(57)【要約】  本発明によれば、回生は、２つの流体充填圧力室（１０、１２）と、１つずつが圧力室（１０、１２）のうちの一方を画定する２個のアクティブ面を備える可動調整ピストン（１４）とを設けることによって、油圧作動式ガス交換弁（２）のため最適化される。圧力室（１０、１２）はそれぞれが、２個の油圧弁（２０、２２；２４、２６）に接続されており、第１の油圧弁（２０、２２）が第１の圧力リザーバ（Ｐ２）から加圧され、第２の油圧弁（２４、２６）がベース圧力リザーバ（Ｐ０）に接続されることがある。第１の油圧弁（２０、２２）は、さらに第２の圧力リザーバ（Ｐ１）に接続されることがある。制御または調整装置（４０、４２）は、第１の加速フェーズおよび制動フェーズの静止位置から弁（２）を切り替えるものである。第２の圧力リザーバ（Ｐ１）は、第１の圧力リザーバの中に圧力を加え、および／または、燃料ポンプおよび／または内燃機関への燃料供給のための圧力を加え、および／または、内燃機関の同じまたは別の燃焼シリンダの中のさらなるガス交換弁のための圧力を加える圧力バッファとして設けられている。
2011504563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２個の流体充填圧力室（１０、１２）を有し、
前記少なくとも２個の流体充填圧力室が、ガス交換弁（２）に作用し、弁閉鎖位置から弁開放位置へ移動させられるとともに、弁開放位置から弁閉鎖位置へ移動させられ、前記圧力室（１０、１２）の一方をいずれの場合も画定する２個のアクティブ面を有する作動ピストン（１４）を有し、
前記圧力室（１０、１２）がいずれの場合も２個の流体弁手段、特に、第１および第２の流体弁手段（２０、２２；２４、２６）に接続され、
いずれの場合も前記第１の流体弁手段（２０、２２）が第１の圧力リザーバ（Ｐ２）を用いて作用を受けることが可能であり、
いずれの場合も前記第２の流体弁手段（２４、２６）がベース圧力リザーバ（Ｐ０）に接続されることが可能であり、
前記少なくとも２個の流体充填圧力室が前記流体弁手段（２０、２２；２４、２６）を開閉する制御または調整装置（４０、４２）をさらに有し、
前記第１の流体弁手段（２０、２２）が閉じられるか、前記第１のリザーバ（Ｐ２）に接続されるか、または、第２の圧力リザーバ（Ｐ１）に接続される位置を取るように、前記第１の流体弁手段（２０、２２）が前記第２の圧力リザーバ（Ｐ１）に接続されることがさらに可能であり、
前記第２の流体弁手段（２４、２６）が閉じられるか、または、前記ベースリザーバ（Ｐ０）に接続される位置を占めることが可能である、
内燃機関の燃焼シリンダの中の、特に、前記ガス交換弁（２）のための流体作動式弁駆動装置であって、
前記制御または調整装置（４０、４２）は、前記弁（２）が静止位置（「開」または「閉」）の他に、前記第１のリザーバ（Ｐ２）の圧力が作用させられている前記第１の流体弁手段（２０、２２）のうちの一方によって、かつ前記ベースリザーバ（Ｐ０）へ通じている前記２個の流体弁手段（２６、２４）のうちの一方によって少なくとも第１の加速運動フェーズに切り替えられ、前記第２の圧力リザーバ（Ｐ１）へ通じている前記第１の流体弁手段（２２、２０）のうちのもう一方と、閉じられている前記第２の流体弁手段（２６、２４）のうちの最初に開かれていた方と、前記ベースリザーバ（Ｐ０）へ通じている前記第２の流体弁手段（２４、２６）のうちのもう一方とによって制動フェーズに切り替えられるようにセットアップされ、
前記第２の圧力リザーバ（Ｐ２）が、前記第１の圧力リザーバの中の圧力の供給のため、および／または、前記第１の圧力リザーバの中の圧力の供給のため、および／または、燃料ポンプのための圧力の供給のため、および／または、前記内燃機関の燃料調整のため、および／または、前記内燃機関の同じ燃料シリンダおよび／または異なる燃料シリンダの中のさらなるガス交換弁の圧力調整のため、中間圧力段として設けられていることを特徴とする、弁駆動装置。
【請求項２】
前記制御または調整装置（４０、４２）は、前記弁（２）が、前記第１の流体弁手段（２０、２２）が閉じられている状態で、前記ベースリザーバ（Ｐ０）に通じている前記２個の第２の流体弁手段（２４、２６）によって、実質的に非加速フェーズにさらに切り替えられるようにセットアップされていることを特徴とする、請求項１に記載の弁駆動装置。
【請求項３】
燃料の供給または調整のために役立つ第３の圧力リザーバ（Ｐ３）が設けられ、中間圧力段として前記第１または前記第２の圧力リザーバ（Ｐ２、Ｐ１）から補給されるようになっていることを特徴とする、請求項１または２に記載の弁駆動装置。
【請求項４】
前記内燃機関で使用される燃料が流体として供給されるようになっていることを特徴とする、請求項３に記載の弁駆動装置。
【請求項５】
前記第２の流体弁手段（２４、２６）がそれらの開放の程度に応じて制御されるようになっていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の弁駆動装置。
【請求項６】
前記制御または調整装置が、前記第１のフェーズから第２のフェーズへ、および／または、第２のフェーズから第３のフェーズへの移行フェーズの間に、前記２個の流体弁手段（２４、２６）がある一定の期間に亘って前記ベース圧力リザーバ（Ｐ０）に接続され、その間に前記第１の流体弁手段（２０、２２）のうちの一方が開いているように設計されていることを特徴とする、請求項２から５のいずれか１項に記載の弁駆動装置。
【請求項７】
前記弁の位置を測定し、前記作動ピストン（１４）の位置を測定する測定手段（５０）が設けられていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の弁駆動装置。
【請求項８】
前記弁（２）の運動が前記測定手段（５０）の測定値を使用して調整され、その調整が、加速フェーズの長さ、両方の第２の流体弁手段（２４、２６）が同時に開いている時間における非加速フェーズの長さ、および／または、前記第２の流体弁手段（２４、２６）の開放の程度を少なくとも用いて行われるようになっていることを特徴とする、請求項７に記載の弁駆動装置。
【請求項９】
前記第２の圧力リザーバ（Ｐ１）からの前記第１の圧力リザーバ（Ｐ２）のための２段の圧力発生によって行われることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の弁駆動装置。
【請求項１０】
前記第１の圧力リザーバ（Ｐ２）の中の圧力が前記第２の圧力リザーバ（Ｐ１）の中の圧力を上回っていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の弁駆動装置。
【請求項１１】
前記第１の圧力リザーバ（Ｐ２）の中の圧力が前記第２の圧力リザーバ（Ｐ１）の中の圧力とほぼ同じであることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の弁駆動装置。
【請求項１２】
前記第２の圧力リザーバ（Ｐ１）の中の圧力が前記第１の圧力リザーバ（Ｐ２）の中の圧力とほぼ同じであることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の弁駆動装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載された内燃機関の、少なくとも１個の燃焼シリンダの中の少なくとも１個のガス交換弁（２）のための少なくとも１個の弁駆動装置を有し、内燃機関の同じ燃焼シリンダおよび／または異なる燃焼シリンダの中のさらなるガス交換弁のためのさらなる弁駆動装置を有する内燃機関であって、
第２の圧力リザーバ（Ｐ１）が、前記内燃機関の前記同じ燃焼シリンダおよび／または異なる燃焼シリンダの中の、前記さらなるガス交換弁の前記弁駆動装置の圧力調整のために設けられていることを特徴とする、内燃機関。
【請求項１４】
請求項１から１２のいずれか１項に記載された少なくとも１個のガス交換弁（２）が出口弁として設計され、前記第２の圧力リザーバ（Ｐ１）が圧力調整のために設けられた前記さらなるガス交換弁が入口弁として設計されていることを特徴とする、請求項１３に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、請求項１のプリアンブルのような内燃機関の燃焼シリンダにおけるガス交換弁のための流体作動式弁駆動装置と、上記タイプの弁駆動装置を有する内燃機関とに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の文脈において、油圧作動式弁駆動装置と空圧作動式弁駆動装置との両方を包含する、特に、内燃機関の燃焼室におけるガス交換弁のための流体作動式弁駆動装置は以前から知られている。まず、上記弁駆動装置は、エンジン弁のカムシャフト制御開口部を置き換えるため使用され、一方、弁の閉鎖はばね機構部を用いて提供され続けた。このようなシステムは、たとえば、ドイツ出願公開明細書第１，９４４，１７７号から知られている。しかし、弁制御配置用の双方向制御型の流体作動式弁駆動装置もまた既に以前から、原則的に、たとえば、ＣＨ４１７，２１９から知られている。ここで、作動ピストンは、圧力が加えられ、一方が他方より広い２つの表面を有するという原理が通常使用されている。しかし、ＣＨ４１７，２１９では、流体供給（この場合は油供給）は、従来型のカムシャフトを用いて制御されることがさらに提案されている。しかし、上記の原理は弁制御配置がカムシャフト無しで動作する、ＤＥ１０１  ４３９  ５９Ａ１による提案にも内在している。ＤＥ１０１  ４３９  ５９Ａ１において、作動ピストンの２つのアクティブ面のうちの少なくとも一方の表面積は、上記作動ピストンの運動経路に沿って変化すべきである。この文献には、２つの流体圧室のうちの一方がいずれの場合も流体で満たされ、空にされることもまた提案されている。上記の提案は、弁制御配置が管理可能な費用額では非常に正確にセットアップされ得ないので、特に有利でないことが判明した。
【０００３】
上記の概念の重要な改良は、ＵＳ５，２２５，６４１Ａで最初に知られ、以下ではＳｃｈｅｃｔｅｒと呼ばれる改良された形式でＵＳ６，２２３，８４６Ｂ１において提案されている。この文献では、２つの対向配置されたアクティブ面は、いずれの場合にも、共通のリザーバから取り出され供給弁によって制御される流体の作用を受けることが提案されている。流出弁が特に圧力リリーフのため設けられている。しかし、上記システムは、非常に複雑であり、複雑な流体供給制御のため、限られた範囲でしか使用できない。
【０００４】
従来型の機械駆動式弁駆動装置に関連して、流体作動式弁駆動装置は、内燃機関の電力がそのとき損失されるので、基本的に高エネルギー消費という欠点または問題点がある。また特に、知られている流体作動式弁駆動装置は、ＵＳ−Ａ−５，０５８，８５７、ＵＳ−Ａ−３，８４４，５２８、ＤＥ１９９，３１１２９、ＵＳ−Ａ−６，１７０，５２４、ＷＯ−Ａ−０２／４６５８２、および、ＷＯ−Ａ−０２／０６６，７９６により知られている装置は、エネルギー消費の増大という問題が解決されないか、または、少ししか解決されないという共通点がある。たとえば、ＷＯ−Ａ−０２／０６６，７９６では、バッファストアが圧力変動を吸収すべきであるという条件があるが、しかし、弁制御のためのピストンの出口からの油圧オイルはリザーバの中へ導かれ、上記の油圧オイルは、エネルギーを浪費する高圧ポンプを用いてこのリザーバから油圧システムの元の作動圧までポンプアップされなければならない。流体が単にリザーバに戻される際にエネルギー消費の増加を伴う典型的なシステムは、ＷＯ２００６／１２１６３７Ａ１により知られている。
【０００５】
Ｓｃｈｅｃｈｔｅｒでは、流体作動式弁の加速だけでなく、弁座への滑らかな着座のための制動もまた流体を用いて実行されることが既に提案されている。上記の文献の低圧レールを用いて、制動の結果として回復可能であるエネルギーが使用されるべきことは上記の文献において既に示唆されている。回生のための第１のアプローチは、したがって、既に開示されている。しかし、Ｓｃｈｅｃｔｅｒでは、低圧レールがリザーバだけに接続されているので、高圧レールは依然として圧力が十分に加えられなければならない。上記の劣っているタイプの回生は同様に改良の余地がある。
【０００６】
ＵＳ２００４／１０７６９９Ａ１は、回生のための第１のアプローチが同様に既に提案されている流体作動式ピストン駆動装置について記載している。この文献に提案されているタイプの回生は、たとえば、フォークリフトトラックでの使用に完全に適合しているが、その複雑さのため、内燃機関のための作動ピストンを駆動するための使用に完全に適合していないことが明らかになり、上記の問題を解決するためのモデルではないことが明らかになる。ＵＳ２００４／１０７６９９Ａ１に提案されているような不十分な回生は、回復された圧力が蓄積しているときに使用されなければならないという特有の欠点がある。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の目的は、従来技術の上記の欠点が解消された簡略化された流体作動式弁駆動装置を提供することである。特に、エネルギー消費は弁制御によって増大されるべきでない。さらに、できる限り最適な形式の回生が使用されるべきである。
【０００８】
本発明の目的は、請求項１に記載された流体作動式弁駆動装置を用いることによって最初に実現される。ここで、本発明の方策は、初めにエンジン弁の制動を用いて回復可能なエネルギーが中間圧力レベルまで供給されるという結果を有する。たとえば、弁加速圧力を加えるためのエネルギーを節約し、同時に最適に減衰された制動プロセスを提供するために役立つ上記の中間圧力レベルは、弁加速圧力とリザーバとの間に配置されることがある。しかし、第２の圧力リザーバＰ１の回生は、基本的に、燃料ポンプの圧力を与える圧力調節、および／または、たとえば気化などのような燃料調節のためにも使用されることがある。本発明の特別の実施形態として、燃料が流体として使用され、特にディーゼル燃料が使用されるとき、上記の圧力調節は直接的に行われることがある。流体が燃料として同時に使用される場合、流体は、油圧式に使用可能な流体だけでなく、たとえば、ガス作動式エンジンにおける空圧式に使用可能な気体または類似した媒体でもよい。その上、より高い圧力要求を伴うエンジン弁または複数のエンジン弁の回生、たとえば内燃機関の出口弁の回生は、より低い圧力要求を伴う別のエンジン弁または複数の他のエンジン弁の圧力調節、たとえば内燃機関の入口弁の圧力調節のため使用されることもある。
【０００９】
本発明を実施できるようにするため、加速フェーズから制動フェーズへ直接切り替えることが基本的に可能である。これは、最小流体圧力で最速のエンジン弁運動も発生させる。しかし、エネルギーの観点では、弁運動速度が許容するならば、非加速型のオーバーランニングフェーズを上記の２つのフェーズの間に組み込むのが有利であることがある（請求項２）。オーバーランニングフェーズの長さはさらなる制御または調整パラメータを提供する。
【００１０】
第２の流体弁手段は、そのとき量的制御され得る比例弁として、または、そうでなければ、もしくは付加的に、１つの開放位置および１つの閉鎖位置と時間的制御とだけをもつ単純な弁として設計されることが基本的に可能である。しかし、少なくともある一定の用途では、上記の弁を開放の程度に関して微調整のため制御可能にすることが有利であることがわかる（請求項５）。しかし、第１の流体弁手段に関して、Ｐ１およびＰ２までの選択的な開放位置および閉鎖位置だけをもつ流体弁としての設計が適切かつ有利であることがわかる。
【００１１】
微調整のため、ある一定の場合には、第１のフェーズから第２のフェーズ、および／または第２のフェーズから第３のフェーズへの移行フェーズ中に、両方の第２の流体弁手段が、第１の流体弁手段のうちの１つが開放している間に、ある一定の期間に亘ってベース圧力リザーバＰ０に接続され得ることが有利であることがわかる。それによって、特に油圧設計の場合に、圧力室が閉じられ、ほんの僅かに圧縮性の流体の運動が衝撃または過圧を引き起こす可能性があるフェーズの発生が防止される。空圧設計の場合に対応する問題が同様に考えられるが、これらの問題はこの有利な設計を用いて解消されることに注意を要する（請求項６）。高速制御のため、ソレノイド弁を用いる実施形態が有利である。特に有利であるのは、測定センサが、好ましくは作動ピストンの位置の測定によって、エンジン弁の位置を測定するため設けられ、この測定を用いて流体弁手段の開放および閉鎖が制御または調整される本発明の実施形態である。（請求項７および８）。
【００１２】
本発明のさらなる有利な実施形態はさらなる従属請求項に記載されている。
【００１３】
本発明の利点は、特に提案された設計の文脈では、以下のように要約される。提案された弁制御によると、１つずつの個別の弁の全運動シーケンス、たとえば、０から最大までの持ち上げ高さ、加速度、制動プロセス、および速度の自由な制御がさらなる支出を伴うことなく可能である。したがって、始動器無しでの始動、スロットル・フラップ・フリー動作、全エンジン速度での燃焼室への空気取り入れの最適化、ＮＯｘ削減のための出口弁の早期閉鎖、エンジン制動作用を高めるための弁調整、部品負荷時のシリンダ停止、弁が機械的に閉鎖されたままの無加圧静止状態、エンジンの一部停止を伴う緊急運転などのような非常に広範囲の状況および要求が満たされる。高エネルギー効率が、流体のための短い流線型の経路と、高圧システムにおいて動作状態に適合され得る低圧と、低質量、したがって、運動質量を加速および制動するための低エネルギー要件と、曲げ負荷無しに上端および下端で案内される可動部品と、スリムな弁胴部および低摩擦係数と、小型のピストンと、油圧および空圧の有効表面と、低摩耗とを使ってさらに達成される。動作信頼性は、（運動質量が小さいため）初期加速を高めることのない技術的な平易さのため高い。さらに有利であるのは、熱膨張、流体の変化する粘性、気泡、製造公差、および、ピストンとシリンダ壁との間のシーリングの消耗を含む機械的摩耗が原因であるサイクルのシフトの自動補正の可能性と一体となった、エンジン弁の効率的な運動に基づく制御である。本システムを用いると、コンポーネントの低い機械的負荷と、シーリング表面の少ない閉鎖型システムと、弁作動配置全体、個別の弁、またはコンポーネントの簡単な交換とのため、低メンテナンスが期待される。幾何学的性質は、吸気と排気ガスのための経路の破壊が予想されることがなく、かつ、空間的な要件がほとんどないので有利である。
【００１４】
本発明のさらなる利点は、機械的弁駆動装置を用いるエンジンのエンジンオイルへの要望が主として弁のカムシャフト駆動装置によって決まり、対応する添加物をエンジンオイルに添加することを必要とすることである。上記の添加物の添加は、排気ガス後処理に有害である物質（燐または亜鉛のような触媒コンバータの害毒）に部分的に基づいている。排気ガス後処理の毒性を低下させる方策無しには、将来の排気ガス立法において要望されることになる高耐用年数は遵守できない。上記のオイルに基づく排気ガス後処理配置への損傷をなくすため、複雑な方策（たとえば、一方でカムシャフトおよび弁駆動装置のため、他方でクランクシャフトおよびピストンのための別個の潤滑油回路）が検討されている。油圧または空圧作動式弁駆動装置は、機械作動式弁駆動装置に対してエンジンオイルへの要望をかなり軽減し、最終的に排気ガス後処理配置の耐用年数にプラス効果をさらにもたらすことになる。
【００１５】
請求項７および８による実施形態では、本発明の上記の態様は、エンジン弁の運動シーケンスがセンサを用いてエンジン弁の運動行程に関して監視されることを特徴としている。いつでも、指定によるエンジン弁の設定場所からのエンジン弁の実効場所の偏差は、上記のエンジン弁のための制御ユニットを用いて決定され測定されている。対応する第２の流体弁手段の断面の変化は、弁が指定による位置に戻るように計算されるものである。本発明の上記の態様によれば、システムは上記の機能を用いて自己修正し、エンジン弁の運動を不利に変化させる影響は考慮される必要がない。
【００１６】
本発明のさらなる態様（請求項１３）によれば、上記の弁駆動装置の回生、すなわち第２のリザーバの中に広がる条件付き圧力は、内燃機関の異なる弁駆動装置の駆動装置のため単独に、または付加的に使用されている。内燃機関の出口弁の流体圧力の作動圧は、入口弁の作動圧よりも慣習的に高いので、すなわち出口弁は、最大限でも、少なくとも短期間燃焼ガス圧に対抗して動作しなければならないので、その場合、内燃機関において出口弁の弁駆動装置が本発明に従って設計され、出口弁の回生エネルギーが入口弁の弁駆動装置のより低い流体圧に対して設計される構成は特に有利である。この場合、従来技術による圧力配置が入口弁の弁駆動装置のために設けられることが可能であり、唯一の共通の圧力リザーバ、特に出口弁の第２の圧力リザーバがベースリザーバに加えて設けられる。上記の第２の圧力リザーバには、そのとき、理想的には、付加的に圧力が供給される必要がない（請求項１４）。
【００１７】
上記の要素と、請求項および以下の典型的な実施形態に記載され、本発明によって使用されるべき要素とは、それぞれの用途から知られている選択基準が無制限に使用されるように、サイズ、成形、材料消費、および技術的設計に関して特定の例外に制約されない。
【００１８】
本発明の本旨のさらなる詳細、利点および特徴は、本発明による装置が一例として説明されている添付図面についての以下の記載から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の典型的な実施形態による弁制御配置を備えるエンジン弁の説明図である。
【図２】本発明の第２の典型的な実施形態による弁制御配置を有するエンジン弁の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、エンジン弁２を有し、上記のエンジン弁のための駆動装置（アクチュエータ）を有する本発明の第１の典型的な実施形態による弁配置を示している。弁２は、通常のとおり、エンジン室を閉鎖するため弁座リング７に適合した弁板３を備えている。この弁２が開くと、すなわち弁が下げられると、エンジンの燃焼室４は燃焼ガスダクト６に接続されるようになっている。上記の接続が弁駆動装置を用いて制御または調整されるべきである。
【００２１】
エンジン弁２は、弁胴部５に接して、弁胴部に固定的に接続された作動ピストン１４を有し、作動ピストン１４は作動ピストン１４の上部に形成された上側アクティブ面と、さらに作動ピストン１４の下部に形成された下側アクティブ面とを有している。作動ピストン１４が上向きおよび下向きに移動できるように配置されている圧力室筐体１５と一体となって、作動ピストン１４は上側圧力室１０および下側圧力室１２を形成している。２つの圧力室１０，１２は、いずれの場合も、圧力流体、ここに記載された典型的な実施形態では、油圧オイルまたはエンジンの燃料、好ましくはディーゼル燃料のための１個の第１の流体弁２０および２２と１個の第２の流体弁２４，２６とを有している。この典型的な実施形態では、上記の流体弁はソレノイド弁として設計され、いずれの場合も、唯一の開放位置および唯一の閉鎖位置が第１の流体弁２０，２２に設けられ、いずれの場合も、流体流入ライン１６を介して圧力リザーバＰ２に達し、かつ、流体流出ライン１８を介して圧力リザーバＰ１に達し、一方、第２の流体弁２４，２６は、いずれの場合も流体流入および流出ライン１９を介してベースリザーバＰ０に接続可能となっている。第２の流体弁２４，２６は、アナログ形式で、または、代替的にデジタル形式で様々な位置に制御されるようになっている。この際に、第２の流体弁２４，２６の開放の上記のアナログまたはデジタル変調設計は典型に過ぎないことに注意を要する。間欠開放のような他の変調方法は、必要に応じて、たとえば開放の適当な帯域幅を仮定するパルス幅変調と共に、同様に使用されることがある。
【００２２】
２個の第１の流体弁２０，２２は、加圧流体のための第１の圧力リザーバＰ２と、第２の圧力リザーバＰ１とに選択的に接続されている。ここで、エンジン弁２をいずれの場合も一方向に加速するため、第１の流体弁２０，２２のうちの一方が開かれ、したがって、第１の圧力リザーバＰ２が２個の圧力室のうちの一方に接続されると定められることになる。ここで、エンジン弁２を開く目的のための加速に関して、上側の第１の流体弁２０が開かれる。逆圧を発生させないように、ベースリザーバＰ０に接続されている下側の第２の流体弁２６が同時に開かれることになる。ここで、エンジン弁２を閉じる目的のための加速に関して、下側の第１の流体弁２２が開かれる。逆圧を発生させないように、ベースリザーバＰ０に接続されている上側の第２の流体弁２４が今度は同時に開かれることになる。
【００２３】
上述されているように、第１の流体弁２０，２２は、第２の圧力リザーバＰ１にも接続されている。ここで、エンジン弁２をいずれの場合にも一方向に制動するため、第１の流体弁２０，２２のうちの一方が開かれ、したがって、第２の圧力リザーバＰ１が２個の圧力室のうちの一方に接続されることになる。
【００２４】
ここで、エンジン弁２の開放中の制動のため、第２の圧力リザーバＰ１に接続されている下側の第１の流体弁２２が開かれることになる。上側圧力室１０に流体を充填し続けるため、ベースリザーバＰ０に接続されている上側の第２の流体弁２４が同時に開かれることになる。ここで、流体は、加圧されずに上側圧力室１０に流入するようになっている。
【００２５】
ここで、エンジン弁２の閉鎖中の制動のため、第２の圧力リザーバＰ１に接続されている上側の第１の流体弁２０が開かれることになる。下側圧力室１２に流体を充填し続けるため、ベースリザーバＰ０に接続されている下側の第２の流体弁２６が同時に開かれることになる。ここで、流体は、加圧されずに下側圧力室１２に流入するようになっている。
【００２６】
この典型的な実施形態では、非加速運動がいずれの場合にも加速プロセスと制動プロセスとの間で実行可能であることが規定され、さらに、制御配置がそのようにセットアップされている。ここで、エンジン弁２が仮想的に一様な運動を実行し、いずれの場合にも一方の圧力室１０または１２が空にされ、もう一方の圧力室１０または１２が同程度に満たされるように、２個の第１の流体弁２０，２２は閉じられ、２個の第２の流体弁２４，２６は開かれる。上記の非加速フェーズの長さを用いて、エンジン弁２の運動が該エンジン弁２の現在位置に関する測定データを使用して調整され得ることが当業者に明らかである。これは典型的な実施形態においてもたらされている。
【００２７】
この典型的な実施形態では、短い時間に亘って、両方の第２の流体弁２４，２６は、第１の流体弁２０または２２がまだ開いている間に開いていることがさらにもたらされる。これは、非圧縮性流体の結果として衝撃が発生しないという効果を有している。
【００２８】
第１の流体弁２０，２２のための補給は、後述されるように上記のベースリザーバＰ０から供給されるようになっている。
【００２９】
上述のように、いずれの場合も、個々の流体弁２０、２２、２４、２６は本発明による流体弁手段について説明されている。しかしながら、特に、典型的な実施形態において説明されたＰ１およびＰ２への選択的な接続を備える第１の流体弁手段２０，２２は、いずれの場合も、本発明の一般性を制限することなく、Ｐ１およびＰ２のための別個の流体弁として設計されることもある。第２の流体弁手段２４，２６は、油圧または空圧関係および／または調整帯域幅の特定の設計に必要な場合、いずれの場合も１個の単に切り替え可能な流体弁と、付加的に、流速に関して制御可能である１個の流体弁とに分割される対策が講じられることもある。
【００３０】
この典型的な実施形態では、ベースリザーバＰ０から最初に第２の圧力リザーバＰ１へ、そして、その後に第２の圧力リザーバＰ１から第１の圧力リザーバＰ２への２段階の圧力発生が、いずれの場合も、調整可能な高圧ポンプ３３，３５をそれぞれに含み、逆止弁３８，３９をそれぞれに含む圧力段３１，３２を用いて行われている。
【００３１】
したがって、上記の典型的な実施形態では、始動プロセスの後、Ｐ０からＰ１への第１のポンプは非常に僅かなエネルギーを消費し、Ｐ１からＰ２への高圧ポンプは対応して負荷が軽減されるので、エンジン弁２の制動を用いて回復されるエネルギーは、第１の圧力リザーバＰ２の中の圧力を維持するためそっくりそのまま使用されることになる。したがって、最適な回生システムが提案されることになる。
【００３２】
中央電子制御／調整ユニット４２は、エンジン弁毎に、周囲条件および動作条件を考慮して各エンジン弁の最適運動シーケンスを決定し、流体弁を開くコマンドを出力する電子弁制御装置４０へ上記の指定を送信するものである。各エンジン弁２は、別個の電子弁制御装置４０を有している。エンジン弁２の位置は、測定センサ５０を用いて運動経路全体に亘って検出され、弁制御装置４０へ送信され、上記の弁制御装置４０は、設定値から外れた場合、それぞれの出力ソレノイド弁２４，２６の開放をＰ０に補正することになる。エンジン弁２の持ち上げと長時間に亘る運動の進路とは自由に決定されることがある。中央電子制御／調整ユニット４２は、高圧システム、特に圧力リザーバＰ２およびＰ１の中の圧力を決定するようになっている。
【００３３】
流体圧力システムＰ２では、液体圧力システムが供給する同じ圧力が全部のエンジン弁２に行き渡るようになっている。圧力は、調整可能な高圧ポンプ３３を制御することにより異なる動作条件に適応させられることがある。
【００３４】
中央調整装置４２を用いる調整のためのパラメータとして、たとえば、スロットルペダル位置と、ブレーキ作動と、ギア選択と、自動変速のプログラム選択と、エンジンオイルの温度または水温、車両の位置（上り勾配または下り勾配）と、外気温とが使用されている。
【００３５】
各エンジン弁２は、流体弁２０，２２，２４，２６への制御コマンドを用いて、中央弁調整装置４２の指定に従ってできるだけ正確にエンジン弁の運動を制御する弁制御装置４０を有している。
【００３６】
エンジンの全部の弁制御装置４０は、高圧システム、特に、第１の圧力リザーバＰ２の中の圧力を適応させることができる中央制御装置４２へ弁運動のパラメータを返信するものである。エンジン弁２の実際位置を設定位置と比較する上記のシステムを用いて、指定からの偏差が補正されることになる。このような偏差は、たとえば流体に関して、温度、粘度、および経年変化、また摩耗に関して、ピストンとシリンダ室との間の遊び、および製造公差のような異なる原因がある。
【００３７】
エンジン弁２の弁胴部５は、上側圧力室１０の上限で、シリンダ蓋を通って突出している。渦巻きばね６２が、弁ばね室６６において、弁胴部５に接続されているばね板に作用するようになっている。限られた個数のエンジン弁が故障した場合、関連したシリンダ、あるいは複数のシリンダが部分的に停止され、ピストンが受動的に運動させられることがある。したがって、エンジン弁２の静止状態への機械的回復を用いる緊急運転プログラムが提供されることになる。静止状態において、高圧システムの中の流体は、全部の流体弁の短時間の開放によって排出されてもよい。エンジン弁２は、サービスおよび修理が圧力を加えられていない状態で行えるように、上記のばね６２を用いて、エンジン弁の上側位置に案内されている。弁は、エンジンのピストンが上死点の近くにあるとき、上記のピストンと接触することはない。シリンダヘッドは、エンジンブロックから取り外されたとき、損傷の危険性無しに据え付け位置に降ろされることがある。したがって、弁駆動装置の取り付けおよび取り外しは、かなり簡略化されることになる。上側圧力室１０から上記の弁ばね室６６への移行部分にある上側弁ガイド６０を通って弁ばね室６６に入る流体は、開口部を通って、加圧されていないベースリザーバＰ０の中へ導かれるようになっている。
【００３８】
図２による第２の典型的な実施形態では、エンジン燃料が流体として使用され、第１の圧力リザーバＰ２は、燃料噴射のため必要とされる燃料圧の供給Ｐ３のための中間段として役立つようになっている。必要とされる燃料圧を与える第３のポンプが設けられている。エンジン弁２の制御および運動のための動作条件はその他の点では変更されていない。
【００３９】
請求項の範囲内で、最適な回生の基本的概念から逸脱することを必要とすることなく、さらなる変更が可能であることは当業者に明らかである。これらの変更は、たとえば、第１の圧力リザーバＰ２がベースリザーバＰ０から直接補給され、一方、第２の圧力リザーバＰ１が、流体圧がまだそこに存在していないエンジンの始動中に限り、補助ポンプまたは第１の圧力リザーバＰ２からの分岐のいずれかを用いて補給され、その後に、その圧力をエンジン弁２の制動だけによって取得する（ここで図面に示されていない）実施形態を含んでいる。この場合、制動の結果として、第２の圧力リザーバＰ１において実現された圧力超過は、中間段として、燃料噴射のために必要とされる上記の燃料圧の供給のため役立つことがもたらされることがある。
【００４０】
上記の説明では、２個の圧力リザーバＰ１およびＰ２の中の圧力は等しくないと仮定され、Ｐ１がＰ２の中間段として設けられている場合、Ｐ２の中の圧力はＰ１の中の圧力より高いと仮定されている。しかし、このことは必須ではない。Ｐ１の中の圧力は基本的には第１の圧力リザーバの中の圧力と等しいことがある。２個の圧力リザーバＰ１およびＰ２は、そのとき、接続されることがあり、または一体的に形成されることがある。この場合、エンジン弁２の制動力は、その結果としてエンジン弁の加速力にほぼ等しいことになる。１つの特に簡単であり、明確に請求項に記載されていないが、非常に有利な回生の設計では、唯一の圧力リザーバシリンダＰ２だけが設けられ、この圧力リザーバシリンダは、そのとき、好ましくは、いずれの場合も、流体流入ラインおよび同様に流体流出ラインとして同時に設計された１つの流体ライン１６および１８を用いて、一方では上側の第１の流体弁２０および下側の第１の流体弁２２に接続され、かつ、圧力リザーバＰ２に接続されている。自己回生を備えた上記の設計は、弁制御がオーバーランニングフェーズの長さを用いて制御される場合、特に有利である。この場合、オーバーランニングフェーズは、第２の流体弁２４，２６が閉じられているときに同様に、必要に応じて、２個の第１の流体弁２０，２２が開くように構成されることも可能である。
【００４１】
エンジン弁２の制動力がそのとき制動力より長い間に亘って加えられることになるエンジン弁の加速力を上回るように、圧力関係を入れ替えることさえ可能である。この入れ替えは、たとえば、２個の第１の流体弁２０，２２が実際に作用されるＰ２とＰ１とを入れ替えることによって実現されることがある。
【符号の説明】
【００４２】
２  エンジン弁
３  弁板
４  燃焼室
５  弁胴部
６  燃焼ガスダクト
７  弁座リング
８  シール
１０  上側圧力室
１２  下側圧力室
１４  作動ピストン
１５  圧力室筐体
１６  流体流入ライン
１７  フィルタ
１８  流体流出ライン
１９  流体流入および流出ライン
２０  上側の第１の流体弁、流体弁手段
２２  下側の第１の流体弁、流体弁手段
２４  上側の第２の流体弁、流体弁手段
２６  下側の第２の流体弁、流体弁手段
３１  圧力段
３２  圧力段
３３  高圧ポンプ
３５  高圧ポンプ
３８  逆止弁
３９  逆止弁
４０  弁制御装置
４２  中央制御／調整装置
５０  測定センサ
６０  弁ガイド
６２  弁ばね
６６  弁ばね室
Ｐ０  流体用のベースリザーバ
Ｐ１  流体用の第２の圧力リザーバ
Ｐ２  流体用の第１の圧力リザーバ
Ｐ３  燃料噴射用の付加的な圧力リザーバ
【図１】
2011504563.tif 000003
【図２】
2011504563.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成22年7月27日(2010.7.27)
【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】
少なくとも２個の流体充填圧力室を有し、
前記少なくとも２個の流体充填圧力室が、ガス交換弁に作用し、弁閉鎖位置から弁開放位置へ移動させられるとともに、弁開放位置から弁閉鎖位置へ移動させられ、前記圧力室の一方をいずれの場合も画定する２個のアクティブ面を有する作動ピストンを有し、
前記圧力室がいずれの場合も２個の流体弁手段、特に、第１および第２の流体弁手段に接続され、
いずれの場合も前記第１の流体弁手段が第１の圧力リザーバの圧力を用いて作用を受けることが可能であり、
いずれの場合も前記第２の流体弁手段がベース圧力リザーバに接続されることが可能であり、
前記少なくとも２個の流体充填圧力室が前記流体弁手段を開閉する制御または調整装置をさらに有し、
前記第１の流体弁手段が閉じられるか、前記第１のリザーバに接続されるか、または、第２の圧力リザーバに接続される位置を取るように、前記第１の流体弁手段が前記第２の圧力リザーバに接続されることがさらに可能であり、
前記第２の流体弁手段が閉じられるか、または、前記ベースリザーバに接続される位置を占めることが可能である、
内燃機関の燃焼シリンダの中の前記ガス交換弁のための流体作動式弁駆動装置であって、
前記制御または調整装置は、前記弁が静止位置「開」または「閉」の他に、前記第１のリザーバの圧力が作用させられている前記第１の流体弁手段のうちの一方によって、かつ前記ベースリザーバへ通じている前記２個の流体弁手段のうちの一方によって少なくとも第１の加速運動フェーズに切り替えられ、前記第２の圧力リザーバへ通じている前記第１の流体弁手段のうちのもう一方と、閉じられている前記第２の流体弁手段のうちの最初に開かれていた方と、前記ベースリザーバへ通じている前記第２の流体弁手段のうちのもう一方とによって制動フェーズに切り替えられるようにセットアップされ、
前記第２の圧力リザーバが、前記第１の圧力リザーバの中の圧力の供給のため、および／または、前記第１の圧力リザーバの中の圧力の供給のため、および／または、燃料ポンプのための圧力の供給のため、および／または、内燃機関の燃料調整のため、および／または、前記内燃機関の同じ燃料シリンダおよび／または異なる燃料シリンダの中のさらなるガス交換弁の圧力調整のため、中間圧力段として設けられている、弁駆動装置。
【請求項２】
前記制御または調整装置は、前記弁が、前記第１の流体弁手段が閉じられている状態で、前記ベースリザーバに通じている前記２個の第２の流体弁手段によって、実質的に非加速フェーズにさらに切り替えられるようにセットアップされている、請求項１に記載の弁駆動装置。
【請求項３】
燃料の供給または調整のために役立つ第３の圧力リザーバが設けられ、中間圧力段として前記第１または前記第２の圧力リザーバから補給されるようになっている、請求項１に記載の弁駆動装置。
【請求項４】
前記内燃機関で使用される前記燃料が流体として供給されるようになっている、請求項３に記載の弁駆動装置。
【請求項５】
前記第２の流体弁手段がそれらの開放の程度に応じて制御されるようになっている、請求項１に記載の弁駆動装置。
【請求項６】
前記制御または調整装置が、前記第１のフェーズから前記実質的に非加速フェーズへ、および／または、前記実質的に非加速フェーズから前記第２のフェーズへの移行フェーズの間に、前記２個の流体弁手段がある一定の期間に亘って前記ベース圧力リザーバに接続され、その間に前記第１の流体弁手段のうちの一方が開いているように設計されている、請求項２に記載の弁駆動装置。
【請求項７】
前記弁の位置を測定し、前記作動ピストンの位置を測定する測定手段をさらに備えている、請求項２に記載の弁駆動装置。
【請求項８】
前記弁の運動が前記測定手段の測定値を使用して調整され、その調整が、加速フェーズの長さ、両方の第２の流体弁手段が同時に開いている時間における非加速フェーズの長さ、および／または、前記第２の流体弁手段の開放の程度を少なくとも用いて行われるようになっている、請求項７に記載の弁駆動装置。
【請求項９】
前記第２の圧力リザーバからの前記第１の圧力リザーバのための２段の圧力発生手段をさらに備えている、請求項１に記載の弁駆動装置。
【請求項１０】
前記第１の圧力リザーバの中の圧力が前記第２の圧力リザーバの中の圧力を上回っている、請求項１に記載の弁駆動装置。
【請求項１１】
前記第１の圧力リザーバの中の圧力が前記第２の圧力リザーバの中の圧力とほぼ同じである、請求項１に記載の弁駆動装置。
【請求項１２】
前記第２の圧力リザーバの中の圧力が前記第１の圧力リザーバの中の圧力とほぼ同じである、請求項１に記載の弁駆動装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載された内燃機関の、少なくとも１個の燃焼シリンダの中の少なくとも１個のガス交換弁のための少なくとも１個の弁駆動装置を有し、内燃機関の同じ燃焼シリンダおよび／または異なる燃焼シリンダの中のさらなるガス交換弁のためのさらなる弁駆動装置を有する内燃機関であって、
前記第２の圧力リザーバが、前記内燃機関の前記同じ燃焼シリンダおよび／または異なる燃焼シリンダの中の、前記さらなるガス交換弁の前記弁駆動装置の圧力調整のために設けられていることを特徴とする、内燃機関。
【請求項１４】
請求項１から１２のいずれか１項に記載された前記少なくとも１個のガス交換弁が出口弁として設計され、前記第２の圧力リザーバが圧力調整のために設けられた前記さらなるガス交換弁が入口弁として設計されている、請求項１３に記載の内燃機関。
【国際調査報告】
2011504563.tif 000005
2011504563.tif 000006
2011504563.tif 000007
2011504563.tif 000008
2011504563.tif 000009
2011504563.tif 000010