(57)【要約】本発明は付加モーションバルブシステム（１００）と流体連通する油圧回路（１０）に関する。前記付加モーションバルブシステム（１００）と流体連通する油圧回路（１０）は、少なくとも、第１流体ポート（３６）および第２流体ポート（３８）を経由して、第１流体供給チャンネル（５０ａ）内の流体（１１）を付加モーションアクチュエータボリューム（１０４）へ流動させる第１バルブ（２０ａ）と、少なくとも、第２流体供給チャンネル（５０ｂ）内の流体（１１）を、第１流体ポート（３６）、第２流体ポート（３８）、および第３流体ポート（４０）へ流動させる第２バルブ（２０）とを含む。また、付加モーションバルブシステム（１００）と流体連通する油圧回路（１０）を制御する方法に関する。
2009512818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
付加モーションバルブシステム（１００）と流体連通する油圧回路（１０）であって、
少なくとも、第１流体ポート（３６）および第２流体ポート（３８）を経由して、第１流体供給チャンネル（５０ａ）内の流体（１１）を付加モーションアクチュエータボリューム（１０４）へ流動させる第１バルブ（２０ａ）と、
少なくとも、第２流体供給チャンネル（５０ｂ）内の流体（１１）を、第１ポート（３６）、第２ポート（３８）、および第３流体ポート（４０）の少なくとも１つに流動させる第２バルブ（２０ｂ）を含む前記油圧回路（１０）。
【請求項２】
前記付加モーションバルブシステム（１００）が、孔（１０４）および前記孔（１０４）内に配置されたピストン（１０６）を有する付加モーションバルブ体（１０２）を含むエンジンバルブハウジングクレードル内に配置された少なくとも１つのエンジンバルブ（１０８）を含むことを特徴とする請求項１に記載の付加モーションバルブシステム（１００）と流体連通する油圧回路（１０）。
【請求項３】
前記孔（１０４）が、エンジンバルブ（１０８）とカムシステム（７５）との間に配置される流体アクチュエータボリューム（１０４）であることを特徴とする請求項２に記載の付加モーションバルブシステム（１００）と流体連通する油圧回路（１０）。
【請求項４】
前記流体アクチュエータボリューム（１０４）が、前記カムシステム（７５）とエンジンバルブ（１０８）との係合端部の間に直接配置されることを特徴とする請求項３に記載の付加モーションバルブシステム（１００）と流体連通する油圧回路（１０）。
【請求項５】
前記第１バルブ（２０ａ）が開弁位置／形態から閉弁位置／形態へ移行することにより、前記孔（１０４）中の流体（１１）を移動させるかあるいは捕捉させる付加モーションバルブであることを特徴とする請求項２に記載の付加モーションバルブシステム（１００）と流体連通する油圧回路（１０）。
【請求項６】
前記第１ポート（３６）がエンジンバルブ（１０８）の閉弁速度を設定し、前記第２ポート（３８）がエンジンバルブ（１０８）のシーティング速度を制御することを特徴とする請求項５に記載の付加モーションバルブシステム（１００）と流体連通する油圧回路（１０）。
【請求項７】
前記第１ポート（３６）が流体（１１）のアクチュエータボリューム（１０４）への第１流量を決定し、前記第２ポート（３８）が流体（１１）の前記孔（１０４）への第２流量を決定することを特徴とする請求項５に記載の付加モーションバルブシステム（１００）と流体連通する油圧回路（１０）。
【請求項８】
前記第１流量が、前記流体（１１）の約２２Ｌ／秒の流量であり、前記第２流量が、前記流体（１１）の約１Ｌ／秒の流量であることを特徴とする請求項５に記載の付加モーションバルブシステム（１００）と流体連通する油圧回路（１０）。
【請求項９】
前記第２バルブ（２０ｂ）が、開弁位置／形態から閉弁位置／形態へ移行することにより、付加モーションバルブシステム（１００）が低温で作動される場合に、流体（１１）を前記孔（１０４）へ移動させる低温オン／オフバルブであることを特徴とする請求項２に記載の付加モーションバルブシステム（１００）と流体連通する油圧回路（１０）。
【請求項１０】
さらに、流体（１１）の温度を検出する流体温度センサー（１６）と、前記流体温度センサー（１６）が検出した流体（１１）の温度を受信して前記第２バルブ（２０ｂ）を開閉するコントローラ（２２）とを含むことを特徴とする請求項９に記載の付加モーションバルブシステム（１００）と流体連通する油圧回路（１０）。
【請求項１１】
前記第２バルブ（２０ｂ）が、前記第２流体供給チャンネル（５０ｂ）を経由して流体（１１）を移動させる第１バルブ開口部（４１）を含み、前記第２バルブ（２０ｂ）が、流体（１１）を前記第３流体ポート（４０）へ移動させる下部バルブ開口部（４３）と上部バルブ開口部（４５）とを含むことを特徴とする請求項９に記載の付加モーションバルブシステム（１００）と流体連通する油圧回路（１０）。
【請求項１２】
第１流体供給チャンネル（５０ａ）および第２流体供給チャンネル（５０ｂ）内の流体（１１）を流動させる電位を付加モーションアクチュエータボリューム（１０４）に供給することにより、第１流体供給チャンネル（５０ａ）に沿って位置する第１バルブ（２０ａ）および第２流体供給チャンネル（５０ｂ）に沿って位置する第２バルブ（２０ｂ）を介して流体（１１）を流動させる付加モーションバルブシステム（１００）と流体連通する油圧回路（１０）を制御する方法であって、
第１供給チャンネル（５０ａ）内の流体（１１）を流し、
第１流体供給チャンネル（５０ａ）内を流れる流体（１１）の温度を検出し、
検出した流体（１１）の温度が所定の流体温度よりも低い場合には、第２バルブ（２０ｂ）を当初の閉弁配向から開弁配向へ移行させることにより、付加モーションアクチュエータボリューム（１０４）への流量を増加させる工程を含む前記方法。
【請求項１３】
さらに、第１流体供給チャンネル（５０ａ）内を流れる流体（１１）の温度を検出し、
検出した流体（１１）の温度が所定の流体温度よりも高い場合には、第２バルブ（２０ｂ）を開弁配向から当初の閉弁配向へ移行させる工程を含む請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、広範な流体温度／粘度に渡って、制御されたエンジンバルブシーティングと、制御された付加モーションクロージング運動とをバルブに提供するシステムを含む、内燃エンジンのエンジンバルブに遅延型クロージング運動を提供するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃（ＩＣ）エンジンのバルブを開閉するのに、カムシャフト、ロッカーアーム等を含むカムシステムを使用する技術が知られている。標準カムプロファイルエンジンバルブ開閉曲線３００ａの一例を図５に概略的に示す。
【０００３】
ＩＣエンジンの吸入工程でのエンジンバルブを閉弁するタイミングは、とりわけ、エンジン性能を最適化するために変更してもよい。エンジンバルブを閉弁するバルブタイミングは、例えば、バルブスプリングを閉弁する力を相殺する油圧アクチュエータを使用して変更することができる。概略的に図５に示すように、エンジンバルブの遅延型クロージング運動（図中３０１で示す）は、“ 付加モーション ”で示すことが多い。
【０００４】
既存の付加モーションシステムは、エンジンバルブの好ましい遅延型クロージング運動を提供することができるが、エンジンオイルなど関連する流体の温度および粘度の変化により、エンジンバルブを閉弁するタイミングが一定にならないことがある。図５は、シーティングのバリエーションを概略的に示す（概してセグメント４０３で示す）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、広範な流体温度および／または粘度に渡って制御されたエンジンバルブシーティングと、制御された付加モーションクロージング運動とをバルブに提供することができる、付加モーションシステムを提供する必要がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の一実施形態を添付の説明図を参照して説明する。
図１は、付加モーションバルブシステム１００と流体連通する油圧回路１０とを示す本発明の一実施形態を概略的に示す。油圧回路１０は、流体１１に関連するサンプ１２、ポンプ１４、流体温度センサー１６、１つ以上のチェックバルブ１８、１つ以上のバルブ２０ａ、２０ｂおよびコントローラ２２を含む。バルブ２０ａ、２０ｂは、ソレノイドバルブを含んでもよい。一実施形態によれば、バルブ２０ａ、２０ｂは、スプリングオフセットシングルソレノイドバルブであってもよく、または、シングル流路あるいは平行する流路等の好ましい流路を有するデュアルソレノイドであってもよい。
【０００７】
付加モーションバルブシステム１００の一実施形態は、図中７５で示されるカムシステムを含んでもよい。図示のカムシステム７５は、一般的に、カムシャフト７７とロッカーアーム７９とを含む。バルブシステム１００は、とりわけ、孔１０４を有する付加モーションバルブ体１０２を含むエンジンバルブハウジングクレードル、孔１０４内に配置されたピストン１０６、およびエンジンバルブ１０８を含む。孔１０４は、一般的に、エンジンバルブ１０８の動作およびシーティングを制御する流体１１のボリュームを受容する付加モーションアクチュエータのボリュームを決定する。一実施形態によれば、流体１１のボリュームは、３６および３８（図２、３）および４０（図４）に示す１つ以上のポートで孔１０４に提供される。
【０００８】
図１〜図５によれば、油圧回路１０は、例えば、１つ以上のバルブ２０ａ、２０ｂを経由してアクチュエータボリューム１０４中に貯留した流体１１のボリュームの連携により、３００ｂで示される付加モーションバルブ曲線を提供する“ 付加モーション ”型バルブシステムでもよい。バルブ２０ａ、２０ｂは、アクチュエータボリューム１０４の中へおよび外への流体１１の移動を許容または防止する開弁あるいは閉弁位置へ移動してもよい。それにより、エンジンバルブ１０８は、開閉ストローク動作中に自由に往復することができる。または、開閉ストローク動作中のエンジンバルブ１０８の自由な往復を防止することができる。
【０００９】
オープニングストローク３０４の前あるいは途中何時でも、コントローラ２２は、付加モーションアクチュエータバルブで示すバルブ２０ａ等、１つ以上のバルブ２０ａ、２０ｂを制御して開弁位置／形態から閉弁位置／形態へ移行してもよい。バルブ２０ａの閉弁位置への移動により、アクチュエータボリューム１０４内の流体１１のボリュームを捕捉し、一定時間に渡ってクロージングストローク３０２中のエンジンバルブ１０８をロックするか実質的にロックすることができる。その時間は、コントローラ２２により決定されるか選択的に制御することができる。エンジンバルブ１０８のそのような“ 付加モーション ”移動は、一般的に、３００ｂで示される曲線により示され、エンジンバルブ１０８の“ ロックされた ”付加モーションストロークは、一般的に、３０１で示される。このように、例えば、バルブ２０ａが閉弁される場合、流体１１は、アクチュエータボリューム１０４内に制御的に捕捉され、ロックされた位置あるいは開弁位置から閉弁位置へのエンジンバルブ１０８の更なる移動は、バルブ２０ａが閉弁位置から開弁位置へ再構成されるまで遅延される。
【００１０】
図１に示すように、ピストン１０６は、一般的に、アクチュエータボリューム１０４内で、カムシステム７５のエンジンバルブ１０８とロッカーアーム７９との間に位置する。一実施形態によれば、ピストン１０６は、リテーナ（図示せず）およびエンジンバルブ１０８のどちらか一方または両方に係合すればよい。一実施形態によれば、アクチュエータボリューム１０４は、エンジンバルブアクチュエータ（カムシステム７５および／またはロッカーアーム７０等）とエンジンバルブ１０８の係合端部との間に直接配置されてもよい。従って、“ 付加モーション ”型バルブシステムのアクチュエータボリューム１０４が、エンジンバルブ１０８と一体化されていないことが望ましい。
【００１１】
図１〜図３によれば、アクチュエータボリューム１０４への第１流体供給チャンネル５０ａを経由して流体１１の移動が、一実施形態により示される。作動時、流体１１は、第１流体供給チャンネル５０ａからバルブ２０ａへ流れ、第１および第２ポート３６、３８を経由してアクチュエータボリューム１０４へ供給される。図２、図３から明らかなように、第１および第２ポート３６、３８の相対的位置付けにより、第１ポート３６は、底部ポート、第２ポート３８は上部ポートと称されてもよい。
【００１２】
作動時、上部ポート３８は、例えば、エンジンバルブ１０８のシーティング速度を制御するために、約１Ｌ／分の流量の流体を、アクチュエータボリューム１０４に供給する。一方、底部ポート３６は、エンジンバルブ１０８の閉弁速度を設定するために、約２２Ｌ／分の流量の流体をアクチュエータボリューム１０４に供給する。一実施形態によれば、底部ポート３６との流体連通は、１〜１４ｍｍの範囲のエンジンバルブリフトに影響するが、上部ポート３８との流体連通は、エンジンバルブリフト全域に影響する。上記説明では、約１〜１４ｍｍのエンジンバルブリフト範囲を検討したが、本発明はその１〜１４ｍｍの範囲に制限されず、任意の好ましい範囲を含むことができる。
【００１３】
一実施形態によれば、底部および上部ポート３６、３８は、流体１１の温度に応じて流体がアクチュエータボリューム１０４に流れ込む量を調整する可変直径オリフィス３７、３９を含んでいてもよい。流体温度は、流体温度センサー１６によりフィードバックし、オリフィス３７、３９の直径は、コントローラ２２により制御することができる。
【００１４】
図１および図４に、一実施形態による流体１１の、第２流体供給チャンネル５０ｂ経由でのアクチュエータボリューム１０８への移動を示す。作動時、流体１１は、第２流体供給チャンネル５０ｂおよびバルブ２０ｂを流れ、低温ポートとも称される第３ポート４０を経由して、流体１１をアクチュエータボリューム１０４へ供給する。図示のように、第２流体供給チャンネル５０ｂは、流体１１をサンプ１２からバルブ２０ｂへ供給するバルブ２０ｂの供給側に位置する。第１および第２ポート３６，３８の位置に対して、バルブ２０ｂは、第２流体供給チャンネル５０ｂと第３ポート４０との間に位置する。このように、流体１１は、第２流体供給チャンネル５０ｂを経由して第１バルブ開口部４１のバルブ２０ｂへ供給される。そして、流体１１は、バルブ２０ｂ内に流入して下部バルブ開口部４３および上部バルブ開口部４５を通過してバルブ２０ｂ外へ流出する。図示の通り、下部バルブ開口部４３および上部バルブ開口部４５は、第３ポート４０と流体連通している。
【００１５】
作動時、バルブ２０ｂは、低温オン／オフバルブと称され、付加モーションバルブシステム１００を低温で運転するときに使用される。一実施形態によれば、バルブ２０ｂは、付加モーションバルブシステム１００の低温運転時に、当初の閉弁配向から開弁配向へ移行する。これにより、異なる流体作動温度に起因する異なるオイル／流体１１の粘度を少なくとも部分的に補正し、エンジンバルブ１０８のより一定なシーティング３０３および遅延型移動／ロック４０１を可能にする。
【００１６】
例えば、冬季、華氏−４０度等の周囲温度で自動車を始動する必要があることもある。よって、流体温度センサー１６は、コントローラ２２に供給されるポンプ１４からの流体１１の作動温度を検出する。流体１１の検出された温度が所定の作動温度より低い場合、コントローラ２２はバルブ２０ｂに信号を送り、バルブ２０ｂを当初の閉弁配向から開弁配向へ移行させ、第２流体供給チャンネル５０ｂからの流量を増加させ、第３ポート４０と連通するバルブ２０ｂを通して、第１流体供給チャンネル５０ａを介した底部ポート３６および上部ポート３８への減少した流体１１の流量を補正する。
【００１７】
流体１１の昇温により（すなわち流体１１の粘度上昇）、温度センサー１６は、コントローラ２２に温度信号を送り、コントローラ２２は、上昇した流体温度を検出し、上昇した温度が所定の作動温度より高いか否かを判定する。したがって、コントローラ２２は、バルブ２０ｂを開弁配向から閉弁配向に移動させて、流体１１のアクチュエータボリューム１０４への流量を減少させるように命令し、第１供給ポート／チャンネル５０ａ経由での底部ポート３６および上部ポート３８への流体１１の増加した流量を、少なくとも部分的に補正するようにする。
【００１８】
したがって、温度センサー１６は、流体１１に関する作動温度／粘度の変化に鑑みて、バルブシステム１００へ分配される流体１１を制御するクローズドループ制御システムのフィードバックリンクとして機能することができる。周囲温度が流体１１の粘度に影響することもあるので、温度センサー１６によって検出された流体１１の作動温度に鑑みて、バルブ２０ｂを開閉させてもよい。このように、シーティング４０３の不一致および／またはエンジンバルブの遅延型クロージング運動４０１との不一致につながる流体１１の粘度の変化を減少または排除することができる。
【００１９】
本発明を上記実施の形態を参照して詳細に説明してきたが、その実施形態は発明を実施する最良の形態の例に過ぎない。当業者は、下記の請求の範囲に定義する発明の精神および範囲内で本発明を実施するにあたり、明細書に記載した発明の実施形態に様々な変更が可能であることを理解するであろう。下記の請求の範囲は、本発明の範囲を定義し、それら請求の範囲内での方法および装置、およびそれらと同等の方法および装置を包含するものとする。本明細書は、明細書中に説明された要素のすべての新規かつ自明でない組み合わせを包含するものとし、本願および後の出願に提示される請求の範囲は、これら要素の新規かつ自明でない任意の組み合わせをも包含するものとする。さらに、上記実施形態は説明目的の例であり、一の特徴又は要素が、本願または後の出願で請求されるすべての可能な組み合わせに必須となることはない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態による１つ以上の付加モーションバルブを操作するシステムの概略図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態による付加モーションバルブの断面図である。
【図３】図３は、図２のライン３で示す箇所の拡大図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態による付加モーションバルブシステムの部分断面図である。
【図５】図５は、カムバルブリフトタイミングプロファイルと、本発明の一実施形態による付加モーションバルブリフトタイミングプロファイルとを概略的に示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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