가변밸브타이밍(VVT)기술 특허출원 ‘쑥’

특허청 동향 분석, 2002년 3건→2007년 61건 ‘최고기록’…84%가 현대자동차 등 국내 업체

[아시아경제 왕성상 기자] 밸브의 열림-닫힘시기를 엔진회전수에 따라 바꾸는 가변밸브타이밍(VVT, Variable Valve Timing)기술 관련특허출원이 크게 늘고 있다. 또 국내 자동차업계가 전체의 84%를 출원하고 있고 외국인은 대부분 일본자동차회사들인 것으로 나타났다.

16일 특허청에 따르면 최근 10년간 VVL 관련특허출원 건수는 300여건으로 집계됐다.

특히 2002년에 3건이었던 출원수가 해마다 꾸준히 늘어 2007년에 61건으로 최고기록을 세웠다. 그 뒤엔 해마다 30~40건의 VVL 관련특허출원이 이뤄지고 있다.

출원인별로는 전체출원의 84%가 내국인, 나머지 16%가 외국인이었다. 국내에선 현대자동차, 기아자동차, 모토닉 등 완성차회사나 자동차부품업체들 출원이 많았다. 외국인출원인 중에선 미쯔비시, 토요타, 닛산 등 일본자동차회사들이 많이 출원했다.

VVL장치는 밸브 열림량을 조절하는 방식에 따라 기계식, 전자식, 유압식으로 나뉜다. 이 중 시판차량에 많이 적용되고 있는 유압식 VVL특허출원이 가장 많은 것으로 분석됐다.

기술분야별론 VVL장치의 제어에 관한 발명이 전체출원의 36%로 으뜸을 차지했다. 이는 최신 자동차기술이 대부분 전자제어방식을 이용하는 흐름임을 알 수 있게 한다.

권영호 특허청 원동기계심사과장은 “최근 유가가 크게 뛰어 고효율저연비자동차에 대한 소비자들 관심이 높아지고 있고 유해배기가스배출 규제가 강화되고 있어 가까운 시기엔 VVL 기술이 대부분의 차에 적용될 것”으로 내다봤다.

권 과장은 “VVL기술에 대한 자동차업계의 연구개발도 강화될 것”이라며 “따라서 여러 방식의 VVL기술에 관한 특허출원이 꾸준히 이어질 것”이라고 말했다.

☞VVT기술이란?
Variable Valve Timing의 영문 머리글을 딴 것으로 자동차의 ‘가변밸브타이밍’기술을 일컫는다. 자동차엔진 원리는 사람의 심장과 비유된다. 우리가 빠르게 뛸 때 심장 박동수가 올라가고 더 많은 공기를 들여 마셔야하는 것처럼 자동차도 고속으로 달릴수록 엔진회전수가 빨라지고 엔진으로 공급되는 공기량도 많아져야 한다.

이를 위해 실린더마다 흡배기밸브수를 2개에서 4개로 늘리는 DOHC(Double Over Head Cam) 기술이나 밸브의 열림-닫힘시기를 엔진회전수에 따라 바꾸는 가변밸브타이밍기술은 일반화됐다.

최근엔 사람이 걸을 때와 달릴 때 호흡이 다른 것처럼 엔진회전수에 따라 밸브가 열리는 정도를 달리해 고속과 저속에서 동시에 고출력과 저연비를 가능하게 하는 가변밸브리프트(VVL) 기술이 나와 계속 발전하고 있다. 밸브리프트란 엔진의 흡배기밸브가 열리는 정도를 말한다.

기존엔진에선 차량의 저속과 고속운행 때 밸브의 열림 정도가 같은 상태에서 가속페달만으로 공기량이 조절되므로 공기량의 정밀한 제어가 쉽지 않았다. 그러나 VVL기술은 엔진속도나 출력에 따라 밸브리프트를 최적으로 바꿔 공기량을 제어, 연료의 불필요한 손실을 막고 유해 배기물질배출을 줄이는 첨단기술이다.

포르쉐(바리오캠 기술), BMW(밸브트로닉스 기술), 혼다(i-VTEC 기술), 토요타(VVTL-i 기술), 닛산(CVTC 기술) 등의 외국 유명자동차업체에서 VVL기술을 접목한 차가 잇달아 선보이고 있다. 국내에선 현대자동차의 2012년형 쏘나타에 연속 가변밸브리프트(CVVL)기술이 첫 적용됐다.

왕성상 기자 wss4044@