(57)【要約】  内燃機関の排気弁を作動させ、エンジン動作のエンジンブレーキモード中は圧縮開放作動を、エンジン動作の正出力モード中は早期排気弁開放作動を提供する方法及びシステムを開示する。システムは、第１のロッカーアームを含む油圧ロストモーションシステムに接続された圧縮開放ローブ及び早期排気弁開放ローブを有する第１のカムを含むことができる。油圧作動ピストンは、油圧ロストモーションシステムから選択的に延在して、排気弁に圧縮開放作動又は早期排気弁開放作動を提供することができる。油圧作動ピストンは、固定したハウジング内のマスタスレーブピストン回路内にスレーブピストンとして、あるいはロッカーアーム内に摺動可能に配置された油圧ピストンとして提供することができる。方法及びシステムは、圧縮開放作動又は早期排気弁開放作動との組合せで、排気ガス再循環及び／又はブレーキガス再循環をさらに提供することができる。
2012526240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気弁を作動させて、エンジン動作のエンジンブレーキモード中は圧縮開放作動を、エンジン動作の正の出力モード中は早期排気弁開放作動を提供するシステムであって、
圧縮開放ローブ及び早期排気弁開放ローブを有する第１のカムと、
前記第１のカムと動作可能に接触し、第１のロッカーアームを含む油圧ロストモーションシステムと、
前記油圧ロストモーションシステムから延在し、且つ前記排気弁に、エンジン動作のエンジンブレーキモード中は圧縮開放作動を、動作の正出力モード中は早期排気弁開放作動を提供するように構成された油圧作動ピストンと、
主排気ローブを有する第２のカムと、
前記第２のカムと動作可能に接触し、前記排気弁に主排気作動を提供するように構成された主排気ロッカーアームと
を備えるシステム。
【請求項２】
前記主排気ロッカーアームが、前記第２のカムと動作可能に接触する第１の二つ割りロッカーアームと、前記第１の二つ割りロッカーアームと動作可能に接触する第２の二つ割りロッカーアームとを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１の二つ割りロッカーアームを付勢して前記第２のカムと接触させる手段をさらに備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記油圧作動ピストンがスレーブピストンであり、前記油圧ロストモーションシステムが、
前記油圧ロストモーションシステム内に設けたマスタピストンと、
前記マスタピストンと前記スレーブピストンを接続する油圧回路と
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記油圧回路内で前記マスタピストンと前記スレーブピストンの間に配置されたトリガ弁をさらに備える、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記油圧回路と連通する作動液アキュムレータをさらに備える、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１のロッカーアームが、前記マスタピストンに運動を提供するように構成された接触表面を有する二つ割りロッカーアームを備える、請求項４に記載のシステム。
【請求項８】
前記油圧ロストモーションシステムが、少なくとも部分的に前記内燃機関に対して固定されたハウジング内に設けられる、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記第２の二つ割りロッカーアームから延在する側部フランジをさらに備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項１０】
前記油圧ロストモーションシステムが、部分的に前記第１のロッカーアーム内に、及び部分的に前記第１のロッカーアームに隣接するロッカーシャフト台座内に配置された油圧回路を備える、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記油圧作動ピストンが、前記第１のロッカーアーム内に摺動可能に配置され、前記油圧回路内に配置された制御弁をさらに備える、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記油圧回路と連通する作動液アキュムレータをさらに備える、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記油圧作動ピストンが、前記第１のロッカーアーム内に摺動可能に配置され、前記油圧ロストモーションシステムが、少なくとも部分的に前記第１のロッカーアーム内に配置された油圧回路を備える、請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第１のロッカーアーム内に配置された作動液制御弁をさらに備え、前記油圧回路が前記作動液制御弁と前記油圧作動ピストンとの間に延在する、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１のロッカーアーム内に配置され、前記油圧回路と連通する作動液アキュムレータをさらに備える、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記油圧ロストモーションシステムを制御して、二者択一的に、エンジン動作のエンジンブレーキモード中は、排気弁作動を提供せず、圧縮開放作動を提供し、エンジン動作の正出力モード中は、早期排気弁開放を提供する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】
前記油圧ロストモーションシステムを制御する前記手段が、また、早期排気弁開放の前記タイミングを変更する手段である、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第１のカム上に排気ガス再循環ローブ又はブレーキガス再循環ローブをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記油圧ロストモーションシステムを制御して、二者択一的に、エンジン動作のエンジンブレーキモード中は、排気弁作動を提供せず、圧縮開放作動を提供し、エンジン動作の正出力モード中は、排ガス再循環とともに早期排気弁開放を提供する手段をさらに備える、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記油圧モーションシステムを制御する前記手段が、また、早期排気弁開放の前記タイミングを変更する手段である、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記油圧ロストモーションシステムを制御して、二者択一的に、エンジン動作のエンジンブレーキモード中は、排気弁作動を提供せず、ブレーキガス再循環とともに圧縮開放作動を提供し、エンジン動作の正出力モード中は、早期排気弁開放を提供する手段をさらに備える、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２２】
前記油圧モーションシステムを制御する前記手段が、また、早期排気弁開放の前記タイミングを変更する手段である、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
内燃機関の排気弁を作動させるシステムであって、
圧縮開放式エンジンブレーキの作動及び早期排気弁開放作動のために運動を付与する第１の手段と、
運動を付与するための前記第１の手段と動作可能に接触し、第１のロッカーアームを含む油圧ロストモーションシステムと、
前記油圧ロストモーションシステムから延在し、前記排気弁に圧縮開放式エンジンブレーキの作動又は早期排気弁開放作動を選択的に提供するように構成された油圧作動ピストンと、
主排気作動のために運動を付与する第２の手段と、
運動を付与するための前記第２の手段と動作可能に接触する主排気ロッカーアームと、
前記油圧ロストモーションシステムを制御して、圧縮開放式エンジンブレーキの作動又は早期排気弁開放作動を選択的に提供する手段と
を備えるシステム。
【請求項２４】
前記第１の運動付与手段が、ブレーキガス再循環作動に運動を付与する手段をさらに備える、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記第１の運動付与手段が、排気ガス再循環作動に運動を付与する手段をさらに備える、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２６】
内燃機関の排気弁を作動させ、圧縮開放式エンジンブレーキローブ及び早期排気弁開放ローブを有するカムを使用して、圧縮開放式エンジンブレーキの作動及び早期排気弁開放作動を二者択一的に提供する方法であって、
圧縮開放式エンジンブレーキの作動運動及び早期排気弁開放作動運動を前記カムから、第１のロッカーアームを含む油圧ロストモーションシステムに付与するステップと、
前記内燃機関がエンジンブレーキ動作モードにあるか否かを判定するステップと、
前記内燃機関が前記エンジンブレーキ動作モードにある場合に、前記排気弁に圧縮開放式エンジンブレーキの作動を提供するために、前記油圧ロストモーションシステムの油圧作動ピストンを油圧で選択的にロックし、又はロック解除するステップと、
前記内燃機関が正の出力動作モードにあり、早期排気弁開放が望ましいか否かを判定するステップと、
前記内燃機関が前記正の出力動作モードにあり、早期排気弁開放が望ましい場合に、前記排気弁に早期排気弁開放作動を提供するために、前記油圧ロストモーションシステムの油圧作動ピストンを油圧で選択的にロックし、又はロック解除するステップと
を含む方法。
【請求項２７】
前記カムから前記油圧ロストモーションシステムにブレーキガス再循環作動を付与するステップと、
前記内燃機関が動作の前記エンジンブレーキモードにある場合に、前記排気弁にブレーキガス再循環作動を提供するために、前記油圧ロストモーションシステム内の前記油圧作動ピストンを選択的に油圧でロックし、又はアンロックするステップと、
をさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記カムから前記油圧ロストモーションシステムに排気ガス再循環作動を付与するステップと、
前記内燃機関が動作の前記正出力モードにある場合に、前記排気弁に排気ガス再循環を提供するために、前記油圧ロストモーションシステム内の前記油圧作動ピストンを選択的に油圧でロックし、又はアンロックするステップと、
をさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記カムから前記油圧ロストモーションシステムにブレーキガス再循環作動を付与するステップと、
前記内燃機関が動作の前記エンジンブレーキモードにある場合に、前記排気弁にブレーキガス再循環作動を提供するために、前記油圧ロストモーションシステム内の前記油圧作動ピストンを選択的に油圧でロックし、又はアンロックするステップと、
前記カムから前記油圧ロストモーションシステムに排気ガス再循環作動を付与するステップと、
前記内燃機関が動作の前記正出力モードにある場合に、前記排気弁に排気ガス再循環を提供するために、前記油圧ロストモーションシステム内の前記油圧作動ピストンを選択的に油圧でロックし、又はアンロックするステップと、
をさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記油圧作動ピストンが、マスタスレーブピストン回路内のスレーブピストンである、請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
前記油圧作動ピストンが、前記第１のロッカーアーム内に摺動可能に配置される、請求項２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、内燃機関の１つ又は複数の弁を作動させるシステムに関する。特に、本発明はエンジンを制動し、早期に排気を開放する（ＥＥＯ）可変弁作動（ＶＶＡ）を提供するロストモーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関は、一般に、エンジン弁を作動させるために機械、電気又は油圧機械式の弁作動システムを使用する。これらのシステムは、エンジンのクランクシャフトの回転によって駆動されるカムシャフトとロッカーアームとプッシュロッドの組合せを含むことができる。カムシャフトがエンジンの弁を作動させるために使用される場合、弁作動のタイミングは、カムシャフトのローブのサイズ及び位置によって固定することができる。
【０００３】
カムシャフトが３６０°回転するごとに、エンジンは４ストローク、すなわち膨張、排気、吸気及び圧縮で構成された全ストロークを完了する。膨張ストロークの大部分で、ピストンがシリンダヘッドから離れ、シリンダヘッドとピストンヘッドの間の容積が増大している時に、吸気弁と排気弁の両方を閉じ、閉じたままにしておくことができる。正の出力で動作中に、燃料は膨張ストローク中に燃焼し、エンジンによって正の出力が送出される。膨張ストロークは下死点（ＢＤＣ）において終了し、その時にピストンは方向を逆転させる。排気弁はＢＤＣ前の主排気事象の間、開いておくことができる。カムシャフトのローブを同期させて、主排気事象の間、ピストンが上昇して燃焼ガスをシリンダから押し出すにつれて、排気弁を開くことができる。排気ストロークの終了付近で、カムシャフトの別のローブは、主吸気事象のために吸気弁を開くことができ、この時にピストンがシリンダヘッドから離れる。ピストンが下死点付近にある時に、吸気弁が閉じ、吸気ストロークが終了する。ピストンが圧縮ストローク中に再び上昇するにつれ、吸気弁及び排気弁の両方が閉じる。
【０００４】
内燃機関を正の出力で運転するために、主吸気及び主排気弁事象が必要である。追加の補助弁事象が、必要ではないが望ましい場合がある。例えば、圧縮開放式ブレーキ、ブリーダブレーキ、排気ガス再循環（ＥＧＲ）、ブレーキガス再循環（ＢＧＲ）、又は他の補助吸気及び／又は排気弁事象の正の出力動作モード又は他のエンジン動作モード中に、吸気及び／又は排気弁を作動させることが望ましい場合がある。
【０００５】
補助的な弁事象に対して、車両のエンジンブレーキを提供するために、内燃機関を通る排気ガスの流れ制御が使用されてきた。１つ又は複数の排気弁も選択的に開放して、少なくとも一時的にエンジンをエンジンブレーキ動作のための空気圧縮機に変換することができる。この空気圧縮機の効果は、圧縮開放式ブレーキの場合、ピストンの上死点位置付近で１つ又は複数の排気弁を開くか、又はブリーダブレーキの場合、ピストン運動の大部分又は全体で１つ又は複数の排気弁を比較的一定の分解開放位置に維持することによって遂行することができる。両タイプのブレーキで、エンジンは車両の減速に役立てるために使用できる減速力を生成することができる。このブレーキ力は、運転者の車両に対する制御を向上させることができ、常用ブレーキの磨耗を実質的に減少させることもできる。圧縮開放式ブレーキは長く知られており、参照により本明細書に組み込むものとするＣｕｍｍｉｎｓの米国特許第３，２２０，３９２号（１９６５年１１月）に開示されている。
【０００６】
一般的に、エンジンブレーキシステムは排気ガスの流れを制御して、圧縮開放式ブレーキ、ブリーダブレーキ、排気ガス再循環及び／又はブレーキガス再循環の原理を組み込むことができる。圧縮開放式ブレーキの間、排気弁を選択的に開いて、少なくとも一時的に、出力を生成する内燃機関を出力を吸収する空気圧縮機に変換することができる。ピストンがその圧縮ストローク中に上昇するにつれ、シリンダに捕捉されているガスを圧縮することができる。圧縮されたガスはピストンの上昇運動に対抗することができる。ピストンが上死点位置に近づくにつれ、少なくとも１つの排気弁を開いて、シリンダ内の圧縮ガスを排気マニホールドへと開放し、その後の膨張下りストロークで圧縮ガスに蓄積されたエネルギーがエンジンに戻るのを防止することができる。それを実行する際に、エンジンは減速力を生成して、車両の減速に役立てることができる。
【０００７】
ブリーダブレーキ中に、ピストンの排気ストローク中に生じる主排気弁事象に加えて、及び／又はその代わりに、１つ又は複数の排気弁を、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の間（部分サイクルブリーダブレーキ）わずかに開いたままにしておくことができる。シリンダを出入りするシリンダガスの抽気は、エンジンを減速するように作用することができる。通常、ブリーダブレーキ動作において、１つ又は複数のブレーキ弁が最初に開くのは、圧縮上死点、すなわち早期の弁作動の前であり、次にある期間リフトが一定に保持される。したがって、ブリーダ式エンジンブレーキは、早期の弁作動により１つ又は複数の弁を作動させるために必要になる力がより低く、圧縮開放式ブレーキが急速に吹き出す代わりに連続的に抽気することによって、発生する雑音を少なくすることができる。
【０００８】
排気ガス再循環（ＥＧＲ）システムによって、正の出力動作中に排気ガスの一部がエンジンシリンダ内に逆流するのを可能にすることができる。ＥＧＲを使用して、正の出力動作中にエンジンによって生成されるＮＯｘの量を低減することができる。ＥＧＲシステムは、エンジンブレーキサイクル中に排気マニホールド及びエンジンシリンダ内の圧力及び温度の制御に使用することもできる。通常、内部及び外部という２タイプのＥＧＲシステムがある。外部ＥＧＲシステムは排気ガスを再循環させ、吸気弁を通してエンジンシリンダ内に戻す。内部ＥＧＲシステムは、排気ガスを再循環させ、１つ又は複数の排気弁及び／又は１つ又は複数の吸気弁を通してエンジンシリンダ内に戻す。
【０００９】
ブレーキガス再循環（ＢＧＲ）システムによって、エンジンブレーキ動作中に排気ガスの一部がエンジンシリンダ内に逆流するのを可能にすることができる。例えば吸気ストローク中に排気ガスが再循環してエンジン内に戻ると、圧縮開放式ブレーキに使用可能なシリンダ内のガスの質量を増大することができる。その結果、ＢＧＲはブレーキ事象から実現されるブレーキ効果を増大することができる。
【００１０】
多くの異なる作動システムを使用して、エンジン弁を選択的に作動させ、ブレーキガス再循環又は圧縮開放事象を生成することができる。１つの既知のタイプの作動システムは、上記Ｃｕｍｍｉｎｓに記載されたロストモーションシステムである。可変弁作動のためのロストモーションシステムの別の例は、参照により本明細書に組み込むものとするＶａｎｄｅｒｐｏｅｌ他の米国特許第７，１５２，５７６号（２００６年１２月２６日）に開示されている。エンジン弁を作動させるための１次及びオフセットアクチュエータロッカーアームを有するシステムの例は、参照により本明細書に組み込むものとするＪａｎａｋ他の米国公開第２００６／０００５７９６号（２００６年１月１２日）に開示されている。
【００１１】
多くの内燃機関で、吸気及び排気弁は、固定したプロファイルのカムによって、さらに特段には各カムの一体部品である１つ又は複数の固定ローブ又は突起によって作動させることができる。カムは、カムが提供する責任がある弁事象ごとにローブを含むことができる。カムのローブのサイズ及び形状は、ローブに由来する弁のリフト及び持続時間を規定することができる。例えば、システムの排気カムプロファイルは、ブレーキガス再循環事象のためのローブ、圧縮開放事象のためのローブ、及び主排気事象のためのローブを含むことができる。
【００１２】
エンジンブレーキ中に排気マニホールド内の排気背圧を増大することも望ましい場合がある。排気背圧が高くなると、エンジンブレーキに使用可能なエンジンシリンダ内のガスの質量及び圧力を増大し、それによりブレーキ出力を増大することができる。しかし、排気背圧の増大は、圧縮開放事象のために排気弁を開くのに必要な力を増大することがあるので望ましくない。何故なら、排気弁に加えられる開放力は、排気背圧の増大に由来してエンジンシリンダ内で増大した圧力を超えなければならないからである。ある程度、増大した排気背圧は、排気弁の背後に加えられる圧力も増大させることができ、これはシリンダ内で増大した圧力と釣り合い、したがって圧縮開放事象に使用される排気弁開放機構にかかる負荷を低減することができる。
【００１３】
排気マニホールド中のガス圧力の増大は、排気マニホールドを通るガスの流れを絞ることによって遂行することができる。排気マニホールドの絞りは、作動すると排気マニホールドを通る排気ガスの流れの全部又は部分的に全部を絞ることができる任意の構造を使用して遂行することができる。排気絞りは、排気エンジンブレーキ、ターボ過給機、可変ジオメトリターボ過給機、可変ノズルタービン付き可変ジオメトリターボ過給機及び／又は排気ガスの流れを絞ることができる任意の他の装置の形態とすることができる。
【００１４】
排気ブレーキは通常、排気マニホールド又はパイプの全部又は一部を閉じ、それによって排気ガスが逃げるのを防止することによって絞りを提供する。排気ガスのこの絞りは、各シリンダが排気ストロークにある場合に背圧を提供することによって、エンジンにブレーキ効果を提供することができる。例えば、Ｍｅｎｅｅｌｙの米国特許第４，８４８，２８９号（１９８９年７月１８日）、Ｓｃｈａｅｆｅｒの米国特許第６，１０９，０２７号（２０００年８月２９日）、Ｉｓｒａｅｌの米国特許第６，１７０，４７４号（２００１年１月９日）、Ｋｉｎｅｒｓｏｎ他の米国特許第６，１７９，０９６号（２００１年１月３０日）、及びＡｎｄｅｒｓｏｎ他の米国特許出願公開ＵＳ２００３／００１９４７０号（２００３年１月３０日）が、エンジン減速に使用する排気ブレーキを開示している。
【００１５】
ターボ過給機は、排気マニホールドからの排気ガスの流れを同様に絞ることができる。ターボ過給機は往々にして、排気マニホールドからの高圧排気ガスの流れを使用して、タービンに動力を供給する。可変ジオメトリターボ過給機（ＶＧＴ）は、タービンを駆動するために、それが捕獲する高圧排気ガスの量を変更することができる。例えば、Ａｒｎｏｌｄ他の米国特許第６，２６９，６４２号（２００１年８月７日）は、絞られる排気ガスの量が、タービン中の羽根の角度及び長さの変更によって変化する可変ジオメトリターボ過給機を開示している。エンジンブレーキとの関連で可変ジオメトリターボ過給機を使用することの例が、参照により本明細書に組み込むものとするＦａｌｅｔｔｉ他の米国特許第５，８１３，２３１号（１９９８年９月２９日）、Ｆａｌｅｔｔｉ他の米国特許第６，１４８，７９３号（２０００年１１月２１日）、及びＲｕｇｇｉｅｒｏ他の米国特許第６，８６６，０１７号（２００５年３月１５日）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】米国特許第３，２２０，３９２号
【特許文献２】米国特許第７，１５２，５７６号
【特許文献３】米国公開第２００６／０００５７９６号
【特許文献４】米国特許第４，８４８，２８９号
【特許文献５】米国特許第６，１０９，０２７号
【特許文献６】米国特許第６，１７０，４７４号
【特許文献７】米国特許第６，１７９，０９６号
【特許文献８】米国特許出願公開ＵＳ２００３／００１９４７０号
【特許文献９】米国特許第６，２６９，６４２号
【特許文献１０】米国特許第５，８１３，２３１号
【特許文献１１】米国特許第６，１４８，７９３号
【特許文献１２】米国特許第６，８６６，０１７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
何年にもわたり、エンジンブレーキのロストモーションシステムは改良されており、技術が進化して新しい問題が発見されるにつれ、引き続き改良の必要がある。改良が必要なのは多くの理由がある。例えば常温始動及びフェールセーフモードに機械駆動の排気主事象を提供する、負荷の限界（例えばカムのヘルツ応力）に適合する、カムとローラの間の分離及び衝撃加重を回避する、ブリッジの傾斜を回避する、排気弁の座の速度限界に適合する、及び弁とピストンとの接触を防止するなどである。多くの電子制御可変弁作動（ＶＶＡ）システムで、弁とピストンが接触する危険がある。例えば、早期に弁を開き、ピークリフト付近で油をこぼすロストモーションＶＶＡシステムでは、こぼれが機能しないと、弁とピストンが接触する危険が増大し、これは例えば逃がし穴の閉塞又は弁ばねの破損により生じることがある。ロッカー作動のＶＶＡシステムの弁／カムのリフト比率は、マスタスレーブシステムよりも弁トレーンのレイアウトによって制限され、弁／カムのリフト比率は油圧ピストンの直径によって決定される。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
以上の問題に対して、出願人は、内燃機関の排気弁を作動させて、エンジン動作のエンジンブレーキモード中は圧縮開放作動を、エンジン動作の正の出力モード中は早期排気弁開放作動を提供する革新的なシステムを開発し、上記システムは、圧縮開放ローブ、早期排気弁開放ローブ、及び任意選択でＢＧＲローブを有する第１のカムと、上記第１のカムと動作可能に接触し、第１のロッカーアームを含む油圧ロストモーションシステムと、上記油圧ロストモーションシステムから延在し、且つ上記排気弁に、エンジン動作のエンジンブレーキモード中は圧縮開放作動を、動作の正出力モード中は早期排気弁開放作動を提供するように構成された油圧作動ピストンと、主排気ローブを有する第２のカムと、上記第２のカムと動作可能に接触し、上記排気弁に主排気作動を提供するように構成された主排気ロッカーアームとを備える。
【００１９】
出願人は、内燃機関の排気弁を作動させる革新的なシステムであって、任意選択でＢＧＲ作動を含む圧縮開放式エンジンブレーキの作動、及び早期排気弁開放作動のための運動を付与する第１の手段と、運動を付与するための上記第１の手段と動作可能に接触し、第１のロッカーアームを含む油圧ロストモーションシステムと、上記油圧ロストモーションシステムから延在し、上記排気弁に圧縮開放式エンジンブレーキの作動又は早期排気弁開放作動を選択的に提供する油圧作動ピストンと、主排気作動のために運動を付与する第２の手段と、運動を付与するための上記第２の手段と動作可能に接触する主排気ロッカーアームと、上記油圧ロストモーションシステムを制御して、圧縮開放式エンジンブレーキの作動又は早期排気弁開放作動を選択的に提供する手段とを備えるシステムをさらに開発した。
【００２０】
出願人は、内燃機関の排気弁を作動させ、圧縮開放式エンジンブレーキローブ及び早期排気弁開放ローブを有するカムを使用して、圧縮開放式エンジンブレーキの作動又は早期排気弁開放作動を、及び任意選択でＢＧＲ作動を選択的に提供する革新的な方法をさらに開発し、上記方法は、圧縮開放式エンジンブレーキの作動運動及び早期排気弁開放作動運動を上記カムから、第１のロッカーアームを含む油圧ロストモーションシステムに付与するステップと、内燃機関がエンジンブレーキ動作モードにあるか否かを判定するステップと、内燃機関がエンジンブレーキ動作モードにある場合に、上記排気弁に圧縮開放式エンジンブレーキの作動を提供するために、上記油圧ロストモーションシステムの油圧作動ピストンを油圧で選択的にロックし、ロック解除するステップと、内燃機関が正の出力動作モードにあり、早期排気弁開放が望ましいか否かを判定するステップと、内燃機関が正の出力動作モードにあり、早期排気弁開放が望ましい場合に、上記排気弁に早期排気弁開放作動を提供するために、上記油圧ロストモーションシステムの油圧作動ピストンを油圧で選択的にロックし、ロック解除するステップとを含む。
【００２１】
上記の一般的な説明および以下の詳細な説明は、単に例示としてのものに過ぎず、特許請求の範囲に記載する本発明を制限するものではないことを理解されたい。参照によって本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の特定の実施形態を図示し、詳細な説明とともに本発明の原理を説明する働きをする。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
本発明の理解を助けるために、次に同様の参照番号が同様の要素を指す添付図面を参照する。図面は例示としてのものに過ぎず、本発明を制限するものではない。
【図１】本発明の実施形態による弁作動システムを示す略ブロック図である。
【図２】本発明の例示的実施形態による運動付与手段又はカムの側面図である。
【図３】本発明の実施形態による２つの二つ割りロッカーアーム及びロストモーションシステムを含む可変弁作動システムの部分断面の略上面図である。
【図４】図３に示す第１のロッカーアーム及びロストモーションシステムの部分断面の略側面図である。
【図５】図３に示す第２のロッカーアーム及びロストモーションシステムのハウジングの一部の部分断面の略側面図である。
【図６】本発明の代替実施形態による二つ割りロッカーアーム及び全ロッカーアームを含む可変弁作動システム及びロストモーションシステムのハウジングの部分断面の略上面図である。
【図７】全ロッカーアーム及び弁ブリッジを有する二股スレーブピストンを示す図６の可変弁作動システムの部分断面の略前面図である。
【図８】本発明の代替実施形態による、スレーブピストン又はアクチュエータピストンと接触するフランジを含む二つ割りロッカーアームの部分断面の略上面図である。
【図９】スレーブピストンが二つ割りロッカーアームフランジの上に位置決めされた状態の図８に示す二つ割りロッカーアームの部分断面の略前面図である。
【図１０】アクチュエータピストンが二つ割りロッカーアームフランジの上に位置決めされた状態の図８に示す二つ割りロッカーアームの部分断面の略前面図である。
【図１１】図８に示す二つ割りロッカーアームとの組合せで使用することができる図１０に示すようなアクチュエータピストンを含むロッカーアームの部分断面の略側面図である。
【図１２】図１１に示すロッカーアーム内で使用することができるシャトル弁の部分断面の略上面図である。
【図１３】本発明の実施形態による、圧縮開放／ＥＥＯローブ及びＢＧＲローブを有する主排気カム及び補助カムのカムリフトプロファイルを示す。
【図１４】本発明の実施形態による、ロストモーションシステム及び指定されたトリガ弁が動作した状態で、図１３のカムローブプロファイルを使用して取得することができる圧縮開放、主排気、及びＢＧＲ排気弁のリフトを示す。
【図１５】本発明の実施形態による、ロストモーションシステム及び第２の指定トリガ弁が動作した状態で、図１３のカムローブプロファイルを使用して取得することができる早期排気弁開放及び主排気弁のリフトを示す。
【図１６】本発明の実施形態による、ロストモーションシステム及び第３の指定トリガ弁が動作した状態で、図１３のカムローブプロファイルを使用して取得することができる早期排気弁開放及び主排気弁のリフトを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、本発明の実施形態を詳細に説明するが、その例は添付の図面に示されている。本発明の実施形態を使用して、エンジン動作のエンジンブレーキモード中は圧縮開放式エンジンブレーキ及びブレーキガス再循環のために可変弁作動を、さらにエンジン動作の正出力モード中は早期排気弁開放を提供することができる。
【００２４】
図１は、本発明の第１の実施形態による弁作動システム１００を示すブロック図である。弁作動システム１００は、１つ又は複数のローブ又は突起を有するカムのような第１の運動付与手段１０２を含むことができ、これはロストモーションシステム１０４と動作可能に接触し、これが次に１つ又は複数のエンジン弁１０６と動作可能に接続することができる。弁作動システムは、１つ又は複数のエンジン弁１０６と動作可能に接続する第２の運動付与手段１０３をさらに含むことができる。本発明の所期の範囲から逸脱することなく、第１及び第２の運動付与手段１０２及び１０３、ロストモーションシステム１０４、及びエンジン弁１０６の間に、又はその一部として、プッシュチューブ、ロッカーアーム、及び／又は弁ブリッジのような弁トレーン要素を任意の数設けることができることが理解される。第１の運動付与手段１０２は、早期排気弁開放ローブ又は突起、圧縮開放ローブ又は突起の両方、及び任意選択でロストモーションシステム１０４に入力運動を提供することができるＢＧＲローブ又は突起を含むことが好ましい。ロストモーションシステム１０４によってエンジン弁１０６に選択的に伝達された運動を使用して、様々な弁作動事象を生み出すことができ、それは圧縮開放ブレーキ事象、ブリーダブレーキ事象、排気ガス再循環事象、ブレーキガス再循環事象、早期排気弁開放事象、早期吸気弁閉鎖事象、及び／又は中心リフト弁事象などであるが、これらに限定されない。ロストモーションシステム１０４は、エンジン弁１０６に運動を選択的に伝達しないか、圧縮開放運動又は早期排気弁開放運動を伝達するために、制御装置１０８によってオン又はオフに切り換えられることが好ましい。第２の運動付与手段１０３も、主排気事象のような弁作動事象を提供することができる。エンジン弁１０６は、排気弁、吸気弁、又は補助弁とすることができる。第１の運動付与手段１０２及び第２の運動付与手段１０３は、相互から独立してエンジン弁１０６を作動させることができる。
【００２５】
第１の運動付与手段１０２は、カム、プッシュチューブ及び／又はロッカーアーム又はその同等物の任意の組合せを備えることができる。ロストモーションシステム１０４は、運動付与手段１０２をエンジン弁１０６に接続して、運動付与手段１０２からエンジン弁１０６へと運動を選択的に伝達する任意の構造を備えることができる。ある意味で、ロストモーションシステム１０４は、複数の固定長を選択的に得ることができる任意の構造でよい。例えば、ロストモーションシステム１０４は、運動付与手段１０２をエンジン弁１０６に接続し、複数の動作長を得るように構成された機械的リンク機構、油圧回路、油圧機械式リンク機構、電気機械式リンク機構及び／又は任意の他のリンク機構を備えることができる。ロストモーションシステム１０４が油圧回路を組み込んでいる場合、ロストモーションシステム１０４は、回路から作動油を開放する、又はそれに作動油を追加するために、例えばトリガ弁、逆止め弁、アキュムレータ、及び／又は他の装置のような回路内の流体の圧力又は量を調整する圧力調整手段を含むことができる。ロストモーションシステム１０４は、運動付与手段１０２をエンジン弁１０６に接続する弁トレーン中の任意の点に位置特定することができる。
【００２６】
制御装置１０８は、ロストモーションシステム１０４と接続し、それを制御するために電子、機械、又は油圧式装置を備えることができる。制御装置１０８はマイクロプロセッサを含むことができ、これは他のエンジン構成要素とリンクされ、ロストモーションシステム１０４の適切な瞬間的長さを決定し、選択する。弁の作動は、マイクロプロセッサがエンジン構成要素から収集した情報に基づき、ロストモーションシステム１０４の瞬間的長さを制御することによって複数のエンジン速度及び状態にて最適化することができる。制御装置１０８は、高速油圧トリガ弁を使用し、高速（すなわち、エンジンサイクルごとに１回又は複数回）でロストモーションシステム１０４を動作させるような構成にすることができる。
【００２７】
図２は、運動付与手段１０２の全部又は一部として働くことができるカム２００の略図である。図１の運動付与手段１０２は、カム２００、ロッカーアーム及び／又はプッシュチューブを備えることができる。カム２００は、圧縮開放ローブ２０２、早期排気弁開放ローブ２０４、及びブレーキガス再循環ローブ２０８のような様々な弁作動事象に対応する１つ又は複数のローブを含むことができる。カム２００のローブに関する記述（例えば数、サイズ、形状、位置）は例示にすぎず、限定するものではない。本発明の幾つかの実施形態は、圧縮開放、早期弁開放、及び／又はブレーキガス再循環のように、主弁開放事象（すなわち、主排気又は主吸気）及び補助弁開放事象に対して別個のカムを使用することを想定している。
【００２８】
図３は、本発明の第２の実施形態による可変弁作動システム７００の部分断面の略上面図である。可変弁作動システム７００は、それぞれ第１及び第２の運動付与手段１０２及び１０３と排気弁７１６との間に延在する第１及び第２の弁トレーンアセンブリを含むことができる。第１の弁トレーンアセンブリは、ロッカーシャフト７１８に旋回可能に装着された第１の二つ割り（又は主排気）ロッカーアーム７０１と、第１の二つ割りロッカーアームの真後ろでロッカーシャフトに旋回可能に装着された第２の二つ割りロッカーアーム７０２とを含むことができ、これは一緒に関節式ロッカーアームを備える。第１の二つ割りロッカーアーム７０１は、弁ブリッジ７１４を通してエンジン弁に、好ましくは排気弁７１６に弁作動運動を与えるように構成された象の脚状部分又は他の弁ブリッジ接触部分７１２を含むことができる。
【００２９】
第２の二つ割りロッカーアーム７０２は、排気弁７１６を作動させるように、旋回運動を第１の二つ割りロッカーアーム７０１に与えるように構成された弁端部分７０３を含むことができる。第２の二つ割りロッカーアーム７０２は、ばね７０５によって第２の運動付与手段１０３に向かって付勢することができ、これは固定されたエンジン部品に設けられた固定ストップ又はフランジ７６２から第２の二つ割りロッカーアームに設けられたフランジ又は接触表面７６０を押すことによって、このような付勢力を生成することができ、したがって第２の二つ割りロッカーアームを設けたカムローラ７０８が第２の運動付与手段１０３に比較的一定に接触したままである。
【００３０】
可変弁作動システム７００の第２の弁トレーンアセンブリは、第１及び第２の二つ割りロッカーアーム７０１及び７０２に隣接してロッカーシャフト７１８に旋回可能に装着された第３の二つ割りロッカーアーム７０４をさらに含むことができる。第３の二つ割りロッカーアーム７０４は、マスタピストン７３０、及び第３の二つ割りロッカーアームに設けられた接触表面７１３に作用するロッド７１１を通して、第２のばね７０７によって付勢することができ、したがって第３の二つ割りロッカーアームを設けた第２のカムローラ７１０が第１の運動付与手段１０２と比較的一定に接触したままである。ロッド７１１は、ロストモーションシステムのハウジング７０６内に設けたマスタピストンボア７３２内に摺動可能に配置されたマスタピストン７３０に作用する接触表面を含むことができる。作動液をマスタピストンボア７３２に提供することができる。ロストモーションシステムのハウジング７０６は、ボルト又は他の接続手段によって、排気弁７１６を含む内燃機関に固定することができる。マスタピストンボア７３２は、作動液回路又は通路７３４によって高速トリガ弁７３６に、及び任意選択でアキュムレータ７２２及びスレーブピストン７２０に接続することができる。
【００３１】
第３の二つ割りロッカーアーム７０４とロストモーションシステム７０６との相互関係が図４に示されている。図４に示すように、制御弁又は高速トリガ弁７３６を油圧回路７３４内に設けることができ、したがってこれは油圧回路との間の作動液の供給を制御することができる。さらに、アキュムレータ７２２はアキュムレータピストン７２６をアキュムレータボア内に付勢するアキュムレータピストン７２４を含むことができる。同様に、スレーブピストンばね８０２は、スレーブピストン７２０を上方向に付勢して、調整可能なラッシュねじ８０４に向かってスレーブピストンボア７２８に入れることができる。引き続き図３及び図４を参照すると、トリガ弁７３６を閉じたままにすると、作動液を油圧回路７３４内に捕捉し、アキュムレータ７２２への流入、又はそこからの流出を防止することができ、逆にトリガ弁を開いたままにすると、作動液が油圧回路から自由に流出し、アキュムレータ７２２に出入りすることができる。第１の運動付与手段１０２（図３に図示）によって第３の二つ割りロッカーアーム７０４がロッカーシャフト７１８の周囲で旋回すると、第３の二つ割りロッカーアームの接触表面がマスタピストン７３０をマスタピストンボアに押し込むことができ、ひいてはスレーブピストン７２０を強制的に下降させて、第１の二つ割りロッカーアーム７０１と接触させることができる。これにより、二つ割りロッカーアーム７０１は弁ブリッジ７１４を通して作用し、排気弁７１６を作動又は開放することができる。圧縮開放式エンジンブレーキローブを有するカムのような第１の運動付与手段１０２を使用すると、トリガ弁７３６を選択的に動作させるとともに、早期排気弁開放ローブ及び／又はブレーキガス再循環ローブによって、エンジン動作のエンジンブレーキモード中は、圧縮開放式エンジンブレーキ及びブレーキガス再循環を、エンジン動作の正出力モード中は、様々な程度の早期排気弁開放を選択的に適用可能にすることができる。
【００３２】
第１及び第２の二つ割りロッカーアーム７０１及び７０２の相互関係とロストモーションシステム７０６との相互関係が図５に示されている。図５に示すように、ばね７０５は、フランジ７６０に作用することによって第２の二つ割りロッカーアーム７０２を付勢して、第１の二つ割りロッカーアーム７０１から離し、第２の運動付与手段１０３（図３に図示）と接触させることができる。ばね７０５がフランジ７６０と会う角度の変動例は、本発明の範囲に入ると想定される。例えば幾つかの実施形態では、ばね７０５は、カムローラ７０８上の第２の二つ割りロッカーアーム７０２に対してほぼ真下に作用し、ばねとフランジの配置構成の高さを低減することによって空間を節約することができる。第２の運動付与手段１０３が主排気事象作動のような弁作動運動を第２の二つ割りロッカーアーム７０２に提供すると、第２の二つ割りロッカーアームが次に第１の二つ割りロッカーアーム７０１に作用して、主排気事象のために排気弁７１６を作動させることができる。第１の二つ割りロッカーアーム７０１は自由に旋回して第２の二つ割りロッカーアーム７０２から離れることができるので、ロストモーションシステム７０６は第１の二つ割りロッカーアーム７０１にも作用して、第２の二つ割りロッカーアーム７０２の旋回とは別個に、圧縮開放式エンジンブレーキ、ブレーキガス再循環、及び／又は早期排気弁開放のような弁作動事象を提供することができる。
【００３３】
図６は、本発明の第３の実施形態による可変弁作動システム７００の略上面図であり、ここで同様の参照番号は同様の要素を指す。可変弁作動システム７００の第１の弁トレーンアセンブリは、ロッカーシャフト７１８上に旋回可能に装着された第１の（又は主排気）ロッカーアーム１００２を含むことができる。第１のロッカーアーム１００２は、ばね７０５によって付勢されたカムローラ７０８を含むことができ、このばねは固定されたストップ７６２から第１のロッカーアームに設けられた接触表面７６０を押すことによって作用し、したがってカムローラは、カムシャフトに設けられたカムのように、第２の運動付与手段１０３と比較的一定に接触したままである。第１のロッカーアーム１００２は、弁ブリッジ７１４と接触して、これに作用するように構成された弁作動端１００４を含むことができ、弁ブリッジが次に排気弁７１６のようなエンジン弁を作動させることができる。
【００３４】
図６に示す可変弁作動システム７００の第２の弁トレーンアセンブリは、第１のロッカーアーム１００２に隣接してロッカーシャフト７１８に旋回可能に装着された第３の二つ割りロッカーアーム７０４をさらに含むことができる。第３の二つ割りロッカーアーム７０４及びロストモーションシステム７０６は、スレーブピストン７２０の設計を除いて、以上の図３から図５に関して述べた可変弁作動システムと同じ要素を含むことができる。
【００３５】
図６に示すスレーブピストン７２０は、例えば図７に示したように設計することができる。図７を参照すると、スレーブピストン７２０は２つのフォーク７２１を含むことができ、これは第１のロッカーアーム１００２の弁端部１００４のいずれかの側でスレーブピストンから下方向に延在し、弁ブリッジ７１４と接触することができる。二股スレーブピストン７２０は、第１のロッカーアーム１００２の動作を妨げず、それとは別個に、例えば圧縮開放式エンジンブレーキ、早期排気弁開放及び／又はブレーキガス再循環に弁作動運動を与えることができる。
【００３６】
本発明の別の可変弁作動システムの実施形態が、図８から図１２に示されている。図８及び図１０を参照すると、本発明の第４の実施形態では、可変弁作動システム７００の第１の弁トレーンアセンブリは、図３に関して述べたものと同様に、ロッカーシャフト７１８に旋回可能に配置された第１の二つ割りロッカーアーム７０１を含むことができる。第１の二つ割りロッカーアーム７０１に第２の二つ割りロッカーアーム（図８の７０２）が作用して、図３に関連して述べたシステムと同様の方法で主排気弁事象を提供することができる。第１の二つ割りロッカーアーム７０１は、弁ブリッジ７１４を通して排気弁７１６に排気弁作動運動を提供するように構成された象の脚状部分又は他の接触表面７１２を有する弁側端部を含むことができる。第１の二つ割りロッカーアーム７０１は、ロストモーションロッカーアームから排気弁作動運動を受けるように構成された側部フランジ７０９をさらに含むことができる。
【００３７】
引き続き図８を参照すると、本発明の第４の実施形態に関連して、可変弁作動システム７００の第２の弁トレーンアセンブリは、第１の二つ割りロッカーアーム７０１に隣接してロッカーシャフト７１８に旋回可能に装着されたロストモーションロッカーアーム９００を含むことができる。ロストモーションロッカーアーム９００は、圧縮開放式エンジンブレーキ事象、早期排気弁開放事象、及びブレーキガス再循環事象に必要とされるような弁作動運動を提供することができる第１の運動付与手段１０２から排気弁作動運動を受けるように構成されたカムローラ９１０を含むことができる。ロストモーションロッカーアーム９００を、ばね９７２（図１１に図示）によって第１の運動付与手段１０２に向かって付勢することができ、このばねは、固定されたエンジン部品に設けられた固定ストップ又はフランジ９７４からロストモーションロッカーアーム上に設けられたフランジ又は接触表面９７０の方向へ該フランジ又は接触表面９７０を押すことによって、このような付勢力を生成することができ、したがってカムローラ９１０は第１の運動付与手段１０２と比較的一定に接触したままである。油圧アクチュエータピストン９６０をロストモーションロッカーアーム９００の一方端に設けることができる。油圧アクチュエータピストン９６０は、選択的に延在して、第１の二つ割りロッカーアーム７０１に設けた側部フランジ７０９と係合することができる。作動液を油圧アクチュエータピストン９６０に選択的に供給し又はそこから引き出すことができるように、油圧回路をロストモーションロッカーアーム９００に設けることができる。油圧回路は、ロッカーシャフト７１８及びロッカーシャフト台座のそれぞれに設けられた油圧通路７７２及び７７４を介して、油圧アクチュエータピストン９６０を隣接するロッカーシャフト台座７１９内に配置された高速トリガ弁７３６と接続する第１の油圧通路７７０を含むことができる。次に、油圧通路７７６を介してトリガ弁７３６をアキュムレータ７２２に接続することができる。
【００３８】
油圧アクチュエータピストン９６０は、ロストモーションロッカーアーム９００内のボアに摺動可能に配置することができる。油圧アクチュエータピストン９６０は、そのボア９２６内で摺動しながら、そのボアの壁との比較的確実な油圧シールを維持するようなサイズにすることができる。垂直に調整可能なラッシュ部材又はねじ９６２（図１０参照）をアクチュエータピストン９６０内で摺動可能に収容することができる。油圧アクチュエータピストン９６０のストロークは、ラッシュ部材９６２上のストップ９６４との接触によって限定し、第１の運動付与手段１０２による最大弁リフトよりわずかに大きい行程を提供することができる。
【００３９】
図１０及び図１１を参照すると、本発明の第５の実施形態では、ロストモーションロッカーアーム９００は、ロッカーシャフトを収容する中心開口９２０、アキュムレータ７２２を収容する第１のボア９２２、制御弁９５０を収容する第２のボア９２４、及びストップ９６４を有する油圧アクチュエータピストン９６０を受けて油圧アクチュエータピストンの最大ストロークを制限する第３のボア９２６を含むことができる。油圧回路を全ロッカーアーム９００内に設けることができる。油圧回路は、中心開口９２０を第２のボア９２４に接続する第１の通路９３０、中心開口９２０を第１のボア９２２に接続する第２の通路９３２、第１のボア９２２を第２のボア９２４に接続する第３の通路９３４、及び第２のボア９２４を第３のボア９２６に接続する第４の通路９３６を含むことができる。油圧回路の結果、ロッカーシャフト７１８内の１つ又は複数の作動液通路（図示せず）から中心開口に提供できる作動液を、アキュムレータ７２２、制御弁９５０及び油圧アクチュエータピストン９６０に提供することができる。
【００４０】
油圧アクチュエータピストン９６０は、第３のボア９２６内に摺動可能に配置することができる。油圧アクチュエータピストン９６０は、第３のボア９２６内で摺動しながら、第３のボアの壁との比較的確実な油圧シールを維持するようなサイズにすることができる。垂直に調整可能なラッシュ部材又は、ストップ９６４が油圧アクチュエータピストンの最大ストロークを制限する状態で、ねじ９６２をアクチュエータピストン９６０内へ摺動可能に収容することができる。
【００４１】
図８及び図１１の両方に示すロストモーションロッカーアーム９００は、図１０に示すフランジ７０９に作用し、第１の二つ割りロッカーアーム７０１を通して弁作動運動を１つ又は複数のエンジン弁７１６に伝達することができる。
【００４２】
図１１に関して上記制御弁の例が図１２に示されている。図１２を参照すると、制御弁９５０は制御弁ピストン９５２、及び制御弁ピストンを付勢して第２のボア９２４に入れる制御弁ばね９５４を含むことができる。中に制御弁ピストンが配置された第２のボア９２４を、第１、第３及び第４の通路９３０、９３４及び９３６それぞれに接続することができる。作動液を第１の通路９３０に選択的に供給すると、制御弁ピストン９５２をばね９５４に向かって往復させることができ、したがって制御弁ピストン内の環状凹部９５６が第３の通路９３４を第４の通路９３６と油圧で連通させる。したがって、高速トリガ弁によって作動液を第１の通路９３０に選択的に供給することにより、作動液をアキュムレータ７２２からアクチュエータピストン９６０に選択的に提供する、及び／又は作動液をアクチュエータピストン９６０からアキュムレータ７２２に選択的に引き出すことができる。第１の通路９３０内で作動液の圧力が低下すると、ばね９５４によって制御弁ピストン９５２を第１の通路に向かって押しやることができ、したがって第３の通路９３４と第４の通路９３６の間の作動液連通が遮断され、アクチュエータピストン９６０が油圧で固定位置にロックされる。
【００４３】
第２の二つ割りロッカーアーム７０２と第１の二つ割りロッカーアーム７０１との相互関係を、図８、図１０及び図１１を参照することによって例示する。ばねが第２の二つ割りロッカーアーム７０２を付勢して第１の二つ割りロッカーアーム７０１から離し、第２の運動付与手段１０３に接触させることができる。第２の運動付与手段１０３が主排気弁作動のような弁作動運動を第２の二つ割りロッカーアーム７０２に提供すると、第２の二つ割りロッカーアームは、次に第１の二つ割りロッカーアーム７０１に作用して、主排気事象のために排気弁７１６を作動させることができる。第１の二つ割りロッカーアーム７０１は自由に旋回して、第２の二つ割りロッカーアームから離れるので、全ロッカーアーム９００は、フランジ７０９を通して第１の二つ割りロッカーアーム７０１にも作用して、第２の二つ割りロッカーアームの旋回とは別個に、圧縮開放式エンジンブレーキ、ブレーキガス再循環、及び／又は早期排気弁開放のような弁作動事象を提供することができる。
【００４４】
全ロッカーアーム９００、油圧アクチュエータピストン９６０及び第１の二つ割りロッカーアーム７０１の相互作用を、図８、図１０から図１２を参照することによって例示する。ばね９７２が全ロッカーアーム９００を付勢して、第１の運動付与手段１０２に接触させることができる。図１１及び図１２に示すように、高速電磁トリガ弁（図示せず）の制御下で動作可能な制御弁９５０を、通路９３０、９３２、９３４及び９３６を含む油圧回路内に設けることができ、したがって制御弁は、アクチュエータピストン９６０との間の作動液の供給を制御することができる。さらにアキュムレータ７２２は、アキュムレータピストン７２６（図４）を付勢してアキュムレータボアに入れるアキュムレータピストンばね７２４（図４）を含むことができる。制御弁９５０を閉じたままにしておくと、作動液を第３のボア９２６内に捕捉することができ、したがってアクチュエータピストン９６０が第３のボアに押し込まれることを防止する。逆に、制御弁９５０を開いたままにしておくと、作動液が第３のボア９２６から自由に流出して、アキュムレータ７２２に出入りすることができる。制御弁９５０を開いたままにし、第１の運動付与手段１０２（図８）によって全ロッカーアーム９００がロッカーシャフト７１８の周囲を旋回すると、アクチュエータピストン９６０がフランジ７０９に押しつけられる。しかし、制御弁９５０が開いているので、アクチュエータピストン９６０が第３のボア９２６に強制的に入れられ、第３のボア内の作動液が油圧回路内に押し戻され、アキュムレータ７２２によって吸収される。しかし、制御弁９５０が閉じ、第１の運動付与手段１０２（図３）によって全ロッカーアーム９００がロッカーシャフト７１８の周囲で旋回している場合は、アクチュエータピストン９６０が油圧で所定の位置にロックされ、運動付与手段からの運動がアクチュエータピストンを通してフランジ７０９へ、及びフランジから第１の二つ割りロッカーアーム７０１へと伝達される。次に、二つ割りロッカーアーム７０１は、弁ブリッジ７１４を通して作用し、排気弁７１６を作動又は開放することができる。圧縮開放式エンジンブレーキローブ、早期排気弁開放ローブ、及び／又はブレーキガス再循環ローブを有するカムのような第１の運動付与手段１０２を使用すると、制御弁９５０を選択的に動作させるとともに、エンジン動作のエンジンブレーキモード中は、圧縮開放式エンジンブレーキ及びブレーキガス再循環を、エンジン動作の正出力モード中は、様々な程度の早期排気弁開放を選択的に適用可能にすることができる。
【００４５】
本発明の第６の実施形態は、第２の実施形態の変形で構成され、図３から図５に関して述べた固定ハウジングのロストモーションシステム７０６が上記ロストモーションロッカーアーム９００に置き換えられている。第６の実施形態が図９に示され、ここで同様の参照番号は以前の実施形態に関して述べた同様の要素に対応している。本発明の第６の実施形態では、スレーブピストン７２０が、圧縮開放式エンジンブレーキ事象、早期排気弁開放事象、及び／又はブレーキガス再循環事象などのための排気弁作動運動を、図９に示すように第１の二つ割りロッカーアーム７０１の側部から延在する側部フランジ７０９に選択的に提供することができる。
【００４６】
図１３は、カム２００のローブに対応する第１のカムプロファイル３０２、３０４、３０６及び３０８、及び主排気ローブを有する第２のカムプロファイル３００を示している。第１のカムプロファイルを使用して、第１の運動付与手段に１つ又は複数の補助排気弁作動運動を提供することができ、第２のカムプロファイルを使用して、第２の運動付与手段に主排気弁作動運動を提供することができる。好ましい実施形態では、カム２００は圧縮開放ローブ３０２、閉鎖する傾斜３０６を有する早期排気弁開放ローブ３０４、及びブレーキガス再循環ローブ３０８を含むことができる。図３の第１のカムプロファイルは、左側から始めて、圧縮開放ローブ３０２が早期排気弁開放ローブ３０４につながり、その後に平坦なカム区間及び閉鎖する傾斜３０６を含むことができ、これは主排気カムローブ３００が終了する前にカムの基礎円３０７に会う。第１のカムプロファイルは、ブレーキガス再循環（ＢＧＲ）又は排気ガス再循環（ＥＧＲ）ローブ３０８をさらに含むことができる。
【００４７】
図１４から図１６は、図１及び図３から図１２に関連して述べた、カム２００から１つ又は複数の排気弁へと運動を選択的に伝達することができる可変弁作動システムと、図１３に示す第１及び第２のカムプロファイルの組合せを使用して提供することができる排気弁のリフトを図示している。異なる３組の排気弁作動を提供するトリガ弁又は制御弁の動作も、図１４から図１６に図示されている。図１４から図１６では、「０」の状態は、トリガ又は制御弁が閉じ、ロストモーションマスタスレーブシステム（図３から図７及び図９）又はロストモーションロッカーアームシステム（図８及び図１０から図１２）が、第１の運動付与手段から排気弁へと弁作動運動が伝達されている状態にあることを示す。「１」の状態は、トリガ又は制御弁が開き、ロストモーションマスタスレーブシステム又はロストモーションロッカーアームシステムが、第１の運動付与手段によって与えられた弁作動運動が吸収されている状態にあることを示す。
【００４８】
図１４を参照すると、エンジン動作のエンジンブレーキモード中に、トリガ又は制御弁が最初に「０」状態、又は閉じている場合、ロストモーションマスタスレーブ又はロッカーアームシステムは、運動を圧縮開放カムローブ３０２（図１３）から伝達し、圧縮開放弁事象３０２’を生成することができる。圧縮開放弁事象が終了すると、約０°のクランク角度（すなわち、上死点圧縮）で、トリガ又は制御弁を開き、マスタスレーブ回路又はアクチュエータピストン内の油圧を開放して、排気弁を閉じることができる。その後、第２の運動付与手段によって、主排気事象３００’のために排気弁を開くことができる。約４５０°のクランク角度で（すなわち、カム区画３０６の終了後に）、ロストモーションマスタスレーブ又はロッカーアームシステムが運動をブレーキガス再循環ローブ３０８（図１２）から伝達し、ブレーキガス再循環弁事象３０８’を生成することができるように、トリガ又は制御弁を再び閉じることができる。ロストモーションの油圧回路の再充填は、マスタスレーブシステムを使用しているか、ロッカーアームシステムを使用しているかに応じて、約１３０°のクランク角度と約４５０°のクランク角度の間で実行することができる。
【００４９】
図１５を参照すると、エンジン動作の第１の正出力モード中に、トリガ又は制御弁が最初に「１」の状態、又は開放している場合、ロストモーションマスタスレーブ又はロッカーアームシステムは、第１の運動付与手段の圧縮開放カムローブ３０２（図１３）から受けた運動を吸収することができ、したがって排気弁は最初に閉じたままである。圧縮開放カムローブを通過した後、約０°のクランク角度で、トリガ又は制御弁を閉じることができ、したがってロストモーションマスタスレーブ又はロッカーアームシステムは、早期排気弁開放ローブ３０４（図１３）からの運動を伝達し、早期排気弁開放事象３０４’を生成することができる。その後、第２の運動付与手段からの主排気弁運動が引き継いで、主排気弁事象３００’に必要な作動の残りの部分を提供することができる。約１３０°又は約２７０°のクランク角度の後、マスタスレーブ又はロッカーアームシステムのいずれを使用するかに応じて、ロストモーションマスタスレーブ又はロッカーアームシステムが第１の運動付与手段のブレーキガス再循環ローブ３０８（図１３）からの運動を吸収できるように、油圧回路を再充填するためにトリガ弁又は制御弁を再び開くことができる。
【００５０】
図１６を参照すると、エンジン動作の第２の正出力モード中に、トリガ又は制御弁が最初に「１」の状態、又は開放している場合、ロストモーションマスタスレーブ又はロッカーアームシステムは、第１の運動付与手段の圧縮開放カムローブ３０２（図１３）から受けた運動を吸収することができ、したがって排気弁は最初に閉じたままである。圧縮開放カムローブを通過した後、約４５°のクランク角度で、トリガ又は制御弁を閉じることができ、したがってロストモーションマスタスレーブ又はロッカーアームシステムは、早期排気弁開放ローブ３０４（図１３）からの運動を伝達し、短縮早期排気弁開放事象３０４”を生成することができる。その後、第２の運動付与手段からの主排気弁運動が引き継いで、主排気弁事象３００”に必要な作動の残りの部分を提供することができる。約１３０°又は約２７０°のクランク角度の後、マスタスレーブ又はロッカーアームシステムのいずれを使用するかに応じて、ロストモーションマスタスレーブ又はロッカーアームシステムが第１の運動付与手段のブレーキガス再循環ローブ３０８（図１３）からの運動を吸収できるように、油圧回路を再充填するためにトリガ弁又は制御弁を再び開くことができる。
【００５１】
本発明の実施形態は、排出後処理のための排気ガス温度制御及び／又は過渡トルク改良のためのターボ刺激のために、可変エンジンブレーキ、ブレーキガス再循環、及び可変早期排気弁開放を提供することを含めて、多くの利点を有することができる。追加の利点は、常温始動及びフェールセーフモードのための機械駆動の排気主事象、負荷の限界、特にカムのヘルツ応力に適合する、カムとローラの間の分離及び衝撃加重を回避する、弁ブリッジの傾斜を回避する、排気弁の座の速度限界に適合する、及び弁とピストンとの接触を防止することを含むことができる。
【００５２】
本発明の範囲又は精神から逸脱することなく、本発明の変形及び修正ができることが、当業者には理解される。例えば、トリガ弁又は制御弁を選択的に制御すると、図１４から図１６に図示したもの以外のタイミングでエンジン弁作動を生成することができる。さらに、図１から図１２に関連して述べた可変弁作動システムを使用して、排気弁ばかりでなく、吸気及び／又は補助エンジン弁も作動できることが理解される。したがって、本発明は、本発明のこのような変形及び修正が添付の特許請求の範囲及びその同等物の範囲に入る限り、それをすべて含むものとする。
【図１】
2012526240.tif 000003
【図２】
2012526240.tif 000004
【図３】
2012526240.tif 000005
【図４】
2012526240.tif 000006
【図５】
2012526240.tif 000007
【図６】
2012526240.tif 000008
【図７】
2012526240.tif 000009
【図８】
2012526240.tif 000010
【図９】
2012526240.tif 000011
【図１０】
2012526240.tif 000012
【図１１】
2012526240.tif 000013
【図１２】
2012526240.tif 000014
【図１３】
2012526240.tif 000015
【図１４】
2012526240.tif 000016
【図１５】
2012526240.tif 000017
【図１６】
2012526240.tif 000018
【国際調査報告】
2012526240.tif 000019