(57)【要約】  図１を参照すると、本発明は、内燃機関のポペット弁の対（１０、３２）を動作させるための動弁システムを提供する。このシステムは、加圧液体源（２２）と、液体戻り部（２３）と、第１のポペット弁（１０）に作用する第１の液圧アクチュエータ（１３）と、第２のポペット弁（３２）に作用する第２の液圧アクチュエータ（１３）とを備える。第１の弁（２１）が、加圧液体源と液体戻り部（２３）の両方に接続される。第２の弁（２０）が、第１の弁（２１）と第１の液圧アクチュエータ（１３）の間に接続される。第３の弁（３０）が、第１の弁（２１）と第２の液圧アクチュエータ（３１）の間に接続される。電子式コントローラ（４０）が、ポペット弁の対（１０、３２）を開閉するように、弁（２０、２１、３０）の動作を制御する。
2011503434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のポペット弁を動作させるための動弁システムであって、
加圧液体源と、
液体戻り部と、
前記ポペット弁に作用する液圧アクチュエータと、
前記加圧液体源と前記液体戻り部の両方に接続された第１の弁と、
前記第１の弁と前記液圧アクチュエータの間に接続され、２位置切換弁であり、前記液圧アクチュエータを前記第１の弁と接続するように、または前記液圧アクチュエータを前記第１の弁から分離するように動作する第２の弁と、
前記ポペット弁の位置を示す信号を提供するセンサと、
前記ポペット弁位置を示す信号を受信する電子式コントローラとを備え、前記電子式コントローラが、
前記第１および第２の弁を介して前記液圧アクチュエータを前記加圧液体源に接続することによって前記ポペット弁を開き、
前記第１および第２の弁を介して前記液圧アクチュエータを前記液体戻り部に接続することによって前記ポペット弁を閉じ、または
前記第２の弁を使用して前記液圧アクチュエータを前記第１の弁から分離することによって前記ポペット弁を所定位置に維持するように、
前記第１と第２の弁の両方の動作を制御する、動弁システム。
【請求項２】
請求項１に記載の動弁システムであって、前記第１の弁が、前記第２の弁を前記加圧液体源に接続するように、または前記第２の弁を前記液体戻り部に接続するように動作する２位置弁である、動弁システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の動弁システムであって、
前記液圧アクチュエータが、
供給される圧力液体が圧力を加える圧力面を有する第１のピストンと、
供給される圧力液体が圧力を加える圧力面をやはり有する第２のピストンと、
を備え、
前記第１のピストンの前記圧力面が、前記第２のピストンの前記圧力面よりも大きく、
前記ポペット弁が開く期間、前記第１および第２のピストンが最初に一緒に移動し、次いでその後に前記第２のピストンだけが移動する、動弁システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の動弁システムであって、前記ポペット弁に閉じる力を加える弁ばねを備える、動弁システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の動弁システムであって、前記電子式コントローラが、前記第２の弁を制御することによって、および前記液圧アクチュエータを前記第１の弁に接続する期間を制御することによって、弁のリフトを制御する、動弁システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の動弁システムであって、前記電子式コントローラが前記第１の弁を、前記加圧液体源への接続と前記液体戻り部への接続の間で切り換えるのは、前記第２の弁が前記油圧アクチュエータを前記第１の弁から分離している間だけである、動弁システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の動弁システムであって、クランクシャフトの回転位置を示す信号を生成するセンサを備え、前記信号が、前記第１および第２の弁の動作タイミングを決定するために、前記電子式コントローラによって使用される、動弁システム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の動弁システムであって、前記電子式コントローラが、ルックアップテーブルを使用して弁リフト要求を決定し、次いでその弁リフト要求が前記第１および第２の弁の動作の制御に使用される、動弁システム。
【請求項９】
請求項８に記載の動弁システムであって、前記電子式コントローラが、ポペット弁位置を示す信号を使用して、前記液圧アクチュエータの閉ループ制御における前記弁リフト要求の修正に使用されるフィードバック信号を提供する、動弁システム。
【請求項１０】
内燃機関のポペット弁の対を動作させるための動弁システムであって、
加圧液体源と、
液体戻り部と、
前記対のポペット弁のうち第１のポペット弁に作用する第１の液圧アクチュエータと、
前記対のポペット弁のうち第２のポペット弁に作用する第２の液圧アクチュエータと、
前記加圧液体源と前記液体戻り部の両方に接続された第１の弁と、
前記第１の弁と前記第１の液圧アクチュエータの間に接続され、２位置切換弁であり、前記第１の液圧アクチュエータを前記第１の弁と接続するように、または前記第１の液圧アクチュエータを前記第１の弁から分離するように動作する第２の弁と、
前記第１の弁と前記第２の液圧アクチュエータの間に接続され、２位置切換弁であり、前記第２の液圧アクチュエータを前記第１の弁と接続するように、または前記第２の液圧アクチュエータを前記第１の弁から分離するように動作する第３の弁と、
前記第１のポペット弁の位置を示す信号を提供する第１のセンサと、
前記第２のポペット弁の位置を示す信号を提供する第２のセンサと、
前記第１および第２のポペット弁の位置を示す信号を受信する電子式コントローラと、
を備え、
前記電子式コントローラが、
前記第１および第２の弁を介して前記第１の液圧アクチュエータを前記加圧液体源に接続することによって前記第１のポペット弁を開き、
前記第１および第２の弁を介して前記第１の液圧アクチュエータを前記液体戻り部に接続することによって前記第１のポペット弁を閉じ、
前記第２の弁を使用して前記液圧アクチュエータを前記第１の弁から分離することによって前記第１のポペット弁を所定位置に維持し、
前記第１および第３の弁を介して前記第２の液圧アクチュエータを前記加圧液体源に接続することによって前記第２のポペット弁を開き、
前記第１および第３の弁を介して前記第２の液圧アクチュエータを前記液体戻り部に接続することによって前記第２のポペット弁を閉じ、かつ／または
前記第３の弁を使用して前記液圧アクチュエータを前記第２の弁から分離することによって前記第２のポペット弁を所定位置に維持するように、
前記第１、第２および第３の弁の全ての動作を制御する、
動弁システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の動弁システムであって、前記第１の弁が、前記第２および第３の弁を前記加圧液体源に接続するように、または前記第２および第３の弁を前記液体戻り部に接続するように動作する２位置切換弁である、動弁システム。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の動弁システムであって、
各液圧アクチュエータが、
供給される圧力液体が圧力を加える圧力面を有する第１のピストンと、
供給される圧力液体が圧力を加える圧力面をやはり有する第２のピストンと、を備え、
前記第１のピストンの圧力面が、前記第２のピストンの圧力面よりも大きく、
前記第１および第２のポペット弁が開く期間、前記第１および第２のピストンが最初に一緒に移動し、その後に前記第２のピストンだけが移動する、
動弁システム。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の動弁システムであって、前記第１のポペット弁に閉じる力を加える第１の弁ばねと、前記第２のポペット弁に閉じる力を加える第２の弁ばねとを備える、動弁システム。
【請求項１４】
請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の動弁システムであって、
前記電子式コントローラが、前記第２の弁を制御することによって、および前記液圧アクチュエータを前記第１の弁に接続する期間を制御することによって、前記第１のポペット弁の弁リフトを制御し、
前記電子式コントローラが、前記第３の弁を制御することによって、および前記液圧アクチュエータを前記第１の弁に接続する期間を制御することによって、前記第２のポペット弁の弁リフトを制御する、
動弁システム。
【請求項１５】
請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の動弁システムであって、
前記電子式コントローラが前記第１の弁を、前記加圧液体源への接続と前記液体戻り部への接続の間で切り換えるのは、前記第２の弁が前記第１の油圧アクチュエータを前記第１の弁から分離している間、かつ前記第３の弁が前記第２の油圧アクチュエータを前記第１の弁から分離している間だけである、
動弁システム。
【請求項１６】
請求項１５に記載の動弁システムであって、
前記第２の弁が前記第１の液圧アクチュエータを前記第１の弁に接続するのは、前記第３の弁が前記第２の油圧アクチュエータを前記第１の弁から分離している間だけであり、
前記第３の弁が前記第２の液圧アクチュエータを前記第１の弁に接続するのは、前記第２の弁が前記第１の油圧アクチュエータを前記第１の弁から分離している間だけである、
動弁システム。
【請求項１７】
請求項１０〜１６のいずれか１項に記載の動弁システムであって、クランクシャフトの回転位置を示す信号を生成するセンサを備え、前記信号が、前記第１、第２および第３の弁の動作タイミングを決定するために前記電子式コントローラによって使用される、動弁システム。
【請求項１８】
請求項１０〜１７のいずれか１項に記載の動弁システムであって、前記電子式コントローラが、ルックアップテーブルを使用して前記第１および第２のポペット弁の弁リフト要求を決定し、次いでその弁リフ要求が前記第１、第２および第３の弁の動作の制御に使用される、動弁システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載の動弁システムであって、前記電子式コントローラが、ポペット弁位置を示す前記信号を使用して、前記液圧アクチュエータの閉ループ制御で前記弁リフト要求を修正するために使用されるフィードバック信号を提供する、動弁システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のポペット弁を動作させるための動弁システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、内燃機関では、燃焼室への燃料／給気の流れと燃焼室からの燃焼ガスの流れを制御する吸／排気弁として、ポペット弁を使用する。従来、こういったポペット弁はカムで駆動されてきた。かかるシステムは頑丈であるが、エンジン回転速度／負荷の変化に応じて弁の動作を変化させることができない（または動作が限られている）。したがって、つい最近、液圧アクチュエータによる内燃機関のポペット弁の開閉が提案された。このアクチュエータは電子制御され、それによってエンジン・サイクルごとに弁の開閉ポイント（開閉ポイントはクランクシャフト回転角度に換算して測定される）を変化させることが可能になる。
【０００３】
特許文献１に、ポペット弁を開閉するための液圧アクチュエータについての本出願人による記載がある。特許文献２に、液圧アクチュエータを加圧液体源または液体戻り部に接続するための弁についての本出願人による記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００４／０３３８６１号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００４／０１１８３３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の液圧アクチュエータと上述の弁を使用するシステム動作の最適な制御方法について本出願人は研究した。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の態様では、本発明は、
内燃機関のポペット弁を動作させるための動弁システムであって、
加圧液体源と、
液体戻り部と、
上記ポペット弁に作用する液圧アクチュエータと、
上記加圧液体源と上記液体戻り部の両方に接続された第１の弁と、
上記第１の弁と上記液圧アクチュエータの間に接続され、２位置切換弁であり、上記液圧アクチュエータを上記第１の弁と接続するように、または上記液圧アクチュエータを上記第１の弁から分離するように動作する第２の弁と、
上記ポペット弁の位置を示す信号を提供するセンサと、
上記ポペット弁位置を示す信号を受信する電子式コントローラと、
を備え、
上記電子式コントローラが、
上記第１および第２の弁を介して上記液圧アクチュエータを上記加圧液体源に接続することによって上記ポペット弁を開き、
上記第１および第２の弁を介して上記液圧アクチュエータを上記液体戻り部に接続することによって上記ポペット弁を閉じ、または
上記第２の弁を使用して上記液圧アクチュエータを上記第１の弁から分離することによって上記ポペット弁を所定位置に維持するように、
上記第１と第２の弁の両方の動作を制御する、動弁システムを提供する。
【０００７】
第２の態様では、本発明は、
内燃機関のポペット弁の対を動作させるための動弁システムであって、
加圧液体源と、
液体戻り部と、
上記ポペット弁の第１のものに作用する第１の液圧アクチュエータと、
上記ポペット弁の第２のものに作用する第２の液圧アクチュエータと、
上記加圧液体源と上記液体戻り部の両方に接続された第１の弁と、
上記第１の弁と上記第１の液圧アクチュエータの間に接続され、２位置切換弁であり、上記第１の液圧アクチュエータを上記第１の弁と接続するように、または上記第１の液圧アクチュエータを上記第１の弁から分離するように動作する第２の弁と、
上記第１の弁と上記第２の液圧アクチュエータの間に接続され、２位置切換弁であり、上記第２の液圧アクチュエータを上記第１の弁と接続するように、または上記第２の液圧アクチュエータを上記第１の弁から分離するように動作する第３の弁と、
上記第１のポペット弁の位置を示す信号を提供する第１のセンサと、
上記第２のポペット弁の位置を示す信号を提供する第２のセンサと、
上記第１および第２のポペット弁の位置を示す信号を受信する電子式コントローラと、
を備え、
上記電子式コントローラが、
上記第１および第２の弁を介して上記第１の液圧アクチュエータを上記加圧液体源に接続することによって上記第１のポペット弁を開き、
上記第１および第２の弁を介して上記第１の液圧アクチュエータを上記液体戻り部に接続することによって上記第１のポペット弁を閉じ、
上記第２の弁を使用して上記液圧アクチュエータを上記第１の弁から分離することによって上記第１のポペット弁を定位置に維持し、
上記第１および第３の弁を介して上記第２の液圧アクチュエータを上記加圧液体源に接続することによって上記第２のポペット弁を開き、
上記第１および第３の弁を介して上記第２の液圧アクチュエータを上記液体戻り部に接続することによって上記第２のポペット弁を閉じ、かつ／または
上記第３の弁を使用して上記液圧アクチュエータを上記第２の弁から分離することによって上記第２のポペット弁を所定位置に維持するように、
上記第１、第２および第３の弁の全ての動作を制御する、動弁システムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】液圧アクチュエータによって作動し、切換弁と方向制御弁の組合せによって制御されるポペット弁の対の概略図である。
【図２】図１のアクチュエータの図である。
【図３】図１の方向制御弁の図である。
【図４】エンジン・サイクル中の図１のポペット弁の一方である第１の弁のリフト変化と、エンジン・サイクルの様々なポイントにおいて切換弁および方向制御弁へ送られる制御信号の図である。
【図５】図１のポペット弁動作の制御に使用される制御システムの簡単な制御線図である。
【図６】低いエンジン回転速度におけるエンジン・サイクル中の図１のポペット弁の一方である第２の弁のリフトのプロファイルと、やはりエンジン・サイクルの様々なポイントにおいて切換弁および方向制御弁へ送られる制御信号の図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の好ましい実施形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００１０】
まず図１を見ると、吸気路１１から燃焼室１２への燃料／給気の流れを制御する、内燃機関の吸気弁１０を確認することができる。吸気弁１０はポペット弁である。このポペット弁１０は、これを閉じるように作用する付勢ばね１４の力に抗して、液圧アクチュエータ１３によって開かれる。
【００１１】
アクチュエータ１３は、前記特許文献１に記載のタイプのものであり、図２に詳細に示されている。この図で、吸気弁１０を確認することができ、また、図１に略図で示されている弁ばね１４が実際は、シリンダ・ヘッドの表面１０６とポペット弁１０の弁ステム上に設けられた鍔部１０７との間に作用する、ばね１０４と１０５の対を備えていることがわかる。上記アクチュエータは、下側ピストン１５および上側ピストン１６を備える。このアクチュエータの動作については、前記特許文献１に詳細に記載されており、したがって本特許明細書では詳細に説明しない。アクチュエータ１３は、バルブ１０が開く間、ピストン１６が液体圧を受けて下端に達するまで下方に動くことによって動作し、このとき、ピストン１６はピストン１５と係合し、これを移動させる。次いで、下側ピストン１５が流体圧を受けて移動し、弁ステム１０の上端に作用する。ピストン１６の面積の方が広いことから、系にある圧力が与えられたとき、ピストン１６から弁１０に加わる力は、表面積がより小さなピストン１５に加わる力よりもピストン１６のほうが大きくなる。ある流量が与えられたときには、面積の差があるために、移動量はピストン１６よりもピストン１５のほうが大きくなる。
【００１２】
アクチュエータ１３の動作は、２位置切換弁２０および２位置方向制御弁２１によって制御される。弁２１は、特許文献２に記載のタイプのものであり、図３に詳細に示されている。弁２１は、加圧液体源２２（ポンプなど、図１を参照）からの流れを圧力管路２１４を介して制御し、液体戻り部（液溜め２３など、図１を参照）への流れを液体戻り管路２１５を介して制御する。弁２１の動作については国際公開第２００４／０１１８３３号に詳細に記載されており、したがって本明細書では詳細に説明しない。弁２１は、弁２０、３０を加圧液体源２２か加圧液体戻り部２３のいずれかに接続できると言うに留めておく。つまり、弁２１は、２位置弁であり、その２つの位置は図１に図示されている。弁２１は、２つの状態を切り換える高速切換弁であり、弁を介して流量を調整するための絞り弁ではない。すなわち、弁２１は、流量ではなく、流れの方向を制御する。
【００１３】
図１に示されているように、方向制御弁２１は、２位置切換弁２０への液体の流れを制御し、弁２０は、アクチュエータ１３に出入りする液体の流れを制御する。弁２１はまた、弁２０と同じ第２の２位置切換弁３０への液体の流れも制御し、弁３０は、アクチュエータ１３と同じ第２のアクチュエータ３１に出入りする液体の流れを制御する。切換弁２０、３０は、２つの状態を切り換える高速２位置切換弁であり、どちらも、流量を調整するための絞り弁ではない。すなわちこれらの弁は流れをオン／オフさせるが、そこを通過する流量は制御しない。
【００１４】
アクチュエータ３１は第２のポペット弁３２に作用し、第２のポペット弁３２は、燃焼室１２から排気路３３への燃焼済みのガスの流れを制御する排気弁である。弁ばね３４が、ポペット弁３２に閉じるように作用する。
【００１５】
次に、上述のシステムの動作について、図４および５を参照して説明する。図４に、１回の開イベント中の時間に対してプロットした弁１０のリフトが示されている。この図にはまた、切換弁２０の制御に使用される制御信号（ＳＶで示す）と、方向制御弁２１の制御信号（ＦＣＶで示す）も示されている。Ｌ０位置は、ポペット弁１０が閉じていることを示す。ポイントＡで、ポペット弁１０は弁座から離座し始める。これは、加圧液体源２２に切換弁２０を接続するよう方向制御弁２１を制御し、次いで圧力液体が方向制御弁２１を介して加圧液体源２２から液圧アクチュエータ１３へ流れるように切換弁２０を開くことによって行われる。切換弁２０は２位置弁であり、図４に示されている、ポイントＡに関連付けられたパルスにより開状態に切り換えられる。切換弁２０は、２つ目の制御信号が与えられるまでそのまま開いている（下記に説明する）。上記方向制御弁は、ラインＦＣＶ上のパルスからわかるように、切換弁２０が開く前に液体源２２に切り換えられる。ＡとＢの間のピストン１６の移動によって弁が開き、ＢとＣの間のピストン１５の移動によって弁の移動が行われる。ＡとＢの間とＢとＣの間に勾配の変化があるのはこのためである。
【００１６】
Ｃでは、流体の流れを停止し、ポペット弁１０を最大リフトＬ２である最大開位置に維持するために、切換弁２０は閉位置に切り換えられる。最大弁リフトＬ２は、エンジン・サイクルごとに、エンジン速度およびエンジン負荷が変動するにつれて変化する。
【００１７】
ＣとＤの間では、弁１０は、その最大リフトの開状態に維持される。この期間中、弁１０はそのまま静止している。ポイントＤに先だって、方向制御弁２１が切り換わって切換弁２０を液溜め２３に接続するように、制御信号ＦＣＶが制御される。次いでＤで、液体が切換弁２０と方向制御弁２１を介してアクチュエータ１３から液溜め２３へ流れるように、切換弁２０は開状態に切り換えられる。弁ばね１４が、アクチュエータ１３から液体を押し動かす付勢力を加える。ＤとＥの間で、ピストン１５だけがアクチュエータ１３の内部で移動し、次いでＥで、このピストン１５がピストン１６と係合し、ＥとＦの間で、ポペット弁１０がその閉位置に接近している間、ピストン１５と１６が一緒に移動する。このため、ＤとＥの間の勾配は、ＥとＦの間の勾配と異なる。
【００１８】
Ｆで、ポペット弁１０を次に開けるまで閉じておくために、切換弁２０は制御され、閉位置に切り換えられる。次いで、方向制御弁２１は切り換えられて加圧液体源に戻り、アクチュエータ３１を介して弁３２を作動できる状態になる。
【００１９】
排気ポペット弁３２も、絞り弁２１と切換弁３０の組合せを使用して同様に制御される。
【００２０】
切換弁２１および３０は非常に高速で動作しており、そのため、弁動作開始／停止時点の精密な制御が可能になる。弁動作を制御するために、この制御システムでは、開始ポイントＡから、ポイントＣまでの期間α2、ポイントＤまでの期間α3、次いでポイントＦまでの期間α5を制御する必要がある。ポイントＢおよびＥは特に制御されず、開閉中のアクチュエータの特性によって決まる。このようにして、弁リフトと開期間の両方が制御される。図４はＸ軸にクランク角度αを示しているが、所与の任意の回転速度に対するクランク角度に時間が正比例していることから、時間を示すこともできる。
【００２１】
図５に、エンジン弁動作システムの制御線図が示されている。コントローラ４０（図１参照）は、一般にクランクシャフト回転センサからのエンジン回転速度を示す信号と、マニホールド負圧センサなどからのエンジン負荷を示す信号と、アクチュエータ１３、３１とそれぞれ関連付けられた２つの位置センサ４１、４２によって測定されたポペット弁１０、３２の位置を示すフィードバック信号とを受信する。クランクシャフト位置センサは時間に関して微分して、エンジン回転速度を示すことができる。位置センサ４１および４２は、速度センサと置き換えてもよく、この場合、速度センサの出力を時間で積分して、位置を示すことができる。コントローラ４０では、ルックアップテーブル５０（図５を参照）を使用して、所与のエンジン回転速度およびエンジン負荷に対して必要な弁の開期間およびリフトを決定し、リフト要求信号を生成する。次いでこの要求信号が、５４で制御偏差信号の生成に使用され（後述）、５１で、この制御偏差信号が前述のように切換弁および方向制御弁を制御する制御信号に変換される。図５に、方向制御弁、切換弁およびアクチュエータの組合せが５１として示されている。５１の制御信号入力により一定のリフトがもたらされる。次いで弁リフトが測定され（例えばセンサ４１で測定）、そのフィードバック信号がフィードバック・ループ５３へ送られる。フィードバック・ループ５３は、フィードバック信号の修正に使用できるＰＩＤ信号プロセッサ５２（Proportional（比例）、Integral（積分）、Differential（微分））を含む。このフィードバックリフト信号は、５４でリフト要求信号と合成される。このようにして、構成部品の摩耗と、周囲温度や系内圧力などの変化による動作中の変動とを、システムの寿命期間中補償する、閉ループシステムが形成される。例えば、所与の系内圧力に対して、最大流量容量が存在し、例えばシステムで想定されたものより低い系内圧力に対応できるように、切換弁の開閉タイミングを変化させる必要がある。弁リフトから得られる制御偏差信号により、これが可能になる。
【００２２】
この制御偏差信号は、切換弁の閉開タイミング、図４の期間α2、α3およびα5を変更させるために使用される。
【００２３】
エンジン回転速度が非常に低いとき、前述の制御方法によって提供される制御範囲では、必要な弁リフトの実現に不十分である可能性がある。その制御方法に代わり、図６で図示される動作方法を使用することができる。弁リフトは、ピストン１６と１５を一緒に移動させることだけによって行われる。つまり、ピストン１５は単独で移動しない。ピストン１６は前述のようにそのストロークの全長を移動するのではなく、切換弁２０をオンオフすることによって漸増的に移動する。α1で切換弁２０がオンし、次いでピストン１６がその最大ストロークを完了する前にα2で再びオフする。α3で切換弁２０は再びオンし、α4でオフし、α5で再びオンし、α6でオフする。このようにして、ピストン１６は段階的に下へ移動する。同様に、ピストン１６は弁ばねの作動を受けて、切換弁２０がα7でオン、α8でオフ、次いでα9でオン、α10でオフし、α11でオン、α12でオフして段階的に戻る。このようにして、ポペット弁１０をより低速でリフトし、より低速で閉じることができる。ピストン１５よりも、ピストン１６の面積の方が大きいことにより、ピストン１６の動作制御がより効果的であるので、図６に示されている制御が可能になる。このより大きなピストン１６の制御下における全移動量は約０．９ｍｍになる。
【００２４】
クランク角度位置は一般に、歯車上の歯を読み取るクランクセンサからもたらされる。一般に、６０個の歯が存在するかのように隔置された、２つの間隙を含む５８個の歯が設けられる。上記２つの間隙は、シリンダ内部のピストンの上死点を示す。存在する歯（上記の間隙以外）は、クランクシャフトの回転角度３度相当の間隔で隔置される。場合によっては、この間隔では十分なクランク角度分解能が得られない。一般に、この間隔で、０．５度までのクランク角度分解能が可能になる。しかしながら、しばしば、０．１度までのクランク角度位置分解能を有することが要求される。歯を別途設けることなくかかる分解能を実現するようにクランク角センサを改善できると本出願人は想定している。これは、ソフトウェアを使用して、クランクシャフトの回転の実際の測定ポイントの間を補完することによって行うことができる。
【符号の説明】
【００２５】
１０  ポペット弁、１１  吸気路、１２  燃焼室、１３  液圧アクチュエータ、１４  弁ばね、１５  下側ピストン、１６  上側ピストン、２０  ２位置切換弁、２１  ２位置方向制御弁、２２  加圧液体源、２３  加圧液体戻り部、３０  第２の２位置切換弁、３１  第２のアクチュエータ、３２  第２のポペット弁、３３  排気路、３４  弁ばね、４０  コントローラ、４１  位置センサ、４２  位置センサ、５０  ルックアップテーブル、５２  ＰＩＤ信号プロセッサ、５３  フィードバック・ループ、１０４  ばね、１０５  ばね、１０６  シリンダ・ヘッドの表面、１０７  鍔部、２１４  圧力管路、２１５  流体戻り管路。
【図１】
2011503434.tif 000003
【図２】
2011503434.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年9月15日(2009.9.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のポペット弁を動作させるための動弁システムであって、
加圧液体源と、
液体戻り部と、
前記ポペット弁に作用する液圧アクチュエータと、
前記加圧液体源と前記液体戻り部の両方に接続された第１の弁と、
前記第１の弁と前記液圧アクチュエータの間に接続され、２位置切換弁であり、前記液圧アクチュエータを前記第１の弁と接続するように、または前記液圧アクチュエータを前記第１の弁から分離するように動作する第２の弁と、
前記ポペット弁の位置を示す信号を提供するセンサと、
前記ポペット弁位置を示す信号を受信する電子式コントローラとを備え、前記電子式コントローラが、
前記第１および第２の弁を介して前記液圧アクチュエータを前記加圧液体源に接続することによって前記ポペット弁を開き、
前記第１および第２の弁を介して前記液圧アクチュエータを前記液体戻り部に接続することによって前記ポペット弁を閉じ、または
前記第２の弁を使用して前記液圧アクチュエータを前記第１の弁から分離することによって前記ポペット弁を所定位置に維持するように、
前記第１と第２の弁の両方の動作を制御し、
前記液圧アクチュエータが、
供給される圧力液体が圧力を加える圧力面を有する第１のピストンと、
供給される圧力液体が圧力を加える圧力面をやはり有する第２のピストンと、
を備え、
前記第１のピストンの前記圧力面が、前記第２のピストンの前記圧力面よりも大きく、
前記ポペット弁が開く期間、前記第１および第２のピストンが最初に一緒に移動し、次いでその後に前記第２のピストンだけが移動する、
動弁システム。
【請求項２】
請求項１に記載の動弁システムであって、前記第１の弁が、前記第２の弁を前記加圧液体源に接続するように、または前記第２の弁を前記液体戻り部に接続するように動作する２位置弁である、動弁システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の動弁システムであって、前記ポペット弁に閉じる力を加える弁ばねを備える、動弁システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の動弁システムであって、前記電子式コントローラが、前記第２の弁を制御することによって、および前記液圧アクチュエータを前記第１の弁に接続する期間を制御することによって、弁のリフトを制御する、動弁システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の動弁システムであって、前記電子式コントローラが前記第１の弁を、前記加圧液体源への接続と前記液体戻り部への接続の間で切り換えるのは、前記第２の弁が前記油圧アクチュエータを前記第１の弁から分離している間だけである、動弁システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の動弁システムであって、クランクシャフトの回転位置を示す信号を生成するセンサを備え、前記信号が、前記第１および第２の弁の動作タイミングを決定するために、前記電子式コントローラによって使用される、動弁システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の動弁システムであって、前記電子式コントローラが、ルックアップテーブルを使用して弁リフト要求を決定し、次いでその弁リフト要求が前記第１および第２の弁の動作の制御に使用される、動弁システム。
【請求項８】
請求項７に記載の動弁システムであって、前記電子式コントローラが、ポペット弁位置を示す信号を使用して、前記液圧アクチュエータの閉ループ制御における前記弁リフト要求の修正に使用されるフィードバック信号を提供する、動弁システム。
【請求項９】
内燃機関のポペット弁の対を動作させるための動弁システムであって、
加圧液体源と、
液体戻り部と、
前記対のポペット弁のうち第１のポペット弁に作用する第１の液圧アクチュエータと、
前記対のポペット弁のうち第２のポペット弁に作用する第２の液圧アクチュエータと、
前記加圧液体源と前記液体戻り部の両方に接続された第１の弁と、
前記第１の弁と前記第１の液圧アクチュエータの間に接続され、２位置切換弁であり、前記第１の液圧アクチュエータを前記第１の弁と接続するように、または前記第１の液圧アクチュエータを前記第１の弁から分離するように動作する第２の弁と、
前記第１の弁と前記第２の液圧アクチュエータの間に接続され、２位置切換弁であり、前記第２の液圧アクチュエータを前記第１の弁と接続するように、または前記第２の液圧アクチュエータを前記第１の弁から分離するように動作する第３の弁と、
前記第１のポペット弁の位置を示す信号を提供する第１のセンサと、
前記第２のポペット弁の位置を示す信号を提供する第２のセンサと、
前記第１および第２のポペット弁の位置を示す信号を受信する電子式コントローラと、
を備え、
前記電子式コントローラが、
前記第１および第２の弁を介して前記第１の液圧アクチュエータを前記加圧液体源に接続することによって前記第１のポペット弁を開き、
前記第１および第２の弁を介して前記第１の液圧アクチュエータを前記液体戻り部に接続することによって前記第１のポペット弁を閉じ、
前記第２の弁を使用して前記液圧アクチュエータを前記第１の弁から分離することによって前記第１のポペット弁を所定位置に維持し、
前記第１および第３の弁を介して前記第２の液圧アクチュエータを前記加圧液体源に接続することによって前記第２のポペット弁を開き、
前記第１および第３の弁を介して前記第２の液圧アクチュエータを前記液体戻り部に接続することによって前記第２のポペット弁を閉じ、かつ／または
前記第３の弁を使用して前記液圧アクチュエータを前記第２の弁から分離することによって前記第２のポペット弁を所定位置に維持するように、
前記第１、第２および第３の弁の全ての動作を制御し、
各液圧アクチュエータが、
供給される圧力液体が圧力を加える圧力面を有する第１のピストンと、
供給される圧力液体が圧力を加える圧力面をやはり有する第２のピストンと、
を備え、
前記第１のピストンの圧力面が、前記第２のピストンの圧力面よりも大きく、
前記第１および第２のポペット弁が開く期間、前記第１および第２のピストンが最初に一緒に移動し、その後に前記第２のピストンだけが移動する、
動弁システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の動弁システムであって、前記第１の弁が、前記第２および第３の弁を前記加圧液体源に接続するように、または前記第２および第３の弁を前記液体戻り部に接続するように動作する２位置切換弁である、動弁システム。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の動弁システムであって、前記第１のポペット弁に閉じる力を加える第１の弁ばねと、前記第２のポペット弁に閉じる力を加える第２の弁ばねとを備える、動弁システム。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれか１項に記載の動弁システムであって、
前記電子式コントローラが、前記第２の弁を制御することによって、および前記液圧アクチュエータを前記第１の弁に接続する期間を制御することによって、前記第１のポペット弁の弁リフトを制御し、
前記電子式コントローラが、前記第３の弁を制御することによって、および前記液圧アクチュエータを前記第１の弁に接続する期間を制御することによって、前記第２のポペット弁の弁リフトを制御する、
動弁システム。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれか１項に記載の動弁システムであって、
前記電子式コントローラが前記第１の弁を、前記加圧液体源への接続と前記液体戻り部への接続の間で切り換えるのは、前記第２の弁が前記第１の油圧アクチュエータを前記第１の弁から分離している間、かつ前記第３の弁が前記第２の油圧アクチュエータを前記第１の弁から分離している間だけである、
動弁システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の動弁システムであって、
前記第２の弁が前記第１の液圧アクチュエータを前記第１の弁に接続するのは、前記第３の弁が前記第２の油圧アクチュエータを前記第１の弁から分離している間だけであり、  前記第３の弁が前記第２の液圧アクチュエータを前記第１の弁に接続するのは、前記第２の弁が前記第１の油圧アクチュエータを前記第１の弁から分離している間だけである、動弁システム。
【請求項１５】
請求項９〜１４のいずれか１項に記載の動弁システムであって、クランクシャフトの回転位置を示す信号を生成するセンサを備え、前記信号が、前記第１、第２および第３の弁の動作タイミングを決定するために前記電子式コントローラによって使用される、動弁システム。
【請求項１６】
請求項９〜１５のいずれか１項に記載の動弁システムであって、前記電子式コントローラが、ルックアップテーブルを使用して前記第１および第２のポペット弁の弁リフト要求を決定し、次いでその弁リフ要求が前記第１、第２および第３の弁の動作の制御に使用される、動弁システム。
【請求項１７】
請求項１６に記載の動弁システムであって、前記電子式コントローラが、ポペット弁位置を示す前記信号を使用して、前記液圧アクチュエータの閉ループ制御で前記弁リフト要求を修正するために使用されるフィードバック信号を提供する、動弁システム。
【国際調査報告】
2011503434.tif 000009
2011503434.tif 000010