KR20230082964A - 차량용 cda 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 CDA 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 엔진의 크랭크 샤프트의 회전력을 전달받아 회전하는 캠 샤프트, 그 일단에 밸브가 밸브 스프링에 의해 탄력 지지되고, 캠 샤프트에 형성된 캠 로브의 회전에 따라 각운동하는 로커암, 롤러 핀에 의해 로커암의 타단에 유지되며 상기 캠 로브와 점접촉하는 롤러 베어링을 구비하고, 롤러 핀과 로커암의 상대 위치를 고정시키는 잠금 상태와, 롤러 핀이 로커암에 대해서 상대 이동 자유롭게 하는 해제 상태 사이에서 전환되도록 함으로써, 실린더 휴지를 구현하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 CDA 장치 및 그 제어 방법{CYLINDER DE-ACTIVATION SYSTEM FOR VEHICLE AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 차량용 CDA 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 로커암과 롤러 핀 사이의 상대 이동 가능 여부를 단속함으로써 특정 실린더가 휴지 모드에 들어갈 수 있도록 하는 차량용 CDA 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

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 휴지 (Cylinder DeActivation : CDA) 장치등이 있다.

이중, 실린더 휴지(이하, 간단히 "CDA"라 함) 장치는, 특허문헌 1에서 개시되어 있는 바와 같이, 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.

예를 들면, 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 도모하도록 하는 것이다.

한편, 도 10은 종래의 로커암 조립체의 구조를 보여주는 단면도이다. 도시된 바와 같이, 로커암 조립체는 로커암(1), 로커암(1)의 중간부를 관통하는 로커 샤프트(2)를 포함한다. 그리고 로커암(1)의 일단부에 스크류(4)에 의해 장착되는 밸브 브리지(3) 및 밸브 스프링(6)을 통해 밸브(5)가 로커암(1)의 일단부에 유지된다. 또한, 로커암(1)의 타단부에는, 롤러 핀에 의하여 회전가능하게 장착되며, 캠(8)에 접촉되는 롤러 베어링(7)이 구비된다.

상기한 구조에 의하면, 캠(8)이 회전하는 경우, 로커암(1)의 타단부의 롤러 베어링(7)이 캠과 접촉하여 상향으로 이동하게 되고, 이때, 로커암(1)의 일단부가 하향으로 이동하여 밸브(5)의 상단부를 누르게 된다. 따라서, 밸브(5)가 하방으로 이동하므로써 흡, 배기구를 개방하게 된다.

그런데, 도 10에 도시된 종래의 로커암 조립체에서는 조립체를 구성하는 개개의 기구들이 고정되어 상대 이동 불가하도록 되어 있어, 엔진의 작동 조건 별 운전 효율의 향상이 불가하다. 특히 전술한 실린더 휴지를 실현하기 위해서는 불필요한 동력의 소모를 방지할 수 있도록 필요시 밸브의 구동을 일시적으로 정지시켜야 하는데, 도 10에 도시된 종래의 로커암 조립체의 구조에 의하면, 캠의 회전을 정지시키지 않는 한 밸브의 구동을 정지시키기 곤란하다. 그리고 캠의 회전을 단속하기 위해서는 복잡한 제어 기구가 필요하게 된다.

특허문헌 1: 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0059293호 (2018.06.04.)

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 간단한 구조를 통해 실린더 휴지를 실현시킬 수 있는 CDA 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것에 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 차량용 CDA 장치는, 각운동하는 로커암; 롤러 핀에 의해 로커암의 타단에 유지되며 캠 로브와 접촉하는 롤러 베어링; 및 롤러 핀과 로커암의 상대 위치를 고정시키는 잠금 상태와, 롤러 핀이 로커암에 대해서 상대 이동 자유롭게 하는 해제 상태 사이에서 롤러 핀이 로커암에 유지되도록 하는 롤러 핀 잠금 및 해제 기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 롤러 핀 잠금 및 해제 기구는, 롤러 핀을 상기 잠금 위치로 가압하는 피스톤부와, 피스톤부의 슬라이드 이동을 가이드하기 위해 상기 로커 암에 설치되는 유압 챔버와, 유압 챔버 내로 유입되는 오일의 유압을 제어하기 위한 솔레노이드 밸브를 포함한다.

바람직하게는, 롤러 핀 잠금 및 해제 기구는, 일단이 유압 챔버의 축방향 일단에 구비되고, 타단이 피스톤부를 향하도록 유압 챔버 내에 구비되는 탄성 부재를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 롤러 핀 잠금 및 해제 기구는, 로커암을 지지하는 로커 샤프트 내부의 중공 공간에 형성되고, 엔진의 윤활을 위해 순환하는 오일이 공급될 수 있도록 하는 메인 오일 라인, 메인 오일 라인으로부터 분기되어 솔레노이드 밸브와 접속되는 분기 라인을 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 로커 샤프트 내부의 중공 공간에 형성되고, 솔레노이드 밸브와 유압 챔버의 내부 공간을 연통하는 CDA 오일 라인을 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 솔레노이드 밸브를 제어하는 제어기를 더 구비하고, 제어기는, 소정 크기 이상의 구동 토크가 요구되는 정상 운전 조건을 만족하는 경우, 솔레노이드 밸브를 제어하여 유압 챔버 내로 오일을 공급함으로써, 공급되는 오일의 유압에 의해 롤러 핀의 상대 위치를 고정시킬 수 있다.

바람직하게는, 제어기는, 소정의 엔진의 저부하 조건 또는 아이들 조건을 만족하는 경우, 솔레노이드 밸브를 제어하여 유압 챔버 내로의 오일 공급을 차단함으로써 롤러 핀이 상기 로커암에 대해서 상대 이동 자유롭게 할 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 차량의 CDA 장치의 제어 방법은, 엔진의 크랭크 샤프트의 회전력을 전달받아 회전하는 캠 샤프트, 그 일단에 밸브가 밸브 스프링에 의해 탄력 지지되고, 상기 캠 샤프트에 형성된 캠 로브의 회전에 따라 각운동하는 로커암, 롤러 핀에 의해 상기 로커암의 타단에 유지되며 상기 캠 로브와 점접촉하는 롤러 베어링 및 롤러 핀 잠금 및 해제 기구를 구비하는 차량의 CDA 장치의 제어 방법으로서, 실린더에 대해서 정상 동작 모드에서 휴지 동작 모드로 전환 신호가 발생하는 단계; 휴지 동작 모드로 전환 신호가 발생된 실런더에 대하여, 롤러 핀이 로커암에 대해서 상대 이동 자유로운 상태로 롤러 핀이 로커암에 유지되도록 롤러 핀의 잠금 상태를 해제하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 차량의 작동 상태가 실린더 휴지 영역에 진입한 것으로 판단되는 경우, 현재 배기 과정 중에 있는 실런더를 확인하는 단계 및 현재 배기 과정 중에 있는 실린더에 대해서 전환 신호를 발생하는 단계를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 휴지 동작 모드로 전환된 실린더에 대해서 정상 동작 모드로 전환하는 전환 신호가 발생하는 단계; 정상 동작 모드로 전환하는 전환 신호가 발생된 실린더에 대하여, 로커암에 대한 롤러 핀의 상대 위치를 고정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 로커암에 대한 롤러 핀의 상대 위치가 고정된 상태에서, 흡기 밸브를 개방하여 공기를 실린더 내부로 흡입하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 C차량용 CDA 장치 및 그 제어 방법에 의하면, 간이한 구조로 실런더 휴지를 실현함으로써 휴지 기통의 압축 공기를 연소 기통에 공급할 수 있어 연비 개선이 가능하게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 CDA 장치 및 그 제어 방법에 의하면, 작동 기통에 충분한 공기 공급이 가능하여 배기 가스 온도를 올리는 것이 용이해 진다. 따라서, 이러한 승온 효과를 이용하여 배기 규제 강화에 따른 후처리 성능 향상을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 CDA 장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 CDA 장치의 부분 확대 사시도이다.
도 3은 잠금 상태에서의 본 발명에 따른 CDA 장치의 동작을 설명하는 도면이다.
도 4는 잠금 상태에서의 본 발명에 따른 CDA 장치의 동작 순서를 설명하는 도면이다.
도 5는 해제 상태에서의 본 발명에 따른 CDA 장치의 동작을 설명하는 도면이다.
도 6은 해제 상태에서의 본 발명에 따른 CDA 장치의 동작 순서를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 CDA 장치로의 오일 공급 경로를 설명하는 사시도이다.
도 8은 로커암 샤프트 내에 형성된 오일 라인의 구조를 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 CDA 장치의 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 10은 종래의 로커암 구조체를 도시한 단면도이다.

이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 CDA 장치를 도시한 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 CDA 장치는, 캠 샤프트(20), 로커암(10), 롤러 베어링(30) 및 롤러 핀 잠금 및 해제 기구(11, 32)를 포함한다.

캠 샤프트(20)는 엔진의 크랭크 샤프트의 출력축과 연결되어 크랭크 샤프트로부터 회전력을 전달받아 엔진의 구동시에 회전한다.

캠 샤프트(20)의 외주에는 캠 샤프트(20)의 외주를 따라 그 반경이 상이하도록 캠 로브(21)가 형성된다. 따라서, 캠 샤프트(20)가 회전하게 되면, 캠 로브(21)의 외주면을 따르는 회전 변경이 회전 각도에 따라 변동되게 된다.

캠 샤프트(20)의 상방에는 로커 샤프트(40)를 기준으로 각운동하는 로커암(10)이 구비된다. 로커암(10)의 일단에는 캠 샤프트(20)에 형성된 캠 로브(21)와 점 접촉하여 회동하는 롤러 베어링(30)이 구비된다. 롤러 베어링(30)은 회전 축방향으로 대향하는 양 표면에 축방향으로 돌출하는 롤러 핀(31)이 구비되고, 이 롤러 핀(31)을 이용하여 로커암(10)의 일단에 회전 가능하게 유지된다. 도 1에서는 생략되어 있으나, 도 10을 참조하면, 로커암(10)의 타단에는 종래 로커암 조립체와 마찬가지로, 스크류(4)에 의해 장착되는 밸브 브리지(3) 및 밸브 스프링(6)을 통해 밸브(5)가 로커암(11)의 일단부에 유지된다.

롤러 핀 잠금 및 해제 기구(11, 32)는, 도 3에 도시된 바와 같이 롤러 핀(31)과 로커암(10)의 상대 위치를 고정시키는 잠금 상태와, 도 5에 도시된 바와 같이, 롤러 핀(31)이 로커암(10)에 대해서 상대 이동 자유롭게 하는 해제 상태 사이에서 롤러 핀(31)이 로커암(10)에 유지되도록 하기 위한 구성이다.

도 1 및 도 7에 도시된 바와 같이, 롤러 핀 잠금 및 해제 기구(11, 32)는 피스톤부(32), 유압 챔버(11) 및 솔레노이드 밸브(50)로 구성된다.

피스톤부(32)는 롤러 핀(31)을 도 1에 도시된 잠금 상태에서의 잠금 위치에 있도록 가압하기 위한 구성이다. 피스톤부(32)는 바람직하게는 길이 방향으로 연장하는 장방형 부재 있을 수 있다. 피스톤부(32)를 이용하여 롤러 핀(31)을 가압할 때에, 피스톤부(32)와 롤러 핀(31)이 밀착하도록, 도 1에 도시된 바와 같이, 롤러 핀(31)을 향하는 피스톤부(32)의 일단부는 원통형의 롤러 핀(31)의 외주면에 대응하도록 내측으로 만곡되어 있는 것이 바람직하다.

유압 챔버(11)는 피스톤부(32)의 슬라이드 이동을 가이드 하기 위해 로커암(10)의 내부에 설치되는 중공 공간이다. 유압 챔버(11)는 롤러 베어링(30)의 롤러 핀(31)을 각각 유지하기 위한 로커암(10)의 양측 아암 중 적어도 어느 하나의 아암 측에 형성된다. 유압 챔버(11)의 일단부의 내측면에는 롤러 핀(31)이 삽입될 수 있는 개구부(도시되지 않음)가 형성되어 있어, 롤러 핀(31)은 유압 챔버(11)에 그 단부가 삽입되게 된다. 그리고 롤러 핀(31)과 유압 챔버(11)의 타단부 사이에 형성되는 수용 공간에 피스톤부(32)가 구비된다. 그리고, 피스톤부(32)와 유압 챔버(11) 사이에는 오일이 유입되는 챔버 공간이 형성된다. 이 챔버 공간과 연통하도록 유압 챔버(11)의 타단부에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 유압 챔버(11)의 챔버 공간 내부로 오일을 공급하기 위한 CDA 오일 라인(12)이 구비된다.

바람직하게는, 도 1에 도시된 바와 같이, 피스톤부(32)와 유압 챔버(11)의 타단부 사이에는 탄성 부재(33)가 구비된다. 탄성 부재(33)는 CDA 장치가 도 5에 도시된 바와 같이 해제 상태에 있을 때에, 롤러 핀(31)의 자유 이동에 따라 피스톤부(32)가 유압 챔버(11)의 타단부와 충돌할 때에 이를 감쇠하는 역할을 수행한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 로커암(10)에 개구부가 형성되어, 유압 챔버(11)의 일부분이 로커암(10)의 외부로 노출되도록 할 수 있다. 다만, 이 경우에도, 롤러 핀(31) 및 피스톤부(32)의 일부분만이 로커암(10)의 외부로 노출되고, 피스톤부(32)의 후방의 챔버 공간은 외부로 노출되지 않으므로 챔버 공간 내의 오일이 외부로 누출되지 않는다. 상기한 구조에 의하는 경우, CDA 장치가 도 5에 도시된 바와 같이 해제 상태에 있을 때의 롤러 핀(31)의 이동 가능 범위를 개구부의 양 측벽에 의해 제한할 수 있다. 도 2에서는 개구부가 로커암(10)의 한쪽 표면을 관통한 개구 형태로 형성되도록 하고 있으나, 오일 누출을 보다 확실하게 방지하기 위하여 로커암(10)의 내벽면에 오목부의 형태로 형성되어 롤러 핀(31)의 단부를 유지하도록 형성되어도 된다.

솔레노이드 밸브(50)는 CDA 유압 라인(12)을 통해 유압 챔버(11)의 챔버 공간 내부에 공급되는 오일의 공급을 제어하여 피스톤부(32)에 작용하는 유압을 제어하기 위한 구성이다. 솔레노이드 밸브(50)는 도시되지 않는 제어기로부터 제어 듀티 신호를 수신하고 그 신호에 따라 전자 코일의 전자력을 이용하여 밸브를 개폐 시킴으로써 CDA 유압 라인에 흐르는 유압을 제어한다. 제어기는, 차량에 장착된 차속 센서 등의 차량 운전 상태 검출부로부터 검출되는 정보에 의거하여 현재의 차량의 운전 상태가 소정 크기 이상의 구동 토크가 요구되는 정상 운전 조건을 만족하고 있는 지 여부를 판단한다. 제어기는, 현재의 차량의 운전 상태가 정상 운전 조건을 만족하고 있는 것으로 판단되는 경우, 롤러 핀(31)이 잠금 상태에 있도록 솔레노이드 밸브(50)에 제어 신호를 송신한다. 그리고, 현재의 차량의 운전 상태가 정상 운전 조건을 만족하고 있지 않아 특정 실린더 휴지가 가능한 것으로 판단되는 경우, 롤러 핀(31)이 해제 상태에 있도록 솔레노이드 밸브(50)에 제어 신호를 송신한다.

이하에서는, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CDA 장치의 롤러 핀 잠금 및 해제 기구(11, 32)를 이용하여 롤러 핀(31)을 잠금 상태로 유지하는 동작에 대해서 설명한다.

도 3은 잠금 상태에서의 본 발명에 따른 CDA 장치의 동작을 설명하는 도면이고, 도 4는 잠금 상태에서의 본 발명에 따른 CDA 장치의 동작 순서를 설명하는 도면이다.

먼저, CDA 유압 라인(12)과 연결된 솔레노이드 밸브(50)를 개방하여 CDA 유압 라인을 통해 유압 챔버(11)의 챔버 공간 내부로 오일을 공급한다. 유압 챔버(11) 내에 공급된 오일에 의해 피스톤부(32)에 유압이 작용하고, 유압에 의해 피스톤부(32)는 롤러 핀(31)을 유압 챔버(11)의 일단부의 잠금 위치까지 롤러 핀(31)을 밀어 붙여 해당 위치에서 롤리 핀(31)의 위치가 고정되게 한다. 즉 롤러 핀(31)의 위치는 유압에 의해 잠금 위치에서 유지되게 된다.

이 상태에서, 캠 샤프트(20)가 회전하면 회전반경을 달리하는 캠 로브(21)와 롤러 베어링(30)이 접촉한다. 롤러 베어링(30)이 로커암(10)에 상대 이동 불가하게 고정되어 있으므로, 캠 로브(21)와 롤러 베어링(30)의 접촉에 의해 로커암(10)의 롤러 베어링(30)이 상하로 밀리게 된다. 그러면 로커암(10)은 로커 샤프트(40)를 기준으로 각운동을 하게 되고, 로커암(10)의 타측 단부는 밸브(5)의 스템 엔드부에 일정간격으로 힘을 가하게 된다. 따라서 밸브(5)는 밸브 스프링(6)의 탄발력을 이기고 하강하게 된다. 한편, 캠 로브(21)의 위치가 바뀌게 되어 로커암(10)이 상측으로 각운동하는 상태가 되면 밸브(5)는 밸브 스프링(6)의 탄발력에 의해 다시 상승하게 된다. 이와 같이 로커암(10)의 각운동에 의해 흡기 및 배기 밸브는 소정의 간격으로 개폐가 반복해서 이루어지게 된다.

이하에서는, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CDA 장치의 롤러 핀 잠금 및 해제 기구(11, 32)를 이용하여 롤러 핀(31)을 해제 상태로 전환하는 동작에 대해서 설명한다.

도 5는 해제 상태에서의 본 발명에 따른 CDA 장치의 동작을 설명하는 도면이다. 도 6은 해제 상태에서의 본 발명에 따른 CDA 장치의 동작 순서를 설명하는 도면이다.

먼저, 솔레노이드 밸브(50)를 제어하여, CDA 유압 라인을 통한 유압 챔버(11)의 챔버 공간 내부로의 오일의 공급을 차단한다 이 경우, 피스톤부(32)에 작용하는 유압이 해제되어, 롤러 핀(31)을 유압 챔버(11)의 일단부의 잠금 위치까지 가압하는 힘이 해제된다. 따라서, 롤러 핀(31)은 유압 챔버(11) 내부의 이동 공간 내에서 자유롭게 슬라이드 이동 가능한 상태가 된다.

이 상태에서, 캠 샤프트(20)가 회전하여 회전반경을 달리하는 캠 로브(21)와 롤러 베어링(30)이 접촉한다. 그런데, 롤러 핀(31)은 유압 챔버(11) 내부의 이동 공간 내에서 자유롭게 슬라이드 이동 가능한 상태이므로, 롤러 베어링(30)이 캠 로브(21)와 접촉한다 하더라도, 그 접촉에 의해 롤러 핀(31)이 로커암(10)에 대해서 상대 이동할 뿐이며, 로커암(10)은 각운동을 하지 않는다. 따라서, 밸브(5)는 롤러 핀(31)이 해제 상태로 전환되는 시점의 상태 그대로, 닫힘 상태(또는 열림 상태)를 그대로 유지하게 된다.

도 7은 본 발명에 따른 CDA 장치로의 오일 공급 경로를 설명하는 사시도이고, 도 8은 로커암 샤프트 내에 형성된 오일 라인의 구조를 설명하는 도면이다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 로커 샤프트(40) 내부에는 중공 공간이 형성되어 있고, 이 중공 공간에는 로커 샤프트(40)의 길이 방향을 따라 메인 오일 라인(41) 및 CDA 오일 라인(42)이 형성된다. 엔진의 실린더 헤드의 내측에는 엔진의 각 부품의 윤활과 냉각을 위해 오일이 공급된다. 상기한 메인 오일 라인(41)은 실린더 헤드로 공급되는 오일의 주된 공급 경로를 구성한다. 메인 오일 라인(41)의 분기로(41a)로부터 분기 라인(51)이 분기되고 분기 라인(51)은 솔레노이드 밸브(50)의 입구측에 연결된다. 따라서, 메인 오일 라인(41) 내의 오일은 도 7의 A 방향과 같이 솔레노이드 밸브(50) 내부로 유입된다.

그리고, 솔레노이드 밸브(50)의 출구측에 연결된 솔레노이드 밸브 출구 라인은 CDA 오일 라인(42)과 연통한다. 도 1에 도시된 바와 같이 CDA 오일 라인(42)의 단부(12)는 로커암(10) 내부의 유압 챔버(11) 내부의 챔버 공간과 연통한다. 따라서, CDA 오일 라인(42) 내의 오일은 도 7의 B 방향과 같이 솔레노이드 밸브(50)로부터 유압 챔버(11) 내부의 챔버 공간을 향해 흐르게 된다.

상기한 구조를 통해, 엔진의 각 부품의 윤활과 냉각을 위해 공급되는 오일의 일부를 분기시키고, 솔레노이드 밸브(50)에 의해 분기된 오일의 유압을 제어함으로써, 롤러 핀 잠금 및 해제 기구(11, 32)를 제어할 수 있다.

이하에서는 도 9에 도시된 순서도를 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 CDA 장치의 제어 방법에 대해서 상세히 설명한다.

먼저, ECU와 같이 차량에 구비된 제어기는 차량의 운전 중에 크랭크 포지션 센서와 공기량 센서로부터 입력되는 신호에 의해 실린더가 휴지 영역에 진입하는지 여부를 판단한다(S10).

크랭크 포지션 센서와 공기량 센서로부터 입력되는 신호에 의거하여, 현재 운전 상태가, 아이들 운전 상태이거나, 미리 정해진 부하 이하의 저부하의 조건을 만족하는 경우, 일부 연소실의 작동을 중지시켜 연료 소모를 최소화하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 경우에는 실린더 휴지 영역에 진입한 것으로 제어기는 판단한다.

현재 차량의 운전 상태가 실린더 휴지 영역에 진입한 것으로 판단되는 경우, 제어기는 차량에 장착된 크랭크 포지션 센서와 캠 센서의 센서 신호에 의거하여 현재 흡기 밸브가 닫혀잇고 배기 밸브가 개방되어 배기 행정에 있는 실린더를 특정한다(S30). 그리고, 배기 과정에 있는 실린더가 특정되면, 특정된 실린더에 장착된 솔레노이드 밸브(50)에 대해 휴지 동작 모드로 전환하도록 하는 전환 신호를 발생시킨다. 전환 신호를 수신한 솔레노이드 밸브(50)는 유압 챔버(11)의 챔버 공간 내부로의 유압 공급을 차단하여 해당 실린더에 대응하는 롤러 핀(31)을 잠금 상태에서 해제 상태로 전환시킨다(S30).

다음으로 제어기는 크랭크 포지션 센서와 공기량 센서로부터 입력되는 신호에 의거하여, 현재 운전 상태가 소정 크기 이상의 출력 및 부하를 요구하는 정상 운전 상태로 전환되어 휴지 상태의 실린더를 정상 모드로 전환할 필요가 있는지 여부를 판정한다(S40).

현재 차량의 운전 상태가 정상 운전 상태로 전환되어 휴지 상태의 실린더를 정상 모드로 전환할 필요가 있다고 판정되는 경우, 제어기는 솔레노이드 밸브(50)에 대해 휴지 동작 모드에서 정상 모드로 전환하도록 하는 전환 신호를 발생시킨다. 전환 신호를 수신한 솔레노이드 밸브(50)는 유압 챔버(11)의 챔버 공간 내부로의 유압 공급을 재개하여 해당 실린더에 대응하는 롤러 핀(31)을 해제 상태에서 잠금 상태로 전환시켜 롤러 핀(31)의 위치를 고정한다(S50).

이 경우, 캠 로브(21)와 롤러 베어링(30)의 접촉에 의해 로커암(10)의 롤러 베어링(30)이 상하로 밀리게 되면서 로커암(10)이 각운동을 개시한다. 그에 따라 흡기 밸브가 개방(S60)되어 실린더 내부로 새로운 공기를 흡입하는 프로세스가 진행되게 된다.

1: 로커암 2: 로커 샤프트
3: 밸브 브리지 4: 스크류
5: 밸브 6: 밸브 스프링
7: 롤러 베어링 8: 캠
10:로커암 11: 유압 챔버
12: CDA 오일 라인 20: 캠 샤프트
21: 캠 로브 30: 롤러 베어링
31: 롤러 핀 32: 피스톤부
33: 탄성 부재 40: 로커 샤프트
41: 메인 오일 라인 42: CDA 오일 라인
50: 솔레노이드 밸브 51: 분기 라인 (솔레노이드 밸브 입구 라인)
52: 솔레노이드 밸브 출구 라인

Claims (11)

1. 엔진의 크랭크 샤프트의 회전력을 전달받아 회전하는 캠 샤프트;
   그 일단에 밸브가 밸브 스프링에 의해 탄력 지지되고, 상기 캠 샤프트에 형성된 캠 로브의 회전에 따라 각운동하는 로커암;
   롤러 핀에 의해 상기 로커암의 타단에 유지되며 상기 캠 로브와 접촉하는 롤러 베어링; 및
   상기 롤러 핀과 상기 로커암의 상대 위치를 고정시키는 잠금 상태와, 상기 롤러 핀이 상기 로커암에 대해서 상대 이동 자유롭게 하는 해제 상태 사이에서 상기 롤러 핀이 상기 로커암에 유지되도록 하는 롤러 핀 잠금 및 해제 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 CDA 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 롤러 핀 잠금 및 해제 기구는,
   상기 롤러 핀을 상기 잠금 위치로 가압하는 피스톤부와,
   상기 피스톤부의 슬라이드 이동을 가이드하기 위해 상기 로커 암에 설치되는 유압 챔버와,
   상기 유압 챔버 내로 유입되는 오일의 유압을 제어하기 위한 솔레노이드 밸브를 포함하는, 차량용 CDA 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 롤러 핀 잠금 및 해제 기구는,
   일단이 상기 유압 챔버의 축방향 일단에 구비되고, 타단이 상기 피스톤부를 향하도록 상기 유압 챔버 내에 구비되는 탄성 부재를 포함하는, 차량용 CDA 장치.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 롤러 핀 잠금 및 해제 기구는,
   상기 로커암을 지지하는 로커 샤프트 내부의 중공 공간에 형성되고, 엔진의 윤활을 위해 순환하는 오일이 공급될 수 있도록 하는 메인 오일 라인,
   상기 메인 오일 라인으로부터 분기되어 상기 솔레노이드 밸브와 접속되는 분기 라인을 더 포함하는, 차량용 CDA 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 로커 샤프트 내부의 중공 공간에 형성되고, 상기 솔레노이드 밸브와 상기 유압 챔버의 내부 공간을 연통하는 CDA 오일 라인을 더 포함하는, 차량용 CDA 장치.
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 솔레노이드 밸브를 제어하는 제어기를 더 구비하고,
   상기 제어기는, 소정 크기 이상의 구동 토크가 요구되는 정상 운전 조건을 만족하는 경우, 상기 솔레노이드 밸브를 제어하여 상기 유압 챔버 내로 오일을 공급함으로써, 공급되는 오일의 유압에 의해 상기 롤러 핀의 상대 위치를 고정시키는, 차량용 CDA 장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 제어기는, 소정의 엔진의 저부하 조건 또는 아이들 조건을 만족하는 경우, 상기 솔레노이드 밸브를 제어하여 상기 유압 챔버 내로의 오일 공급을 차단함으로써 상기 롤러 핀이 상기 로커암에 대해서 상대 이동 자유롭게 하는, 차량용 CDA 장치.
8. 엔진의 크랭크 샤프트의 회전력을 전달받아 회전하는 캠 샤프트, 그 일단에 밸브가 밸브 스프링에 의해 탄력 지지되고, 상기 캠 샤프트에 형성된 캠 로브의 회전에 따라 각운동하는 로커암, 롤러 핀에 의해 상기 로커암의 타단에 유지되며 상기 캠 로브와 점접촉하는 롤러 베어링 및 롤러 핀 잠금 및 해제 기구를 구비하는 차량의 CDA 장치의 제어 방법에 있어서,
   실린더에 대해서 정상 동작 모드에서 휴지 동작 모드로 전환 신호가 발생하는 단계;
   휴지 동작 모드로 전환 신호가 발생된 실런더에 대하여, 상기 롤러 핀이 상기 로커암에 대해서 상대 이동 자유로운 상태로 상기 롤러 핀이 상기 로커암에 유지되도록 상기 롤러 핀의 잠금 상태를 해제하는 단계를 포함하는, 차량의 CDA 장치의 제어 방법.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 차량의 작동 상태가 실린더 휴지 영역에 진입한 것으로 판단되는 경우, 현재 배기 과정 중에 있는 실런더를 확인하는 단계 및
   현재 배기 과정 중에 있는 실린더에 대해서 상기 전환 신호를 발생하는 단계를 더 포함하는, 차량의 CDA 장치의 제어 방법.
10. 청구항 8에 있어서,
    휴지 동작 모드로 전환된 실린더에 대해서 정상 동작 모드로 전환하는 전환 신호가 발생하는 단계;
    정상 동작 모드로 전환하는 전환 신호가 발생된 실린더에 대하여, 상기 로커암에 대한 상기 롤러 핀의 상대 위치를 고정하는 단계를 더 포함하는, 차량의 CDA 장치의 제어 방법.
11. 청구항 9에 있어서,
    상기 로커암에 대한 상기 롤러 핀의 상대 위치가 고정된 상태에서, 흡기 밸브를 개방하여 공기를 실린더 내부로 흡입하는 단계를 더 포함하는, 차량의 CDA 장치의 제어 방법.

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