KR20080055185A - 가변 밸브 제어 시스템 - Google Patents

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KR20080055185A KR1020060128187A KR20060128187A KR20080055185A KR 20080055185 A KR20080055185 A KR 20080055185A KR 1020060128187 A KR1020060128187 A KR 1020060128187A KR 20060128187 A KR20060128187 A KR 20060128187A KR 20080055185 A KR20080055185 A KR 20080055185A
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Abstract

엔진의 흡기 및 배기 밸브를 제어하는 가변 밸브 제어 시스템은 밸브가 개방될 때의 크랭크축의 각도를 검출하는 크랭크 각 센서, 상기 크랭크 각 센서로부터 신호를 입력 받아 상기 흡기 및 배기 밸브를 제어하도록 제어신호를 출력하는 엔진 제어 유닛(ECU; engine control unit), 상기 엔진 제어 유닛으로부터 신호를 입력 받아 전달하는 제어부, 상기 제어부로부터 신호를 입력 받아 상기 흡기 밸브를 개폐하는 제1 액추에이터를 포함하는 제1 밸브, 상기 제어부로부터 신호를 입력 받아 상기 배기 밸브를 개폐하는 제2 액추에이터를 포함하는 제2 밸브, 상기 제1 및 제2 밸브에 압력을 공급하는 압력 공급 유닛, 및 상기 제1 및 제2 액추에이터의 위치를 검출하는 제1 및 제2 센서를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 제1 및 제2 센서로부터 신호를 전달 받아, 상기 액추에이터의 위치의 오차를 보상하며, 상기 가변 밸브 제어 시스템에 의하면 흡기 및 배기 밸브가 보다 정밀하게 제어될 수 있으며, 연비가 향상될 수 있다.
Figure P1020060128187
가변 밸브, 유압, 엔진 제어 유닛, DTF 센서, 흡기 밸브, 배기 밸브.

Description

가변 밸브 제어 시스템{SYSTEM FOR CONTROLLING VARIABLE VALVE}
도1은 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 제어 시스템을 보여주는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
101: 크랭크 각 센서
103: 엔진
105: 엔진 제어 유닛
107: 파형 발생기
109: 제1 밸브
111: 제2 밸브
113: 제1 액추에이터
115: 제2 액추에이터
117: 압력 공급 유닛
119: 제1 센서
121: 제2 센서
123: 제어부
125: 흡기 밸브
127: 배기 밸브
129: 제1 증폭기 유닛
131: 제2 증폭기 유닛
본 발명은 가변 밸브 제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 캠을 사용하지 아니하는 가변 밸브를 제어하는 시스템이다.
주지하는 바와 같이 가변 밸브 시스템은 흡기 밸브 및 배기 밸브의 위상, 작동각, 및 리프트를 조절함으로써 엔진의 연비 및 출력을 향상시키고, 배기가스를 저감시킬 수 있는 시스템이다.
종래 기술에 의한 기계식 가변 밸브 시스템은 캠의 변위나 축의 위치를 기계적으로 조절함으로써 밸브의 위상, 작동각, 및 리프트를 조절하였다.
한편, 캠을 이용하지 아니하고 유압 및 전자제어를 이용한 캠리스(camless) 가변 밸브 시스템의 경우에는 그 구조가 복잡하여 엔진 룸에 배치하는데 문제가 있었다.
또한, 상기 캠리스 가변 밸브 시스템의 경우, 작동이 불안정한 문제가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 작동이 안정되고, 연비가 향상될 수 있는 가변 밸브 제어 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 엔진의 흡기 및 배기 밸브를 제어하는 가변 밸브 제어 시스템은, 크랭크축의 각도를 검출하는 크랭크 각 센서, 상기 크랭크 각 센서로부터 신호를 입력 받아 상기 흡기 및 배기 밸브를 제어하도록 제어신호를 출력하는 엔진 제어 유닛(ECU; engine control unit), 상기 엔진 제어 유닛으로부터 신호를 입력 받아 전달하는 제어부, 상기 제어부로부터 신호를 입력 받아 상기 흡기 밸브를 개폐하는 제1 액추에이터를 포함하는 제1 밸브, 상기 제어부로부터 신호를 입력 받아 상기 배기 밸브를 개폐하는 제2 액추에이터를 포함하는 제2 밸브, 상기 제1 및 제2 밸브에 압력을 공급하는 압력 공급 유닛, 및 상기 제1 및 제2 액추에이터의 위치를 검출하는 제1 및 제2 센서를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 제1 및 제2 센서로부터 신호를 전달 받아, 상기 액추에이터의 위치의 오차를 보상한다.
상기 엔진 제어 유닛에서 전달되는 신호를 전환하는 파형 발생기를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 가변 밸브 제어 시스템은 상기 엔진 제어 유닛에서 전달되는 신호를 증폭하는 제1 증폭기 유닛 및 상기 제1 및 제2 센서에서 발생된 신호를 증 폭하는 제2 증폭기 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 센서는, DTF(Differential Transformer) 센서로 형성될 수 있다.
상기 엔진 제어 유닛은 외부로부터 입력되는 클락 신호를 기초로 상기 제어 신호를 발생시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 제어 시스템을 보여주는 도면이다.
도1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 엔진의 흡기 및 배기 밸브를 제어하는 가변 밸브 제어 시스템은 크랭크 각 센서(101), 엔진 제어 유닛(105), 제어부(123), 제1 밸브(109), 제2 밸브(111), 압력 공급 유닛(117), 제1 센서(119), 및 제2 센서(121)를 포함한다.
상기 크랭크 각 센서(101)는 크랭크축의 각도를 검출하며, 엔진 제어 유닛(105)은 상기 크랭크 각 센서(101)로부터 신호를 입력 받아 상기 흡기 및 배기 밸브(125, 127)를 제어하도록 제어신호를 출력한다.
상기 제어부(123)는 상기 엔진 제어 유닛(105)으로부터 신호를 입력 받아 전달한다.
상기 제1 및 제2 밸브(109, 111)는 상기 제어부로부터 신호를 입력 받아 상기 흡기 및 배기 밸브(125, 127)를 개폐하는 제1 및 제2 액추에이터(113, 115)를 포함한다.
상기 제어부(123)는 설정된 프로그램에 의해 동작하는 하나 이상의 마이크로 프로세서로 구현될 있다.
상기 압력 공급 유닛(117)은 상기 제1 및 제2 밸브(109, 111)에 압력을 공급한다.
상기 제1 및 제2 센서(121)는 상기 제1 및 제2 액추에이터(113, 115)의 위치를 검출한다.
상기 제어부(123)는 상기 제1 및 제2 센서(121)로부터 신호를 전달 받아, 제1 및 제2 액추에이터(113, 115)의 위치의 오차를 보상한다.
도1에 도시된 바와 같이, 상기 엔진 제어 유닛(105)은 외부로부터 입력되는 클락 신호에 대응하는 상기 크랭크 각 센서(101)의 신호를 입력 받는다.
즉, 엔진 제어 유닛(105)은 일정한 시간 간격으로 크랭크 각 센서(101)로부터 신호를 입력 받는다.
상기 엔진 제어 유닛(105)은 제어부(123)로 제어 신호를 전달하며, 본 발명의 실시예에 의하면, 가변 밸브 제어 시스템은 엔진 제어 유닛(105)에서 전달되는 신호를 전환하는 파형 발생기(107)를 더 포함하며, 파형 발생기(107)를 통하여 전압신호를 제어부(123)로 전달한다.
그 후, 제어부(123)는 상기 제1 및 제2 밸브(109, 111)로 제어 신호를 전달한다.
상기 제1 및 제2 밸브(109, 111)는 전류의 세기에 따라 흡기 및 배기 밸브(125, 127)의 위상, 작동각, 및 리프트를 변경시킨다.
즉, 본 발명의 실시예에 의하면, 기계적인 요소, 즉, 캠 또는 캠축과 같은 구성요소를 기계적으로 작동시키지 아니하고, 제1 및 제2 밸브(109, 111)에 인가되는 전류의 세기를 조절함으로써 흡기 및 배기 밸브(125, 127)를 가변 제어한다.
따라서, 흡기 및 배기 밸브(125, 127)가 엔진 및 여러가지 상황에 대응하여 자유자재로 제어될 수 있다.
제1 및 제2 밸브(109, 111)는 제1 및 제2 액추에이터(113, 115)를 포함하며, 상기 제1 및 제2 액추에이터(113, 115)에 의하여 흡기 및 배기 밸브(125, 127)가 작동된다.
또한, 제1 및 제2 밸브(109, 111)는 압력 공급 유닛(117)으로부터 공급되는 유체의 유량을 조절함으로써 상기 제1 및 제2 액추에이터(113, 115)의 속도를 조절한다.
따라서, 배기 밸브(127)의 위상, 작동각, 및 리프트가 제어되므로, 연비가 향상되고, 오염이 감소될 수 있다.
상기 제1 및 제2 액추에이터(113, 115)의 위치는 상기 제1 및 제2 센서(121)에 의하여 감지된다.
즉, 제1 액추에이터(113)의 위치는 제1 센서(119)에 의하여 감지되며, 제2 액추에이터(115)의 위치는 제2 센서(121)에 의하여 감지된다.
제1 및 제2 센서(121)에 의하여 감지된 제1 및 제2 액추에이터(113, 115)와 관련된 신호는 제어부(123)로 입력된다.
상기 제1 및 제2 센서(121)는 DTF(Differential Transformer) 센서로 형성될 수 있다.
제어부(123)는 상기 흡기 및 배기 밸브(125, 127)를 제어하기 위한 목표값과 상기 신호를 비교하여 흡기 및 배기 밸브(125, 127)의 작동에 오차가 발생되었는지 계산한다.
이 때, 오차가 발생되면, 제어부(123)는 그 오차를 보상하여 제어 신호를 출력한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 의하면, 흡기 및 배기 밸브(125, 127)가 보다 정밀하게 제어될 수 있다.
또한, 캠이 사용되지 아니하므로 기계적 마찰 및 질량의 관성에 의한 동력 손실이 감소되므로, 작동 응답성이 향상될 수 있으며, 흡기 및 배기 밸브(125, 127)의 타이밍 및 리프트의 자유도가 향상될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 제어 시스템은 상기 엔진 제어 유닛(105)에서 전달되는 신호를 증폭하는 제1 증폭기 유닛(129) 및 상기 제1 및 제2 센서(121)에서 발생된 신호를 증폭하는 제2 증폭기 유닛(131)을 더 포함한다.
이상으로 본 발명에 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, 흡기 및 배기 밸브의 오차가 감소되므로 흡기 및 배기 밸브가 보다 정밀하게 제어될 수 있으며, 밸브의 자유도가 향상될 수 있다.
또한, 그 구조가 간단하므로 밸브의 엔진룸의 공간의 효율이 향상될 수 있으며, 캠이 사용되지 아니하므로 기계적 마찰 및 질량의 관성에 의한 동력 손실이 감소되므로, 작동 응답성이 향상될 수 있다.

Claims (5)

  1. 엔진의 흡기 및 배기 밸브를 제어하는 가변 밸브 제어 시스템에 있어서,
    크랭크축의 각도를 검출하는 크랭크 각 센서;
    상기 크랭크 각 센서로부터 신호를 입력 받아 상기 흡기 및 배기 밸브를 제어하도록 제어신호를 출력하는 엔진 제어 유닛(ECU; engine control unit);
    상기 엔진 제어 유닛으로부터 신호를 입력 받아 전달하는 제어부;
    상기 제어부로부터 신호를 입력 받아 상기 흡기 밸브를 개폐하는 제1 액추에이터를 포함하는 제1 밸브;
    상기 제어부로부터 신호를 입력 받아 상기 배기 밸브를 개폐하는 제2 액추에이터를 포함하는 제2 밸브;
    상기 제1 및 제2 밸브에 압력을 공급하는 압력 공급 유닛; 및
    상기 제1 및 제2 액추에이터의 위치를 검출하는 제1 및 제2 센서;
    를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 제1 및 제2 센서로부터 신호를 전달 받아, 상기 액추에이터의 위치의 오차를 보상하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 제어 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 엔진 제어 유닛에서 전달되는 신호를 전환하는 파형 발생기를 더 포함 하는 가변 밸브 제어 시스템.
  3. 제1항에서,
    상기 엔진 제어 유닛에서 전달되는 신호를 증폭하는 제1 증폭기 유닛; 및
    상기 제1 및 제2 센서에서 발생된 신호를 증폭하는 제2 증폭기 유닛;
    을 더 포함하는 가변 밸브 제어 시스템.
  4. 제1 항에서,
    상기 제1 및 제2 센서는,
    DTF(Differential Transformer) 센서로 형성되는 가변 밸브 제어 시스템.
  5. 제1항에서,
    상기 엔진 제어 유닛은 외부로부터 입력되는 클락 신호를 기초로 상기 제어 신호를 발생시키는 가별 밸브 제어 시스템.
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