(57)【要約】  この発明は、１つ以上のロストモーション装置と１つ以上の制御弁を用いる共通エンジンシリンダと関連する２つのエンジン弁を作動する装置及び方法に関する。制御弁は、補助的なエンジン弁作動のために、ロストモーション装置の油圧流体を選択的にトラップしたり、エンジン弁の弁座にカムを制御しないように油圧流体を選択的に解放することができる。装置は、好ましい実施例において、主排気と、圧縮解放と、排気ガス再循環と、早期排気ガス弁開の組み合わせを提供する。
2009542960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の少なくとも２つのエンジン弁を作動する装置であって、当該弁作動装置は、第１エンジンシリンダの第１エンジン弁を作動するようにされた第１マスターピストン・スレーブピストンロストモーション装置と、第１エンジンシリンダの第２エンジン弁を作動するようにされた第２マスターピストン・スレーブピストンロストモーション装置と、第１及び第２マスターピストン・スレーブピストンロストモーション装置と油圧連通する制御弁とを有していることを特徴とする、装置。
【請求項２】
前記制御弁がトリガバルブであることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１マスターピストン・スレーブピストンロストモーション装置が、第１スレーブピストン内に摺動自在に配置された第１マスターピストンであることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第２マスターピストン・スレーブピストンロストモーション装置が、第２スレーブピストン内に摺動自在に配置された第２マスターピストンであることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
トリガバルブと流体連通する油圧流体アキュムレータを更に備えることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項６】
トリガバルブと流体連通する油圧流体供給を更に備えることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記油圧流体供給と前記第１マスターピストン・スレーブピストンロストモーション装置の間を延びる油圧流体供給通路を更に備えることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記第１マスターピストン・スレーブピストンロストモーション装置の動作を止める手段を更に備えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第２マスターピストン・スレーブピストンロストモーション装置の動作を止める手段を更に備えることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１マスターピストン・スレーブピストンロストモーション装置を制御して前記第１エンジン弁を通して圧縮解放エンジンブレーキを提供する手段と、前記第２マスターピストン・スレーブピストンロストモーション装置を制御して前記第２エンジン弁を通して早期排気弁開を提供する手段を更に備えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
早期排気弁開が、エンジン速度とエンジン負荷から選ばれるエンジンパラメータに応答して与えられることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
内燃機関の少なくとも２つのエンジン弁を作動する装置であって、当該弁作動装置は、油圧流体供給通路を有するハウジングと、前記ハウジングに設けられエンジンシリンダの第１エンジン弁に接触するようにされた第１油圧ロストモーション装置と、前記ハウジングに設けられエンジンシリンダの第２エンジン弁に接触するようにされた第２油圧ロストモーション装置と、（ｉ）油圧流体供給通路と（ｉｉ）第１及び第２の油圧ロストモーション装置の間の前記ハウジングに設けられた油圧制御弁とを有していることを特徴とする、装置。
【請求項１３】
前記弁がトリガバルブであることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１油圧ロストモーション装置が、固定マスターピストンボアに配置されたマスターピストンと、固定スレーブピストンボアに配置されたスレーブピストンと、マスターピストンボアをスレーブピストンボアに連結する油圧通路からなることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
圧縮解放作動動作を前記第１油圧ロストモーション装置に与える手段と、早期排気弁開作動動作を前記第２油圧ロストモーション装置に与える手段とを更に有することを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
排気ガス再循環弁作動動作を前記油圧ロストモーション装置に与える装置を更に有することを特徴とする、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
第１と第２のロストモーション装置と共通制御弁とを用いた共通エンジンシリンダと結合される２つのエンジン弁を作動する方法であって、当該方法は、第１エンジン作動モードの間に第１ロストモーション装置に油圧流体を提供する工程と、第１エンジン作動モードの間に共通制御弁の制御下で第１ロストモーション装置に油圧流体を選択的に保持する工程と、第２エンジン作動モードの間に第２ロストモーション装置に油圧流体を提供する工程と、第２エンジン作動モードの間に共通制御弁の制御下で第２ロストモーション装置に油圧流体を選択的に保持する工程とを有することを特徴とする、方法。
【請求項１８】
前記第２エンジン作動モードの間に前記共通制御弁の制御の下に前記第１ロストモーション装置から油圧流体が選択的に解放されることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１エンジン作動モードがエンジンブレーキモードであることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記第２エンジン作動モードが早期排気弁開モードであることを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
内燃機関の少なくとも２つのエンジン弁を作動する装置であって、当該装置は、中央開口と、マスターピストンボアとスレーブピストンボアにそれぞれ延びる流体通路を有するハウジングと、エンジン弁間に延びるようにされる弁ブリッジであって、ハウジング中央開口を通って延びる中央案内部材と中央案内部材を通って延びる油圧通路を有する、弁ブリッジと、弁ブリッジを通って延び、エンジン弁の１つに接触するようにされた摺動ピンと、マスターピストンボアに設けられたマスターピストンと、スレーブピストンボアに設けられ摺動ピンに接触するスレーブピストンと、スレーブピストンボアに延びる油圧通路と連通する制御弁とを有することを特徴とする、装置。
【請求項２２】
前記制御弁が高速トリガバルブであることを特徴とする、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
マスターピストンボアとスレーブピストンボアに延びる油圧通路と、中央ガイド部材を貫通する油圧通路が、その間の選択的な油圧流体流れを提供するために互いに選択的に登録するようにされていることを特徴とする、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記スレーブピストンを貫通する１つ以上の油圧流体通路を更に有することを特徴とする、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記スレーブピストンを貫通する１つ以上の油圧流体通路が前記スレーブピストンの側壁に設けられた環状凹部と連通し、当該環状凹部が前記スレーブピストンボアのスレーブピストンの行程を制限するように選択的に大きさを決められていることを特徴とする、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
ガイドピンを受容するようにされた弁ブリッジの下部に中央ボアが設けられることを特徴とする、請求項２１に記載の装置。
【請求項２７】
マスターピストンボアとスレーブピストンボアに延びる油圧通路と、中央ガイド部材を貫通する油圧通路が、その間の選択的な油圧流体流れを提供するために互いに選択的に登録するようにされていることを特徴とする、請求項２１に記載の装置。
【請求項２８】
前記スレーブピストンを貫通する１つ以上の油圧流体通路を更に有することを特徴とする、請求項２１に記載の装置。
【請求項２９】
前記スレーブピストンを貫通する１つ以上の油圧流体通路が前記スレーブピストンの側壁に設けられた環状凹部と連通し、当該環状凹部が前記スレーブピストンボアのスレーブピストンの行程を制限するように選択的に大きさを決められていることを特徴とする、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
内燃機関の少なくとも２つのエンジン弁を作動する装置であって、当該装置は、中央開口と、該中央開口から第１マスターピストンボアとスレーブピストンボアにそれぞれ延びる流体通路を有するハウジングと、エンジン弁間に延びるようにされる弁ブリッジであって、ハウジング中央開口を通って延びる中央案内部材と、中央案内部材の上端に設けられた第２マスターピストンボアと、中央案内部材を通って延び第２マスターピストンボアに連絡する油圧通路を有する、弁ブリッジと、弁ブリッジを通って延び、エンジン弁の１つに接触するようにされた摺動ピンと、第１マスターピストンボアに設けられた第１マスターピストンと、第２マスターピストンボアに設けられた第２マスターピストンと、スレーブピストンボアに設けられ摺動ピンに接触するスレーブピストンと、スレーブピストンボアに延びる油圧通路と連通する制御弁とを有することと特徴とする、装置。
【請求項３１】
前記制御弁が高速トリガバルブであることを特徴とする、請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
マスターピストンボアとスレーブピストンボアに延びる油圧通路と、中央ガイド部材を貫通する油圧通路が、その間の選択的な油圧流体流れを提供するために互いに選択的に登録するようにされていることを特徴とする、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記スレーブピストンを貫通する１つ以上の油圧流体通路を更に有することを特徴とする、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記スレーブピストンを貫通する１つ以上の油圧流体通路が前記スレーブピストンの側壁に設けられた環状凹部と連通し、当該環状凹部が前記スレーブピストンボアのスレーブピストンの行程を制限するように選択的に大きさを決められていることを特徴とする、請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
ガイドピンを受容するようにされた弁ブリッジの下部に中央ボアが設けられることを特徴とする、請求項３０に記載の装置。
【請求項３６】
マスターピストンボアとスレーブピストンボアに延びる油圧通路と、中央ガイド部材を貫通する油圧通路が、その間の選択的な油圧流体流れを提供するために互いに選択的に登録するようにされていることを特徴とする、請求項３０に記載の装置。
【請求項３７】
前記スレーブピストンを貫通する１つ以上の油圧流体通路を更に有することを特徴とする、請求項３０に記載の装置。
【請求項３８】
前記スレーブピストンを貫通する１つ以上の油圧流体通路が前記スレーブピストンの側壁に設けられた環状凹部と連通し、当該環状凹部が前記スレーブピストンボアのスレーブピストンの行程を制限するように選択的に大きさを決められていることを特徴とする、請求項３７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、内燃機関の燃焼室弁を制御する装置及び方法に関する。特に、本発明は、少なくとも１つのエンジン弁のロストモーションエンジン弁作動、好ましくは、しかし必ずしも必要なわけではないがロストモーションエンジンブレーキを提供する装置及び方法に関する。
（関連出願の記述）
【０００２】
本出願は、２００６年６月２９日に出願された米国特許出願番号６０／８１７１０８号「可変バルブタイミングあるいはブレーキのための個別弁制御」及び、２００６年６月２９日に出願された米国特許出願番号６０／８１７２０４号「ガイドブリッジを介した可変バルブタイミング及びブレーキ」の出願日の利益を有し、両者は参照として本願に含まれる。
【背景技術】
【０００３】
給排気弁のようなエンジン燃焼室弁は、一般的に、弁閉位置に向けてばね偏倚されている。多くの内燃機関においては、エンジン弁は、エンジンの一定プロファイルのカム、すなわち、バルブトレイン要素によって開閉される。特に、弁は、各カムの一体部である１つ以上の固定ローブによって開閉される。場合によっては、固定プロファイルのカムの使用は、エンジン弁リフトのタイミング及び／または量を調節することを難しくする。しかし、正動力作用対エンジンブレーキ作用のような様々なエンジン動作条件や正動力エンジンブレーキ作動中の異なるエンジン速度のための弁開き時間及び／またはリフトを調節することが望ましい。
【０００４】
一定カムプロファイルによって与えられるバルブタイミングとリフトを調節する方法は、エンジン弁とカムの間のバルブトレインリンケージにおける「ロストモーション」装置を組み込むことである。ロストモーションは、可変長機械、油圧あるいはその他のリンケージ手段を備えたカムプロファイルによって決定される弁動作を修正するための一種の技術的解決法に適用される用語である。ロストモーション装置は、カムとエンジン弁の間のバルブトレインリンケージに含まれる可変長装置からなる。カム上のローブは、一連のエンジン動作条件に必要な「最大の」（最長ドエル及び最大リフト）動作を提供する。完全に延びると、可変長装置（あるいはロストモーション装置）は、カム動作の全てを弁に伝達し、また、完全に縮まると、カム動作を全く弁に伝達しないか、少ないカム動作を弁に伝達する。ロストモーション装置の長さを選択的に減じることによって、カムによって弁に与えられた動作の一部または全てが、効果的に減じられうる、あるいは「無くすことができる」。
【０００５】
油圧によるロストモーション装置は、油圧伸縮ピストン装置の使用を通して可変長装置を提供する。装置の長さは、ピストンがその油圧室内に引っ込んだ時には減り、ピストンが油圧室から引き出された時には増加する。あるいは、油圧によるロストモーション装置は、マスターピストンと、エンジン弁を作動する油圧流体を選択的に充填されるスレーブピストンを含む油圧回路を利用している。マスター及びスレーブ回路は、マスターピストンに入力される弁作動を「無くす」ことが望まれる時には、油圧流体を使い尽くし、動作をマスターピストンからスレーブピストン及びエンジン弁に伝達することが望まれる時には、回路は油圧流体を充填される。１つ以上の油圧流体制御弁が、油圧室あるいは油圧回路へのそして当該回路からの油圧流体の流れを制御するために用いられる。
【０００６】
可変弁作動（ＶＶＡ）装置として知られる一種のロストモーション装置が、多レベルのロストモーションを提供する。油圧ＶＶＡ装置は、マスター・スレーブロストモーションピストン間の油圧室または回路の油圧流体の量を急速に変えるために、ここではトリガバルブとされる、高速制御弁を用いる。トリガバルブは、油圧流体を室または回路から急速に排出することができ、これにより、ロストモーション装置が様々なレベルの弁作動を提供するようにエンジン弁現象を選択的に無くすことを可能にするのである。
【０００７】
米国特許５６８０８４１号のロストモーション装置において、エンジンカムシャフトは、流体をその油圧室からスレーブピストンの油圧室まで送るマスターピストンを作動する。スレーブピストンは、次に、エンジン弁に作用しそれを開放する。ロストモーション装置は、マスター及びスレーブピストンの室を含む油圧回路と連絡するソレノイドトリガバルブを有している。ソレノイドバルブは、マスターピストンが特定のカムローブによって作用される時に、回路の油圧流体を保持するために閉鎖位置に維持される。ソレノイドバルブが閉鎖されている限り、弁ピストンとエンジン弁は、マスターピストンの動作によって変位された油圧流体に直接応答する。ここで、マスターピストンは、それに作用するカムローブに応答して往復する。ソレノイドが開放されると、回路が排出を行い、マスターピストンによって作られた油圧の一部または全部が、回路によって吸収され、スレーブピストンやエンジン弁の変位に適用されない。
【０００８】
マスター及びスレーブ回路を利用するロストモーション装置は、通常、マスターピストンとスレーブピストンが、要求される高油圧に耐えることのできる一般的なハウジングに設けられることを要求する。また、油圧追従問題を避けるためにマスター及びスレーブピストンを互いに近接して配置することが望ましい。更に、スレーブピストンを自身が作動するエンジン弁の上方に位置決めし、マスターピストンをロッカアームやカムや押出し管等のバルブトレイン要素から弁作動動作を受けることができるように配置することが必要である。前述の要求は、ロストモーション装置を制限された大きさのエンジンルームの既存のバルブトレインに配置する必要があるため、ロストモーション装置の設計者にとって難問である。従って、既存のバルブトレインに対して低いプロファイルを有しエンジンルームの空間が少なくてすむロストモーション装置の必要性がある。
【０００９】
上述した米国特許５６８０８４１号は、高速トリガバルブの使用を予期していなかったが、以前のロストモーション装置は、ロストモーション装置の長さを急速に変えるために、一般的に高速機構を利用している。特に、高速ロストモーション装置は、可変弁作動（ＶＶＡ）を提供するために必要である。真の可変弁作動は、ロストモーション装置が単位つかむローブ動作の持続時間内であるいは、少なくともエンジンの１サイクル中に１以上の長さを前提とできるように十分に早いことが予期される。ロストモーション装置の長さを変える高速機構を用いることによって、エンジン作動条件の範囲にわたって、より適した弁作動を可能とするように、十分に正確な制御を達成することができる。バルブタイミングとリフトにおける様々な自由度を実現するために多くの装置が提案されているが、ロストモーション油圧可変弁作動は、最良の自由度の組み合わせや低電力消費や信頼性を達成するすぐれた可能性のためのものと認識されるようになってきている。
【００１０】
ロストモーションＶＶＡ装置からのエンジンの恩恵は、従来の主給排気現象に加えて予備弁リフトを提供するために追加のローブとバンプを備えた複雑なカムプロファイルを形成することによって達成されうる。エンジン弁作動の多くの独特のモードは、マルチローブカムを有するＶＶＡ装置によって生み出される。ロストモーションＶＶＡ装置は、給排気カムに設けられるローブの組み合わせから可能な弁リフトの組み合わせを一部あるいは全部選択的に取り消すあるいは作動するように用いられる。結果として、エンジンの正動力及びエンジンブレーキの双方に著しい改良が成されるのである。
【００１１】
ディーゼルエンジンの製造者や操作者によってしばしば所望されるロストモーション装置によって可能とされるある特定のエンジン弁作動は、圧縮放出エンジンブレーキ作用である。エンジンブレーキ中に、排気弁は、少なくとも一時的に、内燃機関を空気圧縮機に変換するように選択的に開放される。この空気圧縮機の効果は、圧縮開放型ブレーキのピストン上死点近くの１つ以上の排気弁を部分的に開放するか、ブリーダ型ブレーキの多くのあるいは全てのピストン動作のための部分的な開放位置に１つ以上の排気弁を保持することによって、達成される。このようにして、エンジンは、車両を減速するために馬力を減らすようになる。このことは、操作者が車両をよりよく制御することを可能にし、車両のブレーキの磨耗を実質的に減少させることができるのである。適切に設計され調節されたエンジンブレーキは、正動力でエンジンに発展された作動馬力の実質的な部分である減速馬力を発展することができる。
【００１２】
ロストモーション装置を用いて提供される別のエンジン弁作動は、排気ガス再循環（ＥＧＲ）である。エンジンブレーキの制動力は、エンジンブレーキと組み合わせて排気ガス再循環を行なうために排気弁及び／または吸気弁を選択的に開放することによって増加される。排気ガス再循環とは、シリンダから排気された後に排気ガスをエンジンシリンダに戻す過程のことである。再循環は、吸気弁または排気弁によって生じる。排気弁が使われるときには、例えば、排気弁は、ピストンの吸気工程の下死点のちょっと手前で開放される。このときに排気弁の開放は、排気マニホールドからの高圧排気ガスをシリンダに戻すようにする。排気ガスの再循環は、それに続くエンジンブレーキ現象時にシリンダの全ガス質量を増やし、これにより実現されるブレーキ効果を増やすのである。
【００１３】
ロストモーション装置を用いて提供される別のエンジン弁作動は、初期排気弁開口（ＥＥＶＯ）である。正動力中の排気弁の開口時間の変化は、処理後のエミッションに必要な排気ガス温度制御を改善することができ、及び／または改善された過渡的トルクのためのターボチャージャ刺激を提供することができる。従って、エンジン作動条件に対応してＥＥＶＯの可変レベルを提供することのできる弁作動装置の必要性がある。
【００１４】
適切に設計されたロストモーション装置と共に、トリガバルブが、特定のエンジン作動モード、エンジン速度、エンジン負荷及び／または運転中に変化するその他のエンジンパラメータに応答して真の可変弁作動を提供する。しかし、トリガバルブは、可変弁作動の要求される速度で作動するために相当な大きさのソレノイドを必要とする。トリガバルブの「弁」部分とソレノイドの合わせた大きさは、各エンジン弁に専用のトリガバルブを設けることを現実的でなくする。しかし、各エンジン弁に可変弁作動を提供する能力は、有利なことである。特に、圧縮開放エンジンブレーキ、排気再循環、及び／または共通のエンジンシリンダと練通する一対のエンジン排気弁を用いたＥＥＶＯを提供する能力は、有利である。従って、ロストモーション装置、特に可変弁作動ロストモーション装置の必要性があり、これは単一の制御弁、好ましくはトリガバルブを用いて、少なくとも１つのエンジン弁を制御し、もって、圧縮開放エンジンブレーキ、排気ガス再循環、ＥＥＶＯ及び／または線材的に他のエンジン弁作動を提供することができるのである。
【００１５】
空間と重量を考慮することは、エンジン製造のかなりの関心事である。従って、弁作動に応答可能なエンジンサブシステムの大きさと重量を減らすことが望ましい。本発明のいくつかの実施例は、ロストモーションＶＶＡ装置のための小型のマスター・スレーブピストンとトリガバルブの組み合わせを提供することによってこれらの必要性に適合するようにされる。出願人は、いくつかの予期せぬ利点が、ロストモーションＶＶＡ装置の大きさを減らすことによって実現されることを発見した。装置の全体の大きさを減らした結果、補助油圧通路の容量が減らされ、油圧追従性を改善することができる。
【００１６】
エンジン立ち上げ中に油圧ＶＶＡ装置の初期作動用の油圧流体を提供することは、ＶＶＡの設計者及び製造者の関心事である。ＶＶＡ装置は、主吸気及び主排気現象のような基礎的エンジン弁作動を提供するために即座に油圧流体を要求するので、主吸気及び主排気エンジン弁作動に何らの油圧流体も要求しないＶＶＡ装置を提供することが望ましい。
【００１７】
典型的には、エンジン弁は、非常に早く開放及び閉鎖することを要求され、よって、弁戻しばねは、一般に比較的堅い。もし、弁開放現象の後チェックされなければ、弁戻しばねは、弁及び／またはその座に損害を与えるような十分な力で弁を座に衝突させる。カムプロファイルに追従する弁リフタを用いる弁作動装置においては、カムプロファイルが、内蔵弁閉鎖速度制御を提供する。カムプロファイルは、作動ローブがカム基礎円とゆっくりと融合するように形成され、エンジン弁がその座に接近する時に減速するように作用する。
【００１８】
油圧ロストモーション装置においては、特に、ＶＶＡ油圧ロストモーション装置においては、油圧回路からの流体の急速な排出が、弁がカムプロファイルによって提供される弁配置を経験することを防止することができる。例えば、ＶＶＡ装置においては、エンジン弁は、油圧流体をロストモーション装置から急速に離すことによるカムプロファイルによって提供される場合よりも早くに閉鎖されうる。流体がロストモーション装置から解放されると、弁戻しばねが、エンジン弁を自由落下させ、弁座を受入れがたい高速で衝突させる。エンジン弁は、弁あるいは弁座を最終的に破壊してしまうかあるいは弁を欠落したり破壊したりするような力で弁座に衝突する。そのような例では、エンジン弁着座速度は、固定カムプロファイルの代わりにロストモーション装置からの油圧流体の解放を制御することによって、制限される。そのような装置は、「弁座」装置あるいは「弁キャッチ」と言われている。
【００１９】
弁座装置は、油圧要素を含んでおり、よって、特定のエンジンの包装制限内に適合すると同時に、ハウジングに支持され油圧流体の供給を求める必要がある。１つ以上の弁座装置を用いる必要があるので、複雑になり、コストが上がり、重量が増し、制限されたエンジンルームの空間を消耗してしまう。弁座装置を用いる必要があるので、装置が油圧流体不足になったり油圧流体がなくなったりしたらエンジンが故障したり壊れたりする危険が増す。従って、エンジン弁をエンジン弁現象の結果としてゆっくりと着座させるための弁座装置を必要としないロストモーション装置、特に、ＶＶＡ装置を提供することは有利である。
【００２０】
本発明の様々な実施例は、上記した要求の１つ以上を満足し同様にその他の利益を提供する。本発明のその他の利点は、一部は、以下の記載に、そして、一部は、本発明の記載及び／または実施から当業者が自明なことである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】米国特許５６８０８４１号
【特許文献２】米国特許出願２００６−０００５７９６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
出願人は、内燃機関の少なくとも２つのエンジン弁を作動する画期的な弁作動装置を開発した。当該弁作動装置は、第１エンジンシリンダの第１エンジン弁を作動するようにされた第１マスターピストン・スレーブピストンロストモーション装置と、第１エンジンシリンダの第２エンジン弁を作動するようにされた第２マスターピストン・スレーブピストンロストモーション装置と、第１及び第２マスターピストン・スレーブピストンロストモーション装置と油圧連通する制御弁とを有している。
【００２３】
出願人は、更に、内燃機関の少なくとも２つのエンジン弁を作動する画期的な弁作動装置を開発した。当該弁作動装置は、油圧流体供給通路を有するハウジングと、前記ハウジングに設けられエンジンシリンダの第１エンジン弁に接触するようにされた第１油圧ロストモーション装置と、前記ハウジングに設けられエンジンシリンダの第２エンジン弁に接触するようにされた第２油圧ロストモーション装置と、（ｉ）油圧流体供給通路と（ｉｉ）第１及び第２の油圧ロストモーション装置の間の前記ハウジングに設けられた油圧制御弁とを有している。
【００２４】
出願人は、更に、第１と第２のロストモーション装置と共通制御弁とを用いた共通エンジンシリンダと結合される２つのエンジン弁を作動する画期的な方法を開発した。当該方法は、第１エンジン作動モードの間に第１ロストモーション装置に油圧流体を提供する工程と、第１エンジン作動モードの間に共通制御弁の制御下で第１ロストモーション装置に油圧流体を選択的に保持する工程と、第２エンジン作動モードの間に第２ロストモーション装置に油圧流体を提供する工程と、第２エンジン作動モードの間に共通制御弁の制御下で第２ロストモーション装置に油圧流体を選択的に保持する工程とを有する。
【００２５】
出願人は、更に、内燃機関の少なくとも２つのエンジン弁を作動する画期的な装置を開発した。当該装置は、中央開口と、マスターピストンボアとスレーブピストンボアにそれぞれ延びる流体通路を有するハウジングと、エンジン弁間に延びるようにされる弁ブリッジであって、ハウジング中央開口を通って延びる中央案内部材と中央案内部材を通って延びる油圧通路を有する、弁ブリッジと、弁ブリッジを通って延び、エンジン弁の１つに接触するようにされた摺動ピンと、マスターピストンボアに設けられたマスターピストンと、スレーブピストンボアに設けられ摺動ピンに接触するスレーブピストンと、スレーブピストンボアに延びる油圧通路と連通する制御弁とを有している。
【００２６】
出願人は、更に、内燃機関の少なくとも２つのエンジン弁を作動する画期的な装置を開発した。当該装置は、中央開口と、該中央開口から第１マスターピストンボアとスレーブピストンボアにそれぞれ延びる流体通路を有するハウジングと、エンジン弁間に延びるようにされる弁ブリッジであって、ハウジング中央開口を通って延びる中央案内部材と、中央案内部材の上端に設けられた第２マスターピストンボアと、中央案内部材を通って延び第２マスターピストンボアに連絡する油圧通路を有する、弁ブリッジと、弁ブリッジを通って延び、エンジン弁の１つに接触するようにされた摺動ピンと、第１マスターピストンボアに設けられた第１マスターピストンと、第２マスターピストンボアに設けられた第２マスターピストンと、スレーブピストンボアに設けられ摺動ピンに接触するスレーブピストンと、スレーブピストンボアに延びる油圧通路と連通する制御弁とを有している。
【００２７】
上述した概要と以下の詳細な説明は共に、例示と説明のためのものであって、請求項に記載した発明を限定するものではないことは理解されるべきである。ここで参照として取り入れられ明細書の一部を成す添付の図面は、本発明の特定の実施例を示すものであって、詳細な説明と共に、本発明の原理を説明するためのものである。
【００２８】
本発明の理解を助けるために、添付の図面を参照する。図面において、同じ参照番号は、同じ要素を示している。図面は例示のためのみのものであって、本発明を制限するものと解釈してはならない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の第１実施例によるエンジン弁作動装置の概略断面図である。
【図２】図２は、圧縮解放エンジンブレーキと排気ガス再循環を提供する、図１に示したエンジン弁作動装置に作用する第１カムプロファイルの図である。
【図３】図３は、図１に示すエンジン弁作動装置と共に用いるときに図２に示したカムプロファイルによって提供される圧縮解放エンジンブレーキと排気ガス再循環弁作動を示す弁リフト対エンジンクランク角のグラフである。
【図４】図４は、初期排気弁開口を提供する、図１に示したエンジン弁作動装置に作用する第２カムプロファイルの図である。
【図５】図５は、図１に示すエンジン弁作動装置と共に用いるときに図４に示したカムプロファイルによって提供される初期排気弁開口弁作動を示す弁リフト対エンジンクランク角のグラフである。
【図６】図６は、図３及び図５に示した圧縮解放エンジンブレーキ、ブレーキガス再循環とＥＥＶＯエンジン弁作動を提供するために用いられる、トリガバルブ作動対エンジンクランク角の棒グラフである。
【図７】図７は、本発明の第２実施例によるエンジン弁作動装置の概略断面図である。
【図８】図８は、本発明の代替実施例によるエンジン弁作動装置の概略断面図である。
【図９】図９は、弁作動前の、本発明のもう一つの代替実施例によるエンジン弁作動装置の概略断面図である。
【図１０】図１０は、１つのエンジン弁の作動中における、図９に示した本発明の実施例によるエンジン弁作動装置の概略断面図である。
【図１１】図１１は、２つのエンジン弁の作動中における、図１０に示したエンジン弁作動装置の概略断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施例による可変弁作動を提供するための図８から図１１に示した装置に作用する２つの例示的なカムプロファイルを示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施例による図１２に示したカムプロファイルを用いた図８から図１１に示したエンジン弁１４００に提供される弁作動を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施例による図１２に示したカムプロファイルを用いた図８から図１１に示したエンジン弁１４１０に提供される弁作動を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明の代替的実施例による弁作動装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
ここで具体化するように、本発明は、エンジン弁の作動を制御する装置と方法の両方を含んでいる。本発明の第１実施例を添付図面に示された例に基づいて、詳細に参照する。本発明の第１実施例は、弁作動装置１０として、図１に示されている。
【００３１】
弁作動装置１０は、エンジンシリンダヘッド１０２に連結されたハウジング１００を含んでいる。第１と第２のエンジン排気弁２５０と３５０がシリンダヘッド１０２に配置され、エンジンシリンダとエンジンマニホールド（図示せず）間の選択的連通を提供している。本発明は、排気弁の使用に限定されることなく、吸気及び／または補助弁にも用いられることは理解されるべきである。第１と第２のエンジン弁２５０と３５０は、それぞれ、弁ばね２６０と３６０によって閉位置に偏倚される。
【００３２】
ハウジング１００は、第１タペットボア１１０と第２タペットボア１３０を有している。第１マスターピストン２００と第１スレーブピストン２１０からなる第１タペットは、第１タペットボア１１０に摺動自在に配置されており、第２マスターピストン３００と第２スレーブピストン３１０からなる第２タペットは、第２タペットボア１３０に摺動自在に配置されている。第１と第２のスレーブピストン２１０と３１０は、互いに油圧シールを維持しながら、それぞれのタペットボア１１０と１３０内で摺動可能である。第１と第２のスレーブピストン２１０と３１０は、それぞれ、第１と第２のスレーブピストンボア２３０と３３０を有しており、１つ以上の内部通路がスレーブピストン側壁からスレーブピストンボアへと延びている。
【００３３】
第１と第２のマスターピストン２００と３００は、第１と第２のスレーブピストンボア２３０と３３０内に摺動自在に配置されている。マスターピストン２００と３００は、流体シールを維持しながら、スレーブピストン２１０と３１０内で摺動する。マスターピストンとスレーブピストンの連結は、本発明の所定の範囲から外れることなく、大きな直系のマスターピストンに設けられたボアにスレーブピストンが受入れられるように変更することができることは理解されるべきである。引き続き図１を参照すると、任意の第１と第２のばね２２０と３２０が、第１と第２のマスターピストン２００と３００をそれぞれ第１と第２のバルブトレイン要素２４０と３４０に接触するように偏倚するのを補助する。
【００３４】
バルブトレイン要素２４０と３４０は、マスターピストン２００と３００への入力を提供する、カム、押出し管、ロッカアームやその他のバルブトレイン要素のうちのいずれか１つあるいはその組み合わせを有することができる。本発明と共に用いることのできる、動作を分配する手段の例は、本発明と同一の譲受人に属し本願に参照として加入される米国特許出願２００６−０００５７９６号に記載されている。好ましい実施例では、第１バルブトレイン要素２４０は、図２に示すようなプロファイルのカムを有し、第２バルブトレイン要素３４０は、図４に示すようなプロファイルのカムを有している。
【００３５】
制御弁ボア１２０は、第１と第２のタペットボア１１０と１３０の間に配置されている。ソレノイド４００と弁体４１０を有する制御弁は、制御弁ボア１２０に配置されている。ＥＣＭのような電子制御装置６００は、ソレノイド４００に連結されている。制御装置６００は、油圧弁作動装置１０に連絡する電子または機械装置を有している。制御装置６００は、限定されるわけではないが、エンジン速度感知手段、クラッチ位置感知手段、燃料位置感知手段及び／または車速感知手段を有する適切な車両要素に接続されるマイクロプロセッサを含んでいる。規定された条件下で、制御装置６００は、信号を生み出し、当該信号をソレノイド４００に伝達し、そして、ソレノイドが、次に、必要に応じて弁体４１０を開閉するのである。
【００３６】
第１通路１１５は、制御弁ボア１２０から第１タペットボア１１０へと延び、第２通路１２５は、制御弁ボア１２０から第２タペットボア１３０へと延びる。第３通路１４２は、制御弁ボア１２０から油圧流体供給通路１４６及びアキュムレータボア１４０へと延びる。図１に示すように、弁体４１０が閉じられると、第１通路１１５と、第２通路１２５と第３通路１４２の間の連通は、遮断される。弁体４１０が開かれると、弁体は、制御弁ボア１２０を上方へ摺動し、第１、第２、第３通路１１５、１２５，１４２間の流体連通を生じさせる。
【００３７】
アキュムレータピストン５００は、アキュムレータボア１４０へばね偏倚されている。任意の通路１４４が、油圧流体供給通路１４６から第１通路１１５及び／または第２通路１２５へと延びている。任意の通路１４４は、第１スレーブボア２３０を満たすのを早める。図示されていないが、同様の任意の通路が、油圧流体供給通路１４６と第２通路１２５間に設けられ得ることは理解されるべきである。第１と第２の通路１１５と１２５への油圧流体の一方通行を許容する逆止弁が、任意の通路１４４に設けられている。
【００３８】
第１クリッピング通路１０５が、第１タペットボア１１０からハウジング１００を包囲する大気へと延び、第２クリッピング通路１３５が、第２タペットボア１３０から大気へと延びている。あるいは、第１と第２のクリッピング通路は、油圧流体を流体供給通路１４６またはアキュムレータ５００へと戻しても良い。第１と第２のクリッピング通路１０５と１３５の位置は、スレーブピストンの内部通路がクリッピング通路に登録するときに、油圧流体を第１と第２のスレーブピストン２１０、３１０から抜くように選択される。より詳しくは、第１と第２のクリッピング通路１０５と１３５の位置は、スレーブピストンの行程が図２と図４にそれぞれ示す圧縮解放カムプロファイル７００とＥＥＶＯカムプロファイル８００によってもたらされるものを超えるまで、第１と第２のスレーブピストン２１０と３１０の下方行程が止められないように選択される。好ましくは、第１と第２のエンジン弁２５０と３５０が主排気弁作動のための所望の最大リフトに接近するまで、クリッピングは生じない。
【００３９】
油圧弁作動装置１０は、油圧流体をスレーブピストンボア２３０と３３０に選択的に提供することによって、バルブトレイン要素２４０と３４０によって入力される全ての動作を選択的に伝達する。油圧流体がスレーブピストンボア２３０と３３０に提供され、弁体４１０が閉位置に維持されると、マスターピストン２００と３００は、バルブトレイン要素２４０と３４０と、スレーブピストン２１０と３１０の間の延長位置に油圧ロックされる。このとき、第１と第２のバルブトレイン要素２４０と３４０から第１と第２のマスターピストン２００と３００に入力された全ての直線動作は、第１と第２のスレーブピストン２１０と３１０に伝達され、次に、第１と第２のエンジン弁２５０と３５０に伝達される。スレーブピストン２１０と３１０に伝達された動作は、弁体４１０を選択的に開くことによって選択的に失われる。例えば、第１タペットに関して、弁体４１０が開いていると、第１スレーブピストンボア２３０の加圧油圧流体は、第１通路１１５と第３通路１４２を介してアキュムレータ５００と大気へと逃げる（アキュムレータは大気へとあふれる）。その結果、第１マスターピストン２００は、第１スレーブピストン２１０へと摺動する。失われる弁作動動作の量は、第１マスターピストン２００が第２スレーブピストン２１０へ摺動する距離と等しい。この距離は、弁体４１０の選択的な開閉によって制御される。更に、弁作動動作が失われる時期は、弁体４１０の選択的な開閉によって制御される。第１マスターピストン２００が第１スレーブピストン２１０へと進めるだけ押されたときには、第１マスターピストンのスレーブピストンへの行程を超える弁作動動作が、第１マスターピストンから第１スレーブピストン及び第１エンジン弁２５０へと機械的に伝達される。
【００４０】
第１と第２のエンジン弁２５０と３５０へ伝達された動作と、そのような動作の損失は、限定されるわけではないが、主吸気、主排気、圧縮解放ブレーキ、ブリーダブレーキ、外部及び／または内部排気ガス再循環、早期排気弁開、早期吸気弁閉、集中リフト、遅延排気及び吸気弁閉などの様々なエンジン弁現象を生み出すのに使われる。
【００４１】
ＥＧＲ、圧縮解放及びＥＥＶＯ弁作動を提供する、図１に示された装置１０の利用について、図１〜図６を参照して述べる。図１及び図２を参照すると、第１バルブトレイン要素２４０の一部または全てをなす第１カムは、圧縮解放ローブ７００と、主排気ローブ７０２とＥＧＲローブ７０４を有する。主排気ローブ７０６だけを有する従来のカムのプロファイルが、比較のために示される。エンジンブレーキが望まれると、弁体４１０は、図６で示す期間９００、閉鎖される。第１バルブトレイン要素カム２４０が基礎円（主として吸気サイクル）にあると、弁体４１０は、開かれる。この時、油圧流体が第１通路１１５を通って第１スレーブピストンボア２３０を満たす。任意の通路１４４は、第１スレーブピストンボア２３０を代替的実施例における充填状態に保持する。圧縮解放ローブ７００またはＥＧＲローブ７０４に直面する前に、弁体４１０は、第１マスターピストン２００が流体的に延長位置にロックされるように、閉鎖される。その後、図２に示すＥＧＲローブ７０４と圧縮解放ローブ７００の動作が、第１マスター及びスレーブピストン２００と２１０を通って、第１エンジン弁２５０へ伝達され、図３に示すＥＧＲ弁作動７１４と圧縮解放弁作動７１０を提供する。
【００４２】
第１マスター及びスレーブピストン２００と２１０が、図２に示す主排気ローブ７０２に直面すると、第１スレーブピストンは、第１タペットボア１１０に十分遠くへと押し込まれ、第１スレーブピストンの内部通路は、第１クリッピング通路１０５に登録する。第１クリッピング通路１０５を備えた第１スレーブピストン２１０の内部通路の登録は、第１スレーブピストンボア２３０の油圧流体が、大気（あるいはアキュムレータ）に抜けるのを可能にし、第１マスターピストン２００を第１スレーブピストン２１０内に崩壊させてしまい、主排気弁作動７１２を短縮する。その結果、主排気弁作動７１２のための第１エンジン弁２５０によるリフトは、正動力操作中と同様のエンジンブレーキである。更に、第１マスターピストン２００は、主排気弁作動７１２の後部で第１スレーブピストン２１０と機械的に接触するので、第１エンジン弁に着座する第１バルブトレイン要素カム２４０の機械的影響となり、弁座装置に必要性を取り除く。アキュムレータ５００は、後のＥＧＲ及び／または圧縮解放弁作動のための第１スレーブピストンボア２３０を再充填するのを補助する。
【００４３】
エンジンブレーキ及び／またはＥＧＲが必要でなくなると、弁体４１０は、第１マスターピストン２００が圧縮解放ローブ７００の初期位置と直面する間及び／または第１マスターピストンがＥＧＲローブ７０４と直面する間、開位置に保持される。弁体４１０がこのように開に保持される時、第１マスターピストン２００は、圧縮解放及びＥＧＲ弁作動のための第１スレーブピストン２１０に押し込まれ、このように作動することが第１エンジン弁２５０に伝達されない。その結果、圧縮解放及び／またはＥＧＲ弁作動が、第１マスターピストン２００によって失われまたは吸収される。
【００４４】
同様の弁体４１０が、第２エンジン弁３５０用のＥＥＶＯを提供するために用いられる。図１と図４を参照して、第２バルブトレイン要素３４０の一部または全部を構成する第２カムは、ＥＥＶＯローブ８００及び主排気ローブ８０２を有している。ＥＥＶＯが望まれる時、弁体４１０は、図６に示す期間９０２、９０４、９０６のいずれの期間においても閉じられる。第２カム３４０が基礎円にある時には、弁体４１０は、開かれる。この間、油圧流体は、第２通路１２５及び／または任意の通路（図示せず）を通って第２スレーブピストンボア３３０を満たす。ＥＥＶＯローブ８００の初期位置と直面する前及びその間、弁体４１０は、第２マスターピストン３００が延長位置に流体的にロックされるように閉鎖される。従って、図４に示すＥＥＶＯローブ８００からの動作は、第２マスター・スレーブピストン３００と３１０を通って、第２エンジン弁３５０へと伝達され、図５に示すＥＥＶＯ弁作動８１０、８１２、８１４のいずれか一つを提供する。提供される特定のＥＥＶＯ弁作動は、弁体４１０が閉じられる時に相当する。例えば、期間９０２（図６）の間弁体４１０を閉じることは、ＥＥＶＯ弁作動８１０（図５）になり、期間９０４の間弁体を閉じることは、ＥＥＶＯ弁作動８１２になり、期間９０６の間弁体を閉じることは、ＥＥＶＯ弁作動８１４になる。弁体４１０の閉じ時間を選択的に変えることによって、提供されるＥＥＶＯの量は、変化する。弁体４１０を開位置に保持することは、ＥＥＶＯ弁作動を引き起こさず、これは、図５に示す従来の主排気弁作動８１６に等しい。第２スレーブピストン３１０の行程を短縮することは、上記したように、第１スレーブピストン２１０の場合と同様にして行なわれる。
【００４５】
本発明の第２の実施例が図７に示されている。ここで、同様の要素は同様の参照番号で示される。図７に示す実施例において、制御弁体４１０は、第１スレーブピストン２１０だけの、特に、エンジンブレーキ用の油圧流体を制御するために設けられている。ソレノイド４００と弁体４１０は、逆止弁４１３によって高圧に露出されることから保護される低速低圧力装置である。油圧流体は、油圧流体供給通路１４６から第３通路１４２を介して制御弁体４１０へ提供される。制御弁体４１０は、油圧流体を任意の逆止弁を内部に有する第１通路１１５を介して第１スレーブピストン２１０へ選択的に供給する。第４通路１４７は、第１通路１１５、アキュムレータ５００と第１クリッピング通路１０５の間を延びている。第４通路１４７は、アキュムレータ５００が第１スレーブピストンボア２３０の再充填を補助するようになっている。
【００４６】
第２制御弁ボア１２１は、ハウジング１００に配置されている。第２ソレノイド４０１と第２弁体４１１を有する第２制御弁は、第２制御弁ボア１２１に配置されている。好適な実施例では、第２ソレノイド４０１と第２弁体４１１は、高油圧に露出され油圧流体を第２アキュムレータ５０１に早く解放するようにされた高速トリガバルブを有している。電子制御装置６００は、第２ソレノイド４０１に連結されている。
【００４７】
第２制御弁体４１１は、第２スレーブピストン２１０の油圧流体だけを制御するようになっている。油圧流体は、油圧流体供給通路１４６から第５通路１４３を介して第２制御弁体４１１へ提供される。第２制御弁体４１１は、油圧流体を、任意の逆止弁を内蔵する第２通路１２５を介して第２スレーブピストン３１０に選択的に供給する。第６通路１４５は、第２通路１２５と、第２アキュムレータ５０１と第２クリッピング通路１３５の間を延びる。第２アキュムレータ５０１は、第２アキュムレータボア１４１に摺動可能に配置される。第１と第２の弁体４１０と４１１は、図２から４に関連して記載した、主排気、圧縮解放エンジンブレーキ、排気ガス再循環と早期排気弁開弁作動を提供するように選択的に制御される。
【００４８】
図８を参照すると、本発明の弁作動装置１０の別の実施例において、装置は、ロストモーション装置１１００、弁ブリッジ１２００、油圧流体制御弁１３００、第１と第２のエンジン弁１４００と１４１０と、第１と第２のバルブトレイン要素１５００と１５１０を有している。
【００４９】
ロストモーション装置１１００は、マスターピストンボア１１１０とスレーブピストンボア１１２０を有するハウジング１１０２を有している。マスターピストンボア１１１０とスレーブピストンボア１１２０間のハウジング１１０２に中央開口が配置されている。中央開口は、ハウジング１１０２を上から下へ貫通している。第１油圧通路１１１２は、マスターピストンボア１１１０から中央開口へ延びている。第２油圧通路１１２２は、図８のスレーブピストンボアの背後に位置決めされた制御弁１３００と同様に、スレーブピストンボア１１２０から中央開口へ延びている。
【００５０】
マスターピストン１１３０は、マスターピストンボア１１１０に摺動可能に配置されている。マスターピストン１１３０は、下方からの油圧流体によって容易に作用されるように面取りした下端を有している。マスターピストン１１３０は、油圧流体によって第２バルブトレイン要素１５１０に接触するように偏倚される。
【００５１】
スレーブピストン１１４０は、スレーブピストンボア１１２０に摺動可能に配置される。スレーブピストン１１４０は、スレーブピストンを通ってスレーブピストンボア１１２０に流出入させる１つ以上の内部通路１１４２を有している。スレーブピストン内部通路１１４２は、スレーブピストン１１４０の側壁に設けられた環状の凹部１１４４と連通している。環状の凹部１１４４は、スレーブピストン内部通路１１４２を通って提供される油圧によるスレーブピストンの行程が環状の凹部の第２油圧通路への登録によって制限されるように、選択的に第２油圧通路１１２２に登録する大きさにされる。スレーブピストン１１４０の下方への行程が、環状の凹部１１４４が第２油圧通路１１２２と流体連結しないのに十分であれば、スレーブピストンを下方に押す油圧は、遮断され、これにより、スレーブピストンの下方への行程を制限する。
【００５２】
油圧流体は、油圧流体供給ポート１１１４を通ってハウジング１１０２に供給されるか、または、第２油圧通路１１２２に接続された制御弁１３００から供給される。エンジンオイルのような油圧流体（図示せず）源は、油圧流体供給ポート１１１４や制御弁１３００に接続される。逆止弁１１１６は、油圧流体源とマスターピストンボア１１１０の間に設けられている。逆止弁１１１６は、油圧流体がハウジング１１０２から流出するのを防止している。
【００５３】
弁ブリッジ１２００が、ロストモーション装置１１００と第１と第２のエンジン弁１４００と１４１０の間に配置されている。弁ブリッジ１２００は、弁ブリッジの中央からハウジング１１０２の中央開口を通って上方に延びる中央ガイド部材１２１０を有している。ガイド部材１２１０は、ガイド部材と中央開口との間の油圧シールを保持しながら中央開口を通って摺動するような大きさにされている。第３油圧通路１２１２は、ガイド部材１２１０を側方に貫通している。あるいは、第３油圧通路は、ガイド部材１２１０の周りで、ハウジング１１０２を貫通している。第３油圧通路１２１２は、弁ブリッジ１２００がその最上位置にある時、すなわち、第１と第２のエンジン弁１４００と１４１０が閉じられている時、選択的に第１と第２の油圧通路１１１２と１１２２に登録するように配置する。
【００５４】
弁ブリッジ１２００は、第１エンジン弁１４００と第１端部１２３０で接触し、第２エンジン弁１４１０と第２端部１２２０と接触する。弁ブリッジの第１端部１２３０は、摺動ピン１２４０を内蔵する。摺動ピン１２４０は、摺動ピンの上方への行程を制限する肩部を有する。摺動ピン１２４０の上端は、スレーブピストン１１４０の底部に接触するように、弁ブリッジの第１端部１２３０を貫通している。
【００５５】
制御弁１３００は、ハウジング１１０２にあるいはその近くに設けられている。制御弁１３００は、第２油圧通路１１２２に流体連通されている。エンジン制御モジュール（ＥＣＭ）のような電子制御装置１３１０は、制御弁１３００を作動するのに使われる。制御弁１３００は、油圧流体が第２油圧通路１１２２を抜けるのを防止するように制御装置１３１０によって作動される時に「閉」位置となり、また、油圧流体が第２油圧通路を抜けることができるように制御装置によって作動される時に「開」位置となる。好ましくは、制御弁１３００は、エンジンサイクルあたり１回以上開閉できる高速トリガバルブである。
【００５６】
第１バルブトレイン要素１５００は、弁ブリッジ１２００の上端に接触し、第２バルブトレイン要素１５１０は、マスターピストン１１３０の上端に接触する。随意的に、第１バルブトレイン要素１５００とガイド部材１２１０の間には、ラッシュスペースｙが設けられている。第１と第２のバルブトレイン要素が直線作動動作を分配するためのカム、ロッカアーム、押出し管、その他の機械的、電子機械的、油圧または空圧装置のいずれかあるいはその組み合わせを有していることは理解されるべきである。第１と第２のバルブトレイン要素１５００と１５１０は、循環的な下方動作を弁ブリッジ１２００とマスターピストン１１３０にそれぞれ提供する。第１と第２のバルブトレイン要素１５００と１５１０は、限定されるわけではないが、主吸気、主排気、圧縮解放ブレーキ、ブリーダブレーキ、排気ガス再循環、早期または遅延排気弁開及び／または閉、早期または遅延吸気弁開及び／または閉などの様々なエンジン弁現象を集合的に生み出す。
【００５７】
エンジン弁１４００と１４１０は、吸気、排気または補助エンジン弁である。エンジン弁１４００と１４１０は、スリーブ（図示せず）内に配置され、次いで、シリンダヘッド（図示せず）に設けられる。エンジン弁１４００と１４１９は、ガスがエンジンシリンダ内に流入またはエンジンシリンダから流出するようにスリーブとシリンダに対して上下に摺動するようになっている。
【００５８】
図８に示す装置１０は、例えば好適実施例では、以下のように作用する。図１２を参照すると、第１バルブトレイン要素１５００は、主排気ローブ１７００を備えたカムを有している。第２バルブトレイン要素１５１０は、排気ガス再循環（ＥＧＲ）ローブ１７１０とエンジンブレーキ圧縮解放ローブ１７２０を備えたカムを有している。
【００５９】
図８を参照すると、正動力作動中、制御弁１３００は、「開」位置に保持され、これによりハウジング１１０２に入った油圧流体は、第２油圧通路１１２２を抜けることができる。その結果、マスターピストン１１３０がＥＧＲローブ１７１０と圧縮解放ローブ１７２０によって下方に押されると、第２油圧通路１１２２を抜けることが、第１エンジン弁１４００を弁ばね（図示せず）の力に抗して開くためにスレーブピストンボア１１２０に油圧を生じることを妨げる。主排気ローブは、第１バルブトレイン要素１５００にあるが、弁ブリッジ１２００を下方に押し、これにより、第１と第２のエンジン弁１４００と１４１０の両方が図１３と１４に示す主排気弁作動１８２０と１８３０のために開くようになる。
【００６０】
エンジンブレーキ作動中には、制御弁１３００（図８）は、「閉」位置に保持され、ハウジング１１０２に入った油圧流体は、第２油圧通路１１２２を抜けることを防止される。その結果、マスターピストン１１３０は、延長位置に流体ロックされる。その結果、マスターピストン１１３０がＥＧＲローブ１７１０と圧縮解放ローブ１７２０によって下方に押されると、スレーブピストンボア１１２０の対応油圧が、スレーブピストン１１４０が摺動ピン１２４０を押し、図１３と図１４に示すＥＧＲと圧縮解放弁作動１８００と１８１０のために第１エンジン弁１４００を開く。更に、第１バルブトレイン要素１５００の主排気ローブ１７００（図１２）は、主排気弁作動１８２０と１８３０（図１３と図１４）のために第１と第２のエンジン弁１４００と１４１０を開くように弁ブリッジ１２００を下方に押す。このようにして、制御弁１３００を選択的に開閉することにより、装置１０は、図１３に示すようなＥＧＲと圧縮解放弁作動１８００と１８１０を選択的に提供することができるのである。更に、ＥＧＲと圧縮解放弁作動１８００と１８１０の持続時間は、制御弁１３００が高速トリガバルブであれば、ＥＧＲと圧縮解放弁作動の開始を遅らせたり終了を打ち切ったりするためにトリガバルブを選択的に開閉することによって、選択的に変えることができる。
【００６１】
本発明の第２実施例が、図９に概略的に示されており、同様の参照番号が同様の要素に付されている。本発明の第２の実施例は、第２マスターピストンボア１２５０がガイド部材１２１０の上端に設けられ第２マスターピストン１２６０が第２マスターピストンボアに摺動自在に配置されている点で第１の実施例と異なっている。第２マスターピストン１２６０は、スレーブピストン１１４０に伝達されるべき追加的な補助弁作動を許容している。
【００６２】
図９に示す装置の変更が図１０と図１１に示されている。ここで、同様の参照番号が同様の要素に付されている。図１０を参照すると、第２油圧通路１１２２は、制御弁１３００を連通するようにより明瞭に図示されている。更に、任意のガイドピンボア１２７０が、弁ブリッジ１２００の下部に設けられている。ガイドピンボア１２７０は、エンジンに設けられたガイドピン１６００を受容するようになっている。
【００６３】
引き続き図１０を参照すると、第２マスターピストン１２６０とスレーブピストン１１４０が補助弁作動のための第１エンジン弁１４００の開過程を示されている。この時、第２マスターピストン１２６０は、第２マスターピストンボア１２５０にほぼ完全に押し込まれており、スレーブピストン１１４０は、スレーブピストンボア１１２０にほぼ完全に押し下げられている。摺動ピン１２４０は、第１エンジン弁１４００が開くように、対応して押し下げられている。
【００６４】
同様の参照番号が同様の要素に付されている図１１を参照すると、装置１０は、第１と第２のエンジン弁１４００と１４１０の双方を開く過程を示されている。この時、第２マスターピストン１２６０とスレーブピストン１１４０は、それぞれのボアにおいて完全に押し下げられており、弁ブリッジ１２００は、第１と第２のエンジン弁を開くために第１バルブトレイン要素１５００によって押し下げられている。
【００６５】
本発明の弁作動装置１０の別の実施例が図１５に概略示されている。この図において、同様の参照番号が同様の要素に付されている。図１５を参照すると、装置１０は、固定ハウジング１１０３と、マスターピストン１２６０と、油圧流体制御弁１３００と、弁ブリッジ１２００と、それぞれ第１と第２のエンジン弁１４００と１４１０に接触する第１と第２のスレーブピストン１１４０と１１４１を有している。マスターピストン１２６０と接触するようにされたバルブトレイン要素１５００が、設けられている。
【００６６】
固定ハウジング１１０３は、中央開口１１０５と、中央開口から制御弁１３００へ延びる供給通路を有している。油圧流体は、低圧油受のような油圧流体受け１３２０から制御弁１３００を介して供給通路１１２３へ提供される。制御弁１３００は、ハウジング１１０３にまたはその近くに設けられる。エンジン制御モジュール（ＥＣＭ）のようなエンジン制御装置１３１０が、制御弁１３００を作動するのに使われる。制御弁１３００は、油圧流体が供給通路１１２３を抜けるのを防止する制御装置１３１０によって作動される時に「閉」位置になり、油圧流体が供給通路を抜けることができるように制御装置によって作動される時に「開」位置になる。好ましくは、制御弁１３００は、エンジンサイクルあたり１回以上開閉できる高速トリガバルブである。
【００６７】
マスターピストン１２６０は、中央開口１１０５を通って摺動自在に配置されている。マスターピストン１２６０は、弁ブリッジ１２００に設けられたマスターピストンボア１２５０に延びている。マスターピストン１２６０は、流体シールを保持しながら、中央開口１１０５とマスターピストンボア１２５０を摺動するような大きさにされる。マスターピストン１２６０は、供給通路１１２３とマスターピストンボア１２５０間の油圧流体の流れを許容する１つ以上の内部通路１２６１を有している。随意的に、マスターピストン１２６０は、バルブトレイン要素１５００へ向けてばね（図示せず）によって上方へ偏倚されている。
【００６８】
マスターピストンボア１２５０は、油圧通路１１２３と１１２５によってそれぞれ第１と第２のスレーブピストンボア１１２０と１１２１に連結されている。第１スレーブピストン１１４０は、第１スレーブピストンボア１１２０に摺動可能に配置され、第２スレーブピストン１１４１は、第２スレーブピストンボア１１２１に摺動可能に配置されている。水準ねじ１２０２が、スレーブピストンボアの１つまたは双方に延びている。スレーブピストンのそれぞれは、油圧流体がスレーブピストンを通ってスレーブピストンボアへ流入及びスレーブピストンボアから流出することを可能にする１つ以上の内部通路１１４２を有している。スレーブピストン内部通路１１４２は、各スレーブピストンの側壁に設けられた環状凹部１１４４と連通している。環状凹部１１４４は、スレーブピストン内部通路１１４２を通って提供される油圧によって生じるスレーブピストンの行程が油圧通路１１２３と１１２５を備えた環状凹部の登録によって制限されるように、選択的に油圧通路１１２３と１１２５に登録する大きさにされる。どちらかのスレーブピストンの下方への行程が、環状凹部１１４４がもはや対応する油圧通路１１２３または１１２５と流体連通しないだけになると、スレーブピストンを押し下げる油圧は遮断され、これにより、スレーブピストンの下方への行程を制限する。環状凹部１１４４は、第１と第２のスレーブピストンボア１１２０と１１２１から大気へ延びまたは油圧流体供給へ戻るクリッピング通路１１４５に選択的に登録する。
【００６９】
図１５に示す装置１０は、例えば、以下のように作用する。図１２を参照すると、バルブトレイン１５００は、主排気ローブ１７００と、排気ガス再循環（ＥＧＲ）ローブ１７１０とエンジンブレーキ圧縮解放ローブ１７２０を備えたカムを有する。正動力作用時に、制御弁１３００は、「開」位置に保持され、マスターピストンボア１２５０の油圧流体は、制御弁を通って油圧供給１３２０へ抜けることができる。その結果、マスターピストン１２６０がＥＧＲローブ１７１０と圧縮解放ローブ１７２０によって押し下げられる時に、マスターピストンボア１２５０からの抜けが、第１と第２のエンジン弁１４００と１４１０を弁ばね（図示せず）の力に抗して開くために、スレーブピストンボア１１２０と１１２１に油圧を生じることを防止する。しかし、第１バルブトレイン要素１５００の主排気ローブは、第１と第２のエンジン弁１４００と１４１０の両方が主排気現象のために開くようにする弁ブリッジ１２００と機械的に係合するまで、弁ブリッジ１２００を押し下げる。
【００７０】
エンジンブレーキ操作の間、制御弁１３００（図１５）は、閉じられており、一方、主排気、ＥＧＲ及び圧縮解放ローブを有するカムは基礎円にある。その結果、マスターピストン１２６０は、制御弁１３００が閉じられると、マスターピストンボア１２５０から延長位置へとバルブトレイン要素に接触して流体ロックされる。制御弁１３００が閉じられると、マスターピストンボア１２５０の油圧流体は、供給通路１１２３を抜けないようにされる。その結果、マスターピストン１２６０がＥＧＲローブ１７１０と圧縮解放ローブ１７２０によって押し下げられると、油圧流体がマスターピストンボア１２６０から第１と第２のスレーブピストンボア１１２０と１１２１へと強制され、第１と第２のスレーブピストン１１４０と１１４１がＥＧＲと圧縮解放弁作動のために第１と第２のエンジン弁１４００と１４１０を開くようになる。バルブトレイン要素１５００の主排気ローブ１７００（図１２）は、主排気現象のために第１と第２のエンジン弁１４００と１４１０を開くようにマスターピストン１２６０を押し下げる。最初は、スレーブピストン内部通路１１４２がクリッピング通路１１４５に登録するまで、主排気現象が第１と第２のスレーブピストン１１４０と１１４１によって提供される。この時、第１と第２のスレーブピストン１１４０と１１４１に作用する油圧流体は、マスターピストン１２６０が機械的に弁ブリッジ１２００に係合するまで、クリッピング通路を抜ける。その後、弁座を含む主排気現象の残りは、バルブトレイン要素１５００と、マスターピストン１２６０と弁ブリッジ１２００の機械的接触によって成される。このようにして、制御弁１３００を選択的に開閉することによって、装置１０は、図１３に示すＥＧＲ及び圧縮解放弁作動１８００と１８１０を選択的に提供する。更に、制御弁１３００が高速トリガバルブであれば、ＥＧＲと圧縮解放弁作動の開始を遅らせたり、また、その終了を打ち切ったりするためにトリガバルブを選択的に開閉することによって、ＥＧＲと圧縮解放弁作動１８００と１８１０の持続時間は、選択的に変更できる。
【００７１】
本発明の範囲を逸脱することなく、本発明の構造、形状及び／または作用において、様々な変更と改良が成されうることは、当業者には自明のことである。例えば、第１と第２のマスター及びスレーブピストンのいずれかあるいは両方は、マスターピストンがスレーブピストン内に摺動するタペットとして、あるいは油圧通路によって固定スレーブピストンボアに配置されたスレーブピストンに連結された固定マスターピストンボアに配置されたマスターピストンとして設けられてもよいことが理解される。更に、図１２から１４に示したもの以外の多くのその他の可変弁作動が、図８から図１１及び図１５に示した本発明の様々な実施例によってもたらされることが理解される。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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