(57)【要約】【課題】エンジントルクの増減が要請される時、迅速にエンジントルクを補償し、不要な燃費の損失を防止または最大限抑制できるエンジンの制御方法を提供する。【解決手段】吸気バルブの開閉を制御するＣＶＶＤ装置及びスロットルバルブの開閉を制御して燃焼室に流入する空気量を調節するＥＴＣ装置を有するエンジンの制御方法において、エンジントルクの増減が必要であるか否かを判別するステップ、エンジントルクの増減が必要であれば、ＣＶＶＤ装置を介して吸気バルブのデュレーションを変更させるステップ、及び吸気バルブのデュレーションが変更された状態でＥＴＣ装置を介して流入される空気量を調節するステップを含むことを特徴とする。ＥＴＣ装置のみ制御するか点火時期を調節する従来の方式に比べて、ＣＶＶＤ装置及びＥＴＣ装置を活用してより速い応答性でトルクを補償し、燃費の低下を防止できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブの開閉を制御するＣＶＶＤ装置及びスロットルバルブの開閉を制御して燃焼室に流入する空気量を調節するＥＴＣ装置を有するエンジンの制御方法において、
エンジントルクの増減が必要であるか否かを判別するステップ、
エンジントルクの増減が必要であれば、ＣＶＶＤ装置を介して吸気バルブのデュレーションを変更させるステップ、及び
吸気バルブのデュレーションが変更された状態でＥＴＣ装置を介して流入される空気量を調節するステップを含むことを特徴とするエンジンの制御方法。
【請求項２】
前記エンジントルクの増減が完了すれば、吸気バルブのデュレーションを初期化させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御方法。
【請求項３】
前記エンジントルクの増減が必要であるか否かを判別するステップは、
外部要因によってエンジントルクが低下してエンジントルクの増加が要求されるか否かを判別するステップ、及び
エンジンと連係した部品の要請によりエンジントルクの低減が要求されるか否かを判別するステップを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジンの制御方法。
【請求項４】
前記エンジントルクの増加が要求される場合には、吸気バルブ本来のクロージング時期よりクロージング時期が早くなるようにＣＶＶＤ装置がデュレーションを短縮させることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの制御方法。
【請求項５】
前記エンジントルクの増加が要求される場合には、電気負荷の発生有無または外部の外乱の検知有無により判別されることを特徴とする請求項４に記載のエンジンの制御方法。
【請求項６】
前記エンジントルクの低減が要求される場合には、吸気バルブ本来のクロージング時期よりクロージング時期が遅くなるようにＣＶＶＤ装置がデュレーションを増加させることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの制御方法。
【請求項７】
前記エンジントルクの低減が要求される場合には、エンジンの動力が伝達される動力系装置の電気的信号を受信して判別されることを特徴とする請求項６に記載のエンジンの制御方法。
【請求項８】
前記ＥＴＣ装置は、スロットルバルブを回転させるモータのＰＩＤ制御により空気量を調節することを特徴とする請求項３に記載のエンジンの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両エンジンの制御方法｛Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｆｏｒ  ｅｎｇｉｎｅ｝に係り、より詳しくは、吸気バルブの開閉を制御するＣＶＶＤ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｄｕｒａｔｉｏｎ）装置及びスロットルバルブの開閉を制御して燃焼室に流入される空気量を調節するＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｔｈｒｏｔｔｌｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）装置を活用して、エンジン及び車両の走行状況に応じより迅速で能動的にエンジンを制御して燃費を改善することができるエンジンの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関（ｉｎｔｅｒｎａｌ  ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ  ｅｎｇｉｎｅ）は、燃焼室（ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ  ｃｈａｍｂｅｒ）に燃料と空気を受け入れ、それを燃焼することによって動力を生成する。空気を吸入する時にはカムシャフトの駆動によって吸気バルブ（ｉｎｔａｋｅ  ｖａｌｖｅ）を作動させ、吸気バルブが開いている間に空気が燃焼室に吸入される。また、カムシャフトの駆動によって排気バルブ（ｅｘｈａｕｓｔ  ｖａｌｖｅ）を作動させ、排気バルブが開いている間に空気が燃焼室から排出される。しかし、最適の吸気バルブ／排気バルブの動作はエンジンの回転速度に応じて変わる。すなわち、エンジンの回転速度に応じて適切なバルブのオープニング／クロージングタイムが変わる。このように、エンジンの回転速度に応じて適切なバルブ動作を実現するために、バルブを駆動させるカムの形状を複数に設計するか、またはバルブがエンジン回転数に応じて異なるリフト（ｌｉｆｔ）により動作するように実現する連続可変バルブリフト（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｖａｒｉａｂｌｅ  ｖａｌｖｅ  ｌｉｆｔ；ＣＶＶＬ）装置が開発されている。また、バルブのオープニング時間を調節するものとしてＣＶＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｔｉｍｉｎｇ）技術が開発されており、これはバルブのデュレーションが固定された状態でバルブのオープニング／クロージング時点が同時に変更される技術である。
【０００３】
しかし、従来のＣＶＶＬまたはＣＶＶＴは構成が複雑で高価な問題があり、このような問題点を解消するための方案として韓国登録特許公報第１０−１３２６８１８号の「連続可変バルブデュレーション装置（以下、ＣＶＶＤ装置）」が開示された。すなわち、ＣＶＶＤ装置が搭載されたエンジンはエンジンの作動状態に応じて吸気バルブ及び／又は排気バルブのデュレーション（デュレーションとはバルブを開閉させるカムの角度を指し示したりバルブが開いた間の時間を指し示したりするが、本明細書ではバルブが開いた間の時間を意味する）を能動的に制御することができ、ＣＶＶＤ装置の構成及び原理は公知である。そして、最近に発売される大部分の車両用エンジンには、走行モード及び加速状態に応じてスロットルバルブの開閉量を電子的に制御する電子式スロットルコントロール装置（ＥＴＣ装置）が搭載され、燃焼室で要求される空気量の供給がエンジンの作動状態に応じて電子的に制御されている。
【０００４】
一方、車両の走行中、エンジンの制御装置は、エンジンのトルク量の増大が要求されるトルクリザーブ（例えば、傾斜路への進入またはエアコンの作動等の場合）が要請されるか、またはエンジンのトルク量の減少が要求されるトルクリダクション（例えば、トランスミッションの変速タイミングまたは下り坂への進入等の場合）が要請される場合がある。そして、従来はＥＴＣ装置を制御してエンジンのトルクを補償していた。しかし、ＥＴＣ装置の制御は空気流動量を調節するものであって、相対的に応答性が遅く、遅れた応答性だけ燃費の損失が発生するという問題があった。他の方法としては、トランスミッションや車体の電子安定制御装置（ＥＳＣ）等のような部品によって瞬間的にエンジントルク低減の要請がある場合、迅速にエンジントルク値を減少させるために燃焼室内で点火時期を変更してトルク量を減らす方法が使われた。しかし、点火時期が最適時期から変更されれば、エンジン効率が低下し、同じように燃費の損失が発生するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】韓国登録特許公報第１０−１３２６８１８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ＣＶＶＤ装置及びＥＴＣ装置を活用してエンジントルクの増減が要請される時、（従来のＥＴＣ装置を介した制御より）迅速にエンジントルクを補償し、不要な燃費の損失を防止または最大限抑制できるエンジンの制御方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるエンジンの制御方法は、吸気バルブの開閉を制御する（より詳しくはクロージング時点を制御する）ＣＶＶＤ装置及びスロットルバルブの開閉を制御して燃焼室に流入する空気量を調節するＥＴＣ装置を有するエンジンの制御方法において、エンジントルクの増減が必要であるか否かを判別するステップ、エンジントルクの増減が必要であれば、ＣＶＶＤ装置を介して吸気バルブのデュレーションを変更させるステップ（より詳しくは吸気バルブのクロージング時点を本来の値より早めるか遅らせるステップ）、及び吸気バルブのデュレーションが変更された状態で（デュレーションが変更されて燃焼室内部の体積が本来の大きさより小さくなったか大きくなった状態で）ＥＴＣ装置を介して流入する空気量を調節するステップを含むことを特徴とする。
【０００８】
前記エンジントルクの増減が完了すれば、ＣＶＶＤ装置が吸気バルブのデュレーションを初期化させるステップをさらに含むことを特徴とする。
【０００９】
前記エンジントルクの増減が必要であるか否かを判別するステップは、外部要因によってエンジントルクが低下してエンジントルクの増加が要求されるか否かを判別するステップ（トルクリザーブの要請があるか否かを判別するステップ）、及びエンジンと連係した部品の要請によりエンジントルクの低減が要求されるか否かを判別するステップ（トルクリダクションの要請があるか否かを判別するステップ）を含むことを特徴とする。
【００１０】
前記エンジントルクの増加が要求される場合には、吸気バルブ本来のクロージング時期よりクロージング時期が早くなるようにＣＶＶＤ装置がデュレーションを短縮させることを特徴とする。
また、前記エンジントルクの増加が要求される場合には、電気負荷の発生有無または外部の外乱の検知有無により判別されることを特徴とする。
【００１１】
前記エンジントルクの低減が要求される場合には、吸気バルブ本来のクロージング時期よりクロージング時期が遅くなるようにＣＶＶＤ装置がデュレーションを増加させることを特徴とする。
また、前記エンジントルクの低減が要求される場合には、エンジンの動力が伝達される動力系装置の電気的信号を受信して判別されることを特徴とする。
前記ＥＴＣ装置はスロットルバルブを回転させるモータのＰＩＤ制御により空気量を調節することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＥＴＣ装置のみ制御するか点火時期を調節する従来方式の代わりに、ＣＶＶＤ装置及びＥＴＣ装置を活用してより速い応答性でトルクを補償するので燃費の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】エンジンの燃焼室の断面を示す図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態によりエンジンを制御する方法をステップ別に示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明に係る好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
本発明は、トルク増減の要請に応じて迅速にトルクを補償して燃費向上を図るエンジンの制御方法に関するものであり、本発明に係るエンジンは、上記の通り、吸気バルブ２１の開閉時点を制御することができるＣＶＶＤ装置及び燃焼室２０に流入する最適の空気量を決定してスロットルバルブの開閉を電子的に制御するＥＴＣ装置を有する。そして、吸入、圧縮、爆発、排気の４行程が行われる間、ピストン１０は燃焼室２０内で上下に往復し、図１に示すように、ピストン１０と連結されたコネクティングロッド１１はクランクシャフト１２を回転させる。この時、吸入行程中には吸気バルブ２１が開放され、排気行程中には排気バルブ２２が開放されるが、圧縮と爆発行程中には吸気バルブ２１と排気バルブ２２は全て閉じられる。吸気バルブ２１と排気バルブ２２はクランクシャフト１２と連結されたカムシャフトの回転によって開閉が調節され、前記カムシャフトの近傍に設置されたＣＶＶＤ装置はモータ、ポジションセンサ、コントロールシャフト等を含んで構成されて吸気バルブ２１（及び排気バルブ）の開閉をさらに制御することができる。
【００１６】
本発明において、一般的な状態（すなわち、ＣＶＶＤ装置がデュレーションを初期化させた状態）では、コネクティングロッド１１が１番の位置に置かれた時に吸気バルブ２１を閉じるが、排気バルブ２２が閉じられた後に吸気バルブ２１が閉じられる前にＥＴＣ装置は燃焼室２０の体積に適した空気を供給するように構成される。
さらに、本発明において、ＣＶＶＤ装置は、吸気バルブ２１の開閉時点を制御することができるため、吸気バルブ２１のクロージングが初期化された状態（１番の位置に置かれた状態）より遅く（例えば、２番の位置に置かれた状態）または早く（例えば、３番の位置に置かれた状態）吸気バルブ２１を閉じることができる。
この時、コネクティングロッド１１が２番の位置に置かれた状態はピストン１０が（初期化された状態より）上昇した後の状態であるため、燃焼室２０の体積は１番の位置に置かれた状態の体積より小さく、その逆に、コネクティングロッド１１が３番の位置に置かれた状態はピストン１０が（初期化された状態より）上昇する前の状態であるため、燃焼室２０の体積は１番の位置に置かれた状態の体積より大きい。
【００１７】
したがって、コネクティングロッド１１が２番の位置に置かれた状態では燃焼室２０の体積が小さいので吸入可能な空気量が減少し、３番の位置に置かれた状態では燃焼室２０の体積が大きくなるので吸入可能な空気量が増加する。この時、本発明のＥＴＣ装置は、吸気バルブ２１が閉じられる前に燃焼室２０の体積に応じて適正な空気を供給するようにスロットルバルブを制御する（すなわち、吸気バルブが２番の位置で閉じられる時には１番の位置で閉じられる時より前記ＥＴＣ装置が相対的に少ない量の空気を供給することができ、３番の位置で閉じられる時には１番の位置で閉じられる時より相対的に多い量の空気を供給することができる）。
したがって、１番の位置で吸気バルブ２１が閉じられる場合に比べると、３番の位置で吸気バルブ２１が閉じられる場合には燃焼室２０に流入可能な空気量が増大するのでエンジンのトルクが瞬間的に増大し、２番の位置で吸気バルブ２１が閉じられる場合には燃焼室２０に流入可能な空気量が減少するのでエンジンのトルクが減少する。
したがって、本発明のエンジンは、ＣＶＶＤ装置とＥＴＣ装置の制御を通じて吸気バルブ２１のクロージング時点を調節して（デュレーションを制御して）迅速にエンジントルクを増減させることができる。
【００１８】
このように吸気バルブ２１のクロージング時点が調節できる本発明のエンジンは、下記に説明する制御方法を通じて燃費を低減させることができる。
本発明のエンジンの制御方法は、エンジントルクの増減が必要であるか否かを判別するステップ、エンジントルクの増減が必要であれば、ＣＶＶＤ装置を介して吸気バルブ２１のデュレーションを変更させるステップ、及び吸気バルブ２１のデュレーションが変更された状態でＥＴＣ装置を介して流入される空気量を調節するステップを含む。前述したように、本発明において、吸気バルブ２１のデュレーションを変更させることは、吸気バルブ２１のクロージング時点を本来のクロージング時点（すなわち、１番の位置で閉じられる時点）より早くするか遅くすることを意味する。したがって、デュレーションが変更された状態では、燃焼室２０内部の体積が本来の大きさより小さくなったか大きくなった状態になる。
【００１９】
図２を参照してより詳細に説明する。本発明の制御方法は、エンジンの始動がかかった状態で車体に取り付けられた電気装置及びセンサ等を介してエンジントルクの減少または増加が必要であるか否かを判別するステップから開始する。トルクの増減が必要ない場合には、ＣＶＶＤ装置は吸気バルブ２１の開閉に関与せず、１番の位置で吸気バルブ２１が閉じられる状態を維持する。
しかし、エンジントルクの減少が要請されるかまたはトルクの増加が要請される状態ではＣＶＶＤ装置とＥＴＣ装置がエンジンの作動に介入する。先ず、トルク減少の要請が入力されれば（トルクリダクションが要求されれば）、ＣＶＶＤ装置は、吸気バルブ２１のクロージング時点を遅らせてデュレーションを長くする（２番の位置で吸気バルブが閉じられるように制御する）。それにより、上記の通り、燃焼室２０の体積は減少するため、ＥＴＣ装置は相対的に少ない量の空気を供給してエンジンが生成するトルクは減少する。
【００２０】
その反面、トルク増加の要請が入力されれば（トルクリザーブが要求されれば）、ＣＶＶＤ装置は、吸気バルブ２１のクロージング時点を早めてデュレーションを短くする（３番の位置で吸気バルブが閉じられるように制御する）。それにより、上記の通り、燃焼室２０の体積は増加するため、ＥＴＣ装置は相対的に多い量の空気を供給してエンジンが生成するトルクは増加する。
この時、エンジントルクの増減が要請されるか否かは、継続してモニターしてフィードバックされ、増減が要請される時にはデュレーションが短くなった状態または長くなった状態が維持される。さらに、デュレーションが短くなった状態または長くなった状態が維持される間にも要求されるトルクの増減量に応じてデュレーションがさらに短くなったりさらに長くなったりするように微細調整も可能である。
そして、トルクの増減要請が終了すれば（エンジントルクの増減が完了すれば）、ＣＶＶＤ装置は（１番の位置で吸気バルブが閉じられるように）吸気バルブ２１のデュレーションを初期化させる。
【００２１】
一方、本発明において、トルクリザーブの要請があるか否かを判別するステップは、電気負荷または外乱によるトルク減少は勿論、エンジンと連結されたエアコンの作動または車両の急旋回、登り坂の走行等のような全ての状況を考慮して判別がなされ、トルクリダクションの要請があるか否かを判別するステップも、エンジンと結合されたトランスミッションのギア変速時の下り坂の走行等のような全ての状況を考慮して判別がなされる。
本発明において、ＥＴＣ装置はスロットルバルブを回転させるモータのＰＩＤ制御により空気量を調節するように構成され、ＣＶＶＤ装置がデュレーションを可変させたことと連動して供給される空気量を制御する。前記のような構成を有する本発明は、ＥＴＣ装置のみ制御するか点火時期を調節する従来の方式の代わりに、ＣＶＶＤ装置及びＥＴＣ装置を活用してより速い応答性でトルクを補償するので燃費の低下を防止することができる。
【００２２】
以上、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の属する技術分野を逸脱しない範囲での変更が含まれる。
【符号の説明】
【００２３】
１０・・・ピストン
１１・・・コネクティングロッド
１２・・・クランクシャフト
２０・・・燃焼室
２１・・・吸気バルブ
２２・・・排気バルブ
【図１】
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【図２】
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