JP2016505760A - エンジン弁作動を制御するためのロッカー・ラッチ - Google Patents

Abstract

エンジン弁作動システム及びエンジン始動中、停止中、及びブリーダ制動のためエンジン・シリンダのデコンプレッションを行うために使用される方法が開示される。例示的なシステムは、ロッカー・シャフト上に回動可能に搭載されたロッカー・アームと、ロッカー・アームに対して固定位置でロッカー・アームに隣接して搭載された構造とを含み得る。ラッチ・ピストンは、ロッカー・アームと構造との間に摺動可能に配設され得る。ラッチ・ピストンは、選択的に伸張して、ロッカー・アーム及び構造の両方に係合し、それにより、ロッカー・アームの回動運動を制限し、エンジン弁を開口状態に維持し得る。

Description

本出願は、２０１２年１２月１８日に出願され、「Ｒｏｃｋｅｒ Ｌａｔｃｈ Ｆｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅ Ｖａｌｖｅ Ａｃｔｕａｔｉｏｎ」という名称の米国仮特許出願第６１／７３８，７９４号に関し、また、先の出願日及び優先権の利益を主張する。

本発明は、一般に、内燃エンジン内のエンジン弁を制御するためのシステム及び方法に関する。特に、本発明は、回動するロッカー・アームによって作用されるときにエンジン弁が閉鎖することを防止するためのシステム及び方法に関する。

内燃エンジン内の弁作動は、エンジンが正出力を生成するため並びにエンジン制動のために必要とされる。正出力中、吸気弁が開口して、燃焼用シリンダに燃料及び空気を取入れ得る。排気弁が開口して、燃焼ガスがシリンダから逃げることを可能にし得る。

内燃エンジンは、正出力を生成するだけでなく、ブリーダ型エンジン制動を提供するためにも使用され得る。ブリーダ・エンジン制動中、主排気弁事象に加えて、１つ又は複数の排気弁（複数可）が、残りのエンジン・サイクル（すなわち、全サイクル・ブリーダ制動用の吸気、圧縮、及び拡張サイクル）全体を通してブリーダ制動を提供するのに十分な量だけわずかに開口して保持され得る。ブリーダ制動動作時の排気弁の初期開口は、圧縮ストロークの上死点（ＴＤＣ：ｔｏｐ ｄｅａｄ ｃｅｎｔｅｒ）に先行し、好ましくは、吸気サイクルと圧縮サイクルとの間の下死点（ＢＤＣ：ｂｏｔｔｏｍ ｄｅａｄ ｃｅｎｔｅｒ）ポイントに近いとすることができる。したがって、ブリーダ型エンジン・ブレーキは、弁を作動させるためにずっと低い力を必要とし、また、圧縮解放型ブレーキの急速な排出に代わる連続抽気により低いノイズを生成し得る。そのため、エンジン・ブリーダ・ブレーキは、有意の利点を有する可能性がある。

始動及び停止中、内燃エンジンは、低エンジン速度で空気を圧縮するときに震え（ｓｈｕｄｄｅｒ）、振動（ｓｈａｋｅ）し得る。更に、流体が冷たく且つ高い粘度を有するとき、油圧流体で弁作動システムをチャージし始動するため、適切に高いクランキング速度を達成することはが特に難しい場合がある。エンジン始動中に吸気及び／又は排気弁を開口して保持することは、ピストンがＴＤＣ位置に向かってより容易に移動するようにシリンダのデコンプレッションを行い得る。エンジン・デコンプレッション・システムは、エンジンの始動又は停止中にエンジン・シリンダ内の１つ又は複数の吸気及び／又は排気弁を開口して保持し得る。そのため、エンジンが停止しようとするちょうどそのとき、エンジン・デコンプレッション・システムが始動されて、エンジンのデコンプレッションを行うのに十分なリフトだけ、吸気及び／又は排気弁（複数可）を開口して保持し得る。弁リフトは、ピストンが弁に衝突せずに、圧力をシリンダに入れる／から出すのにリフトが適切であるように制御され得る。

本明細書で述べる型のエンジン・デコンプレッション・システムは、クランキング電池出力が低く、始動するためのクランキング時間が増加し、燃料／空気混合物が点火する可能性が低く、エンジンがターン・オーバするのが難しい寒い気象状況で特に有用である場合がある。加えて、電池出力及びスタータ・システム要件を低減させ得るエンジン・デコンプレッションは、より低重量の部品をもたらすことができ、燃料効率の増加及び追加の始動補助についての必要性の回避又は減少を可能にする。デコンプレッション・システムの使用によって生じる始動時間の減少はまた、エミッションの利益を提供し得る。デコンプレッション停止はまた、エンジン停止角度のランダム化をもたらす場合があり、スタータ・ギア及びフライホイール・リング・ギアの摩耗をより均等に分配することを補助し得る。したがって、上記に限定はしないが、これらのような利点は、本明細書で述べる本発明の実施例の１つ又は複数の使用によって実現され得る。

本発明の種々の実施例は、上述した必要性の１つ又は複数を満たし、他の利益も提供し得る。

先の難題に応答して、出願人等はロッカー・アーム作動式エンジン弁が閉鎖するのを防止するための革新的なシステムを開発した。前記システムは、ロッカー・シャフト上に回動可能に搭載されたロッカー・アームと、ロッカー・アームに対して固定位置でロッカー・アームに隣接して搭載された構造と、ロッカー・アームと構造との間に摺動可能に配設されたラッチ・ピストンと、ラッチ・ピストンに動作可能に接続されたラッチ・ピストン・アクチュエータとを備え、前記ラッチ・ピストンは、ロッカー・アームの回動運動を制限するため、ラッチ・ピストンがロッカー・アームと構造の両方に係合するようにさせる伸張位置をとるように適合され、ラッチ・ピストン・アクチュエータは、ラッチ・ピストンに伸張位置をとらせるか又は伸張位置から後退させるようラッチ・ピストンに力を加えるように適合され、ラッチ・ピストンは、ラッチ・ピストン・アクチュエータがラッチ・ピストンに力を加えなくなると、ラッチ・ピストンを伸張位置に連続して維持するように適合される係合表面を更に備える。

出願人はまた、内燃エンジン・シリンダのデコンプレッションを行う革新的な方法を開発した。方法は、ロッカー・アームを第１の方向に回動させるステップであって、それにより、エンジン・シリンダ及びロッカー・アームに関連するエンジン弁を開口させる、第１の方向に回動させるステップと、ロッカー・アームを第２の方向に回動させるステップであって、それにより、エンジン弁が閉鎖方向に移動する、第２の方向に回動させるステップと、ラッチ・ピストンに作動力を加えるステップであって、それにより、ラッチ・ピストンが、ロッカー・アーム及びロッカー・アームに隣接する構造に係合するか又は構造からロッカー・アームを係脱するようにさせる、加えるステップと、ラッチ・ピストンがロッカー・アーム及び構造に係合することに応答して、エンジン弁を開口位置に維持するステップと、エンジン弁が開口位置を維持するようにラッチ・ピストンに対する作動力が加えられなくなった後、ラッチ・ピストンがロッカー・アーム及び構造に係合する位置にラッチ・ピストンを維持するステップとを含む。

出願人はまた、内燃エンジンを始動させる方法を開発した。方法は、エンジン・クランキング中に２つ以上のエンジン・サイクルの間、エンジン・シリンダ内の１つ又は複数のエンジン弁を連続的に開口する状態に維持するステップと、エンジン・パラメータが所定の値に達した後、１つ又は複数のエンジン弁を連続的に開口する状態に維持することを中断するステップと、１つ又は複数のエンジン弁を連続的に開口する状態に維持することを中断することに応答して、エンジン始動のためにエンジン・シリンダに燃料を提供するステップとを含む。

先の一般的な説明及び以下の詳細な説明が共に、例示的且つ説明的であるだけであり、特許請求される本発明を制限しないことが理解されたい。

本発明の理解を助けるため、ここで、同様の参照記号が同様の要素を指す添付図面に対して参照が行われる。

本発明の或る実施例によるエンジン弁作動システムのブロック図である。 本発明の或る実施例によるエンジン弁作動を制御するためのロッカー・ラッチの等角図である。 本発明の或る実施例によるエンジン弁作動を制御するためのロッカー・ラッチの等角図である。 本発明の或る実施例によるエンジン弁作動を制御するためのロッカー・ラッチの部分断面等角図である。 本発明の或る実施例によるエンジン弁作動を制御するためのロッカー・ラッチの部分断面等角図である。 本発明の或る実施例によるエンジン弁作動を制御するためのロッカー・ラッチの断面図である。 本発明の或る実施例によるエンジン弁作動を制御するためのロッカー・ラッチの断面図である。 本発明の或る実施例によるエンジン弁作動を制御するためのロッカー・ラッチ及びロッカー・アームの断面図である。 本発明の或る実施例によるエンジン弁作動を制御するためのロッカー・ラッチ及びロッカー・アームの断面図である。 本発明の或る実施例によるエンジン弁作動を制御するためのロッカー・ラッチ及びロッカーの部分断面図である。 本発明の代替の実施例によるロッカー・ラッチの部分断面図である。 本発明の別の代替の能動制御の実施例によるロッカー・ラッチの部分断面図である。 部分的にデコンプレッションを行われた状態にある間に、内燃エンジンを始動するステップを示すフローチャートである。

明確にするためまた適切である場合、対応する特徴を示すため、参照数字が図において繰返されていること、また、本発明の特徴をよりよく示すため、図中の様々な要素が必ずしも一定比例尺に従って描かれていないことが認識されよう。図面は、例示に過ぎず、本発明を制限するものとみなされるべきでない。

ここで、その実例が添付図面に示される本発明のシステム及び方法の実施例に対して参照が詳細に行われる。本明細書で具現化されるように、本発明の実施例は、１つ又は複数のエンジン弁を作動させるシステム及び方法を含む。

本発明の或る実施例は、弁作動システム１０として図１に概略的に示される。弁作動システム１０は、ロッカー・アーム２００に動作可能に接続された、カム、プッシュ・チューブ、又は他の弁トレイン要素等のロッカー・アクチュエータ１００を含み得る。ロッカー・アクチュエータ１００は、ロッカー・アーム２００に動きを選択的に適用するように適合され得る。ロッカー・アーム２００は、１つ又は複数のエンジン弁４００、或は、エンジン弁に次に作用し得る弁ブリッジ（図示せず）に動作可能に接続され得る。回動するロッカー・アーム２００に対して所定の位置に固定される構造３００は、ロッカー・アームに隣接して（すなわち、その近くに）搭載され得る。ラッチ・ピストン又はバー３２０（本明細書で総称的にラッチ・ピストンと呼ばれる）は、構造３００とロッカー・アーム２００との間に選択的に延在して、ロッカー・アーム又は構造のいずれかを他に対して選択的に係合させ得る。ラッチ・ピストン３２０は、構造３００に対するロッカー・アーム４００の回動運動を制限することによってエンジン弁作動を制御し得る。

ラッチ・ピストン３２０は、ラッチ・ピストン・アクチュエータ５００によって選択的に作用されることができ、構造３００とロッカー・アーム２００との間で、伸張するか又は伸張することから後退する。ラッチ・ピストン３２０は、伸張すると、ロッカー・アームがエンジン弁ばねの影響下で完全に後方に回動することを防止し得る。ロッカー・アーム２００の回動動作に対する妨害の結果として、エンジン弁（複数可）４００は、エンジンの全サイクルを通してわずかに開口して維持され得る。エンジン弁４００は、１つ又は複数の排気弁、吸気弁、又は補助弁を備え得る。ラッチ・ピストン３２０の選択的な伸張は、エンジン弁４００に、限定はしないがブリーダ制動事象及び／又はエンジン・デコンプレッションを含むエンジン弁事象を生成させ得る。

第１の実施例では、ラッチ・ピストン３２０は、ラッチ・ピストン・アクチュエータ５００からの入力に応答して、ロッカー・アーム２００がエンジン弁閉鎖位置内に回動するのを防止するモードと、ロッカー・アームがエンジン弁閉鎖位置内に回動するのを防止しないモードとの間で切換え得る。ラッチ・ピストン・アクチュエータ５００は、構造３００とロッカー・アーム２００との間でラッチ・ピストン３２０を伸張して、初期エンジン始動、停止、又はブリーダ制動のために１つ又は複数のエンジン弁を開口して保持することが可能な、油圧、電磁、機械、空気圧、又はガスの任意の作動デバイス又はシステムを備え得る。例えば、本発明の一実施例では、ラッチ・ピストン・アクチュエータ５００は、油圧流体又は空気又はガスなどの作動流体を供給する供給弁を制御して、ラッチ・ピストン３２０を選択的に伸張させ得る。ラッチ・ピストン・アクチュエータ５００は、例えば他のエンジン部品（複数可）に連結されたマイクロプロセッサを含み得る電子制御のための手段であって、ラッチ・ピストン３２０を伸張させるべき適切な時間を決定し選択するための、電子制御のための手段を含み得る。

エンジン・デコンプレッション事象は、エンジン部品（複数可）から収集される情報に基づいて複数のエンジン動作条件（例えば、速度、負荷等）で最適化され得る。収集される情報は、限定することなく、エンジン速度、車両速度、オイル温度、マニホールド（又はポート）温度、マニホールド（又はポート）圧力、シリンダ温度、シリンダ圧力、粒子情報、及び／又はクランク角度を含み得る。

本発明の第１の実施例は、同様な参照記号が同様な要素を指す図２に示される。図２〜９を参照すると、構造３００は、ロッカー・アーム２００に隣接して固定位置に搭載されたハウジング３０５の形態で設けられ得る。示す実施例では、構造３００は、ロッカー・シャフト２５０上に搭載され得る。しかし、構造３００がロッカー・アーム２００の回動運動に対して所定の位置に固定される限り、構造３００がエンジン・シリンダ・ヘッド又は他の表面に搭載される可能性があることが認識される。図２及び３に示すように、ハウジング３０５は、ロッカー・シャフトをすっぽり囲むように適合される仕上げ表面３５０を含み得る。仕上げ表面３５０は、ロッカー・シャフトの周りに締りばめを形成するように形作られ得る。

図４、６、及び７に示すように、ハウジング３０５は、互いに交差するラッチ・ピストン・ボア３１０及びボルト・ボア又は穴３３０を含み得る。図５〜７に示すように、ラッチ・ピストン・ボア３１０は、開口端及びハウジング３０５で終端する閉鎖端を有し得る。図３、４、及び９に示すように、ボルト穴３３０の両端は、ボルト３９０がボルト穴を通過して、ハウジング３０５をロッカー・シャフト２５０上にしっかり固定するように開口し得る。ボルト３９０は、ロッカー・シャフト２５０を通過して、ハウジング３０５を軸受キャップ又はエンジン・シリンダ・ヘッドにしっかり固定し得る。

図２〜７を参照すると、ラッチ・ピストン３２０は、ラッチ・ピストンの端がラッチ・ピストン・ボア３１０からロッカー・アーム２００に向かって延在するようにラッチ・ピストン・ボア３１０内に摺動可能に配設され得る。ラッチ・ピストン３２０は、ラッチ・ピストンの狭い端及び幅広の端を分離する肩部を有し得る。ピストン保持リング３７０は、ラッチ・ピストン・ボア３１０の開口端の近くに配置され得る。ピストン保持リング３７０は、ラッチ・ピストン３２０の狭い端がそこを通って延在する中央開口を有し得る。ばね３６０は、ピストン保持リング３７０とラッチ・ピストン３２０の肩部との間に延在して、ラッチ・ピストンをラッチ・ピストン・ボア３１０に入るよう偏倚させ得る。

ラッチ・ピストン３２０の狭い端の径は、ラッチ・ピストン３２０の肩部からその末端に、直線状に、徐々に、又は直線状でなくテーパが付き得る。図９に示すように、ラッチ・ピストン３２０の狭い端は、ロッカー・アーム２００上に配設されたボス２１０に選択的に接触し得る。図８に示すように、代替の実施例では、ラッシュ調整ねじ２２０は、ボス２１０から延在し、ラッチ・ピストン３２０の狭い端は、ラッシュ調整ねじ２２０に接触して、ロッカー・アーム２００の回動運動を阻止又は制限し得る。ラッチ・ピストン３２０の狭い端は、ロッカー・アーム・ボス２１０又は調整ねじ２２０に係合するように適合される接触表面を有し得る。特に、ラッチ・ピストン３２０の狭い端は、ロッカー・アーム・ボス２１０又は調整ねじ２２０に係合するように適合される表面を備えることができ、それにより、両者間の接触は、ラッチ・ピストン・アクチュエータ５００がラッチ・ピストンにその全作動力を加えなくなるときでも、ラッチ・ピストンをその伸張位置に維持させる。エンジン弁ばねの力がロッカー・アーム２００を通して作用して、ラッチ・ピストン３２０をラッチ・ピストン・ボア３１０に押込む結果として、ラッチ・ピストンは、その伸張位置に維持され得る。代替的に、図１１を参照すると、ラッチ・ピストン３２０は、ロッカー・アーム・ボス２１０又は調整ねじ（図示せず）上に設けられる嵌合係合構造２１２と連動し得る係合構造３２２を含み得る。そのため、図９及び１１に示すラッチ・ピストン３２０の狭い端は、エンジンが停止し、ラッチ・ピストン・アクチュエータ５００がラッチ・ピストンにその全作動力を加えなくなった後でも、ロッカー・アーム・ボス２１０又は調整ねじに対して係合したままであり得る。結果として、エンジンの１つ又は複数のシリンダは、エンジン始動の開始時にデコンプレッションを行った状態であり得る。

図８及び９に示すように、ボルト３９０は、ボルト穴３３０に挿入されて、ハウジング３０５をロッカー・シャフト２５０に取外し可能に取付け得る。図３を参照すると、平坦表面を有する凹所３８０は、ボルト穴３３０内に配設されたボルト３９０に当たってラッチ・ピストン３２０を支持するように適合され、それにより、ラッチ・ピストン３２０がラッチ・ピストン・ボア３１０内で回転するのを防止し得る。

図３、４、５、及び９に示すように、ドゥエル・リング３４０は、ハウジング３０５の仕上げ表面３５０側にあるボルト穴３３０の一方の開口端の周りに配設され得る。ドゥエル・リング３４０は、ロッカー・シャフト２５０上のカウンタ・ボア３４５に嵌合して、ロッカー・ラッチ３００をロッカー・シャフト２５０に整列させ得る。ドゥエル・リング３４０は、ハウジング３０５の仕上げ表面３５０側のボルト穴３３０に開口端にプレスばめされて、ハウジング３０５をロッカー・シャフト２５０上に配置し得る。図３に示すように、ドゥエル・リング３４０は、ロッカー・シャフト２５０上のカウンタ・ボア３４５に挿入されまたそこから取外されることを可能にする細隙を有し得る。

油圧流体は、油圧流体供給部（図示せず）からハウジング３０５に供給され得る。油圧流体供給部は、制御弁（図示せず）を通してハウジング３０５に接続され得る。図８及び９に示すように、油圧流体は、油圧流体供給部から、ロッカー・シャフト２５０内に形成された流体供給／排出通路２６０を通してボルト穴３３０に流れ得る。ボルト穴３３０は、油圧流体がボルト３９０の周りを洗い流し、ラッチ・ピストン・ボアとボルト穴の交差部でラッチ・ピストン・ボア３１０に流入する／流出するようにオーバーサイズに作られ得る。制御弁は、ボルト穴３３０に入る／から出る油圧流体の供給を調節し得る。ハウジング３０５に油圧流体を供給するための他の油圧配置構成が、本発明の範囲及び趣旨内で十分に考えられる。

先に述べたように、供給される流体は、油圧流体又は任意の他の適した流体であり得る。例えば、代替の実施例では、ラッチ・ピストン３２０は、ラッチ・ピストン・ボア３１０に供給される空気圧式空気／ガスによって作動され得る。空気圧式空気／ガスは、制御弁（図示せず）を通ってハウジング３０５に供給され得る。図１０に示す別の代替の実施例では、ラッチ・ピストン３２０は、ロッカー・アーム２００内に形成されたラッチ・ピストン・ボア３１０内に摺動可能に配設され得る。上述したように、ばね３６０及びピストン保持リング３７０は、ラッチ・ピストン３２０をラッチ・ピストン・ボア３１０内に偏倚させ得る。キー３９５は、ロッカー・アーム内に形成されたボア又は穴内に配設されることができ、それにより、キー３９５は、ラッチ・ピストン３２０がラッチ・ピストン・ボア３１０の軸に沿って摺動することを可能にするが、ラッチ・ピストン３２０がラッチ・ピストン・ボア３１０内で回転することを防止し得る。

図１０の実施例では、構造３００は、ロッカー・シャフト、ロッカー・キャップ、ロッカー・シャフト・キャップ、シリンダ・ヘッド、又はロッカー・アーム２００の回動運動に対して所定の位置に固定される他の構造に取付けられ得る。構造３００は、図１０に示すように、ラッチ・ピストン３２０によって選択的に係合されるように適合されるボス６１０を含み得る。代替の実施例では、ラッシュ調整ねじ（図８参照）は、ボス６１０から延在し、ラッチ・ピストン３２０の狭い端は、ラッシュ調整ねじ２２０に選択的に係合して、ロッカー・アーム２００の回動運動を阻止又は制限し得る。図１０の実施例は、図２〜９に示す実施例と同様の方式で動作し得る。

一般的に能動制御の実施例として述べる更に別の代替の実施例では、ラッチ・ピストン３２０は、通常、ラッチ・ピストン３２０が構造３００とロッカー・アーム２００の両方に係合してエンジン弁を開口して維持する伸張位置内に偏倚され得る。その図において同様の参照記号が同様の要素を指し、また、本発明の能動制御の実施例を示す図１２を参照すると、構造３００は、ラッチ・ピストン３２０が摺動可能に配設されるラッチ・ピストン・ボア３１０を含み得る。ばね３６２は、ラッチ・ピストン３２０をラッチ・ピストン・ボア３１０からロッカー・アーム（図示せず）に向かって偏倚させ得る。特に、ばね３６２は、通常、油圧流体圧力がシステムに積極的に供給されないとき、ラッチ・ピストン３２０をラッチ・ピストン・ボア３１０からロッカー・アームに向かって偏倚させ得る。

ボルト３９０（又は代替的に、他の実施例で示したキー３９５）は、ボルト穴３３０内に設けられ得る。ボルト３９０（又はキー３９５）は、ラッチ・ピストン３２０内に設けられた凹所に係合して、ラッチ・ピストン３２０がピストン・ボア３１０内で回転することを防止し得る。ボルト穴３３０は、コントローラの制御下で、先に説明したように、油圧流体がボルト穴を通してラッチ・ピストン・ボア３１０に供給されることを可能にするサイズに作られ得る。ラッチ・ピストン３２０は、肩部等の力受取り表面３２４を備えることができ、力受取り表面３２４上で、ボルト穴３３０を通して供給される油圧流体の力が、ラッチ・ピストン３２０に作用して、ラッチ・ピストン３２０をばね３６２の偏倚に抗してラッチ・ピストン・ボア３１０に押込み得る。ラッチ・ピストン３２０に対する油圧流体圧力（又は他の力）の供給は、前に述べた実施例においてロッカー・アームに係合するのと対照的に、能動制御の実施例において、ラッチ・ピストン３２０をロッカー・アームに係脱させる。

本発明の或る実施例の動作が、ここで述べられる。図２〜９に関して、本明細書で示す実施例は、ラッチ・ピストン３２０が構造３００とロッカー・アーム２００との間に選択的に延在する結果として１つ又は複数のエンジン弁（図示せず）を開口して保持することによって、エンジン始動、停止、又はブリーダ制動中にシリンダ・デコンプレッションを提供し得る。図６に示すように、デコンプレッションが必要とされないとき、ラッチ・ピストン３２０は、ロッカー・アームがラッチ・ピストンに接触することなく自由に回動するようにばね３６０によってラッチ・ピストン・ボア３１０内に偏倚され得る。

図７に示すように、油圧流体がラッチ・ピストン・ボア３１０に供給されると、油圧流体圧力が、ばね３６０の偏倚に打勝ち、ラッチ・ピストン３２０をラッチ・ピストン・ボアから押出すことができ、それにより、ラッチ・ピストンの狭い端がロッカー・アーム・ボス２１０又は調整ねじ２２０に係合する。例示的な実施例では、ラッチ・ピストン３２０が延在するのに必要とされる高さを超えてロッカー・アーム２００が持上るとほぼ同時にラッチ・ピストン３２０がラッチ・ピストン・ボア３１０から押出され得る。図８に示すように、突出するラッチ・ピストン３２０は、ロッカー・アーム２００の回転を阻止し、ロッカー・アーム２００が完全に後方に回動することを防止し、それにより、例えば、エンジン・デコンプレッション及び／又はブリーダ制動を提供するのに十分な量だけエンジン弁を開口して保持し得る。エンジン動作中、ラッチ・ピストン３２０に作用する油圧流体は、コントローラ５００が油圧流体供給をターンオフしない限り、ラッチ・ピストン３２０がロッカー・アーム２００を開口して保持するようにさせる。

コントローラ５００が油圧流体供給を維持している間にエンジンが停止すると、オイル圧力が低下し、ラッチ・ピストン・ボア３１０内の油圧流体圧力が、時間が経つと弱まり、それにより、ばね３６０の偏倚に打勝つのに十分な油圧流体がラッチ・ピストン・ボア内に存在しない。それでも、このとき、ロッカー・アーム２００は、弁ばね（図示せず）の偏倚によってラッチ・ピストン３２０に押し付けられる。弁ばねによって加えられる力は、ばね３６０の偏倚がラッチ・ピストン３２０をロッカー・アームとの係合状態から押出すのを防止するのに十分な力で、ロッカー・アーム２００を上方に押すのに十分であり得る。換言すれば、弁ばねの偏倚は、先に説明したように、ラッチ・ピストン３２０及びロッカー・アーム２００を共にロックする。そのため、ロッカー・アーム２００は、開口して保持されて、後続のエンジン始動中にエンジンが部分的にデコンプレッションを行うことを可能にし得る。

図２〜１０に示す実施例では、例えばエンジンが６つのシリンダを有する場合、エンジンが停止すると、６つのシリンダのうちの４つについてロッカー・アームが、上述したプロセスによって、デコンプレッションが行われた開口状態にラッチされ得る。残りの２つのロッカー・アームは、エンジン弁を開口する或る断続的段階にあり得る、又は、エンジン弁が閉鎖されることができ、それにより、これらのロッカー・アームに関連するラッチ・ピストンに対して油圧圧力が加えられなくなると、ばね３６０がラッチ・ピストンを後退させ、これらの弁は、エンジン始動時弁ばねの偏倚下で閉鎖し得る（又は、既に閉鎖している場合、閉鎖したままになる）。エンジンが再始動されると、開口してラッチされている４つのロッカー・アームは、エンジンのデコンプレッションを部分的に行って、始動速度を改善し、おそらく、上述した利益を提供し得る。

エンジンが再始動すると、開口してラッチされているロッカー・アーム２００は、スタータがエンジンを動かし、エンジンが震えるのを防止できるようにエンジンがデコンプレッションを行うことを可能にし得る。エンジンがその始動サイクルを通して回転するにつれて、カムシャフトは、ロッカー・アーム２００によってラッチ・ピストン３２０に加えられる圧力を逃がし、ばね３６０がラッチ・ピストン３２０をハウジング３０５内に後退させることを可能にし得る。ラッチ・ピストン後退及びエンジン・コンプレッションは、２つ（２）のエンジン回転内で起こり得る。２つ（２）より多いか又は少ない回数のエンジン回転内で起こるラッチ・ピストン後退及びエンジン・コンプレッションはまた、本発明の範囲及び趣旨内で十分に考えられる。

図２〜１０に示す実施例はまた、１つ又は複数の排気弁を開口して保持することによってエンジン動作中のブリーダ型エンジン制動を提供し得る。上述したように、１つ又は複数の排気弁（複数可）用のロッカー・アームは、ロッカー・ラッチ３００のラッチ・ピストン３２０によって開口して保持され得る。１つ又は複数の排気弁（複数可）は、残りのエンジン・サイクル全体を通してわずかに開口して保持され得る（全サイクルブリーダ・ブレーキ）、又は、残りのエンジン・サイクルの一部分の間、わずかに開口して保持され得る（部分サイクルブリーダ・ブレーキ）。同様に、図２〜１０に示す実施例はまた、排気ガスが再循環するために弁を開口して保持することによって排気ガス再循環を提供し得る。

その実例が図１２に関連して上述される能動制御能力を有するシステムの場合、エンジン制御システムは、１つ又は複数のエンジン・パラメータに基づいてエンジンの閉ループ・フィードバックを可能にする始動制御方策を含む可能性がある。例えば、図１２及び１３を参照すると、本発明の能動制御の実施例が採用され、エンジンが、静止状態又はおそらくエンジン・エンストの結果として停止状態にあるとき、ラッチ・ピストン３２０は、ばね３６２の影響下で構造３００とロッカー・アームの両方に係合する位置内に延在し得る。結果として、エンジン弁の１つ又は複数は、開口位置になるようラッチされ得る。

図１３を参照すると、エンジン始動は、ステップ６００にて、エンジン・キーをオン位置になるよう回すことによって始動され得る。エンジン・キーをオンに回すことは、エンジンが停止される結果としてラッチ・ピストンがまだ延在していない場合、ステップ６０２にて、構造３００及びロッカー・アームに係合するようラッチ・ピストンを延在させ得る。キーをオンに回すことはまた、ステップ６０４にて、先に参照した１つ又は複数のエンジン・パラメータをコントローラに測定させ、ステップ６０６にて、スタータにエンジンをクランキングさせ得る。測定された１つ又は複数のエンジン・パラメータが、ステップ６０８にて、閾値を満たすか又は超えると判定される場合、ステップ６１２にて、油圧流体が能動制御ラッチ・ピストン３２０に提供されて、ラッチ・ピストンがロッカー・アームに係脱するようにさせ、関連するエンジン・シリンダ内でエンジン・コンプレッションを可能にし得る。エンジン・パラメータが満たされないか又は超えられない場合、コントローラは、ステップ６１０にて、持続時間閾値が超えられたかどうかを判定し得る。時間閾値が超えられる場合、ステップ６１２にて、油圧流体が能動制御ラッチ・ピストン３２０に提供されて、ラッチ・ピストンがロッカー・アームに係脱するようにさせ、関連するエンジン・シリンダ内でエンジン・コンプレッションを可能にし得る。ステップ６０８及び６１０にて、エンジン・パラメータ閾値も時間閾値も満たされないか又は超えられない場合、ステップ６０６にて、エンジンは、デコンプレッションが行われた状態又は部分的にデコンプレッションが行われた状態でクランキングされ続け得る。ステップ６１２にて、エンジン・コンプレッションが可能になると、ステップ６１４にて、燃料が供給され、ステップ６１６にて、エンジン始動が終了する。

継続して図１３を参照すると、モニターされるエンジン・パラメータ（複数可）は、冷媒温度、空気マニホールド空気温度、オイル圧力、燃料圧力、エンジン速度、排気温度、金属温度、吸気マニホールド圧力、シリンダ圧力、シリンダ温度、エンジン速度変動、スタータ・モータ電流ドロー、電池電圧、交流発電機電流、トランスミッション・オイル圧力のうちの１つ又は複数を含み得る。図１３に示す制御シーケンスはまた、クランキングを始動する前に、デコンプレッションが行われた状態にエンジンがあることを検証するステップを含むように修正される可能性がある。

本発明の代替の実施例では、述べたエンジン弁作動システム１０に関連するエンジン・シリンダは、エンジン・デコンプレッションを使用している間にエンジン始動を改善するため、加熱されたシリンダ入口空気を更に備え得る。加熱された入口空気は、例えば、電気抵抗加熱器又は燃焼オイル・フレーム・バーナによって提供され得る。周囲温度又はエンジン温度を測定するための温度センサが設けられ得る。

本発明の範囲又は趣旨から逸脱することなく本発明の変形及び修正が行われる可能性があることが当業者に明らかである。例えば、上記実施例において本発明の意図される範囲から逸脱することなく油圧流体の代わりに空気圧流体が使用され得る。更に、本発明の意図される範囲から逸脱することなく、ハウジングは、ボルトの代わりに任意の他の市販の手段を使用してロッカー・シャフトに固定される可能性がある。

Claims (23)

1. ロッカー・アーム作動式エンジン弁が閉鎖するのを防止するためのシステムであって、
   ロッカー・シャフト上に回動可能に搭載されたロッカー・アームと、
   前記ロッカー・アームに対して固定位置で前記ロッカー・アームに隣接して搭載された構造と、
   前記ロッカー・アームと前記構造との間に摺動可能に配設されたラッチ・ピストンと、
   前記ラッチ・ピストンに動作可能に接続されたラッチ・ピストン・アクチュエータとを備え、
   前記ラッチ・ピストンは、前記ロッカー・アームの回動運動を制限するため、前記ラッチ・ピストンが前記ロッカー・アームと前記構造の両方に係合するようにさせる伸張位置をとるように適合され、
   前記ラッチ・ピストン・アクチュエータは、前記ラッチ・ピストンに前記伸張位置をとらせるか又は前記伸張位置から後退させるよう前記ラッチ・ピストンに力を加えるように適合され、
   前記ラッチ・ピストンは、前記ラッチ・ピストン・アクチュエータが前記ラッチ・ピストンに力を加えなくなると、前記ラッチ・ピストンを前記伸張位置に連続して維持するように適合される係合表面を更に備える、システム。
2. 前記ラッチ・ピストンは、前記構造内に設けられたラッチ・ピストン・ボア内に摺動可能に配設される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記ラッチ・ピストンは、前記ロッカー・アーム内に設けられたラッチ・ピストン・ボア内に摺動可能に配設される、請求項１に記載のシステム。
4. 前記ラッチ・ピストン・アクチュエータは、前記ラッチ・ピストンに油圧力を加える、請求項１に記載のシステム。
5. 前記ラッチ・ピストン・アクチュエータは、前記ラッチ・ピストンに機械力を加える、請求項１に記載のシステム。
6. 前記ラッチ・ピストン・アクチュエータは、前記ラッチ・ピストンにガス圧力を加える、請求項１に記載のシステム。
7. 前記ラッチ・ピストンは、前記ラッチ・ピストン・アクチュエータが前記ラッチ・ピストンに力を加えないときに前記ロッカー・アームにも前記構造にも係合しない位置に向かって偏倚される、請求項１に記載のシステム。
8. 前記ラッチ・ピストンに加えられる前記ラッチ・ピストン・アクチュエータの力は電磁的に生成される、請求項１に記載のシステム。
9. 前記ラッチ・ピストンは、前記ラッチ・ピストン・アクチュエータが前記ラッチ・ピストンに力を加えないときに前記ロッカー・アームと前記構造の両方に係合する位置に向かって偏倚される、請求項１に記載のシステム。
10. 前記構造内のボアと、
    前記ボア内に延在するボルト又はキーとを更に備え、
    前記ボアは、前記ボルト又はキーを受取り、流体が前記ボアを通り前記ラッチ・ピストンに流れることを可能にするサイズに作られる、請求項１に記載のシステム。
11. 前記構造内のボアであって、前記ラッチ・ピストンに隣接して設けられる、ボアと、
    前記ボア内に延在するボルト又はキーと、
    前記ラッチ・ピストン上に設けられる凹所であって、前記ラッチ・ピストンの回転を防止するため前記ボルト又はキーに係合するように適合される、凹所とを更に備える、請求項１に記載のシステム。
12. 前記ロッカー・アーム又は前記構造は、前記ロッカー・アームと前記構造との間の係合点の位置を調整するための調整ネジを含む、請求項１に記載のシステム。
13. 前記ラッチ・ピストン上に設けられた係合構造を更に備える、請求項１に記載のシステム。
14. 内燃エンジン・シリンダのデコンプレッションを行う方法であって、
    ロッカー・アームを第１の方向に回動させるステップであって、それにより、前記エンジン・シリンダ及び前記ロッカー・アームに関連するエンジン弁を開口させる、第１の方向に回動させるステップと、
    前記ロッカー・アームを第２の方向に回動させるステップであって、それにより、前記エンジン弁が閉鎖方向に移動する、第２の方向に回動させるステップと、
    ラッチ・ピストンに作動力を加えるステップであって、それにより、前記ラッチ・ピストンが、前記ロッカー・アーム及び前記ロッカー・アームに隣接する前記構造に係合するか又は前記構造から前記ロッカー・アームを係脱するようにさせる、加えるステップと、
    前記ラッチ・ピストンが前記ロッカー・アーム及び前記構造に係合することに応答して、前記エンジン弁を開口位置に維持するステップと、
    前記エンジン弁が開口位置を維持するように前記ラッチ・ピストンに対する前記作動力が減少した後、前記ラッチ・ピストンが前記ロッカー・アーム及び前記構造に係合する位置に前記ラッチ・ピストンを維持するステップとを含む、方法。
15. 前記ラッチ・ピストンは、前記内燃エンジンが停止されている間、２つ以上のエンジン・サイクルの間、前記ラッチ・ピストンが前記ロッカー・アーム及び前記構造に係合する位置に維持される、請求項１４に記載の方法。
16. 前記ラッチ・ピストンは、前記ラッチ・ピストン上に設けられた係合構造の結果として、前記ラッチ・ピストンが前記ロッカー・アーム及び前記構造に係合する位置に維持される、請求項１４に記載の方法。
17. 前記ラッチ・ピストンは、前記作動力に応答して前記ロッカー・アームと前記構造との間に延在することから係脱する、請求項１４に記載の方法。
18. 前記ラッチ・ピストンは、エンジンオイル圧又はエンジン燃料圧が所望のレベルに達するまで前記内燃エンジンがクランキングされる間、前記ラッチ・ピストンが前記ロッカー・アーム及び前記構造に係合する位置に維持される、請求項１４に記載の方法。
19. 前記ラッチ・ピストンは、入口空気温度が所望の設定点に達するまで前記内燃エンジンがクランキングされる間、前記ラッチ・ピストンが前記ロッカー・アーム及び前記構造に係合する位置に維持される、請求項１４に記載の方法。
20. 前記ラッチ・ピストンは、前記作動力に応答して前記ロッカー・アームと前記構造との間に延在する、請求項１４に記載の方法。
21. 内燃エンジンを始動させる方法であって、
    エンジン・クランキング中に２つ以上のエンジン・サイクルの間、エンジン・シリンダ内の１つ又は複数のエンジン弁を連続的に開口する状態に維持するステップと、
    エンジン・パラメータが所定の値に達した後、前記１つ又は複数のエンジン弁を前記連続的に開口する状態に維持することを中断するステップと、
    前記１つ又は複数のエンジン弁を前記連続的に開口する状態に維持することを中断することに応答して、エンジン始動のために前記エンジン・シリンダに燃料を提供するステップとを含む、方法。
22. 前記エンジン・パラメータは、エンジン・クランキング時間及びエンジン温度からなる群から選択される、請求項２１に記載の方法。
23. エンジン・クランキング中に２つ以上のエンジン・サイクルの間、前記１つ又は複数のエンジン弁を連続的に開口する状態に維持している間、前記エンジン・シリンダに加熱空気を提供するステップを更に含む、請求項２１に記載の方法。