(57)【要約】  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。これらのシステムは、ロッカ・アーム・シャフト上に相互に隣接して配設された主要ロッカ・アーム及び補助ロッカ・アームを含み得る。主要ロッカ・アームは、カムなどの第１のバルブ・トレイン要素からの入力に応答して、主要排気事象などの主要弁作動運動のためにエンジン・バルブを作動させることができる。補助ロッカ・アームは、第２のバルブ・トレイン要素から、エンジン制動事象、排気ガス再循環事象、及び／又はブレーキ・ガス再循環事象などのため、１つ又は複数の補助弁作動運動を受けて、これらのエンジン・バルブの中の１つを作動させることができる。マスター・ピストン及びスレーブ・ピストンは、主要ロッカ・アーム内に設けられ得る。マスター・ピストンは、補助ロッカ・アームにより作動することができる。
2014515456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一のエンジン・シリンダに関連付けられた第１のエンジン・バルブ及び第２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、
ロッカ・アーム・シャフトと、
主要弁作動運動を付与するための手段と、
前記ロッカ・アーム・シャフト上に配設された主要ロッカ・アームであって、前記第１のエンジン・バルブ及び前記第２のエンジン・バルブを作動させ、主要弁作動運動を付与するための前記手段から運動を受けるように構成された、主要ロッカ・アームと、
補助弁作動運動を付与するための手段と、
前記主要ロッカ・アームに隣接して配設された補助ロッカ・アームであって、補助弁作動運動を付与するための前記手段から運動を受けるように構成された、補助ロッカ・アームと、
前記主要ロッカ・アーム内のマスター・ピストン・ボア内に配設されたマスター・ピストンと、
前記主要ロッカ・アーム内のスレーブ・ピストン・ボア内に配設されたスレーブ・ピストンであって、前記第１のエンジン・バルブ及び前記第２のエンジン・バルブのうちの最初のもののみに対して補助弁作動運動を付与するように位置決めされる、スレーブ・ピストンと、
前記主要ロッカ・アーム内の制御弁ボア内に配設された制御弁と、
前記マスター・ピストン・ボア、前記スレーブ・ピストン・ボア、及び前記制御弁ボアを連絡させる油圧回路と
を備える、システム。
【請求項２】
前記スレーブ・ピストンと前記第１のエンジン・バルブとの間に配設された摺動ピンをさらに備え、
前記補助弁作動運動は、前記マスター・ピストン、前記スレーブ・ピストン、及び前記摺動ピンの運動により、前記補助ロッカから前記第１のエンジン・バルブに対して伝達される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１のエンジン・バルブと前記第２のエンジン・バルブとの間に延在する弁ブリッジであって、前記弁ブリッジは、前記第１のエンジン・バルブの上方に第１の端部を貫通して延在する側部開口を有し、前記摺動ピンは、前記弁ブリッジ側部開口内に配設される、弁ブリッジ
をさらに備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１のエンジン・バルブと前記第２のエンジン・バルブとの間に延在する弁ブリッジであって、前記第１のエンジン・バルブの上方に第１の端部を貫通して延在する側部開口を有する、弁ブリッジと、
前記弁ブリッジ側部開口内に配設され、前記第１のエンジン・バルブと前記スレーブ・ピストンとの間に延在する、摺動ピンと
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記主要ロッカ・アームの主本体から横方向に延在するマスター・ピストン・ボスであって、前記補助ロッカ・アームの弁作動端部の下方に位置決めされ、前記マスター・ピストン・ボアを含む、マスター・ピストン・ボス
をさらに備える、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記主要ロッカ・アームの主本体から横方向に延在するマスター・ピストン・ボスであって、前記補助ロッカ・アームの弁作動端部の下方に位置決めされ、前記マスター・ピストン・ボアを含む、マスター・ピストン・ボス
をさらに備える、請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
前記主要ロッカ・アームの主本体から横方向に延在するマスター・ピストン・ボスであって、前記補助ロッカ・アームの弁作動端部の下方に位置決めされ、前記マスター・ピストン・ボアを含む、マスター・ピストン・ボス
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記マスター・ピストンは、前記主要ロッカ・アームの上方表面から延在し、前記スレーブ・ピストンは、前記主要ロッカ・アームの下方表面から延在する、請求項４に記載のシステム。
【請求項９】
前記マスター・ピストンは、前記主要ロッカ・アームの上方表面から延在し、前記スレーブ・ピストンは、前記主要ロッカ・アームの下方表面から延在する、請求項３に記載のシステム。
【請求項１０】
前記マスター・ピストンは、前記主要ロッカ・アームの上方表面から延在し、前記スレーブ・ピストンは、前記主要ロッカ・アームの下方表面から延在する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
エンジン制動制御装置と、
前記エンジン制動制御装置により供給される信号に応答して、油圧流体を前記マスター・ピストン・ボア、前記スレーブ・ピストン・ボア、及び前記油圧回路に供給するための手段と
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記制御弁内に配設された逆止め弁をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記ロッカ・シャフト内に形成され、前記油圧回路に連絡する、制御流体供給通路をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記マスター・ピストン・ボア内に前記マスター・ピストンを付勢するマスター・ピストンばねをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記スレーブ・ピストン・ボア内に前記スレーブ・ピストンを付勢するスレーブ・ピストンばねをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記マスター・ピストンの方向に前記補助ロッカ・アームを付勢するための手段をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記補助弁作動運動は、エンジン制動運動、排気ガス再循環運動、補助吸気運動、及びブレーキ・ガス再循環運動からなる群より選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
第１のエンジン・バルブ及び第２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、
ロッカ・アーム・シャフトと、
前記ロッカ・アーム・シャフト上に配設された主要ロッカ・アームであって、主本体から横方向に延在するマスター・ピストン・ボスを有し、エンジン・バルブ作動端部を有する、主要ロッカ・アームと、
前記マスター・ピストン・ボスが延在する前記主要ロッカ・アームの側に、前記主要ロッカ・アームの前記主本体に隣接して配設された補助ロッカ・アームと、
前記マスター・ピストン・ボス内のマスター・ピストン・ボア内に配設されたマスター・ピストンと、
前記主要ロッカ・アームの前記主本体内のスレーブ・ピストン・ボア内に配設されたスレーブ・ピストンと、
前記第１のエンジン・バルブと前記第２のエンジン・バルブとの間に延在し、中央表面が前記主要ロッカ・アーム作動端部に接触するように構成された、弁ブリッジであって、前記第１のエンジン・バルブの上方に第１の端部を貫通して延在する側部開口をさらに有する、弁ブリッジと、
前記弁ブリッジ側部開口内に配設され、前記第１のエンジン・バルブと前記スレーブ・ピストンとの間に延在し、前記第１のエンジン・バルブ及び前記スレーブ・ピストンに接触する、摺動ピンと、
前記マスター・ピストン・ボア、前記スレーブ・ピストン・ボア、及び油圧流体源を連絡させる油圧回路と
を備える、システム。
【請求項１９】
前記油圧回路内に配設された制御弁をさらに備える、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記制御弁は、前記主要ロッカ・アーム内に配設される、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記マスター・ピストンは、前記主要ロッカ・アームの上方表面から延在し、前記スレーブ・ピストンは、前記主要ロッカ・アームの下方表面から延在する、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２２】
主要弁作動事象及び補助弁作動事象のために、主要ロッカ・アーム、前記主要ロッカ・アームに隣接して取り付けられた補助ロッカ・アーム、及び前記主要ロッカ・アームに組み込まれたマスター・スレーブ油圧空動きシステムを利用して第１のエンジン・バルブ及び第２のエンジン・バルブを作動させる方法であって、
エンジンの主要弁作動動作モード中、第１のバルブ・トレイン要素から前記主要ロッカ・アームに対して付与される運動に応答して、主要弁作動事象のために前記第１のエンジン・バルブ及び前記第２のエンジン・バルブを作動させるステップと、
補助弁作動事象が前記第１のエンジン・バルブ及び前記第２のエンジン・バルブのうちの最初のもののみに対して付与されるべき間、前記主要ロッカ・アームからマスター・ピストン及びスレーブ・ピストンを延出させるように、前記マスター・スレーブ油圧空動きシステムに対して油圧流体を加えるステップと、
エンジンの補助弁作動動作モード中、第２のバルブ・トレイン要素から前記補助ロッカ・アームに対して付与される運動に応答して、前記マスター・スレーブ油圧空動きシステムを利用して、補助弁作動事象のために前記第１のエンジン・バルブ及び前記第２のエンジン・バルブのうちの最初のもののみを作動させるステップと
を含む、方法。
【請求項２３】
前記補助弁作動事象は、圧縮解放エンジン制動事象、排気ガス再循環事象、吸気弁事象、及びブレーキ・ガス再循環事象からなる群より選択される、請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１１年５月２６日に出願された、「Ｐｒｉｍａｒｙ  Ａｎｄ  Ｈａｌｆ  Ｒｏｃｋｅｒ  Ａｒｍ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ  Ｆｏｒ  Ｅｎｇｉｎｅ  Ｖａｌｖｅ  Ａｃｔｕａｔｉｏｎ」と題する米国特許仮出願第６１／４９０，５４４号に関し、この仮出願に基づく先の出願日の利益及び優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、内燃機関においてポペット弁を作動させるためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
内燃機関は、エンジン・バルブを作動させるために、通常、機械的、電気的、又は油圧機械的な弁作動システムを利用する。これらのシステムは、カムシャフトと、ロッカ・アームと、エンジンのクランクシャフトの回転により駆動されるプッシュ・ロッドとの組合せを含み得る。エンジン・バルブを作動させるためにカムシャフトが使用される場合には、この弁の作動タイミングは、カムシャフト上のローブのサイズ及び位置により決定され得る。
【０００４】
カムシャフトが３６０度回転する度に、エンジンは、４つの行程（すなわち、膨張、排気、吸気、及び圧縮）から構成されるサイクルの全てを完了する。吸気弁及び排気弁は共に、ピストンがシリンダ・ヘッドから離れる方向に移動しつつある（すなわちシリンダ・ヘッドとピストン・ヘッドとの間の容積が増大しつつある）膨張行程の間の殆どにおいて、閉じられ、閉じられたままの状態であり得る。正出力動作中、燃料が、膨張行程中に燃焼され、正出力が、エンジンにより送達される。膨張行程は、下死点にて完了し、この時点で、ピストンは、方向を反転し、排気弁は、主要排気事象のために開くことができる。カムシャフト上のローブは、ピストンが上方に移動しシリンダから燃焼ガスを押し出す際に、主要排気事象のために排気弁を開くように同期され得る。排気行程の終了付近において、カムシャフト上の別のローブが、主要吸気事象のために吸気弁を開くことができるが、この時に、ピストンは、シリンダ・ヘッドから離れる方向に移動する。吸気弁は、閉じ、吸気行程は、ピストンが下死点付近に位置する際に終了する。吸気弁及び排気弁は共に、ピストンが圧縮行程のために再び上方に移動する際に、閉じられる。
【０００５】
上記で参照した主要吸気弁事象及び主要排気弁事象は、内燃機関の正出力動作のために必要とされる。追加の補助弁事象は、必須ではないが、望ましい場合がある。例えば、圧縮解放エンジン制動事象、ブリーダ・エンジン制動事象、排気ガス再循環（ＥＧＲ：ｅｘｈａｕｓｔ  ｇａｓ  ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）事象、ブレーキ・ガス再循環（ＢＧＲ：ｂｒａｋｅ  ｇａｓ  ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）事象、或いは他の補助吸気弁事象及び／又は補助排気弁事象のために、正出力動作モード又は他のエンジン動作モードの際に吸気弁及び／又は排気弁を作動させることが望ましい場合がある。図５は、主要弁事象及び補助弁事象のためにエンジン・バルブを作動させるように、本発明の様々な実施例を使用してエンジン・バルブにより実施され得る、主要排気事象６００、並びに、圧縮解放エンジン制動事象６１０、ブリーダ・エンジン制動事象６２０、排気ガス再循環事象６４０、及びブレーキ・ガス再循環事象６３０などの補助弁事象の例を図示する。
【０００６】
補助弁事象に関して、内燃機関中の排気ガスの流れ制御が、車両エンジン制動を実現するために利用されてきた。一般的に、エンジン制動システムは、圧縮解放タイプの制動、排気ガス再循環、排気圧力調整、及び／又はブリーダ・タイプの制動の原理を組み入れるために、排気ガス流を制御し得る。
【０００７】
圧縮解放タイプのエンジン制動中、排気弁は動力生成内燃機関を動力吸収空気圧縮機へと少なくとも一時的に転換させるように、選択的に開かれ得る。ピストンが、その圧縮行程の際に上方に移動すると、シリンダ内に捕獲されたガスは、圧縮され得る。この圧縮ガスは、ピストンの上方運動に抵抗し得る。ピストンが、上死点（ＴＤＣ：ｔｏｐ  ｄｅａｄ  ｃｅｎｔｅｒ）位置に接近すると、少なくとも１つの排気弁が開かれて、シリンダ内の圧縮ガスを排気マニホルドへと逃がすことにより、圧縮ガスに蓄積されたエネルギーが後の膨張下方行程においてエンジンに戻されるのが防止され得る。このようなことが行われる際に、エンジンの減速力が高じて、車両の減速を助け得る。先行技術の圧縮解放エンジン・ブレーキの一例は、Ｃｕｍｍｉｎｓの特許文献１（１９６５年１１月）の開示により示され、これは、参照により本明細書に組み込まれている。
【０００８】
ブリーダ・タイプのエンジン制動中、ピストンの排気行程中に生じる主要排気弁事象に加えて、及び／又はその代わりに、排気弁は、残りの３つのエンジン・サイクルの間（全サイクル・ブリーダ・ブレーキ）又は残りの３つのエンジン・サイクルの一部分の間（部分サイクル・ブリーダ・ブレーキ）、若干開いた状態に保持され得る。シリンダの内外へのシリンダ・ガスの抽気は、エンジンを減速させるように作用し得る。通常は、ブリーダ制動動作における制動弁の初めの開きが、圧縮ＴＤＣに先立ち行われ（すなわち早期弁作動）、次いで、上昇状態が、ある期間にわたり一定に保持される。そのため、ブリーダ・タイプのエンジン・ブレーキは、早期弁作動により、弁を作動させるために必要となる力をより低下させ、圧縮解放タイプのブレーキの高速ブローダウンに代わる連続抽気により、発生するノイズをより低下させ得る。
【０００９】
排気ガス再循環（ＥＧＲ）システムにより、正出力動作の際に、排気ガスの一部分をエンジン・シリンダ内に還流させることが可能になり得る。ＥＧＲは、正出力動作の際にエンジンにより生成されるＮＯｘの量を低減させるために利用され得る。また、ＥＧＲシステムは、エンジン制動サイクル中の排気マニホルド及びエンジン・シリンダの中の圧力及び温度を制御するためにも利用され得る。一般的には、内部及び外部の２つのタイプのＥＧＲシステムが存在する。外部ＥＧＲシステムは、吸気弁を経由してエンジン・シリンダ内に排気ガスを再循環させて戻す。内部ＥＧＲシステムは、排気弁及び／又は吸気弁を経由してエンジン・シリンダ内に排気ガスを再循環させて戻す。本発明の実施例は、主に内部ＥＧＲシステムに関する。
【００１０】
ブレーキ・ガス再循環（ＢＧＲ）システムは、エンジン制動動作の際に、排気ガスの一部分をエンジン・シリンダ内に還流させることが可能であり得る。例えば、吸気行程中にエンジン・シリンダ内に排気ガスを再循環させて戻すことにより、圧縮解放制動に利用可能なシリンダ内のガス質量を増加させることができる。その結果、ＢＧＲは、制動事象により実現される制動効果を増大させ得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第３，２２０，３９２号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述の課題に応じて、本出願人らは、同一のエンジン・シリンダに関連付けられた第１のエンジン・バルブ及び第２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を開発した。このシステムは、ロッカ・アーム・シャフトと、主要弁作動運動を付与するための手段と、ロッカ・アーム・シャフト上に配設された主要ロッカ・アームであって、第１のエンジン・バルブ及び第２のエンジン・バルブを作動させ、主要弁作動運動を付与するための手段から運動を受けるように構成された、主要ロッカ・アームと、補助弁作動運動を付与するための手段と、主要ロッカ・アームに隣接して配設された補助ロッカ・アームであって、補助弁作動運動を付与するための手段から運動を受けるように構成された、補助ロッカ・アームと、主要ロッカ・アーム内のマスター・ピストン・ボア内に配設されたマスター・ピストンと、主要ロッカ・アーム内のスレーブ・ピストン・ボア内に配設されたスレーブ・ピストンであって、第１のエンジン・バルブ及び第２のエンジン・バルブのうちの最初のもののみに対して補助弁作動運動を付与するように位置決めされる、スレーブ・ピストンと、主要ロッカ・アーム内の制御弁ボア内に配設された制御弁と、マスター・ピストン・ボア、スレーブ・ピストン・ボア、及び制御弁ボアを連絡させる油圧回路とを備える。
【００１３】
さらに、本出願人らは、第１のエンジン・バルブ及び第２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を開発した。このシステムは、ロッカ・アーム・シャフトと、ロッカ・アーム・シャフト上に配設された主要ロッカ・アームであって、主要ロッカ・アームの主本体から横方向に延在するマスター・ピストン・ボスを有する、主要ロッカ・アームと、マスター・ピストン・ボスが延在する主要ロッカ・アームの側において主要ロッカ・アームの主本体に隣接して配設された補助ロッカ・アームと、マスター・ピストン・ボス内のマスター・ピストン・ボア内に配設されたマスター・ピストンと、主要ロッカ・アームの主本体内のスレーブ・ピストン・ボア内に配設されたスレーブ・ピストンと、第１のエンジン・バルブと第２のエンジン・バルブとの間に延在し、主要ロッカ・アーム作動端部に接触するように構成された中央表面を有する、弁ブリッジであって、第１のエンジン・バルブの上方に弁ブリッジの第１の端部を貫通して延在する側部開口をさらに有する、弁ブリッジと、弁ブリッジ側部開口内に配設され、第１のエンジン・バルブとスレーブ・ピストンとの間に延在し、第１のエンジン・バルブ及びスレーブ・ピストンに接触する、摺動ピンと、マスター・ピストン・ボア、スレーブ・ピストン・ボア、及び油圧流体源を連絡させる油圧回路とを備える。
【００１４】
さらに、本出願人らは、主要弁作動事象及び補助弁作動事象のために、主要ロッカ・アーム、主要ロッカ・アームに隣接して取り付けられた補助ロッカ・アーム、及び主要ロッカ・アームに組み込まれたマスター・スレーブ油圧空動きシステムを利用して第１のエンジン・バルブ及び第２のエンジン・バルブを作動させる革新的な方法を開発した。この方法は、エンジンの主要弁作動動作モード中、第１のバルブ・トレイン要素から主要ロッカ・アームに対して付与される運動に応答して、主要弁作動事象のために第１のエンジン・バルブ及び第２のエンジン・バルブを作動させるステップと、補助弁作動事象が第１のエンジン・バルブ及び第２のエンジン・バルブのうちの最初のもののみに対して付与されるべき間、主要ロッカ・アームからマスター・ピストン及びスレーブ・ピストンを延出させるように、マスター・スレーブ油圧空動きシステムに対して油圧流体を加えるステップと、エンジンの補助弁作動動作モード中、第２のバルブ・トレイン要素から補助ロッカ・アームに対して付与される運動に応答して、マスター・スレーブ油圧空動きシステムを利用して、補助弁作動事象のために第１のエンジン・バルブ及び第２のエンジン・バルブのうちの最初のもののみを作動させるステップとを含む。
【００１５】
前述の概括的な説明及び以下の詳細な説明は、専ら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。
【００１６】
以下、本発明の理解を支援するために、添付の図面を参照する。これらの図面において、同様の参照符号は、同様の要素を指す。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施例による、組み立てられたマスター・スレーブ・ロッカ・アーム／補助ロッカ・アーム・システムの上面図である。
【図２】切断ラインＡ−Ａに沿った、図１に示す本発明の実施例の部分断面図である。
【図３】切断ラインＢ−Ｂに沿った、図１に示す本発明の実施例の部分断面図である。
【図４】図１に示すマスター・スレーブ・ロッカ・アーム内の油圧式制御弁及びスレーブ・ピストン回路の拡大図である。
【図５】複数の異なる例示的な補助弁事象のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付の図面に一例が図示される本発明の第１の実施例を詳細に参照する。図１を参照すると、エンジン・バルブを作動させるためのシステムが図示される。図１は、主要ロッカ・アーム１００の上面図である。この主要ロッカ・アーム１００は、本明細書においては排気ロッカ・アームと呼ばれる場合があるが、排気ロッカ・アームであることに限定されない。補助（又はオフセット）ロッカ・アーム２００が、主要ロッカ・アーム１００に隣接して取り付けられる。図２は、図１の切断ラインＡ−Ａに沿った、排気ロッカ・アーム１００の部分断面側面図である。図３は、図１の切断ラインＢ−Ｂに沿った、補助ロッカ・アーム２００の部分断面側面図である。図１〜図３を参照すると、参照されるエンジン・バルブ４００は、エンジン内の燃焼チャンバ（例えばシリンダ）と吸引（例えば吸気及び排気）マニホルドとの間の連通を制御するために使用されるポペット・タイプの弁を構成する。このシステムは、主要ロッカ・アーム１００及び補助ロッカ・アーム２００が上に配設され得るロッカ・アーム・シャフト５００を備える。代替的な一実施例においては、主要ロッカ・アーム１００及び補助ロッカ・アーム２００はそれぞれ、固有のロッカ・シャフトの上に取り付けられ得る。主要ロッカ・アーム１００及び補助ロッカ・アーム２００は、カムシャフト３００又はいくつかの他の運動付与手段により運動が付与される結果として、ロッカ・アーム・シャフト５００を中心として枢動され得る。
【００１９】
主要ロッカ・アーム１００が、排気ロッカ・アームである場合には、この主要ロッカ・アーム１００及び補助ロッカ・アーム２００は、排気弁４００などのエンジン・バルブに直接的に（図示せず）又は弁ブリッジ４５０を介して（図示する）接触することにより、それらのエンジン・バルブを作動させるように構成され得る。かかる例においては、補助ロッカ・アーム２００は、排気ロッカ・アーム内においてスレーブ・ピストン１７２と油圧連通状態にあり、さらに、摺動ピン４６０を介して同一のエンジン・シリンダに関連付けられた２つ以上の排気弁のセットの中の単一の排気弁に対して作用する、排気ロッカ・アーム１００内に設けられたマスター・ピストン１１４に接触することにより、少なくとも１つの排気弁４００を選択的に作動させるように構成される。
【００２０】
ロッカ・アーム・シャフト５００は、その上に取り付けられたロッカ・アームまでエンジン・オイルなどの油圧流体を送達するための、１つ又は複数の内部通路を備えてもよい。具体的には、ロッカ・アーム・シャフト５００は、制御流体供給通路５２０を備えてもよい。制御流体供給通路５２０は、ロッカ・シャフト通路５１０を経由して排気ロッカ・アーム１００内のマスター・スレーブ油圧回路に油圧流体を供給し得る。ソレノイド制御弁（図示せず）が、制御流体供給通路５２０への低圧油圧流体の供給を制御してもよい。
【００２１】
図１及び図２を共に参照すると、排気ロッカ・アーム１００は、このロッカ・アームの中央部分を横方向に貫通して延在するロッカ・シャフト・ボア１０４を備える。このロッカ・シャフト・ボア１０４は、ロッカ・アーム・シャフト５００を受けるように構成されてもよい。ロッカ・シャフト・ボア１０４は、ロッカ・アーム・シャフト５００中に形成された制御流体供給通路５２０からの流体を受けるために、壁部中に形成された１つ又は複数の孔を含んでもよい。
【００２２】
排気ロッカ・アーム１００は、ラッシュ調節ねじ１０８を有する弁作動端部１０６を備えてもよい。ラッシュ調節ねじ１０８は、弁作動端部１０６の底部から突出し、排気ロッカ・アームの弁作動端部１０６と排気弁ブリッジ４５０との間のラッシュ・スペースの調節を可能にし得る。ラッシュ調節ねじは、ナットにより定位置にロックされてもよい。任意には、自動調節型油圧ラッシュ調節装置が、手動調節可能なラッシュ調節ねじに代わって代用されてもよく、又はラッシュ調節が、全く行われなくてもよい。
【００２３】
図１〜図３を参照すると、マスター・ピストン・ボス１１０が、補助ロッカ・アーム２００の弁作動端部２０６の下方に位置決めされるように、排気ロッカ・アームの主本体の弁作動端部１０６から横方向に延在してもよい。図３は、マスター・ピストン・ボス１１０を示す断面側面図である。マスター・ピストン・ボア１１２が、ボス１１０内に形成されてもよく、マスター・ピストン１１４が、マスター・ピストン・ボア１１２内に摺動自在に配設されてもよい。マスター・ピストン保持カップ１１６が、マスター・ピストン・ボア１１２の開端部の付近に配置されてもよい。保持カップ１１６は、中にマスター・ピストン１１４が延在し得る中央開口を有してもよい。保持カップ１１６は、保持ワッシャによって、マスター・ピストン・ボア１１２から外に抜け落ちるのを防止されてもよい。オプションのばね１２０が、マスター・ピストンがマスター・ピストン・ボア１１２内に付勢されるように、保持カップ１１６とマスター・ピストン１１４上に設けられたショルダとの間に延在してもよい。流体通路１６４が、スレーブ・ピストン・ボア１７０又は流体通路１６２に対してマスター・ピストン・ボアを連絡させてもよい。
【００２４】
図１〜図４を参照すると、排気ロッカ・アーム１００は、マスター・ピストン・ボア１１２に隣接するスレーブ・ピストン・ボア１７０を備えてもよく、スレーブ・ピストン１７２は、スレーブ・ピストン・ボア１７０内に摺動自在に配設されてもよい。スレーブ・ピストン保持カップ１７４が、スレーブ・ピストン・ボア１７０の開端部の付近に配置されてもよい。保持カップ１７４は、中にスレーブ・ピストン１７２が延在し得る中央開口を有してもよい。保持カップ１７４は、保持ワッシャにより、スレーブ・ピストン・ボア１７０から外に抜け落ちるのを防止されてもよい。オプションのばね１７６が、スレーブ・ピストンがスレーブ・ピストン・ボア１７０内に付勢されるように、保持カップ１７４とスレーブ・ピストン１７２上に設けられたショルダとの間に延在してもよい。流体通路１６４が、マスター・ピストン・ボア１１２に対して、スレーブ・ピストン・ボア１７０又はスレーブ・ピストン・ボアから延在する通路１６２を連絡させてもよい。
【００２５】
ラッシュ調節ねじ１７８は、排気ロッカ・アーム１００を貫通して延在して、スレーブ・ピストン１７２に接触してもよい。ラッシュ調節ねじ１７８は、排気ロッカ・アームの弁作動端部１０６の頂部から突出し、スレーブ・ピストン１７２の下方端部と排気弁ブリッジ４５０内の摺動ピン４６０との間のラッシュ・スペースの調節を可能にし得る。ラッシュ調節ねじは、ナットにより定位置にロックされてもよい。任意には、自動調節型油圧式ラッシュ調節装置が、手動調節可能なラッシュ調節ねじに代わって代用されてもよく、又はラッシュ調節が、全く行われなくてもよい。
【００２６】
また、排気ロッカ・アーム１００は、弁作動端部１０６の近位のロッカ・アームの端部に制御弁ボア１２４を備えてもよい。制御弁ピストン１３０が、制御弁ボア１２４内に配設されてもよい。制御弁ピストン１３０は、マスター・ピストン・ボア１１２及びスレーブ・ピストン・ボア１７０を備えるマスター油圧回路及びスレーブ油圧回路と、流体通路１６２及び１６４とに対する、油圧流体の供給を制御してもよい。制御弁ボアは、図２及び図４に図示するように垂直方向に、又は代替的な一実施例においては水平方向などの何らかの異なる配向に、配向されてもよい。
【００２７】
図４は、本発明の第１の実施例において使用される制御弁ピストン１３０の詳細を示す。制御弁ピストン１３０は、１つ又は複数の内部通路を有する円筒形状要素であってもよく、内部制御逆止め弁１４０を組み込んでもよい。逆止め弁１４０は、流体が、制御流体通路１６０から供給流体通路１６２に流れるのを可能にし得るが、逆方向への流れは阻止される。制御弁ピストン１３０は、１つ又は複数の制御弁ばね１３３により、制御弁ボア１２４内へと制御弁ボアの底部１３５にばね付勢されてもよい。中央内部通路が、制御弁ピストン１３０の内方端部から、制御逆止め弁１４０が配置され得る制御弁ピストンの中間部の方向へと、軸方向に延在してもよい。制御弁ピストン１３０内の中央内部通路は、制御弁ピストン１３０の直径にわたり延在する１つ又は複数の通路と連通してもよい。図４に図示するように、制御弁ピストン１３０がボア１２４に対して上方並進移動する結果として、制御弁ピストン１３０を貫通して延在する通路は、第２の流体通路１６２を有する制御弁ボアの側壁部に連絡する孔と選択的に位置合わせされ得る。制御弁ピストン１３０を貫通して延在する通路が、第２の流体通路１６２に位置合わせされると、低圧流体が、第１の流体通路１６０から制御弁ピストン１３０を通り第２の流体通路１６２内に流れて、マスター・スレーブ油圧回路を充填し得る。
【００２８】
排気ロッカ・アーム１００は、排気ロッカ・アームを通して油圧流体を送達することにより排気ロッカ・アーム内に含まれるマスター・スレーブ油圧回路を充填するための、１つ又は複数の内部通路１６０、１６２、及び１６４を備えてもよい。第１の流体通路１６０の端部に位置する孔が、ロッカ・シャフト・ボア１０４と連通してもよく、排気ロッカ・アームがロッカ・アーム・シャフト上に取り付けられた場合に、ロッカ・アーム・シャフト５００内に設けられた制御流体供給通路５２０に位置合わせされてもよい。第１の流体通路１６０は、ロッカ・シャフト・ボア１０４と制御弁ボア１２４との間に延在してもよい。第２の流体通路１６２は、制御弁ボア１２４からスレーブ・ピストン・ボア１７０まで排気ロッカ・アーム１００を貫通して延在してもよい。第３の流体通路１６４は、マスター・ピストン・ボア１１２からスレーブ・ピストン・ボア１７０又は第２の流体通路１６２まで延在してもよい。これらのマスター・ピストン、スレーブ・ピストン、並びにマスター・ピストン及びスレーブ・ピストンを連絡させる油圧回路は、共に、主要ロッカ・アーム１００が採用するマスター・スレーブ油圧空動きシステムを形成し得る。
【００２９】
図１及び図２を再度参照すると、排気ロッカ・カム・ローラ１０２が、排気ロッカ・アーム１００に対して連結されてもよい。排気ロッカ・カム・ローラ１０２は、カムシャフト３００上に設けられた排気カム３１０（すなわち主要弁作動をもたらすための手段）に接触し得る。排気カム３１０は、排気ロッカ・アーム１００に対して主要弁作動運動を付与することにより主要排気事象などの主要弁開き事象を生じさせるように構成されたローブを含む、１つ又は複数のローブを備えてもよい。主要弁作動運動は、カム、プッシュ・チューブ、ロッカ・アーム、レバー、油圧アクチュエータ、及び電気機械アクチュエータ等々を含むがそれらに限定されない、任意の個数の代替的なバルブ・トレイン要素により排気ロッカ・アーム１００に対して付与され得ると認識される。
【００３０】
図１及び図３を参照すると、補助ロッカ・アーム２００は、オフセット・ロッカ・アームの中央部分を貫通して横方向に延在するロッカ・シャフト・ボア２０４を備える。ロッカ・シャフト・ボア２０４は、ロッカ・アーム・シャフト５００を受けるように構成されてもよい。補助ロッカ・アーム２００は、弁作動端部２０６及びラッシュ調節ねじ２０８をさらに備えてもよい。ラッシュ調節ねじ２０８は、弁作動端部２０６の底部から突出し、補助ロッカ・アームの弁作動端部２０６とマスター・ピストン１１４との間のラッシュ・スペースの調節を可能にし得る。ラッシュ調節ねじ２０８は、ナットにより定位置にロックされてもよい。任意には、油圧型ラッシュ調節装置又は自動調節型ラッシュ調節装置が、ラッシュ調節ねじ２０８の代わりに代用されてもよい。
【００３１】
補助ロッカ・カム・ローラ２０２が、オフセット・ロッカ・アーム２００に対して連結されてもよい。補助ロッカ・カム・ローラ２０２は、カムシャフト３００上に設けられた補助カム３２０（すなわち補助弁作動を付与するための手段）に接触し得る。特に図４を参照すると、補助カム３２０は、例えば補助ロッカ・アーム２００に対して１つ又は複数の補助弁作動運動を付与するように構成されたエンジン制動カム・ローブ３３０、排気ガス再循環（ＥＧＲ）カム・ローブ３４０、及び／又はブレーキ・ガス再循環（ＢＧＲ）カム・ローブ３５０などの、１つ又は複数のカム・ローブを備えてもよい。これらの補助弁作動運動は、カム、プッシュ・チューブ、ロッカ・アーム、レバー、油圧アクチュエータ、及び電気機械アクチュエータ等々を含むがそれらに限定されない、任意の個数の代替的なバルブ・トレイン要素により、補助アクチュエータ・ロッカ・アーム２００に対して付与され得ると認識される。エンジン制動カム・ローブ３３０は、圧縮解放エンジン制動、ブリーダ・エンジン制動、又は部分ブリーダ・エンジン制動を実現するように構成されてもよい。圧縮解放エンジン制動は、ピストンの圧縮行程（及び／又は２サイクル制動の場合の排気行程）におけるエンジン・ピストンの上死点位置付近において、排気弁（又は補助エンジン・バルブ）を開くことを伴う。ブリーダ・エンジン制動は、全エンジン・サイクルの間にわたり排気弁を開くことを伴い、部分ブリーダ・エンジン制動は、エンジン・サイクルの大部分にわたって排気弁を開くことを伴う。オプションのＥＧＲローブは、エンジンの正出力動作モード中、ＥＧＲ事象を実現するために使用され得る。オプションのＥＧＲローブは、エンジンのエンジン制動動作モード中、ＢＧＲ事象を実現するために使用され得る。エンジン制動ローブ３３０、ＥＧＲローブ３４０、及びＢＧＲローブ３５０により付与される弁作動運動は、補助ロッカ・アーム２００により付与され得る補助弁作動運動の例として意図される。
【００３２】
図１を参照すると、ネズミ捕りタイプのばね２１０が、補助ロッカ・アーム２００及びロッカ・シャフト５００に係合してもよい。図示するように、ばね２１０は、カムシャフト３００の方向に補助ロッカ・アーム２００を付勢してもよい。ばね２１０は、カムシャフトの回転中にわたって、補助ロッカ・アーム２００を補助カム３２０に接触状態に維持するのに十分な強度を有してもよい。代替的な一実施例においては、ばね２１０は、マスター・ピストン１１４の方向に補助ロッカ・アーム２００を付勢してもよい。かかる実施例においては、ピストンボア１１２からマスター・ピストン１１４が延出することにより、補助ロッカ・アーム２００は、ばね２１０の付勢に対抗して逆回転し得るため、補助ロッカ・アーム２００は、マスター・ピストンが油圧により延出される場合にのみ、補助カム３２０に接触し得る。
【００３３】
他の実施例においては、これらのロッカ・アームには、吸気ロッカ・アーム１００が含まれてもよい。吸気ロッカ・アーム１００は、吸気弁４００などのエンジン・バルブに直接的に又は弁ブリッジを介して接触することにより、このエンジン・バルブを作動させるように構成されてもよい。補助ロッカ・アーム２００は、吸気ロッカ・アーム１００に接触し、この吸気ロッカ・アームを介して吸気弁に対して作用することにより、少なくとも１つの吸気弁４００を選択的に作動させるように構成されてもよい。吸気カムが、吸気ロッカ・アームに対して主要弁作動運動を付与することにより、主要吸気事象を実現させ得ることと、補助カムが、補助ロッカ・アーム２００に対して補助弁作動運動を付与することにより、例えば排気ガス再循環及び／又はブレーキ・ガス再循環などの補助吸気事象を実現させ得ることとが、予期される。
【００３４】
次に、図１〜図４に図示するエンジン・バルブを作動させるためのシステムを利用することによる、本発明の第１の実施例の動作を説明する。図１〜図４を参照すると、エンジン動作により、カムシャフト３００が回転される。排気カム３１０の回転により、排気ロッカ・アーム１００は、ロッカ・シャフト５００を中心として枢動され、排気カム上の主要排気ローブ３１５と排気カム・ローラ１０２との間の相互作用に応答して、主要排気事象のために排気弁４００を作動させる。同様に、補助カム３２０上の各ローブにより、補助ロッカ・アーム２００は、マスター・ピストン１１４の方向へとロッカ・シャフト５００を中心として枢動され得る。
【００３５】
このシステムの正出力動作中、制御流体供給通路５２０内の流体圧力が、逃がされるか又は低減されてもよく、次いで、これにより、制御流体通路１６０内の流体圧力（図２及び図４を参照）が、逃がされるか又は弱められ得る。図２を参照すると、その結果として、制御弁ピストン１３０内の内部流体通路は、制御弁１３０が制御弁ばね１３３の影響下において制御弁ボア内へと並進移動することにより、第２の流体通路１６２に対して制御弁ボア１２４を連絡する孔との位置合わせを終了し得る。次いで、第２の流体通路１６２内の流体は、制御弁ピストン１３０の後方を通過し、制御弁ボア１２４から外に逃げることができる。その結果、図２を参照すると、マスター・ピストン１１４は、マスター・ピストンばね１２０の影響下においてマスター・ピストン・ボア１１２内へと沈み込み得る。
【００３６】
図３を参照すると、補助ロッカ・アーム２００は、ばね２１０により補助カム３２０の方向に付勢されてもよい。マスター・ピストン１１４が、ボア１１２内へと付勢され、補助ロッカ・アーム２００が、補助カム３２０の方向に付勢される結果として、補助カム３２０が基礎円に位置し、流体供給通路５２０内の流体圧力が逃がされるか又は低減される場合には、ラッシュ・スペースが、補助ロッカ・アーム２００の弁作動端部２０６とマスター・ピストンとの間に存在することができる。好ましくは、このラッシュ・スペースにより、補助ロッカ・アームが補助カム３２０上のローブにより枢動される場合に、補助ロッカ・アーム２００がマスター・ピストン１１４に係合することが防止される。したがって、正出力の間、補助カム３２０に応答する補助ロッカ・アーム２００の動きにより、マスター・ピストン１１４のいかなる作動も起き得ない。
【００３７】
補助排気弁作動が、エンジン制動、ＥＧＲ、及び／又はＢＧＲに対して望まれる場合には、制御流体供給通路５２０内の流体圧力は、上昇されてもよい。ソレノイド作動弁（図示せず）が、制御流体供給通路５２０内における高い流体圧力の印加を制御するために使用されてもよい。制御流体供給通路５２０内の高い流体圧力は、排気ロッカ・アーム１００内の第１の流体通路１６０を経由して制御弁ピストン１３０に対して印加される。補助弁作動が、例えばエンジン制動である場合には、制御弁ピストン１３０は、制御弁ピストン１３０内の内部流体通路が第２の流体通路１６２に位置合わせされる位置である「エンジン・ブレーキ・オン」位置（図４に図示）へと制御弁ボア１２４内において変位され得る。逆止め弁１４０は、第２の流体通路１６２に進入する流体が、制御弁ピストン１３０を通り逆流するのを防止し得る。第２の流体通路１６２及び第３の流体通路１６４内の流体圧力は、マスター・ピストンばね１２０の付勢力を克服するのに十分なものであってもよい。その結果、マスター・ピストン１１４は、ボア１１２から外に延出し、補助カム３２０が基礎円に位置する場合に、マスター・ピストンと補助ロッカ・アーム作動端部２０６との間のラッシュ・スペースを埋め得る。低圧流体により、制御弁ピストン１３０が「エンジン・ブレーキ・オン」位置に維持される限りは、マスター・ピストン１１４は、油圧により延出された位置に位置し得る。その後、補助カム３２０により補助ロッカ・アーム２００が枢動することにより、マスター・ピストン１１４が変位され得ると共に、さらにこれにより、スレーブ・ピストン１７２が変位されて、摺動ピン４６０と接触状態にある排気弁４００の弁作動を生じさせる。この弁作動は、補助ロッカ・アームとマスター・ピストンとの間のラッシュ・スペースが縮小されるか又は存在しないことにより、補助カム（すなわちローブ３３０、３４０、及び／又は３５０）上の各ローブに対応し得る。
【００３８】
補助排気弁作動が、もはや望まれない場合には、制御流体供給通路５２０内の圧力は、低減されるか又は逃がされてもよく、制御弁ピストン１３０は、「エンジン・ブレーキ・オフ」位置へと戻ることとなる。次いで、マスター・ピストン・ボア１１２内の流体が、第３の流体通路１６２及び第２の通路１６４を通り、制御弁ボア１２４の外へと逃がされて戻り得る。
【００３９】
本発明の範囲又は趣旨から逸脱することなく、本発明の変更及び修正を行い得ることが、当業者には自明であろう。例えば、排気ロッカ・アーム１００は、本発明の意図される範囲から逸脱することなく、吸気ロッカ・アーム又は補助ロッカ・アームとして実装され得ることが、認識される。さらに、本発明の様々な実施例は、補助カム３２０又はマスター・ピストン１１４のいずれかの方向に補助ロッカ・アーム２００を付勢するための手段を含んでも、含まなくてもよい。さらに、ロッカ・アームを「補助」ロッカ・アームとして示すことは、任意の他のロッカ・アームに対するこのロッカ・アームのサイズ又は形状を限定するものとしては意図されない。本発明の意図される範囲から逸脱することなく、本発明の上記の実施例に対するこれらの及び他の修正を行うことができる。
【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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【国際調査報告】
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