(57)【要約】１または複数の内部排気ガス再循環事象を発生させるように１または複数のエンジン・バルブを作動させるためのシステムおよび方法が開示される。本発明の方法は、多気筒エンジンに排気ガス再循環（ＥＧＲ）を提供する方法であり、各エンジン・シリンダが少なくとも１つのエンジン・バルブ、吸気および排気マニホルド、ならびにバルブ・アクチュエータを有している。この方法は、バルブ・アクチュエータに運動を与えるステップと、与えられた運動に応答して第１のエンジン・シリンダのエンジン・バルブを作動させるステップと、第１および第２のエンジン・パラメータのレベルを決定するステップと、第１のエンジン・パラメータのレベルおよび第２のエンジン・パラメータのレベルに応答して、与えられた運動を排気ガス再循環事象を発生させるように変化させるステップと含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒エンジンに排気ガス再循環（ＥＧＲ）を提供する方法であって、各エンジン・シリンダが少なくとも１つのエンジン・バルブ、吸気および排気マニホルド、ならびにバルブ・アクチュエータを有している方法において、
前記バルブ・アクチュエータに運動を与えるステップと、
前記与えられた運動に応答して第１のエンジン・シリンダのエンジン・バルブを作動させるステップと、
第１および第２のエンジン・パラメータ・レベルを決定するステップと、
前記第１のエンジン・パラメータ・レベルおよび前記第２のエンジン・パラメータ・レベルのレベルに応答して前記与えられた運動を変化させ、それによって排気ガス再循環事象を発生させるステップと
を含むＥＧＲ提供方法。
【請求項２】
前記与えられた運動を変化させるステップが、前記第２のエンジン・パラメータ・レベルが前記第１のエンジン・パラメータ・レベルを超える前に前記エンジン・バルブを閉鎖するステップをさらに含む請求項１に記載のＥＧＲ提供方法。
【請求項３】
前記エンジン・バルブが排気バルブを含む請求項２に記載のＥＧＲ提供方法。
【請求項４】
前記第１のエンジン・パラメータの値が排気マニホルド圧力を含み、前記第２のエンジン・パラメータの値がエンジン・シリンダ圧力を含む請求項３に記載のＥＧＲ提供方法。
【請求項５】
前記エンジン・バルブが吸気バルブを含む請求項２に記載のＥＧＲ提供方法。
【請求項６】
前記第１のエンジン・パラメータの値がエンジン・シリンダ圧力を含み、前記第２のエンジン・パラメータの値が吸気マニホルド圧力を含む請求項５に記載のＥＧＲ提供方法。
【請求項７】
前記運動を与えるステップが、第２のエンジン・シリンダのメインのバルブ事象に対応する運動を与えるステップをさらに含む請求項１に記載のＥＧＲ提供方法。
【請求項８】
前記メインのバルブ事象がメインの吸気事象を含む請求項７に記載のＥＧＲ提供方法。
【請求項９】
前記与えられた運動を変化させるステップが、第１のエンジン・シリンダ内へのガスの再循環を容易にするために第２のエンジン・シリンダからの排気ガス・パルスを利用するステップをさらに含む請求項１に記載のＥＧＲ提供方法。
【請求項１０】
前記排気マニホルドが分割型排気マニホルドを含む請求項９に記載のＥＧＲ提供方法。
【請求項１１】
前記与えられた運動を変化させるステップが、第１のエンジン・シリンダ内へのガスの再循環を容易にするために第２のエンジン・シリンダまたは第３のエンジン・シリンダの一方からの排気ガス・パルスを利用するステップをさらに含む請求項１に記載のＥＧＲ提供方法
【請求項１２】
前記排気マニホルドが非分割型排気マニホルドを含む請求項１１に記載のＥＧＲ提供方法。
【請求項１３】
ハウジングを有する多気筒エンジンに排気ガス再循環（ＥＧＲ）を提供するためのシステムであって、各エンジン・シリンダが少なくとも１のエンジン・バルブ、吸気および排気マニホルドを有しているシステムにおいて、
エンジン・ハウジングに配設されたＥＧＲハウジングであって、内部に油圧通路が形成されたＥＧＲハウジングと、
第１のエンジン・シリンダのエンジン・バルブを作動させるための手段と、
前記バルブ作動手段に運動を与えるための手段と、
早期バルブ閉鎖時間を有するＥＧＲ事象を発生させるように、前記バルブ作動手段に与えられた運動を変化させるための手段と
を有するＥＧＲ提供システム。
【請求項１４】
前記バルブ作動手段が、
前記ＥＧＲハウジング内に形成された第１の穴の中にスライド可能に配設されるマスタ・ピストン組立体と、
前記ＥＧＲハウジング内に形成された第２の穴の中にスライド可能に配設されるスレーブ・ピストン組立体であって、油圧通路を介して前記マスタ・ピストン組立体と連通するスレーブ・ピストン組立体と
を有する請求項１３に記載のＥＧＲ提供システム。
【請求項１５】
前記運動を変化させるための手段が前記マスタ・ピストン組立体内に配設されている請求項１４に記載のＥＧＲ提供システム。
【請求項１６】
前記運動を変化させるための手段が前記スレーブ・ピストン組立体内に配設されている請求項１４に記載のＥＧＲ提供システム。
【請求項１７】
前記与えられた運動が第２のエンジン・シリンダのメインのバルブ事象に対応している請求項１３に記載のＥＧＲ提供システム。
【請求項１８】
前記メインのバルブ事象がメインの吸気事象を含む請求項１７に記載のＥＧＲ提供システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広義の概念では、エンジン内で１または複数のバルブを作動させるためのシステムおよび方法に関する。特に本発明は、内部排気ガス再循環事象を発生させるように１または複数のエンジン・バルブを作動させるためのシステムおよび方法に関する。本発明の各実施例は、メインのバルブ事象（排気および／または吸気）と共に、また、例えばエンジン・ブレーキ事象など他の補助的なバルブ事象の有無に関わらず、内部排気ガス再循環を提供することができる。
【背景技術】
【０００２】
排気ガス再循環（ＥＧＲ）の基本原理は周知である。適切に動作しているエンジンはその燃焼チャンバ内で燃料と吸気の混合に関する仕事を行った後、残りのガスをエンジン・シリンダから排気する。ＥＧＲシステムは、この排気ガスの一部がエンジン・シリンダ内に逆流することを可能とするものである。正の出力動作（ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ｐｏｗｅｒ  ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）中および／またはエンジン・ブレーキ・サイクル中にこのエンジン・シリンダ内へのガスの再循環を用いて、著しい利益をもたらすことが可能である。
【０００３】
正の出力動作中、ＥＧＲシステムは主にエンジン排気を改善するために用いられる。エンジンの正出力中、１または複数の吸気バルブを開放して、燃料、およびシリンダ内で燃料を燃焼させるのに必要な酸素を含む大気からの空気を取り入れることができる。しかし、空気は大量の窒素も含んでいる。エンジン・シリンダ内部で見られる高温により、窒素は使用されていない酸素と反応して窒素酸化物（ＮＯｘ）を生成する。窒素酸化物は、ディーゼル・エンジンによって放出される主要な汚染物質の１である。ＥＧＲシステムによって提供される再循環ガスは、既にエンジンによって使用されており、少量の酸素しか含まない。このガスを新しい空気と混合することにより、エンジンに入る酸素の量を減らし、生成される窒素酸化物を減らすことができる。さらに再循環ガスは、エンジン・シリンダ内の燃焼温度を、窒素が酸素と結合してＮＯｘを生成する温度以下に下げる効果を有し得る。その結果、ＥＧＲシステムは生成されるＮＯｘの量を減らし、エンジン排気を改善するように機能することができる。米国や他の国々における現行のディーゼル・エンジンに対する環境基準ならびに規制案は、排気の改善に対する要求が将来的に重要になる一方であることを示している。
【０００４】
一般に、内部型および外部型の２タイプのＥＧＲシステムがある。通常のＥＧＲシステムの多くは、外部配管を通して排気マニホルドから吸気ポートへガスを再循環させる外部システムである。こうしたシステムの多くは、通常は閉鎖されている外部配管内のＥＧＲ制御バルブを吸気行程中に開放することにより、排気ガスを外部配管を通して再循環させる。
【０００５】
例えば、カミンズ・エンジン社（Ｃｕｍｍｉｎｓ  Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏ．，Ｉｎｃ）に譲渡されたシェリダン（Ｓｈｅｒｉｄａｎ）他の米国特許第５，６１７，７２６号明細書（１９９７年４月８日）には、エンジンの排気ラインと吸気ラインとを接続するＥＧＲライン、再循環される一部の排気ガスを冷却するための冷却手段、冷却手段を迂回するためのバイパス・ライン、および再循環される一部の排気ガスの流れを方向付けるためのバルブ手段を含むＥＧＲシステムが開示されている。
【０００６】
トヨタ（Ｔｏｙｏｔａ）に譲渡された長野（Ｎａｇａｎｏ）の米国特許第４，１４７，４１４号明細書（１９７９年４月３日）は、エンジンの排気管と吸気管とを相互接続するためのＥＧＲ管、ＥＧＲ管に沿って配置されるＥＧＲ冷却器、ＥＧＲ冷却器と平行に配置されるバイパス管、冷却器のバイパスを通る排気ガスの流れを制御するための選択バルブ、およびＥＧＲ管を通る排気ガスの流れを制御するためにＥＧＲ管に取り付けられたＥＧＲバルブを含むＥＧＲシステムを開示している。
【０００７】
外部ＥＧＲシステムの多くは、システムを適切に動作させるために、外部配管、バイパス・ライン、関連する冷却機構など、複数の追加の構成要素を必要とする。しかし、こうした追加の構成要素は車両のコストを著しく増加させ、またシステムに要する空間を増大させて、パッケージングおよび製造の問題を引き起こす可能性がある。さらに、外部配管内で排気ガスと水分が結合することによってシステムの構成要素の腐食が早まり、信頼性の問題を招く可能性がある。本発明の様々な実施例は、こうした追加の構成要素を必要とする多くの周知の外部ＥＧＲシステムより、単純で費用がかからず、且つ信頼性が高いものとなり得る。
【０００８】
通常の内部ＥＧＲシステムの多くは、吸気行程中に開放された排気バルブを通して排気ガスを燃焼チャンバに取り入れることによってＥＧＲを提供する。適切な制御が行われないと、この技術は、シリンダ中の酸素量の減少によって性能上の問題を引き起こす可能性がある。過剰な空気が自然に存在する軽負荷の動作範囲では十分な燃焼状態が得られるが、燃料に対する空気の割合が低い（乏しい）高負荷の動作範囲では問題が生じる可能性がある。こうした燃焼状態によって生成される出力は最適状態に及ばない可能性があり、その上、多量の煤を伴う黒煙を発生させる恐れがある。
【０００９】
したがって、通常のＥＧＲシステムの多くに関連する出力および排気の問題を伴わない内部ＥＧＲ事象を可能にするシステムおよび方法を提供することが望まれている。本発明の様々な実施例の利点は、吸気行程中に排気バルブを作動させるとき、こうした危険を回避するために必要な制御を提供できることである。さらに、本発明の様々な実施例は、排気行程中に１または複数の吸気バルブを作動させることにより、ＥＧＲを提供することができる。
【００１０】
排気マニホルドおよびエンジン・シリンダ内の圧力および温度を制御することにより、ＥＧＲシステムを用いてエンジン・ブレーキ動作中の制動力を最適化することもできる。エンジン・ブレーキ中に１または複数の排気バルブを選択的に開放して、少なくとも一時的にエンジンを空気圧縮機に転用することができる。その際、エンジンは車両の減速を助ける制動馬力を発生させる。これによって車両に対するさらに高い制御性を運転者に提供し、車両の常用ブレーキの摩耗を実質的に低減させることが可能になる。ＥＧＲを用いてエンジン内の圧力および温度を制御することにより、ブレーキのレベルを様々な動作条件で最適化することができる。
【００１１】
ＥＧＲは、圧縮解放型のエンジン・ブレーキ、および／またはブリーダ・ブレーキ（ｂｌｅｅｄｅｒ  ｂｒａｋｅ）を備えることができる。圧縮解放型エンジン・ブレーキ、すなわちリターダの動作は周知である。ピストンがその圧縮行程中に上方に移動すると、シリンダ内に閉じ込められているガスが圧縮される。圧縮されたガスは、ピストンの上昇運動に抵抗する。エンジン・ブレーキ動作中、ピストンが上死点（ＴＤＣ）近づくと、シリンダ内の圧縮ガスを排気マニホルドへ解放するために少なくとも１の排気バルブが開放されて、圧縮ガスに蓄積されたエネルギーが後続の膨張下降行程時にエンジンに戻されるのを防ぐ。その際、エンジンは車両の減速を助ける制動力を発生させる。従来技術の圧縮解放エンジン・ブレーキの一例が、Ｃｕｍｍｉｎｓの米国特許第３２２０３９２号（１９６５年１１月）の開示によって提供されており、これを参照によって本明細書に組み込む。
【００１２】
ブリーダ型のエンジン・ブレーキの動作も長く知られている。エンジン・ブレーキ中、通常の排気バルブ・リフトに加えて、残りのエンジン・サイクル全体を通じて（完全サイクルのブリーダ・ブレーキ）またはサイクルの一部の間だけ（部分サイクルのブリーダ・ブレーキ）、（１または複数の）排気バルブを絶えずわずかに開放された状態に保つことができる。部分サイクルのブリーダ・ブレーキと完全サイクルのブリーダ・ブレーキの間の主な違いは、前者には吸気行程中そのほとんどにおいて排気バルブ・リフトがないことである。ブリーダ型のエンジン・ブレーキを利用したシステムおよび方法の一例が、譲受人の米国特許第６，５９４，９９６号明細書（２００３年７月２２日）の開示により提供されており、その写しを参照により本明細書に組み込む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
周知のＥＧＲシステムの多くは、既存のエンジン・ブレーキ・システムと共に役立つものではない。こうしたシステムの多くは、（１）圧縮解放ブレーキ、ブリーダ・ブレーキ、またはその両方と不適合であり、さらに／または（２）ＥＧＲシステムおよびブレーキ・システムを共に適切に機能させるために既存のエンジンにかなりの変更を加える必要がある。本発明の様々な実施例の１の利点は、圧縮解放ブレーキ・システムおよび／またはブリーダ・ブレーキ・システムと共に使用可能であり、また２つのシステムを適切に動作させるために既存のエンジンに変更を加える必要がほとんどあるいは全くないことである。
【００１４】
ＥＧＲシステムは、性能を改善するための追加機能を組み込むことができる。本発明の実施例は、システムの信頼性および性能を改善するために、例えばバルブ・キャッチ（ｖａｌｖｅ  ｃａｔｃｈ）装置、バルブ・リフト・クリッピング機構、ＥＧＲラッシ（ｌａｓｈ；隙間）、選択的な油圧比、およびリセット機構を組み込むことができる。
【００１５】
本発明の他の利点について、一部は以下の記載で述べるが、一部はその記載から、および／または本発明の実施から当業者には明らかとなろう。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述の課題に応えて、出願人は１または複数のエンジン・バルブを作動させるための革新的なシステムおよび方法を開発した。一実施例において、本発明は多気筒エンジンに排気ガス再循環（ＥＧＲ）を提供する方法である。この方法は、バルブ・アクチュエータに運動を与えるステップと、与えられた運動に応答して第１のエンジン・シリンダのエンジン・バルブを作動させるステップと、第１および第２のエンジン・パラメータのレベルを決定するステップと、第１のエンジン・パラメータのレベルおよび第２のエンジン・パラメータのレベルに応答して与えられた運動を変化させ、それによって排気ガス再循環事象を発生させるステップとを含む。
【００１７】
出願人はさらに、ハウジングを有する多気筒エンジンに排気ガス再循環（ＥＧＲ）を提供するための革新的なシステムを開発した。このシステムは、エンジン・ハウジング上に配設されるＥＧＲハウジングであって、油圧通路が内部に形成されたＥＧＲハウジングと、第１のエンジン・シリンダのエンジン・バルブを作動させるための手段と、バルブ作動手段に運動を与えるための手段と、前記バルブ作動手段に与えられた運動を変化させ、それによって早期バルブ閉鎖時間を有するＥＧＲ事象を発生させる手段とを有する。
【００１８】
上述の一般的な記載も以下の詳細な記載も、例示的且つ説明的なものにすぎず、特許請求される本発明を限定するものではないことを理解されたい。参照によって本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付図面は、本発明のある特定の実施例を示し、詳細な記載と共に本発明の原理を説明するものである。
【００１９】
本発明についての理解を助けるために添付図面を参照していくが、図中同じ参照番号は同じ要素を指すものであることに留意されたい。図面は例示的なものにすぎず、本発明を限定するものと理解すべきではない。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明のシステムおよび方法の実施形態に詳細に言及していくが、その実施例は添付図面に示してある。本明細書で具体的に示すように、本発明はエンジン・バルブの作動を制御するシステムおよび方法を含むものである。
【００２１】
本発明の第１の実施例を、バルブ作動システム１０として図１に概略的に示す。バルブ作動システム１０は、バルブ・アクチュエータ３００に作動的に接続された、運動を与えるための手段（運動付与手段）１００を含み、バルブ・アクチュエータ３００は、１または複数のエンジン・バルブ２００に作動的に接続される。運動付与手段１００は、バルブ・アクチュエータ３００に運動を加えるように適合されている。バルブ・アクチュエータ３００は選択的に、（１）バルブ２００に運動を伝達するように、あるいは（２）伝達しないように制御されることができる。バルブ・アクチュエータ３００を、エンジン・バルブ２００に伝達される運動の量、およびタイミングを変化させるように適合させることもできる。
【００２２】
運動伝達モードで動作しているとき、バルブ・アクチュエータ３００はエンジン・バルブ２００を作動させて、排気ガス再循環バルブ事象を発生させることができる。バルブ・アクチュエータ３００は、限定されるものではないが、メインの吸気、メインの排気、圧縮解放ブレーキ、および／またはブリーダ・ブレーキなど他のエンジン・バルブ事象を発生させるようにエンジン・バルブ２００を作動させることもできる。バルブ・アクチュエータ３００を含むバルブ作動システム１０は、制御装置４００からの信号または入力に応答して、運動を伝達するモードと運動を伝達しないモードの間で切り換えることができる。エンジン・バルブ２００は、１または複数の排気バルブ、吸気バルブ、または補助バルブとすることができる。
【００２３】
運動付与手段１００は、バルブ・アクチュエータ３００に運動を与えるように適合された（１または複数の）カム、（１または複数の）プッシュ・チューブ（ｐｕｓｈ  ｔｕｂｅ）、および／または（１または複数の）ロッカ・アーム、あるいはこれらの同等物の任意の組合せを有することができる。本発明の少なくとも１の実施例では、運動付与手段１００はカム１１０を有している。カム１１０は、排気カム、吸気カム、インジェクタ・カム、および／または専用カムを含むことができる。カム１１０は、（１または複数の）エンジン・バルブ事象を発生させるために、１または複数のカム・ローブを含むことができる。図５を参照すると、カム１１０は、例えばメインの（排気または吸気）事象用のローブ１１２、エンジン・ブレーキ用ローブ１１４、およびＥＧＲ用ローブ１１６などのローブを含むことができる。カム１１０上の各ローブの描写は例示的なものにすぎず、限定的なものではない。ローブの数、組合せ、大きさ、位置および形を、本発明の意図する範囲から逸脱することなく著しく変えることができることが理解される。
【００２４】
さらに、エンジン・バルブのメインの事象を発生させるためにカム１１０によって与えられた運動が、ＥＧＲバルブ事象を提供するために用いられてもよいことが理解される。例えば、メインの事象（例えば吸気または排気）用のローブ１１２は、ＥＧＲバルブ事象のために１または複数のバルブ２００を付加的に作動させるように用いられてもよい。メインの事象の最大限の運動によって、ＥＧＲバルブ事象に必要とされるよりも大きいバルブ・リフトをもたらすことができるため、例えばシステム・ラッシ、バルブ・アクチュエータ３００の構成要素間の選択的な油圧比、リセット機構、および／またはバルブ・リフト・クリッピング機構などを組み込むことによって運動を変化させることができる。
【００２５】
ＥＧＲバルブ事象は、メインのエンジン・バルブ事象を実施するために用いられるものとは異なる（１または複数の）バルブによって実施することもできる。こうした「異なるバルブ」は、メインのバルブ事象に用いられるものと同じタイプのものでも異なるタイプ（吸気対排気）のものでもよく、メインのバルブ事象に用いられるバルブと異なるシリンダまたは同じシリンダに関連付けてもよい。
【００２６】
バルブ・アクチュエータ３００は、運動付与手段１００をバルブ２００に接続し、運動を運動付与手段１００から選択的に伝達してバルブ２００を作動させることができる任意の構造を有することができる。バルブ・アクチュエータ３００は、例えば機械式リンク装置、油圧式リンク装置、油圧機械式リンク装置、電気機械式リンク装置、電磁式リンク装置、空気式リンク装置、および／または運動を選択的に伝達するように適合された他の任意のリンク装置を有することができる。
【００２７】
図１０を参照すると、油圧回路を組み込んだ場合、バルブ・アクチュエータ３００は、マスタ・ピストン組立体３１０およびスレーブ・ピストン組立体３２０を含むことが可能である。バルブ・アクチュエータ３００は、この作動手段３００に作動油を供給するための手段、あるいはこの作動手段３００から作動油を供給するための手段に動作的に接続されてもよい。この供給手段は、例えば（１または複数の）トリガー・バルブ、（１または複数の）制御バルブ、（１または複数の）アキュムレータ、（１または複数の）チェック・バルブ、（１または複数の）流体供給源、および／または作動油を回路から解放するため、作動油を回路に加えるため、若しくは回路内の流体の流れを制御するために用いられる他の装置など、回路内の流体の圧力または量を調整するための手段を含むことができる。バルブ・アクチュエータ３００を、固定タイミング（オン／オフ）および／または可変タイミングに適合させることができる。バルブ・アクチュエータ３００は、運動付与手段１００およびバルブ２００を接続するバルブ・トレイン内の任意の場所に配置することができる。
【００２８】
制御装置４００は、バルブ・アクチュエータ３００と連通し、それに入力された運動をエンジン・バルブ２００に伝達させ、あるいは運動を伝達させないようにするための任意の電気装置または機械装置を有することができる。制御装置４００は、（１または複数の）他のエンジンの構成要素に連結されたマイクロプロセッサを含み、バルブ・アクチュエータ３００の適切な動作を決定および選択することができる。マイクロプロセッサによって（１または複数の）エンジンの構成要素から収集された情報に基づいてバルブ・アクチュエータ３００を制御することにより、複数のエンジン動作条件（例えば速度、負荷など）でＥＧＲを実施し最適化することができる。収集される情報には、限定するものではないが、エンジンの速度、車両の速度、オイルの温度、マニホルド（またはポート）の温度、マニホルド（またはポート）の圧力、シリンダの温度、シリンダの圧力、煤塵に関する情報、および／またはクランク角を含めることができる。
【００２９】
バルブ作動システム１０は、任意の内燃機関と共に使用することができる。例えば、バルブ作動システム１０をディーゼル・エンジン、ガソリン・エンジン、２元燃料エンジン、および／または天然ガス・エンジンと共に使用することができる。一実施例では、図１に示すように、バルブ作動システム１０をエンジン・ブレーキが組み込まれていないエンジンと共に使用することができる。したがって、バルブ作動システム１０を、固定発電機、船舶車両、農業車両および装置、ならびに／またはＥＧＲを必要とするがエンジン・ブレーキは必要としない他の任意のシステムと共に使用することができる。
【００３０】
本発明の他の実施例では、バルブ作動システム１０はエンジン・ブレーキと共にＥＧＲバルブ事象を提供するように適合されている。図２に示すように、バルブ作動システム１０はさらにエンジン・ブレーキ・システム５００を有することができる。さらに、バルブ・アクチュエータ３００は、ＥＧＲバルブ事象を提供することに加えてエンジン・ブレーキを提供するように適合させることができると考えられる。
【００３１】
図３に示すように、本発明の一実施例では、バルブ・アクチュエータ３００はメインの吸気事象２３５の間にＥＧＲ事象２２０を発生させるために、１または複数の排気バルブを作動させる。エンジン排気ポートを通して排気された燃焼ガスの一部は、吸気行程中にエンジン・シリンダ内のピストンの下降運動によって生じた圧力差、および排気マニホルド内の圧力パルスにより、開放されている排気バルブを通じてエンジン・シリンダ内に引き戻される。次いで、再循環ガスは、吸気のメインの事象の間にエンジン・シリンダに導入された吸気と混合される。
【００３２】
（１または複数の）エンジン排気バルブの正確な開放時間および閉鎖時間（ＥＧＲ事象２２０の持続時間）は制御装置４００によって制御され、（１または複数の）排気バルブ全体の圧力差に基づいて決定することができる。制御装置４００は適切なエンジンの構成要素から入力を受け取り、信号をバルブ・アクチュエータ３００に入力する。その信号に応答して、バルブ・アクチュエータ３００は運動伝達モードに切り換わり、（１または複数の）排気バルブを作動させることができる。再循環ガスがすぐに漏出して排気マニホルド内に戻ることを防ぐため、エンジン・シリンダの圧力が排気マニホルドの圧力より大きくなる前に、バルブの閉鎖時間が生じてもよい。図３に示すバルブ・リフト・プロファイルは例示を目的とするものにすぎない。当業者には明らかとなるように、ＥＧＲ事象２２０の規模、形およびタイミングは、それだけには限らないが、エンジン・シリンダの圧力、排気マニホルドの圧力、バルブ・アクチュエータ３００とバルブ２００の間のラッシ、バルブ・アクチュエータ３００の様々な構成要素間の相対的な大きさ（または油圧比）、および／または運動付与手段１００によって与えられる運動の他の任意の変更形態を含めた種々の要素に応じて様々であってよい。
【００３３】
図４に示すように、本発明の他の実施例では、バルブ・アクチュエータ３００は、メインの排気事象２１５の間にＥＧＲ事象２２０を発生させるために、１または複数のエンジン吸気バルブを作動させる。燃焼ガスの一部は、排気行程によってエンジン・シリンダ（燃焼チャンバ）からエンジン吸気ポートを通って吸気マニホルドへ向けられる。次いで、そのガスの一部は、メインの吸気事象の間に吸気と共にエンジン・シリンダに再び導入される。
【００３４】
（１または複数の）エンジン吸気バルブの正確な開放時間および閉鎖時間（ＥＧＲ事象２２０の持続時間）は制御装置４００によって制御され、（１または複数の）吸気バルブ全体の圧力差に基づいて決定されることが好ましい。制御装置４００は適切なエンジンの構成要素から入力を受け取り、信号をバルブ・アクチュエータ３００に入力する。その信号に応答して、バルブ・アクチュエータ３００は運動伝達モードに切り換わり、（１または複数の）吸気バルブを作動させることができる。より高いシリンダ圧力（ＥＧＲ事象用の吸気バルブをより早く、膨張行程のより近くで開放すること）によって、再循環のためにより多くの排気ガスを吸気ポートおよび／またはマニホルド内に閉じ込めることが可能になるが、これは膨張力の低下を招く可能性もある（損失仕事）。再循環ガスがすぐに漏出してエンジン・シリンダ内に戻ることを防ぐため、エンジン・シリンダの圧力が吸気マニホルドの圧力以下に低下する前に、バルブの閉鎖時間が生じてもよい。エンジン吸気バルブの正確な開放時間および閉鎖時間は、システムの要求に応じて様々であってよい。図４に示すバルブ・リフト・プロファイルは例示を目的とするものにすぎない。当業者には明らかとなるように、ＥＧＲ事象２２０の規模、形およびタイミングは、それだけには限らないが、エンジン・シリンダの圧力、吸気マニホルドの圧力、バルブ・アクチュエータ３００とバルブ２００の間のラッシ、バルブ・アクチュエータ３００の様々な構成要素間の相対的な大きさ（または油圧比）、および／または運動付与手段１００によって与えられる運動の他の任意の変更形態を含めた種々の要素に応じて様々であってよい。
【００３５】
図６および図７は、排気ガス再循環バルブ事象を提供するバルブ・アクチュエータ３００の構成要素間の関係についての実施例を示している。本発明の一実施例では、図６に示すように、マスタ・ピストン組立体３１０およびスレーブ・ピストン組立体３２０は、同じシリンダに関連付けられたエンジン・バルブに作用することができる。例えば、マスタ・ピストン組立体３１０は、シリンダ１用の吸気カムから運動を受け取ることができる。次いでこの運動は、シリンダ１内のエンジン・バルブを作動させるためにスレーブ・ピストン組立体３２０に伝達される。あるいは図７に示すように、マスタ・ピストン組立体３１０およびスレーブ・ピストン組立体３２０は、異なるシリンダに対して作用してもよい。例えば、マスタ・ピストン組立体３１０は、シリンダ１用の吸気カムから運動を受け取ることができる。次いでこの運動は、シリンダ３内のエンジン・バルブを作動させるためにスレーブ・ピストン組立体３２０に伝達される。本発明の様々な実施例は、ＥＧＲ事象の適切なタイミングを与えるように適合された任意のクロスシリンダの作動配置を提供することができると考えられる。
【００３６】
本発明の実施例を、一方のエンジン・シリンダによって排気マニホルド内に生成された排気ガス・パルスを利用して、所望の時間に他方のエンジン・シリンダに再循環ガスを導入しやすくするように適合させることができる。例えば、ガス・パルスを用いて、メインの吸気事象の間に再循環ガスをエンジン・シリンダに導入することができる。こうしたガス・パルスは、分割型および非分割型の排気マニホルドを有するエンジンで利用可能である。以下に示す表１および表２は、それぞれ分割型マニホルドおよび非分割型マニホルドのエンジンに排気ガス・パルスを利用した場合の例示的な動作モデルを示している。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
【表２】
2005539172.tif 000004
【００３９】
図８は、分割型マニホルドを備えた６気筒エンジンについて、シリンダ番号１の排気ポート内の圧力を示す例示的な排気ガス・パルスの線図、および対応するシリンダ番号１のエンジン・バルブに対するバルブ・リフト・プロファイルである。ＥＧＲ事象２２０がメインの吸気事象２３５の間にあることが望ましい場合には、クランク角の範囲が約３６０度から約５００度の間に再循環ガスをエンジン・シリンダに導入することができる。図８に示すように、シリンダ番号３およびシリンダ番号６は、この範囲の間にパルスを提供する。シリンダ番号６からのパルスは、分割型マニホルドの他の列で発生しており、したがって、ＥＧＲ事象を引き起こすために必要な圧力をもたらさない。一方その時、シリンダ番号３からのパルスはシリンダ番号１内のシリンダ圧力より高い圧力をもたらし、したがって、再循環ガスをシリンダ内に導入しやすくする。他のシリンダの排気ポートも、同様の排気ガス・パルスの線図をたどることが可能であり、また先の表１に示すように、適切なガス・パルスを利用することができる。
【００４０】
ＥＧＲ事象２２０を発生させるためにバルブ・アクチュエータ３００に与えられた運動は、再循環ガスがすぐに漏出して排気マニホルド内に戻ることを防ぐために、エンジン・シリンダの圧力が排気マニホルドの圧力より大きくなる前にエンジン・バルブの閉鎖時間が生じるように変化させることができる。これを変化後のＥＧＲ事象２２１で示している。図８に示すバルブ・リフト・プロファイルは、例示のためのものにすぎない。当業者には明らかとなるように、ＥＧＲ事象２２１の規模、形およびタイミングは、それだけには限らないが、バルブ・アクチュエータ３００とバルブ２００の間のラッシ、バルブ・アクチュエータ３００の様々な構成要素間の相対的な大きさ（または油圧比）、バルブ・リフト・クリッピング機構、リセット機構、および／または運動付与手段１００によって与えられる運動の他の任意の変更形態を含めた、バルブ・アクチュエータ３００に与えられた運動を変化させるために用いられる手段に応じて様々であってよい。
【００４１】
非分割型マニホルドを有するエンジンでは、他の列の排気マニホルドからのパルスも、ＥＧＲ事象を引き起こすのに十分な圧力を有し得る。したがって、シリンダ＃３および／またはシリンダ＃６からのパルスを用いて、ＥＧＲ事象を引き起こすことができる。非分割型マニホルド内の他のシリンダの排気ポートも、同様の排気ガス・パルスの線図をたどることが可能であり、また先の表２に示すように、（１または複数の）適切なガス・パルスを利用することができる。
【００４２】
例示のために、本発明の様々な実施例を６気筒エンジンで使用する場合について記載する。ただし本発明の様々な実施例は、任意のシリンダの配列または数を有するエンジンと共に使用することができると考えられる。例えば本発明の実施例を４気筒エンジンと共に使用するように適合させることもできる。６気筒エンジンに関して先に論じたように、４気筒エンジンと共に使用する本発明の実施例も、クロスシリンダ作動配置を採用することができる。例えば図９に示す実施例では、点火順序が１−３−４−２である４気筒エンジンが、１−４、２−３、３−２、４−１のクロスシリンダ作動構成を有することができる。
【００４３】
次に、本発明によるバルブ作動システム１０の第３の実施例を、図１０を参照して記載する。それを参照すると、バルブ・アクチュエータ３００はボルトオン式の内部ＥＧＲシステムを有している。バルブ・アクチュエータ３００は、運動付与手段１００から運動を受け取る。運動付与手段１００は、エンジン・バルブ事象を発生させるための１または複数のカム・ローブを有する、吸気カム１１０を含むことができる。一実施例では、図１１に示すように、吸気カムはメインの吸気事象用のローブ１１２を含む。先に論じたように、運動付与手段１００は、バルブ・アクチュエータ３００に運動を与えるために必要な（１または複数の）カム、（１または複数の）プッシュ・チューブ、および／または（１または複数の）ロッカ・アーム、あるいはそれらの同等物の任意の組合せを有することができる。
【００４４】
引き続き図１０を参照すると、バルブ・アクチュエータ３００は、ハウジング３０２内に形成された第一の穴３１１の中にスライド可能に配設されたマスタ・ピストン組立体３１０を有することができ、ハウジング３０２によって油圧シールを維持しながら、それが穴の中をスライドして行き来できるようになっている。バルブ・アクチュエータ３００はさらに、ハウジング３０２内に形成された第２の穴３２１の中に配設されたスレーブ・ピストン組立体３２０を含むことができ、ハウジング３０２によって油圧シールを維持しながら、それが穴の中をスライドして行き来できるようになっている。スレーブ・ピストン組立体３２０は、ハウジング３０２内に形成された油圧通路３０４を介してマスタ・ピストン組立体３１０と流体連通している。スレーブ・ピストン組立体３２０は、摺動ピン３３０上に配設されている。一実施例では、図１０に示すように、スレーブ・ピストン組立体３２０と摺動ピン３３０の間にＥＧＲラッシＺが存在する。あるいは、スレーブ・ピストン組立体３２０は摺動ピン３３０と接触していてもよい。
【００４５】
バルブ・アクチュエータ３００は、バルブ・アクチュエータ３００に作動流体を供給するための手段３１５に動作的に接続されている。供給手段３１５は、油圧通路３０４への、および油圧通路３０４からの作動油の供給を制御するように適合されており、それに対応して、制御装置４００から受け取った信号に基づいて、バルブ・アクチュエータ３００を、カム１１０から入力された運動伝達モードと非伝達モードとの間で切り換えることができる。一実施例では、供給手段３１５は、流体供給源および１または複数の制御バルブ（図示せず）を有している。１または複数の制御バルブを、作動油を供給源から油圧通路３０４へ連通させるモードと連通させないモードとの間で選択的に切り換えることができる。先に論じたように、供給手段３１５は、バルブ・アクチュエータ３００に作動油を供給するため、およびバルブ・アクチュエータ３００から作動油を供給するために必要な装置の任意の組合せを含むことができると考えられる。
【００４６】
カム１１０からの運動はマスタ・ピストン組立体３１０へ伝達され、マスタ・ピストン組立体３１０は、この運動を通路３０４内の油圧を介してスレーブ・ピストン組立体３２０に伝達する。油圧によってスレーブ・ピストン組立体３２０は下方へ移動し、摺動ピン３３０に作用する。これによって摺動ピン３３０は（図１０に示すように）バルブ・ブリッジ２５０を介して単一のバルブ２００または複数のバルブ２００に作用して、ＥＧＲ事象を発生させる。
【００４７】
引き続き図１０を参照すると、バルブ作動システム１０はさらに、エンジン・ブレーキ・システム５００を有することができる。エンジン・ブレーキ・システム５００は排気ロッカ５１０に組み込むことができる。この排気ロッカ５１０は、ロッカ・シャフトを受け入れるための中央開口５０５、および内部に形成された油圧ブレーキ通路５１５を含むことができる。ロッカ・アーム５１０は、中央開口５０５の周りを旋回して行き来できるように適合されている。排気ロッカ５１０はさらに、摺動ピン３３０を受け入れるための穴５３０を含むことができる。ブレーキ・システム５００はさらに、排気ロッカ５１０内に形成された穴の中に配設されたブレーキ・ピストン組立体５２０を含むことができる。このブレーキ・ピストン組立体５２０はブレーキ通路５１５と連通している。当業者には明らかとなるように、エンジン・ブレーキ・システム５００は、例えば排気カム（図示せず）など運動を付与する力によって入力された運動に基づいて、圧縮解放ブレーキ、またはブリーダ・ブレーキを提供するように適合させることができる。
【００４８】
一実施例では、摺動ピン３３０はさらに、ロッカ接触面３３４と、バルブ・ブリッジ２５０に接触するための脚３３６とを有することができる。図１０に示すように、排気ロッカ５１０とロッカ接触面３３４の間にブレーキ・ラッシＬを形成することができる。
【００４９】
エンジン・ブレーキ中、排気カム上のエンジン・ブレーキ用ローブにより、油圧をブレーキ・ピストン組立体５２０に作用させることができる。これによってブレーキ・ピストン組立体５２０がブレーキ・ピン５４０を介して排気バルブ２００に作用して、エンジン・ブレーキ・バルブ事象を発生させることが可能になる。排気カムが回転を続けると、メインの排気事象用のローブによって与えられた運動により、排気ロッカ５１０がブレーキ・ラッシＬをふさぐように中央開口５０５の周りを回転する。これによって排気ロッカ５１０がロッカ接触面３３４に接触し、１または複数のエンジン・バルブ２００を作動させてメインの排気事象を発生させる。同様に、正の出力動作中は、排気カムによって排気ロッカ５１０が中央開口５０５の周りを回転し、ロッカ接触面３３４に接触し、１または複数のエンジン・バルブ２００を作動させて、メインの排気事象を発生させる。したがってバルブ・アクチュエータ３００は、ブレーキ・システム５００とは無関係に動作することができる。さらに、ＥＧＲラッシＺを、ブレーキ・ラッシＬと無関係とすることができる。
【００５０】
スレーブ・ピストン組立体３２０は、ハウジング３０２内のスレーブ・ピストン組立体３２０の底部に配設されたスレーブ・ピストンばね３２４を含むことができる。このばね３２４は、スレーブ・ピストン組立体３２０をエンジン・バルブ２００から遠ざかるように穴３２１内で上方に偏倚させる。排気ロッカ５１０が摺動ピン３３０と接触してエンジン・バルブ２００を作動させると、スレーブ・ピストン組立体３２０は摺動ピン３３０から離される。ばね３２４は、ピストンに作用している可能性がある、供給手段３１５から始まる通路３０４内の低い油圧に対してスレーブ・ピストン組立体３２０をしっかりと支持する。これによって、スレーブ・ピストン組立体３２０が「ジャッキング（ｊａｃｋｉｎｇ）」というシステムへの損傷を引き起こす可能性がある状態となるのを防止する。
【００５１】
本発明の他の実施例では、図１２に示すように、バルブ・アクチュエータ３００は、１または複数の吸気バルブ２００を作動させて、メインの排気事象の間にＥＧＲ事象を発生させることができる。この実施例では、運動付与手段１００は、メイン排気用のローブ１１２を有する排気カム１１０を含むことができる。図示するように、スレーブ・ピストン組立体３２０を、バルブ・ブリッジ２５０を介して単一のエンジン・バルブ２００、または複数のエンジン・バルブ２００に直接作用するように適合させることができる。あるいは、スレーブ・ピストン組立体３２０を吸気ロッカ（図示せず）に作用するように適合させて、ロッカが（１または複数の）バルブ２００を作動させるようにしてもよい。
【００５２】
バルブ・アクチュエータ３００はさらに、必要なＥＧＲバルブ事象の閉鎖時間を提供するために、運動付与手段１００によって入力された運動を変化させるための手段を有することができる。一実施例では、図１３に示すように、バルブ・アクチュエータ３００は、マスタ・ピストン組立体３１０内部に形成されたクリップ通路３１４、およびマスタ・ピストン組立体３１０内部に配設されたチェック・バルブ３１２をさらに有している。クリップ通路３１４は、マスタ・ピストン穴３１１および通路３０４と連通している。アキュムレータ・ピストン３５０が、ハウジング３０２内に形成された穴の内部に配設されている。カム１１０が基礎円にあるとき、図１３に示すように、マスタ・ピストン組立体３１０はその最低位置にある。この位置では、チェック・バルブ３１２がハウジング３０２内部に形成された解放通路３０６と並べられる。クリップ通路３１４の開口と解放通路３０６の開口は、図１３に示すように、可変距離Ｘｒだけ離れている。
【００５３】
バルブ・アクチュエータ３００は上述のように動作する。カム１１０は基礎円から回転すると運動をマスタ・ピストン組立体３１０に伝達し、マスタ・ピストン組立体３１０はその運動を、通路３０４内の油圧を介してスレーブ・ピストン組立体３２０に伝達する。油圧によってスレーブ・ピストン組立体３２０が下方に移動し、（設けられていれば）摺動ピン３３０に作用し、摺動ピン３３０がエンジン・バルブ２００を作動させる。
【００５４】
マスタ・ピストン組立体３１０が穴３１１の内部を距離Ｘｒだけ移動すると、クリップ通路３１４は解放通路３０６に合わせられる。ここで、通路３０４内の作動油の一部が解放通路３０６を通して解放され、アキュムレータ・ピストン３５０に入る。このため通路３０４内の圧力が低下し、ばね３２４および弁ばねの偏倚を受けて、スレーブ・ピストン組立体３２０が引っ込められる。スレーブ・ピストン組立体３２０がもはやエンジン・バルブ２００に作用していない状態では、バルブは早めに閉鎖される。これによって、図１４の点線で示すように、短縮されたまたは「クリップされた」ＥＧＲバルブ事象２２１がもたらされる。図１４に示すバルブ・リフト・プロファイルは例示的なものにすぎず、バルブを閉鎖する正確なタイミング、およびそれに対応してＥＧＲ事象の持続時間は様々であってよいと考えられる。例えば解放通路３０６の大きさおよび位置は、ＥＧＲバルブ事象２２１の持続時間を変化させるようになっていてもよい。
【００５５】
マスタ・ピストン組立体３１０が、カムの基礎円においてその最高リフト位置からその最低位置へ戻ると、チェック・バルブ３１２は解放通路３０６と一列に並べられる。アキュムレータ・ピストン３５０内の流体は、チェック・バルブ３１２を通ってマスタ・ピストン穴３１１および通路３０４へ流入できるようになる。この配置は、流体を外へ解放してシステムに対する一定の流体供給を求めるのではなく、流体の再使用を促進するものである。これによってシステムへの補給流体の必要を軽減し、システム流体内の「フォーミング（泡立ち）」を減少させることができる。
【００５６】
バルブ・アクチュエータ３００の他の実施例を、図１５ａおよび図１５ｂを参照して示すが、図中、同じ記号は同じ要素を指す。マスタ・ピストン３１０は、その中に配設されたチェック・バルブ組立体を含んでいる。このチェック・バルブ組立体は、球３６０およびばね３６２を含む。ばね３６２は球３６０をその座に対して偏倚させて、マスタ・ピストン３１０内に形成されたクリップ穴３６１を覆う。ばね３６２は、マスタ・ピストン３１０の上の油圧によって球３６０が離座されないような大きさとすることができる。あるいは、ばね３６２を所望の圧力で球３６０が離座されるような大きさにしてもよい。環状の移動止め（デテント）３６４をマスタ・ピストン３１０の外壁内に設け、マスタ・ピストン３１０内に形成された通路３６３と連通させることができる。環状の移動止め３６４を、放出ポート３０６と選択的に連通させることもできる。
【００５７】
マスタ・ピストン３１０の上に、クリップ調整組立体３７０を設けることができる。このクリップ調整組立体３７０は、ハウジング３０２を通ってマスタ・ピストン穴３１１の中に延びるプランジャ３７２、および止めねじ３７４を含んでいる。止めねじ３７４は、プランジャ３７２を穴３１１の内部で所望の距離だけ延ばすように調整することができる。マスタ・ピストンばね３１８は、マスタ・ピストン３１０をプランジャ３７２から遠ざけるように偏倚させる。
【００５８】
必要なＥＧＲバルブ事象の閉鎖時間を提供するため、図１５ａおよび図１５ｂに示す本発明の実施例を以下のように動作させて、運動付与手段１００によって入力された運動を変化させることができる。動作中、低圧の作動油が通路３０４に供給される。流体は、通路３０４を通ってマスタ・ピストン穴３１１にある通路の終端まで流れる。カム１１０が基礎円にあるとき、マスタ・ピストン３１０はマスタ・ピストン穴３１１の中でその最低位置に達する。この時点では、環状の移動止め３６４は放出ポート３６５と位置を合わせることができない。マスタ・ピストン３１０に運動が与えられると、マスタ・ピストン３１０は穴３１１の内部を上方に移動する。マスタ・ピストンの運動は通路３０４内の油圧を介してスレーブ・ピストン３２０に伝達される。これによってスレーブ・ピストン３２０が下方に移動して、エンジン・バルブ２００が作動する。
【００５９】
図１５ｂを参照すると、マスタ・ピストン３１０がマスタ・ピストン穴３１１の内部で上方への移動を続けると、プランジャ３７２の先端が球３６０に接触し、それをクリップ穴３６１から離座させるようになる。この時点で、環状の移動止め３６４の位置が放出ポート３６５の位置と合わせられる。マスタ・ピストン３１０より上、および通路３０４内の高圧流体は、覆いを外されたクリップ穴３６１および通路３６３を通って流れ、放出ポート３６５を通して排出される。流体は外へ放出され、供給手段３１５またはアキュムレータに戻ることができる。
【００６０】
放出ポート３６５を通して流体が排出されると、油圧通路３０４内の圧力が低下し、ばね３２４および／または弁ばねの偏倚を受けてスレーブ・ピストン３２０が引っ込められる。スレーブ・ピストン３２０がもはや（１または複数の）エンジン・バルブ２００に作用していない状態では、（１または複数の）バルブは早めに閉鎖される。図１４を参照すると、これによって短縮すなわちクリップされたＥＧＲバルブ事象２２１がもたらされている。与えられた運動を変化させる点２２２は様々であってよい。プランジャ２７２の位置および対応するクリップ高さを調整するために、止めねじ３７４を緩めることも締めることもできる。
【００６１】
図１６ａおよび図１６ｂを参照してバルブ・アクチュエータ３００の他の実施例を示すが、図中、同じ符号は同じ要素を指す。バルブ・アクチュエータ３００は、マスタ・ピストン穴３１１の中にスライド可能に配設されたマスタ・ピストン・スリーブ３８０を含んでいる。第１の環状の移動止め３８４および第２の環状の移動止め３８２をスリーブ３８０の外壁内に設け、保持溝３８５をスリーブ３８０の内壁内に設けることができる。スリーブ３８０内に形成された供給通路３８１は、環状の移動止め３８２と整列され、スリーブ３８０内に形成されたクリップ通路３８３は、環状の移動止め３８４と整列されている。
【００６２】
マスタ・ピストン３１０は、スリーブ３８０内のキャビティ３６６内にスライド可能に配設されている。保持リング３８７は、保持溝３８５内にスライド可能に配置されている。ばね３８６は、スリーブ３８０と接触している第１の末端、および保持リング３８７と接触している第２の末端を有している。ばね３８６は、保持リング３８７をマスタ・ピストン３１０に対抗して下方に偏倚させている。
【００６３】
ハウジング３０２内にラッシ通路３８８を設けることができる。このラッシ通路３８８は、通路３０４より高い位置にあるマスタ・ピストン穴３１１の頂部で終了することができる。図１６ａに示すように、ラッシ通路３８８は一定の低い油圧の流体供給に接続している。主にラッシ通路３８８からマスタ・ピストン穴３１１への一方向の流体の流れのみを許容するように、ラッシ通路３８８内にチェック・バルブ３８９を配設することができる。
【００６４】
必要なＥＧＲバルブ事象の閉鎖時間を提供するために、図１６ａに示す本発明の実施例を以下のように動作させて、運動付与手段１００によって入力された運動を変化させることができる。一定の低圧流体の供給により、スリーブ３８０およびマスタ・ピストン３１０を穴３１１の中で下方に偏倚させる。ばね３８６の力は低圧によってスリーブの上に生成される力より大きいため、スリーブ３８０とマスタ・ピストン３１０は一緒に移動する。スリーブ３８０およびマスタ・ピストン３１０を、マスタ・ピストン３１１が運動付与手段１００に接触するまで下方に偏倚させて、システム内のラッシをふさぐ。図１６ａに示すように、この位置では、環状の移動止め３８２は通路３０４と位置が合い、環状の移動止め３８４は放出ポート３６５と位置が合っている。
【００６５】
動作中、通路３０４に低圧流体が供給される。流体は通路３０４、環状の移動止め３８２および供給通路３８１を通ってキャビティ３６６へ流れる。マスタ・ピストン３１０に運動が与えられると、マスタ・ピストン３１０はキャビティ３６６内を上方に移動する。チェック・バルブ３８９が流体を低圧供給の方へ逆流させないため、この時点でスリーブ３８０より上のラッシ通路３８８内の流体が漏出することはあり得ない。その結果、スリーブ３８０は油圧によってマスタ・ピストン３１０に対して固定され、移動しないようになる。
【００６６】
マスタ・ピストンの運動は、通路３０４内の油圧を介してスレーブ・ピストン３２０に伝達される。これによってスレーブ・ピストン３２０が下方に移動して、エンジン・バルブ２００が作動する。マスタ・ピストン３１０は、マスタ・ピストンの環状の移動止め３８４の位置がスリーブの環状の移動止め３８４および放出ポート３６５の位置と合うまで、マスタ・ピストン穴３１１内で上方への移動を続ける。３６６および通路３０４内の高圧流体はクリップ穴３６１および通路３６３を通って流れ、放出ポート３６５を通して排出される。流体は外へ放出され、低圧供給またはアキュムレータに戻ることができる。
【００６７】
放出ポート３６５を通して流体が排出されると、油圧通路３０４内の圧力が低下し、ばね３２４および／または弁ばねの偏倚を受けてスレーブ・ピストン３２０が引っ込められる。スレーブ・ピストン３２０がもはや（１または複数の）エンジン・バルブ２００に作用していない状態では、（１または複数の）バルブは早めに閉鎖される。図１４を参照すると、これによって短縮されたまたはクリップされたＥＧＲバルブ事象２２１がもたらされている。
【００６８】
図１６ｂ（図中、同じ符号は同じ要素を指す）を参照すると、バルブ・アクチュエータ３００は図１６ａに示したシステムとわずかに異なる形のラッシ機構を示している。ラッシ通路３８８は、穴３１１の頂部ではないが、マスタ・ピストン穴３１１の通路３０４より高い位置で終了している。低圧流体が、ラッシ通路３８８を通ってスリーブ３８０の上のラッシ・キャビティ３６７へ供給される。流体は、マスタ・ピストン３１０とマスタ・ピストン穴３１１の間の隙間を通って、ラッシ・キャビティ３６７をゆっくりと満たすことができる。ラッシ・キャビティ３６７内の流体は、スリーブ３８０およびマスタ・ピストン３１０を穴３１１の中で下方に偏倚させて、システム内のラッシをふさぐ。システムを停止させると、キャビティ３６７内の流体はマスタ・ピストン穴３１１からゆっくりと漏出することが可能になる。図１６ｂに示すシステムは、図１６ａに示すシステムに関連して上で述べたように動作して、必要なＥＧＲ事象の閉鎖時間を提供することができる。
【００６９】
バルブ・アクチュエータ３００の他の実施例を図１７ａおよび図１７ｂを参照して示すが、図中、同じ参照番号は同じ要素を指す。バルブ・アクチュエータ３００は、ハウジング３０２内に配設されたリセット装置３９０を含むことができる。このリセット装置３９０は、スレーブ・ピストン３２０より上のスレーブ・ピストン穴３２１内に延びている。内部にブリード穴３２６が形成された密閉板３２５が、スレーブ・ピストン３２０より上に配設されている。スレーブ・ピストン３２０は、その内部に形成されたアキュムレータ３２８および圧力逃がし穴３２９を含むことができる。
【００７０】
図１７ｂを参照すると、リセット装置３９０は、ハウジング３０２内に調整可能に配設されるようになっているハウジング３９１、およびリセット・プランジャ３９２を含んでいる。上部のばね３９３はリセット・プランジャ３９２を密閉板３２５に対して下方に偏倚させている。プランジャ３９２の脚はブリード穴３２６を覆っている。下部のばね３９４はハウジング３９１上にある。
【００７１】
必要なＥＧＲバルブ事象の閉鎖時間を提供するため、図１７ａおよび図１７ｂに示す本発明の実施例を以下のように動作させて、バルブ・アクチュエータ３００に与えられた運動を変化させることができる。マスタ・ピストン３２０がカムの基礎円上にあり、運動がスレーブ・ピストン３２０に伝達されないとき、スレーブ・ピストンは、スレーブ・ピストンばね３２４によって密閉板３２５およびリセット装置３９０に対して上方に偏倚される。プランジャ３９２は、上部のばね３９３によって密閉板３２５に対して偏倚されて、ブリード穴３２６を覆う。マスタ・ピストン３１０に運動が与えられると、マスタ・ピストン３１０は上方に移動し、通路３０４内の作動油を加圧する。マスタ・ピストンの運動は、通路３０４内の油圧を介してスレーブ・ピストン３２０に伝達される。作動油はスレーブ・ピストン穴３２１に入り、スレーブ・ピストン３２０および密閉板３２５に作用する。作動油は、ハウジング３９１内に形成された環状溝３９６を通って、ハウジング３９１と密閉板３２５の間の空間３９７に入ることができる。作動油がスレーブ・ピストン３２０および密閉板３２５を下方へ押し始めると、プランジャ３９２は上部のばね３９３の偏倚を受けて追従する。プランジャ３９２が下方へ移動すると、プランジャ３９２は下部のばね３９４に接触する。上部のばね３９３の力とプランジャ３９２に作用する油圧との組合せは、下部のばね３９４の力に打ち勝つのに十分なものである。したがって、プランジャ３９２の脚は引き続き下方へ移動し、ブリード穴３２６によるシールを維持する。
【００７２】
プランジャ３９２は、ハウジング３９１内に形成された障害物３９５に当たるまでスレーブ・ピストン３２０の下降運動に追従し続け、そして密閉板３２５から離れ始める。プランジャ３９２に作用する油圧は低下する。この時点で、下部のばね３９４の力は、上部のばね３９３の力およびプランジャ３９２に作用している残りの油圧に打ち勝つのに十分なものである。下部のばね３９４は、プランジャ３９２を上方にその初期位置まで押しやり、ブリード穴３２６を開放する。ここで、通路３０４からの高圧流体は、ブリード穴３２６を通してアキュムレータ３２８内に放出される。アキュムレータ３２８と圧力逃がし穴３２９の組合せにより、マスタ・ピストン３１０によって与えられた運動が吸収される。スレーブ・ピストン３２０にはもはや高圧流体が作用していないため、スレーブ・ピストン３２０は、スレーブ・ピストンばね３２４または弁ばねの偏倚を受けてスレーブ・ピストン穴３２１内に引っ込む。スレーブ・ピストン３２０がもはや（１または複数の）エンジン・バルブ２００に作用しないので、（１または複数の）バルブは早めに閉鎖される。図１４を参照すると、これによって短縮されたＥＧＲバルブ事象２２１がもたらされている。
【００７３】
アキュムレータ３２８により、放出されたオイルをブリード穴３２６を通してスレーブ・ピストン穴３２１内に戻し、補充することが可能になる。密閉板３２５内に形成された環状溝により、流体が穴３２１へ戻りやすくすることができる。高圧流体が圧力逃がし穴３２９を通して直接放出されるように、スレーブ・ピストン３１０をアキュムレータなしで提供することもできると考えられる。
【００７４】
他の実施例では、バルブ・アクチュエータ３００はさらに、エンジン・バルブ２００の着座速度を制御するための手段（バルブ・キャッチ組立体）３４０を有することができる。本発明の一実施例では、図１８ａに示すように、バルブ・キャッチ組立体３４０は、ハウジング３０２内のスレーブ・ピストン組立体３２０より上に配設されたバルブ・キャッチ本体３４１を有し、本体３４１の一部がスレーブ・ピストン穴３２１の中に延びるようになっている。バルブ・キャッチ組立体３４０はさらに、本体３４１内部に配設されたバルブ・キャッチ・プランジャ３４３、ならびにプランジャ３４３と接触している第１の末端、および本体３４１と接触している第２の末端を有するバルブ・キャッチばね３４２を有している。バルブ・キャッチ・プランジャ３４３内には、スレーブ・ピストン穴３２１の方向と実質的に直交する方向を有する交差通路３４４が形成されている。この交差通路３４４はスレーブ・ピストン穴３２１と連通している。バルブ・キャッチ・プランジャ３４３内には、スレーブ・ピストン穴３２１の方向と実質的に平行な方向を有するブリード通路３４５が形成され、交差通路３４４と連通している。ブリード通路３４５の大きさは、プレナム３２２またはスレーブ・ピストン穴３２１からブリード通路３４５に入る流体の流れを制限するように適合されている。
【００７５】
引き続き図１８ａを参照すると、スレーブ・ピストン組立体３２０はさらに、その中に形成されたプレナム３２２を有することができる。このプレナム３２２は、通路３０４およびスレーブ・ピストン穴３２１と連通している。プランジャ３４３は、ばね３４２によってスレーブ・ピストン穴３２１内に偏倚される。スレーブ・ピストン組立体３２０は、スレーブ・ピストンばね３２４によってスレーブ・ピストン穴３２１内を上方に偏倚され、エンジン・バルブ２００から遠ざかる。スレーブ・ピストン組立体３２０に流体の圧力が作用していないときには、スレーブ・ピストンばね３２４による偏倚がばね３４２より大きいため、スレーブ・ピストン組立体３２０はプランジャ３４３に押しつけられる。この位置においてプランジャ３４３は、プレナム３２２がスレーブ・ピストン穴３２１と連通するのを妨げるが、プレナム３２２をブリード通路３４５と連通するようにしている。図１８ａに示すように、プランジャ３４３の外縁は本体３４１に押しつけられている。
【００７６】
次に、図１８ａに示すバルブ・キャッチ組立体３４０の動作について記載する。マスタ・ピストン組立体３１０がカム１１０の運動によって押し上げられると、高圧の作動油が流体通路３０４を通ってスレーブ・ピストン組立体３２０へ流れ、プレナム３２２に入る。プランジャ３４３が本体３４１の中に引っ込むことができないため、スレーブ・ピストン組立体３２０は一時的にプランジャ３４３に接して保持される。したがって、流体はプレナム３２２からブリード通路３４５を通って交差通路３４４に流入する。次いで、流体は交差通路３４４からスレーブ・ピストン穴３２１に注入される。スレーブ・ピストン穴３２１内の流体によって生成された圧力は、スレーブ・ピストン組立体３２０の頂部に作用し、それによってスレーブ・ピストン組立体３２０が下方への移動を開始する。プランジャ３４３は、規定の距離の間はスレーブ・ピストン組立体３２０に追従し、次いでそれから離れる。スレーブ・ピストン組立体３２０がプランジャ３４３から離れると、流体はさらに容易にプレナム３２２から穴３２１の中に解放されるようになり、スレーブ・ピストン組立体３２０の頂部に作用する追加の圧力を生じさせる。上述のように、スレーブ・ピストン組立体３２０はマスタ・ピストン組立体３１０の運動に追従し、穴３２１内を下方へ移動して、エンジン・バルブ２００を作動させる。
【００７７】
エンジン・バルブ２００が復座を開始するので、スレーブ・ピストン組立体３２０は穴３２１の内部を上方に移動する。穴の中の流体は、スレーブ・ピストン組立体３２０がプランジャ３４３に当たるまで通路３０４を通って流れる。この時点では、スレーブ・ピストン組立体３２０が上方への移動を続けることにより、流体がブリード通路３４５および交差穴３４４を通って穴３２１に押し込められる。しかし、ブリード通路３４５の大きさが小さいため、穴３２１を出る作動油の流れが制限される。この制限された流れによって生じた圧力は、エンジン・バルブ２００が復座するとき、それを減速させるように作用する。
【００７８】
プランジャが本体３４１の中に引っ込まないので、スレーブ・ピストン組立体３２０は、十分な量の作動油がブリード通路３４５および交差通路３４４を通して解放されるまで、プランジャ３４３から離れない。プレナム３２２に比べてブリード通路３４５が小さいため、分離を生じさせるために必要な圧力がすぐに発生することはない。したがって、プレナム３２２内に高い圧力が形成されるまで、スレーブ・ピストン組立体３２０はマスタ・ピストン組立体３１０の運動に追従することができない。これが起こると、スレーブ・ピストンがマスタ・ピストン組立体３１０のより緩やかな動きをとる前に、高い圧力が、スレーブ・ピストン組立体３２０のきわめて急速な下方への初期変位を引き起こす可能性がある。このスレーブ・ピストン組立体３２０の不均一な運動により、エンジン・バルブ２００に対して滑らかではないバルブ・リフトがもたらされる恐れがある。
【００７９】
次に、図１８ｂ（同じ参照番号は図１８ａの同じ要素を指す）を参照して、バルブ・キャッチ組立体３４０の好ましい実施例について記載する。このバルブ・キャッチ組立体３４０はさらに、本体３４１内に形成されたスロット３４６を有している。プランジャ３４３は、やはりばね３４２によって偏倚され、本体３４１の開口から延びているが、プランジャ３４３は本体３４１内に引っ込むようになっている。したがって、スレーブ・ピストン組立体３２０に流体の圧力が作用していないとき、スレーブ・ピストン組立体３２０は本体３４１に直接接して保持される。追加の圧力が作用すると、プランジャ３４３はスロット３４６を超えて本体３４１内に引っ込むことができる。
【００８０】
次に、図１８ｂに示すバルブ・キャッチ組立体３４０の動作について記載する。上述のように、マスタ・ピストン組立体３１０の運動により、高圧の作動油が流体通路３０４を通ってスレーブ・ピストン組立体３２０の方へ流れ、プレナム３２２に入る。高圧の流れによって、プランジャがスロット３４６を超えて本体３４１の中に引っ込む。次いで高圧の流れは、スレーブ・ピストン組立体３２０頂部のさらに大きい表面積に作用して、本体３４１から早めに分離させることができ、またスレーブ・ピストン３２０がマスタ・ピストンの初期運動に追従できるようにする。これによってＥＧＲバルブ事象に対して滑らかなバルブ・リフト・プロファイルが生成される。
【００８１】
本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、本発明に変形および変更を加えることが可能であることが、当業者には明らかとなろう。例えば、マスタ・ピストン組立体３１０、スレーブ・ピストン組立体３２０、およびバルブ・キャッチ組立体３４０の各実施例を、一緒にまたは別々に使用するように適合させることができると考えられる。さらに、マスタ・ピストン組立体３１０、スレーブ・ピストン組立体３２０、およびバルブ・キャッチ組立体３４０の各実施例を、例えばエンジン・ブレーキ・システムなど他のバルブ作動システムと共に用いることもできる。したがって本発明は、本発明のかかる変更形態および変形形態が添付の特許請求の範囲およびそれと同等のものの範囲内であれば、それらをすべて包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の第１の実施例によるバルブ作動システムの概略図である。
【図２】本発明の第２の実施例によるバルブ作動システムの概略図である。
【図３】吸気行程中の１または複数のエンジン排気バルブの作動を示す、本発明の一実施例によるバルブ・リフト・プロファイルである。
【図４】排気行程中の１または複数のエンジン吸気バルブの作動を示す、本発明の一実施例によるバルブ・リフト・プロファイルである。
【図５】本発明の一実施例で用いることができるカムを示す図である。
【図６】本発明の一実施例によるマスタ・ピストンとスレーブ・ピストンの組合せの動作の概略図である。
【図７】本発明の他の実施例によるマスタ・ピストンとスレーブ・ピストンの組合せの動作の概略図である。
【図８】本発明の一実施例による排気ガス・パルスの線図、および対応するバルブ・リフト・プロファイルである。
【図９】４気筒エンジン向けの本発明の一実施例によるマスタ・ピストンとスレーブ・ピストンの組合せの動作の概略図である。
【図１０】本発明の第３の実施例によるバルブ作動システムを示す図である。
【図１１】図１０に示したバルブ作動システムと共に用いることができるカムを示す図である。
【図１２】本発明の第４の実施例によるバルブ作動システムの図である。
【図１３】本発明のバルブ作動システムと共に用いることができるバルブ・リフト・クリッピング機構の第１の実施例を示す図である。
【図１４】本発明の一実施例による、変更されたＥＧＲバルブ事象を伴うバルブ・リフト・プロファイルである。
【図１５ａ】本発明のバルブ作動システムと共に用いることができるバルブ・リフト・クリッピング機構の第２の実施例を示す図である。
【図１５ｂ】本発明のバルブ作動システムと共に用いることができるバルブ・リフト・クリッピング機構の第２の実施例を示す図である。
【図１６ａ】本発明のバルブ作動システムと共に用いることができるバルブ・リフト・クリッピング機構の第３の実施例を示す図である。
【図１６ｂ】本発明のバルブ作動システムと共に用いることができるバルブ・リフト・クリッピング機構の第３の実施例を示す図である。
【図１７ａ】本発明のバルブ作動システムと共に用いることができるスレーブ・ピストン・リセット機構を示す図である。
【図１７ｂ】本発明のバルブ作動システムと共に用いることができるスレーブ・ピストン・リセット機構を示す図である。
【図１８ａ】従来技術のバルブ・キャッチ組立体の概略図である。
【図１８ｂ】本発明のバルブ作動システムと共に用いることができるエンジン・バルブの着座速度を低減するための、改善された手段の概略図である。
【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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【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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【国際調査報告】
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