(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス交換弁（２６）を備えた機械的に制御可能な弁駆動装置（５４）であって、
前記ガス交換弁（２６）に伝達アセンブリ（３５）が端面を介して作用し、前記伝達アセンブリ（３５）はシリンダヘッドにおいて支承手段（３６，３８）を介して可動に支承されていて、前記伝達アセンブリ（３５）は弁リフト調整装置（４１）及びカムシャフト（４０）に作用接続していて、前記弁リフト調整装置（４１）は、２つの基点（６４，７０）及び１つの頂点輪郭（６１）を有し、かつ、ばね機構（５５）の予付勢力に抗して前記伝達アセンブリ（３５）に作用する偏心体機構（６２）を備えた回動可能な調整機構（４９）を有し、種々異なる弁リフト位置が調節可能である、ガス交換弁を備えた機械的に制御可能な弁駆動装置において、
前記調整機構（４９）は、周方向において少なくとも１つの他の偏心体機構（６０）を有し、少なくとも２つの頂点輪郭（６１，６３）が設けられていて、前記調整機構（４９）の回動角αに基づいて、異なる偏心体機構（６０，６２）が前記伝達アセンブリ（３５）に係合することができ、
前記各偏心体機構（６０，６２）の基点（６４，７０）は、少なくとも１つのゼロリフト湾曲部（７２）により互いに離間されていることを特徴とする、ガス交換弁を備えた機械的に制御可能な弁駆動装置。
【請求項２】
前記各偏心体機構（６０，６２）の他の基点（６６，６８）は、アイドリング運転点（６６，６８）であり、該アイドリング運転点（６６，６８）は、アイドリング運転リフト湾曲部（７４）により互いに離間されていて、該アイドリング運転リフト湾曲部（７４）は、前記頂点輪郭（６１，６３）よりも半径方向で低く、前記ゼロリフト湾曲部（７２）よりも半径方向で高いことを特徴とする、請求項１記載の機械的に制御可能な弁駆動装置。
【請求項３】
前記偏心体機構（６０；６２）は、異なる形状を有していることを特徴とする、請求項１又は２記載の機械的に制御可能な弁駆動装置。
【請求項４】
少なくとも１つの偏心体機構（６０；６２）は、頂点に対して非対称的に形成されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の機械的に制御可能な弁駆動装置。
【請求項５】
前記伝達アセンブリ（３５）は、少なくとも１つの揺動アーム（５６）と、少なくとも１つのロッカアーム（５８）とを有していて、前記揺動アーム（５６）は所定の端面でもって前記ガス交換弁（２６）に作用し、前記ロッカアーム（５８）は、前記弁リフト調整装置（４１）及び前記カムシャフト（４０）に作用接続していて、かつ、作業湾曲部を介して前記揺動アーム（５６）に作用することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の機械的に制御可能な弁駆動装置。
【請求項６】
直列に配置された複数のガス交換弁（１２，１４，１６，１８，２０，２２，２４，２６）を備えた機械的に制御可能な弁駆動装置アセンブリ（１０）であって、
前記ガス交換弁に対して、直列に配置された少なくとも２つのシリンダ（８６，８８，９０，９２）が配設されていて、少なくとも１つのガス交換弁（１２，１４，１６，１８，２０，２２，２４，２６）に対して、１つの伝達アセンブリ（２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４，３５）が配設されていて、各伝達アセンブリ（２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４，３５）は、シリンダヘッドにおいて支承手段（３６，３８）を介して可動に支承されていて、各前記伝達アセンブリ（２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４，３５）は、弁リフト調整装置（４１）及びカムシャフト（４０）に夫々作用接続していて、各弁リフト調整装置（４１）は、２つの基点（６４，７０；８２，８４）と１つの頂点輪郭（６３）とを有し、かつ、ばね機構（５５）の予付勢力に抗して前記伝達アセンブリ（２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４，３５）に作用する偏心体機構（６２；７６）を備えた回動可能な調整機構（４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９）を有し、種々異なる弁リフト位置が調節可能である、直列に配置された複数のガス交換弁を備えた機械的に制御可能な弁駆動装置アセンブリにおいて、
少なくとも１つの前記調整機構（４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９）は、周方向において少なくとも１つの他の偏心体機構（６０）を有し、少なくとも２つの頂点輪郭（６１，６３）が設けられていて、前記調整機構（４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９）の回動角αに基づいて、種々異なる偏心体機構（６０；６２；７６）は、前記伝達アセンブリ（２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４，３５）に係合することができ、
少なくとも１つの調整機構（４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９）において、前記各偏心体機構（６０；６２）の基点（６４，７０）は、少なくとも１つのゼロリフト湾曲部（７２）により互いに離間されていることを特徴とする、直列に配置された複数のガス交換弁を備えた機械的に制御可能な弁駆動装置アセンブリ。
【請求項７】
前記各偏心体機構（６０，６２）の他の基点（６６，６８）は、アイドリング運転点（６６，６８）であり、該アイドリング運転点（６６，６８）は、アイドリング運転リフト湾曲部（７４）により互いに離間されていて、該アイドリング運転リフト湾曲部（７４）は、前記頂点輪郭（６１，６３）よりも半径方向で低く、前記ゼロリフト湾曲部（７２）よりも半径方向で高いことを特徴とする、請求項６記載の機械的に制御可能な弁駆動装置アセンブリ。
【請求項８】
前記偏心体機構（６０；６２）は、異なる形状を有することを特徴とする、請求項６又は７記載の機械的に制御可能な弁駆動装置アセンブリ。
【請求項９】
少なくとも１つの前記偏心体機構（６０；６２）は、所定の頂点に対して非対称的に形成されていることを特徴とする、請求項６から８までのいずれか１項記載の機械的に制御可能な弁駆動装置アセンブリ。
【請求項１０】
複数の前記調整機構（４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９）は、駆動機構（５２）により駆動可能であることを特徴とする、請求項６から９までのいずれか１項記載の機械的に制御可能な弁駆動装置アセンブリ。
【請求項１１】
複数の前記調整機構（４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９）は、エキセントリックシャフト（５０）に設けられていることを特徴とする、請求項６から１０までのいずれか１項記載の機械的に制御可能な弁駆動装置アセンブリ。
【請求項１２】
各前記伝達アセンブリ（２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４，３５）は、少なくとも１つの揺動アーム（５６）と、少なくとも１つのロッカアーム（５８）とを有し、前記揺動アーム（５６）は所定の端面でもって前記ガス交換弁（１２，１４，１６，１８，２０，２２，２４，２６）に作用し、前記ロッカアーム（５８）は、前記弁リフト調整装置（４１）及びカムシャフト（４０）に作用接続していて、かつ、作業湾曲部を介して前記揺動アーム（５６）に作用することを特徴とする、請求項６から１１までのいずれか１項記載の機械的に制御可能な弁駆動装置アセンブリ。
【請求項１３】
偶数個のシリンダ（８６，８８，９０，９２）が設けられていて、該シリンダ（８６，８８，９０，９２）の一方の半分は、前記ガス交換弁（１２，１４，１６，１８，２０，２２，２４，２６）を有し、該ガス交換弁（１２，１４，１６，１８，２０，２２，２４，２６）に対して夫々、該ガス交換弁（１２，１４，１６，１８，２０，２２，２４，２６）の他方の半分よりも１つ多い偏心体機構（６０；６２；７６）が配設されていることを特徴とする、請求項６から１２までのいずれか１項記載の機械的に制御可能な弁駆動装置アセンブリ。
【請求項１４】
排気側において、前記シリンダ（８６，８８，９０，９２）の一方の半分は、弁リフト調整部に作用接続しているガス交換弁（１２，１４，１６，１８，２０，２２，２４，２６）を有することを特徴とする、請求項１３記載の機械的に制御可能な弁駆動装置アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス交換弁を備えた機械的に制御可能な弁駆動装置に関し、ガス交換弁に伝達アセンブリが端面でもって作用し、伝達アセンブリは、シリンダヘッドにおいて支承手段により可動に支承されていて、伝達アセンブリは、弁リフト調整装置及びカムシャフトに作用接続していて、弁リフト調整装置は、２つの基点と１つの頂点輪郭（Scheitelkontur）とを有し、ばね機構の予付勢力に抗して伝達アセンブリに作用する偏心体機構を備えた回動可能な調整機構を有し、種々異なる弁リフト位置が調節可能である。さらに、本発明は、直列に配置された複数のガス交換弁を備えた、機械的に制御可能な弁駆動装置アセンブリに関し、ガス交換弁に対し、直列に配置された少なくとも２つのシリンダが配設されていて、１つのガス交換弁に対して１つの伝達アセンブリが配設されていて、各伝達アセンブリはシリンダヘッドにおいて支承手段により可動に支承されていて、各伝達アセンブリは、１つの弁リフト調整装置及び１つのカムシャフトに夫々作用接続していて、各弁リフト調整装置は、２つの基点と１つの頂点輪郭とを有し、かつ、伝達アセンブリにばね機構の予付勢力に抗して作用する偏心体機構を備えた回動可能な調整機構を有し、例えばゼロリフト、部分リフト及びフルリフトと云った、種々異なる弁リフト位置が調節可能であり、複数の調整機構が駆動機構により駆動可能である。
【０００２】
上記弁駆動装置及び上記弁駆動装置アセンブリは、例えば欧州特許出願公開第６３８７０６号明細書において公知である。この構成において、弁リフトの制御若しくは調整のために、シリンダヘッドにおいて回動可能に支承されているエキセントリックシャフトが設けられている。このエキセントリックシャフトは、弁リフトを０〜最大まで簡単に調節することができるように、伝達アセンブリに作用する。上記手段により、燃焼プロセスは、内燃機関の各運転状態に合わせて良好に調節することができる。さらに、独国特許出願公開第１０２００４００３３２４号明細書において、所定の運転状態に対して個々のシリンダを停止させる、という目的で互いに独立して調整することができる調整機構を、弁駆動装置アセンブリに設けることが公知になっている。さらに、欧州特許出願公開第１７６０２７８号明細書において、特に部分リフト及びフルリフトのための種々異なる湾曲延在部を有する偏心体機構を備えた弁駆動装置が公知になっている。ゼロリフト湾曲延在が、調整機構により同様に可能となる。
【０００３】
しかし上記公知の弁駆動装置／弁駆動装置アセンブリは、弁リフトの調整を偏心体機構湾曲部を介して極めて正確に行う必要があるという欠点を有する。さらに、弁リフト調節装置の可変性は、公知の弁駆動装置アセンブリでは、部分的なシリンダ停止時に極めて制限されている。これにより、高められた燃料消費、ひいては比較的高いエミッション値がもたらされる。
【０００４】
したがって、本発明の目的は、上記欠点を回避する弁駆動装置若しくは弁駆動装置アセンブリを提供することである。
【０００５】
上記目的は、調整機構が、周方向に少なくとも１つの他の偏心体機構を有し、少なくとも２つの頂点輪郭が設けられていて、調整機構の回動角αに基づいて、種々異なる偏心体機構が、伝達アセンブリに係合することができることにより達成される。こうして第一に、少なくとも３つの弁リフト状態の間を簡単かつ極めて迅速に往復して切り換えることが可能である。この構成において、どの方向に調整機構が回動するかは重要ではない。さらに、内燃機関の燃料消費及びエミッション値を、ガス交換弁の可変性を高めることにより低下させる廉価な解決手段がもたらされる。
【０００６】
特に有利な構成は、各偏心体機構の基点が、少なくとも１つのゼロリフト湾曲部により互いに離間されていることにより達成される。これにより調整機構の周面に、複数のゼロリフト湾曲延在部がもたらされる。この構成により、有利なシリンダ停止を実質的に可変に実施することができる。さらに、偏心体機構は種々異なる形状を有し、ひいては各弁リフト群（Ventilhubschar）の種々異なる構成を有していることが有利であってよい。少なくとも１つの偏心体機構が、各頂点輪郭に対して非対称的に形成されていることも可能である。特別な構成において、伝達アセンブリは、少なくとも１つの揺動アーム（Schwenkhebel）と、少なくとも１つのロッカアーム（Kipphebel）とを有していて、揺動アームは作業湾曲部でもってガス交換弁に作用し、ロッカアームは弁リフト調整装置とカムシャフトとに作用接続していて、作業湾曲部を介して揺動アームに作用する。
【０００７】
さらに上記目的は、少なくとも１つの調整機構が周方向において少なくとも１つの他の偏心体機構を有し、少なくとも２つの頂点輪郭が設けられていて、調整機構の回動角αに基づいて、種々異なる偏心体機構が伝達アセンブリに係合することができる、機械的に制御可能な弁駆動装置アセンブリにより達成される。上記アセンブリにより、極めて廉価でかつ製造技術的に簡単に実現することができる、所定の運転状態において個々の弁を休止、ひいては内燃機関のシリンダを休止することを可能にする構成がもたらされる。弁駆動装置アセンブリが、少なくとも１つの調整機構において、各偏心体機構の基点が、少なくとも１つのゼロリフト湾曲部により互いに離間されているように構成されていると、エンジン休止を極めて可変に実施することができる。それにもかかわらずこの構成において、運転されるシリンダには、種々異なる負荷状態に対して多種の弁リフト群が提供されている。この多様性は、偏心体機構が種々異なる形状を有し及び／又は少なくとも１つの偏心体機構が、各頂点に対して非対称的に構成されていることによりさらに拡張される。特に廉価な構成が、複数の調整機構が１つの駆動機構により駆動可能であることによりもたらされる。
【０００８】
特に有利でかつ廉価に製造される構成は、複数の調整機構がエキセントリックシャフトに設けられていることにより達成される。
【０００９】
さらに、特に有利な機械的に制御可能な弁駆動装置アセンブリは、各伝達アセンブリが少なくとも１つの揺動アーム及び少なくとも１つのロッカアームを有することにより達成される。この構成において、揺動アームは、端面でもってガス交換弁に作用し、ロッカアームは、弁リフト調整装置及びカムシャフトに作用接続していて、かつ、作業湾曲部を介して揺動アームに作用する。最適な燃焼にとって、偶数個のシリンダが設けられていると有利である。この構成において、シリンダの一方の半分は、ガス交換弁の他方の半分よりも１つ多く偏心体機構が夫々に配設されているガス交換弁を有する。さらに排気側で、シリンダの一方の半分は、弁リフト調整部に作用接続しているガス交換弁を有している一方で、シリンダの他方の半分は従来通りに運転可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る弁駆動装置アセンブリの斜視図である。
【図２】２つの調整機構を備えたエキセントリックシャフトを示す図である。
【図３】調整機構の位置に応じた吸気弁の開口特性を概略的に示す図である。
【００１１】
以下に、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１に、直列に配置されている複数のガス交換弁１２，１４，１６，１８，２０，２２，２４，２６を備えた、本発明に係る弁駆動装置アセンブリ１０の実施の形態を示す。この実施の形態において、内燃機関の１つのシリンダに対して、夫々２つの吸気・ガス交換弁が配設されている。機械的に制御可能な弁駆動装置アセンブリ１０は、この実施の形態において、４つの伝達アセンブリ２８，２９と３０，３１と３２，３３と３４，３５とを有する。これらの伝達アセンブリに対して、夫々２つのガス交換弁１２，１４；１６，１８；２０，２２；２４，２６が配設されている。公知の形式において、伝達アセンブリ２８，２９と３０，３１と３２，３３と３４，３５とは、シリンダヘッドに支承手段を介して支承されている。図１に、伝達アセンブリ３５の揺動アーム５６の支承のための支承手段３６，３８だけを例示する。さらに公知の形式において、伝達アセンブリ２８，２９と３０，３１と３２，３３と３４，３５とは、１つのカムシャフト４０に作用接続している。さらに、各伝達アセンブリ２８，２９と３０，３１と３２，３３と３４，３５とは、弁リフト調整装置４１の調整機構４２，４３と４４，４５と４６，４７と４８，４９とにより、吸気弁１２，１４，１６，１８，２０，２２，２４，２６の小さな又は大きな弁リフト量が調節可能であるように制御可能である。この実施の形態において、調整機構４２，４３と４４，４５と４６，４７と４８，４９とは夫々、２つの吸気弁１２，１４；１６，１８；２０，２２；２４，２６に配設されていて、エキセントリックシャフト５０に設けられている偏心体機構６０，６２として構成されている。エキセントリックシャフト５０は、この実施の形態において、駆動機構５２により公知の形式において駆動可能である。複数の各ガス交換弁に対して、１つの伝達アセンブリを配設することも当然可能である。駆動機構５２として、前方回転も後方回転もする回動駆動装置を使用することができる。したがって、エキセントリックシャフト５０は、現状の位置に基づいて迅速にかつ正確に、対応する偏心体機構６０，６２の使用により、後続の運転状態に対応する弁リフトを選択することができるように駆動することができる。したがって、３６０°より大きな回動角も実現可能である。
【００１３】
この実施の形態において、機械的に制御可能な弁駆動装置５４は、伝達アセンブリ３５及びガス交換弁２６を有する。伝達アセンブリ３５は、揺動アーム５６及びロッカアーム５８から成る。揺動アーム５６は端面でもってガス交換弁２６に作用し、ロッカアーム５８は弁リフト調整装置４１及びカムシャフト４０に作用接続する。この実施の形態において、弁リフト調整装置４１の調整機構４８は、ばね５５の予付勢力に抗して、ロッカアーム５８の詳しく示していない作用機構（例えばローラ）に作用する。ロッカアーム５８は、作業湾曲部（図示せず）でもって揺動アーム５６に作用する。その反対側にはガイドローラが配置されている。これらのガイドローラでもって、ロッカアーム５８はスライディングブロック（Kulisse）において案内されている。またガイドローラは、隣合う２つのロッカアームを互いに結合するシャフトに支承されている。この実施の形態において、ガイドローラの間には、同様にカムシャフトに作用接続しているローラがもう１つシャフトに配置されている。カムシャフトのカムは、つまり２つの伝達アセンブリに作用接続している。上記伝達アセンブリの機能及び作業形式に関しては、独国特許出願公開第１０１４０６３５号明細書が明確に参照される。
【００１４】
本発明は、個々の調整機構、この実施の形態においては調整機構４２，４３と４８，４９とが、他の偏心体機構を有する（図２参照）ようになっている。図２は、エキセントリックシャフト５０の２つの断面を示す。１つは、調整機構４２の断面、もう１つは、調整機構４７の断面である。ガス交換弁１２用の調整機構４２は、つまりこの実施の形態において、夫々２つの偏心体機構６０，６２を有する。これらの偏心体機構６０，６２は、ガス交換弁１２のリフト量（高さ）に影響を与えることができる。偏心体機構６０，６２は夫々、１つの頂点輪郭６１，６３を有する。この頂点輪郭６３は、単独の頂点として構成されている。頂点輪郭は、上記関係において複数の頂点の有限な連続（単独の頂点であってもよい）として規定される。しかし、頂点輪郭により、伝達アセンブリを介して調整機構の各偏心体機構に作用接続しているガス交換弁の各フルリフト量がもたらされる、ということが重要である。上記偏心体機構６０，６２は、高さ及び湾曲延在において種々異なって形成されていて、偏心体機構６２は、その頂点６３に対して対称的に構成されていて、偏心体機構６０は非対称的に構成されている。このことはこの実施の形態において、付属の弁リフト群の比較的なだらかな増大に繋がる。付属の頂点６３若しくは頂点輪郭６１は、各偏心体機構６０，６２の異なるフルリフト量をもたらす。
【００１５】
この実施の形態においてはさらに、２つの基点６４，７０が設けられている。ゼロリフト湾曲部が部分リフト湾曲部に移行する点を基点とする。各基点６４，７０の間に、この実施の形態においては、つまり１つのゼロリフト湾曲部７２が形成されている。さらに、アイドリング運転リフト湾曲部が、部分リフト湾曲部に移行するアイドリング運転点６６，６８が設けられている。これに応じて、アイドリング運転点６６，６８の間の領域は、アイドリング運転リフト湾曲部７４と称呼され、このアイドリング運転リフト湾曲部７４はエキセントリックシャフトにおいて、ゼロリフト湾曲部に対して約０．２ｍｍだけ高められている。アイドリング運転リフト湾曲部は、上記領域を介しての制御時、又は上記領域の通過時に、シリンダは完全に休止しないので冷えない、という利点を提供する。図示の第２の調整機構４７は、形状及び高さにおいて偏心体機構６２に一致するように形成されている１つの偏心体機構７６だけを有する。さらに、調整機構４２の頂点輪郭６１の領域を互いに移行し合い、基点８２，８４及びアイドリング運転点８５により規定されている、ゼロリフト湾曲部７８及びアイドリング運転リフト湾曲部８０が設けられている。
【００１６】
有利であると思われる全ての可能な形状が、偏心体機構に適用可能であることは明らかになっている。調整機構が２つより多い偏心体機構を有していることも当然に可能である。ガス交換弁１６，１８，２０，２２の弁リフトを調整する調整機構４４，４６は、この実施の形態においては、１つの偏心体機構６２だけを有し、ひいては先行技術において公知の調整機構に相当する。
【００１７】
図３に、上記実施の形態の、種々異なる弁リフト調節を概略的に示す。図１において公知の吸気弁１２，１４；１６，１８；２０，２２；２４，２６を有する４つのシリンダ８６，８８，９０，９２を示す。ガス交換弁１２，１４と２４，２６とに対して配設されている調整機構４２，４８は夫々、２つの偏心体機構６０，６２を有する。ガス交換弁１６，１８，２０，２２に配設されている調整機構４４，４６は夫々、１つの偏心体機構６０だけを有する。この構成において、偏心体機構６２が各ロッカアーム５８に係合するように、エキセントリックシャフト５０が調節されていると、吸気弁１２，１４及び２４，２６に対して、図３において符号Ｉで示した弁リフトが調節可能である。吸気弁１６，１８及び２０，２２は休止している。全ての吸気弁１２，１４，１６，１８，２０，２２，２４，２６を、内燃機関の運転中に開くために、エキセントリックシャフト５０は、所定の角度αだけ回動し、偏心体機構６２は各ロッカアーム５８と係合する。したがって、吸気弁１２，１４，１６，１８，２０，２２，２４，２６のために、符号ＩＩで概略的に記載した弁リフトが実現可能である。調整機構の回動方向は、所望の弁リフト群が迅速かつ精確に制御することができるように選択することができる。
【００１８】
シリンダの休止を簡単に行うために、シリンダの数が偶数である場合に、シリンダの一方の半分に、シリンダの他方の半分よりも１つ多い偏心体機構を夫々有する調整機構を割り当てることが特に有利である。吸気弁の休止時に、それに応じて排気弁を休止させるために、吸気弁を上記アセンブリにより制御することも当然同じようにできる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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