JP2020529548A - 向上したエンジン・ブレーキにおいて逆流を管理し、弁運動を順序付けるためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

エンジン・ブレーキのアクティブ化中又は非アクティブ化中に吸気流路が燃焼室内の過剰な過渡圧力にさらされる恐れのある２ストローク又は１．５ストロークのエンジン・ブレーキの実装形態など、向上したエンジン・ブレーキ用途を支援するために、吸気流路の過剰な圧力及び逆流を管理するためのシステム及び方法が実施される。吸気スロットル、排気ガス再循環（ＥＧＲ）弁、吸気マニホールド・ブロー・オフ弁、圧縮機バイパス弁、排気スロットル、ターボ過給機のジオメトリ、又はターボ過給機のウェストゲートを別々に、又は組み合わせて制御して、逆流の管理を実現することができる。極端な過渡状態は順序付けられた弁運動によっても防止又は管理することができ、この場合、第１にブレーキ運動のアクティブ化が行われ、次いで、第２に排気弁メイン・イベントの非アクティブ化が行われる。ブレーキのアクティブ化とメイン・イベントの非アクティブ化の間の遅延は、機械的器具及び／又は液圧的器具を使用して、また電子的に容易にされ得る。

Description

本出願は、「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＩＮＴＡＫＥ ＣＯＵＮＴＥＲ ＦＬＯＷ ＳＥＥＮ ＤＵＲＩＮＧ ＨＰＤ ＴＲＡＮＳＩＥＮＴ」と題する２０１７年８月３日出願の米国特許出願第６２／５４０，７６３号の優先権を主張し、その開示及び教示をこの参照によって本明細書に全体として援用する。

本開示は、一般に、内燃機関を動作させ、内燃機関のエンジン・ブレーキ動作を実施するためのシステム及び方法に関する。より詳細には、本開示は、向上したブレーキ・システムにおいて吸気流路の逆流を管理するためのシステム及び方法に関する。本開示は、向上したエンジン・ブレーキ・システムにおいて弁運動を制御するためのシステム及び方法にも関する。

内燃機関は、動作中、通常は機械的、電気的、又は液圧機械的な弁作動システムを利用して、１つ又は複数の燃焼室への可燃性構成要素、通常は燃料及び空気の流れを制御する。こうしたシステムにより、エンジン動作中に吸気弁及び排気弁の運動及びタイミングが制御され、またこうしたシステムは、回転するエンジン・クランクシャフトによって駆動されるカムシャフト、カム・フォロア、ロッカー・アーム、プッシュ・ロッド及び他の要素（こうした要素は組み合わせられて弁列をなす）の組合せを含むことができる。弁が作動するタイミングは、カムシャフトのローブのサイズ及び位置によって固定化され得る。

ポジティブ・パワー動作中、カムシャフトが完全に３６０度回転するたびに、エンジンは、吸気行程、圧縮行程、パワー行程又は膨張行程、次いで排気行程を順次完了する。吸気行程中、吸気弁が開放されて、燃焼のために燃料及び空気をシリンダに入れる。圧縮行程中、排気弁と吸気弁の両方が閉止されて、空気燃料混合物を燃焼室内でピストンによって圧縮することを可能にする。膨張行程又はパワー行程では、圧縮された空気／燃料混合物が爆発してピストンを下方に押し下げるとき、排気弁及び吸気弁は閉止したままになる。排気行程中、続いて排気弁が開放されて、燃焼生成物がシリンダから出て行くことを可能にする。この４ストローク動作中の弁運動は、通常、弁の「メイン・イベント」動作と呼ばれる。

ポジティブ・パワー・メイン・イベント動作に加えて、弁作動システムは、補助的なエンジン動作中の「補助イベント」を容易にするように構成され得る。たとえば、圧縮開放（ＣＲ：ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｒｅｌｅａｓｅ）エンジン・ブレーキ、ブリーダ・ブレーキ、排気ガス再循環（ＥＧＲ：ｅｘｈａｕｓｔ ｇａｓ ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）、ブレーキ・ガス再循環（ＢＧＲ：ｂｒａｋｅ ｇａｓ ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）、又は他の補助的な弁イベントのために、圧縮行程中に排気弁を作動（リフト）させることが望ましい場合がある。吸気弁に加えられる他の補助的な弁動作も当技術分野で知られている。これらの補助イベント中、弁のタイミング及び運動は、メイン・イベント動作と比較して異なる方式で制御され得る。

補助イベントのために、弁列に「ロスト・モーション」装置を利用して、補助イベントの弁運動を容易にすることができる。ロスト・モーション装置とは、通常ならそれぞれのカム表面単体の結果として生じるはずの運動と比較して弁運動が修正される、一種の技術的解決策を指す。ロスト・モーション装置は、弁のメイン・イベント動作に加えて補助イベントが行われるのを容易にするために、長さ、剛性、又は圧縮性が様々であり且つ制御される装置を含むことができる。

（ピストンが上死点（ＴＤＣ：ｔｏｐ ｄｅａｄ ｃｅｎｔｅｒ）にくる２回に１回に対応する）各圧縮行程中に、制御された形で排気弁をリフトすることによってエネルギー散逸イベントを提供することでメイン・イベント弁運動を補う、いわゆる４ストローク圧縮開放エンジン・ブレーキが長い間知られている。エンジン・ブレーキにおけるより最近の開発には、Ｂｌｏｏｍｆｉｅｌｄ、ＣｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔのＪａｃｏｂｓ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．によってＨＩＧＨ ＰＯＷＥＲ ＤＥＮＳＩＴＹ（商標）及びＨＰＤ（商標）という名称で販売されているような、向上したエンジン・ブレーキ・システムが含まれる。こうしたシステム及び方法の実例が米国特許第８，９３６，００６号に記載されており、その主題は本明細書に全体として援用される。これらのエンジン・ブレーキ・システムでは、毎度のＴＤＣに対応してエネルギー散逸イベントを生じさせる弁運動を利用することにより、４ストローク圧縮開放エンジン・ブレーキと比較してエネルギーの散逸が増加する。これらのブレーキ・システムでは、「２ストローク」でブレーキをかける実装形態が、ロスト・モーション装置を使用して吸気弁及び排気弁のメイン・イベント運動を取り消すことができ、また圧縮開放イベントが毎度のＴＤＣに対応するように、吸気弁及び／又は排気弁のうちの１つ又は複数に２次的運動又は補助的運動を加えることができる。「２ストローク」ブレーキの一変形形態が「１．５ストローク」ブレーキであり、「１．５ストローク」ブレーキでは、排気弁のうちのもう１つに２次的なブレーキ運動を加えている間に、排気弁のメイン・イベント運動が取り消される。「１．５ストローク」ブレーキでは、吸気弁のメイン・イベント運動は元のままである。こうしたシステムは、シリンダが完全に封止状態になるのを防止するために排気弁を小さくリフトさせる「フェイルセーフ」機能を含むことができる。

最新のエンジン・ブレーキ・システムでは、より精密且つ複雑に、こうしたブレーキ・システムの弁運動を非アクティブ化させることが必要とされており、そうでないと、定常状態を超える負荷が吸気弁列に生じ、１つ又は複数のエンジン・サイクルにわたって継続する恐れがある。この過剰な負荷は、たとえば、排気弁に関連した液圧作動ブレーキ・ピストンがその定常状態位置へと割り送られるのに十分な時間を与えられる前にメイン・イベントの排気運動が「なくなった」か又は取り消されたときに生じる可能性がある。これにより、過渡的な吸気シリンダ圧力を軽減するために、ブレーキ・ロッカーから、小さくリフトする「フェイルセーフ」イベントが発生し得る。しかし、こうしたフェイルセーフ・システムは、依然として、メイン・イベントの排気リフトほどシリンダから空気を排気させることができない。その結果、吸気ロッカーが通常より高いシリンダ圧力を受けて１つ又は複数の弁を開放して、吸気ロッカー及び弁列に対する高い負荷が生じ、且つ吸気マニホールド及び給気流路が高圧パルスにさらされたままになる可能性があり、それにより、吸気マニホールドにおける逆流、吸気流路内の上流のターボ過給機のサージなど、望ましくない結果が生じる恐れがある。

したがって、従来技術における上記その他の欠点に対処するシステム及び方法を提供することが有利なはずである。

米国特許第８，９３６，００６号 米国特許第９，７９０，８２４号 米国特許第３，８０９，０３３号 米国特許第６，４２２，１８６号

一態様によれば、エンジン・ブレーキのアクティブ化中又は非アクティブ化中に吸気流路が燃焼室内の過剰な過渡圧力にさらされる恐れのある２ストローク・エンジン・ブレーキの実装形態などの向上したエンジン・ブレーキ用途を支援するために、吸気流路の過剰な圧力及び逆流を管理するためのシステム及び方法が実施される。これらのシステム及び方法は、吸気スロットル、排気ガス再循環（ＥＧＲ）弁、吸気マニホールド・ブロー・オフ弁、圧縮機バイパス弁、排気スロットル、ターボ過給機のジオメトリ、又はターボ過給機のウェストゲートなどの１つ又は複数のエンジン構成要素を別々に、又は組み合わせて利用及び制御して、逆流の管理を実現することができる。

別の態様によれば、第１にブレーキ運動のアクティブ化が行われ、次いで第２にメイン・イベントの非アクティブ化が行われる、順序付けられた弁運動を実現するためのシステム及び方法が提供される。この順序付けられた弁運動は、普通なら燃焼室の高い圧力を受けて吸気弁が早期にリフトすることから生じるはずの吸気弁列の過剰な力、又はやはり燃焼室の高い圧力から生じる吸気逆流の放出を防止する予防的処置として機能する。こうしたシステム及び方法により、排気弁のメイン・イベントが無効化されるよりも時間的に十分前に、ブレーキ運動のアクティブ化が行われることが確実になる。メイン・イベントの非アクティブ化が行われる前に液圧ブレーキ・アクチュエータ・ピストンなどのブレーキ構成要素が定常状態位置に到達することを可能にするために、ブレーキをアクティブ化する動作は、メイン・イベントの非アクティブ化よりも、（事前決定される場合もあり目下のエンジン動作パラメータに基づく場合もある）十分な時間だけ先立って行われる。

一態様によれば、ブレーキのアクティブ化とメイン・イベントの非アクティブ化との間の遅延は、機械的器具及び／又は液圧的器具を使用して容易になり得る。一実例では、流量制限具とともにソレノイド弁を利用して、メイン・イベントの非アクティブ化を遅延させることができる。別の実例では、単一ポートの比例弁により、消失回路（ｃｏｌｌａｐｓｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ）の加圧とブレーキ回路の加圧との間の遅延を容易にすることができる。別の実例では、複数ポートの比例弁により、遅延を容易にすることができる。さらに別の実例では、（ブレーキ・ピストンなどの）エンジン・ブレーキ機構に十分な液圧流体が供給されて定常状態動作に到達した後になって初めてメイン・イベントの非アクティブ化が行われるのに適した長さの液圧通路が提供されてもよい。別の実例では、オリフィスなどの流量制限装置が、液圧流体の流量を調整し、メイン・イベント非アクティブ化動作の十分な遅延を生じさせて、エンジン・ブレーキ機構が定常状態動作に到達した後になって初めてメイン・イベント非アクティブ化動作が行われるのを確実にすることができる。

本開示の別の態様によれば、遅延は、ブレーキ・アクティブ化ソレノイド又は他の電気機械的アクチュエータ、及びメイン・イベント無効化ソレノイド又は他の電気機械的アクチュエータを制御するエンジン制御ユニット（ＥＣＵ：ｅｎｇｉｎｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）において電子的に実施されてもよい。

本発明の上記その他の付随的な利点及び特徴は、添付図面と併せて、以下の詳細な説明から明らかになろう。添付図面では、その全体を通して、同様の参照符号は同様の要素を表す。説明及び実施例は、本開示の態様による例示的な実例であると意図されており、本明細書に添付される特許請求の範囲に述べられる発明の範囲を限定するものではないことが理解されよう。

本開示の逆流管理及び弁の順序付けの態様を支援する改良に適した、従来技術の、向上したエンジン・ブレーキ構成の斜視図である。 図１の構成の主排気弁ロッカー又は主吸気弁ロッカーの断面図である。 図１の構成の吸気弁エンジン・ブレーキ・ロッカー又は排気弁エンジン・ブレーキ・ロッカー、及びブレーキ機構の断面図である。 メインの弁イベント及び補助的な（ブレーキの）弁イベントにおける、クランクシャフトの角度の関数としての、従来技術の吸気弁リフト及び排気弁リフトのグラフである。 本明細書に記載の逆流管理及び順序付けの態様を実施するのに適したシステムの実例における、エンジン構成要素、弁作動構成要素、及び制御構成要素の概略図である。 本明細書に記載の逆流管理の態様を実施するのに適したシステムの実例における、エンジン構成要素及びサブシステムの概略図である。 本開示の態様による吸気逆流及び圧力を管理する方法の実例を示すプロセス・フローである。 シリンダ・サブセットのエンジン・ブレーキを使用して吸気逆流を管理する方法の実例を示すプロセス・フローである。 本開示の態様による、エンジン・ブレーキ機構及びロスト・モーション装置での弁イベントを順序付けるための機器及びシステムの実例の概略ブロック図である。 本開示の態様による弁イベントを順序付けるための方法を示すプロセス・フローである。 ロッカー・シャフト内の消失回路及びブレーキ回路通路を含め、ブレーキ機構アクティブ化回路及びロスト・モーション装置（メイン・イベント消失）回路における流量を制御するための、断面で示された従来の液圧回路の概略図である。 本開示の態様による弁イベントを順序付けるための機器及びシステムにおける、ソレノイド弁によって制御される優先的に供給されるブレーキ回路とメイン・イベント消失回路とを実施するための液圧構成要素の実例の概略図である。 本開示の態様による弁イベントを順序付けるための機器及びシステムにおける、比例弁によって制御されるブレーキ回路及びメイン・イベント消失回路を実施するための液圧構成要素の実例の概略図である。 「ブレーキ・オフ」ステータスでの図１３の機器及びシステムの実例において、アクティブな流れ及び非アクティブな流れを示す概略図である。 本開示の態様による、単一出口の比例弁が第１の圧力の下で流体を供給している状態の「ブレーキ・オン」ステータスでの図１３の機器の実例において、アクティブな流れ及び非アクティブな流れを示す概略図である。 本開示の態様による、「ブレーキ・オン」ステータスにおいて単一出口の比例弁がメイン・イベント消失装置をアクティブ化するのに十分な第２の圧力の下で流体を供給している状態の図１３の機器の実例において、アクティブな流れ及び非アクティブな流れを示す概略図である。 複数出口の比例弁を利用する機器及びシステムの実例におけるアクティブな流れ及び非アクティブな流れを示す概略図であり、「ブレーキ・オフ」ステータスを示す図である。 複数出口の比例弁を利用する機器及びシステムの実例におけるアクティブな流れ及び非アクティブな流れを示す概略図であり、比例弁の一方の出口がブレーキ回路をアクティブ化するように流れを供給している状態の「ブレーキ・オン」ステータスを示す図である。 複数出口の比例弁を利用する機器及びシステムの実例におけるアクティブな流れ及び非アクティブな流れを示す概略図であり、第２の出口が消失回路をアクティブ化するように流れを供給している状態の「ブレーキ・オン」ステータスを示す図である。 本開示の態様による、ブレーキ・ピストンと、ブレーキ・ピストンが完全に割り送られたことを示すように構成された液圧通路とを備えるエンジン・ブレーキ機構の実例の断面図である。 本開示の態様による、ブレーキ・ピストンと、ブレーキ・ピストンが完全に割り送られたことを示すように構成された液圧通路とを備えるエンジン・ブレーキ機構の実例の断面図である。 ソレノイド弁の制御下で動作して、ブレーキ回路のアクティブ化とメイン・イベント消失／非アクティブ化回路のアクティブ化とを順序付けるスプール弁を示す図である。 従来技術のシステムに関して、弁のリフト、弁列の力、及びシリンダ圧力を時間の関数として表したグラフの実例である。 本明細書に記載の弁運動を順序付ける態様のうちの１つ又は複数を有する向上したブレーキ・システムに関して、弁のリフト、弁列の力、及びシリンダ圧力を時間の関数として表したグラフの実例である。

図１〜図４には、米国特許第８，９３６，００６号に開示されているような向上したブレーキ・システムのための弁作動システムの実例の態様が示してあり、これは、本開示の態様に従って適合及び改良することができる。弁作動システム１０は、主排気ロッカー・アーム２０と、排気弁にエンジン・ブレーキ運動をもたらすためのエンジン・ブレーキ排気ロッカー・アーム２５と、主吸気ロッカー・アーム４０と、吸気弁にエンジン・ブレーキ運動をもたらすためのエンジン・ブレーキ吸気ロッカー・アーム３０とを含むことができる。ロッカー・アーム２０、２５、３０及び４０は１つ又は複数のロッカー・シャフト５０を中心に枢動することができ、この１つ又は複数のロッカー・シャフト５０は、ロッカー・アームのうちの１つ又は複数に液圧流体を提供するための１つ又は複数の通路５１及び５２を含む。

主排気ロッカー・アーム２０は排気弁ブリッジ６０に接触することができ、この排気弁ブリッジ６０は複数の排気弁８１の端部と相互に作用する（図２を参照）。主吸気ロッカー・アーム４０は吸気弁ブリッジ７０に接触することができ、この吸気弁ブリッジ７０は複数の吸気弁棒の端部（図示せず）と相互に作用する。エンジン・ブレーキ排気ロッカー・アーム２５は、排気弁ブリッジ６０に設けられた摺動ピン６５に接触することができ、これにより、排気弁ブリッジ６０とは別に、エンジン・ブレーキ排気ロッカー・アーム２５によって排気弁８１のうちのただ１つだけを作動させることが可能になる。エンジン・ブレーキ吸気ロッカー・アーム３０は、吸気弁ブリッジ７０に設けられた摺動ピン７５に接触することができ、この摺動ピン７５により、吸気弁ブリッジ７０とは別に、エンジン・ブレーキ吸気ロッカー・アーム３０によって吸気弁のうちのただ１つだけを作動させることが可能になる。ロッカー・アーム２０、２５、３０及び４０のそれぞれはカムによって作動させることができ、たとえばカム・ローラを含むことができる。メイン・イベント運動中、主排気ロッカー・アーム２０は主排気隆起部２６を含むカムによって駆動させることができ、この主排気隆起部２６により、エンジン・シリンダの排気行程中に排気弁を選択的に開放することができる。同様に、メイン・イベント運動中、主吸気ロッカー・アーム４０は主吸気隆起部を含むカムによって駆動させることができ、この主吸気隆起部により、エンジン・シリンダの吸気行程中に吸気弁を選択的に開放することができる。ソレノイド弁１２０の制御下で、液圧流体が液圧流体供給源（図示せず）からロッカー・アーム２０に供給され得る。液圧流体は、ロッカー・シャフト５０に形成された通路５１、２３を通って、ロッカー・アーム２０の内部に形成された液圧通路２１へと流れることができる。図２に示したロッカー・シャフト５０及びロッカー・アーム２０の中の液圧通路の構成は、単に例示を目的としたものである。

ロッカー・アーム２０の端部には、調節ねじ組立体９０を設けることができる。調節ねじ組立体は、ロッカー・アーム２０を通って延在する、ラッシュ調節を可能にし得るねじ９１と、ねじ９１を定位置にロックすることができるねじ切りナット９２とを備えることができる。ねじ９１には、ロッカー通路２１と通じた液圧通路９３を形成することができる。ねじ９１の一方の端部にはスイベル・フット９４を設けることができる。

排気弁ブリッジ６０は、外側プランジャ１０２、キャップ１０４、内側プランジャ１０６、内側プランジャばね１０７、外側プランジャばね１０８、及び１つ又は複数のウェッジ・ローラ又はウェッジ・ボール１１０を含む、消失装置若しくは消失組立体、又はロスト・モーション装置若しくはロスト・モーション組立体を受けることができる。外側プランジャ１０２は、内部ボア１０５と、ウェッジ・ローラ又はウェッジ・ボール１１０を受けるために外側プランジャ壁を通って延在する側部開口とを含むことができる。内側プランジャ１０６は、内側プランジャが下方に押し進められたときに１つ又は複数のウェッジ・ローラ又はウェッジ・ボール１１０をしっかりと受けるように形状設定された、１つ又は複数の凹部を含むことができる。弁ブリッジ６０の中心開口は、図２に示すように、ローラ又はボールが外側プランジャ１０２と排気弁ブリッジ６０とを一緒にロックすることを可能にする方式で１つ又は複数のウェッジ・ローラ又はウェッジ・ボール１１０を受けるための、１つ又は複数の凹部も含むことができる。外側プランジャばね１０８は、中心開口内で上方に外側プランジャ１０２を付勢することができる。内側プランジャばね１０７は、外側プランジャ・ボア内で上方に内側プランジャ１０６を付勢することができる。

ロスト・モーション装置又はロスト・モーション組立体をアクティブ化し、それによってメイン・イベント弁運動を非アクティブ化又は無効化するために、メイン・イベント非アクティブ化回路が主排気弁ロッカー・アーム２０及び主吸気ロッカー・アーム４０に関連付けられ得る。液圧流体は、ソレノイド制御弁１２０から、通路５１、２１、２３及び９３を通って外側プランジャ１０２へと選択的に供給され得る。こうした液圧流体の供給により、内側プランジャばね１０７の付勢に逆らって、内側プランジャ１０６を下方に変位させることができる。内側プランジャ１０６が十分に下方に変位すると、内側プランジャの１つ又は複数の凹部が１つ又は複数のウェッジ・ローラ又はウェッジ・ボール１１０と重なり合ってそれらを受けることができ、それにより、外側プランジャ１０２が排気弁ブリッジ本体６０から結合解除又はアンロックされ得る。その結果、この「アンロック」状態の間、主排気ロッカー・アーム２０によって加えられる弁作動運動は、排気弁を作動させるように排気弁ブリッジ６０を下方に動かさない。むしろ、この下方運動により、外側プランジャ１０２が外側プランジャばね１０８の付勢に逆らって、排気弁ブリッジの中心開口の中で下方に摺動する。

上述のロスト・モーション装置又は消失機構に加えて、弁ブリッジ６０、７０に組み込むための別の適したロスト・モーション装置が米国特許第９，７９０，８２４号に記載されており、その教示はこの参照によって本明細書に援用される。

図１及び図３を参照すると、エンジン・ブレーキ排気ロッカー・アーム２５及びエンジン・ブレーキ吸気ロッカー・アーム３０は、参照によって本明細書に援用される米国特許第３，８０９，０３３号及び米国特許第６，４２２，１８６号に示されているロッカー・アームに提供されているような消失要素又はロスト・モーション要素を組み込むブレーキ機構を含むことができる。エンジン・ブレーキ排気ロッカー・アーム２５及びエンジン・ブレーキ吸気ロッカー・アーム３０は、選択的に延出可能なアクチュエータ又はブレーキ・ピストン１３２をそれぞれ有することができ、この選択的に延出可能なアクチュエータ又はブレーキ・ピストン１３２は、延出可能なアクチュエータ・ピストンと、エンジン・ブレーキ排気ロッカー・アーム及びエンジン・ブレーキ吸気ロッカー・アームそれぞれの下にある弁ブリッジ６０及び７０に設けられた摺動ピン６５及び７５との間のラッシュ空間を埋めることができる。

ロッカー・アーム２５は、カム１３６に接触するカム・フォロア１３５を含むことができ、このカム１３６は、圧縮開放、ブレーキ・ガス再循環、排気ガス再循環、ブリード弁の部分的作動、及び／又は他の補助的な弁作動運動を排気側エンジン・ブレーキ・ロッカー・アーム２５にもたらすための、１つ又は複数の隆起部を有することができる。カム１４０は１つ、２つ、又はそれ以上の隆起部を有し、エンジン・ブレーキ吸気ロッカー・アーム３０に接触すると、１つ、２つ、又はそれ以上の吸気イベントを吸気弁にもたらすことができる。エンジン・ブレーキ・ロッカー・アーム２５及び３０は、カム１３６から引き出された運動を伝達し、各摺動ピン６５及び７５を介して少なくとも１つのエンジン・バルブをそれぞれ動作させることができる。

エンジン・ブレーキ排気ロッカー・アーム２５は、液圧流体通路５１、５２及び２３を含むロッカー・シャフトに枢動可能に設けることができる。液圧通路２３は、ロッカー・アーム２５の内部に設けられたポートに液圧流体通路５１を連結させることができる。エンジン・ブレーキ排気ロッカー・アーム２５（及びエンジン・ブレーキ吸気ロッカー・アーム３０）は、ソレノイド液圧制御弁１２０の制御下で、ロッカー・シャフト通路５１及び２３を介して液圧流体を受け取ることができる。ソレノイド制御弁１２０がロッカー・シャフト５０又はどこか他の場所に位置付けられ得ることも企図される。

エンジン・ブレーキ・ロッカー・アーム２５、３０は、制御弁１５０も含むことができる。制御弁１５０はロッカー・シャフト通路２３から液圧流体を受け取ることができ、またロッカー・アーム２５を通ってロスト・モーション・ピストン組立体１６５へと延在する流体通路１６０と連通している。制御弁１５０は、制御弁ボアの中に摺動可能に設けることができ、また液圧流体が通路２３から通路１６０にだけ流れることを可能にする内部逆止弁を含むことができる。制御弁１５０の設計及び位置は、本発明の所期の範囲から逸脱しない限り様々でもよい。たとえば、代替の一実施例では、制御弁１５０は、その長手方向軸がロッカー・シャフト５０の長手方向軸に実質的に位置合わせされるように、約９０度回転され得ることが企図される。

エンジン・ブレーキ・ロッカー・アーム２５、３０の第２の端部はラッシュ調節組立体１７０を含むことができ、このラッシュ調節組立体１７０は、ロスト・モーション・ピストン組立体１６５の上に位置付けられたラッシュねじ及びロッキング・ナットを含む。ロスト・モーション・ピストン組立体１６５は、ロッカー・アーム２５の先端部に提供されたボアの中に摺動可能に設けられたアクチュエータ・ピストン１３２を含むことができる。ボアは、流体通路１６０と通じている。アクチュエータ・ピストン１３２はばね１３３によって上方に付勢されて、アクチュエータ・ピストンと摺動ピン６５との間にラッシュ空間を作り出すことができる。

エンジン・ブレーキ・ロッカー・アーム２５、３０に関連付けて、液圧ブレーキ・アクティブ化回路が実装され得る。通路２３から制御弁１５０に液圧流体が加えられると、図３に示すように、制御弁がその上のばねの付勢に逆らって上方に割り送られ、それにより、液圧流体が通路１６０を通ってロスト・モーション・ピストン組立体１６５へと流れることが可能になり得る。制御弁１５０に組み込まれた逆止弁により、液圧流体が通路１６０から通路２３へと逆に流れることが防止される。アクチュエータ・ピストン１３２に液圧流体の圧力が印加されると、アクチュエータ・ピストン１３２はばね１３３の付勢に逆らって下方に動き、アクチュエータ・ピストンと摺動ピン６５との間のラッシュ空間を埋めることができる。その結果、カム隆起部からエンジン・ブレーキ・ロッカー・アーム２５に与えられる弁作動運動を、摺動ピン６５、及びその下の排気弁に伝達することができる。ソレノイド制御弁１２０の制御下で通路２３の液圧圧力が軽減されると、制御弁１５０は、その上のばねの影響を受けて、そのボアへと沈下することができる。その結果、通路１６０及びボア内の液圧圧力は、制御弁１６０の上部を通り過ぎてロッカー・アーム２５の外側へと逃がされ得る。その結果、ばね１３３はアクチュエータ・ピストン１３２を上方に押し上げることができ、それにより、アクチュエータ・ピストンと摺動ピン６５０との間にラッシュ空間１０４が再び作り出される。この方式では、排気エンジン・ブレーキ・ロッカー・アーム２５及び吸気エンジン・ブレーキ・ロッカー・アーム３０は、ブレーキ・アクティブ化回路の制御下で、摺動ピン６５及び７５に、したがってこれらの摺動ピンの下に設けられたエンジン・バルブに、選択的に弁作動運動をもたらすことができる。

図４は、上述のような向上したエンジン・ブレーキ・システムによって実現することができる吸気弁運動及び排気弁運動のグラフである。ポジティブ・パワー動作中、主排気ロッカー・アーム２０を使用してメイン排気イベント４８０を行うことができ、主吸気ロッカー・アーム４０を使用してメイン吸気イベント４９０を行うことができる。

一実施例によれば、エンジン・ブレーキ排気ロッカー２５は、エンジン・ブレーキ動作中、補助的な排気弁運動及び排気弁イベントを容易にして、向上したエンジン・ブレーキを提供することができる。これらには、標準的なＢＧＲ弁イベント４２２、リフトを増加させたＢＧＲ弁イベント４２４、及び２回の圧縮開放弁イベント４２０が含まれ得る。また、エンジン・ブレーキ吸気ロッカー３０は、補助的な吸気弁運動及び排気弁イベントを容易にして、向上したエンジン・ブレーキを提供することができる。これらには、吸気弁をリフトしてエンジン・ブレーキのために追加の空気をシリンダに供給する２回の吸気弁イベント４３０が含まれ得る。この実施例では、排気メイン・イベント４８０と吸気メイン・イベント４９０の両方は、上述のロスト・モーション機構又は消失機構に従って非アクティブ化されるか又はなくされる。これらの弁イベント４２０、４２２、４２４、４３０に従って、システムは、完全な２サイクル又は「２ストローク」の圧縮開放エンジン・ブレーキを実現することができる。

図４を引き続き参照すると、第１の代替策では、エンジン・ブレーキを提供するために、排気弁の運動のみが修正される。この代替策では、エンジン・ブレーキ吸気ロッカー・アームが提供されず、ロスト・モーション構成要素又は消失構成要素も吸気弁ブリッジに提供されない。したがって、ロスト・モーション機構又は消失機構は排気弁ブリッジにのみ提供され、エンジン・ブレーキ機構は、エンジン・ブレーキ排気ロッカー・アームにのみ提供される。この場合、メイン吸気イベント４９０はなくならず、吸気ブレーキ弁イベント４３０は行われないが、排気メイン・イベント４８０はなくなり、図示の実例では４つの排気エンジン・ブレーキ弁イベント４２０、４２２、４２４が行われる。この方式では、システムは、いわゆる「１．５ストローク」の圧縮開放エンジン・ブレーキを提供する。こうしたシステムは、２ストローク・システムに匹敵するかなりのエンジン・ブレーキ力を提供するが、吸気弁作動構成要素が修正されないことにより、コストは低減される。

図５は、エンジン・シリンダの断面図を含み、本明細書に開示される逆流の管理及び弁の順序付けにおける改善を実施するのに適した弁作動機器及びシステムを示す概略ブロック図である。エンジン・コントローラ５２１が、全体として５１４で表された複数の弁作動サブシステムと通じるように関連付けられ得る。吸気弁５０６及び排気弁５０８はこれらの弁作動サブシステムによって開閉されて、上述のメイン・イベント弁運動及び補助的（ブレーキ）弁運動を実施することができる。これらは、ポジティブ・パワー又はメイン・イベント吸気弁作動サブシステム５１６と、エンジン・ブレーキ吸気弁作動サブシステム５２２と、ポジティブ・パワー又はメイン・イベント排気弁作動サブシステム５１８と、エンジン・ブレーキ排気弁作動サブシステム５２０とを含むことができる。ポジティブ・パワー弁作動サブシステム及びエンジン・ブレーキ弁作動サブシステムは、いくつかの実施例では単一のシステムに一体化される場合もあり、他の実施例では別々である場合もある。

弁作動サブシステム５１４は、ソレノイド又は他の制御要素に制御された形で信号を送り又は通電してメイン・イベント弁動作及びエンジン・ブレーキ弁動作を生じさせることを含め、たとえばエンジン・バルブを作動させる量及びタイミングを選択的に制御するよう、コントローラ５２１によって制御され得る。コントローラ５２１は、弁作動サブシステム５１４と通じ、起こり得る吸気弁動作及び排気弁動作の一部又は全部を吸気弁５０６及び排気弁５０８へと伝達させるために、任意の電子的制御装置、機械的制御装置、液圧的制御装置、電気液圧的制御装置、又は他のタイプの制御装置を備えることができる。コントローラ５２１は、エンジン回転数、車両速度、油温、冷却液温度、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、微粒子情報、他の排気ガス・パラメータ、（エンジン・ブレーキを始動させる要求などの）運転者の入力、トランスミッション入力、車両コントローラ入力、エンジン・クランク角、種々の他のエンジン・パラメータ及び車両パラメータなどの種々のエンジン動作パラメータを示す入力に基づいてエンジン・バルブの適当な動作を決定及び選択するために、他のエンジン構成要素とリンクされたマイクロプロセッサ及び計測装置を含むことができる。特に、以下により詳細に記載する実施例によれば、エンジン・ブレーキを求める要求に応答して、コントローラによってエンジン・ブレーキ排気弁作動サブシステム５２０及びエンジン・ブレーキ吸気弁作動サブシステム５２２がアクティブ化され得る。

次に図６を参照すると、本開示の態様による吸気逆流制御に利用することができる複数の他のエンジン支援サブシステム及びエンジン支援構成要素に動作可能に連結された内燃機関６００が示してある。内燃機関６００は、複数のシリンダ６０２と、吸気マニホールド６０４と、排気マニホールド６０６とを備える。図６にはエンジン・ブレーキ・サブシステム６２０も概略的に示してあり、このエンジン・ブレーキ・サブシステム６２０は、図１〜図４に関して上に述べた構成要素を備えて、コントローラ５２１によってたとえばソレノイド構成要素１２０（図２及び図３）に与えられる信号に従ってエンジン・ブレーキを実現するよう１つ又は複数の弁を作動させ、それによってメイン・イベント及びエンジン・ブレーキの弁動作を制御することができる。排気システム６３０は、排気スロットル又は排気ブレーキ・サブシステム６３２と、ターボ過給機６３４とを備えることができる。当技術分野で知られているように、ターボ過給機６３４は、圧縮機６３８に動作可能に連結されたタービン６３６を備えることができ、排気マニホールド６０６によって出力された（黒い矢印で示された）排気ガスがタービン６３６を回転させ、それによって圧縮機６３８が駆動される。ターボ過給機６３４は、コントローラ５２１の制御下でターボ過給機のジオメトリが変動することを可能にする可変ジオメトリ・ターボ過給機（ＶＧＴ：ｖａｒｉａｂｌｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｔｕｒｂｏｃｈａｒｇｅｒ）でもよい。ジオメトリ変動部は、空気流を方向付ける可変ベーン（すなわち摺動ベーン若しくは回転ベーン）及び／又は空気流を方向付ける、固定ベーンを有する可変ノズル、並びに空気流を変化させる摺動ハウジングを含むことができる。さらに、ターボ過給機６３４は、排気ガスをタービン６３６から離れさせ、排気システム６３０へと直接分流するために使用することができる（内部又は外部の）ウェストゲートを備えてもよい。排気ブレーキ・サブシステム６３２は、市販されている複数の排気ブレーキのうちのいずれかを備えてもよい。排気システム６３０は、エンジンの吸気口に排気ガスを再循環させるための排気ガス再循環（ＥＧＲ）システム６０９も備えることができる。ＥＧＲ弁６０７は、コントローラ５２１と動作可能に接続することができ、コントローラ５２１に応答して本開示の態様による逆流管理を実現するように調整され得る。排気マニホールド６０６、ターボ過給機タービン６３６、排気システム６３０、及びＥＧＲシステム６０９は、集合的に排気流路をなすことができる。

図６にさらに示されるように、種々の構成要素により、吸気マニホールド６０４に空気を供給する吸気システム又は吸気流路が形成され得る。図示の実例では、入口パイプ６０８が周囲の空気を圧縮機６３８に供給し、圧縮機６３８により、圧縮機出口パイプ６１０から加圧空気を冷却する給気冷却器６１２へと加圧空気が供給される。給気冷却器６１２の出力により、冷却された圧縮空気が吸気マニホールド入口６１４へと送られる。当技術分野で知られているように、圧縮機６３８によって実現される圧縮のレベル（又はブースト圧力）は、排気システム６３０を通って出て行く排気ガスの圧力に依存する。吸気流路は、吸気マニホールド入口パイプ６１４の内部に設けられた吸気スロットル６０１、吸気マニホールド入口パイプ６１４と通じたブロー・オフ弁６０３、並びに／又は吸気マニホールド入口パイプ６１４及び入口パイプ６０８と通じた圧縮機バイパス弁６０５をさらに備えることができる。

図６にさらに示されるように、コントローラ５２１が提供され、図６の「Ａ」で参照される接続点を介して、ブレーキ・サブシステム６２０と、排気ブレーキ・サブシステム６３２と、吸気スロットル６０１、ＥＧＲ弁６０７、吸気マニホールド・ブロー・オフ弁６０３、圧縮機バイパス弁６０５、及びターボ過給機６３４を含めた他のエンジン・サブシステム及びエンジン構成要素とに動作可能に接続される。丸で囲まれた「Ａ」の参照点は、動作可能且つ通信可能な接続を意味する。コントローラとブロー・オフ弁６０３との接続は、ブロー・オフ弁６０３がコントローラ５２１によって直接制御され得るアクティブ・ブロー・オフ弁である場合もあり、コントローラ５２１からの制御信号が提供されないパッシブ・ブロー・オフ弁である場合もある限りにおいて、任意選択であるとして（すなわち破線で）示されている。一実施例では、コントローラ５２１と言及された構成要素との間の接続は、各構成要素に一体化されて信号を生成する検知素子からの信号をコントローラ５２１へと伝達するように構成され得る。図６には示されていないが、実際には、種々の構成要素との接続は、コントローラ５２１からの信号に応答して各構成要素を制御するために利用される、（一体化されているか又は外部のリニア・アクチュエータ又はロータリ・アクチュエータ、液圧制御弁などであるがこれらに限定はされない）種々の制御要素との接続である場合もある。この方式では、コントローラ５２１により、これらの構成要素及びサブシステムの動作が制御される。

図示の実施例では、コントローラ５２１は、記憶構成要素又はメモリ５４４に結合されたプロセッサ又は処理装置５４２を備えることができる。メモリ５４４は、記憶された実行可能な命令及びデータを含み、これは逆流管理モジュール５４６及び／又は弁動作順序付けモジュール５４８を含むことができる。一実施例では、プロセッサ５４２は、記憶された命令を実行し、記憶されたデータに基づいて動作することができるマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、コプロセッサなど、又はこれらの組合せのうちの１つ若しくは複数を備えることができる。同様に、メモリ５４２は、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ：ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）又はリード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ：ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）を含むがこれらに限定はされない揮発性メモリ又は不揮発性メモリなど、１つ又は複数の装置を備えることができる。図６に示したタイプのプロセッサ及び記憶装置は、当業者にはよく知られている。一実施例では、本明細書に記載の処理技法は、プロセッサ５４２によって実行／動作される、メモリ５４４内の実行可能な命令及びデータの組合せとして実装される。一実例として、コントローラ５２１は、当技術分野で知られているエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）などを使用して実装されてもよい。

本明細書に記載の技法を実施するための形態の１つとしてコントローラ５２１について記載してきたが、機能的に等価な他の技法を利用してもよいことが当業者には理解されよう。たとえば、当技術分野で知られているように、実行可能な命令によって実施される機能性のうちの一部又は全部は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、プログラマブル・ロジック・アレイ、状態機械などのファームウェア及び／又はハードウェア装置を使用して実施することもできる。さらに、コントローラ５２１の他の実装形態は、図示されているものよりも多いか又は少ない構成要素を含んでもよい。やはり、この方式において多数の変形形態が使用され得ることが、当業者には理解されよう。さらに、図６には単一のコントローラ５２１が示されているが、こうした処理装置の組合せが互いに連携し、又は互いに独立して動作して、本開示の教示を実施するように構成されてもよいことが理解される。

図７には、本開示の態様によるプロセス７００の実例が示してある。具体的には、図７に示したプロセスは、上述のコントローラ５２１によって実施され得る。ブロック７０２において開始すると、コントローラは、エンジン・ブレーキがアクティブ化されたかどうかを検査する。上で言及したように、こうした要求は、スイッチ、又は当技術分野で知られている他のユーザ選択可能な機構のアクティブ化によってなど、ユーザ入力の形で与えられてもよい。判定７０４において、プロセスは、エンジン・ブレーキ・コマンドを受け取ったかどうかを検査する。受け取っていない場合、プロセスはステップ７０２へと戻る。コマンドを受け取った場合、プロセスは、１つ又は複数の逆流管理制御ステップへと進む。理解されるように、またこれらのステップの周りの点線によって示唆されているように、各ステップは所与の制御プロセスにおいて組み合わせて実施される場合もあり、別々に実施される場合もある。

図６に示した種々の構成要素、すなわち吸気スロットル６０１、ＥＧＲ弁６０７、圧縮機バイパス弁６０５、ブロー・オフ弁６０７、排気スロットル６３２、又はターボ過給機６３４は、空気流管理装置と考えることができる。さらに、こうした空気流管理装置は、エンジン・ブレーキなどの補助的なエンジン動作中、通常は定常状態動作を行い、又は定常状態位置になるように構成される。以下に説明するように、ポジティブ・パワー動作からエンジン・ブレーキなどの補助的エンジン動作への移行中に逆流の影響を管理又は緩和するために、言及した空気流管理装置は、個々に、又は組み合わせて、こうした定常状態動作中に通常採用されるものとは異なる動作又は構成をとるように制御され得る。以下の表Ａには、定常状態、過渡、及びブレーキ動作中の位置の実例を含め、図６の種々の空気流管理装置についての構成の実例が示してある。

表Ａから明らかなように、空気流管理装置は、定常状態動作中、定常状態とブレーキとの移行中、及びブレーキ定常状態動作中、異なる動作位置を有することができる。

図７を再び参照すると、エンジン・ブレーキ・コマンドを受け取った場合、プロセスはステップ７０６に進んでもよく、そこでは、逆流を制御するために吸気スロットル６０１（図６を追加的に参照）が使用される。この場合、吸気スロットルは、吸気マニホールド入口パイプ６１４を通る流量が比較的制限され、したがって定常状態のエンジン・ブレーキ中に通常採用される流量レベルよりも少なくなる位置をとるように制御される。すなわち、スロットルはより閉止される。この方式では、吸気マニホールドへと導入される逆流がターボ過給機６３４まで伝搬することが効果的に抑制される。

別法として、又は追加的に、プロセスはステップ７０８に進んでもよく、そこでは、逆流を制御するためにＥＧＲ弁６０７が使用される。この場合、ＥＧＲ弁６０７は、排気流路（排気マニホールド６０６）と吸気流路（吸気マニホールド６０４）との間の連通を、定常状態のエンジン・ブレーキ中に通常採用される連通のレベルと比較して拡大するように制御される。すなわち、ＥＧＲ弁６０７はより開放される。この方式で制御されると、ＥＧＲ弁６０７は、吸気逆流を受け取るより大きい容積を効果的に確立し、それにより、ターボ過給機の圧縮機に対するその逆流の影響が軽減される。

別法として、又は追加的に、プロセスはステップ７０９に進んでもよく、そこでは、ターボ過給機によって与えられるブースト圧力を定常状態のエンジン・ブレーキ中に通常発生するブースト圧力と比較して低いレベルまで減少させるよう、圧縮機バイパス弁が制御される。この場合、圧縮機バイパス弁はより開放されて、ターボ過給機６３４によって出力された加圧空気が吸気入口６０８に再び送られることを可能にする。この方式では、エンジン・ブレーキを始動する前に所与のシリンダ内の圧力が減少し、それにより、普通なら圧力インパルス（吸気逆流）として発現する可能性があるはずの、シリンダ内の給気が減少する。圧縮機バイパス弁を使用して、圧縮機の周りの吸気逆流を吸気入口へと再び方向付けることもできる。

別法として、又は追加的に、プロセスはステップ７１０に進んでもよく、そこでは、コントローラ５２１の制御下で、又は単独で、吸気マニホールド・ブロー・オフ弁６０３をアクティブ化することができる。ブロー・オフ弁６０３がアクティブに制御される場合、コントローラは、逆流が吸気マニホールド６０４から即座に逃げることができるよう開くように、ブロー・オフ弁に命令する。別法として、パッシブ・ブロー・オフ弁６０３の場合、ブロー・オフ弁は、（エンジンの補助動作に先立って、）吸気流路内の圧力が所定の閾値を超えたときには常に開くように構成される。たとえば、この所定の閾値は、ターボ過給機６３４へと戻る容認できない逆流を生じさせることが分かっている吸気マニホールド内の圧力レベルよりも低いレベルに設定され得る。この場合、ブロー・オフ弁の動作は、コントローラ５１２とは独立して行われる。

別法として、又は追加的に、プロセスはステップ７１２に進んでもよく、そこでは、排気スロットル６３２を利用して、ターボ過給機の速度及びターボ過給機によって与えられるブースト圧力を、定常状態のエンジン・ブレーキ中に通常発生するブースト圧力と比較して低いレベルまで減少させることができる。この場合、排気スロットル６３２はより閉止されてターボ過給機を減速させ、それによってシリンダに対するブースト圧力を減少させ、これにより、普通なら圧力インパルス（吸気逆流）として発現する可能性があるはずのシリンダ内の給気も減少する。

別法として、又は追加的に、プロセスはステップ７１４に進んでもよく、そこでは、コントローラ５２１が、ブースト圧力を減少させるようにターボ過給機６３４をそのジオメトリ及び／又は関連付けられたウェストゲートを含めて制御することができ、それにより、続いてシリンダ圧力、及び続いて起こる吸気流路内の高圧パルスの激しさが抑制され得る。たとえば、可変ジオメトリ・ターボ過給機の場合、ターボ過給機のラックを完全に開くことによりターボ過給機の速度が減少し、それによってブースト圧力が減少することになる。加えて、（ターボ過給機の内部又は外部の）アクティブ・ウェストゲート・システムを使用するターボ過給機においては、ウェストゲートを開いてやはりターボ過給機の速度を減少させ、それによってブースト圧力を減少させることができ、したがって同じ効果が得られる。

別法として、又は追加的に、プロセスはステップ７１６に進んでもよく、そこでは、図８を参照してより詳細に説明されるように、エンジン内のシリンダのあるサブセットにおいてのみブレーキを始動させることにより、吸気マニホールド内の逆流をさらに制御することができる。

当業者には認識されることになるように、上述のステップは、吸気マニホールドにおいて閾値圧力が検知されたことに応答してなど、エンジン・システムでの検知パラメータに応答して事後的に実施されてもよく、又は、たとえば、吸気マニホールドにおける逆流及び／又は圧力上昇を生じさせる恐れのあるエンジン・ブレーキ・システム及び／又は弁作動システムのアクティブ化などの制御ステップに先立って予防的に実施されてもよい。たとえば、図１〜図４に関して上に述べたように、図示のシステムにおけるエンジン・ブレーキは、排気弁のメイン・イベント運動を非アクティブ化し、少なくとも１つの排気弁のブレーキ運動をアクティブ化することによって実現される。この場合、排気弁のメイン・イベント運動が非アクティブ化されるまでに、以下に記載する緩和技法が実施されることが好ましい。この方式では、空気流管理構成要素は、吸気流路における逆流の可能性を緩和するように整えられた方式で構成又は動作され得る。

図８は、シリンダ・サブセットでのブレーキを容易にする方法の実例のプロセス８００を示すプロセス・フローである。ブロック８０２において開始すると、コントローラは、エンジン・ブレーキがアクティブ化されたかどうかを検査する。上で言及したように、こうした要求は、スイッチ、又は当技術分野で知られている他のユーザ選択可能な機構のアクティブ化によってなど、ユーザ入力の形で与えられてもよい。判定８０４では、プロセスは、エンジン・ブレーキ・コマンドを受け取ったかどうかを検査する。受け取っていない場合、プロセスはステップ８０２へと戻る。コマンドを受け取った場合、プロセスは、コントローラ５２１（図５及び図６）の制御下でステップ８０６へと進み、第１の群のシリンダにおいて上述のエンジン・ブレーキ動作を始動させる。ステップ８０８では、第１の群の（１つ又は複数の）シリンダにおいてメイン・イベント運動を非アクティブ化する。ステップ８１０では、第１の群のシリンダの排気弁、及びことによると吸気弁のうちの１つ又は複数において、ブレーキ運動をアクティブ化する。認識されるように、エンジン・シリンダのサブセットにおいてブレーキをするこの処置により、吸気マニホールド及び上流の構成要素がさらされる恐れのある空気の最大量が少なくなり、したがってピーク圧力インパルスが小さくなる。ステップ８１２では、第１の群のシリンダについてエンジン・ブレーキを始動させた後に、所定量の遅延を完了させる。所定の時間期間は、第１の群のシリンダのエンジン・ブレーキをアクティブ化したことから生じる吸気マニホールドの圧力インパルスが散逸することを可能にするのに十分な長さであることが好ましい。その後、ステップ８１４では、第１の群に含まれない少なくとも１つのシリンダを含み得る第２の群の（１つ又は複数の）シリンダのエンジン・ブレーキを始動させることができる。したがって、ステップ８１７では、第２の群のシリンダにおいてメイン・イベント運動が非アクティブ化され、ステップ８１６では、第２の群のシリンダに関連付けられた少なくとも１つの排気弁において、ブレーキ運動がアクティブ化される。やはり、この方式で第１の群のシリンダと第２の群のシリンダを段階付けすることにより、すべてのシリンダでエンジン・ブレーキを同時に始動させるのと比較して小さいピーク圧力インパルスが実現されることになる。さらに、図８に示した実例には２つの群のシリンダが記載されているが、より多くの群を利用してもよいことが理解されよう。たとえば、Ｎ個のシリンダを備えるエンジンにおいては、２個、３個、…Ｎ−１個、又はＮ個のシリンダ群のうち、任意の数の群を使用することができる（Ｎ個の群の実例は、Ｎ個すべてのシリンダについてエンジン・ブレーキを段階付けして別々にアクティブ化することに対応する）。

図９は、本開示の態様による、ブレーキ機構及びロスト・モーション装置において弁イベントを順序付けするための液圧機器及びシステムの実例の概略ブロック図である。流体供給源９００により、エンジン・ブレーキ機構アクティブ化回路９１０及びロスト・モーション装置又は消失装置アクティブ化回路９２０が給液され得る。本明細書においては、回路は、所与のブレーキ機構又はロスト・モーション機構／消失機構に液圧流体を供給するために使用される液圧回路を備える。エンジン・ブレーキ機構アクティブ化弁９１２は、排気弁ブレーキ機構９１４をアクティブ化させるように排気弁ブレーキ機構９１４への流量を制御することができる。流体は、排気弁エンジン・ブレーキ機構９１４を通って流れた後、流体供給源９００へと戻る。ロスト・モーション・アクティブ化弁９２２は、排気弁ロスト・モーション装置９２４への流量を制御することができる。流体は、排気弁ロスト・モーション装置９２４を通って流れた後、流体供給源９００へと戻る。理解されるように、また説明されることになるように、弁９１２及び９２２の機能は、たとえば別々に制御されるソレノイド弁を用いて別々に制御されてもよく、回路９１０及び９１２に対応する枝分かれした流路をそれぞれ備える単一ソレノイド弁、単一ポート比例弁、又は複数ポート比例弁などの単一の弁に一体化されてもよい。

図１０は、本開示の態様による弁イベントを順序付けする方法のプロセス１０００を示すプロセス・フローである。ブロック１００２において開始すると、コントローラは、エンジン・ブレーキがアクティブ化されたかどうかを検査する。判定１００４では、プロセスはエンジン・ブレーキ・コマンドを受け取ったかどうかを検査する。受け取っていない場合、プロセスはステップ１００２へと戻る。ステップ１００４においてエンジン・ブレーキ・コマンドが受け取られた場合、処理はステップ１００６に進み、そこでは、エンジン・ブレーキ機構に対するエンジン・コントローラ５２１の制御下で、１つ又は複数の制御要素、たとえばエンジン・ブレーキ・ソレノイド弁が作動される。一実施例では、エンジン・ブレーキ機構はエンジン・ブレーキを実施することができない過渡状態に入り、その後、エンジン・ブレーキ機構はエンジン・ブレーキを実施する準備が完了した定常状態に入ることになる。プロセスはステップ１００８に進み、そこでは、ステップ１０１０においてロスト・モーション機構をアクティブ化する前に遅延が発生する。一実施例では、遅延は、エンジン・ブレーキ機構が上記のようにその定常状態に到達するのにかかる時間についての知見に基づく、固定化された所定の時間量でもよい。別の実施例では、ステップ１００８において発生する遅延は、エンジンの動作パラメータに従って決定されてもよい。こうしたエンジン・パラメータにはエンジン回転数、液圧流体（油）の温度及び／又は圧力が含まれ得るが、これらに限定はされない。たとえば、エンジン回転数及び／又は油圧が、遅延の量を決定するための入力として利用され得る動作パラメータになる。油圧は、通常はエンジン回転数とともに増加する。１０００ｒｐｍなどの低いエンジン回転数では、ブレーキ機構が定常状態に到達する時間は、エンジン回転数がより高い場合よりも遅くなり得る。したがって、エンジン回転数がより高い場合、システムは、ブレーキ・アクティブ化とメイン・イベント排気非アクティブ化との間の遅延をより短くするよう決定することができる。別の実例では、油温が、遅延を決定するために使用される別の動作パラメータになり得る。通常は、油温が低いと粘度が高くなり、したがってブレーキ機構のアクティブ化が遅くなることになる。０度以下の非常に低い温度では、ブレーキ機構のアクティブ化時間は、油温がより高いシステムと比較して著しく長くなり得る。逆に、動作温度が高いと、ブレーキ機構の動作はより迅速になる。したがって、システムは、遅延を決定するよりどころとなる動作パラメータとして、流体温度を利用してもよい。認識されるように、液圧流体温度又は油温と相関関係にある他の流体の温度も、動作パラメータとして使用することができる。たとえば、冷却液の温度は油温と密接な相関関係にある場合があり、したがって、遅延を決定するための動作パラメータとして使用される場合がある。追加的に、又は別の代替策として、ステップ１００９によって示されているように、遅延は、エンジン・ブレーキ機構が定常状態の配置に到達したかどうかの判定に基づいてもよく、こうした判定は、エンジン・ブレーキ機構から提供されるフィードバックに従って判定される。認識されるように、この順序により、ロスト・モーション装置／消失装置のアクティブ化によって関連する排気弁のメイン・イベント運動がなくなる前に、エンジン・ブレーキ機構が過渡状態ではなく定常状態になることが確実となることになる。図１０に関連して記載した順序付けを実現するために使用され得る構造の種々の実施例を、図１１〜図１８に関連して以下により詳細に説明する。

図１１は、ロッカー・シャフト内の消失回路通路及びブレーキ回路通路を含め、ブレーキ機構アクティブ化回路及びロスト・モーション装置（メイン・イベント消失）回路における流量を制御するための、断面で示された従来の液圧回路の概略図である。この場合、従来のソレノイドにより、ロッカー・シャフト内の２つの回路が給液される。具体的には、出口１１１２及び入口１１１６を有し、制御ユニット（図示せず）からの信号に従って制御され得るソレノイド弁１１１０が提供される。ロッカー・シャフト１１５０は、ブレーキ回路通路１１６０と、ロスト・モーション又は消失回路通路１１７０とを含むことができる。供給通路１１８０は、ソレノイド入口１１１６に流体を供給する。この従来の供給構成では、ブレーキ弁の動作とメイン・イベント消失弁の動作との順序付けが考慮されることなしに、ソレノイド弁１１１０によってブレーキ回路及びメイン・イベント消失回路に流体が供給される。

図１２は、本開示の態様による弁イベントを順序付けるための機器及びシステムにおける、ソレノイド弁によって制御される優先的に供給されるブレーキ回路とメイン・イベント消失回路とを実施するための液圧構成要素の実例の概略図である。この実例では、メイン・イベント消失回路１２３０は、オリフィス又は狭い通路などの流量制限装置１２３２を含んで消失回路通路１２７０の作動（加圧）を遅らせ、それにより、メイン・イベント消失のアクティブ化を遅延させる。認識されるように、流量制限装置１２３２の代替策として、遅延を実施するために、適した長さの流体通路が提供されてもよい。ブレーキ回路１２４０は、制限されていない流量をソレノイド弁１２１０から受け取ることができる。この構成を使用して、メイン・イベントが消失する前にブレーキ機構が定常状態に到達するのを確実にすることができ、それにより、シリンダ圧力が過剰になったときに吸気弁が開くことが防止される。ブレーキ機構を終了（ｔｕｒｎ ｏｆｆ）させている間に消失回路１２３４からのバックフロー及び制限されていない排流がソレノイド弁１２１０へと戻ることを容易にするために、逆止弁１２３４が提供されてもよい。したがって、ブレーキ機構を非アクティブ化（終了）する前に、メイン・イベント運動の再アクティブ化を行うことができる。

図１３、図１４、図１５Ａ、及び図１５Ｂには、ブレーキ回路及び消失回路への変動的な圧力供給を可能にする単一出口比例弁を使用して弁イベントを順序付けするためのシステム及び機器の実例が示してある。当技術分野で知られているように、比例弁は、比例弁を制御するために使用される電流に比例して、変動的なレベルの流体出力を提供する。図１３は、本開示の態様による弁イベントを順序付けするための機器及びシステムにおいて、比例弁によって制御されるブレーキ回路及びメイン・イベント消失回路を実施するための液圧構成要素の実例の概略図である。比例弁１３１０は、単一の出口を介して消失回路１３３０及びブレーキ回路１３４０に給液する。逆止弁１３３４は、消失回路１３３０をアクティブ化するのに必要とされる閾値最小圧力を提供する。比例弁の出口圧力がこの閾値を超えて上昇すると、消失回路のアクティブ化が行われる。すなわち、逆止弁が開き、流体が消失回路へと流れることを可能にする。図１４には「ブレーキ・オフ」モードにおけるシステムが示してあり、この「ブレーキ・オフ」モードでは、ブレーキ回路１３４０及び消失回路１３３０への供給流路は流れを受け取らず、すなわち、比例弁１３１０は流体を出力しないように制御される。この図及び後続の図においては、ベタ塗りの矢印はアクティブな流れを表し、輪郭で描かれた矢印は非アクティブな流れ、すなわち流れがないことを表す。図１５Ａには「ブレーキ・オン」モードにおけるシステムが示してあり、この「ブレーキ・オン」モードでは、比例弁１３１０は最初、逆止弁１３３４を開放するのに必要とされる圧力を下回る第１の圧力で、回路に流体を供給する。このモードでは、ブレーキ回路１３４０内の圧力を受けてブレーキ機構がアクティブ化される。比例弁からの圧力が、（比例弁１３１０に印加される制御電流が増加するのに比例して）逆止弁１３３４によって設定された閾値圧力を上回る第２の圧力まで増加したとき、消失回路１３３０内に流れが生じる。この方式では、ブレーキ機構及び消失要素の順序付けられた動作は、比例弁１３１０によって出力される圧力が増加する時間速度を適当に制御することによって制御され得る。ブリード通路１３５０により、消失回路からの流体が環境へと流れることが可能になり、それにより、（弁１３１０からの流体の出力が停止される）ブレーキ機構についての「終了」コマンドに対して、システムが迅速に応答することが可能になり得る。ブリード通路１３５０により、比例弁へのゆっくりとしたバックフローによる圧力減少と比較して、消失回路内の圧力を急速に減少させることが可能になる。これにより、消失回路を迅速に非アクティブ化することが可能になり、ブレーキ回路が「終了」する前に排気弁のメイン・イベント運動が再びアクティブ化されることが確実となる。

図１６Ａ、図１６Ｂ、及び１６Ｃは、複数出口の比例弁を利用する機器及びシステムの実例におけるアクティブな流れ及び非アクティブな流れを示す概略図である。図１６Ａには、第１の比例弁出口１６１２によって供給され得るブレーキ回路１６４０と第２の比例弁出口１６１４によって供給され得る消失回路１６３０の両方において流れが非アクティブである「ブレーキ・オフ」ステータスにおけるシステムが示してある。図１６Ｂには、「ブレーキ・オン」ステータスにおけるシステムが示してあり、第１の出口１６１２が、ブレーキ回路１６４０をアクティブ化するように流れを供給する。図１６Ｃには、「ブレーキ・オン」ステータスが示してあり、第２の出口１６１４が、消失回路１６３０をアクティブ化するように流れを供給する。比例弁１６１０は、最初は第１の出口にのみ流体を供給し、次いで、所望の遅延期間が過ぎた後、第２の出口に流体を供給するように構成され得る。これは、比例弁１６１０への適当な制御信号によって容易にされ得る。

図１７Ａ及び図１７Ｂは、本開示の態様による、ブレーキ・ピストンと、ブレーキ・ピストンがいつ完全に割り送られたかを示すように構成された液圧通路とを備えるエンジン・ブレーキ機構の実例の断面図である。ブレーキ機構ピストン１７１０は、図３を参照して上に述べたように、ブレーキ・ピストン・ハウジング１７２０のボア１７１１の内部に、摺動するようにマウントされ得る。ハウジング１７２０に形成された流体供給通路１７２２は絶えず加圧することができ、ハウジング・ボア１７１１と連通したポート１７２４を末端とすることができる。メイン・イベント消失又は非アクティブ化通路１７２６もハウジング１７２０に形成することができ、これはハウジング・ボア１７１１と連通したポート１７２８を末端とすることができる。供給通路１７２２とメイン・イベント消失通路１７２６とを選択的に連通させることを容易にするために、環状のチャネル又は凹部１７１２をピストン１７１０に設けることができる。ピストンが図１７Ａに示すような非アクティブ化又は非定常状態（すなわち過渡）位置にあるとき、チャネル又は凹部１７１２は非アクティブ化通路ポート１７２８又は供給通路ポート１７２４よりも上に（すなわち位置合わせされずに）配置されており、したがって、消失通路１７２６によって給液される消失回路は、非アクティブ化状態のままになる（すなわち消失しない）。ピストン１７１０が図１７Ｂに示した定常状態位置にあるとき、チャネル又は凹部１７１２はポート１７２４及び１７２８の両方に位置合わせされて供給通路１７２２と消失通路１７２８との間の流体連通を可能にし、それによって消失回路をアクティブ化する。したがって、ブレーキ・ピストン１７１２が定常状態位置に到達した後になって初めて、消失回路のアクティブ化が行われる。

図１８は、ソレノイド弁の制御下で動作するスプール弁を利用してブレーキ回路のアクティブ化とメイン・イベント消失／非アクティブ化回路のアクティブ化とを順序付けるシステムの概略図を示す。供給通路１８２２をハウジング（ロッカー・シャフト）１８２０に形成することができ、供給通路１８２２は、絶えず加圧された流体供給物を含むことができる。ソレノイド弁１８１０の入口１８１２も供給通路１８２２から給液され、供給通路１８２２と連通することができる。消失／非アクティブ化通路１８２６もハウジング１８２０に形成される。ソレノイド弁の出口１８１４により、やはりハウジングに形成されるブレーキ流体通路１８３０が給液される。スプール弁１８５０は、ブレーキ流体通路１８３０内の圧力に逆らってばね１８５２によって付勢されており、ブレーキ流体通路１８３０の圧力を受けてハウジング１８２０の内部を移動することができる。ブレーキ流体通路１８３０が完全に充填されると、スプール弁１８５０は、供給通路１８２２と消失通路１８２６との間の流体連通を可能にする割送り位置まで移動する。ポート１８２４及び１８２８により、この流体連通が容易になる。したがって、スプール弁１８５０を割り送ることにより、消失回路のアクティブ化に十分な遅延が与えられる。

認識されるように、ブレーキ機構のアクティブ化とロスト・モーション装置のアクティブ化との間に遅延を作り出すための他の実装形態が利用されてもよい。たとえば、各ブレーキ機構液圧回路及びロスト・モーション液圧回路において、応答時間が様々なソレノイドが利用されてもよい。別の実例として、弁列の機械的構成要素により、遅延が容易にされてもよい。たとえば、ロスト・モーション装置及びブレーキ機構がばね要素を含む場合、各ばねのばね力定数は、ロスト・モーション装置のアクティブ化を遅延させることを容易にし、ブレーキ機構がより迅速に応答することも容易にするように選択することができる。

図１９には、従来技術のシステムに関して、弁のリフト、弁列の力、及びシリンダ圧力を時間の関数として表したグラフの実例が示してある。理解され得るように、従来技術のシステムは、ブレーキ弁運動の過渡的遅延の結果として生じる、負荷及びシリンダ圧力のスパイクを特徴とする。これらのスパイクは、システムが定常状態に到達した後、通常は収まる。しかし、初期のスパイクにより、弁列要素に過剰な負荷が生じ、吸気流路に逆流が生じる恐れがある。

図２０には、弁運動を順序付ける上述の態様のうちの１つ又は複数を有する向上したブレーキ・システムに関して、弁のリフト、弁列の力、及びシリンダ圧力を時間の関数として表したグラフの実例が示してある。理解され得るように、ブレーキ機構のアクティブ化と消失装置のアクティブ化（ブリッジ・ソレノイドのアクティブ化）との間に遅延が実施される場合、吸気口の過渡的な負荷は、システムの定常状態の負荷と実質的に等価になる。

好ましい特定の実施例を示して説明してきたが、本教示から逸脱しない限り変更及び修正が加えられてもよいことが、当業者には理解されよう。したがって、上述の教示の任意且つあらゆる修正形態、変更形態、又は均等物は、上に開示され、本明細書において特許請求される、基礎的な基本原理の範囲に入ることが企図されている。

Claims (10)

1. エンジン・ブレーキ動作中に内燃機関の吸気流路における逆流及び圧力を制御する方法であって、前記内燃機関が、少なくとも１つのシリンダと、前記少なくとも１つのシリンダと連通した吸気流路と、前記吸気流路に設けられた少なくとも１つの吸気弁と、前記少なくとも１つのシリンダと連通した排気流路と、前記排気流路に設けられた少なくとも１つの排気弁とを備え、
   前記少なくとも１つの排気弁のメイン・イベント運動を非アクティブ化するステップと、
   前記少なくとも１つの排気弁のブレーキ運動をアクティブ化するステップと、
   前記吸気流路又は前記排気流路のうちの少なくとも一方に設けられた少なくとも１つの空気流管理装置を用いて、前記吸気流路における逆流を管理するステップと
   を含む、方法。
2. 前記空気流管理装置が、前記吸気流路及び前記排気流路と連通した排気ガス再循環弁を含み、前記排気ガス再循環弁が、定常状態のエンジン・ブレーキ動作中は前記吸気流路と前記排気流路との間に第１のレベルの連通を提供し、前記吸気流路における逆流を管理するステップが、
   前記少なくとも１つの排気弁の前記メイン・イベント運動が非アクティブ化されるまでに、前記吸気流路と前記排気流路との間の連通を前記第１のレベルの連通よりも拡大するよう前記排気ガス再循環弁を制御するステップをさらに含む、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記空気流管理装置が、前記吸気流路に設けられた吸気スロットル弁を備え、前記吸気スロットルが、定常状態のエンジン・ブレーキ動作中は前記吸気流路に第１のレベルの流量を提供し、前記吸気流路における逆流を管理するステップが、
   前記少なくとも１つの排気弁の前記メイン・イベント運動が非アクティブ化されるまでに、前記吸気流路における流量を前記第１のレベルの流量を下回るように制限するよう前記吸気スロットル弁を制御するステップをさらに含む、
   請求項１に記載の方法。
4. 前記空気流管理装置が、前記吸気流路及び前記排気流路と連通したターボ過給機を備え、前記ターボ過給機のタービンが、定常状態のエンジン・ブレーキ動作中は第１のレベルのブースト圧力を前記吸気流路に提供するように構成されており、前記吸気流路における逆流を管理するステップが、
   前記少なくとも１つの排気弁の前記メイン・イベント運動が非アクティブ化されるまでに、前記吸気流路におけるブースト圧力を前記第１のレベルのブースト圧力よりも減少させるよう前記タービンを制御するステップをさらに含む、
   請求項１に記載の方法。
5. 前記空気流管理装置が、前記吸気流路及び前記排気流路と連通したターボ過給機と、前記排気流路と連通したウェストゲートとを備え、前記ウェストゲート及び前記ターボ過給機が、定常状態のエンジン・ブレーキ動作中は第１のレベルのブースト圧力を前記吸気流路に提供するように構成されており、前記吸気流路における逆流を管理するステップが、
   前記少なくとも１つの排気弁の前記メイン・イベント運動が非アクティブ化されるまでに、前記ターボ過給機によって前記吸気流路に提供されるブースト圧力を前記第１のレベルのブースト圧力よりも減少させるよう前記ウェストゲートを制御するステップをさらに含む、
   請求項１に記載の方法。
6. 前記空気流管理装置が、前記吸気流路及び前記排気流路と連通したターボ過給機と、前記排気流路内の排気スロットル弁とを備え、前記排気スロットル弁及び前記ターボ過給機が、定常状態のエンジン・ブレーキ動作中は第１のレベルのブースト圧力を前記吸気流路に提供するように構成されており、前記吸気流路における逆流を管理するステップが、
   前記少なくとも１つの排気弁の前記メイン・イベント運動が非アクティブ化されるまでに、前記ターボ過給機によって前記吸気流路に提供されるブースト圧力を前記第１のレベルのブースト圧力よりも減少させるよう前記排気スロットル弁を制御するステップをさらに含む、
   請求項１に記載の方法。
7. 前記空気流管理装置が、前記吸気流路及び前記排気流路と連通したターボ過給機と、前記吸気流路と連通した圧縮機バイパス弁とを備え、前記圧縮機バイパス弁及び前記ターボ過給機が、定常状態のエンジン・ブレーキ動作中は第１のレベルのブースト圧力を前記吸気流路に提供するように構成されており、前記吸気流路における逆流を管理するステップが、
   前記少なくとも１つの排気弁の前記メイン・イベント運動が非アクティブ化されるまでに、前記ターボ過給機によって前記吸気流路に提供されるブースト圧力を前記第１のレベルのブースト圧力よりも減少させるよう前記圧縮機バイパス弁を制御するステップをさらに含む、
   請求項１に記載の方法。
8. 前記空気流管理装置が、前記吸気流路と連通したパッシブ・ブロー・オフ弁を備え、前記吸気流路における逆流を管理するステップが、
   前記吸気流路内の圧力が所定の閾値を超えると開くように前記パッシブ・ブロー・オフ弁を構成するステップをさらに含む、
   請求項１に記載の方法。
9. 前記空気流管理装置が、前記吸気流路と連通したアクティブ・ブロー・オフ弁を備え、前記吸気流路における逆流を管理するステップが、
   前記少なくとも１つの排気弁の前記メイン・イベント運動が非アクティブ化されるまでに開くよう前記アクティブ・ブロー・オフ弁を制御するステップをさらに含む、
   請求項１に記載の方法。
10. エンジン・ブレーキ動作中に内燃機関の吸気流路における逆流及び圧力を制御する方法であって、前記内燃機関が、複数のシリンダと、前記複数のシリンダと連通した吸気流路と、前記複数のシリンダと連通した排気流路とを備え、前記複数のシリンダの各シリンダが、前記吸気流路に設けられた少なくとも１つの吸気弁と、前記排気流路に設けられた少なくとも１つの排気弁とを有し、
    前記複数のシリンダのうちの第１の群のシリンダについてエンジン・ブレーキ動作を始動させるステップであって、前記第１の群のシリンダが、前記複数のシリンダのうちのすべてのシリンダよりも少ないシリンダを含む、ステップを含み、エンジン・ブレーキ動作を始動させるステップが、
    前記第１の群のシリンダの各シリンダについて、前記少なくとも１つの排気弁のメイン・イベント運動を非アクティブ化するステップ、並びに
    前記第１の群のシリンダの各シリンダについて、前記少なくとも１つの排気弁のブレーキ運動をアクティブ化するステップ
    を含み、
    さらに、前記第１の群のシリンダについてエンジン・ブレーキ動作を始動させたのに続いてある時間期間が経過した後、前記複数のシリンダのうちの第２の群のシリンダについてエンジン・ブレーキ動作を始動するステップであって、前記第２の群のシリンダが、前記第１の群のシリンダに含まれない少なくとも１つのシリンダを含む、ステップを含み、エンジン・ブレーキ動作を始動させるステップが、
    前記第２の群のシリンダの各シリンダについて、前記少なくとも１つの排気弁のメイン・イベント運動を非アクティブ化するステップ、並びに
    前記第２の群のシリンダの各シリンダについて、前記少なくとも１つの排気弁のブレーキ運動をアクティブ化するステップ
    を含む、方法。