KR20170086688A - 차량을 감속시키기 위한 연소 엔진 제어 방법 - Google Patents

차량을 감속시키기 위한 연소 엔진 제어 방법 Download PDF

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KR20170086688A
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니클라스 군나르손
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스카니아 씨브이 악티에볼라그
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Abstract

본 발명은, 연소 엔진(2)을 작동시키기 위해 연료가 공급되는 적어도 하나의 실린더(10), 각 실린더(10)에 배치되어 있는 피스톤(12), 각 실린더(10)에 배치되어 있으며, 흡입 시스템(20)에 연결되어 있는 적어도 하나의 흡입 밸브(18), 적어도 하나의 흡입 밸브(18)를 제어하는 제1 캠샤프트(22), 각 실린더(10)에 배치되어 있으며, 배기 시스템(26)에 연결되어 있는 적어도 하나의 배기 밸브(24), 적어도 하나의 배기 밸브(24)를 제어하는 제2 캠샤프트(28), 및 각 캠샤프트(22, 28)를 제어하는 크랭크샤프트(16)를 포함하여 구성되는 연소 엔진(2), 기어박스(4), 구동휠들(6) 및 상기 기어박스(4)와 구동휠들(6) 사이에 배치되어 있는 구동 샤프트(8)를 포함하여 구성되는 차량(1)을 감소시키는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은, a) 모든 실린더(10)로의 연료 공급을 중단하는 단계, b) 피스톤(12)이 각 실린더(10) 내에서 앞뒤로 이동할 때, 배기 시스템(26)으로 공기가 공급되지 않는 위치로 크랭크샤프트(16)와 연관된 각 캠샤프트(22, 28)를 위상-변이시키는 단계, c) 차량(1) 속도를 수반하도록, 크랭크샤프트(16)의 엔진 속도를 증가시키는 기어와 체결되게 기어박스(4)를 제어하는 단계를 포함한다. 본 발명은 상기 방법에 따라 감속되는 차량에도 관한 것이다.

Description

차량을 감속시키기 위한 연소 엔진 제어 방법 {METHOD FOR CONTROLLING A COMBUSTION ENGINE TO DECELERATE A VEHICLE}
본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 차량의 감속 방법, 및 청구항 제7항의 전제부에 따른 방법에 의해 감속되는 차량에 관한 것이다.
차량이 감속되고, 연소 엔진 내의 스로틀이 닫힐 때, 연료 소모를 줄이고 이에 따라 환경오염도 줄이기 위해 연소 엔진으로의 연료 공급을 중단하는 것이 바람직하다. 그러나, 그렇게 작동하는 중에, 배기가스를 처리하기 위한 차량의 후-처리 시스템이 냉각된다는 점은 명확하다. 흡입 밸브를 통해 실린더로 공급되는 흡입 공기가 실린더의 연소실을 통과하고 연소하지 않은 상태로 배기가스 밸브를 통과하기 때문에, 후-처리 시스템이 냉각된다. 흡입 공기가 후-처리 시스템으로 운송되기 때문에, 그 결과 흡입 공기의 온도가 상대적으로 낮은 상태를 유지하며, 그 결과로 흡입 공기가 후-처리 시스템을 냉각시키게 된다.
후-처리 시스템이 연소 엔진의 배기가스를 만족스럽게 후-처리하고, 이에 따라 배기가스 내 배출물을 환원시키기 위해서는, 후-처리 시스템이 300 내지 600℃ 범위에서 작동되어야 한다.
차량을 감속할 때, 그리고 연소 엔진 내의 스로틀이 닫힐 때, 작동 온도보다 높은 온도에서, 후-처리 시스템이 냉각되면, 후-처리 시스템이 차량의 가속과 스로틀을 개방할 때 후-처리 시스템이 작동하지 않게 된다. 이에 따라, 배기가스 내의 배출물이 환원되지 않아, 이는 주변 환경에 악영향을 주게 된다.
스로틀이 닫혀 있거나 아이들링 위치에 있을 때, 공기가 공기 댐퍼를 지나 흘러서, 전술한 바와 같은 냉각과 관련된 원치 않는 문제점을 야기하게 된다.
종래 기술은 별개의 댐퍼를 사용하는 구성을 제공하는데, 엔진 실린더를 통해 흐르는 가스를 조절하기 위해, 밸브 제어를 변경하는 동시에 엔진 실린더 내로의 공기 공급을 제한한다. 그러나, 전술한 바와 같이 배출물의 환원을 방지하고, 질소산화물 NOx의 증가를 예방하기 위해, 이들 시스템은 만족스럽게 기능하지 못하는 것이 분명하다. 이는 별개의 댐퍼가 일정 분량의 공기를 엔진 실린더를 통해 지나가도록 하여, 감속한 후에 엔진이 작동하지 않을 때에 NOx를 증가시키기 때문이다.
밸브 제어가 변경될 때, 실린더 연소실 내에 음압이 발생하고, 이는 크랭크케이스부로부터 오일이 흡입되어 피스톤을 지나 연소실 내로 유입되게 하는 문제가 야기될 수 있다. 그런 다음, 오일이 공기를 따라 배기 밸브를 지나, 배기 시스템을 따라 진행하여 환경에 영향을 미치게 된다.
종래 기술은 연소 엔진의 연소실을 통해 제로 유동(zero flow)이 이루어지도록 하기 위해 연소 엔진 내에서 밸브들을 제어하기도 한다. 연소 엔진을 통해 제로 유동이 달성될 때, 연소 엔진의 후-처리 시스템으로 공기가 전혀 공급되지 않거나 공급되더라도 매우 소량만이 공급되게 된다.
특허문헌 US 20100175645 A호는, 하나 혹은 복수의 실린더들을 정지시킴으로써 연소 엔진을 통하는 기류가 어떻게 감소되는 지를 보여주고 있다.
특허문헌 US 6161521 A호는, 밸브 제어를 변경함으로써, 오토 엔진(Otto engine)을 통하는 기류가 어떻게 감소되는 지를 보여주고 있다. 흡입 및 배기 밸브 모두를 제어하기 위해 캠샤프트를 사용하며, 밸브들에 있어서 오버랩 시간을 바꾸지 않고서도 흡입 시간과 배기 시간의 위상이 시프트 된다.
WO 2013/101282 A2호는, 흡입 및 배기 밸브들의 개방 및 폐쇄 시간을 위한 시점을 위상-변이(phase-shift) 함으로써, 연소 엔진 내에서 제로 유동이 어떻게 달성되는 지를 보여주고 있다.
종래 기술의 해법에도 불구하고, 스로틀이 닫히고 차량이 감속될 때, 연소 엔진과 기어박스를 포함하는 차량에 대해 연료가 절감되고, 배기가스 후-처리 시스템의 냉각이 방지되며, 연소 엔진 실린더들 내에 음압이 형성되지 않는, 차량 감속 방법을 개발해야 한다는 요구가 계속 있다.
본 발명의 목적은, 스로틀이 닫히고 차량이 감속될 때, 연소 엔진과 기어박스를 포함하는 차량을 연료가 절감되게 감속시키는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 스로틀이 닫히고 차량이 감속될 때, 배기가스 후-처리 시스템의 냉각이 방지되는, 연소 엔진과 기어박스를 포함하는 차량을 감속시키는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 스로틀이 닫히고 차량이 감속될 때, 연소 엔진의 실린더 내에 음압이 형성되지 않도록 하는, 연소 엔진과 기어박스를 포함하는 차량을 감속시키는 방법을 제공하는 것이다.
이들 목적들은, 청구항 제1항에 기재되어 있는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 전술한 타입의 차량을 감속시키는 방법에 의해 달성된다.
또한, 이들 목적들은, 본 방법에 따라 차량을 감속시키도록 제어되는, 연소 엔진과 기어박스를 포함하는 차량에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 방법은, 차량을 감속시키는 중에 연료 공급을 중단하는 것과, 크랭크샤프트와 연관되어 각 캠샤프트가 위상-변이되고, 이에 의해 각 캠샤프트가 흡입 및 배기 밸브들이 제어될 때, 피스톤들이 각 실린더 내에서 앞뒤로 움직일 때, 배기가스 시스템으로 공기가 전혀 공급되지 않는 상태로 위상-변이되는 것을 포함한다. 이에 따라, 연료가 절감되고, 배기가스 후-처리 시스템의 냉각이 방지되며, 연소 엔진의 실린더 내에 음압이 형성되지 않게 된다. 각 실린더들 내에서 차지(charge) 공급의 흐름이 정지되기 때문에, 엔진이 정지할 때 NOx가 증가하지 않게 된다.
일 실시형태에 따르면, 제1 캠샤프트가 +75°내지 +85°의 크랭크샤프트 각으로, 바람직하기로는 +80°로 위상-변이되고, 다른 캠샤프트는 -75°내지 -85°의 크랭크샤프트 각으로, 바람직하기로는 -80°로 위상-변이된다. 이러한 위상 변이 상태에서, 배기가스 후-처리 시스템으로 공기가 전혀 공급되지 않거나 공급되더라도 매우 제한된 양만이 공급되어서, 스로틀이 닫히고 차량이 감속될 때, 배기가스 후-처리 시스템이 전혀 냉각되지 않거나 냉각되더라도 조금 냉각되게 된다.
다른 실시형태에 따르면, 실린더 당 2개의 흡입 밸브들과 2개의 배기 밸브들이 각 캠샤프트에 의해 제어된다. 이러한 연소 엔진에 본 발명을 적용하는 것이 매우 효과적인데, 이는 실린더 당 밸브들의 수가 실린더를 통과하는 공기의 흐름에 영향을 미치며, 이는 결국 스로틀이 닫히고 차량이 감속될 때, 배기가스 후-처리 시스템의 냉각에 영향을 미치기 때문이다.
다른 실시형태에 따르면, 각 캠샤프트가 위상-변이 장치에 의해 위상-변이된다. 각 캠샤프트에 대해 배치되어 있는 위상-변이 장치로 각 캠샤프트를 위상-변이시키면, 캠샤프트의 위상-변이가 효율적으로 이루어져서, 실린더를 통한 제로 유동이 달성되어, 스로틀이 닫히고 차량이 감속될 때, 배기가스 후-처리 시스템이 냉각되지 않게 한다.
다른 실시형태에 따르면, 연소 엔진이 디젤 연료로 구동된다. 디젤 연료로 구동되는 연소 엔진은 압축 착화되기 때문에, 실린더, 피스톤 및 밸브들이, 캠샤프트의 실질적인 위상-변이 및 이에 따른 밸브 시간(valve times)이 달성되는 동시에 연소 엔진 내에서 상호 작용하는 부품들의 형상이 적당하게 제공되어, 피스톤과 밸브들 간에 기능 상호작용이 달성될 수 있도록 설계될 수 있다.
본 발명에 따르면, 배기 밸브가 개방될 때, 실린더 내의 압력이 배기 매니폴드 내의 압력과 거의 동일하며, 흡입 밸브가 개방될 때에는 흡입 파이프 내의 압력과 거의 동일하다. 이는, 피스톤의 움직임에 의해 발생될 수도 있는 음압이 형성되지 않는다는 것을 의미한다.
실린더 내에 음압이 실질적으로 형성되지 않기 때문에, 크랭크케이스로부터 실린더로 오일 펌핑이 이루어지지 않는다.
캠샤프트들을 위상-변이시킴으로써, 복수의 모터 사이클 주위에 대칭인 밸브 시간이 위상-변이되어, 다른 동작 모드들 사이에서 크랭크샤프트에 충격을 주는 토크가 부드럽게 전이되게 된다.
팽창 및 배기 행정 사이에서, 배기 밸브들이 피스톤의 하사점 근방에서 거의 대칭적으로 열고 닫힌다. 흡입 및 압축 행정 사이에서, 흡입 밸브들의 열고 닫힘이 피스톤의 하사점 근방에서 거의 대칭적으로 이루어진다. 하사점 근방에서 거의 대칭적으로 밸브들이 개방되도록 제어함으로써, 실린더로 들어오는 공기의 양과 실린더에서 나가는 공기의 양이 거의 같게 된다. 이에 따라, 연소 엔진의 실린더를 통한 공기의 순 유동(net flow)이 거의 없게 된다.
차량은 연소 엔진을 포함하여 구성되며, 연소 엔진은 크랭크샤프트, 앞뒤로 움직이도록 크랭크샤프트에 연결되어 있으며, 안쪽에 조립되어 앞뒤로 움직이는 피스톤을 구비하는 바람직하기로는 복수의 실린더, 및 실린더 내로 공기가 흡입되도록 하고 실린더에서 배기가스가 빠져 나가도록 하기 위한, 복수의 디스크 타입의 흡입 및 배기 밸브를 포함한다.
흡입 밸브와 배기 밸브 각각은 캠샤프트에 의해 제어되고 작동되며, 궁극적으로는 크랭크샤프트에 의해 작동된다. 크랭크샤프트와 각 캠샤프트 사이에 위상-변이 장치가 존재하여, 캠샤프트와 밸브들의 여닫힘 타이밍을 제어한다. 위상-변이 장치는 위상-변이 장치를 연소 엔진의 작동 모드에 맞는 위치로 제어하는 제어 장치에 연결되는 것이 바람직하다. 제어 장치는 연료를 실린더들로 공급하는 연료 분사 장치도 제어한다.
차량을 감속시키도록 제어할 때, 제어 장치는 실린더와 연소 엔진으로 흐르는 연료의 양을 줄이고 완전히 막으며, 캠샤프트용 위상-변이 장치를 조절하여, 실린더들 내로 연료가 주입되지 않도록 하고 실린더를 통한 공기의 순 흐름이 없게 한다.
연소 엔진은 흡입 및 배기 밸브에 대해 캠샤프트를 별도로 구비하는 것이 바람직하다. 연소 엔진에서 정상 부하에 상응하는 작동 모드에서, 팽창 행정이 종료되기 위한 하사점에서 배기 밸브들을 개방하고, 흡입 행정이 시작될 때 상사점에서 흡입 밸브들을 개방하도록 캠샤프트에 대한 위상-변이 장치가 제어된다.
엔진에 통하는 스로틀이 없고, 차량이 감속될 때, 제어 장치는 실린더의 연료 공급을 중단하게 되며, 캠샤프트에 대한 위상-변이 장치를 조절하여 실린더를 통한 공기의 순 흐름이 없도록 한다.
아래의 상세한 설명에서, 본 발명의 다른 이점들을 설명한다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참고하면서 본 발명의 바람직한 실시형태들을 하나의 예로써 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 방법에 따라 감속되도록 제어되는, 차량의 개략적인 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 방법에 따라 차량이 감속되도록 제어되는 연소 엔진의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 방법에 따라 차량이 감속되도록 제어되는 연소 엔진 내의 흡입 및 배기 밸브의 위상-변이의 다이어그램이다.
도 4는 본 발명에 따라 차량을 감속시키는 방법의 흐름도이다.
도 1은 본 발명에 따른 방법에 따라 차량(1)을 감속시키도록 제어되는, 연소 엔진(2)이 장착되어 있는 차량(1)의 개략적인 측면도이다. 연소 엔진(2)은 디젤 엔진인 것이 바람직하다. 차량(1)에는 연소 엔진(2)에 연결되어 있는 기어박스(4)도 장착되어 있다. 기어박스(4), 카르단 샤프트(8) 및 구동 사프트(9)에 의해 차량(1)의 구동휠들(6)이 구동된다. 기어박스(4)는 매뉴얼 타입이거나 오토매틱 타입일 수 있다. 기어박스(4)는 매뉴얼 기어박스(4)와 오토매틱 기어박스(4)가 조합된 형태일 수도 있다. 기어가 차량(1)의 작동 모드에 맞추도록 기어박스(4)가 제어될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 방법에 따라 차량(1)이 감속되도록 제어되는 연소 엔진(2)의 단면도이다. 연소 엔진(2)은 적어도 하나의 실린더(10)를 포함하며, 각 실린더(10)는 해당 실린더(10)에 배치되어 있는 피스톤(12)을 구비한다. 피스톤(12)이 커넥팅로드(14)를 통해 크랭크샤프트(16)에 연결되어 있으며, 크랭크샤프트가 회전하면서 피스톤(12)을 실린더(10) 내에서 앞뒤로 움직이게 한다. 각 실린더(10) 내에는 적어도 하나의 흡입 밸브(18)가 배치되어 있으며, 흡입 밸브(18)는 흡입 시스템(20)에 연결되어 있다. 제1 캠샤프트(22)가 적어도 하나의 흡입 밸브(18)를 제어한다. 각 실린더(10) 내에는 적어도 하나의 배기 밸브(24)가 배치되어 있으며, 배기 밸브(24)는 배기 시스템(26)에 연결되어 있다. 바람직하기로는, 각 실린더(10) 내에는 두 개의 흡입 밸브(18)와 두 개의 배기 밸브(24)가 배치되어 있다. 제2 캠샤프트(28)가 적어도 하나의 배기 밸브(24)를 제어한다. 연소 엔진(2)의 유형에 따라, 두 개의 제1 및 제2 캠샤프트(22, 28)가 연소 엔진(2) 내에 배치될 수 있다. 이는, 연소 엔진(2)이 V-타입인 경우에 유리하다.
본 발명에 따르면, 연소 엔진(2) 내에 캠샤프트 제어(30)가 배치된다. 크랭크샤프트(16)가 캠샤프트 트랜스미션(32)을 통해 각 캠샤프트(22, 28)를 제어한다. 크랭크샤프트(16)와 각 캠샤프트(22, 28) 사이에 적어도 하나의 위상-변이 장치(34)가 배치되어서, 피스톤들(12)이 각 실린더(10) 내에서 앞뒤로 움직일 때, 각 캠샤프트(22, 28)가, 배기 시스템(26)으로 공기가 공급되지 않도록 흡입 및 배기 밸브들(18, 24)이 제어되는 지점으로 변이되게 된다. 바람직하기로는, 위상-변이 장치(34)가 각 캠샤프트(22, 28)에 대해 배치된다. 제어 장치(36)가 복수의 다양한 센서들(미도시)들로부터 흡입 매니폴드 내의 절대 압력, 차지 공기 온도, 공기 유량, 스로틀 위치, 엔진 속도, 엔진 부하 같은 신호들을 수신한다. 제어 장치(36)는, 크랭크샤프트(16)와 관련하여 캠샤프트(22, 28)의 각 위치를 조절하도록 위상-변이 장치(34)를 작동시킨다.
도 3은 본 발명에 따른 방법에 따라 제어되는 연소 엔진(2) 내의 흡입 및 배기 밸브의 위상-변이 그래프이다. Y축이 피스톤(12)이 실린더(10) 내에서 움직이는 거리와, 흡입 및 배기 밸브(18, 24)가 움직이는 거리를 나타낸다. X축은 크랭크샤프트(16)의 각 운동(angular movement)을 나타내며 결국 피스톤(12)의 운동을 나타낸다. 곡선 P는 실린더(10) 내부에서의 피스톤(12)의 운동에 관한 것이고, 도 3은 실린더(10) 내에서 상사점 및 하사점 사이에서 피스톤(12)이 움직이는 형태를 보여주고 있다. 예컨대 0°에서, 피스톤(12)은 상사점 TDC에 있고, 180°에서는 피스톤(12)이 하사점 BDC에 있다. 도 3에서의 그래프는 4 행정 타입의 연소 엔진(2)을 나타내므로, 4 행정 모두가 완료되었을 때에는, 크랭크샤프트(16)와 피스톤(12)은 720°움직이게 된다.
곡선 A1은 정상 부하 상태에서, 피스톤의 움직임에 대한 배기 밸브(24)의 움직임을 나타낸다. 곡선 I1은 정상 부하 상태에서, 피스톤의 움직임에 대한 흡입 밸브(18)의 움직임을 나타낸다. 이에 따라, 도 3은, 곡선 A1을 통해, 정상 부하 상태에서 배기 행정 중에 배기가스를 배기 및 후-처리 시스템(38)으로 배출하기 위해, 배기 밸브(24)는 팽창 행정 말기 즉 120°에서 개방됨을 보여주고 있다. 그런 다음, 360°에서 이루어지는, 흡입 행정의 시점에 배기 밸브(24)가 닫힌다. 대략적으로 이와 동시에, 공기를 실린더(10)로 유입되도록 하기 위해, 곡선 I1로 표기한 바와 같이 흡입 밸브(18)가 열린다. 그런 다음, 흡입 밸브(18)는 590°에서 닫히며, 압축 행정이 시작된다. 0°에 상당하는 720도에서, 팽창 행정이 시작된다.
곡선 I2와 A2는, 본 발명에 따른 방법에 의해 차량(1)이 속도를 줄일 때, 캠샤프트(22, 28)를 위한 위상-변이 장치(34)가 조절되어, 실린더(10)를 통해 공기가 전혀 흐르지 않도록 하고 실린더(10) 내로 연료가 분사되지 않도록, 연소 엔진(2)이 제어되는 상황을 설명하고 있다. 이러한 효과는, 흡입 밸브(18)용 제1 캠샤프트(22)의 위상-변이가 +75°내지 +85°크랭크샤프트 각, 바람직하기로는 +80°에 대응되고, 배기 밸브용 제2 캠샤프트(28)의 위상-변이가 -75° 내지 -85° 크랭크샤프트 각, 바람직하기로는 -80°에 대응될 때 얻어진다.
팽창 행정과 배기 행정 사이에서, 배기 밸브(24)는 피스톤(12)의 하사부 BDC 근방에서 거의 대칭적으로 열고 닫힌다. 흡입 행정과 압축 행정 사이에서, 흡입 밸브의 여닫힘은 피스톤(12)의 하사점 BDC 근방에서 거의 대칭적으로 이루어진다. 이러한 방식으로 흡입 밸브(18)와 배기 밸브(24)를 열고 닫음에 따라, 피스톤(12)이 하사점 BDC를 향해 움직일 때, 그리고 피스톤(12)이 상사점 TDC를 향해 위로 움직일 때, 연소 엔진(2)의 실린더(10) 내부에 공기가 유지되어 있게 된다.
이에 따라, 배기 밸브의 위상-변이는 거의 흡입 밸브(18)의 위상-변이만큼 크다. 배기 행정의 말기 그리고 흡입 행정의 초기에, 양 밸브들이 닫히게 되어, 실린더(10) 내의 공기가 흡입 행정 중에 흡입 밸브(18)가 420°에서 개방될 때까지 압축 및 팽창된다. 흡입 행정 중에 실린더(10) 내로 공기가 흡입되고, 흡입 밸브(18)가 개방될 때 압축 행정이 시작되는 중에 실린더(10) 밖으로 강제 배출된다. 흡입 밸브(18)는 670°에서 닫히고, 720°에서 피스톤(12)이 상사점에 있을 때 실린더(10) 내부에 포획된 공기가 압축되고 이어서 팽창된다. 이어서, 50°에서 배기 밸브(24)가 개방될 때, 공기의 일부가 배기 채널(40)로부터 실린더(10) 내로 흡인되는데, 이는 피스톤(12)이 180°에서 하사점으로 접근하면서 피스톤(12)이 실린더(10) 내에 음압을 발생시키기 때문이다. 피스톤(12)이 180°에서 하사점에 있을 때, 피스톤(12)이 전에 배기 채널(40)로부터 흡인한 공기와 동일한 양의 공기를 실린더(10) 밖으로 강제 송출한다. 배기 밸브(24)가 여전히 개방되어 있기 때문에, 상기 공기가 배기 채널(40) 내로 다시 가압되게 된다. 이에 따라, 배기 시스템(26)에 대한 최종 유동이 제로가 되게 된다. 연소 엔진(2)의 실린더(10)를 통한 공기의 순 유동(net flow)이 없기 때문에, 배기가스 후-처리 시스템(38)의 냉각과 산화가 방지되며, 그러면서도 실린더(10) 내로 연료가 공급되지 않는다. 이에 따라, 후에 스로틀이 개방될 때 연소 엔진(2)으로 나오는 배출물이 증가하지 않게 되고, 연료 경제가 개선된다. 실린더(10) 내에 실질적으로 음압이 형성되지 않기 때문에, 크랭크케이스로부터 실린더(10)로 오일 펌핑이 일어나지 않고, 이에 따라 오일 소모가 감소되어 결과적으로 환경에 대한 악영향이 줄어들게 된다.
이하에서 도 4의 흐름도와 함께 본 발명에 따른 차량(1)의 감속 방법을 기재한다. 이 방법은 연소 엔진(2), 기어박스(4), 구동휠들(6) 및 상기 기어박스(4)와 구동휠들(6) 사이에 배치되어 있는 구동 샤프트(8)를 구비하는 차량(1)을 포함하고, 상기 연소 엔진(2)은,
- 연소 엔진(2)을 작동시키기 위해 연료가 공급되는 적어도 하나의 실린더(10),
- 각 실린더(10) 내에 배치되어 있는 피스톤(12),
- 각 실린더(10) 내에 배치되어 있으며, 흡입 시스템(20)에 연결되어 있는 적어도 하나의 흡입 밸브(18),
- 상기 적어도 하나의 흡입 밸브(18)를 제어하는 제1 캠샤프트(22),
- 각 실린더(10) 내에 배치되어 있으며, 배기 시스템(26)에 연결되어 있는 적어도 하나의 배기 밸브(24),
- 상기 적어도 하나의 배기 밸브(24)를 제어하는 제2 캠샤프트(28), 및
- 각 캠샤프트(22, 28)를 제어하는 크랭크샤프트(16)를 포함한다.
본 발명 방법은 아래의 단계들을 포함한다.
a) 연료에 의해 연소 엔진(2)이 더 이상 작동하도록 하기 위해, 모든 실린더(10)로의 연결 공급을 중지시키는 단계.
b) 피스톤(12)이 각 실린더(10) 내에서 앞뒤로 이동할 때, 크랭크샤프트(16)와 관련하여 각 캠샤프트(22, 28)를 배기 시스템(26)으로 공기가 공급되지 않는 위치로 위상-변이시키는 단계. 그 결과로, 배기가스 후-처리 시스템(38)으로 공기가 전혀 공급되지 않게 되어, 각 실린더 내에서 차지 공기 흐름이 정지되기 때문에, 엔진이 정지할 때 NOx가 증가하지 않게 된다.
c) 크랭크샤프트(16)의 엔진 속도를 증가시키는 기어와 체결되도록 기어박스(4)를 제어하여, 차량(1)의 속도가 감소되게 된다. 이에 의해, 연소 엔진(2)의 펌핑 동작이 증가하여, 연소 엔진(2)으로부터 구동 샤프트(9)에 대한 제동 토크가 증가하고, 제동 동작이 커지게 된다.
본 발명 방법은 다음의 단계들을 추가로 포함한다.
d) 제1 캠샤프트(22)를 +75°내지 +85°, 바람직하기로는 +80°로 위상-변이시키는 단계,
e) 제2 캠샤프트(28)를 -75°내지 -85°크랭크샤프트 각으로, 바람직하기로는 -80°로 위상-변이시키는 단계. 그러한 위상-변이에서, 배기가스 후-처리 시스템(38)으로 공기가 전혀 공급되지 않거나 행여 공급되더라도 매우 한정된 양만이 공급되어, 스로틀이 닫히고 차량이 감속될 때, 배기가스 후-처리 시스템(38)이 전혀 냉각되지 않거나 약간만 냉각되게 된다.
바람직하기로는, 2개의 흡입 밸브(18)와 2개의 배기 밸브(24)는 각각 캠샤프트(22, 28)에 의해 제어된다. 이러한 연소 엔진(2)에 본 발명을 적용하는 것이 매우 효과적인데, 이는 실린더 당 밸브들(18, 24)의 수가 실린더(10)를 통과하는 공기의 흐름에 영향을 미치며, 이는 결국 스로틀이 닫히고 차량이 감속될 때, 배기가스 후-처리 시스템(38)의 냉각에 영향을 미치기 때문이다.
바람직하기로는, 각 밸브들(18, 24)이 2개의 제1 및 2개의 제2 캠샤프트들(22, 28)에 의해 제어된다. 이러한 연소 엔진(2)에 본 발명을 적용하는 것이 매우 효과적인데, 이는 실린더 당 밸브들(18, 24)의 수가 실린더(10)를 통과하는 공기의 흐름에 영향을 미치며, 이는 결국 스로틀이 닫히고 차량이 감속될 때, 배기가스 후-처리 시스템(38)의 냉각에 영향을 미치기 때문이다.
본 발명 방법은, f) 각 캠샤프트(22, 28)에 대해 배치되어 있는 위상-변이 장치(34)로 각 캠샤프트(22, 28)를 위상-변이하는 단계를 추가로 포함한다. 각 캠샤프트(22, 28)에 대해 배치되어 있는 위상-변이 장치(34)로 각 캠샤프트(22, 28)를 위상-변이시키면, 캠샤프트(22, 28)의 위상-변이가 효율적으로 이루어져서, 실린더(10)를 통한 제로 유동이 달성되어, 스로틀이 닫히고 차량이 감속될 때, 배기가스 후-처리 시스템(38)이 냉각되지 않게 한다.
바람직하기로는, 연소 엔진(2)이 디젤 연료로 구동된다. 디젤 연료로 구동되는 연소 엔진(2)은 압축 착화되기 때문에, 실린더(10), 피스톤(12) 및 밸브들(18, 24)이, 캠샤프트(22, 28)의 실질적인 위상-변이 및 이에 따른 밸브 시간(valve times)이 달성되는 동시에 연소 엔진(2) 내에서 상호 작용하는 부품들의 형상이 적당하게 제공되어, 피스톤(12)과 밸브들(18, 24) 간에 기능 상호작용(functioning interaction)이 달성될 수 있도록 설계될 수 있다.
본 발명은, 위에서 특정한 방법에 따라 제어되는 연소 엔진(2)과 기어박스(4)를 포함하는 차량(1)에도 관한 것이다.
본 발명의 체계 내에서, 전술한 구성들과 특징들은 다양한 실시형태로 결합될 수 있다.

Claims (1)

  1. - 연소 엔진(2)을 작동시키기 위해 연료가 공급되는 적어도 하나의 실린더(10),
    - 각 실린더(10)에 배치되어 있는 피스톤(12),
    - 각 실린더(10)에 배치되어 있으며, 흡입 시스템(20)에 연결되어 있는 적어도 하나의 흡입 밸브(18),
    - 적어도 하나의 흡입 밸브(18)를 제어하는 제1 캠샤프트(22),
    - 각 실린더(10)에 배치되어 있으며, 배기 시스템(26)에 연결되어 있는 적어도 하나의 배기 밸브(24),
    - 적어도 하나의 배기 밸브(24)를 제어하는 제2 캠샤프트(28), 및
    - 각 캠샤프트(22, 28)를 제어하는 크랭크샤프트(16)를 포함하여 구성되는 연소 엔진(2), 기어박스(4), 구동휠들(6) 및 상기 기어박스(4)와 구동휠들(6) 사이에 배치되어 있는 구동 샤프트(8)를 포함하여 구성되는 차량(1)을 감소시키는 방법으로,
    a) 모든 실린더(10)로의 연료 공급을 중단하는 단계,
    b) 피스톤(12)이 각 실린더(10) 내에서 앞뒤로 이동할 때, 배기 시스템(26)으로 공기가 공급되지 않는 위치로 크랭크샤프트(16)와 연관된 각 캠샤프트(22, 28)를 위상-변이시키는 단계,
    c) 차량(1) 속도 감소를 수반하도록, 크랭크샤프트(16)의 엔진 속도를 증가시키는 기어와 체결되게 기어박스(4)를 제어하는 단계,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 감속 방법.
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