KR101610137B1 - CDA device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실린더 헤드의 크기나 중량에 나쁜 영향을 주지 않는 콤팩트한 구조로 엔진 연비를 악화시키지 아니하고 엔진의 운전 조건에 적합하게 실린더를 선택적으로 작동 제어할 수 있는 CDA 장치에의 적용을 위한 캠 구동장치를 제공하는 데 있다. 이를 위해 본 발명의 CDA 장치에의 적용을 위한 캠 구동장치는 실린더 헤드 측에 회전 작동하도록 마련되는 캠축과; 상기 캠축에 밸브의 개폐를 위해 장착하되 캠축과 함께 회전하거나 또는 캠축이 슬립 회전을 허용토록 분리된 형태로 장착되는 캠과; 상기 캠축 내에 엔진의 윤활을 위해 순환하는 오일이 공급될 수 있게 원통형의 빈 공간으로 형성되는 오일 챔버와; 엔진의 구동력이 감소되는 조건인 차량의 감속이나 저속 및 아이들 구동 시 상기 오일 챔버에 오일압이 작용하는 조건하에서는 상기 작용하는 오일압력에 의해 캠축 방향으로 이동하여 상기 캠의 캠축에의 결속 상태를 해제하며, 상기 오일 챔버에 오일압이 작용하지 아니할 때에는 상기 캠을 캠축에 결속되도록 작동하는 캠 잠금 및 잠금 해제기구와; 상기 오일 챔버에 작용하는 오일압에 대항하여 상기 캠 잠금 및 잠금 해제기구를 항시 상기 캠이 캠축에 결속하도록 하는 방향으로 힘을 가하는 탄성 수단;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a cam drive for application to a CDA apparatus capable of selectively controlling operation of a cylinder in accordance with an operation condition of an engine without deteriorating the fuel consumption of the engine with a compact structure that does not adversely affect the size or weight of the cylinder head Device. To this end, the cam drive device for application to the CDA device of the present invention comprises a camshaft provided to be rotatable on the cylinder head side; A cam mounted on the camshaft for opening and closing a valve, the cam being rotatable together with the camshaft, or the camshaft being mounted separately so as to permit slip rotation; An oil chamber formed in the camshaft as a cylindrical hollow space so that circulating oil can be supplied for lubricating the engine; Under the condition that the vehicle decelerates or low speed, which is a condition in which the driving force of the engine is reduced, and the oil pressure acts on the oil chamber during the idle driving, the oil moves in the camshaft direction by the oil pressure acting on the camshaft, And a cam locking and unlocking mechanism that operates the cam to be engaged with the camshaft when oil pressure does not act on the oil chamber; And an elastic means for urging the cam in the direction in which the cam lock and unlock mechanism always engage the cam against the camshaft against the oil pressure acting on the oil chamber.

Description

ＣＤＡ 장치{CDA device} CDA device {CDA device}

본 발명은 차량의 엔진에 적용되어 연비 향상을 제공하는 실린더 디엑티베이션(Cylinder DeActivation ; 이하, 간단히 "CDA"라 함) 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 CDA 장치로 사용할 수 있는 캠 구동장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cylinder deactivation (hereinafter simply referred to as "CDA") apparatus which is applied to an engine of a vehicle to provide fuel economy improvement, and more particularly to a cam drive apparatus .

최근 자동차 기술에 있어서, 자동차의 동력원으로 사용되는 유가의 급등에 따라 연비를 개선하고 엔진 출력을 향상시키기 위해 여러 가지 기술들이 개발되고 있다. 예를 들면, 엔진의 회전 영역에 따라 변화하는 공기 흡입 저항에 맞춰 흡기 다기관의 길이나 단면적을 변경하는 가변 흡기 시스템(Variable Induction System: VIS), 엔진의 회전 영역에 따라 밸브의 개폐 시기 및 개폐량을 조절하는 가변 밸브 타이밍(Vairable Valve Timing : VVT), 밸브의 리프팅 높이를 조절하는 가변 밸브 리프트(Variable Valve Lift :VVL) 및 연료 효율성 개선을 목적으로 주행여건에 따라 엔진 실린더 중 일부를 비작동/완전 작동으로 전환되도록 하는 실린더 디엑티베이션(Cylinder DeActivation : CDA) 등이 있다.BACKGROUND ART [0002] In recent automobile technology, various technologies are being developed in order to improve fuel efficiency and improve engine output in response to a surge in oil price used as a power source of an automobile. For example, a variable intake system (VIS) that changes the length or cross-sectional area of an intake manifold in accordance with an air intake resistance that varies according to a rotation range of the engine, a valve opening / A variable valve lift (VVL) for adjusting the lifting height of the valve, and a non-operating / non-operating part of the engine cylinder for the purpose of improving fuel efficiency, And cylinder deactivation (CDA) for switching to full operation.

이 중, 가변 밸브 리프트(이하, 간단히 "VVL"이라 함) 기술은 고속 영역에서 밸브를 하이(high) 리프트로 작동시키고, 저속 또는 정속 영역에서는 밸브를 로우(low) 리프트로 작동시켜 연료의 소모를 줄여주는 역할을 한다.Among them, a variable valve lift (hereinafter simply referred to as "VVL") technique operates a valve at a high lift in a high-speed region and operates a valve at a low lift in a low- .

일반적으로, 고출력에서는 유량이 많아 밸브 리프트 양을 크게 하는 것이 바람직하지만, 저출력 또는 정속 영역에서는 유량이 작으므로 고출력에서와 같은 밸브의 하이 리프트 양으로서는 유속의 저하를 가져오므로, 밸브 리프트 양을 작게 하여 유속을 빠르게 함으로써, 연소실 내의 혼합기 유동을 활발하게 한다. 이와 같은 VVL에 의해 연소 안정성을 높일 수 있다.Generally, it is preferable to increase the amount of valve lift due to a large amount of flow at a high output. However, since the flow rate is low at a low output or constant speed region, the flow rate is decreased at a high lift amount of the valve at a high output. Thereby increasing the flow of the mixture in the combustion chamber. The combustion stability can be enhanced by such VVL.

상기 VVL과 함께 실린더 디엑티베이션(이하, 간단히 "CDA"라 함)은 저속 영역에서 실린더 중 일부를 기동 정지시켜 연비를 개선하도록 하는 장치로서, 엔진에 적용되는 CDA장치는 요구 동력이 낮은 아이들 조건이나 저부하의 조건에서 일부 연소실의 작동을 중지시켜 연료 소모가 최소화되도록 하는 것이다.The cylinder deactivation (hereinafter simply referred to as "CDA") together with the VVL is an apparatus for starting and stopping a part of cylinders in a low speed region to improve fuel economy. The CDA apparatus applied to the engine is an idle condition Or at low load conditions, to halt the operation of some of the combustion chambers to minimize fuel consumption.

예를 들면 V8 엔진이 탑재된 차량의 경우 주행상태에서 제동이나 낮은 아이들 조건, 혹은 저부하의 조건에서는 모든 연소실을 작동시켜 동력을 발생시킬 이유가 없으므로, 각 뱅크에서 2개 연소실의 작동은 정지(휴지)시키고 나머지 2개씩(총 4개)의 연소실을 통해서만 동력을 발생시키도록 함으로써 차량 주행 상황에 맞추어 불필요한 동력의 과잉 생산에 따른 연료 소모를 막아 연비의 향상을 도모하는 것이 바로 CDA장치이다.For example, in a vehicle equipped with a V8 engine, there is no reason to generate power by operating all the combustion chambers under braking, low idling conditions, or low load conditions in a running state, so that the operation of two combustion chambers in each bank is stopped And the remaining two combustion chambers (four in total) are used to generate power, thereby improving the fuel efficiency by preventing fuel consumption due to unnecessary power production in accordance with the driving situation of the vehicle.

한편, V6 엔진의 경우라면 CDA장치가 한쪽 뱅크의 3개 연소실을 모두 정지(휴지)시키고, 나머지 다른 한쪽 뱅크의 연소실을 통해 동력을 발생시키는 식으로 엔진의 가동을 제어하게 되는 것이다.On the other hand, in the case of the V6 engine, the CDA apparatus controls the operation of the engine in such a manner that all of the three combustion chambers of one bank are stopped (idle) and power is generated through the combustion chamber of the other bank.

상기한 기술에 의해 CDA 제어가 실행되면 정지(휴지)된 연소실에 연료 분사가 이루어지지 않아 연료 소비량이 줄어들고, 정지되어 있는 실린더에서는 마찰에 의한 동력손실이 발생하지 않으므로 상당한 수준의 연비 이득을 얻을 수 있게 된다.When the CDA control is executed by the above-described technique, the fuel consumption is reduced because the fuel is not injected into the stopped (stopped) combustion chamber, and the power loss due to the friction is not generated in the stopped cylinder. .

상기한 CDA 기술을 적용하기 위한 방법으로는 여러 가지가 있는 데, 캠축에 베이스 써클만 있는 캠이 축가되는 방식이나 또는 직동식에서 태핏을 이용하는 방법 등이 주로 CDA 시스템에서 많이 사용하고 있다.There are various methods for applying the above-described CDA technique, such as a method in which a cam having only a base circle is axially mounted on a camshaft, or a method using a tappet in a direct-drive type is mainly used in a CDA system.

도 9에 종래 CDA 시스템으로 많이 사용되고 있는 작동 캠과 태핏 사이의 간극을 조정하여 일반적으로 적용되고 있는 VVL 및 CDA를 구현하기 위한 캠 및 밸브의 구조를 단면으로 간략하게 도시하였다. 도 9(a)는 하이 리프트 구동시를 나타내고 있고, 도 9(b)는 로우 리프트 구동시를 나타내고 있다.FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a cam and a valve for realizing the VVL and CDA which are generally applied by adjusting the clearance between the operation cam and the tappet, which are widely used in the conventional CDA system. Fig. 9 (a) shows the time of high-lift driving, and Fig. 9 (b) shows the time of low-lift driving.

먼저, 도 9를 참조하여, 일반적으로 사용되는 캠 및 밸브의 구조에 대해서 설명하면 다음과 같다.First, referring to FIG. 9, the structures of cams and valves generally used will be described as follows.

도 9에 도시된 바와 같이 한 쌍의 하이 캠(114)이 구비되고, 이 한 쌍의 하이 캠(114) 사이에 로우 캠(112)이 구비되며, 이 한 쌍의 캠(114) 및 로우 캠(112)을 동축으로 회전 구동시키는 캠 샤프트(110)가 구비된다.9, a pair of high cams 114 are provided, a low cam 112 is provided between the pair of high cams 114, and the pair of cams 114 and the low- And a cam shaft 110 for coaxially rotating the camshaft 112.

상기와 같이 구성된 캠(112, 114) 및 캠 샤프트(110)의 아래쪽에는 실린드 헤드(도시 생략)가 구비되고, 이 실린더 헤드 내에서 하부가 개방된 통 형상의 태핏 하우징(120)이 상기 한 쌍의 하이 캠(114)의 아래쪽에 구비된다. 이 태핏 하우징(120)의 상부에는 고정 수단(127)이 구비되고, 상기 로우 캠(114)을 구동시키기 위한 로우 캠 바디(122)가 수용된다. 또 상기 로우 캠 바디(122)를 상기 태핏 하우징(120) 상부로 돌출하여 상기 로우 캠(112)에 닿도록 하기 위해 구멍(126)이 형성된다. 상기 로우 캠 바디(122)는 태핏 하우징(120) 상부에 구비된 고정 수단(127)에 의해 고정 및 고정 해제가 이루어진다. 또한, 상기 태핏 하우징(120) 내부에는 리턴 스프링(123)이 구비되고, 이 리턴 스프링(123)의 하단부는 리테이너(125)에 닿아 있다.A cylinder head (not shown) is provided below the cams 112 and 114 and the camshaft 110 constructed as described above, and a cylindrical tappet housing 120 having a bottom opened in the cylinder head And is provided below the pair of high cams 114. Fig. An upper portion of the tappet housing 120 is provided with fixing means 127 and a lower cam body 122 for driving the lower cam 114 is accommodated. Further, a hole 126 is formed to protrude from the lower cam body 122 to the upper portion of the tappet housing 120 so as to contact the lower cam 112. The lower cam body 122 is fixed and unlocked by fixing means 127 provided on the upper part of the tappet housing 120. A return spring 123 is provided inside the tappet housing 120 and the lower end of the return spring 123 contacts the retainer 125.

상기와 같이 구성된 것에서 상기 리테이너(125)의 하면에는 상기 로우 캠 바디(122)와 일직선상으로 밸브 로드(135)가 구비되고, 이 밸브 로드(135)의 도중에 밸브 스프링 받이(134)가 구비되며, 이 밸브 스프링 받이(134)의 하면에는 밸브 스프링(133)이 구비된다. 또, 이 밸브 로드(135)의 하단부는 밸브 헤드(130)가 구비된다.A valve rod 135 is provided on the lower surface of the retainer 125 in a straight line with the lower cam body 122. A valve spring receiver 134 is provided on the way of the valve rod 135 And a valve spring 133 is provided on the lower surface of the valve spring receiver 134. A valve head 130 is provided at the lower end of the valve rod 135.

이와 같이 형성된 일반적인 VVL 및 CDA 구현을 위한 캠 및 캠 샤프트 구조에서는, 상기 캡 샤프트의 회전 구동에 의해 편심 회전하는 하이 캠 또는 로우 캠의 캠 돌출부로부터 힘을 받아 밸브를 구동하기 위해 도 9에 도시된 바와 같이 태핏이 구비된다.In order to drive the valve by the force from the cam protruding portion of the high cam or the low cam which eccentrically rotates due to the rotational driving of the cap shaft in the cam and cam shaft structure for realizing the general VVL and CDA thus formed, As shown in Fig.

그러나 상기한 태핏은 캠 샤프트와 밸브 사이에 기재되어 캠 샤프트의 구동을 밸브로 전달하는 기능을 하는 것으로서, 일반적인 스탠다드형 태핏에 비해 복잡한 구성의 추가로 도 9에 도시된 바와 같이 태핏의 높이가 높아지게 되고, 이로 인해 실린더 헤드의 두께도 비례해서 커지게 되므로 엔진의 무게를 증가시킬 뿐만 아니라, 엔진의 높이도 커져 버려, 엔진의 컴팩트한 설계에 방해 요소가 된다는 문제점이 있었다. 또한, 태핏의 무게 증가에 의해 엔진의 무게도 증가되어, 연비 향상에 악영향을 끼치게 되며, 태핏의 관성 질량이 늘어나 엔진에 가해지는 마찰력도 증가된다는 문제점도 있었다.
However, the tappet described above is described between the camshaft and the valve and functions to transmit the drive of the camshaft to the valve. In addition to the complicated configuration as compared with the standard type tappet, the height of the tappet is increased As a result, the thickness of the cylinder head also increases proportionally, which not only increases the weight of the engine but also increases the height of the engine, which is an obstacle to the compact design of the engine. In addition, the weight of the tappet is increased by the increase of the weight of the tappet, which adversely affects the improvement of the fuel economy, and the inertial mass of the tappet is increased and the frictional force applied to the engine is also increased.

이에 본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안한 것으로서 그의 목적으로 하는 것은 실린더 헤드의 크기나 중량에 나쁜 영향을 주지 않는 콤팩트한 구조로 엔진 연비를 악화시키지 아니하고 엔진의 운전 조건에 적합하게 실린더를 선택적으로 작동 제어할 수 있는 CDA 장치를 제공하는 데 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a compact structure that does not adversely affect the size or weight of a cylinder head, And to provide a CDA device capable of operation control.

싱기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 CDA 장치는 실린더 헤드 측에 회전 작동하도록 마련되는 캠축과; 상기 캠축에 밸브의 개폐를 위해 장착하되 캠축과 함께 회전하거나 또는 캠축이 슬립 회전을 허용토록 분리된 형태로 장착되는 캠과; 상기 캠축 내에 엔진의 윤활을 위해 순환하는 오일이 공급될 수 있게 원통형의 빈 공간으로 형성되는 오일 챔버와; 엔진의 구동력이 감소되는 조건인 차량의 감속이나 저속 및 아이들 구동 시 상기 오일 챔버에 오일압이 작용하는 조건하에서는 상기 작용하는 오일압력에 의해 캠축 방향으로 이동하여 상기 캠의 캠축에의 결속 상태를 해제하며, 상기 오일 챔버에 오일압이 작용하지 아니할 때에는 상기 캠을 캠축에 결속되도록 작동하는 캠 잠금 및 잠금 해제기구를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The CDA apparatus of the present invention for achieving the object of the present invention comprises: a camshaft provided to be rotatable on the cylinder head side; A cam mounted on the camshaft for opening and closing a valve, the cam being rotatable together with the camshaft, or the camshaft being mounted separately so as to permit slip rotation; An oil chamber formed in the camshaft as a cylindrical hollow space so that circulating oil can be supplied for lubricating the engine; Under the condition that the vehicle decelerates or low speed, which is a condition in which the driving force of the engine is reduced, and the oil pressure acts on the oil chamber during the idle driving, the oil moves in the camshaft direction by the oil pressure acting on the camshaft, And a cam lock and an unlock mechanism for operating the cam to be engaged with the camshaft when oil pressure does not act on the oil chamber.

또 상기 오일 챔버에 작용하는 오일압에 대항하여 상기 캠 잠금 및 잠금 해제기구를 항시 상기 캠이 캠축에 결속하도록 하는 방향으로 힘을 가하는 탄성 수단을 포함하고 있다.And elastic means for urging the cam in the direction in which the cam lock and unlock mechanism always engage the cam against the camshaft against the oil pressure acting on the oil chamber.

그리고 본 발명의 실시예에 의하면 상기 캠 잠금 및 잠금 해제기구는 상기 오일 챔버의 원통형 공간을 따라 캠축 방향으로 이동할 수 있게 장착되는 피스톤부와, 그 피스톤부의 일단으로부터 수직으로 연장하여 상기 캠축의 외부로 돌출하는 잠금핀부재로 구성되며, 상기 캠축에는 상기 잠금핀부재의 축방향 이동을 가이드하는 슬릿홈이 형성되어 있다.According to an embodiment of the present invention, the cam locking and unlocking mechanism includes a piston portion that is mounted so as to be movable in the camshaft direction along the cylindrical space of the oil chamber, and a piston portion vertically extending from one end of the piston portion, And a slit groove for guiding the axial movement of the lock pin member is formed in the camshaft.

또 본 발명의 하나의 실시예에 의하면 상기 캠의 일측 면에는 상기 잠금핀부재를 수용하여 캠축에 결속하기 위한 잠금핀 수용홈이 형성되어 있다.According to one embodiment of the present invention, a lock pin receiving groove for receiving the lock pin member and engaging with the cam shaft is formed on one side of the cam.

그리고 본 발명에 의하면 상기 캠의 양 측면으로 캠축상에는 캠의 축방향 이동을 방지하는 트러스트 링이 장착되어 있으며, 상기 일측의 트러스트 링은 일단이 개방되어 상기 잠금핀부재의 출입을 허용하도록 구성되어 있다.According to the present invention, a thrust ring for preventing the axial movement of the cam is mounted on both sides of the cam on the camshaft, and the one of the thrust rings is configured to open and close the lock pin member have.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면 상기 탄성수단은 압축스프링인 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the resilient means is a compression spring.

또 상기 캠축의 후단에는 플랜지 볼트가 체결되며, 상기 압축스프링은 상기 플랜지 볼트에 의해 지지되는 것을 특징으로 한다.Further, a flange bolt is fastened to the rear end of the camshaft, and the compression spring is supported by the flange bolt.

또 상기 압축스프링은 스프링 캡을 개재하여 상기 플랜지 볼트에 의해 지지되는 것이 바람직하다.Preferably, the compression spring is supported by the flange bolt via a spring cap.

그리고 상기 오일 챔버는 실린더 헤드 내측의 오일 유로를 통해 오일을 공급받도록 구성되어 있다.
The oil chamber is configured to receive oil supplied through the oil passage on the inner side of the cylinder head.

이와 같은 본 발명에 의하면 캠축과 캠이 분리되어 있고 잠금핀부재가 캠과 캠축을 연결 또는 분리할 수 있게 구성되어, 엔진 구동력 감소 조건 하에 오일압이 작용시에는 잠금핀부재가 이동하여 캠과 캠축의 연결을 해제하여 캠이 회전 구동되지 않게 됨으로써 해당 기통의 밸브가 열리지 않아 연료 공급이 차단되어 연비를 개선하게 되는 것인 데, 본 발명은 캠축 내부에의 구조 변경 사항만을 가지므로 실린더 헤드 크기 및 중량 증가를 수반하지 않으며, 또 종래 태핏의 중량 증가 구조와 달리 캠축의 중량 증가는 엔진 연비의 악화를 거의 초래하지 아니하는 장점이 있다.
According to the present invention, the camshaft and the cam are separated from each other, and the lock pin member is configured to connect or disconnect the cam and the camshaft. When the oil pressure acts under the engine driving force reducing condition, Since the cam is not rotationally driven by releasing the connection of the shaft, the valve of the cylinder is not opened and the fuel supply is interrupted to improve the fuel economy. However, since the present invention has structural changes only inside the camshaft, The increase in weight of the camshaft does not cause deterioration of the fuel consumption of the engine, unlike the conventional tappet weight increase structure.

도1은 본 발명에 의한 CDA 장치의 구조를 나타낸 도면으로, CDA 작동 시 캠 잠금 및 잠금 해제기구가 이동하여 캠이 캠축으로부터 분리되어 결속이 해제된 상태를 보여주는 도면이다.
도2는 본 발명에 의한 CDA 장치의 외부 모습을 나타낸 사시도이다.
도3은 본 발명의 캠 잠금 및 잠금 해제기구를 나타낸 사시도이다.
도4는 본 발명의 캠의 형상을 나타낸 측면도이다.
도5는 본 발명의 캠의 형상을 나타낸 정단면도이다.
도6은 도1의 A-A 단면도이다.
도7은 본 발명에 의한 CDA 장치의 구조를 나타낸 도면으로, CDA 미작동 시 캠 잠금 및 잠금 해제기구가 이동하여 캠과 캠축을 결속시킨 상태를 보여주는 도면이다.
도8은 본 발명의 CDA 작동 시 및 미작동 시의 제어 흐름을 나타낸 플로우차트이다.
도9는 종래 기술이다.FIG. 1 is a view showing a structure of a CDA device according to the present invention, showing a state in which a cam lock and a lock release mechanism are moved during a CDA operation and the cam is separated from a camshaft and released from the camshaft.
2 is a perspective view showing an external appearance of a CDA apparatus according to the present invention.
3 is a perspective view showing the cam locking and unlocking mechanism of the present invention.
4 is a side view showing the shape of the cam of the present invention.
5 is a front sectional view showing the shape of the cam of the present invention.
6 is a sectional view taken along the line AA in Fig.
FIG. 7 is a view showing a structure of a CDA device according to the present invention, showing a state in which a cam lock and a lock release mechanism move when a CDA is not operated, thereby coupling a cam and a cam shaft.
Fig. 8 is a flowchart showing the control flow in the CDA operation and the non-operation of the present invention.
Figure 9 is a prior art.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 더 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.For a better understanding of the present invention, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention may be modified into various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described in detail below. The present embodiments are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention. Therefore, the shapes and the like of the elements in the drawings can be exaggeratedly expressed to emphasize a clearer description. It should be noted that in the drawings, the same members are denoted by the same reference numerals. Further, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may be unnecessarily obscured by the gist of the present invention are omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 CDA 장치를 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도1 및 도2에 도시한 본 발명의 CDA장치(10)는 실린더 헤드(11)에 장치되며, 캠(12)과 캠축(13)을 포함하고 있다. The CDA apparatus 10 of the present invention shown in Figs. 1 and 2 is mounted on a cylinder head 11, and includes a cam 12 and a camshaft 13.

상기 캠(12)은 엔진의 각 실린더(기통)의 흡배기 밸브를 개폐하도록 상기 캠축(13)에 일렬로 복수개가 장착된 것이나, 본 발명의 설명에 있어서 설명되는 캠(12)의 정의는 불필요한 동력의 소모를 방지하기 위하여 필요 시 구동을 일시적으로 정지시킬 수 있도록 설계된 실린더의 흡기밸브 작동용(즉, CDA 작동용)의 것을 의미하며, 따라서 도2의 부호 12a로 표시한 캠은 캠축(13)에 고정된 것이어서 CDA 작동과는 무관하게 항시 캠축(13)을 따라 회전 작동한다.A plurality of the cams 12 are arranged in a line on the camshaft 13 so as to open and close the intake and exhaust valves of the cylinders of the engine. However, the definition of the cams 12, which will be described in the description of the present invention, (That is, for CDA operation) of the cylinder designed to temporarily stop the drive when necessary, so that the cam indicated by reference numeral 12a in Fig. 2 is connected to the camshaft 13, So that it always rotates along the camshaft 13 irrespective of the CDA operation.

상기 캠(12)은 상기 캠축(13)에 고정 상태가 아닌 분리 상태로 장착되며, 이에 따라 전자제어 장치의 제어에 따라 캠(12)이 캠축(13)과 함께 회전하여 밸브를 개폐하거나 또는 실린더 작동 정지 신호 시 캠축(13)이 캠(12)과 분리되어 슬립 회전하게 되므로 이때 캠(12)은 회전이 정지되어 밸브를 작동시키지 못하게 되며, 캠축(13)만이 헛돌게 되어 있다.The cam 12 is mounted on the camshaft 13 in a state of being separated from the camshaft 13 so that the cam 12 rotates together with the camshaft 13 under the control of the electronic control unit to open and close the valve, The camshaft 13 is disengaged from the cam 12 to slip-rotate, so that the cam 12 stops rotating to stop the operation of the valve, and only the camshaft 13 is idle.

상기 캠축(13)에는 상기 실린더 헤드(11) 내측에 형성된 오일 유로(14)에 연통하는 오일 통로(15)를 통해 오일(이 오일은 엔진의 각 부품의 윤활과 냉각을 위해 공급하는 오일이다)을 공급받는 원통형의 빈 공간으로 형성되는 오일 챔버(16)가 마련되어 있으며, 이 오일 챔버(16)는 캠축(13)의 일단부, 즉 후단에서 축방향을 형성되는 구멍으로 구성된다.The oil is supplied to the camshaft 13 through the oil passage 15 communicating with the oil passage 14 formed inside the cylinder head 11 (this oil is the oil supplied for lubrication and cooling of the respective components of the engine) The oil chamber 16 is formed by an end portion of the camshaft 13, that is, a hole formed in the axial direction at the rear end.

상기 오일 챔버(16)에는 공급되는 오일압에 의해 축방향으로 이동이 허용되는 캠 잠금 및 잠금 해제기구(17)가 설치되어 있으며, 이 캠 잠금 및 잠금 해제기구(17)는 오일 챔버(16)에 기밀하게 끼워져 오일압을 받는 피스톤부(18)와, 그리고 그 피스톤부(18)의 일측에서 직각 방향으로 돌출 연장하는 잠금핀부재(19)로 구성되며(도3 참조), 상기 잠금핀부재(19)는 캠축(13)을 상측으로 관통하여 상부로 돌출하며, 이를 위해 상기 캠축(13)에는 도2에서 보여지고 있는 것과 같이 상기 잠금핀부재(19)의 축방향 이동을 허용하는 슬릿홈(20)이 일정 길이만큼 형성되어 있어 상기 잠금핀부재(19)가 상기 슬릿홈(20)의 길이 범위 내에서 축방향을 따라 이동이 허용되게 구성되어 있다.The oil chamber 16 is provided with a cam locking and unlocking mechanism 17 which is allowed to move in the axial direction by the oil pressure supplied to the oil chamber 16, And a lock pin member 19 protruding and extending in a direction perpendicular to the one side of the piston portion 18 (see FIG. 3), and the lock pin member 18 As shown in FIG. 2, the cam shaft 13 is provided with a slit groove (not shown) for allowing the lock pin member 19 to move in the axial direction, The lock pin member 19 is configured to be allowed to move along the axial direction within the length range of the slit grooves 20. [

상기 오일이 충진되는 공간에 대하여 잠금핀부재(19)를 사이에 둔 반대편 공간에는 오일압에 대항하는 수단으로서 탄성수단(21), 이 탄성수단으로는 오일압을 사용하는 것도 가능하나 예를 들면 실시예로 나타낸 것처럼 압축스프링(21)이 설치되어 있으며, 이 압축스프링(21)은 스프링 캡(22)을 개재하여 캠축(13)의 후단에 나사로 채결되는 플랜지 볼트(23)에 의해 지지되게 설치된다.In the space opposite to the space in which the oil is filled with the lock pin member 19 therebetween, it is possible to use the elastic means 21 as a means against the oil pressure, and the oil pressure as the elastic means. For example, A compression spring 21 is installed and supported by a flange bolt 23 screwed on a rear end of the camshaft 13 via a spring cap 22 do.

상기 캠(12)의 양면으로 캠축(13) 상에는 캠(12)의 축방향으로의 이동을 방지하여 정위치에 고정하기 위한 수단으로 트러스트 링(25)이 장착되어 있으며, 이 트러스트 링(25)의 일측, 즉 우측의 것(도시 기준)에는 마치 피스톤링의 합구부처럼 그의 상부로 상기 잠금핀부재(19)의 두께를 수용하는 폭을 가진 개방부(26)를 구비하고 있어, 상기 잠금핀부재(19)가 축방향으로 트러스트 링(25)을 지나 이동하는 것을 허용하며, 또 도4 및 도5에 도시한 캠(12)의 형상에서 확인되는 것과 같이, 상기 캠(12)의 일측면에는 상기 잠금핀부재(19)를 수용하는 잠금핀 수용홈(24)이 일정 폭 만큼 파여져 형성되어 있으며, 이로써 상기 잠금핀부재(19)가 상기 잠금핀 수용홈(24)내에 끼워져 있는 위치 상태에 있을 때에는 상기 캠(12)이 캠축(13)에 결합되어 캠축(13)과 함께 회전하게 됨으로써 도시하지 않은 흡기밸브를 개폐 작동하게 되며, 오일 챔버(16)에 오일압이 작용하게 될 때에는 상기 캠 잠금 및 잠금 해제기구(17)가 압축스프링(21)을 압축하면서 이동(도시 상태로는 우측으로 이동)하여 잠금핀부재(19)가 잠금핀 수용홈(24)으로부터 벗어나게 되며, 이 상태가 되면 캠(12)은 캠축(13)이 회전하더라도 결속이 해제되어 있어 헛돌게 되므로 밸브를 개방시킬 수 없게 되며, 따라서 해당 실린더(기통)는 연료 공급이 차단되어 연소가 일어나지 않게 된다.A thrust ring 25 is mounted on the camshaft 13 on both sides of the cam 12 as a means for preventing the cam 12 from moving in the axial direction and fixing the cam 12 in a fixed position, One of the sides of the lock pin 19 is provided with an opening 26 having a width that accommodates the thickness of the lock pin member 19 at an upper portion thereof, 4 and 5, as can be seen in the shape of the cam 12 shown in Figs. 4 and 5, allowing the member 19 to move axially past the thrust ring 25, A locking pin receiving groove 24 for receiving the locking pin member 19 is formed in a predetermined width so that the locking pin member 19 is inserted into the locking pin receiving groove 24 The cam 12 is engaged with the camshaft 13 and rotated together with the camshaft 13 When the oil pressure is applied to the oil chamber 16, the cam locking and unlocking mechanism 17 moves while compressing the compression spring 21 The lock pin member 19 is released from the lock pin receiving groove 24 and the cam 12 is released from the engagement even if the cam shaft 13 rotates, So that the cylinder (cylinder) is shut off from the fuel supply, so that the combustion does not occur.

이하 도8의 플로우차트를 통해 본 발명의 작동 과정을 설명한다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.

엔진이 구동되면(단계 가) 전자제어장치는 엔진이 요구하는 동력이 낮은 아이들 조건이나 저부하의 조건에서 일부 연소실의 작동을 중지시켜 연료 소모가 최소화되도록 하는 것이 필요한 순간인가를 판단하게 된다(단계 나).When the engine is driven (step A), the electronic control device determines whether it is necessary to stop the operation of some of the combustion chambers under the idling condition or the low load condition required by the engine so as to minimize fuel consumption I).

이러한 판단 정보는 속도 센서나 토크 센서, 브레이크 검출 센서등으로부터 검출되는 신호에 기초, 예를 들면 속도 센서로부터 저속 구동이나 아이들 구동 상태임이 검출되거나 또는 차량이 브레이크가 작동하여 감속 중에 있는가, 또는 내리막길 주행임이 단계 나에서 검출되는 경우 전자제어장치는 현재 엔진의 구동력이 통상보다 작아도 된다고 판단하여 도시하지 않은 밸브를 개방 작동하여 실린더 헤드(11)의 오일 유로(14)를 개방함으로써 오일 펌프에 의해 급송되는 고압의 오일을 오일 챔버(16)에 유입시켜(단계 다) 캠 잠금 및 잠금 해제기구(17)를 이동시켜 캠(12)과 캠축(13)의 결속을 해제, 즉 분리시키게 되는 것이다(단계 라). This determination information is based on a signal detected from a speed sensor, a torque sensor, a brake detection sensor, or the like, for example, whether the speed sensor detects low-speed driving or idling, or whether the vehicle is in deceleration due to the brake being operated, The electronic control unit determines that the driving force of the present engine may be smaller than usual and opens a valve (not shown) to open the oil passage 14 of the cylinder head 11, And releases the engagement of the cam 12 and the camshaft 13 by separating the cam 12 and the camshaft 13 from the oil chamber 16 by moving the cam locking and unlocking mechanism 17 la).

이와 같은 상태가 되면 CDA 장치가 작동되는 것으로서(단계 마), 캠(12)이 회전하지 아니하게 되어 혼합기를 연소실에 도입하는 밸브 역시 개방되지 않게 되어 해당 실린더는 작동을 하지 않고 쉬게 되어 나머지 정상적으로 작동되는 실린더 만으로 동력을 발생시켜 차량을 운행하게 되므로 연료가 그만큼 절약되는 것이다.In this state, the CDA device is operated (step E), the cam 12 is not rotated, and the valve for introducing the mixer into the combustion chamber is also not opened, so that the cylinder is rested without operation and the rest is normally operated And the fuel is saved as much as the vehicle is driven.

그런데 상기 단계 나에서 엔진이 정상 주행모드, 즉 적정 구동 토크가 요구되는 경우라면 전자제어장치는 오일 챔버(16)에 오일 공급을 차단하고 오일을 드레인시키도록 제어하며(단계 바), 이 상태에서는 압축스프링(21)에 의해 캠 잠금 및 잠금 해제기구(17)가 전진 이동하여 잠금핀부재(19)가 캠(12)을 캠축(13)에 고정시켜(단계 사), 캠(12)이 정상적으로 회전하면서 밸브를 개폐하게 되기 때문에 쉬게 되는 실린더는 없게 되며 따라서 CDA 장치는 미작동되는 것이다(단계 아).If the engine is in the normal running mode, that is, when the appropriate driving torque is required, the electronic control device controls the oil chamber 16 to stop the oil supply and drain the oil (step bar). In this state, The cam 12 and the lock pin member 19 are moved forward by the compression spring 21 to fix the cam 12 to the cam shaft 13 Since the valve is opened and closed while rotating, there is no resting cylinder, and thus the CDA device is not operated (step A).

이상에서 설명된 본 발명의 CDA 장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
The embodiments of the CDA apparatus of the present invention described above are merely illustrative and those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. There will be. Therefore, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims. It is also to be understood that the invention includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

10:CDA 장치 11:실린더 헤드
12:캠 13:캠축
14:오일 유로 15:오일 통로
16:오일 챔버 17:캠 잠금 및 잠금 해제기구
18:피스톤부 19:잠금핀부재
20:슬릿홈 21:압축스프링
22:스프링 캡 23:플랜지 볼트
24:잠금핀 수용홈 25:트러스트 링
26:개방부10: CDA device 11: cylinder head
12: cam 13: camshaft
14: Oil passage 15: Oil passage
16: Oil chamber 17: Cam locking and unlocking mechanism
18: piston part 19: lock pin member
20: Slit groove 21: Compression spring
22: spring cap 23: flange bolt
24: locking pin receiving groove 25:
26:

Claims (9)

실린더 헤드 측에 회전 작동하도록 마련되는 캠축과; 상기 캠축에 밸브의 개폐를 위해 장착하되 캠축과 함께 회전하거나 또는 캠축이 슬립 회전을 허용토록 분리된 형태로 장착되는 캠과; 상기 캠축 내에 엔진의 윤활을 위해 순환하는 오일이 공급될 수 있게 원통형의 빈 공간으로 형성되는 오일 챔버와; 엔진의 구동력이 감소되는 조건인 차량의 감속이나 저속 및 아이들 구동 시 상기 오일 챔버에 오일압이 작용하는 조건하에서는 상기 작용하는 오일압력에 의해 캠축 방향으로 이동하여 상기 캠의 캠축에의 결속 상태를 해제하며, 상기 오일 챔버에 오일압이 작용하지 아니할 때에는 상기 캠을 캠축에 결속되도록 작동하는 캠 잠금 및 잠금 해제기구를 포함하여 구성되며, 상기 캠 잠금 및 잠금 해제기구는 상기 오일 챔버의 원통형 공간을 따라 캠축 방향으로 이동할 수 있게 장착되는 피스톤부와, 그 피스톤부의 일단으로부터 수직으로 연장하여 상기 캠축의 외부로 돌출하는 잠금핀부재로 구성되며, 상기 캠축에는 상기 잠금핀부재의 축방향 이동을 가이드하는 슬릿홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 CDA 장치.A camshaft rotatably operated to the cylinder head side; A cam mounted on the camshaft for opening and closing a valve, the cam being rotatable together with the camshaft, or the camshaft being mounted separately so as to permit slip rotation; An oil chamber formed in the camshaft as a cylindrical hollow space so that circulating oil can be supplied for lubricating the engine; Under the condition that the vehicle decelerates or low speed, which is a condition in which the driving force of the engine is reduced, and the oil pressure acts on the oil chamber during the idle driving, the oil moves in the camshaft direction by the oil pressure acting on the camshaft, And a cam locking and unlocking mechanism for operating the cam to engage with the camshaft when the oil pressure does not act on the oil chamber, the cam locking and unlocking mechanism being arranged in the cylindrical space of the oil chamber And a lock pin member extending vertically from one end of the piston and protruding from the camshaft, wherein the cam shaft is provided with a slit for guiding axial movement of the lock pin member, And a groove is formed in the CDA. 제1항에 있어서, 상기 오일 챔버에 작용하는 오일압에 대항하여 상기 캠 잠금 및 잠금 해제기구를 항시 상기 캠이 캠축에 결속하도록 하는 방향으로 힘을 가하는 탄성수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 CDA 장치.2. The hydraulic control apparatus according to claim 1, characterized by comprising elastic means for urging the cam lock and unlock mechanism against the oil pressure acting on the oil chamber in a direction for always connecting the cam to the camshaft CDA device. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 캠의 일측 면에는 상기 잠금핀부재를 수용하여 캠축에 결속하기 위한 잠금핀 수용홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 CDA 장치.The CDA apparatus according to claim 1, wherein a lock pin receiving groove for receiving the lock pin member and engaging with the cam shaft is formed on one side of the cam. 제4항에 있어서, 상기 캠의 양 측면으로 캠축상에는 캠의 축방향 이동을 방지하는 트러스트 링이 장착되어 있으며, 상기 일측의 트러스트 링은 일단이 개방되어 상기 잠금핀부재의 출입을 허용하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 CDA 장치.The lock pin according to claim 4, wherein a thrust ring for preventing axial movement of the cam is mounted on both sides of the cam on the camshaft, the one of the thrust rings being open at one end to allow the lock pin member And the CDA device. 제2항에 있어서, 상기 탄성수단은 압축스프링인 것을 특징으로 하는 CDA 장치.3. The CDA apparatus according to claim 2, wherein the elastic means is a compression spring. 제6항에 있어서, 상기 캠축의 후단에는 플랜지 볼트가 체결되며, 상기 압축스프링은 상기 플랜지 볼트에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 CDA 장치.The CDA apparatus according to claim 6, wherein a flange bolt is fastened to a rear end of the camshaft, and the compression spring is supported by the flange bolt. 제7항에 있어서, 상기 압축스프링은 스프링 캡을 개재하여 상기 플랜지 볼트에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 CDA 장치.8. The CDA apparatus according to claim 7, wherein the compression spring is supported by the flange bolt via a spring cap. 제1항에 있어서, 상기 오일 챔버는 실린더 헤드 내측의 오일 유로를 통해 오일을 공급받도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 CDA 장치.


















The CDA apparatus according to claim 1, wherein the oil chamber is configured to receive oil supplied through an oil passage inside the cylinder head.


















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