KR20090063912A

KR20090063912A - 가솔린 직접 분사 엔진의 가변 차지 모션 밸브 제어장치

Info

Publication number: KR20090063912A
Application number: KR1020070131442A
Authority: KR
Inventors: 이춘식; 양승연
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2007-12-14
Filing date: 2007-12-14
Publication date: 2009-06-18
Also published as: KR101294439B1

Abstract

본 발명은 가솔린 직접 분사 엔진의 가변 차지 모션 밸브 제어장치에 관한 것으로, 특히 가솔린 멀티 포인트 분사(MPI) 엔진에서 시동 및 시동 직후, 텀블에 의한 연소 안정성 향상과 유동 속도 증가에 의한 연료 월 웨팅(Wall Wetting) 감소에 의하여 초기 시동성 향상 및 배출 가스 저감 목적으로 VCM 밸브(Variable Charge Motion 밸브)를 작동시키기 위한 작동 기구에 대한 것으로서, 기존의 구동 모터를 이용한 경우의 문제점과 서지탱크로부터 발생되는 부압을 이용하고자 하는 경우의 단점을 보완하여 기구적으로 VCM 밸브를 작동시킴으로써 제작원가를 줄이며, 동시에 부압이 충분히 형성되지 못한 시동 및 시동 초기에 역기전력을 이용한 기구적인 조작에 의하여 상기 VCM 밸브를 작동시킬 수 있도록 하여 제어가 간단하게 이루어질 수 있도록 하는 가솔린 직접 분사 엔진의 가변 차지 모션 밸브 제어장치에 관한 것이다.

가솔린 직접 분사, GDI, VCM 밸브

Description

가솔린 직접 분사 엔진의 가변 차지 모션 밸브 제어장치{a variable charge motion valve control device for gasoline direct injection engines}

본 발명은 가솔린 멀티 포인트 분사(MPI) 엔진에서 시동 및 시동 직후, 텀블에 의한 연소 안정성 향상과 유동 속도 증가에 의한 연료 월 웨팅(Wall Wetting) 감소에 의하여 초기 시동성 향상 및 배출 가스 저감 목적으로 VCM 밸브(Variable Charge Motion 밸브)를 작동시키기 위한 작동 기구에 대한 것으로서, 기존의 구동 모터를 이용한 경우의 문제점과 서지탱크로부터 발생되는 부압을 이용하고자 하는 경우의 단점을 보완하여 회전축에 연결된 회전판을 회전시키는 기구적으로 VCM 밸브를 작동시킴으로써 제작원가를 줄이며, 동시에 부압이 충분히 형성되지 못한 시동 및 시동 초기에 역기전력을 이용한 기구적인 조작에 의하여 상기 VCM 밸브를 작동시킬 수 있도록 하여 제어가 간단하게 이루어질 수 있도록 하는 가솔린 직접 분사 엔진의 가변 차지 모션 밸브 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 가솔린 직접 분사(Gasoline Direct Injection; 이하 'GDI'라 함) 엔진은 공기만이 연소실 내로 흡입되고, 연료는 전자적으로 정밀하게 제어되는 인젝터에 의해 연소실로 직접 분사되는 것으로, 이 방식은 균일 혼합기는 물론, 성층 혼합기의 형성을 가능하게 하여 고출력과 저연비를 동시에 달성하게 한다.

즉, 가솔린 직접 분사 엔진은 이론 공연비, 희박 운전영역, 초희박 운전영역의 3가지 영역이 존재하며, 이상적으로 초희박 운전 영역만을 추구하나, 실제 차속이 일정 이하이고, 수온이 일정 이하일 때는 운전의 안정성을 위해 이론 공연비 운전을 유지해야 하고, 이론 공연비 영역과 초희박 운전영역의 중간에 희박 운전영역을 만들어 양 영역을 자주 왕복하는 것에 대한 충격을 최소화해야 한다.

한편, 멀티 포인트 분사(Multi Point Injection; 이하 'MPI'라 함)용 전자 제어 시스템(Electronic Management System; 이하 'EMS'라 함)은 쓰로틀링을 통한 제어로서 VCM 밸브(Variable Charge Motion 밸브 ; 이하 VCM 밸브라 함.)를 선택적으로 사용하나, 가솔린 직접 분사 엔진(GDI)의 전자 제어 시스템(EMS)은 인젝터를 통한 연료량 제어로서 흡기 유동의 정도를 제어하기 위해서 VCM 밸브를 사용하여야 한다.

여기서, 상기 VCM 밸브는 흡기 유동을 스월 또는 텀블 타입으로 연소실에 공급하기 위한 스월 컨트롤 밸브(Swirl Control Valve; SCV) 또는 텀블 컨트롤 밸브(Tumble Control Valve; MCV)를 통칭하는 명칭으로 규정한다.

즉, MPI 엔진에서의 VCM 밸브는 필요에 따라 린번 엔진 등에서 선택적으로 사용되며, 그의 작동 수준은 오픈/클로즈 2단계에 불과하나, GDI 엔진에서의 VCM 밸브는 초희박 운전시 적정한 흡기 유동을 강화하기 위해 반드시 사용되어야 하고, 또한 VCM 밸브의 제어도 오픈과 클로즈를 복수개의 단계로 나누어 세밀하게 제어되어야 한다.

이러한 이유로는 초희박 운전에서는 엔진의 부하와 속도에 따라 달리하는 값을 지녀야 하기 때문에 적정한 유동을 만들어 주어야한다.

특히, 종래 기술에 따른 GDI 엔진의 VCM 밸브(SCV인 경우) 제어 장치는 흡기 매니폴드에 설치되는 회전축이 흡기 매니폴드 외부 일측에 설치되는 구동모터에 연결되며, 상기 흡기 매니폴드의 일측 포트 내에 상기 회전축 상에 SCV가 장착되며, 엔진 회전수 및 액셀러레이터 페달의 개도량 신호에 따른 ECU로부터의 제어 신호에 의해 상기 구동모터가 작동하여 SCV를 개폐함으로써 흡기의 유동을 스월 타입으로 연소실에에 공급한다.

그런데, 상기한 바와 같은 구성의 GDI 엔진의 VCM 밸브 제어 장치는, VCM 밸브를 작동하는데 DC 모터로 구성되는 고가의 구동 모터를 사용하므로 제작원가가 상승하고, 구동 모터의 작동을 정밀하게 제어하기 위한 제어로직이 복잡하게 되는 등의 문제점을 내포하고 있다.

그래서, 최근에는 서지탱크로부터 발생되는 부압을 축적하여 기구적으로 VCM 밸브를 엔진의 운전조건에 맞게 작동시킴으로써 제작원가를 줄이며, 동시에 기구적인 조작에 의하여 상기 VCM 밸브를 작동시킬 수 있도록 하여 제어가 간단하게 이루어질 수 있도록 하는 GDI 엔진의 VCM 밸브 제어장치가 제안된 바 있다.

그러나, 상기와 같이 최근에 제안된 GDI 엔진의 VCM 밸브 제어장치는 시동 및 시동 직후의 Open/Close 2단계에 불과하나, VCM 밸브를 작동하는데 DC 모터로 구성되는 고가의 구동 모터를 사용하므로 제작원가가 상승하는 원인이 됨과 동시에, 구동 모터의 작동을 정밀하게 제어하기 위한 제어로직이 복잡하게 되는 등의 문제점을 내포하고 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,

서지탱크로부터 발생되는 부압을 축적하여 회전축에 연결된 회전판의 회전량 조절을 통해 VCM 밸브를 엔진의 운전조건에 맞게 작동시킴으로서 제작원가를 줄이며, 동시에 기구적인 조작에 의하여 상기 VCM 밸브를 작동시킬 수 있도록 하여 제어가 간단하게 이루어질 수 있도록 하는 가솔린 직접 분사 엔진의 가변 차지 모션 밸브 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명은 흡기 매니폴드의 포트를 관통하여 설치되고, 외부 조작시 회전되는 회전축, 상기 흡기 매니폴드의 외부로 돌출된 부위에 형성되어 상기 회전축과 함께 회전되는 회전판, 상기 흡기 매니폴드의 포트 내에서 상기 회전축 상에 장착되어 상기 회전축과 함께 회전되며 상기 포트 내부를 개폐하는 VCM 밸브, 상기 회전판에 연결되어 상기 회전판의 회전 상태를 제어함으로써 상기 VCM 밸브를 통해 상기 포트 내부를 자동 개폐하는 작동수단을 포함하여 이루어진 가솔린 직접 분사 엔진의 가변 차지 모션 밸브 제어장치를 특징으로 한다.

상기 작동수단은 흡기 매니폴드와 연결되는 서지탱크의 일측에 형성되어 상기 흡기 매니폴드에서 생성되는 부압을 축적하는 부압챔버의 부압력을 공급받아 상 기 VCM 밸브와 연결된 상기 회전판을 설정된 회전 각도만큼 회전시키기 위해 상기 회전판에 연결된 회전부 및 상기 회전판의 외측에 형성되어 상기 VCM 밸브의 개폐 상태를 유지하기 위해 상기 회전판의 회전을 단속하는 회전단속부로 구성함을 특징으로 한다.

상기 회전부는 상기 회전판에 힌지된 작동로드와 연결되어 부압에 의해 작동하여 상기 작동로드를 타원 궤적을 따라 회전시킴으로써 상기 회전판의 회전을 유도하는 부압 액츄에이터, 상기 부압챔버와 상기 부압 액츄에이터를 연결하는 부압관로 상의 일측에 장착되어 제어신호에 따라 상기 부압 액츄에이터에 부압 또는 대기압이 선택적으로 공급될 수 있도록 하는 제어밸브 및 외부 신호에 따라 상기 제어밸브에 제어신호를 출력하는 이씨유(ECU)로 구성함을 특징으로 한다.

상기 회전단속부는 상기 회전판에 근접되게 형성되고 상기 회전판 방향으로 개방된 하우징, 상기 하우징의 내부에 구비되어 외부 전원의 전류 흐름 방향에 따라 전·후진되는 플런저, 상기 플런저의 이동을 위해 상기 플런저의 둘레에 해당되는 상기 하우징의 내부 또는 외부 둘레면에 장착되어 전류의 흐름을 안내하는 전원코일 및 상기 VCM 밸브의 열림상태 또는 닫힘상태에 해당되는 위치에서 상기 플런저와 일직선상에 해당되는 측부위에 함몰되어 상기 하우징의 외측으로 전진된 상기 플런저를 수용하는 수용홈으로 구성함을 특징으로 한다.

상기 하우징은 상기 플런저를 상기 회전판 방향으로 미는 힘을 유지하기 위해 내부에 리턴스프링을 구비함이 바람직하다.

상기 회전판은 초기 상태에서 회전시 원위치로 복귀 유도하기 위해 장력스프 링을 구비하고, 상기 장력스프링은 일단을 상기 흡기 매니폴드 외측에 연결함과 아울러 타단을 상기 회전판에 연결하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 가솔린 직접 분사 엔진의 가변 차지 모션 밸브 제어장치는

서지탱크로부터 발생되는 부압을 별도의 부압챔버에 축적하고, 이를 이용한 부압 액츄에이터의 작동에 의해 VCM 밸브를 엔진의 운전조건에 맞게 회전축에 연결된 회전판을 회전시킴으로써 고가의 구동모터 사용을 배제하여 제작원가를 줄일 수 있는 효과가 있으며, 동시에 기구적인 조작에 의하여 상기 VCM 밸브를 작동시킴으로서 제어가 간단하다는 등의 효과가 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 한 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 당업자에게 자명하다고 할 수 있는 바, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속하는 것이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가솔린 직접 분사 엔진의 가변 차지 모션 밸브 제어장치의 구성도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시동전 또는 VCM 밸브 열림 상태를 보인 회전판의 구속을 보인 작동 상태도이며, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시동시 VCM 밸브 열림 상태를 보인 회전판의 회전된 상태의 작동 상태도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가솔린 직접 분사 엔진의 가변 차지 모션 밸브 제어장치는 흡기 매니폴드(10), 회전축(20), 회전판(30), VCM 밸브(40) 및 작동수단(100)으로 이루어진다.

상기 흡기 매니폴드(10)는 다수 개의 포트(12)를 형성하고, 각 포트(12)에는 동시에 회전축(20)이 회전 가능하게 삽입된다.

상기 회전축(20)은 구동모터 등 외부 조작에 의해 회전된다.

그리고, 각 포트(12) 내부에 위치한 회전축(20) 둘레에는 VCM 밸브(40)가 구비된다.

상기 VCM 밸브(40)는 회전축(20)과 동일 방향 및 동일 회전속도로 회전되게 구비된다.

특히, 상기 VCM 밸브(40)는 판 형상으로 형성되어 흡기 매니폴드(10) 더욱 상세히 각 포트(12)를 개폐하는 역할을 한다.

또한, 상기 회전축(20)은 흡기 매니폴드(10)의 최외측 포트(12) 외부로 돌출되게 되고, 이 회전축(20)의 돌출된 부위에는 회전판(30)이 형성된다.

상기 회전판(30)은 회전축(20)과 동일 방향 및 동일 회전속도로 회전되게 구비된다.

한편, 상기 작동수단(100)은 회전판(30)에 연결되어 회전판(30)의 회전 상태를 제어함으로써 VCM 밸브(40)를 통해 포트(12) 내부를 자동 개폐하도록 조작한다.

즉, 상기 작동수단(100)은 회전판(30)을 정해진 범위 내에서 일측 방향 또는 타측 방향으로 회전시킴과 동시에 회전된 상태를 유지하도록 구속하게 된다.

이때, 상기 회전판(30)은 회전축(20) 및 VCM 밸브(40)와 일체적으로 연결되어 있기 때문에 포트(12)의 개폐를 유도하게 된다.

특히, 상기 작동수단(100)은 흡기 매니폴드(10)와 연결되는 서지탱크(110)의 일측에 형성되어 흡기 매니폴드(10)에서 생성되는 부압을 축적하는 부압챔버(120)의 부압력을 공급받아 VCM 밸브(40)와 연결된 회전판(30)을 설정된 회전 각도만큼 회전시키기 위해 회전판(30)에 연결된 회전부(130) 및 상기 회전판(30)의 외측에 형성되어 VCM 밸브(40)의 개폐 상태를 유지하기 위해 회전판(30)의 회전을 단속하는 회전단속부(140)로 이루어진다.

즉, 상기 회전부(130)는 부압챔버(120)의 부압력을 이용하여 회전판(30)을 설정된 범위 내에서 왕복 회전시키도록 제어하고, 상기 회전단속부(140)는 회전판(30)의 회전된 상태를 구속 및 구속 해제하는 역할을 한다.

한편, 상기 회전부(130)는 부압 액츄에이터(132), 제어밸브(134) 및 이씨유(136,이하, 'ECU'라 함)로 이루어진다.

상기 부압 액츄에이터(132)는 회전판(30)에 힌지된 작동로드(133)와 연결되어 부압에 의해 작동하여 작동로드(133)를 원호 궤적을 따라 회전시킴으로써 회전판(30)의 회전을 유도하는 역할을 한다.

이때, 상기 작동로드(133)는 일단을 회전판(30)의 가장자리에 힌지 연결하고, 타단을 부압 액츄에이터(132)에 연결한다.

그리고, 상기 부압 액츄에이터(132)는 흡기 매니폴드(10)에 고정 연결됨이 바람직하다.

아울러, 상기 부압 액츄에이터(132)는 부압에 의해 작동하는 다이아프램으로 이루어지는 것이 바람직하다.

특히, 상기 흡기 매니폴드(10) 연결되는 서지탱크(110)의 일측에는 흡기 매니폴드(10)에서 생성되는 부압을 축적하는 부압챔버(120)가 장착되는데, 이때, 상기 서지탱크(110)와 부압챔버(120) 사이에는 서지탱크(110) 내의 압력이 설정부압(약 -0.5bar) 이상일 때, 닫히도록 탄성계수가 설정된 체크밸브(115)가 설치된다.

따라서, 엔진의 시동시나 아이들 또는 저부하 운전영역에서 상기 서지탱크(110) 내에 부압이 크게 걸리면(즉, -0.5bar미만으로 걸리면), 상기 체크밸브(115)가 열려 부압챔버(120) 내에 부압이 축적된다.

그리고, 상기 제어밸브(134)는 부압챔버(120)와 부압 액츄에이터(132)를 연결하는 부압관로(135) 상의 일측에 장착되어 제어신호에 따라 부압 액츄에이터(132)에 부압 또는 대기압이 선택적으로 공급하는 역할을 한다.

이때, 상기 제어밸브(134)는 부압챔버(120)와 부압 액츄에이터(132) 및 대기로 각각 연결되는 3웨이 솔레노이드밸브로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 ECU(136)는 외부 신호에 따라 제어밸브(134)에 제어신호를 출력하는 역할을 한다.

따라서, 상기 부압 액츄에이터(132)는 부압챔버(120)로부터 부압을 공급받아 작동로드(133)를 원호 궤적을 따라 왕복 이동시키고, 상기 회전판(30)은 작동로드(133)의 움직임에 의해 설정된 회전각도만큼 왕복 이동 가능하게 된다.

한편, 상기 회전단속부(140)는 하우징(141), 플런저(142), 전원코일(143), 수용홈(144) 및 리턴스프링(145)으로 이루어진다.

상기 하우징(141)은 회전판(30)에 근접되도록 임의의 고정체에 고정 설치된다.

그리고, 상기 하우징(141)은 회전판(30) 방향으로만 개방된다.

또한, 상기 플런저(142)는 하우징(141) 내부에 삽입되어 하우징(141)의 축 방향을 따라 전후진 가능하게 된다.

특히, 상기 플런저(142)는 외부 전원의 전류 흐름 방향에 따라 전·후진되게 된다.

아울러, 상기 전원코일(143)은 플런저(142)의 이동을 위해 플런저(142)의 둘레에 해당되는 하우징(141)의 내부 또는 외부 둘레면에 장착되어 전류의 흐름을 안내한다.

그리고, 상기 수용홈(144)은 VCM 밸브(40)의 열림 상태 또는 닫힘 상태에 해당되는 위치에서 플런저(142)와 일직선상에 해당되는 측부위에 함몰되어 하우징(141)의 외측으로 전진된 플런저(142)를 수용함으로써 회전판(30)의 임의 회전을 방지하는 역할을 한다.

특히, 상기 수용홈(144) 내부에는 연결단자(도시하지 않음)가 구비되어 상기 플런저(142)와의 접촉시 신호를 발생하게 된다.

또한, 상기 리턴스프링(145)은 플런저(142)를 회전판(30) 방향으로 미는 힘을 유지하기 위해 하우징(141)의 내부에 구비된다.

이때, 상기 회전판(30)은 초기 상태에서 회전시 원위치로 복귀 유도하기 위해 장력스프링(150)을 구비한다.

즉, 상기 장력스프링(150)은 일단을 흡기 매니폴드(10) 외측에 연결함과 아울러 타단을 상기 회전판(30)에 연결함으로써 초기 상태에서 회전판(30)의 회전시 회전판(30)을 원위치로 복귀시키려는 힘을 발생하게 된다.

이때, 상기 리턴스프링(145)와 장력스프링(150)은 코일 스프링인 것으로 한다.

이와 같이 구성된 회전단속부(140)의 작동상태를 상세하게 설명한다.

먼저, 도 2a 및 도 2b는 시동전 또는 VCM 밸브 열림 상태를 보인 회전판의 구속을 보인 작동 상태도이다.

우선적으로, 시동 전의 초기 장착 상태를 설명하면, 상기 회전단속부(140)의 하우징(141) 내의 플런저(142)가 회전판(30)의 외측 일부에 가공되어 있는 수용홈(144)에 삽입되고, 이에 따라 VCM 밸브(40)가 열림 상태로 고정되어 있다.

이때, 상기 회전판(30)에는 장력이 걸린 상태의 장력스프링(150)이 장착되어 있으며, 상기 부압 액츄에이터(132)와 연결되어 있는 작동로드(133)에는 부압이 작동하지 않은 상태이므로 부압에 의한 힘이 없는 상태이다.

또한, 상기 전원코일(143)은 배터리 상시 전원(VB+)과 접지(GND)에 연결되어 있어 IG ON 시 순방향의 전류가 흐르는 상태가 되며, 상기 리턴스프링(145)과 플런저(142)는 회전판(30)의 외측 일부에 가공되어 있는 수용홈(144) 내의 연결 단자(도시하지 않음)를 통하여 통전됨으로써 ECU(136)에 VCM 밸브(40)가 열려 있음을 알 수 있는 신호를 제공한다.

그리고, 시동 후 상황을 설명하면, 시동 후 일정 시간(대략 1~2초 전후)이 지나면 서지탱크(110) 내의 부압은 -0.5 bar 이하의 상태가 되며, 상기 부압챔버(120)에는 상기 VCM 밸브(40)를 작동시킬 만큼 충분한 부압을 축적할 수 있게 된다.

상기 부압챔버(120)에 충분한 정도의 부압이 축적되었을 때, ECU(136)로부터의 제어 신호에 의해 상기 부압 액츄에이터(132)에 부압이 걸리도록 제어밸브(134)를 작동시키면, 상기 부압 액츄에이터(132)는 작동로드(133)를 통하여 상기 회전판(30)을 VCM 밸브(40)가 열리는 방향으로 회전시켜 VCM 밸브(40)가 열리는 과정을 나타낸 것이다.

이때, 상기 플런저(142)는 상기 리턴스프링(145)에 의해 전진하게 되면서 수용홈(144)에 삽입되고, 상기 회전판(30)은 상기 VCM 밸브(40)가 열린 상태로 고정되며, 상기 회전판(30)에 연결되어 있는 장력스프링(150)에는 장력이 걸리게 된다.

한편, 상기 플런저(142)는 상기 회전판(30)의 외측 일부에 가공되어 있는 수용홈(144)에 삽입되면서 수용홈(144) 내의 연결 단자와 통전됨으로써, 상기 ECU(136)에 VCM 밸브(40)가 열려 있음을 알 수 있는 신호를 제공하게 된다.

또한, 도 3a 및 도 3b는 시동시 VCM 밸브 열림 상태를 보인 회전판의 회전된 상태의 작동 상태도이다.

이를 설명하면, 시동 신호가 주어지면 배터리 전압은 순간적으로 강하하게 되어 전원코일(143)에 역방향의 전류가 순간적으로 흐르게 되면서 생기는 역기전력 에 의하여 수용홈(144)에 삽입되어 있던 상기 하우징(141) 내의 플런저(142)가 후퇴하면서 상기 회전판(30)의 회전이 자유롭게 되고, 상기 회전판(30)에 장력이 걸린 상태로 장착되어 있던 장력스프링(150)의 장력에 의하여 상기 회전판(30)이 회전하면서, 상기 회전판(30)에 연결되어 있는 상기 회전축(20)의 회전에 의하여 상기 VCM 밸브(40)가 열림 상태로 된다.

이때, 상기 플런저(142)는 상기 회전판(30)의 외측 일부에 가공되어 있는 수용홈(144) 내의 연결 단자와 단락 됨으로써, 상기 ECU(136)에 VCM 밸브(40)가 닫혀 있음을 알 수 있는 신호를 제공하게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가솔린 직접 분사 엔진의 가변 차지 모션 밸브 제어장치의 구성도.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시동전 또는 VCM 밸브 열림 상태를 보인 회전판의 구속을 보인 작동 상태도.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시동시 VCM 밸브 열림 상태를 보인 회전판의 회전된 상태의 작동 상태도.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10: 흡기 매니폴드 20: 회전축

30: 회전판 40: VCM 밸브

100: 작동수단 110: 서지탱크

120: 부압챔버 130: 회전부

132: 부압 액츄에이터 133: 작동로드

134: 제어밸브 136: 이씨유(ECU)

140: 회전단속부 141: 하우징

142: 플런저 143: 전원코일

144: 수용홈 145: 리턴스프링

Claims

흡기 매니폴드의 포트를 관통하여 설치되고, 외부 조작시 회전되는 회전축;

상기 흡기 매니폴드의 외부로 돌출된 부위에 형성되어 상기 회전축과 함께 회전되는 회전판;

상기 흡기 매니폴드의 포트 내에서 상기 회전축 상에 장착되어 상기 회전축과 함께 회전되며 상기 포트 내부를 개폐하는 VCM 밸브;

상기 회전판에 연결되어 상기 회전판의 회전 상태를 제어함으로써 상기 VCM 밸브를 통해 상기 포트 내부를 자동 개폐하는 작동수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가솔린 직접 분사 엔진의 가변 차지 모션 밸브 제어장치.
제 1항에 있어서,

상기 작동수단은 상기 흡기 매니폴드와 연결되는 서지탱크의 일측에 형성되어 상기 흡기 매니폴드에서 생성되는 부압을 축적하는 부압챔버의 부압력을 공급받아 상기 VCM 밸브와 연결된 상기 회전판을 설정된 회전 각도만큼 회전시키기 위해 상기 회전판에 연결된 회전부; 및

상기 회전판의 외측에 형성되어 상기 VCM 밸브의 개폐 상태를 유지하기 위해 상기 회전판의 회전을 단속하는 회전단속부로 이루어진 것을 특징으로 하는 가솔린 직접 분사 엔진의 가변 차지 모션 밸브 제어장치.
제 2항에 있어서,

상기 회전부는 상기 회전판에 힌지된 작동로드와 연결되어 부압에 의해 작동하여 상기 작동로드를 원호 궤적을 따라 회전시킴으로써 상기 회전판의 회전을 유도하는 부압 액츄에이터;

상기 부압챔버와 상기 부압 액츄에이터를 연결하는 부압관로 상의 일측에 장착되어 제어신호에 따라 상기 부압 액츄에이터에 부압 또는 대기압이 선택적으로 공급될 수 있도록 하는 제어밸브; 및

외부 신호에 따라 상기 제어밸브에 제어신호를 출력하는 ECU로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가솔린 직접 분사 엔진의 가변 차지 모션 밸브 제어장치.
제 2항에 있어서,

상기 회전단속부는 상기 회전판에 근접되게 형성되고, 상기 회전판 방향으로 개방된 하우징;

상기 하우징의 내부에 구비되어 외부 전원의 전류 흐름 방향에 따라 전·후진되는 플런저;

상기 플런저의 이동을 위해 상기 플런저의 둘레에 해당되는 상기 하우징의 내부 또는 외부 둘레면에 장착되어 전류의 흐름을 안내하는 전원코일; 및

상기 VCM 밸브의 열림상태 또는 닫힘상태에 해당되는 위치에서 상기 플런저와 일직선상에 해당되는 측부위에 함몰되어 상기 하우징의 외측으로 전진된 상기 플런저를 수용하고, 연결단자를 구비하여 상기 플런저와의 접촉 신호를 발생하는 수용홈으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가솔린 직접 분사 엔진의 가변 차지 모션 밸브 제어장치.
제 4항에 있어서,

상기 하우징은 상기 플런저를 상기 회전판 방향으로 미는 힘을 유지하기 위해 내부에 리턴스프링을 구비하는 것을 특징으로 하는 가솔린 직접 분사 엔진의 가변 차지 모션 밸브 제어장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 회전판은 초기 상태에서 회전시 원위치로 복귀 유도하기 위해 장력스프링을 구비하고;

상기 장력스프링은 일단을 상기 흡기 매니폴드 외측에 연결함과 아울러 타단을 상기 회전판에 연결하는 것을 특징으로 하는 가솔린 직접 분사 엔진의 가변 차지 모션 밸브 제어장치.