JP2024520493A - Valve actuation system including a pre-rocker arm valve train component and an in-line lost motion component disposed on a valve bridge - Google Patents

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Abstract

バルブ作動システムは、バルブ作動負荷経路を介して少なくとも1つのエンジンバルブを作動させるための主バルブ作動モーション及び補助バルブ作動モーションを提供するように構成されたバルブ作動モーション源を備える。ロストモーション減算機構は、プレロッカーアームバルブトレインコンポーネントに配設され、第1のデフォルト動作状態で、少なくとも主バルブ作動モーションを伝達するように構成され、第1の作動状態で、主バルブ作動モーション及び補助バルブ作動モーションを失うように構成されている。付加的に、ロストモーション加算機構はバルブブリッジ内に配設され、第2のデフォルト動作状態で補助バルブ作動モーションを失うように構成され、第2の作動状態で補助バルブ作動モーションを伝達するように構成され、ロストモーション加算機構は、バルブ作動負荷経路においてロストモーション減算機構と直列になっている。The valve actuation system includes a valve actuation motion source configured to provide a main valve actuation motion and an auxiliary valve actuation motion for actuating at least one engine valve via a valve actuation load path, a lost motion subtraction mechanism disposed in the pre-rocker arm valve train component and configured to transfer at least the main valve actuation motion in a first default operating state and configured to lose the main valve actuation motion and the auxiliary valve actuation motion in the first operating state, and a lost motion adder mechanism disposed in the valve bridge and configured to lose the auxiliary valve actuation motion in a second default operating state and configured to transfer the auxiliary valve actuation motion in the second operating state, the lost motion adder mechanism being in series with the lost motion subtraction mechanism in the valve actuation load path.

Description

本開示は、一般に、バルブ作動システム、特に、バルブ作動負荷経路に沿って直列のロストモーションコンポーネントを備えるバルブ作動システムに関し、バルブ作動システムは、気筒休止及び補助バルブ作動の両方を実装するために使用され得る。 The present disclosure relates generally to valve actuation systems, and more particularly to valve actuation systems having lost motion components in series along the valve actuation load path, which may be used to implement both cylinder deactivation and auxiliary valve actuation.

内燃機関で使用するためのバルブ作動システムは、当技術分野でよく知られている。内燃機関の正の動力動作中、そのようなバルブ作動システムは、燃料の燃焼と併せて、いわゆる主バルブ作動モーションをエンジンバルブに提供するために使用され、その結果、エンジンは、例えば、車両を動作させるために使用され得る動力を出力する。代替的に、バルブ作動システムは、主バルブ作動モーション以外の、又はそれに加えて、いわゆる補助バルブ作動モーションを提供するように動作され得る。バルブ作動システムはまた、所与のエンジン気筒の動作を一度に停止するような方法で動作され得、すなわち、しばしば気筒休止と呼ばれるエンジンバルブの作動を除去することにより、主モード又は補助モードのいずれにおいても動作しない。当技術分野で更に知られているように、これらの様々な動作モードを組み合わせて、望ましい利益を提供することを提供することができる。例えば、大型ディーゼルトラックの将来の排出基準には、燃料経済性を改善し、排出量を削減する技術が必要である。両方を同時に提供する主要な技術は、気筒休止である。気筒休止により、燃料消費量が減少し、温度が上昇して、後処理排出量の制御が改善されることは十分に文書化されている。 Valve actuation systems for use in internal combustion engines are well known in the art. During positive power operation of an internal combustion engine, such valve actuation systems are used to provide a so-called primary valve actuation motion to the engine valves in conjunction with the combustion of fuel, so that the engine outputs power that can be used, for example, to operate a vehicle. Alternatively, the valve actuation systems may be operated to provide a so-called auxiliary valve actuation motion other than, or in addition to, the primary valve actuation motion. The valve actuation systems may also be operated in such a manner to stop operation of a given engine cylinder at once, i.e., not operating in either primary or auxiliary mode, by removing engine valve actuation, often referred to as cylinder deactivation. As is further known in the art, these various modes of operation may be combined to provide desired benefits. For example, future emission standards for heavy duty diesel trucks require technologies that improve fuel economy and reduce emissions. A key technology that provides both simultaneously is cylinder deactivation. It is well documented that cylinder deactivation reduces fuel consumption, increases temperatures, and improves control of aftertreatment emissions.

気筒休止のための既知のシステムは、米国特許第9,790,824号に記載されており、これは、バルブブリッジに配置された油圧制御されたロストモーション機構を記載し、その一例は、‘824特許の図11に図解され、本明細書では図1として複製されている。図1に示すように、ロストモーション機構は、バルブブリッジ100の本体110に形成されたボア112を備えて配置された外側プランジャ120を備える。ウェッジ180の形態のロック要素が提供され、このウェッジは、ボア112を画定する表面に形成された環状の外側のくぼみ172と係合するように構成されている。内側プランジャ160に油圧制御が適用されていない場合(この場合、ロッカーアームを介して、図示せず)、内側ピストンばね144は、内側プランジャ160を所定の位置にバイアスし、その結果、ウェッジ180が外側プランジャ120に形成された開口部から伸長し、それにより、外側のくぼみ172と係合し、バルブブリッジ本体110に対して所定の位置に外側プランジャ120を効果的にロックする。この状態では、外側プランジャ120を介してバルブブリッジに適用されたバルブ作動モーション(主モーション又は補助モーション)は、バルブブリッジ本体110に伝達され、最終的にはエンジンバルブ(図示せず)に伝達される。しかしながら、内側プランジャ160の上部に十分に加圧された作動油を供給すると、内側プランジャ160は下向きにスライドし、その結果、ウェッジ180が格納され、外側のくぼみ172から外れることができ、それにより、バルブブリッジ本体110に対して外側プランジャ120のロックを効果的に解除し、外側プランジャばね146によってロッカーアームに向かって提供されるバイアスを受けて、外側プランジャ120がそのボア112内で自由にスライドできるようになる。この状態では、外側プランジャ120に適用されたバルブ作動モーションは、外側プランジャ120をそのボア112内で往復運動させる。このようにして、ボア112内の外側プランジャ120の移動が、適用されるバルブ作動モーションの最大範囲よりも大きいと仮定すると、そのようなバルブ作動モーションは、エンジンバルブに伝達されず、対応する気筒が休止されるように効果的に失われる。 A known system for cylinder deactivation is described in U.S. Pat. No. 9,790,824, which describes a hydraulically controlled lost motion mechanism disposed on a valve bridge, an example of which is illustrated in FIG. 11 of the '824 patent and reproduced herein as FIG. 1. As shown in FIG. 1, the lost motion mechanism includes an outer plunger 120 disposed with a bore 112 formed in a body 110 of a valve bridge 100. A locking element in the form of a wedge 180 is provided, which is configured to engage an annular outer recess 172 formed in a surface defining the bore 112. When no hydraulic control is applied to the inner plunger 160 (in this case via a rocker arm, not shown), the inner piston spring 144 biases the inner plunger 160 into a predetermined position such that the wedge 180 extends from an opening formed in the outer plunger 120, thereby engaging the outer recess 172 and effectively locking the outer plunger 120 in position relative to the valve bridge body 110. In this state, valve actuation motion (primary or secondary) applied to the valve bridge via the outer plunger 120 is transferred to the valve bridge body 110 and ultimately to the engine valve (not shown). However, providing sufficient pressurized hydraulic fluid to the top of the inner plunger 160 causes the inner plunger 160 to slide downward, thereby allowing the wedge 180 to retract and disengage from the outer recess 172, thereby effectively unlocking the outer plunger 120 relative to the valve bridge body 110 and allowing the outer plunger 120 to slide freely within its bore 112, subject to the bias provided by the outer plunger spring 146 toward the rocker arm. In this state, valve actuation motion applied to the outer plunger 120 causes it to reciprocate within its bore 112. Thus, assuming the movement of the outer plunger 120 within the bore 112 is greater than the maximum range of the applied valve actuation motion, such valve actuation motion is not transferred to the engine valve and is effectively lost such that the corresponding cylinder is deactivated.

ただし、気筒を休止することの1つの欠点は、エンジンを通過する空気流量が減少するため、排気システムのエネルギも減少することである。コールドスタートからの車両のウォームアップ中は、排気温度を上昇させて、触媒温度を効率的な動作温度まで急速に上げることが重要である。気筒休止は温度上昇を提供するが、空気流量の顕著な減少は、迅速なウォームアップには効果的ではない。 However, one drawback of deactivating cylinders is that the airflow through the engine is reduced, which also reduces the energy in the exhaust system. During vehicle warm-up from a cold start, it is important to increase the exhaust temperature to quickly bring the catalyst temperature up to an efficient operating temperature. While cylinder deactivation provides a temperature increase, the significant reduction in airflow is not effective for a quick warm-up.

気筒休止のこの欠点を克服し、迅速なウォームアップを提供するために、実証済みの技術の1つは、早期排気バルブ開放(early exhaust valve opening、EEVO)と呼ばれる、排気バルブの開放を進めて、追加された熱エネルギを排気システムに解放することであり、これは、主バルブイベントに加えて、特定のタイプの補助バルブ作動モーションである。実際には、このようなシステムは、主バルブの作動中に失われるバルブ作動モーションを追加して、この早期開放イベントを提供するという原理に基づいている。早期の排気の開放及び気筒休止機能の両方を組み合わせたシステムは、ウォームアップ要件を満たし、排出量を削減し、燃料消費量を改善することができる。 To overcome this drawback of cylinder deactivation and provide a quicker warm-up, one proven technique is to advance the opening of the exhaust valve to release additional thermal energy to the exhaust system, called early exhaust valve opening (EEVO), which is a specific type of auxiliary valve actuation motion in addition to the main valve event. In effect, such systems are based on the principle of providing this early opening event by adding valve actuation motion that is lost during the main valve actuation. A system that combines both early exhaust opening and cylinder deactivation features can meet warm-up requirements, reduce emissions, and improve fuel consumption.

EEVOを提供するためのバルブ作動システムは、米国特許第6,450,144号に図解されているような、アクチュエータの形態の油圧制御されたロストモーションコンポーネントを有するロッカーアームを使用して提供され得、その例は、‘824の特許の図19に図解され、本明細書で図2として複製されている。このシステムでは、ロッカーアーム200は、ロッカーアーム200のモーション付与端に配置されたアクチュエータピストン210を有するように提供される。アクチュエータピストン210は、アクチュエータピストン210が対応するエンジンバルブ(又はバルブブリッジ)に連続的に接触するように、ばね217によってそのボアからバイアスされている。油圧通路231、236は、作動油が制御通路211によって供給されてアクチュエータピストンボアを満たすことができるように提供される。これらの状況では、作動油は、逆止バルブ241によってボア内に保持され、油圧通路236が制御通路211と位置合わせしていない限り、この場合、アクチュエータピストン210は、伸長位置に堅固に維持され、そのボア内で往復運動することができない。他方、ボアが作動油で満たされていない場合(又はそのような作動油が、注記された通路236、211の位置合わせ時に排出される)、アクチュエータピストン210は、ラッシュ調整ねじ204によって許容される範囲で、そのボア内で自由に往復運動する。そのようなシステムでは、カムは、主補助バルブ作動モーション及び補助バルブ作動モーションの両方を提供するためのカムローブを備える。主バルブ作動動作では、アクチュエータピストン210がそのボア内で往復運動することを許容されるように、作動油はアクチュエータピストン210に提供されない。この場合、アクチュエータピストン210のそのボアへの許容移動量が、少なくともEEVOローブによって提供される最大モーションと同じ大きさであるが、主イベントローブによって提供される最大モーションよりも小さい限り、EEVOローブによって提供されるバルブ作動モーションは、作動ピストン210の往復運動によって失われるが、しかし、主イベントバルブの作動により、作動ピストン210がそのボア内で(又は他の表面との固体接触を介して)底部に達し、それによって主イベントモーションを伝達する。一方、アクチュエータボアの位置ベースの排気(すなわち、注記された通路236、211の位置合わせによるリセット)は、主バルブイベントモーション中のエンジンバルブの過剰な伸長を防ぐが、アクチュエータピストンが伸長位置で油圧ロックされている場合、EEVOモーションは失われず、エンジンバルブに伝達される。 A valve actuation system for providing EEVO may be provided using a rocker arm having a hydraulically controlled lost motion component in the form of an actuator, as illustrated in U.S. Pat. No. 6,450,144, an example of which is illustrated in FIG. 19 of the '824 patent and reproduced herein as FIG. 2. In this system, a rocker arm 200 is provided having an actuator piston 210 disposed at the motion-imparting end of the rocker arm 200. The actuator piston 210 is biased from its bore by a spring 217 such that the actuator piston 210 is in continuous contact with a corresponding engine valve (or valve bridge). Hydraulic passages 231, 236 are provided to allow hydraulic fluid to be supplied by the control passage 211 to fill the actuator piston bore. In these circumstances, hydraulic fluid is retained in the bore by a check valve 241, and unless the hydraulic passage 236 is aligned with the control passage 211, in which case the actuator piston 210 is rigidly maintained in an extended position and cannot reciprocate within its bore. On the other hand, if the bore is not filled with hydraulic fluid (or such hydraulic fluid is evacuated upon alignment of the noted passages 236, 211), the actuator piston 210 is free to reciprocate within its bore to the extent permitted by the lash adjustment screw 204. In such a system, the cam includes cam lobes to provide both primary and secondary valve actuating motions. In primary valve actuation, no hydraulic fluid is provided to the actuator piston 210 so that the actuator piston 210 is permitted to reciprocate within its bore. In this case, to the extent that the amount of permitted travel of the actuator piston 210 into its bore is at least as great as the maximum motion provided by the EEVO lobe, but less than the maximum motion provided by the primary event lobe, the valve actuation motion provided by the EEVO lobe is lost due to the reciprocating motion of the actuating piston 210, but actuation of the primary event valve will cause the actuating piston 210 to bottom out in its bore (or via solid contact with another surface), thereby transmitting the primary event motion. On the other hand, position-based exhaust of the actuator bore (i.e., resetting by alignment of passages 236, 211 as noted) prevents over-extension of the engine valve during main valve event motion, but if the actuator piston is hydraulically locked in the extended position, the EEVO motion is not lost and is transmitted to the engine valve.

少なくとも理論的には、ロストモーションベースの気筒休止と上記のタイプの補助バルブ作動モーションシステムとを組み合わせて、目的の気筒休止及びEEVO動作を提供することが可能であるはずである。しかしながら、このようなシステムを単に直接組み合わせることが所望の結果を提供することは与えられていない。 In theory, at least, it should be possible to combine lost-motion based cylinder deactivation with an auxiliary valve actuation motion system of the type described above to provide the desired cylinder deactivation and EEVO operation. However, there is no evidence that simply combining such systems directly would provide the desired results.

例えば、上記のように、EEVOロストモーションは、正常な主イベントリフトを同じカムシャフト上の早期隆起部分と組み合わせる。この例を図3に図解する。図3では、第1の曲線310は、この例では約14ミリメートルの最大リフトを有する主イベントバルブリフトの理想化されたバージョンを図解している。第2の曲線311は、カムによって提供されるEEVOモーションが失われたときに発生するであろう、エンジンバルブが経験する典型的な実際の主イベントを図解しており、例えば、図2の上記のロッカーアームアクチュエータは、往復運動することができる。上の破線の曲線312は、例えば、ロッカーアームアクチュエータが完全に伸長されたときに、EEVO対応カムによって提供される全てのバルブ作動モーションが提供される場合の理想的なバルブリフトを図解している。示されるように、理想化されたリフト312は、実際には、約2ミリメートルのバルブリフト314に変換される、バルブ開放中の約3mmのバルブリフトのEEVOイベント313を含む。図3に図解されている例はまた、リセットの発生を示し、それにより、アクチュエータピストンは、この例では、リフトの約10mmで落下することを可能にし、(すなわち、アクチュエータボア内のロックされた作動油は、エンジンバルブのこのサイクルのために通気される)これにより、ノーマルリフト主イベント311が発生する。これらの2つのリフトイベントの組み合わせ(理想的なリフトプロファイル312で図解されているように)は、合計ストロークが約17mmになり、図1に図解されるロストモーション機構によって失われる場合、外側プランジャ120の移動の17mm全体にわたって外側プランジャ120にバイアスをかけようとするとき、外側プランジャばね146に比較的高い応力をかける。 For example, as noted above, EEVO lost motion combines normal main event lift with an early rise portion on the same camshaft. An example of this is illustrated in FIG. 3. In FIG. 3, a first curve 310 illustrates an idealized version of the main event valve lift, in this example having a maximum lift of about 14 millimeters. A second curve 311 illustrates a typical actual main event experienced by an engine valve that would occur when the EEVO motion provided by the cam is lost, e.g., the rocker arm actuator described above in FIG. 2 can reciprocate. The upper dashed curve 312 illustrates the ideal valve lift if, for example, all the valve actuation motion provided by the EEVO-enabled cam is provided when the rocker arm actuator is fully extended. As shown, the idealized lift 312 includes an EEVO event 313 of about 3 mm of valve lift during valve opening, which actually translates to about 2 millimeters of valve lift 314. The example illustrated in FIG. 3 also shows the occurrence of a reset, which allows the actuator piston to drop, in this example, at about 10 mm of lift (i.e., the locked hydraulic fluid in the actuator bore is vented for this cycle of the engine valve), thereby generating a normal lift main event 311. The combination of these two lift events (as illustrated by the ideal lift profile 312) results in a total stroke of about 17 mm, which, if lost due to the lost motion mechanism illustrated in FIG. 1, places a relatively high stress on the outer plunger spring 146 as it attempts to bias the outer plunger 120 through the entire 17 mm of its travel.

追加の例として、上記のような気筒休止中に、ロッカーアームをバイアスしてバルブ作動モーション源(例えば、カム)と連続的に接触させるためにエンジンバルブばねによって加えられる通常の力がもはや提供されないことが知られている。外側ピストンプランジャばね146は、外側プランジャ120を介してロッカーアームに向かっていくらかの力を戻すが、この力は、比較的小さく、必要に応じてロッカーアームを制御するには不十分である。したがって、別個のロッカーアームバイアス要素は、典型的には、例えば、ロッカーアームの上に位置するばねを介してロッカーアームのモーション受容端でカムに向かってバイアス力を適用することによって、ロッカーアームをカムと接触するようにバイアスするために提供される。ロッカーアームによって提示される慣性を適切に制御できないこと(休止されているにもかかわらずロッカーアームにいまなお適用されるバルブ作動モーションのため)は、ロッカーアームとカムとが分離し、その結果、2つの間に有害な影響を与える可能性がある。同様に、EEVO動作が不要な場合に失われるEEVOバルブ作動モーションは、同様に制御する必要のあるロッカーアームに慣性を付与する。ロッカーアームバイアス要素によるこのような動作の複雑な要因は、これらの動作の各々(気筒休止及びEEVO)が典型的に、大幅に異なる速度範囲で発生することである。 As an additional example, it is known that during cylinder deactivation as described above, the normal force applied by the engine valve spring to bias the rocker arm into continuous contact with the source of valve actuation motion (e.g., cam) is no longer provided. Although the outer piston plunger spring 146 provides some force back toward the rocker arm via the outer plunger 120, this force is relatively small and insufficient to control the rocker arm as needed. Thus, a separate rocker arm biasing element is typically provided to bias the rocker arm into contact with the cam, for example, by applying a bias force toward the cam at the motion-receiving end of the rocker arm via a spring located above the rocker arm. Failure to adequately control the inertia presented by the rocker arm (due to the valve actuation motion still applied to the rocker arm despite being deactivated) can result in separation of the rocker arm and the cam, resulting in detrimental effects between the two. Similarly, the EEVO valve actuation motion that is lost when EEVO operation is not required imparts inertia to the rocker arm that must be controlled as well. A complicating factor in these actions due to the rocker arm biasing element is that each of these actions (cylinder deactivation and EEVO) typically occurs at significantly different speed ranges.

通常、気筒休止は、典型的に、約1800rpm以下のエンジン速度で発生し、ロッカーアームバイアス要素は、ロッカーアームとカムとの間の適切な接触を確実にするために、これらの速度で十分な力を提供するように構成されている。他方、ロストEEVOバルブ作動モーションは、最大で高いエンジン速度(例えば、2600rpmのオーダー)までも存在する。したがって、気筒休止とEEVOの動作とを組み合わせた利点を得るには、ロッカーアームのバイアス要素が、EEVOバルブの作動モーションをロッカーアームに依然として適用できる高速に対応する必要がある。それらが依然として発生する可能性がある比較的高速であるため、ロストEEVOバルブ作動モーションに対するロッカーアーム制御は、ロッカーアームバイアス要素による高い力の適用を必要とする。しかしながら、これは、ロッカーアームバイアスばねがその最低予圧を有する小さなバルブリフトで発生する。一方、気筒休止は、通常、低速で、ロッカーアームのバイアス要素が増加した予圧にあるより高いリフト部分(主バルブ作動モーション)全体で発生する。しかしながら、最小の予圧で高い力を提供し(EEVOで必要)、完全な移動中に必要な応力(気筒休止で必要)に耐えることができるロッカーアームバイアス要素を提供するという課題は、克服するのが困難である。 Normally, cylinder deactivation typically occurs at engine speeds below about 1800 rpm, and the rocker arm biasing element is configured to provide sufficient force at these speeds to ensure proper contact between the rocker arm and the cam. On the other hand, lost EEVO valve actuation motion exists up to high engine speeds (e.g., on the order of 2600 rpm). Therefore, to obtain the combined benefits of cylinder deactivation and EEVO operation, the rocker arm biasing element must accommodate the high speeds at which the EEVO valve actuation motion can still be applied to the rocker arm. Because of the relatively high speeds at which they can still occur, rocker arm control over lost EEVO valve actuation motion requires the application of high forces by the rocker arm biasing element. However, this occurs at small valve lifts where the rocker arm bias spring has its lowest preload. On the other hand, cylinder deactivation typically occurs at low speeds throughout the higher lift portion (main valve actuation motion) where the rocker arm biasing element is at increased preload. However, the challenge of providing a rocker arm biasing element that can provide high force with minimal preload (required for EEVO) and withstand the stresses required during full travel (required for cylinder deactivation) is difficult to overcome.

従来技術の解決策の上記の欠点は、本開示に従って少なくとも1つのエンジンバルブを作動させるためのバルブ作動システムを提供することによって対処される。特に、バルブ作動システムは、バルブ作動負荷経路を介して少なくとも1つのエンジンバルブを作動させるための主バルブ作動モーション及び補助バルブ作動モーションを提供するように構成されたバルブ作動モーション源を備える。ロストモーション減算機構は、プレロッカーアームバルブトレインコンポーネントに配設され、第1のデフォルト動作状態で、少なくとも主バルブ作動モーションを伝達するように構成され、第1の作動状態で、主バルブ作動モーション及び補助バルブ作動モーションを失うように構成されている。付加的に、ロストモーション加算機構はバルブブリッジ内に配設され、第2のデフォルト動作状態で補助バルブ作動モーションを失うように構成され、第2の作動状態で補助バルブ作動モーションを伝達するように構成され、ここで、ロストモーション加算機構は、バルブ作動負荷経路においてロストモーション減算機構と直列になっている。 The above-mentioned shortcomings of the prior art solutions are addressed by providing a valve actuation system for actuating at least one engine valve in accordance with the present disclosure. In particular, the valve actuation system includes a valve actuation motion source configured to provide a main valve actuation motion and an auxiliary valve actuation motion for actuating at least one engine valve via a valve actuation load path. A lost motion subtraction mechanism is disposed in the pre-rocker arm valve train component and configured to transfer at least the main valve actuation motion in a first default operating state and to lose the main valve actuation motion and the auxiliary valve actuation motion in the first operating state. Additionally, a lost motion adder mechanism is disposed in the valve bridge and configured to lose the auxiliary valve actuation motion in a second default operating state and to transfer the auxiliary valve actuation motion in the second operating state, where the lost motion adder mechanism is in series with the lost motion subtracter mechanism in the valve actuation load path.

補助バルブ作動モーションの例は、早期排気バルブ開放バルブ作動モーション、後期吸気バルブ閉鎖バルブ作動モーション、若しくは、エンジンブレーキバルブ作動モーションのうちの少なくとも1つを含む。 Examples of auxiliary valve actuation motions include at least one of an early exhaust valve opening valve actuation motion, a late intake valve closing valve actuation motion, or an engine braking valve actuation motion.

一実施形態では、バルブ作動システムは、ロストモーション減算機構及びロストモーション加算機構を使用して、内燃機関を動作させるように構成されたエンジンコントローラを更に含む。正の動力モードにおいて、エンジンコントローラは、第1のデフォルト動作状態で動作するロストモーション減算機構及び第2のデフォルト動作状態で動作するロストモーション加算機構を制御する。休止モードにおいて、エンジンコントローラは、第1の作動動作状態で動作するロストモーション減算機構及び第2のデフォルト動作状態で動作するロストモーション加算機構を制御する。補助モードにおいて、エンジンコントローラは、第1のデフォルト動作状態で動作するロストモーション減算機構及び第2の作動動作状態で動作するロストモーション加算機構を制御する。 In one embodiment, the valve actuation system further includes an engine controller configured to operate the internal combustion engine using a lost motion subtraction mechanism and a lost motion addition mechanism. In a positive power mode, the engine controller controls the lost motion subtraction mechanism to operate in a first default operating state and the lost motion addition mechanism to operate in a second default operating state. In a pause mode, the engine controller controls the lost motion subtraction mechanism to operate in a first working operating state and the lost motion addition mechanism to operate in a second default operating state. In an assist mode, the engine controller controls the lost motion subtraction mechanism to operate in a first default operating state and the lost motion addition mechanism to operate in a second working operating state.

対応する方法も開示される。 Corresponding methods are also disclosed.

本開示に説明される特徴は、添付の特許請求の範囲に詳細に記載されている。これらの特徴及び付随する利点は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を考慮することから明らかになるであろう。ここで、単なる例として、同様の参照番号が同様の要素を表す添付の図面を参照して、1つ以上の実施形態を説明する。
先行技術による気筒休止を提供するために好適なロストモーション機構を図解している。 従来技術による補助バルブ作動を提供するために好適なロストモーション機構を図解している。 本開示によるEEVOバルブ作動モーションの例を図解するグラフである。 本開示によるバルブ作動システムの実施形態の概略図解である。 本開示によるバルブ作動システムの実施形態の概略図解である。 図4の実施形態によるバルブ作動システムの実施形態の部分断面図を図解している。 図6の実施形態によるリセットロッカーアームの分解図である。 図6~図8の実施形態によるリセットロッカーアームのそれぞれの部分的上部及び側部断面図である。 図6~図8の実施形態によるリセットロッカーアームのそれぞれの部分的上部及び側部断面図である。 図6~図8の実施形態によるリセットロッカーアームのそれぞれの部分的上部及び側部断面図である。 図6~図8の実施形態によるリセットロッカーアームのそれぞれの部分的上部及び側部断面図である。 図5の実施形態によるバルブ作動システムの第1の実施形態の部分断面図である。 図5の実施形態によるバルブ作動システムの第2の実施形態の部分断面図である。 本開示による内燃機関を動作させる方法を図解するフローチャートである。 図4に示されるバルブ作動システムの変形例による、本開示によるバルブ作動システムの一実施形態の概略図である。 図15の実施形態によるバルブ作動システムの一実施形態の側面図である。 図16による実施形態の側断面図である。 より詳細に示された図17のLM+機構の側断面図である。
The features described in this disclosure are set forth with particularity in the appended claims. These features and attendant advantages will become apparent from a consideration of the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings, in which: One or more embodiments are now described, by way of example only, with reference to the accompanying drawings in which like reference numerals represent like elements and in which:
1 illustrates a lost motion mechanism suitable for providing cylinder deactivation according to the prior art. 1 illustrates a lost motion mechanism suitable for providing auxiliary valve actuation according to the prior art. 1 is a graph illustrating an example of EEVO valve actuation motion according to the present disclosure. 1 is a schematic illustration of an embodiment of a valve actuation system according to the present disclosure. 1 is a schematic illustration of an embodiment of a valve actuation system according to the present disclosure. 5 illustrates a partial cross-sectional view of an embodiment of a valve actuation system according to the embodiment of FIG. 4. FIG. 7 is an exploded view of the reset rocker arm according to the embodiment of FIG. 9A-9C are partial top and side cross-sectional views, respectively, of a reset rocker arm according to the embodiment of FIGS. 6-8. 9A-9C are partial top and side cross-sectional views, respectively, of a reset rocker arm according to the embodiment of FIGS. 6-8. 9A-9C are partial top and side cross-sectional views, respectively, of a reset rocker arm according to the embodiment of FIGS. 6-8. 9A-9C are partial top and side cross-sectional views, respectively, of a reset rocker arm according to the embodiment of FIGS. 6-8. FIG. 6 is a partial cross-sectional view of a first embodiment of a valve actuation system in accordance with the embodiment of FIG. FIG. 6 is a partial cross-sectional view of a second embodiment of a valve actuation system in accordance with the embodiment of FIG. 4 is a flow chart illustrating a method of operating an internal combustion engine according to the present disclosure. FIG. 5 is a schematic diagram of one embodiment of a valve actuation system according to the present disclosure, according to a variation of the valve actuation system shown in FIG. FIG. 16 is a side view of one embodiment of a valve actuation system in accordance with the embodiment of FIG. FIG. 17 is a side cross-sectional view of the embodiment according to FIG. 16. FIG. 18 is a cross-sectional side view of the LM+ feature of FIG. 17 shown in greater detail.

図4は、本開示によるバルブ作動システム400を概略的に図解している。特に、バルブ作動システム400は、バルブ作動負荷経路406を介して1つ以上のエンジンバルブ404へのバルブ作動モーション(すなわち、バルブ開放及び閉鎖モーション)の唯一の供給源として機能するバルブ作動モーション源402を備える。1つ以上のエンジンバルブ404は、内燃機関の気筒405と関連付けられている。当該技術分野で知られているように、各気筒405は、典型的には、対応するエンジンバルブ404の作動のために、それに一意に対応する少なくとも1つのバルブ作動モーション源402を有する。更に、図4には単気筒405のみが図解されているが、内燃機関は2つ以上の気筒を備え得、かつしばしば含むが、本明細書に記載のバルブ作動システムは、所与の内燃機関に対し任意の数の気筒に適用可能であることが理解される。 4 generally illustrates a valve actuation system 400 according to the present disclosure. In particular, the valve actuation system 400 includes a valve actuation motion source 402 that serves as a sole source of valve actuation motion (i.e., valve opening and closing motion) to one or more engine valves 404 via a valve actuation load path 406. The one or more engine valves 404 are associated with cylinders 405 of an internal combustion engine. As is known in the art, each cylinder 405 typically has at least one valve actuation motion source 402 uniquely associated therewith for actuation of the corresponding engine valve 404. Additionally, although only a single cylinder 405 is illustrated in FIG. 4, it will be understood that an internal combustion engine can have, and often does, more than one cylinder, and the valve actuation system described herein is applicable to any number of cylinders for a given internal combustion engine.

バルブ作動モーション源402は、カムなどのバルブ作動モーションを提供することができる既知の要素の任意の組み合わせを備え得る。バルブ作動モーション源110は、補助モーションと一緒に排気モーション、吸気モーション、補助モーション、又は排気若しくは吸気モーションの組み合わせを提供するために専用であり得る。例えば、現在好ましい実施形態では、バルブ作動モーション源402は、主バルブ作動モーション(排気又は吸気)及び少なくとも1つの補助バルブ作動モーションを提供するように構成された単一のカムを備え得る。更なる例として、主バルブ作動モーションが主排気バルブ作動モーションを備える場合、少なくとも1つの補助バルブ作動モーションは、EEVOバルブイベント及び/又は圧縮-解放エンジンブレーキバルブイベントを備え得る。更に別の例として、主バルブ作動モーションが主吸気バルブ作動モーションを備える場合、少なくとも1つの補助バルブ作動モーションは、後期吸気バルブ閉鎖(late intake valve closing、LIVC)バルブイベントを備え得る。主バルブ作動モーションを有する単一のカム上で組み合わされ得る補助バルブ作動モーションの更に別のタイプは、当業者に既知であり得、本開示は、この点に関して限定されない。 The valve actuation motion source 402 may comprise any combination of known elements capable of providing valve actuation motion, such as cams. The valve actuation motion source 110 may be dedicated to providing exhaust motion, intake motion, auxiliary motion, or a combination of exhaust or intake motion along with auxiliary motion. For example, in a currently preferred embodiment, the valve actuation motion source 402 may comprise a single cam configured to provide a main valve actuation motion (exhaust or intake) and at least one auxiliary valve actuation motion. As a further example, if the main valve actuation motion comprises a main exhaust valve actuation motion, the at least one auxiliary valve actuation motion may comprise an EEVO valve event and/or a compression-release engine brake valve event. As yet another example, if the main valve actuation motion comprises a main intake valve actuation motion, the at least one auxiliary valve actuation motion may comprise a late intake valve closing (LIVC) valve event. Still other types of auxiliary valve actuation motions that may be combined on a single cam with a main valve actuation motion may be known to those skilled in the art, and the present disclosure is not limited in this respect.

バルブ作動負荷経路406は、バルブ作動モーション源402と少なくとも1つのエンジンバルブ404との間に展開され、バルブ作動モーション源402によって提供されるモーションを、少なくとも1つのエンジンバルブ404、例えば、タペット、プッシュロッド、ロッカーアーム、バルブブリッジ、自動ラッシュアジャスタなどに伝達するために使用される任意の1つ以上のコンポーネントを備える。更に、示されるように、バルブ作動負荷経路406はまた、ロストモーション加算(lost motion adding、LM+)機構408及びロストモーション減算(lost motion subtracting、LM-)機構410を含む。本明細書で使用されているように、LM+機構は、機構が、それに適用される補助バルブ作動モーションを伝達せず、それに適用される任意の主バルブ作動モーションを伝達し得るか、又はし得ない、デフォルトになっているか、又は「通常」の状態にある機構である(すなわち、制御入力がアサートされていない場合)。他方、LM+機構が作動状態にある場合(すなわち、制御入力がアサートされる場合)、機構は、それに適用される任意の補助バルブ作動モーションを伝達し、それに適用される任意の主バルブ作動モーションも伝達する。更に、本明細書で使用されているように、LM-機構は、機構が、それに適用される主バルブ作動モーションを伝達し、それに適用される任意の補助バルブ作動モーションを伝達し得るか、又はし得ない、デフォルトになっているか、又は「通常」の状態にある機構である(すなわち、制御入力がアサートされていない場合)。他方、LM-機構が作動状態にある場合(すなわち、制御入力がアサートされる場合)、機構は、それに適用される任意のバルブ作動モーション、主バルブ作動モーション又は補助バルブ作動モーションかどうか、を伝達しない。要するに、LM+機構は、作動されると、デフォルト又は通常の動作状態に関連するバルブ作動モーションを加算又は含めることができるが、LM-機構は、作動されると、デフォルト又は通常の動作状態に関連するバルブ作動モーションを減算又は失うことができる。 The valve actuation load path 406 is deployed between the valve actuation motion source 402 and at least one engine valve 404 and includes any one or more components used to transfer the motion provided by the valve actuation motion source 402 to the at least one engine valve 404, such as a tappet, push rod, rocker arm, valve bridge, automatic lash adjuster, etc. Additionally, as shown, the valve actuation load path 406 also includes a lost motion adding (LM+) mechanism 408 and a lost motion subtracting (LM-) mechanism 410. As used herein, an LM+ mechanism is a mechanism in a default or "normal" state (i.e., when the control input is not asserted) in which the mechanism does not transfer any auxiliary valve actuation motion applied to it and may or may not transfer any main valve actuation motion applied to it. On the other hand, when the LM+ mechanism is in an actuated state (i.e., when the control input is asserted), the mechanism transfers any auxiliary valve actuation motion applied to it and also transfers any main valve actuation motion applied to it. Further, as used herein, an LM- mechanism is a mechanism in a default or "normal" state (i.e., when the control input is not asserted) in which the mechanism transmits the main valve actuation motion applied to it and may or may not transmit any auxiliary valve actuation motion applied to it. On the other hand, when an LM- mechanism is in an actuated state (i.e., when the control input is asserted), the mechanism does not transmit any valve actuation motion, whether main valve actuation motion or auxiliary valve actuation motion, applied to it. In short, an LM+ mechanism, when actuated, can add or include valve actuation motion associated with a default or normal operating state, whereas an LM- mechanism, when actuated, can subtract or lose valve actuation motion associated with a default or normal operating state.

LM+又はLM-機構として機能し得る様々なタイプのロストモーション機構は、油圧、気圧、又は電磁作動であり得る油圧又は機械的ベースのロストモーション機構を含む、当該技術分野において周知である。例えば、図1に描写され、米国特許第9,790,824号(この参照により本明細書に組み込まれる)に教示されているロストモーション機構は、油圧制御される機械的ロックLM-機構の例である。上記のように、内側プランジャ160への作動油の入力がない場合(すなわち、デフォルト状態)、ロック要素180は、外側のくぼみ772で受容され、それによって、それに適用された作動モーションが伝達されるように外側プランジャ120を本体120に「ロック」する。他方、作動油の入力が内側プランジャ160に提供されるとき(すなわち、作動状態にあるとき)、ロック要素180は格納することができ、それにより、そこに適用される作動モーションが伝達又は失われないように、外側プランジャ120を本体120から「ロック解除」する。別の例として、図2に示され、米国特許第6,450,144号(この参照により本明細書に組み込まれる)に教示されているロストモーション機構は、油圧制御される油圧ベースLM+機構の例である。上記のように、通路231、236への作動油の入力がない場合(すなわち、デフォルト状態で)、アクチュエータピストン210は、そのボア内で自由に往復運動し、その結果、アクチュエータピストン210がそのボア内に格納することができる最大距離(アクチュエータピストンストローク長)よりも小さい大きさである作動モーションが伝達又は失われず、一方、アクチュエータピストンストローク長よりも大きい、それに適用される任意の作動モーションは伝達される。 Various types of lost motion mechanisms that can function as LM+ or LM- mechanisms are known in the art, including hydraulic or mechanically based lost motion mechanisms that can be hydraulically, pneumatically, or electromagnetically actuated. For example, the lost motion mechanism depicted in FIG. 1 and taught in U.S. Pat. No. 9,790,824 (incorporated herein by this reference) is an example of a hydraulically controlled mechanically locked LM- mechanism. As described above, when there is no hydraulic oil input to the inner plunger 160 (i.e., in a default state), the locking element 180 is received in the outer recess 772, thereby "locking" the outer plunger 120 to the body 120 so that actuating motion applied thereto is transmitted. On the other hand, when an input of hydraulic oil is provided to the inner plunger 160 (i.e., in an actuated state), the locking element 180 can be retracted, thereby "unlocking" the outer plunger 120 from the body 120 so that actuating motion applied thereto is not transmitted or lost. As another example, the lost motion mechanism shown in FIG. 2 and taught in U.S. Pat. No. 6,450,144 (hereby incorporated by reference) is an example of a hydraulically controlled, hydraulically based LM+ mechanism. As noted above, in the absence of hydraulic fluid input to passages 231, 236 (i.e., in the default state), actuator piston 210 reciprocates freely within its bore, such that actuation motion that is less than the maximum distance actuator piston 210 can retract within its bore (the actuator piston stroke length) is not transferred or lost, while any actuation motion applied thereto that is greater than the actuator piston stroke length is transferred.

図4に更に描写されるように、エンジンコントローラ420は、LM+及びLM-機構408、410に提供及び動作可能に接続され得る。エンジンコントローラ420は、LM+及びLM-機構408、410の動作を制御するための、すなわち、上記のようにそれぞれのデフォルト動作状態と作動動作状態との間で切り替えるための任意の電子、機械、油圧、電気油圧、又は他のタイプの制御デバイスを備え得る。例えば、エンジンコントローラ420は、当技術分野で知られているように、以下に記載されるものを含む必要な制御機能を実装するために使用される実行可能命令を格納するマイクロプロセッサ及び対応するメモリによって実装され得る。エンジンコントローラ130の他の機能的に同等の実施態様、例えば、好適なプログラムされた特定用途向け集積回路(application specific integrated circuit、ASIC)などが等しく使用され得ることが理解される。更に、エンジンコントローラ420は、エンジンコントローラ420がLM+及びLM-機構408、410の動作状態に対する制御を達成することを可能にする、エンジンコントローラ420とLM+及びLM-機構408、410との中間の周辺デバイスを含み得る。例えば、LM+及びLM-機構408、410が、油圧制御機構(すなわち、入力への作動油の不在又は適用に応答して)の両方である場合、当該技術分野で知られているように、好適なソレノイドを含み得る。 As further depicted in FIG. 4, an engine controller 420 may be provided and operably connected to the LM+ and LM- mechanisms 408, 410. The engine controller 420 may comprise any electronic, mechanical, hydraulic, electro-hydraulic, or other type of control device for controlling the operation of the LM+ and LM- mechanisms 408, 410, i.e., for switching between their respective default and activated operating states as described above. For example, the engine controller 420 may be implemented by a microprocessor and corresponding memory that stores executable instructions used to implement the necessary control functions, including those described below, as known in the art. It is understood that other functionally equivalent implementations of the engine controller 130, such as suitable programmed application specific integrated circuits (ASICs), may equally be used. Additionally, the engine controller 420 may include peripheral devices intermediate the engine controller 420 and the LM+ and LM- mechanisms 408, 410 that enable the engine controller 420 to achieve control over the operating states of the LM+ and LM- mechanisms 408, 410. For example, if the LM+ and LM- mechanisms 408, 410 are both hydraulically controlled mechanisms (i.e., responsive to the absence or application of hydraulic fluid to the input), they may include suitable solenoids as are known in the art.

図4に図解されるシステム400では、LM+機構408は、LM-機構410よりもバルブ作動負荷経路406に沿ってバルブ作動モーション源に近接して配設されている。そのようなシステムの例は、図6~図12を参照して以下で更に詳細に説明される。しかしながら、これは要件ではない。例えば、図5及び15は、同様の参照番号は同様の要素を指しているが、図4と比較して、バルブ作動システム400’、1500を図解しており、LM-機構410、410’は、LM+機構408、408’よりもバルブ作動モーション源402の近くに配設されている。図5のシステムの例は、図12及び図13を参照して以下で更に詳細に説明され、図15のシステムの例は、図16~図18を参照して以下で更に詳細に説明される。 In the system 400 illustrated in FIG. 4, the LM+ mechanism 408 is disposed closer to the source of valve actuation motion along the valve actuation load path 406 than the LM- mechanism 410. Examples of such systems are described in more detail below with reference to FIGS. 6-12. However, this is not a requirement. For example, FIGS. 5 and 15 illustrate valve actuation systems 400', 1500 in which the LM- mechanisms 410, 410' are disposed closer to the source of valve actuation motion 402 than the LM+ mechanisms 408, 408', as compared to FIG. 4, although like reference numbers refer to like elements. An example of the system of FIG. 5 is described in more detail below with reference to FIGS. 12 and 13, and an example of the system of FIG. 15 is described in more detail below with reference to FIGS. 16-18.

再び図4を参照すると、LM+機構408は、LM+機構408の全ての動作状態において、LM-機構410を有するバルブ作動負荷経路406に沿って直列である。すなわち、上記のように、LM+機構408がそのデフォルト状態又はその作動状態にあるかどうかにかかわらず、バルブ作動モーション源402によって提供される任意の主バルブ作動モーションは、LM+機構408によってLM-機構410に伝達される。しかしながら、これもまた、LM+機構408がLM+機構408の動作状態の関数としてLM-機構410と直列又は直列にないいずれかで図解されている図5に図解されるように要件ではない。この場合、LM+機構408がそのデフォルト動作状態にあるとき、すなわち、それに適用される任意の補助バルブ作動モーションを失うように制御されるとき、LM+機構408は、LM-機構410によって伝達される主バルブ作動モーションを伝達する際に役割を果たさず、これは、LM-機構410とエンジンバルブ404との間の実線矢印によって図解されている。効果的に、この状態では、LM+機構408は、図5に描写されるようにバルブ作動負荷経路406から除去される。他方、LM+機構408がその作動動作状態にあるとき、すなわち、それに適用される任意の補助バルブ作動モーションを伝達するように制御されるとき、LM+機構408は、LM-機構410から受容される主バルブ作動モーション及び補助バルブ作動モーションの両方の伝達に関与し、これにより、LM+機構408を効果的に直列に載置し、これは、LM-機構410とLM+機構408との間、及びLM+機構408とエンジンバルブ404との間の破線の矢印によって図解されている。 Referring again to FIG. 4, the LM+ mechanism 408 is in series along the valve actuation load path 406 with the LM- mechanism 410 in all operating states of the LM+ mechanism 408. That is, as described above, any main valve actuation motion provided by the valve actuation motion source 402 is transmitted by the LM+ mechanism 408 to the LM- mechanism 410, regardless of whether the LM+ mechanism 408 is in its default state or its operating state. However, this is also not a requirement as illustrated in FIG. 5, in which the LM+ mechanism 408 is illustrated either in series or not in series with the LM- mechanism 410 as a function of the operating state of the LM+ mechanism 408. In this case, when the LM+ mechanism 408 is in its default operating state, i.e., when it is controlled to lose any auxiliary valve actuation motion applied to it, the LM+ mechanism 408 plays no role in transmitting the main valve actuation motion transmitted by the LM- mechanism 410, which is illustrated by the solid arrow between the LM- mechanism 410 and the engine valve 404. Effectively, in this state, the LM+ mechanism 408 is removed from the valve actuation load path 406 as depicted in FIG. 5. On the other hand, when the LM+ mechanism 408 is in its active operating state, i.e., when it is controlled to transmit any auxiliary valve actuation motion applied to it, the LM+ mechanism 408 participates in transmitting both the primary and auxiliary valve actuation motions received from the LM- mechanism 410, thereby effectively placing the LM+ mechanism 408 in series, as illustrated by the dashed arrows between the LM- mechanism 410 and the LM+ mechanism 408, and between the LM+ mechanism 408 and the engine valve 404.

図4及び図5のバルブ作動システム400、400’は、気筒405の動作を容易にし、その結果、単一のバルブ作動モーション源402を有するシステムにおいて、正の動力モード、休止モード、又は補助モードでの内燃機関の作動を容易し、全てのバルブ作動モーションをエンジンバルブ404に提供する。これは、図14に図解される方法を参照して更に説明される。ブロック1402において、上記のように、LM+及びLM-機構は、バルブ作動負荷経路に配設される。特に、LM-機構は、第1のデフォルト動作状態で、そこに適用される少なくとも主バルブ作動モーションを伝達するように構成され、第1の作動状態で、そこに適用される主バルブ作動モーション及び補助バルブ作動モーションを失うように構成される。付加的に、LM+機構は、第2のデフォルト動作状態で、それに適用される任意の補助バルブ作動モーションを失うように構成され、第2の作動状態で、補助バルブ作動モーションを伝達するように構成され、LM+機構は、少なくとも第2の作動状態の間、バルブ作動負荷経路のLM-機構に直列である。 The valve actuation system 400, 400' of FIG. 4 and FIG. 5 facilitates operation of the cylinder 405, and thus the internal combustion engine in a positive power mode, a deactivation mode, or an assist mode, in a system having a single valve actuation motion source 402, providing all valve actuation motion to the engine valve 404. This is further described with reference to the method illustrated in FIG. 14. In block 1402, as described above, the LM+ and LM- mechanisms are disposed in the valve actuation load path. In particular, the LM- mechanism is configured to transmit at least a main valve actuation motion applied thereto in a first default operating state, and is configured to lose the main and auxiliary valve actuation motions applied thereto in the first operating state. Additionally, the LM+ mechanism is configured to lose any auxiliary valve actuation motion applied thereto in a second default operating state, and is configured to transmit the auxiliary valve actuation motion in a second operating state, and the LM+ mechanism is in series with the LM- mechanism in the valve actuation load path during at least the second operating state.

ステップ1402でバルブ作動システムを準備した後、処理は、ブロック1406~1410のいずれかで進行し、ここで、エンジンは、LM+及びLM-機構の動作状態の制御に基づいて、それぞれ正の動力モード、休止モード、又は補助モードで動作される。したがって、ブロック1406において、エンジンを正の動力モードで動作させるために、LM-機構は、その第1のデフォルト動作状態に載置され、LM+機構は、その第2のデフォルト動作状態に載置される。このモードでは、LM+機構は、いかなる補助バルブ作動モーションも伝達しないが、LM-機構によって伝達されるいかなる主バルブ作動モーション(LM+機構が図4又は図5のように配設されているかどうかに応じて)を伝達することができる。この構成の正味効果は、正の動力動作に必要なように、主バルブ作動モーションのみがエンジンバルブに伝達されることである。 After preparing the valve actuation system in step 1402, processing proceeds to one of blocks 1406-1410 where the engine is operated in a positive power mode, a rest mode, or an assist mode, based on controlling the operating states of the LM+ and LM- mechanisms, respectively. Thus, in block 1406, to operate the engine in a positive power mode, the LM- mechanism is placed in its first default operating state, and the LM+ mechanism is placed in its second default operating state. In this mode, the LM+ mechanism does not transmit any auxiliary valve actuation motion, but can transmit any main valve actuation motion transmitted by the LM- mechanism (depending on whether the LM+ mechanism is arranged as in FIG. 4 or FIG. 5). The net effect of this configuration is that only the main valve actuation motion is transmitted to the engine valves, as required for positive power operation.

ブロック1408において、エンジンを休止モードで動作させるために、LM-機構は、その第1の作動動作状態に載置され、ロストモーション加算機構は、その第2のデフォルト動作状態にある。このモードでは、LM-機構は、それに適用されるいかなるバルブ作動モーションも伝達しない。結果として、対応する気筒は、バルブ作動モーションがエンジンバルブに伝達されない限り、休止される。LM-機構のこの動作を考慮すると、LM+機構の動作状態は、エンジンバルブに影響を及ぼさないであろう。しかしながら、現在の好ましい実施形態では、休止モード動作中に、LM+機構は、その第2のデフォルト動作状態に載置される。 In block 1408, to operate the engine in the pause mode, the LM- mechanism is placed in its first active operating state and the lost motion adder mechanism is in its second default operating state. In this mode, the LM- mechanism does not transmit any valve actuation motion applied to it. As a result, the corresponding cylinder is paused unless valve actuation motion is transmitted to the engine valve. Given this operation of the LM- mechanism, the operating state of the LM+ mechanism will not affect the engine valve. However, in the currently preferred embodiment, during pause mode operation, the LM+ mechanism is placed in its second default operating state.

ブロック1410において、エンジンを補助モードで動作させるために、LM-機構は、その第1のデフォルト動作状態に載置され、LM+機構は、その第2の作動動作状態に載置される。このモードでは、LM+機構は、任意の補助バルブ作動モーション及びLM-機構によって伝達される任意の主バルブ作動モーションを伝達する。この構成の正味の効果は、主バルブ作動モーションと補助バルブ作動モーションの両方がエンジンバルブに伝達され、それにより、特定の補助バルブ作動モーションによって提供される補助動作、例えば、EEVO、LIVC、圧縮-解放エンジンブレーキなどを提供することである。 At block 1410, to operate the engine in an assist mode, the LM- mechanism is placed in its first default operating state and the LM+ mechanism is placed in its second activated operating state. In this mode, the LM+ mechanism transmits any auxiliary valve actuation motion and any main valve actuation motion transmitted by the LM- mechanism. The net effect of this configuration is that both the main and auxiliary valve actuation motions are transmitted to the engine valves, thereby providing the auxiliary motion provided by the particular auxiliary valve actuation motion, e.g., EEVO, LIVC, compression-release engine braking, etc.

ステップ1406~1410で提供される様々なモードのうちのいずれかの間のエンジンの動作は、ブロック1412によって図解されるように、エンジンが運転している限り継続し得る。 Operation of the engine during any of the various modes provided in steps 1406-1410 may continue as long as the engine is running, as illustrated by block 1412.

図6は、図4の実施形態によるバルブ作動システム600の部分断面図を図解している。特に、システム600は、ロッカーアーム604のモーション受容端606でロッカーアーム604に動作可能に接続されたカムの形態のバルブ作動モーション源602を備える。固定表面622に対して反応するロッカーアームバイアス要素620(例えば、ばね)は、ロッカーアーム604をバルブ作動モーション源602と接触させるようにバイアスするのを支援するために提供され得る。当技術分野で知られているように、ロッカーアーム604は、ロッカーシャフト(図示せず)を中心に回転可能に往復運動し、それによって、ロッカーアーム604のモーション付与端608を介してバルブブリッジ610にバルブ作動モーション源によって提供されるバルブ作動モーションを付与する。次に、バルブブリッジ610は、一対のエンジンバルブ612、614に動作可能に接続されている。更に示されるように、バルブブリッジ610は、上記の図1に図解され、記載されたタイプのLM-機構616(ロックピストン)を備え、一方、ロッカーアーム604は、図2に関連して上に図解及び記載されたものと実質的に同様のタイプのLM+機構618(アクチュエータ)を含む。 FIG. 6 illustrates a partial cross-sectional view of a valve actuation system 600 according to the embodiment of FIG. 4. In particular, the system 600 includes a valve actuation motion source 602 in the form of a cam operably connected to a rocker arm 604 at a motion receiving end 606 of the rocker arm 604. A rocker arm biasing element 620 (e.g., a spring) reacting against a fixed surface 622 may be provided to assist in biasing the rocker arm 604 into contact with the valve actuation motion source 602. As is known in the art, the rocker arm 604 rotatably reciprocates about a rocker shaft (not shown), thereby imparting a valve actuation motion provided by the valve actuation motion source to a valve bridge 610 via a motion imparting end 608 of the rocker arm 604. The valve bridge 610 is in turn operably connected to a pair of engine valves 612, 614. As further shown, the valve bridge 610 includes an LM- mechanism 616 (lock piston) of the type illustrated and described in FIG. 1 above, while the rocker arm 604 includes an LM+ mechanism 618 (actuator) of a type substantially similar to that illustrated and described above in connection with FIG. 2.

LM+機構618の詳細は、ロッカーアーム604内に配設された他のコンポーネントと共に図7に更に図解されている。LM+機構618は、アクチュエータピストン702がラッシュ調整ねじ704上にスライド可能に配設されるように、リテーナ703に取り付けられたアクチュエータピストン702を備える。LM+機構618の更なる詳細は、以下の図9を参照して説明される。図9に最もよく示されるように、ラッシュ調整ねじ704は、LM+機構618がアクチュエータピストンボア710の下側部分に配設されるように、アクチュエータピストンボア710内にねじ式に締結される。ロックナット704は、使用中の所望のラッシュ設定にラッシュ調整ねじ704を固定するために提供される。 Details of the LM+ mechanism 618 are further illustrated in FIG. 7 along with other components disposed within the rocker arm 604. The LM+ mechanism 618 comprises an actuator piston 702 mounted on a retainer 703 such that the actuator piston 702 is slidably disposed on a lash adjustment screw 704. Further details of the LM+ mechanism 618 are described with reference to FIG. 9 below. As best shown in FIG. 9, the lash adjustment screw 704 is threadedly fastened within the actuator piston bore 710 such that the LM+ mechanism 618 is disposed in a lower portion of the actuator piston bore 710. A lock nut 704 is provided to secure the lash adjustment screw 704 at a desired lash setting during use.

図7はまた、ロッカーアーム604の上部及び底部(図示せず)上の開口部を含むリセットアセンブリボア724内に配設されたリセットアセンブリ712を図解している。リセットアセンブリ712は、リセットアセンブリボア724内にスライド可能に配設されたリセットピストン714を備える。リセットピストンばね715は、リセットピストン714の上に配設され、リセットピストンばね716の下側端は、c-クリップ718又は他の好適なコンポーネントを使用してリセットピストン714に固定される。ワッシャ720は、リセットピストンばね716の上側端に配設されている。リセットアセンブリ712は、当技術分野で知られているように、ばねクリップ722によってリセットアセンブリボア724内に維持される。図10及び図11に関して以下で更に詳細に説明するように、リセットピストンばね716は、リセットピストン714が固定表面(図7には示されていない)に接触することができるように、リセットアセンブリボア724の下側開口部からリセットピストン714をバイアスする。ロッカーアーム604が往復運動すると、リセットピストン714は、ロッカーアーム604の回転によって規定される制御可能な様式でリセットアセンブリボア724内をスライドする。特に、以下で更に詳細に記載されるように、ロッカーアーム604の所望の位置において、リセットピストン714は、リセットピストンに形成された環状チャネル715がリセット通路802(図8)と整合してLM+機構618のリセットを達成するように構成され得る。 FIG. 7 also illustrates a reset assembly 712 disposed within a reset assembly bore 724 that includes openings on the top and bottom (not shown) of the rocker arm 604. The reset assembly 712 includes a reset piston 714 slidably disposed within the reset assembly bore 724. A reset piston spring 715 is disposed over the reset piston 714, and a lower end of the reset piston spring 716 is secured to the reset piston 714 using a c-clip 718 or other suitable component. A washer 720 is disposed on an upper end of the reset piston spring 716. The reset assembly 712 is maintained within the reset assembly bore 724 by a spring clip 722, as known in the art. As will be described in more detail below with respect to FIGS. 10 and 11, the reset piston spring 716 biases the reset piston 714 out of the lower opening of the reset assembly bore 724 so that the reset piston 714 can contact a fixed surface (not shown in FIG. 7). As the rocker arm 604 reciprocates, the reset piston 714 slides within the reset assembly bore 724 in a controllable manner defined by the rotation of the rocker arm 604. In particular, as described in more detail below, at a desired position of the rocker arm 604, the reset piston 714 can be configured such that an annular channel 715 formed in the reset piston aligns with a reset passage 802 (FIG. 8) to effect a reset of the LM+ mechanism 618.

図7は、逆止バルブ732を受容するロッカーアーム604に形成された上側油圧通路730を更に図解している。以下でより詳細に説明するように、上側油圧通路730は、LM+機構618の動作を制御するために、アクチュエータピストンボア710に作動油(ロッカーシャフト、図示せずに形成された好適な供給通路によって提供される)を提供する。逆止バルブ732の設置後に上側油圧通路730上に液密シールを確実にするために、ねじ付きプラグ734又は同様のデバイスを用いることができる。付加的に、完全性のために、図7はまた、当技術分野で知られているように、ロッカーシャフト開口部742に、かつロッカーシャフト上に挿入され得るロッカーアームブッシング740を図解している。付加的に、カムフォロワ744は、好適な開口部748内に配設されたカムフォロワ軸746に取り付けられ得る。 7 further illustrates an upper hydraulic passage 730 formed in the rocker arm 604 that receives a check valve 732. As described in more detail below, the upper hydraulic passage 730 provides hydraulic fluid (provided by suitable supply passages formed in the rocker shaft, not shown) to the actuator piston bore 710 to control the operation of the LM+ mechanism 618. A threaded plug 734 or similar device can be used to ensure a fluid-tight seal on the upper hydraulic passage 730 after installation of the check valve 732. Additionally, for completeness, FIG. 7 also illustrates a rocker arm bushing 740 that can be inserted into the rocker shaft opening 742 and onto the rocker shaft, as known in the art. Additionally, a cam follower 744 can be attached to a cam follower shaft 746 disposed in a suitable opening 748.

しかしながら、図2のアクチュエータピストン210とは異なり、図9に最もよく図解されているように、LM+機構618のアクチュエータピストン702は、作動油がアクチュエータピストン702を介してLM-機構616に供給されることを可能にする油圧通路904、906を含む。図9に示すように、ロッカーアーム604に形成された下側油圧通路908は、ロッカーシャフト(図示せず)内の供給チャネルから作動油を受容し、作動油をアクチュエータピストンボア710の下側部分にルーティングする。アクチュエータピストン702は、アクチュエータピストン702のストローク全体を通して油圧供給通路908と整合するその側壁表面に形成された環状チャネル910を備える。次に、環状チャネル910は、アクチュエータピストン702内に形成された水平通路904及び垂直通路906と連通する。垂直通路906は、作動油をLM-機構616に通過させるために、その中に形成された開口部を有する、作動油を旋回706に方向付ける。このようにして、作動油は、LM-機構616への制御入力として選択的に供給され得る。 However, unlike the actuator piston 210 of FIG. 2, as best illustrated in FIG. 9, the actuator piston 702 of the LM+ mechanism 618 includes hydraulic passages 904, 906 that allow hydraulic fluid to be supplied to the LM- mechanism 616 through the actuator piston 702. As shown in FIG. 9, a lower hydraulic passage 908 formed in the rocker arm 604 receives hydraulic fluid from a supply channel in the rocker shaft (not shown) and routes the hydraulic fluid to a lower portion of the actuator piston bore 710. The actuator piston 702 includes an annular channel 910 formed in its sidewall surface that aligns with the hydraulic supply passage 908 throughout the stroke of the actuator piston 702. The annular channel 910 then communicates with the horizontal passage 904 and the vertical passage 906 formed in the actuator piston 702. The vertical passage 906 directs hydraulic fluid to the swivel 706, which has an opening formed therein for passing hydraulic fluid to the LM- mechanism 616. In this way, hydraulic fluid can be selectively provided as a control input to the LM-mechanism 616.

上記のように、図9に更に示すように、LM+機構618は、アクチュエータピストンボア710内に伸長するラッシュ調整ねじ704を備える。アクチュエータピストンばね918は、ラッシュ調整ねじ704とアクチュエータピストン702との間に配置され、ラッシュ調整ねじ704に形成された肩部920の下側表面に当接し、それによってアクチュエータピストン702をアクチュエータピストンボア710からバイアスする。この実施形態では、アクチュエータピストン702は、以下で更に詳細に説明するように、ラッシュ調整ねじ肩部920の上側表面と係合し、それによってアクチュエータピストン702の外向きストロークを制限する、リテーナ703への好適なねじ山を介して締結される。 As described above and further shown in FIG. 9, the LM+ mechanism 618 includes a lash adjustment screw 704 that extends into the actuator piston bore 710. An actuator piston spring 918 is disposed between the lash adjustment screw 704 and the actuator piston 702 and abuts against a lower surface of a shoulder 920 formed on the lash adjustment screw 704, thereby biasing the actuator piston 702 away from the actuator piston bore 710. In this embodiment, the actuator piston 702 is fastened via suitable threads to a retainer 703 that engages an upper surface of the lash adjustment screw shoulder 920, thereby limiting the outward stroke of the actuator piston 702, as described in more detail below.

図8及び図9は、作動油(例えば、高速ソレノイド、図示せず)をアクチュエータピストン702の上のアクチュエータピストンボア710に選択的に供給するために、ロッカーアーム604に形成された上側油圧通路730を更に図解する(図9に仮想線で)。(図8において、LM+機構618及びリセットアセンブリ712を形成する様々なコンポーネントは、図解を容易にするために示されていないことに留意されたい。)逆止バルブ732は、アクチュエータピストンボア710から上側油圧通路730に供給する供給通路への作動油の逆流を防ぐために、上側油圧通路730の広い部分730’に設けられている。このようにして、以下に説明するようにLM+機構618のリセットがない場合、作動油のロックされた容積がアクチュエータピストン702を伸長(作動)状態に維持するように、アクチュエータピストンボア710内に、逆止バルブ732とアクチュエータピストン702との間に高圧室を形成することができる。 8 and 9 further illustrate (in phantom in FIG. 9) an upper hydraulic passage 730 formed in the rocker arm 604 to selectively supply hydraulic fluid (e.g., high speed solenoid, not shown) to the actuator piston bore 710 above the actuator piston 702. (Note that in FIG. 8, the LM+ mechanism 618 and various components forming the reset assembly 712 are not shown for ease of illustration.) A check valve 732 is provided in the wide portion 730' of the upper hydraulic passage 730 to prevent backflow of hydraulic fluid from the actuator piston bore 710 into the supply passage feeding the upper hydraulic passage 730. In this manner, a high pressure chamber can be formed in the actuator piston bore 710 between the check valve 732 and the actuator piston 702 such that a locked volume of hydraulic fluid maintains the actuator piston 702 in an extended (actuated) state in the absence of a reset of the LM+ mechanism 618 as described below.

図3に関連して上で説明したように、単一のバルブ作動モーション源が主バルブ作動モーション及び補助バルブ作動モーションの両方を提供するバルブ作動システムは、組み合わされた補助バルブ作動モーション及び主バルブ作動モーション中のエンジンバルブの過伸長を回避するためにリセットする能力を必要とし得る。図6~図11に図解されている実施形態の文脈において、作動油のロックされた容積の通気及びアクチュエータピストン702のリセットは、リセットアセンブリ712の動作を通じて提供される。図8に最もよく示されるように、リセット通路802は、作動ピストンボア710のその部分と流体連通して提供され、アクチュエータピストン702及びリセットピストンボア804を有する高圧チャンバを形成する。リセットピストン714は、実際上、リセットピストンばね716のバイアス下でロッカーアーム604の底部から伸長する端部を有するスプールバルブである。図10及び図11に図解されている実施形態では、リセットピストン714は十分な長さのものであり、リセットピストンばね716は、リセットピストン714がロッカーアーム604の全ての位置を通して固定接触表面1002に連続的に接触することを確実にするのに十分なストロークを有する。 As described above in connection with FIG. 3, a valve actuation system in which a single valve actuation motion source provides both the main and auxiliary valve actuation motion may require a reset capability to avoid overextension of the engine valve during the combined auxiliary and main valve actuation motion. In the context of the embodiment illustrated in FIGS. 6-11, venting of the locked volume of hydraulic fluid and resetting of the actuator piston 702 are provided through operation of the reset assembly 712. As best shown in FIG. 8, a reset passage 802 is provided in fluid communication with that portion of the actuation piston bore 710 to form a high pressure chamber with the actuator piston 702 and the reset piston bore 804. The reset piston 714 is effectively a spool valve having an end that extends from the bottom of the rocker arm 604 under the bias of a reset piston spring 716. In the embodiment illustrated in FIGS. 10 and 11, the reset piston 714 is of sufficient length and the reset piston spring 716 has a sufficient stroke to ensure that the reset piston 714 is in continuous contact with the fixed contact surface 1002 through all positions of the rocker arm 604.

図10に示すように、ロッカーアーム604は、カム602に対して基部円にある(すなわち、カム602に向かって最大限に回転する)。この状態、並びに比較的低いリフト(例えば、図3に示されるリセット高さより下)では、環状チャネル715は、リセットピストン714の外径がリセット通路802との連絡をシールして、それにより、アクチュエータピストンボア710内に閉じ込められた流体の容積(提供される場合)を維持するように、リセット通路802と位置合わせされていない(図10及び図11に示されるように、上側油圧通路730の後ろに隠されている)。ロッカーアーム604は、図11に示されるように、より高いバルブリフトで(例えば、図3に示されるリセット高さ以上で)回転するので、リセットピストン714は、環状チャネル715がリセット通路802に整合し、それにより、閉じ込められた作動油が環状チャネル715を通ってリセットピストン714に形成された半径方向の穴1004に流れ込み、リセットピストン714に形成された軸方向通路1006(仮想線で示される)の上部を通って通気することを可能にするように、固定表面1002との接触点を中心に旋回し、リセットピストンボア804に対してスライドする。ロッカーアーム604が再び高リフトイベント後に回転すると、図10のように、リセットピストン714はそのボア804内で並進し、再びリセット通路802をシールし、それによってアクチュエータピストンボア710の再充填を可能にする。 10, the rocker arm 604 is at base circle relative to the cam 602 (i.e., rotated maximally toward the cam 602). In this state, as well as at relatively low lift (e.g., below the reset height shown in FIG. 3), the annular channel 715 is not aligned with the reset passage 802 (hidden behind the upper hydraulic passage 730, as shown in FIGS. 10 and 11) such that the outer diameter of the reset piston 714 seals communication with the reset passage 802, thereby maintaining the volume of fluid trapped within the actuator piston bore 710 (if provided). As the rocker arm 604 rotates at higher valve lift (e.g., above the reset height shown in FIG. 3), as shown in FIG. 11, the reset piston 714 pivots about its contact point with the fixed surface 1002 and slides relative to the reset piston bore 804 such that the annular channel 715 aligns with the reset passage 802, thereby allowing trapped hydraulic fluid to flow through the annular channel 715 into the radial hole 1004 formed in the reset piston 714 and vent through the top of the axial passage 1006 (shown in phantom) formed in the reset piston 714. When the rocker arm 604 again rotates after the high lift event, as in FIG. 10, the reset piston 714 translates within its bore 804, again sealing the reset passage 802, thereby allowing refilling of the actuator piston bore 710.

上述のように、図6~図11に図解されるリセットアセンブリ712は、固定接触表面1002と一定の接触を維持するように構成されている。しかしながら、これは要件ではないことが理解される。例えば、リセットアセンブリは、必要なリセット高さが達成されたときにのみ、固定表面に接触するポッペット型バルブを代わりに備えることができる。 As mentioned above, the reset assembly 712 illustrated in FIGS. 6-11 is configured to maintain constant contact with the fixed contact surface 1002. However, it will be understood that this is not a requirement. For example, the reset assembly could instead comprise a poppet-type valve that contacts the fixed surface only when the required reset height is achieved.

前述のように、ロッカーアームバイアス要素620は、カム602と接触するようにロッカーアーム604をバイアスするのを支援するために提供され得る。開示されたシステム600の特徴は、ロッカーアームバイアス要素620もアクチュエータピストンばね918のいずれも、実質的に全ての動作条件を通してカム602と接触するように、ロッカーアーム604をバイアスするのに十分な力を個別に提供するように、個別に構成されていないことである。しかしながら、この実施形態では、ロッカーアームバイアス要素620及びアクチュエータピストンばね918は、ロッカーアーム604の実質的に全ての動作条件を通して、この目的のために組み合わせて機能するように選択される。例えば、カム602に向かってロッカーアーム604をバイアスするのを助けるために、アクチュエータピストンばね918は、比較的低いリフトバルブ作動モーション(例えば、EEVO、LIVCなど)中にのみ高い力を提供し、ここでは、潜在的な高速動作により、ほとんどが必要である。制御されない場合、アクチュエータピストンばね918によって適用されるバイアス力は、アクチュエータピストン702を有意な力でLM-機構616に押し付けることができる。LM-機構616が、図1を参照して説明したような機械的ロック機構である場合、そのような力は、ロック要素180が伸長及び格納する能力を妨害するのに十分強く、それにより、LM-機構616のロック及びアンロックを防ぐ。アクチュエータピストン702のラッシュ調整ねじ肩部920によって課される移動制限は、LM-機構616へのそのような過度の負荷を防ぎ、それにより、LM-機構616内に通常提供されるラッシュスペースを維持し、ロック要素180が必要に応じて自由に伸長/格納することを可能にする。 As previously mentioned, the rocker arm biasing element 620 may be provided to assist in biasing the rocker arm 604 into contact with the cam 602. A feature of the disclosed system 600 is that neither the rocker arm biasing element 620 nor the actuator piston spring 918 are individually configured to individually provide sufficient force to bias the rocker arm 604 into contact with the cam 602 through substantially all operating conditions. However, in this embodiment, the rocker arm biasing element 620 and the actuator piston spring 918 are selected to function in combination for this purpose through substantially all operating conditions of the rocker arm 604. For example, to help bias the rocker arm 604 toward the cam 602, the actuator piston spring 918 provides high force only during relatively low lift valve actuation motions (e.g., EEVO, LIVC, etc.), where most is needed due to potential high speed operation. If not controlled, the biasing force applied by the actuator piston spring 918 can push the actuator piston 702 against the LM-mechanism 616 with significant force. If the LM-mechanism 616 is a mechanical locking mechanism as described with reference to FIG. 1, such forces may be strong enough to impede the ability of the locking element 180 to extend and retract, thereby preventing the LM-mechanism 616 from locking and unlocking. The travel limit imposed by the lash adjustment screw shoulder 920 of the actuator piston 702 prevents such excessive loads on the LM-mechanism 616, thereby maintaining the lash space normally provided in the LM-mechanism 616 and allowing the locking element 180 to freely extend/retract as needed.

付加的に、アクチュエータピストンばね918によるアクチュエータピストン702の伸長は比較的小さいが、それにもかかわらず、外側プランジャばね146が耐える必要がある範囲応力を低減する。次に、アクチュエータピストンばね918は、低リフト、潜在的に高速バルブ作動モーションに特に必要な高い力を提供する高い力の、低移動ばねであり得る。アクチュエータピストンばね918及び外側プランジャばね146によるこの負担分担はまた、高い予圧を提供するためのロッカーアームバイアス要素620の必要性を軽減することができ、ロッカーアームバイアス要素620の設計が、休止状態の動作中に発生する主バルブ作動モーションのためのより低速でより高いリフト部分、これはより厳しくない設計制約である、に焦点を合わせることを可能にする。 Additionally, the extension of the actuator piston 702 by the actuator piston spring 918 is relatively small, yet still reduces the range stress that the outer plunger spring 146 must withstand. The actuator piston spring 918 can then be a high force, low travel spring that provides the high force required specifically for low lift, potentially high speed valve actuation motion. This burden sharing by the actuator piston spring 918 and the outer plunger spring 146 can also alleviate the need for the rocker arm biasing element 620 to provide a high preload, allowing the design of the rocker arm biasing element 620 to focus on the slower, higher lift portion for the main valve actuation motion that occurs during quiescent operation, which is a less stringent design constraint.

図12は、図5の実施形態によるバルブ作動システム1200の部分断面図を図解している。このシステム600では、バルブ作動モーション源は、プッシュチューブ1202を介してロッカーアーム1204のモーション受容端1206に動作可能に接続されたカム(図示せず)と、上記図1に図解及び記載されたタイプの介在LM-機構1216とを備える。図6~図11に図解される実施形態と同様に、ロッカーアーム1204は、ロッカーシャフト(図示せず)の周りで回転往復運動し、それにより、ロッカーアーム1204のモーション付与端1208を介してバルブブリッジ1210に、バルブ作動モーション源によって提供されるバルブ作動モーションを付与する。次に、バルブブリッジ1210は、一対のエンジンバルブ1212、1214に動作可能に接続されている。更に示されるように、ロッカーアーム1204は、図2に関連して図解及び説明したものと実質的に同様のタイプのLM+機構1218を備える。この場合、作動油は、ロッカーシャフト及びロッカーアーム1204及びボール接合部1220に形成された好適な通路を介してLM-機構1216に提供される。同様に、作動油は、ロッカーシャフト及びロッカーアーム1204に形成された好適な通路を介してLM+機構1218に提供される。しかしながら、この実装形態では、先行する実施形態の逆止バルブ732は、制御バルブ1222によって置き換えられて、アクチュエータピストンを伸長状態に維持するために必要な油圧ロックを確立する。図12の実施形態は、好適なブリッジピン1224を介して単一のエンジンバルブ1214のみと相互作用するLM+機構1218の配設によって更に特徴付けられる。 FIG. 12 illustrates a partial cross-sectional view of a valve actuation system 1200 according to the embodiment of FIG. 5. In this system 600, the valve actuation motion source comprises a cam (not shown) operably connected to a motion receiving end 1206 of a rocker arm 1204 via a push tube 1202, and an intervening LM-mechanism 1216 of the type illustrated and described in FIG. 1 above. As in the embodiment illustrated in FIGS. 6-11, the rocker arm 1204 reciprocates rotationally about a rocker shaft (not shown), thereby imparting a valve actuation motion provided by the valve actuation motion source to a valve bridge 1210 via a motion imparting end 1208 of the rocker arm 1204. The valve bridge 1210 is in turn operably connected to a pair of engine valves 1212, 1214. As further shown, the rocker arm 1204 comprises an LM+ mechanism 1218 of a type substantially similar to that illustrated and described in connection with FIG. 2. In this case, hydraulic fluid is provided to the LM- mechanism 1216 via suitable passages formed in the rocker shaft and rocker arm 1204 and ball joint 1220. Similarly, hydraulic fluid is provided to the LM+ mechanism 1218 via suitable passages formed in the rocker shaft and rocker arm 1204. However, in this implementation, the check valve 732 of the previous embodiment is replaced by a control valve 1222 to establish the hydraulic lock necessary to maintain the actuator piston in an extended state. The embodiment of FIG. 12 is further characterized by the arrangement of the LM+ mechanism 1218 interacting with only a single engine valve 1214 via a suitable bridge pin 1224.

この実施形態では、LM-機構1216は、プッシュロッド1202がカムと接触するようにバイアスされ、ロッカーアームがエンジンバルブ1212、1214の方向にバイアスされるように、プッシュロッド1202に対してロック機構の外側プランジャを外向きにバイアスするための比較的強いばねを含む。この実装形態では、LM-機構1216の外側プランジャは、(エンジンアセンブリとは対照的に)エンジン動作中に限定されないが、LM-機構1216に移動制限を課すことは、アセンブリを容易にする。 In this embodiment, the LM-mechanism 1216 includes a relatively strong spring to bias the outer plunger of the locking mechanism outward against the push rod 1202 such that the push rod 1202 is biased into contact with the cam and the rocker arm is biased toward the engine valves 1212, 1214. In this implementation, the outer plunger of the LM-mechanism 1216 is not limited during engine operation (as opposed to engine assembly), but imposing a travel limit on the LM-mechanism 1216 facilitates assembly.

LM+機構1218の構成、特に内向きばね付きアクチュエータピストンを考慮すると、LM+機構1218がそのデフォルト状態にあるときに、アクチュエータピストンとブリッジピンとの間にギャップが提供される。結果として、このデフォルト状態の間、LM+機構1218は、図5に関連して上に説明したように、LM-機構1216を有するモーション負荷経路に沿って直列ではない。更に、デフォルト状態の間のギャップが存在するにもかかわらず、アクチュエータピストンは、上記のように外側のプランジャピストンばねの強度を考慮すると、完全に伸長することはできない。この場合、アクチュエータピストンは、主モーションバルブイベントが発生するまで完全に伸長することができず、それによって、アクチュエータピストンとブリッジピン1224との間に十分なギャップを作成して完全に伸長することを可能にする。しかしながら、伸長(作動)状態にあるとき、アクチュエータピストンは、それに適用される補助バルブ作動モーションを伝達するだけでなく、その対応するエンジンバルブ1214に適用される主バルブ作動モーションもまた伝達する。この場合、LM+機構1218は、図5に関連して上に説明したように、アクチュエータピストンの作動状態の間にLM-機構1216と直列に載置される。 Considering the configuration of the LM+ mechanism 1218, particularly the inwardly sprung actuator piston, a gap is provided between the actuator piston and the bridge pin when the LM+ mechanism 1218 is in its default state. As a result, during this default state, the LM+ mechanism 1218 is not in series along the motion load path with the LM- mechanism 1216, as described above in connection with FIG. 5. Furthermore, despite the existence of a gap during the default state, the actuator piston cannot fully extend, considering the strength of the outer plunger piston spring as described above. In this case, the actuator piston cannot fully extend until a primary motion valve event occurs, thereby creating a sufficient gap between the actuator piston and the bridge pin 1224 to allow for full extension. However, when in the extended (actuated) state, the actuator piston not only transmits the auxiliary valve actuation motion applied to it, but also the primary valve actuation motion applied to its corresponding engine valve 1214. In this case, the LM+ mechanism 1218 is placed in series with the LM- mechanism 1216 during the actuator piston's actuated state, as described above in connection with FIG. 5.

図13は、図5の実施形態によるバルブ作動システム1300の部分断面図を図解している。特に、図13に図解されている実施形態は、球形接合部1220が外向きにバイアスされ、移動制限されたスライドピン1320で置き換えられていることを除いて、図12の実施形態と実質的に同一である。この場合、LM-機構1216の外側プランジャばねは、好ましくは、ゼロ又は低バルブリフト中(例えば、基部円上)の低い予圧で設計され、休止モード動作中の主バルブ作動モーションにわたるロッカーアーム1204のモーションの全域を制御するためのピーク力を得るために必要なばね速度を有する。 Figure 13 illustrates a partial cross-sectional view of a valve actuation system 1300 according to the embodiment of Figure 5. In particular, the embodiment illustrated in Figure 13 is substantially identical to the embodiment of Figure 12, except that the spherical joint 1220 is replaced with an outwardly biased, limited travel slide pin 1320. In this case, the outer plunger spring of the LM-mechanism 1216 is preferably designed with a low preload during zero or low valve lift (e.g., on the base circle) and has the spring velocity required to obtain a peak force to control the full range of motion of the rocker arm 1204 over the main valve actuation motion during pause mode operation.

他方、スライドピン1320を外向きにバイアスするために使用されるスライドピンばね1322は、比較的高い予圧及び短いストローク(上で議論されたアクチュエータピストンばね918と実質的に同様)で構成されている。スライドピストン1320はそのボア内でスライドすることができるので、スライドピストン1320は、スライドピストン1320の全ストローク全体にわたって流体供給通路と環状チャネル1334を整合することにより、ロッカーアーム1204とLM-機構1216との間の連続的な流体連通を確実にするように、それに位置合わせされた環状チャネル1334及び半径方向開口部1336を含む。付加的に、ストローク調整ねじ1338は、スライドピン1320の移動を、そのボアからLM-機構1216に向かって制限するように機能する。上記のアクチュエータピストン702に適用される移動制限能力に関して説明したように、ストローク調整ねじ1338は、スライドピンばね1322の全力がLM-機構1216に適用されるのを防ぎ、そうでなければ過負荷になり、その動作に干渉する可能性がある。ストローク調整ねじ1338によって提供されるストロークを適正に選択することによって、すなわち、そのデフォルト動作状態の間にLM+機構によって失われなければならないモーションに等しいことにより、LM-機構1216内のロック要素に提供されるラッシュは、前述のようにその適切な動作を確実にするように選択され得る。実際には、スライドピン1320のアセンブリ、スライドピンばね1322及びストローク調整ねじ1338は、この実施形態におけるLM+機構の一部を構成する。 On the other hand, the slide pin spring 1322 used to bias the slide pin 1320 outward is configured with a relatively high preload and short stroke (substantially similar to the actuator piston spring 918 discussed above). As the slide piston 1320 is able to slide within its bore, it includes an annular channel 1334 and radial openings 1336 aligned therewith to ensure continuous fluid communication between the rocker arm 1204 and the LM-mechanism 1216 by aligning the annular channel 1334 with the fluid supply passage throughout the entire stroke of the slide piston 1320. Additionally, the stroke adjustment screw 1338 functions to limit the movement of the slide pin 1320 from its bore towards the LM-mechanism 1216. As discussed with respect to the travel limiting capability applied to the actuator piston 702 above, the stroke adjustment screw 1338 prevents the full force of the slide pin spring 1322 from being applied to the LM-mechanism 1216, which could otherwise be overloaded and interfere with its operation. By properly selecting the stroke provided by the stroke adjustment screw 1338, i.e., equal to the motion that must be lost by the LM+ mechanism during its default operating state, the lash provided to the locking element in the LM- mechanism 1216 can be selected to ensure its proper operation as described above. In effect, the assembly of the slide pin 1320, slide pin spring 1322 and stroke adjustment screw 1338 constitute part of the LM+ mechanism in this embodiment.

上記のように、LM+及びLM-機構内の外向き(伸長された)及び内向きばね付き(格納された)要素の様々な特定の組み合わせを、必要に応じて移動制限して、提供し得る。より一般的には、一実装形態では、LM-機構(より具体的には、要素又はそのコンポーネント)は、伸長位置にバイアスされ得、LM+機構(再び、より具体的には、要素又はそのコンポーネント)は、格納位置にバイアスされ得る。この場合、LM-機構の伸長位置は、移動制限され得る。任意の所与の実施形態の別の実装形態では、LM-機構は、第1の力によって伸長位置にバイアスされ得、LM+機構はまた、第2の力によって伸長位置にバイアスされ得る。この場合、第1のバイアス力は、好ましくは第2のバイアス力よりも大きい。付加的に、再度、LM-機構の伸長位置は、移動制限され得る。更に別の実装形態では、LM-機構は、伸長位置にバイアスされ得、LM+機構はまた、伸長位置にバイアスされ得る。この場合、しかしながら、LM+機構の伸長位置は、移動制限される。この実装形態では、LM+機構の移動を制限する可能性のある利点は、ブッシング摩耗を低減するために、カム基部円上のバルブトレイン上のゼロ負荷を可能にすることである。 As noted above, various specific combinations of outward (extended) and inward springing (retracted) elements in the LM+ and LM- mechanisms may be provided, with travel limiting as needed. More generally, in one implementation, the LM- mechanism (more specifically, an element or component thereof) may be biased to an extended position, and the LM+ mechanism (again, more specifically, an element or component thereof) may be biased to a retracted position. In this case, the extended position of the LM- mechanism may be travel limited. In another implementation of any given embodiment, the LM- mechanism may be biased to an extended position by a first force, and the LM+ mechanism may also be biased to an extended position by a second force. In this case, the first biasing force is preferably greater than the second biasing force. Additionally, again, the extended position of the LM- mechanism may be travel limited. In yet another implementation, the LM- mechanism may be biased to an extended position, and the LM+ mechanism may also be biased to an extended position. In this case, however, the extended position of the LM+ mechanism is limited in travel. In this implementation, a possible advantage of limiting the travel of the LM+ mechanism is to allow zero load on the valve train on the cam base circle to reduce bushing wear.

図4に関して上述したように、また、同様の参照番号が図4と比較して同様の要素を指す図15に関して示すように、LM-機構410’がLM-機構408’よりもバルブ作動モーション経路406に沿ってバルブ作動モーション源402の近くに配設されたシステム1500を提供することができる。しかしながら、図5のシステム400’とは異なり、図15に示されるLM+機構408’は、LM+機構408’の動作状態(デフォルト又はアクティブ化)にかかわらず、常にLM-機構410’と直列であり、したがって、LM+機構408’は、常に、LM-機構410’によって伝達される主バルブ作動モーションを伝達する役目を果たし、バルブ作動負荷経路406から決して除去されない。 4, and as shown with respect to FIG. 15, in which like reference numbers refer to like elements as compared to FIG. 4, a system 1500 can be provided in which the LM-mechanism 410' is disposed closer to the valve actuation motion source 402 along the valve actuation motion path 406 than the LM-mechanism 408'. However, unlike the system 400' of FIG. 5, the LM+ mechanism 408' shown in FIG. 15 is always in series with the LM-mechanism 410', regardless of the operating state (default or activated) of the LM+ mechanism 408', and thus the LM+ mechanism 408' always serves to transmit the main valve actuation motion transmitted by the LM-mechanism 410' and is never removed from the valve actuation load path 406.

特に、LM+機構408’がそのデフォルト動作状態にあるとき、LM+機構408’は、任意の補助バルブ作動モーションを失うが、バルブ作動モーション源402及びLM-機構408’によってそこに加えられる主バルブ作動モーションを伝達するように構成される。他方、LM+機構408’がその作動動作状態にあるとき、すなわち、それに適用される任意の補助バルブ作動モーションを伝達するように制御されるとき、LM+機構408’は、バルブ作動源402及びLM-機構410’から受容される主バルブ作動モーション及び補助バルブ作動モーションの両方の伝達に関与する。このように構成されると、バルブ作動システム1500は、気筒405の動作を容易にし、その結果、単一のバルブ作動モーション源102を有するシステムにおいて、正の動力モード、休止モード、又は補助モード(例えば、エンジンブレーキ)での内燃機関の作動を容易し、全てのバルブ作動モーションをエンジンバルブ404に提供する。すなわち、システム1500は、図14を参照して示され、上述された方法を実施することができる。しかしながら、この場合、ブロック1402におけるLM-機構及びLM+機構のプロビジョニングは、以下で更に詳細に説明されるように、それぞれ、プレロッカーバルブトレインコンポーネント及びバルブブリッジにおいて行われる。 In particular, when the LM+ mechanism 408' is in its default operating state, the LM+ mechanism 408' loses any auxiliary valve actuation motion, but is configured to transmit the main valve actuation motion applied thereto by the valve actuation motion source 402 and the LM- mechanism 408'. On the other hand, when the LM+ mechanism 408' is in its active operating state, i.e., when it is controlled to transmit any auxiliary valve actuation motion applied thereto, the LM+ mechanism 408' participates in transmitting both the main and auxiliary valve actuation motions received from the valve actuation source 402 and the LM- mechanism 410'. So configured, the valve actuation system 1500 facilitates operation of the cylinder 405, and thus the internal combustion engine in a positive power mode, a deactivation mode, or an auxiliary mode (e.g., engine braking), in a system having a single valve actuation motion source 102, providing all valve actuation motion to the engine valve 404. That is, the system 1500 can implement the method shown with reference to FIG. 14 and described above. In this case, however, the provisioning of the LM- and LM+ mechanisms in block 1402 occurs in the pre-rocker valve train components and the valve bridge, respectively, as described in more detail below.

図16~図18は、図15の実施形態によるバルブ作動システム1600を図解している。この実施形態では、バルブ作動システム1600は、プレロッカーアームバルブトレインコンポーネント内又は上に配置されたLM-機構1602と、バルブブリッジ内に配置されたLM+機構1604とを含む。本明細書で使用される場合、プレロッカーアームバルブトレインコンポーネントは、バルブトレイン内で、バルブ作動モーション源(例えば、カム、図示されず)と、ロッカーアーム1620との間に配置された任意のバルブトレインコンポーネントを含み得る。例えば、これは、プッシュロッド、タペット、ローラフォロワなどの当技術分野で知られているデバイスを含むことができる。図16及び図17に示す例では、プレロッカーアームバルブトレインコンポーネントは、プッシュロッド1610を備え、プッシュロッドは、ローラフォロワ1612に動作可能に接続されて、プッシュロッド1610とカム(図示せず)との間の接触を確立する。この実施形態では、LM-機構1602は、LM-機構1602がプッシュロッド1610及びロッカーアーム1620の両方と動作可能に接続されるように、プッシュロッド1610の上端部に取り付けられる。更にこの例では、ロッカーアーム1620はロッカーシャフト(図示せず)上に往復運動するように取り付けられている。次に、ロッカーアーム1620は、LM+機構1604が配置されるバルブブリッジ1630に動作可能に接続される。従来の内燃機関と同様に、バルブブリッジ1630は、対応するバルブばね1646、1648によって閉位置にバイアスされる2つ以上のエンジンバルブ1642、1644(吸気バルブ又は排気バルブ)に動作可能に接続される。図16は、以下で更に詳細に説明するように、LM-機構1602の上端部に接触する固定反作用面1650を更に示す。 16-18 illustrate a valve actuation system 1600 according to the embodiment of FIG. 15. In this embodiment, the valve actuation system 1600 includes an LM- mechanism 1602 disposed in or on a pre-rocker arm valve train component and an LM+ mechanism 1604 disposed in a valve bridge. As used herein, a pre-rocker arm valve train component may include any valve train component disposed in the valve train between a valve actuation motion source (e.g., a cam, not shown) and a rocker arm 1620. For example, this may include devices known in the art, such as push rods, tappets, roller followers, etc. In the example shown in FIGS. 16 and 17, the pre-rocker arm valve train component includes a push rod 1610 operably connected to a roller follower 1612 to establish contact between the push rod 1610 and a cam (not shown). In this embodiment, the LM-mechanism 1602 is attached to the upper end of the push rod 1610 such that the LM-mechanism 1602 is operatively connected to both the push rod 1610 and the rocker arm 1620. Further in this example, the rocker arm 1620 is mounted for reciprocating motion on a rocker shaft (not shown). The rocker arm 1620 is then operatively connected to a valve bridge 1630 in which the LM+ mechanism 1604 is disposed. As in a conventional internal combustion engine, the valve bridge 1630 is operatively connected to two or more engine valves 1642, 1644 (intake or exhaust valves) that are biased to a closed position by corresponding valve springs 1646, 1648. FIG. 16 further illustrates a fixed reaction surface 1650 that contacts the upper end of the LM-mechanism 1602, as described in more detail below.

ここで図17及び図18を参照すると、図16の実施形態の更なる詳細が示され、説明されている。上述したように、プッシュロッド1610にはLM-機構1602が取り付けられている。この実施形態では、LM-機構1602は、ハウジング1702のベース壁1703から離れるように伸長するスタッド1704とプッシュロッド1610の内径1705との間の締まり嵌め又はねじ係合によってプッシュロッド1610に取り付けられたハウジング1702を備える。あるいは、ハウジング1702は、プッシュロッド1610の一部として一体的に形成されてもよく、又は、プッシュロッド1610は、ハウジング1702のベース壁1703の外部に形成されたレセプタクルに挿入されてもよい。閉じたハウジングボア1706は、ハウジング1702に形成され、外側プランジャ1708、内側プランジャ1712、内側プランジャばねリテーナ1714、内側プランジャばね1716、外側プランジャばね1709、及びこの実施形態ではウェッジとして示されている1つ以上のロック要素1718を受け入れるように構成されている。ハウジングボア1706内でベース壁1703と外側プランジャ1708との間に配置された外側プランジャばね1709は、外側プランジャ1708をハウジングボア1706内で上方にバイアスする(図17に示すように)。内側プランジャ1712は、外側プランジャ1708内に形成された内側ボア1710内に配置される。内側プランジャばねリテーナ1714(内側ボア1710の下端部に固定されてこれを閉鎖する)と内側プランジャ1712との間に配置された内側プランジャばね1716は、内側プランジャ1712を内側ボア1710内で上方にバイアスする。内側プランジャ1712の上方への移動は、内側ボア1710の上端部に形成された停止面1726によって制限される。外側プランジャ1708は、ウェッジ1718が配置される外側プランジャ1708の側壁を通って伸長する開口部を含み、ウェッジ1718は、ハウジングボア1706を画定する表面に形成された環状の外側のくぼみ1720と係合するように構成される。 17 and 18, further details of the embodiment of FIG. 16 are shown and described. As mentioned above, the push rod 1610 is attached to the LM-mechanism 1602. In this embodiment, the LM-mechanism 1602 comprises a housing 1702 attached to the push rod 1610 by an interference fit or threaded engagement between a stud 1704 extending away from a base wall 1703 of the housing 1702 and an inner diameter 1705 of the push rod 1610. Alternatively, the housing 1702 may be integrally formed as part of the push rod 1610, or the push rod 1610 may be inserted into a receptacle formed on the exterior of the base wall 1703 of the housing 1702. A closed housing bore 1706 is formed in the housing 1702 and is configured to receive an outer plunger 1708, an inner plunger 1712, an inner plunger spring retainer 1714, an inner plunger spring 1716, an outer plunger spring 1709, and one or more locking elements 1718, shown in this embodiment as wedges. The outer plunger spring 1709, disposed within the housing bore 1706 between the base wall 1703 and the outer plunger 1708, biases the outer plunger 1708 upwardly within the housing bore 1706 (as shown in FIG. 17 ). The inner plunger 1712 is disposed within an inner bore 1710 formed in the outer plunger 1708. An inner plunger spring 1716 disposed between the inner plunger spring retainer 1714 (secured to close the lower end of the inner bore 1710) and the inner plunger 1712 biases the inner plunger 1712 upwardly within the inner bore 1710. The upward movement of the inner plunger 1712 is limited by a stop surface 1726 formed at the upper end of the inner bore 1710. The outer plunger 1708 includes an opening extending through a sidewall of the outer plunger 1708 in which a wedge 1718 is disposed, the wedge 1718 being configured to engage an annular outer recess 1720 formed in a surface defining the housing bore 1706.

内側ボア1710の上端部の開口部を介して内側プランジャ1712に適用される油圧制御がない場合、すなわち、図17に示されるようなLM-機構1602のデフォルト状態では、内側ピストンばね1716は、内側プランジャ1712を所定位置にバイアスして、ウェッジ1718が外側プランジャ1708に形成された開口部から伸長し、それによって外側のくぼみ1720と係合し、外側プランジャ1708をハウジング1702に対して所定位置に効果的にロックする。このデフォルト状態では、プッシュチューブ1610に加えられる任意のバルブ作動モーション(主運動であろうと補助運動であろうと)は、ハウジング1702に対して定位置に効果的にロックされている外側プランジャ1708によってLM-機構1602によって伝達される。しかしながら、内側プランジャ1712の上部に十分に加圧された作動油を供給すると、内側プランジャ1712は下向きにスライドし、その結果、ウェッジ1718が格納され、外側のくぼみ1720から外れることができ、それにより、ハウジング1702に対して外側プランジャ1708のロックを効果的に解除し、外側プランジャばね1709によって提供されるバイアスを受けて、外側プランジャ1708がハウジングボア1706内で自由にスライドできるようになる。この作動状態では、プッシュロッド1610によってハウジング1702に加えられる任意のバルブ作動モーションは、外側プランジャ1708が静止したままである間に、加えられた作動モーションに従ってプッシュロッド1610及びハウジング1702を往復運動させる。このようにして、ハウジングボア1706内の外側プランジャ1708の移動が、適用されるバルブ作動モーションの最大範囲よりも大きいと仮定すると、そのようなバルブ作動モーションは、エンジンバルブに伝達されず、対応する気筒が休止されるように効果的に失われる。 In the absence of hydraulic control applied to the inner plunger 1712 through the opening at the top end of the inner bore 1710, i.e., in the default state of the LM-mechanism 1602 as shown in FIG. 17, the inner piston spring 1716 biases the inner plunger 1712 into a predetermined position such that the wedge 1718 extends from an opening formed in the outer plunger 1708, thereby engaging the outer recess 1720 and effectively locking the outer plunger 1708 in position relative to the housing 1702. In this default state, any valve actuation motion (whether primary or secondary) applied to the push tube 1610 is transmitted by the LM-mechanism 1602 through the outer plunger 1708, which is effectively locked in position relative to the housing 1702. However, providing sufficient pressurized hydraulic fluid to the top of the inner plunger 1712 causes the inner plunger 1712 to slide downward, thereby allowing the wedge 1718 to retract and disengage from the outer recess 1720, thereby effectively unlocking the outer plunger 1708 relative to the housing 1702 and allowing the outer plunger 1708 to slide freely within the housing bore 1706 under the bias provided by the outer plunger spring 1709. In this operating state, any valve actuation motion applied to the housing 1702 by the push rod 1610 reciprocates the push rod 1610 and the housing 1702 according to the applied actuation motion while the outer plunger 1708 remains stationary. In this manner, assuming the movement of the outer plunger 1708 within the housing bore 1706 is greater than the maximum range of the applied valve actuation motion, such valve actuation motion is not transmitted to the engine valve and is effectively lost such that the corresponding cylinder is deactivated.

更に、図示の実施形態では、バイアスばね1722が、ハウジング1702の外面上に形成され、そこから半径方向に伸長するフランジ1724と、固定接触面1650との間に接触して配置される。図示のように、固定接触面1650は、外側プランジャ1708がロッカーアーム1620上に配置されたラッシュ調整ねじ1730と接触することを可能にする一方で、依然としてバイアスばね1722の上端部と係合するように構成される。バイアスばね1722は、プッシュロッド1610及びLM-機構1602が、プッシュロッド1610に加えられるバルブ作動モーションに従って往復運動するときに、それらの慣性を管理し、プッシュロッド1610が(この例ではローラフォロワ1612を介して)バルブ作動モーション源との接触を維持することを確実にするために設けられる。この目的のために固定接触面1650を使用することにより、バイアスばね1722によって加えられる比較的大きなバイアスが(ロッカーアーム1620を介して)LM+機構1604にも加えられること、及びその動作を妨げることが防止される。比較すると、外側プランジャばね1709は、外側プランジャ1708をバイアスしてロッカーアーム1620/ラッシュ調整ねじ1730と接触させるのに十分であるが、やはりLM+機構1604の動作を妨げるほど強くない比較的軽いばねである。 Further, in the illustrated embodiment, the bias spring 1722 is disposed in contact between a flange 1724 formed on and extending radially from the outer surface of the housing 1702 and a fixed contact surface 1650. As shown, the fixed contact surface 1650 is configured to allow the outer plunger 1708 to contact the lash adjustment screw 1730 disposed on the rocker arm 1620 while still engaging the upper end of the bias spring 1722. The bias spring 1722 is provided to manage the inertia of the push rod 1610 and the LM- mechanism 1602 as they reciprocate in accordance with the valve actuation motion applied to the push rod 1610 and ensure that the push rod 1610 maintains contact with the source of valve actuation motion (via the roller follower 1612 in this example). The use of the fixed contact surface 1650 for this purpose prevents the relatively large bias applied by the bias spring 1722 from also being applied to the LM+ mechanism 1604 (via the rocker arm 1620) and interfering with its operation. In comparison, the outer plunger spring 1709 is a relatively light spring that is strong enough to bias the outer plunger 1708 into contact with the rocker arm 1620/lash adjustment screw 1730, but is also not so strong as to interfere with the operation of the LM+ mechanism 1604.

当技術分野で知られているように、ロッカーシャフト(図示せず)には、ロッカーアーム1620内に形成された油圧通路1736、1738に加圧作動油を供給するためのチャネルを設けることができる。当技術分野で更に知られているように、そのような作動油の供給は、コントローラ420の監視下で適切なソレノイド(図示せず)を使用することによって制御することができる。油圧通路1736、1738は、作動油をLM-機構1602及びLM+機構1604のそれぞれに送る。それぞれの通路1736、1738を通る作動油の流れを選択的に制御することによって、LM-機構及びLM-機構1602、1604のそれぞれのデフォルト/作動状態が同様に制御され得る。 As known in the art, the rocker shaft (not shown) may be provided with channels for supplying pressurized hydraulic fluid to hydraulic passages 1736, 1738 formed in the rocker arm 1620. As further known in the art, the supply of such hydraulic fluid may be controlled through the use of appropriate solenoids (not shown) under the supervision of the controller 420. The hydraulic passages 1736, 1738 route hydraulic fluid to the LM- mechanism 1602 and the LM+ mechanism 1604, respectively. By selectively controlling the flow of hydraulic fluid through the respective passages 1736, 1738, the default/operational state of each of the LM- and LM+ mechanisms 1602, 1604 may likewise be controlled.

この目的のために、ロッカーアーム1620は、その中に形成され、ボール接合部1732で終端する第1の流体通路1734を有する、当技術分野で知られているようなラッシュ調整ねじ1730を備える。ボール接合部1732は、第1の流体通路1734と内側ボア1710との間の流体連通がバルブ作動システム1600の全動作を通して提供されるように、外側プランジャ1708の相補的に構成された上面と係合するように形成される。第1の油圧通路1736は、第1の流体通路1734と流体連通しており、作動油は、上述のようにLM-機構1602への制御入力として選択的に提供されてもよい。 To this end, the rocker arm 1620 includes a lash adjustment screw 1730, as known in the art, having a first fluid passage 1734 formed therein and terminating at a ball joint 1732. The ball joint 1732 is formed to engage a complementarily configured upper surface of the outer plunger 1708 such that fluid communication between the first fluid passage 1734 and the inner bore 1710 is provided throughout the entire operation of the valve actuation system 1600. A first hydraulic passage 1736 is in fluid communication with the first fluid passage 1734, and hydraulic fluid may be selectively provided as a control input to the LM-mechanism 1602 as described above.

同様に、ロッカーアーム1620は、この例では、内部に形成され、第2の油圧通路1738と連通する第2の流体通路1740を有するボール接合部1742を備える。ボール接合部1742は、第1の流体通路1740とLM+機構1604との間に流体連通が連続的に提供されるように、その中に形成された開口部1746を有する旋回又はeフット1744に結合される。この場合も、この連続的な流体連通により、上述したように、作動油を制御入力としてLM+機構1604に選択的に供給することができる。 Similarly, the rocker arm 1620, in this example, includes a ball joint 1742 having a second fluid passage 1740 formed therein that is in communication with the second hydraulic passage 1738. The ball joint 1742 is coupled to a pivot or e-foot 1744 having an opening 1746 formed therein such that continuous fluid communication is provided between the first fluid passage 1740 and the LM+ mechanism 1604. Again, this continuous fluid communication allows hydraulic fluid to be selectively supplied as a control input to the LM+ mechanism 1604, as described above.

LM+機構1604の更なる詳細は、以下の図18を参照して説明される。特に、LM+機構1604は、バルブブリッジ1630内の閉じた中央に形成されたボア1804内に配置されたロストモーションピストン1802を備える。ロストモーションピストン1802は、第1の流体通路1740/開口部1746とロストモーションピストン1802内に形成された内部ボア1813との間の流体連通を提供するピストン開口部1803を備える。ロストモーションピストン1802は、逆止ディスク(又はボール)1802と、逆止ばね1808と、逆止ばねリテーナ1810と、ボア1813内に配置されたリテーナクリップ1812とを備える逆止バルブアセンブリを更に備える。リテーナクリップ1812は、逆止ばねリテーナ1810をボア1813内の固定位置に維持して、逆止ばね1808が逆止ディスク1806をロストモーションピストン1802の上壁と接触するように連続的にバイアスし、それによって、第1の流体通路1740から供給される十分に加圧された作動油がない場合に、ボア1813から第1の流体通路1740をシールする。ロストモーションピストン1802は、ボア1804内に配置されたピストンばね1814によってボア1804からバイアスされて旋回1744と接触し、それによってロストモーションピストン1802と旋回1744との間の連続的な接触、したがって連続的な流体連通を確実にする。 Further details of the LM+ mechanism 1604 are described with reference to FIG. 18 below. In particular, the LM+ mechanism 1604 comprises a lost motion piston 1802 disposed within a closed centrally formed bore 1804 in the valve bridge 1630. The lost motion piston 1802 comprises a piston opening 1803 providing fluid communication between the first fluid passageway 1740/opening 1746 and an internal bore 1813 formed within the lost motion piston 1802. The lost motion piston 1802 further comprises a check valve assembly comprising a check disc (or ball) 1802, a check spring 1808, a check spring retainer 1810, and a retainer clip 1812 disposed within the bore 1813. The retainer clip 1812 maintains the check spring retainer 1810 in a fixed position within the bore 1813 such that the check spring 1808 continuously biases the check disk 1806 into contact with the top wall of the lost motion piston 1802, thereby sealing the first fluid passageway 1740 from the bore 1813 in the absence of sufficient pressurized hydraulic fluid provided from the first fluid passageway 1740. The lost motion piston 1802 is biased from the bore 1804 into contact with the orbit 1744 by a piston spring 1814 disposed within the bore 1804, thereby ensuring continuous contact, and therefore continuous fluid communication, between the lost motion piston 1802 and the orbit 1744.

当該技術分野で知られているように、ロストモーションピストン1802は、ロッカーアーム1620によって加えられる任意の補助バルブ作動モーションと少なくとも同じ大きさの距離(ロストモーションラッシュ)を移動するように構成される。したがって、作動油がロストモーションピストン1802及びその逆止バルブアセンブリに供給されないとき、ロストモーションピストン1802は、外側プランジャ1708を介して外側プランジャばね1709によってロッカーアーム1620に加えられるバイアスの影響下でボア1804内に後退して底に達し、バルブ作動モーションがロストモーションピストン1802に加えられるときボア1804内に底に達したままである。ロストモーションピストン1802の移動量は、それに加えられる任意の補助バルブ作動モーションと少なくとも同じ大きさであるので、このような補助バルブ作動モーションはこの状況では失われるが、主イベントバルブ作動などのより大きなバルブ作動モーションは、ロストモーションピストン1802を介してバルブブリッジ1630に伝達される。 As known in the art, the lost motion piston 1802 is configured to move a distance (lost motion lash) at least as large as any auxiliary valve actuation motion applied by the rocker arm 1620. Thus, when hydraulic fluid is not supplied to the lost motion piston 1802 and its check valve assembly, the lost motion piston 1802 bottoms out in the bore 1804 under the influence of a bias applied to the rocker arm 1620 by the outer plunger spring 1709 via the outer plunger 1708, and remains bottomed out in the bore 1804 when valve actuation motion is applied to the lost motion piston 1802. Since the travel of the lost motion piston 1802 is at least as large as any auxiliary valve actuation motion applied to it, such auxiliary valve actuation motion is lost in this situation, but larger valve actuation motion, such as primary event valve actuation, is transferred to the valve bridge 1630 via the lost motion piston 1802.

しかしながら、十分に加圧された作動油が逆止バルブアセンブリを介してロストモーションピストン1802に供給されると、作動油は逆止ディスク1806を通過して、ロストモーションピストン1802の下のボア1804に流入する。当該技術分野において知られているように、これは、ロストモーションピストン1802の背後に相対的に非圧縮性の作動油のロックされた体積を確立し、それによって、ロストモーションピストン1802をそのボア1804から伸長させ、バルブ作動モーションがそれに加えられている間、伸長された状態のままにさせる。その結果、ロストモーションピストン1802に加えられる全てのバルブ作動モーション(主バルブ作動モーションと補助バルブ作動モーションの両方)がバルブブリッジ1630に伝達される。 However, when sufficient pressurized hydraulic fluid is supplied to the lost motion piston 1802 through the check valve assembly, the hydraulic fluid passes through the check disk 1806 and into the bore 1804 below the lost motion piston 1802. As is known in the art, this establishes a locked volume of relatively incompressible hydraulic fluid behind the lost motion piston 1802, thereby causing the lost motion piston 1802 to extend from its bore 1804 and remain extended while valve actuation motion is applied to it. As a result, all valve actuation motion (both primary and secondary valve actuation motion) applied to the lost motion piston 1802 is transferred to the valve bridge 1630.

上述したように、図16~図18に示す実施形態は、LM-機構を含むように構成されたプレロッカーアームバルブトレインコンポーネントとしてのプッシュロッドの使用に基づいている。しかしながら、更に上述したように、プレロッカーアームバルブトレインコンポーネントは、他のバルブトレインコンポーネントを用いて実装されてもよい。例えば、一実施形態では、上述のロック機構などのLM-機構は、カムフォロワ、リフタ、又は類似のコンポーネントに実装することができる。この場合、ロック機構を制御するのに必要な作動油は、プッシュロッドに形成された適切な通路を通して、又は当業者に知られている他の作動油供給技術を使用して供給することができる。 As mentioned above, the embodiment shown in Figures 16-18 is based on the use of a pushrod as a pre-rocker arm valve train component configured to include an LM-mechanism. However, as further described above, the pre-rocker arm valve train component may be implemented using other valve train components. For example, in one embodiment, an LM-mechanism such as the locking mechanism described above may be implemented in a cam follower, lifter, or similar component. In this case, the hydraulic fluid required to control the locking mechanism may be supplied through suitable passages formed in the pushrod or using other hydraulic fluid supply techniques known to those skilled in the art.

Claims (11)

気筒と、前記気筒に関連付けられる少なくとも1つのエンジンバルブと、ロッカーアームに動作可能に接続されたバルブブリッジと前記ロッカーアームに動作可能に接続されたプレロッカーアームバルブトレインコンポーネントとを含むバルブ作動負荷経路と、を含む内燃機関において使用するためのバルブ作動システムであって、前記バルブ作動システムが、
前記バルブ作動負荷経路を介して前記少なくとも1つのエンジンバルブを作動させるように、主バルブ作動モーション及び補助バルブ作動モーションを提供するように構成された単一のカムと、
前記プレロッカーアームバルブトレインコンポーネントに配設され、第1のデフォルト動作状態で、少なくとも前記主バルブ作動モーションを伝達するように構成され、第1の作動状態で、前記主バルブ作動モーション及び前記補助バルブ作動モーションを失うように構成された、ロストモーション減算機構と、
前記バルブブリッジ内に配設され、第2のデフォルト動作状態で前記補助バルブ作動モーションを失うように構成され、第2の作動状態で前記補助バルブ作動モーションを伝達するように構成され、前記ロストモーション加算機構が、前記バルブ作動負荷経路において前記ロストモーション減算機構と直列に配設されている、ロストモーション加算機構と、
を備える、バルブ作動システム。
1. A valve actuation system for use in an internal combustion engine including a cylinder, at least one engine valve associated with the cylinder, and a valve actuation load path including a valve bridge operatively connected to a rocker arm and a pre-rocker arm valve train component operatively connected to the rocker arm, the valve actuation system comprising:
a single cam configured to provide a primary valve actuation motion and an auxiliary valve actuation motion to actuate the at least one engine valve through the valve actuation load path;
a lost motion subtraction mechanism disposed on the pre-rocker arm valve train component and configured to transfer at least the primary valve actuation motion in a first default operating condition and configured to lose the primary valve actuation motion and the auxiliary valve actuation motion in a first operating condition;
a lost motion adder mechanism disposed within the valve bridge and configured to lose the auxiliary valve actuation motion in a second default operating state and configured to transfer the auxiliary valve actuation motion in a second operating state, the lost motion adder mechanism being disposed in series with the lost motion subtracter mechanism in the valve actuation load path;
A valve actuation system comprising:
前記ロストモーション減算機構及び前記ロストモーション加算機構を使用して、前記内燃機関を、
前記ロストモーション減算機構が前記第1のデフォルト動作状態にあり、前記ロストモーション加算機構が前記第2のデフォルト動作状態にある正の動力モード、又は
前記ロストモーション減算機構が前記第1の作動動作状態にあり、前記ロストモーション加算機構が前記第2のデフォルト動作状態にある休止モード、又は
前記ロストモーション減算機構が前記第1のデフォルト動作状態にあり、前記ロストモーション加算機構が前記第2の作動動作状態にある補助モード、で動作させるように構成されたエンジンコントローラを更に備える、請求項1に記載のバルブ作動システム。
The internal combustion engine is operated by using the lost motion subtraction mechanism and the lost motion addition mechanism.
2. The valve actuation system of claim 1, further comprising an engine controller configured to operate the valve actuation system in a positive power mode in which the lost motion subtraction mechanism is in the first default operating state and the lost motion adder mechanism is in the second default operating state; a pause mode in which the lost motion subtraction mechanism is in the first activated operating state and the lost motion adder mechanism is in the second default operating state; or an assist mode in which the lost motion subtraction mechanism is in the first default operating state and the lost motion adder mechanism is in the second activated operating state.
前記補助バルブ作動モーションが、
早期排気バルブ開放バルブ作動モーション、後期吸気バルブ閉鎖バルブ作動モーション、若しくは、エンジンブレーキバルブ作動モーションのうちの少なくとも1つである、請求項1に記載のバルブ作動システム。
the auxiliary valve actuation motion comprising:
The valve actuation system of claim 1 , wherein the valve actuation system comprises at least one of an early exhaust valve opening valve actuation motion, a late intake valve closing valve actuation motion, or an engine braking valve actuation motion.
前記ロストモーション減算機構が、油圧制御された機械的ロック機構である、請求項1に記載のバルブ作動システム。 The valve actuation system of claim 1, wherein the lost motion subtraction mechanism is a hydraulically controlled mechanical locking mechanism. 前記ロストモーション加算機構が、油圧制御されたアクチュエータである、請求項1に記載のバルブ作動システム。 The valve actuation system of claim 1, wherein the lost motion compensation mechanism is a hydraulically controlled actuator. 前記ロストモーション加算機構が、前記油圧制御されたアクチュエータに作動油を供給する油圧制御された逆止バルブを更に含む、請求項5に記載のバルブ作動システム。 The valve actuation system of claim 5, wherein the lost motion adder mechanism further includes a hydraulically controlled check valve that supplies hydraulic fluid to the hydraulically controlled actuator. 前記プレロッカーアームコンポーネントを前記単一のカムに向かってバイアスするように構成された第1のばねを更に備える、請求項1に記載のバルブ作動システム。 The valve actuation system of claim 1, further comprising a first spring configured to bias the pre-rocker arm component toward the single cam. 前記プレロッカーアームコンポーネントがプッシュロッドを含み、前記第1のばねが前記プッシュロッドに動作可能に接続されている、請求項7に記載のバルブトレイン作動システム。 The valve train actuation system of claim 7, wherein the pre-rocker arm component includes a push rod, and the first spring is operably connected to the push rod. 前記ロッカーアームを前記単一のカムに向けてバイアスするように構成された第2のばねを更に備える、請求項1に記載のバルブ作動システム。 The valve actuation system of claim 1, further comprising a second spring configured to bias the rocker arm toward the single cam. 前記第2のばねが、前記ロストモーション加算機構内に配置される、請求項7に記載のバルブ作動システム。 The valve actuation system of claim 7, wherein the second spring is disposed within the lost motion adder mechanism. 気筒と、前記気筒に関連付けられる少なくとも1つのエンジンバルブとを含み、ロッカーアームに動作可能に接続されたバルブブリッジと前記ロッカーアームに動作可能に接続されたプレロッカーアームバルブトレインコンポーネントとを含むバルブ作動負荷経路を介して、前記少なくとも1つのエンジンバルブを作動させるために主バルブ作動モーション及び補助バルブ作動モーションを提供するように構成された単一のカムを更に含む、内燃機関を動作させる方法であって、前記方法が、
前記プレロッカーアームバルブトレインコンポーネントに配設され、第1のデフォルト動作状態で、少なくとも前記主バルブ作動モーションを伝達するように構成され、第1の作動状態で、前記主バルブ作動モーション及び前記補助バルブ作動モーションを失うように構成された、ロストモーション減算機構を提供することと、
前記バルブブリッジ内に配設され、第2のデフォルト動作状態で前記補助バルブ作動モーションを失うように構成され、第2の作動状態で前記補助バルブ作動モーションを伝達するように構成されたロストモーション加算機構であって、前記ロストモーション加算機構が、前記バルブ作動負荷経路において前記ロストモーション減算機構と直列に配設されている、ロストモーション加算機構を提供することと、
前記内燃機関を
前記ロストモーション減算機構が前記第1のデフォルト動作状態にあり、前記ロストモーション加算機構が前記第2のデフォルト動作状態にある正の動力モード、又は
前記ロストモーション減算機構が前記第1の作動動作状態にあり、前記ロストモーション加算機構が前記第2のデフォルト動作状態にある休止モード、又は
前記ロストモーション減算機構が前記第1のデフォルト動作状態にあり、前記ロストモーション加算機構が前記第2の作動動作状態にある補助モード、で動作させることと、を更に含む、方法。
1. A method of operating an internal combustion engine, comprising: a cylinder; and at least one engine valve associated with the cylinder; and further comprising a single cam configured to provide primary and auxiliary valve actuation motions to actuate the at least one engine valve through a valve actuation load path including a valve bridge operatively connected to a rocker arm and a pre-rocker arm valve train component operatively connected to the rocker arm, the method comprising:
providing a lost motion subtraction mechanism disposed on the pre-rocker arm valve train component, the lost motion subtraction mechanism configured to transmit at least the primary valve actuation motion in a first default operating condition, and configured to lose the primary valve actuation motion and the auxiliary valve actuation motion in a first operating condition;
providing a lost motion adder mechanism disposed within the valve bridge, the lost motion adder mechanism configured to lose the auxiliary valve actuation motion in a second default operating state and configured to transfer the auxiliary valve actuation motion in a second operating state, the lost motion adder mechanism disposed in series with the lost motion subtraction mechanism in the valve actuation load path;
The method further includes operating the internal combustion engine in a positive power mode in which the lost motion subtraction mechanism is in the first default operating state and the lost motion adder mechanism is in the second default operating state, or in a sleep mode in which the lost motion subtraction mechanism is in the first active operating state and the lost motion adder mechanism is in the second default operating state, or in an auxiliary mode in which the lost motion subtraction mechanism is in the first default operating state and the lost motion adder mechanism is in the second active operating state.
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