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KR100793738B1 - 밸브타이밍 가변엔진의 흡입공기량 연산방법 - Google Patents

밸브타이밍 가변엔진의 흡입공기량 연산방법 Download PDF

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KR100793738B1
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Abstract

본 발명은 밸브타이밍 가변엔진의 흡입공기량 연산방법에 관한 것으로서, 특히 흡기매니폴드 내에 설치된 MAP센서로부터 측정압력정보를 공급받고, 밸브오버랩에 의한 흡기매니폴드 내의 잔여가스량, 재흡입가스량, 흡기온도 및 가스온도를 고려한 보정압력을 측정압력정보로 부터 차감한 후 차감된 측정압력정보에 압력을 공기량으로 변환하는 팩터를 곱하여 밸브오버랩 구간에서의 흡입공기량을 연산 출력하도록 구성하므로서, 저가의 MAP센서를 이용함에 따라 전체적인 제품의 생산단가를 낮춰줄 수 있음은 물론 제품의 중량을 줄여줄 수 있고, 밸브 오버랩시의 흡입공기량을 정확히 연산함에 따라 밸브타이밍 가변엔진의 밸브 가변타이밍을 정확히 제어하여 연비를 개선시킬 있도록 한 밸브타이밍 가변엔진의 흡입공기량 연산방법에 관한 것이다.
밸브타이밍 가변엔진, CVVT, MAP센서, 흡입공기량,

Description

밸브타이밍 가변엔진의 흡입공기량 연산방법{Intake air operating method}
도 1 은 종래의 밸브타이밍 가변엔진의 흡입공기량 연산장치를 보인 도면.
도 2 는 종래의 밸브타이밍 가변엔진의 흡입공기량 연산방법을 보인 로직도.
도 3 은 본 발명의 구현을 위한 밸브타이밍 가변엔진의 흡입공기량 연산장치를 보인 도면.
도 4 는 본 발명의 밸브타이밍 가변엔진의 흡입공기량 연산방법을 보인 도면.
도 5 는 밸브타이밍 가변엔진의 밸브 오버랩 구간에서의 흡기매니폴드 내 압력변화를 보인 그래프.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1: 흡기매니폴드, 3: ECU,
4: CVVT구동부, 10: MAP센서,
본 발명은 밸브타이밍 가변엔진의 흡입공기량 연산방법에 관한 것으로서, 특 히 저가의 MAP센서를 이용함에 따라 전체적인 제품의 생산단가를 낮춰줄 수 있음은 물론 제품의 중량을 줄여줄 수 있고, 밸브 오버랩시의 흡입공기량을 정확히 연산함에 따라 밸브타이밍 가변엔진의 밸브 가변타이밍을 정확히 제어하여 연비를 개선시킬 있도록 한 밸브타이밍 가변엔진의 흡입공기량 연산방법에 관한 것이다.
일반적으로 밸브타이밍 가변엔진은 CVVT(Continuous Variable Valve Timing) 엔진이라고 불리우며, 이러한 CVVT엔진은 엔진 부하에 따라 시트구동부를 이용하여 흡기 CAM의 위상을 변위 시켜 Valve Overlap을 조정하는 구조로 되어 있다.
CVVT엔진의 목적은 널리 알려진 데로 첫째, 엔진의 저,중속 토크저하를 개선하는 것이며, 둘째, 실용구간(저/중속 RPM 구간)에서의 연비 및 유해 배출가스를 저감 하는데 있다.
이러한 CVVT엔진은 부하에 따른 흡입공기량을 정확히 연산한 후 그에 대응하여 흡기밸브의 오버랩구간을 정밀하게 제어하여 엔진출력향상 및 연비개선의 효과를 기대하게 된다.
따라서, CVVT엔진에 있어서 흡입공기량의 연산은 매우 중요한 요소라 할 수 있다.
도 1 과 도 2 는 종래의 CVVT엔진에서 흡입공기량 연산을 위한 장치와 방법을 보인 도면으로서,
흡기매니폴드(1)상에 에어플로우센서(Air Flow)(2)가 설치되어 흡입공기량을 실시간으로 측정하고, 상기 에어플로우센서(2)에서 측정된 흡입공기량을 통해 ECU(3)가 대비 흡기밸브 오버랩 조정량을 산출하여 CVVT구동부(4)를 제어하여 흡기 밸브의 밸브타이밍을 가변시키도록 구성된다.
그러나, 종래기술은 흡기매니폴드상에 설치되어 있는 에어플로우센서의 감지정보에 의존하여 흡입공기량을 연산하는 것이기 때문에 밸브 오버랩 구간에서 모델링된 공기모델링 정보와 에어플로우센서에서 실측되는 측정공기량에 과도한 편차가 발생함에 따라 밸브 오버랩 제어가 정밀하게 이루어지지 못하는 문제점이 발생하고 있었고, 또한 고가의 에어플로우 센서를 적용함에 따라 전체적인 차량의 생산단가가 상승함은 물론 제품의 중량이 증가하게되는 문제점이 발생하고 있었다.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 흡기매니폴드 내에 설치된 MAP센서로부터 측정압력정보를 공급받고, 밸브오버랩에 의한 흡기매니폴드 내의 잔여가스량, 재흡입가스량, 흡기온도 및 가스온도를 고려한 보정압력을 측정압력정보로 부터 차감한 후 차감된 측정압력정보에 압력을 공기량으로 변환하는 팩터를 곱하여 밸브오버랩 구간에서의 흡입공기량을 연산 출력하도록 구성하므로서, 저가의 MAP센서를 이용함에 따라 전체적인 제품의 생산단가를 낮춰줄 수 있음은 물론 제품의 중량을 줄여줄 수 있고, 밸브 오버랩시의 흡입공기량을 정확히 연산함에 따라 밸브타이밍 가변엔진의 밸브 가변타이밍을 정확히 제어하여 연비를 개선시킬 있도록 한 밸브타이밍 가변엔진의 흡입공기량 연산방법을 제공함을 목적으로 한다.
상기 목적달성을 위한 본 발명은,
밸브타이밍 가변엔진의 흡입공기량 연산방법에 있어서,
흡기매니폴드 내에 설치된 MAP센서로부터 측정압력정보를 공급받고, 밸브오버랩에 의한 흡기매니폴드 내의 잔여가스량, 재흡입가스량, 흡기온도 및 가스온도를 고려한 보정압력을 측정압력정보로 부터 차감한 후 차감된 측정압력정보에 압력을 공기량으로 변환하는 팩터를 곱하여 밸브오버랩 구간에서의 흡입공기량을 연산하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면 도 3 내지 도 5 를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 설명에 있어서 종래와 동일한 구성요소에 대해서는 동일부호 표기하여 중복설명을 피하기로 한다.
본 발명에서는 도 3 에 도시된 바와같이 흡기매니폴드(1)상에 압력을 측정하는 MAP센서(Manifold Absoulutely Sensor)(10)를 설치하고, 상기 MAP센서(10)에서 측정되는 압력정보를 이용하여 흡입공기량을 연산한다.
그리고, CVVT엔진에서는 밸브 오버랩이 이루어지지 않을 경우 흡기매니폴드 내에서의 압력이 도 5 의 A 와 같이 선형적으로 증가하게되나, 배브 오버랩이 이루어지는 구간에서는 도 5 의 B 와 같이 비선형적으로 흡기매니폴드 내의 압력이 상승하게된다.
이에따라, 본 발명에서는 MAP센서(10)에서 측정된 측정압력정보로부터 밸브오버랩에 의한 흡기매니폴드 내의 잔여가스량, 재흡입가스량, 흡기온도 및 가스온 도를 고려한 보정압력을 차감하여 정확한 공기흡입량을 연산할 수 있도록 한다.
본 발명의 흡입공기량 연산방법을 설명하면 다음과 같다.
엔진 구동시 MAP센서(10)는 흡기매니폴드(1) 내의 압력을 측정하여 측정압력정보를 ECU(3)로 공급하고, ECU(3)는 밸브 오버랩에 의한 보정압력을 측정압력정보로부터 차감시키기 위하여 보정압력을 연산한다.
보정압력은 밸브 오버랩에 의해 이루어지는 흡기매니폴드 내의 잔여가스량, 재흡입가스량, 흡기온도 및 가스온도를 고려하여 연산하는데,
잔여가스량과 재흡입가스량을 합산하여 저장하고, 흡기온도와 가스온도 정보에 압력변환용 팩터(Factor)를 곱하여 흡기온도와 가스온도에 의한 온도보정량을 저장하며, 상기 저장된 잔여가스량과 재흡입가스량의 합산값과 온도보정량을 합산하여 보정압력을 연산한다.
그리고 ECU(3)는 상기 연산도니 보정압력을 MAP센서(10)에서 측정된 측정압력정보로부터 차감시키고, 보정압력이 차감된 측정압력정보에 압력을 공기량으로 변환하는 팩터(Factor)를 곱하여 최종적으로 흡입공기량을 연산하여 출력하는 것이다.
상기 출력된 흡입공기량 정보에 따라 ECU(3)는 밸브오버랩 량을 연산한 후 CVVT 구동부(4)를 제어함에 따라 흡기밸브의 오버랩구간이 정밀하게 제어되는 것이다.
상기 설명과 같은 본 발명은 흡입공기량 측정수단으로서 저가의 매센서(10)를 사용함에 따라 전체적인 차량의 생산단가를 낮춰줄 수 있음은 물론 중량을 줄여 줄 수 있고, 밸브타이밍 가변엔진에서의 밸브오버랩 구간 흡입공기량을 정확히 연산하여 배브오버랩 량 제어를 정밀하게 구현하여 엔진의 출력 및 연비를 향상시킬 수 있게된다.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 흡기매니폴드 내에 설치된 MAP센서로부터 측정압력정보를 공급받고, 밸브오버랩에 의한 흡기매니폴드 내의 잔여가스량, 재흡입가스량, 흡기온도 및 가스온도를 고려한 보정압력을 측정압력정보로 부터 차감한 후 차감된 측정압력정보에 압력을 공기량으로 변환하는 팩터를 곱하여 밸브오버랩 구간에서의 흡입공기량을 연산 출력하도록 구성하므로서, 저가의 MAP센서를 이용함에 따라 전체적인 제품의 생산단가를 낮춰줄 수 있음은 물론 제품의 중량을 줄여줄 수 있고, 밸브 오버랩시의 흡입공기량을 정확히 연산함에 따라 밸브타이밍 가변엔진의 밸브 가변타이밍을 정확히 제어하여 연비를 개선시킬 있도록 한 밸브타이밍 가변엔진의 흡입공기량 연산방법을 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (4)

  1. 밸브타이밍 가변엔진의 흡입공기량 연산방법에 있어서,
    흡기매니폴드 내의 압력을 측정하고, 그 측정된 측정압력정보로 부터 밸브 오버랩에 의한 보정인자를 차감한 후 보정인자가 차감된 측정압력정보에 압력을 공기량으로 변환하는 팩터를 곱하여 밸브오버랩 구간에서의 흡입공기량을 연산하는 것을 특징으로 하는 밸브타이밍 가변엔진의 흡입공기량 연산방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    흡기매니폴드 내의 압력 측정은 흡기매니폴드 내에 MAP센서를 설치하여 측정하는 것을 특징으로 하는 밸브타이밍 가변엔진의 흡입공기량 연산방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 보정인자는 밸브오버랩에 의한 흡기매니폴드 내의 잔여가스량, 재흡입가스량, 흡기온도 및 가스온도를 고려한 보정압력인 것을 특징으로 하는 밸브타이밍 가변엔진의 흡입공기량 연산방법.
  4. 밸브타이밍 가변엔진의 흡입공기량 연산방법에 있어서,
    흡기매니폴드 내에 설치된 MAP센서로부터 측정압력정보를 공급받고, 밸브오버랩에 의한 흡기매니폴드 내의 잔여가스량, 재흡입가스량, 흡기온도 및 가스온도를 고려한 보정압력을 측정압력정보로 부터 차감한 후 차감된 측정압력정보에 압력을 공기량으로 변환하는 팩터를 곱하여 밸브오버랩 구간에서의 흡입공기량을 연산하는 것을 특징으로 하는 밸브타이밍 가변엔진의 흡입공기량 연산방법.
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