(57)【要約】  エンジン・バルブ・イベントを生成するために１つ又は複数のエンジン・バルブを作動させるためのシステム及び方法が開示される。システムは、ハウジングと、第１の開放端部及び第２の開放端部を有するハウジング内に配置されたアキュムレータと、ハウジング内に形成された第１の穴内に摺動可能に配置されたマスタ・ピストンと、マスタ・ピストンに運動を与えるためのバルブ・トレーン要素と、ハウジング内に形成された第２の穴内に摺動可能に配置されたスレーブ・ピストンとを備えることができ、スレーブ・ピストンが高圧の液圧通路を介してマスタ・ピストンと流体連通し、アキュムレータの第１の開放端部及び第２の開放端部が、与えられた運動を選択的に変更するために高圧の液圧通路と連通する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン・バルブ・イベントを生成するための内燃機関の１つ又は複数のエンジン・バルブを作動させるシステムであって、
ハウジングと、
第１の開放端部及び第２の開放端部を有する、前記ハウジング内に配置されたアキュムレータと、
前記ハウジング内に形成された第１の穴内に摺動可能に配置されたマスタ・ピストンと、
前記マスタ・ピストンに運動を与えるための手段と、
前記ハウジング内に形成された第２の穴内に摺動可能に配置され、また高圧の液圧通路を介して前記マスタ・ピストンと流体連通するスレーブ・ピストンとを備え、
前記アキュムレータの前記第１の開放端部及び前記第２の開放端部が、前記与えられる運動を変更するために前記高圧の液圧通路と選択的に連通するシステム。
【請求項２】
前記エンジン・バルブ・イベントが、排気ガス再循環を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記アキュムレータの前記第１の開放端部が高圧の液圧通路と連通し、前記第２の開放端部が外気圧力と連通している、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記与えられる運動が低リフトのエンジン・バルブ・イベントを生成するように変更される、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記アキュムレータの前記第１の開放端部及び第２の開放端部が、前記高圧の液圧通路と連通する、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記与えられる運動が変更されない、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記アキュムレータがさらに、前記第１の開放端部と前記第２の開放端部の間に配置された、行程を制限するピストンを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
シャトル・バルブと、
前記アキュムレータの前記第１の開放端部及び前記第２の開放端部を前記高圧の液圧通路と選択的に連通するように前記シャトル・バルブを制御するための第１のソレノイド・バルブとをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
流体供給手段と、
低圧の液圧通路と、
前記低圧の液圧通路を介して前記流体供給手段から前記高圧の液圧通路に流体を選択的に供給する第２のソレノイド・バルブとをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
排気ガス再循環エンジン・バルブ・イベントを生成するために、内燃機関の１つ又は複数のエンジン・バルブを作動させるためのシステムであって、
ハウジングと
第１の開放端部及び第２の開放端部を有する前記ハウジング内に配置されたアキュムレータと、
高圧の液圧通路と、
前記ハウジング内に形成された第１の穴内に摺動可能に配置されたマスタ・ピストンと、
前記マスタ・ピストンに運動を与えるための手段と、
前記ハウジング内に形成された第２の穴内に摺動可能に配置され、また前記高圧の液圧通路を介して前記マスタ・ピストンと流体連通するスレーブ・ピストンと、
シャトル・バルブと、
前記アキュムレータの前記第１の開放端部及び前記第２の開放端部を前記高圧の液圧通路と選択的に連通するように前記シャトル・バルブを制御するための第１のソレノイド・バルブとを備え、
前記アキュムレータの前記第１の開放端部及び前記第２の開放端部が、前記与えられる運動を選択的に変更するために前記高圧の液圧通路と選択的に連通するシステム。
【請求項１１】
前記１つ又は複数のエンジン・バルブと前記マスタ・ピストンとの間に配置された第１のロッカ・アームと、
前記運動を与える手段と前記スレーブ・ピストンの間に配置された第２のロッカ・アームとをさらに備える、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記アキュムレータの前記第１の開放端部が前記高圧の液圧通路と連通し、前記第２の開放端部が外気圧力と連通する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記与えられる運動が、低リフトのエンジン・バルブ・イベントを生成するように変更される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記アキュムレータの前記第１の開放端部と前記第２の開放端部が前記高圧の液圧通路と連通する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１５】
前記与えられた運動が変更されない、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記アキュムレータがさらに、前記第１の開放端部と前記第２の開放端部との間に配置された、行程を制限するピストンを備える、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１７】
流体供給手段と、
低圧の液圧通路と、
前記流体供給手段からの流体を前記低圧の液圧通路を介して前記高圧の液圧通路に選択的に供給する第２のソレノイド・バルブとをさらに備える、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１８】
前記低圧の液圧通路に配置されたチェック・バルブをさらに備える、請求項１７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００４年２月１７日出願の米国特許仮出願第６０／５４４３３６号の「Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｍｕｌｔｉ−Ｌｉｆｔ  Ｖａｌｖｅ  Ａｃｔｕａｔｉｏｎ」に優先権を主張するものであり、その全部が参照により本出願に組み込まれる。
【０００２】
本発明は一般に、エンジン内で１つ又は複数のバルブを作動させるシステム及び方法に関する。詳細には、本発明はエンジンのバルブ・イベント（ｖａｌｖｅ  ｅｖｅｎｔ）を生成するために１つ又は複数のエンジン・バルブのマルチ・リフト作動のためのシステム及び方法に関する。１つの実施例では、本発明はマルチ・リフトの排気ガス再循環バルブ・イベントを提供するのに使用することができる。本発明の実施例は、例えば主要なバルブ・イベント（排気及び／又は吸気）、圧縮開放ブレーキ・バルブ・イベント、ブリーダ・ブレーキ（ｂｌｅｅｄｅｒ  ｂｒａｋｉｎｇ）バルブ・イベント、及び／又はその他の補助的なバルブ・イベントなどの、他のマルチ・リフトのバルブ・イベントを提供することができる。
【背景技術】
【０００３】
内燃機関でのバルブ作動は、エンジンが正の出力（ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ｐｏｗｅｒ）、エンジン・ブレーキ、及び排気ガス再循環（ＥＧＲ）を生成するのに必要である。正の出力の間、１つ又は複数の入力バルブが開かれて、燃焼の目的でシリンダ内に燃料及び空気を入れることが可能である。１つ又は複数の排気バルブが開かれて、燃焼ガスがシリンダから出ることが可能になる。排出を改善する目的でガスを循環させるために、吸気、排気、及び／又は補助的なバルブが、正の出力中に多様なタイミングで開かれることも可能である。
【０００４】
エンジン・バルブ作動は、エンジンが正の出力を生成するのに使用されていない場合、エンジン・ブレーキ及び排気ガス再循環を生成するために使用することもできる。エンジン・ブレーキ中には、１つ又は複数の排気バルブが選択的に開かれて、少なくとも一時的にエンジンがエア・コンプレッサに転換される。そうすることによって、エンジンは車両の速度を下げるのを助けるための、減速する馬力を作り出す。これは、車両に関する制御をオペレータにより多く与えることができ、実質的に車両の常用ブレーキの磨耗を減らすことができる。
【０００５】
エンジン・バルブは、圧縮開放ブレーキ及び・又はブリーダ／ブレーキを生成するように動作できる。先行技術の圧縮開放エンジン・ブレーキの１つの例がＣｕｍｍｉｎｓの米国特許第３２２０３９２号（１９６５年１１月）の開示によって与えられ、それは本明細書に参照によって援用される。ブリーダ型エンジン・ブレーキを利用するシステム及び方法の１つの例が譲受人の米国特許第６５９４９９６号（２００３年７月）の開示によって提供され、その写しは参照によって本明細書に援用される。
【０００６】
排気ガス再循環（ＥＧＲ）の基本原理も同様に良く知られている。適切に作動するエンジンが、その燃焼室で燃料及び吸入空気の化合物に作用した後に、エンジンは、エンジン・シリンダから残存するガスを排出する。ＥＧＲシステムは、これらの排気ガスの一部分がエンジン・シリンダ内に還流できるようにする。この、エンジンのシリンダ内へのガスの再循環は、大きな利点をもたらすように、正の出力動作中に、及び／又はエンジン・ブレーキサイクル中に使用することができる。本明細書では、ＥＧＲは、エンジンのブレーキ・サイクル中のガスの再循環である、ブレーキ・ガス再循環（ＢＧＲ）を包含することができる。
【０００７】
正の出力動作中に、ＥＧＲシステムは主に、エンジン排出を向上させるために使用される。エンジンの正の出力の間では、１つ又は複数の吸気バルブが開かれて、燃料及び大気からの空気を入れることができ、その大気はシリンダ内で燃料を燃焼させるのに必要な酸素を含む。しかし空気は、多くの量の窒素も含む。エンジン・シリンダ内で確認される高温は、窒素を利用されない酸素と反応させ、窒素酸化物（ＮＯＸ）を形成する。窒素酸化物はディーゼル・エンジンによって排出される主要な汚染物質の１つである。ＥＧＲシステムによって供給された再循環ガスはエンジンによって既に使用され、わずかの量の酸素しか含んでいない。このガスを新鮮な空気と混合することにより、エンジンに入る酸素の量が低減され、形成される窒素酸化物をより少なくすることができる。さらに、再循環されたガスは、窒素が酸素と結合してＮＯＸを形成する点よりも低いところにエンジンのシリンダ内の燃焼温度を下げる効果を有することができる。その結果、ＥＧＲシステムは、生成されるＮＯｘの量を低減し、エンジンの排出を改善するように働くことができる。米国及びその他の国でのディーゼル・エンジンに対する現行の環境基準、並びに提案された規制では、排出の改善に対する要求のみが将来、より重要になることを示している。
【０００８】
ＥＧＲシステムは、エンジン・ブレーキの動作中に、減速の出力を最適にするために使用することもできる。上記に論じられたように、エンジン・ブレーキ中には１つ又は複数の排気バルブが選択的に開かれて、少なくとも一時的にエンジンをエア・コンプレッサに転換する。ＥＧＲを使用してエンジンの圧力と温度を制御することによって、ブレーキのレベルが様々な動作条件で最適化できる。
【０００９】
多くのシステムにおいて、エンジン・バルブ・イベント用の複数のバルブ・リフトを提供することが望ましい可能性がある。例えば、求められる排気ガス再循環の量は、エンジン速度と共に増加する可能性がある。したがって、ＥＧＲバルブ・イベントを提供する場合、バルブ・リフトが、より速いエンジン速度でより高く及び／又はより長くなり、より遅いエンジン速度でより低く及び／又はより短くなることが望ましい可能性がある。
【００１０】
多くの内燃機関では、エンジンの吸気及び排気バルブは、固定された輪郭のカムによって開閉され、より具体的には、各カムの一体になった部分であることができる１つ又は複数の固定されたローブによって開閉されることが可能である。性能の向上、燃費の向上、排出の低減化、及び車両の操縦性の向上などの利点は、吸気及び排気バルブ・タイミング及びリフトが変更できれば得ることができる。しかし、固定された輪郭のカムの使用は、様々なエンジン動作条件に対してエンジン・バルブ・リフトのタイミング及び／又は量を最適化するように調整するのを困難にする可能性がある。
【００１１】
所与の固定されたカム形状では、バルブ・タイミング及びリフトを調整する１つの方法はこれまで、バルブとカムの間のバルブ・トレーン・リンク機構（ｖａｌｖｅ  ｔｒａｉｎ  ｌｉｎｋａｇｅ）に「ロスト・モーション（無駄な運動）」システムを組み込むバルブ作動をもたらすことであった。ロスト・モーションは、可変の長さの機械的な、液圧的な、及び／又はその他のリンク機構アセンブリを有するカム輪郭によって規定されたバルブ動作を変更するための技術的な解決策の部類（ｃｌａｓｓ）に適用される用語である。ロスト・モーション・システムでは、カム・ローブがエンジン動作条件の全範囲にわたって必要な「最大」（最長ドゥエル（ｄｗｅｌｌ）及び最大リフト）モーション（運動）を与えることができる。したがって、可変の長さのシステムが、開かれるバルブと最大運動をもたらすカムの中間のバルブ・トレーン・リンク機構に備えられて、バルブに対するカムによって与えられる運動の一部分又は全部を減らし、又はなくすことができる。様々な条件に基づいて作動され又は制止され、及び選択的に制御できる固定されたカムの輪郭の運動を変更するためのシステムを提供することが有利である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のシステム及び方法は、正の出力のためのバルブ作動、エンジン・ブレーキ・バルブ・イベント及び／又はＥＧＲ／ＢＧＲバルブ・イベントを必要とするエンジンで特に有用であることができる。本発明の様々な実施例のシステム及び方法が低コストでより簡素な可変バルブ作動システムを提供することができる。さらに、本発明のシステム及び方法は、様々なエンジン状態の下での正の出力、エンジン・ブレーキ、ＥＧＲ及び／又はＢＧＲ動作の間にエンジン性能を改善するために複数のバルブ・リフト特性を提供することができる。本発明の実施例のさらなる利点の一部は既に説明されたが、他の一部は、当分野の技術者に本発明の説明及び／又は実施例から明らかになる。
【００１３】
前述した問題に応えて、出願人は、１つ又は複数のエンジン・バルブを作動させるための革新的なシステム及び方法を開発した。１つの実施例では、システムは、ハウジングと、第１の開放端部及び第２の開放端部を有する、ハウジング内に配置されたアキュムレータと、ハウジング内に形成された第１の穴内に摺動可能に配置されたマスタ・ピストンと、マスタ・ピストンに運動を与えるためのバルブ・トレーン要素と、ハウジング内に形成された第２の穴内に摺動的に配置されたスレーブ・ピストンとを備えることができ、スレーブ・ピストンが、高圧の液圧通路を介してマスタ・ピストンと流体連通し、アキュムレータの第１の開放端部及び第２の開放端部が、与えられる運動を選択的に変更するために高圧の液圧通路と連通する。
【００１４】
出願人はさらに、排気ガス再循環エンジン・バルブ・イベントを生成するために内燃機関で１つ又は複数のエンジン・バルブを作動させるシステムを開発し、そのシステムは、ハウジングと、第１の開放端部及び第２の開放端部を有する、ハウジング内に配置されたアキュムレータと、高圧の液圧通路と、ハウジング内に形成された第１の穴内に摺動可能に配置されたマスタ・ピストンと、マスタ・ピストンに運動を与えるための手段と、ハウジング内に形成された第２の穴内に摺動可能に配置されたスレーブ・ピストンであって、スレーブ・ピストンが高圧の液圧通路を介してマスタ・ピストンと流体連通するスレーブ・ピストンと、シャトル・バルブと、アキュムレータの第１の開放端部及び第２の開放端部を高圧の液圧通路と選択的に連通させるために、シャトル・バルブを制御するための第１のソレノイド・バルブとを備え、アキュムレータの第１の開放端部及び第２の開放端部が、与えられる運動を選択的に変更するために高圧の液圧通路と選択的に連通している。
【００１５】
前述の概略的な説明も後述の詳細な説明も例示的且つ説明的であるに過ぎず、特許請求の範囲に記載されたような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援用され、本明細書の一部分を構成する添付の図面は、本発明の特定の実施例を示し、詳細な説明と共に本発明の原理を説明するのに役立つ。
【００１６】
本発明の理解を助けるために、次に添付の図面に参照がなされ、そこでは同様の参照番号が同様の要素を示す。図面は、例示のためのものに過ぎず、本発明を限定するものと解釈すべきではない。
【実施例】
【００１７】
次に、本発明のシステム及び方法の実施例に対して詳細に参照を行い、その実施例を添付の図面に示す。本明細書に示す実施例では、本発明は１つ又は複数のエンジン・バルブを作動させるシステム及び方法を備える。
【００１８】
本発明の第１の実施例が、バルブ作動システム１０として図１に概略的に示されている。バルブ作動システム１０は、バルブ・アクチュエータ・アセンブリ３００に動作的に連結された、運動を与えるための手段１００を備え、そのアセンブリは、１つ又は複数のエンジン・バルブ２００に動作的に連結されている。運動を与える手段１００は、バルブ・アクチュエータ３００に運動を加えるようになされている。バルブ・アクチュエータ３００は、エンジン・バルブ２００に運動を伝達し、又は伝達しないように選択的に制御されることも可能である。
【００１９】
運動伝達モードにある場合、バルブ・アクチュエータ３００は、それには限定されないが、主要な吸気、主要な排気、排気ガス再循環、圧縮開放ブレーキ、及び／又はブリーダ・ブレーキなどのエンジン・バルブ・イベントを生成するようにエンジン・バルブ２００を作動させるようになされている。バルブ・アクチュエータ３００は、エンジン・バルブ２００に伝達される運動の量及びタイミングを変更することもできる。この方式で、バルブ・アクチュエータ３００は、複数のバルブ・リフト性能をもたらすようになされている。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からの信号又は入力に応答して、与えられる運動を伝達し、伝達せず、及び／又は変更することが可能である。エンジン・バルブ２００は、１つ又は複数の排気バルブ、吸気バルブ、又は専用バルブ（ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  ｖａｌｖｅ）などの補助的なバルブであることができる。
【００２０】
運動を与える手段１００は、バルブ・アクチュエータ３００に運動を与えるようになされたカム、押し管（ｐｕｓｈ  ｔｕｂｅ）、及び／又はロッカ・アーム、又はその等価物の任意の組合せを備えることができる。本発明の少なくとも１つの実施例では、運動を与える手段１００は、カム１１０を備える。カム１１０は、排気カム、吸入カム、インジェクタ・カム（ｉｎｊｅｃｔｏｒ  ｃａｍ）、及び／又は専用カム（ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  ｃａｍ）を備えることができる。図２に示されるように、カム１１０は、エンジン・バルブ・イベントを生成する１つ又は複数のカム・ローブを備えることができる。例えば、カムは、例えば主要な（排気又は吸気）イベント・ローブ１１２、エンジン・ブレーキ・ローブ１１４、及びＥＧＲローブ１１６などのローブを含むことができる。図示されたカム１１０は、例として意図されるに過ぎず、これに限定されるものではない。ローブの数、組合せ、寸法、位置、及び形状は、本発明の範囲から逸脱せずに、著しく変わる可能性があることを理解されたい。
【００２１】
エンジン・バルブの主要なイベントを生成するためにカム１１０によって与えられる運動は、ＥＧＲバルブ・イベントをもたらすのに使用できる。例えば、主要なイベント（例えば吸気又は排気）ローブ１１２は、ＥＧＲバルブ・イベント用の１つ又は複数のバルブ２００をさらに作動させるのに使用できる。主要なイベントのフル・運動は、ＥＧＲバルブ・イベントに関して要求されるよりも多くのバルブ・リフトをもたらすことができるので、運動はバルブ・アクチュエータ３００によって変更できる。
【００２２】
ＥＧＲバルブ・イベントは、主要なエンジン・バルブ・イベントを実行するのに使用されるものとは異なるバルブによって実行できる。これらの「異なるバルブ」は、主要なバルブ・イベントに使用されるものと同じ又は異なるタイプ（吸気に対して排気）のものであることができ、主要なバルブ・イベント用に使用されるバルブと異なる又は同じシリンダと関連付けられる。
【００２３】
制御装置４００は、バルブ・アクチュエータ３００と連絡し、バルブ・アクチュエータ３００がエンジン・バルブ２００に、それに対して入力された運動を伝達し、それに対して入力された運動を変更し、又は運動を伝達しないようにするいずれかを行う任意の電子的又は機械的デバイスを備えることができる。制御装置４００は、バルブ・アクチュエータ３００の適切な動作を決定し、選択するように、その他のエンジン構成要素と連動されたマイクロ・プロセッサを備えることができる。ＥＧＲは、エンジン構成要素からマイクロ・プロセッサによって集められた情報に基づいてバルブ・アクチュエータ３００を制御することで、複数のエンジン動作状態（例えば、速度、負荷など）によって達成され、最適化されることが可能である。集められた情報は、限定はされないが、エンジン速度、車両速度、オイル温度、マニホルド（又はポート）温度、マニホルド（又はポート）圧、シリンダ温度、シリンダ圧、微粒子の情報、及び／又はクランク角を含むことができる。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施例を図３を参照して説明する。バルブ・アクチュエータ３００は、マスタ・ピストン・アセンブリ３１０を備え、そのピストン・アセンブリは、ハウジング３０２と液封（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ  ｓｅａｌ）を維持しながら、それがハウジング３０２に形成された第１の穴３１１内で前後に摺動できるように、第１の穴内に摺動可能に配置される。バルブ・アクチュエータ３００はさらに、スレーブ・ピストン・アセンブリ３２０を備え、そのピストン・アセンブリは、ハウジング３０２と液封を維持しながら、それがハウジング３０２に形成された第２の穴３２１内で前後に摺動できるように、第２の穴３２１内に配置される。スレーブ・ピストン・アセンブリ３２０は、ハウジング３０２に形成された液圧通路３０４によってマスタ・ピストン・アセンブリ３１０と流体連通している。ばね３２２は、スレーブ・ピストン３２０を穴３２１内で上方に、エンジン・バルブ２００から離れる方向に付勢する。ばね３２４は、ピストンに作用することができる通路３０４内のどのような低い液圧に対してもスレーブ・ピストン３２０を上に保持する。これは、スレーブ・ピストン・アセンブリ３２０をシステムに損傷を与える可能性のある状態、すなわち「ジャッキング（ｊａｃｋｉｎｇ）」するのを防止する。
【００２５】
バルブ・アクチュエータ３００はさらに、ハウジング３０２に形成された低圧の液圧通路３０６に配置されたソレノイド・バルブ３３０などの流体供給バルブを備えることができる。第１のソレノイド・バルブ３３０は、制御装置４００から受け取った信号に応答して、流体供給手段（図示されない）から低圧の通路３０６を通って通路３０４に選択的に作動液を供給することができる。第１のチェック・バルブ３３２は、低圧の通路３０６から通路３０４に、主に一方向のみの流体の流れを可能にするように、低圧の通路３０６に配置することができる。別の実施例では、チェック・バルブ３３２は、例えば制御バルブ、又は低圧の通路３０６から主に一方向のみに流体が流れることを可能にするようになされた、その他のタイプのバルブを備えることができる。
【００２６】
バルブ・アクチュエータはさらに、制御バルブ３５５と連通するソレノイド・バルブ３５０を備える。制御バルブ３５５は、例えば、スプール・バルブ、シャトル・バルブ、又は複数の位置の間で操作されることが可能な別のバルブを備えることができる。ソレノイド・バルブ３５０は、制御装置４００から受け取られた信号に応答して、図３に示されるような第１の位置と、第２の位置の間で制御バルブ３５５を動作させることが可能である。
【００２７】
バルブ・アクチュエータ３００はさらに、第１の開放端部３４２及び第２の開放端部３４４を有するアキュムレータ３４０を備える。行程を制限するアキュムレータばね３４６が、第１の開放端部３４２と第２の開放端部３４４の間に配置される。例えば、ばね３４６の仕様は、それが最低位になる（ｂｏｔｔｏｍｓ  ｏｕｔ）と、システム要件に基づいて調整されることが可能である。図３に示される本発明の実施例では、第１の端部３４２がアキュムレータ通路３０８と連通し、第２の端部３４４が外気圧力と連通する。
【００２８】
図３に示されるバルブ・アクチュエータ３００の実施例では、運動を与える手段１００が、ロッカ・シャフトを受ける中央開口１２２を有するロッカ・アーム１２０、及びマスタ・ピストン３１０に接触する接触面１２４を備える。ロッカ・アーム１２０は、カム１１０の運動がロッカ・アーム１２０を通ってマスタ・ピストン３１０に与えられるように、カム１１０に動作的に連結可能である。
【００２９】
図３に示されるバルブ・アクチュエータ３００の実施例では、スレーブ・ピストン３２０は、ロッカ・アーム２２０に作用することができ、そのロッカ・アームは、１つ又は複数のエンジン・バルブ２００に作用する。ロッカ・アーム２２０は、ロッカ・シャフトを受けるための中央開口２２２、及びスレーブ・ピストン３２０とバルブ２００に接触するための接触延長部分２２４を備える。本発明の別の実施例では、スレーブ・ピストン３２０が接触延長部分２２４に摺動可能に配置されたピン、又はエンジン・バルブ２００に直接的に作用できることが企図される。さらに別の実施例では、スレーブ・ピストンは、例えばバルブ・ブリッジによって複数のエンジン・バルブ２００に作用できる。
【００３０】
上記に論じられたように、カム及びロッカ・アーム１２０は、異なる「タイプ」（例えば、吸入に対して排気のように）のものであり、ロッカ・アーム２２０及びバルブ２００と同じ又はそれらとは異なるシリンダからのものであることができる。例えば、複数のシリンダのエンジンでは、ロッカ・アーム１２０は、第１のシリンダからの吸気ロッカ・アームを備えることができ、ロッカ・アーム２２０は、第１のシリンダからの排気ロッカ・アームを備えることができる。この配置は、例えば主要な吸気イベントの間の排気ガス再循環イベントなど、適切にタイミングを調節されたバルブ・イベントをもたらすのに有用であることができる。
【００３１】
本発明の１つの実施例では、バルブ・アクチュエータ３００はさらに、スレーブ・ピストン３２０の上に配置されたラッシュ・アセンブリ３６０を備えることができる。ラッシュ・アセンブリ３６０は、スレーブ・ピストン・穴３２１内に延びる調整可能なねじ３６４及びロッキング・ナット３６２を備える。ロッキング・ナット３６２は、スレーブ・ピストン３２０とロッカ・アーム２２０の間に存在する可能性のあるいかなるラッシュも調整するために、ねじ３６４を穴３２１内で所望の距離に延びるように調整することができる。
【００３２】
次に、図３に示されるようなバルブ・アクチュエータ３００の動作を説明する。例示のために、バルブ・アクチュエータ３００の動作が、ＥＧＲエンジン・バルブ・イベントを生成することに関連して説明される。上記に論じられたように、バルブ・アクチュエータ３００は、その他のエンジン・バルブ・イベントを提供するように、上述のように操作される。
【００３３】
ＥＧＲが必要でない場合、ソレノイド・バルブ３３０は、作動されない。その結果、作動液は通路３０４に全く供給されない。通路３０４内は液圧が不十分なので、マスタ・ピストン３１０の運動は、スレーブ・ピストン３２０に伝達されない。したがって、スレーブ・ピストン３２０は、エンジン・バルブ２００に作用せず、エンジン・バルブ・イベントが全く生成されない。その結果生じるバルブ・リフト線図が図６ａに示され、その図では、主要な排気イベント２１２が起こる。
【００３４】
ＥＧＲイベントが求められる場合、ソレノイド・バルブ３３０は制御装置４００からの信号に応答して、通路３０４に低圧の作動液を供給するように動作することができる。運動がマスタ・ピストン３１０に与えられると、マスタ・ピストン３１０は、穴３１１内で上方に移動する。マスタ・ピストンの運動は通路３０４内の液圧によってスレーブ・ピストン３２０に伝達される。これは、スレーブ・ピストン３２０が下方向に並進するようにさせ、エンジン・バルブ２００が作動することになる。制御バルブ３５５が、図３に示すようにその第１の位置にあるとき、通路３０４の作動液の圧力が通路３０８を介してアキュムレータ３４０に連通するのが防止される。したがって、マスタ・ピストン３１０に与えられる全ての運動は、スレーブ・ピストン３２０に伝達され、例えば図６ｂに示されるように、フル・リフトのＥＧＲバルブ・イベント２１６が生成される。
【００３５】
より低いリフトのエンジン・バルブ・イベントが求められる場合、マスタ・ピストン３１０に与えられる運動を変更できる。制御装置４００からの信号に応答して、ソレノイド３５０は、制御バルブ３５５を動作させて第２の位置にすることができる。この位置では、通路３０４の作動液の圧力は、今度は通路３０８を介してアキュムレータ３４０の第１の開放端部３４２に連通することができる。通路３０４内の液圧は、アキュムレータばね３４６の付勢に打ち勝つのに十分である。したがって、マスタ・ピストン３１０に運動が与えられると、通路３０４内の液圧は、スレーブ・ピストン３２０に伝達されるのではなく、アキュムレータばね３４６によって吸収される。アキュムレータ３４０は、ばね３４６がアキュムレータ内の機械式ストッパに到達するまで運動を吸収する。このとき、マスタ・ピストン３１０に与えられる残りの運動は、スレーブ・ピストン３２０及びバルブ２００に伝達される。その結果、例えば図６ｃに示されるように、変更されたリフトのＥＧＲバルブ・イベント２１６になる。
【００３６】
図３に示されるような本発明の１つの実施例では、第２のチェック・バルブ３３４が低圧の通路３０６に配置される。ソレノイド・バルブ３３０が作動されて、低圧の流体が通路３０４に供給される場合、作動液は、チェック・バルブ３３４を通ってアキュムレータ３４２の第１の端部に流れることもできる。制御バルブ３５５がその第２の位置にあり、高圧の流体が通路３０８を通って供給される場合、低圧のオイルの存在はさらに、高圧の流体がアキュムレータ３４０に伝達されるのを容易にする。これは、システム１０に対する応答時間を向上させることになる可能性がある。低圧の流体それ自体は、アキュムレータのばね３４６の付勢に打ち勝つのに不十分であるので、アキュムレータ３４０の行程は、変更された運動が要求されない場合に影響を受けない。チェック・バルブ３３４は、通路３０８を通って供給された高圧の流体が低圧の通路３０６に流入しないように、主に一方向の流体の流れを可能にできる。
【００３７】
バルブ・アクチュエータ３００の別の実施例が、図４を参照して示され、そこでは同様の参照符号が同様の要素を示す。アキュムレータ３４０の第１の端部３４２は、通路３０８を介して通路３０４と常時連通されている。制御バルブ３５５は、図４に示すように、アキュムレータ３４０の第２の端部３４４が制御バルブ３５５の開口３５６を介して外気（ａｍｂｉｅｎｔ）と連通する第１の位置と、アキュムレータ３４０の第２の端部３４４が通路３０４と連通する第２の位置との間で動作することができる。制御バルブ３５５がその第１の位置にある場合、通路３０４の高圧の作動液が、通路３０８を介してアキュムレータ３４０の第１の開口端部３４２に連通することができる。アキュムレータ３４０の第２の端部３４４での圧力が大気圧であるので、通路３０８からの高圧は、アキュムレータのばねの付勢に打ち勝つのに十分である。したがって、運動がマスタ・ピストン３１０に与えられると、通路３０４内の液圧がスレーブ・ピストン３２０に伝達されるのではなく、アキュムレータ３４０によって吸収される。その結果、例えば図６ｃに示されるように、調整されたリフトのＥＧＲバルブ・イベント２１６になる。
【００３８】
制御バルブ３５５が、その第２の位置にある場合、通路３０４の高圧の作動流体が通路３０８を通ってアキュムレータ３４０の第１の開放端部３４２、及びアキュムレータ３４０の第２の開放端部３４４に連通することができる。アキュムレータ３４０の第２の端部３４４での圧力は、今度は第１の端部３４２での高圧に実質的に等しい。圧力差がないため、アキュムレータのばね３４６は作動しない。したがって、運動がマスタ・ピストン３１０に与えられると、通路３０４内の液圧は、アキュムレータ３４０によって吸収されず、運動が完全にスレーブ・ピストン３２０に伝達される。その結果、例えば図６ｂに示されるように、フル・リフトのＥＧＲバルブ・イベント２１６になる。
【００３９】
バルブ・アクチュエータ３００の別の実施例が図５を参照して示され、そこでは同様の参照番号が同様の要素を示す。ソレノイド・バルブ３５０は、流体供給手段と連通する、高速の流体供給バルブを備えることができる。フル・リフトのイベントが要求される場合、ソレノイド・バルブ３５０が作動されて、制御バルブ３５５を介してアキュムレータ３４０の第２端部３４４に高圧流体を供給する。高圧がアキュムレータ３４０の第１の端部と第２の端部の両方に作用しているので、アキュムレータばね３４６が作動せず、運動が全く吸収されない。変更されたバルブ・リフトが要求される場合、ソレノイド・バルブ３５０は、作動されない。アキュムレータ３４０の第１の端部３４２に単独で作用する高圧は、今度はアキュムレータのばね３４６の付勢に打ち勝つのに十分であり、アキュムレータ３４０は与えられる運動の一部分を吸収する。
【００４０】
本発明の変形及び修正を本発明の範囲又は趣旨から逸脱せずに行うことができることが当分野の技術者には明らかとなる。したがって本発明は、添付の特許請求の範囲及びその等価物の範囲内に本発明の修正及び変形が収まる場合、そうした全ての本発明の修正及び変形を包含することを意図する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明のバルブ作動システムの第１の実施例のブロック図である。
【図２】本発明の実施例で使用できるカムの概略図である。
【図３】本発明のバルブ作動システムの第２の実施例の概略図である。
【図４】本発明のバルブ作動システムの第３の実施例の概略図である。
【図５】本発明のバルブ作動システムの第４の実施例の概略図である。
【図６ａ】本発明のバルブ作動システムによるバルブ・リフト図である。
【図６ｂ】本発明のバルブ作動システムによるバルブ・リフト図である。
【図６ｃ】本発明のバルブ作動システムによるバルブ・リフト図である。
【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６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【国際調査報告】
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