KR101241715B1 - 연비향상을 위한 트윈 엔진 및 이를 이용한 엔진의 구동방법 - Google Patents

연비향상을 위한 트윈 엔진 및 이를 이용한 엔진의 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 요구되는 부하의 필요에 따라 특정 뱅크를 선택하거나 전체뱅크가 작동하도록 하여, 저부하 구간에서는 연비가 향상되고, 고부하 구간에서는 충분한 출력을 발휘하도록 하는 연비향상을 위한 트윈 엔진 및 이를 이용한 엔진의 구동방법 에 관한 것이다.
본 발명에 따른 연비향상을 위한 트윈 엔진은, 복수의 실린더가 구비된 실린더 블록을 하나의 단위로 하여, 서로 독립적으로 작동할 수 있는 복수의 엔진뱅크(10A)(10B)와, 상기 엔진뱅크(10A)(10B)와 동수로 마련되어 상기 엔진뱅크(10A)(10B)에 출력단에 각각 설치되는 변속기(11A)(11B)와, 상기 변속기(11A)(11B)의 출력단으로부터 출력된 동력을 선택적으로 취합하여 구동륜으로 전달하는 동력제어부(40)와, 상기 엔진뱅크(10A)(10B) 및 동력제어부(40)의 작동을 제어하는 구동제어부(50)를 포함를 포함하고, 이를 이용하여 운전조건에 따라 상기 엔진뱅크를 선택적으로 구동시키거나, 모두 작동시키도록 한다.

Description

연비향상을 위한 트윈 엔진 및 이를 이용한 엔진의 구동방법{Twin engine for improving of efficiency and method for engine operating using the same}
본 발명은 복수의 엔진뱅크로 엔진이 구비된 트윈 엔진에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 요구되는 부하의 필요에 따라 특정 엔진뱅크를 선택하거나 전체 엔진뱅크가 작동하도록 하여, 저부하 구간에서는 연비가 향상되고, 고부하 구간에서는 충분한 출력을 발휘하도록 하는 연비향상을 위한 트윈 엔진 및 이를 이용한 엔진의 구동방법 에 관한 것이다.
최근에는 고유가의 영향으로 인하여, 고출력이 요구되는 차량에서도, 시동, 저속운전, 내리막길 운전과 같은 높은 출력이 요구되지 않는 구간에서는 일부 실린더의 가동을 중지시켜 연비가 향상되도록 하는 기술에 관한 연구가 진행되고는 있으나, 실제 적용되는 경우는 극히 드물다.
통상적으로 가솔린 또는 디젤을 연료로 사용하는 엔진은 하나의 실린더 블록에 다수의 실린더가 형성된 다기통 엔진이다.
이러한 다기통 엔진은 실린더의 수에 따라 최대 출력이 결정되는 형태로 만들어지고, 가속페달에 의해 실제 출력이 제어되는 구조이다.
하지만, 시동, 저속운전, 내리막길 운전과 같이 높은 출력이 요구되지 않는 구간에서도 엔진의 모든 실린더가 작동함으로써 연비가 저하되는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위한 방법의 하나로서, 하기의 선행기술문헌과 같이, 다기통 엔진에서 몇 개의 실린더를 하나의 그룹으로 묶고, 각 그룹의 실린더를 작동시키는 예가 개시되어 있다.
하지만, 하기의 선행기술문헌에서는 비록 연료가 공급되지 않더라고 실린더 내부의 피스톤은 왕복운동을 하기 때문에 구동 저항으로 작용하는 문제점이 있다.
KR 10-0992402 B1, 청구항 1
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 복수의 뱅크로 엔진을 구성하고 선택적으로 엔진뱅크를 작동시켜, 저부하 운전구간에서는 일부 엔진뱅크만, 고부하 운전구간에서 전체 엔진뱅크가 작동하도록 하는 연비향상을 위한 트윈 엔진 및 이를 이용한 엔진의 구동방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 서로 다른 엔진뱅크에 각각 다른 연료를 공급하거나, 복수의 엔진뱅크를 각각 서로 다른 배기량을 갖도록 하여, 운행지역의 기후조건 또는 규제조건을 충족하여 연비가 향상되도록 하는 연비향상을 위한 트윈 엔진 및 이를 이용한 엔진의 구동방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 서로 다른 엔진뱅크가 전륜 또는 후륜을 전담하여 구동시킬 수 있도록 하는 연비향상을 위한 트윈 엔진 및 이를 이용한 엔진의 구동방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연비향상을 위한 트윈 엔진은, 복수의 실린더가 구비된 실린더 블록을 하나의 단위로 하여, 서로 독립적으로 작동할 수 있는 복수의 엔진뱅크와, 상기 엔진뱅크와 동수로 마련되어 상기 엔진뱅크에 출력단에 각각 설치되는 변속기와, 상기 변속기의 출력단으로부터 출력된 동력을 선택적으로 취합하여 구동륜으로 전달하는 동력제어부와, 상기 엔진뱅크 및 동력제어부의 작동을 제어하는 구동제어부를 포함한다.
여기서, 상기 동력제어부는, 상기 각 변속기의 출력단에 구비된 구동기어와, 상기 구동륜을 구동시키는 출력축에 연결되는 주축기어와, 상기 구동기어와 주축기어의 사이에 선택적으로 치합되는 단속기어와, 상기 단속기어를 상기 구동기어 및 주축기어와 치합되도록 작동시키는 액튜에이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동제어부는 상기 엔진뱅크를 작동시키고, 상기 단속기어가 구동기어와 주축기어의 사이에 치합되도록 하거나 이탈시키기 위해 상기 액튜에이터를 작동시키는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 일측면에 따르면, 복수의 실린더가 구비된 실린더 블록을 하나의 단위로 하여, 서로 독립적으로 작동할 수 있는 복수의 엔진뱅크와, 상기 각 엔진뱅크와 동수로 마련되어 상기 엔진뱅크에 출력단에 각각 설치되는 변속기와, 상기 엔진뱅크의 작동을 제어하는 구동제어부를 포함하고, 상기 복수의 엔진뱅크는 각각 차량의 전륜 또는 후륜을 전담하여 구동하도록 할 수도 있다.
상기 엔진뱅크중 어느 하나의 엔진뱅크는 출력단에 연결된 변속기가 후륜에 연결되고, 상기 엔진뱅크중 다른 하나의 엔진뱅크는 그 출력단에 연결된 변속기가 전륜에 연결되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 복수의 엔진뱅크는 서로 다른 배기량으로 이루어질 수도 있다.
아울러, 상기 복수의 엔진뱅크는 서로 다른 종류의 연료에 의해 작동하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 트윈엔진을 이용한 엔진의 구동방법은, 엔진을 구동시키기 위해 시동키를 작동시키는 시동단계와, 복수의 엔진뱅크 중에서 어느 하나의 엔진뱅크가 시동되도록 엔진뱅크를 임의로 선택할 수 있는 시동뱅크 임의 선택단계와, 상기 시동뱅크 임의 선택단계에서 임의로 시동뱅크를 선택하지 않으면, ECU가 종전에 시동되었던 엔진 뱅크를 시동뱅크로 사용하되, 시동뱅크를 전환시키기 위해 설정된 누적거리에 도달하였는지를 판단하는 시동뱅크 전환 누적거리 도달 판단단계와, 상기 시동뱅크 전환 누적거리 도달 판단단계에서 시동뱅크 전환 누적거리에 도달하지 않은 것으로 판단되면 종전에 시동되었던 엔진뱅크가 구동되도록 하는 종전 시동뱅크 작동단계와, 상기 종전 시동뱅크 작동단계를 통하여 가동된 엔진뱅크를 이용하여 차량을 구동시키되, 차량의 운행조건을 판단하여 고출력이 요구되는 상황인지를 판단하는 고출력 요구 판단단계와, 상기 고출력 요구 판단단계에서 고출력이 요구되지 않는 것으로 판단되면 시동에 사용된 뱅크를 이용하여 차량을 주행시키는 시동뱅크 계속 작동단계와, 차량의 정지상태를 판단하는 정지판단단계를 포함한다.
상기 시동뱅크 전환 누적거리 도달 판단단계에서 미리 설정된 시동뱅크 전환 누적거리에 도달한 것으로 판단되면 종전 시동뱅크 대신에 다른 엔진뱅크를 이용하여 시동시키는 시동뱅크 전환 작동단계가 수행되고, 상기 시동뱅크 전환 작동단계 이후에는 상기 고출력 요구 판단단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 고출력 요구 판단단계에서 고출력이 요구되는 것으로 판단되면, 휴지중인 엔진뱅크를 시동시키는 동력보조단계가 수행되고, 상기 동력보조단계 이후에, 지속적으로 고출력이 요구되는지 판단하는 고출력 요구 판단단계로 리턴된다.
또한, 상기 시동뱅크 임의 선택단계에서, 시동뱅크를 임의로 선택하면, 일부 엔진뱅크만 운전할 것이지, 모든 엔진뱅크가 운전할 것인지를 판단하는 운전모드 임의 선택단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 운전모드 임의 선택단계에서, 일부의 엔진뱅크만 운전하도록 선택하면, 종전 가동시 시동된 엔진뱅크가 가동되는 주동력 뱅크 가동단계가 수행되고, 상기 운전모드 임의 선택단계에서 모든 엔진뱅크를 운전하도록 선택하면, 차량의 주행 조건과 상관없이, 모든 엔진뱅크가 가동되는 최대가동단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 한다.
상기 주동력 뱅크 가동단계이후, 상기 고출력 요구 판단단계가 수행되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 연비향상을 위한 트윈 엔진 및 이를 이용한 엔진의 구동방법에 따르면, 차량의 운전조건에 따라 저부하 운전구간에서는 일부 엔진뱅크만 구동되도록 하거나, 고부하 운전구간에서는 전체 엔진뱅크가 구동하도록 하여 불필요한 연료의 소모를 방지함으로써, 연비가 향상되도록 한다.
또한, 서로 다른 엔진뱅크에 이종(異種)의 연료를 사용하거나, 서로 배기량을다르게 할 수 있어서, 출력을 극대화하거나, 운행지역의 환경규제에 적극적으로 대응할 수 있다.
아울러, 복수의 엔진뱅크로 구비되므로 유사시에 어느 하나의 엔진뱅크가 손상되더라도 나머지 엔진뱅크에 의해서 차량이 구동될 수 있다.
그리고, 대량생산에 의해서 저렴하게 제작할 수 있는 소형의 엔진을 복수로 조합하여 고출력을 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연비향상을 위한 트윈 엔진의 구성을 도시한 개념도,
도 2은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연비향상을 위한 트윈 엔진의 구성을 도시한 개념도,
도 3는 본 발명의 트윈엔진을 이용한 엔진의 구동방법을 도시한 순서도.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 연비향상을 위한 트윈 엔진을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연비향상을 위한 트윈 엔진은, 서로 독립적으로 작동할 수 있는 복수의 엔진뱅크(10A)(10B)를 마련하고, 운전조건에 따라 상기 엔진뱅크(10A)(10B)를 선택적으로 구동되도록 하거나 모두 구동되도록 하고, 상기 엔진뱅크(10A)(10B)에 출력된 동력을 취합하여 구동륜으로 출력되도록 한다.
엔진뱅크(10A)(10B)는 복수로 마련된다. 상기 엔진뱅크(10A)(10B)는 하나의 실린더 블록에 복수의 실린더가 구비되도록 형성되는 것으로서, 각각의 엔진뱅크(10A)(10B)는 서로 독립적으로 작동될 수 있다.
이러한 엔진뱅크(10A)(10B)는 복수로 마련되어 필요에 따라 선택적으로 구동되거나, 모두 구동된다. 예컨대, 엔진뱅크(10A)(10B)를 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 엔진뱅크(10A)와 제2 엔진뱅크(10B)처럼 2개의 엔진뱅크로 마련되면, 차량의 운전조건에 따라 상기 제1 엔진뱅크(10A)와 제2 엔진뱅크(10B) 중에서 어느 하나를 선택하여 그 하나만을 작동되도록 하고, 나머지 하나의 엔진뱅크는 휴지(休止)시키거나, 아니면 2개의 엔진뱅크(10A)(10B)가 모두 작동되도록 할 수 있다.
각 엔진뱅크(10A)(10B)의 출력단에는 엔진뱅크(10A)(10B)에서 출력된 동력을 변환하는 변속기(11A)(11B)가 구비된다. 예컨대, 제1 엔진뱅크(10A)의 출력단에는 제1 변속기(11A)가 연결되고, 제2 엔진뱅크(10B)의 출력단에는 제2 변속기(11B)가 연결되도록 한다.
동력제어부(40)는 상기 제1 엔진뱅크(10A) 또는 제2 엔진뱅크(10B)에서 발생한 동력을 구동륜으로 전달하기 위해 구비되는 것으로서, 제1 엔진뱅크(10A)와 제2 엔진뱅크(10B) 중에서 가동중인 엔진뱅크로부터 출력된 동력을 취합하여 구동륜으로 전달한다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 동력제어부(40)는 제1 변속기(11A)와 제2 변속기(11B)에 각각 연결된 제1 구동기어(15A)와 제2 구동기어(15B)의 사이에 구비되는 주축기어(41)와, 상기 제1 구동기어(15A), 제2 구동기어(15B)와 주축기어(41) 사이에 동력을 단속하는 제1 단속기어(42A), 제2 단속기어(42B) 및 상기 단속기어(42A)(42B)를 주축기어(41)에 치합되도록 하는 액튜에이터(43A)(43B)를 포함한다.
상기 구동기어(15A)(15B)와 주축기어(41)가 서로 연결되면, 엔진뱅크(10A)(10B)에서 발생한 동력에 후륜(RW)으로 전달되는 것으로서, 액튜에이터(43A)(43B)의 작동에 의해서 단속기어(42A)(42B)가 선택적으로 구동기어(15A)(15B)와 주축기어(41)에 치합되면, 엔진뱅크(10A)(10B)에서 발생한 동력을 구동륜, 즉 후륜(RW)으로 전달할 수 있다.
주축기어(41)는 후륜(RW)으로 동력을 전달하는 출력축(31)에 연결된다. 상기 출력축(31)은 후륜(RW)으로 동력을 분배하여 전달하는 차동기어(32)에 연결되어 있어서, 상기 주축기어(41)가 회전하면 후륜(RW)을 구동시킬 수 있다.
단속기어(42A)(42B)는 구동중인 엔진뱅크에 연결되어 발생한 동력을 주축기어(41)로 전달하지만, 휴지중인 엔진뱅크와는 분리되도록 하여 휴지중인 엔진뱅크로 인한 구동저항을 방지하도록 한다.
액튜에이터(43A)(43B)는 상기 단속기어(42A)(42B)가 구동기어(15A)(15B)와 주축기어(41)에 치합되도록 하거나 분리되도록 한다. 액튜에이터(43A)(43B)의 작동에 의해 단속기어(42A)(42B)는 구동기어(15A)(15B) 및 주축기어(41)에 치합되거나 분리되는 것으로서, 가동중인 엔진뱅크(10A)(10B) 측의 구동기어(15A)(15B)와 주축기어(41)가 연결되도록 상기 액튜에이터(43A)(43B)가 단속기어(42A)(42B)를 구동기어(15A)(15B)와 주축기어(41)에 치합시키고, 휴지중인 엔진뱅크(10A)(10B) 측의 구동기어(15A)(15B)와 주축기어(41)를 분리시킨다.
이와 같이, 동력제어부(40)로 입력된 동력은 출력축(31)과 필요에 따라 차동기어(32)를 통하여 구동륜으로 전달되어 차량이 구동되도록 한다.
구동제어부(50)는 상기 제1 엔진뱅크(10A) 또는 제2 엔진뱅크(10B)의 작동되도록 하거나 휴지되도록 제어하고, 동력제어부(40)의 작동을 제어하기 위해 구비된다. 구동제어부(50)는 가속페달(53), 배터리(52) 등에 연결된 ECU(51)를 주요 구성요소로 하여, 상기 ECU(51)가 제1 엔진뱅크(10A), 제2 엔진뱅크(10B)의 작동여부를 제어하고, 액튜에이터(43A)(43B)의 작동을 제어하여 동력의 단속을 제어한다.
상기와 같은 연비향상을 위한 트윈엔진은 가속페달에 의한 출력요구 정도 또는 운전자의 선택에 의해서, 제1 엔진뱅크(10A) 또는 제2 엔진뱅크(10B) 중 어느 하나가 선택적으로 작동하거나, 또는 모두 작동하도록 하고, 상기 제1 엔진뱅크(10A) 및 제2 엔진뱅크(10B)에서 발생한 동력이 동력제어부(40)에서 취합되어 구동륜으로 전달된다.
상기와 같은 복수의 엔진뱅크(10A)(10B)로 이루어지는 본 발명에 따른 연비향상을 위한 트윈엔진에 따르면, 차량의 운전조건에 따라 제1 엔진뱅크(10A) 또는 제2 엔진뱅크(10B)를 선택적으로 구동시키거나, 제1 엔진뱅크(10A)와 제2 엔진뱅크(10B)를 모두 구동시키도록 한다.
예를 들어, 시동시, 저속운전 또는 내리막길과 같은 많은 부하를 필요로 하지 않는 운전조건에서는 제1 엔진뱅크(10A)나 제2 엔진뱅크(10B) 중 어느 하나의 엔진뱅크만 작동하도록 한다. 즉, 저부하 운전조건에서는 ECU(51)가 작동시킬 엔진뱅크를 결정하고, 액튜에이터(43A)(43B)로 단속기어(42A)(42B)를 조작함으로써, 가동된 엔진뱅크(10A)(10B)의 동력이 구동륜으로 전달되도록 한다. 만약, 제1 엔진뱅크(10A)가 가동된다면, 동력은 제1 엔진뱅크(10A), 제1 변속기(11A), 제1 구동기어(15A), 제1 단속기어(42A), 주축기어(41)를 거쳐 출력축(31)과 차동기어(32)를 통해 구동륜으로 전달되고, 제2 엔진뱅크(10B)가 가동된다면, 제2 엔진뱅크(10B), 제2 변속기(11B), 제2 구동기어(15B), 제2 단속기어(42B), 주축기어(41)를 순차적으로 거쳐 출력축(31)과 차동기어(32)를 통해 구동륜으로 전달된다.
한편, 복수로 마련되는 엔진뱅크(10A)(10B)는 동일한 엔진을 조합하여 마련될 수 있지만, 서로 다른 엔진을 조합하여 마련될 수도 있다. 즉, 제1 엔진뱅크(10A)와 제2 엔진뱅크(10B)를 서로 다른 배기량을 갖도록 하여 서로 다른 출력을 발생하도록 하면, 어느 하나의 엔진뱅크를 주동력원으로 사용하고 나머지 엔진뱅크를 보조동력원으로 사용할 수도 있다.
또한, 제1 엔진뱅크(10A)와 제2 엔진뱅크(10B)를 이종(異種)의 연료에 의해 작동되도록 할 수 있다.
예컨대, 제1 엔진뱅크(10A)와 제2 엔진뱅크(10B)를 가솔린-가솔린, 가솔린-디젤, 디젤-디젤의 조합으로 구동되도록 함으로써, 가솔린엔진과 디젤엔진의 장점을 취할 수 있고, 차량운행지역의 기후여건 또는 환경규제에 대응토록 할 수도 있다.
가솔린-가솔린의 경우 배출가스 규제 강화지역에 적용하거나 정숙성이 요구되는 고급 승용차에 적용할 수 있다. 가솔린-디젤의 경우 가솔린의 저온시동성이 좋기 때문에 혹한지역에 적용하여 시동시에는 가솔린을 연료로 하는 엔진뱅크를 작동한 후 워밍업 후에 디젤을 사용하는 엔진뱅크를 작동하도록 할 수 있다. 한편, 디젤-디젤의 경우에는 열대, 아열대 지역과 같이 동절기가 없는 지역에 승합차, 화물차에 적용할 수 있다.
아울러, 상기의 2가지 경우를 조합하여 제1 엔진뱅크(10A)와 제2 엔진뱅크(10B)를 구성할 수도 있다. 즉, 제1 엔진뱅크(10A)와 제2 엔진뱅크(10B)의 배기량을 다르게 할 뿐만 아니라, 사용되는 연료도 다르게 구성할 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 트윈엔진은 대량생산을 통하여 저렴하게 생산할 수 있는 소형의 엔진을 복수로 조합함으로써, 부하에 따라 어느 하나 또는 모든 엔진을 선택적으로 가동하도록 할 수 있다.
한편, 도 2를 이용하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연비향상을 위한 트윈 엔진을 자세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 연비향상을 위한 트윈 엔진은, 복수의 엔진뱅크(10A)(10B)를 구비하되, 각각의 엔진뱅크(10A)(10B)가 전륜이나 후륜을 선택하여 전담하도록 구성된다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 엔진뱅크(10A)(10B)로 이루어졌다면, 하나의 엔진뱅크(10A)는 후륜(RW)을 전담하도록 하고, 나머지 하나의 엔진뱅크(10B)는 전륜(FW)을 전담하도록 한다.
제1 엔진뱅크(10A)는 제1 변속기(11A)와 출력축을 통하여 후륜(RW)에 연결되고, 제2 엔진뱅크(10B)는 제2 변속기(11B)를 통하여 전륜(FW)에 연결되도록 하며, ECU(51)에 의해서 상기 제1 엔진뱅크(10A) 또는 제2 엔진뱅크(10B)가 작동하도록 한다.
상기와 같이, 각각의 엔진뱅크(10A)(10B)가 전륜(FW)이나 후륜(RW) 중 어느 하나를 전담하면, 제1 엔진뱅크(10A) 또는 제2 엔진뱅크(10B)중 어느 하나의 엔진뱅크(10A)(10B)가 작동하는 경우에는 전륜구동 자동차와 후륜구동 자동차의 장점을 취할 수 있고, 제1 엔진뱅크(10A)와 제2 엔진뱅크(10B)를 모두 작동시키면 차량에서 최대 출력을 발휘할 수 있다.
본 실시예에서도 제1 엔진뱅크(10A)와 제2 엔진뱅크(10B)를 구성함에 있어서, 앞서 설명한 실시예에서와 마찬가지로 서로 다른 종류의 연료를 사용하거나, 서로 다른 배기량을 갖도록 할 수 있고, 이 2가지 조건을 모두 적용하여 제1 엔진뱅크(10A)와 제2 엔진뱅크(10B)를 구성할 수도 있다.
도 3를 이용하여 본 발명에 따른 트윈엔진을 이용한 엔진의 구동방법을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 가변 실린더 엔진의 엔진오일 유동 제어방법은, 연비향상을 위한 트윈엔진을 이용 하는 것으로서, 엔진을 구동시키기 위해 시동키를 작동시키는 시동단계(S110)와, 복수의 엔진뱅크 중에서 어느 하나의 엔진뱅크가 시동되도록 엔진뱅크를 임의로 선택할 수 있는 시동뱅크 임의 선택단계(S120)와, 상기 시동뱅크 임의 선택단계(S120)에서 임의로 시동뱅크를 선택하지 않으면, ECU가 종전에 시동되었던 엔진 뱅크를 시동뱅크로 사용하되, 시동뱅크를 전환시키기 위해 설정된 누적거리에 도달하였는지를 판단하는 시동뱅크 전환 누적거리 도달 판단단계(S130)와, 종전에 시동되었던 엔진뱅크가 구동되도록 하는 종전 시동뱅크 작동단계(S140)와, 상기 종전 시동뱅크 작동단계(S140)를 통하여 가동된 뱅크를 이용하여 차량을 구동시키되, 차량의 운행조건을 판단하여 고출력이 요구되는 상황인지를 판단하는 고출력 요구 판단단계(S150)와, 상기 고출력 요구 판단단계에서 고출력이 요구되지 않는 것으로 판단되면 시동에 사용된 뱅크를 이용하여 차량을 주행시키는 시동뱅크 계속 작동단계(S160)를 포함한다.
시동단계(S110)는 운전을 위해 시동키를 삽입하여 회전시키거나 버튼 시동키를 누르는 것 등과 같이, 시동을 시키기 위한 모든 행위를 포함한다.
시동뱅크 임의 선택단계(S120)는 복수의 엔진뱅크(10A)(10B)로 구성된 엔진에서, 운전자가 임의로 시동시 작동할 엔진뱅크(10A)(10B)를 선택토록 한다. 예컨대, 차량의 실내에 마련된 선택버튼을 조작함으로써, 시동시 작동할 뱅크를 선택할 수 있다. 만약, 상기 시동뱅크 임의 선택단계(S120)에서 운전자가 임의로 시동뱅크를 선택하면 후술되는 운전모드 임의 선택단계(S180)이 수행되고, 그렇지 않으면 ECU(51)가 시동뱅크를 선택하도록 한다.
시동뱅크 전환 누적거리 도달판단단계(S130)는 상기 시동뱅크 임의 선택단계(S120)에서 운전자가 시동뱅크를 임의로 선택하지 않고 자동으로 시동할 엔진뱅크(10A)(10B)를 선택하는 경우에 실행되는 것으로서, ECU(51)가 종전 시동시 작동한 뱅크를 이번 시동에서도 사용할 것인지, 아니면 종전 시동시 작동하지 않은 뱅크를 사용할 것인지를 판단한다. 시동뱅크 전환의 판단근거는 차량의 누적 주행거리를 토대로 하고, 설정된 주행거리마다 시동뱅크를 전환하도록 한다. 예컨대, 제1 엔진뱅크(10A), 제2 엔진뱅크(10B)로 이루어진 엔진에서 누적 주행거리 10,000km를 시동뱅크를 전환하는 누적거리로 설정하면, 0km~10,000km는 제1 엔진뱅크(10A), 10,000km~20,000km는 제2 엔진뱅크(10B), 20,000km~30,000km는 다시 제1 엔진뱅크(10A), 30,000km~40,000km는 제2 엔진뱅크(10B)가 시동에 사용되도록, 미리 설정된 누적거리마다 시동에 사용할 엔진뱅크(10A)(10B)를 전환한다. 한편, 시동뱅크를 전환하는 차량의 누적거리는 다른 값으로도 설정될 수 있다.
여기서, 일정 누적거리마다 시동에 사용할 엔진 뱅크를 전환하는 이유는 특정 엔진뱅크가 계속해서 시동에 사용되거나 주동력으로 사용되면, 상대적으로 작동이 덜 된 엔진뱅크에 비해서 노후화되므로, 각 엔진뱅크(10A)(10B)가 비교적 균일하게 사용되도록 하기 위함이다.
종전 시동뱅크 작동단계(S140)에서는 상기 시동뱅크 전환 누적거리 도달 판단단계(S130)에서 시동뱅크 전환 누적거리에 도달하지 않은 것으로 판단되면, 종전 시동시 사용된 엔진뱅크를 통하여 시동되도록 한다. 예를 들어, 시동뱅크 전환 누적거리에 도달하지 않고, 종전에 제1 엔진뱅크(10A)로 시동되었다면, 다시 제1 엔진뱅크(10A)로 시동되도록 하여 차량이 주행되도록 한다. 통상적으로 시동시와 시동초기에는 고출력이 요구되지 않으므로, 하나의 뱅크를 통하여 차량의 주행이 가능한 상태이다.
한편, 차량이 주행하면, 주기적으로 고출력이 요구되는 상황인지를 판단하는 고출력 요구 판단단계(S150)가 수행된다. 상기 고출력 요구 판단단계(S150)에서는 차량의 주행상태를 파악하여, 고출력이 요구되는 상황이면, 휴지중인 엔진뱅크가 작동되도록 하고, 고출력이 요구되는 상황이 아니라면 계속해서 작동중인 엔진뱅크만 작동되도록 한다.
상기 고출력 요구 판단단계(S150)에서 고출력이 요구되지 않는 상황이면, 모든 엔진뱅크가 작동하지 않고, 시동시 사용된 엔진뱅크는 계속해서 작동하고, 나머지 엔진뱅크는 여전히 휴지상태를 유지한다(S160).
한편, 상기 고출력 요구 판단단계(S150)에서, 주행중 급가속, 오르막길 주행 또는 고속 주행 등으로 인하여 고출력이 요구되는 경우로 판단되면, 휴지중인 엔진뱅크를 크랭킹 시키면서 연료를 공급함으로써 휴지뱅크도 시동 및 작동되어 동력을 출력토록 함으로써, 이미 작동중인 엔진뱅크로 출력된 동력을 보조하는 형태가 된다(S151).
상기와 같이, 모든 엔진뱅크(10A)(10B)가 작동하는 동안, 즉 고출력으로 차량이 운행되는 동안에도 지속적으로 고출력이 요구되는 상황인지를 판단하는 고출력 요구 판단단계(S150)로 다시 리턴하여, 고출력으로 운전할 것인지를 판단한다.
상기 시동거리 전환 누적거리 도달 판단단계(S130)에서, 시동거리 전환 누적거리에 도달한 것으로 판단되면, 종전에 사용된 엔진뱅크를 이용하는 대신에, 시동에 사용할 엔진뱅크를 전환하여 종전 시동시 사용되지 않은 다른 엔진뱅크를 사용하여 시동을 걸도록 한다(S131).
상기와 같이, 엔진뱅크를 전환하여 시동한 경우에도, 주기적으로 고출력이 요구되는지를 판단하여(S150), 휴지 중인 엔진뱅크를 작동시킬 것인지를 판단한다.
한편, 운전자가 임의로 시동에 사용된 엔진뱅크를 선택하여 작동되도록 할 수도 있다. 상기 시동뱅크 임의 선택단계(S120)에서 운전자가 선택버튼 등의 수단에 의해 시동에 사용될 엔진뱅크를 임의로 선택하면, 일부 뱅크만 작동되도록 할 것인지, 모든 엔진뱅크(10A)(10B)가 작동되도록 할 것인지를 결정하는 운전모드 임의 선택단계(S180)가 수행된다.
상기 운전모드 임의 선택단계(S180)에서 일부 엔진뱅크만 작동하도록 선택하면, 종전 시동시 사용된 엔진뱅크가 시동되도록 하는 주동력 엔진뱅크 가동단계(S181)가 수행된다.
상기와 같이, 하나의 엔진뱅크로 시동하여 운행 중에도, 주기적으로 고출력이 요구되는지를 판단하여(S150), 고출력이 요구되면, 휴지중인 엔진뱅크(S151)를 작동시켜 최대 출력이 출력되도록 한다.
아울러, 상기 운전모드 임의 선택단계(S180)에서 모든 뱅크가 운전되도록 선택하면, 차량의 주행조건과 무관하게 엔진에 구비된 모든 뱅크가 작동하도록 하는 최대가동단계(S182)가 수행된 되도록 한다.
상기 최대가동단계(S182) 이후에는 상기 정지판단단계(S170)가 수행된다.
10A : 제1 엔진뱅크 10B : 제2 엔진뱅크
11A : 제1 변속기 11B : 제2 변속기
15A : 제1 구동기어 15B : 제2 구동기어
31 : 출력축 32 : 차동기어
40 : 동력제어부 41 : 주축기어
42A, 42B : 단속기어 43A, 43B : 액튜에이터
50 : 구동제어부 51 : ECU
52 : 배터리 53 : 가속페달
FW : 전륜 RW : 후륜
S110 : 시동단계 S120 : 시동뱅크 임의 선택단계
S130 : 시동뱅크 전환 누적거리 도달 판단단계
S131 : 시동뱅크 전환 작동단계 S140 : 종전 시동뱅크 작동단계
S150 : 고출력 요구 판단단계 S151 : 동력보조단계
S160 : 시동뱅크 계속 작동단계 S170 : 정지판단단계
S180 : 운전모드 임의 선택단계 S181 : 주동력 뱅크 가동단계
S182 : 최대가동단계

Claims (13)

  1. 복수의 실린더가 구비된 실린더 블록을 하나의 단위로 하여, 서로 독립적으로 작동할 수 있는 복수의 엔진뱅크와,
    상기 엔진뱅크와 동수로 마련되어 상기 엔진뱅크에 출력단에 각각 설치되는 변속기와,
    상기 변속기의 출력단으로부터 출력된 동력을 선택적으로 취합하여 구동륜으로 전달하는 동력제어부와,
    상기 엔진뱅크 및 동력제어부의 작동을 제어하는 구동제어부를 포함하는 연비향상을 위한 트윈 엔진.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 동력제어부는,
    상기 각 변속기의 출력단에 구비된 구동기어와,
    상기 구동륜을 구동시키는 출력축에 연결되는 주축기어와,
    상기 구동기어와 주축기어의 사이에 선택적으로 치합되는 단속기어와,
    상기 단속기어를 상기 구동기어 및 주축기어와 치합되도록 작동시키는 액튜에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 연비향상을 위한 트윈 엔진.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구동제어부는 상기 엔진뱅크를 작동시키고, 상기 단속기어가 구동기어와 주축기어의 사이에 치합되도록 하거나 이탈시키기 위해 상기 액튜에이터를 작동시키는 것을 특징으로 하는 연비향상을 위한 트윈 엔진.
  4. 복수의 실린더가 구비된 실린더 블록을 하나의 단위로 하여, 서로 독립적으로 작동할 수 있는 복수의 엔진뱅크와,
    상기 각 엔진뱅크와 동수로 마련되어 상기 엔진뱅크에 출력단에 각각 설치되는 변속기와,
    상기 엔진뱅크의 작동을 제어하는 구동제어부를 포함하고,
    상기 복수의 엔진뱅크는 각각 차량의 전륜 또는 후륜을 전담하여 구동하는 연비향상을 위한 트윈 엔진.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 엔진뱅크중 어느 하나의 엔진뱅크는 출력단에 연결된 변속기가 후륜에 연결되고,
    상기 엔진뱅크중 다른 하나의 엔진뱅크는 그 출력단에 연결된 변속기가 전륜에 연결되는 것을 특징으로 하는 연비향상을 위한 트윈 엔진.
  6. 제1항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 엔진뱅크는 서로 다른 배기량으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연비향상을 위한 트윈 엔진.
  7. 제1항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 엔진뱅크는 서로 다른 종류의 연료에 의해 작동하는 것을 특징으로 하는 연비향상을 위한 트윈 엔진.
  8. 엔진을 구동시키기 위해 시동키를 작동시키는 시동단계와,
    복수의 엔진뱅크 중에서 어느 하나의 엔진뱅크가 시동되도록 엔진뱅크를 임의로 선택할 수 있는 시동뱅크 임의 선택단계와,
    상기 시동뱅크 임의 선택단계에서 임의로 시동뱅크를 선택하지 않으면, ECU가 종전에 시동되었던 엔진 뱅크를 시동뱅크로 사용하되, 시동뱅크를 전환시키기 위해 설정된 누적거리에 도달하였는지를 판단하는 시동뱅크 전환 누적거리 도달 판단단계와,
    상기 시동뱅크 전환 누적거리 도달 판단단계에서 시동뱅크 전환 누적거리에 도달하지 않은 것으로 판단되면 종전에 시동되었던 엔진뱅크가 구동되도록 하는 종전 시동뱅크 작동단계와,
    상기 종전 시동뱅크 작동단계를 통하여 가동된 엔진뱅크를 이용하여 차량을 구동시키되, 차량의 운행조건을 판단하여 고출력이 요구되는 상황인지를 판단하는 고출력 요구 판단단계와,
    상기 고출력 요구 판단단계에서 고출력이 요구되지 않는 것으로 판단되면 시동에 사용된 뱅크를 이용하여 차량을 주행시키는 시동뱅크 계속 작동단계와,
    차량의 정지상태를 판단하는 정지판단단계를 포함하는 트윈엔진을 이용한 엔진의 구동방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 시동뱅크 전환 누적거리 도달 판단단계에서 미리 설정된 시동뱅크 전환 누적거리에 도달한 것으로 판단되면 종전 시동뱅크 대신에 다른 엔진뱅크를 이용하여 시동시키는 시동뱅크 전환 작동단계가 수행되고,
    상기 시동뱅크 전환 작동단계 이후에는 상기 고출력 요구 판단단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 트윈엔진을 이용한 엔진의 구동방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 고출력 요구 판단단계에서 고출력이 요구되는 것으로 판단되면, 휴지중인 엔진뱅크를 시동시키는 동력보조단계가 수행되고,
    상기 동력보조단계 이후에, 지속적으로 고출력이 요구되는지 판단하는 고출력 요구 판단단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 트윈엔진을 이용한 엔진의 구동방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 시동뱅크 임의 선택단계에서, 시동뱅크를 임의로 선택하면, 일부 엔진뱅크만 운전할 것이지, 모든 엔진뱅크가 운전할 것인지를 판단하는 운전모드 임의 선택단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 트윈엔진을 이용한 엔진의 구동방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 운전모드 임의 선택단계에서, 일부의 엔진뱅크만 운전하도록 선택하면, 종전 가동시 시동된 엔진뱅크가 가동되는 주동력 뱅크 가동단계가 수행되고,
    상기 운전모드 임의 선택단계에서 모든 엔진뱅크를 운전하도록 선택하면, 차량의 주행 조건과 상관없이, 모든 엔진뱅크가 가동되는 최대가동단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 트윈엔진을 이용한 엔진의 구동방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 주동력 뱅크 가동단계이후, 상기 고출력 요구 판단단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 트윈엔진을 이용한 엔진의 구동방법.
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