KR100482061B1 - 엔진의 저 소음형 오일 컨트롤 밸브 구조 - Google Patents

Abstract

OCV 피스톤에 압입된 이동로드가 순간적으로 스톱퍼와 충돌 할 때, 영구자석의 반발력이 최대로 작용되어 이동 로드와 스톱퍼간의 충돌시 발생하는 충격음을 최소화시킬 목적으로;

VVT의 진각 챔버 또는 지각 챔버로 오일을 공급하는 OCV에 있어서,

상기 OCV 내에 구비된 피스톤이 스톱퍼와 충돌될 때 최대의 반발력이 작용할 수 있는 반발력 수단을 구비하여 구성되어 있어서, OCV 피스톤에 압입된 이동로드가 순간적으로 스톱퍼와 충돌 할 때, 영구자석의 반발력이 최대로 작용되어 이동 로드와 스톱퍼간의 충돌시 발생하는 충격음을 최소화시킬 수 있고, 피스톤 복귀시 스프링 복원력에 의해 발생하는 스프링 공진현상을 감쇄 시킬 수 있다.

Description

엔진의 저 소음형 오일 컨트롤 밸브 구조{Oil Control Valve structure for noise less of engine}

본 발명은 엔진의 가변 밸브 (CVVT : continuous variable valve timing, 이하 CVVT로 칭함) 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진 아이들 상태 또는 이그니션 스위치 온 상태에서 오일 컨트롤 밸브(OCV : Oil Control Valve, 이하 OCV로 칭함) 내 이물질 제거를 위하여 OCV 클리닝 모드가 실행될 때 OCV가 순간적으로 스톱퍼(Stopper)와 충돌할 때 발생되는 소음을 저감하기 위한 엔진의 저 소음형 오일 컨트롤 밸브 구조에 관한 것이다.

종래에 사용되고 있는 CVVT 장치의 일 예로서, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 엔진 가변 밸브 장치는 엔진의 크랭크샤프트(10)로부터 타이밍벨트(12)로 회전력을 전달받는 흡/배기 캠샤프트(14)를 타이밍벨트로부터 전달되는 회전각에 대하여 진각되거나 지각되도록 조절하도록 되어 있다.

즉, 실질적으로 캠샤프트(14)를 진각/지각시키는 액츄에이터의 역할을 하는 베인 타입 가변 밸브 타이밍(VVT : Variable Valve Timing,16)(이하, VVT로 칭함)을 제어하는 VVT 제어유닛(17)에서는 엔진의 크랭크샤프트의 회전수를 크랭크각센서(18)로부터 입력받고, 엔진의 온도를 온도센서(미도시)로부터 입력받아 감지되는 엔진 부하에 따라 도 2에 도시되어 있는 오일 컨트롤 밸브(20)를 제어하여 상기 VVT(16)를 제어하고, 캠각센서(22)로부터 실질적인 캠각의 상태를 파악하여 피이드백 함으로써, 캠샤프트(14)를 타이밍벨트(12)에 의해 제공되는 회전각보다 진각 또는 지각시키게 되는 것이다.

여기서, 상기 VVT(16)가 상기 오일 컨트롤 밸브(20)에 의해 제어되는 것을 도 2를 통해 보다 상세히 살펴보면, 도시된 바와 같이 VVT(16)는 캠샤프트와 직결된 로터(16-1)와 타이밍벨트(12)가 연결된 케이스부(16-2)로 나뉘어져 있어서, 상기 OCV(20)를 통해서 공급되는 엔진오일이 진각챔버(16-3)에 공급되는 상태가 되면 상기 로터(16-1)와 케이스부(16-2)의 사이에 위상차이가 생겨 캠샤프트(14)의 회동에 의해 엔진 밸브의 타이밍이 바뀌게 되어 있다.

물론, 상기 OCV(20)를 통해 공급되는 오일이 지각챔버(16-4)에 유입되는 상태가 되면 상기 로터(16-1)와 케이스부(16-2)의 사이에서는 상기와는 반대방향으로 위상차이가 생겨서 밸브의 타이밍이 늦추어지게 되는 것이다.

상기한 바와 같이 구성되어 작동되는 CVVT 장치는 상기 VVT(16)의 지각챔버(16-4) 또는 진각챔버(16-3)로 공급되는 작동유로서 엔진오일을 사용하고 있는 바, 때에 따라 엔진 내부의 이물질로 인해 OCV(20) 작동이 원활하게 되지 않을 수 있고(엔진 최 진각시에 시동불량 및 아이들 상태 불량 발생), 이것을 방지하기 위해서 강제적으로 아주 짧은 시간(50 ~ 100ms)에 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 OCV 피스톤(21)을 최진각 및 최지각 상태로 작동시키고, 이것을 일정시간(5 ~ 10분)동안 반복 수행시킨다. 이 때 OCV(20)에 접착되어 있는 이물질들이 잘게 부수어져 배출되게 된다.

그러나, 상기와 같이 엔진 아이들 상태 또는 이그니션 스위치 온 상태에서 OCV(20)내 이물질 제거를 위하여 OCV 클리닝 모드가 실행되면 도 3에 도시되어 있는 OCV(20)의 피스톤(21)이 최진각 작동하고, 이 때 이동 로드(21-1)가 진각을 제어하는 스톱퍼(22)와 충돌하여 충격소음이 발생하는 문제점이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 OCV 제어 프로그램 상에서 OCV 피스톤 작동을 스트로크 제어를 통해서 Trial Error 방법으로 소음 발생 및 OCV가 정상적으로 작동하는 최적점을 찾아가는 방법을 적용하였다.

하지만, 상기한 종래의 방법은 많은 시간이 소요되고 시스템 특성상 시간지연 및 온도 특성(OCV 마그네틱 코일 특성은 온도에 따라 저항값이 변하기 때문) 등을 보상해 주어야 하므로 문제점을 보안하는데 한계가 있는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, OCV 피스톤의 이동로드가 순간적으로 스톱퍼와 충돌 할 때, 영구자석의 반발력이 최대로 작용되어 이동 로드와 스톱퍼간의 충돌시 발생하는 충격음을 최소화시킬 수 있는 엔진의 저 소음형 오일 컨트롤 밸브 구조를 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

VVT의 진각 챔버 또는 지각 챔버로 오일을 공급하는 OCV에 있어서,

상기 OCV 내에 구비된 피스톤이 스톱퍼와 충돌될 때 최대의 반발력이 작용할 수 있는 반발력 수단을 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기에서 반발력 수단은 스톱퍼 내측과 피스톤 종단에 구비된 이동로드에 각각 동일 극성을 갖도록 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 적용되는 OCV 형상의 개선된 부분을 도시한 것으로, 도 2에 도시되어 있는 VVT(16)의 진각 챔버 또는 지각 챔버로 오일을 공급하는 OCV(20)에 있어서, 상기 OCV(20) 내에 구비된 피스톤(21)이 스톱퍼(22)와 충돌될 때 최대의 반발력이 작용할 수 있도록, 상기 피스톤(21)의 종단에 압입된 이동로드(100)에 원통형의 제1 영구자석(102)이 삽입 구비되어 있다.

또한, OCV 피스톤의 이동로드(100)가 순간적으로 스톱퍼(22)와 충돌 할 때 최대의 반발력이 작용할 수 있도록 상기 OCV 하우징(20-1)에 내접된 스톱퍼 내측 공간에 제1 영구자석(102)과 동일 극성을 갖는 제2 영구자석(104)이 삽입 구성되어 있다.

상기한 구성에 의해 엔진의 저 소음형 오일 컨트롤 밸브의 동작상태를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 아울러 종래 기술의 설명에 사용된 것과 동일한 부품의 명칭 및 부호는 동일한 것을 사용하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 적용되는 OCV 형상 개선 부분도로써, OCV(20) 내에 구비된 피스톤(21)이 스톱퍼(22)와 충돌될 때 최대의 반발력이 작용할 수 있도록, 상기 피스톤(21)의 종단에 압입된 이동로드(100)에 원통형의 제1 영구자석(102)을 삽입 구비하였고, 또한, OCV 하우징(20-1)에 내접된 스톱퍼(22) 내측 공간에 제1 영구자석(102)과 동일 극성을 갖는 제2 영구자석(104)을 삽입 구비하였다.

따라서, 종래에 차량 엔진 내부의 이물질로 인해 OCV(20) 작동이 원활하게 되지 않을 수 있는 문제를 해결하기 위해 엔진 아이들 상태 또는 이그니션 스위치 온 상태에서 OCV(20)내 이물질 제거를 위하여 설정된 제어 프로그램에 의해 OCV 클리닝 모드가 실행된다.

상기에서 OCV 클리닝 모드는 종래에 설명한 바와 같이 설정된 제어 프로그램에 의해 강제적으로 아주 짧은 시간(50 ~ 100ms)에 OCV 피스톤(21)을 최진각 및 최지각 상태로 작동시키고, 이것을 일정시간(5 ~ 10분)동안 반복 수행시킨다. 이 때 OCV(20)에 접착되어 있는 이물질들이 잘게 부수어져 배출하게 되는 것이다.

상기와 같은 OCV 클리닝 모드가 실행되어 피스톤(21)에 압입된 이동로드(100)가 리턴 스프링(24)의 힘을 이기고 스톱퍼(22)와 충돌하게 될 때, 상기 이동로드(100)에 삽입된 원통형의 제1 영구자석(102)과 스톱퍼(22) 내측에 구비된 제2 영구자석(104)이 동일 극성을 갖게됨에 따라, 상기 제1 및 제2 영구자석에 의한 반발력 작용이 최대가 되어 이동로드(100)와 스톱퍼(22)간의 충돌이 최소화되어진다.

또한 피스톤(21) 복귀시 리턴 스프링(24)의 복원력에 의해 발생하는 스프링 공진현상을 감쇄 시켜 피스톤(22)이 마그네틱 코아축(미도시)에 밀착되도록 하는 작용력을 발생하여 이음 저감에 효과를 더하여 준다.

이로써, OCV가 순간적으로 스톱퍼와 충돌할 때, 제1 및 제2 영구자석의 반발력 작용이 최대가 되어 충돌시 발생하는 충격음이 최소화되고, 피스톤 복귀시 리턴 스프링 복원력에 의해 발생하는 스프링 공진현상을 감쇄 시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 OCV 피스톤의 이동로드와 스톱퍼 내측에 각각의 동일 극성을 갖는 영구자석을 구비함으로써, OCV 피스톤에 압입된 이동로드가 순간적으로 스톱퍼와 충돌 할 때, 영구자석의 반발력이 최대로 작용되어 이동 로드와 스톱퍼간의 충돌시 발생하는 충격음을 최소화시킬 수 있고, 또한, 피스톤 복귀시 스프링 복원력에 의해 발생하는 스프링 복원력에 의해 발생하는 스프링 공진현상을 감쇄 시킬 수 있다.

도 1은 종래의 CVVT 장치의 작동 설명도이고,

도 2는 종래의 베인 타입 밸브 타이밍(VVT)의 작동 설명도,

도 3은 종래의 OCV 형상 상세도,

도 4는 본 발명에 적용되는 OCV 형상의 개선 부분도 이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

20 : Oil Control Valve 20-1 : OCV 하우징 21 : 피스톤

22 : 스톱퍼 24 : 리턴 스프링 100 : 이동로드

102 : 제1 영구자석 104 : 제2 영구자석

Claims (4)

1. 오일 컨트롤 밸브(OCV) 구조에 있어서,

   상기 오일 컨트롤 밸브 내 구비된 피스톤이 스톱퍼와 충돌될 때 최대의 반발력이 작용할 수 있도록 하기 위해, 상기 스톱퍼 내측과 피스톤 종단에 구비된 이동로드에 각각 동일 극성을 갖는 영구자석의 반발력 수단을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 저 소음형 오일 컨트롤 밸브 구조.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 이동로드는 피스톤에 압입 형성되어 있는 것을 포함하는 엔진의 저 소음형 오일 컨트롤 밸브 구조.
4. 제 1항에 있어서, 이동로드에 삽입된 반발력 수단은 원통형 영구자석인 것을 더 포함하는 엔진의 저 소음형 오일 컨트롤 밸브 구조.