JP3670297B2 - 排気ガス再循環時のエンジンブレーキング及び／又は排気 - Google Patents

Description

発明の分野
本出願は、「内燃機関のエンジンブレーキング時に排気空気再循環を及び／又は正動力操作時に排気ガス再循環を行う方法及び装置」なる名称の、１９７７年２月３日提出の、同時係属アメリカ特許出願第０８／７９４，６３５号の部分継続出願である。それの明細書はここでは、参照により組入れられる。
本発明は、内燃機関の、エンジンブレーキングシステムについて及び正動力(positive power)時のエンジン制御及び作動システムの分野に全般に関連する。明細には、本発明は、内燃機関の、エンジンブレーキング時の排気空気再循環及び／又は正動力操作時の排気ガス再循環、の利用の方法及び装置に関連する。本発明は、エンジン排気の一部を再循環させ、エンジンの圧縮圧解放ブレーキングを高め及び／又は正動力時の排出物発生を制御する。
発明の背景
圧縮圧解放型エンジンリターダは本技術分野で公知である。エンジンリターダは、火花点火型又は圧縮点火型、いずれかの内燃機関を一時的に空気圧縮機に変えるように設計されている。圧縮圧解放リターダは、圧縮行程時のエンジンピストンの上向き動作に対抗することによりエンジンの運動エネルギを減少させる。ピストンがそれの圧縮上向行程で上方に動くと、シリンダ内に捕らえられているガスが圧縮される。圧縮ガスはピストンの上向き動作に対抗する。ピストンがその行程の頂点に近づくと、排気弁が開かれて圧縮ガスを「解放」する。圧力がシリンダから解放されたら、ピストンは圧縮ガスに蓄えられたエネルギを後の膨脹下向行程時に再び捕らえることはできない。
そうすることにおいて、エンジンはリターディング力（遅延力;retarding power）を発現させ、車両をスローダウンさせる助けとなる。これにより、運転者の、車両に対する制御が増加する。正しく設計され調節された圧縮圧解放型エンジンリターダは、正動力時にエンジンが発現させる力のかなりの部分となるリターディング力を発現させることができる。このタイプの圧縮圧解放型リターダは一次車両ホイールブレーキングシステムのブレーキング能力を補う。そうすることにおいて、これらのリターダは車両の一次ホイールブレーキングシステムの寿命を著しく延ばすことができる。圧縮圧解放型エンジンリターディングシステムの基本設計はCumminsのアメリカ特許第３,２２０,３９２号に開示されている。Cummins特許に開示の圧縮圧解放型エンジンリターダは流体圧システムを用いて排気弁の作動を制御し、圧縮圧解放イベントを行う。その流体圧制御システムはエンジンの既存の弁作動システム、即ち、エンジンのロッカアームと係合する。
エンジンが正動力のもとに作動している時、圧縮圧解放リターダの流体圧制御システムは弁制御システムから切り離されているので、圧縮圧解放イベントが起きない。圧縮圧解放リターディングを望む場合、エンジンから燃料を奪い、圧縮圧解放ブレーキの流体圧制御システムをエンジンの弁制御システムに係合する。弁制御システムが圧縮圧解放リターダを駆動し、適時に圧縮圧解放イベントを生み出す。
圧縮圧解放エンジンリターダの流体圧システムは典型的には多数の構成部品を含む。リターディングを望む場合、典型的にはソレノイド弁を作動させてエンジンオイルを供給して圧縮圧解放エンジンリターダの流体圧回路を満たす。マスタピストンが、典型的にはロッカアームで、エンジンの弁制御システムに係合する。マスタピストンはスレーブピストンに流体接続される。スレーブピストンはエンジンの排気弁に接続される。圧縮圧解放リターダが作動すると、ロッカアームがマスタピストンを押圧する。マスタピストンの動作によりスレーブピストンの作動が強制され、圧縮行程の端近くの地点で内燃機関の排気弁を開く。
シリンダ内のガスを圧縮することで蓄えられるエネルギの多くは、後のエンジン膨脹行程時又は動力行程時に回収されない。替わりに、それはエンジンの排気及びラジエータシステムを介して放散される。シリンダチャージを圧縮することにより発現したエネルギを放散することにより、圧縮圧解放型リターダは車両をスローダウンさせる。
典型的には、エンジンサイクルで圧縮圧解放型エンジンリターダをできるだけ遅く開けるのが望ましい。このようにして、エンジンは大きな圧縮を発現させ、圧縮圧解放リターダを介し、より多くのエネルギを放散させることができる。しかしながら、圧縮圧解放イベントで排気弁の開きを遅らせることは、重要なエンジン構成部品への負荷を大幅に増加しかねない。
圧縮圧解放イベント時に排気弁を開けるのに必要な力は流体圧システムを介しプッシュチューブ及びカムシャフトを経て伝達し戻される。このことにより或る種のエンジン構成部品に大きな力が掛かり得る。タイミングが十分に長く遅れれば、シリンダ内の圧力は、排気弁を正しく開く圧縮圧解放リターダの能力をはるかに越えて高くなり得る。
歴史的には、エンジン製造業者はエンジンの改変を最少限にすることを望んできた。その結果、圧縮圧解放型リターダはもともと市販後製品として据付けられた。従って、圧縮圧解放リターダは改変なしに、エンジンの既存のロッカアームの動作を受け入れるように設計する必要があった。圧縮圧解放イベントの所望時付近で動くロッカアームが、典型的には、圧縮圧解放イベントを行う開始動作として選択された。所望の圧縮圧解放イベント時付近で排気又は吸気のいずれかを受ける、別のシリンダの離れている排気又は吸気ロッカアームが選ばれたことも多い。他の場合、圧縮イベントを受けているシリンダと関連する燃料インジェクタカムが選ばれた。これらの設計選択には、しばしば、ある程度の性能の妥協を必要とした。
圧縮圧解放リターダは市場で大きな且つ連続的な商業的成功を享受した。エンジン製造業者は、圧縮圧解放型エンジンリターダを収容するために、且つ、その性能及び効率を改良するために、エンジン設計を改変する意思を更に持ち続けている。エンジン製造業者は、圧縮圧解放リターディングを高めるエンジン構成部品の他の改変を行う意思もますます持ってきている。
他方では、製造業者はエンジン効率を改良するためいろいろな新しいやり方を利用し続けた。環境面、安全面、効率面での要望が過去３０年間に亘って圧縮圧解放エンジンリターディングの技術を大いに後押ししてきた。これらの変更が多数のエンジン改変となった。エンジンがより小さく、より燃料効率が良くなるにつれて、リターダ性能に対する要望もしばしば増加し、より厳重又は限られた条件のもとでより多量のリターディング力を発生させる圧縮圧解放型エンジンリターダが求められている。
エンジンリターディングのもう一つの方法は排気ブレーキングであり、それでは、排気システムに制限が課される。これにより排気システムの背圧が増加し、排気行程でピストンがガスをシリンダ外に押し出すのをより困難にしている。
圧縮圧解放型リターダはエンジンの圧縮行程で作動し、排気型リターダは排気行程で作動する。排気制限は、例えばバタフライ弁やギロチン弁等の、いずれも本技術分野で公知である多数の手段のいずれかにより供給できる。排気制限が行われると、排気マニホールドのガス圧が上がる。これにより、排気行程でシリンダを出るガス流が減る。ピストンが排気行程で上方に動いてシリンダを排気すると、ガス制限器がない場合に比べ高いマニホールド内圧を押圧することになる。この圧力がシリンダを押して車両のスローダウンを助ける。加えて、排気マニホールドが高圧であることは、排気行程でガスのそれ程多くがシリンダから外に出られないことになる。これにより、排気制限が使われない場合より高い残余チャージが後の吸気行程で残ることになる。この高い残余シリンダチャージが圧縮を受ける。圧縮圧解放型リターダを排気ブレーキングとも組合わせて使うと、高排気圧が、後の圧縮行程での圧縮圧解放型リターダの性能を高めることができる。
多くのエンジンはターボチャージャも用い、吸気時にシリンダへと押し込まれる空気量を増やし、性能を改良している。しかしながら、排気制限器を使うことは、ターボチャージャ性能を損ね、エンジン吸気側に送給されるブースト空気量を激減させる。この効果は圧縮圧解放型エンジンブレーキ性能を劇的に損ねる。
圧縮圧解放型エンジンリターダの市場が発展し成熟するにつれ、これらの多重の要素は技術発展の方向を多数のゴールへ向けて押し進めてきた。ゴールとは、圧縮圧解放リターダから高いリターディング力を獲得すること、場合によっては、吸気システムを通してシリンダに送給され得る低い量及び嵩の空気で働くこと、及び、吸気サイレンサ及び／又は排気サイレンサ、ターボチャージャ、及び／又は排気ブレーキを含む種々の並立又は補助設備の相互関係(場合によっては干渉)。
エンジン製造業者は、圧縮圧解放型エンジンリターダの性能及び信頼性を高め、操作パラメータを広くするエンジン設計改変をする意思を高めてもきた。正動力時のエンジン効率を改良する種々の技術もエンジンに組入れてきた。例えば、排気ガスの一部をエンジンを介して再循環させて排気ガスのより完全な燃焼達成を試み、それにより、或る種の排出物を減らすことができる。吸気時に送給される排気ガス量を増加させる種々の方法も探求されている。
排気ガス再循環システムは本発明以前に公知である。しかしながら、これらのシステムは、大抵、排気ガス流の一部が排気マニホールドの下流の地点でエンジン吸気側の地点へと分岐されるものである。これらの技術は排出物制御で助けにはなるものの、配管や制御システム等の補助のハードウエアを必要とする。これにより、エンジンの費用や複雑性が増すことになる。
いすゞに譲渡された、内燃機関の排気ブレーキ装置というUenoの特開昭６３−２５３３０（１９９８年２月）は、吸気時にシリンダに送給されるガス量を増やす方法を開示している。Uenoは、排気弁を作動させるカムに追加のローブ又はバンプを組入れている。Uenoは、排気ブレーキを組入れて、排気マニホールドの排気ガス圧を増加させている。追加のカムローブは圧縮圧解放イベントを受けるシリンダの排気弁を押圧して、吸気行程の端付近で開かせる。この時点で、吸気時のシリンダ内のガス圧は排気マニホールド内の圧力に比べ低い。この開きにより追加のガスが、高圧排気マニホールドから吸気時の低圧シリンダへと入り、後の圧縮行程での圧縮圧解放リターダに得られるガス量を増加させる。
内燃機関の排気ブレーキング力増加方法についてのNeitzらのアメリカ特許第４，９８１，１１９号（１９９１年１月１日）は、排気弁を吸気行程の終りに短く開いてシリンダへの空気チャージを増加させる方法を開示している。これで、圧縮圧解放イベントから実現するリターディング力が増加する。Neitz方法は排気ブレーキングとの組合わせでも実行される。
４行程内燃機関のエンジンブレーキング方法及び装置についての、Gobertらのアメリカ特許第５，１４６，８９０号（１９９２年９月１５日）は更に別の、吸気行程の終りと圧縮行程の始めで排気弁の作動を制御する方法を開示している。圧縮時にシリンダ内に捕らえられるガス量を増加するため、ピストンが入口行程後の下死点付近に位置する時に燃焼室と排気システムとの間に連通を確立する。
しかしながら、これらの方法はいずれも、圧縮圧解放型リターディングの或る種の問題に対する解決とはなっていない。それらはいずれも少なくとも３つの基本的制限を受ける。第１には、これらの先行方法がいずれもエンジンカムプロフィールの改変を必要とすることである。しかしながら、カムプロフィールの改変は現実的ではない。従って、カムプロフィールの改変を要しないで圧縮圧解放リターディング時に排気再循環及び正動力時に排気ガス再循環を達成するシステムを持つことが望ましい。特に、弁トレインの運動力学的改変を要しないようなシステムを持つことが望ましい。
しかしながら、先行システムは余分のローブを用いている。このことにより、リターダ設定へ組入れる余分なラッシュ（lash）を持つ圧縮圧解放リターダを運転させる必要がある。この余分のラッシュを吸収する多数のシステムが現存するが、それらは複雑な流体圧システムで、典型的には、圧縮圧解放リターダ又はエンジンのいずれかに追加の部品を要する。従って、余分なローブ、余分なラッシュ、又は圧縮圧解放型リターダ又はエンジンに追加の部品を用いることなく、製造したままのエンジンの既存のカムプロフィールを維持するのが望ましい。本発明者らは、そうすることにより圧縮圧解放リターダ及び排気ガス再循環システムの安定性が高められると信ずる。
第２に、これら先行システムのいずれにも開示、教示又は提案されていないのが、吸気行程及び圧縮行程時に排気弁の作動を最適化し、エンジンの機械的限界を越えることなく、圧縮圧解放イベントから最大可能なリターディング力を獲得するやり方である。先行システムは典型的には、通常でない、動的又は運動学的負荷を含んでいる。
第３に、圧縮圧解放リターダは典型的には定格出力で最適化・設定されている。しかしながら、エンジンは必ずしも定格速度で運転されるわけではなく、しばしば、低速で運転される。定格速度に基づいて喧伝されるリターディング性能は、低速運転時には典型的には達成できない。
従って、ブレーキングシステムを制御し、エンジン運転速度にそれらをより良く合わせる方法を提供するのが望ましい。このことは、上で論じたのも含め、先行方法では可能でない。排気弁の作動を制御して圧縮圧解放イベントの有効性を高め、最適化する方法は大いに必要とされたままになっている。広範なエンジン運転パラメータ及び条件に亘り機能を果たすことのできるシステムが大いに必要である。特に、圧縮圧解放型リターダシステムを「調整」して、装置の定格速度よりも低い運転速度での性能を最適化する必要が残されたままである。
圧縮時には排気弁を開けるのに比較的大きな力を加えねばならない。排気空気（及び／又は排気ガス）再循環及び／又は圧縮圧解放ブレーキングのために排気弁を開けるのに必要な力を供給する公知システムはいずれも、必要な力を、固定したエンジンタイミングで作動されるエンジン構成部品から得ている。現在、ソレノイドスイッチは必要な力を生み出すことができない。これが例え可能になったとしても、これらのスイッチは圧縮圧解放リターダでの使用を実現するには不当にも大きく、あまりにも高価となりそうである。上記したように、公知の流体圧システムは、弁を開け、エンジン速度範囲に亘って圧縮圧解放リターディングを最適化することはできない。
圧縮圧解放イベントを開始するのに使われる動作が、同時に動くエンジン構成部品から得られるので、流体圧システムは典型的には、圧縮圧解放イベントを作動させる動作を得るために、開くべき排気弁から物理的に離れたエンジンの地点を見る。例えば、排気弁を開ける正しい時間に動くロッカアームが、エンジンの別のバンク上に、又はエンジンブロックの他端にしかないということがあり得る。（関連する流体圧コンプライアンスを有する）流体圧回路の長さによっては、その動作を利用することが不可能ということがあり得る。もし、替わりに、当該排気弁の付近に位置する別の構成部品を選べば、それが圧縮圧解放や排気ガス再循環弁作動に使えない時間に動くということがあり得る。
本出願の譲受人は、得られた動作を改変できるシステムに関する多数の先行特許の所有者であるが、これらのシステムはいずれも、エンジン速度範囲に亘って十分な制御を提供し、これらの問題に打ち勝つものではない。リセットオートラッシュ機構を有するエンジンリターダについてのMeistrickのアメリカ特許第４，７０６，６２５号（１９８７年１１月１７日）、セルフクリッピングスレーブピストンについてのHuのアメリカ特許第５,１６１,５０１号（１９９２年１１月１０日）、エンジンブレーキタイミング制御機構についてのCusterのアメリカ特許第５，１８６、１４１号（１９９３年２月１６日）、圧縮リリーフエンジンリターダクリップ弁についてのHuのアメリカ特許第５、２０１、２９０号（１９９３年４月１３日）、弁動作改変器を備えた圧縮圧解放リターダについてのMeistrickのアメリカ特許第４，９４９，７５１号、及び、内燃機関についてのJokoのアメリカ特許第５，４０６，９１８号及び第５，４８５，８１９号、これらの全てを、参照により、ここに組入れる。弁開の時間を進める弁ラッシュ調節システムが本発明より前に公知であるが、斯かるシステムは（ｉ）弁開を早くし、閉を遅くしリフトを増やす、（ｉｉ）弁開を遅くし、閉を早くし、リフトを減らす、に限られている。これらのラッシュ調節システムは弁開及び／又は閉の、又は弁リフトの時間を独立して制御することができない。本出願人らは、これらの要素が、排気空気再循環及び／又は排気ガス再循環及び圧縮圧解放ブレーキングの最適弁開を得るのに有益であると信ずる。
更に又、先行技術ラッシュ調節システムは、エンジンが作動しているときに容易に調節（又は全く調節）できない。この調節が容易であることが、エンジン作動時に弁開、閉、リフトのタイミングを変えてエンジン速度範囲に亘ってエンジンブレーキングを最適化するために望まれる。
本発明は、他方、公知の先行装置では得られない多数の利益をシステムに提供する。第１に、本発明は吸気行程下死点付近でのシリンダへの捕捉チャージを増加させる。このチャージは後の圧縮行程時に保持され、圧縮圧解放リターディングを高めることになる。第２に、排気又は排気ガスの通路は、本発明の方が、エンジン吸気部を介し排気ガスを再循環させるシステムよりもはるかに短い。本発明での再循環は排気マニホールドから直接シリンダへと行われるのであって、別個の再循環回路を介していない。他のものは、上記したようにこれを行っている。又、排気ガス再循環は、本発明より前にはディーゼルエンジンで普通用いられていない。本発明者らは、本発明が、先行する方法及びシステムでは解決することのできない多数の障害や問題に打ち勝つと信ずる。
発明の目的
従って、本発明の目的は、圧縮圧解放ブレーキング時に排気ガスを再循環させる方法及び装置を提供することである。
本発明の別の目的は、正動力時に排気ガスを再循環させる方法及び装置を提供することである。
本発明の追加の目的は、内燃機関の圧縮圧解放リターディング時及び／又は正動力操作時の両方で排気ガス再循環を達成する方法及び装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、圧縮圧解放ブレーキング操作の排気ガス再循環イベントの大きさを最適化する方法及び装置を提供することである。
本発明の別の目的は、カムプロフィールの改変を要することなくエンジンの圧縮圧解放リターディング及び／又は正動力操作時に排気ガスを再循環させる方法及び装置を提供することである。
本発明の更なる目的は、シリンダチャージを増加させてリターディング力を改良する方法及び装置を提供することである。
本発明の追加の目的は、排気ガスをエンジンシリンダへ再循環させることにより排出物を制御する方法及び装置を提供することである。
本発明の別の目的は、排気ガス再循環時の弁開、弁閉及び／又は弁リフトのタイミングを選択的に制御する方法及び装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、排気ガス再循環時の弁開、弁閉及び／又は弁リフトのタイミングを選択的に且つ独立して制御する方法及び装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、改良されたリターディング性能を達成する方法及び装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、エンジン設計限度内で排気ガス温度を制御する方法及び装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、エンジンの定格速度以外の操作速度での圧縮圧解放リターダの操作を最適化する方法及び装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、圧縮圧解放リターダ据付け時に設定された速度以外の速度での圧縮圧解放リターダの操作を最適化する方法及び装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、圧縮圧解放リターダを手動でリセットすることなく圧縮圧解放リターダの操作を最適化する方法及び装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、可変弁タイミングを達成する方法及び装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、正動力操作時の排気ガス再循環イベントのタイミングを最適化する方法及び装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、正動力操作の排気ガス再循環イベントのタイミングを最適化して燃料節約及び排出物制御を改良する方法及び装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、正動力操作の排気ガス再循環イベントの大きさを最適化する方法及び装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、圧縮圧解放ブレーキング操作の排気再循環イベントのタイミングを最適化する方法及び装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、排気ガス再循環を排気マニホールド圧力に同期させる方法及び装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、排気マニホールド温度を関数として排気ガス再循環を排気マニホールド圧力に同期させる方法及び装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、エンジン回転数（rpm）を関数として排気ガス再循環を排気マニホールド圧力に同期させる方法及び装置を提供することである。
本発明の更に又別の目的は、排気ガス再循環回路及び／又は圧縮圧解放リターダ作動システムから得られた力で排気弁を作動させるスレーブピストンを提供することである。
発明の要旨
本出願人らは、エンジンのシリンダと関連する弁を有する内燃機関の圧縮及び／又は正動力解放ブレーキング操作時に排気ガス再循環を行う革新的で経済的な方法及び装置を開発した。排気ガス再循環のエネルギを得るエンジン構成部品の動作から独立して排気ガス再循環をシリンダに提供するシステムであって、エンジン構成部品であるロッカーアームまたはカムの動作からエネルギを獲得するエネルギ獲得手段と、エンジン構成部品であるロッカーアームまたはカムの動作から得られたエネルギを流体圧の形式でプレナムに貯蔵するエネルギ貯蔵手段と、前記エネルギ貯蔵手段に貯蔵された流体圧を受けることに応答して前記エンジン弁を作動させる弁作動手段と、前記エネルギ貯蔵手段からの流体圧を前記弁作動手段へと選択的に適用して、エンジン弁が排気ガス再循環のために開かれるようにした流体圧流体弁とからなる。
内燃機関において、本発明は、エンジンの弁を開き、排気ガス再循環をエンジンリターディング及び／又は正動力の両方に提供するシステムであり、エンジン構成部品の動作に応答するマスタピストン手段と、マスタピストン手段の動作に応答して、前記マスタピストンの動作から得られたエネルギを貯蔵するエネルギ貯蔵手段と、前記エネルギ貯蔵手段に連通して、エンジン構成部品の動作から独立して、前記貯蔵されたエネルギをスレーブピストン手段へと選択的に解放するトリガ弁手段と、前記弁作動手段に連通して、前記貯蔵され、前記トリガ弁により解放されたエネルギに応答して弁を開くスレーブピストン手段とからなる。
本発明は、内燃機関において、エンジンから得られるエネルギを利用してシリンダ弁を選択的に開くシステムであり、前記エンジンからのエネルギ入力を有し、エネルギ出力を有する、エンジンからのエネルギ獲得手段と、エネルギ獲得手段から受けたエネルギを貯蔵するエネルギ貯蔵手段であって、前記エネルギ獲得手段のエネルギ出力に接続されたエネルギ入力を有し、エネルギ出力を有する、貯蔵手段と、貯蔵手段に貯蔵されたエネルギを弁作動手段へ加えるのを制御する制御手段であって、貯蔵手段のエネルギ出力に接続されたエネルギ入力を有し、エネルギ出力を有する、制御手段と、制御手段を介して受けたエネルギを用いてシリンダ弁を開く開手段であって、制御手段に接続されたエネルギ入力を有し、前記弁との接続を有する、開手段とからなり、エンジンから得られてシステムを介して開手段へと移されるエネルギを用いて弁を開くことができることからなる。
本発明は、正動力モード及びブレーキングモードで内燃機関を操作する方法において、エンジン構成部品からエネルギを得、前記エネルギを一時的に貯蔵し、前記エネルギをエンジン弁を開く手段へと選択的に適用して排気ガス再循環を行う、という段階を介して排気ガス再循環を提供することからなる改良である。本発明は、正動力操作時に改良された燃料節約及び排出物制御を提供する。
本発明は、排気ガス再循環及び圧縮圧解放ブレーキングをエンジンシリンダ内に提供できる選択的に作動される排気弁を有する内燃機関での、排気弁アクチュエータであり、頂壁及び側壁を有する流体密チャンバと、前記側壁に沿って前記チャンバ内に摺動可能に配置された上下部を有し、該上下部が相互に圧力を加える相互に係合可能な肩部を有する、二股ピストンと、チャンバ頂壁とピストン上部との間の第１の空間に流体を提供するチャンバ頂壁の第１のポートと、ピストン上部とピストン下部との間の第２の空間に流体を提供するチャンバ側壁の第２のポートと、前記ピストン下部と前記チャンバの外部に位置した前記排気弁との間で力を移す延長部材と、閉じられる前記排気弁に一致した方向に前記ピストンを偏寄させるばね手段とからなり、前記第１の空間に流体を提供することによりピストン上部、下部、延長部材を下方に動かし、それにより前記排気弁を開き、前記第２の空間に流体を提供することによりピストン下部と延長部材を下方に動かし、それにより前記排気弁を開くことからなる。
上述の全般的な記述も以下に述べる詳細な記述も単に例示的なものであり、特許請求される本発明を限定するものではないことを理解すべきである。ここに参照することにより組入れられて本明細書の一部を構成する添付図面は本発明の或る実施の形態を示すものであり、詳細な記述とともに本発明の原理を説明する役目を持つ。
【図面の簡単な説明】
本発明を以下の図面に関連して記述する。その中で、同様の符号は同様の要素を指し示している。
図１は、排気ガス再循環なしの正動力操作時の排気（Ｅ）及び吸気（Ｉ）弁の弁動作を示すグラフである。
図２は、排気再循環なしの圧縮圧解放リターダ操作時の排気(Ｅ)及び吸気(Ｉ)弁の弁動作を示すグラフである。
図３は、排気リターダ操作時の排気（Ｅ）及び吸気（Ｉ）弁の弁動作を示し、弁浮動イベントを示す、グラフである。
図４は、組合わせの圧縮圧解放リターダ・排気リターダ操作時の排気（Ｅ）及び吸気（Ｉ）弁の弁動作を示し、弁浮動イベントを示す、グラフである。
図５は、吸気マスタピストンを用いて排気ガス再循環を提供している、排気ガス再循環を有する正動力操作時の本発明の排気（Ｅ）及び吸気（Ｉ）弁の弁動作を示す。
図６は、吸気マスタピストンを用いて排気ガス再循環を提供し、排気マスタピストン又は外部源を用いて圧縮圧解放リターディングイベントをトリガする、排気ガス再循環を有する圧縮圧解放リターダ操作時の本発明の排気（Ｅ）及び吸気（Ｉ）弁の弁動作を示す。
図７は、排気マスタピストンを用いて排気ガス再循環イベントをトリガする、排気ガス再循環を有する正動力操作時の本発明の排気（Ｅ）及び吸気（Ｉ）弁の弁動作を示す。
図８は、排気マスタピストンを用いて排気再循環イベントを提供し、排気又は吸気マスタピストン又は外部源を用いて圧縮圧解放イベントを提供する、排気ガス再循環を有する圧縮圧解放リターディング操作時の本発明の排気（Ｅ）及び吸気（Ｉ）弁の弁動作を示す。
図９は、本ガス再循環発明の好適な実施の形態及び排気弁を開いて圧縮圧解放リターディングを達成する共通レール回路の概略図である。
図１０〜１２は、圧縮圧解放リターディングを達成する種々の操作モードでの、図９の好適な実施の形態の遅延ピストンの断面図である。
図１３は、「オフ」位置にあるスレーブピストンを示す、図９の本発明の好適な実施の形態のスレーブピストンサブアセンブリの断面図である。
図１４は、「オン」位置にあるスレーブピストンを示す、図９の本発明の好適な実施の形態のスレーブピストンサブアセンブリの断面図である。
図１５は、排気弁を作動させて圧縮圧解放リターディングを達成する、スレーブピストン圧縮圧解放行程を示す、図９のスレーブピストンサブアセンブリの断面図である。
図１６は、図１４の装置の操作の行過ぎ（overt-ravel）モードでのスレーブピストン圧縮圧解放行程を示す、図９のスレーブピストンサブアセンブリの断面図である。
図１７は、排気弁を作動させて排気ガス再循環を達成する、スレーブピストン排気ガス再循環行程を示す、図９のスレーブピストンサブアセンブリの断面図である。
図１８は、図１４の装置の行過ぎモードでのスレーブピストン排気ガス再循環行程を示す、図９のスレーブピストンサブアセンブリの断面図である。
図１９は、１-５-３-６-２-４点火順を有する、典型的な、インライン６シリンダ、４サイクルエンジンについての本発明の好適な実施の形態の、操作概略図であり、図２０及び２１は操作テーブルである。
図２２は、図９に示された３方向トリガでなくて２方向トリガを用いる、図９の装置の代替の実施の形態である。
図２３〜２５は、排気弁を開いて排気ガス再循環を達成する種々の操作モードでの、本発明の代替の実施の形態による遅延ピストンの断面図である。
図２６は、代替の圧縮圧解放システムを用いる、本発明の代替の実施の形態の概略図である。
図２７〜２９は、代替の圧縮圧解放システムを用いる、本発明の代替の実施の形態のトリガ弁サブアセンブリを有する遅延ピストンアセンブリの概略図であり、それぞれ「オフ」位置、トリガ点、及び全移行位置にあるトリガ弁を示す。
図３０は、「オフ」位置にあるスレーブピストンを示す、本発明のスレーブピストンサブアセンブリの代替の実施の形態の断面図である。
図３１は、スレーブピストン圧縮圧解放行程を示す、図９のスレーブピストンサブアセンブリの代替の実施の形態の断面図である。
図３２は、行過ぎモードでのスレーブピストン圧縮圧解放行程を示す、図９のスレーブピストンサブアセンブリの代替の実施の形態の断面図である。
図３３は、排気弁を作動させて排気ガス再循環を達成する排気ガス再循環行程を示す、本発明のスレーブピストンサブアセンブリの代替の実施の形態の断面図である。
図３４は、行過ぎモードでの排気ガス再循環行程を示す、本発明のスレーブピストンサブアセンブリの代替の実施の形態の断面図である。
図３５〜３８は、圧縮時のシリンダで得ることができるシリンダチャージへの再循環イベントの衝突を示す、排気マニホールド圧力を排気ガス再循環イベントのタイミングと相互関連させグラフである。そして、
図３９は、操作パラメータを改変することにより本発明の利点を探求しつつも、エンジン設計制限内にとどまる、本発明の好適な実施の形態により発現される力のグラフである。
好適な実施の形態の詳細な説明
説明のため、本発明を６シリンダインラインエンジンでの使用に関して記述する。本発明の好適な実施の形態に関し、その例を図９にシステム１０として示す。システム１０は、シリンダ毎に１つ又はそれ以上のシリンダ４０と少なくとも１つの排気弁３０とを有する内燃ディーゼルエンジン２０に使うことができる。排気弁３０はカム又は排気ロッカーアーム５０により作動される。ここに具現化しているように、システム１０は排気ガス再循環手段２００と圧縮圧解放リターディング手段１００とを含む。
予備的な事柄として、本発明者らは排気空気再循環（exhaust air recirculation）と排気ガス再循環（exhaust gas recirculation）とを区別している。排気ガス再循環は本分野では排気ガスをシリンダに送給し戻す方法を言及するのに通常用いられている。しかしながら、本発明者らは、「排気空気再循環」という用語と「排気ガス再循環」という用語とに区別を付けており、排気空気再循環では特に、排気ガスがマニホールドを出る前に、典型的には圧縮圧解放ブレーキング時に排気ガスをシリンダに移し戻すことに言及し、排気ガス再循環はより一般的な用語として、排気ガスを循環させる、典型的には正動力時の方法に言及している。「排気ガス再循環」という用語が産業上で一般的に使われているので、便宜上、本明細書ではその語を使うこととする。
好適な実施の形態において、本発明のシステム１０は、シリンダ４０の排気弁３０を作動させる２つの本質的に独立したサブシステム、圧縮圧解放リターディング手段１００と、排気ガス再循環手段２００とを含む。これらの２つのサブシステムは、スレーブピストンサブアセンブリ３００と連通・協働して、排気弁３０を作動させる。圧縮圧解放リターディング手段１００と排気ガス再循環手段２００は別々の操作回路からなり、スレーブピストンサブアセンブリ３００と連通・協働して、排気弁３０を作動させる。圧縮圧解放リターディング手段１００と排気ガス再循環手段２００は同じ弁を操作してもよい。しかしながら、圧縮圧解放リターディング手段１００と排気ガス再循環手段２００を用いて別々の排気弁３０を操作することも本発明の範囲内であると考えられる。このようにして、本発明は、圧縮圧解放リターディング時の排気ガス再循環と、正動力時の排気ガス再循環とを行うのに必要なエネルギ又は動作を供給することができる。この形状及び構成により２つのサブシステムを別々に且つ互いに独立して、又、排気ガス再循環及び圧縮圧解放イベントのエネルギ又は動作を得ているエンジン構成部品の動作から独立して、操作できる。これにより、正動力時の排気ガス再循環並びに圧縮圧解放ブレーキング操作時の排気ガス再循環を達成できる。これは、又、回転数（ｒｐｍ）や温度等のエンジンパラメータに応じた排気ガス再循環及び圧縮圧解放の選択的タイミングを可能とする。
排気ガス再循環時、流れは排気マニホールドからシリンダ４０へと反転する。この空気流の制御は結果としてのマスチャージに本質的に影響し、それが吸気及び／又は早期圧縮時にシリンダ４０に送給される。このマスターチャージこそ、後のエンジン圧縮行程時に圧縮圧解放リターダで利用できるようになったときに、圧縮圧解放エンジンリターダから得ることのできるリターディング力を本質的に決定するものである。
排気ガス再循環イベント時に排気弁を開くタイミング及び大きさを制御することにより、本発明の多数の利点を達成できる。第１に、シリンダ内に捕らえられて圧縮圧解放イベントで利用できるチャージ量を増やすこと、又は少なくとも制御することができる。第２に、エンジンの温度等の操作パラメータを設計限界内に保持することができる。第３に、作動されている排気弁の開きのタイミングと大きさを変えることにより排気ガス再循環を達成してガスと再循環ガスとの最適混合を得、循環される排気ガス量を制御できる。
さて、エンジンの種々の操作条件での弁動作を示す図１〜８を参照する。図１は、１回の全エンジンサイクル（即ち、クランク軸の２回の全回転）を通してのエンジンの吸気（「I」）及び排気（「E」）弁の動作を示す。排気弁リフトは図１〜８の各々で示され、エンジン弁トレインの影響下での排気弁リフトが文字Ｅで示されている。同様に、エンジン弁トレインの影響下での吸気弁リフトが文字Ｉで示されている。弁フロート、圧縮圧解放リターダ、排気ガス再循環により作動する排気弁のリフトが添付図面に示されている。図２は、本発明の排気ガス再循環なしで圧縮圧解放リターダを用いた場合の排気弁及び吸気弁の動作を示している。図３及び図４は、排気リターダを単独（図３）若しくは圧縮圧解放リターダとの組合わせ（図４）で用いた場合の排気弁動作を示している。
図５〜８は、本発明のシステム及び方法の、操作の１モードを示す。図５は、本発明の排気ガス再循環を有する正動作時の弁動作を示す。図５に示すごとく、排気弁を開いて排気ガス再循環を達成するのに必要な動作は、エンジンの吸気弁トレインに協働するマスタピストンから得られる。排気ガス再循環弁リフトが、図５に示した点でトリガされる。図６は、本発明の排気ガス再循環システム及び方法を備えた圧縮圧解放リターダを使うことにより生じる弁動作を示す。しかしながら、排気ガス再循環イベントのタイミングは、本発明の利点を利用するために変えている。図５の場合と同様、図６に示したシステムは、吸気弁トレイン動作を用いて排気弁リフトをトリガし、排気ガス再循環を達成する。しかしながら、そのトリガのタイミングは遅延させてエンジンタイミングサイクル時の排気ガス再循環イベントの位置を動かす。圧縮圧解放ブレーキングを達成するための排気弁動作は、別のシリンダの排気弁トレインにより又は外部トリガによりトリガされる。
独立したトリガを用いる本発明は、排気ガス再循環弁リフトの開始点、全リフトの大きさ及び終了点の変更ができる。これにより、システムには、シリンダへの空気流及びガス流のはるかに大きな制御が提供される。図７は、本発明の排気ガス再循環を備えた正動力時の弁動作を示す。図７は、少なくとも少しは本発明を用いることにより得られる適応性を示す。排気ガス再循環イベントが吸気行程の後半で起きることが望まれる図５とは反対に、場合によっては排気ガス再循環イベントをエンジンサイクルの早期の点に進めることが望まれる。図７は、排気ガス再循環イベントのタイミングを変えることで本発明に可能な適応性を示している。排気弁が、吸気弁トレインに連通するマスタピストンによりトリガされる図５とは対照的に、図７に示した実施の形態は排気弁トレインに連通するマスタピストンを用いている。排気弁トリガにより、システムは排気ガス再循環イベントのタイミングを、吸気トレインを用いて実行できるよりも早いサイクルの時点に進めることができる。
図８は、本発明の排気ガス再循環を有する圧縮圧解放リターダを用いた弁動作を示している。図７の場合のように、作動されて排気ガス再循環を達成する排気弁は排気弁トレインと連通するマスタピストンにより達成される。図８は、吸気トリガではなくて排気を用いることにより排気ガス再循環イベントのタイミングを進めることに加えて、タイミングを遅延させて図８に示した排気ガス再循環イベントを達成することもできることを示している。
図９は本発明のシステム１０を示している。
図１０〜１２は、本発明の排気ガス再循環手段２００の遅延ピストンサブアセンブリ７００を示す。
図１３〜１８は、本好適な実施の形態、スレーブピストンサブアセンブリ３００の断面図である。
図１９は、１-５-３-６-２-４点火順を有する、典型的なインライン６シリンダ、４サイクルエンジンについての本発明の好適な実施の形態の操作概略図であり、
図２０と２１は操作テーブルである。図１９〜２１は、圧縮圧解放リターディング時と排気ガス再循環時の６シリンダのスレーブピストンとマスタピストンとの関係を示す。
図３５〜３８は、本発明の排気ガス再循環を達成するための排気マニホールド圧力と排気弁リフトのタイミングとの相互関係を示す。エンジン性能に関して望まれる結果に応じて、排気ガス再循環を達成する排気弁リフトのタイミングを変えることができる。排気ガス再循環開始のタイミングに応じて、排気マニホールド圧力の大きさを変えることを利用してシリンダへの排気ガス流を制御できる。エンジンサイクルの種々の時点での排気マニホールド圧力プロフィールに応じて、排気ガス再循環リフトのタイミングを進めたり遅らせたりすることにより多少の排気ガスを吸気時のシリンダへと流入させることができる。図３５〜３８は、排気弁リフトのタイミングを変えることによるマニホールド圧力プロフィールの種々の点での相互関係を示す。
図３９は、種々の操作速度で本発明から得ることのできる力を示すグラフである。特に、図３９は、弁トレイン構成部品限界を越えることなく且つ弁トレイン運動力学の変更を要することなく、いかにして本発明を改変して、一貫して高リターディング性能を達成するのに用いることができるかを示している。図３９は、種々の回転数(ｒｐｍ)レベルでの種々のシステム操作状態の性能を示している。ラインＡは、本発明の排気ガス再循環を有する排気リターダとの組合わせでの圧縮圧解放リターダ走行の相対性能を示す。この形状で発生する力は、低回転数（ｒｐｍ）レベルでも比較的高い。ｒｐｍ値が増加することができると、排気温度はエンジン操作限度を越える。
ラインＢは、これらのエンジン限界に適応した、ラインＡと同様の構造の改変例を示す。排気リターダ構成部品のオリフィスを変えて大きめのオリフィスを、即ち、低めの排気マニホールド圧力を提供する。ブレーキングシステムにより発現する全体の力を損ないつつ排気ガス圧力を低減させることにより、システムはエンジン製造者設計限度内に維持できる。
ラインＣは、排気制限はないが、排気ガス再循環を組入れたブレーキングシステムの性能を示している。ここでも、同じ回転数（ｒｐｍ）でのリターディング力が低減されているが、低減により、リターディングシステムはエンジン製造者の設計限度内に留まりつつも、排気ガス再循環のない同等システムよりもはるかに高い力を発現させて、高回転数（ｒｐｍ）で操作し続けることができる。
図３９は、いかにして本発明のブレーキングシステムの操作により低回転数（ｒｐｍ）レベルでのリターディング性能向上が提供され、しかも、本発明により発現されるリターディング力を種々のエンジン速度でオペレータが必要とするものに合わせる適応性が提供されるかを示している。
本発明の範囲又は精神から逸脱することなく種々の改変・変更を本発明の構成及び形状の範囲内で行うことができるのは当業者には明らかであろう。例えば、上述の全般的記述では、トリガシステムを変えて、排気弁の作動をトリガするのに用いられる動作を得、排気ガス再循環を所望のタイミングに応じて吸気弁又は排気弁のいずれかから達成することができる。更に又、トリガシステムは複数の排気弁の作動を同時にトリガできる。加えて、弁リフトの開、閉、及び大きさを全て変えることができる。又、特定の回転数（ｒｐｍ）レベルに係わるリターディングシステム、並びにそれらの微調節を全て変更して所望レベルのリターディングを達成することができ、又特定の回転数（ｒｐｍ）でのリターディングのレベルを最適化することができる。その結果は、エンジンが正動力生み出しモードにあるときに燃料節約や排出物制御の質が改善されることである。従って、本発明は、添付の請求項及びそれらの同等物の範囲内であれば、本発明の変更での改変を包含すると考えられる。さて、本発明のシステム１０及び種々のサブシステムの好適な実施の形態及びその他の代替の実施の形態について更に詳細に言及する。
特に図９に示したような本発明の好適な実施の形態の特徴について、本発明は４つの要素を含むことができる。（ｉ）例えばマスタピストンのような（ただし、これに限定されるものではない）エンジンからのエネルギ獲得手段１２０、その接続先は（ｉｉ）エネルギ貯蔵手段５００であり、それが接続できるのは（ｉｉｉ）例えばトリガ弁４００のような（ただし、これに限定されるものではない）貯蔵されたエネルギの適用制御手段であり、それが接続できるのは（ｉｖ）貯蔵されたエネルギでの弁動作を作動させるスレーブピストンサブアセンブリ３００である。
エンジンからのエネルギ獲得手段１２０は、エンジン構成部品であるロッカーアームまたはカムの動作から獲得したエネルギを流体圧の形式でプレナムに貯蔵できる形に変換できる装置ならなんでもよい。
エネルギ貯蔵手段５００は、エネルギ獲得手段１２０により受けた形のエネルギを流体圧の形式でプレナムに貯蔵できるいかなる装置をも含むことができる。
貯蔵されたエネルギの適用制御手段は、エネルギ貯蔵手段５００から解放されるエネルギのタイミング及び／又は量を制御できる装置ならなんでもよい。例えば、貯蔵されたエネルギの適用制御手段はソレノイド制御トリガ弁４００とすることができる。
スレーブピストンサブアセンブリ３００は、エネルギ貯蔵手段５００に貯蔵された流体圧を受けることに応答して排気弁３０を開くことができる流体圧手段とすることができる。スレーブピストンサブアセンブリ３００は単一の排気弁３０を開くことに限定されず、むしろ、多弁作動は本発明の範囲内であると考えられる。
本発明の範囲又は精神から逸脱することなく、本発明の構成・形状の種々の改変・変更が当業者には明らかであろう。例えば、エネルギ獲得手段１２０及びトリガ弁４００は同一又は異なる構成とすることができる。図９に示した実施の形態では、エネルギ獲得手段１２０及びトリガ弁４００は別個のユニットである。しかしながら、エネルギ獲得手段１２０とトリガ弁４００は接続して一体ユニットを形成でき、本発明の範囲内にあると考えられる。図９に示した、トリガ弁４００は電子制御されるが、手段を機械的に制御することも考えられる。重要なのは、それら各々の機能を独立した時間に行うようそれらを構成することである。例えば、エネルギ獲得手段１２０とトリガ弁４００は以下の構成又はそれらの組合わせのいずれかとすることができる。吸気弁トレイン（ロッカアーム、プッシュチューブ、カム、流体圧タペット等の構成部品）、排気弁トレイン（ロッカアーム、プッシュチューブ、カム、流体圧タペット等の構成部品）、専用カム、インジェクタトレイン（ロッカアーム、プッシュチューブ、カム、流体圧タペット等の構成部品）、外部源、又はその他の、適宜エネルギ源を提供する適宜のエンジン構成部品。本発明者らはこれら２つのエネルギ獲得手段１２０及びトリガ弁４００について相異なる構成を用いるのが好ましいと現在信じているが、独立した時間にトリガできればいかなる適宜手段も本発明の一部と見なせる。発明者らのユニークなシステムは完全に適応性があり、従って、固定した時間でのトリガも本発明の範囲内であると考えられる。
図９に示した本発明の好適な実施の形態では、圧縮圧解放リターディング手段１００は圧縮行程時のシリンダ４０の排気弁３０を作動させる「共通レール」システムである。（ここで具現化されているように、本発明の圧縮圧解放リターディング手段１００は、代りに、従来の「ジェークブレーキ」（Jake Brake）リターダ等の本技術分野で公知の標準の圧縮圧解放エンジンリターダとすることができる。）本発明の好適な実施の形態では、圧縮圧解放リターディング手段１００は、エネルギ獲得手段１２０と、スレーブピストンサブアセンブリ３００と、移し手段（transfer means）とを含む。
ここで具現化されているように、エネルギ獲得手段１２０は動作又はエネルギのいずれかの形での入力を供給することにより、移し手段と協働する。移し手段はスレーブピストンサブアセンブリ３００と協働して、排気弁３０を開く。
図９に示すように、移し手段はエネルギ貯蔵手段５００と、トリガ弁４００と、制御手段６００とからなってよい。移し手段は、エネルギ貯蔵手段５００、トリガ弁４００及びスレーブピストンサブアセンブリ３００を相互接続する、導管３１２その他の通路も含むことができる。本発明の好適な実施の形態では、エネルギ獲得手段１２０はマスタピストンである。エネルギ貯蔵手段５００はプレナムであってよい。作動される時、低圧ソレノイド弁１１０は圧縮圧解放リターディング手段１００を流体圧流体で満たす。いったん満たされれば、圧縮圧解放リターディング手段１００がエネルギ獲得手段１２０により排気ロッカーアーム５０から動作を得る。明細には、エネルギ獲得手段１２０がエネルギ貯蔵手段５００へと流体圧流体を送り出す。制御手段６００からの信号を受けると、トリガ弁４００は流体圧流体をエネルギ貯蔵手段５００からスレーブピストンサブアセンブリ３００へと解放する。遅延ピストン４５０はエネルギ貯蔵手段５００とトリガ弁４００との間に設けることができる。スレーブピストンサブアセンブリ３００は、次いで、シリンダ４０の圧縮行程の上死点付近で排気弁３０を開いて、圧縮圧解放ブレーキングを行う。制御手段６００は、最適弁開及び閉時間が、回転数（ｒｐｍ）、温度等や制御手段６００への入力等の種々のエンジンパラメータに応じて提供されるようプログラムできる。
図９に示したような本発明の好適な実施の形態では、排気ガス再循環手段２００はシリンダ４０の排気弁３０を作動させるシステムである。圧縮圧解放イベントは圧縮上死点付近で起きるが、それとは異なり、排気ガス再循環イベントは吸気時に又は圧縮行程の開始時に起きる。
図９に示したような本発明の好適な実施の形態では、排気ガス再循環手段２００は、マスタピストン２２０の形式のエネルギ獲得手段、スレーブピストンサブアセンブリ３００及び移し手段を含む。ここで具現化されているように、マスタピストン２２０は動作及びエネルギの形で入力を供給することにより、移し手段と協働する。移し手段はスレーブピストンサブアセンブリ３００と協働して、排気弁３０を開く。
図９に示したように、移し手段は、遅延ピストンサブアセンブリ７００の形式のエネルギ貯蔵手段、トリガ弁（例えば、高速ソレノイド）８００、及び制御手段６００からなる。本発明の好適な実施の形態において、エネルギ獲得手段はマスタピストン２２０である。スイッチ手段２１０は低圧ソレノイド弁である。トリガ弁８００は３方向トリガ弁である。作動されると、スイッチ手段２１０は排気ガス再循環手段２００を流体圧流体で満たす。いったん満たされれば、排気ガス再循環手段２００がマスタピストン２２０によりエネルギをカム又は弁トレイン６０から得る。明細には、マスタピストン２２０が流体圧流体を遅延ピストンサブアセンブリ７００へと送り出す。制御手段６００から信号を受けると、トリガ弁８００は流体圧流体を遅延ピストンサブアセンブリ７００からスレーブピストンサブアセンブリ３００へと解放する。スレーブピストンサブアセンブリ３００は、次いで、シリンダ４０の吸気時又は圧縮行程早期に排気弁３０を開いて、シリンダ４０内に排気ガス再循環を提供する。
続けて、添付図面で示されている実施の形態に関し、図１０〜１２は本発明の遅延ピストンサブアセンブリ７００の好適な実施の形態の断面図を示す。本発明の好適な実施の形態では、遅延ピストンサブアセンブリ７００は、エネルギ貯蔵手段７７０、保持器手段７１２、及びピストン手段７３０からなる。図１０は、「オフ」位置での遅延ピストンサブアセンブリ７００を示す。その位置では、ピストン手段７３０はエネルギ貯蔵手段７７０に係合してはいるが、負荷されておらず、遅延ピストンサブアセンブリ７００の遅延ピストンサブアセンブリ体７０１内に形成されたキャビティ７０３内を左に動いた状態である。
ピストン手段７３０がチャージされるにつれて、マスタピストン２２０からの流体圧流体が遅延ピストンサブアセンブリ体７０１内に形成されたポート７５０に入れられる。ポート７５１が遅延ピストンサブアセンブリ７００をトリガ弁８００に接続する。図１１に示すように、高圧の流体圧流体がピストン手段７３０の端に衝突してそれを右へ押圧する。遅延ピストンサブアセンブリ７００内に形成されたキャビティ７０３がポート７５０を介して高圧流体圧流体で満たされるにつれて、流体圧流体もピストン手段７３０に形成された中央開口７３２を進む。連続して高圧流体圧流体を加えることで、ピストン手段７３０は、保持プレート７４０、エネルギ貯蔵手段７７０の圧縮ばね７７１,７７２を押圧する。流体圧流体の流れがマスタピストン２２０の走行端で止まるまでばね７７１,７７２の圧縮が続く。開口７３４は中央開口７３２と連通している。この構成により、遅延ピストンサブアセンブリ７００へと過剰量の流体圧流体を送り込んだ場合（例えば、図１２に示した、一時的に貯蔵された流体圧流体を電子トリガで解放し損ねた場合）の行過ぎ保護が提供される。高圧流体圧流体がピストン手段７３０を右に押圧するとき、中央開口７３２が高圧流体圧流体を開口７３４に入れる。しかしながら、開口７３４はピストン手段７３０が走行する遅延ピストンサブアセンブリ体７０１の壁により塞がれている。ピストン手段７３０が十分な距離を走行して開口７３４が遅延ピストンサブアセンブリ体７０１内部に形成された肩部７０２から外れると、開口７３４は高圧流体圧流体をキャビティ７０４内へ流し出し、ピストン手段７３０の行過ぎに対し保護する。従って、システムを損傷から保護する。
エネルギ貯蔵手段７７０が圧縮ばね７７１及び７７２に限定されないことが当業者には明らかであろう。むしろ、流体圧流体、ガス、機械的平ばねその他の圧縮可能な材料を含む（これらに限定はされないが）他のエネルギ貯蔵手段を、エネルギを一時的に貯蔵でき解放できるならば、考えられる。更に又、エネルギ貯蔵手段７７０又は遅延ピストンサブアセンブリ７００は上記したばね込めアセンブリに限定されない。エネルギを貯蔵及び解放できる流体圧流体又はガスを利用する機械的装置、電子装置その他の装置（これらに限定はされないが）を含む他のエネルギ貯蔵手段が本発明の範囲内と考えられる。従って、本発明は、添付の請求項及びそれらの同等物の範囲内にあれば、本発明の全ての改変・変更を包含すると、意図される。
図１３〜１８は、本発明のスレーブピストンサブアセンブリ３００の好適な実施の形態を示す。本発明のスレーブピストンサブアセンブリ３００の好適な実施の形態は、スレーブピストンハウジング３５０、内スレーブピストン３６０、外スレーブピストン３７０、内部リリーフ弁ピン３８０、及び内部リリーフ弁ばね３９０を含む。図１３は「オフ」位置での、即ち、スレーブピストンサブアセンブリ３００が導管３２２を介し排気ガス再循環手段２００によって若しくは導管３１２を介し圧縮圧解放リターディング手段１００によってのいずれかで作動されていないときのスレーブピストンサブアセンブリ３００を示している。「オフ」位置では、内外スレーブピストン３６０，３７０は少なくとも１つのばね３６８及び／又は３６９及びばね３６７により上方へ、スレーブピストンハウジング３５０のキャビティ３５５へと偏寄される。低圧流体圧流体が圧縮圧解放リターディング手段１００から導管３１２を介して供給される。内部リリーフ弁ばね３９０が内部リリーフ弁ピン３８０を外スレーブピストン３７０の下側に偏寄して、外スレーブピストン３７０内に形成されたリリーフ弁開口３７１を覆う。
圧縮圧解放リターディング行程の始めに、図１５に示すように、高圧流体圧流体が導管３１２を介し外スレーブピストン３７０の頂面３７２へと供給される。高圧流体圧流体が外スレーブピストン３７０を押圧して下方へ動かし、内スレーブピストン３６０に当接し、スレーブピストンサブアセンブリ３００全体をキャビティ３５５を介し下方向へ押圧する。その下方移行の道筋で、プランジャ３４０は外スレーブピストン３７０とともに移行し、図１５に示すようにリリーフ弁開口３７１を塞ぐ。
本発明の好適な実施の形態において、スレーブピストンサブアセンブリ３００は図１６に示すような行過ぎ防止手段も有する。プランジャ３４０は外スレーブピストン３７０とともに下方に移行するが、プランジャ３４０は限られた行程を有している。ひとたび外スレーブピストン３７０がプランジャ３４０の行程よりも大きな距離にわたってキャビティ３５５を介し下方に移行したならば、プランジャ３４０は外スレーブピストン３７０の頂面３７２に形成されたリリーフ弁開口３７１を塞がなくなる。リリーフ弁開口３７１が塞がれないため、高圧流体圧流体はリリーフ弁開口３７１を通って走行し、内部リリーフ弁ばね３９０に打ち勝って内部リリーフ弁ピン３８０を外スレーブピストン３７０下側から離れる方向に押圧する。高圧流体圧流体は次いで、高圧流体圧流体をキャビティ３５５から内部リリーフ弁及び開口３６５，３７５及び導管３１２を通し、そして排気ガス再循環手段２００を介してエンジン潤滑システムへと排出することにより、内スレーブピストン３６０の中央開口３６１を通り、開口３６５を通って走行する。上記した行過ぎ手段が、内スレーブピストン３６０が圧縮圧解放時に過剰な距離、下方へと駆動されるのを防ぐ。従って、システムを、圧縮圧解放時に流体圧流体が制御されないまま過供給されることから保護する。
本発明の好適な実施の形態において、内スレーブピストン３６０は排気ガス再循環手段２００の影響の下での行過ぎ防止手段も含む。ここで具現化されているように、高圧流体圧流体は排気ガス再循環手段２００から導管３２２へと供給される。導管３２２は外スレーブピストン３７０の開口３７５と連通し、高圧の、流体圧流体を内スレーブピストン３６０へと本発明の排気ガス再循環手段２００から開口３６５及び中央開口３６１を介して内スレーブピストン３６０へと入れる。排気ガス再循環行程時に、外スレーブピストン３７０はキャビティ３５５の頂部内に配される。低圧流体圧流体のみが、導管３２２を介してキャビティ３５５へと供給され、外スレーブピストン３７０がキャビティ３５５上部内の位置にとどまることができる。高圧の流体圧流体は本発明の排気ガス再循環手段２００から導管３２２を介して供給される。ここで具現化されているように、外スレーブピストン３７０は周に、開口３７５に連通する環状溝３７４を有する。導管３２２により入れられた高圧の流体圧流体が環状溝３７４及び開口３７５，３６５で中央開口３６１に連通して内スレーブピストン３６０に作用する。
高圧の流体圧流体が導管３２２、環状溝３７４及び開口３７５を介して内スレーブピストン３６０に送給されると、内スレーブピストン３６０が外スレーブピストン３７０内を下方に動く。高圧の流体圧流体が内スレーブピストン３６０の内部に入れられると、それは図１７に示すように内スレーブピストン３６０上部と外スレーブピストン３７０下側との間の空間に拡がる。内スレーブピストン３６０が外スレーブピストン３７０内を下方に摺動すると、内部リリーフ弁ばね３９０が内部リリーフ弁ピン３８０を外スレーブピストン３７０の下側に対して偏寄させ、リリーフ弁開口３７１を塞ぐ。
外スレーブピストン３７０がそうであったように、内スレーブピストン３６０も本発明の実施の形態で行過ぎ制限手段を含む。外スレーブピストン３７０の下面にリリーフ溝３７７が形成されている。内スレーブピストン３６０が外スレーブピストン３７０を介して下方に動くと、内スレーブピストン３６０の環状溝３６４が外スレーブピストン３７０下面に刻設されたリリーフ溝３７７の高さに到達し、図１８に示すように、内スレーブピストン３６０と外スレーブピストン３７０との間の空間とばね３６８，３６９の配したスレーブピストンサブアセンブリ３００内域との連通を開く。いったん内スレーブピストン３６０が十分な距離下方に移行して外スレーブピストン３７０のリリーフ溝３７７上部に到達したら、連通が開かれて、高圧の流体圧流体を導管３１２から内スレーブピストン３６０内部を介して排出させることができ、従って、内スレーブピストン３６０の行過ぎを防ぐ。
本発明のスレーブピストンサブアセンブリ３００の好適な実施の形態において、スレーブピストンサブアセンブリ３００は多ラッシュ設定を提供する手段を含む。第１のラッシュ設定が図１３に示されており、隙間３０２が内スレーブピストン３６０下面とアクチュエータピン３０Ａとの間にある。第１のラッシュ設定は内外のスレーブピストン３６０，３７０がスレーブピストンハウジング３５０内を共に移行する圧縮圧解放リターディング操作時に用いられる。第２のラッシュ設定は排気ガス再循環時に提供される。内スレーブピストン３６０は表面３６６を有する。低圧流体圧流体が溝３７４と開口３６５，３７５、環状溝３６４と中央開口３６１とを介して内スレーブピストン３６０に入ると、内スレーブピストン３６０がばね３６７の偏寄に打ち勝って下方に動かされる。図１４に示すように表面３６６はワッシャ３０１に接して内スレーブピストン３６０とアクチュエータピン３０Ａとの間の隙間３０２を減じるか、又は閉じる。隙間３０３は外スレーブピストン３７０と内スレーブピストン３６０との間に確立される。隙間３０２の閉止量は隙間３０２と隙間３０３との相違の結果である。閉止量は隙間３０２と隙間３０３との間の差に等しく、決してゼロより小さくならない。
上記したスレーブピストンサブアセンブリ３００は単一の排気弁３０の操作に関して記述されている。しかしながら、多弁の同様な操作も本発明の範囲内であると考えられる。例えば、内スレーブピストン３６０の下部は、多弁と係合して操作できる股状アセンブリとすることができる。
本発明が、スレーブピストンサブアセンブリの好適な実施の形態に関し圧縮ばねの使用に限定されるものでないことは当業者には明らかであろう。むしろ、流体圧流体、ガス、機械的な平ばねその他の圧縮可能な材料を含む他のばね装置（それらに限定されるのではない）に置き換え得る。
本発明の範囲又は精神から逸脱することなく種々の修飾及び改変を本発明に対して行うことができるのは当業者には明らかであろう。例えば、圧縮圧解放リターディング手段１００は、「ジェークブレーキ（Jake Brake）」の商標で販売されているタイプの従来の圧縮圧解放リターダ、若しくは、本開示に記述されている改良された方法及び装置、又は圧縮圧解放ブレーキングを達成できるその他システムを用いることができる。排気ガス再循環手段２００は改変して、機械的、電子的、磁気的、流体圧的、空気圧的又は、その他のエネルギ伝達及び貯蔵手段を用いることができる。
図９に示しているように本発明の好適な実施の形態では、圧縮圧解放リターディング手段１００及び排気ガス再循環手段２００が単一のシステム内に組入れられる。しかしながら、圧縮圧解放リターディング手段１００及び排気ガス再循環手段２００は別個とすることができる。更に又、圧縮圧解放リターディング手段１００及び排気ガス再循環手段２００の両方が存在することは必須ではない。本開示では本発明の好適な実施の形態に焦点が当てられているが、本発明はそれに限定されない。これらのサブシステム各々を内燃機関に別々に又は単独で提供できると考えられる。これらの組合わせや改変の各々が本発明の一部と見なされる。従って、本発明は、添付の請求項及びそれらの同等物の範囲内に入る本発明の改変及び変更を包含する、と意図される。
さて、本発明を種々の操作モードに明細に関連して、以下により詳細に記述する。
圧縮圧解放リターディングを備えた排気ガス再循環
圧縮圧解放ブレーキング時に提供される本発明の好適な実施の形態の操作を更に詳細に説明する。シリンダへの燃料供給が中断され、圧縮圧解放リターディング手段１００が作動される。
図９に示した如く、排気ガス再循環はスイッチ手段２１０を作動させることにより始められる。流体圧流体が排気ガス再循環手段２００を満たし、マスタピストン２２０が排気ロッカーアーム５０の動作に応答して流体圧流体をエネルギ貯蔵手段又は遅延ピストンサブアセンブリ７００へと送り出せる。上気したように圧力が遅延ピストンサブアセンブリ７００に確立する。制御手段６００から信号を受けると、トリガ弁８００が流体圧流体を遅延ピストンサブアセンブリ７００からスレーブピストンサブアセンブリ３００へと解放する。次いで、スレーブピストンサブアセンブリ３００は吸気行程時に又は圧縮行程の始めに排気弁３０を開けて排気ガス再循環を行う。制御手段６００は次いでトリガ弁８００を閉じ、それにより排気弁３０が圧縮行程の十分早期に閉じられて、十分なシリンダチャージを発現させて圧縮圧解放ブレーキングを行う。
圧縮圧解放ブレーキングは低圧ソレノイド弁１１０を作動することにより作動される。低圧ソレノイド弁１１０が流体圧流体を圧縮圧解放リターディング手段１００へと入れ、圧縮圧解放リターディング手段１００を流体圧流体で満たす。いったん流体圧流体で満たされたら、圧縮圧解放リターディング手段１００はエネルギを排気ロッカーアーム５０からエネルギ獲得手段１２０により得る。エネルギ獲得手段１２０が排気ロッカーアーム５０の動作に従動・応答し、それにより流体圧流体をエネルギ貯蔵手段５００へと送り出す。この時点で、トリガ弁４００が閉じられ、エネルギ貯蔵手段５００に圧力が形成できる。エネルギ貯蔵手段５００は、システムを流体圧的にオン・オフに切替えることができるダンプ制御弁５０１も備えている。エネルギ貯蔵手段５００は操作圧力を急速に達成する。制御手段６００から信号を受けると、トリガ弁４００は流体圧流体をエネルギ貯蔵手段５００から導管３１２を介してスレーブピストンハウジング３５０へと解放する。スレーブピストンサブアセンブリ３００はスレーブピストンハウジング３５０内に取付けられている。トリガ弁４００からの流体圧流体のチャージを受けると、スレーブピストンサブアセンブリ３００は移動し、排気弁３０をシリンダ４０内へと押圧する。これにより排気弁３０はシリンダ４０の圧縮行程の上死点付近で開かれる。この開きが圧縮圧解放リターディングイベントを行う。
圧縮圧解放リターディングに先行する排気ガス再循環イベントの結果として、シリンダには他の場合に得られるよりも高い圧縮が発現する。排気弁３０の開・閉タイミング及び開きの大きさは各々制御手段６００により制御できる。正動力時よりも圧縮圧解放リターディングの場合に、排気マニホールドの排気ガス背圧変動に異なり且つはるかに強力なパターンがある。排気ガス再循環イベントのタイミングと大きさはこれらの差を利用するよう改変できる。これについては、以下で、これらの違いを最も良く利用する組合わせブレーキングに関して、更に詳細に説明する。
本発明が現在の好適な実施の形態に限定されないことは当業者には明らかであろう。例えば、本発明の好適な実施の形態は、「共通レール」システムに関して記述してきた。標準ジェークブレーキ（流体圧）やその他の種々公知な圧縮圧解放リターダ（アメリカ特許第３，２２０，３９２号で教示の原理に基づく）、電子制御される共通レール(アメリカ特許第４，７０６，６２４号に開示されたような、機械的にではなく電子的に解放されるエネルギ貯蔵)、専用カム、又はその他の適宜な圧縮圧解放リターディング作動システム等の、他の圧縮圧解放リターディングシステムも使用できる。従って、本発明は、添付の請求項及びそれらの同等物の範囲内の全ての改変及び変更を包含すると、意図される。
組合わせブレーキングを有する排気ガス再循環
図９に示されたような本発明の好適な実施の形態において、排気ガス再循環が、排気リターダ及び圧縮圧解放リターダの両方を用いる組合わせブレーキングで提供される。この操作モードでも、シリンダへの燃料供給が中断される。圧縮圧解放リターディング手段１００と排気リターダ９００の両方が作動される。
上記したように、排気ガス再循環はスイッチ手段２１０を作動させることにより始められる。流体圧流体が排気ガス再循環手段２００を満たし、マスタピストン２２０は排気ロッカーアーム５０の動作に応答して、流体圧流体を遅延ピストンサブアセンブリ７００へと送り出すことができる。上記したように圧力が遅延ピストンサブアセンブリ７００に確立する。制御手段６００から信号を受けると、トリガ弁８００が遅延ピストンサブアセンブリ７００からスレーブピストンサブアセンブリ３００へと流体圧流体を解放する。スレーブピストンサブアセンブリ３００は次いで排気弁３０を吸気行程時に、又は圧縮行程の始めに開いて排気ガス再循環を行う。制御手段６００は次いで排気弁３０をその圧縮行程の十分早期に閉じて十分なシリンダチャージを発現させ圧縮圧解放ブレーキングを行い及び／又は排気マニホールドの圧力を選択的に制御する。
しかしながら、排気ブレーキの操作は組合わせブレーキング時の排気ガス再循環イベントに大きく影響を及ぼし得る。明細には、排気ブレーキは排気マニホールド内に捕らえられた排気ガスの圧力を著しく増加させ得る。その結果、排気ガス再循環イベント時の排気マニホールドとシリンダ圧力の差が著しく大きくなる。他の場合よりも多くの排気ガスが、排気ブレーキなしに排気ガス再循環時のシリンダに入る。
更に、排気ガス再循環時の排気マニホールドからの背圧の一部のシリンダへの解放が典型的には排気マニホールド背圧を下げ、排気ブレーキの有効性を減じる。この排気マニホールド圧力の低下が排気マニホールドの圧力プロフィールをも改変する。
圧縮圧解放ブレーキングは上記したように作動される。本発明によれば、どのようなタイプの圧縮圧解放リターダも使用できる。例えば、図面はジェーコブス（Jacobs）リターダを示す。低圧ソレノイド弁１１０が流体圧流体を入れて圧縮圧解放リターディング手段１００を満たす。エネルギ獲得手段１２０が排気ロッカーアーム５０の動作に応答して、流体圧流体をエネルギ貯蔵手段５００へと送り出す。制御手段６００から信号を受けると、トリガ弁４００は流体圧流体をエネルギ貯蔵手段５００からスレーブピストンサブアセンブリ３００へと解放し、排気弁３０を圧縮上死点付近で開く。排気ブレーキが排気マニホールド圧力を増加させる結果、圧縮圧解放に先行する排気ガス再循環イベントが、シリンダに入れられる空気の嵩を増やす。これにより、シリンダには他の場合に起きるよりも高い圧縮が発現する。
排気弁３０の開・閉のタイミング及び開きの大きさは制御手段６００により各々制御できる。組合わせブレーキングで、排気マニホールドの排気ガス背圧に高レベルの、異なるパターンがある。排気再循環イベントのタイミング及び大きさはこれらの違いを利用するよう改変できる。
本発明が本好適な実施の形態に限定されないことは当業者には明らかであろう。例えば、本発明の圧縮圧解放構成部品の好適な実施の形態は、「共通レール」システムに関して記述してきた。標準ジェークブレーキ（流体圧）、その他の種々の公知圧縮圧解放リターダ（アメリカ特許第３，２２０，３９２号で教示の原理に基づく）、電子制御される共通レール（アメリカ特許第４，７０６，６２４号に開示の、機械的にではなく電子的に解放さるエネルギ貯蔵）、専用カム、その他の適宜の圧縮圧解放リターディング作動システム、等の他の圧縮圧解放リターディングシステムも使用できる。排気リターダ構成部品は、バタフライ弁、スライドゲート（ギロチン）弁、ターボチャージャ（標準、可変形状、他）、パイパス弁、ウエストゲート流れ制御装置、又はその他の排気ガスを制限できる装置を含む、種々の排気リストリクタ装置のいずれでもよい。排気背圧制御は可変でも固定でもよい。排気リストリクタは排気マニホールド圧力を変えるのに用いることができる。これにより、再循環のタイミング及び程度、並びに他の操作パラメータ（温度等）についての追加の制御を提供できる。従って、本発明は、添付の請求項及びそれらの同等物の範囲内のあらゆる改変及び変更を包含すると、意図される。
正動力時の排気ガス再循環
排気ガス再循環がエンジンの正動力操作時に提供される本発明の好適な実施の形態の操作を以下詳細に説明する。大抵の点で、排気ガス再循環のための本発明の排気ガス再循環サブシステムの操作はリターディングシステムのそれと本質的に同じである。正動力時には、全てのリターダシステムの作動が止められ、エンジンは燃料供給される。
図９に関し、排気ガス再循環はスイッチ手段２１０を作動させることにより始められる。スイッチ手段２１０は流体圧流体をチェック弁２１２を介して入れ、それが排気ガス再循環手段２００を満たす。マスタピストン２２０が排気ロッカーアーム５０の動きに従動し、流体圧流体を導管２１４を介して送り出す。マスタピストン２２０は流体圧流体を遅延ピストンサブアセンブリ７００へと送り出す。チェック弁２１６は流体が遅延ピストンサブアセンブリ７００から逆流するのを防ぐ。
遅延ピストンサブアセンブリ７００は導管７２０によりトリガ弁８００に接続される。この時点で、トリガ弁８００は閉じられる。これにより流体圧流体が遅延ピストンサブアセンブリ７００に捕らえられる。流体圧力が遅延ピストンサブアセンブリ７００内に確立する。
制御手段６００から信号を受けると、トリガ弁８００が流体圧流体を遅延ピストンサブアセンブリ７００から導管３２２を介しスレーブピストンハウジング３５０へ解放する。スレーブピストンサブアセンブリ３００がスレーブピストンハウジング３５０に取付けられている。スレーブピストンサブアセンブリ３００は次いで排気弁３０を吸気行程時に開かせて排気ガス再循環を行う。制御手段６００は次いでトリガ弁８００を閉じ、それにより排気弁３０が十分早期に閉じてシリンダの通常の圧縮及び力操作ができる。これにより、排気ガスの一部がシリンダに再循環して排気ガス再循環の排出物制御の改良及び他の利点を得ることができる。
本発明が現在の好適な実施の形態に限定されないことは当業者には明らかであろう。本発明の好適な実施の形態が図９に関して記述されてきた。本発明は以上で論じた如きいかような型の圧縮圧解放又は排気リターディングとともに、又はそれなしで使うことができる。
排気ガス再循環イベントタイミングの最適化
図３５〜３７は、３つの例の排気ガス再循環イベントａ、ｂ、ｃ（異なる時間での）、及び図３８に示した圧縮圧解放ブレーキングイベントｄとに相関した、組合わせブレーキング時の圧力プロフィール１６００の形跡を示す。３つの排気ガス再循環イベントａ、ｂ、ｃは、図３５〜３７に示すように単一排気ガス再循環イベントの３つの潜在タイミングを表す。イベントｂが標準タイミングを表すとすると、イベントａは弁作動の前進を表し、イベントｃは弁作動の遅れを表す。図３５〜３７に関し、イベントａはイベントｂよりも低いマニホールド圧力イベント時に起きる。他方、イベントｃはイベントｂよりも高いマニホールド圧力イベント時に起きる。この例では、排気ガス再循環イベントのタイミングと大きさを変更して（イベントａについては前進させ、又、イベントｃについては遅らせ）排気マニホールド圧力プロフィールを利用できる。
例えば、高いリターディング力が必要ならば、排気ガス再循環イベント、例えばイベントｃ、を遅延させ及び／又はその大きさを増加させることにより、より多くのガスを再循環させることができる。これによりシステムは後のクランク角度時間に高い排気マニホールド圧力を得ることができる。これにより圧縮圧解放リターダの操作が改良され、ブレーキが他の場合よりも高いリターディング力を発現できる。同様に、エンジン操作状態が所定の排気温度レベルを越えて操業している場合、イベントａへと進めることにより、より少ない排気ガスを循環させればエンジンを冷却して最適燃焼を達成する助けとなるであろう。
又、リターディング力を下げる必要がある場合、排気ガス再循環イベントの始まり及び終わりを進めること及び／又はその大きさを減らすことにより、より少ないガスを循環させることができる。これによりシステムは早期のクランク角度時間に低排気マニホールド圧力を利用できる。これにより圧縮圧解放リターダの性能が減じ、ブレーキが他の場合よりも低いリターディング力を発現できる。
各イベントａ、ｂ、ｃのためにシリンダへと再循環させられるガスの嵩は、各イベントa、b、ｃの弁の開閉に応じてマニホールド圧力プロット１６００での領域に比例する。図３８から明らかなように、弁作動を進めるとイベントａになり得、図３７の領域１６０２に相当し、弁作動を遅らせるとイベントｃになり得、図３５の領域１６０６に相当する。領域１６０６は領域１６０４より大きく、領域１６０４は領域１６０２より大きいので、弁作動の時間を進めると循環ガス量が減り、弁作動の時間を遅らせると循環ガス量が増加することが示されているといえる。その結果、吸気ガスと再循環ガスとの最適混合が達成し得る。排気ガス再循環手段２００は排気ガス再循環イベントの存続期間を可変にもできる。曲線１６００の領域は、トリガ弁８００により制御される排気弁３０の開き期間を関数として増減できる。
図５〜８に関して、排気ガス再循環イベントのタイミングはエンジンの操作モードに応答して、即ち、エンジンが正動力モードにいるか、あるいは又、エンジンブレーキングモードにいるかに応答して変えることができる。正動力時、排気ガス再循環イベントは完全に主吸気イベントのタイミング内で行われる点までへも選択的に前進させることができる。エンジンブレーキング時、排気ガス再循環イベントは遅らせてガス再循環と吸気イベントとの間の重複を減らすことができる。この重複を減らすことは、排気ガス再循環によりもたらされるシリンダへのガス量チャージの増加となる。
本発明の範囲及び精神を逸脱することなく、排気ガス再循環弁開イベントの開閉及び大きさの制御に種々の改変及び修正をし得ることは当業者には明らかであろう。図３５〜３８に関して上記した例は示した特定のプロフィールに関連している。圧力ピークを排気ガス再循環イベントに先行させれば、逆の関係が得られる。同様に、プロフィールが比較的不規則でも、相当する開閉及び大きさの調節を行うことができる。
本発明の要素の構成及び機能の、他の改変は上述している。追加の修正及び改変は当業者には明らかであろう。従って、本発明は、添付した請求項及びそれらの同等物の範囲内にある本発明の全ての改変及び修正を包含すると、意図される。
代替の実施の形態
添付図面に示した実施の形態について続けるが、図２２は、排気ガス再循環手段２００の代替の実施の形態を示す概略図である。排気ガス再循環手段２００は、２方向トリガ弁アセンブリ８０００と改変したエネルギ貯蔵手段７０００とを用いる。
図２３〜２５は、本発明のエネルギ貯蔵手段７０００の、代替の実施の形態の断面図を示す。本発明の代替の実施の形態では、エネルギ貯蔵手段７０００は、エネルギ貯蔵手段７７０と、保持器手段７１２と、ピストン手段７３０とからなる遅延ピストンサブアセンブリである。図２３は、「オフ」位置でのエネルギ貯蔵手段を示している。その位置では、ピストン手段７３０はエネルギ貯蔵手段７７０に係合しているが、それによって負荷されておらず、エネルギ貯蔵手段７０００の遅延ピストンサブアセンブリ体７０１内に形成された協働するキャビティ７０３内を左に動かされた状態である。
本発明の代替の実施の形態では、ピストン手段７３０は、２端の中間の周に環状溝７３５が形成されている。環状溝７３５により、流体圧流体はピストン手段の片側の遅延ピストンサブアセンブリ体７０１の開口７６０から、ピストン手段７３０の体に形成された環状溝７３５を介してエネルギ貯蔵手段の他側の流体圧流体導管７６１に連通できる。
ピストン手段７３０がチャージされると、流体圧流体が遅延ピストンサブアセンブリ体７０１に形成されたポート７５０に入れられる。図２４にしめすように高圧の流体圧流体がピストン手段７３０の端に衝突して、それを右に押圧する。エネルギ貯蔵手段に形成されたキャビティ７０３がポート７５０を介し高圧流体圧流体で満たされると、流体圧流体はピストン手段７３０に形成された中央開口７３２にも通る。続けて高圧流体圧流体を加えると、ピストン手段７３０が保持プレート７４０とエネルギ貯蔵手段７７０の圧縮ばね７７１,７７２を押圧する。マスタピストン２２０が流体圧流体の供給をやめるまで、ばね７７１，７７２の圧縮が続く。
２方向トリガ弁アセンブリ８０００が開いて、流体圧流体流をスレーブピストンサブアセンブリ３００へと流して排気弁３０を開けると、ピストン手段７３０は図２に示した位置へと左へ動き始める。環状溝７３５が開口７６０，７６１と連通し始めると、流体圧流体が開口７６０，７６１を流れて、流体圧流体をスイッチ手段２１０の方へと流し、それによりスレーブピストンサブアセンブリ３００が後退して排気弁３０を閉じることができる。
高圧流体圧流体がピストン手段７３０を右へ押圧すると、中央開口７３２により高圧流体圧流体は開口７３４に入る。しかしながら、開口７３４はピストン手段７３０が移行する遅延ピストンサブアセンブリ体７０１の壁により塞がれている。図２５に示すように、ピストン手段７３０が十分な距離、移行して開口７３４が遅延ピストンサブアセンブリ体７０１内部に形成された肩部７０２から外れると、開口７３４により高圧流体圧流体がキャビティ７０４へと流れ出し、ピストン手段７３０を行過ぎから保護する。
図２６は、組合わされた遅延ピストンサブアセンブリトリガピストン手段アセンブリ４７０を有する本発明による圧縮圧解放リターディング手段１００の代替の実施の形態を示す。図２７〜２９は、それぞれ、オフ位置、トリガ点位置及び完全移行位置を含む種々の操作モードでの遅延ピストンサブアセンブリトリガピストン手段アセンブリ４７０を示す。遅延ピストンサブアセンブリトリガピストン手段アセンブリ４７０は、該遅延ピストンサブアセンブリトリガピストン手段アセンブリ４７０をスレーブピストンサブアセンブリ３００に流体接続するポート４７１を含む。ポート４７２は遅延ピストンサブアセンブリトリガピストン手段アセンブリ４７０をエネルギ獲得手段１２０に流体接続する。ポート４７３は弁アセンブリをエネルギ貯蔵手段５００に流体接続する。遅延ピストンサブアセンブリトリガピストン手段アセンブリ４７０は、ばね偏寄したプランジャ４７５を有するキャビティ４７４を含む。プランジャ４７５は、一端に弁４７６を有するキャビティ４７５１を含む。弁４７６は、ばね４７６１と、ピストン４７６２及びばね偏寄したアセンブリ４７６３と、ピストン４７６２を囲む保持手段４７６４とを含む。オフ位置では、図２７に示すように、ピストン４７６２は蓋４７７の開口４７７１を塞いで、スレーブピストンサブアセンブリ３００とエネルギ獲得手段１２０との連通を閉塞する。オフ位置では、ピストン４７６２の端がプランジャ４７５のキャビティ４７５１の端に当接する。
エネルギ獲得手段１２０により送り出される流体圧流体がポート４７２を介して入ってキャビティ４７４２を満たすと、プランジャ４７５が図２８に示すように左へ動かされる。キャビティ４７８１の下部がピストン４７６２の端部４７６５に接触すると、ピストン４７６２は開口４７７１から離れる方向に動き始める。圧力がキャビティ４７４２内で増加し続けると、ばね偏寄したアセンブリ４７６３がピストン４７６２を図２９に示した位置へと偏寄させる。プランジャ４７５が次いで流体圧流体をスレーブピストンサブアセンブリ３００に押し込んで排気弁３０を開ける。プランジャ４７５は次いで図２７に示した位置へと戻る。この時点で、流体圧流体はもはやスレーブピストンサブアセンブリ３００に送り出されていない。そこで、流体圧流体の流れが反転し、スレーブピストンサブアセンブリ３００を後退させ、排気弁３０を閉じることができる。流体圧流体はスレーブピストンサブアセンブリ３００からポート４７１を介してキャビティ４７４２へと流れ、そこでは、流体圧流体がエネルギ獲得手段１２０により再び送り出されるまで、弁４７６がチェック弁として機能することにより流体圧流体がスレーブピストンサブアセンブリ３００へと逆流するのを防ぐ。
図３０〜３４は、本発明のスレーブピストンサブアセンブリ３０００の代替の実施の形態を示す。本発明のスレーブピストンサブアセンブリ３０００の代替の実施の形態は、スレーブピストンハウジング３５０と、内スレーブピストン３６０と、外スレーブピストン３７０と、内部リリーフ弁ピン３８０と、内部リリーフ弁ばね３９０とを含む。図３０は、「オフ」位置での、即ち、スレーブピストンサブアセンブリ３０００が導管３２２を介し排気ガス再循環手段２００によって又は導管３１２を介し圧縮圧解放リターディング手段１００によって作動されていない場合の、スレーブピストンサブアセンブリ３０００を示す。「オフ」位置では、内外スレーブピストン３６０，３７０は、少なくとも１つのばね３６８，３６９によって上方に、スレーブピストンハウジング３５０のキャビティ３５５内へと偏寄される。低圧流体圧流体は導管３１２を介し圧縮圧解放リターディング手段１００から供給される。内部リリーフ弁ばね３９０は内部リリーフ弁ピン３８０を外スレーブピストン３７０の下側に偏寄させ、外スレーブピストン３７０に形成されたリリーフ弁開口３７１を塞ぐ。
圧縮圧解放リターディング行程の始めでは、図３１に示すごとく、高圧流体圧流体が導管３１２を介して外スレーブピストン３７０の頂面３７２へと供給される。高圧流体圧流体は外スレーブピストン３７０を押圧して下方へと動かし、内スレーブピストン３６０を当接させ、スレーブピストンサブアセンブリ３０００全体をキャビティ３５５を介して下方へと押圧する。その下方への移行の道筋で、プランジャ３４０は外スレーブピストン３７０とともに移行し、図３１に示すようにリリーフ弁開口３７１を塞ぐ。
本発明の代替の実施の形態では、スレーブピストンサブアセンブリ３０００も行過ぎ防止手段を有する。プランジャ３４０は外スレーブピストン３７０で下方に走行するが、プランジャ３４０は限られた行程を有する。いったん外スレーブピストン３７０がキャビティ３５５を通してプランジャ３４０の行程以上の距離下方に走行したら、図３２に示すようにプランジャ３４０が外スレーブピストン３７０の頂面３７２に形成されたリリーフ弁開口３７１を塞がなくなる。リリーフ弁開口３７１が塞がれないので、高圧流体圧流体がリリーフ弁開口３７１に通り、内部リリーフ弁ばね３９０に打ち勝って内部リリーフ弁ピン３８０を外スレーブピストン３７０下側から離れる方向に押圧する。高圧流体圧流体は次いで、高圧流体圧流体をキャビティ３５５から内部リリーフ弁及び開口３６５及び３７５を介して排出させることにより、内スレーブピストン３６０の中央開口３６１を介してそして開口３６５を通る。上記した行過ぎ手段は外スレーブピストン３７０が超過な距離下方に駆動されるのを防ぐ。
本発明の代替の実施の形態において、内スレーブピストン３６０は排気ガス再循環手段２００の影響下で過走行を防ぐ手段も含む。ここで具現化されているように、高圧流体圧流体は排気ガス再循環手段２００から導管３２２へと供給される。導管３２２は外スレーブピストン３７０の開口３７５と連通して、高圧の流体圧流体を本発明の排気ガス再循環手段２００から内スレーブピストン３６０へと入れる。排気ガス再循環行程時、外スレーブピストン３７０はキャビティ３５５の頂部に配する。低圧の流体圧流体のみが導管３１２を介してキャビティ３５５へと供給され、外スレーブピストン３７０はキャビティ３５５の上部に留まることができる。高圧の、流体圧流体は、本発明の排気ガス再循環手段２００から導管３２２を介して供給される。ここで具現化されているように、外スレーブピストン３７０は周に形成されて開口３７５と連通する環状溝３７４を有する。導管３２２により入れられた高圧の流体圧流体が環状溝３７４及び開口３７５と連通して内スレーブピストン３６０に衝突する。
高圧の流体圧流体が内スレーブピストン３６０へと導管３２２、環状溝３７４及び開口３７５を介して送給されると、内スレーブピストン３６０は外スレーブピストン３７０内を下方に移動する。高圧の流体圧流体が内スレーブピストン３６０の内部に入れられると、内スレーブピストン３６０の上部が外スレーブピストン３７０の下側から離れる方向へ下方へと動く。内スレーブピストン３６０が外スレーブピストン３７０内を下方に摺動するとき、内部リリーフ弁ばね３９０が内部リリーフ弁ピン３８０を外スレーブピストン３７０の下側に偏寄させ、リリーフ弁開口３７１を塞ぐ。
外スレーブピストン３７０と同様に、内スレーブピストン３６０も本発明の代替の実施の形態において行過ぎ制限手段を含む。外スレーブピストン３７０の下面には複数の溝３７６が形成されている。内スレーブピストン３６０も周に、開口３６５と連通する環状溝３６４を有する。内スレーブピストン３６０が外スレーブピストン３７０を介して下方へ動くと、内スレーブピストン３６０の環状溝３６４が、外スレーブピストン３７０の下面に刻設された溝３７６の底部の高さに届き、内スレーブピストン３６０と外スレーブピストン３７０との間の空間とばね３６８及び３６９の配したスレーブピストンサブアセンブリ３０００の内部域との間に連通を開く。いったん内スレーブピストン３６０の下肩部が十分な距離下方に移行して外スレーブピストン３７０の下面に刻設された溝３７６の上側基部に到達したら、高圧の流体圧流体を導管３２２から内スレーブピストン３６０の内部を介し開口３６５を介して排出させることができる連通が開かれ、従って、内スレーブピストン３６０の行過ぎを防ぐ。
種々の修飾及び改変を本発明の構成及び形状内で、本発明の範囲と精神を逸脱することなく成し得ることは当業者には明らかであろう。いくつかの変更例が上述の本文で論じられてきた。他のものも当業者には明らかであろう。例えば、開示の実施の形態のいくつかはインライン６シリンダエンジンに関して記述されてきた。シリンダの数（１、４、８、１０又はその他の数のシリンダ）、形状（Ｖ型、ストレート他）、吸気（通常又は過給）、冷却（空気又は水）その他の基本エンジンパラメータは全て変えることができる。
例えば（アメリカ特許第４,４２４,７９０号及び第５,５４９,０９５号に記述されたような）ミラーサイクルを用いる等の、エンジンピストン圧縮行程の制御は公知である。全ての修正及び改変を含む本発明は、ミラーサイクル又はミラーサイクルエンジンでの使用を意図すると考えられる。
更に又、エネルギ獲得手段１２０及びトリガ弁４００は、圧縮圧解放リターダと関連して使われるスレーブピストンサブアセンブリ、吸気弁トレイン（ロッカアーム、プッシュチューブ、カム、流体圧タペット、又は他の構成部品）、排気弁トレイン（ロッカアーム、プッシュチューブ、カム、流体圧タペット、又は他の構成部品）、専用カム、インジェクタトレイン（ロッカアーム、プッシュチューブ、カム、流体圧タペット、又は他の構成部品）、外部源、又は適宜のエネルギ源を提供する他の適宜エンジン構成部品等、多数の構造物のいずれか又はそれらの組合わせとすることができる。本発明者らはこれら２つのエネルギ獲得手段１２０及びトリガ弁４００に相異なる構成を用いるのが好ましいと現在信じているが、独立した時間にトリガできれば適宜の手段も本発明の一部と見なされる。従って、本発明は、添付の請求項及びそれらの同等物の範囲内にありさえすれば本発明の全ての変更及び修飾も包含すると意図される。
加えて、本発明は単一の弁に関して記述してきたが、本発明に一致して適宜数の弁をシリンダ内で開けることができる。本発明は、添付の請求項及びそれらの同等物の範囲内にありさえすれば本発明の全ての変更及び修飾も包含すると意図される。

Claims (34)

1. 少なくとも１つのエンジンシリンダ（４０）と、該エンジンシリンダ（４０）に関連したエンジン弁（３０）とを有する内燃機関において、
   エンジン構成部品であるロッカーアーム（５０）またはカムの動作からエネルギを獲得するエネルギ獲得手段（１２０）と、
   エンジン構成部品であるロッカーアーム（５０）またはカムの動作から得られたエネルギを流体圧の形式でプレナムに貯蔵するエネルギ貯蔵手段(５００)と、
   前記エネルギ貯蔵手段（５００）に貯蔵された流体圧を受けることに応答して前記エンジン弁（３０）を作動させる弁作動手段（３００）と、
   前記エネルギ貯蔵手段（５００）からの流体圧を前記弁作動手段（３００）へと選択的に適用して、エンジン弁（３０）が排気ガス再循環のために開かれるようにした流体圧流体弁（４００）とからなる、
   エンジン構成部品であるロッカーアーム（５０）またはカムの動作とは独立して排気ガス再循環をシリンダ（４０）へ提供するシステム。
2. 排気ガス再循環を達成するためにエンジン（２０）への燃料供給が中断される間に前記排気ガス再循環が起きる、請求項１のシステム。
3. エンジン（２０）への燃料供給が連続している間に前記排気ガス再循環が起きる、請求項１のシステム。
4. 圧縮圧解放リターディングを提供する手段（１００）から更になり、前記排気ガス再循環が圧縮圧解放リターディングとの組合わせで行われる、請求項２のシステム。
5. 同手段が前記システムと前記圧縮圧解放手段（１００）とからなる、請求項４のシステム。
6. 排気ブレーキングを提供する手段（９００）から更になり、前記排気ガス再循環が排気ブレーキングとの組合わせで行われる、請求項２のシステム。
7. 圧縮圧解放リターディング提供手段（１００）から更になり、前記排気ガス再循環と排気ブレーキングが圧縮圧解放リターディングとの組合わせで行われる、請求項６のシステム。
8. 排気ガス再循環イベントと圧縮圧解放リターディングイベントとからなる群から選択される１つ又はそれ以上の弁イベントの所望の弁作動タイミングを決める制御手段（６００）から更になり、前記１つ又はそれ以上の弁イベントが前記制御手段（６００）からの信号に応じて行われる、請求項１のシステム。
9. 排気ガス再循環イベントと圧縮圧解放リターディングイベントとからなる群から選択される１つ又はそれ以上の弁イベントの所望の弁リフトを決める制御手段（６００）から更になり、前記１つ又はそれ以上の弁イベントが前記制御手段（６００）からの信号に応じて行われる、請求項１のシステム。
10. エンジン構成部品であるロッカーアーム（５０）またはカムが前記シリンダ（４０）の吸気弁と関連している、請求項１のシステム。
11. エンジン構成部品であるロッカーアーム（５０）またはカムが前記シリンダ（４０）の排気弁（３０）と関連している、請求項１のシステム。
12. 前記システムが可変タイミング排気ガス再循環を提供する、請求項１のシステム。
13. 前記弁作動手段（３００）への貯蔵されたエネルギの解放を制御して可変タイミング排気ガス再循環を提供する、制御手段（６００）を含む、請求項１２のシステム。
14. 更に、第２の弁（３０）と第２の弁作動手段（３００）とからなり、前記圧縮圧解放手段（１００）が前記弁（３０）のうちの一方を作動させ、前記排気ガス再循環手段（１０）が前記弁（３０）のうちの他方を作動させる、請求項４のシステム。
15. エンジン（２０）が正動力生み出しモードにあるときに、前記圧縮圧解放手段（１００）が非作動にされる、請求項４のシステム。
16. 排気ガス再循環と圧縮圧解放リターディングが排気ブレーキングとの組合わせで行われる、請求項４のシステム。
17. エンジン（２０）がブレーキングモードにあるとき前記圧縮圧解放手段（１００）が作動可能にされる、前記排気ガス再循環が排気ブレーキングとの組合わせで行われる、請求項４のシステム。
18. エネルギ獲得手段が、ロッカーアーム（５０）またはカムの動作に応答するマスタピストン手段（１２０）であり、弁作動手段が、流体圧流体弁により解放されたエネルギに応答して少なくとも１つの弁を開くスレーブピストン手段（３００）である、請求項１のシステム。
19. 流体圧流体弁（４００）が、ロッカーアーム（５０）またはカムの動作とは独立してエネルギ貯蔵手段（５００）から貯蔵されたエネルギを選択的に解放するトリガ弁手段（４００）である、正動力とエンジンリターディングとの両方において排気ガス再循環を提供する、請求項１８のシステム。
20. 圧縮圧解放リターディングを提供する手段（１００）が、
    ロッカーアーム（５０）またはカムの動作に応答する第１のマスタピストン手段（１２０）と、
    該マスタピストン手段（１２０）と連通してマスタピストンの動作から得られたエネルギを貯蔵するプレナム手段（５００）と、
    該プレナム（５００）と連通して前記貯蔵されたエネルギを選択的に解放する第１のトリガ弁手段（４００）とからなり、
    エネルギ獲得手段（２２０）がロッカーアーム（５０）またはカムの動作に応答する第２のマスタピストン手段（２２０）であり、
    エネルギ貯蔵手段（７００）が前記第２のマスタピストン手段（２２０）と連通する遅延ピストン手段（７００）であり、
    流体圧流体弁（８００）が前記遅延ピストン（７００）と連通して前記遅延ピストン手段（７００）から前記貯蔵されたエネルギを選択的に解放する第２のトリガ弁手段（８００）であり、
    前記弁作動手段(３００)が前記第１および第２のトリガ弁(４００)（８００）と連通して貯蔵されたエネルギの解放に応じてエンジン弁を開くスレーブピストン手段（３００）である、請求項４のシステム。
21. 前記第１及び第２のトリガ弁手段(４００)(８００)が電子制御される、請求項２０のシステム。
22. 前記第１のトリガ弁手段（４００）が、前記プレナム手段（５００）と前記スレーブピストン手段（３００）とからなる群のいずれか２つの間の連通を選択的に提供する多方向トリガ弁からなる、請求項２０のシステム。
23. 前記第２のトリガ弁手段（８００）が、前記第２のマスタピストン手段（２２０）と前記遅延ピストン手段（７００）と前記スレーブピストン手段（３００）とからなる群のいずれか２つの間の連通を選択的に提供する多方向トリガ弁（８００）からなる、請求項２０のシステム。
24. 請求項１のシステムの使用方法であって、エンジン構成部品であるロッカーアーム（５０）またはカムの動作からエネルギをエネルギ獲得手段（１２０）により獲得し、その獲得したエネルギをエネルギ貯蔵手段（５００）により流体圧の形式でプレナム（５００）に一時的に貯蔵し、その貯蔵された流体圧を、少なくとも１つのエンジン弁（３０）を開く弁作動手段（３００）へ選択的に適用して、可変タイミング排気ガス再循環を行うという、諸段階を経て排気ガス再循環を提供する方法。
25. 頂壁と側壁とを有する流体密チャンバ（３５０）と、
    前記側壁に沿って前記チャンバ（３５０）内に摺動可能に配される上下部を有し、該上下部が相互に圧力を加える相互に係合可能な肩部を有する、二股ピストン（３００）と、
    チャンバ頂壁とピストン上部との間の第１の空間に流体を提供する、チャンバ頂壁の第１のポート（３６５）と、
    ピストン上部とピストン下部との間の第２の空間に流体を提供する、チャンバ側壁の第２のポート（３７５）と、
    前記ピストン下部と前記チャンバ（３５０）の外部に位置した前記排気弁（３０）との間で力を移す延長部材と、
    閉じられる前記排気弁（３０）と一致する方向に前記ピストンを偏寄するばね手段（３９０）とからなり、
    前記第１の空間内に流体を提供することにより、ピストン上部、下部、延長部材が下方に動いて、それにより前記排気弁（３０）を開き、前記第２の空間内に流体を提供することによりピストン下部と延長部材が下方に動いてそれにより前記排気弁（３０）を開くことからなる、
    排気弁アクチュエータ（３００）を弁作動手段（３００）として採用した請求項１のシステム。
26. 排気弁アクチュエータ（３００）が、第２のポート（３７５）と第２の空間との間に流体を提供する前記ピストン上部内の通路を更に備えた、請求項２５のシステム。
27. 排気弁アクチュエータ（３００）のピストン下部が、前記ピストン上部の中空内部内で摺動可能である、請求項２５のシステム。
28. 排気弁アクチュエータ（３００）のピストンにより達成可能なチャンバ内最上位置を調節する手段から更になる、請求項２５のシステム。
29. 排気弁アクチュエータ（３００）の第１のポート（３６５）が圧縮圧解放流体圧システム（１００）に接続され、第２のポート（３７５）が排気ガス再循環流体圧システム（１０）に接続される、請求項２５のシステム。
30. 頂壁及び側壁を有する流体密チャンバ（３５０）と、
    前記チャンバ（３５０）内に摺動可能に配した上下部を有し、該上下部が相互に圧力を加える相互に係合可能な肩部を有する、ツーピースピストン（３６０）（３７０）と、
    前記チャンバ頂壁と前記ピストン上部（３７０）との間の第１の空間に流体を提供するよう構成された前記チャンバ頂壁の第１のポート（３６５）と、
    前記ピストン上部（３７０）と前記ピストン下部（３６０）との間の第２の空間に流体を提供するよう構成された前記チャンバ側壁の第２のポート（３７５）と、
    前記チャンバ（３５０）の外部に位置した弁（３８０）の閉位置に対応する方向へ前記ツーピースピストン（３６０）（３７０）を偏寄させるばね手段（３６７）（３６８）（３６９）とからなり、
    前記第１の空間に流体を提供することにより前記ピストン上部（３７０）と前記ピストン下部（３６０）が動いて前記弁（３８０）を開き、前記第２の空間に流体を提供することにより前記ピストン下部（３６０）が動いて前記弁（３８０）を開くことからなる、
    排気弁アクチュエータ（３００）を弁作動手段として採用した請求項１のシステム。
31. 排気弁アクチュエータ（３００）が、前記ピストン下部（３６０）と前記弁（３８０）との間で力を移す延長部材から更になり、前記第１の空間内に流体を提供することにより前記ピストン上部(３７０)、前記下部及び前記延長部材を動かして前記弁（３８０）を開き、前記第２の空間内に流体を提供することにより前記ピストン下部（３６０）及び前記延長部材を動かして前記弁（３８０）を開くことからなる、請求項３０のシステム。
32. 排気弁アクチュエータ（３００）の第２のポート（３７５）と第２の空間との流体接続を提供する前記ピストン上部（３７０）内の通路（３２２）から更になる、請求項３０のシステム。
33. 排気弁アクチュエータ（３００）のピストン下部（３６０）が、前記ピストン上部（３７０）の中空内部を摺動可能である、請求項３０のシステム。
34. 排気弁アクチュエータ（３００）のツーピースピストン（３６０）（３７０）により達成し得るチャンバ（３５０）内最上位置を調節する手段から更になる、請求項３０のシステム。

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