(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つの排気弁作動ユニット（１０）および吸気弁作動ユニット（１１）、ならびに内部排気ガス再循環を調節するために排気弁作動ユニット（１０）を排気ガス再循環動作に切り換えるように用意された動作モード切換ユニット（１２）を有する、自動車用の内燃機関バルブトレイン装置に関する。  動作モード切換ユニット（１２）が、内部排気ガス再循環を調節するために付加的に吸気弁作動ユニット（１１）を排気ガス再循環動作に切り換えるように設けられていることを提案する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの排気弁作動ユニット（１０）および吸気弁作動ユニット（１１）、ならびに内部排気ガス再循環を調節するために前記排気弁作動ユニット（１０）を排気ガス再循環動作に切り換えるように用意された動作モード切換ユニット（１２）を有する、自動車用の内燃機関バルブトレイン装置において、
前記動作モード切換ユニット（１２）が、内部排気ガス再循環を調節するために付加的に前記吸気弁作動ユニット（１１）を排気ガス再循環動作に切り換えるように設けられていることを特徴とする、内燃機関バルブトレイン装置。
【請求項２】
前記吸気弁作動ユニット（１１）が少なくとも１つの吸気カム（１３、１４）を有し、前記吸気カムが通常動作のための少なくとも１つの第１のカムトラック（１７）および前記排気ガス再循環動作のための第２のカムトラック（１８）を有することを特徴とする、請求項１記載の内燃機関バルブトレイン装置。
【請求項３】
少なくとも１つの前記吸気カム（１３、１４）の前記第２のカムトラック（１８）が、少なくとも１つの弁作動パラメータ（１９、２０）において少なくとも１つの前記吸気カム（１３、１４）の前記第１のカムトラック（１７）と異なることを特徴とする、請求項２記載の内燃機関バルブトレイン装置。
【請求項４】
少なくとも１つの前記吸気カム（１３、１４）の前記第２のカムトラック（１８）が、吸気弁開放期間（２１）を少なくとも本質的に排気弁開放期間（２２、２３）の範囲外に設定するように設けられていることを特徴とする、請求項２または請求項３記載の内燃機関バルブトレイン装置。
【請求項５】
少なくとも１つの前記吸気カム（１３、１４）の前記第２のカムトラック（１８）が、少なくとも１つの前記吸気カム（１３、１４）の前記第１のカムトラック（１７）の行程高さとして形成された弁作動パラメータとは異なる行程高さとして形成された弁作動パラメータ（１９）を有することを特徴とする、請求項２記載の内燃機関バルブトレイン装置。
【請求項６】
少なくとも１つの前記吸気カム（１３、１４）の前記第２のカムトラック（１８）の行程高さとして形成された前記弁作動パラメータ（１９）が、少なくとも１つの前記吸気カム（１３、１４）の前記第１のカムトラック（１７）の行程高さとして形成された弁作動パラメータより小さく形成されていることを特徴とする、請求項５記載の内燃機関バルブトレイン装置。
【請求項７】
少なくとも１つの前記吸気カム（１３、１４）の前記第２のカムトラック（１８）が、少なくとも１つの前記吸気カム（１３、１４）の前記第１のカムトラック（１７）の開放持続時間として形成された弁作動パラメータとは異なる開放持続時間として形成された弁作動パラメータ（２０）を有することを特徴とする、請求項２記載の内燃機関バルブトレイン装置。
【請求項８】
少なくとも１つの前記吸気カム（１３、１４）の前記第２のカムトラック（１８）の開放持続時間として形成された弁作動パラメータ（２０）が、少なくとも１つの前記吸気カム（１３、１４）の前記第１のカムトラック（１７）の開放持続時間として形成された弁作動パラメータより短く形成されていることを特徴とする、請求項７記載の内燃機関バルブトレイン装置。
【請求項９】
前記排気弁作動ユニット（１０）が、前記排気ガス再循環動作のための少なくとも１つのカムトラック（２８）を有する少なくとも１つの排気カム（２４、２５）を有し、前記カムトラック（２８）が行程高さとして形成された少なくとも２つの弁作動パラメータ（２９、３０）を有し、さらに少なくとも１つの前記吸気カム（１３、１４）の前記第２のカムトラック（１８）の行程高さとして形成された弁作動パラメータ（１９）が、少なくとも１つの前記排気カム（２４、２５）の前記カムトラック（２８）の行程高さとして形成されたこれら２つの弁作動パラメータ（２９、３０）と異なることを特徴とする、請求項２記載の内燃機関バルブトレイン装置。
【請求項１０】
少なくとも１つの前記吸気カム（１３、１４）の前記第２のカムトラック（１８）の行程高さとして形成された弁作動パラメータ（１９）が、少なくとも１つの前記排気カム（２４、２５）の前記カムトラック（２８）の行程高さとして形成された前記２つの弁作動パラメータ（２９、３０）の少なくとも１つよりも小さく形成されていることを特徴とする、請求項９記載の内燃機関バルブトレイン装置。
【請求項１１】
前記動作モード切換ユニット（１２）が、少なくとも排気ガス再循環動作の切換のために回転運動（３３、３４）を軸方向運動（３５、３６）に変換するように設けられた少なくとも１つの切換連結リンク（３１、３２）を有することを特徴とする、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の内燃機関バルブトレイン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段に記載の内燃機関バルブトレイン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１から、少なくとも１つの排気弁作動ユニットおよび吸気弁作動ユニット、ならびに内部排気ガス再循環を調節するために排気弁作動ユニットを排気ガス再循環動作に切り換えるように用意された動作モード切換ユニットを有する、自動車用の内燃機関バルブトレイン装置が公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１００５１１３０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特に本発明の課題は、内燃機関バルブトレイン装置を有する自動車の燃料消費を減らすことである。この課題は、本発明によれば請求項１の特徴によって解決される。別の実施形態は従属請求項に示されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、少なくとも１つの排気弁作動ユニットおよび吸気弁作動ユニットならびに内部排気ガス再循環を調節するために排気弁作動ユニットを排気ガス再循環動作に切り換えるように用意された動作モード切換ユニットを有する、自動車用の内燃機関バルブトレイン装置から出発している。
【０００６】
内部排気ガス再循環の調節のために付加的に吸気弁作動ユニットを排気ガス再循環動作に切り換えるように動作モード切換ユニットが用意されていることを提案する。そのことによって吸気弁作動および排気弁作動は、特に排気ガス再循環に適合することができ、そのことによって特に有利な内部排気ガス再循環を実現することができる。排気ガス再循環動作時の一定の排気ガス再循環量を保証することができ、そのことによって有害物質放出を減らすことができる。さらに排気ガス再循環動作時の吸気弁作動のための駆動力および／または排気弁作動のための駆動力を少なくすることができ、そのことによって効率を高めることができる。そのことによって内燃機関バルブトレイン装置を有する自動車の燃料消費を減らすことができる。「排気ガス再循環量」とは特に、内部排気ガス再循環によって次の燃焼過程のためにシリンダに再び供給される排気ガス量を意味するものとする。排気弁作動ユニットは特に少なくとも通常動作および排気ガス再循環動作の際に駆動可能とすることが好ましい。吸気弁作動ユニットは少なくとも通常動作および排気ガス再循環動作の際に駆動可能とすることが好ましい。「動作モード切換ユニット」とは特に、少なくとも２つの異なる動作モードの間で、好ましくは少なくとも通常動作および排気ガス再循環動作の間で、切り換えるように用意されているユニットを意味するものとする。特に動作モード切換ユニットは対応する動作モードを調節するために、好ましくは排気弁作動ユニットおよび／または吸気弁作動ユニットの切換を行う。動作モード切換ユニットは、排気弁作動ユニットおよび／または吸気弁作動ユニットの弁作動特性を不連続なステップで切り換えるように有利には用意されている。特に好ましくは、動作モード切換ユニットは、少なくとも１つの吸気弁を吸気弁作動ユニットの少なくとも２つのカムトラックの１つと作動的に接触させ、および／または少なくとも１つの排気弁を排気弁作動ユニットの少なくとも２つのカムトラックの１つと作動的に接触させるように用意されている。「内部排気ガス再循環」とは特に、排気ガスが排気路から再びシリンダに直接供給される排気ガス再循環を意味するものとする。「用意された」とはとりわけ、特別にプログラミングされた、装備された、設計された、および／または配置されたということを意味するものとする。
【０００７】
吸気弁作動ユニットが少なくとも１つの吸気カムを有し、この吸気カムが通常動作のための少なくとも１つの第１のカムトラックおよび排気ガス再循環動作のための第２のカムトラックを有することをさらに提案する。それにより排気ガス再循環動作を特に有利に調節することができる。好ましくは、排気弁作動ユニットは少なくとも１つの排気カムを有し、この排気カムは通常動作のための少なくとも１つの第１のカムトラックおよび排気ガス再循環動作のための第２のカムトラックを有する。「吸気カム」とは特に、少なくとも１つの吸気弁を作動させるように用意されている要素を意味するものとし、この場合、この要素は吸気弁の作動のために、吸気弁に直接的または間接的に少なくとも１つの行程をもたらすように特に用意されている。「排気カム」とは特に、少なくとも１つの排気弁を作動させるように用意されている要素を意味するものとし、この場合、この要素はこの排気弁の作動のために、排気弁に直接的または間接的に少なくとも１つの行程をもたらすように特に用意されている。動作モードの切換のために少なくとも１つの吸気カムは軸方向にスライド可能であるが、しかし回転不能に吸気カムベースシャフトに取り付けられている。動作モードの切換のためにこの少なくとも１つの排気カムは軸方向にスライド可能であるが、しかし回転不能に排気カムベースシャフトに取り付けられている。「カムトラック」とはここでは特に、ガス交換弁を直接作動させるように、および／またはカムフォロワを用いてガス交換弁を作動させて接続するように用意されているカムの部分を意味するものとする。好ましくはカムトラックはガス弁作動曲線を示す。カムトラックは、好ましくは吸気カムまたは排気カムの外周を走る領域として形成されており、この領域は対応するガス交換弁を作動させるためのガス弁作動曲線を形成し、および／またはこの範囲はその作動を少なくとも１つの弁作動パラメータの提供によって定義する。好ましくはガス交換弁は吸気弁または排気弁として形成されている。好ましくはガス弁作動曲線は吸気弁作動曲線または排気弁作動曲線として形成されている。
【０００８】
少なくとも１つの吸気カムの第２のカムトラックが少なくとも１つの弁作動パラメータにおいて少なくとも１つの吸気カムの第１のカムトラックと異なり、そのことによって吸気弁作動を特に内部排気ガス再循環に適合させることができることをさらに提案する。「弁作動パラメータ」とは特に、カムトラックの形態によって提供されるパラメータであって、対応するガス交換弁の作動を定義するパラメータを意味するものとする。弁作動パラメータはガス弁作動曲線によって定義および／または記述されることが好ましい。
【０００９】
特に、少なくとも１つの吸気カムの第２のカムトラックが、吸気弁開放期間を、少なくとも本質的に排気弁開放期間の範囲外に設定するように用意されている場合が有利である。そのことによって排気ガスを少なくとも本質的に閉じられた吸気弁により再び吸引することができ、そのことによって排気ガス再循環量を正確に配量することができる。少なくとも１つの吸気カムの第２のカムトラックが、少なくとも１つの吸気弁を、少なくとも１つの排気弁が作動する少なくとも十分な間は閉じたままにするように用意されていることが好ましい。「排気弁開放期間の範囲外に調節された吸気弁開放期間」とは特に、吸気弁および排気弁の共通の開放期間および／または、特にクランク角の角度に沿っての、吸気弁作動曲線および排気弁作動曲線の重なり範囲がないことを意味するものとする。「本質的に」とは特に、１作動サイクルの範囲内で共通の開放期間が、クランク角最大３０度、好ましくはクランク角最大１５度、特に好ましくはクランク角最大５度の期間が持続することを意味するものとする。吸気弁作動曲線および吸気弁作動曲線の重なり範囲は特に、排気側開放期間の本質的に範囲外に調節された吸気側開放期間において、クランク角最大３０度、好ましくはクランク角最大１５度、特に好ましくはクランク角最大５度にわたっている。「作動サイクル」とは特に、シリンダ内におけるピストンの動きの、少なくとも２つの周期に再分割されている最小限繰り返し可能な循環過程を意味するものとする。特に１周期はその一方向への停止状態から新たな停止状態までの、即ちある死点からもう１つの死点までの、ピストンの動きによって定義されている。１周期は有利にはクランクシャフトの一回転の半分、即ち好ましくはクランク角１８０度に相当する。作動サイクルは有利にはクランクシャフトの２回転、即ち好ましくはクランク角７２０度に相当する。特に吸気弁開放期間および排気弁開放期間は、特にクランク角の角度に沿って、相互に少なくとも本質的に重なりなしに配置されている。
【００１０】
更にまた、少なくとも１つの吸気カムの第２のカムトラックが、少なくとも１つの吸気カムの第１のカムトラックの行程高さとして形成された弁作動パラメータとは異なる行程高さとして形成された弁作動パラメータを有する場合は有利である。それにより吸気弁作動曲線を特に有利に適合させることができる。「行程高さとして形成された弁作動パラメータ」とは特に、ガス弁作動曲線の高さ点での高さによって定義されている弁作動パラメータのことをいうものとする。
【００１１】
少なくとも１つの吸気カムの第２のカムトラックの行程高さとして形成された弁作動パラメータが、少なくとも１つの吸気カムの第１のカムトラックの行程高さとして形成された弁作動パラメータより小さく形成されている場合がさらに有利であり、そのことによって排気ガス再循環動作時の吸気弁作動のための駆動力を簡単な構造で減少させることができる。
【００１２】
もう１つの本発明による実施形態の場合には、少なくとも１つの吸気カムの第２のカムトラックは、少なくとも１つの吸気カムの第１のカムトラックの開放持続時間として形成された弁作動パラメータとは異なる開放持続時間として形成された弁作動パラメータを有する。それにより排気ガス再循環動作時の吸気弁作動を最適化することができる。「開放持続時間として形成された弁作動パラメータ」は特に、クランク角の角度範囲によって定義されている弁作動パラメータを意味するものとし、そのクランク角の範囲において対応するガス弁作動曲線の行程は特に１作動サイクルの範囲内で、０より大きい。特に開放持続時間として形成された弁作動パラメータは、クランク角の角度範囲を定義し、そのクランク角の範囲において少なくとも１つの吸気弁または少なくとも１つの排気弁が、特に１作動サイクルの範囲内で開いている。
【００１３】
少なくとも１つの吸気カムの第２のカムトラックの開放持続時間として形成された弁作動パラメータが、少なくとも１つの吸気カムの第１のカムトラックの開放持続時間として形成された弁作動パラメータより短く形成されていることをさらに提案し、そのことによって排気ガス再循環動作時の吸気弁作動のための駆動力を特に簡単にさらに減少させることができる。「より短く」とはこの関連では特に、より短い開放期間を意味するものとする。少なくとも１つの吸気カムの第２のカムトラックによって提供される開放持続時間として形成されたこのより短い弁作動パラメータは特に、開放持続時間として形成された少なくとも１つの吸気カムの弁作動パラメータを定義するガス弁作動曲線に比してより狭く形成されたガス弁作動曲線によって定義されている。
【００１４】
加えて、排気弁作動ユニットが、排気ガス再循環動作のための少なくとも１つのカムトラックを有する少なくとも１つの排気カムを有し、このカムトラックが行程高さとして形成された少なくとも２つの弁作動パラメータを有し、さらに少なくとも１つの吸気カムの第２のカムトラックの、行程高さとして形成された弁作動パラメータが少なくとも１つの排気カムのカムトラックの、行程高さとして形成されたこれら２つの弁作動パラメータと異なることを提案する。そのことによって排気ガス再循環動作時の吸気弁作動を特に有利に排気ガス再循環動作時の排気弁作動に適合させることができる。
【００１５】
少なくとも１つの吸気カムの第２のカムトラックの行程高さとして形成された弁作動パラメータが、少なくとも１つの排気カムのカムトラックの行程高さとして形成されたこれら２つの弁作動パラメータの少なくとも１つよりも小さく形成されている場合が特に有利であり、そのことによって特に有利な内部排気ガス再循環を実現することができる。特に少なくとも１つの吸気カムの第２のカムトラックの行程高さとして形成された弁作動パラメータは、少なくとも１つの排気カムのカムトラックの、行程高さとして形成されたこれら２つの弁作動パラメータのうちの１つより大きく形成されている。
【００１６】
特に好ましくは動作モード切換ユニットは、少なくとも排気ガス再循環動作の切換のために回転運動を軸方向運動に変換するように用意された少なくとも１つの切換連結リンクを有する。そのことによって通常動作および排気ガス再循環動作の間の特に有利な切換を実現することができる。「切換連結リンク」とは特に、回転運動を軸方向の変位力に変換するように用意されている少なくとも１つの連結リンク軌道を有するユニットを意味するものとする。「連結リンク軌道」とは特に、連結リンクかみ合い要素の少なくとも片側の、特に両側の、強制的な案内のための軌道を意味するものとする。連結リンク軌道は好ましくはウェブの形、スロットの形および／または溝の形に形成されている。「連結リンクかみ合い要素」とは特に、少なくとも１つの動作状態において少なくとも部分的に切換連結リンクにかみ合い、および／または少なくとも部分的に切換連結リンクを取り囲みかつそれにより特に切換連結リンクと連携している要素を意味するものとし、そのことによってこの要素は切換連結リンクによって強制的に案内される。連結リンクかみ合い要素は好ましくはウェブを囲む切換シューの形、スロットにかみ合うピンの形および／または溝内で案内されるピンの形に形成されている。切換連結リンクは好ましくは回転しないようにかつずれないように、少なくとも１つの吸気カムまたは少なくとも１つの排気カムと結合している分離された要素として、あるいは、吸気カムまたは少なくとも１つの排気カムと一体に形成されている。好ましくは切換連結リンクは、少なくとも排気ガス再循環動作の切換のために少なくとも１つの吸気カムの回転運動を少なくとも１つの吸気カムの軸方向運動に、および／または少なくとも１つの排気カムの回転運動を少なくとも１つの排気カムの軸方向運動に変換するように用意されている。
【００１７】
さらに、自動車の内燃機関バルブトレイン装置、特に本発明による内燃機関バルブトレイン装置の内部排気ガス再循環を調節するための方法であって、内部排気ガス再循環を調節するために排気弁作動ユニットおよび付加的に吸気弁作動ユニットを排気ガス再循環動作に切り換える方法を提案する。
【００１８】
さらなる利点が以下の図面の説明に示されている。図面には本発明の典型的な実施形態が示されている。図面、明細書および請求の範囲には数多くの特徴が組み合わされて含まれている。当業者によりそれら特徴は目的に合わせて個別にも取り扱われるし、また有意なさらなる組合せにまとめられるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】排気弁作動ユニットおよび吸気弁作動ユニットならびに内部排気ガス再循環を調節するために排気弁作動ユニットおよび吸気弁作動ユニットを排気ガス再循環動作に切り換える動作モード切換ユニットを有する、内燃機関バルブトレイン装置の一部を示す図である。
【図２】排気ガス再循環動作時に切り換えられる排気弁作動ユニットの排気弁作動曲線および排気ガス再循環動作時に切り換えられる吸気弁作動ユニットの吸気弁作動曲線を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は自動車の内燃機関バルブトレイン装置を示している。自動車は駆動トルクの提供の為、排気弁および吸気弁を備えた、詳細には示していない内燃機関を有し、これら排気弁および吸気弁は内燃機関の運転時に内燃機関バルブトレイン装置により作動する。排気弁の作動のために内燃機関バルブトレイン装置は排気弁作動ユニット１０を有し、吸気弁の作動のために吸気弁作動ユニット１１を有する。内燃機関の２つの動作モード間の切換のために内燃機関バルブトレイン装置は、対応する動作モードを設定するために排気弁作動ユニット１０および付加的に吸気弁作動ユニット１１の切換を行う動作モード切換ユニット１２を有する。この実施形態の場合には内燃機関は２つの動作モードを有し、この場合、一方の動作モードは通常モードとして、そしてもう一方は排気ガス再循環モードとして形成されている。動作モード切換ユニット１２は、内部排気ガス再循環を調節するために排気ガス再循環モードに切り換える。原則的にはその内燃機関はさらなる動作モードも有することができる。自動車は乗用車として設計されている。
【００２１】
通常モードを設定するために排気弁作動ユニット１０および吸気弁作動ユニット１１は各々１つの通常動作を有する。排気ガス再循環モードを調節するために排気弁作動ユニット１０および吸気弁作動ユニット１１は各々１つの排気ガス再循環動作を有する。排気弁作動ユニット１０および吸気弁作動ユニット１１は第１の動作モードおよび第２の動作モードの際にそれぞれ作動可能である。排気弁作動ユニット１０の通常動作と排気ガス再循環動作は排気弁作動曲線において互いに異なる。吸気弁作動ユニット１１の通常動作と排気ガス再循環動作は吸気弁作動曲線において互いに異なる。
【００２２】
内部排気ガス再循環を調節するために、動作モード切換ユニット１２は排気弁作動ユニット１０およびさらに吸気弁作動ユニット１１を通常動作から排気ガス再循環動作に切り換える。通常動作、即ち内部排気ガス再循環を伴わない運転、に設定するために、動作モード切換ユニット１２は排気弁作動ユニット１０、更には吸気弁作動ユニット１１を排気ガス再循環動作から通常動作に切り換える。動作モード切換ユニット１２は排気弁作動ユニット１０および吸気弁作動ユニット１１をそれぞれ同時に対応する動作モードに切り換える。原則的には、動作モード切換ユニット１２は排気弁作動ユニット１０および吸気弁作動ユニット１１を時間的にずらして対応する動作モードに切り換えることができる。
【００２３】
吸気弁の作動のために吸気弁作動ユニット１１は複数の吸気カムを有し、この場合、明確にするために吸気カム１３、１４のみが示されている。通常動作および排気ガス再循環動作を提供するために、吸気カム１３、１４はそれぞれ通常動作のための第１のカムトラック１７および排気ガス再循環動作のための第２のカムトラック１８を有する。吸気カム１３、１４の第１のカムトラック１７は通常動作についての吸気弁作動曲線を有し、吸気カム１３、１４の第２のカムトラック１８は排気ガス再循環動作についての吸気弁作動曲線３７を有する。通常動作についての吸気弁作動曲線および排気ガス再循環動作についての吸気弁作動曲線３７は互いに異なる。排気ガス再循環動作についての吸気弁作動曲線３７は、通常動作についての吸気弁作動曲線の行程と異なる行程を示す。吸気カム１３、１４の第２のカムトラック１８は２つの弁作動パラメータ１９、２０において、対応する吸気カム１３、１４の第１のカムトラック１７と異なる。
【００２４】
吸気カム１３、１４の第２のカムトラック１８は、吸気カム１３、１４の第１のカムトラック１７の行程高さとして形成された弁作動パラメータと異なる行程高さとして形成された弁作動パラメータ１９を提供する。吸気カム１３、１４の第２のカムトラック１８の行程高さとして形成された弁作動パラメータ１９は、吸気カム１３、１４の第１のカムトラック１７の行程高さとして形成された弁作動パラメータより小さく形成されている。排気ガス再循環動作についての吸気弁作動曲線３７の行程は、通常動作についての吸気弁作動曲線の行程より小さい。吸気カム１３、１４の第１のカムトラック１７の行程高さとして形成された弁作動パラメータは、通常動作についての吸気弁作動曲線の最大行程として形成されている。吸気カム１３、１４の第２のカムトラック１８の行程高さとして形成された弁作動パラメータ１９は、排気ガス再循環動作についての吸気弁作動曲線３７の最大行程として形成されている。
【００２５】
吸気カム１３、１４の第２のカムトラック１８は、吸気カム１３、１４の第１のカムトラック１７の開放持続時間として形成された弁作動パラメータとは異なる開放持続時間として形成された弁作動パラメータ２０をさらに提供する。吸気カム１３、１４の第２のカムトラック１８の開放持続時間として形成された弁作動パラメータ２０は、吸気カム１３、１４の第１のカムトラック１７の開放持続時間として形成された弁作動パラメータより短く形成されている。排気ガス再循環動作についての吸気弁作動曲線３７の行程は、通常動作についての吸気弁作動曲線の行程より狭い。吸気カム１３、１４の第２のカムトラック１８の開放持続時間として形成された弁作動パラメータ２０によって、吸気カム１３、１４の第１のカムトラック１７の開放持続時間として形成された弁作動パラメータによって調節されている吸気弁の吸気弁開放期間より短い、吸気弁の吸気弁開放期間２１が設定される。
【００２６】
吸気カム１３、１４の装着のために吸気弁作動ユニット１１は吸気カムエレメント３８を有する。吸気カム１３、１４はそれぞれ回転しないようにかつずれないように吸気カムエレメント３８に取り付けられている。吸気カムエレメント３８の装着のために吸気弁作動ユニット１１は吸気カムベースシャフト３９を有し、この吸気カムベースシャフトは駆動技術的に内燃機関のクランクシャフトと結合している。吸気カムエレメント３８は回転しないように、しかし軸方向にスライド可能に吸気カムベースシャフト３９に取り付けられている。吸気弁作動ユニット１１は吸気カムシャフトユニットとして形成されている。
【００２７】
排気弁の作動のために排気弁作動ユニット１０は複数の排気カムを有し、この場合、明確にするために排気カム２４、２５のみが示されている。通常動作および排気ガス再循環動作を提供するために、排気カム２４、２５はそれぞれ通常動作のための第１のカムトラック４０および排気ガス再循環動作のための第２のカムトラック２８を有する。排気カム２４、２５の第１のカムトラック４０は通常動作についての排気弁作動曲線を有し、排気カム２４、２５の第２のカムトラック２８は排気ガス再循環動作についての排気弁作動曲線４１を有する。通常動作についての排気弁作動曲線および排気ガス再循環動作についての排気弁作動曲線４１は互いに異なる。排気ガス再循環動作についての排気弁作動曲線４１は、通常動作についての排気弁作動曲線の行程と異なる行程を示す。排気カム２４、２５の第２のカムトラック２８は第１のカムトラック４０と行程数において異なる。
【００２８】
排気カム２４、２５の第１のカムトラック４０は行程高さとして形成された唯一つの弁作動パラメータを提供する。通常動作についての排気弁作動曲線はシングル行程を示す。排気カム２４、２５の第２のカムトラック２８は行程高さとして形成された２つの弁作動パラメータ２９、３０を提供する。排気カム２４、２５の第２のカムトラック２８の行程高さとして形成された弁作動パラメータ２９、３０は互いに異なる。排気カム２４、２５の第２のカムトラック２８の行程高さとして形成された弁作動パラメータ２９は、排気カム２４、２５の第２のカムトラック２８の行程高さとして形成された弁作動パラメータ３０より大きく形成されている。排気カム２４、２５の第２のカムトラック２８の行程高さとして形成された弁作動パラメータ３０は、内部排気ガス再循環のために用意されている。弁作動パラメータ３０はピストンの下降中に対応する排気弁を開き、その際の対応する吸気弁は吸気弁作動曲線３７によって十分に閉じられている。排気ガス再循環動作についての排気弁作動曲線４１はダブル行程を示す。
【００２９】
排気カム２４、２５の第２のカムトラック２８の行程高さとして形成された弁作動パラメータ２９、３０は、ともに排気カム２４、２５の第１のカムトラック４０の行程高さとして形成された弁作動パラメータと異なる。排気カム２４、２５の第２のカムトラック２８の行程高さとして形成された弁作動パラメータ２９、３０は、ともに排気カム２４、２５の第１のカムトラック４０の行程高さとして形成された弁作動パラメータより小さく形成されている。排気ガス再循環動作についての排気弁作動曲線４１の行程は、通常動作についての排気弁作動曲線の行程より小さい。
【００３０】
排気カム２４、２５の第２のカムトラック２８は、排気カム２４、２５の第１のカムトラック４０の開放持続時間として形成された弁作動パラメータとは異なる開放持続時間として形成された弁作動パラメータをさらに提供する。排気カム２４、２５の第２のカムトラック２８の開放持続時間として形成された弁作動パラメータは、排気カム２４、２５の第１のカムトラック４０の開放持続時間として形成された弁作動パラメータより長く形成されている。排気カム２４、２５の第２のカムトラック２８の開放持続時間として形成された弁作動パラメータによって、排気弁の２つの排気弁開放期間２２、２３が設定され、これらの排気弁開放期間２２、２３は、排気カム２４、２５の第１のカムトラック４０の開放持続時間として形成された弁作動パラメータによって設定されている排気弁の唯一つの排気弁開放期間より、ともに長い。
【００３１】
排気カム２４、２５の第１のカムトラック４０の行程高さとして形成された弁作動パラメータは、通常動作についての排気弁作動曲線の最大行程として形成されている。排気カム２４、２５の第２のカムトラック２８の行程高さとして形成された弁作動パラメータ２９、３０はそれぞれ、排気ガス再循環動作についての排気弁作動曲線４１の最大行程として形成されている。
【００３２】
排気弁作動曲線４１はクランク角４４の角度に関して、ゼロ行程４５を排気弁作動曲線４１の最大行程の間に有する。ゼロ行程４５はクランク角４４の角度に関して、内燃機関のピストンと対応する排気弁との間の衝突が妨げられるように配置されている。ゼロ行程４５はクランク角４４の角度に関して、点火上死点の範囲内に配置されている。ピストンの行程はその場合にはピストン行程曲線４６によって示されている。排気ガス再循環動作についての排気弁作動曲線４１のより小さな最大行程は、クランク角４４の角度に関してかつ１作動サイクル内で、排気ガス再循環動作についての排気弁作動曲線４１のより大きな最大行程と排気ガス再循環動作についての吸気弁作動曲線３７の最大行程との間に配置されている。作動サイクル内で排気ガス再循環動作についての吸気弁作動曲線３７の最大行程は、クランク角４４の角度に関して、排気ガス再循環動作についての排気弁作動曲線４１の２つの最大行程後に配置されている。原則的には排気弁作動曲線４１はクランク角４４の角度に関して、ゼロ行程４５の代わりに局所的な最小行程を排気弁作動曲線４１の最大行程の間に有してよい。
【００３３】
排気カム２４、２５の装着のために排気弁作動ユニット１０は排気カムエレメント４２を有する。排気カム２４、２５はそれぞれ回転しないようにかつずれないように排気カムエレメント４２に取り付けられている。排気カムエレメント４２の装着のために排気弁作動ユニット１０は排気カムベースシャフト４３を有し、この排気カムベースシャフトは駆動技術的に内燃機関のクランクシャフトと結合している。排気カムエレメント４２は回転不能に、しかし軸方向にスライド可能に、排気カムベースシャフト４３に取り付けられている。排気弁作動ユニット１０は排気カムシャフトユニットとして形成されている。
【００３４】
排気ガス再循環動作についての吸気弁作動曲線３７と排気ガス再循環動作についての排気弁作動曲線４１とは互いに異なる。排気ガス再循環動作についての吸気弁作動曲線３７は、排気ガス再循環動作についての排気弁作動曲線４１の行程と異なる行程を有する。
【００３５】
吸気カム１３、１４の第２のカムトラック１８の行程高さとして形成された弁作動パラメータ１９は、排気カム２４、２５の第２のカムトラック２８の行程高さとして形成された２つの弁作動パラメータ２９、３０と異なる。吸気カム１３、１４の第２のカムトラック１８の行程高さとして形成された弁作動パラメータ１９は、排気カム２４、２５の第２のカムトラック２８の行程高さとして形成された２つの弁作動パラメータ２９、３０の一方より小さく形成されている。吸気カム１３、１４の第２のカムトラック１８の行程高さとして形成された弁作動パラメータ１９は、排気カム２４、２５の第２のカムトラック２８の行程高さとして形成された弁作動パラメータ２９より小さく、そして排気カム２４、２５の第２のカムトラック２８の行程高さとして形成された弁作動パラメータ２９より大きく形成されている。
【００３６】
吸気カム１３、１４の第２のカムトラック１８は、吸気弁開放期間２１を排気弁開放期間２２、２３の本質的に範囲外に設定する。吸気弁作動曲線３７は、吸気弁開放期間２１を排気弁開放期間２２、２３の本質的に範囲外に設定する形で形成されている。吸気弁はそのことによって排気弁の作動の間、十分に閉じられている。吸気弁はしたがって、ある一定の排気ガス再循環量の再循環の間、十分に閉じられている。吸気弁開放点４７は排気弁開放期間２３の範囲内にある。吸気弁閉鎖点４８は２つの排気弁開放期間２２、２３の範囲外にある。吸気弁開放期間２１の範囲内では対応する吸気弁が、そして排気弁開放期間２２、２３の範囲内では対応する排気弁が開いている。排気弁開放期間２３は内部排気ガス再循環が行われるように用意されており、この排気弁開放期間２３によって排気ガス再循環動作時の排気ガス再循環量が設定される。排気弁開放期間２３は排気ガス再循環開放期間として形成されている。
【００３７】
排気ガス再循環動作についての吸気弁作動曲線３７および排気ガス再循環動作についての排気弁作動曲線４１は１作動サイクルの範囲内、したがって２回のクランクシャフト回転の範囲内で、唯１個のみの重なり範囲４９を有する。重なり範囲４９は１作動サイクルの範囲内で、クランク角４４の角度に関して、排気弁作動曲線４１の最大行程の後に配置されている。重なり範囲４９は１作動サイクルの範囲内で、クランク角４４の角度に関して、排気弁作動曲線４１のより小さな最大行程と吸気弁作動曲線３７の最大行程との間に配置されている。重なり範囲４９は１作動サイクルの範囲内で、クランク角４４の角度に関してゼロ行程４５と吸気弁開放点４７の間に配置されており、この場合、ゼロ行程４５は１作動サイクルの範囲内で、クランク角４４の角度に関して、吸気弁開放点４７の前に配置されている。
【００３８】
吸気弁作動曲線３７、排気弁作動曲線４１およびピストン行程曲線４６が図２に示した線図に描かれており、この場合、線図のｘ軸にはクランク角４４の角度が、さらに線図のｙ軸には行程が描かれている。原則的にこの内燃機関バルブトレイン装置は、当業者にとって重要と思われるそれ以外の数の吸気カム、吸気カムエレメント、排気カムおよび／または排気カムエレメントを有してもよい。
【００３９】
動作モード切換ユニット１２は、通常動作および排気ガス再循環動作を設定するために吸気弁作動ユニット１１の種々の吸気弁作動曲線と排気弁作動ユニット１０の種々の排気弁作動曲線との間で切り換える。動作モード切換ユニット１２は吸気弁作動ユニット１１の切換を行うための切換連結リンク３１および吸気弁作動ユニット１０の切換を行うための切換連結リンク３２を有する。切換連結リンク３１は回転不能にかつずれないように吸気カムエレメント３８に取り付けられており、切換連結リンク３２は回転不能にかつずれないように排気カムエレメント４２に取り付けられている。切換連結リンク３１は通常動作および排気ガス再循環動作の切換のために、吸気カムエレメント３８の回転運動３３を、吸気カムベースシャフト３９に沿っての吸気カムエレメント３８の軸方向運動３５に変換する。切換連結リンク３２は通常動作および排気ガス再循環動作への切換のために、排気カムエレメント４２の回転運動３４を、排気カムベースシャフト４３に沿っての排気カムエレメント４２の軸方向運動３６に変換する。切換連結リンク３１、３２はそれぞれ１つの連結リンク軌道５０、５１を有する。原則的に切換連結リンク３１は吸気カムエレメント３８と一体に形成されていてよく、そのことにより吸気カムエレメント３８が連結リンク軌道５０を有する。付加的または代替的に、切換連結リンク３２は排気カムエレメント４２と一体に形成されていてよく、そのことにより排気カムエレメント４２が連結リンク軌道５１を有する。
【００４０】
動作モード切換ユニット１２はさらに、吸気弁作動ユニット１１の切換のための作動ユニット５２および排気弁作動ユニット１０の切換のための作動ユニット５３を有する。作動ユニット５２、５３はそれぞれ１つの図示されていない切換ピンを有し、この切換ピンは切換のために伸張しかつ対応する連結リンク軌道５０、５１にかみ合い、そのことによって対応する回転運動３３、３４は対応する軸方向運動３５、３６に変換され、それにより通常動作または排気ガス再循環動作が切り換えられる。動作モード切換ユニット１２は弁行程切換ユニットとして形成されている。
【００４１】
切換の制御または調整のために、動作モード切換ユニット１２は図示されていない制御−および調整ユニットを有し、この制御−および調整ユニットは作動ユニット５２、５３と通信接続されている。制御−および調整ユニットは切換ピンの伸張を制御または調整する。制御−および調整ユニットは、内部排気ガス再循環を調節するために排気弁作動ユニット１０と、さらに吸気弁作動ユニット１１を排気ガス再循環動作に切り換える。通常モードに設定するために、制御−および調整ユニットは排気弁作動ユニット１０と、さらに吸気弁作動ユニット１１を通常動作に切り換える。
【符号の説明】
【００４２】
１０  排気弁作動ユニット
１１  吸気弁作動ユニット
１２  動作モード切換ユニット
１３  吸気カム
１４  吸気カム
１７  カムトラック
１８  カムトラック
１９  弁作動パラメータ
２０  弁作動パラメータ
２１  吸気弁開放期間
２２  排気弁開放期間
２３  排気弁開放期間
２４  排気カム
２５  排気カム
２８  カムトラック
２９  弁作動パラメータ
３０  弁作動パラメータ
３１  切換連結リンク
３２  切換連結リンク
３３  回転運動
３４  回転運動
３５  軸方向運動
３６  軸方向運動
３７  吸気弁作動曲線
３８  吸気カムエレメント
３９  吸気カムベースシャフト
４０  カムトラック
４１  排気弁作動曲線
４２  排気カムエレメント
４３  排気カムベースシャフト
４４  クランク角
４５  ゼロ行程
４６  ピストン行程曲線
４７  吸気弁開放点
４８  吸気弁閉鎖点
４９  重なり範囲
５０  連結リンク軌道
５１  連結リンク軌道
５２  作動ユニット
５３  作動ユニット
【図１】
2015505007.tif 000003
【図２】
2015505007.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成26年7月24日(2014.7.24)
【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１つの排気弁作動ユニット（１０）および吸気弁作動ユニット（１１）、ならびに内部排気ガス再循環を調節するために前記排気弁作動ユニット（１０）を排気ガス再循環動作に切り換えるように用意された動作モード切換ユニット（１２）を有する、自動車用の内燃機関バルブトレイン装置において、
前記動作モード切換ユニット（１２）が、内部排気ガス再循環を調節するために付加的に前記吸気弁作動ユニット（１１）を排気ガス再循環動作に切り換えるように設けられており、
前記吸気弁作動ユニット（１１）が少なくとも１つの吸気カム（１３、１４）を有し、前記吸気カムが通常動作のための少なくとも１つの第１のカムトラック（１７）および前記排気ガス再循環動作のための第２のカムトラック（１８）を有することを特徴とする、内燃機関バルブトレイン装置。
【請求項２】
少なくとも１つの前記吸気カム（１３、１４）の前記第２のカムトラック（１８）が、少なくとも１つの弁作動パラメータ（１９、２０）において少なくとも１つの前記吸気カム（１３、１４）の前記第１のカムトラック（１７）と異なることを特徴とする、請求項１記載の内燃機関バルブトレイン装置。
【請求項３】
少なくとも１つの前記吸気カム（１３、１４）の前記第２のカムトラック（１８）が、吸気弁開放期間（２１）を少なくとも本質的に排気弁開放期間（２２、２３）の範囲外に設定するように設けられていることを特徴とする、請求項１または請求項２記載の内燃機関バルブトレイン装置。
【請求項４】
少なくとも１つの前記吸気カム（１３、１４）の前記第２のカムトラック（１８）が、少なくとも１つの前記吸気カム（１３、１４）の前記第１のカムトラック（１７）の行程高さとして形成された弁作動パラメータとは異なる行程高さとして形成された弁作動パラメータ（１９）を有することを特徴とする、請求項１記載の内燃機関バルブトレイン装置。
【請求項５】
少なくとも１つの前記吸気カム（１３、１４）の前記第２のカムトラック（１８）の行程高さとして形成された前記弁作動パラメータ（１９）が、少なくとも１つの前記吸気カム（１３、１４）の前記第１のカムトラック（１７）の行程高さとして形成された弁作動パラメータより小さく形成されていることを特徴とする、請求項４記載の内燃機関バルブトレイン装置。
【請求項６】
少なくとも１つの前記吸気カム（１３、１４）の前記第２のカムトラック（１８）が、少なくとも１つの前記吸気カム（１３、１４）の前記第１のカムトラック（１７）の開放持続時間として形成された弁作動パラメータとは異なる開放持続時間として形成された弁作動パラメータ（２０）を有することを特徴とする、請求項１記載の内燃機関バルブトレイン装置。
【請求項７】
少なくとも１つの前記吸気カム（１３、１４）の前記第２のカムトラック（１８）の開放持続時間として形成された弁作動パラメータ（２０）が、少なくとも１つの前記吸気カム（１３、１４）の前記第１のカムトラック（１７）の開放持続時間として形成された弁作動パラメータより短く形成されていることを特徴とする、請求項６記載の内燃機関バルブトレイン装置。
【請求項８】
前記排気弁作動ユニット（１０）が、前記排気ガス再循環動作のための少なくとも１つのカムトラック（２８）を有する少なくとも１つの排気カム（２４、２５）を有し、前記カムトラック（２８）が行程高さとして形成された少なくとも２つの弁作動パラメータ（２９、３０）を有し、さらに少なくとも１つの前記吸気カム（１３、１４）の前記第２のカムトラック（１８）の行程高さとして形成された弁作動パラメータ（１９）が、少なくとも１つの前記排気カム（２４、２５）の前記カムトラック（２８）の行程高さとして形成されたこれら２つの弁作動パラメータ（２９、３０）と異なることを特徴とする、請求項１記載の内燃機関バルブトレイン装置。
【請求項９】
少なくとも１つの前記吸気カム（１３、１４）の前記第２のカムトラック（１８）の行程高さとして形成された弁作動パラメータ（１９）が、少なくとも１つの前記排気カム（２４、２５）の前記カムトラック（２８）の行程高さとして形成された前記２つの弁作動パラメータ（２９、３０）の少なくとも１つよりも小さく形成されていることを特徴とする、請求項８記載の内燃機関バルブトレイン装置。
【請求項１０】
前記動作モード切換ユニット（１２）が、少なくとも排気ガス再循環動作の切換のために回転運動（３３、３４）を軸方向運動（３５、３６）に変換するように設けられた少なくとも１つの切換連結リンク（３１、３２）を有することを特徴とする、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の内燃機関バルブトレイン装置。
【国際調査報告】
2015505007.tif 000005
2015505007.tif 000006
2015505007.tif 000007
2015505007.tif 000008
2015505007.tif 000009
2015505007.tif 000010