KR20010031821A - 공전 밸브 작동기 시스템 - Google Patents

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KR20010031821A
KR20010031821A KR1020007004891A KR20007004891A KR20010031821A KR 20010031821 A KR20010031821 A KR 20010031821A KR 1020007004891 A KR1020007004891 A KR 1020007004891A KR 20007004891 A KR20007004891 A KR 20007004891A KR 20010031821 A KR20010031821 A KR 20010031821A
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KR1020007004891A
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조셉 엠. 보리
제임스 에프. 3세 이간
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디이젤 엔진 리타더스, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 내연기관용 공전 밸브 작동 시스템에 관한 것이다. 상기 작동 시스템은 엔진 밸브(140) 및 밸브 작동기(130)의 타이밍 및 동작을 탐지하는 동작 피이드백 시스템(100)을 포함한다. 작동중에 엔진의 상태에 대한 정보를 제공하므로서, 동작 피이드백 시스템(100)은 엔진 파손을 방지하거나 작동을 최적화할수 있도록 밸브 작동 시스템을 조정한다. 상기 동작 피이드백 시스템은 공동 레일 또는 공전 밸브 작동 시스템에 사용될수도 있다. 다른 실시예에서는, 밸브 작동 시스템은 어큐뮬레이터 피스톤(310)의 동작이 어큐뮬레이터 정지부(330) 또는 제어 밸브(200)에 의해 한정되는 어큐뮬레이터(300)를 포함한다. 상기 제한된 어큐뮬레이터(300)는 전기 오류의 경우에 불안전 작동을 제공하기 위해 밸브 작동시스템에서의 공전 량을 제어한다. 상기 밸브 작동 시스템은 엔진 포지티브 동력, 압축 해제 브레이킹, 및 작동의 배기가스 재순환 모드를 작동시킨다.

Description

공전 밸브 작동기 시스템 {LOST MOTION VALVE ACTUATION SYSTEM}
많은 내연기관에서 엔진 실린더 흡입 및 배기밸브는 엔진 내의 고정 프로필 캠(fixed profile cam), 보다 구체적으로는 각 캠과 일체로 구성될 수 있는 하나 또는 그 이상의 고정 로브(fixed lobes)에 의해 개방 및 폐쇄될 수 있다. 고정 프로필 캠을 사용하면, 예를 들어 엔진 속도와 같은 다양한 엔진 작동 조건, 그리고 밸브 개방 타이밍 및 리프트를 최적화하기 위한 엔진 밸브 리프트의 양 및/또는 타이밍을 조정하기가 어렵다.
고정 캠 프로필이 주어졌을 때, 밸브 타이밍 및 리프트를 조정하기 위한 방법의 하나로서, ″공전″ 장치를 밸브와 캠 사이에 밸브 트레이닝 링키지(valve training linkage)를 통합시키는 방법이 사용되어 왔다. ″공전″이란 가변길이의, 기계식, 유압식, 또는 다른 방식의 링키지 수단을 가지는 캠 프로필에 의해, 배척된(proscribed) 밸브 동작을 변화시키기 위한 기술적 해결에 사용되는 용어이다. 공전 시스템에서, 캠 로브는 전체 엔진 작동 영역에 대해 필요한 ″최대″(가장 오래 머물며 리프트가 가장 큰) 운동을 제공한다. 가변 길이 시스템은, 개방될 밸브 및 최대운동을 제공하는 캠의 중간에서 밸브 트레인 링키지에 포함되어, 캠에 의해 밸브에 전해지는 운동의 전부 또는 일부를 줄이거나 잃는다.
이 가변길이 시스템(또는 공전 시스템)은 완전히 신장되었을 때, 캠 동작을 밸브에 최소로 전달하거나 전혀 전달하지 않는다. 이러한 시스템의 예가 Hu에게 부여되어 본 출원의 출원인에게 양도되었고 본 출원의 참고문헌으로 제출된 미국특허 5,537,975호와 역시 Hu의 미국특허인 5,680,841호에 개시되어 있다.
미국특허 5,680,841호의 공전 시스템에서, 엔진 캠은 유체를 자신의 유압실로부터 슬레이브 피스톤의 유압실로 옮기는 마스터 피스톤을 작동시킬 수 있다. 이어서 슬레이브 피스톤은 엔진밸브에 작용하여 이를 개방한다. 공전 시스템은 솔레노이드 밸브일 수 있고 체크밸브는 마스터 피스톤 및 슬레이브 피스톤의 챔버를 포함하는 유압회로와 통한다. 솔레노이드 밸브는 회로 내에 유압 유체(hydraulic fluid)를 유지하기 위해 폐쇄상태로 유지된다. 솔레노이드 밸브가 폐쇄상태로 유지되는 한, 슬레이브 피스톤 및 엔진 밸브는 마스터 피스톤의 운동에 직접적으로 반응하며, 이는 이어서 캠의 운동에 대한 직접적인 반응으로 유압 유체를 이동시킨다. 솔레노이드가 임시로 개방될 때, 회로가 부분적으로 드레인(drain)되고, 마스터 피스톤에 의해 발생된 유압의 전부 또는 일부가 슬레이브 피스톤을 변위시키도록 가해지는 대신 회로에 흡수될 수 있다.
많은 전자 제어식 밸브 작동기 시스템에서는, 작동 중인 엔진의 상태를 확인하기 위해 밸브 작동기의 운동과 타이밍을 검사할 필요가 있다. 어떤 경우에 이벤트의 상(phase)이나 타이밍을 아는 것은 시스템을 제어하는데 사용될 수 있거나 시스템 작동 조건 또는 다른 요소의 변화를 보상할 수 있다. 다른 경우에 엔진의 손상을 방지하기 위하여, 밸브 운동이 없음을 검출함으로써, 영향받는 실린더에 대한 연료분사 또는 다른 밸브 운동이 컨트롤 시스템에 의해 차단되게 한다. 본 발명에서 출원인은 공통 레일 또는 공전 밸브 작동기 시스템에 사용될 수 있는 밸브 작동기의 운동을 검출하기 위한 시스템을 추가로 개시한다. 슬레이브 피스톤이 움직였는지 검출하기 위해 값싼 온/오프 위치센서가 사용되어, 회로가 작동 중임을 확인해준다. 슬레이브 피스톤이 일정 거리(센서가 그 상태를 바꾸는 거리) 움직이는 시간을 확인함으로써 컨트롤 모듈은 시스템 리드/래그(lead/lags) 대 필요시간을 보상할 수 있다.
공전 밸브 작동기 시스템을 설계하는데 있어서, 여러 다른 접근방법이 고려되어 왔다. 유체역학적 시스템은 부분적인 공전을 가능하게 하며, 기계적 밸브 작동기을 표준보다 약간 못 미치게 유지한다. 이들 설계는 약간 복잡하며, 압축 해제 리타딩(compression release retarding)하는 동안 복잡한 로딩 컨디션을 겪어야 한다. 순수한 유압 시스템을 채용하는 밸브 트레인 설계는 융통성이 있고 개념적으로 간단하여, 마스터 피스톤과 슬레이브 피스톤 사이의 유압 커넥션만을 필요로 한다. 예를 들어 Zurner 등에게 부여된 미국특허 4,278,233호에는 내연기관에서 가스 교환 밸브(gas change valves)를 작동시키기 위한 유압시스템이 개시되어 있다. 이러한 시스템은 종래의 기술로부터 크게 벗어난 것이기 때문에 보수적인 엔진 시장에 신속하게 받아들여질 것으로 보이지 않는다. 이들 시스템은 오일 압력, 유체 경로의 연속성 또는 전기부품 제어장치 등이 없으면 전혀 작동하지 않는다.
종전의 공전 시스템은 길이를 신속하게 바꾸기 위한 고속메커니즘을 사용하지 않는 것이 일반적이다. 따라서 종래 기술의 공전 시스템은 한 번의 캠 로브 운동 또는 심지어 엔진의 한 사이클 동안 한 번의 길이(one length) 이상을 취하도록 변화할 수 없다. 공전 시스템의 바꾸기 위해 고속메커니즘을 사용함으로써 밸브 작동기에 대해 보다 정밀한 제어가 이루어질 수 있으며, 따라서 넓은 범위의 엔진 작동 조건에 대해 최적의 밸브 작동기이 얻어질 수 있다.
출원인은 본 발명의 공전 시스템이 양 포지티브 동력과 압축 해제 리타딩 및 배기가스 재순환 밸브 이벤트를 위한 밸브 작동기이 요구되는 엔진에 특히 유용할 것으로 생각한다. 전형적으로 압축 해제 및 배기가스 재순환 이벤트는 포지티브 동력 관련 밸브 이벤트에 비해 밸브 리프트와의 관련이 적다. 그러나 압축 해제 및 배기가스 재순환 이벤트가 엔진에서 발생되려면 매우 높은 압력과 온도가 요구된다. 따라서 제어되지 않은 (공전 시스템의 고장으로 발생될 수 있는) 상태이면 압축 해제 및 배기가스 재순환은 고속에서 엔진의 압력 및 온도 손상을 일으킬 수 있다. 그러므로 출원인은 포지티브 동력, 압축 해제, 배기가스 재순환 이벤트를 제어할 수 있는 공전 시스템을 가지는 것이 유리할 수 있다고 생각하게 되었으며, 따라서 공전 시스템이 고장나도 포지티브 동력만을, 또는 낮은 레벨의 압축 해제 및 배기가스 재순환 이벤트를 제공하게 될 것이다.
리타딩 및 배기가스 재순환을 위해 사용되는 공전 시스템의 예가 Gobert에게 부여되어 Volvo AB에게 양도되었으며 본 출원에 참고문헌으로 제출된 미국특허 5,146,890호에 개시되어 있다. 이 Gobert의 특허에는 압축행정의 초기 그리고 선택적으로 흡입행정의 후기에 실린더를 배기 시스템과 통하게 함으로써 배기가스 재순환을 수행하는 방법이 개시되어 있다. Gobert는 리타딩 및 배기가스 재순환을 가능하게 그리고 가능하지 않게 하기 위하여 공전 시스템을 사용하나, 이러한 시스템은 엔진 사이클 내에서 변화할 수 없다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 가변 밸브 작동기의 이점 및 유압 밸브 트레인 설계의 융통성을 얻는 한편 시작 또는 고장 상태에서도 예측 가능한 작동모드를 유지하는 로스트 밸브 작동기을 채용하는 것이다. 본 발명에서는 완전한 유압 밸브 작동기 시스템과 전기 제어 유체역학적 밸브 작동기 양자에 대한 실시예가 개시된다.
결함 방지 수단을 통합시키면서, 완전 유압식 공전 밸브 작동기 시스템의 융통성 있는 이점을 얻기 위한 출원인의 방법은, 어큐뮬레이터가 작동유체의 완전한 마스터 피스톤 행정보다 작게 수용하도록 설계함으로써 잃어버릴 수 있는 운동의 양을 제한하는 것이다.
본 발명의 다른 실시예에서, 출원인은 결함 방지 특징을 가지는 유체역학 시스템을 채용하는 밸브 작동기 시스템을 개시한다. 엔진의 연료 흐름을 막고 엔진을 공기압축기로 작동시킴으로써, 롤링하는 차량을 운동에너지 브레이킹 하기 위해, 내연기관이 사용될 수 있음이 알려져 있다. 이 모드에서 롤링하는 차량의 운동에너지는 포텐셜 에너지(압축공기)로 변환되고, 이후 포텐셜 에너지는 압축공기를 차량의 배기 시스템을 통해 대기로 배출함으로써 고갈된다. 엔진브레이킹에 대해서는 참고문헌으로 제출된 Cummins의 미국특허 3,220,392에 자세히 나타나 있다.
엔진 압축 브레이킹의 효과는 일반적인 압축행정 초기에 실린더의 피스톤이 하사점 또는 그 부근에 있을 때, 배기가스를 각 실린더에 더욱 재순환시킴으로써 개선될 수 있다. 이 과정은 일반적으로 배기가스 재순환(Exhaust Gas Recirculation) 또는 ″EGR″이라 불린다. 압축 브레이킹 사이클에서 EGR을 포함함으로써, 주어진 엔진 실린더에 더 큰 부피의 공기가 도입된다. 결과적으로 엔진은 압축이 강할수록 공기 부피 밀도가 높아지고, 그 결과 더 많은 운동에너지가 포텐셜 에너지로 변환되어 엔진 리타데이션(retardation)이 더욱 커지게 된다.
EGR은 보통의 포지티브 동력 작동에도 사용될 수 있다. 포지티브 동력 작동을 하는 동안 EGR로부터 얻어지는 이점은 (1) 배기가스 중의 미연소물질을 소비함에 따른 연료효율 증가와 (2) 보다 청정한 배기가스의 방출이다. EGR 작동 모드의 상세한 내용은 본 발명의 출원인에게 양도되었으며 본 출원에 참고문헌으로 제출된 미국특허 5,787,859호에 기재되어 있다.
실린더 배기밸브는 포지티브 동력이 작동되는 동안보다 엔진 브레이킹 및 EGR이 작동되는 동안의 다른 시간에 개방된다. 엔진 브레이킹을 위해서는, 배기밸브는 실린더의 압축행정 완료시 상사점 또는 그 부근에서 개방된다. EGR 이벤트를 위해서는, 배기밸브는 압축행정의 시작 근처에서 상술한 하사점이나 그 부근에서 개방된다. 이 경우 포지티브 동력이 결합된 엔진의 종래 밸브 개방 시스템은 실린더의 배기밸브를 폐쇄된 상태로 유지한다. 결과적으로 종래의 배기밸브 개방을 보충하는 애드온(add on) 시스템이 내연기관에 적용되어 엔진 브레이킹 및 EGR 작동모드가 가능하도록 할 수 있다.
본 엔진 브레이킹 및 EGR 시스템은 각 실린더의 배기밸브를 개방하는데 필요한 시간을 이웃하는 실린더의 흡입 또는 배기밸브 개방 시스템으로부터 얻는다. 이웃 실린더의 메인 이벤트 밸브 개방 시스템의 기계적 운동은 기계적 또는 유체역학적 애드온 시스템에 의해, 선택된 실린더의 배기밸브로 전달된다. 이러한 방식으로 얻어지는 엔진 브레이킹 및 EGR 배기밸브 개방에는 분명히 단점이 있다. 예를 들어 EGR 및 브레이크 이벤트를 위한 최적의 시간에 배기밸브를 개방하지 못할 수도 있다. 또 애드온 시스템은 엔진의 무게 및 크기를 증가시킨다. 그 결과, EGR 및 브레이킹 이벤트를 위한 최적의 배기가스 타이밍, 개방타이밍, 그리고 리프트를 제공하는 시스템이 필요하게 된다. 각 실린더의 밸브(들)를 독립적으로 제어할 수 있는 시스템은 최적의 개방 프로필(시기, 시간, 리프트)을 제공하여 브레이킹 에너지의 증가 및 엔진 효율 향상으로 귀결된다.
밸브 작동기을 위한 출원인의 다른 시스템은 종래의 내연기관의 기계적인 밸브개방 시스템을 유체역학적인 시스템으로 대체하는데, 이 시스템에서는 엔진 브레이킹을 위해 보조 캠에 의해 작동되는 밸브 개방이 운전자가 주도하는 전기 제어에 의해 억지되거나 허용된다. 출원인의 본 발명은 일반적인 포지티브 동력 작동을 제공하며, 전기 제어가 실패했을 경우에도 페일 세이프 특징을 결합시킨다.
본 출원은 1997년 11월 4일 제출되었으며 ″불안전 유압식 공전 밸브 작동기 시스템(Fail-Safe, Fully Hydraulic Lost Motion Valve Actuation System)″로 명명된 가출원 60/064,206호, 1997년 11월 14일 제출되었으며 ″밸브 작동기의 동작 피이드백 시스템(Motion Feedback System for Valve Actuators)″으로 명명된 가출원 60/065,815호, 1997년 11월 17일 제출되었으며 ″내연기관의 브레이킹용 배기밸브 작동 시스템(Exhaust Valve Operating System for Internal Combustion Engine Braking)″으로 명명된 가출원 60/064,206호와 관련된 것이다.
본 발명은 내연기관용 엔진 밸브 작동기 시스템에 관한 것이다. 특히 본 발명은, 엔진밸브와 밸브 개방수단 사이의 ″공전(lost motion)″량에 대한 불안전(fail-safe) 유압 조절을 위해, 포지티브 동력(positive power) 엔진, 브레이킹, 배가가스 재순환 동안에 사용되는 시스템에 관한 것이다. 게다가 본 발명은 공통 레일(common rail) 또는 공전 밸브 작동기 시스템을 검출하기 위한 시스템과 관련된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동작 피이드백 시스템을 보유한 밸브 작동 시스템의 개략적 단면도이다.
도 2는 밸브 작동 작용과 연결된 센스 신호(sensing signal)를 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 대안적 실시예에 따른 밸브 작동 시스템의 개략적 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2의 대안적 실시예에 따른 밸브 작동 시스템의 개략적 단면도이다.
따라서, 본 발명은, 혁신적이고 경제적인 밸브 작동 시스템을 보유하는 내연기관을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 밸브 동작 검지기(valve motion detector)를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 작동기 타이밍의 피이드백을 제공하는 시스템을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 작동기 동작의 피이드백을 제공하는 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 실패한 밸브 작용(failed valve events)을 검지할 수 있는 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 실제적인 한계 내에 있는, 완전 유압적 밸브 작동을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 불안전(fail-safe) 작동 조건을 가진 완전 유압적 밸브 작동 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 신축성있는 시스템 디자인을 갖는 완전 유압적 밸브 작동 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 제한된 공전 용량(lost motion capability)을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 제한된 어큐뮬레이터 동작을 갖는, 완전 유압적 밸브 작동 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 제어가능한 EGR 및 키네틱 브레이킹 모드(kinetic braking mode)의 내연기관을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 내연기관의 키네틱 브레이킹 시스템의 최적의 작동과정을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 독립적으로 제어되는 밸브를 보유한 내연기관을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 엔진 밸브 타이밍의 최적 제어를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 엔진 밸브 리프트(lift)의 최적 제어를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 배기 밸브의 개방 지속시간의 최적 제어를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 포지티브 동력(positive power) 엔진 작동과정이 전기적 고장(electrical failure)에 의해 심각하게 손상되지 않는, 패일-세이프 모드를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은, 하기의 상세한 설명에서 일부 밝혀질 것이고, 일부는 본 발명의 실시 및/또는 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백할 것이다.
앞서와 같은 시도들에 대하여, 본 출원인들은 내연기관 내의 엔진 밸브 작동을 위한 혁신적이고 경제적인 시스템을 개발하였다. 본 발명은, 엔진 밸브의 동작및 타이밍을 검지하기 위한 동작 피이드백 시스템에 관련된 것이다. 또한, 본 발명은, 밸브 작동기 시스템 내에서 공전의 양을 제어하는 제한된 어큐뮬레이터를 보유한 시스템에 관련된 것으로서, 전기적인 고장의 경우 패일-세이프 작동을 제공한다.
본 발명은, 선택적으로 개방할 수 있는 적어도 하나의 엔진 실린더 밸브를 보유한 내연기관용 밸브 작동 시스템에 관한 것이다. 상기 밸브 작동 시스템은, 적어도 하나의 엔진 밸브를 구동하기 위한 액츄에이팅 수단과, 상기 액츄에이팅 수단에 의해 적어도 하나의 엔진 밸브의 구동에 반응하는 하나 이상의 엔진 밸브의 브레이킹 및 배기 동작을 검지하기 위한 검지 수단과, 그리고 상기 검지 수단에 반응하여 액츄에이팅 수단을 제어하기 위한 제어 수단을 포함할 수 있다.
본 발명의 밸브 작동 시스템은, 하나 이상의 엔진 밸브를 선택적으로 작동시키기 위해 작용력의 공급원(force source)으로부터의 작용력을 부여하는 수단과, 하나 이상의 엔진 밸브의 위치를 가변적으로 제어하기 위한 상기 힘 제공 수단(force imparting means)에 연결된 유체 시스템과, 상기 유체 시스템에 연결된 어큐뮬레이터(accumulator)와, 상기 유체 시스템에 연결된 제어 밸브와, 상기 유체 시스템을 통하여 상기 힘 제공 수단에 의해 가해진 작용력에 반응하여 하나 이상의 엔진 밸브를 작동하기 위한 수단과, 그리고 상기 작동 수단에 의한 하나 이상의 엔진 밸브의 작동에 반응하여 하나 이상의 엔진 밸브의 브레이킹 및 배기 동작을 탐지하기 위한 동작 피이드백 시스템을 더 포함할 수 있다.
상기 작동기 수단은, 브레이킹 하우징 내의 슬레이브 피스톤 보어 내에 슬라이딩 가능하게 배치된 슬레이브 피스톤을 포함할 수 있는데, 상기 슬레이브 피스톤은 이에 연결된 밸브 작동기와 유체 시스템에 연결되고, 상기 밸브 작동기는 슬레이브 피스톤의 이동에 따라 하나 이상의 엔진 밸브와 소통된다.
상기 동작 피이드백 시스템은, 밸브 작동기의 동작을 검지할 수 있는 하나 이상의 위치 센서와, 그리고 하나 이상의 위치 센서에 전기적으로 접속되는 제어 모듈을 포함할 수 있다. 상기 제어 모듈은, 하나 이상의 위치 센서에 의해 검지되는 동작에 반응하여 제어 밸브의 작용을 제어하기 위해, 상기 제어 밸브에 전기적으로 접속될 수 있다. 상기 위치 센서는, 스위칭 포인트을 지나는 밸브 작동기의 동작을 검지하는 것에 반응하여 위치 출력 신호를 생성한다. 본 발명에 의한 밸브 작동 시스템의 스위칭 포인트는 조절 가능하다.
본 발명은, 또한, 하나 이상의 엔진 밸브를 선택적으로 작동하기 위해 작용력의 공급원으로부터 힘을 제공하는 수단과, 상기 힘 제공 수단으로부터의 작용력이 하나 이상의 밸브로 전달되어 그 밸브를 작동시키도록 하기 위하여, 하나 이상의 밸브를 상기 힘 제공 수단에 연결하는 유체 시스템과, 하나 이상의 밸브의 작용를 변화시키기 위해 상기 유체 시스템 내의 유체를 선택적으로 흡수하기 위한, 상기 유체 시스템에 연결되고 그 내부에 축적된 유체의 양을 제한하기 위한 수단을 갖는 어큐뮬레이터와, 상기 유체 시스템에 연결된 제어 밸브와, 그리고 상기 유체 시스템을 통하여 상기 힘 제공 수단에 의해 가해진 작용력에 반응하여 하나 이상의 엔진 밸브를 작동시키는 수단을 포함할 수 있는 밸브 작동 시스템에 관한 것이다. 상기 어큐뮬레이터는 어큐뮬레이터 피스톤을 더 포함할 수 있다. 상기 어큐뮬레이터 제한 수단은 상기 어큐뮬레이터 피스톤의 최대 행정(stroke)을 제한한다. 상기 힘 제공 수단은 캠으로부터의 동작을 전달하기 위한 마스터 피스톤을 포함할 수 있고, 상기 어큐뮬레이터 제한 수단은 상기 어큐뮬레이터의 최대 행정을 최대 마스터 피스톤 상승보다 작은 범위까지 제한할 수 있다.
다른 실시예에서, 본 발명은, 엔진의 포지티브 동력 작동 도중, 힘 제공 수단에 의해 이동된 유체의 전체 부피를 상기 어큐뮬레이터가 흡수하는 것을 제한하는 대안적인 수단을 포함하는 밸브 작동 시스템에 관한 것이다. 어큐뮬레이터 제한 수단은 유체 시스템에 의해 상기 어큐뮬레이터에 연결되는 제어 밸브를 포함한다. 이 실시예에서, 상기 밸브는 제어 밸브가 폐쇄될 때 어큐뮬레이터 내의 어큐뮬레이터 피스톤의 이동을 제한한다. 또한, 상기 어큐뮬레이터는 소정의 작동 조건 도중 마스터 피스톤에 의해 이동된 유체 전체의 부피를 흡수할 수 있다.
상기한 일반적 기술과 하기의 상세한 설명은 예시적이고 설명적일 뿐이라는 것과, 청구된 바와 같은 본 발명을 제한하지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 참고를 위해 첨부된, 본 명세서의 일부를 구성하는 도면이, 상세한 설명과 더불어, 본 발명의 특정한 실시예를 예시하고 본 발명의 원리를 설명하는데 도움을 준다.
본 발명은, 이하에서, 유사한 구성요소가 유사한 도면부호에 의해 지시되는 하기의 도면을 참조하여 기술된다.
이하, 첨부된 도면에 예시되어 있는 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 내연기관용 동작 피이드백 시스템을 보유한 밸브 작동 시스템(10)의 일실시예가 도 1에 도시되어 있다. 밸브 작동 시스템(10)에 힘 제공 시스템(400)이 제공된다. 힘 제공 시스템(400)은, 브레이크 하우징(501) 내에 제공된 유체 시스템(500)에 연결된다. 유체 시스템(500)은 제어 밸브(200), 어큐뮬레이터(300) 및 슬레이브 피스톤(110)에 연결된다. 슬레이브 피스톤(110)은 하나 이상의 배기 밸브(140)와 소통되는 밸브 작동기(130)에 연결된다. 바람직한 실시예에서, 밸브 작동 시스템(10)에는 동작 피이드백 시스템(100)이 또한 제공된다. 동작 피이드백 시스템(100)은 밸브 작동 제어 어셈블리(600), 슬레이브 피스톤(110) 및 밸브 작동기(130)를 포함한다. 밸브 작동 제어 어셈블리(600)는 제어 밸브(200)에 전기적으로 연결된다.
힘 제공 시스템(400)은 롤러 종동자(420)와 소통되는 캠(410)을 포함한다. 롤러 종동자(420)는 푸시-튜브(push-tube)(430)에 연결된다. 푸시-튜브(430)는 마스터 피스톤(440)에 연결된다.
여기에 구현된 바와 같이, 유체 시스템(500)은, 제1 유체 통로(510), 제2 유체 통로(530), 제3 유체 통로(550) 및 제4 유체 통로(560)를 포함하는 브레이크 시스템(501) 내에 도관을 포함한다. 제1 유체 통로(510)는 제1 체크 밸브(check valve)(520)를 포함한다. 제2 유체 통로는 제2 체크 밸브(540)를 포함한다. 어큐뮬레이터(300)는 제4 유체 통로(560)에 의해 유체 시스템(500)에 연결된다. 제어 밸브(200)는 제1 유체 통로(510) 및 제2 유체 통로(530)에 의해 유체 시스템(500)에 연결된다. 제어 밸브(200)는 제1 유체 통로(510)에 연결된 제1 포트(210)와 제2 유체 통로(530)에 연결된 제2 포트(220)를 더 포함한다.
도 1을 참조하면, 시스템(10)은 슬레이브 피스톤(110), 슬레이브 피스톤 스프링(120) 및 밸브 작동기(130)를 포함한다. 슬레이브 피스톤(110)은 보어(112) 내에 슬라이딩 가능하게 배치되고, 스프링(120)에 의해 엔진 밸브(140)로 추진된다. 밸브 작동기(130)는 슬레이브 피스톤(110)에 연결되고, 슬레이브 피스톤(110)이 이동될 때 엔진 밸브(140)와 소통될 수도 있다.
밸브 작동 제어 어셈블리(600)는 피스톤 센서(610)와 제어 모듈(620)을 포함한다. 피스톤 센서(610)는 홀-효과(Hall-effect) 위치 센서일 수 있다. 피스톤 센서(610)는 제1 전기적 연결(630)을 통해 제어 모듈(620)에 전기적으로 연결된다. 제어 모듈(620)은 제2 전기적 연결(640)을 통해 제어 밸브(200)에 전기적으로 연결된다.
어큐뮬레이터(300)에 어큐뮬레이터 피스톤(310) 및 어큐뮬레이터 스프링(320)이 제공된다. 어큐뮬레이터 피스톤(310)은 어큐뮬레이터(300) 내에 슬라이딩 가능하게 배치되고, 어큐뮬레이터 스프링(320)에 의해 어큐뮬레이터(300)의 유체 공급원 단부를 향해 추진된다.
도 1을 계속 참조하면, 일 실시예로서의 밸브 작동 시스템(10)은 다음과 같이 작동한다. 즉, 캠(410)의 동작은 유체 시스템(500)을 통하여 엔진 밸브(140)로 전달된다. 유체 시스템(500)은 엔진 크랭크 케이스(도시안됨)로부터 저압(명목상으로 30 내지 60 psi) 에진 윤활 오일로 채워지는 것이 바람직하며, 그러나 다른 유체는 본 발명의 범주내에 있을 것이 숙고된다. 제어 밸브(200)가 개방될 때, 작동 유체는 어큐뮬레이터 피스톤(310)이 어큐뮬레이터 스프링(320)으로서 이 바람직한 실시예에 도시된 임의의 제한으로 구동될 때 어큐뮬레이터(300)내로 흡입된다. 어큐뮬레이터(300)가 스프링(320)에 의하여 구동될 때, 제어 밸브(200)의 상태와 관계없이 마스터 피스톤(440)의 부가적인 동작에 의하여 슬레이브 피스톤(10)이 변위된다. 슬레이브 피스톤(110)의 변위는 밸브 작동기(130)를 엔진 밸브(140)와 소통되도록 동작하며, 엔진 밸브(140)를 개방한다.
제어 밸브(200)가 개방될 때, 작동 유체는 어큐뮬레이터(300)로 및 어큐뮬레이터(300)로부터 자유롭게 동작된다. 캠(410)이 회전될 때, 마스터 피스톤(440)이 동작함으로써 작동 유체의 용적이 변위된다.
실시예에서, 동작 피이드백 시스템(100)은 다음과 같이 작동한다. 즉 피스톤 센서(610)는 밸브 작동기(130)가 임의의 포인트를 지나서 동작할 때 모듈(620)을 제어하기 위해 고/저 출력 신호의 상태를 변화 또는 스위칭하기 위하여 이용된다. 센서(610)의 ″스위칭″ 포인트를 선택함으로써, 가요성 밸브 작동 시스템(10)에 의하여 발생한 특정한 밸브 이벤트(specific valve events)가 발생하는지를 결정할 수 있다. 위치 센서(610)가 예상된 시간에 대한 상태를 변화시키는 시간을 비교함으로써, 제어 모듈(620)은 밸브 작동 시스템(10)의 시간이 변화시키는 것이 필요한지 또는 시스템(10)이 적절한 기능을 하는지를 감지한다.
제어 모듈(620)에 의하여 발생된 신호에 반응하여, 제어 밸브(200)는 어큐뮬레이터(300)의 작동을 제어하기 위하여 작동될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 동작 피이드백 시스템(100)은 공전 밸브 작동 시스템(lost motion valve sysstem; 10)과 관련되어 이용되지만, 동작 피이드백 시스템(100)이 통상적인 레일 전기유압 시스템으로 제한되지 않는 것을 포함하여 다양한 밸브 작동 시스템에 이용될 수 있는 지를 본 발명에 의하여 숙고된다.
도 2를 참조하면, 그래프는 수개의 밸브 작동 이벤트에 대하여 감지된 신호가 도시된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 밸브 동작은 수개의 통상적인 센서 출력과 비교된다. 거리(△)는 위치 센서(610)가 ″오프(off)″로부터 ″온(on)″ 또는 ″온(on)″으로부터 ″오프(off)″로 상태를 변화시키도록 위치 센서(610)를 작동시키기 위하여 요구된 밸브 작동기(130)의 동작량을 나타낸다. 3개의 상태가 도시된다. 상태 Ⅰ에서, 위치 센서(610)는 곡선 A에 의하여 도시된 바와 같이 브레이킹 상승(braking lift) 뿐만 아니라 복귀 동작동안 및 곡선 B에 의하여 도시된 바와 같이 주 배기 이벤트의 상승 및 복귀동안 상태가 변화한다. 제어 모듈(620)은 밸브 작동이 적절하게 작동하는지를 결정하기 위하여 센서(610)로부터 출력 신호를 수신한다. 상태 Ⅰ에 대해, 크랭크 각도는 위치 센서(610)가 곡선 A를 따라 , 그리고 곡선 B를 따라 배기 상승(180°) 및 복귀(-360)에서 브레이킹 상승(-10°) 및 복귀(+30°)에서 상태가 변화되는 것을 볼 수 있다.
상태 Ⅱ에서, 센서(610)는 곡선 B에 의하여 도시된 바와 같이 표준 개구에 대하여 곡선 C에 의하여 도시된 바와 같이 ″지연(late)″ 밸브 개방 배기 이벤트, 뿐만 아니라 또한 곡선 C에 의하여 도시된 ″빠른(early)″ 밸브 폐쇄 배기 이벤트를 감지한다. 상태 Ⅱ에 대해, 크랭크 각도는 곡선 B를 따라 배기 상승(200°) 및 복귀(-330°)에서 상태가 변화된다. 상태 Ⅱ에 대하여, 제어 모듈(620)은 밸브 작동 시스템(10)의 제어 밸브(200)를 작동시키기 위하여 필요한 신호를 발생할 수 있다. 시스템으로의 조정은 상태 Ⅰ에 도시된 바와 같이 표준 배기 이벤트를 위한 밸브 개구를 형성할 수 있다.
상태 Ⅲ에서, 곡선 D에 의하여 도시된 바와 같이, 밸브 동작은 발생하지 않으며 센서(610)는 상태가 변하지 않는다. 밸브 동작이 예상된다면, 에러 상태(error condition)는 제어 모듈(620)에 의하여 발생된다. 반응시, 제어 모듈(620)은 엔진 손상을 방지하기 위하여 영향을 받은 실러더에 대하여 연류 주사 또는 다른 밸브 동작을 차단할 수 있다.
본 발명의 사상 또는 범주로부터 이탈됨이 없이 본 발명의 구성 및 형상이 다양하게 변형 및 변화될 수 있음은 본 발명의 기술분야의 기술자에게 명백하다. 예를 들면, 제어 모듈(620)은 상태를 확인하기 위하여 필요한 것으로서 센서(610)로부터의 입력을 ″폴링(poll)″할 수 있으며, 또는 실제적인 스위칭 타임을 결정하기 위하여 상태의 변화를 위하여 ″대기(wait)″할 수 있다. 더욱이, 다중 센서(multiple sensors)는 ″포개진(superimposed)″ 신호를 위한 하나의 제어기 입력상의 동작의 다른 공급원으로부터 이용될 수 있음이 숙고된다. 다중 센서는 여분 또는 감지의 변화하는 레벨을 위하여 동일한 작동기를 이용할 수 있다. 시스템은 이벤트의 존재 또는 부존재, 이벤트의 타이밍, 또는 그 조합을 감지하기 위하여 이용될 수 있다. 더욱이, 동작 피이드백 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 밸브 작동 시스템(10)을 위한 매니폴드내에 위치될 수 있다는 것이 숙고된다. 유사하게, 동작 피이드백 시스템은 매니폴드의 외부에 부착될 수 있다. 따라서, 존재하는 밸브 작동 시스템을 개장하는 것이 가능하다. 그러므로, 본 발명은 본 발명의 변형 및 변화를 포함하는 것으로 의도된다.
도 3을 참조하면, 또 다른 실시예는 20으로서 도시된다. 이 실시예에서, 브레이크 하우징(501)내에 축방향으로 배치된 마스터 피스톤(440)은 유체 시스템(500)을 경유하여 하나 이상의 슬레이브 피스톤(110)에 연결된다. 제어 밸브(200)는 어큐뮬레이터(300)로부터 고립 또는 연결된다. 제어 밸브(200)에는 유체 시스템(500)으로부터 유체 흡입을 위한 제 1 포트(210) 및 유체 시스템(500)으로의 유체 역 유출을 위한 제 2 포트(220)가 제공된다. 제어 밸브(200)는 높은 속도로 보통 개방되는 솔레노이드 밸브가 바람직하다.
어큐뮬레이터(300)에는 어큐뮬레이터 피스톤(310) 및 어큐뮬레이터 스프링(320)을 제공된다. 어큐뮬레이터 피스톤(310)은 어큐뮬레이터(300)에 슬라이드가능하게 배치되며, 어큐뮬레이터 스프링(320)에 의하여 어큐뮬레이터(300)의 유체 공급 단부를 향한다. 어큐뮬레이터 피스톤(310)에는 어큐뮬레이터(300)에서 어큐뮬레이터 피스톤(310)의 동작을 제한하는 어큐뮬레이터 스톱(330)이 제공된다.
유체 시스템(500)은 유체 공급원(도시안됨)으로부터 유체의 유입을 위한 유체 흡입 포트(502), 유체 흡입 포트(502)를 제어 밸브(200)의 제 1 포트(210)로 연결하는 제 1 유체 통로(510), 제어 밸브(200)의 제 2 포트(220)로부터 유체의 유출을 위한 제 2 유체 통로(530), 슬레이브 피스톤(110)으로 마스터 피스톤(440)을 연결하는 제 3 유체 통로(550), 유체 시스템(500)으로 어큐뮬레이터(300)를 연결하는 제 4 유체 통로(560) 및 유체 공급원으로 유체의 역 유동을 제한하기 위한 체크 밸브(520)를 포함한다.
도 3에 도시된 선택적인 실시예(20)는 다음과 같이 작동한다. 즉 캠(410) 동작은 유체 시스템(500)에 의하여 엔진 밸브(140)로 전달된다. 제어 밸브(200)가 개방될 때, 작동 유체는 어큐뮬레이터 피스톤(310)이 상기 실시예에서 솔리드 스톱(330)으로서 도시된 임의의 제한으로 구동될 때까지 어큐뮬레이터(300)로 유입되며, 마스터 피스톤(440)의 부가적 동작은 제어 밸브(200)의 상태에 관계없이 슬레이브 피스톤(110)을 변위시킨다. 이것은 다음과 같은 상태에서 발생된다.
즉 δacc〈 ( δcam* Amp) / Aacc
여기서,
δacc= 어큐뮬레이터(300)의 최대 행정;
δcam= 캠(410)에 의한 최대 마스터 피스톤 상승;
Amp= 마스터 피스톤(440)의 단면적; 및
Aacc= 어큐뮬레이터(300)의 단면적.
도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예는 밸브 작동 시스템(300)으로서 도시된다. 단순화를 위해, 밸브 작동 시스템(30)은 단일 엔진 실린더(도시안됨)와 관련하여 도시된다. 실제적으로 본 발명은 모든 엔진 실린더에 적용될 수 있다. 도 4에는 실린더당 두개의 배기 밸브를 포함하는 다중 밸브 실린더가 도시된다. 다중 밸브 실린더는 현재의 내연 기관에 일반적인 것이다.
실시예에서, 밸브 작동 시스템(30)은 엔진의 기계 밸브 개방 시스템(보통 캠축, 푸시-로드 또는 푸시-튜브, 로커 암, 및 밸브 리프터의 조합으로 구성됨)을 전기적으로 조절되는 유체역학적 시스템으로 대체한다. 밸브 작동 시스템(30)은 마스터 피스톤(440)으로 연결된 대체 캠(410), 유체 시스템(500)에 의하여 마스터 피스톤(440)에 연결된 슬레이브 피스톤(110), 및 유체 시스템(500)에 연결된 어큐뮬레이터(300) 및 제어 밸브(200)를 포함한다.
어큐뮬레이터(300)는 제한된 어큐뮬레이터인 것이 바람직하다. 공지된 기술의 공전 밸브 작동 시스템은 통상적으로 마스터 피스톤 및 슬레이브 피스톤을 연결하는 메인 유체 통로에 배치된 제어 밸브를 가진다. 대조적으로, 본 발명의 실시예(30)는 어큐뮬레이터(300)로부터 유체 시스템(500) 하류부에 연결되는 제어 밸브(200)를 가진다. 제 1 포트(210) 및 제 5 유체 통로(570)를 통한 제어 밸브(200)로의 유체 흡입은 유체가 어큐뮬레이터(300)로부터 유출될 때 발생한다. 제어 밸브(200)는 저-속 트리거 밸브(low-speed trigger valve)일 수 있다. 유압 또는 다른 유체는 유체 흡입 포트(502) 및 제 1 유체 통로(510)를 통하여 유체 시스템(500)으로 유입될 수 있다. 제 1 체크 밸브(520)는 제 1 유체 통로(510)에 배치된다. 어큐뮬레이터(300)는 어큐뮬레이터 피스톤(310) 및 어큐뮬레이터 스프링(320)을 포함한다. 제 1 유체 통로(510)는 제 1 유체 통로(510)로부터 유체가 유입되는 어큐뮬레이터(300)에 연결된다. 제 1 유체 통로(510)로부터 유체의 계속된 유입은 어큐뮬레이터 피스톤이 어큐뮬레이터(300)의 단부에 이를 때까지 어큐뮬레이터 피스톤(310)을 변위시킨다. 또한 유체 시스템(500)은 제어 밸브(200)로부터 유체 유출을 위한 제 2 유체 통로(530), 슬레이브 피스톤(110)과 마스터 피스톤(440)을 연결하는 제 3 유체 통로(550), 제어 밸브(200)내로 어큐뮬레이터(300)로부터의 유체 유출을 위한 제 5 유체 통로(570), 및 어큐뮬레이터(300)로 유체 유입을 위한 제 5 유체 통로(570)를 포함한다. 본 발명은 드라이버-초기화 엔진 브레이킹(driver-initiated engine braking) 및 EGR 작동 모드를 구비한 다른 종래의 내연 기관을 추가할 수 있다.
변위 캠(410)은 포지티브 동력 작동(positive power operation)을 위한 최적화된 배기 밸브 개구 형상(profile)에 대응하도록 기계 가공된 배기 밸브 캠 로브(valve cam lobes; 412)(실린더 한개당), 엔진 브레이킹, 및 EGR을 포함한다. 전술된 시스템의 임의의 작동 모드는 배기 밸브(140)가 캠(410)의 형상에 의하여 유도된 동작을 완전히 복제한다.
실시예에서, 도 4에 도시된 밸브 작동 시스템(30)은 다음과 같이 작동한다. 즉, 유체 시스템(500)은 초기에 유체로 채워진다. 이 같은 유체는 엔진 크랭크케이스(도시안됨)로부터의 저압(명목상으로 30-60 psi) 엔진 윤활 오일일 수 있지만, 다른 타입의 유체는 본 발명에 의하여 숙고된 범주내에 있다. 유체 시스템(500)의 저압 오일을 유지하기 위한 초기 충전 및 공급은 엔진 공급 오일 통로(도시안됨)의 유체 흡입 포트(502)로부터 상류부에 배치된 부가적인 저압 어큐뮬레이터(302)에 의하여 증가될 수 있다. 제어 밸브(200)는 명목상으로 개방된다.(전류 제거[de-energized)] 제어 밸브(200)가 개방될 때, 저압 오일은 어큐뮬레이터(300)의 챔버로 및 상기 챔버로부터 자유롭게 이동한다. 캠(410)이 회전될 때, 마스터 피스톤(440)이 이동하며 오일의 용적이 변위된다. 마스터 피스톤(440)에 의하여 변위된 오일 용적이 캠(410)의 형상에 따라 변화된다. 어큐뮬레이터(300)의 챔버는 엔진 브레이킹 또는 EGR 로브(lobe)에 반응하여 마스터 피스톤(440)에 의하여 변위된 오일 모두를 흡수하도록 설계된다. 결론적으로, 제어 밸브(200)가 개방되거나 전류가 제거될 때, 슬레이브 피스톤(110)은 동작하지 않으며 배기 밸브(140)는 엔진 브레이킹 로브 또는 EGR 로브에 의하여 발생된 마스터 피스톤 동작에 반응하여 개방되지 않는다. 그러나, 포지티브 동력 작동동안 마스터 피스톤(440)에 의하여 변위된 오일 용적은 엔진 브레이킹 또는 EGR 작동동안 변위된 오일 용적보다 크다. 제한된 어큐뮬레이터(300)는 마스터 피스톤(440)이 포지티브 동력 캠 로브(412)에 반응하여 작동될 때 변위된 오일 모두를 흡수할 수 없다. 제어 밸브(200)가 개방된 포지티브 동력 작동동안, 일단 어큐뮬레이터(300)가 충전되며, 마스터 피스톤(440) 및 슬레이브 피스톤(110)은 슬레이브 피스톤(110)이 균형된 램 로브(412) 변위를 따르도록 유동적으로 링크된다. 제어 밸브(200)를 구비한 밸브 작동 시스템(30)의 작동은 ″공전″된다. 포지티브 동력 작동이 전기력없이 유지되는 동안, 밸브 작동 시스템(30)은 2중 안전 작동 모드(fail-safe operating mode)를 포함한다.
실시예에서, 밸브 작동 시스템(30)은 폐쇄 밸브(200)의 폐쇄에 의하여 작동된다. 제어 밸브(200)는 엔진의 전기 제어 시스템(도시안됨)으로부터 신호의 수신이 차단된다. 폐쇄된 제어 밸브(200)와 함께, 오일은 어큐뮬레이터(300)로 또는 어큐뮬레이터로부터 동작하지 않는다. 가득찬 유압 링크는 슬레이브 피스톤(110)과 마스터 피스톤(440) 사이에 설정된다. ″공전″이 제거되며, 슬레이브 피스톤이 마스터 피스톤(440) 작동을 복제하며, 엔진 브레이킹, EGR, 및 포지티브 동력 작동을 위하여 배기 밸브(140)가 개방된다.
본 발명의 또 다른 실시예는 일부 시스템이다. 도 4에 도시된 본 발명의 밸브 작동 시스템(30)은 다음과 같은 단계에 의하여 일부 시스템으로 변환될 수 있다. 즉 (1) 제한된 어큐뮬레이터(300)를 비제한된 어큐뮬레이터로 대체하는 단계; 및 (2) 제어 밸브(200)를 고속(명목적으로 2 밀리세컨드 반응 잠재(2 millisecond response latency) 트리거 밸브(trigger valve)로 대체하는 단계. 고속 밸브가 개방될 때 비제한된 어큐뮬레이터는 마스터 피스톤(440)에 의하여 대체된 오일 모두를 흡수하는 충분한 성능을 가진다.
본 실시예에서, 배기 밸브의 개구는 작동의 모든 모드(포지티브 동력, 엔진 브레이킹, 및 EGR)에 대해 전기적으로 제어된다. 고속의 트리거 밸브의 순환이 배기 밸브를 개방시키기 때문에, 배기 밸브의 개방을 전기적으로 제어하는 능력은 시스템의 정확한 제어를 작업자에게 제공한다. 본 실시예에서는 엔진의 작동 범위(RPM)에 대해 동적으로 최적화가 이루어진다. 일부 시스템들이 불안전 모드를 제공하지 않지만, 전기 신호는 엔진 밸브가 작동하도록 고속의 트리거 밸브를 차단하여야 한다.
본 빌명의 밸브 작동 시스템(30)의 다른 실시예는 고속의 트리거 밸브 및 엔진 타이밍 제어를 포함한다. 본 실시예는 고속 트리거 밸브에 의해 대체되는 제어 밸브를 제외하고 도 4에 도시된 부재를 포함한다. 한계 어큐물레이터(300)는 시스템의 일부로 남게된다. 본 실시예는 정상적인 포지티브 동력 작동을 남게하고 불안전 모드를 제공하지만. 엔진 브레이킹 및 EGR에 대하여 동적 최적화를 제공한다.
상술된 실시예와 다른 실시예가 본발명의 통상의 전문가에 의해서 본발명의 영역 또는 사상으로 부터 벗어나지 않으면서 용이하게 실시될수 있다. 예를들어, 밸브 작동 시스템(20)을 참조하면, 임의의 변위(δacc)가 유압 쿠션, 기계적인 정지, 어큐뮬레이터의 변위에 의해 차단되는 유동, 유압식 제동등에 한정되지 않고 포함된후에, 임의의 수단이 어큐뮬레이터를 정지하는데 이용된다. 더욱이, 본 발명의 영역에 대한 변화 없이 래시(lash)조정, 밸브 시팅, 또는 다른 제어 장치와 같은 임의의 다른 시스템 요소들이 부가될수 있다. 또한, 고속 또는 저속의 솔레노이드가 다른 실시예에서 사용될수도 있다. 추가로, 밸브 작동 시스템(10,20,30)을 참조하면, 임의의 적절한 유체가 작동 유체(오일 또는 연료를 포함)로 사용될수도 있으며, 밸브 작동 시스템(10,20,30)은 임의의 엔진 밸브(배기 또는 흡입) 또는 인젝터를 제어하는데 사용될수도 있다. 따라서, 본 발명은 본 발명의 다른 수정 실시예들에 대하여도 보호되어야 한다.

Claims (15)

  1. 적어도 하나의 엔진 실린더 밸브가 선택적으로 작동되는 내연기관용 밸브 작동 시스템에 있어서,
    상기 적어도 하나의 엔진 밸브를 작동시키는 작동 수단과,
    상기 작동수단에 따른 적어도 하나의 엔진 밸브의 작동에 대응하여 적어도 하나의 엔진 밸브의 배기 동작 및 브레이킹을 탐지하는 탐지수단과,
    상기 탐지 수단에 대응하여 작동 수단을 제어하는 제어수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 밸브 작동 시스템.
  2. 적어도 하나의 엔진 실린더 밸브가 선택적으로 작동되는 내연기관용 밸브 작동 시스템에 있어서,
    상기 적어도 하나의 엔진 밸브를 선택적으로 작동시키기 위해 힘 공급원으로 부터 힘을 제공하는 수단과,
    상기 적어도 하나의 엔진 밸브의 위치를 다양하게 제어하기 위해 상기 힘 제공 수단에 연결되는 유체 시스템과,
    상기 유체 시스템에 연결된 어큐뮬레이터와,
    상기 유체 시스템을 통해 힘 제공수단에 의해 제공된 힘에 대응하여 적어도 엔진 밸브를 작동하는 수단과,
    상기 작동 수단에 따른 적어도 하나의 엔진 밸브의 작동에 대응하여 적어도 하나의 엔진 밸브의 배기 동작 및 브레이킹을 탐지하는 동작 피이드백 시스템으로구성되는 것을 특징으로 하는 밸브 작동 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 밸브 작동 수단은 유체 시스템에 연결되며, 브레이크 하우징에서 슬레이브 피스톤 보어내에 미끄럼 가능하게 배치된 슬레이브 피스톤과,
    상기 슬레이브 피스톤의 변위중에 적어도 하나의 엔진 밸브와 연결되며, 상기 슬레이브 피스톤에 연결되는 밸브 작동기로 구성되는 것을 특징으로 하는 밸브 작동 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 동작 피이드백 시스템은 밸브 작동기의 동작을 탐지할수 있는 적어도 하나의 위치 센서와,
    상기 적어도 하나의 센서에 전기적으로 연결된 제어 모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 밸브 작동 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제어 모듈은 적어도 하나의 위치 센서에 의해 탐지되는 동작에 대응하여 제어 밸브의 작동을 제어하기 위해 제어 밸브에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 밸브 작동 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 위치센서는 스위칭 포인트를 통과하는 밸브 작동기의 탐지 동작에 대응하여 위치 출력 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 밸브 작동 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 스위칭 포인트는 조정가능한 것을 특징으로 하는 밸브 작동 시스템.
  8. 적어도 하나의 엔진 실린더 밸브가 선택적으로 작동되는 내연기관용 밸브 작동 시스템에 있어서,
    상기 적어도 하나의 엔진 밸브를 선택적으로 작동시키기 위해 힘 공급원으로 부터 힘을 제공하는 수단과,
    상기 힘 제공 수단으로 부터 나온 힘이 적어도 하나의 엔진 밸브를 작동시키기 위해 적어도 하나의 엔진 밸브에 전달되도록, 힘 제공 수단에 적어도 하나의 엔진 밸브를 연결시키는 유체 시스템과,
    상기 적어도 하나의 밸브의 작동을 변화시키기 위해 유체 시스템내의 유체를 선택적으로 흡수하도록 유체 시스템에 연결되며, 내부에 있는 유체의 량을 제한하는 수단을 구비하는 어큐뮬레이터와,
    상기 유체 시스템을 통해 힘 제공수단에 의해 제공된 힘에 대응하여 적어도 엔진 밸브를 작동하는 수단과,
    상기 유체 시스템에 연결된 제어 밸브와,
    상기 유체 시스템을 통해 힘 제공 수단에 의해 제공되는 힘에 대응하여 적어도 하나의 엔진 밸브를 작동시키는 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 밸브 작동 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 어큐뮬레이터는 어규뮬레이터 피스톤을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 작동 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 어큐뮬레이터의 제한 수단은 어규뮬레이터 피스톤의 최대 행정을 제한하는 것을 특징으로 하는 밸브 작동 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 힘 제공 수단은 캠으로 부터 동작을 전달하는 마스터 피스톤을 포함하며, 상기 어큐뮬레이터의 제한 수단은 어규뮬레이터 피스톤의 최대 행정을 마스터 피스톤의 최대 상승 거리보다 작은 거리로 제한하는 것을 특징으로 하는 밸브 작동 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 어큐뮬레이터의 제한 수단은 내연기관의 포지티브 동력 작동중에 힘 제공 수단에 의해 변위되는 유체의 전체 체적을 어큐뮬레이터가 흡수하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 밸브 작동 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 어큐뮬레이터의 제한 수단은 유체 시스템에 의해 어큐뮬레이터에 연결된 제어 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 작동 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제어 밸브는 밀폐될때 어큐뮬레이터에서 어큐뮬레이터 피스톤의 변위를 제한하는 것을 특징으로 하는 밸브 작동 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 어큐뮬레이터는 소정의 작동중에 마스터 피스톤에 의해서 변위되는 유체의 전체 체적을 흡수 할수 있는 것을 특징으로 하는 밸브 작동 시스템.
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