(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関用の弁作動システムであって、
吸気カムに応動して少なくとも１つの吸気弁を操作する吸気弁作動組立体と、
排気弁作動組立体とを含み、該吸気弁作動組立体が
主排気イベントに対応しかつ減速イベントおよび排気ガス再循環イベントからなるグループから選択された１つまたはそれ以上の補助イベントに対応した多ローブを有する排気カム、
該排気カムに作動的に連結された排気マスターピストン、
１つまたはそれ以上の排気弁に作動的に連結された排気スレーブピストン、
前記排気マスターピストンおよび前記排気スレーブピストンを接続する排気液圧回路、
蓄圧器液圧路を介して前記排気液圧回路に選択的に接続される蓄圧器にして、前記１またはそれ以上の補助イベントに対応した前記排気カムの多ローブに応答して前記排気マスターピストンにより排出される液圧流体の量のみを吸収するようにされた蓄圧器、および
前記蓄圧器液圧路に配置された弁にして、前記蓄圧器を前記排気液圧回路に選択的に接続するようにされた弁
を含む内燃機関用の弁作動システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関連出願のクロスリファレンス）
本出願は、1997年11月14日に提出された米国特許仮出願第60/065,816号に係わり、かつその優先権を主張するものである。
（発明の分野）
本発明は、内燃機関の完全液圧弁トレーンを実現する装置および方法に関するものである。本発明には、ラッシュ調整が不要で、機械式弁トレーン構成部材が除去され、合成減速機能を組込可能という特徴が含まれている。
【０００２】
（発明の背景）
最近、関心をもたれている新しい弁作動システムは、現在入手できる比較可能な構成部材より安価な総システム費用で高い機能を発揮する。現在知られているシステムの多くの場合、エンジンに構成部材を付加することで圧縮抜き減速が行われる。エンジンの組立や現場サービスの際にラッシュ調整を要しないシステムであれば、顧客の時間と出費の節約となる。
【０００３】
（発明の目的）
本発明の目的は、内燃機関に完全液圧弁トレーンを実現する方法を得ることである。
本発明の別の目的は、内燃機関に完全液圧弁トレーンを実現するシステムを得ることである。
本発明の更に別の目的は、固定調時弁作動システムから可変調時弁作動システムへ改変可能なシステムを得ることにある。
本発明の別の目的は、排気弁トレーンを正動力(positive power)または減速モードに液圧式に切替えることで圧縮抜き減速を得ることにある。
本発明の別の目的は、合成のロストモーション圧縮抜き減速機能を組み込むことにある。
本発明の別の目的は、性能を高めるために、排気ガスの内部再循環によりエンジンを減速させることである。
本発明の別の目的は、ラッシュ調整を不要にすることにある。
本発明の別の目的は、システムの全高、総重量、総費用が低い値のシステムを得ることである。
本発明の別の目的は、予測可能なバックアップモードを得るために、液圧液の蓄積が制限されるシステムを得ることである。
本発明の別の目的は、機械式の弁トレーン構成部材が除去された完全液圧弁を実現するためのシステムを得ることである。
【０００４】
（発明の簡単な要約）
本発明が目指すシステムは、従来式の機械式弁トレーン（ロッカーアーム）が付加されるのではなく、それに取って代わるシステムであり、他方、ラッシュ調整が不要で、排気弁トレーンを正動力または減速モードに液圧式に切替えることにより、圧縮抜き減速が行われるシステムである。このシステムは、また固定調時弁作動システムから可変調時弁作動システムへ改変するのに適している。
【０００５】
本発明は、内燃機関用の弁作動システムに関するものである。この弁作動システムは、吸気カムに応動して少なくとも１つの吸気弁を操作する吸気弁作動組立体を含んでいる。この弁作動システムは、更に少なくとも１つの排気カムに応動して少なくとも１つの排気弁を操作する排気弁作動組立体を含むことで、主排気イベント、エンジン減速イベント、排気ガス再循環イベントのうちの少なくとも１つを発生させる。排気弁作動組立体は、２つのモードで操作可能である。第１操作モードでは、少なくとも１つの排気弁の操作により、主排気イベントが発生する。第２操作モードでは、少なくとも１つの排気弁の操作により、主排気イベント、エンジン減速イベント、排気ガス再循環イベントのうちの少なくとも１つが発生する。
【０００６】
吸気弁作動組立体は、吸気カムからエネルギーを取出すための吸気エネルギー取出し組立体と、少なくとも１つの吸気弁操作のため、吸気エネルギー取出し組立体から得られたエネルギー伝送用の吸気エネルギー伝送組立体とを含むことができる。吸気エネルギー伝送組立体は、吸気エネルギー取出し組立体から得られたエネルギー伝送用の吸気液圧液組立体を含むことができる。吸気エネルギー伝送組立体は、更に吸気液圧液供給組立体を含むことができる。
【０００７】
排気弁作動組立体は、排気カムからエネルギーを取出す排気エネルギー取出し組立体と、少なくとも１つの排気弁を操作するため、排気エネルギー取出し組立体から得られたエネルギー伝送用の排気エネルギー伝送組立体とを含むことができる。排気エネルギー伝送組立体は、該組立体の操作を制御する制御組立体を含むことができ、しかも排気エネルギー伝送組立体は、制御組立体に応動して第１操作モード、第２操作モードの一方のモードで動作する。排気エネルギー伝送組立体は、更に排気液圧液供給組立体を含むことができる。制御組立体は、排気液圧液供給組立体と連通している。
【０００８】
制御組立体は、第１または第２の操作モードへの切替用弁組立体と、第１操作モード時に、排気エネルギー伝送組立体からの排気エネルギーの一部を蓄積するエネルギー蓄積組立体と含むことができる。排気弁作動組立体を固定調時弁作動可能にすることが考えられる。更に、排気弁作動組立体を可変調時弁作動可能にすることが考えられる。
以上の全体的な説明と以下の詳細な説明の双方とも、実例についての記述であり、説明目的のものに過ぎない。それらの説明は、本発明を制限するものではない。引用により本明細書に取入れられており、かつ本明細書の一部をなす添付図面は、本発明の実施例を示すものであり、以下の詳細な説明と共に、本発明の原理を説明するものである。
【０００９】
以下で本発明を添付図面につき説明するが、図面では、類似の部材には同じ符号が付されている。
図１は、本発明の一実施例によるロストモーション液圧オーバヘッドシステムの吸気回路１０を示したものである。吸気回路１０は、ハウジング１００内に配置されたマスターピストン１１０を有している。マスターピストン１１０は、吸気カム１に追従するカム従動節１１１を含んでいる。マスターピストン１１０は、通路１３０を介して少なくとも１つのスレーブピストン１２０と接続されている。通路１３０は、好ましくは液圧液を受容し、それによりマスターピストン１１０によって加えられる力が、液圧により少なくとも１つのスレーブピストン１２０に伝えられる。少なくとも１つのスレーブピストン１２０に加わる液圧の制御が必要な場合、液圧は、適当な装置（たとえば蓄圧器）によって増圧または減圧できる。液圧液源１４０は通路１３０に接続されている。液圧液源１４０は、液圧液源への液圧液の逆流を防止するための適当な組立体を含むことができる。一好適実施例では、液圧液の逆流防止に逆止め弁１４１が使用されている。
【００１０】
図２は、本発明の一実施例によるロストモーション液圧オーバヘッドシステムの排気回路２０を示したものである。排気回路２０は、吸気回路１に似た液圧運動伝達装置である。排気回路２０は、しかし、操作モードの切替えが可能であるため、吸気回路１０よりも高度である。排気回路２０は、ハウジング１００内に配置されたマスターピストン２１０を有している。マスターピストン２１０は、排気カム２の断面に追従するカム従動節２１１を有している。排気カム２が、主排気イベント、減速イベント、排気ガス再循環イベントその他を含む多重排気弁操作イベントに対応する多カムローブ２１，２２，２３を有するようにすることが考えられる。排気回路２０は、また高圧回路２５０を有している。排気回路２０は、更にスプール弁２２０を有している。スプール弁２２０は、排気回路２０の操作モードを制御する。スプール弁２２０の操作は、弁組立体２３０により制御される液圧液により制御される。弁組立体２３０は、好ましくは電磁弁２３０である。電磁弁２３０が不動化されると、スプール弁２２０は、図２に示す休止位置を占める。休止位置では、高圧回路２５０が蓄圧器２４０と接続される。蓄圧器は、完全な１行程でマスターピストン２１０により排除される液圧液の一部のみを吸収することができる。マスターピストン２１０が排気カム２の補助カムローブ２２，２３のいずれかに追従を開始する場合には、蓄圧器２４０はすべての運動を吸収する。マスターピストン２１０が主カムローブ２１に追従を開始する場合には、蓄圧器２４０は、固定状態（ソリッド）に動作することで、付加的な運動を吸収できない。こうして、本発明なしで生じるような、完全な排気運動が生じる。
【００１１】
次にシステムの操作を説明する。吸気回路１０のマスターピストン１１０は、少なくとも１つの弁ピストン１２０の操作を制御する。吸気カム１に応動するマスターピストン１１０の運動は、少なくとも１つのスレーブピストン１２０に伝えられ、吸気弁を操作する。スレーブピストン１２０により操作される弁の開閉が、吸気カム１の断面によって制御される。
【００１２】
正常な排気操作中には（すなわち減速イベントまたは排気ガス再循環イベントなしの状態）、スプール弁２２０は図２に示した位置にある。この位置では、マスターピストン２１０によって排除された液圧液の一部が、高圧回路２５０を経て蓄圧器２４０へ流入する。したがって、図３に示した破線の下に位置する運動の一部が蓄圧器２４０によって吸収される。特に、減速イベント用と排気ガス再循環イベント用のカムローブ２２，２３に応動するマスターピストン２１０の運動は、吸収されて、排気弁の開放が防止される。排気弁は、主排気イベント用の排気カム２の主カムローブ２１に応動して開放される。なぜなら、マスターピストン２１０によって排除される液圧液量は、図３に示すように、蓄圧器２４０によって吸収可能な量より多いからである。
【００１３】
排気減速イベントおよび排気ガス再循環イベントを望む場合は、電磁弁２３０が操作されて、スプール弁２２０をオフ（OFF）位置へ移動させる。その結果、蓄圧器２４０が、高圧回路２５０から除外される。この位置では、マスターピストン２１０によるすべての運動がスレーブピストン２６０へ伝えられる。これによって、排気カム２の補助カムローブ２２，２３に応動する排気弁の開放が可能になり、排気減速と排気ガス再循環とのイベントが可能になる。
【００１４】
当業者には、本発明の範囲および精神を逸脱することなしに、本発明の構成および配置の種々の変更態様並びに変化形が可能であることは、明らかだろう。たとえば、吸気回路１０と排気回路２０双方内の高圧回路は、外部管路またはハウジング１００内に形成された一体通路により形成することが可能である。本発明は、排気減速カムローブと正動力排気ガス再循環（EGR）カムローブを有するカム断面と関連させて使用できる。しかし、本発明を、エンジンブレーキおよび／または排気ガス再循環（EGR）なしで使用することも考えられる。スレーブピストン１２０，２６０には、制動時の過剰の弁運動を防止するための逃がしポートを設けることができる。マスターピストンに設けられた從動節は、振動從動節、平面従動節、ローラ従動節いずれか、またはすべてを含む適当なカム従動節を含むことができるが、それらだけに制限されるわけではない。加えて、スプール弁２２０，２３０は、単一の高圧電磁弁に代えることができる。更に、液圧液は、図２に示したように、蓄圧器を経由せず、直接に液圧回路へ供給することもできる。吸気回路は、また既述の排気回路２０の構成を有するようにして、吸気回路が、選択されたイベントを可能および／または不可能にし得るようにすることもできる。最後に、本発明は、固定調時用、可変調時用のいずれにも使用可能にすることが考えられる。
【００１５】
以上、本発明を特定の実施例について説明したが、当業者には、多くの代案、変更態様、変化形が可能であることが明らかだろう。したがって、ここに示した本発明の好適実施例は、もっぱら説明目的のもので、本発明を制限するものではない。請求の範囲に記載の本発明の精神および範囲を逸脱することなしに種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による弁作動システムの吸気構成の概略図。
【図２】  本発明による弁作動システムの排気構成の概略図。
【図３】  本発明による排気弁揚程を示すグラフ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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