JP2000516683A - エンジン弁の制御装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 内燃エンジンのロストモーション弁駆動装置１０を開示している。この装置は、加力装置２００とエンジン弁３００を連結する可変長連結装置１００を有する。可変長連結装置は、複数のロストモーション量を与えるために複数の長さを許容できる。可変長連結装置は、エンジンの位置復帰運転に適する或る最小レベルの弁動作を与える最大ロストモーション量を与えることができる。可変長連結装置は、エンジンの出力増加および制動モード運転で作動可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 エンジン弁の制御装置および方法 関連特許出願 本出願は、Ｈｏｒａｎ Ｈｕによる先行米国特許出願第０８／５１２５２８号 （出願日：１９９５年８月８日）（この出願は、本件出願の被譲渡人に譲渡され た）の部分継続出願である。 発明の技術分野 本発明は、広義の概念で言えば、内燃エンジンの開弁装置と方法に係わり、具 体的には、出力増加およびエンジン制動の両方で使用される、弁と開弁手段との 間のロストモーション量（空動き量）を制御するための装置と方法に関するもの である。 発明の背景 多くの内燃エンジンでは、エンジンシリンダーの吸気弁と排気弁が、エンジン の固定輪郭カム（さらに具体的に言えば、各カムの一体部分とすることのできる 固定突出部）によって開閉される。固定輪郭カムの使用は、異なるエンジン速度 のような種々のエンジン運転条件に応じた弁開きタイミングと弁揚程を最適化す るためのエンジン弁揚動タイミングおよび／または揚動量の調整を困難にする。 固定カム輪郭（カムプロフィール）の場合、弁タイミングと弁揚動を調整する 一つの方法は、弁とカムの間の弁列リンクに「ロストモーション（空動き）装置 」を設けることである。ロストモーションとは、機械式、液圧式またはリンク式 可変長手段を有するカム輪郭によって規定される弁動作を修正するための技術的 解決に適用される言葉である。ロストモーション装置では、カムの突出部が、エ ンジンの全運転状態に亘って必要な最大動作（最長ドエル（休止）と最大揚程） を与えることができる。カムによって弁に与えられる動作の一部または全部を減 じる（または無くす）ために、開成されるべき弁と最大動作を与えるカムの間で 、可変長装置を弁列リンクに包含可能である。 この可変長装置（すなわち、空動き装置）は、完全伸張した時に、カム動作の 全てを弁に伝え、完全短縮した時に、カム動作の最小限を弁に伝えるかまたはカ ム動作の動きを全く弁に伝えない。そのような装置と方法が、共出願関係にある 米国特許出願第０８／５１２５２８号（出願日：１９９５年８月８日）およびＨ ｏｒａｎ Ｈｕの米国特許第５５３７９７６号に記載されている。これらの米国 特許出願および米国特許は、本件出願の被譲渡人に譲渡されており、またそれら の記載内容を本件明細書の記載として援用する。 出願人の未決の出願での空動きシステムにおいて、エンジンカムシャフトはマ スタピストンを駆動してもよく、該マスタピストンはその液圧室からスレーブ・ ピストン室内に液を変位させる。スレーブ・ピストンは、引き続いてエンジンバ ルブに作用して、それを開く。空動きシステムは、マスタピストン及びスレーブ ピストンの室を含む液圧回路と連通したソレノイド弁と逆止め弁であってよい。 ソレノイド弁は、該回路内に液圧流体を保持するため、閉じた位置に保持されて よい。ソレノイド弁が閉じたままでいるかぎり、スレーブ・ピストン及びエンジ ン弁はマスタピストンの動きに直接的に応答し、マスタピストンの動きはカムの 動きに直接応答して液圧流体を変位させる。ソレノイドが一時的に開いたとき、 該回路は部分的に排液されてよく、マスタシリンダにより発生した液圧の一部或 いは全部は、スレーブ・ピストンを変位させるのに利用されるというよりは、該 回路によって使い尽くされる。 本発明以前は、空動きシステムは、フェイルセイフの（即ち故障などの場合に 安全側に誤作動するような）モード即ち「リンプ・ホーム(ｌｉｍｐ ｈｏｍｅ) 即ちたどたどしい位置復帰」モードの作動を設け且つカム突出部の全域に渡って 弁揚程の変動度を設ける組み合わされた能力を備えていなかった。以前の空動き システムでは、漏れ易い液圧回路は、その協働する弁を開くマスタ・ピストンの 能力を無力にした。もし仮に多数の弁が全く開かないと、エンジンは作動できな い。従って、このようなシステムの液圧回路に漏れが発生したならば、エンジン をある最小のレベル（即ち「リンプ・ホームのレベル」）で作動可能とする空動 きシステムを設けることが重要である。リンプ・ホーム(ｌｉｍｐｈｏｍｅ)モー ド即ちたどたどしい帰還モードの作動は、空動きシステムを使用 することで設けられる。該空動きシステムは、液圧回路が漏れあるいはその制御 が失われた後に、依然としてカム運動の一部をマスタピストンおよびスレーブ・ ピストンを介して弁へ送る。このようにしてカム輪郭の最も先端の部分は、空動 きシステムの変動長さにわたる制御が失われ且つ該システムが最小の長さに収縮 した後に、弁の若干の動きを得るのに依然として使用可能である。上記事項はも ちろん次のことを仮定している、即ち、制御が失われた時に空動きシステムが充 分に収縮した位置にあるように且つ該システムが充分に収縮したときに弁機構が 、エンジンを作動させるに必要な最小の弁作動を設けるように、該空動きシステ ムが構成されていると仮定されている。このようにして空動きシステムは、エン ジンが作動するように設計され、とはいえ任意ではないが、結果として運転者が 依然として「たどたどしい帰還運転」でき且つ修繕できる。 フォルクスワーゲン(株)に譲渡された、可変弁制御装置に関するクラガーの米 国特許第５，４５１，０２９号明細書(１９９５年９月１９日は、充分に収縮し たときに若干の弁作動を設ける空動きシステムを開示している。しかし、クラガ ーは、空動きシステムがリンプ・ホーム能力即ちたどたどしい帰還運転能力を設 けるように作ることを教えていない。クラガーはむしろ、エンジンの各々のサイ クルで充分に収縮した位置から始まる空動きシステムを開示している。それによ り該空動きシステムは、充分に収縮したときに弁作動のベース・レベルを設け、 このようなベース・レベルは、該空動きシステムが所定距離だけ変位した後にの み修正可能である。それゆえに、クラガーの空動きシステムは、エンジンサイク ルの各々で充分に収縮した位置から始まることに不本意ながら制限され且つ該空 動きシステムがカム運動により変位した後まで空動きの量を変えることができな い。 以前の空動きシステムは、空動きシステムの長さを急速に変動させるための高 速の機構を利用していない。従って、先行技術での空動きシステムは、単一のカ ム突出部運動の間にあるいはエンジンの一つのサイクルの間でさえ、一つの長さ より多くをとるように可変であるわけではない。空動きシステムの長さを変える ために高速機構を使用することで、弁作動においてより精密な制御が達成され、 且つしたがって、広範囲なエンジン作動条件において最適な弁作動 が達成される。 出願人は、本発明のロストモーション（カラ動き）装置と方法が、出力増加（ 出力増加）、及び圧縮開放減速並びに排気ガス再循環弁状態のための弁作動の両 方を必要とするエンジンにおいて特に有用である事を確信した。典型的には、圧 縮開放並びに排気ガス再循環状態は、出力増加関連弁状態よりも、顕著に少ない 弁リフトを要する。しかし、圧縮開放並びに排気ガス再循環状態は、非常な高圧 高温をエンジン内に発生させる。従って、制御不能（ロストモーション装置の不 全に伴って発生し得る）がもし生じると、圧縮開放並びに排気ガス再循環は、圧 力或いは温度損傷を高速運転速度のエンジンに発生させる。従って、出力増加、 圧縮開放並びに排気ガス再循環状態に渡って制御を可能にし、且つもしロストモ ーション装置が不全となっても出力増加或いは圧縮開放減速並びに排気ガス再循 環弁状態のいくぶんかの低レベルを可能にするロストモーション装置は利点があ ると確信した。 減速と排気ガス再循環を達成するために使用されるロストモーション装置及び 方法の一例は、４ストローク内燃機関のエンジンブレーキ用装置及び方法のため の米国特許第５，１４６，８９０号（１９９２年９月１５日）のＧｏｂｅｒｔに 示され、ここに参照の為に組み込まれる。Ｇｏｂｅｒｔは、圧縮ストロークの第 一部分中に且つ選択に応じて吸入ストロークの後半部分中にも、シリンダーを排 気システムと連通させる事により排気ガス再循環を成さしめる方法を開示する。 Ｇｏｂｅｒｔは、ロストモーション装置に減速と排気ガス再循環を可能にしたり 不可能にしたりすることを可能にするが、しかし、エンジンサイクル中には変え られない。 従来技術の如何なるロストモーション装置或いは方法も、弁作動を精密制御し て、許容可能なたどたどしい帰還能力を維持しつつ異なるエンジン状態にとって 弁動作を最善にすることを達成しない。更に、従来技術の如何なるロストモーシ ョン装置或いは方法も、許容可能なたどたどしい帰還能力を維持しつつ、弁の動 作中にロストモーションの量を変化させ装置が弁開閉タイミングを独立して制御 する、高速ロストモーション装置を開示も示唆もしていない。そのような独立制 御は、弁動作中に異なる回数で最小量と最大量との間に成り得るロストモーショ ンの精密な量をもって弁開き動作を始めさせる標準カム形状を改変する事により 実現される。加えて、従来技術の何れもが、もしロストモーションが制御不能と なったら出力増加弁作動(幾分かの排気ガス再循環を伴っても伴わなくても良い) の所定のレベルを履行しないためのいかなる装置或いは方法を開示も示唆もして いない。 従って、様々なエンジン作動状態下でエンジン作動を最適化し、精密ロストモ ーション制御を実現し、許容可能な帰還能力を実現し、且つロストモーション装 置の長期の高速変化を実現する、ロストモーションを制御する装置及び方法の必 要が大きい。 従って本発明の目的は、弁駆動制御によって種々のエンジン作動状態における エンジンの作動を最適化するためのシステムと方法を提供することである。 また本発明の更なる目的は、バルブトレイン(ｖａｌｖｅ ｔｒａｉｎ)におけ るロストモーションの精確な制御を与えるためのシステム及び方法を提供するこ とである。 本発明の他の目的は、ロストモーションシステムによって与えられるロストモ ーションの量を制限するためのシステム及び方法を提供することである。 本発明の更に他の目的は、ロストモーションシステムによって与えられるロス トモーションの量を制御するためのシステム及び方法を提供することである。 本発明のよりさらに他の目的は、帰還能力(ｌｉｍｐ ｈｏｍｅ ｃａｐａｂ ｉｌｉｔｙ)を与える弁駆動のシステム及び方法を提供することである。 本発明のなお他の目的は、ロストモーションシステムの可変長を達成するため のシステム及び方法を提供することである。 本発明のまたなお他の目的は、ロストモーションシステムによって失われる可 能性のあるモーション量を制限するためのシステム及び方法を提供することであ る。 本発明のなお更に他の目的は、作動の出力増加圧縮解放を減速するモード(ｐ ｏｓｉｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｒｅｌｅａｓｅ ｒｅ ｔａｒｄｉｎｇｍｏｄｅ)及び排気ガス再循環モード用のロストモーションシス テムを備えたバルブを選択的に駆動するシステム及び方法を提供することであ る。 本発明のまた更に他の目的は、コンパクトで軽量の弁駆動のためのシステムお よび方法を提供することである。 発明の概要 この問題に応じて、出願人は、ロストモーションを使用するエンジンバルブの 制御を達成する革新的で信頼性のあるシステム及び方法を開発した。本発明の教 示によって、本発明は、内燃機関ロストモーションバルブ駆動システムであり、 バルブ駆動力を力の源からバルブへ伝達するための可変長連結装置で、零よりも 大きい最小バルブ開度(ｏｐｅｎｉｎｇ ｅｖｅｎｔ)を提供するため所定の最小 長さを仮定するように適合された連結装置と、可変長連結装置の長さを制御する ための高速度制御装置で、この内燃機関のサイクル当り一回またはそれ以上の回 数で連結装置の長さを変更するように適合された制御装置とを含む。 代りの実施例では、本発明は、エンジンブレーキ時に、エンジンシリンダバル ブを開動するための手段とバルブの間のロストモーションの量を制御する方法で あり、(a)可変長タペットの内部膨張可能な室(ｉｎｔｅｒｎａｌ ｅｘｐａｎｓ ｉｂｌｅ ｃｈａｍｂｅｒ)に液圧流体(ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｆｌｕｉｄ)を与 える段階と、(b)膨張可能な室からの液圧流体を選択的に抜き取ってその室内の 液圧流体の量を減少させたりタペットの長さを減少させたりして、前述の開動す るための手段とバルブの間のロストモーションの量を増加させる段階とを備え、 その選択的に抜き取る段階は、その室内の液圧流体の量が内燃機関のサイクル当 りに一回またはそれ以上の回数変動されることが可能なように制御される方法で ある。 前述の全体的な記載と後の詳細な説明の双方は単に例示的かつ説明的なだけで あり、クレームされた本発明を制限するものではないことは理解されるべきであ る。参照によってここに組込まれかつこの明細書の一部を構成する添付図面は、 本発明の実施例を示しており、詳細な説明と共に、本発明の原理を説明するもの である。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の一実施例の略図である。 図２Ａは、本発明の第一実施例の組合せ略断面立面図である。 図２Ｂは、図２Ａに示されるロッカアーム（揺動アーム）の別の実施例の部分 断面立面図である。 図３Ａは、本発明の第２の別の実施例の組合せ略断面立面図である。 図３Ｂは、図３Ａに示されるガイドハウジングの別の実施例の断面立面図であ る。 図３Ｃは、図３Ｂのロッカアーム軸受の組合せ断面分解図である。 図３Ｄは、図３Ｂのロッカアーム軸受の平面図である。 図４Ａは、本発明の第３の別の実施例の組合せ略断面立面図である。 図４Ｂは、図４Ａに示される親ピストンの別の実施例の断面立面図である。 図５は、本発明の第４の別の実施例の組合せ略断面立面図である。 図６は、本発明の第５の別の実施例の組合せ略断面立面図である。 図７は、本発明の第６の別の実施例の組合せ略断面立面図である。 図８は、本発明の第７の別の実施例の組合せ略断面立面図である。 図９は、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂ、図６及び図８に 示されるロッカアームの別の実施例の絵画図である。 図１０は、図９に示されるロッカアームの別の実施例の絵画図である。 図１１Ａは、本発明の一実施例についての圧縮解放、排気ガス再循環および排 気バルブの動作に関するクランク角とバルブ上昇とのグラフであり、該実施例で は、可変長連結装置の最大収縮が、圧縮解放および排気ガス再循環バルブの動作 の遮断をもたらすことが出来る。 図１１Ｂは、本発明の一実施例についての圧縮解放、排気ガス再循環および排 気バルブの動作に関するクランク角とバルブ上昇とのグラフであり、該実施例で は、可変長連結装置の最大収縮が、圧縮解放、排気ガス再循環および排気バルブ の動作の大きさにおける縮小をもたらすことが出来る。 好ましい実施例の詳細な説明 本発明の第１実施例は弁駆動装置１０として図１に示されている。弁駆動装置 １０は、加力装置１００とエンジン弁３００とを接続する可変長連結装置１ ００またはロストモーション装置を有する液圧リンクケージを備える。 可変長連結装置１００は加力装置２００とエンジン弁３００との間に力を伝え る装置を有し、複数の作動長さ間で可変である。好ましくは可変長連結装置１０ ０が加力装置２００とエンジン弁３００との間で最小力を伝えられる最小作動長 さに制限できることである。可変長連結装置１００は、例えば、機械的リンケー ジ、流体回路、水力機械リンケージ、および・または電気機械リンケージのよう な力伝達装置２１０を介して倍力装置に接続される。更に可変長連結装置１００ は加力装置２００およびエンジン弁３００を接続する弁列に配置されることが望 ましい。 加力装置２００は、力を与え、または貯力の作用を制御する周期的信号から与 えられるエンジンまたは車両の部品を有する。加力装置２００は、好ましい実施 例においてはカムを設けるが、本発明は作動のためのカム駆動設計に制限されな い。コントローラ４００は、可変長連結装置１００の長さを選択するための電気 的または機械的に作動される装置を有する。コントローラ４００は、可変長連結 装置１００の適当な長さを選択決定するために、他のエンジン構成部品にリンク されるマイクロプロセッサーを含む。エンジン部品からマイクロプロセッサーに 集められる情報に基づいて可変長連結装置１００の長さを制御することにより複 数のエンジン速度で弁作動が最高に活用される。 コントローラ４００は、コントロールリンク４１０を介して可変長連結装置１ ００に連結および／または連通される。コントロールリンク４１０は、多くの連 通機構の一つによって具体化され、この連通機構にはハードワイヤの電気的接続 、水力接続、機械的接続、無線接続、および／またはこれらのいずれかの接続が 含まれるが、これらに制限されるものではない。好ましくは、コントローラ４０ ０は可変長連結装置１００の長さを変えることができる「ハイスピード」装置を 有し、エンジンのサイクルあたり１またはそれ以上の回数である弁駆動装置１０ が設けられる。 コントローラ４００を使用することにより、弁駆動装置１０は、加力装置２０ ０からエンジン弁３００へ伝達される力および／または変位の量を変えるために 可変長連結装置１００の長さを選択的に変えることによって制御される。 このような方法で弁駆動装置は、可変長連結装置１００によって失われる運動の 正確な制御を与え、受入れ可能なのろのろ帰還能力を与え、および／または可変 長連結装置１００の長さのハイスピード変動を与えるいろいろなエンジン作動条 件下でエンジン作動を最高に活用することができる。 本発明の好適実施例である弁作動システム１０を図２Ａに示す。図１のシステ ムと同様、弁作動システム１０は、力印加システム２００を排気弁３００に接続 する可変長連結システム１００を含む。可変長連結システム１００の長さは、コ ントローラ４００で制御可能である。 引き続いて図２Ａを参照するに、可変長連結システム１００は、スレーブピス トン１０４に摺動可能に設けられたマスターピストン１０２を含むようにしても よい。マスターピストン１０２がスレーブピストン１０４内で摺動可能であり可 変容積の密封室１０６がこれらピストンにより画成される構成であるならば、マ スターピストン１０２とスレーブピストン１０４とは、同軸同心の円筒形あるい は楕円や各種の相補的横断面形を有し得る。 スレーブピストン１０４は、下方偏寄ロッカーアーム２０２と上方偏寄バルブ ステム３０２ならびにバルブステム端部材３０４により付与される対向力により 、エンジン（図示せず）に装着されたガイドハウジング６００のボア６０２に保 持されている。マスターピストン１０２およびスレーブピストン１０４は、その 組み合わせ構成をタペット１０５と称する場合がある。本発明の代替実施例にお いては、ガイドハウジング６００は、エンジンヘッドあるいはエンジンブロック と一体の部分であり、タペット１０５は、よってエンジンヘッドあるいはエンジ ンブロックに直接摺動可能に配置することも可能である。 可変長連結システム１００のロストモーションの大きさは、密封室１０６内の 作動流体の量に依存する。本発明の好適実施例においては、作動流体は、例えば クランクシャフトを潤滑するなどの別の目的でエンジン動作に用いられるエンジ ンオイルであってもよい。室１０６内の流体量が多くなればなるほど、連結シス テム１００の長さが長くなり、しかしてロッカーアーム２０２とバルブステム３ ０２との間のロストモーションは小さくなる。室１０６内の流体の量が減少する と、連結システム１００の有効長さが減少し、しかしてロストモ ーションの量が増大する。図２Ａから明らかなように、弁３００の開放位置方向 の変位は、連結システム１００により与えられるロストモーションの量に逆比例 する。 室１６内に流体が存在せず、マスターピストン１０２が機械的にスレーブピス トン１０４と係合している場合には、連結システム１００が最小長さで弁開放力 （すなわちある程度の変位）をある程度ロッカーアーム２０２から弁３００まで 伝達しうるように連結システム１００のサイズを設定する。ラッシュ調節手段１ ０７をマスターピストン１０２に設けるようにして連結システム１００が最小長 さの場合にラッシュの調節ができるようにすることもできる。ラッシュ調節手段 １０７を用いない場合、連結システム１００が最小長さのときに弁作動システム １０が作動すると、エンジンを破損することがある。なぜなら、弁の連接長さを 調節ができなくなってしまうからである。 図２Ｂを参照して、本発明の好適実施例によれば、図２Ａのマスターピストン １０２に設ける代わりに、ラッシュ調節手段１０７は、ロッカーアーム２０２に 設けるようにしている。ロッカーアーム２０２にラッシュ調節手段１０７に配置 した構成を図１０に示す。ラッシュ調節手段１０７は、長手方向ねじ部材で構成 するようにしてもよい。このねじ部材を機械的に回転して、ロッカーアーム２０ ２の底部から延在する部材の長さを調節することができる。さらに、ラッシュ調 節手段１０７は、力印加手段２１０のいずれの場所にも配置できる。 再び図２Ａを参照すると、加圧流体は逆止弁６０４を通過し案内ハウジング６ ００内の１つ以上の通路６０６を経てエンジン潤滑剤源（図示せず）から従属ピ ストン１０４へ提供できる。通路６０６により供給される加圧流体は従属ピスト ン１０４内の１つ以上の組み合う通路１０８を通って流れて密封室１０６に到達 する。ロッカーアーム２０２により付与される力の結果として、従属ピストン１ ０４の上下運動は、通路６０６および従属ピストンの通路１０８を非連通にし、 それにより密封室１０６への加圧流体の流動を停止させる。従属ピストンの通路 １０８の開口は密封室への加圧流体の流動を停止させるべく設計された特定の幅 を有し、かくしてピストン上での弁ヘッドの持ち上げを招くことなく達成しうる 最大長さをコネクタ１００に対して設定する。 主ピストン１０２は底面１０３を有し、この底面の形状は、主ピストン１０２ が完全に引き込みかつ底面１０３が従属ピストン１０４と機械的に係合する時で さえ加圧通路１０８が密封室１０６と非連通になるのを阻止するようなものであ る。従属ピストン１０４が案内ハウジング６００内で運動する結果として通路１ ０８が通路６０６と非連通になるが、主ピストン１０２が従属ピストン１０４内 で運動する結果として通路１０８が密封室１０６と非連通にならないように、通 路１０８が傾斜角度で従属ピストンを通って方向づけられていことも注目しうる 。 図３Ａに示される本発明の代替的実施例において、主ピストン１０２の底面１ ０３は面取りされており、従属ピストン１０４を貫通する通路１０８は該ピスト ンを通って角度を付けられていない。密封室と連通している供給通路および流出 通路が、主ピストンが従属ピストンに衝接する際に、閉塞されるのを阻止しうる ので、主ピストンを面取りすることは好ましいことである。 再び図２Ａを参照すると、密封室１０６内に加圧流体が無いことが最大空転量 に一致する最小長さに可変長さコネクタ１００の省略時の設定をもたらすように 、主ピストン１０２は、ばね１１０によって従属ピストン１０４内へ下方へ押圧 されうる。それ故、可変長さコネクタ１００が加圧流体を受け取るのを阻止する 故障がシステム内にあると、弁作動システムが最大空転の設定に省略されること になり、このことは最小の弁開度をもたらす。最大空転量は、エンジンの確実動 力作動に必要なある程度の弁作動を提供し、そして圧縮解放遅延すなわち排気ガ ス再循環作動を殆どまたは全く提供しないように予定しうる。それにより、最大 空転量は、弁作動制御システムまたは可変長さコネクタの故障の場合でさえ、エ ンジンが、あるレベルの確実動力、あるいはあるレベルの圧縮解放遅延および（ または）排気ガス再循環を生じるのを許す。弁作動システムが最大空転の設定に 省略されていない場合、タペットが膨張したままにおかれていれば、制御されな い圧縮解放遅延および（または）排気ガス再循環により高いエンジン速度でエン ジン内に過度の温度および圧力が現われるか、またはタペットが「ぎっしり詰ま って」いなければ、エンジン機能は得られない。 図１１Ａは、圧縮解放の場合５０２、排気ガス再循環の場合５０４および排 気の場合５０６を含む４サイクルエンジンにおける排気弁用のクランク角に対す る弁揚程を示す。コネクタ１００が可変長さｄ₁を有すると、コネクタが完全に 引っ込んでいる際に、排気の場合のみが行われ、しかも揚程とドエル（動作一時 休止）において低減しない。コネクタの引っ込みは、鎖線５０８の下方の場合が 「切られる」ことに帰着する。図１１Ｂは、可変長さｄ₁の鎖線５０８を示し、 これは厳しさが少なく、したがってコネクタが完全に引っ込んでいる際に、排気 ガス再循環および（または）圧縮解放遅延を幾らか生じる。 制御装置４００は、シールされた室１０６における液圧流体の量を制御しかつ このようにして連結装置１００によりロストモーション量を制御するのに使用さ れ得る。制御装置４００は、トリガー弁４１０および電子制御装置４２０を含ん でもよい。トリガー弁４１０は、例えば、高速燃料噴射器のためのスターマン（ Ｓｔｕｒｍａｎ）の米国特許第５，４６０，３２９号(１９９５年１０月２４日 発行)、そして／または燃料噴射器に適応される電子液圧スプール制御弁組立体 のためのギブソン（Ｇｉｂｓｏｎ）の米国特許第５，４７９，９０１号（１９９ ６年１月２日発行）に開示されたトリガー弁に類似している。トリガー弁は、通 路遮断部材４１２およびソレノイド４１４を含むように作動的に説明されている 。シールされた室における液圧流体の量は、遮断部材でもって、シールされた室 １０６からスレーブピストン１０４における通路１０４における通路１０９を通 って流体を抜くためにガイドハウジング６００に設けられた通路６０８を選択的 に遮断そして遮断を解除することにより制御され得る。通路１０９は、いくつか の実施例において通路１０８に類似して設計されることができ、単一の通路が両 通路１０８および１０９の機能を提供するようにしてもよい。通路１０９は、シ ールされた室１０６に一定した連通状態であってもよいが、しかし通路６０８と は一定した連通状態にはない。通路６０の遮断を解除することにより、液圧流体 はシールされた室１０６から通路６１０を通って逃がされ、可変長連結装置１０ ０は長さが減少されてもよく、そしてロストモーション量は増大されてもよい。 通路６１０は、エンジンクランクケース（図示しない）または収納アキュームレ ータ（図示しない）に互換的に連結されてもよい。通路６０８を遮断することに より、液圧流体はシールされた室１ ０６に溜められてもよく、連結装置１００は長さを増大してもよく、そしてロス トモーション量は減少されてもよい。 トリガー弁４１０は、タペット１０５に導く通路６０８およひ第二のタペット （図示しない）に導く第二の通路６１２を同時に遮断かつ遮断解除をしてもよい 。この態様においては、一つのトリガー弁が二つの（あるいはそれ以上の）タペ ットの作動を制御し得る。このことは、トリガー弁４１０のコストが弁作動シス テム１０のコストの大部分となることが予期されるので、好適とされるであろう 。 これに代る実施例においては、トリガー弁４１０がソレノイドにより作動され るトリガーである必要はないが、しかしそれに代り液圧的にまたは機械的に作動 されることができた。しかしながら、たとえいかにそれが実行されるとしても、 トリガー弁４１０は、エンジンのサイクル当りの一回またはそれ以上の開閉運動 および／または個々の弁作動中における一回またはそれ以上の開閉運動を提供す ることができる。 図２Ａを続けて参照すると、遮断部材４１２の運動は、ソレノイド４１４によ って実行され、このソレノイド４１４が急速にかつ繰り返し開放または閉鎖位置 を想定しうる。ソレノイドは、エンジン制御モジュールのような電子制御装置４ ２０により制御され、この制御装置４２０が温度、圧力およびエンジン速度のよ うな測定されたエンジン構成要素のパラメータのレベルに応答した制御を提供し 得る。 本発明の別の実施例が図３〜図９に示されており、以下に説明される。 図３Ａに示される本発明の別の実施例では、タペット１０５はロッカーアーム ２０２とプッシュチューブ２１２の中間に配置され得る。図３Ａの実施例におい ては、加力装置２００はカムである。カム２００の回転はカムフォロワー２１４ 、プッシュチューブ２１２、親ピストン１０２を変位させる。シールドチャンバ ー１０６内の液圧流体の量に応じて、親ピストン１０２の変位は子ピストン１０ ４の可変変位量を作り得る。子ピストン１０４の変位は次に第１の摩耗パッド２ ０４、ロッカーアーム２０２、第２の摩耗パッド２０６、ブリッジ２０８を介し て複数の弁３００に伝達され得る。ガイドブッシュ６００にお ける液圧送り抽出通路は図３Ａの実施例と同じ通路である。 図３Ｂは図３Ａの実施例の変形を示し、該変形においては、ガイドハウジング ６００はロッカーアーム軸受台６３０を有する。図３Ａに示されるように、タペ ット１０５は、ロッカーアーム２０２に装架された隙間調節手段１０７と、プッ シュチューブ２１２との中間に位置され得る。プッシュチューブ２１２の鉛直方 向の動きはタペット１０５を変位させるのに使用され得る。タペット１０５によ って失われるプッシュチューブの動き量は子ピストン１０４内の親ピストン１０ ２の位置による。子ピストン１０４内の親ピストン１０２の位置は次にシールド チャンバー１０６内の液圧流体の量による。 図３Ｃを参照すると、図３Ｂのロッカーアーム軸受け台６３０は、ボア６０２ に配置され得るタペット１０５と第２のボア６０３内に配置された高速トリガー 弁４１０とをつなぐ液圧流体送り抽出通路６０８を含み得る。図３Ｄ参照すると 、本発明の実施例の作動に必要とされるすべての必要液圧流体通路はロッカーア ーム軸受台６３０内に含まれ得る。流体はロッカーアームシャフトから通路６４ ６に供給され得る。低圧流体源から通路６４６によって供給された流体はチェッ ク弁４１０を通過し、通路６０６，６０８を通り、タペット１０５内へ流れる。 トリガー弁４１０が閉じられた時、タペットに供給された流体はトリガー弁４１ ０が開かれる迄タペット１０５を広げ、そして流体は通路６４０を通って低圧源 へ流れ出ることが出来る。 図４Ａに示された本発明の別の実施例においては、タペット１０５はシングル ロッカーアーム２０２の動きと共に２つ以上の弁３００を作動させるブリッジと しても機能する。親ピストン１０２はシールドチャンバー１０６内に設けられた 段差１３０と係合し得る。タペット１０５が完全収縮位置にあるとき、シールド チャンバー１０６の下方チャンネル部分１３２には十分な量の液圧流体があり得 る。タペット内の分離スプリングは親ピストンを完全収縮位置に偏倚するのに必 要とはされない。それは親ピストン１０２はロッカーアーム２０２と弁閉止スプ リング３０６の反対方向力によって偏倚されるからである。図４Ｂは図４Ａに示 されるタペット１０５の変形例を示し、スプリング１１０が親ピストン１０２を 完全収縮位置偏倚するために設けられ得る。 図４Ａにおけるタペット１０５は比較的細い壁のガイドハウジング６００内に 配置されていて、該ハウジングは液圧送り通路６０６と、抽出通路６０８とを含 み得る。抽出通路６０８に接続されたトリガー弁は図４Ａには示されていない。 開放チャンバー６２０はガイドハウジング６００の底面６１０と子ピストン１０ ４の底面との間に形成されて、子ピストンがガイドハウジング６００内を鉛直に 動くことを防止している。 図５に示す代替実施形態では、タペット１０５がカム従動子２１４と押し管( ｐｕｓｈ ｔｕｂｅ)２１２の間に配置されて示されている。主ピストン１０２ と従ピストン１０４の双方とも、それぞれ表面を皿状にへこまされていて、ピス トン１０２，１０４の各々によるカム従動子２１４および押し管２１２の係合を 容易にしている。図６の代替実施形態では、カム２００とロッカーアーム２０２ の間に直接配置されたタペット１０５を示す。図７の代替実施形態では、カム２ ００と弁３００の間に配置されたタペット１０５を示す。図６と図７のいずれに おいても、トリガー弁４１０を案内ハウジング６００上に、或いは案内ハウジン グ６００内に据え付けて、タペット１０５からの液圧流体の流れの遮断と開放を 制御することができる。 図８の代替実施形態では、液圧流体を、主ピストン案内部材６５０内に設けた 逆止弁６０４、送り通路６０６および頂部供給通路６５２を通して、密閉室１０ ６へ供給することができる。図８に示す従ピストン１０４については、この従ピ ストンの底部に延長部１０１を設けて、従および主ピストンの機械的係合を可能 にしつつ、これら２つのピストン間へ液圧流体を進入させるようにしてもよい。 主ピストン１０２と従ピストン１０４の液圧比を、本システムを用いるエンジ ンの変数に応じて変え得る点に留意されたい。様々な液圧比を得るには、主およ び従ピストンの配置と寸法が広範囲に変わるであろう。 図９の代替実施形態では、Ｙ形状のロッカーアーム２０２を用いて、単一力伝 達システム２００から力を２つのタペット１０５へ伝えて２つの弁３００を開く ことができる。図１０は図９の実施形態の変形例を示しており、この変形例では 、ロッカーアーム２０２が２つのタペット１０５への作動連結を行い、 ２つの遊び(ｌａｓｈ)調整手段１０７を提供することができる。 当業者には、本発明の範囲や精神から逸脱せずに本発明の変形と変更をなし得 ることが明らかであろう。例を挙げれば、用いた可変長連結手段は、零よりは多 いものの、限定された量のロストモーションを与え得るならば、如何なる機能的 形状と配置（例えば、大きなピストンが小さなピストンの下に設けられているな ど）であってもよい。また、そのような連結手段は、本発明の意図した範囲を逸 脱することなく、弁系列内のいずこに配置してもよい。加えて、本発明が、エン ジン燃焼室との連通を共する排気弁、吸気弁、補助弁や、他の弁を作動させる為 のロストモーションシステムの使用を扱っていることを理解すべきである。この ように、本発明は、添付請求の範囲およびその同等範囲に該当するならば、本発 明の変更や変形をも網羅するものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．内燃エンジンのロストモーション弁駆動装置において、 弁作動力を力源から弁へ伝達するようになっていて、ゼロより大きい少な くとも１つの最小開弁動作(minimum valve opening event)を与えるために所定 の最小長さとなるように構成されている可変長連結手段と、 前記可変長連結手段の長さを制御するよう構成され、前記エンジンの１サ イクル毎に１回以上該連結手段の長さを変化させるようになっている制御手段と 、 を具備することを特徴とするロストモーション弁駆動装置。 ２．請求項１の弁駆動装置において、前記連結手段が、可変容量の内部液圧流体 室を有する可変長タペットを具備することを特徴とする装置。 ３．請求項２の弁駆動装置において、前記連結手段が、前記タペット内の前記内 部液圧流体室と流体連結されたトリガー弁を有することを特徴とする装置。 ４．請求項２の弁駆動装置において、前記タペットが、スレーブピストンのボア 内に摺動可能に配置されたマスターピストンを有し、それら両ピストン間に 前記内部液圧流体室が形成されていることを特徴とする装置。 ５．請求項４の弁駆動装置において、前記マスターピストンを前記スレーブピス トンのボア内に押圧することにより前記連結手段が最小長さとなるようにす るための押圧手段を有することを特徴とする装置。 ６．請求項２の弁駆動装置において、前記タペットが、径の異なるマスターピス トン及びスレーブピストンを有することを特徴とする装置 ７．請求項５の弁駆動装置において、前記押圧手段がバネを有することを特徴と する装置。 ８．請求項２の弁駆動装置において、前記制御手段が、前記内部液圧流体室に連 絡された流体排出口路を選択的に遮断及び連通するための手段を有すること を特徴とする装置。 ９．請求項８の弁駆動装置において、前記制御装置が、選択的に遮断又は連通す るための前記手段に作動的に連結された電子制御装置を有することを特徴と する装置。 １０．請求項１の弁駆動装置において、弁作動力を第２の弁へ伝達するための第 ２の可変長連結手段を有し、前記制御手段がその第２の可変長連結手段の長 さを制御し得るようになっていることを特徴とする装置。 １１．請求項２の弁駆動装置において、前記タペットが弁ロッカーアームと弁プ ッシュチューブとの間に配置されていることを特徴とする装置。 １２．請求項２の弁駆動装置において、前記タペットが弁ステムと弁ロッカーア ームとの間に配置されていることを特徴とする装置。 １３．請求項２の弁駆動装置において、前記タペットが弁プッシュチューブと弁 カムとの間に配置されていることを特徴とする装置。 １４．請求項２の弁駆動装置において、前記タペットが弁ロッカーアームと弁カ ムとの間に配置されていることを特徴とする装置。 １５．請求項２の弁駆動装置において、前記タペットが弁ステムと弁カムとの間 に配置されていることを特徴とする装置。 １６．請求項２の弁駆動装置において、前記タペットが、２個以上の弁に弁作動 力を加えるためのクロスヘッドとしても機能する外側ピストンを有すること を特徴とする装置。 １７．請求項８の弁駆動装置において、選択的に遮断及び連通するための前記手 段が、電子的に制御されるソレノイドスイッチを有することを特徴とする装 置。 １８．請求項２の弁駆動装置において、前記液圧流体がオイルを含むことを特徴 とする装置。 １９．請求項１の弁駆動装置において、前記制御手段が、圧縮解放弁動作のため の弁作動が前記連結手段によって吸収されるように該連結手段の長さを選択 的に制御するようになっていることを特徴とする装置。 ２０．請求項１の弁駆動装置において、前記制御手段が、排気ガス再循環弁動作 のための弁作動が前記連結手段によって吸収されるように該連結手段 の長さを選択的に制御するようになっていることを特徴とする装置。 ２１．請求項１の弁駆動装置において、前記連結手段の最小長さが、動力付与動 作のために前記弁を開くことを可能にし、また、圧縮解放弁動作又は排気ガ ス再循環弁動作のために弁リフトを減少させるようになっていることを特徴 とする装置。 ２２．請求項１の弁駆動装置において、前記連結手段が、動力弁動作、圧縮解放 弁動作及び排気ガス再循環弁動作からなるグループのうちの１つ以上の弁動 作のドエル(dwell)及びリフトを個々に変化させるために選択的に長さを変 化させることができるようになっていることを特徴とする装置。 ２３．請求項１の弁駆動装置において、前記力源と前記弁との間の弁機構内に手 動調節可能な弁ラッシュ(valve lash)アジャスターが設けられていることを 特徴とする装置。 ２４．請求項４の弁駆動装置において、前記マスターピストンの底面に段部が設 けられていることを特徴とする装置。 ２５．請求項４の弁駆動装置において、前記マスターピストンの底面が面取りさ れていることを特徴とする装置。 ２６．請求項４の弁駆動装置において、内部に前記スレーブピストンが配置され ているガイドハウジングが設けられていることを特徴とする装置。 ２７．請求項26の弁駆動装置において、前記ガイドハウジングがロッカーアーム ペデスタルを有することを特徴とする装置。 ２８．請求項27の弁駆動装置において、前記高速制御手段が前記ロッカーアーム ペデスタルのボア内に配置されていることを特徴とする装置。 ２９．内燃機関の弁駆動装置における、エンジンシリンダ弁を開放する手段と弁 の間のロストモーション量を制御する油圧装置であって、流出流体供給導管を有 する圧力油圧源と、流体供給導管及び流体流出導管と連通する内方膨張室を有し 最小作動長さを推定するようにされた可変長タペットと、前記流体流出導管を適 当な割合で選択的に閉鎖したり開放したりして少なくともエンジンの１サイクル に１回タペットの長さを変更する手段とからなる油圧装置において、流体流出導 管の閉鎖により、前記室が流体を保持し膨張させて、タペットの長 さを増加させ、開放手段と弁の間のロストモーション量を減じるようになってお り、流体流出導管の開放により、前記室が流体を流出し収縮して、タペットの長 さを減少させ、開放手段と弁の間のロストモーション量を増加させるようになっ ていることを特徴とする、油圧装置。 ３０．請求項２９に記載の装置において、エンジンシリンダ弁を開放する前記手 段が、第１及び第２ペットを協働するＹ字状ロッカアームからなることを＿特徴 とする装置。 ３１．内燃機関の弁駆動装置における、循環的な開放力をエンジンシリンダ弁に 付与する手段と弁との間のロストモーション量を制御する装置において、循環的 な開放力を付与する手段と弁の中間の可変長さの連結を提供する手段と、弁の開 放時間と閉鎖時間が独立して制御されるように連結手段の長さを制御する手段か らなることを特徴とする装置。 ３２．内燃機関の弁駆動装置における、エンジンシリンダ弁を開放する手段と弁 の間のロストモーション量をエンジン作動中に制御する方法において、 ａ） 開放手段と弁を連結する弁機構に配置された可変長タペットの内方 膨張室に油圧流体を提供する工程と、 ｂ） 膨張室から油圧流体を選択的に流出させて室内の油圧流体量を減少 させタペットの長さを減少させ、これにより開放手段と弁との間のロストモーシ ョン量を増加させる工程とを有し、 選択的に流出させる工程が、室内の油圧流体量がエンジンの１サイクルに １回以上変えられるように制御されることを特徴とする方法。 ３３．請求項３２に記載の方法において、選択的に流出させる工程が、ロストモ ーション量に対応する３つ以上の異なる長さのうちの１つを推定することができ るように制御されることを特徴とする方法。 ３４．（ｉ）カムからコネクタへ弁開放動作を移す手段と、（ｉｉ）エンジンの 弁との間に中間的に配置されるコネクタの長さを制御する方法において、カムか らコネクタに移される開放動作が、コネクタ長さを制御することによって選択的 に失われ、また該方法は、３つの所定の長さのうちの１つに一時的に維持される ようにコネクタの長さを調節する工程を有していることを特徴とする 方法。 ３５．請求項１に記載の装置において、前記制御手段が、前記連結手段に、エン ジンが出力増加モードの時に第１長さを推定し、エンジンがエンジン制動モード の時に第２長さを推定させることを特徴とする装置。 ３６．エンジンシリンダ弁とエンジンカムの間に作動的に連結された油圧リンケ ージを含む弁機構であって、前記弁機構及び油圧リンケージが弁を前記カムの少 なくとも１つの突出部から弁へ開放する力を伝達するように設けられた弁機構と 、 前記油圧リンケージの長さを選択的に制御して、前記カム突出部から伝達 される力に応答して前記弁の開放を選択的に修正する流体リンケージ制御装置と を有し、 前記油圧リンケージがマスタピストンとスレーブピストンを有し、それぞ れが油圧リンケージが選択的に複数の長さを推定するように互いに摺動可能に油 圧リンケージに配置されており、 前記エンジンシリンダ弁が排気弁であり、前記突出部が排気突出部、圧縮 解放突出部及び排気ガス循環突出部のうちの１つ以上を含んでおり、前記油圧リ ンケージ制御が、前記エンジンが出力増加モードであるか圧縮解放エンジン制動 モードであるかに応じて、油圧リンケージの長さを制御することによって行なわ れ、これにより、前記エンジンが前記圧縮解放エンジン制動モードの時にのみ、 排出弁が、前記圧縮解放突出部及び前期排気ガス循環突出部のうちの１つ以上に 応答して解放するようになっていることを特徴とする装置。