KR20140037706A - 차량의 진동 저감장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엔진 시동 오프시 제이크 브레이크 시스템(Jake Brake System)를 작동시켜 엔진 진동/소음을 저감시키고자 하는 차량의 진동 제어장치가 개시된다.
본 발명은 엔진 시동 온/오프를 선택하는 이그니션 스위치; 엔진 브레이크 작동 온/오프를 선택하는 제이크 브레이크 스위치; 제이크 브레이크 스위치의 작동 온이 검출되면 솔레노이드 밸브를 작동시켜 압축 행정의 상사점 부근에서 배기밸브를 개방시키는 제어유닛; 제어유닛에 공급되는 전원을 단속하는 릴레이를 포함하고, 이그니션 스위치의 시동 오프가 검출되고, 릴레이의 오프가 검출되면 솔레노이드 밸브를 작동시켜 배기밸브를 강제 개방시키는 진동저감부를 더 포함한다.

Description

차량의 진동 저감장치{VIBRATION REDUCTION CONTROL SYSTEM FOR VEHICLE}
본 발명은 차량의 진동 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진 시동 오프시 제이크 브레이크 시스템(Jake Brake System)를 작동시켜 엔진의 진동 및 소음을 저감시키고자 하는 차량의 진동 제어장치에 관한 것이다.
차량이 시동 온을 유지하고 있는 상태에서 시동 오프를 하게 되면 각각의 실린더에 분사된 연료의 잔량과 흡입된 공기가 연소되면서 발생한 폭발력으로 인하여 엔진이 완전히 멈추기 전까지 진동과 소음을 유발시켜 차량에 대한 상품성을 저하시키는 문제점이 발생될 수 있다.
특히, 엔진이 시동 오프될 때 엔진의 회전이 원활하지 않은 아이들 회전수 이하의 구간에서 진동과 소음이 더욱 심하게 발생하는 경향이 발생된다.
종래의 차량에서는 엔진이 시동 오프될 때 발생하는 진동과 소음을 저감시키기 위한 방법으로, 흡기매니폴더의 입구에 스로틀 밸브를 설치하고, 이그니션 키 오프가 검출되는 경우 제어유닛은 스로틀 밸브를 밀폐시켜 흡기매니폴더로의 공기 유입을 차단함으로써, 연소실에서 잔류 연소가 발생되지 않도록 하는 기술이 사용되고 있다.
다른 방법으로, 흡기매니폴더와 배기매니폴더의 양단에 플랩(Flap)밸브를 설치하고, 이그니션 키 오프가 검출되는 경우 제어유닛은 플랩밸브를 작동시켜 흡기매니폴더를 밀폐시킴으로서 연소실에서 잔류 연소가 발생되지 않도록 하고, 배기측을 밀폐시킴으로서 피스톤의 상하 운동을 방해하는 기술이 사용되고 있다.
또 다른 방법으로, 실린더 헤드에 혼합기의 배출통로를 설치하고, 이그니션 키 오프가 검출되는 경우 실린더에 형성된 혼합기를 외부로 배출시켜 잔류 연소가 발생되지 않도록 하는 기술이 사용되고 있다.
상기와 같이 종래의 차량에 적용되는 엔진의 소음 및 진동 저감 기술들은 별도의 하드웨어의 구성으로 인하여 제작 원가의 상승을 유발시키고, 엔진 설계의 레이아웃 변경이 요구되는 문제점이 발생될 수 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 개발된 것으로, 그 목적은 엔진 시동 오프시 제이크 브레이크 시스템를 작동시켜 엔진 회전력을 감소시키고, 미연소 가스를 배출시켜 폭발 성분을 제거함으로써 엔진의 진동 및 소음 저감을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따르는 특징은 엔진 시동 온/오프를 선택하는 이그니션 스위치; 엔진 브레이크 작동 온/오프를 선택하는 제이크 브레이크 스위치; 상기 제이크 브레이크 스위치의 작동 온이 검출되면 솔레노이드 밸브를 작동시켜 압축 행정의 상사점 부근에서 배기밸브를 개방시키는 제어유닛; 상기 제어유닛에 공급되는 전원을 단속하는 릴레이를 포함하고, 상기 이그니션 스위치의 시동 오프가 검출되고, 릴레이의 오프가 검출되면 상기 솔레노이드 밸브를 작동시켜 배기밸브를 강제 개방시키는 진동저감부를 더 포함하는 차량의 진동 저감장치가 제공된다.
상기 진동저감부는 이그니션 스위치가 시동 오프로 검출되고, 릴레이를 통해 그라운드 레벨의 전압이 검출되면 설정된 일정시간 동안 솔레노이드 밸브를 작동시켜 압축 행정의 상사점 부근에서 배기밸브를 개방시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명은 엔진 시동 오프시 일정시간 동안 제이크 브레이크를 작동으로 엔진의 진동 및 소음이 저감되어 하드웨어의 변경이 수반되지 않는 상태에서 차량의 상품성 향상을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제이크 브레이크 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 진동 저감장치를 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 진동 저감 결과를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제이크 브레이크 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 제이크 브레이크 시스템은 다음과 같이 작동된다.
운전자가 엔진 브레이크를 작동시키기 위해 스티어링 휠 주변의 소정 위치에 설치되는 작동레버(3)를 조작하면 제어유닛(5)은 이를 감지하여 솔레노이드 밸브(1)를 작동시킨다.
따라서, 엔진오일이 컨트롤 밸브(7)와 스위칭유로(23)를 통해 마스터 밸브(19)와 슬레이브 밸브(21)를 작동시키므로 컨트롤 밸브(7)와 마스터 피스톤(9)에 이르는 유로 및 컨트롤 밸브(7)와 슬레이브 피스톤(11)에 이르는 유로가 개방되고, 컨트롤 밸브(7)를 통해 공급되는 엔진오일의 유압이 적절하게 조절되어 마스터 피스톤(9)과 슬레이브 피스톤(11)에 공급된다.
이때, 인젝터 캠(13)에 의해 마스터 피스톤(9)이 작동되면 그때 발생된 유압이 슬레이브 피스톤(11)으로 제공되므로 슬레이브 피스톤(11)은 배기 캠(29)의 작동과 무관하게 로커 아암(31)을 작동시켜서 배기밸브(15)를 개방한다.
따라서, 해당 실린더는 압축 행정의 상사점 부근에서 배기밸브(15)가 개방됨에 의해 팽창 행정에서 동력을 발생시키지 않게 되므로 압축 행정에서 얻어진 제동력을 효과적으로 파워 트레인계에 공급하여 제동력을 발휘하게 된다.
한편, 운전자가 작동레버(3)를 조작하여 엔진 브레이크의 작동을 중지시키면 솔레노이드 밸브(1)는 컨트롤 밸브(7)에 공급되는 엔진오일을 차단한다.
이때, 체크밸브(17)에 의해 컨트롤 밸브(7)와 마스터 피스톤(9) 및 슬레이브 피스톤(11)으로 연결하는 유로의 엔진오일은 드레인되지 못하고 유로내에 잔류하게 된다.
이와 동시에 체크밸브(17)와 솔레노이드 밸브(1) 사이에 연결된 스위칭유로(23)의 오일은 드레인되므로, 마스터 밸브(19)는 컨트롤 밸브(7)로부터 마스터 피스톤(9)사이의 유로를 차단하고, 슬레이브 밸브(21)는 컨트롤 밸브(7)로부터 슬레이브 피스톤(11)사이의 유로를 차단한다.
따라서, 마스터 피스톤(9)이 인젝터 캠(13)에 의해 작동되어 유압을 발생시켜도 유압이 슬레이브 피스톤(11)에 전달되지 못하므로 배기밸브(15)는 개방되지 않아 엔진 브레이크 작용은 일어나지 않게 된다.
상기 제이크 브레이크 시스템은 작동레버의 조작과 동시에 빠른 응답성을 가지고 제동력을 발생시키므로 운전자에게 사용상의 편의성을 향상시키고, 차량에 대한 품질 신뢰성을 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 진동 저감장치를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명은 제어유닛(100)과 릴레이(200), 진동저감부(300) 및 솔레노이드 밸브(400)를 포함한다.
상기 제어유닛(100)은 이그니션 스위치(SW1)가 온을 유지하는 시동 온 상태에서 제이크 브레이크 스위치(SW2)의 온이 검출되면 솔레노이드 밸브(400)를 작동시켜 압축 행정의 상사점 부근에서 배기밸브를 개방시켜 팽창 행정에서의 동력 발생을 최소화시킴으로써, 엔진 브레이크의 제동력이 발휘될 수 있도록 한다.
상기 제어유닛(100)은 제이크 브레이크 스위치(SW2)가 1단으로 선택되면 솔레노이드 밸브(400)를 작동시켜 2개 실린더(3, 4번 실린더)의 압축 행정 상사점 부근에서 배기밸브를 개방시킨다.
따라서, 팽창 행정에서 동력 발생이 최소화되어 엔진 브레이크의 제동력이 발휘될 수 있도록 한다.
또한, 상기 제어유닛(100)은 제이크 브레이크 스위치(SW2)가 2단으로 선택되면 솔레노이드 밸브(400)를 작동시켜 4개 실린더(1, 2, 5, 6번 실린더)의 압축 행정 상사점 부근에서 배기밸브를 개방시킨다.
따라서, 팽창 행정에서 동력 발생이 최소화되어 엔진 브레이크의 제동력이 발휘될 수 있도록 한다.
그리고, 상기 제어유닛(100)은 제이크 브레이크 스위치(SW2)가 3단으로 선택되면 솔레노이드 밸브(400)를 작동시켜 6개 실린더(1,2,3,4,5,6번 실린더)의 압축 행정 상사점 부근에서 배기밸브를 개방시킨다.
따라서, 전체 실린더가 팽창 행정에서 동력 발생이 최소화되어 엔진 브레이크의 제동력이 발휘될 수 있도록 한다.
릴레이(200)는 입력단자에 배터리의 출력전압(B+)이 연결되고 출력단에 제어유닛(100)과 진동저감부(300)가 연결되어 제어유닛(100) 및 진동저감부(300)에 동작 전원을 공급한다.
진동저감부(300)는 이그니션 스위치(SW1)가 온을 유지하는 시동 온 상태이고, 제이크 브레이크 스위치(SW2)가 오프를 유지하는 상태에서 이그니션 스위치(SW1)가 온에서 오프로 검출되는 시동 오프의 조건이고, 릴레이(200)를 통해 그라운드(GND) 레벨의 전압이 검출되면 설정된 일정시간, 예를 들어 3초 내지 5초 동안 솔레노이드 밸브(400)를 작동시켜 압축 행정의 상사점 부근에서 배기밸브를 개방시킨다.
따라서, 팽창 행정에서의 동력 발생을 감소시켜 엔진 회전력을 감소시키고, 이미 분사된 미연소 연료를 배출시켜 폭발 압력을 최소화시킴으로써 엔진의 진동 및 소음을 저감시킨다.
상기 진동저감부(300)는 시동 오프의 조건에서 솔레노이드 밸브(400)의 작동을 통해 모든 실린더에 대하여 압축 행정의 상사점 부근에서 배기밸브를 강제 개방하도록 설정되나, 설정에 따라 2개 실린더 혹은 4개 실린더를 선택적으로 강제 개방할 수 있도록 할 수 있다.
전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 동작은 다음과 같다.
본 발명이 적용되는 차량이 시동 온을 유지하는 주행상태에서 제이크 브레이크 스위치(SW2)의 선택에 따라 솔레노이드 밸브(400)를 작동시켜 실린더 압축 행정의 상사점 부근에서 배기밸브를 강제 개방시켜 엔진 브레이크의 제동력을 발생시키는 동작은 통상적인 동작과 동일하게 실행되므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
본 발명이 적용되는 차량이 시동 온을 유지하는 상태에서 시동 오프를 위해 이그니션 스위치(SW1)를 온에서 오프로 전환하게 되면 이그니션 스위치(SW1)의 오프 신호가 제어유닛(100)의 입력포트(J2-1)에 인가되고, 진동저감부(300)의 입력포트(①)에 인가된다.
따라서, 제어유닛(100)은 출력포트(J2-3)를 "로우"로 형성시켜 릴레이(200)를 오프로 전환한다.
따라서, 진동저감부(300)의 입력포트(②)로 릴레이(200)의 오프신호인 그라운드(GND) 레벨의 신호가 인가되므로, 진동저감부(300)는 설정된 일정시간, 예를 들어 3초 내지 5초 동안 솔레노이드 밸브(400)를 작동시켜 압축 행정의 상사점 부근에서 배기밸브를 강제로 개방시킨다.
따라서, 팽창 행정에서의 동력 발생을 감소시켜 엔진 회전력을 감소시키고, 이미 분사된 미연소 연료를 배출시켜 폭발 압력을 최소화시킴으로써 엔진의 진동 및 소음을 저감시킨다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 진동 저감 결과를 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 적용으로 엔진 시동 오프시에 제이크 브레이크를 작동시켜 배기밸브를 개방하는 경우 플로어(Floor)의 좌우진동이 대략 2.8m/s2에서 1.4m/s2로 50% 감소되고, 상하진동이 대략 1.2m/s2에서 0.6m/s2로 50% 감소되는 것이 실험을 통해 검출되었다.
또한 도 4에 도시된 바와 같이, 엔진 시동 오프시에 제이크 브레이크를 작동시켜 배기밸브를 개방하는 경우 엔진의 좌우진동이 대략 4.3m/s2에서 2.1m/s2로 51% 감소되고, 상하진동이 대략 10.7m/s2에서 6.7m/s2로 37% 감소되는 것이 실험을 통해 검출되었다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 제어유닛 200 : 릴레이
300 : 진동저감부 400 : 솔레노이드 밸브

Claims (2)

  1. 엔진 시동 온/오프를 선택하는 이그니션 스위치;
    엔진 브레이크 작동 온/오프를 선택하는 제이크 브레이크 스위치;
    상기 제이크 브레이크 스위치의 작동 온이 검출되면 솔레노이드 밸브를 작동시켜 압축 행정의 상사점 부근에서 배기밸브를 개방시키는 제어유닛;
    상기 제어유닛에 공급되는 전원을 단속하는 릴레이;
    를 포함하고,
    상기 이그니션 스위치의 시동 오프가 검출되고, 릴레이의 오프가 검출되면 상기 솔레노이드 밸브를 작동시켜 배기밸브를 강제 개방시키는 진동저감부;
    를 더 포함하는 차량의 진동 저감장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진동저감부는 이그니션 스위치가 시동 오프로 검출되고, 릴레이를 통해 그라운드 레벨의 전압이 검출되면 설정된 일정시간 동안 솔레노이드 밸브를 작동시켜 압축 행정의 상사점 부근에서 배기밸브를 개방시키는 차량의 진동 저감장치.
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CN108952876A (zh) * 2017-05-18 2018-12-07 曼卡车和巴士股份公司 用于切断内燃机的方法和相关装置

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