(57)【要約】【課題】作動油の供給によりピストンを作動させる機械式として構成されて、油路の連通・遮断の機能と油路の切換機能とを共に実現できる制御弁を提供する。【解決手段】内側ピストンの３０の上下位置（紙面と直交方向）に応じて、内側ピストン３０の連通ポート４３を介して流入ポート２３と流出ポート２４との連通・遮断を行い、一方、外側ピストン２８の上下位置に応じて、外側ピストン２８の連携流入・流出ポート４４を介して連携流入ポート２５と流出ポート２４との連通・遮断を行うと共に、流入・連携流出ポート４５を介して流入ポート２３と連携流出ポート２６との連通・遮断を行う。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のポート、該第１のポートに対して連通・遮断される第２のポート、および上記第１のポートまたは第２のポートと切換えられる第３のポートが共通のスリーブに対して連通するように形成されたバルブハウジングと、
上記バルブハウジングのスリーブ内に外側油圧室を形成するように配設されて、該外側油圧室への作動油の供給に応じて上記スリーブ内で遮断位置と連通位置との間で切換えられ、遮断位置において上記第１のポートと第３のポートとの間または上記第３のポートと第２のポートとの間を遮断し、連通位置において上記第１のポートと第３のポートとの間または上記第３のポートと第２のポートとの間を連通させる外側ピストンと、
上記外側ピストンに形成されたスリーブ内に内側油圧室を形成するように配設されて、該内側油圧室への作動油の供給に応じて上記スリーブ内で遮断位置と連通位置との間で切換えられ、遮断位置において上記外側ピストンを遮断位置に保持しながら上記第１のポートと第２のポートとの間を遮断し、連通位置において上記外側ピストンの連通位置への切換を許容すると共に、上記外側ピストンが遮断位置にあるときには該外側ピストンと協働して上記第１のポートと第２のポートとの間を連通させる内側ピストンと
を備えたことを特徴とする制御弁。
【請求項２】
上記第１のポートは油圧を発生する油圧発生手段と接続され、上記第２のポートは油圧を受けて作動する油圧作動手段と接続され、
上記内側ピストンおよび外側ピストンは、上記遮断位置への切換に伴って対応するポートを遮断すると共に、該ポート内を大気開放して内部の作動油を排出するように構成され、
上記内側ピストンは、該内側ピストンまたは上記外側ピストンの連通位置への切換に伴って相互に連通するポートに対して上記内側油圧室内の作動油を供給する連通路が形成され、該連通路に上記内側油圧室内の油圧上昇により開弁するチェック弁が設けられたことを特徴とする請求項１記載の制御弁。
【請求項３】
上記内側ピストンは、上記内側油圧室への作動油の供給により連通位置へと切換えられて上記バルブハウジングに設けられたストッパ部により位置規制され、
上記外側ピストンは、上記外側油圧室への作動油の供給により連通位置へと切換えられて上記連通位置にある内側ピストンに当接して位置規制されることを特徴とする請求項１または２記載の制御弁。
【請求項４】
各気筒毎に設けられて、自気筒の圧縮上死点近傍または吸気行程の何れか一方で機関の回転に連動するカムにより作動して油圧を発生させる油圧発生手段と、
各気筒毎に設けられて、油圧を受けて作動して自気筒の排気弁を開弁する油圧作動手段と、
各気筒毎に設けられて、自気筒の上記油圧発生手段と接続された流入ポート、自気筒の上記油圧作動手段と接続された流出ポート、自気筒が圧縮上死点近傍または吸気行程の何れか他方のときに油圧発生タイミングに至る他気筒の上記油圧発生手段と接続された連携流入ポート、および自気筒の油圧発生手段が油圧発生タイミングに至ったときに圧縮上死点近傍または吸気行程の何れか他方となる他気筒の上記油圧作動手段と接続された連携流出ポートが共通のスリーブに対して連通するように形成された制御弁のバルブハウジングと、
上記各気筒のバルブハウジングのスリーブ内に外側油圧室を形成するように配設されて、該外側油圧室への作動油の供給に応じて上記スリーブ内で遮断位置と連通位置との間で切換えられ、遮断位置において上記流入ポートと連携流出ポートとの間または上記連携流入ポートと流出ポートとの間の少なくとも一方を遮断し、連通位置において上記流入ポートと連携流出ポートとの間および上記連携流入ポートと流出ポートとの間を共に連通させる制御弁の外側ピストンと、
上記外側ピストンに形成されたスリーブ内に内側油圧室を形成するように配設されて、該内側油圧室への作動油の供給に応じて上記スリーブ内で遮断位置と連通位置との間で切換えられ、遮断位置において上記外側ピストンを遮断位置に保持しながら上記流入ポートと流出ポートとの間を遮断し、連通位置において上記外側ピストンの連通位置への切換を許容すると共に、上記外側ピストンが遮断位置にあるときには該外側ピストンと協働して上記流入ポートと流出ポートとの間を連通させる制御弁の内側ピストンと、
車両または機関の運転状態に応じて、外側ピストンを遮断位置に切換えると共に内側ピストンを連通位置に切換える第１の切換状態と、内側ピストンおよび外側ピストンを連通位置に切換える第２の切換状態との間で両ピストンを切換制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気弁制御装置。
【請求項５】
上記制御弁の内側ピストンおよび外側ピストンは、上記遮断位置への切換に伴って対応するポートを遮断すると共に、該ポート内を大気開放して内部の作動油を排出するように構成され、
上記内側ピストンは、該内側ピストンまたは上記外側ピストンの連通位置への切換に伴って相互に連通するポートに対して上記内側油圧室内の作動油を供給する連通路が形成され、該連通路に上記内側油圧室内の油圧上昇により開弁するチェック弁が設けられたことを特徴とする請求項４記載の内燃機関の排気弁制御装置。
【請求項６】
上記内側ピストンは、上記内側油圧室への作動油の供給により連通位置へと切換えられて上記バルブハウジングに設けられたストッパ部により位置規制され、
上記外側ピストンは、上記外側油圧室への作動油の供給により連通位置へと切換えられて上記連通位置にある内側ピストンに当接して位置規制されることを特徴とする請求項４または５記載の内燃機関の排気弁制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は油路の連通・遮断および切換を行う制御弁、および当該制御弁により内燃機関（以下、エンジンという）の排気弁の開弁状態を制御する内燃機関の排気弁制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
機械式の制御弁の一つとして、作動油の供給により内蔵したピストンを作動させてピストン位置に応じて油路の連通・遮断或いは油路の切換を行う作動原理のものがあり、種々の用途に使用されている（例えば、特許文献１参照）。当該特許文献１に記載された制御弁は、エンジンブレーキの増大作用および内部ＥＧＲ作用を目的として排気弁を制御する排気弁制御装置に適用されており、以下、その概略構成を述べる。
【０００３】
エンジンの各気筒には排気弁を開弁可能なスレーブピストンが設けられ、各スレーブピストンには油路の一端が接続されて各油路上に上記制御弁としてコントロールバルブが介装されている。当該コントロールバルブは、ソレノイドの切換に応じて供給される作動油によりピストンを作動させて油路を連通・遮断する。一方、各気筒の吸気側および排気側プッシュロッドにはそれぞれマスタピストンが設けられ、吸気行程および排気行程でのプッシュロッドの作動に伴って対応するマスタピストンが油圧を発生する。
【０００４】
上記各気筒のスレーブピストンからの油路の他端は二股状に分岐して、所定の他気筒の両マスタピストンに接続されている。油路で接続された双方の気筒の関係は、マスタピストン側の気筒が吸気行程の終了直前および圧縮上死点の直前のときに、他気筒が吸気行程および排気行程に至って両マスタピストンにより油圧を発生するような関係に設定されている。上記油路の分岐個所には制御弁としてスプール軸弁が設けられ、当該スプール軸弁は、ソレノイドの切換に応じて供給される作動油によりピストンを作動させて油路を切換え、何れか一方のマスタピストンを選択的にスレーブピストン側と接続する。
【０００５】
そして、アクセルオフでの車両減速時には、コントロールバルブにより油路が連通されると共に、スプール軸弁により吸気側プッシュロッドのマスタピストンがスレーブピストン側と接続され、マスタピストンで発生した油圧が油路を経てスレーブピストン側に気筒に伝達され、当該気筒の圧縮上死点の直前でマスタピストンにより排気弁が開弁される。これにより圧縮空気が排出され、続く膨張行程ではピストンの下降を妨げる力が発生してエンジンブレーキの増大作用が得られ（以下、このエンジンブレーキの増大作用を目的とした制御をパワータードと称する）、これによりフットブレーキの使用頻度が減少して運転者の負担が軽減される。
【０００６】
また、エンジンがＥＧＲ還流を要する運転領域に移行すると、コントロールバルブにより油路が連通されると共に、スプール軸弁により排気側プッシュロッドのマスタピストンがスレーブピストン側と接続され、スレーブピストンにより吸気行程の終了直前で排気弁が開弁される。これにより排ガスがＥＧＲガスとして筒内に逆流する内部ＥＧＲ作用が得られてＮＯx低減が達成される。
【０００７】
一方、上記機械式の制御弁の他に電磁式の制御弁も広く実施されている（例えば、特許文献２参照）。当該特許文献２に記載された制御弁は、スプールに多数のランド部を形成してバルブハウジング内に配設し、ソレノイドによりスプールを切換えてバルブハウジング側の各ポートとの位置関係を変更し、これにより各ポートに接続された油路の連通・遮断や切換を行っている。
【特許文献１】特開平７−９７９５９号公報
【特許文献２】特開２００４−１００５２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、一般にソレノイドの切換に応じて供給される作動油によりピストンを作動させる作動原理を採る機械式の制御弁では、油路の連通・遮断または油路の切換のような単一の機能しか達成できず、上記特許文献１に記載の排気弁制御装置においても、コントロールバルブとスプール軸弁との役割を分担させて、コントロールバルブは油路の連通・遮断のみを、スプール軸弁は油路の切換のみを行っている。従って、エンジンには各気筒毎にコントロールバルブとスプール軸弁とを設ける必要が生じ、制御弁数の増加により製造コストが高騰したり制御弁の設置スペースの増大によりエンジンが大型化したりする問題があった。
【０００９】
そこで、上記特許文献２に記載の電磁式の制御弁を適用し、各気筒の油路の連通・遮断と油路の切換とを共通の制御弁により行う対策も考えられるが、この場合にはエンジンの気筒数に対応する数のソレノイドを要するという別の問題が生じる。即ち、上記排気弁制御装置では、全気筒のコントロールバルブやスプール軸弁を一斉に切換えているため、エンジンの気筒数に関わらず必要なソレノイドはコントロールバルブ用およびスプール軸弁用の２つのみである。これに対して電磁式の制御弁を使用した場合には、気筒数に対応する数（換言すれば制御弁の数）だけのソレノイドを要するため、制御弁に関する全体としてのコストは逆に高騰してしまい、上記問題の解決策とはなり得なかった。
【００１０】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、作動油の供給によりピストンを作動させる機械式として構成されて、油路の連通・遮断の機能と油路の切換機能とを共に実現できる制御弁、および当該制御弁をエンジンブレーキの増大作用および内部ＥＧＲ作用を目的とした排気弁の制御に適用し、もって制御弁の数の半減によるコスト低減と設置スペースの縮小とを達成することができる内燃機関の排気弁制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、第１のポート、該第１のポートに対して連通・遮断される第２のポート、および上記第１のポートまたは第２のポートと切換えられる第３のポートが共通のスリーブに対して連通するように形成されたバルブハウジングと、バルブハウジングのスリーブ内に外側油圧室を形成するように配設されて、外側油圧室への作動油の供給に応じてスリーブ内で遮断位置と連通位置との間で切換えられ、遮断位置において第１のポートと第３のポートとの間または第３のポートと第２のポートとの間を遮断し、連通位置において第１のポートと第３のポートとの間または第３のポートと第２のポートとの間を連通させる外側ピストンと、外側ピストンに形成されたスリーブ内に内側油圧室を形成するように配設されて、内側油圧室への作動油の供給に応じてスリーブ内で遮断位置と連通位置との間で切換えられ、遮断位置において外側ピストンを遮断位置に保持しながら第１のポートと第２のポートとの間を遮断し、連通位置において外側ピストンの連通位置への切換を許容すると共に、外側ピストンが遮断位置にあるときには外側ピストンと協働して第１のポートと第２のポートとの間を連通させる内側ピストンとを備えたものである。
【００１２】
従って、内側油圧室への作動油の供給に応じて内側ピストンが遮断位置に切換えられると外側ピストンも遮断位置に保持され、第１のポートと第２のポートとの間が遮断されると共に、第１のポートと第３のポートとの間または第３のポートと第２のポートとの間も遮断される。また、この状態から内側油圧室への作動油の供給に応じて内側ピストンが連通位置に切換えられると、内側ピストンと外側ピストンとの協働により第１のポートと第２のポートとの間が連通する。さらに、この状態では内側ピストンにより外側ピストンの連通位置への切換が許容されているため、外側油圧室への作動油の供給に応じて外側ピストンが連通位置に切換えられると、第１のポートと第３のポートとの間または第３のポートと第２のポートとの間が連通する。
【００１３】
即ち、第１のポートと第２のポートとの間、および第１のポートと第３のポートとの間または第３のポートと第２のポートとの間を全て遮断した作動状態、第１のポートと第２のポートとの間のみを連通させた作動状態、第１のポートと第３のポートとの間または第３のポートと第２のポートとの間のみを連通させた作動状態が、内側油圧室および外側油圧室への作動油の供給に応じて任意に切換可能となる。
【００１４】
よって、第１のポートと第２のポートとの間を連通・遮断する機能と、第１のポートと第３のポートとの間または第３のポートと第２のポートとの間を連通・遮断する機能とが、作動油の供給に応じて作動する機械式の単一の制御弁により実現され、換言すれば当該制御弁により、油路（第１のポートと第２のポート、第１のポートと第３のポートまたは第３のポートと第２のポート）を連通・遮断する機能と油路を切換える機能とが共に実現される。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１において、第１のポートが油圧を発生する油圧発生手段と接続され、第２のポートが油圧を受けて作動する油圧作動手段と接続され、内側ピストンおよび外側ピストンが、遮断位置への切換に伴って対応するポートを遮断すると共に、ポート内を大気開放して内部の作動油を排出するように構成され、内側ピストンが、内側ピストンまたは外側ピストンの連通位置への切換に伴って相互に連通するポートに対して内側油圧室内の作動油を供給する連通路が形成され、連通路に内側油圧室内の油圧上昇により開弁するチェック弁が設けられたものである。
【００１６】
従って、各ポートは、油圧発生手段で発生した油圧を油圧作動手段に伝達して作動させるために利用される。そして、外側ピストンの遮断位置への切換により第３のポートと第２のポートとの間または第１のポートと第３のポートとの間が遮断されたとき、或いは内側ピストンの遮断位置への切換により第１のポートと第２のポートとの間が遮断されたときには、これらのポートが大気開放されて内部の作動油が排出されるため、油圧発生手段により油圧が発生したとしても、その油圧は各ポートを経て油圧作動手段に伝達されることなく油圧作動手段の作動が規制される。
【００１７】
一方、内側ピストンが連通位置に切換えられたとき、或いは内側ピストンと共に外側ピストンが連通位置に切換えられたときには、内側油圧室内に供給された作動油の油圧によりチェック弁が開弁し、ピストンの切換により相互に連通したポートに対して内側油圧室内の作動油が連通路を経て供給される。従って、油圧発生手段により発生した油圧が各ポートを経て油圧作動手段に伝達され、油圧作動手段が作動する。
【００１８】
このように内側ピストンおよび外側ピストンの切換に応じて各ポートを連通・遮断するだけでなく、ポート遮断に伴うポート内からの作動油の排出、およびポート連通に伴うポート内への作動油の供給が自動的に行われるため、これらの作動油の排出および供給のための手段を別に設ける必要がなくなる。
請求項３の発明は、請求項１または２において、内側ピストンが、内側油圧室への作動油の供給により連通位置へと切換えられてバルブハウジングに設けられたストッパ部により位置規制され、外側ピストンが、外側油圧室への作動油の供給により連通位置へと切換えられて連通位置にある内側ピストンに当接して位置規制されるものである。
【００１９】
従って、外側油圧室への作動油の供給により外側ピストンが連通位置へと切換えられると、外側ピストンは連通位置の内側ピストンに当接して位置規制されるため、外側ピストンを連通位置で位置規制するための専用のストッパ部を設ける必要がなくなる。
【００２０】
請求項４の発明は、各気筒毎に設けられて、自気筒の圧縮上死点近傍または吸気行程の何れか一方で機関の回転に連動するカムにより作動して油圧を発生させる油圧発生手段と、各気筒毎に設けられて、油圧を受けて作動して自気筒の排気弁を開弁する油圧作動手段と、各気筒毎に設けられて、自気筒の油圧発生手段と接続された流入ポート、自気筒の油圧作動手段と接続された流出ポート、自気筒が圧縮上死点近傍または吸気行程の何れか他方のときに油圧発生タイミングに至る他気筒の油圧発生手段と接続された連携流入ポート、および自気筒の油圧発生手段が油圧発生タイミングに至ったときに圧縮上死点近傍または吸気行程の何れか他方となる他気筒の油圧作動手段と接続された連携流出ポートが共通のスリーブに対して連通するように形成された制御弁のバルブハウジングと、各気筒のバルブハウジングのスリーブ内に外側油圧室を形成するように配設されて、外側油圧室への作動油の供給に応じてスリーブ内で遮断位置と連通位置との間で切換えられ、遮断位置において流入ポートと連携流出ポートとの間または連携流入ポートと流出ポートとの間の少なくとも一方を遮断し、連通位置において流入ポートと連携流出ポートとの間および連携流入ポートと流出ポートとの間を共に連通させる制御弁の外側ピストンと、外側ピストンに形成されたスリーブ内に内側油圧室を形成するように配設されて、内側油圧室への作動油の供給に応じてスリーブ内で遮断位置と連通位置との間で切換えられ、遮断位置において外側ピストンを遮断位置に保持しながら流入ポートと流出ポートとの間を遮断し、連通位置において外側ピストンの連通位置への切換を許容すると共に、外側ピストンが遮断位置にあるときには外側ピストンと協働して流入ポートと流出ポートとの間を連通させる制御弁の内側ピストンと、車両または機関の運転状態に応じて、外側ピストンを遮断位置に切換えると共に内側ピストンを連通位置に切換える第１の切換状態と、内側ピストンおよび外側ピストンを連通位置に切換える第２の切換状態との間で両ピストンを切換制御する制御手段とを備えたものである。
【００２１】
従って、機関の各気筒の制御弁において、内側油圧室への作動油の供給に応じて内側ピストンが遮断位置に切換えられると外側ピストンも遮断位置に保持され、流入ポートと流出ポートとの間が遮断されると共に、流入ポートと連携流出ポートとの間および連携流入ポートと流出ポートとの間も遮断される。また、この状態から内側油圧室への作動油の供給に応じて内側ピストンが連通位置に切換えられると、内側ピストンと外側ピストンとの協働により流入ポートと流出ポートとの間が連通する。さらに、この状態では内側ピストンにより外側ピストンの連通位置への切換が許容されているため、外側油圧室への作動油の供給に応じて外側ピストンが連通位置に切換えられると、流入ポートと連携流出ポートとの間および連携流入ポートと流出ポートとの間が連通する。
【００２２】
即ち、各気筒の制御弁では、流入ポートと流出ポートとの間、流入ポートと連携流出ポートとの間および連携流入ポートと流出ポートとの間を全て遮断した作動状態、流入ポートと流出ポートとの間のみを連通させた作動状態、流入ポートと連携流出ポートとの間および連携流入ポートと流出ポートとの間のみを連通させた作動状態が、内側油圧室および外側油圧室への作動油の供給に応じて任意に切換可能となる。
【００２３】
よって、流入ポートと流出ポートとの間を連通・遮断する機能と、流入ポートと連携流出ポートとの間および連携流入ポートと流出ポートとの間を連通・遮断する機能とが、作動油の供給に応じて作動する機械式の単一の制御弁により実現され、換言すれば当該制御弁により、油路（流入ポートと流出ポート、流入ポートと連携流出ポート、および連携流入ポートと流出ポート）を連通・遮断する機能と油路を切換える機能とが共に実現される。
【００２４】
そして、以上の機能を有する制御弁が内燃機関の各気筒に設けられて、油圧発生手段と油圧作動手段との間の油路の連通・遮断や切換が行われる。例えば油圧発生手段の油圧発生タイミングが自気筒の圧縮上死点近傍に設定されている場合において、車両が減速状態に移行したときには、制御手段により各気筒の制御弁が外側ピストンを遮断位置とし、内側ピストンを連通位置とする第１の切換状態に切換えられる。従って、バルブハウジングの流入ポートと流出ポートとの間が連通して、自気筒の油圧発生手段により発生した油圧が流入ポートおよび流出ポートを経て自気筒の油圧作動手段に伝達され、油圧作動手段により自気筒の圧縮上死点近傍で排気弁が開弁される。圧縮上死点近傍での排気弁の開弁により筒内の圧縮空気が排出され、続く各気筒の膨張行程ではピストンの下降を妨げる力が発生してエンジンブレーキの増大作用が得られる。
【００２５】
また、例えば油圧発生手段の油圧発生タイミングが自気筒の圧縮上死点近傍に設定されている場合において、機関がＥＧＲ還流を要する運転領域に移行したときには、制御手段により各気筒の制御弁が内側ピストンおよび外側ピストンを連通位置とする第２の切換状態に切換えられる。従って、バルブハウジングの流入ポートと連携流出ポートとの間および連携流入ポートと流出ポートとの間が連通して、他気筒の油圧発生手段により発生した油圧が連携流入ポートおよび流出ポートを経て自気筒の油圧作動手段に伝達され、油圧作動手段により自気筒の吸気行程で排気弁が開弁され、一方、自気筒の油圧発生手段により発生した油圧が連携流入ポートおよび流出ポートを経て他気筒の油圧作動手段に伝達され、油圧作動手段により他気筒の吸気行程で排気弁が開弁される。このように他気筒で発生した油圧を利用して各気筒の排気弁が開弁され、排ガスがＥＧＲガスとして筒内に逆流して内部ＥＧＲ作用が得られる。
【００２６】
以上のように各気筒の圧縮上死点近傍および吸気行程での排気開弁が単一の制御弁により制御されるため、双方の排気開弁を個別の制御弁で行う場合に比較して、各気筒に設けられる制御弁の数を半減可能となる。
請求項５の発明は、請求項４において、制御弁の内側ピストンおよび外側ピストンが、遮断位置への切換に伴って対応するポートを遮断すると共に、ポート内を大気開放して内部の作動油を排出するように構成され、内側ピストンが、内側ピストンまたは外側ピストンの連通位置への切換に伴って相互に連通するポートに対して内側油圧室内の作動油を供給する連通路が形成され、連通路に内側油圧室内の油圧上昇により開弁するチェック弁が設けられたものである。
【００２７】
従って、外側ピストンの遮断位置への切換により流入ポートと連携流出ポートとの間および連携流入ポートと流出ポートとの間が遮断されたとき、或いは内側ピストンの遮断位置への切換により流入ポートと流出ポートとの間が遮断されたときには、これらのポートが大気開放されて内部の作動油が排出されるため、油圧発生手段により油圧が発生したとしても、その油圧は各ポートを経て油圧作動手段に伝達されることなく油圧作動手段の作動が規制され、排気弁が閉弁状態に保持される。
【００２８】
一方、内側ピストンが連通位置に切換えられたとき、或いは内側ピストンと共に外側ピストンが連通位置に切換えられたときには、内側油圧室内に供給された作動油の油圧によりチェック弁が開弁し、ピストンの切換により相互に連通したポートに対して内側油圧室内の作動油が連通路を経て供給される。従って、油圧発生手段により発生した油圧が各ポートを経て油圧作動手段に伝達され、油圧作動手段が作動して排気弁を開弁する。
【００２９】
このように内側ピストンおよび外側ピストンの切換に応じて各ポートを連通・遮断するだけでなく、ポート遮断に伴うポート内からの作動油の排出、およびポート連通に伴うポート内への作動油の供給が自動的に行われるため、これらの作動油の排出および供給のための機構を別に設ける必要がなくなる。
請求項６の発明は、請求項４または５において、内側ピストンが、内側油圧室への作動油の供給により連通位置へと切換えられてバルブハウジングに設けられたストッパ部により位置規制され、外側ピストンが、外側油圧室への作動油の供給により連通位置へと切換えられて連通位置にある内側ピストンに当接して位置規制されるものである。
【００３０】
従って、外側油圧室への作動油の供給により外側ピストンが連通位置へと切換えられると、外側ピストンは連通位置の内側ピストンに当接して位置規制されるため、外側ピストンを連通位置で位置規制するための専用のストッパ部を設ける必要がなくなる。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明したように請求項１の発明の制御弁によれば、油路の連通・遮断の機能と油路の切換機能とを機械式の単一の制御弁により実現でき、双方の機能を別の制御弁で実行する場合に比較して制御弁の数を半減させてコスト低減を達成できると共に、その設置スペースを縮小することができる。
請求項２の発明の制御弁によれば、請求項１に加えて、ポート遮断に伴うポート内からの作動油の排出、およびポート連通に伴うポート内への作動油の供給を自動的に行って専用の機構を省略し、もって一層のコスト低減および設置スペースの縮小を達成することができる。
【００３２】
請求項３の発明の制御弁によれば、請求項１および２に加えて、内側ピストンを利用して外側ピストンを連通位置で位置規制することにより専用のストッパ部を省略し、もってその構成を簡略化することができる。
請求項４の発明の内燃機関の排気弁制御装置によれば、油路の連通・遮断の機能と油路の切換機能とを有する機械式の単一の制御弁により各気筒の圧縮上死点近傍での排気開弁によるエンジンブレーキの増大作用および吸気行程での排気開弁による内部ＥＧＲ作用を共に実現でき、もって、双方の機能を別の制御弁で実行する場合に比較して制御弁の数を半減させてコスト低減を達成できると共に、その設置スペースを縮小することができる。
【００３３】
請求項５の発明の内燃機関の排気弁制御装置によれば、請求項４に加えて、ポート遮断に伴うポート内からの作動油の排出、およびポート連通に伴うポート内への作動油の供給を自動的に行って専用の機構を省略し、もって一層のコスト低減および設置スペースの縮小を達成することができる。
請求項６の発明の内燃機関の排気弁制御装置によれば、請求項４および５に加えて、内側ピストンを利用して外側ピストンを連通位置で位置規制することにより専用のストッパ部を省略し、もって制御弁の構成を簡略化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明を具体化したエンジンの排気弁制御装置の一実施形態を説明する。
図１は本実施形態のエンジンの排気弁制御装置を示す全体構成図であり、エンジン１は気筒当たり２本ずつの吸排気弁を備えた多気筒ディーゼル機関として構成されている。エンジン１のシリンダヘッド２上には一対の排気弁３が摺動可能に支持され、両排気弁３はバルブスプリング４により閉弁側に付勢されて排気ポート５を閉塞している。ピストン６の上下動に同期して回転するカムシャフト７によりロッカアーム８が揺動すると、ロッカアーム８の先端により両排気弁３はリフタ９を介して開弁側に押圧され、所定のタイミングで排気ポート５を開放する。なお、図示はしないが吸気弁も同様に構成され、カムシャフト７の回転に同期して所定のタイミングで吸気ポートを開閉する。
【００３５】
カムシャフト７には通常の吸排気弁３を駆動するためのカムに加えて各気筒毎にパワータード用カム１０が形成され、各パワータード用カム１０の近接位置にはマスタピストン１１（油圧発生手段）がそれぞれ配置されている。各パワータード用カム１０は対応する気筒の圧縮上死点の直前でマスタピストン１１の押圧面１１ａを押圧操作して油圧を発生させる。各気筒の排気弁３の上方位置にはスレーブピストン１２（油圧作動手段）がそれぞれ配設され、スレーブピストン１２のピストンロッド１２ａは排気弁３のリフタ９と連結されている。各スレーブピストン１２は自気筒のマスタピストン１１と油路１３，１４を介して接続され、マスタピストン１１により発生した油圧が油路１３，１４を経てスレーブピストン１２に伝達されると、スレーブピストン１２は圧縮ばね１２ｂに抗してピストンロッド１２ａによりリフタ９を下方に押圧して排気弁３を開弁する。
【００３６】
上記各気筒の油路１３，１４間には制御弁１５がそれぞれ介装され、これらの制御弁１５は吸排気弁３やカムシャフト７などからなる動弁機構と共にシリンダヘッド２上に配設されて、当該シリンダヘッド２上に装着された図示しないカムカバーにより外部から隠蔽されている。各制御弁１５はパワータード（エンジンブレーキの増大作用）および内部ＥＧＲ作用を目的として各気筒の排気弁３を所定のタイミングで開弁する機能を奏し、以下、当該制御弁１５の構成を説明する。
【００３７】
図２は図１のII−II線に相当する制御弁の平断面図、図３は内側ピストンを連通位置に切換えたときの制御弁を示す断面図、図４は図３のIV−IV線に相当する制御弁の平断面図、図５は内側および外側ピストンを連通位置に切換えたときの制御弁を示す断面図、図６は図５のVI−VI線に相当する制御弁の平断面図、図７はパワータード時の各制御弁の切換状況を示す説明図、図８は内部ＥＧＲ時の各制御弁の切換状況を示す説明図である。
【００３８】
図１，２に示すように制御弁１５のバルブハウジング２１には上方に開口する円筒状のスリーブ２２が形成されると共に、同一高さでスリーブ２２を中心として９０°異なる方向に４本のポート２３〜２６が形成されている。各ポート２３〜２６の内端はスリーブ２２内と連通し、外端はバルブハウジング２１の外側面にそれぞれ開口しており、以下、流入ポート２３（第１のポート）、流出ポート２４（第２のポート）、連携流入ポート２５（第３のポート）、連携流出ポート２６（第３のポート）と称する。なお、流出ポート２４のみは、後述する補助ポート４６を介して間接的にスリーブ２２内と連通している。
【００３９】
図７に示すように、各制御弁１５の流入ポート２３は自気筒のマスタピストン１１側の油路１３と接続され、流出ポート２４は自気筒のスレーブピストン１２側の油路１４と接続され、これにより上記のように同一気筒のマスタピストン１１とスレーブピストン１２とが油路１３，１４および制御弁１５を介して接続されている。
また、各連携流入ポート２５は、自気筒が吸気行程の終了直前のときに圧縮上死点の直前のマスタピストン１１の油圧発生タイミングに至る他気筒の制御弁１５の連携流出ポート２６に対して油路２７を介して接続されている。この接続状態を連携流出ポート２６を主体として換言すると、各連携流出ポート２６は、自気筒が圧縮上死点の直前のマスタピストン１１の油圧発生タイミングに至ったときに吸気行程の終了直前となる他気筒の制御弁１５の連携流入ポート２５に対して油路２７を介して接続されていることになる。
【００４０】
バルブハウジング２１のスリーブ２２内には外側ピストン２８が上下方向に摺動可能に配設され、この外側ピストン２８に上方に向けて開口形成されたスリーブ２９内には内側ピストン３０が上下方向に摺動可能に配設されている。内側ピストン３０の上部には略円柱状をなすストッパ部材３１が上方より螺合・固定され、ストッパ部材３１の上部半分は内側ピストン３０から上方に突出している。スリーブ２９内の上方開口部には円盤状のばね座３２（ストッパ部）が配設されてスナップリング３３により上方への離脱を防止され、ばね座３２とストッパ部材３１との間には圧縮ばね３４が介装されている。
【００４１】
図１，２に示すように圧縮ばね３４により内側ピストン３０は下方に付勢されて下面３０ａを外側ピストン２８のスリーブ２９内の底壁２９ａに当接させ、これにより外側ピストン２８も間接的に圧縮ばね３４の付勢力を受けて下方に付勢され、その下面２８ａをバルブハウジング２１のスリーブ２２内の底壁２２ａに当接させている。以下、このときの両ピストン２８，３０の位置を遮断位置と称し、このように外側ピストン２８が遮断位置にあるときには、必然的に内側ピストン３０も遮断位置に保持される。
【００４２】
また、図３，４に示すように、内側ピストン３０が遮断位置から圧縮ばね３４に抗して上昇すると、ストッパ部材３１の上面がばね座３２の下面に当接して内側ピストン３０の上昇を規制する。以下、このときの内側ピストン３０の位置を連通位置と称し、内側ピストン３０の下面３０ａと外側ピストン２８のスリーブ２９内の底壁２９ａとの間に形成される空間を内側油圧室３５と称する。
【００４３】
この状態では外側ピストン２８は内側ピストン３０による規制を解除されて遮断位置から上昇可能となり、外側ピストン２８が上昇すると、図５，６に示すように外側ピストン２８はスリーブ２９内の底壁２９ａを内側ピストン３０の下面３０ａに当接させて上昇を規制される。以下、このときの外側ピストン２８の位置を連通位置と称し、外側ピストン２８の下面２８ａとバルブハウジング２１のスリーブ２２内の底壁２２ａとの間に形成される空間を外側油圧室３６と称する。
【００４４】
そして、このような外側ピストン２８と内側ピストン３０との係合関係から、双方のピストン２８，３０の遮断位置と連通位置との間のストロークは同一となっている。
図１，２に示すように外側ピストン２８には断面円形状をなす流入ポート４１および流出ポート４２が内外を貫通するように形成され、外側ピストン２８の遮断位置において流入ポート４１はバルブハウジング２１の流入ポート２３と対応し、流出ポート４２はバルブハウジング２１の流出ポート２４と対応する。図３，４に示すように内側ピストン３０には断面円形状をなす連通ポート４３が水平方向に貫設され、内側ピストン３０の連通位置において連通ポート４３の両端は外側ピストン２８の流入ポート４１および流入ポート４２とそれぞれ対応する。
【００４５】
従って、図３，４に示すように外側ピストン２８が遮断位置に、内側ピストン３０が連通位置にあるときには、外側ピストン２８の流入ポート４２と流出ポート４３、内側ピストン３０の連通ポート４３、およびバルブハウジング２１の補助ポート４６を介して、バルブハウジング２１の流入ポート２３と流出ポート２４が連通する。
また、この状態から図１，２に示すように内側ピストン３０が遮断位置まで下降すると、その連通ポート４３が外側ピストン２８の流入ポート４２および流出ポート４３と対応しなくなると共に、これらの流入ポート４２および流出ポート４３の上側半分は内側ピストン３０の外周面により閉塞されずに開放されて、上記ばね座３２に貫設された連通孔３２ａを介してシリンダヘッド２上と連通する。従って、このときのバルブハウジング２１の流入ポート２３と流出ポート２４とは大気開放されることになる。
【００４６】
図５，６に示すように外側ピストン２８には平面視で扇状をなす流入・連携流出ポート４４および連携流入・流出ポート４５が内外を貫通するように形成され、外側ピストン２８の連通位置において流入・連携流出ポート４４はバルブハウジング２１の流入ポート２３および連携流出ポート２６と連通し、連携流入・流出ポート４５はバルブハウジング２１の連携流入ポート２５と連通すると共に、バルブハウジング２１に形成された平面視で扇状をなす補助ポート４６を介して流出ポート２４とも連通する。また、このときの内側ピストン３０は外側ピストン２８により連通位置に保持され、図６に示すように、内側ピストン３０の連通ポート４３は外側ピストン２８の連携流入・流出ポート４５とは対応するものの流入・連携流出ポート４４とは対応しないことから、バルブハウジング２１の流入ポート２３と流出ポート２４とは遮断される。
【００４７】
従って、図５，６に示すように外側ピストン２８および内側ピストン３０が共に連通位置にあるときには、外側ピストン２８の流入・連携流出ポート４５を介してバルブハウジング２１の流入ポート２３と連携流出ポート２６が連通すると共に、外側ピストン２８の連携流入・流出ポート４４およびバルブハウジング２１の補助ポート４６を介してバルブハウジング２１の連携流入ポート２５と流出ポート２４が連通する。
【００４８】
また、この状態から図１，２に示すように外側ピストン２８および内側ピストン３０が遮断位置まで下降すると、バルブハウジング２１の連携流入ポート２５および連携流出ポート２６は外側ピストン２８の外周面によりそれぞれ閉塞され、結果として流入ポート２３と連携流出ポート２６の間および連携流入ポート２５と流出ポート２４との間は共に遮断される。
【００４９】
図１に示すように、内側ピストン３０内にはストッパ部材３１から下方に向けて弁室５１（連通路）が形成され、当該弁室５１は上記連通ポート４３の略中央を貫通し、その直下にテーパ状の弁座５１ａ（チェック弁）を形成している。弁座５１ａからは下方に連続するように第１供給路５３（連通路）が形成され、第１供給路５３の下端は内側ピストン３０の下面に開口して内側油圧室３５と連通している。弁室５１内にはボール状の弁体５１ｂ（チェック弁）が配設され、弁体５１ｂと上記ストッパ部材３１の下面との間には弁ばね５２（チェック弁）が介装され、この弁ばね５２の付勢力により弁体５１ｂは弁座５１ａに当接して第１供給路５３と弁室５１とを遮断している。
【００５０】
これらの弁座５１ａ、弁体５１ｂ、弁ばね５２はチェック弁として機能し、弁室５１側から第１供給路５２側への作動油の移動を規制する一方、内側油圧室３５内の油圧上昇に伴って弁ばね５２の付勢力に抗して弁座５１ａから弁体５１ｂを離間させ、第１供給路５２側から弁室５１側への作動油の移動を許容する。
第１供給路５３は、内側ピストン３０に形成された第２供給路５４、外側ピストン２８に形成された第３供給路５５、バルブハウジング２１に形成された第４供給路５６を介して内側ピストン制御用のソレノイド５７と接続され、ソレノイド５７はエンジン１に装備された潤滑用の油圧ポンプ５９と接続されている。ソレノイド５７の切換に応じて、油圧ポンプ５９から供給される作動油が第１〜４供給路５３〜５６を介して内側油圧室３５に供給されたり、或いは内側油圧室３５内の作動油が第１〜４供給路５３〜５６を経てオイルタンク６０に回収されたりする。なお、第３供給路５５は所定の上下幅に形成され、内側ピストン３０および外側ピストン２８の切換位置に関わらず第２供給路５４と第４供給路５６とを常に連通させるように配慮されている。
【００５１】
また、バルブハウジング２１の下部には第５供給路６１が形成され、この第５供給路６２の上端は外側油圧室３６と連通し、下端はバルブハウジング２１の下面に開口して外側ピストン制御用のソレノイド５８と接続され、当該ソレノイド５８の切換に応じて、油圧ポンプ５９から供給される作動油が第５供給路６１を介して外側油圧室３６に供給されたり、或いは外側油圧室３６内の作動油が第５供給路６１を経てオイルタンク６０に回収されたりする。
【００５２】
ここで、後述するように全気筒の制御弁１５の外側ピストン２８および内側ピストン３０は車両減速やＥＧＲ制御の際に一斉に切換えられるため、各気筒の制御弁１５は共通のソレノイド５７，５８に接続されており、結果として当該排気弁制御装置では制御弁１５を切換制御するためのソレノイドとして内側ピストン用および外側ピストン制御用の２つのソレノイド５７，５８のみが備えられている。
【００５３】
一方、車室内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップなどの記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭなど）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタなどを備えたＥＣＵ（電子制御ユニットの略称であり制御手段）７１が設置されている。ＥＣＵ７１の入力側には運転者によるアクセル操作量θaccを検出するアクセルセンサ７２、エンジン１の回転速度Ｎeを検出する回転速度センサ７３などの各種センサ類が接続され、出力側には上記内側ピストン制御用および外側ピストン制御用のソレノイド５７，５８や図示しない各気筒の燃料噴射弁などの各種デバイス類が接続されている。
【００５４】
そして、ＥＣＵ７１はエンジン１の運転状態に応じて燃料噴射弁の噴射量や噴射時期を制御すると共に、車両減速時のパワータードやＥＧＲ領域での内部ＥＧＲ作用を得るために、各気筒の制御弁１５により所定のタイミングで排気弁３を開弁させており、以下、当該排気弁制御について詳述する。
図９は＃１気筒のパワータード（図中ではＰＴと表示）および内部ＥＧＲの実行状況を示すタイムチャートである。同図では＃１気筒の内部ＥＧＲ用の排気開弁に利用する油圧を供給する＃Ｘ気筒の作動状況を併記しており、当該Ｘ気筒は、＃１気筒が吸気行程の終了直前のときにマスタピストン１１が圧縮上死点の直前の油圧発生タイミングに至る関係にある気筒である。以下の説明では、＃１気筒と＃Ｘ気筒との関係を例示するが、全ての気筒に対して＃１気筒に対する＃Ｘ気筒の関係となる気筒が存在し、同様の関係で作動状況を制御される。
【００５５】
通常時（パワータードや内部ＥＧＲの非実行時）には、ＥＣＵ７１により内側ピストン制御用および外側ピストン制御用のソレノイド５７，５８が閉弁側に切換えられ、外側油圧室３６および内側油圧室３５内の作動油がオイルタンク６０に回収され、図１，２に示すように圧縮ばね３４の付勢力を受けて内側ピストン３０および外側ピストン２９が遮断位置に保持される。従って、各制御弁１５の流入ポート２３と流出ポート２４が遮断されると共に、流入ポート２３と連携流出ポート２６の間および連携流入ポート２５と流出ポート２４との間が遮断され、流入ポート２３および流出ポート２４が大気開放されることから、マスタピストン１１とスレーブピストン１２とを接続する油路１３，１４内の作動油がシリンダヘッド２上に排出される。結果として＃１気筒や＃Ｘ気筒のマスタピストン１１で油圧が発生しても、発生した油圧は＃１気筒のスレーブピストン１２に伝達されず、パワータードや内部ＥＧＲを目的とした排気弁３の開弁は実行されない。
【００５６】
また、図１，２に示す通常状態から運転者のアクセルオフにより車両が減速状態に移行すると、ＥＣＵ７１により外側ピストン用のソレノイド５８を閉弁側に保持したまま内側ピストン用のソレノイド５７が開弁側に切換えられる（第１の切換状態）。従って、油圧ポンプ５９から供給される作動油が第１〜４供給路５３〜５６を介して内側油圧室３５に供給され、図３，４に示すように内側油圧室３５内の油圧により圧縮ばね３４の付勢力に抗して内側ピストン３０が連通位置に切換えられ、＃１気筒のマスタピストン１１が油路１３、バルブハウジング２１の流入ポート２３、外側ピストン２８の流入ポート４１、内側ピストン３０の連通ポート４３、外側ピストン２８の流出ポート４２、バルブハウジング２１の補助ポート４６、バルブハウジング２１の流出ポート２４、および油路１４を経て＃１気筒のスレーブピストン１２と連通する。以下、このときに形成される＃１気筒のマスタピストン１１から当該＃１気筒のスレーブピストン１２までの通路をＰＴ油路と称する。
【００５７】
このピストン切換と並行して、内側油圧室３５内の油圧を受けて弁体５１ｂが弁ばね５２の付勢力に抗して弁座５１ａから離間し、内側油圧室３５内の作動油が第１供給路５３および弁室５１を経て上記ＰＴ油路に供給され、ＰＴ用油路全体が作動油により満たされる。よって、＃１気筒の圧縮上死点の直前でマスタピストン１１が発生した油圧はＰＴ油路内の作動油を介して＃１気筒のスレーブピストン１２に伝達され、図９に示すように当該＃１気筒の圧縮上死点の直前で排気弁３が開弁される。即ち、このときの＃１気筒の排気弁３は自気筒のパワータード用カム１０により開弁され、他気筒についても同様の作動状況となる。
【００５８】
車両の減速開始に伴って燃料噴射制御では燃料カットにより燃料噴射が中止されて各気筒の筒内には空気が存在し、各気筒の圧縮上死点の直前での排気開弁により筒内の圧縮空気が排出される。従って、続く膨張行程でピストン６の下降を妨げる力が発生してエンジンブレーキの増大作用が得られ、これによりフットブレーキの使用頻度が減少して運転者の負担が軽減される。
【００５９】
一方、図１，２に示す通常状態からエンジン１がＥＧＲ還流を要する運転領域に移行すると、ＥＣＵ７１により内側ピストン制御用および外側ピストン制御用のソレノイド５７，５８が共に開弁側に切換えられる（第２の切換状態）。従って、油圧ポンプ５９から供給される作動油が第１〜４供給路５３〜５６を介して内側油圧室３５に供給されると共に、第５供給路６１を介して外側油圧室３６にも供給され、内側油圧室３５の受圧面積より外側圧室３６の受圧面積が大であることから、図５，６，８に示すように外側油圧室３６の油圧により圧縮ばね３４の付勢力に抗して内側ピストン３０と外側ピストン２８が一体で連通位置に切換えられる。その結果、＃Ｘ気筒のマスタピストン１１が油路１３、当該＃Ｘ気筒のバルブハウジング２１の流入ポート２３、外側ピストン２８の流入・連携流出ポート４４、バルブハウジング２１の連携流出ポート２６、油路２７、＃１気筒のバルブハウジング２１の連携流入ポート２５、外側ピストン２８の連携流入・流出ポート４５、バルブハウジング２１の補助ポート４６、流出ポート２４、および油路１４を経て＃１気筒のスレーブピストン１２と連通する。以下、このときに形成される＃Ｘ気筒のマスタピストン１１から＃１気筒のスレーブピストン１２までの通路をＥＧＲ油路と称する。
【００６０】
また、このピストン切換状態でも内側油圧室３５内には油圧が発生していることから、油圧により弁体５１ｂを弁座５１ａから離間させて、内側油圧室３５内の作動油（実質的には第２供給路５４側から直接供給される作動油）が第１供給路５３および弁室５１を経て上記ＥＧＲ油路に供給され、ＥＧＲ用油路全体が作動油により満たされる。よって、＃Ｘ気筒の圧縮上死点の直前でマスタピストン１１が発生した油圧はＰＴ油路内の作動油を介して＃１気筒のスレーブピストン１２に伝達される。図９に示すように＃Ｘ気筒が圧縮上死点の直前のとき＃１気筒は吸気行程の終了直前にあることから、当該＃１気筒の吸気行程の終了直前で排気弁３が開弁される。即ち、このときの＃１気筒の排気弁３は＃Ｘ気筒のパワータード用カム１０により開弁され、他気筒についても同様の作動状況となる。
【００６１】
そして、各気筒の吸気行程の終了直前での排気開弁により、各気筒の筒内には排気通路側からＥＧＲガスとして排ガスが逆流して内部ＥＧＲ作用が得られ、これによりＮＯx低減が達成される。
以上詳述したように各気筒毎に設けられた制御弁１５は作動油の供給に応じて作動する機械式として構成され、流入ポート２３と流出ポート２４との間（即ち、ＰＴ油路）を連通・遮断する機能（特許文献１のコントロールバルブに相当）と、流入ポート２４と連携流出ポート２６との間および連携流入ポート２５と流出ポート２４との間（即ち、ＥＧＲ油路）を連通・遮断する機能（特許文献１のスプール軸弁に相当）とを備えており、換言すればマスタピストン１１とスレーブピストン１２との間の油路を連通遮断する機能と油路を切換える機能とを共に実現している。
【００６２】
そして、エンジン１の各気筒に当該制御弁１５を設けてマスタピストン１１とスレーブピストン１２との間の油路の連通・遮断や切換を行うことで、圧縮上死点の直前での排気開弁によるパワータードおよび吸気行程の終了直前での吸気開弁による内部ＥＧＲ作用を単一の制御弁１５により実現できる。よって、特許文献１の技術のように双方の機能を個別に実現する一対の制御弁を各気筒毎に設けた場合に比較して、制御弁１の数を半減させてコスト低減を達成できると共に、その設置スペースを縮小でき、ひいてはエンジン１のコスト低減と小型化とを実現することができる。
【００６３】
特に内外２重構造に配置した一対のピストン２８，３０により各ポートを連通・遮断する構成ため、これらのピストン２８，３０を収容するバルブハウジング２１、ひいては制御弁１５全体を一層小型化することができる。
また、全気筒の制御弁１５を内側ピストン用と外側ピストン制御用との２つのソレノイド５７，５８により制御するため、例えば特許文献２の電磁式の制御弁を適用した場合のように気筒数に対応する数のソレノイドを必要とせず、ソレノイドの数を減少させて一層のコスト低減を達成することができる。
【００６４】
また、パワータードや内部ＥＧＲ作用を要しない通常時には、各制御弁１５の流入ポート２３と流出ポート２４が遮断されると共に大気開放されて内部の作動油がシリンダヘッド２上に排出される一方、パワータード時には、内側ピストン３０の連通位置への切換と共に内側油圧室３５内の作動油がＰＴ油路内に自動的に供給され、内部ＥＧＲ時には、内側ピストン３０および外側ピストン２８の連通位置への切換と共に内側油圧室３５内の作動油がＥＧＲ油路内に自動的に供給される。従って、これらの作動油の排出および供給のための機構を別に設ける必要がなくなり、この要因もコスト低減や設置スペースの縮小に貢献する。
【００６５】
一方、連通位置にある内側ピストン３０の下面３０ａに外側ピストン２８のスリーブ２９の底壁２９ａを当接させることで、当該外側ピストン２８の上昇を規制して連通位置に保持し、結果として同一となった両ピストン２８，３０の遮断位置と連通位置との間のストロークを前提として、バルブハウジング２１や内外ピストン３０，２８などの各ポートの上下位置関係を設定している。そして、このように内側ピストン３０を利用して外側ピストン２８の上昇を規制しているため、バルブハウジング２１などに外側ピストン２８を位置規制するための専用のストッパ部を設ける必要がなくなり、制御弁１５の構成を簡略化して一層のコスト低減および設置スペースの縮小を達成することができる。
【００６６】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では制御弁１５をエンジン１の排気弁制御装置に適用し、マスタピストン１１で発生した油圧をスレーブピストン１２に伝達する油路の連通・遮断および切換に用いたが、制御弁１５の用途はこれに限ることはない。例えば一般的な工作機械などに制御弁１５を適用し、油路の連通・遮断に応じた作動油の供給および供給停止と、油路の切換に応じた作動油の供給先の切換とを行ってもよい。
【００６７】
また、上記実施形態では、パワータードおよび内部ＥＧＲを目的とした排気弁制御装置に適用すべく、制御弁１５を流入ポート２３、流出ポート２４、連携流入ポート２５、連携流出ポート２６の４ポートを備えた構成としたが、制御弁１５の構成は用途に応じて任意に変更可能である。例えば流入ポート２３、流出ポート２４、連携ポートの３ポートを備えた制御弁とし、内側ピストン３０および外側ピストン２８の切換に応じて、流入ポート２３と流出ポート２４との間の連通・遮断、および連携ポートと流出ポート２４との連通・遮断を行うように構成したり、或いは流入ポート２３と流出ポート２４との間の連通・遮断、および流入ポート２３と連携ポートとの連通・遮断を行うように構成したりしてもよい。
【００６８】
また、上記実施形態では、エンジン１の各気筒に圧縮上死点直前で作動するパワータード用カム１０を設けて、当該パワータード用カム１０により発生した油圧を自気筒のパワータードに利用する一方、他気筒のパワータード用カム１０により発生した油圧を自気筒の吸気行程での内部ＥＧＲに利用したが、双方の関係を逆転させて、各気筒に吸気行程で作動するＥＧＲ用カムを設けて、当該ＥＧＲ用カムにより発生した油圧を自気筒の内部ＥＧＲに利用する一方、他気筒のＥＧＲ用カムにより発生した油圧を自気筒の圧縮行程直前でのパワータードに利用するようにしてもよい。また、パワータードや内部ＥＧＲのための専用カムを設けることなく、例えば特許文献１の技術のように既存の吸排気カムを利用してマスタピストン１１を作動させ、発生した油圧をパワータードや内部ＥＧＲに利用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】実施形態のエンジンの排気弁制御装置を示す全体構成図である。
【図２】図１のII−II線に相当する制御弁の平断面図である。
【図３】内側ピストンを連通位置に切換えたときの制御弁を示す断面図である。
【図４】図３のIV−IV線に相当する制御弁の平断面図である。
【図５】内側および外側ピストンを連通位置に切換えたときの制御弁を示す断面図である。
【図６】図５のVI−VI線に相当する制御弁の平断面図である。
【図７】パワータード時の各制御弁の切換状況を示す説明図である。
【図８】内部ＥＧＲ時の各制御弁の切換状況を示す説明図である。
【図９】＃１気筒のパワータードおよび内部ＥＧＲの実行状況を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００７０】
１      エンジン（内燃機関）
３      排気弁
１０    パワータード用カム
１１    マスタピストン（油圧発生手段）
１２    スレーブピストン（油圧作動手段）
２１    バルブハウジング
２２    スリーブ
２３    流入ポート（第１のポート）
２４    流出ポート（第２のポート）
２５    連携流入ポート（第３のポート）
２６    連携流出ポート（第３のポート）
２８    外側ピストン
２９    スリーブ
３０    内側ピストン
３２    ばね座（ストッパ部）
３５    内側油圧室
３６    外側油圧室
５１    弁室（連通路）
５１ａ  弁座（チェック弁）
５１ｂ  弁体（チェック弁）
５２    弁ばね（チェック弁）
５３    第１供給路（連通路）
７１    ＥＣＵ（制御手段）
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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