(57)【要約】  本発明は、１つのシリンダ当たり４つの弁、すなわち、ともに基本カムシャフトにより制御される吸気弁及び排気弁、並びに、ともに制御カムシャフトにより制御される他の吸気弁及び排気弁を有する内燃エンジン用制御システムに関する。２つのカムシャフトは、クランクシャフトに接続され、エンジン速度は電子制御ユニットによって管理される。システムは、制御カムシャフトに連結されるモータ／発電機ユニット、クランクシャフトと制御カムシャフトとに連結される差動装置、差動装置に連結される制御シャフト、制御シャフトに連結されるアクチュエータ、遮断弁とアクチュエータとに連結される一方向絞り弁、遮断弁を介してアクチュエータに接続されたオイル回路、及び、遮断弁に作用する制御ソレノイドを有する。
2019516036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の吸気弁および第１の排気弁の動きを制御する基本カムシャフト（２）と、第２の吸気弁および第２の排気弁の動きを制御する制御カムシャフト（３）とを使用する１つのシリンダ当たり４つの弁を有し、前記２つのカムシャフト（２、３）はクランクシャフトに連結され、エンジントルクは電子制御ユニットによって管理される内燃エンジン用の制御システムであって、
−前記制御カムシャフト（３）に連結されたモータ／発電機ユニット（５）と、
−前記クランクシャフト（１）及び前記制御カムシャフト（３）に連結された差動装置と、
−前記差動装置（４）に連結され、回転可能な制御シャフト（６）と、
−前記制御シャフト（６）に連結され、前記制御シャフト（６）に対して動作可能なアクチュエータ（７）と、
−一方では遮断弁（１４）に、他方では前記アクチュエータ（７）に連結された一方向絞り弁（１３）と、
−前記遮断弁（１４）によってアクチュエータ（７）に連結されたオイル回路（１６）と、
−前記遮断弁（１４）に作用可能な制御ソレノイド（１５）と、を備え、
車両のトルクに変化が生じると、前記車両の前記電子制御ユニットは、前記モータ／発電機ユニット（５）と前記制御ソレノイド（１５）の両方に信号を送信し、
−前記モータ／発電機ユニットが作動されて、前記差動装置（４）によって前記基本カムシャフトに対して位相がずれた前記制御カムシャフト（３）の回転の変化を生じさせ、前記位相のずれは、回転すると前記アクチュエータ（７）に力を印加する前記制御シャフト（６）によって吸収され、
−前記制御ソレノイドが前記遮断弁（１４）を作動させ、前記一方向絞り弁（１３）によって前記オイル回路（１６）と前記アクチュエータ（７）間のオイルの通過を可能にし、
それにより、前記アクチュエータ（７）が前記制御シャフト（６）に反力を加え、平衡状態に達すると、前記制御ソレノイド（１５）の動作が停止され、前記遮断弁（１４）が閉鎖され、前記制御シャフト（６）をある角度で位相ずれさせる、内燃エンジン用制御システム。
【請求項２】
前記アクチュエータ（７）は、ピストン（１０）によって第１のチャンバ（８）と第２のチャンバ（９）に分割されるシリンダであり、前記ピストン（１０）は、ばね（１２）と同軸で第１のチャンバ（８）内に配置された剛性シャフト（１１）に接合され、前記アクチュエータ（７）から前記剛性シャフト（１１）の自由端が突起し、前記自由端を介して前記アクチュエータ（７）が制御シャフト（６）に接合され、前記第２のチャンバ（９）は、制御ソレノイド（１５）によって制御される遮断弁（１４）と絞り弁（１３）によって前記オイル回路に連結されることを特徴とする、請求項１に記載の内燃エンジン制御システム。
【請求項３】
第１のチャンバ（８）は、前記制御ソレノイド（１５）によって制御される第２の遮断弁（１４）を介して前記オイル回路（１６）に連結される、請求項２に記載の内燃エンジン用制御システム。
【請求項４】
前記アクチュエータ（７）の前記第１のチャンバ（８）と前記第２のチャンバ（９）の両方が、前記ピストン（１０）によって加えられる力に抗する付加ばね（１９、２０）を備える、請求項２又は３に記載の内燃エンジン用制御システム。
【請求項５】
バッテリの再充電、車両の別の装置への給電、及びその両方から選択される機能を実行するように前記モータ／発電機ユニット（５）によって生成されたエネルギを使用するために、前記制御ソレノイド（１５）の動作が停止され得ることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の内燃エンジン用制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃エンジンによって実行されるサイクル動作を最適化して、異なる弁が作動するモーメントを変化させる内燃エンジンの制御システムに関する。
【０００２】
このシステムは、自動車産業、特に自動車エンジン産業に適用できる。
【背景技術】
【０００３】
４ストローク内燃エンジンでは、吸気とガス放出とはいずれも、タイミングベルト又はチェーンによってクランクシャフトに連結されたカムシャフトによって移動するそれぞれの吸気及び排気弁を開くことによって制御される。
【０００４】
吸気弁を通した異なるシリンダへの吸気は、バタフライ弁を含む共通の吸気マニホルドによって行われることによって、シリンダに入る空気流が制御される。
【０００５】
同様に、異なるシリンダの排気弁は排気管に接続される。
【０００６】
ガソリンエンジンは、基本的な４ストロークオットーサイクルに従い、完全な４ストロークサイクル、すなわち吸気、圧縮、膨張及び排気は、クランクシャフトが２回転するごとに実行される。各シリンダの内部では、ピストンが上死点（top dead centre／上死点中心）と下死点（bottom dead centre／下死点中心）間の直線的交互運動を実行する。ピストンが上死点に近接すると、吸気弁が開いて、シリンダ内への通気を可能にする。吸気段階中、上死点における弁に最も近い位置からのピストンの下降運動で、シリンダへの充填に役立つ吸引力が生じる。間接噴射エンジンの場合は、吸気マニホルドに含まれる空気に燃料が噴射され、それによってシリンダに流入する空気は既に燃料と混合される。
【０００７】
ピストンが下死点に接近し、又はこれをやや越えると、吸気弁が閉じられる。直接噴射エンジンでは、燃料が通常シリンダに噴射されるのはこの時点である。
【０００８】
直接又は間接噴射エンジンの２つの場合のいずれも、燃料消費はシリンダに流入する空気量に比例する。この値は、エンジンによって生成されるトルクに比例する。したがって、燃料消費が、ひいてはエンジントルクが低減されなければならない場合、すなわち追及されている目的が最大出力を得ることではなく、燃費を低減することであるような場合は、吸気の量が低減されなければならない。これは、吸気マニホルドのバタフライ弁を部分的に閉じることによって達成される。この弁運動は空気流を効果的に低減するが、ポンプ損失が大幅に増大し、エンジン性能を低下させる。
【０００９】
この欠点を克服するため、吸気ダイアグラムに対して、このような性能の低下の原因となるポンプ損失を低減するような措置を講じる必要がある。
【００１０】
このような目的のため、シリンダ内のある空気量を低減するように、アトキンソンサイクルの２つの適応可能性を用いることができる：
−吸気段階中にシリンダへの吸気をより少量にするように吸気ダイアグラムの開放時間を短縮する、吸気段階の早期吸気弁閉鎖（ＥＬＶＣ）、又は
−ダイアグラムの開放時間を延長する遅延吸気弁閉鎖（ＬＩＶＣ）。この場合、目的は、ピストンが下死点を越えた後に吸気弁を閉鎖して、シリンダが圧縮段階にあるときに、純粋な空気にせよ、燃料との混合気にせよ吸気の一部が排気されることによって、シリンダ内にある空気量の一部を低減することである。
【００１１】
これらの２つの方法によって、ポンプ損失を大幅に低減し、それによって部分負荷状態でのエンジン性能を高め、燃料消費を低減することが可能になる。
【００１２】
技術水準では、中トルク及び低トルク範囲でのエンジン性能を高めるために、アトキンソンサイクルに従ってシリンダ内の吸気弁のタイミングダイアグラムを変更するように上述の解決策が適用される多様な装置が知られている。
【００１３】
特に、可能な異なるタイミングダイアグラムを吸気弁に適用することができるシステムであり、これは必要に応じて選択可能である。これらのシステムは、リフト量と開放時間が異なる少なくとも２つのカムを含む。スラスト、フィンガバー、又はロッカオルガンは、弁が利用可能なタイミングダイアグラムの１つに従って移動できるようにする連動システムを有する。吸気弁がモータの動作トルクに従って異なるタイミングダイアグラムを実行するシステムは、通常は構成要素のオイル圧制御を使用するシステムである。
【００１４】
各ピストンに関連する燃焼室がエンジン負荷決定段階を含む少なくとも２つの吸気弁を有する燃焼エンジンの動作方法を開示している米国特許第５２３３１０４８号明細書は、技術水準で公知である。エンジンが部分負荷状態にあると、吸気弁の位相シフト段階が上昇して、広い吸気原理に相当するリフト原理が生成され、アトキンソンサイクルを実行する。このようにして、位相シフトは、第１のカムシャフト内に位置する第１の吸気弁を制御するための第１のカムと、第１のカムシャフト内で第１のカムシャフトに同心に第２のカムシャフトに連結された第２の吸気弁を制御するための第２のカムシャフトとを含み、前記第２のカムシャフトが、他方に対するカムシャフトの回転によってカムの角度位置を変化させるのに適した角度位相シフト器に関連する装置によって得られる。本発明によれば、第２のカムは作動キャリヤによって第２のカムシャフトに連結され、前記キャリヤは第１のカムシャフト上のノッチ内を移動し、２つのカムシャフトは単一のプーリーによって連結され、又はリンクされ、そしてさらにベルトによって作動されるため、前記第２のカムシャフトもこのベルトによって作動される。
【００１５】
この効果を達成するためにトップメーカーによって使用されるこのシステムも知られているため、各メーカーで使用される各システムは独自のブランド名で知られている。最もよく知られているシステムは、シトロエンのＶＴＣ、ＢＭＷのバルブトロニック、トヨタのバルブマテイック、ホンダのブィテック、三菱のＭＩＶＥＣ、ポルシェのバリオカム・プラス、メルセデスのカムトロニック、アウディのバルブリフトバルブタイミング、又はフィアットのマルチエアを含み、これらは全て産業関連文献に包括的に開示され、容易にアクセスできる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、これらのシステムには、最終出力に影響を与えるオイル圧エネルギを使用する必要性又はトルクの連続性がないことなどの一連の問題があり、一方の分布ダイアグラムの他方の分布ダイアグラムへの移行を漸次的に調整し、低出力ではある態様で、高出力では他の態様で、慎重（離散的）かついかなる連続性もなく動作することができなくなる。さらに、異なるトルクでシステムを精確に制御できるようにする電気エンジンを使用する場合、これらのシステムは、大幅な非増加を必要とするため低速応答システムである。加えて、これらのシステムが提供できる最大位相シフトは限定されている。
【００１７】
いずれにせよ、これらのシステムはロバスト性を損なう振動運動を受ける小部品を有するため、程度の差はあれ機械的に複雑である。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、多数の可動部品の使用を避ける新規なシステムによってこれらの問題を回避し、任意時点でエンジンが動作するときの負荷に応じて特定の作動状況が提供される。
【００１９】
本発明の目的は、基本カムシャフトと制御カムシャフトの２つのカムシャフトを使用する１つのシリンダ当たり４つの弁を有する内燃エンジンの制御システムである。
【００２０】
基本カムシャフトは、第１の吸気弁及び第１の排気弁の動きを制御する。制御カムシャフトは、１つのシリンダ当たり、第２の吸気弁及び第２の排気弁の動きを制御する。
【００２１】
２つのカムシャフトはクランクシャフトに連結され、エンジントルクは電子制御ユニットによって管理される。
【００２２】
主な特徴として、システムは、制御カムシャフトに連結されたモータ／発電機ユニットと、クランクシャフト及び制御カムシャフトに連結された差動装置と、差動装置に連結され、回転可能な制御シャフトと、制御シャフトに連結され、制御シャフトに対して相対移動可能なアクチュエータと、一方では遮断弁に、他方ではアクチュエータに連結された一方向絞り弁と、遮断弁によってアクチュエータに連結されたオイル回路と、遮断弁に作用可能な制御ソレノイドとを備えている。
【００２３】
車両トルク（スピード）に変化が生じると、電子車両制御ユニットは、モータ／発電機ユニットと制御ソレノイドの両方に信号を送る。この信号を受信すると、一方では、モータ／発電機ユニットが作動され、それにより、制御カムシャフトの回転が変化し、制御カムシャフトは、差動装置に連結されているので、基本カムシャフトに対して位相がずれる。制御シャフトはこの位相シフトを吸収し、回転するとアクチュエータに力を印加する。他方では、制御ソレノイドが遮断弁を作動させ、一方向絞り弁によってオイル回路とアクチュエータ間のオイルの通過を可能にする。
【００２４】
次いで、アクチュエータが制御シャフトに反力を及ぼす。平衡状態に達すると、制御ソレノイドが停止され、遮断弁が閉鎖され、ここで制御シャフトがある角度で位相ずれ（phase out）される。
【００２５】
アクチュエータは、第１のチャンバ内に位置する、剛性シャフトに接合されたピストンによって第１のチャンバと第２のチャンバとに分割され、第１のチャンバから剛性シャフトの自由端が突出し、これによってアクチュエータ（自由端）が制御シャフトに接合するシリンダであってよい。このチャンバはピストンシャフトと同軸のばねを収容している。第２のチャンバは、制御ソレノイドによって制御される絞り弁と遮断弁とによってオイル回路に連通されている。
【００２６】
第１のチャンバは、これも制御ソレノイドによっても制御される第２の遮断弁によってオイル回路に連通されてもよい。
【００２７】
極端な状況で動作するように、アクチュエータの第１のチャンバと第２のチャンバの両方は、ピストンによって印加される力に抗するばねを備えている。
【００２８】
制御ソレノイドの動作が停止されて、モータ／発電機ユニットによって生成されたエネルギを使用してバッテリを再充電し、必要に応じて車両の別の装置又は両方の混合物に給電するようにされてもよい。
【００２９】
説明を完全なものにし、本発明の特徴をより容易に理解できるようにするために、好ましい実施形態により、一連の図面がその一体部分として添付され、以下の図は、例示的かつ非限定的に提示される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１，２は、エンジンが最大出力及び最小出力それぞれで動作する吸気弁及び排気弁の異なる開放時間及び閉鎖時間を示す、シリンダによって実行される４行程サイクル動作ダイアグラムに対応する図である。
【図２】図１，２は、エンジンが最大出力及び最小出力それぞれで動作する吸気弁及び排気弁の異なる開放時間及び閉鎖時間を示す、シリンダによって実行される４行程サイクル動作ダイアグラムに対応する図である。
【図３】本発明の目的である内燃エンジンの制御システムの概略図である。
【図４】図４−６は、安定したエンジンのトルク、加速及び減速の状況においてオイル回路とアクチュエータ間のオイルの通過又は遮断のための遮断弁及び絞り弁の動作をそれぞれ示す図である。
【図５】図４−６は、安定したエンジンのトルク、加速の状況においてオイル回路とアクチュエータ間のオイルの通過又は遮断のための遮断弁及び絞り弁の動作をそれぞれ示す図である。
【図６】図４−６は、安定したエンジンのトルク、減速の状況においてオイル回路とアクチュエータ間のオイルの通過又は遮断のための遮断弁及び絞り弁の動作をそれぞれ示す図である
【図７】アクチュエータの第２の実施形態を示す図である。
【図８】図８，９は、エンジン制動及びパワーブースト領域をそれぞれ備えた吸気弁及び排気弁の異なる開閉時間を示す、シリンダによって行われる４行程サイクル動作ダイアグラムに対応する図である。
【図９】図８，９は、エンジン制動及びパワーブースト領域をそれぞれ備えた吸気弁及び排気弁の異なる開閉時間を示す、シリンダによって行われる４行程サイクル動作ダイアグラムに対応する図である。
【図１０】異なるエンジン動作状況における制御シャフトに必要な力の図である。
【図１１】制御シャフトに必要な力に応じたアクチュエータの動作における異なるモーメントを示す図である。
【図１２】制御シャフトに必要な力に応じたアクチュエータの動作における異なるモーメントを示す図である。
【図１３】制御シャフトに必要な力に応じたアクチュエータの動作における異なるモーメントを示す図である。
【図１４】制御シャフトに必要な力に応じたアクチュエータの動作における異なるモーメントを示す図である。
【図１５】制御シャフトに必要な力に応じたアクチュエータの動作における異なるモーメントを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本明細書のこれまでの節で提起された技術的問題を克服するために、本発明の目的は内燃エンジンのための制御システムを提供する。
【００３２】
本発明の目的である制御システムは、好ましくは１つのシリンダ当たり２つの吸気弁と２つの排気弁の４つの弁のマルチバルブエンジン向けに開発されている。その動作には２つのカムシャフト（２、３）が必要である。
【００３３】
制御システムは、例えば、１つのシリンダ当たり３つの弁又は１つのシリンダ当たり５つの弁を有するものなど、異なる弁分布を有するエンジンで使用することもできる。
【００３４】
第１のカムシャフトは、各シリンダの第１の吸気弁及び第１の排気弁の開閉運動を制御する機能を有する基本カムシャフト（２）である。
【００３５】
第２のカムシャフトは、各シリンダの第２の吸気弁及び第２の排気弁の開閉運動を制御する機能を有する制御カムシャフト（３）である。
【００３６】
本発明の目的は、各シリンダにおいて、第２の吸気弁の開放に際し、閉鎖に際し、又は両方の場合に、第１の吸気弁に対する位相シフトが提供される制御システムである。
【００３７】
本発明の別の目的は、各シリンダにおいて、第２の排気弁を開くとき、閉じるとき、または両方の場合に、第１の排気弁に対する位相シフトが提供される制御システムである。
【００３８】
以下は、カムシャフト（２、３）の相対位置に応じたエンジンの動作形態の説明である。制御システムは制御カムシャフト（３）にのみ作用するので、基本カムシャフト（２）によって制御される吸気及び排気の両方の第１の弁は何ら変化せず、開閉時間は不変のままである。しかし、開閉時間の変化を受けるのは、制御カムシャフト（３）によって制御される、吸気及び排気の第２の弁である。
【００３９】
したがって、図１は、最大出力でのエンジンのシリンダの動作に関する分布ダイアグラムを示す。制御カムシャフト（３）は、基本カムシャフト（２）に対して同相で作動する。２つの吸気弁は、同期した開閉時間を有する。排気弁に関しては、第２の排気弁の開放（ＡＥ２）及び閉鎖（ＣＥ２）の両方が第１の排気弁に対して先行する。第１の排気弁の全体の開放時間は、第２の排気弁のそれよりもずっと長いことが認められる。これは、排気弁の閉鎖がサイクルの終了を示し、それを延長することは次のサイクルの吸気段階に入ることを意味し、これは次のサイクルの性能の評価に非常に有害であると説明することができる。この分配システムは、最大出力で生成されるガスの量がエンジントルクの他のどの瞬間よりも実質的に多いので、排気のためにより長い時間を有することが重要であるという点で興味深い。このようにして、ピストンが下死点に達する前に第２の排気弁（ＡＥ２）の開放が起こる。前述のように、基本カムシャフト（２）の第１の排気弁（ＣＥ１）の閉鎖は依然として不変のままであるが、第２の排気弁（ＣＥ２）の閉鎖が先行し、そのため依然として開放状態に留まり、排気の継続が可能であるため、全体の開放時間が短縮しない。
【００４０】
図２は、最小出力でのエンジン動作の分布ダイアグラムを示す。この場合、制御カムシャフト（３）は、基本カムシャフト（２）に対して遅延される。これは、第２の吸気弁及び排気弁の開閉の瞬間が同じ割合で遅延されることを意味する。このようにして、一方では、第２の吸気弁の開閉（ＡＡ２，ＣＡ２）が第１の吸気弁に対して遅延される。この弁の開放（ＡＡ２）の遅延は、第１の吸気弁（ＡＡ１）の開放が既に行われているので、シリンダへの吸気の開始に影響を及ぼさない。弁の遅延された閉鎖（ＣＡ２）は、圧縮段階中に、既にシリンダ内にある空気の一部が、純粋な空気にせよ、燃料との混合気であるにせよ、シリンダからバルブを通って吸気マニホルドに向かって放出され、再循環され、次のシリンダで使用されることを意味する。この場合、シリンダ内に残っている空気の量はより少なくなり、実際には必要ない出力の減少を犠牲にして燃料消費を低減する。
【００４１】
本発明の制御システムは、第２の弁の開閉の遅延を実行して、基本カムシャフト（２）に対して制御カムシャフト（３）の回転に位相シフトを生じさせる役割を果たす。制御システムの構成とその動作は以下に記載の通りである。
【００４２】
前述したように、本発明の制御システムは、それが他の要件なしでどのクランクシャフトの機能をも果たすので基本カムシャフト（２）として特定され、また関連する弁の位相シフトを制御するので制御カムシャフトとして特定される２つのカムシャフト（２、３）に接続されたクランクシャフト（１）を含むエンジンに適用される。
【００４３】
図３に示されるように、本発明の制御システムは、制御カムシャフト（３）に機械的に連結されたモータ／発電機ユニット（５）を備えている。
【００４４】
制御システムはまた、車両のクランクシャフト（１）と制御カムシャフト（３）との間に位置する差動装置（differential）（４）を備えている。差動装置（４）は、直接、又はモータ／発電機ユニット（５）を介して制御カムシャフト（３）に連結されていてもよい。
【００４５】
差動装置（４）に接続された第３のシャフトは制御シャフト（６）である。クランクシャフト（１）及び制御カムシャフト（３）の回転は、制御シャフト（６）の安定トルク位置（安定状態位置）では同期される。これは、制御カムシャフト（３）が基本カムシャフト（２）に対して位相シフトなしで回転し、各シリンダの吸気弁及び排気弁が、図１に示すように最大出力を得るための最適な分布ダイアグラムを決定することを意味する。
【００４６】
制御シャフト（６）は、それを特定の角度で回転させて安定に保つことを可能にするクランク（１７）によってアクチュエータ（７）に連結されている。
【００４７】
実施例では、アクチュエータ（７）は、アクチュエータ（７）を２つのチャンバ（８、９）に分割するピストン（１０）を有するシリンダである。一方では、アクチュエータ（７）内には、アクチュエータ（７）と同軸であり、アクチュエータ（７）の第１のチャンバ（８）を横断する剛性シャフト（１１）に接合されたピストン（１０）があり、また他方では、同じ第１のチャンバ（８）内に配置され、剛性シャフト（１１）及びアクチュエータ（７）と同軸のばね（１２）がある。剛性シャフト（１１）はアクチュエータ（７）から突出し、その自由端でクランク（１７）を介して制御シャフト（６）に接合され、それによってアクチュエータ（７）は制御シャフト（６）に連結される。
【００４８】
アクチュエータ（７）の第２のチャンバ（９）は一方向絞り弁（１３）と遮断弁（１４）とを介してオイル回路１６に接続されている。
【００４９】
絞り弁（１３）は、プラグによって閉鎖される流体通過穴と、実質的により小さな較正穴（１８）とを有する機械的作動弁である。流体の圧力は、絞り弁（１３）プラグを一方向で乗り越えて、それを通って流れるようにするのに十分な圧力である。反対方向では、通路は、較正穴１８だけを流れるように制限される。この場合、プラグ上の流体の圧力は通過を阻止する方向にある。
【００５０】
したがって、絞り弁（１３）は２つの機能を果たす。一方では、閉鎖されたときは、較正穴（１８）を介してのみ生じ得るアクチュエータ（７）の第２のチャンバ（９）からのオイルの流出を制限し、これは、ばね（１２）の膨張を妨げる。他方では、開放されたときは、これはオイル回路（１６）からアクチュエータ（７）への反対方向のオイルの自由な通過を可能にし、それによってばね（１２）の迅速な圧縮、及びアクチュエータ（７）の第２のチャンバ（９）へのオイルの充填を可能にする。オイル回路（１６）と絞り弁（１３）との間には、オイル通過穴を開閉する制御ソレノイド（１５）によって作動する遮断弁（１４）が設けられている。
【００５１】
以下は、本発明の動作の一例の説明である。
【００５２】
原理的には、本発明の制御システムは、全負荷でのエンジン動作に影響を与えることなく、部分負荷トルクでの動作の最適化及び減速中の運動エネルギの回復に焦点を当てていることに留意されたい。
【００５３】
一方では、制御カムシャフト（３）と共に移動するモータ／発電機ユニット（５）は、アセンブリの回転に対する抵抗を決定する役割を果たす。モータ／発電機ユニット（５）の所要電流量は、所要電力（所要パワー）に反比例する所要トルク量を生成する。より少ない電力しか必要としない場合は、これは制御シャフト（３）を制動させ、差動装置（４）を介してクランクシャフト（１）との位相シフトを生成し、ひいては制御シャフト（６）を回転させる。これは、制御シャフト（３）が、制御シャフト（６）の回転値に比例して基本カムシャフト（２）に対して遅延されたことを意味する。
【００５４】
このようにして、減速状態により、制御シャフト（６）は、アクチュエータ（７）のばね（１２）を圧縮方向に回転する。制御シャフト（６）の安定性は、これを回転させるモータ／発電機ユニット（５）により生成される力がばね（１２）の圧縮力と平準化（レベリング）されたときに達成される。したがって、この平衡は、選択されたばねの定数に従って較正することができる。
【００５５】
したがって、減速中のばね（１２）の圧縮は、アクチュエータ（７）の第２のチャンバ（９）の自由長の増加を意味し、絞り弁（１３）を開放させる窪み（減圧）を作り出し、上述のように、オイル回路（１６）からアクチュエータ（７）の第２のチャンバ（９）までのオイルの通過を可能にする。
【００５６】
さらに、制御ソレノイド（１５）は遮断弁（１４）を開かせ、オイル回路（１６）からアクチュエータ（７）へのオイルの通過を可能にする。
【００５７】
制御シャフト（６）が安定化されると、制御ソレノイド（１５）は、ＥＣＵからの信号を受けて遮断弁１４を閉鎖するため、オイル回路（１６）とアクチュエータ（７）間でオイルが循環できなくなる。
【００５８】
これは、制御カムシャフト（３）が基本カムシャフト（２）に対して位相がずれていることを意味し、上述の条件下で、エンジンは図２に示すような分布ダイアグラムで動作する。
【００５９】
したがって、車両が減速すると、モータ／発電機ユニット（５）及び制御ソレノイド（１５）の両方は、電子制御ユニット、すなわちＥＣＵから、車両が減速し、より少ないトルク、及びより大きい燃料節減要件の状況に入るべきであることの信号を受信する。これは、燃料節約がパワー供給よりも優先されることを意味する。
【００６０】
減速の場合と同様に、車両の加速の場合、モータ／発電機ユニット（５）及び制御ソレノイド（１５）はまた、ＥＣＵからの信号を受信する。モータ／発電機ユニット（５）は、反対方向であること以外は制御シャフト（６）の同じ運動を誘発し、そこでアクチュエータ（７）のばね（１２）は圧縮ではなく膨張する。さらに、制御ソレノイド（１５）は遮断弁（１４）をも開き、絞り弁（１３）が閉じているため、オイルは絞り弁（１３）の較正穴（１８）を通って、アクチュエータ（７）の第２のチャンバ（９）からオイル回路（１６）へと流出する。
【００６１】
アクチュエータ（７）の第２のチャンバ（９）とオイル回路（１６）間のオイル流の説明は、図４〜図６に示され、以下に説明される。
【００６２】
図４は、制御シャフト（６）の平衡状態を示す。この状況では、オイルはどの方向にも流れない。絞り弁（１３）は、アクチュエータ（７）からオイル回路（１６）へのオイルの通過穴を塞ぐ。較正穴は開いており、オイルはそこを通って循環することができるが、遮断弁（１４）はオイルの通過を遮断し、絞り弁（１３）は水密状態のままである。遮断弁（１４）はまた、反対方向、すなわちオイル回路（１６）からアクチュエータ（７）へのオイルの通過を遮断する。
【００６３】
図５は、エンジンが加速段階にある状況を示している。この状況では、一方では、制御ソレノイド（１５）がＥＣＵからの信号を受信して遮断弁（１４）を開く。他方では、制御シャフト（６）が回転し、アクチュエータ（７）のばね（１２）を膨張させ、ピストン（１０）がオイルをアクチュエータ（７）の第２のチャンバ（９）からオイル回路（１６）へと放出させ、このオイルは、絞り弁（１３）の通過孔が閉鎖されているので、較正穴を通って循環する。オイル流出速度は、較正穴のサイズによって制限される。
【００６４】
図６は、エンジンが減速段階にある状況を示している。この場合、制御ソレノイド（１５）はまた、ＥＣＵから信号を受信して遮断弁（１４）を開く。また、制御シャフト（６）は、アクチュエータ（７）のばね（１２）の圧縮を引き起こすように、前の状況とは反対方向に回転する。アクチュエータ（７）の第２のチャンバ（９）が拡大され、絞り弁（１３）が開き、オイル回路（１６）からオイルを吸収するようにする窪み（減圧）を形成する。
【００６５】
このように、この状況は、この制御アセンブリの動作が主として、制御カムシャフト（３）の対応する位相シフトを伴って制御シャフト（６）によって達成される安定した平衡位置を維持し、エンジントルクを変化させることなく、制御シャフト（６）内の振動を誘発するかも知れない、差動装置内で発生することがある小さな振動を防止することに焦点が当てられている態様を反映している。
【００６６】
図示されていない第２の実施形態では、制御シャフト（６）に加えられる力が非常に大きく、アクチュエータ（７）の第２のチャンバ（９）を空になることがある状況に焦点を当てて、オイル回路（１６）が、これも第２の遮断弁（１４）、及び第１の制御ソレノイドと同期して動作する第２の制御ソレノイド（１５）によってアクチュエータ（７）の第１のチャンバ（８）に連結され、この第１チャンバ（８）にもオイルが充填され、ばね（１２）の突然の圧縮を防止する設計が考慮される。
【００６７】
別の実施形態では、図７に示すように、アクチュエータ（７）の第１のチャンバ（８）は、この場合はこれも２つの遮断弁（１４）を同時に制御する制御ソレノイド（１５）によって制御される第２の遮断弁（１４）によってオイル回路（１６）に連結される。また、アクチュエータ（７）は、アクチュエータ（７）の第１のチャンバ（８）に位置する第１の付加ばね（１９）と、アクチュエータ（７）の第２のチャンバ（９）に位置する第２の付加ばね（２０）とを含む。２つの付加ばね（１９、２０）は、それぞれのチャンバ（８、９）の端部に固定され、制御シャフト（６）の極端な動きにおいてピストン（１０）の移動に抗する力を付勢する機能を有する。この目的のために、これらの付加ばね（１９、２０）によって付勢される力は、最初のばね（１２）によって付勢される力よりもはるかに大きい。このようにして、通常のエンジンの動作設定を超える２つの極端な動作モード、すなわち一方は特別な遅延によるエンジン制動用、他方はよりスポーツタイプの設定での特別な前進運動による、広い弁交差（broad valve crossing）を有するパワーブースト用の動作モードが生成される。
【００６８】
これらの２つの新しい状況での弁の動きは、エンジンがエンジン制動領域とパワーブースト領域でそれぞれ動作する図８及び図９に示されている。
【００６９】
図１０は、エンジンが動作する状況の各々においてピストン（１０）が負う力の図を示す。ばね（１２、１９、２０）によってピストン（１０）に付勢される力の値はＸ軸（横軸）に表され、アクチュエータ（７）の異なる位置はＹ軸（縦軸）上に表されている。アクチュエータ（７）の位置は、プロセスの最も重要な位置について図１１〜図１５に示されている。
【００７０】
したがって、図１１は、ピストン（１０）が第１のチャンバ（８）内に位置する第１の付加ばね（１９）に作用するエンジンの制動位置を示す。
【００７１】
図１２は、第１のチャンバ（８）内に位置する第１の付加ばね（１９）にまだ作用し始めていないアイドル位置を示し、ピストン（１０）が限界位置にある。
【００７２】
図１３は、単一のばね（１２）を有するアクチュエータ（７）の他の実施形態に記載されているような加速プロセスにおける部分的なエンジン出力位置を示す。
【００７３】
図１４は通常の最大出力位置を示し、アクチュエータ（７）上の必要な力がゼロであることが認められる。この場合、ピストン（１０）は、第２のチャンバ（９）に内に位置する第２の付加ばね（２０）に作用し始める前の限界位置にある。したがって、アクチュエータ（７）に加えられる力がゼロである場合、アクチュエータ（７）は、遮断弁（１４）が開いている場合、エンジンを通常の最大パワーの状況にする傾向がある。それは、ＥＣＵ又はモータ／発電機ユニット（５）の故障の場合に、遮断弁（１４）を単に開くことによってエンジンの通常の動作を継続し、他の場合には開いたままの従来の予備のバタフライ弁で吸気を制御するかことができるからである。
【００７４】
図１５は、ピストン（１０）が第２のチャンバ（９）内に位置する第２の付加ばね（２０）に作用する出力ブースト位置を示す。
【００７５】
図１０は、アクチュエータ（７）の各チャンバ（８、９）の端部に位置する付加ばね（１９、２０）の機能が曲線勾配を相当に増加させる態様、すなわち、保持及び出力ブースト領域の範囲が完全に制限されるようにピストン（１０）がこれらと接触する場合に、わずかなトルクの変化でピストン（１０）への必要な力を大幅に増加させる態様を示す。
【００７６】
減速時の応答速度は、単にモータ／発電機ユニット（５）を適切な寸法で組み立てることによって、所望の高さにすることができる。加速に関して、制限は、ばね（１２、１９、２０）の力と、主として較正穴（１８）のサイズに関しての絞り弁（１３）の設計に従って絞り弁（１３）が許容する絞りによって課される。
【００７７】
実際には、モータ／発電機ユニット（５）は、車両の発電機に取って代わることさえあり得る。この場合、制御ソレノイド（１５）の機能をブロックし、シリンダ弁がこれまでに従ってきた分布ダイアグラムに従って機能し続けることで十分である。そのような場合、モータ／発電機ユニット（５）によって生成された電気は、車両バッテリの再充電、又は車両の他の装置の電力消費を補うことが意図される。
【００７８】
いずれにせよ、モータ／発電機ユニット（５）は、必要とされる態様に応じて、加速状態で協働する電気エンジンとしても機能することができる。このようにして、モータ／発電機ユニット（５）はスタータエンジンにとって代わることさえできる。
【００７９】
遮断弁（１４）が開いている状態で、制御シャフト（６）によってばね（１２、１９、２０）の作用に抗してアクチュエータ（７）に加えられる力によってモータ／発電機ユニット（５）の動作に対抗することによって、全ての位置で平衡状態に達することができることに留意すべきである。また、平衡に達し、遮断弁（１４）を閉じると、アクチュエータ（７）のピストン（１０）にかかる力は、チャンバ（８、９）内のオイルの圧力によって相殺される。
【００８０】
加速過程において、モータ／発電機ユニット（５）が制御シャフト（６）を推進するときに消費されるエネルギは、内燃エンジンに伝達されるので、加速を指令するだけでなく前記加速にも寄与する。
【００８１】
減速過程において、モータ／発電機ユニット（５）によって生成された電流は、内燃エンジンにトルクを低減させるだけでなく、貯蔵され得る運動エネルギを回収する。
【００８２】
逆に、遮断弁（１４）が閉じられると、内燃エンジンはその固定された機能を維持し、一方、モータ／発電機ユニット（５）は、必要に応じて、他の電流又は後続の使用のためにエネルギを発生するか、又は車両の動きに寄与する。
【００８３】
このようにして、２つの機能が同時に実行される。一方では、内燃エンジンはエネルギ消費なしで制御され、他方では電気エンジンと内燃エンジンの両方を完璧に同期させたハイブリッドエンジンアセンブリを作り出す。
【００８４】
したがって、従来のエンジンと比較して保持能力が優れているばかりでなく、本発明のシステムでは、内燃エンジンの性能が改善され、その最大出力が影響を受けないだけでなく、必要に応じて増加させることもできる。
【００８５】
本発明の好ましい実施形態をこの節で説明したが、他の実施形態を前記の説明に基づいて開発することができる。したがって、本発明の実際の範囲は、以下に添付する特許請求の範囲によって与えられる。
【００８６】
以下は、図で使用される参考文献のリストである。
１    クランクシャフト
２    基本カムシャフト
３    制御カムシャフト
４    差動装置
５    モータ／発電機ユニット
６    制御シャフト
７    アクチュエータ
８    第１のアクチュエータチャンバ
９    第２のアクチュエータチャンバ
１０  ピストン
１１  剛性シャフト
１２  ばね
１３  一方向絞り弁
１４  遮断弁
１５  制御ソレノイド
１６  オイル回路
１７  クランク
１８  較正穴
１９  第１の付加ばね
２０  第２の付加ばね
ＡＡ１  基本カムシャフト吸気弁の開放
ＣＡ１  基本カムシャフト吸気弁の閉鎖
ＡＥ１    基本カムシャフト排気弁の開放
ＣＥ１    基本カムシャフト排気弁の閉鎖
ＡＡ２    制御カムシャフト吸気弁の開放
ＣＡ２    制御カムシャフト吸気弁の閉鎖
ＡＥ２    制御カムシャフト排気弁の開放
ＣＥ２    制御カムシャフト排気弁の閉鎖
【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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