JP2001524639A - 制限式ロストモーション・タペットの弁着座速度制限装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 内燃機関のエンジンバルブ作動システム１０を開示する。本発明は、エンジンバルブ３００を操作する液圧アクチュエータを提供する。該アクチュエータは、弁着座速度制御用の制御要素１２０を有している。本発明により、弁は、開弁中には自由な制限されない運動が可能であり、弁座までの所定距離に至るまでは、自由な制限されない戻り運動が可能である。この所定距離範囲内では、エンジンバルブの戻り速度は、制限通路を通って逃げる流量によって制限される。制限通路の較正により、所望の最大弁着座速度を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （関連特許出願への相互参照） 本出願は、1997年11月21日に提出された「制限式ロストモーション・タペット
の弁着座速度制限装置」という名称の米国仮特許出願第60/066,378号に関連し、
該出願に対する優先権を請求する。 （発明の分野） 本発明は、広くは内燃機関の弁を開弁させるシステムおよび方法に関する。よ
り具体的には、本発明は、正動力（positive power）とエンジンブレーキいずれ
の場合にも、弁と開弁手段との間の「ロストモーション」量の制御用に使用され
るシステムおよび方法に関する。本発明は、また弁の着座速度を制御する装置に
関する。

【０００２】 （発明の背景） 多くの内燃機関の場合、エンジンシリンダの吸気弁と排気弁とは、エンジン内
の固定断面カムにより、より詳しく言えば、各カムの一体部分である１つ以上の
固定ローブにより開閉される。固定断面カムを使用した場合、エンジンバルブリ
フトの時期および（または）量を調節して、例えば異なるエンジン速度等の種々
のエンジン作動条件ごとに、弁の開弁時期および揚程を最適化することが難しく
なる。 固定カム断面が与えられている場合、弁の調時および揚程を調節する一方法は
、弁とカムとの間のバルブ・トレーン機構内に「ロストモーション」装置を組込
むことだった。ロストモーションという用語は、可変長の機械式、液圧式、その
他のリンク装置を有するカム断面により規定される弁運動を修正するための技術
的解決策の類に用いられる。ロストモーション・システムでは、カムローブによ
り、エンジン作動状態の全範囲にわたって必要な「最大」（最長一時停止および
最大揚程）の運動を得ることができる。可変長システムは、その場合、バルブ・
トレーン機構に含まれ、開弁されるべき弁と最大運動を与えるカムとの中間に配
置されることで、カムから弁に与えられる運動の一部またはすべてを減じるか消
失させるかする。

【０００３】 この可変長システム（またはロストモーション・システム）は、完全に伸長す
ると、カム運動のすべてを弁に伝達し、完全に収縮すると、カム運動を弁に全く
伝達しないか、または最小量だけ伝達する。このようなシステムおよび方法の一
例は、フー（Hu）の米国特許第5,537,976号および第5,680,841号に示されており
、これらの特許は、本出願と同じ譲受人に譲渡され、ここに引用して本明細書に
取入れられるものである。 米国特許第5,680,841号のロストモーション・システムの場合、エンジンのカム
軸がマスタピストンを作動させ、マスタ・ピストンが流体を、その液圧室からス
レイブ・ピストンの液圧室へ排除する。スレイブ・ピストンのほうは、エンジン
バルブに作用して開弁させる。このロストモーション・システムは、電磁弁と、
マスタピストンおよびスレイブ・ピストンの流体室を含む液圧回路に接続された
逆止め弁とを有している。電磁弁は、閉弁位置に維持されることで、液圧流体を
回路内に保留する。電磁弁が閉弁状態に維持されている間は、スレイブ・ピスト
ンとエンジンバルブとは、マスタ・ピストンの運動に直接に応動する。マスタ・
ピストンのほうは、カム運動に直接に応動して液圧流体を排除する。電磁弁が一
時的に開弁すると、回路からは液圧流体が部分的に排出され、マスタ・ピストン
が発生させる液圧の一部またはすべては、回路により吸収され、スレイブ・ピス
トンの変位には用いられない。

【０００４】 通常のロストモーション・システムでは、適当なフェイルセーフまたは「遅速
帰還（limp home）」の操作モードを設けることと、複数カムローブ位置の全範 囲にわたってバルブリフトの度合を可変にすることとを組合わせることはできな
い。従来のロストモーション・システムの場合、回路が漏れやすいため、マスタ
・ピストンには、関連する弁を開く能力がない。十分に多くの弁を開弁できなけ
れば、エンジンは作動できない。したがって、前記システムの液圧回路に漏れが
生じた場合には、幾らかの最低レベル（すなわちリンプ・ホームレベル）でエン
ジンを作動させ得るロストモーション・システムを得ることが重要である。遅速
帰還操作モードは、弁の液圧回路に漏れが生じ制御が失われた後でも、カム運動
の一部が、マスタピストンおよびスレーブ・ピストンを介して弁へ伝達されるロ
ストモーション・システムを使用することで可能になる。こうすることで、ロス
トモーション・システムの可変長にわたる制御が失われ、システムが最短長さに
収縮した後でも、カム断面の最も先端部分を使用することで、ある程度の弁の作
動が可能になる。前記のことは、もちろん、ロストモーション・システムに対す
る制御が失われた場合、該システムが、完全に収縮した位置を占めるように構成
されていることと、該システムの完全収縮時に、エンジンの作動に必要な最小限
の弁作動がバルブ・トレーンにより可能になることとを仮定している。「失われ
」得る運動量は制限されているため、カム運動の幾らかがエンジンバルブに伝達
される。このようにすることで、ロストモーション・システムは、最適にではな
いにしても、エンジンを作動させ得るように設計でき、それにより運転者は「遅
速帰還」し、修理することができる。「遅速帰還」能力を備えたロストモーショ
ン・システムは、また制限ロストモーション・システムと呼ぶこともできる。

【０００５】 フォルクスワーゲン社に譲渡されたクリューガーの米国特許第5,451,029号（1
995年9月19日付）『可変弁制御装置』に開示されているロストモーション・シス
テムでは、完全収縮時に、幾らかの弁作動が可能である。しかし、クリューガー
の開示では、ロストモーション・システムが遅速帰還能力を有するようには設計
されていない。クリューガーが開示したのは、むしろエンジンの各サイクル時に
完全収縮位置から出発するロストモーション・システムである。該ロストモーシ
ョン・システムでは、それによって、完全収縮時の弁作動の基礎レベルが得られ
、この基礎レベルは、ロストモーション・システムが所定距離だけ変位した後に
のみ、変更可能である。したがって、その結果、クリューガーのロストモーショ
ン・システムは、各エンジンサイクルに完全収縮位置からスタートすることを余
儀なくされ、ロストモーション・システムがカム運動によって変位させられた後
でなければ、ロストモーション量を変更できない。

【０００６】 従来のロストモーション・システムでは、通常、ロストモーション・システム
長さの急速変更用に、高速機構は利用していない。従来形式のロストモーション
・システムは、したがって、単一のカムローブ運動の間に、または１エンジンサ
イクルの間にすら、２つ以上の長さが可能なようには可変ではない。したがって
、弁作動に対する、より精密な制御は、ロストモーション・システムの長さ変更
用に高速機構を使用することによって達せられ、それにより最適弁作動が、広範
囲のエンジン操作状態で達せられる。

【０００７】 本発明のロストモーション・システムおよび方法は、正動力と、圧縮抜き減速
および排気ガス再循環事象との双方用の弁作動を要するエンジンに特に有用であ
る。通常、圧縮抜きおよび排気ガス再循環の事象は、正動力関連の弁事象を行う
場合より、バルブリフトは小さい。圧縮抜きおよび排気ガス再循環事象は、しか
し、エンジン内に極めて高圧および高温を生じさせる必要がある。したがって、
制御が欠けた状態のままであれば（ロストモーション・システムの故障の場合に
生じ得る状態）、圧縮抜きおよび排気ガス再循環は、高速運転の場合、エンジン
に圧力損傷または温度損傷を与える結果になろう。したがって、正動力、圧縮抜
き、排気ガス再循環の事象に対して制御可能なロストモーション・システムであ
ることが好ましく、また、該システムが故障した場合には、正動力だけか、また
は幾らかの低レベルの圧縮抜きおよび排気ガス再循環の事象が得られることが好
ましい。

【０００８】 減速および排気ガス再循環が可能なロストモーション・システムおよび方法の
一例としては、ABボルボに譲渡され、引用により本明細書に取入れられているゴ
バート（Gobert）の米国特許第5,146,890号（1992年9月15日）『４行程内燃機関
のエンジンブレーキの方法と装置』が挙げられる。ゴバートが開示している排気
ガス再循環の方法は、圧縮行程の初期に、また任意に吸気行程の後期にも、シリ
ンダを排気系と連通させるというものである。ゴバートのロストモーション・シ
ステムにより、減速および排気ガス再循環は可能にも不可能にもできるが、この
システムは、１エンジンサイクル内では変更不能である。 加えて、引用により本明細書に取入れられた米国特許第5,829,397号（'397特 許）が開示するロストモーション・システムおよび方法は、弁作動を精密制御し
て、異なるエンジン作動状態に対する弁の運動を最適化する一方、許容可能な遅
速帰還能力を保有するというものである。更に、'397特許は、ロストモーション
・システムが独立的に弁開閉時期を制御するように、弁事象中にロストモーショ
ン量を変更し得る一方、許容可能な遅速帰還能力を保有する高速ロストモーショ
ン・システムの使用を開示している。この独立的な制御は、標準カムローブが開
始した開弁事象を精密なロストモーション量で変更することで実現され、該ロス
トモーション量は、弁事象中の異なる時期の最小量から最大量までの範囲となっ
ている。加えて、'397特許には、ロストモーション・システムの制御が失われた
場合、所定レベルの正動力弁作動（幾らかの排気ガス再循環を含んでも含まなく
てもよい）にデフォールトされるシステムが開示されている。本発明のタペット
は、'397特許に開示されたシステムに組込むことができる。

【０００９】 従来技術のシステムでは、流体流の一時的制限により弁着座速度を制御するた
め、ロストモーション・システムと接続されたダンピング装置が使用された。モ
リター（Molitor）ほかに付与された米国特許第5,485,813号には、弁着座速度を
低減するダンピング装置が開示されている。モリターほかは、次第に閉じられる
段階的な自由流ポートを設けることによって流体流の変化率を低減する。モリタ
ーほかのダンピング装置は、もっぱら、カムが弁に与える運動のすべてを消失さ
せ得るロストモーション・システムに関係している。この従来技術には、遅速帰
還能力を有するロストモーション・システムと関連させてエンジンバルブ着座速
度を制御する方法は、開示も、教示も、示唆もされていない。

【００１０】 通常、弁着座速度の制御は、スレイブ・ピストン行程距離の全範囲に対して行
われる。全範囲の弁着座制御の場合、エンジンバルブの閉弁精密制御は考慮され
ていない。なぜなら、着座速度は、閉弁の全行程に対して制御されるからである
。したがって、弁着座の直前の限定された範囲に対し弁着座速度を制御すること
が望ましい。 したがって、エンジンバルブ着座速度を制御する装置をも有する、ロストモー
ション制御のシステムおよび方法が明らかに必要である。

【００１１】 （発明の目的） したがって、本発明の目的は、弁作動制御によって種々のエンジン操作状態下
でのエンジン作動を最適化するシステムと方法を得ることである。 更に、本発明の目的は、バルブ・トレーン内でのロストモーションを精密制御
するシステムと方法を得ることである。 本発明の別の目的は、ロストモーション・システムによって得られるロストモ
ーション量を制限するシステムと方法を得ることにある。 本発明の別の目的は、ロストモーション・システムにより得られるロストモー
ション量を制御するシステムと方法を得ることにある。 本発明の更に別の目的は、遅速帰還能力が得られる弁作動のシステムと方法を
得ることにある。 本発明の更に別の目的は、ロストモーション・システムの長さを変化させるシ
ステムと方法を得ることである。 本発明の更に別の目的は、正動力、圧縮抜き減速、排気ガス再循環の各操作モ
ード用のロストモーション・システムにより、弁を選択的に作動させるシステム
と方法を得ることである。 本発明の更に別の目的は、コンパクトで軽量な弁作動用システムおよび方法を
得ることである。 本発明の目的は、ロストモーション・システム内でのエンジンバルブの着座速
度を制限する装置を含む経済的で統合的な設計を得ることである。 本発明の更に別の目的は、制限されたロストモーションのフェイルセーフの機
械的性質を損なうことなくロストモーション・システム内でエンジンバルブ着座
速度を制御する装置を得ることである。 本発明の更に別の目的は、制限式ロストモーション・システム用の全範囲弁着
座速度制御を可能にすることである。 本発明の別の目的は、制限式ロストモーション・システム用の、限定された範
囲の弁着座速度制御を可能にすることである。 本発明の付加的目的と利点の一部は、以下の説明から、また一部は、本発明の
説明および（または）実際から当業者には明らかになろう。

【００１２】 （発明の要約） こうした課題に応えて、出願人は、ロストモーションを利用するエンジンバル
ブの制御を達成するシステムと方法を開発した。本発明は、内燃機関のエンジン
バルブを作動させる弁作動システムを含み、該システムには、バルブ・トレーン
要素と、エンジンバルブを開弁させるエンジンバルブ要素にバルブ・トレーン要
素の運動を伝達する可変長タペット、それも内部に可変容量流体室を有するタペ
ットと、前記可変容量流体室への、または該室からの液圧流体の制御により前記
可変長タペット長さを制御するための、タペットと液圧連通された液圧流体制御
要素と、エンジンバルブの閉弁行程中に前記可変長タペットからの液圧流体流を
制限することで、エンジンバルブの着座速度を制限する速度制御要素とが含まれ
ている。

【００１３】 可変長タペットは、スレイブ・ピストンの孔内に滑動可能に配置されたマスタ
・ピストン、またはマスタ・ピストンの孔内に滑動可能に配置されたスレイブ・
ピストンを含み、前記両ピストン間に可変容量流体室が形成されている。マスタ
・ピストンは、バルブ・トレーン要素に隣接配置され、スレイブ・ピストンはエ
ンジンバルブ要素に隣接している。バルブ・トレーン要素は、ロッカアーム、回
転カム、液圧リンク装置のいずれかを有している。バルブ・トレーン要素は、弁
棒または弁プッシュチューブを含んでいる。流体制御要素はトリガ弁を含んでい
る。トリガ弁は電子制御装置によって制御できる。

【００１４】 速度制御要素は、タペットの可変容量流体室内に配置されたディスクでよい。
このディスクは、流体流を制限するための１つの中央オリフィスを含んでいる。
このディスクは、また流体流を制限するための複数オリフィスを含むこともでき
る。流体制御要素は、流体通路を介して可変長タペットおよび可変容量流体室に
液圧接続されている。流体制御要素は、また流体通路内の流量を制限することが
できる。速度制御要素は、可変容量流体室内に配置されたピンでよい。 前述のおおよその説明と以下の詳細な説明は、いずれも例であり説明目的のも
のに過ぎず、請求対象の本発明を制限するものではない。ここに引用することで
本明細書に取入れられ、本明細書の一部をなす添付図面は、本発明の実施例を示
し、詳細な説明と共に本発明の原理の説明に役立つ。

【００１５】 （発明の詳細な説明） 図１には、本発明による弁作動システムが示されている。弁作動システム１０
は、バルブ・トレーン要素２００をエンジンバルブ要素３００に接続する可変長
タペット１００を含んでいる。 可変長タペット１００は、バルブ・トレーン要素２００とエンジンバルブ要素
３００との間で力を伝達する装置を含み、複数の操作長さに変更可能である。好
ましくは、可変長タペット１００の最小操作長さは、バルブ・トレーン要素２０
０と弁３００との間で幾らかの最小限の力を伝達できる長さに限定できる。バル
ブ・トレーン要素２００は、いくつかの異なる形式、例えば機械式リンク装置、
液圧回路、液圧機械式リンク装置、電気機械式リンク装置等のいずれかの形式、
またはすべての形式をとることができる。

【００１６】 運動は、何らかのエンジンまたは車両構成部品によりバルブ・トレーン要素２
００へ与えることができる。該エンジンまたは車両構成要素からは、力を取出す
ことができるが、周期的な信号を取出して蓄積された力の働きを制御することも
できる。この好適実施例には、回転カムが備えられているが、本発明は、実効あ
るものにするには、カム駆動設計に限定される必要はない。 エンジンバルブ要素３００は、シリンダの排気弁と吸気弁とを有している。可
変長タペット１００は、運動を直接にエンジンバルブの弁棒に伝達するか、また
はロッカアームを介して複数エンジンバルブ要素３００に伝達する。 更に図１に示すように、可変長タペット１００は、マスタ・ピストン１０２内
に滑動可能に配置されたスレイブ・ピストン１０４を含んでいる。マスタ・ピス
トン１０２とスレイブ・ピストン１０４とは、例えば同軸的か同心的な円筒形ま
たは楕円形の相補的な横断面形状を有することができ、可変容量の密封室１０６
が両ピストンによって形成されるように、マスタ・ピストンがスレイブ・ピスト
ン内を滑動可能である。注意すべき点は、マスタ・ピストン１０２とスレイブ・
ピストン１０４との液圧比が、システムを使用する場合のエンジンパラメータに
従って変化し得る点である。種々の液圧比を得るために、マスタ・ピストンおよ
びスレイブ・ピストンの構成および相対寸法は、広範囲に変化させることができ
る。

【００１７】 図１に示したタペット１００は、エンジンバルブ要素３００とバルブ・トレー
ン要素２００との間に配置された案内ハウジング６００を含んでいる。案内ハウ
ジング６００は、エンジンヘッドまたはエンジンブロックの一体部分であり、タ
ペット１００は、それにより直接にエンジンヘッドまたはエンジンブロック内に
滑動可能に配置できる。ハウジング６００は、流体出入通路１１１を有している
。通路１１１は、タペット１００をトリガ弁（図示せず）に接続している。トリ
ガ弁は、通路１１１とタペット１００とが、溜めまたはアキュムレータへ連通す
るように配置されている。ハウジング６００内には、外側のマスタ・ピストン１
０２と内側のスレイブ・ピストン１０４とが配置されている。マスタ・ピストン
１０２は、バルブ・トレーン要素２００と接触し、スレイブ・ピストン１０４は
、エンジンバルブ要素３００と接触している。 トリガ弁は、制御システムによって制御されている。図示されていないこの制
御システムは、可変長タペット１００の長さ選択用の何らかの電子式または機械
式作動装置を含むことができる。この制御システムは、また他のエンジン構成部
品と接続されたマイクロプロセッサを有し、可変長タペット１００の適宜な長さ
を検出し選択することができる。弁の作動は、エンジン構成部品からマイクロプ
ロセッサに収集された情報にもとづいて可変長タペット１００の長さを制御する
ことにより、複数のエンジン速度の場合に最適化できる。

【００１８】 この制御システムは、ハードな配線による電気接続、液圧接続、機械接続、無
線通信接続のいずれか、またはこれらのどれかの組合わせを含むが、これらに限
定されない多くの連絡形式の１つにより、トリガ弁に接続および（または）連絡
されている。制御システムとトリガ弁とは、弁作動システム１０が装備されてい
るエンジンのサイクル当たり１回以上、可変長タペット１００の長さを変更でき
る「高速」装置を有するのが好ましい。 制御システムを使用することにより、弁作動システム１０は、可変長タペット
１００の長さの選択的変更により制御でき、それによって、バルブ・トレーン要
素２００からエンジンバルブ要素３００へ伝達される力および（または）変位を
変更できる。こうすることにより、弁作動システムには、種々のエンジン作動条
件下でのエンジン作動の最適化、可変長タペット１００により失われる運動の精
密制御、許容できる遅走帰還能力、可変長タペット１００の長さの高速変更のい
ずれか、またはすべてが得られることになる。

【００１９】 マスタ・ピストン１０２は、両ピストン間に形成される液圧室１０６に充填す
るための通路を有している。流量制限ディスク１２０が、両ピストンの間に配置
され、ディスク１２０がマスタ・ピストン１０２に当接される場合には、タペッ
ト１００から出る油流は、ディスク１２０の中央オリフィス１２１により制限さ
れる。ディスク１２０がスレイブ・ピストン１０４に当接される場合には、油は
、自由に両ピストン間のキャビティ１０６内へ流入できる。ばね１１８は、ディ
スク１２０をマスタ・ピストン１０２の方へ付勢している。 タペット１００の動作は図４〜図６に示してある。室１０６内の圧力が、排気
弁ばねの付勢力の克服に要する圧力以下の場合、マスタ・ピストン１０２とスレ
イブ・ピストン１０４との間には液圧リンクは生じない。しかし、マスタ・ピス
トン１０２は、依然としてスレイブ・ピストン１０４と機械的に接触しており、
幾らかの開弁力（すなわち幾らかの変位）をバルブ・トレーン要素２００からエ
ンジンバルブ要素３００へ伝達する。より大きな開弁力を弁要素３００へ伝達し
、マスタ・ピストン１０２とスレイブ・ピストン１０４との間に完全な液圧リン
クを発生させるためには、液圧流体がタペット１００へ送られる。液圧流体は、
エンジン潤滑剤源（図示せず）から通路１１１を介してタペット１００に送られ
、室１０６へ流入する。図４に示すように、送られた流体は、スレイブ・ピスト
ン１０４内へ流入し、弁着座制御ディスク１２０を押し下げる。自由な油流は、
ディスク１２０の中央オリフィス１２１と側部オリフィス１２２とを通過する。
流体は、制限されることなくスレイブ・ピストン１０４に充填され、マスタ・ピ
ストン１０２とスレイブ・ピストン１０４との間の全ラッシュをふさぐ。

【００２０】 室１０６が充填され、流体流が停止すると、図５に見られるように、弁着座制
御ディスク１２０が、ばね１１８により上方へ付勢される。トリガ弁は閉弁され
、タペット１００に出入する流体流は停止する。バルブ・トレーン要素２００の
全運動が、ロストモーションなしでエンジンバルブ要素３００へ伝えられる。マ
スタ・ピストン１０２とスレイブ・ピストン１０４とは、一緒に一体リンク （solid link）として移動する。 ロストモーションが望ましい場合には、トリガ弁を開弁して室１０６を脱液す
る。これによりタペット１００は、スレイブ・ピストン１０４から流体が逃げる
速度に比例する速度で収縮する。スレイブ・ピストン１０４は、制御された速度
でマスタ・ピストン１０２の方へ移動する。なぜなら、油流は、ディスク１２０
の中央オリフィス１２１の寸法によって制限されているからである。エンジンバ
ルブ要素３００と、その弁座へ向かうエンジンバルブとの速度は、同じように制
限される。タペット１００が収縮中に弁が着座する場合には、弁が弁座に衝突す
る速度は、オリフィスを有するディスク１２０を通過する油流により制限される
。ディスク１２０は、タペット１００から出る流体流を制限する。図６に見られ
るように、弁の着座速度は、スレイブ・ピストン１０４の全行程範囲にわたって
制限されている。したがって、図１に示した実施例は、全範囲弁着座速度制御シ
ステムと呼ぶことができよう。

【００２１】 図２に示した別の実施例の場合、タペット１００は、エンジンバルブ要素３０
０とエンジンバルブ作動源２００との間に配置されている。タペット１００内に
は、外側のマスタ・ピストン１０２と内側のスレイブ・ピストン１０４とを有す
る１対の同心的なピストンが含まれている。油は、高圧逆止め弁６１７を有する
専用の通路６１８を介してタペット１００へ供給される。通路６１８での流量制
限は極めて僅かである。トリガ弁４１０も備えることができる。トリガ弁４１０
は、例えばスターマン（Sturman）の米国特許第5,460,329号『高速燃料噴射器』
（1995年10月24日発行）および（または）ギブソン（Gibson）の米国特許第5,47
9,901号『燃料噴射器用電気液圧スプール制御弁組立体』（1996年1月2日発行） に開示されたトリガ弁に類似している。トリガ弁４１０が開弁すると、両ピスト
ン間の流体が逃げ、タペット１００が収縮する。タペット１００が収縮すると、
油は、流速制御用の特殊なオリフィス６１６を備えた別個の通路６１５を通って
流れねばならない。図１に示した実施例に似て、図２のタペット１００も、全範
囲で流速制限されて弁が着座する。

【００２２】 トリガ弁４１０は、タペット１００へ通じる液圧通路６１５と、第２タペット
（図示せず）へ通じる第２通路とを同時に開閉できる。こうすることにより、１
つのトリガ弁で２つ（以上）のタペットの動作を制御できる。別の実施例の場合
には、トリガ弁４１０は、電磁式トリガではなく、液圧式または機械式のトリガ
にすることができる。しかし、どのように実施されようと、トリガ弁４１０は、
エンジンサイクル当たり１回以上の開閉運動および（または）個別の弁事象中１
回以上の開閉運動が可能であるのが好ましい。 システム内に、可変長タペット１００の液圧流体受容を妨げる故障が発生した
場合には、弁作動システムは、最大ロストモーションの設定にデフォールトし、
その結果、最小限の開弁量が得られる。エンジンの正動力作動に要する幾らかの
程度の弁作動を生じさせ、かつ僅かの圧縮抜き減速または排気ガス再循環弁作動
を生じさせるように、もしくは全く生じさせないように、最大量のロストモーシ
ンを予め定めておくことができる。これによって、弁作動制御システムの故障ま
たは可変長タペットの故障の場合でも、最大量のロストモーションにより、エン
ジンは、幾らかのレベルの正動力と、おそらく幾らかのレベルの圧縮抜き減速お
よび（または）排気ガス再循環が可能になる。弁作動システムが最大ロストモー
ション設定にデフォールトされなかった場合、タペットが伸長したまま残される
と、比較的高いエンジン速度では、制御されない圧縮抜き減速および（または）
排気ガス再循環のため、エンジン内に過剰温度および過圧が発生する可能性があ
り、あるいはまた、タペットが「一体移動」（"go solid"）しなければ、エンジ
ン機能は得られない。

【００２３】 図２のシステム１０は、またアキュムレータ６２０と給油源６３０とを有して
いる。液圧流体の供給には、他のエンジン機能、例えばクランク軸潤滑等に使用
されるエンジンオイル供給が含まれている。 前述の２実施例に加えて、一体のレストリクタを、逆止め弁と制限手段との組
合わに代えて、同心的な両ピストン内部に構成して、同じ結果（小孔およびボー
ル逆止め弁等と）を得ることができる。 図３は、制限式ロストモーションタペット１００を示す。タペット１００は、
外側のマスタ・ピストン１０２と、内側のスレイブ・ピストン１０４と、任意の
付勢ばね１２５とを有している。付勢ばね１２５は、両ピストン間の流体室が脱
液された場合、スレイブ・ピストン１０４をマスタ・ピストン１０２に押付ける
のに役立つ。マスタ・ピストン１０２は、下方へ突出した突出部１２２を有して
いる。

【００２４】 図１４のタペット設計では、限定された範囲で弁着座速度制御が得られる。ス
レイブ・ピストン１０４の頂部がマスタ・ピストン突出部１２２の底部と同一平
面内に位置するところまでスレイブ・ピストン１０４が収縮した場合にのみ、弁
着座速度が制限される。スレイブ・ピストン１０４が、マスタ・ピストン１０２
を上方へ移動させ続けると、逃げる流体は、通路１２３を経て、収縮するマスタ
・ピストン１０２とスレイブ・ピストン１０４との間の、屈折した流れ経路をた
どらねばならなくなる。マスタ・ピストン１０２とスレイブ・ピストン１０４と
の間の隙間、したがって通路１２３の寸法を調節することによって、弁着座速度
が制御される。隙間の減少により流体の逃げる速度が低減され、結果として、弁
着座速度が減速される。また、突出部１２２の長さを調節して、弁着座速度の制
御範囲を制御することができる。弁着座速度は、距離Ｄ１で示される限定された
範囲でだけ制限される。

【００２５】 図７は、制限式ロストモーション・タペット１００の別の実施例を示している
。タペット１００は、内側のマスタ・ピストン１０２と外側のスレイブ・ピスト
ン１０４から成っている。タペット１００は、更に速度ディスク１２４と、速度
ディスクキャップ１２６とを有している。ハウジングは流体供給通路６５３を有
している。通路６５３は、速度ディスク１２４の頂部へ流体を送入する上部流体
通路６５４と、両ピストン間の室１０６内へ流体を送入する下部流体通路６５５
とに分岐している。ハウジング６００は、更に速度ディスク１２４の上方の区域
を通路６５４と接続させる制限通路６２７を含んでいる。図７に示すように、マ
スタ・ピストン１０２は面取りしておくのが好ましい。なぜなら、それにより、
マスタ・ピストン１０２がスレイブ・ピストン１０４に当接するさい、密封され
た室と連通する供給通路および排出通路がふさがれることが防止されるからであ
る。

【００２６】 ロストモーションを望む場合は、タペット１００をトリガ弁と接続する通路６
５３が脱液される。したがって、通路６５４,６５５も脱液され、エンジンバル ブ３００を付勢するばねのため、スレイブ・ピストン１０４が自由に上昇できる
ようになる。スレイブ・ピストン１０４は、速度ディスク１２４に接触するまで
、自由に上昇を続ける。スレイブ・ピストン１０４は、速度ディスク１２４を速
度ディスクキャップ１２６の方へ強制的に上昇させる。速度ディスク１２４の上
方の油量は、制限通路６２７を経て逃がされる。通路６２７の制限区域は、スレ
イブ・ピストン１０４の上昇可能な速度を制限する結果、弁着座速度を制限する
。弁着座速度は、スレイブ・ピストン１０４が速度ディスク１２４に接触してか
ら、弁３００が着座させられるまでの期間、制限される。外側のスレイブ・ピス
トン１０４は、エンジンバルブ３００に接続される結果、弁の着座が何処で行わ
れたか正確に知ることができる。したがって、速度ディスク１２４は、弁の着座
直前の短い距離だけ動作するように設定することができる。

【００２７】 図８は、制限式ロストモーション・タペット１００の別の実施例を示す。タペ
ット１００は、図７のタペット１００の設計の諸要素を含むが、更にラッシュ調
整手段１０７をも有している。ラッシュ調整手段１０７は、通常、ロックナット
であり、シリンダからシリンダへのエンジンバルブラッシュの変分を調整するこ
とができる。 図９には、本発明の別の実施例が示されている。図２１に示したタペット１０
０では、限定された範囲での弁着座速度制御が行われる。タペット１００は、内
側のマスタ・ピストン１０２と外側のスレイブ・ピストン１０４とを有している
。スレイブ・ピストン１０４は外側に環状凹部１２９を有している。ハウジング
６００には、タペット１００をトリガ弁およびアキュムレータに接続する通路６
５３と、ボール逆止め弁６５６と、再充填通路６５７と、制限区域６５８とが備
えられている。

【００２８】 ロストモーションを望む場合は、トリガ弁により通路６５３が脱液される。そ
の結果、室１０６も脱液され、タペット１００は自由収縮し始める。これにより
、スレイブ・ピストン１０４がマスタ・ピストン１０２の方へ上昇する。スレイ
ブ・ピストン１０４の自由上昇は、環状凹部１２９が通路６５３との連通を断た
れるまで続く。通路６５３がブロックされた後は、戻り流体のすべてが制限区域
６５８を通過せねばならなくなる。逃げる流体の流量は減少し、その結果、スレ
イブ・ピストン１０４の上昇運動による流量と、弁座へ移動する弁要素３００の
速度とが低減される。タペット１００は、通路６５３がスレイブ・ピストン１０
４によってブロックされる範囲に対し限定的に弁着座速度の制御を行い、流体は
、制限通路６５８を通って逃げねばならない。この範囲は、符号Ｄ２で示されて
いる。弁着座速度は、制限区域６５８の寸法の調節によって制御される。 マスタ・ピストン１０２とスレイブ・ピストン１０４との間に完全液圧リンク
を再造出しようとする場合には、高圧流体を通路６５３へ導入する。流体は、通
路６５７を通過し、ボール逆止め弁６５６を押し開く。流体は室１０６へ流入し
、前記両ピストン間にリンクが再造出される。

【００２９】 図１０は、本発明の別の実施例を示す。図１０には、ハウジング６００と、内
側のマスタ・ピストン１０２および外側のスレイブ・ピストン１０４を有するタ
ペット１００とが示されている。両ピストン間には、室１０６内に流量制限ピン
１４０が配置されている。流量制限ピン１４０は、流量制限ピン・ディスク１４
１を有している。流量制限ピン１４０は、流量制限ばね１４４によって下方へ付
勢されており、制限区域１６４を形成している。区域１６４は、流量制限ピン・
ディスク１４１の底面と、スレイブ・ピストン１０４の水平表面１６５との間に
設けられている。 室１０６の充填中、流入する流体の力で、ディスク１４１とピン１４０とが上
昇し、室１０６内へ流体が自由流入する。室１０６が充填され、流体流が停止す
ると、ばね１４４が流量制限ピン１４０とディスク１４１とを下方へ付勢する。 ロストモーションを起動するには、通路６５３を脱液する。通路６５３の脱液
により、室１０６が、区域１６４と通路１６２を介して脱液される。室１０６か
ら逃げ得る流量は、制限区域１６４により制限されている。弁着座速度は、室１
０６から逃げる流量の関数であり、その結果、弁着座速度は、相応に制限される
。図１０には、全範囲弁着座速度制御式のタペットが示されている。タペット１
００が収縮するさい、タペット１００から逃げる流量は、ピストン運動の全範囲
にわたって制御される。

【００３０】 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、
形状、操作のいずれか又はすべてに、種々の変更態様および変化形が可能である
ことが明らかだろう。例えば、既述の実施例の場合に、本発明の範囲および精神
を逸脱することなく、タペット設計に種々の改変を加えることが可能である。更
に、本発明の範囲を逸脱することなく、マスタ・ピストンおよびスレイブ・ピス
トンの態様に付加的に変更や変化を加えることも可能だろう。したがって、本発
明は、それらの変更態様や変化形が添付特許請求の範囲およびその等価事項の範
囲内である場合には、それらをも含む。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の断面図。

【図２】 本発明の別の実施例の組合わせ略示横断面図。

【図３】 本発明の別の実施例の横断面図。

【図４】 図１に示した本発明の実施例の別の横断面図。

【図５】 図１に示した本発明の実施例の別の横断面図。

【図６】 図１に示した本発明の実施例の別の横断面図。

【図７】 本発明による制限式ロストモーション・タペットの別の実施例の横断面図。

【図８】 本発明の更に別の実施例の別の横断面図。

【図９】 本発明による制限式ロストモーション・タペット１００の更に別の実施例の横
断面図。

【図１０】 本発明の別の実施例の横断面図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G016 AA06 AA19 BB04 BB09 BB31 BB40 CA04 CA13 CA14 CA24 CA27 CA33 CA36 DA22 GA01

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関のエンジンバルブ作動用の弁作動システムにおいて
   、 バルブ・トレーン要素と、 エンジンバルブを開弁させるエンジンバルブ要素にバルブ・トレーン要素の運
   動を伝達するための可変長タペット、それも内部に可変容量流体室を有するタペ
   ットと、 前記可変容量流体室への、または該室からの液圧流体の制御により前記可変長
   タペット長さを制御するための、タペットと液圧連通している流体制御要素と、 エンジンバルブの閉弁行程中に前記可変長タペットからの液圧流体流を制限す
   ることで、エンジンバルブの着座速度を制限する速度制御要素とが含まれている
   、内燃機関のエンジンバルブ作動用の弁作動システム。
2. 【請求項２】 前記可変長タペットが、スレイブ・ピストンの孔内に滑動可
   能に配置されたマスタ・ピストンを含み、それにより前記双方のピストン間に、
   前記可変容量流体室が形成されるようになっている、請求項１に記載の弁作動シ
   ステム。
3. 【請求項３】 前記可変長タペットが、マスタ・ピストンの孔内に滑動可能
   に配置されたスレイブ・ピストンを含み、それによって前記双方のピストン間に
   、前記可変容量流体室が形成されるようになっている、請求項１に記載の弁作動
   システム。
4. 【請求項４】 前記マスタ・ピストンがバルブ・トレーン要素に隣接してお
   り、前記スレイブ・ピストンが前記エンジンバルブ要素に隣接している、請求項
   ２に記載の弁作動システム。
5. 【請求項５】 前記バルブ・トレーン要素がロッカアームを含む、請求項２
   に記載の弁作動システム。
6. 【請求項６】 前記バルブ・トレーン要素が回転カムを含む、請求項１に記
   載の弁作動システム。
7. 【請求項７】 前記バルブ・トレーン要素が液圧リンク装置を含む、請求項
   １に記載の弁作動システム。
8. 【請求項８】 前記バルブ・トレーン要素がプッシュ・チューブを含む、請
   求項１に記載の弁作動システム。
9. 【請求項９】 前記バルブ・トレーン要素がカム従動節を含む、請求項１に
   記載の弁作動システム。
10. 【請求項１０】 前記エンジンバルブ要素が弁棒を含む、請求項１に記載の
    弁作動システム。
11. 【請求項１１】 前記バルブ・トレーン要素が弁プッシュ・チューブを含む
    、請求項１に記載の弁作動システム。
12. 【請求項１２】 前記エンジンバルブ要素がブリッジを含む、請求項１に記
    載の弁作動システム。
13. 【請求項１３】 前記エンジンバルブ要素がロッカを含む、請求項１に記載
    の弁作動システム。
14. 【請求項１４】 前記エンジンバルブ要素が弁棒を含む、請求項１に記載の
    弁作動システム。
15. 【請求項１５】 前記流体制御要素がトリガ弁を含む、請求項１に記載の弁
    作動システム。
16. 【請求項１６】 前記トリガ弁に操作可能に接続された電子制御装置を含む
    、請求項１５に記載の弁作動システム。
17. 【請求項１７】 前記速度制御要素が、前記可変容量流体室内に配置された
    ディスクである、請求項１に記載の弁作動システム。
18. 【請求項１８】 前記ディスクが、液圧流体流制限用の中央オリフィスを含
    む、請求項１７に記載の弁作動システム。
19. 【請求項１９】 前記ディスクが、液圧流体流制限用の複数オリフィスを含
    む、請求項１７に記載の弁作動システム。
20. 【請求項２０】 前記流体制御要素が、前記可変長タペットおよび前記可変
    容量流体室に、１つの流体通路を介して液圧接続されている、請求項１に記載の
    弁作動システム。
21. 【請求項２１】 前記速度制御要素が、前記流体通路内の流量を制限する、
    請求項２１に記載の弁作動システム。
22. 【請求項２２】 前記速度制限要素が、前記可変容量流体室内に配置された
    ピンである、請求項１に記載の弁作動システム。
23. 【請求項２３】 前記スレイブ・ピストンが、前記可変容量流体室を前記流
    体制御要素に液圧接続する流体通路を有している、請求項２２に記載の弁作動シ
    ステム。
24. 【請求項２４】 前記ピンが前記流路内へ付勢されることで、流量制限され
    る、請求項２３に記載の弁作動システム。