KR102645208B1 - 실린더 비활성화 및 고출력 밀도(hpd) 제동을 위한 밸브 작동 및 시퀀싱 - Google Patents
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Abstract
내연 기관 시스템의 밸브 작동 시스템에서 밸브를 제어하기 위한 시스템 및 방법은 실린더 비활성화 및 고출력 밀도(HPD) 엔진 제동을 조합하는 엔진 환경에서 밸브 동작을 시퀀싱하는 데 특히 적합할 수 있다. 주요 이벤트 동작 시스템은 하나 이상의 밸브 세트에서 주요 이벤트 동작을 생성하도록 구성된다. 엔진 제동 시스템은 엔진 제동 동작을 생성하고, 실린더 비활성화 시스템은 밸브 세트의 흡기 및 배기 밸브의 주요 이벤트 동작을 선택적으로 비활성화한다. 차단 시스템은 엔진 제동 작동 동안 실린더 비활성화 시스템이 적어도 하나의 흡기 밸브의 주요 이벤트 동작을 비활성화하는 것을 선택적으로 방지한다. 따라서, 주요 이벤트 흡기 밸브 동작은, 주요 이벤트 흡기 밸브 동작이 CR 제동을 향상시키기 위해 사용될 수 있는 HPD 제동과 같은 제동 작동에 이용 가능할 수 있다. 하나의 액추에이터는 쌍을 이룬 흡기 및 배기 주요 이벤트 동작의 비활성화를 제어할 수 있다.
Description
우선권 및 관련 출원
본 출원은 2020년 4월 2일에 출원된 미국 가출원 제63/004,232호의 우선권을 주장하며, 그 명칭은 "CONTROLLING THE SEQUENCING OF INTAKE AND EXHAUST VALVES WITH LESS ACTUATORS"이며, 그 주제는 전체가 참조로 본원에 통합된다.
기술분야
본 개시는 일반적으로 내연 기관에서 밸브 작동 시스템에 관한 것으로, 특히 액추에이터를 갖는 흡기 및 배기 밸브의 시퀀싱(sequencing)을 제어하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 개시된 시스템 및 방법은 실린더 비활성화 및 고출력 밀도(HPD) 엔진 제동을 조합하는 엔진 환경에서 밸브 동작을 시퀀싱하는데 특히 적합할 수 있다.
공지된 밸브 작동 시스템은 주요 이벤트 밸브 동작에 추가되는 동작인 보조 밸브 동작을 제공하기 위해 보조 로커 암 및 보조 작동 동작 공급원(예: 전용 보조 캠)를 이용할 수 있는 보조 밸브 작동 시스템을 포함한다. 주요 이벤트 밸브 동작은, 관련 실린더에서 통상적인 4-행정(stroke) 엔진 사이클에서 양의 출력 생산(즉, 제어된 흡기, 압축, 연소 및 배기 행정)을 용이하게 하는 통상적인 흡기 및 배기 밸브 동작을 지칭한다. 예를 들어, 이러한 보조 밸브 작동 시스템 및 관련 밸브 동작은 압축-방출(CR) 엔진 제동 또는 임의의 다수의 보조 밸브 이벤트 또는 가변 주요 이벤트 타이밍 또는 가변 밸브 타이밍 이벤트(종종 가변 밸브 작동 또는 VVA로 지칭됨), 예를 들면 후기 흡기 밸브 폐쇄(LIVC), 초기 배기 밸브 개방(EEVO), 초기 흡기 밸브 폐쇄(EIVC) 및/또는 후기 흡기 밸브 개구(LIVO)를 제공할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
다양한 유형의 CR 엔진 제동이 당업계에 공지되어 있다. 일반적으로, CR 엔진 제동은, 엔진 실린더가 연료가 없는 상태에서 작동되어 본질적으로 공기 압축기로서 작용하여 차량의 구동 트레인을 통해 차량 제동 동력을 제공할 때 발생한다. 소위 2-행정 또는 고출력 밀도(HPD) 압축-방출 엔진 제동은 엔진의 각각의 사이클에 대해 2개의 CR 이벤트를 제공하며, 이는 엔진의 각각의 사이클에 대해 단일 CR 이벤트만 제공되는 기존 CR 시스템에 비해 증가된 제동 동력을 제공한다. 일부 버전의 HPD 제동 시스템에서, HPD 엔진 제동을 구현하는 보조 밸브 작동 동작을 위해 주요 흡기 및 배기 밸브 작동 동작이 "손실"(엔진 밸브에 전달되지 않음)되도록 허용하는 것이 필요하다.
당업계에 추가로 알려진 바와 같이, 밸브 작동 시스템은 내연 기관에서 실린더를 비활성화하도록 구성될 수 있다. 통상적으로, 실린더 비활성화(CDA)를 구현하는 시스템은, 흡기 및 배기 밸브가 임의의 밸브 작동 동작 공급원으로부터 분리되게 하여, 흡기 및 배기 밸브의 밸브 동작을 방지하는 메커니즘을 포함한다. 종종, 이러한 CDA 시스템이 유압으로 작동되는 정도까지, 하나 이상의 액추에이터(예: 고속 솔레노이드)가 CDA 메커니즘에 대한 유압 유체의 인가를 제어하기 위해 사용될 수 있다. 주요 흡기 및 배기 밸브 이벤트를 분리해야 하는 공통의 특징을 고려하면, 2-행정 HPD CR 엔진 제동 및 CDA 둘 모두를 제공하는 시스템이 쉽게 구상될 수 있다.
그러나, 다른 유형의 CR 엔진 제동과 CDA의 호환성은 쉽게 달성되지 않는다. 2-행정 HPD를 사용하면, 실린더 비활성화 메커니즘은 주요 흡기 및 배기 밸브 이벤트를 제거하여, 흡기 및 배기 제동 로커 암이 캠 회전(엔진 사이클) 당 2개의 흡기 이벤트, 2개의 CR 이벤트 및 2개의 브레이크 가스 재순환(BGR) 이벤트를 제공할 수 있게 한다. 소위 1.5-행정 HPD에서, 주요 배기 이벤트는 비활성화되지만, 주요 흡기 밸브 이벤트는 비활성화되지 않으며, 제2 CR 이벤트를 지원하기 위해 추가 흡기 리프트 이벤트가 제공되지 않는다. 정상 흡기가 제1 CR에 대해 제공되고, 제2 압축-방출 이벤트에 사용되는 가스는 흡기 매니폴드로부터 공기를 끌어들이지 않고 배기 매니폴드 가스의 재순환에 의해서만 생성된다. 이러한 1.5-행정 HPD 밸브 작동 동작의 예가 도 1에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 일반적인 주요 배기 밸브 작동 밸브 동작은 상실되고(그렇지 않으면 통상적으로 예시된 예에서 대략 180 내지 300도의 크랭크 각도에서 발생함), 2개의 CR 이벤트(120) 및 2개의 BGR 이벤트(122, 124)를 포함하는 보조 밸브 작동 동작으로 대체된다. 추가로 도시된 바와 같이, 주요 배기 이벤트와 달리, 주요 흡기 밸브 이벤트(134)는 손실되지 않지만 대신에 제1 CR 이벤트(120)에 대한 가스를 제공하도록 작동한다(예시된 예에서 0도 크랭크 각도로 중심을 둔다).
1.5 행정 HPD 엔진 제동 동안 주요 흡기 이벤트를 계속해야 하는 요건을 고려하면, 배기 및 흡기 주요 이벤트를 모두 비활성화하는 CDA 메커니즘에 의존하는 것은 실현 가능하지 않다. 이러한 제한을 극복하기 위해, 각 세트에 대한 별도의 액추에이터를 제공하여 흡기 및 배기 밸브의 각 세트에 대한 독립적인 제어를 제공할 수 있다. 예를 들어, 6-실린더 엔진에서, 이는 12개의 별개의 액추에이터(흡기 밸브용 6개의 액추에이터 및 배기 밸브용 6개의 액추에이터)가 필요할 것이다. 따라서, CDA 작동 동안, 모든 12개의 액추에이터가 작동되어 모든 흡기 및 배기 밸브 세트의 비활성화를 야기할 것이다. 또한, 1.5-행정 HPD 동안, 배기 밸브용 6개의 액추에이터는 배기 밸브를 비활성화하도록 작동되지만, 흡기 밸브용 6개의 액추에이터는 주요 밸브 이벤트에 따라 흡기 밸브의 작동을 여전히 허용하도록 작동된다. 이러한 구성이 가능하지만, 예를 들어, 각각의 비활성화 메커니즘에 대해 필요한 추가의, 별개의 유압 통로를 추가하는 것을 포함하여, 별개의 액추에이터를 제공하는 것에 의해 발생하는 비용 및 공간 요건은 물론 시스템의 복잡성 증가는 무엇보다도 엄청날 것이다.
따라서, 전술한 결점이 없는 협력적 밸브 작동 동작 공급원을 구현하는 시스템 및 관련 방법은 기술의 진보를 나타낼 것이다.
본 개시의 양태는 실린더 비활성화 뿐만 아니라 고출력 밀도(HPD) 엔진 제동을 이용하는 엔진 환경에 특히 적합한 밸브 동작을 제어하기 위한 시스템을 제공한다. 엔진 제동이 실린더 비활성화와 조합하여 수행될 때, 하나 이상의 실린더의 흡기 밸브에서 주요 이벤트 동작의 비활성화를 방지하기 위한 차단 시스템이 제공될 수 있다. 상기 시스템은 엔진 실린더와 각각 연관된 로커 암과 같은 밸브트레인 구성요소 내에 위치한 스풀 밸브와 같은 하나 이상의 차단 요소를 제어하도록 배열되고 조정되는 차단 솔레노이드 밸브로 구현될 수 있다. 제어는 밸브트레인 구성요소 내의 유압 링크 또는 통로의 유압 네트워크에 의해 용이하게 될 수 있다.
본 개시의 일 양태에 따르면, 적어도 하나의 실린더를 갖는 내연 기관에서 실린더 비활성화 및 고출력 밀도(HPD) 엔진 제동을 용이하게 하기 위해 밸브 동작을 제어하기 위한 시스템은: 적어도 하나의 실린더 각각과 연관되고, 각각은 적어도 하나의 흡기 밸브 및 적어도 하나의 배기 밸브를 포함하는 밸브 세트; 각각의 밸브 세트에서 주요 이벤트 동작을 생성하도록 구성된 주요 이벤트 동작 시스템; 적어도 하나의 배기 밸브에 동작을 추가함으로써 엔진 제동 동작 동안 엔진 제동 동작을 생성하도록 구성된 엔진 제동 시스템; 적어도 하나의 밸브 세트에서 흡기 및 배기 밸브의 주요 이벤트 동작을 선택적으로 비활성화하도록 구성된 실린더 비활성화 시스템; 및 실린더 비활성화 시스템이 엔진 제동 작동 동안 적어도 하나의 흡기 밸브의 주요 이벤트 동작을 비활성화하는 것을 선택적으로 방지하도록 구성된 차단 시스템을 포함할 수 있다.
추가 양태에 따르면, 밸브 동작을 제어하기 위한 시스템은, 내연 기관의 각 사이클에 대해 적어도 2개의 압축 방출 이벤트를 생성하도록 구성된 엔진 제동 시스템을 포함할 수 있다. 추가 양태에 따르면, 밸브 동작을 제어하기 위한 시스템은, 적어도 하나의 밸브 브리지를 포함할 수 있고, 실린더 비활성화 시스템은 적어도 하나의 밸브 브리지 상에 붕괴 특징부를 포함할 수 있다. 추가 양태에 따르면, 밸브 동작을 제어하기 위한 시스템은, 유압에 응답하여 주요 이벤트 동작을 비활성화하도록 구성된 비활성화 시스템, 및 실린더 비활성화 시스템의 흡기 부분의 유압을 방지하도록 구성된 차단 시스템을 포함할 수 있다. 추가 양태에 따르면, 밸브 동작을 제어하기 위한 시스템은, 유압에 응답하여 주요 이벤트 동작을 비활성화하도록 구성된 비활성화 시스템을 포함할 수 있고, 차단 시스템은 실린더 비활성화 시스템에서 유압을 허용하도록 구성될 수 있다.
추가 양태에 따르면, 밸브 동작을 제어하기 위한 시스템은, 적어도 하나의 배기 밸브와 연관된 전용 브레이크 로커를 갖는 엔진 제동 시스템을 포함할 수 있다. 추가 양태에 따르면, 밸브 동작을 제어하기 위한 시스템은, 실린더 비활성화 시스템이 하나의 밸브 세트에서 흡기 밸브의 주요 이벤트 동작을 비활성화하는 것을 선택적으로 방지하기 위해 유압 유체의 흐름을 제어하도록 배열된 차단 솔레노이드 밸브를 포함하는 차단 시스템을 포함할 수 있다. 추가 양태에 따르면, 밸브 동작을 제어하기 위한 시스템은, 적어도 하나의 밸브 세트에서 제동 동작을 생성하기 위해 유압 유체의 흐름을 제어하도록 배열된 제동 솔레노이드 밸브를 갖는 엔진 제동 시스템을 포함할 수 있으며, 여기서 제동 동작은 적어도 하나의 실린더와 연관된 적어도 하나의 밸브 상에 적용될 수 있다. 추가 양태에 따르면, 밸브 동작을 제어하기 위한 시스템은, 적어도 하나의 밸브 세트에서 흡기 및 배기 밸브의 주요 이벤트 동작을 비활성화하기 위해 유압 유체의 흐름을 제어하도록 배열된 실린더 비활성화 솔레노이드 밸브를 갖는 실린더 비활성화 시스템을 포함할 수 있다. 추가 양태에 따르면, 밸브 동작을 제어하기 위한 시스템은, 로커 암 내에, 또는 로커 샤프트 또는 솔레노이드 매니폴드와 같은 밸브트레인의 다른 구성요소 내에(또는 위에) 배치되고, 밸브트레인 구성요소의 유압 통로에서 흐름을 방지하도록 배열된 밸브를 갖는 차단 시스템을 포함할 수 있다. 추가 양태에 따르면, 밸브 동작을 제어하기 위한 시스템은, 적어도 하나의 흡기 밸브의 주요 이벤트 동작을 비활성화하는 데 달리 사용될 실린더 비활성화 시스템의 일부에 의해 제공되는 유압 유체의 흐름을 차단하도록 배열된 밸브를 갖는 차단 시스템을 포함할 수 있다.
본 개시의 추가 양태에 따르면, 적어도 하나의 실린더를 갖는 내연 기관에서 실린더 비활성화 및 고출력 밀도(HPD) 엔진 제동을 용이하게 하기 위해 밸브 동작을 제어하는 방법으로서, 상기 시스템은 적어도 하나의 실린더 각각과 연관되고, 각각은 적어도 하나의 흡기 밸브 및 적어도 하나의 배기 밸브를 포함하는 밸브 세트; 밸브 세트 각각에서 주요 이벤트 동작을 생성하기 위한 주요 이벤트 동작 시스템; 적어도 하나의 배기 밸브에 동작을 추가함으로써 엔진 제동 작동 동안 엔진 제동 밸브 동작을 생성하기 위한 엔진 제동 시스템; 적어도 하나의 밸브 세트에서 흡기 및 배기 밸브의 주요 이벤트 동작을 선택적으로 비활성화하기 위한 실린더 비활성화 시스템; 및 실린더 비활성화 시스템이 엔진 제동 작동과 조합하여 적어도 하나의 흡기 밸브의 주요 이벤트 동작을 비활성화하는 것을 선택적으로 방지하기 위한 차단 시스템을 포함하고, 상기 방법은 적어도 하나의 밸브 세트를 위한 제동 시스템에서의 제동 작동을 개시하는 단계; 실린더 비활성화 시스템에서 실린더 비활성화 작동을 개시하되, 실린더 비활성화 작동은 적어도 하나의 밸브 세트에서 적어도 하나의 흡기 밸브의 주요 이벤트 동작을 비활성화하는 경향이 있는 단계; 및 적어도 하나의 흡기 밸브의 주요 이벤트 동작의 비활성화를 방지하기 위해 차단 시스템에서의 차단 작동을 개시하는 단계를 포함한다.
추가 양태에 따르면, 밸브 동작을 제어하는 방법은 내연 기관의 각 사이클에 대해 적어도 2개의 압축 방출 이벤트를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 추가 양태에 따르면, 밸브 동작을 제어하는 방법은 적어도 하나의 흡기 밸브의 주요 이벤트 동작을 포함할 수 있으며, 이러한 주요 흡기 이벤트 동작은 흡기 밸브가 실린더 압력에 대항하여 개방되도록 하고 제동 작동에서 수행되는 압축 방출 제동 이벤트를 향상시키는 기능을 할 수 있다.
본 개시에 기재된 특징은 첨부된 청구범위에 구체적으로 기재된다. 이들 특징과 이에 수반되는 이점은 첨부된 도면과 함께 취해지는 이하의 상세한 설명을 고려함으로써 명백해질 것이다. 이제는, 유사한 도면 부호가 유사한 요소를 나타내는 다음과 같은 첨부 도면을 참조하여, 하나 이상의 실시예를 단지 예로서 설명한다.
도 1은 1.5-행정 HPD 엔진 제동을 제공하기 위한 종래 기술의 밸브 작동 시퀀스에서 크랭크샤프트 각도의 함수로서 밸브 리프트를 예시하는 그래프이다.
도 2 내지 도 5는 본 개시에 따른 제1 실시예에 따른 예시적인 시스템 및 액추에이터 시퀀싱 방법 및 기술의 개략도이다.
도 6 내지 도 8은 본 개시에 따른 제2 실시예에 따른 시스템 및 액추에이터 시퀀싱 기술 및 방법을 도시한다.
도 9 내지 도 12는 본 개시에 따른 제3 실시예에 따른 시스템 및 액추에이터 시퀀싱 기술 및 방법을 도시한다.
도 13 내지 도 15는 본 개시에 따른 제4 실시예에 따른 시스템 및 액추에이터 시퀀싱 기술 및 방법을 도시한다.
도 16 내지 도 19는 본 개시에 따른 제5 실시예에 따른 시스템 및 액추에이터 시퀀싱 기술 및 방법을 도시한다.
도 20 내지 도 22는 본 개시에 따른 제6 실시예에 따른 시스템 및 액추에이터 시퀀싱 기술 및 방법을 도시한다.
도 23 및 도 24는 제1 내지 제6 실시예를 구현하는 데 사용될 수 있는 로커 암에서 스풀 실린더 구현의 일례의 작동을 도시한다.
도 25는 본 개시의 양태를 구현하기에 적합한 예시적인 비활성화 메커니즘 또는 비활성화기를 도시한다.
도 1은 1.5-행정 HPD 엔진 제동을 제공하기 위한 종래 기술의 밸브 작동 시퀀스에서 크랭크샤프트 각도의 함수로서 밸브 리프트를 예시하는 그래프이다.
도 2 내지 도 5는 본 개시에 따른 제1 실시예에 따른 예시적인 시스템 및 액추에이터 시퀀싱 방법 및 기술의 개략도이다.
도 6 내지 도 8은 본 개시에 따른 제2 실시예에 따른 시스템 및 액추에이터 시퀀싱 기술 및 방법을 도시한다.
도 9 내지 도 12는 본 개시에 따른 제3 실시예에 따른 시스템 및 액추에이터 시퀀싱 기술 및 방법을 도시한다.
도 13 내지 도 15는 본 개시에 따른 제4 실시예에 따른 시스템 및 액추에이터 시퀀싱 기술 및 방법을 도시한다.
도 16 내지 도 19는 본 개시에 따른 제5 실시예에 따른 시스템 및 액추에이터 시퀀싱 기술 및 방법을 도시한다.
도 20 내지 도 22는 본 개시에 따른 제6 실시예에 따른 시스템 및 액추에이터 시퀀싱 기술 및 방법을 도시한다.
도 23 및 도 24는 제1 내지 제6 실시예를 구현하는 데 사용될 수 있는 로커 암에서 스풀 실린더 구현의 일례의 작동을 도시한다.
도 25는 본 개시의 양태를 구현하기에 적합한 예시적인 비활성화 메커니즘 또는 비활성화기를 도시한다.
일반적으로, 본 개시는 상기 언급된 결점을 다룬다. 특히, 본 개시에 따른 내연 기관은 2-행정 HPD 엔진 제동을 구현하는 밸브 작동 동작을 제공할 수 있는 압축 방출 제동 시스템 뿐만 아니라 흡기 및 배기 밸브 작동을 비활성화할 수 있는 실린더 비활성화 시스템을 포함한다. CR 제동 시스템 및 CDA 시스템을 작동시킬 경우, 본 개시는, 예를 들어, 1.5-행정 HPD 엔진 제동을 제공하는 것이 바람직할 때, (CDA 시스템의 작동에도 불구하고) 흡기 밸브 작동의 비활성화를 방지하는 것을 추가로 제공한다. 이를 위해, 이러한 액추에이터의 작동을 동기화하기 위한 상이한 수의 액추에이터 및 지지 방법을 포함하는 다양한 시스템 구성이 본원에 설명된다.
보다 구체적으로, 본원에 설명된 다양한 실시예는 하나의 액추에이터가 쌍을 이룬 흡기 및 배기 주요 이벤트 동작의 활성화/비활성화를 제어할 수 있도록 액추에이터의 수를 줄이는 방법을 다루지만, 여기서 하나의 경로는 흡기 또는 배기 밸브만이 개별적으로 제어되도록 선택적으로 차단될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 흡기 및 배기 밸브 모두의 제어는 CDA에 필요한 빠른 반응 시간을 위해 구성된다. 그런 다음, 1.5-행정 HPD 엔진 제동이 요청될 때, 차단 스풀은, 제동 시스템의 나머지 부분이 활성화될 때, 흡기 밸브의 비활성화를 방지하도록 먼저 작동된다. 차단 스풀은, 제동이 활성이 아닐 때, 흡기 및 배기의 비활성화가 허용되고, 제동이 활성일 때, 흡기 비활성화가 허용되지 않도록 구성될 수 있다. 따라서, 주요 이벤트 흡기 밸브 동작은, 주요 이벤트 흡기 밸브 동작이 CR 제동을 향상시키기 위해 사용될 수 있는 HPD 제동과 같은 제동 작동에 이용 가능할 수 있다. 통상적으로, 차단 스풀은 CDA 오일 공급 유로를 개방하여 CDA 오일 흡기를 공급할 수 있다. 그러나, 다른 구성이 본 개시에 의해 고려된다.
본 개시에 따른 제1 실시예는 도 2 내지 도 5를 참조하여 예시된다. 또한, 도 25는 미국 특허 제9,790,824호에 기술된 것과 같은 밸브 작동 시스템 구성요소의 예시적인 주요 특징의 관련 세부사항을 도시하며, 이는 도 2 내지 도 22에 개략적으로 도시된 시스템을 추가로 이해하는데 유용할 것이며, 여기서 일부 구성요소는 명확성을 위해 축약되거나 생략되었다.
도 2 및 도 25를 참조하면, 구체적으로, 주요 이벤트 로커(218)는 피벗팅 또는 로킹 운동을 위해 로커 샤프트(290)에 장착될 수 있고, 캠(330)과 같은 주요 이벤트 동작 공급원으로부터의 주요 이벤트 동작을 한 쌍의 흡기 밸브(210, 212)를 작동시키는 밸브 브리지(216)로 전달할 수 있다. 또한 로커 샤프트에 장착될 수 있는 보조 로커 암(220)은 보조 운동 소스(340)로부터 밸브 브리지(216)의 브리지 핀(222) 및 하나의 흡기 밸브(212)로 보조 운동을 전달할 수 있다. 밸브 브리지(216)는, 한 쌍의 웨지 요소(312)의 후퇴시켜 브리지(216) 내의 외부 플런저(314)의 하향 이동을 허용하도록 유압 하에서 하향으로 변위될 수 있는 내부 플런저(310)를 포함할 수 있는 비활성화 메커니즘(204)(또한 도 25에서 일반적으로 217로 참조됨)이 장착될 수 있다.
밸브 세트는 각각의 실린더와 연관될 수 있고 한 쌍의 흡기 밸브(210, 212) 및 한 쌍의 배기 밸브(250, 252)를 포함할 수 있다. 흡기 밸브는 캠(330)(도 25)과 같은 운동 소스로부터의 운동을 수용하는 주요 흡기 로커(218)에 의해 구동되는 흡기 밸브 브리지(216)를 포함할 수 있는 흡기 밸브 작동 시스템(214)(도 3)에 의해 작동된다. 흡기 밸브 브리지(216)는, 흡기 밸브 브리지(216)를 비활성화하기 위해, 내부에 통합된 붕괴 또는 비활성화 메커니즘(204)을 포함할 수 있다. 캠(340)(도 25)에 의해 구동될 수 있는 보조 흡기 로커(220)는, 흡기 밸브 브리지(216)와 독립적으로 이동할 수 있는 흡기 밸브 브리지 핀(222)을 통해 하나의 흡기 밸브(212)에 보조 동작을 제공할 수 있다. 본 개시로부터 당업자에 의해 인식되는 바와 같이, 예를 들어, 흡기 로커(218)와 같은 밸브트레인 구성요소 및 배기 밸브용 후술되는 다른 밸브트레인 구성요소는 도 2의 가장 왼쪽 밸브 세트에만 도시되어 있고, 다른 예시된 (즉, 브리지(216.1 및 256.1) 및 브리지(216.2 및 256.2)와 연관된) 밸브 세트에는 중복되지 않는다 . 이들 특징은 도 2에 단지 하나의 밸브 세트로 예시되었으며, 도면에서 전반적인 명확성을 위해 다른 곳에서 도시되지 않았다.
배기 밸브는, (도 25의 캠(330)과 유사한) 운동 소스로부터 운동을 수신하는 주요 배기 로커(258)에 의해 구동되는 배기 밸브 브리지(256)를 포함할 수 있는 배기 밸브 작동 시스템(254)에 의해 작동될 수 있다. 배기 밸브 브리지(256)는, 배기 밸브 브리지(256)를 비활성화하기 위해, 내부에 통합된 붕괴 또는 비활성화 메커니즘(202)을 포함할 수 있다. (도 25의 캠(340)과 유사한) 캠에 의해 구동될 수 있는 보조 배기 로커(206)는, 흡기 밸브 브리지(256)와 독립적으로 이동할 수 있는 배기 밸브 브리지 핀(262)을 통해 하나의 배기 밸브(252)에 보조 (제동) 운동을 제공할 수 있다. 엔진 제동 로커 암(206)은, 제동 로커 암(206)이 (도시된 예에서 브리지 핀(262)을 통해) 배기 밸브에 압축 방출 밸브 작동 동작을 제공할 수 있도록 배기 밸브(252)와 함께 각각의 실린더에 대해 제공된 전용 로커 암일 수 있다. 본 개시 전반에 걸쳐, 각각의 제동 로커 암(206)은 2-행정 HPD 엔진 제동 밸브 작동 동작, 즉 2개의 CR 이벤트 및 하나 이상의 추가적인 공기 공급 이벤트를 제공할 수 있는 (도 2에 도시되지 않았지만 도 25에 도시된) 보조 작동 동작 공급원과 연관될 수 있다는 것이 가정된다.
인식되는 바와 같이, 흡기 밸브 브리지(216) 및 배기 밸브 브리지(256)가 비활성화되지 않을 때(즉, 유압 유체가 비활성화 메커니즘(204 및 202)에 각각 제공되지 않을 때), 흡기 밸브 작동 시스템(214) 및 배기 밸브 작동 시스템(254)은, 적어도 부분적으로는, 연관된 엔진 실린더의 주요 이벤트 작동(즉, 양의 출력 모드)을 용이하게 하기 위해 흡기 밸브(210, 212) 및 배기 밸브(250, 252)에 주요 이벤트 동작을 제공하는 주요 이벤트 동작 시스템으로 기능할 수 있다.
본 개시로부터 쉽게 인식되는 바와 같이, 흡기 밸브 작동 시스템(214) 및 배기 밸브 작동 시스템(254)의 작동의 제어는 하나 이상의 고속 제어 솔레노이드 밸브 및 다양한 밸브트레인 구성요소 내의 유압 링크 또는 통로의 네트워크를 통해 구현되어, 제어 밸브가 흡기 및 배기 밸브 작동 시스템(214, 254)을 제어할 수 있는 유압 네트워크 또는 회로를 제공할 수 있다.
엔진 제동 시스템은, 밸브트레인 구성요소, 통상적으로 로커 샤프트(도 2에서 점선 박스(290)로 표시됨)로 제공될 수 있는 유압 공급 통로(292)로부터 유압 유체를 수용하도록 배열 및 조정될 수 있는 엔진 제동 솔레노이드 밸브(270)를 포함할 수 있다. 로커 샤프트(290)는, 설명되는 바와 같이, 밸브 작동 시스템의 다양한 구성요소를 작동시키기 위한 유압 링크 또는 회로를 제공하기 위해 다수의 유압 통로를 수용할 수 있다. 제동 솔레노이드 밸브(270)는 고속 솔레노이드 밸브일 수 있으며, 제동 솔레노이드 밸브 매니폴드(271), 제동 로커 암(206, 206.1 및 206.2)과 같은 밸브트레인 구성요소와 통신하는 제동 유압 링크 또는 통로(294)에서 유압 유체의 흐름, 및 그 위의 선택적으로 작동 가능한 유압 구성요소를 통해 (즉, 엔진 제어 유닛으로부터의 전자 신호에 기초하여) 제어하여, 예를 들어, 제동 배기 밸브(252)에 브리지 핀(262)를 통해 제동 동작을 제공할 수 있다. 제동 동작을 용이하게 하는 유압 통로 및 제어 구성요소의 세부 사항은 미국 특허 제9,790,824호에 기술된 것과 유사할 수 있다. 본 개시로부터 인식되는 바와 같이, 엔진 제동 시스템은 제동 로커(206, 206.1 및 206.2)와 같은 각각의 제동 밸브트레인 구성요소를 각각 갖는, 다수의 실린더에서 엔진 제동의 제어를 포함할 수 있으며, 이들 각각은 로커 샤프트(290)에서 제동 유압 통로(294)와 통신하고, 각각은 제동 유압 통로(294)에서 제동 솔레노이드 밸브(270)에 의해 제어될 수 있는 유압 흐름 및/또는 압력의 형태로 제동 제어 신호를 수신한다.
하나 이상의 실린더의 실린더 비활성화는 로커 샤프트(290)에서 유압 공급 통로(292)로부터 유압 유체를 수용하도록 배열되고 조정된 CDA 솔레노이드 밸브(280)를 포함할 수 있는 실린더 비활성화 시스템으로 제어될 수 있다. CDA 솔레노이드 밸브(280)는 고속 솔레노이드 밸브일 수 있고, CDA 솔레노이드 밸브 매니폴드(281), 흡기 밸브 브리지(216) 및 배기 밸브 브리지(256)와 같은 밸브트레인 구성요소와 통신하는 CDA 유압 링크 또는 통로(296)에서 유압 유체의 흐름을 통해, 그리고 각각의 붕괴 또는 비활성화 메커니즘(204 및 202)으로 (즉, 엔진 제어 유닛으로부터의 전자 신호에 기초하여) 제어될 수 있다. 따라서, CDA 솔레노이드 밸브(280)는 비활성화 메커니즘(204 및 202)의 활성화 및 비활성화를 제어할 수 있다. 유사하게, 흡기 밸브 브리지(216.1 및 216.2), 및 배기 밸브 브리지(256.1 및 256.2), 및 그 위의 각각의 붕괴 또는 비활성화 메커니즘(204.1, 204.2 및 202.1 및 202.2(도 3))은 유사하게 제어될 수 있다.
본 개시의 양태에 따르면, 실린더 비활성화 시스템은 차단 시스템으로 선택적으로 제어될 수 있다. 예시적인 차단 시스템은 유압 공급 통로(292)로부터 유압 유체를 수용하도록 배열되고 조정될 수 있는 차단 솔레노이드 밸브(240)를 포함할 수 있다. 차단 솔레노이드 밸브(240)는 고속 솔레노이드 밸브일 수 있고, 흡기 밸브 브리지(216, 216.1 및 216.2)로 이어지는 유압 통로에서 유압 흐름을 차단하도록 선택적으로 작동될 수 있는 스풀 밸브(208, 208.1 및 208.2)와 같은 다른 밸브 구성요소와 통신하는 차단 시스템 유압 링크 또는 통로(298)에서 유압 유체의 흐름을 제어할 수 있다. 본 개시의 일 양태에 따르면, 스풀 또는 차단 밸브(208)는 주요 이벤트 흡기 로커(218)로 통합되고, 그렇지 않으면 밸브 브리지(216)의 주요 이벤트 동작을 비활성화하는 흡기 로커(218) 내의 유압 유체의 흐름을 선택적으로 폐색하도록 조정되고 배열될 수 있다. 본 개시로부터 인식되는 바와 같이, 차단 밸브(208)는 로커 샤프트(290) 상에서 또는 그 내부와 같은 다른 밸브트레인 구성요소에서 구현되거나 솔레노이드 밸브 또는 매니폴드와 같은 다른 구성요소와 연관될 수 있다. 차단 시스템의 목적을 달성하기 위해 사용하기에 적합한 통합된 밸브를 갖는 예시적인 로커 암 구성은 도 23 및 도 24를 참조하여 아래에서 설명된다. 차단 밸브(208)의 선택적 작동을 통해, 흡기 밸브와 연관된 비활성화 메커니즘(204, 204.1 및 204.2)의 작동에 대한 2차 수준의 제어가 제공된다. 즉, 차단 밸브(208)는 비활성화 메커니즘(204)을 제어하는 유압 통로를 통한 유압 유체의 흐름을 허용하도록 차단 솔레노이드 밸브(240)에 의해 제어될 때, 비활성화 메커니즘(204)의 제어는 CDA 솔레노이드 밸브(280) 의해 전적으로 지시된다. 한편, 차단 밸브(208)는 차단 솔레노이드 밸브(240) 의해 제어되어 비활성화 메커니즘(204)을 제어하는 유압 통로를 통한 유압 유체의 흐름을 방지하는 경우, 비활성화 메커니즘(204)의 제어는 CDA 솔레노이드 밸브(280)에 의해 영향을 받지 않는다. 인식되는 바와 같이, 차단 시스템은 흡기 브리지(216, 216.1 및 216.2)의 비활성화를 각각 제어하는 스풀 밸브(208, 208.1 및 208.2)를 갖는 단일 차단 솔레노이드 밸브(206)를 사용하여 다수의 실린더에서의 차단을 제어할 수 있다. 이러한 방식으로, 실린더 비활성화 및 제동 동작이 시스템에서 구현될 때 고출력 밀도 제동을 달성하기 위해 흡기 밸브의 주요 이벤트 흡기 운동이 보존될 수 있다.
당업자는 흡기 및/또는 배기 밸브 작동 동작을 비활성화할 수 있는 다른 메커니즘이 당업계에 공지되어 있고, 본 개시는 이와 관련하여 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 본 개시에 설명된 예의 맥락에서, 비활성화 메커니즘(202, 204)은 밸브 작동 동작이 비활성화 메커니즘을 통해 대응하는 엔진 밸브로 전달되도록 유압 유체가 그에 공급되지 않을 때 "잠금" 상태를 갖도록 구성될 수 있다. 한편, 비활성화 메커니즘(202, 204)은, 밸브 작동 동작이 비활성화 메커니즘을 통해 대응하는 엔진 밸브로 전달되지 않도록 유압 유체가 그에 제공될 때, 즉, 작동 동작이 손실되고 대응하는 엔진 밸브 및 연관된 운동이 비활성화될 때 "잠금 해제된" 구성을 가질 수 있다. 그러나, 당업자는 비활성화 메커니즘(202, 204)의 잠금 및 잠금 해제 상태의 제어가 반전될 수 있도록 예시적인 구성이 수정될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이러한 후자의 경우, 비활성화 메커니즘(202, 204)에 유압 유체(또는 유압/ 유압 흐름)를 제공하는 것은 비활성화 메커니즘(202, 204)이 잠긴 상태를 가정하게 할 수 있고 그 반대도 마찬가지이다.
예시의 편의를 위해, 도 2 내지 도 5의 각각은 단지 3개의 실린더에 관련된 구성요소를 예시하는 것에 유의한다. 그러나, 실제로, 예시된 구성요소는 더 많거나 더 적은 수의 실린더에 적용될 수 있거나, 또는 본원에 설명된 구성요소가 도면에 도시되지 않은 더 많은 실린더를 제어하기 위해 중복될 수 있는 것으로 이해된다. 따라서, 예를 들어, 3개의 실린더가 도 2 내지 도 5에 도시되어 있으며, 소위 인라인 6-기통 엔진과 함께 사용하기 위한 시스템은 3개의 실린더의 제2 세트에 대해 예시된 시스템을 단순히 중복함으로써 달성될 수 있다.
본 개시의 도면 전체에 걸쳐, 유압 구성요소 사이의 두꺼운 실선으로 도시된 유압 통로는, 이러한 선으로 도시된 유압 통로가 유압 유체의 압력 및/또는 흐름으로 충전되는 상태를 나타낼 수 있지만(즉, 그 선은, 유압 통로 또는 링크를 통해 "온" 신호 통신으로 간주될 수 있는 활성 유압 링크를 나타냄), 유압 구성요소 사이의 윤곽선 형태(즉, 평행한 가는 선)로 도시된 유압 통로는 이러한 선으로 도시된 유압 통로가 유압 유체의 압력 및/또는 흐름으로 충전되지 않은 상태를 나타낼 수 있는(즉, 그 선은 유압 통로 또는 링크를 통해 "오프" 신호 통신으로 간주될 수 있는 비활성 유압 링크를 나타냄) 관례가 채택되었다.
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, CDA 솔레노이드(280)가 에너지를 공급받고 HPD 브레이크 솔레노이드(270) 및 차단 솔레노이드(240)가 에너지를 공급받지 않는 CDA 작동이 도시되어 있다. 이 상태에서, 제동 로커 암(206)은 이에 적용되는 임의의 제동 작동 동작을 상실하도록 제어되고(즉, 압축 방출 엔진 제동 없음), 각각의 차단 밸브(208)는 각각의 대응하는 유압 통로가 유압 흐름을 허용하도록 유지되는 디폴트 위치(예: 스프링 바이어스 하에서)를 취하도록 제어된다. 결과적으로, 에너지를 공급받은 CDA 솔레노이드 밸브(280)는 유압 유체가 각각의 비활성화 메커니즘(202, 204)으로 흐르도록 허용하여, 흡기 및 배기 밸브의 모두가 비활성화되도록 이들을 잠금 해제한다.
그러나, CDA 작동이 활성화되지 않았고(즉, CDA 솔레노이드 밸브(280)가 에너지를 공급받지 않아, 비활성화 메커니즘(202, 204)을 그들의 잠금, 동작-전달 상태에서 유지시킴) HPD 작동(예: 1.5-행정 HPD)이 요구된다고 결정된 경우, 액추에이터는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 시퀀싱된다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 차단 솔레노이드(240)는 먼저 에너지를 공급받아, 차단 밸브(208)가 모두 차단 상태를 취하도록, 즉, 흡기 비활성화 메커니즘에 대응하는 유압 통로를 차단하도록 제어된다. 그 후, 도 4에 도시된 바와 같이, HPD 브레이크 솔레노이드(270)도 에너지를 공급받아, 제동 로커 암(206)이 그에 적용된 보조 (HPD 엔진 제동) 밸브 작동 동작을 전달하도록 활성화된다. 이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, CDA 솔레노이드(280)는 에너지를 공급받고, 이에 의해 주요 배기 밸브 작동 동작(주요 배기 밸브 작동 동작 공급원에 의해 제공됨, 미도시)을 비활성화한다. 그러나, 차단 피스톤(208)은 차단 상태로 유지되기 때문에, CDA 솔레노이드(280)의 작동은 흡기 비활성화 메커니즘(204)에 영향을 미치지 않으므로, 주요 흡기 밸브 이벤트(주요 흡기 밸브 작동 동작 공급원에 의해 제공됨, 미도시)가 1.5-행정 HPD 엔진 제동 작동에 필요한 흡기 밸브로 여전히 전달되는 것을 허용한다. 실린더에서 잠재적으로 과도하게 높은 압력에 대항하여 흡기 밸브(예를 들어 흡기 로커 암을 통해)의 작동을 피하기 위해 배기 밸브의 비활성화 전에 제동 로커 암(206)을 활성화하는 것이 바람직하다는 것에 유의한다. 도 2 내지 도 5에 도시된 시스템은 3개의 실린더에 대한 CDA 및 HPD 엔진 제동 동작을 제공하기 위해 단지 3개의 액추에이터(6개의 실린더에 대해 6개의 액추에이터)를 필요로 한다는 점에 유의한다.
본 개시에 따른 제2 실시예는 도 6 내지 도 8를 참조하여 예시된다. 도 6 내지 도 8에 도시된 시스템은 도 2 내지 도 5에 도시된 시스템과 유사하다는 것에 유의한다. 그러나, 이 실시예에서, 단일 HPD 브레이크 솔레노이드(1270)는 제동 로커 암(1206) 및 차단 밸브(1208) 모두를 제어하도록 배열되고 조정된다. 알 수 있는 바와 같이, 로커 샤프트(1290)(도 7)에는 제동 로커 암(1206) 및 차단 밸브(1208)에 공통이거나 이에 의해 공유되는 유압 통로 또는 링크(1298)(도 7)가 제공될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, CDA 솔레노이드(1280)만이 이전과 같이 활성화되면 CDA 작동이 제공된다. HPD 엔진 제동을 제공하는 것이 바람직할 경우, 먼저 HPD 제동 솔레노이드(1270)가 도 7에 도시된 바와 같이 에너지를 공급받고, 그에 의해 제동 로커 암(1206) 및 차단 밸브(1208) 모두와 연관된 유압 통로(1298)를 실질적으로 동시에 충전한다. 이러한 동시 작동은 제동 로커 암(1206)의 활성화가 상대적으로 빠른 시스템에서 허용 가능할 수 있다. 그 후, 도 8에 도시된 바와 같이, CDA 솔레노이드 밸브(1280)가 에너지를 공급받아 주요 배기 밸브 동작이 다시 비활성화되지만, 차단 밸브(1208)의 작동은 주요 흡기 밸브 이벤트의 비활성화를 방지한다. 인식되는 바와 같이, 차단 밸브 및 HPD 제동 솔레노이드(1270)의 실제 시퀀싱은 또한 제동 작용이 차단 작용 전에 또는 주어진 응용에 적절할 수 있는 다른 시퀀스로 발생하게 할 수 있다.
도 6 내지 도 8에 도시된 시스템은 3개의 실린더에 대한 CDA 및 HPD 엔진 제동 동작을 제공하기 위해 단지 2개의 액추에이터(6개의 실린더에 대해 4개의 액추에이터)를 필요로 한다는 점에 유의한다. 이러한 방식으로, 제동 활성화가 상대적으로 빠른 시스템에서, 적은 수의 액추에이터의 형태로 추가 비용 절감이 실현될 수 있다. 본 개시로부터 인식되는 바와 같이, 독립적인 CDA 제어가 요구되는 응용에 대해, CDA 양은 지정된 CDA 회로가 제어된 각각의 실린더에 대해 제공될 수 있도록 증가될 수 있다.
본 개시에 따른 제3 실시예는 도 9 내지 도 12를 참조하여 예시된다. 도 9 내지 도 12에 도시된 시스템은 도 6 내지 도 8에 도시된 시스템과 유사하다는 것에 유의한다. 그러나, 별도의 유압 공급 통로(2298 및 2294)는 차단 밸브(2208) 및 제동 로커 암(2206)에 대해 (예를 들어, 당업계에 공지된 바와 같이, 로커 샤프트(2290) 내에) 제공되며, 그 통로는, 유압 유체를 그 통로에 공급하는 HPD 브레이크 솔레노이드(2270)의 위치로부터 먼 로커 샤프트(2290)의 한 단부(도 9의 좌측 단부)에 근접한 연결 통로 또는 링크(2295)에 의해 함께 유체적으로 결합된다. 이러한 방식으로, 유압 지연 뿐만 아니라 활성화의 논리적 시퀀스는 차단 밸브(2208)용 공급 통로 및 제동 로커 암(2206)용 공급 통로의 충전 사이에서 유도되거나 용이해질 수 있다. 예를 들어, 도시된 구성에서, HPD 브레이크 솔레노이드는 차단 밸브(2208)용 공급 통로(2298)를 그의 일 단부에서 충전하도록 구성된다. 차단 밸브(2208)용 공급 통로(2298)의 다른 단부에서, 연결 또는 링크(2295)는 제동 로커 암(2206)용 공급 통로(2294)에 제공된다. 결과적으로, 제동 로커 암(2206)용 공급 통로는 제동 차단 밸브(2208)용 공급 통로가 충전된 후에만 유압 유체로 충전될 것이다.
따라서, 도 9에 도시된 바와 같이, CDA 솔레노이드(2280)만이 이전과 같이 활성화되면 CDA 작동이 제공된다. HPD 엔진 제동을 제공하는 것이 바람직할 경우, 도 10에 도시된 바와 같이 HPD 브레이크 솔레노이드(2270)만이 에너지를 공급받아, 차단 밸브(2208)와 연관된 유압 통로(2298)가 먼저 충전된다. 그 후, 도 11에 도시된 바와 같이, 유압 공급 통로 사이의 연결(2295)이 유압 통로(2298)의 추가 충전을 허용하고 제동 로커 암(2206)과 연관되어, 차단 밸브(2208)(도 10)가 활성화되는 시간과 제동 로커 암(2206)이 활성화되는 시간 사이에 지연을 구현한다. 마지막으로, 도 12에 도시된 바와 같이, CDA 솔레노이드(2280)가 에너지를 공급받아 주요 배기 밸브 동작이 다시 한번 비활성화되지만, 차단 밸브(2208)의 작동은 주요 흡기 밸브 이벤트의 비활성화를 방지한다. 본 개시로부터 인식되는 바와 같이, 도 9 내지 도 12에 도시된 시스템은 제동 로커 암(2206)의 활성화를 지연시키는 비용이 들지라도, 3개의 실린더에 대한 CDA 및 HPD 엔진 제동 작동을 제공하기 위해 단지 2개의 액추에이터(6개의 실린더에 대한 4개의 액추에이터)를 필요로 할 것이다.
본 개시에 따른 제4 실시예는 도 13 내지 도 15를 참조하여 예시된다. 이 실시예에서, 이전 실시예의 단일 CDA 솔레노이드 밸브는 2개의 액추에이터 또는 제어 밸브로 대체될 수 있으며, 각각은 배기 비활성화 메커니즘(3202) 및 흡기 비활성화 메커니즘(3204)의 별개의 제어를 위한 것이다. 보다 구체적으로, 배기 비활성화 솔레노이드(3284)는 배기 비활성화 메커니즘(3202)의 활성화/비활성화를 제어할 수 있고, 흡기 비활성화 솔레노이드(3282)는 흡기 비활성화 메커니즘(3204)의 활성화/비활성화를 제어할 수 있다. 추가로 도시된 바와 같이, 단일 HPD 브레이크 솔레노이드(3270)는 이전과 같이 제동 로커 암(3206)의 제어를 위해 제공될 수 있다. 배기 비활성화 메커니즘(3202) 및 흡기 비활성화 메커니즘(3204)의 별개의 제어를 제공함으로써, 당업계에 공지된 바와 같이, 비활성화된 실린더에 포획된 가스 또는, 반대로, 진공을 촉진하는 것이 바람직할 때 더 큰 제어를 제공할 수 있다. 또한, 흡기 및 배기 메커니즘을 위해 제공된 별도의 제어 때문에, 이 실시예에서 차단 밸브는 필요하지 않다.
따라서, 도 13에 도시된 바와 같이, 배기 비활성화 솔레노이드(3284) 및 흡기 비활성화 솔레노이드(3282) 모두가 에너지를 공급받아, 배기 및 흡기 주요 밸브 이벤트 모두를 비활성화할 때 CDA 작동이 제공된다. 언급된 바와 같이, 배기 비활성화 솔레노이드(3284) 및 흡기 비활성화 솔레노이드(3282)의 특정 시퀀싱은, 당업계에 공지된 바와 같이, 실린더에 포획된 가스 또는 진공의 존재를 촉진하기 위해 제어될 수 있다. HPD 엔진 제동을 제공하는 것이 바람직할 경우, HPD 브레이크 솔레노이드(3270)는 도 14에 도시된 바와 같이 먼저 에너지를 공급받아, 제동 로커 암(3206)과 연관된 유압 통로(3294)가 먼저 충전된다. 그 후, 도 15에 도시된 바와 같이, 배기 비활성화 솔레노이드(3284)는 또한 에너지를 공급받아, 주요 배기 밸브 동작이 다시 한번 비활성화되지만, 흡기 비활성화 솔레노이드(3282)는 에너지 미공급으로 유지하여 주요 흡기 밸브 이벤트의 비활성화를 방지한다. 본 개시로부터 인식되는 바와 같이, 도 13 내지 도 15에 도시된 시스템은 3개의 실린더에 대한 CDA 및 HPD 엔진 제동 동작을 제공하기 위해 단지 3개의 액추에이터(6개의 실린더에 대해 6개의 액추에이터)를 필요로 할 것이며, 이는 CDA 작동 동안 실린더의 가스/진공 상태를 제어하는 유연성을 제공한다.
본 개시에 따른 제5 실시예는 도 16 내지 도 19를 참조하여 예시된다. 이 실시예에서, 단일 CDA 솔레노이드 밸브는 각각의 실린더의 흡기 및 배기 밸브에 고유하게 상응하는 별도의 CDA 액추에이터로 대체될 수 있다. 따라서, 도시된 바와 같이, 제1 CDA 솔레노이드 밸브(4282)가 제1 실린더용으로 제공되고, 제2 CDA 솔레노이드 밸브(4284)가 제2 실린더용으로 제공되고, 제3 CDA 솔레노이드 밸브(4286)가 제3 실린더용으로 제공된다. 도시된 바와 같이, 이들 CDA 솔레노이드 밸브 각각은 로커 샤프트(4290)의 유압 통로와 조합하여 배열되고 조정되어, 대응하는 실린더에 대한 각각의 배기 및 흡기 비활성화 메커니즘(4202, 4204) 모두의 작동을 제어한다. 추가로 도시된 바와 같이, 단일 HPD 브레이크 솔레노이드(4240)가 제동 로커 암(206) 제어용으로 제공되고, 단일 차단 솔레노이드 밸브(4240)가 차단 밸브(4208) 제어용으로 제공된다.
따라서, 도 16에 도시된 바와 같이, CDA 솔레노이드 밸브(4282, 4284 및 4286)는 에너지를 공급받고, HPD 브레이크 솔레노이드(4270) 및 차단 솔레노이드 밸브(4240)는 에너지를 공급받지 않을 경우, CDA 작동이 제공된다. 이 상태에서, 제동 로커 암(4206)은 이에 적용되는 임의의 제동 작동 동작을 상실하도록 제어되고(즉, 압축-방출 엔진 제동 없음), 각각의 차단 밸브(4208)는 각각의 대응하는 유압 통로가 유압 흐름을 허용하도록 유지되는 디폴트 위치(예: 스프링 편향 하에서)를 취하도록 제어된다. 결과적으로, 에너지를 공급받은 CDA 솔레노이드(4282, 4284 및 4286)는 유압 유체가 비활성화 메커니즘(4202, 4204)의 각각으로 흐르게 하여, 흡기 및 배기 밸브 모두가 비활성화되도록 이들을 잠금 해제한다. 도 16은 동시에 활성화되는 3개의 도시된 CDA 솔레노이드를 모두 예시하지만, 이는 요건이 아니라는 것에 유의한다. 즉, 이들 모두보다 적은 일부 수의 CDA 솔레노이드가 더 낮은 수준의 실린더 비활성화를 제공하도록 에너지를 공급받을 수 있다. 이러한 방식으로, 실린더 비활성화의 수준은 동적으로 (즉, 전자 제어 유닛으로부터의 신호를 통해) 제어될 수 있다.
그러나, CDA 작동이 활성화되지 않았고(즉, CDA 솔레노이드가 에너지를 공급받지 않아, 비활성화 메커니즘(4202, 4204)이 잠금의, 운동-전달 상태를 유지하고) HPD 작동이 필요한 것으로 결정되는 경우, 액추에이터는 도 17 내지 도 19에 도시된 바와 같이 시퀀싱된다. 따라서, 도 17에 도시된 바와 같이, 차단 솔레노이드 밸브(4240)는 먼저 에너지를 공급받아, 차단 밸브(4208)는 모두 차단 상태를 취하도록 제어된다. 그 후, 도 18에 도시된 바와 같이, HPD 브레이크 솔레노이드도 에너지를 공급받아, 제동 로커 암(4206)은 그에 적용된 보조 (HPD 엔진 제동) 밸브 작동 동작을 전달하도록 활성화된다. 이어서, 도 19에 도시된 바와 같이, CDA 솔레노이드(4282, 4284 및 4286)가 에너지를 공급받아, 주요 배기 밸브 작동 동작을 비활성화한다. 그러나, 차단 피스톤(4208)(도 17)이 차단 상태로 유지되기 때문에, CDA 솔레노이드의 작동은 흡기 비활성화 메커니즘(4204)에 영향을 미치지 않으므로, 주요 흡기 밸브 이벤트가 1.5-행정 HPD 엔진 제동 작동에 필요한 흡기 밸브로 여전히 전달될 수 있다. 제동 및 차단 동작은, 비활성화 메커니즘을 비활성화할 기회가 있을 때 두 동작이 모두 선행하는 한, 실질적으로 동시적일 수 있다. 본 개시로부터 인식되는 바와 같이, 도 16 내지 도 19에 도시된 시스템은 3개의 실린더에 대한 CDA 및 HPD 엔진 제동 동작을 제공하기 위해 단지 5개의 액추에이터(6개의 실린더에 대해 10개의 액추에이터)를 필요로 할 것이다. 이러한 별개의 CDA 액추에이터는 다양한 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 개별 CDA 제어는 소음/진동/가혹성(NVH) 이유로 인해 유익할 수 있는 상이한 발사 패턴으로 작동할 수 있고, 또한 잠재적으로 100 또는 50% CDA 버전보다 더 높은 토크 수준으로 작동할 수 있다.
본 개시에 따른 제6 실시예는 도 20 내지 도 22를 참조하여 예시된다. 이러한 제6 실시예는 도 6 내지 도 9에 도시된 제2 실시예의 양태를 도 16 내지 도 19에 도시된 제5 실시예의 양태와 조합한다. 특히, 제2 실시예에서와 같이, 단일 HPD 브레이크 솔레노이드(5270)가 제동 로커 암(5206) 및 차단 밸브(5208) 모두를 제어하기 위해 제공되는 반면, 별개의 액추에이터, CDA 솔레노이드 밸브(5282, 5284 및 5286)는, 제5 실시예를 따라, 실린더 단위로 CDA를 제어하기 위해 제공된다.
따라서, 도 20에 도시된 바와 같이, CDA 솔레노이드(5282, 5284 및 5286)가 에너지를 공급받고, HPD 브레이크 솔레노이드(5270)가 에너지를 공급받지 않을 경우, CDA 작동이 제공된다. 이 상태에서, 다시 한번, 제동 로커 암(5206)은 이에 적용되는 임의의 제동 작동 동작을 상실하도록 제어되고, 각각의 차단 밸브(5208)는 각각의 대응하는 유압 통로가 유압 흐름을 허용하도록 유지되는 디폴트 위치를 취하도록 제어된다. 결과적으로, 에너지를 공급받은 솔레노이드(5282, 5284 및 5286)는 유압 유체가 비활성화 메커니즘(5202, 5204)의 각각으로 흐르게 하여, 흡기 및 배기 밸브 모두가 비활성화되도록 이들을 잠금 해제한다. 다시 한번, 전술한 바와 같이, CDA의 동적 수준을 제공하기 위해 CDA 작동 동안 모든 CDA 솔레노이드가 동시에 에너지를 공급받을 필요는 없다는 점에 유의한다.
HPD 엔진 제동을 제공하는 것이 바람직할 경우, 단지 HPD 브레이크 솔레노이드(5270)가 도 21에 도시된 바와 같이 에너지를 공급받고, 그에 의해 제동 로커 암(5206) 및 차단 밸브(5208) 모두와 연관된 유압 통로를 실질적으로 동시에 충전한다. 이어서, 도 22에 도시된 바와 같이, CDA 솔레노이드(5282, 5284 및 5286)가 에너지를 공급받아, 주요 배기 밸브 작동 동작을 비활성화한다. 그러나, 차단 피스톤(5208)이 차단 상태로 유지되기 때문에, CDA 솔레노이드(5282, 5284 및 5286)의 작동은 흡기 비활성화 메커니즘(5204)에 영향을 미치지 않으므로, 주요 흡기 밸브 이벤트가 1.5-행정 HPD 엔진 제동 작동에 필요한 흡기 밸브로 여전히 전달될 수 있다.
전술한 제1 내지 제3, 제5 및 제6 실시예 모두에서, 차단 밸브(즉, 도 2 내지 도 5에서의 208)는 흡기 비활성화 메커니즘(즉, 도 2 내지 도 5의 204)을 공급하는 유압 통로에 도시되어 있다. 언급된 바와 같이, 이러한 차단 밸브는 흡기 비활성화 메커니즘에 유압 유체를 공급하는 유압 통로를 따라 다양한 위치 중 임의의 위치에 배치될 수 있다. 차단 밸브 구성의 예시적인 구현예는 도 23 및 도 24에 도시되어 있으며, 여기서 스프링 편향된 스풀 밸브 형태의 차단 밸브가 로커 암(6218)에 배치되고 그 내부에 유압 통로(6220)를 선택적으로 차단하도록 배열된다. 본 개시로부터 인식되는 바와 같이, 통로(6220)는 로커 샤프트(도 23 및 도 24에 도시되지 않았지만, 로커 암 저널(6222)에 위치할 것임)로부터 유압 유체를 전달하도록 배열될 수 있다. 통로(6220)는 로커 암 노즈(6224) 통해 그리고 이-풋(e-foot)(6226)의 내부 통로를 통해 유압 유체를 전달하며, 이는 밸브 브리지(미도시)에 작용하며, 이는 이어서, 도 25를 참조하여 위에서 설명된 바와 같이, 그 내부에 비활성화 메커니즘에 대한 유압 통로를 가질 수 있다.
도시된 바와 같이, 로커 암(6218)은 2개의 유압 통로 - 비활성화 메커니즘의 제어를 위해 사용되는 유압 유체의 공급을 위한 CDA 통로(6220) 및 차단 밸브(6208) 작동을 제어하기 위해 사용되는 차단 밸브 제어 통로(6230)를 포함할 수 있으며, 이들 둘은 로커에 형성된 보어(6240)와 통신하고 스풀 밸브(피스톤)(6250)가 배치된다. 도시된 바와 같이, 보어(6240)는 CDA 통로(6220)와 교차하는 반면, 차단 밸브 제어 통로(6230)는 보어(6240)의 일 단부(폐쇄 단부)와 통신한다. 도 23에 도시된 바와 같이, 차단 밸브 제어 통로(6230)가 가압된 유압 유체로 충전되지 않을 때, 스풀 밸브(6250)는 스풀 밸브 스프링(6260)에 의해 보어(6240)에서 (도시된 바와 같이) 아래쪽으로 편향되어, 스풀 밸브에서 환형 채널(6270)이 CDA 통로(6220)와 정렬된다. 이 경우, CDA 통로(6270)에 의해 공급되는 임의의 유압 유체는 스풀 밸브(6250)를 지나 로커 암 통로(6220)를 통해, 그리고 비활성화 메커니즘이 붕괴 밸브 브리지로 구현되는 경우에는, 로커 암의 노즈 또는 단부(6224)를 통해 (미도시된 추가 유압 통로를 통해) 붕괴 밸브 브리지로 흐르도록 허용된다.
대조적으로, 도 24에 도시된 바와 같이, 차단 밸브 제어 통로(6230)가 가압된 유압 유체로 충전될 때, 스풀 밸브(6250)의 단부에 가해지는 압력은 스풀 밸브 스프링(6260)에 의해 인가되는 편향을 극복하여, 스풀 밸브가 CDA 통로(6270)를 차단하고 CDA 통로(6220)를 통한 유압 유체의 흐름을 방지하기에 충분하다. 이러한 방식으로, 스풀 밸브(6250)의 활성화는 CDA 제어의 작동에 대한 원하는 차단 효과를 제공한다.
본 발명의 구현예를 특정의 예시적인 실시예를 참조하여 설명하였지만, 청구범위에 제시된 본 발명의 광의의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 이러한 실시예에 대해 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있음은 명백할 것이다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적인 의미가 아닌 예시적인 의미로 간주되어야 한다.
보다 구체적으로, 본원에 설명된 다양한 실시예는 하나의 액추에이터가 쌍을 이룬 흡기 및 배기 주요 이벤트 동작의 활성화/비활성화를 제어할 수 있도록 액추에이터의 수를 줄이는 방법을 다루지만, 여기서 하나의 경로는 흡기 또는 배기 밸브만이 개별적으로 제어되도록 선택적으로 차단될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 흡기 및 배기 밸브 모두의 제어는 CDA에 필요한 빠른 반응 시간을 위해 구성된다. 그런 다음, 1.5-행정 HPD 엔진 제동이 요청될 때, 차단 스풀은, 제동 시스템의 나머지 부분이 활성화될 때, 흡기 밸브의 비활성화를 방지하도록 먼저 작동된다. 차단 스풀은, 제동이 활성이 아닐 때, 흡기 및 배기의 비활성화가 허용되고, 제동이 활성일 때, 흡기 비활성화가 허용되지 않도록 구성될 수 있다. 따라서, 주요 이벤트 흡기 밸브 동작은, 주요 이벤트 흡기 밸브 동작이 CR 제동을 향상시키기 위해 사용될 수 있는 HPD 제동과 같은 제동 작동에 이용 가능할 수 있다. 통상적으로, 차단 스풀은 CDA 오일 공급 유로를 개방하여 CDA 오일 흡기를 공급할 수 있다. 그러나, 다른 구성이 본 개시에 의해 고려된다.
본 개시에 따른 제1 실시예는 도 2 내지 도 5를 참조하여 예시된다. 또한, 도 25는 미국 특허 제9,790,824호에 기술된 것과 같은 밸브 작동 시스템 구성요소의 예시적인 주요 특징의 관련 세부사항을 도시하며, 이는 도 2 내지 도 22에 개략적으로 도시된 시스템을 추가로 이해하는데 유용할 것이며, 여기서 일부 구성요소는 명확성을 위해 축약되거나 생략되었다.
도 2 및 도 25를 참조하면, 구체적으로, 주요 이벤트 로커(218)는 피벗팅 또는 로킹 운동을 위해 로커 샤프트(290)에 장착될 수 있고, 캠(330)과 같은 주요 이벤트 동작 공급원으로부터의 주요 이벤트 동작을 한 쌍의 흡기 밸브(210, 212)를 작동시키는 밸브 브리지(216)로 전달할 수 있다. 또한 로커 샤프트에 장착될 수 있는 보조 로커 암(220)은 보조 운동 소스(340)로부터 밸브 브리지(216)의 브리지 핀(222) 및 하나의 흡기 밸브(212)로 보조 운동을 전달할 수 있다. 밸브 브리지(216)는, 한 쌍의 웨지 요소(312)의 후퇴시켜 브리지(216) 내의 외부 플런저(314)의 하향 이동을 허용하도록 유압 하에서 하향으로 변위될 수 있는 내부 플런저(310)를 포함할 수 있는 비활성화 메커니즘(204)(또한 도 25에서 일반적으로 217로 참조됨)이 장착될 수 있다.
밸브 세트는 각각의 실린더와 연관될 수 있고 한 쌍의 흡기 밸브(210, 212) 및 한 쌍의 배기 밸브(250, 252)를 포함할 수 있다. 흡기 밸브는 캠(330)(도 25)과 같은 운동 소스로부터의 운동을 수용하는 주요 흡기 로커(218)에 의해 구동되는 흡기 밸브 브리지(216)를 포함할 수 있는 흡기 밸브 작동 시스템(214)(도 3)에 의해 작동된다. 흡기 밸브 브리지(216)는, 흡기 밸브 브리지(216)를 비활성화하기 위해, 내부에 통합된 붕괴 또는 비활성화 메커니즘(204)을 포함할 수 있다. 캠(340)(도 25)에 의해 구동될 수 있는 보조 흡기 로커(220)는, 흡기 밸브 브리지(216)와 독립적으로 이동할 수 있는 흡기 밸브 브리지 핀(222)을 통해 하나의 흡기 밸브(212)에 보조 동작을 제공할 수 있다. 본 개시로부터 당업자에 의해 인식되는 바와 같이, 예를 들어, 흡기 로커(218)와 같은 밸브트레인 구성요소 및 배기 밸브용 후술되는 다른 밸브트레인 구성요소는 도 2의 가장 왼쪽 밸브 세트에만 도시되어 있고, 다른 예시된 (즉, 브리지(216.1 및 256.1) 및 브리지(216.2 및 256.2)와 연관된) 밸브 세트에는 중복되지 않는다 . 이들 특징은 도 2에 단지 하나의 밸브 세트로 예시되었으며, 도면에서 전반적인 명확성을 위해 다른 곳에서 도시되지 않았다.
배기 밸브는, (도 25의 캠(330)과 유사한) 운동 소스로부터 운동을 수신하는 주요 배기 로커(258)에 의해 구동되는 배기 밸브 브리지(256)를 포함할 수 있는 배기 밸브 작동 시스템(254)에 의해 작동될 수 있다. 배기 밸브 브리지(256)는, 배기 밸브 브리지(256)를 비활성화하기 위해, 내부에 통합된 붕괴 또는 비활성화 메커니즘(202)을 포함할 수 있다. (도 25의 캠(340)과 유사한) 캠에 의해 구동될 수 있는 보조 배기 로커(206)는, 흡기 밸브 브리지(256)와 독립적으로 이동할 수 있는 배기 밸브 브리지 핀(262)을 통해 하나의 배기 밸브(252)에 보조 (제동) 운동을 제공할 수 있다. 엔진 제동 로커 암(206)은, 제동 로커 암(206)이 (도시된 예에서 브리지 핀(262)을 통해) 배기 밸브에 압축 방출 밸브 작동 동작을 제공할 수 있도록 배기 밸브(252)와 함께 각각의 실린더에 대해 제공된 전용 로커 암일 수 있다. 본 개시 전반에 걸쳐, 각각의 제동 로커 암(206)은 2-행정 HPD 엔진 제동 밸브 작동 동작, 즉 2개의 CR 이벤트 및 하나 이상의 추가적인 공기 공급 이벤트를 제공할 수 있는 (도 2에 도시되지 않았지만 도 25에 도시된) 보조 작동 동작 공급원과 연관될 수 있다는 것이 가정된다.
인식되는 바와 같이, 흡기 밸브 브리지(216) 및 배기 밸브 브리지(256)가 비활성화되지 않을 때(즉, 유압 유체가 비활성화 메커니즘(204 및 202)에 각각 제공되지 않을 때), 흡기 밸브 작동 시스템(214) 및 배기 밸브 작동 시스템(254)은, 적어도 부분적으로는, 연관된 엔진 실린더의 주요 이벤트 작동(즉, 양의 출력 모드)을 용이하게 하기 위해 흡기 밸브(210, 212) 및 배기 밸브(250, 252)에 주요 이벤트 동작을 제공하는 주요 이벤트 동작 시스템으로 기능할 수 있다.
본 개시로부터 쉽게 인식되는 바와 같이, 흡기 밸브 작동 시스템(214) 및 배기 밸브 작동 시스템(254)의 작동의 제어는 하나 이상의 고속 제어 솔레노이드 밸브 및 다양한 밸브트레인 구성요소 내의 유압 링크 또는 통로의 네트워크를 통해 구현되어, 제어 밸브가 흡기 및 배기 밸브 작동 시스템(214, 254)을 제어할 수 있는 유압 네트워크 또는 회로를 제공할 수 있다.
엔진 제동 시스템은, 밸브트레인 구성요소, 통상적으로 로커 샤프트(도 2에서 점선 박스(290)로 표시됨)로 제공될 수 있는 유압 공급 통로(292)로부터 유압 유체를 수용하도록 배열 및 조정될 수 있는 엔진 제동 솔레노이드 밸브(270)를 포함할 수 있다. 로커 샤프트(290)는, 설명되는 바와 같이, 밸브 작동 시스템의 다양한 구성요소를 작동시키기 위한 유압 링크 또는 회로를 제공하기 위해 다수의 유압 통로를 수용할 수 있다. 제동 솔레노이드 밸브(270)는 고속 솔레노이드 밸브일 수 있으며, 제동 솔레노이드 밸브 매니폴드(271), 제동 로커 암(206, 206.1 및 206.2)과 같은 밸브트레인 구성요소와 통신하는 제동 유압 링크 또는 통로(294)에서 유압 유체의 흐름, 및 그 위의 선택적으로 작동 가능한 유압 구성요소를 통해 (즉, 엔진 제어 유닛으로부터의 전자 신호에 기초하여) 제어하여, 예를 들어, 제동 배기 밸브(252)에 브리지 핀(262)를 통해 제동 동작을 제공할 수 있다. 제동 동작을 용이하게 하는 유압 통로 및 제어 구성요소의 세부 사항은 미국 특허 제9,790,824호에 기술된 것과 유사할 수 있다. 본 개시로부터 인식되는 바와 같이, 엔진 제동 시스템은 제동 로커(206, 206.1 및 206.2)와 같은 각각의 제동 밸브트레인 구성요소를 각각 갖는, 다수의 실린더에서 엔진 제동의 제어를 포함할 수 있으며, 이들 각각은 로커 샤프트(290)에서 제동 유압 통로(294)와 통신하고, 각각은 제동 유압 통로(294)에서 제동 솔레노이드 밸브(270)에 의해 제어될 수 있는 유압 흐름 및/또는 압력의 형태로 제동 제어 신호를 수신한다.
하나 이상의 실린더의 실린더 비활성화는 로커 샤프트(290)에서 유압 공급 통로(292)로부터 유압 유체를 수용하도록 배열되고 조정된 CDA 솔레노이드 밸브(280)를 포함할 수 있는 실린더 비활성화 시스템으로 제어될 수 있다. CDA 솔레노이드 밸브(280)는 고속 솔레노이드 밸브일 수 있고, CDA 솔레노이드 밸브 매니폴드(281), 흡기 밸브 브리지(216) 및 배기 밸브 브리지(256)와 같은 밸브트레인 구성요소와 통신하는 CDA 유압 링크 또는 통로(296)에서 유압 유체의 흐름을 통해, 그리고 각각의 붕괴 또는 비활성화 메커니즘(204 및 202)으로 (즉, 엔진 제어 유닛으로부터의 전자 신호에 기초하여) 제어될 수 있다. 따라서, CDA 솔레노이드 밸브(280)는 비활성화 메커니즘(204 및 202)의 활성화 및 비활성화를 제어할 수 있다. 유사하게, 흡기 밸브 브리지(216.1 및 216.2), 및 배기 밸브 브리지(256.1 및 256.2), 및 그 위의 각각의 붕괴 또는 비활성화 메커니즘(204.1, 204.2 및 202.1 및 202.2(도 3))은 유사하게 제어될 수 있다.
본 개시의 양태에 따르면, 실린더 비활성화 시스템은 차단 시스템으로 선택적으로 제어될 수 있다. 예시적인 차단 시스템은 유압 공급 통로(292)로부터 유압 유체를 수용하도록 배열되고 조정될 수 있는 차단 솔레노이드 밸브(240)를 포함할 수 있다. 차단 솔레노이드 밸브(240)는 고속 솔레노이드 밸브일 수 있고, 흡기 밸브 브리지(216, 216.1 및 216.2)로 이어지는 유압 통로에서 유압 흐름을 차단하도록 선택적으로 작동될 수 있는 스풀 밸브(208, 208.1 및 208.2)와 같은 다른 밸브 구성요소와 통신하는 차단 시스템 유압 링크 또는 통로(298)에서 유압 유체의 흐름을 제어할 수 있다. 본 개시의 일 양태에 따르면, 스풀 또는 차단 밸브(208)는 주요 이벤트 흡기 로커(218)로 통합되고, 그렇지 않으면 밸브 브리지(216)의 주요 이벤트 동작을 비활성화하는 흡기 로커(218) 내의 유압 유체의 흐름을 선택적으로 폐색하도록 조정되고 배열될 수 있다. 본 개시로부터 인식되는 바와 같이, 차단 밸브(208)는 로커 샤프트(290) 상에서 또는 그 내부와 같은 다른 밸브트레인 구성요소에서 구현되거나 솔레노이드 밸브 또는 매니폴드와 같은 다른 구성요소와 연관될 수 있다. 차단 시스템의 목적을 달성하기 위해 사용하기에 적합한 통합된 밸브를 갖는 예시적인 로커 암 구성은 도 23 및 도 24를 참조하여 아래에서 설명된다. 차단 밸브(208)의 선택적 작동을 통해, 흡기 밸브와 연관된 비활성화 메커니즘(204, 204.1 및 204.2)의 작동에 대한 2차 수준의 제어가 제공된다. 즉, 차단 밸브(208)는 비활성화 메커니즘(204)을 제어하는 유압 통로를 통한 유압 유체의 흐름을 허용하도록 차단 솔레노이드 밸브(240)에 의해 제어될 때, 비활성화 메커니즘(204)의 제어는 CDA 솔레노이드 밸브(280) 의해 전적으로 지시된다. 한편, 차단 밸브(208)는 차단 솔레노이드 밸브(240) 의해 제어되어 비활성화 메커니즘(204)을 제어하는 유압 통로를 통한 유압 유체의 흐름을 방지하는 경우, 비활성화 메커니즘(204)의 제어는 CDA 솔레노이드 밸브(280)에 의해 영향을 받지 않는다. 인식되는 바와 같이, 차단 시스템은 흡기 브리지(216, 216.1 및 216.2)의 비활성화를 각각 제어하는 스풀 밸브(208, 208.1 및 208.2)를 갖는 단일 차단 솔레노이드 밸브(206)를 사용하여 다수의 실린더에서의 차단을 제어할 수 있다. 이러한 방식으로, 실린더 비활성화 및 제동 동작이 시스템에서 구현될 때 고출력 밀도 제동을 달성하기 위해 흡기 밸브의 주요 이벤트 흡기 운동이 보존될 수 있다.
당업자는 흡기 및/또는 배기 밸브 작동 동작을 비활성화할 수 있는 다른 메커니즘이 당업계에 공지되어 있고, 본 개시는 이와 관련하여 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 본 개시에 설명된 예의 맥락에서, 비활성화 메커니즘(202, 204)은 밸브 작동 동작이 비활성화 메커니즘을 통해 대응하는 엔진 밸브로 전달되도록 유압 유체가 그에 공급되지 않을 때 "잠금" 상태를 갖도록 구성될 수 있다. 한편, 비활성화 메커니즘(202, 204)은, 밸브 작동 동작이 비활성화 메커니즘을 통해 대응하는 엔진 밸브로 전달되지 않도록 유압 유체가 그에 제공될 때, 즉, 작동 동작이 손실되고 대응하는 엔진 밸브 및 연관된 운동이 비활성화될 때 "잠금 해제된" 구성을 가질 수 있다. 그러나, 당업자는 비활성화 메커니즘(202, 204)의 잠금 및 잠금 해제 상태의 제어가 반전될 수 있도록 예시적인 구성이 수정될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이러한 후자의 경우, 비활성화 메커니즘(202, 204)에 유압 유체(또는 유압/ 유압 흐름)를 제공하는 것은 비활성화 메커니즘(202, 204)이 잠긴 상태를 가정하게 할 수 있고 그 반대도 마찬가지이다.
예시의 편의를 위해, 도 2 내지 도 5의 각각은 단지 3개의 실린더에 관련된 구성요소를 예시하는 것에 유의한다. 그러나, 실제로, 예시된 구성요소는 더 많거나 더 적은 수의 실린더에 적용될 수 있거나, 또는 본원에 설명된 구성요소가 도면에 도시되지 않은 더 많은 실린더를 제어하기 위해 중복될 수 있는 것으로 이해된다. 따라서, 예를 들어, 3개의 실린더가 도 2 내지 도 5에 도시되어 있으며, 소위 인라인 6-기통 엔진과 함께 사용하기 위한 시스템은 3개의 실린더의 제2 세트에 대해 예시된 시스템을 단순히 중복함으로써 달성될 수 있다.
본 개시의 도면 전체에 걸쳐, 유압 구성요소 사이의 두꺼운 실선으로 도시된 유압 통로는, 이러한 선으로 도시된 유압 통로가 유압 유체의 압력 및/또는 흐름으로 충전되는 상태를 나타낼 수 있지만(즉, 그 선은, 유압 통로 또는 링크를 통해 "온" 신호 통신으로 간주될 수 있는 활성 유압 링크를 나타냄), 유압 구성요소 사이의 윤곽선 형태(즉, 평행한 가는 선)로 도시된 유압 통로는 이러한 선으로 도시된 유압 통로가 유압 유체의 압력 및/또는 흐름으로 충전되지 않은 상태를 나타낼 수 있는(즉, 그 선은 유압 통로 또는 링크를 통해 "오프" 신호 통신으로 간주될 수 있는 비활성 유압 링크를 나타냄) 관례가 채택되었다.
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, CDA 솔레노이드(280)가 에너지를 공급받고 HPD 브레이크 솔레노이드(270) 및 차단 솔레노이드(240)가 에너지를 공급받지 않는 CDA 작동이 도시되어 있다. 이 상태에서, 제동 로커 암(206)은 이에 적용되는 임의의 제동 작동 동작을 상실하도록 제어되고(즉, 압축 방출 엔진 제동 없음), 각각의 차단 밸브(208)는 각각의 대응하는 유압 통로가 유압 흐름을 허용하도록 유지되는 디폴트 위치(예: 스프링 바이어스 하에서)를 취하도록 제어된다. 결과적으로, 에너지를 공급받은 CDA 솔레노이드 밸브(280)는 유압 유체가 각각의 비활성화 메커니즘(202, 204)으로 흐르도록 허용하여, 흡기 및 배기 밸브의 모두가 비활성화되도록 이들을 잠금 해제한다.
그러나, CDA 작동이 활성화되지 않았고(즉, CDA 솔레노이드 밸브(280)가 에너지를 공급받지 않아, 비활성화 메커니즘(202, 204)을 그들의 잠금, 동작-전달 상태에서 유지시킴) HPD 작동(예: 1.5-행정 HPD)이 요구된다고 결정된 경우, 액추에이터는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 시퀀싱된다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 차단 솔레노이드(240)는 먼저 에너지를 공급받아, 차단 밸브(208)가 모두 차단 상태를 취하도록, 즉, 흡기 비활성화 메커니즘에 대응하는 유압 통로를 차단하도록 제어된다. 그 후, 도 4에 도시된 바와 같이, HPD 브레이크 솔레노이드(270)도 에너지를 공급받아, 제동 로커 암(206)이 그에 적용된 보조 (HPD 엔진 제동) 밸브 작동 동작을 전달하도록 활성화된다. 이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, CDA 솔레노이드(280)는 에너지를 공급받고, 이에 의해 주요 배기 밸브 작동 동작(주요 배기 밸브 작동 동작 공급원에 의해 제공됨, 미도시)을 비활성화한다. 그러나, 차단 피스톤(208)은 차단 상태로 유지되기 때문에, CDA 솔레노이드(280)의 작동은 흡기 비활성화 메커니즘(204)에 영향을 미치지 않으므로, 주요 흡기 밸브 이벤트(주요 흡기 밸브 작동 동작 공급원에 의해 제공됨, 미도시)가 1.5-행정 HPD 엔진 제동 작동에 필요한 흡기 밸브로 여전히 전달되는 것을 허용한다. 실린더에서 잠재적으로 과도하게 높은 압력에 대항하여 흡기 밸브(예를 들어 흡기 로커 암을 통해)의 작동을 피하기 위해 배기 밸브의 비활성화 전에 제동 로커 암(206)을 활성화하는 것이 바람직하다는 것에 유의한다. 도 2 내지 도 5에 도시된 시스템은 3개의 실린더에 대한 CDA 및 HPD 엔진 제동 동작을 제공하기 위해 단지 3개의 액추에이터(6개의 실린더에 대해 6개의 액추에이터)를 필요로 한다는 점에 유의한다.
본 개시에 따른 제2 실시예는 도 6 내지 도 8를 참조하여 예시된다. 도 6 내지 도 8에 도시된 시스템은 도 2 내지 도 5에 도시된 시스템과 유사하다는 것에 유의한다. 그러나, 이 실시예에서, 단일 HPD 브레이크 솔레노이드(1270)는 제동 로커 암(1206) 및 차단 밸브(1208) 모두를 제어하도록 배열되고 조정된다. 알 수 있는 바와 같이, 로커 샤프트(1290)(도 7)에는 제동 로커 암(1206) 및 차단 밸브(1208)에 공통이거나 이에 의해 공유되는 유압 통로 또는 링크(1298)(도 7)가 제공될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, CDA 솔레노이드(1280)만이 이전과 같이 활성화되면 CDA 작동이 제공된다. HPD 엔진 제동을 제공하는 것이 바람직할 경우, 먼저 HPD 제동 솔레노이드(1270)가 도 7에 도시된 바와 같이 에너지를 공급받고, 그에 의해 제동 로커 암(1206) 및 차단 밸브(1208) 모두와 연관된 유압 통로(1298)를 실질적으로 동시에 충전한다. 이러한 동시 작동은 제동 로커 암(1206)의 활성화가 상대적으로 빠른 시스템에서 허용 가능할 수 있다. 그 후, 도 8에 도시된 바와 같이, CDA 솔레노이드 밸브(1280)가 에너지를 공급받아 주요 배기 밸브 동작이 다시 비활성화되지만, 차단 밸브(1208)의 작동은 주요 흡기 밸브 이벤트의 비활성화를 방지한다. 인식되는 바와 같이, 차단 밸브 및 HPD 제동 솔레노이드(1270)의 실제 시퀀싱은 또한 제동 작용이 차단 작용 전에 또는 주어진 응용에 적절할 수 있는 다른 시퀀스로 발생하게 할 수 있다.
도 6 내지 도 8에 도시된 시스템은 3개의 실린더에 대한 CDA 및 HPD 엔진 제동 동작을 제공하기 위해 단지 2개의 액추에이터(6개의 실린더에 대해 4개의 액추에이터)를 필요로 한다는 점에 유의한다. 이러한 방식으로, 제동 활성화가 상대적으로 빠른 시스템에서, 적은 수의 액추에이터의 형태로 추가 비용 절감이 실현될 수 있다. 본 개시로부터 인식되는 바와 같이, 독립적인 CDA 제어가 요구되는 응용에 대해, CDA 양은 지정된 CDA 회로가 제어된 각각의 실린더에 대해 제공될 수 있도록 증가될 수 있다.
본 개시에 따른 제3 실시예는 도 9 내지 도 12를 참조하여 예시된다. 도 9 내지 도 12에 도시된 시스템은 도 6 내지 도 8에 도시된 시스템과 유사하다는 것에 유의한다. 그러나, 별도의 유압 공급 통로(2298 및 2294)는 차단 밸브(2208) 및 제동 로커 암(2206)에 대해 (예를 들어, 당업계에 공지된 바와 같이, 로커 샤프트(2290) 내에) 제공되며, 그 통로는, 유압 유체를 그 통로에 공급하는 HPD 브레이크 솔레노이드(2270)의 위치로부터 먼 로커 샤프트(2290)의 한 단부(도 9의 좌측 단부)에 근접한 연결 통로 또는 링크(2295)에 의해 함께 유체적으로 결합된다. 이러한 방식으로, 유압 지연 뿐만 아니라 활성화의 논리적 시퀀스는 차단 밸브(2208)용 공급 통로 및 제동 로커 암(2206)용 공급 통로의 충전 사이에서 유도되거나 용이해질 수 있다. 예를 들어, 도시된 구성에서, HPD 브레이크 솔레노이드는 차단 밸브(2208)용 공급 통로(2298)를 그의 일 단부에서 충전하도록 구성된다. 차단 밸브(2208)용 공급 통로(2298)의 다른 단부에서, 연결 또는 링크(2295)는 제동 로커 암(2206)용 공급 통로(2294)에 제공된다. 결과적으로, 제동 로커 암(2206)용 공급 통로는 제동 차단 밸브(2208)용 공급 통로가 충전된 후에만 유압 유체로 충전될 것이다.
따라서, 도 9에 도시된 바와 같이, CDA 솔레노이드(2280)만이 이전과 같이 활성화되면 CDA 작동이 제공된다. HPD 엔진 제동을 제공하는 것이 바람직할 경우, 도 10에 도시된 바와 같이 HPD 브레이크 솔레노이드(2270)만이 에너지를 공급받아, 차단 밸브(2208)와 연관된 유압 통로(2298)가 먼저 충전된다. 그 후, 도 11에 도시된 바와 같이, 유압 공급 통로 사이의 연결(2295)이 유압 통로(2298)의 추가 충전을 허용하고 제동 로커 암(2206)과 연관되어, 차단 밸브(2208)(도 10)가 활성화되는 시간과 제동 로커 암(2206)이 활성화되는 시간 사이에 지연을 구현한다. 마지막으로, 도 12에 도시된 바와 같이, CDA 솔레노이드(2280)가 에너지를 공급받아 주요 배기 밸브 동작이 다시 한번 비활성화되지만, 차단 밸브(2208)의 작동은 주요 흡기 밸브 이벤트의 비활성화를 방지한다. 본 개시로부터 인식되는 바와 같이, 도 9 내지 도 12에 도시된 시스템은 제동 로커 암(2206)의 활성화를 지연시키는 비용이 들지라도, 3개의 실린더에 대한 CDA 및 HPD 엔진 제동 작동을 제공하기 위해 단지 2개의 액추에이터(6개의 실린더에 대한 4개의 액추에이터)를 필요로 할 것이다.
본 개시에 따른 제4 실시예는 도 13 내지 도 15를 참조하여 예시된다. 이 실시예에서, 이전 실시예의 단일 CDA 솔레노이드 밸브는 2개의 액추에이터 또는 제어 밸브로 대체될 수 있으며, 각각은 배기 비활성화 메커니즘(3202) 및 흡기 비활성화 메커니즘(3204)의 별개의 제어를 위한 것이다. 보다 구체적으로, 배기 비활성화 솔레노이드(3284)는 배기 비활성화 메커니즘(3202)의 활성화/비활성화를 제어할 수 있고, 흡기 비활성화 솔레노이드(3282)는 흡기 비활성화 메커니즘(3204)의 활성화/비활성화를 제어할 수 있다. 추가로 도시된 바와 같이, 단일 HPD 브레이크 솔레노이드(3270)는 이전과 같이 제동 로커 암(3206)의 제어를 위해 제공될 수 있다. 배기 비활성화 메커니즘(3202) 및 흡기 비활성화 메커니즘(3204)의 별개의 제어를 제공함으로써, 당업계에 공지된 바와 같이, 비활성화된 실린더에 포획된 가스 또는, 반대로, 진공을 촉진하는 것이 바람직할 때 더 큰 제어를 제공할 수 있다. 또한, 흡기 및 배기 메커니즘을 위해 제공된 별도의 제어 때문에, 이 실시예에서 차단 밸브는 필요하지 않다.
따라서, 도 13에 도시된 바와 같이, 배기 비활성화 솔레노이드(3284) 및 흡기 비활성화 솔레노이드(3282) 모두가 에너지를 공급받아, 배기 및 흡기 주요 밸브 이벤트 모두를 비활성화할 때 CDA 작동이 제공된다. 언급된 바와 같이, 배기 비활성화 솔레노이드(3284) 및 흡기 비활성화 솔레노이드(3282)의 특정 시퀀싱은, 당업계에 공지된 바와 같이, 실린더에 포획된 가스 또는 진공의 존재를 촉진하기 위해 제어될 수 있다. HPD 엔진 제동을 제공하는 것이 바람직할 경우, HPD 브레이크 솔레노이드(3270)는 도 14에 도시된 바와 같이 먼저 에너지를 공급받아, 제동 로커 암(3206)과 연관된 유압 통로(3294)가 먼저 충전된다. 그 후, 도 15에 도시된 바와 같이, 배기 비활성화 솔레노이드(3284)는 또한 에너지를 공급받아, 주요 배기 밸브 동작이 다시 한번 비활성화되지만, 흡기 비활성화 솔레노이드(3282)는 에너지 미공급으로 유지하여 주요 흡기 밸브 이벤트의 비활성화를 방지한다. 본 개시로부터 인식되는 바와 같이, 도 13 내지 도 15에 도시된 시스템은 3개의 실린더에 대한 CDA 및 HPD 엔진 제동 동작을 제공하기 위해 단지 3개의 액추에이터(6개의 실린더에 대해 6개의 액추에이터)를 필요로 할 것이며, 이는 CDA 작동 동안 실린더의 가스/진공 상태를 제어하는 유연성을 제공한다.
본 개시에 따른 제5 실시예는 도 16 내지 도 19를 참조하여 예시된다. 이 실시예에서, 단일 CDA 솔레노이드 밸브는 각각의 실린더의 흡기 및 배기 밸브에 고유하게 상응하는 별도의 CDA 액추에이터로 대체될 수 있다. 따라서, 도시된 바와 같이, 제1 CDA 솔레노이드 밸브(4282)가 제1 실린더용으로 제공되고, 제2 CDA 솔레노이드 밸브(4284)가 제2 실린더용으로 제공되고, 제3 CDA 솔레노이드 밸브(4286)가 제3 실린더용으로 제공된다. 도시된 바와 같이, 이들 CDA 솔레노이드 밸브 각각은 로커 샤프트(4290)의 유압 통로와 조합하여 배열되고 조정되어, 대응하는 실린더에 대한 각각의 배기 및 흡기 비활성화 메커니즘(4202, 4204) 모두의 작동을 제어한다. 추가로 도시된 바와 같이, 단일 HPD 브레이크 솔레노이드(4240)가 제동 로커 암(206) 제어용으로 제공되고, 단일 차단 솔레노이드 밸브(4240)가 차단 밸브(4208) 제어용으로 제공된다.
따라서, 도 16에 도시된 바와 같이, CDA 솔레노이드 밸브(4282, 4284 및 4286)는 에너지를 공급받고, HPD 브레이크 솔레노이드(4270) 및 차단 솔레노이드 밸브(4240)는 에너지를 공급받지 않을 경우, CDA 작동이 제공된다. 이 상태에서, 제동 로커 암(4206)은 이에 적용되는 임의의 제동 작동 동작을 상실하도록 제어되고(즉, 압축-방출 엔진 제동 없음), 각각의 차단 밸브(4208)는 각각의 대응하는 유압 통로가 유압 흐름을 허용하도록 유지되는 디폴트 위치(예: 스프링 편향 하에서)를 취하도록 제어된다. 결과적으로, 에너지를 공급받은 CDA 솔레노이드(4282, 4284 및 4286)는 유압 유체가 비활성화 메커니즘(4202, 4204)의 각각으로 흐르게 하여, 흡기 및 배기 밸브 모두가 비활성화되도록 이들을 잠금 해제한다. 도 16은 동시에 활성화되는 3개의 도시된 CDA 솔레노이드를 모두 예시하지만, 이는 요건이 아니라는 것에 유의한다. 즉, 이들 모두보다 적은 일부 수의 CDA 솔레노이드가 더 낮은 수준의 실린더 비활성화를 제공하도록 에너지를 공급받을 수 있다. 이러한 방식으로, 실린더 비활성화의 수준은 동적으로 (즉, 전자 제어 유닛으로부터의 신호를 통해) 제어될 수 있다.
그러나, CDA 작동이 활성화되지 않았고(즉, CDA 솔레노이드가 에너지를 공급받지 않아, 비활성화 메커니즘(4202, 4204)이 잠금의, 운동-전달 상태를 유지하고) HPD 작동이 필요한 것으로 결정되는 경우, 액추에이터는 도 17 내지 도 19에 도시된 바와 같이 시퀀싱된다. 따라서, 도 17에 도시된 바와 같이, 차단 솔레노이드 밸브(4240)는 먼저 에너지를 공급받아, 차단 밸브(4208)는 모두 차단 상태를 취하도록 제어된다. 그 후, 도 18에 도시된 바와 같이, HPD 브레이크 솔레노이드도 에너지를 공급받아, 제동 로커 암(4206)은 그에 적용된 보조 (HPD 엔진 제동) 밸브 작동 동작을 전달하도록 활성화된다. 이어서, 도 19에 도시된 바와 같이, CDA 솔레노이드(4282, 4284 및 4286)가 에너지를 공급받아, 주요 배기 밸브 작동 동작을 비활성화한다. 그러나, 차단 피스톤(4208)(도 17)이 차단 상태로 유지되기 때문에, CDA 솔레노이드의 작동은 흡기 비활성화 메커니즘(4204)에 영향을 미치지 않으므로, 주요 흡기 밸브 이벤트가 1.5-행정 HPD 엔진 제동 작동에 필요한 흡기 밸브로 여전히 전달될 수 있다. 제동 및 차단 동작은, 비활성화 메커니즘을 비활성화할 기회가 있을 때 두 동작이 모두 선행하는 한, 실질적으로 동시적일 수 있다. 본 개시로부터 인식되는 바와 같이, 도 16 내지 도 19에 도시된 시스템은 3개의 실린더에 대한 CDA 및 HPD 엔진 제동 동작을 제공하기 위해 단지 5개의 액추에이터(6개의 실린더에 대해 10개의 액추에이터)를 필요로 할 것이다. 이러한 별개의 CDA 액추에이터는 다양한 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 개별 CDA 제어는 소음/진동/가혹성(NVH) 이유로 인해 유익할 수 있는 상이한 발사 패턴으로 작동할 수 있고, 또한 잠재적으로 100 또는 50% CDA 버전보다 더 높은 토크 수준으로 작동할 수 있다.
본 개시에 따른 제6 실시예는 도 20 내지 도 22를 참조하여 예시된다. 이러한 제6 실시예는 도 6 내지 도 9에 도시된 제2 실시예의 양태를 도 16 내지 도 19에 도시된 제5 실시예의 양태와 조합한다. 특히, 제2 실시예에서와 같이, 단일 HPD 브레이크 솔레노이드(5270)가 제동 로커 암(5206) 및 차단 밸브(5208) 모두를 제어하기 위해 제공되는 반면, 별개의 액추에이터, CDA 솔레노이드 밸브(5282, 5284 및 5286)는, 제5 실시예를 따라, 실린더 단위로 CDA를 제어하기 위해 제공된다.
따라서, 도 20에 도시된 바와 같이, CDA 솔레노이드(5282, 5284 및 5286)가 에너지를 공급받고, HPD 브레이크 솔레노이드(5270)가 에너지를 공급받지 않을 경우, CDA 작동이 제공된다. 이 상태에서, 다시 한번, 제동 로커 암(5206)은 이에 적용되는 임의의 제동 작동 동작을 상실하도록 제어되고, 각각의 차단 밸브(5208)는 각각의 대응하는 유압 통로가 유압 흐름을 허용하도록 유지되는 디폴트 위치를 취하도록 제어된다. 결과적으로, 에너지를 공급받은 솔레노이드(5282, 5284 및 5286)는 유압 유체가 비활성화 메커니즘(5202, 5204)의 각각으로 흐르게 하여, 흡기 및 배기 밸브 모두가 비활성화되도록 이들을 잠금 해제한다. 다시 한번, 전술한 바와 같이, CDA의 동적 수준을 제공하기 위해 CDA 작동 동안 모든 CDA 솔레노이드가 동시에 에너지를 공급받을 필요는 없다는 점에 유의한다.
HPD 엔진 제동을 제공하는 것이 바람직할 경우, 단지 HPD 브레이크 솔레노이드(5270)가 도 21에 도시된 바와 같이 에너지를 공급받고, 그에 의해 제동 로커 암(5206) 및 차단 밸브(5208) 모두와 연관된 유압 통로를 실질적으로 동시에 충전한다. 이어서, 도 22에 도시된 바와 같이, CDA 솔레노이드(5282, 5284 및 5286)가 에너지를 공급받아, 주요 배기 밸브 작동 동작을 비활성화한다. 그러나, 차단 피스톤(5208)이 차단 상태로 유지되기 때문에, CDA 솔레노이드(5282, 5284 및 5286)의 작동은 흡기 비활성화 메커니즘(5204)에 영향을 미치지 않으므로, 주요 흡기 밸브 이벤트가 1.5-행정 HPD 엔진 제동 작동에 필요한 흡기 밸브로 여전히 전달될 수 있다.
전술한 제1 내지 제3, 제5 및 제6 실시예 모두에서, 차단 밸브(즉, 도 2 내지 도 5에서의 208)는 흡기 비활성화 메커니즘(즉, 도 2 내지 도 5의 204)을 공급하는 유압 통로에 도시되어 있다. 언급된 바와 같이, 이러한 차단 밸브는 흡기 비활성화 메커니즘에 유압 유체를 공급하는 유압 통로를 따라 다양한 위치 중 임의의 위치에 배치될 수 있다. 차단 밸브 구성의 예시적인 구현예는 도 23 및 도 24에 도시되어 있으며, 여기서 스프링 편향된 스풀 밸브 형태의 차단 밸브가 로커 암(6218)에 배치되고 그 내부에 유압 통로(6220)를 선택적으로 차단하도록 배열된다. 본 개시로부터 인식되는 바와 같이, 통로(6220)는 로커 샤프트(도 23 및 도 24에 도시되지 않았지만, 로커 암 저널(6222)에 위치할 것임)로부터 유압 유체를 전달하도록 배열될 수 있다. 통로(6220)는 로커 암 노즈(6224) 통해 그리고 이-풋(e-foot)(6226)의 내부 통로를 통해 유압 유체를 전달하며, 이는 밸브 브리지(미도시)에 작용하며, 이는 이어서, 도 25를 참조하여 위에서 설명된 바와 같이, 그 내부에 비활성화 메커니즘에 대한 유압 통로를 가질 수 있다.
도시된 바와 같이, 로커 암(6218)은 2개의 유압 통로 - 비활성화 메커니즘의 제어를 위해 사용되는 유압 유체의 공급을 위한 CDA 통로(6220) 및 차단 밸브(6208) 작동을 제어하기 위해 사용되는 차단 밸브 제어 통로(6230)를 포함할 수 있으며, 이들 둘은 로커에 형성된 보어(6240)와 통신하고 스풀 밸브(피스톤)(6250)가 배치된다. 도시된 바와 같이, 보어(6240)는 CDA 통로(6220)와 교차하는 반면, 차단 밸브 제어 통로(6230)는 보어(6240)의 일 단부(폐쇄 단부)와 통신한다. 도 23에 도시된 바와 같이, 차단 밸브 제어 통로(6230)가 가압된 유압 유체로 충전되지 않을 때, 스풀 밸브(6250)는 스풀 밸브 스프링(6260)에 의해 보어(6240)에서 (도시된 바와 같이) 아래쪽으로 편향되어, 스풀 밸브에서 환형 채널(6270)이 CDA 통로(6220)와 정렬된다. 이 경우, CDA 통로(6270)에 의해 공급되는 임의의 유압 유체는 스풀 밸브(6250)를 지나 로커 암 통로(6220)를 통해, 그리고 비활성화 메커니즘이 붕괴 밸브 브리지로 구현되는 경우에는, 로커 암의 노즈 또는 단부(6224)를 통해 (미도시된 추가 유압 통로를 통해) 붕괴 밸브 브리지로 흐르도록 허용된다.
대조적으로, 도 24에 도시된 바와 같이, 차단 밸브 제어 통로(6230)가 가압된 유압 유체로 충전될 때, 스풀 밸브(6250)의 단부에 가해지는 압력은 스풀 밸브 스프링(6260)에 의해 인가되는 편향을 극복하여, 스풀 밸브가 CDA 통로(6270)를 차단하고 CDA 통로(6220)를 통한 유압 유체의 흐름을 방지하기에 충분하다. 이러한 방식으로, 스풀 밸브(6250)의 활성화는 CDA 제어의 작동에 대한 원하는 차단 효과를 제공한다.
본 발명의 구현예를 특정의 예시적인 실시예를 참조하여 설명하였지만, 청구범위에 제시된 본 발명의 광의의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 이러한 실시예에 대해 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있음은 명백할 것이다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적인 의미가 아닌 예시적인 의미로 간주되어야 한다.
Claims (19)
- 적어도 하나의 실린더를 갖는 내연 기관에서 실린더 비활성화 및 고출력 밀도(HPD) 엔진 제동을 용이하게 하기 위해 밸브 동작을 제어하는 시스템으로서,
상기 적어도 하나의 실린더 각각과 연관되고, 각각은 적어도 하나의 흡기 밸브 및 적어도 하나의 배기 밸브를 포함하는 밸브 세트;
상기 밸브 세트 각각에서 주요 이벤트 동작을 생성하도록 구성된 주요 이벤트 동작 시스템;
상기 적어도 하나의 배기 밸브에 동작을 추가함으로써 엔진 제동 작동 동안 엔진 제동 동작을 생성하도록 구성된 엔진 제동 시스템;
적어도 하나의 밸브 세트에서 상기 흡기 및 배기 밸브의 주요 이벤트 동작을 선택적으로 비활성화하도록 구성된 실린더 비활성화 시스템; 및
상기 엔진 제동 작동 동안 상기 실린더 비활성화 시스템이 적어도 하나의 흡기 밸브의 주요 이벤트 동작을 비활성화하는 것을 선택적으로 방지하도록 구성된 차단 시스템을 포함하는, 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 엔진 제동 시스템은 상기 내연 기관의 각각의 사이클에 대해 적어도 2개의 압축 방출 이벤트를 생성하도록 구성되는, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 주요 이벤트 동작 시스템은 적어도 하나의 밸브 브리지를 포함하고, 상기 실린더 비활성화 시스템은 상기 적어도 하나의 밸브 브리지 상에 붕괴 특징부를 포함하는, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 비활성화 시스템은 유압에 응답하여 주요 이벤트 동작을 비활성화하도록 구성되고, 상기 차단 시스템은 상기 실린더 비활성화 시스템에서 유압을 방지하도록 구성되는, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 비활성화 시스템은 유압에 응답하여 주요 이벤트 동작을 활성화하도록 구성되고, 상기 차단 시스템은 상기 실린더 비활성화 시스템에서 유압을 허용하도록 구성되는, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 엔진 제동 시스템은 상기 적어도 하나의 배기 밸브와 연관된 전용 브레이크 로커를 포함하는, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 차단 시스템은 상기 실린더 비활성화 시스템이 적어도 하나의 밸브 세트에서 흡기 밸브의 주요 이벤트 동작을 비활성화하는 것을 선택적으로 방지하기 위해 유압 유체의 흐름을 제어하도록 배열된 차단 솔레노이드 밸브를 포함하는, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 엔진 제동 시스템은 상기 적어도 하나의 실린더 상의 적어도 하나의 밸브에서 제동 동작을 생성하기 위해 유압 유체의 흐름을 제어하도록 배열된 브레이크 솔레노이드 밸브를 포함하는, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 실린더 비활성화 시스템은 상기 적어도 하나의 실린더 중 적어도 하나와 연관된 상기 흡기 및 배기 밸브의 주요 이벤트 동작을 비활성화하기 위해 유압 유체의 흐름을 제어하도록 배열된 실린더 비활성화 솔레노이드 밸브를 포함하는, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 차단 시스템은 로커 암에 배치되고 상기 로커 암의 유압 통로에서의 흐름을 방지하도록 배열된 밸브를 포함하는, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 차단 시스템은 상기 적어도 하나의 흡기 밸브의 주요 이벤트 동작을 비활성화하는 데 달리 사용되는 상기 실린더 비활성화 시스템의 일부에 의해 제공되는 유압 유체의 흐름을 차단하도록 배열된 밸브를 포함하는, 시스템.
- 적어도 하나의 실린더를 갖는 내연 기관에서 실린더 비활성화 및 고출력 밀도(HPD) 엔진 제동을 용이하게 하기 위해 밸브 동작을 제어하는 방법으로서, 상기 내연 기관은: 상기 적어도 하나의 실린더의 각각과 연관되고, 각각은 적어도 하나의 흡기 밸브 및 적어도 하나의 배기 밸브를 포함하는 밸브 세트;
상기 밸브 세트 각각에서 주요 이벤트 동작을 생성하기 위한 주요 이벤트 동작 시스템;
상기 적어도 하나의 배기 밸브에 운동을 추가함으로써 엔진 제동 작동 동안 엔진 제동 밸브 동작을 생성하기 위한 엔진 제동 시스템; 적어도 하나의 밸브 세트에서 상기 흡기 및 배기 밸브의 주요 이벤트 동작을 선택적으로 비활성화하기 위한 실린더 비활성화 시스템; 및 상기 실린더 비활성화 시스템이 상기 엔진 제동 작동과 조합하여 적어도 하나의 흡기 밸브의 주요 이벤트 동작을 비활성화하는 것을 선택적으로 방지하기 위한 차단 시스템을 포함하고, 상기 방법은:
상기 밸브 세트 중 적어도 하나를 위한 상기 제동 시스템에서의 제동 작동을 개시하는 단계;
상기 실린더 비활성화 시스템에서 실린더 비활성화 작동을 개시하되, 상기 실린더 비활성화 작동은 상기 적어도 하나의 밸브 세트에 대한 흡기 및 배기 주요 이벤트 동작 모두를 비활성화하는 경향이 있는 단계; 및
상기 적어도 하나의 흡기 밸브의 주요 이벤트 동작의 비활성화를 방지하기 위한 상기 차단 시스템에서의 차단 작동을 개시하는 단계를 포함하는, 방법. - 제12항에 있어서, 상기 내연 기관의 각각의 사이클에 대해 적어도 2개의 압축 방출 이벤트를 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 적어도 하나의 흡기 밸브의 주요 이벤트 동작은 상기 제동 작동에서 수행되는 압축 방출 제동 이벤트를 향상시키는, 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 차단 작동은 로커 암의 차단 밸브에 의해 수행되는, 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 차단 작동은 로커 샤프트의 차단 밸브에 의해 수행되는, 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 차단 작동은 솔레노이드 매니폴드의 차단 밸브에 의해 수행되는, 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 차단 시스템은 로커 샤프트에 배치된 밸브를 포함하는, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 차단 시스템은 솔레노이드 밸브 매니폴드에 배치된 밸브를 포함하는, 시스템.
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Legal Events
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |