KR20230173470A - 이원화 오일 공급 라인이 적용된 cda 로커 암 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 이원화된 오일 공급 라인이 적용된 CDA 로커 암 시스템(1)은 OCV(8)에서 로커 핀(6) 또는 변형 로커 핀(6')의 일측부로 이어져 오일을 공급하는 1차 오일라인(20)과 OCV(8)에서 로커 핀(6) 또는 변형 로커 핀(6')의 타측부로 이어져 오일을 공급하는 2차 오일라인(40)으로 이루어진 오일 공급 라인(10)이 적용되고, 제어기(50)가 OCV(8)의 제어에 의한 CDA(Cylinder DeActivation) 작동 시 1차 오일라인(20)의 개방과 2차 오일라인(40)의 차단을 수행하는 반면 CDA 미작동 시 2차 오일라인(40)의 개방과 1차 오일라인(20)의 차단을 수행함으로써 OCV(8)의 오일 공급 방향 제어로 CDA 작동과 미작동 모두 공급된 오일의 유압작용으로 로커 핀(6)이 핀 디스엔게이지 및 핀 엔게이지 상태로 전환될 수 있고, 특히 스프링 복원력을 1차 핀 엔게이지 확보에 이용하면서 유압작용을 2차 핀 엔게이지로 이용함으로써 핀 구속력 강화로 핀 슬립(Pin Slip)이 방지되는 특징을 구현한다.

Description

이원화 오일 공급 라인이 적용된 CDA 로커 암 시스템 및 그 제어 방법{CDA Rocker Arm System with Oil Double Supply Line and Method thereof}

본 발명은 CDA 로커 암 시스템에 관한 것으로, 특히 OCV 밸브의 핀 위치 이동과 복귀에 유압을 형성하도록 오일 공급이 이루어짐으로써 핀 슬립(Pin Slip)을 방지할 수 있는 1,2차 오일라인의 이원화 오일 공급 라인이 적용된 CDA 로커 암 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 CDA 시스템(Cylinder DeActivation System)은 엔진의 실린더 각각에 장착되어 CDA 동작 시 공급된 유압으로 작동되는 로커 암(Rocker Arm)으로 해당 실린더인 기통을 휴지 상태로 전환시켜 준다.

이를 위해 상기 CDA 시스템을 로커 암 장치를 적용하고, 상기 로커 암 장치에는 로커 암, 로커 암 기구 내부로 위치된 로커 핀, 및 로커 암 외부에서 로커 핀에 대한 오일 공급을 제어하는 오일제어밸브(OCV: Oil Control Valve)(이하 OCV)가 포함된다.

일례로 상기 로커 핀은 일렬로 직선 배열된 액추에이션 피스톤(Actuation Pin), 이너 핀(Inner Pin), 래치 핀(Latch Pin) 및 스프링으로 구성되고, CDA 작동(즉, 온(ON)) 시 내부 공간의 OCV의 오일 공급에 의한 핀(즉, 이너 핀과 래치 핀)의 위치 이동 및 스프링 압축이 발생하는 반면 CDA 미작동(즉, 오프(OFF)) 시 OCV의 오일 차단으로 로커 암의 내부기구에 형성된 미세 틈으로 내부 공간의 오일이 빠져나가면서 약해지는 유압에 반한 스프링 복원력으로 핀(즉, 이너 핀과 래치 핀)의 위치가 복귀된다.

즉, 상기 로커 핀은 CDA 작동 시 로커 암의 로커 샤프트 오일라인을 통해 오일제어회로의 오일이 공급되고, 유압 증가로 밀려나는 액추에이션 피스톤이 핀(즉, 이너 핀과 래치 핀)을 이동시킴으로써 핀은 디스인게이지(Disengaged) 상태로 전환되어 로커 암의 이너/아우터 로커 암 중 이너 로커 암이 분리되는 로스트 모션(Lost motion)을 발생해 해당 기통이 휴지되도록 한다. 그리고 상기 로커 핀은 CDA 미작동 시 오일 공급 중단 상태에서 OCV로 복귀되는 오일 빠짐에 따른 유압 감소만큼 크게 작용하는 스프링 복원력으로 이너 핀이 다시 원위치로 복귀되어 인게이지(Engaged) 상태로 전환됨으로써 해당 기통이 가동되도록 한다.

미국특개 US 2016-0169064 A1 (2016.06.16)

하지만, 상기 로커 핀은 CDA 작동 시 CDA 작동성에 문제가 발생하지 않으려면, 로커 암의 기구 내부에서 핀들(즉, 이너 핀과 래치 핀)의 위치를 이동시켜 로스트 모션이 구현되므로 핀 위치 제어의 정확성을 필요로 할 수밖에 없다.

이로 인하여 상기 로커 핀은 유압을 이용한 핀 위치 이동 시 로커 암의 내부 구조 환경이 저 마찰 조건인 경우엔 간헐적으로 핀 슬립(Pin Slip) 현상을 발생 시키고, 이러한 핀 슬립은 로스트 모션(Lost Motion)을 불필요하게 발생시킴으로써 기능 문제 발생 및 엔진 성능 효율 저하가 야기되는 한 원인으로 작용한다.

특히 상기 로커 핀에 적용된 스프링은 스프링 복원력을 제공하지만, 이는 CDA 미작동에 따른 유압 제거 시 래치 핀을 밀어내어 이너 핀과 엔게이지(Engage)를 위한 핀 구속력이 충분치 않다는 근본적인 한계를 기지고 있다.

이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 1차 오일라인과 2차 오일라인의 개폐 제어로 CDA 작동과 미작동 시에도 모두 로커 핀에 오일 공급이 이루어짐으로써 로커 핀의 핀 디스엔게이지 및 핀 엔게이지 상태 전환이 모두 유압작용으로 이루어질 수 있고, 특히 스프링 복원력을 1차 핀 엔게이지 확보에 이용하면서 유압작용을 2차 핀 엔게이지로 이용함으로써 로커 핀의 핀 구속력 강화로 핀 슬립(Pin Slip)이 방지되는 이원화 오일 공급 라인이 적용된 CDA 로커 암 시스템 및 그 제어 방법의 제공에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 CDA 로커 암 시스템은 로커 암, CDA를 위한 상기 로커 암의 로스트 모션을 오일의 유압 작용으로 발생시켜 주는 로커 핀, 상기 오일을 제어하는 OCV, 상기 OCV에서 상기 로커 암의 일측부로 이어져 상기 오일을 공급하는 1차 오일라인, 상기 OCV에서 상기 로커 암의 타측부로 이어져 상기 오일을 공급하는 2차 오일라인으로 이루어진 오일 공급 라인, 및 CDA 작동 시 상기 1차 오일라인의 개방과 상기 2차 오일라인의 차단으로 상기 OCV를 제어하고, CDA 미작동 시 상기 2차 오일라인의 개방과 상기 1차 오일라인의 차단으로 상기 OCV를 제어하는 제어기가 포함되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 로커 핀은 상기 로커 암의 로커 암 보스에 위치된 액추에이션 피스톤, 이너 핀, 래치 핀을 포함하고, 상기 액추에이션 피스톤은 상기 1차 오일라인에서 상기 오일을 공급받도록 상기 로커 암의 일측부에 위치되고, 상기 이너 핀은 상기 액추에이션 피스톤과 상기 래치 핀 사이에 위치되며, 상기 래치 핀은 상기 2차 오일라인에서 상기 오일을 공급받도록 상기 로커 암의 타측부에 위치된다.

바람직한 실시예로서, 상기 2차 오일라인은 상기 CDA 미작동에 따른 상기 오일의 공급으로 상기 래치 핀을 상기 이너 핀쪽으로 밀어 내고, 상기 이너 핀은 핀 엔게이지 상태로 상기 로커 암의 상기 로스트 모션을 해제한다.

바람직한 실시예로서, 상기 2차 오일라인은 상기 오일의 유압이 상기 래치 핀을 밀어내는 유압 크기를 기준유압으로 공급하고, 상기 기준유압은 상기 래치 핀에 가해지는 스프링 복원력만큼 줄여 설정되며, 상기 스프링 복원력은 상기 로커 암 보스의 개구부를 막은 좌측 플러그와 상기 래치 핀 사이에서 상기 래치 핀을 탄발 지지하는 스프링이 발생한다.

바람직한 실시예로서, 상기 1차 오일라인은 상기 CDA 작동에 따른 상기 오일의 공급으로 상기 액추에이션 피스톤을 상기 이너 핀쪽으로 밀어 내고, 상기 이너 핀은 핀 디스엔게이지 상태로 상기 로커 암의 상기 로스트 모션을 발생한다.

바람직한 실시예로서, 상기 오일 이중 공급 라인은 바이패스 오일라인을 더 포함하고, 상기 바이패스 오일라인은 상기 1차 오일라인과 상기 2차 오일라인에서 상기 로커 핀으로 공급된 상기 오일을 상기 로커 핀에서 상기 OCV쪽으로 복귀시켜 준다.

바람직한 실시예로서, 상기 로커 암은 상기 로커 핀으로 연결된 이너 로커 암과 아우터 로커 암으로 이루어지고, 상기 로커 암의 상기 로스트 모션 시 상기 이너 로커 암이 상기 아우터 로커 암에서 분리되어 상기 CDA 작동이 이루어진다.

그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 CDA 로커 암 시스템 제어 방법에서, 제어기에 의한 상기 CDA 작동의 단계는, CAD ON 신호 출력으로 상기 OCV 밸브가 작동되는 단계, 상기 2차 오일라인의 차단과 상기 1차 오일라인의 개방으로 상기 로커 암의 일측부로 상기 오일의 공급이 이루어지는 단계, 상기 로커 핀의 액추에이션 피스톤이 상기 오일의 유압작용으로 이동되는 단계, 상기 로커 핀의 이너 핀이 상기 유압작용으로 핀 디스엔게이지 상태를 형성하는 단계, 상기 로커 암의 아우터 로커 암에서 이너 로커 암이 분리되는 단계, 및 상기 이너 로커 암이 상기 로스트 모션을 구현하는 단계로 수행된다.

바람직한 실시예로서, 상기 제어기에 의한 상기 CDA 미작동의 단계는, CAD OFF 신호 출력으로 상기 OCV 밸브가 작동 중지되는 단계, 상기 1차 오일라인의 차단으로 상기 로커 암의 일측부로 상기 오일의 공급이 차단되는 단계, 상기 로커 핀의 액추에이션 피스톤에서 상기 오일의 유압이 해제되는 단계, 상기 로커 핀의 래치 핀이 스프링의 스프링 복원력으로 이동되는 단계, 상기 로커 핀의 이너 핀이 상기 래치 핀으로 초기 위치로 밀려나 1차 핀 엔게이지 상태를 형성하는 단계, 상기 2차 오일라인의 개방으로 상기 로커 암의 타측부로 상기 오일의 공급이 이루어지는 단계, 상기 래치 핀이 상기 오일의 유압작용으로 이동되는 단계, 및 상기 이너 핀이 상기 유압작용으로 구속력이 강화되는 2차 핀 엔게이지 상태를 형성하는 단계로 수행된다.

바람직한 실시예로서, 상기 제어기에 의한 상기 CDA 미작동의 단계는, CAD OFF 신호 출력으로 상기 OCV 밸브가 작동 중지되는 단계, 상기 1차 오일라인의 차단으로 상기 로커 암의 일측부로 상기 오일의 공급이 차단되는 단계, 상기 로커 핀의 액추에이션 피스톤에서 상기 오일의 유압이 해제되는 단계, 상기 2차 오일라인의 개방으로 상기 로커 암의 타측부로 상기 오일의 공급이 이루어지는 단계, 상기 래치 핀이 상기 오일의 유압작용으로 이동되는 단계, 및 상기 로커 핀의 이너 핀이 초기 위치에서 상기 유압작용으로 핀 엔게이지 상태를 형성하는 단계로 수행된다.

이러한 본 발명의 이원화된 오일 공급 라인이 적용된 CDA 로커 암 시스템은 하기와 같은 작용 및 효과를 구현한다.

첫째, 로커 암이 저 마찰 조건의 내부 구조 환경이더라도 로커 핀의 핀 위치 이동과 복귀 시 모두 유압 작용이 이루어짐으로써 핀 슬립(Pin Slip)이 방지된다. 둘째, 로커 암 우측의 오일 공급 라인과 함께 로커 암 좌측의 오일 바이패스 라인이 부가되어 CDA 작동과 미작동시 핀 이동에 유압이 모두 작용됨으로써 로커 핀의 핀 슬립이 매우 효과적으로 방지된다. 셋째, CDA 미작동시 로커 암 우측 쪽 유압 해제로 발생된 스프링 복원력에 의한 핀의 1차 엔게이지와 함께 로커 암 좌측 쪽 유압 생성에 의한 핀의 2차 엔게이지로 핀 슬립 방지를 위한 핀 구속력 강화가 이루어진다. 넷째, 로커 핀이 핀 구속력 강화로 핀 슬립을 방지함으로써 로커 암 시스템의 기능 문제 개선과 함께 이를 적용한 엔진의 성능 개선을 통한 상품성 향상이 이루어진다.

도 1은 본 발명에 따른 이원화 오일 공급 라인이 적용된 CDA 로커 암 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 이원화 오일 공급 라인의 실적용 레이아웃 예이며, 도 3은 본 발명에 따른 CDA 로커 암 시스템 제어 방법 중 CDA 작동시 이원화 오일 공급 라인의 1차 오일라인쪽 오일 유압으로 로커 핀이 디스엔게이지되는 작동 상태이며, 도 4는 본 발명에 따른 CDA 로커 암 시스템 제어 방법 중 CDA 미작동시 스프링 복원력 작용 하에 2 오일 라인의 오일 유압으로 로커 핀이 엔게이지되는 작동 상태이고, 도 5는 본 발명에 따른 CDA 로커 암 시스템 제어 방법 중 CDA 미작동시 스프링 복원력 작용 없이 제2 오일라인의 오일 유압만으로 로커 핀이 엔게이지되는 작동 상태이다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

도 1을 참조하면, CDA(Cylinder DeActivation) 로커 암 시스템(1)은 로커 암(3), 로커 핀(6), OCV(Oil Control Valve)(8) 및 오일 공급 라인(10)을 포함한다. 이 경우 CDA(Cylinder DeActivation)는 엔진의 실린더 각각에 장착되어 동작 시 해당되는 기통을 휴지 상태로 전환시켜 준다.

특히 상기 오일 공급 라인(10)은 로커 핀(6)에 대한 유압 형성을 1차 오일라인(20)과 2차 오일라인(40)으로 이중화함으로써 CDA의 작동과 미작동에 모두 유압 작용을 발생시켜 준다.

따라서 상기 CDA 로커 암 시스템(1)은 CDA 미작동 시 로커암의 로스토 모션을 회복시켜 주는 로커 핀(6)의 엔게이지 상태를 유압에 의한 강한 구속력으로 유지시킴으로써 로커 핀(6)의 핀 슬립 발생 방지를 가능하게 하는 오일 이중 공급 회로가 적용된 CDA 로커 암 시스템으로 특징된다.

구체적으로 상기 오일 공급 라인(10)은 로커 암(3)(즉, 아우터 로커 암(3B)의 내부에 형성되어 OCV(8)와 연결된 1차 오일라인(20), 바이패스 오일라인(30) 및 2차 오일라인(40)으로 구성된다.

일례로 상기 1차 오일라인(20)은 OCV(8)에서 로커 암(3)의 내부를 관통해 로커 암(3)에 결합된 로커 핀(6)의 일측으로 뚫려짐으로써 오일이 OCV(8)에서 로커 암(3)에 결합된 로커 핀(6)의 액추에이션 피스톤(Actuation Pin)(6a)쪽으로 공급되어 CDA 작동시 유압 회로를 형성하여 준다. 상기 바이패스 오일라인(30)은 로커 암 보스(4)의 오일배출 틈(4d)에서 빠져 나온 오일을 모다 OCV(8)쪽으로 복귀시켜 준다. 이 경우 상기 1치 오일라인(20)과 상기 바이패스 오일라인(30)은 OCV(8)의 기본적인 오일 회로 구성요소이다.

일례로 상기 2차 오일라인(40)은 OCV(8)에서 로커 암(2)의 내부를 관통해 로커 암(3)에 결합된 로커 핀(6)의 타측으로 뚫려짐으로써 오일이 OCV(8)에서 로커 암(3)에 결합된 로커 핀(6)의 래치 핀(6c)쪽으로 공급되어 CDA 미작동시 유압 회로를 형성하여 준다.

그러므로 상기 오일 공급 라인(10)은 2차 오일라인(40)에 의한 유압작용으로 로커 핀(6)을 스프링 적용 로커 핀(A) 또는 스프링 미적용 로커 핀(B)으로 다르게 구성할 수 있도록 한다. 이 경우 상기 2차 오일라인(40)에서 공급되는 오일의 유압은 상기 래치 핀(6c)을 밀어내는 유압 크기를 기준유압으로 공급하고, 상기 기준유압은 상기 래치 핀(6c)에 가해지는 스프링(6d)의 스프링 복원력만큼 줄어들도록 설정된다.

일례로 상기 스프링 적용 로커 핀(A)은 로커 핀(6)의 구성요소로 액추에이션 피스톤(6a), 이너 핀(6b), 래치 핀(6c), 스프링(6d), 좌측 플러그(6e) 및 우측 플러그(6f)를 적용하고, CDA 미작동시 래치 핀(6c)을 복귀시켜주는 복귀력으로 스프링 가압력과 유압의 합으로 형성한다.

반면 상기 스프링 미적용 로커 핀(B)은 변형 로커 핀(6')의 구성요소로 액추에이션 피스톤(6a), 이너 핀(6b), 래치 핀(6c), 스프링(6d), 좌측 플러그(6e) 및 우측 플러그(6f)를 적용하고, CDA 미작동시 래치 핀(6c)을 복귀시켜주는 복귀력으로 유압만으로 형성한다.

이와 같이 상기 로커 핀(6)과 상기 변형 로커 핀(6')은 래치 핀(6c)쪽으로 이어진 2차 오일라인(40)을 통해 유압 형성이 추가됨으로써 스프링 적용 로커 핀(A) 대비 스프링 미적용 로커 핀(B)과 같이 스프링(6d)을 적용하지 않을 수 도 있다.

특히 상기 스프링 미적용 로커 핀(B)의 변형 로커 핀(6')은 2차 오일라인(40)에서 공급되는 오일 유압을 100%의 기준 바이패스 유압으로 설정하고, 반면 상기 스프링 적용 로커 핀(A)의 로커 핀(6)은 스프링 가압력 크기에 따라 2차 오일라인(40)에서 공급되는 오일 유압을 50~70%의 기준 바이패스 유압으로 설정하여 준다. 이 경우 상기 기준 바이패스 유압의 50~70% 범위는 스프링 가압력 크기로 더 크거나 더 작은 영역을 갖도록 설정될 수 있다.

구체적으로 상기 로커 암(2)은 CDA 작동 시 로스트 모션으로 해당 기통(즉, 실린더)을 휴지상태로 전환하고, 로커 암 보스(4)를 이용하여 로커 핀(6)이 결합된다. 이 경우 로커 암(3)의 일단에는 그 아래쪽으로 캠샤프트의 캠이 위치되며, 로커 암(3)의 타단에는 그 아래쪽으로 엔진의 실린더에 장착된 엔진 밸브(즉, 흡기 밸브와 배기 밸브)를 작동시켜 주는 엔진 브릿지가 위치된다. 이 경우 상기 로커 암(3)은 로커 샤프트 오일라인과 연결되어 로커 핀(6)쪽으로 공급되는 오일 흐름과 로커 핀(6)쪽에서 복귀되는 오일 흐름을 형성하며, 상기 로커 샤프트 오일라인은 통상적인 로커 암 구성요소이다.

일례로 상기 로커 암(3)은 이너 로커 암(3A)과 아우터 로커 암(3B)의 분리 구조로 이루어지고, 상기 이너 로커 암(3A)은 중간 보스(4a)를 형성하며, 상기 아우터 로커 암(3B)은 좌측 보스(4b)와 우측 보스(4c)를 형성한다.

일례로 상기 로커 암 보스(4)는 중간 보스(4a)와 좌측 보스(4b) 및 우측 보스(4c)로 이루어지고, 상기 좌측 보스(4b)는 중간 보스(4a)에 대해 로커암 좌측 구간(즉, 로커 핀(6)의 래치 핀(6c)쪽 위치)을 형성하며, 상기 우측 보스(4c)는 중간 보스(4a)에 대해 로커암 우측 구간(즉, 로커 핀(6)의 액추에이션 피스톤(6a)쪽 위치)을 형성한다.

특히 상기 로커 암 보스(4)에는 중간 보스(4a)와 좌측 보스(4b)의 접촉면 및 중간 보스(4a)와 우측 보스(4c)의 접촉면을 통해 오일배출 틈(4d)이 형성되고, 상기 오일배출 틈(4d)은 CDA 작동 시 오일 공급 라인(10)의 1차 오일 라인(20)을 통해 로커 암 보스(4)쪽으로 유입되어 핀 홀 공간에 채워진 오일을 빼내어 바이패스 오일라인(30)으로 보내준다. 이 경우 상기 오일배출 틈(4d)은 오일이 빠져나가는 정도의 미세 간극으로 이루어진다.

그러므로 상기 로커 암(3)은 이너 로커 암(3A)의 중간 보스(4a)를 아우터 로커 암(3B)의 좌/우측 보스(4b,4c)가 감싼 상태로 결합됨으로써 로커 암 보스(4)는 직선으로 연통된 핀 홀을 통해 로커 핀(6)이 직선으로 배열된다.

구체적으로 상기 로커 핀(6)은 액추에이션 피스톤(Actuation Pin)(6a), 이너 핀(Inner Pin)(6b), 래치 핀(Latch Pin)(6c), 스프링(6d), 좌측 플러그(6e) 및 우측 플러그(6f)로 이루어진다.

일례로 상기 액추에이션 피스톤(6a)은 아우터 로커 암(3B)의 우측 보스(4c)의 핀 홀과 결합되어 로커암 우측 구간에 위치되면서 오일 공급 라인(10)의 1차 오일라인(20)과 연결되며, 상기 이너 핀(6b)은 이너 로커 암(3A)의 중간 보스(4a)의 핀 홀과 결합되어 로커암 중간 구간에 위치되고, 상기 래치 핀(6c)은 아우터 로커 암(3B)의 좌측 보스(4b)의 핀 홀과 결합되어 로커암 좌측 구간에 위치되면서 오일 공급 라인(10)의 2차 오일라인(40)과 연결된다.

그러므로 상기 액추에이션 피스톤(6a), 상기 이너 핀(6b) 및 상기 래치 핀(6c)은 로커 암(2)의 로커 암 보스(4)의 핀 홀을 통해 직선으로 배열되고, CDA 작동 시 액추에이션 피스톤(6a)이 유압 작용으로 이너 핀(6b)을 이동시켜 로커 핀(6)을 디스인게이지 상태로 전환하는 반면 CDA 미작동 시 래치 핀(6c)이 유압 작용으로 이너 핀(6b)을 반대방향으로 이동시켜 로커 핀(6)을 엔게이지 상태로 전환된다.

일례로 상기 스프링(6d)은 래치 핀(6c)을 탄발지지하며, CDA 작동 시 래치 핀(6c)의 밀림이동에 의한 가압력으로 압축되면서 CDA 미작동에 의한 래치 핀(6c)의 가압력 해제 시 인장되면서 스프링 탄성력으로 래치 핀(6c)을 반대방향으로 밀어낸다. 이 경우 상기 스프링(6d)은 래치 핀(6c)의 “U" 단면 구조로 수용된다.

일례로 상기 플러그(6e,6f)는 좌측 플러그(6e)와 우측 플러그(6f)로 구분되며, 상기 좌측 플러그(6e)는 아우터 로커 암(3B)의 좌측 보스(4b)의 개구부에 끼워짐으로써 좌측 보스(4b)의 핀 홀을 밀폐공간으로 만들어 주면서 스프링(6d)의 한쪽 부위를 탄발 지지하고, 상기 우측 플러그(6f)는 아우터 로커 암(3B)의 우측 보스(4c)의 개구부에 끼워짐으로써 우측 보스(4c)의 핀 홀을 밀폐공간으로 만들어 준다. 이 경우 상기 좌/우측 플러그(6e,6f) 각각은 압입 고정 또는 용접 고정될 수 있다.

구체적으로 상기 OCV(8)는 로커 암(3)의 로커 암 외부에서 로커 핀(6)에 대한 오일 공급을 제어하도록 로커 샤프트 오일라인과 연결되며, 오일 공급 라인(10)의 1차 오일라인(20)과 바이패스 오일라인(30) 및 2차 오일라인(40)을 제어기(50)의 제어로 개폐함으로써 CDA 작동과 미작동에 따른 유압 회로가 형성되도록 한다.

구체적으로 상기 제어기(50)는 OCV(8)를 개폐 제어함으로써 오일 공급 라인(10)의 1차 오일라인(20), 바이패스 오일라인(30) 및 2차 오일라인(40)에 대한 오일 공급 및 차단 회로를 형성하여 준다. 이를 위해 상기 제어기(50)는 차량 주행 조건이나 엔진 제어 상태에 기반 한 CDA ON/OFF 정보를 생성하고, CDA 제어 여부에 따라 CDA ON 신호출력 및 CDA OFF 신호출력으로 OCV(8)를 제어한다. 이 경우 상기 제어기(50)는 별도 전용 제어기 일 수 있으나 엔진 제어기일 수 있다.

도 2를 참조하면, 상기 오일 공급 라인(10)은 제1,2,3 개구 홀(20a,30a,40a)을 통해 로커 암(3)의 아우터 로커 암(3B)을 이루는 아우터 로커 보어(3Ba)와 연통된다. 이 경우 상기 아우터 로커 보어(3Ba)는 베어링 또는 부시로 감싸인 로커 샤프트를 결합하고, 상기 로커 샤프트에는 OCV(8)쪽으로 오일을 공급하는 로커 샤프트 오일라인의 메인 오일 라인과 서브 오일 라인이 형성된다. 이 경우 상기 로커 샤프트 오일라인은 오일 갤러리로부터 오일을 공급받는다.

일례로 상기 제1,2,3 개구 홀(20a,30a,40a) 중 제1 개구 홀(20a)은 1차 오일라인(20)의 오일 입구를 형성함으로써 OCV(8)에서 공급된 오일이 1차 오일라인(20)으로 들어가는 입구로 작용하며, 상기 제2 개구 홀(30a)은 바이패스 오일라인(30)의 오일 입구를 형성함으로써 로커 암 보스(4)에서 오일배출 틈(4d)으로 빠져 나온 오일이 바이패스 오일라인(30)으로 들어가는 입구로 작용하고, 상기 제3 개구 홀(40a)은 2차 오일라인(40)의 오일 입구를 형성함으로써 OCV(8)에서 공급된 오일이 2차 오일라인(40)으로 들어가는 입구로 작용한다.

특히 상기 1차 오일라인(20)과 상기 2차 오일라인(40)은 서로에 대한 이격간격을 갖고 서로 엇갈려 배열되고, 상기 바이패스 오일라인(30)은 1,2차 오일라인(20,40)에 대해 보다 아래쪽에서 이격 간격을 갖고 배열된다.

한편 도 3 내지 도 5는 제어기(50)의 제어 방법에 의한 CDA 로커 암 시스템(1)의 작동을 예시한다. 이 경우 제어 주체는 제어기(50)이고, 제어 대상은 OCV(8)이다.

도 3의 CDA 작동을 참조하면, 제어기(50)의 CDA ON 신호에 의한 CDA 작동 시 OCV(8)는 2차 오일라인(40)을 차단하면서 1차 오일라인(20)을 열어줌으로써 1차 오일라인(20)은 CDA ON 상태를 형성한다.

그러므로 상기 1차 오일라인(20)은 제1 개구 홀(20a)을 오일 입구로 하여 로커 암(3)의 로커 샤프트 오일라인에서 공급된 오일이 들어와 로커 암 보스(4)의 우측 보스(4c)를 채워주고, 상기 로커 핀(6)의 액추에이션 피스톤(6a)은 우측 보스(4c)를 채운 오일의 유압에 의한 액추에이션(Actuation) 작용으로 우측에서 좌측으로 밀려나며, 상기 이너 핀(6b)은 액추에이션 피스톤(6a)과 함께 이동하면서 래치 핀(6c)을 우측에서 좌측으로 이동시켜 준다. 이 경우 상기 스프링(6d)은 래치 핀(6c)의 밀림 이동으로 압축 상태로 전환된다.

그 결과 상기 이너 핀(6b)은 로커 암 보스(4)의 중간 보스(4a), 상기 액추에이션 피스톤(6a)은 우측 보스(4c), 상기 래치 핀(6c)은 좌측 보스(4b)와 각각 위치가 일치됨으로써 상기 이너 핀(6b)의 좌/우 엔드 부위가 좌/우쪽 오일배출 틈(4d)과 일치된 핀 디스엔게이지(Pin Disengaged) 상태(X)로 이너 로커 암(3A)과 아우터 로커 암(3B)이 분리 상태로 되고, 이러한 로커 암(3)의 분리 상태는 로스트 모션(Lost Motion)을 발생시켜 해당 기통이 휴지 상태로 전환된다. 이 경우 상기 바이패스 오일라인(30)은 핀 디스엔게이지 상태(X)로 인해 더욱 빠르게 좌/우쪽 오일배출 틈(4d)으로부터 빠져 나온 오일을 OCV(8)로 보내 엔진의 오일 갤러리쪽으로 복귀되도록 작용한다.

이와 같이 상기 CDA 작동에서, 상기 CDA 로커 암 시스템(1)은 “(1) OCV 밸브 작동 -> (2) 로커암 우측 오일 공급 -> (3) 액추에이션 피스톤 이동 -> (4) 핀 디스엔게이지(Pin Disengaged) -> (5) 이너 로커 암 분리 -> (6) 이너 로커 암의 로스트 모션 구현“으로 동작한다. 이 경우 ”->“은 동작의 진행 순서이다.

반면 도 4의 스프링 적용 로커 핀(A) 타입 로커 핀(6)의 CDA 미작동을 참조하면, 제어기(50)의 CDA OFF 신호에 의한 CDA 미작동 시 OCV(8)는 1차 오일라인(20)을 차단하면서 2차 오일라인(40)을 열어줌으로써 2차 오일라인(40)은 CDA OFF 상태를 형성한다.

이로 인해 상기 스프링(6d)은 1차 오일라인(20)의 오일 압력 해제에 의한 스프링 복원력을 발생시켜 로커 핀(6)의 래치 핀(6b)에 스프링 가압력을 가하여 준다.

그러므로 상기 2차 오일라인(40)은 제2 개구 홀(20b)을 오일 입구로 하여 로커 암(3)의 로커 샤프트 오일라인에서 공급된 오일이 들어와 로커 암 보스(4)의 좌측 보스(4b)를 채워주고, 상기 로커 핀(6)의 래치 핀(6b)은 스프링(6d)의 스프링 가압력과 함께 좌측 보스(4b)를 채운 오일의 유압 작용으로 좌측에서 우측으로 밀려나며, 상기 이너 핀(6b)은 래치 핀(6b)과 함께 이동하면서 액추에이션 피스톤(6a)을 좌측에서 우측으로 이동시켜 준다. 이 경우 상기 스프링 가압력과 상기 유압 작용은 핀 엔게이지(Pin Engaged) 상태에서 핀 구속력을 높여 줌으로써 로커 핀(6)의 슬립(Slip) 현상이 거의 발생되지 않거나 방지된다.

그 결과 상기 래치 핀(6c)은 좌측 보스(4b)를 벗어나 중간 보스(4a)에, 상기 이너 핀(6b)은 중간 보스(4a)를 벗어나 우측 보스(4c)에, 상기 액추에이션 피스톤(6a)은 우측 보스(4c) 안쪽으로 각각 위치가 이동됨으로써 상기 이너 핀(6b)의 좌/우 엔드 부위가 좌/우쪽 오일배출 틈(4d)과 어긋난 핀 엔게이지(Pin Engaged) 상태(Y)로 이너 로커 암(3A)과 아우터 로커 암(3B)이 연결 상태로 되고, 이러한 로커 암(3)의 연결은 해당 기통을 연소 상태로 전환시켜 준다. 이 경우 상기 바이패스 오일라인(30)은 좌/우쪽 오일배출 틈(4d)으로부터 빠져 나온 오일을 OCV(8)로 보내 엔진의 오일 갤러리쪽으로 복귀되도록 작용한다.

이와 같이 상기 스프링 적용 로커 핀(A)의 CDA 미작동에서, 상기 CDA 로커 암 시스템(1)은 “(1) OCV 밸브 미작동 -> (2) 로커암 우측 오일 차단 -> (3) 액추에이션 피스톤 유압 해제 -> (4) 스프링에 의한 핀 엔게이지(Pin Engaged) -> (5) 로커 암 좌측 오일 공급 -> (6) 래치 핀 유압 공급 -> (7) 유압에 의한 핀 엔게이지 및 구속력 강화“으로 동작한다. 이 경우 ”->“은 동작의 진행 순서이다.

그리고 도 5의 스프링 미적용 로커 핀(B) 타입 변형 로커 핀(6')의 CDA 미작동을 참조하면, 제어기(50)의 CDA OFF 신호에 의한 CDA 미작동 시 OCV(8)는 1차 오일라인(20)의 차단과 동시에 2차 오일라인(40)을 열어줌으로써 2차 오일라인(40)은 CDA OFF 상태를 형성한다. 이 경우 상기 스프링 미적용 로커 핀(B)은 스프링(6d)을 적용하지 않음으로써 1차 오일라인(20)의 유압 공급에 의한 스프링 압축 및 1차 오일라인(20)의 유압 차단에 의한 스프링 복원력 발생이 없는 상태이다.

그러므로 상기 로커 암 보스(4)의 좌측 보스(4b)에는 2차 오일라인(40)의 제2 개구 홀(20b)을 통해 들어온 오일이 채워짐으로써 로커 핀(6)의 래치 핀(6b)은 오일의 유압 작용으로 좌측에서 우측으로 밀려나며, 상기 이너 핀(6b)은 래치 핀(6b)과 함께 이동하면서 액추에이션 피스톤(6a)을 좌측에서 우측으로 이동시켜 준다. 이 경우 상기 유압 작용은 스프링 가압력의 크기를 보완하는 유압 크기로 핀 엔게이지(Pin Engaged) 상태에서 핀 구속력을 높여 줌으로써 로커 핀(6)의 슬립(Slip) 현상이 거의 발생되지 않거나 방지된다.

그 결과 상기 래치 핀(6c)은 좌측 보스(4b)를 벗어나 중간 보스(4a)에, 상기 이너 핀(6b)은 중간 보스(4a)를 벗어나 우측 보스(4c)에, 상기 액추에이션 피스톤(6a)은 우측 보스(4c) 안쪽으로 각각 위치가 이동됨으로써 상기 이너 핀(6b)의 좌/우 엔드 부위가 좌/우쪽 오일배출 틈(4d)과 어긋난 핀 엔게이지(Pin Engaged) 상태(Z)로 이너 로커 암(3A)과 아우터 로커 암(3B)이 연결 상태로 되고, 이러한 로커 암(3)의 연결은 해당 기통을 휴지 상태로 전환시켜 준다. 이 경우 상기 바이패스 오일라인(30)은 좌/우쪽 오일배출 틈(4d)으로부터 빠져 나온 오일을 OCV(8)로 보내 엔진의 오일 갤러리쪽으로 복귀되도록 작용한다.

이와 같이 상기 스프링 미적용 로커 핀(B)의 CDA 미작동에서, 상기 CDA 로커 암 시스템(1)은 “(1) OCV 밸브 미작동 -> (2) 로커암 우측 오일 차단 -> (3) 액추에이션 피스톤 유압 해제 -> (4) 로커 암 좌측 오일 공급 -> (5) 래치 핀 유압 공급 -> (6) 유압에 의한 핀 엔게이지(Pin Engaged) 및 핀 구속력 강화“으로 동작한다. 이 경우 ”->“은 동작의 진행 순서이다.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 오일 이중 공급 라인이 적용된 CDA 로커 암 시스템(1)은 OCV(8)에서 로커 핀(6) 또는 변형 로커 핀(6')의 일측부로 이어져 오일을 공급하는 1차 오일라인(20)과 OCV(8)에서 로커 핀(6) 또는 변형 로커 핀(6')의 타측부로 이어져 오일을 공급하는 2차 오일라인(40)으로 이루어진 오일 공급 라인(10)이 적용되고, 제어기(50)가 OCV(8)의 제어에 의한 CDA(Cylinder DeActivation) 작동 시 1차 오일라인(20)의 개방과 2차 오일라인(40)의 차단을 수행하는 반면 CDA 미작동 시 2차 오일라인(40)의 개방과 1차 오일라인(20)의 차단을 수행함으로써 OCV(8)의 오일 공급 방향 제어로 CDA 작동과 미작동 모두 공급된 오일의 유압작용으로 로커 핀(6)이 핀 디스엔게이지 및 핀 엔게이지 상태로 전환될 수 있고, 특히 스프링 복원력을 1차 핀 엔게이지 확보에 이용하면서 유압작용을 2차 핀 엔게이지로 이용함으로써 핀 구속력 강화로 핀 슬립(Pin Slip)이 방지된다.

1 : CDA(Cylinder DeActivation) 로커 암 시스템
3 : 로커 암 3A : 이너 로커 암
3B : 아우터 로커 암 3Ba : 아우터 로커 보어
4 : 로커 암 보스 4a : 중간 보스
4b : 좌측 보스 4c : 우측 보스
4d : 오일배출 틈 6 : 로커 핀
6' : 변형 로커 핀 6a : 액추에이션 피스톤(Actuation Pin)
6b : 이너 핀(Inner Pin) 6c : 래치 핀(Latch Pin)
6d : 스프링 6e : 좌측 플러그
6f : 우측 플러그 8 : OCV(Oil Control Valve)
10 : 오일 공급 라인 20 : 1차 오일라인
20a,30a,40a : 제1,2,3 개구 홀
30 : 바이패스 오일라인 40 : 2차 오일라인
50 : 제어기

Claims (11)

1. 로커 암,
   CDA(Cylinder DeActivation)를 위한 상기 로커 암의 로스트 모션(Lost Motion)을 오일의 유압 작용으로 발생시켜 주는 로커 핀,
   상기 오일을 제어하는 OCV(Oil Control Valve),
   상기 OCV에서 상기 로커 암의 일측부로 이어져 상기 오일을 공급하는 1차 오일라인, 상기 OCV(8)에서 상기 로커 암의 타측부로 이어져 상기 오일을 공급하는 2차 오일라인으로 이루어진 오일 공급 라인, 및
   CDA(Cylinder DeActivation) 작동 시 상기 1차 오일라인의 개방과 상기 2차 오일라인의 차단으로 상기 OCV를 제어하고, CDA(Cylinder DeActivation) 미작동 시 상기 2차 오일라인의 개방과 상기 1차 오일라인의 차단으로 상기 OCV를 제어하는 제어기
   가 포함되는 것을 특징으로 하는 CDA 로커 암 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 로커 핀은 상기 로커 암의 로커 암 보스에 위치된 액추에이션 피스톤, 이너 핀, 래치 핀을 포함하고,
   상기 액추에이션 피스톤은 상기 1차 오일라인에서 상기 오일을 공급받도록 상기 로커 암의 일측부에 위치되고,
   상기 이너 핀은 상기 액추에이션 피스톤과 상기 래치 핀 사이에 위치되며,
   상기 래치 핀은 상기 2차 오일라인에서 상기 오일을 공급받도록 상기 로커 암의 타측부에 위치되는 것을 특징으로 하는 CDA 로커 암 시스템.
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 2차 오일라인은 상기 CDA 미작동에 따른 상기 오일의 공급으로 상기 래치 핀을 상기 이너 핀쪽으로 밀어 내고, 상기 이너 핀은 핀 엔게이지(Pin Engaged) 상태로 상기 로커 암의 상기 로스트 모션을 해제하는 것을 특징으로 하는 CDA 로커 암 시스템.
   
4. 청구항 3에 있어서, 상기 2차 오일라인은 상기 오일의 유압이 상기 래치 핀을 밀어내는 유압 크기를 기준유압으로 공급하고, 상기 기준유압은 상기 래치 핀에 가해지는 스프링 복원력만큼 낮게 설정되는 것을 특징으로 하는 CDA 로커 암 시스템.
   
5. 청구항 4에 있어서, 상기 스프링 복원력은 상기 로커 암 보스의 개구부를 막은 좌측 플러그와 상기 래치 핀 사이에서 상기 래치 핀을 탄발 지지하는 스프링이 발생하는 것을 특징으로 하는 CDA 로커 암 시스템.
   
6. 청구항 2에 있어서, 상기 1차 오일라인은 상기 CDA 작동에 따른 상기 오일의 공급으로 상기 액추에이션 피스톤을 상기 이너 핀쪽으로 밀어 내고, 상기 이너 핀은 핀 디스엔게이지(Pin Disengaged) 상태로 상기 로커 암의 상기 로스트 모션을 발생하는 것을 특징으로 하는 CDA 로커 암 시스템.
   
7. 청구항 1에 있어서, 상기 오일 공급 라인은 바이패스 오일라인을 더 포함하고,
   상기 바이패스 오일라인은 상기 1차 오일라인과 상기 2차 오일라인에서 상기 로커 핀으로 공급된 상기 오일을 상기 로커 핀에서 상기 OCV쪽으로 복귀시켜 주는 것을 특징으로 하는 CDA 로커 암 시스템.
   
8. 청구항 1에 있어서, 상기 로커 암은 상기 로커 핀으로 연결된 이너 로커 암과 아우터 로커 암으로 이루어지고,
   상기 로커 암의 상기 로스트 모션 시 상기 이너 로커 암이 상기 아우터 로커 암에서 분리되어 상기 CDA 작동이 이루어지는 것을 특징으로 하는 CDA 로커 암 시스템.
   
9. CDA 로커 암 시스템을 제어하는 방법에 있어서,
   제어기에 의한 CDA 작동의 단계는,
   CAD ON 신호 출력으로 상기 OCV 밸브가 작동되는 단계,
   상기 2차 오일라인의 차단과 상기 1차 오일라인의 개방으로 로커 암의 일측부로 상기 오일의 공급이 이루어지는 단계,
   로커 핀의 액추에이션 피스톤이 상기 오일의 유압작용으로 이동되는 단계,
   상기 로커 핀의 이너 핀이 상기 유압작용으로 핀 디스엔게이지(Pin Disengaged) 상태를 형성하는 단계,
   상기 로커 암의 아우터 로커 암에서 이너 로커 암이 분리되는 단계, 및
   상기 이너 로커 암이 상기 로스트 모션을 구현하는 단계
   로 수행되는 것을 특징으로 하는 CDA 로커 암 시스템 제어 방법.
   
10. 청구항 9에 있어서, 상기 제어기에 의한 CDA 미작동의 단계는,
    CAD OFF 신호 출력으로 상기 OCV 밸브가 작동 중지되는 단계,
    상기 1차 오일라인의 차단으로 상기 로커 암의 일측부로 상기 오일의 공급이 차단되는 단계,
    상기 로커 핀의 액추에이션 피스톤에서 상기 오일의 유압이 해제되는 단계,
    상기 로커 핀의 래치 핀이 스프링의 스프링 복원력으로 이동되는 단계,
    상기 로커 핀의 이너 핀이 상기 래치 핀으로 초기 위치로 밀려나 1차 핀 엔게이지(Pin Engaged) 상태를 형성하는 단계,
    상기 2차 오일라인의 개방으로 상기 로커 암의 타측부로 상기 오일의 공급이 이루어지는 단계,
    상기 래치 핀이 상기 오일의 유압작용으로 이동되는 단계, 및
    상기 이너 핀이 상기 유압작용으로 구속력이 강화되는 2차 핀 엔게이지(Pin Engaged) 상태를 형성하는 단계
    로 수행되는 것을 특징으로 하는 CDA 로커 암 시스템 제어 방법.
    
11. 청구항 9에 있어서, 상기 제어기에 의한 CDA 미작동의 단계는,
    CAD OFF 신호 출력으로 상기 OCV 밸브가 작동 중지되는 단계,
    상기 1차 오일라인의 차단으로 상기 로커 암의 일측부로 상기 오일의 공급이 차단되는 단계,
    상기 로커 핀의 액추에이션 피스톤에서 상기 오일의 유압이 해제되는 단계,
    상기 2차 오일라인의 개방으로 상기 로커 암의 타측부로 상기 오일의 공급이 이루어지는 단계,
    상기 래치 핀이 상기 오일의 유압작용으로 이동되는 단계, 및
    상기 로커 핀의 이너 핀이 초기 위치에서 상기 유압작용으로 핀 엔게이지(Pin Engaged) 상태를 형성하는 단계
    로 수행되는 것을 특징으로 하는 CDA 로커 암 시스템 제어 방법.
    
    

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