 슬라이드 플레이트(77)의 이동에 의해 플런저 유로(58)는 연통유로(75)의 진각유압실(74)측에 연통하고, 진각유압실(74)로부터 플런저 유로(58)에 유압이 전해지고, 이 유압에 의해 플런저(56)가 스프링(57)의 작동력에 대향해서, 하우징(42)쪽으로 이동하고, 플런저(56)과 홀더(55)의 계합이 해제된다.

이 계합해제 상태에서 OCV 80 의 A포트(86)과 B포트 87 의 개폐로 공급유량을 조절함으로써, 지각유압실(73)과, 진각유압실(74)의 유량을 조정해, 하우징(42)의 회전에 대해 로터(44)의 회전을 진각,지각시킬수가 있다.

예를들면 로터(44)를 최대로 진각시켰을때에, 도 6 에 표시하는바와같이 로터(44)의 각 베인 64~67 은 지각유압실(73)측의 슈(71)에 당접한 상태에서 회전한다.

또 지각유압실(73)의 유압을 진각유압실(74)의 유압보다도 크게한 경우 로터(44)는 하우징(42)에 대해 지각방향으로 회전한다.

이와같이 지각유압실(73) 및 진각유압실(74)에의 공급유압을 조절해서 하우징(42)에 대한 로터(44)의 지각진각을 조절할 수가 있다.

여기서 OCV 80 의 공급유량은, 하우징(42)에 대한 로터(44)의 상대 회전각도를 검출하는 포지숀센서와, 오일펌프(92)에 의한 가압량을 결정하는 크랭크각 센서로부터의 신호에 의해, 후술하는 ECU100에서 연산되어서 피드백 제어된다.

도 9(a)~(c)는 OCV 80 의 대표적인 작동상태를 표시하는 설명도이다.

도 9(a)는 ECU(100)으로부터의 제어전류치가 0.1A일때의 예이고 스풀(82)이 스프링(83)에 의해 밸브하우진(81)의 좌단에 작동되어, 공급포트(85)와 A포트(86)의 사이 B포트(87)과 드레인포트(88b)사이가 연통된 상태를 표시하고 있다.

이 상태에서는 지각유압실(73)에 작동유가 공급되는 한편 진각유압실(74)로부터는 작동유가 배출되므로, 도 9(a)에 표시하는 로터(44)는 하우징(42)에 대해, 동도면중 반시계 방향으로 회전하고 흡기측 타이밍폴리(21)에 대한 흡기측 캠샤프트(19)의 위상이 늦어서 지각제어가 된다.

도 9(b)는 ECU 100 으로부터의 제어전류가 0.5A일때의 예이고, 상대하는 리니어 솔레노이드(84)가 스프링(83)이 균형이 잡혀, 스풀(82)이 샤프트(86)와 B포트(87)의 양쪽을 폐쇄하는 위치로 유지하고, 지각유압실(73), 진각유압실(73)의 작동유의 공급 및 배출이 안된 상태를 표시하고 있다.

이 상태에서, 지각유압실(73) 및 진각유압실(74)로부터의 작동유의누설이 없는 경우, 로터(44)는 현재위치로 보존되고, 흡기측 타이밍풀리(21)와 흡기측 캠샤프트(19)의 위상은 현상대로 유지된다.

도 9(C)는 ECU 100 으로부터 제어전류가 1.0A 일때의 예이고, 스풀(82)이 리니어 솔레노이드(84)에 의해 하우징(42)의 우단으로 구동되고, 공급포트(85)와 B포트(87)사이 및 A포트(86)와 드레인포트(88a)시이가 연통된 상태를 표시하고 있다.

이 상태에서는 진각유압실(74)에 제2유로(63)를 통해서 작동유가 공급되는 합편 지각유압실(73)로부터는 작동유가 배출된다.

이로써 도 9(c)에 표시하는 로터(44)는 하우징(42)에 대해 동도면중에서 시계방향으로 회전하고, 흡기측 타이밍풀리(21)에 대한 흡기축 캠샤프트(19)의 위상이 진행해 진각제어가 된다.

또 도 9(a),(b),(c)에서 공급포트(85)와 A포트(86)(또는 B포트 87)사이의 연통도 및 드레인<drain>포트(88b)(또는 드레인>포트 88a)과 B포트(87)(또는 A포트 86)사이의 연통도는 스풀(82)에 의해 제어된다.

또 스풀(82)의 위치와 리니어 솔레노이드(84)의 전류치와는 비례관계에 있다.

도 10 은 엔진 1 의 어느 운전조건에서의 리니어 솔레노이드(84)의 전류치(이하, 솔레노이드 전류라 함)와 실밸브타이밍 변화속도의 관계를 나타내는 특성도이다.

도면에서, 실밸브타이밍 변화속도의 정의 영역이 진각방향으로 이동해 있는 영역에 상당하고, 한편 실밸브타이밍 변화속도의 부의 영역이 지각방향으로 이동해 있는 영역에 상당한다.

도 10 중의 부호(a),(b),(c)는 도 9(a),(b),(c)의 스풀(82)의 각 위치에 대응하는 솔레노이드 전류를 각각 표시한다.

여기서 부호(b)에서 표시하는 바와같은 실밸브 타이밍이 변화하지 않는 솔레노이드 전류는, 각 유압실(73),(74)유압배관(89),(90)스풀(82)의 각부에서 누설되는 작동유량과 오일펌프(92)로부터 압송되는 작동유량이 균형되는 한 점밖에는 없다.

또 이 점은, 엔진회전수나 온도의 변화에 의한 작동유 토출압에 의해 특성이 도 11 에 표시하는바와같이 변화함으로, 항상 변동된다.

또 스풀(82)의 치수등 제품의 흐트러짐에 의해 이점 및 특성의 변화방법이 제품마다 다르다.

이 실밸브타이밍이 변화하지 않는 점의 솔레노이드전류를, 이후 보존전류라 부르고, 기호 HLD 로 표시한다.

이 보존전류 HLD를 기준으로 밸브타이밍을 진각시키려고 할 때는 솔레노이드 전류를 크게하고, 역으로 지각시키고저 할 때는 솔레노이드 전류를 작게함으로써 제어가능하다.

다음 밸브타이밍의 검출방법을 도 12 에 대해 설명한다.

도 12(a)는 크랭크각신호를, 도 12(b)는 지각시의 캠각 신호를 도 12(c)는 진각시의 캠각신호를 각각 표시하는 타이밍 차트이다.

ECU 100 은 크랭크각 신호주기 T 와 캠각 신호까지의 위상차시간 TVT를 계측하고, 밸브타이밍이 최지각 상태에 있을때의 위상차시간 TVTO 의 크랭크각 신호주기 T 로부터 최지각 밸브타이밍 VTR를 수 1 의 식에 의해 구하고 미리 기억해둔다.

[수1] VTR=TVTO/T×180°CA

실밸브타이밍 VTA 는 위상차시간 TVT 와 크랭크각 신호주기 T 및 최지각 밸브타이밍 VTR 로부터 수2의 식으로 구해진다.

[수2] VTR=TVT/T×180° CA-VTR

ECU 100 은, 이 실밸브타이밍 VTA 와 목표밸브타이밍 VTT 의 편차에 따라 솔레노이드 전류를 피드백 함으로써, 실밸브타이밍 VTA를 목표 밸브타이밍 VTT 에 수습된다.

다음, ECU(100)의 내부구성에 대해 설명한다.

도 13 은 ECU 100 의 내부구성을 표시하는 블록도이다.

도면에서 101 은 마이크로 컴퓨터이고, 각종의 연산이나 판정을 하는 중앙처리장치(CPU)(102)와 소정의 제어프로그램을 미리 기억하는 판독전용메모리(ROM)(103)과, CPU(102)에 의한 연산결과등을 일시기억하는 랜덤 액세스메모리(RAM)(104)와, 아날로그 전압을 디지털치로 변환하는 A/D 변환기(105)와 입력신호의 주기등을 계측하는 카운터(106)와 출력신호의 구동시간등을 계측하는 타이머(107)와 출력신호를 출력하는 출력포트(108)와 이들을 접속하는 코몬버스(111)로 구성되어 있다.

112 는 제1입력회로이고 크랭크각 6 과 캠각센서(24)로부터의 입력신호를 파형정형하고 인터럽트신호(INT)로서 마이크로컴퓨터(101)에 입력한다.

CPU(102)는 그 인터럽트가 걸릴때마다 카운터(106)의 값을 판독해서 RAM (104)에 기억한다.

여기서 제1입력회로(112)는, 크랭크각센서(6)으로부터의 신호를 파형정형하고, 인터럽트신호(INT)로서 마이크로 컴퓨터(101)에 입력함으로써 그 인터럽트가 걸릴때마다 CPU(102)는 카운터(106)의 값을 판독해서 RAM(104)에 기억하고, 전번 크랭크각센서(6)로부터 신호를 입력했을때의 카운터치와의 차로부터 크랭크각 신호 주기 T를 산출하고, 다시 이 크랭크각 신호 주기 T 에 따라 엔진 회전수 NE를 산출한다.

또 RAM(104)에 기억되어 있는 캠각 센서(24)로부터의 신호 입력시의 카운터치와의 차로부터 위상차시간 TVT를 산출한다.

113 은 제2 입력회로이고, 수온센서(12)와 스로틀센서(27) 및 흡입공기량센서(28)로부터의 신호를 노이즈성분제거나 증폭등을 해서 A/D 변환기(105)에 입력해서 냉각수온 THW, 스로틀 개도 TVO, 흡입공기량 QA 의 각 디지털 데이터로 변환한다.

114 는 인젝터(30)를 구동하기 위한 구동회로, 115 는 이그나이터(11)를 구동하기 위한 구동회로이다.

여기서 CPU(102)는 상기한 각종 입력신호에 따라 인젝터구동시간, 점화타이밍을 연산하고, 타이머(107)의 시간계측결과에 따라 출력포트(108), 각 구동회로(114),(115)를 통해서 인젝터(30), 이그나이터(11)를 구동하고 연료분사량 제어 점화시기 제어를 한다.

116 은 OCV(80)의 솔레노이드 전류를 제어하기 위한 전류제어회로이다.

여기서 CPU(102)는 상기 각종의 입력신호에 따라 OCV(80)의 솔레노이드 전류 CNT를 연산하고 타이머(107)의 시간계측결과에 따라, 출력포트(108)에 OCV(80)의 솔레노이드 전류 CNT 에 상당하는 듀티 신호를 출력한다.

전류제어회로(116)은 그 듀티신호에 따라 OCV(80)의 솔레노이드(840를 흐르는 전류가 솔레노이드 전류 CNT 가 되도록 제어함으로써, 밸브타이밍 제어를 한다.

118 은 전원회로, 122 는 배터리(전원), 123 은 키스위치이고, 마이크로컴퓨터(101)는 키스위치(117)를 통해서 배터리(122)로 전력을 공급받은 전원회로(115)로부터 정전압을 받어 동작한다.

다음, CPU(102)의 동작에 대해 도 14 내지 도 16을 참조해서 TJFAUDG나다.

도 14 는 적분제어수단이 없는 제어장치에서 실제의 보존전류 HLD 가 기준치 0.5A 와 일치해 있는 경우의 동작 타이밍도, 도 15 는 적분제어수단이 없는 제어장치에서, 실제의 보존전류 HLD 가 기준치 0.15A보다도 고전류측으로 밀려있는 경우의 동작타이밍도 도 16 은 적분제어수단이 있는 제어장치에서 실제의 보존전류 HLD 가 기준치 0.5A 보다도 고전류측으로 밀리는 경우의 동작타이밍도이다.

OCV(80)은 단위시간당의 공급작동유량을 조정할 수가 있고, 액추에이터(40)의 공급작동유의 적산량에 대응해서 변위각도가 결정된다.

그 의미에서 제어대상인 액추에이터(48)는 적분요소를 포함하고 있기 때문에 OCV(80)의 실제의 보존전류 HLD 가 표준치 0.5A 와 일치하고 있다고 할 때, 제어수단은 0.5A를 기준으로 목표밸브타이밍 VTT 와 실밸브타이밍 VTA의 편차 ER 에 따른 비례제어를 함으로써 실밸브타이밍을 목표 밸브타이밍에 수습시킬수가 있다.

이때의 OCV(80)의 솔레노이드 전류 CNT 는 수3 의 식으로 부여된다.

[수3] CNT=KP×ER+0.5A

수 3 의 식에서, ER 는 목표밸브타이밍 VTT 와 실밸브타이밍 VTA 의 편차 ER 는 수4의 식으로 산출된다.

[수4] ER=VTT-VTA

또 수3의 식에서, KP 는 비례동작에 대응하는 게인이다.

아래의 목표밸브타이밍 VTT, 실밸브타이밍 VTA, 솔레노이드 전류 CNT 의 움직임을 도 14 에 표시한다.

그러나 OCV(80)의 실제의 보존전류 HLD 는 표준치 0.5A 와는 반드시 일치하지 않는다.

예를들면 실제의 보존전류 HLD 가 표준치 0.5A 보다도 고전류측으로 밀려 있던 경우 수3의 식에 따라 제어를 하면, 도 15 에 표시하는바와같이 실밸브 타이밍 VTA 는 목표밸브 타이밍 VTT 에 수습하지 않고, 정상편차 ER/D 남는다.

이 정상편차 ER1 은 수5의 식으로 표시된다.

[수5] ER1 = (HLD-0.5A)/KP

그래서 종래의 제어장치에서는 수3의 식의 비례제어에 다시 적분제어를 가하고, 수6의 식으로 표시되는 제어를 함으로써, 상기한 정상편차가 남지 않도록 하고 있다.

[수6] CNT = KP × ER + ΣKI + 0.5A

수 6 의 식에서 ΣKI 는 목표밸브타이밍 VTT 와 실밸브 타이밍 VTA 의 편차 ER 에 따라 산출한 적분증감치를 적산한 적산보정치로서, 수7의 식과 같이 산출한다.

[수7] ΣKI = ΣKI(i-1)+KI×ER

수 7 의 식에서, ΣKI(i-1)은 , 이번 적산전의 적분보정치이고, KI 는 적분동작에 대응하는 게인이다.

또, KI×ER 는 적분증감치에 상당하나, KI 는 스텝 응답등에서 생기는 과도적인 편차 ER 의 증대에 의해 적분보정치 ΣKI 가 크게 변동하고 이 결과, 제어가 불안정하지 않는 대단히 적은값으로 설정되어 있다.

목표밸브타이밍 VTT 와 실밸브 타이밍 VTA 사이에 정상편차가 남지 않는 상태, 즉 적분제어결과, 적분보정치 ΣKI 이 수 8 의 식을 충족하게 된 상태에서의 목표밸브 타이밍 VTT, 실밸브 타이밍 VTA, 솔레노이드 전류 CNT 의 움직임을 도 16 에 표시한다.

[수8] HLD = ΣKI + 0.5A

다음 본 발명의 실시의 형태 1 에 의한 엔진의 유압식 밸브타이밍 장치의 동작에 대해 도 17 내지 도 19를 참조해서 설명한다.

도 17 은 실밸브 타이밍 VTA 가 목표밸브타이밍 VTT 근방에 수습되어 있는 상태에서의 제어상태를 표시하는 동작타아밍도이다.

목표밸브타이밍 VTT 와 실밸브 타이밍 VTA 의 편차 ER 의 절대치가 소정치 E1(예를들면 1° CA)미만일때는 실밸브 타이밍이 목표밸브타이밍이 수습되어 있다고 판단해서 적분증감치를 OCV(80)의 보존전류의 미소한 변화에 대응 가능한 정도의 실밸브타이밍 VTA 가 약간이라도 목표 밸브타이밍 VTT를 향해 움직이고 있을때는 적분보정치 ΣKI를 다시 증감시킬 필요가 없으므로 실밸브 타이밍 VTA 가 소정의 적분정지 판단속도 V1(예를들면 O.P1° CA/25ms)이상의 빠르기로 목표 밸브타이밍을 향해 움직이고 있을때는 적분증감치의 적분을 정지한다.

도 18 은 실밸브타이밍 VTA 와 목표밸브 타이밍 VTT 사이에 정상편차가 발생해 있는 상태에서의 제어동작을 표시하는 동작타아밍도이다.

목표밸브타이밍 VTT 와 실밸브타이밍 VTA 의 편차 ER 의 절대치가 소정치 E1 이상이고, 실밸브 타이밍 VTA 가 목표밸브 타이밍 VTT를 향해 소정의 적분정지판정속도 이상의 빠르기로 움직이고 있을때는 목표 밸브타이밍 VTT 와 실밸브 타이밍 VTT 사이에 정상편차가 발생해 있다고 판단해서 정상편차를 없이하는 방향으로 급속하게 제어시키기 위해 적분증감치를 KI1 보다도 큰 값 KI2(예를들면 1mA)에 설정한다.

여기서 소정의 적분정지판정속도가, 상기 V1 대로이면 적분증감치를 아무리 크게해도, 실밸브 타이밍 VTA 의 변화속도가 V1 이상이 된 시점에서 적분증감치가 정지하기 때문에 실밸브 타이밍 VTA 의 변화속도는 V1 이상은 안된다.

그래서 편차 ER 의 절대치가 소정치 E1 이상일때는 적분증감치의 증대를 합쳐서 적분정지 판정속도를 V1 보다 큰 값 V2(예를들면 0.1° CA/25ms)로 설정함으로써 실밸브 타이밍 VTA 는 속도 V2 의 빠르기로 목표밸브 타이밍에 근접할 수가 있다.

도 19 는 적분보정치가 안정된 상태에서의 스텝응답시의 제어동작을 표시하는 동작타아밍도이다.

이 도면에 표시하는 바와같이 목표밸브 VTT 가 변화한후, 작동유의 전달지연에 의해 잠시동안 실밸브 타이밍 VAT 가 움직이지 않으나, 또는 움직임이 늦는 경우가 있다.

이 상태에서는 목표밸브타이밍 VTT 와 실밸브타이밍 VTA 의 편차 ER 의 절대치는 소정치 E1 이상이 되어 있지 않기 때문에, 상술한 제어를 하면 정상편차가 발생해 있다고 오판단해서, 적분 증감치를 KI2 에 적분정지 판정속도를 VI2 에 설정함으로, 본래 증감시킬 필요가 없는 적분보정치 ΣKI를 증감시켜버린다.

그래서, 편차 ER 의 절대치가 소정치 EI 미만에서 소정치 EI 이상이 된후, 소정시간 ID(예를들면 0.2Sec)동안은 편차 ER 의 절대치가 소정치 E1 미만일때와 같이, 적분증감치를 KI 1 에, 적분정지판정속도를 V1 에 설정한다.

이로인해, 목표밸브 타이밍 VTT 가 변화한후, 실밸브 타이밍 VTA 가 아직 움직이지 않은 상태에서의 적분보정치 ΣKI 의 증감은 약간 억제할 수가 있고 또 실밸브 타이밍 VTA 가 약간이라도 목표밸브 타이밍 VTT를 향해 움직이기 시작하면, 적분 증감치의 계산을 정지하기 때문에, 적분보정치 ΣKI 은 거의 변동하지 않는다.

그리고 소정시간 TD 가 경과한후는, 실밸브 타이밍 VTA 는, 이미 V2 이상의 변화속도로 목표 밸브타이밍 VTT를 향해 움직이고 있기 때문에, 이때도 적분증감치의 적산은 정지되어 있다.

또 실밸브 타이밍 VTA 가 목표밸브 타이밍 VTT 에 근접하면 그 변화속도는 저하하나, 목표밸브타이밍 VTT 와 편차 ER 가 소정치 E1 미만의 영역에 들면 적분정지판정속도는 V1 에, 적분 증감치는 KI1 으로 하는 식으로 각각 작은 값이 되므로, 이때도 적분보정치 ΣKI 가 불필요하게 증감하지 않고 실밸브 타이밍 VTA 는 목표 밸브타이밍 VTT 에 안정되게 수습된다.

이상의 동작을 도 20 의 동작플로도에 따라 아래에 설명한다.

도 20 은 ROM(103)에 저장된 제어프로그램의 동작 플로도이고, 이 플로도는 입력 100 의 CPU 102 내에서 소정시간마다 예를들면 25ms 마다 처리된다.

도 20에서, 우선 스텝 ST1 에서는 크랭크각 센서(6), 캠 각 센서(24), 흡입공기량 센서(28), 스로틀센서(27), 수온센서(12)의 각각에서 크랭크각 신호주기 T, 엔진회전수 NE, 위상차시간 TVT, 흡입공기량 센서 QA, 스로틀 개도 TVO, 냉각수온 THW 등에 엔진 운전상태 신호를 입력한다.

다음 스텝 ST2 에서는 크랭크각 신호주기 T 와 위상차시간 TVT 로부터 크랭크샤프트(5)에 대한 흡기측 캠샤프트(19)의 변위각도(실밸브 타이밍)VTA 를(수2)의 식에서 산출한다.

스텝 ST3 에서는 엔진회전수 NE, 흡입공기량 QA, 스로틀 개도 TVO, 냉각수온 THW 의 각각에 따라, 목표밸브타이밍 VTT를 산출한다.

스텝 ST4 에서는 인젝터(30)에 의한 연소실(8)에의 공급연료가 컷 중인지 아닌지를 판단하고 연로컷중의 경우는, 스텝 ST9 로 진행하고, 연로컷이 아니 경우에는 스텝 ST5 로 진행한다.

스텝 ST5 에서는 목표밸브타이밍 VTT 가 최대 진각위치에 가까운 상태(예를들면 VTT≥40° CA)인지 아닌지를 판단해서, VTT≥40° CA 인 경우에는 스텝 ST9 로 진행하고, VTT≥40° CA 가 아닌 경우에는 스텝 ST6~스텝 ST8 로 순차 진행해서 VTA 가 VTT 에 수납되도록 CNT가 연산되어 OCV 80이 제어된다.

스텝 ST9 에서는 연료컷 중 및 VTT≥40° CA 의 경우에 완전 플래그인지 아닌지를 판단해서 완료플레그인 경우는 스텝 ST6 로 진행하고 완료 플래그가 아닌 경우에는 스텝 ST10 으로 진행한다.

스텝 ST10 에서는 실밸브 타이밍 VTA≥55° 가 0.2Sec 이상 계속하고 있는지의 여부를 판단해서, 계속하고 있지 않을때는, 스텝 ST11 로 진행한다.

이 스텝 ST11 에서는 OCV 80 의 솔레노이드 전류 CNT가 소정치로 일정시간(예를들면, CNT=1.0A 가 2Sec)이상 계속되고 있는지의 여부를 판단해서 CNT=1.0A 2Sec 이상 계속하지 않을때는 스텝 ST12에서 OCV 80 의 솔레노이드 전류를 1.0A 로 제어한다.

이와같이 엔진의 연료 컷 중은, 스텝 ST12에서 OCV 80 의 솔레노이드전류 CNT 가 1.0A 로 제어되고 OCV 80에서 액추에이터 40 에 작동유가 공급됨으로써 로터(44)를 연료 컷시의 위치(실밸브 타이밍 위치)로부터 다시 진각시킬수가 있고, 이 로터(44)의 진각에 의해 하우징(42)의 내주면을 클리닝할 수 있다.

여기서 엔진은 감속시에 연료컷 하나, 엔진을 감속한 후 바로 가속한 경우 엔진이 감속되지 않은 동안에 가속모드가 될 때가 있고, 이때는 스텝 ST9 및 스텝 ST13에서 클리닝모드를 해제한다.

또 엔진의 중속 중 부하시는 로터의 진각량이 가장 많으므로, 그 진각량이 많은 영역에서 클리닝을 하는 모드를 설정하고, 목표 밸브타이밍 VTT 가 최대진각에 가까운 상태(예를들면 VTT≥40°CA)라도, 이 상태에서 엔진을 풀 출력해서 로터를 최대진각위치까지 움직임으로써 액추에이터의 하우징의 클리닝을 실행시키도록 OCV 80 의 솔레노이드 전류를 제어할 수가 있다.

또, 스텝 ST11에서 OCV 전류 CNT=1.0A 가 2Sec 이상 계속하고 있다고 판단해도, 스텝 ST10에서, VTA≥55° 가 0.2Sec 이상계속하고 있지 않다고 판단한 경우, 로터가 최대 진각 위치까지 이동하였다고 판단하고, 그 시점에서 로터를 지각측으로 되돌리도록 제어하는것도 가능하다.

또 상술한 실시의 형태에서, 완료 플래그의 리셋시기(O→완료플래그)에 대해서는 엔진전원의 ON 시에 리셋하면, 전원 ON 중에 한번만 클리닝을 실행할수 있고 엔진 아이들시에 리셋하면 아이들 → 주행 → 아이들 사이에 1회 클리닝을 실행할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 엔진의 연료 컷시에 액추에이터의 로터를 연료컷시의 위치로부터 더욱 진각시키도록 유체 공급수단을 제어하는 진각제어수단과, 엔진의 회전수 및 부하등의 운전상태에 대응해서 상기 로터의 진각의 여부를 판정하고, 그 판정결과가 필요일때에 상기 로터를 진각시켜서 액추에이터의 하우징내를 클리닝하는 클리닝모드를 설정, 실행시키기 위한 클리닝 조건 판정수단과, 상기 운전상태에 따라, 상기 유체고급수단 M를 통상 제어모드와 클리닝 모드에 전환하는 전환수단을 구비한 구성으로 하였으므로, 엔진의 연료 컷시에 액추에이터의 하우징을 로터로 클리닝할 수 있는 효과가 있다.

또 본 발명에 의하면 진각제어수단에 의해 연료컷시의 로터가 목표밸브타아밍 위치로부터 다시 진각해서 최대진각이 되도록 유체 공급수단을 제어하는 구성으로 하였으므로, 액추에이터의 하우징 내주면에서의 로터의 가동범위 진역을 로터로 클리닝할수 있는 효과가 있다.

또 본 발명에 의하면, 진각제어수단에 의해, 목표밸브 타이밍이 소정치 이상일 때 로터를 목표 밸브 타이밍 위치로부터 진각시키도록 유체 공급수단을 제어하는 구성으로 하였으므로, 엔진의 운전상태에 따라 액추에이터의 하우징을 클리닝할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 의하면, 진각 제어수단에 의해, 클리닝조건 판정수단의 판정결과에 의한 클리닝 모드의 설정 실행후의 소정시간 경과시점에서 클리닝모드를 해제하는 구성으로 하였으므로, 액추에이터의 클리닝후에 로터로 되돌릴수 있는 효과가 있다.

또 본 발명에 의하면, 엔진의 중속, 중부하시에 로터가 최대진각이 되도록 유체공급수단을 제어하는 구성으로 하였으므로, 로터의 진각량이 가장 많은 엔진운전영역에서 액추에이터의 클리닝을 실행할 수 있고, 엔진의 파워존을 희생시키지 않고 연비의 확대를 도모할 수 있는 효과가 있다.

또 본 발명에 의하면, 진각 제어수단에 의해, 로터가 최대 진각위치에 도달한 시점에서 지각방향으로 되돌아오도록 유체공급수단을 제어하는 구성으로 하였으므로, 액추에이터가 아무런 악영향도 받을 염려가 없다는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 엔진의 회전에 동기해서 소정의 타이밍으로 구동되고, 연소실에 통하는 흡기통로 및 배기통로를 각각 개폐하기 위한 흡기밸브 및 배기밸브와, 엔진의 운전상태를 검출하기 위한 운전상태검출수단과, 엔진의 운전상태에 대한 목표밸브타이밍을, 상기 운전상태 검출수단의 검출결과에 따라 산출하는 목표밸브타이밍 산출수단과, 하우징내의 로터를 진각방향 또는 지각방향으로 구동하고, 상기 흡기밸브 및 상기 배기밸브의 적어도 한쪽의 밸브개폐 타이밍을 변경하는 밸브 타이밍 가변용 액추에이터와, 상기 로터를 구동하도록 액추에이터에 작동유를 공급하는 동시에 그 유량조정이 가능한 유체공급수단과, 상기 흡기밸브 및 상기 배기밸브의 적어도 한쪽의 실밸브 타이밍을 검출하는 실밸브 타이밍 검출수단과, 상기 실밸브 타이밍을 상기 목표 밸브타이밍으로 변경하기 위해, 상기 유체 공급수단을 제어함으로써, 상기 액추에이터를 제어하는 실밸브 타이밍 제어수단을 구비한 엔진의 유압식 밸브 타이밍 조절장치에서, 상기 연소실에의 연료컷시에, 상기 로터를 연료컷시의 위치로부터 더욱 진각시키도록 상기 유체공급수단을 제어하는 진각제어수단과 엔진의 회전수 및 부하등의 운전상태에 대응해서 상기 로터의 진각의 여부를 판정해서, 이 판정결과가 필요시에는 상기 로터를 진각시켜서 상기 하우징내를 클리닝하는 클리닝 모드를 설정실행시키기 위한 클리닝 조건 판정수단과 상기 운전상태에 따라 상기 유체 공급수단을 통상 제어모드와 클리닝 모드로 전환하는 전환수단을 구비한 것을 특징으로 하는 유압식 밸브타이밍 조절장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   진각제어수단은, 연료컷시의 로터가 목표 밸브타이밍 위치로부터 다시 진각해서 최대진각이 되도록 유체공급수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 유압식 밸브타이밍 조절장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   진각 제어수단은 목표 밸브타이밍이 소정치 이상일 때 로터를 목표 밸브타이밍 위치로부터 진각시키도록 유체공급수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 유압식 밸브타이밍 조절장치.