JP5256309B2 - 一体化したロストモーションシステムを有する弁ブリッジ - Google Patents

Description

本発明は、全体を本明細書に援用する、２００４年３月１５日に出願した「一体化したロストモーションシステムを有する弁ブリッジ」と題する米国特許仮出願第６０／５５２７４５号に関連し、その優先権を主張するものである。

本発明は、一般的には、内燃機関において１つ以上のエンジン弁を作動させるためのシステム及び方法に関する。特に、本発明は、ロストモーションシステムを含む弁作動システム及び方法に関する。本発明の実施例は、内燃機関の正出力、エンジンブレーキ、及び／又は排気ガス再循環動作の間に使用されることができる。

内燃機関における弁作動は、エンジンが正出力を生ずるために必要であり、エンジンブレーキ及び排気ガス再循環（ＥＧＲ）などの補助弁事象を成すためにも使用されうる。正出力の間に、吸気弁は、燃焼のためにシリンダ内に燃料及び空気を入れるために開放される。１つ以上の排気弁は、燃焼ガスをシリンダから逃すために開放される。吸気、排気、及び／又は補助弁は、排出物改善のためにガスを再循環するように、正出力の間で様々なときに開放されることもできる。

エンジン弁作動は、エンジンが正出力を生ずるために用いられないときに、エンジンブレーキ及び排気ガス再循環を成すために使用されることもできる。エンジンブレーキの間に、１つ以上の排気弁は、少なくとも一時的にエンジンを空気圧縮機に変換するために選択的に開放される。そうする際に、エンジンは、車両を低速にすることを助けるために減速する馬力を生み出す。これは、車両に対する増大した制御を操作者に与え、車両のフットブレーキの磨耗を実質的に低減することができる。

エンジン弁は、圧縮開放ブレーキ及び／又は抽気ブレーキを生ずるために作動されることができる。圧縮開放タイプのエンジンブレーキ、又は減速器の動作は良く知られている。ピストンが、その圧縮行程の間に上方へ移動するにつれ、シリンダ内に捕らえられたガスは圧縮される。圧縮されたガスは、ピストンの上向きの運動に対抗する。エンジンブレーキ動作の間に、ピストンが、上死点（ＴＤＣ）に近づくにつれ、少なくとも１つの排気弁は、シリンダ内で圧縮されたガスを排気マニホールドへ放出するために開放され、圧縮されたガスに蓄えられたエネルギーが、以降の膨張下方行程でエンジンに戻ることを妨げる。そうする際に、エンジンは、車両を低速にすることを助けるために減速する馬力を生み出す。従来の圧縮開放エンジンブレーキの一実施例は、本明細書に採用する、Ｃｕｍｍｉｎｓの米国特許第３２２０３９２号（１９６５年１１月）の開示によって提供される。

抽気タイプのエンジンブレーキの動作は、同様に長い間知られている。エンジンブレーキの間に、通常の垂直排気弁リフトに加えて、排気弁は、残りのエンジンサイクル（完全サイクル抽気ブレーキ）の間中、又はサイクルの一部（部分的サイクル抽気ブレーキ）の間に、絶えずわずかに開放して保持される。部分的サイクル抽気ブレーキと完全サイクル抽気ブレーキの主な相違は、部分的サイクル抽気ブレーキが、吸気ストロークのほとんどの間に排気弁リフトを行わないことにある。抽気タイプのエンジンブレーキを利用するシステム及び方法の一実施例は、その写しを本明細書に採用する、譲渡人の米国特許第６５９４９９６号（２００３年７月２２日）の開示によって提供される。

排気ガス再循環（ＥＧＲ）の基本原理も良く知られている。適切に動作するエンジンが、その燃焼室内で燃料及び吸入空気の組合せへの作用を実行した後、エンジンは、エンジン・シリンダから残留ガスを排気する。ＥＧＲシステムは、これら排気ガスの一部が、エンジン・シリンダ内に戻って流れることを可能にする。エンジン・シリンダへのガスのこの再循環は、著しい利点を提供するために、正出力動作の間及び／又はエンジンブレーキサイクルの間に用いることができる。本明細書で使用する場合、ＥＧＲとは、エンジンブレーキサイクルの間のガスの再循環であるブレーキ・ガス再循環（ＢＧＲ）を含み得る。

正出力動作の間、ＥＧＲシステムは、エンジン排出物を改善するために主に用いられる。エンジン正出力の間、１つ以上の吸気弁は、燃料、及びシリンダ内の燃料を燃焼させるために必要な酸素を含む大気からの空気を入れるために開放される。しかしながら、空気は、大量の窒素も含む。エンジン・シリンダ内に見出される高温度は、窒素を任意の使用されなかった酸素と反応させ、窒素酸化物（ＮＯｘ）を形成させる。窒素酸化物は、ディーゼル・エンジンによって放出される１つの主な汚染物質である。ＥＧＲシステムによって提供される再循環されたガスは、既にエンジンによって使用され、わずかな量の酸素だけを含む。これらガスを新鮮な空気と混合することによって、エンジンに入る酸素の量は、低減されることができ、より少ない窒素酸化物が形成される。さらに、再循環されるガスは、エンジン・シリンダ内の燃焼温度を、窒素がＮＯｘを形成するために酸素と結合する点より低く低下する効果を有する。結果として、ＥＧＲシステムは、生成されるＮＯｘの量を低減し、エンジン排出物を改善するように作用する。米国及び他の国家における、ディーゼル・エンジンに関する現在の環境基準、並びに提案されている規制は、排出物改善の必要性だけが、将来においてより重要になることを示している。

ＥＧＲシステムは、エンジンブレーキ動作の間に、減速する出力を最適化するために使用されることもできる。上述のように、エンジンブレーキの間に、１つ以上の排気弁は、少なくとも一時的に、エンジンを空気圧縮機に変換するために選択的に開放される。ＥＧＲを使用してエンジン内の圧力及び温度を制御することによって、ブレーキングのレベルは、様々な動作条件で最適化される。

多くの内燃機関において、エンジン吸気及び排気弁は、固定輪郭カムによって、より詳細には、各カムの一体部分であることができる１つ以上の固定ローブによって、開放及び閉鎖される。吸気及び排気弁タイミング並びにリフトが変更可能であれば、改善された性能、改善された燃料経済性、より低い排出物、及びより良好な車両運転性などの利点が、得られる。しかしながら、固定輪郭カムの使用は、様々なエンジン動作条件に対してそれらを最適化するように、エンジン弁リフトのタイミング及び／又は量を調整することを困難にすることがある。

固定カム輪郭が与えられた弁タイミング及びリフトを調整する１つの方法は、可変弁作動を提供し、弁とカムとの間の弁機構リンク装置に「ロストモーション」装置を組み込むことである。ロストモーションは、カム輪郭によって禁止される弁運動を、可変長さの機械的、流体圧的、又は他のリンク装置組立体で修正することに関する種類の技術的な解決方法に適用される用語である。ロストモーションシステムにおいて、カム・ローブは、エンジン動作状況の全範囲にわたって必要な「最大」（最長ドエル及び最大リフト）運動を提供する。したがって、可変長さシステムは、カムによって弁に与えられる運動の一部又はすべてを引き出し又は無くすために、弁機構リンク装置、開放されるべき中間弁、及び最大運動を与えるカムに含まれる。

エンジン弁リフト及び作動タイミングの適切な制御は、ロストモーションシステムを使用するとき、エンジンブレーキ、正出力、及び／又はＥＧＲ／ＢＧＲ動作の間にエンジン性能及び信頼性を改善する。例えば、エンジンブレーキの間に、主排気事象（イベント）はシステム内の遊びが吸収されるために余分な弁リフトを受けることがある。この余分な弁リフトは、主排気事象と主吸気事象との間の増大された重複を作ることがあり、過剰な排気ガスを、シリンダ内及び吸気マニホールドに流れて戻させる。この結果は、より高い噴射器先端温度及びより低いエンジン減速出力などの、ブレーキング及びＥＧＲ性能問題を生じることがある。さらに、余分な弁リフトは、弁とピストンとの接触の増大した可能性を含む信頼性問題を生じることがある。したがって、エンジンブレーキの間の追加の弁リフトを低減することによって、ブレーキング性能及びエンジン信頼性が改善される。

エンジン弁リフト及びタイミングの適正な制御は、正出力動作の間の改善も生じる。例えば、主吸気事象タイミングは、吸気弁が、標準の主吸気弁事象より早く閉鎖するように修正される。このプロセスは、Ｍｉｌｌｅｒ Ｃｙｃｌｅとしても知られている。主吸気事象弁タイミングを制御することは、改善された燃料経済性及び排出物を生じることができる。

費用、パッケージング、及び寸法は、しばしばエンジンブレーキの望ましさを決定する要因である。既存のエンジンに加えることができる追加システムは、しばしば価格が法外に高く、それらの嵩張る寸法のために追加の空間要件を有することがある。既存のエンジンブレーキ・システムは、高い価格又は追加のパッケージングを避けることができるが、これらシステムの寸法及び追加の構成部品の数は、しばしば結果としてより低い信頼性及び寸法に関する困難性を生じることがある。したがって、低価格であり、高い性能及び信頼性を提供するが、空間又はパッケージングの問題を与えないことができる一体化エンジンブレーキング・システムを提供することがしばしば望ましい。

米国特許第３２２０３９２号 米国特許第６５９４９９６号

本発明のシステム及び方法の実施例は、正出力、エンジンブレーキ弁事象、及び／又はＥＧＲ／ＢＧＲ弁事象のための弁作動を必要とするエンジンにおいて特に有用であり得る。必ずしもすべてではなくいくつかの本発明の実施例は、ロストモーションシステムを使用してエンジン弁を選択的に作動するためのシステム及び方法を提供する。必ずしもすべてではなくいくつかの本発明の実施例は、正出力、エンジンブレーキ、及び／又はＥＧＲ／ＢＧＲ動作の間に、改善されたエンジン性能及び効率を提供することができる。本発明の実施例のさらなる利点は、以下の記載に部分的に示され、記載及び／又は本発明の実施から当業者には部分的に明らかであろう。

本出願人は、エンジン弁事象を生成するために１つ以上のエンジン弁を作動させる独創的なシステムを開発した。一実施例において、システムは、１つ以上のエンジン弁のための弁ブリッジ（橋絡装置）を備え、ロストモーション構成部品は、弁ブリッジに含まれる。

本出願人は、ロッカー・アームとエンジン弁とを有する独創的な弁作動システムをさらに開発した。一実施例において、システムは、エンジン動作の間にエンジン弁の作動を変えるための手段を備え、変えるための手段が、ロッカー・アームとエンジン弁との間に配置された弁機構要素に少なくとも一部設けられる。

本出願人は、エンジン弁事象を生成するために内燃機関における１つ以上のエンジン弁を作動させる独創的なシステムを開発した。一実施例において、システムは、運動付与手段と、シャフトに旋回可能に取り付けられ、第１の位置と第２の位置との間を回転するように構成され、且つ運動付与手段から運動を選択的に受けるロッカー・アームと、ロッカー・アームと１つ以上のエンジン弁との間に配置された弁ブリッジと、弁ブリッジに配置されたロストモーションシステムとを備える。

本出願人は、エンジン弁事象を生成するために内燃機関における１つ以上のエンジン弁を作動させる独創的なシステムをさらに開発した。一実施例において、システムは、運動付与手段と、シャフトに旋回可能に取り付けられ、第１の位置と第２の位置との間を回転するように構成され、且つ運動付与手段から運動を選択的に受けるロッカー・アームと、ロッカー・アームと１つ以上のエンジン弁との間に配置された弁ブリッジと、弁ブリッジに滑動可能に配置された第１のピストンとを備え、第１のピストンが、ロッカー・アームを第１の位置から第２の位置へ選択的に回転させる。

本出願人は、エンジン弁事象を生成するためにエンジン弁を選択的に作動する独創的な方法をさらに開発した。一実施例において、方法は、ロッカー・シャフトに旋回可能に取り付けられたロッカー・アームと選択的に接触する運動付与手段を提供する段階と、弁ブリッジに流体圧流体を選択的に供給する段階と、弁ブリッジに対する流体圧流体の供給に応答して、ロッカー・アームに付与される運動の量を制御する段階とを含む。

本出願人は、エンジン弁事象を生成するために１つ以上のエンジン弁を作動させる独創的なシステムを開発した。一実施例において、システムは、シャフトに旋回可能に取り付けられ、第１の位置と第２の位置との間を回転するように構成され、且つ弁トレーン要素から運動を選択的に受けるロッカー・アームと、１つ以上のエンジン弁のための弁ブリッジと、エンジン弁の作動を変えるための手段とを備え、変えるための手段が、弁ブリッジに少なくとも一部設けられる。

前述の全体的な記載及び以降の詳細な記載の両方は、例示的且つ説明的だけであり、請求項に係る本発明を限定しないことを理解されたい。採用され且つ明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明のいくつかの実施例を示し、詳細な記載とともに本発明の原理を説明するように作用する。

本発明の理解を助けるために、次に、同様の参照符号が同様の要素を指す添付の図面を参照する。図面は例示だけであり、本発明を制限するものと解釈されるべきではない。

本発明の第１の実施例によるエンジン弁作動システムを示すブロック図である。 本発明の実施例により用いることができるカムを示す概略図である。 本発明の第２の実施例によるエンジン弁作動システムを示す部分断面図である。 本発明の第３の実施例によるエンジン弁作動システムを示す部分断面図である。 本発明の第４の実施例によるロストモーションシステムの断面図を含むエンジン弁作動システムを示す概略図である。 本発明の実施例による滑動ピン・リセット機構を示す断面図である。 本発明の実施例によるチェックディスク・リセット機構を示す断面図である。 本発明の実施例によるチェックボール・リセット機構を示す断面図である。 本発明の第５の実施例によるエンジン弁作動システムを示す断面図である。 本発明の実施例による変更された主排気事象を含む、排気弁及び吸気弁事象を示す弁リフト図である。 本発明の実施例による変更された主吸気事象を含む、排気弁及び吸気弁事象を示す弁リフト図である。 本発明の実施例による弁ブリッジを示す断面図である。 本発明の実施例による抽気孔リセット機構を含む、弁ブリッジを示す部分断面図である。

例を添付の図面に示す、本発明のシステム及び方法の実施例を詳細に参照する。本明細書で具体化するように、本発明の実施例は、１つ以上のエンジン弁を作動させるシステム及び方法を含む。

本発明の第１の実施例は、弁作動システム１０として図１に概略的に示される。弁作動システム１０は、ロッカー・アーム２００に動作可能に接続された運動を付与する手段１００を含む。ロッカー・アーム２００は、ロストモーションシステム３００に動作可能に接続され、ロストモーションシステム３００は、次に１つ以上のエンジン弁４００に動作可能に接続される。運動付与手段１００は、ロッカー・アーム２００に選択的に運動を印加するように構成される。運動付与手段１００から運動のすべて又は一部が、ロッカー・アーム２００を通してエンジン弁４００へ（１）伝達されるか、又は（２）伝達されないように、ロストモーションシステム３００は、選択的に制御される。ロストモーションシステム３００は、エンジン弁４００へ伝達される運動の量及びタイミングを修正するようにも構成される。エンジン弁４００は、１つ以上の排気弁、吸気弁、又は補助弁を含むことができる。

運動伝達モードで動作するとき、ロストモーションシステム３００は、圧縮開放ブレーキ事象、部分的サイクル抽気ブレーキ事象、完全サイクル抽気ブレーキ事象、排気ガス再循環事象、主排気事象、及び／又は主吸気事象を含むが、これらに制限されないエンジン弁事象を生成するために、エンジン弁４００を作動させることができる。弁作動システム１０は、制御装置５００からの信号又は入力に応答して、運動を伝達するモードと運動を伝達しないモードとの間で切り替えられる。

運動付与手段１００は、ロッカー・アーム２００に運動を付与するように構成された、カム、押し管、又はそれらの等価物を含むが、それらに制限されない弁機構要素の任意の組合せを備えることができる。本発明の少なくとも一実施例において、運動付与手段１００は、カム１１０を備える。カム１１０は、排気カム、吸気カム、射出器カム、及び／又は専用カムを備えることができる。カム１１０は、エンジン弁事象を生成するために１つ以上のカム・ローブを含むことができる。図２を参照すると、カム１１０は、例えば、主（排気又は吸気）事象ローブ１１２、エンジンブレーキ・ローブ１１４、及びＥＧＲ／ＢＧＲローブ１１６などのローブを含む。カム１１０上のローブの描写は、例示するだけを意図され、制限することを意図されない。ローブの数、組合せ、寸法、位置、及び形状は、本発明の意図された範囲から逸脱することなく明らかに変更できる。

制御装置５００は、弁作動システム１０に通じていて、ロッカー・アーム２００を通してエンジン弁４００へ運動付与手段１００からの運動のすべて又は一部を伝達させる又は伝達させない、任意の電気又は機械装置を備えることができる。例えば、本発明の一実施例において、制御装置５００は、ロッカー・アーム２００に流体圧流体を選択的に供給するために供給弁を制御する。制御装置５００は、適切な動作を決定し且つ選択するために、他のエンジン構成部品に結合されるマイクロプロセッサを含むことができる。エンジン弁事象は、エンジン構成部品からマイクロプロセッサによって収集された情報に基づき、複数のエンジン動作状況（例えば、速度、負荷など）で最適化される。収集された情報は、エンジン速度、車両速度、オイル温度、マニホールド（又はポート）温度、マニホールド（又はポート）圧力、シリンダ温度、シリンダ圧力、特定の情報、及び／又はクランク角度を含むが、これらに制限されない。

本発明の第２の実施例が、図３に示される。ロッカー・アーム２００が、ロッカー・シャフト２１０を中心に回転するように構成されるように、ロッカー・アーム２００は、ロッカー・シャフト２１０に旋回可能に取り付けられる。運動従動子２２０は、ロッカー・アーム２００の一端部に配置され、且つ要素間の低摩擦相互作用を促進するために、ロッカー・アーム２００とカム１１０との間の接触点として作用する。本発明の一実施例において、運動従動子２２０は、図３に示すようにローラ従動子２２０を備える。カム１１０を接触するように構成された運動従動子の他の実施例は、十分に本発明の範囲及び精神内にあると考えられる。

流体圧流体は、流体圧流体源（図示せず）からロッカー・アーム２００へ供給される。流体圧流体は、ロッカー・シャフト２１０に形成される流路２１４を通して、ロッカー・アーム２００に形成される流体圧流路２１５へ流れる。図３に示されるロッカー・シャフト２１０及びロッカー・アーム２００における流体圧流路の構成は、例示だけを目的にする。ロッカー・アーム２００を通してロストモーションシステム３００へ流体圧流体を供給するための他の流体圧構成は、十分に本発明の範囲及び精神内にあると考えられる。

調整ねじアセンブリ２３０は、ロッカー・アーム２００の第２の端部に配置される。調整ねじ組立体２３０は、ロッカー・アーム２００を通って延びるねじ２３２と、ねじ２３２の調整を与えることができるねじ山形成されたナット２３４とを備える。ロッカー流路２１５と連通する流体圧流路２３５が、ねじ２３２内に形成される。スイベル足部２４０は、ねじ２３２の一端部に配置される。本発明の一実施例において、低圧オイルは、スイベル足部２４０を潤滑するためにロッカー・アーム２００に供給される。

ロストモーションシステム３００は、ロッカー・アーム２００とエンジン弁４００との間に配置された弁機構要素に少なくとも一部設けられる。図３に示すように一実施例において、ロストモーションシステム３００は、弁ブリッジ３１０に配置される。運動付与手段１００から運動のすべて又は一部が、ロッカー・アーム２００を通してエンジン弁４００へ（１）伝達されるか、又は（２）伝達されないように、ロストモーションシステム３００は、１つ以上の空動き構成部品の任意の組合せを含むことができる。ロストモーションシステム３００は、例えば、機械的リンク装置、流体圧回路、流体機械的リンク装置、電気機械的リンク装置、及び／又は運動を伝達する又は伝達しないように構成された任意の他のリンク装置を備えることができる。ロストモーションシステム３００は、例えば、トリガ弁、逆止め弁、アキュムレータ、及び／又はロストモーションシステム３００内の回路から流体圧流体を放出し、且つ回路へ流体圧流体を追加するために使用される他の装置などの、流体圧回路内の流体の圧力又は流体の量を調整するための手段を含むことができる。

本発明の一実施例において、ロストモーションシステム３００は、弁ブリッジ３１０に形成された孔内に滑動可能に配置されたマスタ・ピストン３２０と、弁ブリッジ３１０に形成された孔内にそれぞれ滑動可能に配置された１つ以上のスレーブ・ピストン３３０とを含む。ピストンばね３３２は、エンジン弁４００へ向かう方向に各スレーブ・ピストン３３０を偏らせる。マスタ・ピストン３２０は、弁ブリッジ３１０に形成された流体圧流路３１５を通ってスレーブ・ピストン３３０と流体連通される。

逆止め弁組立体３４０は、ロッカー・アーム２００から弁ブリッジ３１０への一方向だけの流体連通を主に可能にするように、マスタ・ピストン３２０に形成された空洞内に配置される。スイベル足部２４０は、マスタ・ピストン３２０と接触することができ、且つマスタ・ピストン３２０との接触を実質的に維持するように、ロッカー・アーム２００が回転するにつれ旋回するように構成される。

流体圧流体は、ロッカー・アーム２００を通してロストモーションシステム３００に供給される。流体圧流体は、ねじ流路２３５を通り、逆止め弁３４０を通過して、弁ブリッジ流路３１５内へ流れる。本発明の一実施例は、二重供給圧力システムを使用して動作する。低圧流体は、潤滑の目的のためにロッカー・アーム２００へ絶えず供給される。逆止め弁組立体３４０の偏倚は、低圧流体が流路３１５に入ることを妨げるために十分であり得る。例えばエンジンブレーキの間に、ロストモーションシステム３００の作動が必要なときは、逆止め弁３４０が強制的に開放されるように、供給圧力は増大される。供給圧力は、例えばソレノイド供給弁によって増大される。代わりの実施例において、流体圧流体は、ロッカー・アーム２００とは無関係に、ロストモーションシステム３００に直接供給されることができる。

ロッカー・アーム２００の位置は、ロッカーばね２５０によって偏らされる。図３に示すように本発明の一実施例において、ロッカーばね２５０は、ロッカー・アーム２００に形成される突出部２５５に近接して配置され、且つ例えばロッカー・シャフト２１０などの固定部材に固定される。マスタ・ピストン３４０が引き込まれたとき、ロッカーばね２５０は、遊びがカム１１０とローラ従動子２２０との間に形成される第１の位置に、ロッカー・アーム２００を偏らせる。この位置において、遊びは、運動付与手段１００によって提供される運動のすべて又は一部が、ロッカー・アーム２００へ、及び最終的にはエンジン弁４００へ付与されることを妨げる。図３に示すようにマスタ・ピストン３２０が延ばされたとき、ロッカー・アーム突出部２５５が、ロッカーばね２５０の偏倚に対して作用するように、ロッカー・アーム２００は回転する。この位置において、カム１１０とロッカー・アーム２００との間の遊びは、吸収され、ロッカー・アーム２００は、基礎円でカム１１０と接触する。代わりの実施例において、ロッカーばね２５０は、ねじ組立体２３０に近接してロッカー・アーム２００の端部に配置される。ロッカーばね２５０の他の位置は、本発明の範囲及び精神内にあると考えられる。

代わりの実施例において、ロッカーばね２５０は、カム１１０に向かってロッカー・アーム２００を偏らせる。この実施例において、スイベル足部２４０は、それがピストン３２０との接触を維持するように設けられる。

ロストモーションシステム３００は、エンジン弁４００の位置をリセットするための手段３５０をさらに備える。リセット手段３５０は、弁ブリッジ３１０内の流体圧流体をシールし、且つ流体圧流体を選択的に放出するように構成される。リセット手段３５０は、弁ブリッジ３１０に形成された孔に配置したシーリング部材３５４と、弁ブリッジ３１０内でその座に対してシーリング部材３５４を偏らせるばね３５２とを含む。ばね３５２は、弁ブリッジ３１０内に固定して配置したベース３５８に固定される。この位置において、シーリング部材３５４は、弁ブリッジ３１０内で流体圧流体をシールする。弁ブリッジ３１０が、ロッカー・アーム２００の運動を受けて移動するにつれ、シーリング部材３５４は、エンジン弁４００間に配置したリセット・プランジャ３５６と選択的に接触する。シーリング部材３５４が、リセット・プランジャ３５６と接触するとき、シーリング部材３５４は外され、弁ブリッジ３１０内の流体圧流体は放出される。

図６に示すように本発明の一実施例において、シーリング部材３５４は、弁ブリッジ３１０に形成した孔内に滑動可能に配置された滑動ピン３５４を備える。ピン３５４がリセット・プランジャ３５６と接触するとき、ピンが外され、且つ弁ブリッジ内の高圧の流体圧流体が放出されるように、滑動ピン３５４の一部は、弁ブリッジ３１０から延びる。図７に示すように他の実施例において、シーリング部材３５４は、チェック・ディスク３５４を備えることができる。図８に示すようにさらに他の実施例において、シーリング部材は、チェック・ボール３５４を備えることができる。図７及び図８に示す実施例において、リセット・プランジャは、弁ブリッジ３１０内に延び、且つチェック・ディスク又はボールを外されるように構成された狭いヘッド部分を含むことができる。例えば、弁ブリッジ３１０からの高圧流体をシーリングし且つ選択的に放出するために適している、パペット弁、スプール弁、及び／又はリード弁などの他のリセット手段は、十分に本発明の範囲及び精神内にあると考えられる。

本発明の一実施例において、リセット・プランジャ３５６は、シーリング部材３５４に対して固定位置を維持する。代わりに、特定の弁リフト及びタイミング要件が達成されることができるように、リセット・プランジャ３５６は、シーリング部材３５４に対する複数の位置間で作動するように制御される。例えば、リセット・プランジャ３５６が、シーリング部材３５４により近い位置に延びることができるように、流体圧流体は、リセット・プランジャ３５６に選択的に供給される。このように、リセット手段３５０は、オン／オフ能力及び／又は低速度可変性を有することができる。

図９を参照すると、弁作動システム１０は、弁ブリッジ３１０とロッカー・アーム２００との間に配置した静止部材３６０をさらに備える。一実施例において、静止部材３６０は、カラー３６０を備えることができる。カラー３６０は、例えばエンジン・オーバヘッドなどの固定部材に固定される。カラー３６０は、弁ブリッジ３１０の上方への移動、及び次に運動付与手段１００にロッカー・アーム２００によって印加される力を制限するように構成される。弁ブリッジ３１０に対するカラー３６０の位置は、カラー３６０と弁ブリッジ３１０との間に適切な遊びが存在するように調整される。

本発明の実施例の動作を、次に図９を参照して記載する。例えばエンジンブレーキの間に、エンジン弁４００へのカム１１０からの運動の伝達が望ましいとき、流体圧流体が、ロッカー・シャフト流路２１４を通してロッカー・アーム２００へ供給される。流体圧流体は、ロッカー流路２１５及びねじ流路２３５を通してロストモーションシステム３００へ流れる。流体圧力は、逆止め弁３４０の偏倚に打ち勝ち、且つ弁ブリッジ流路３１５へ流れるのに十分であり得る。逆止め弁３４０は、実質的に一方向の流体連通を提供するので、流体圧流体は、逆止め弁を通ってねじ流路２３５へ戻って逃れることができない。結果として、流体圧ロックが、マスタ・ピストン３２０とスレーブ・ピストン３３０との間で生成される。流体圧力は、マスタ・ピストン３２０を延ばし、且つスイベル足部２４０及び次にロッカー・アーム２００の近接端部に対して上向きの力を印加させる。この力は、ロッカーばね２５０の偏倚に打ち勝つのに十分であり、ロッカー・アーム２００を反時計方向（図９に示される図面に対して）に回転させ、ローラ従動子２２０とカム１１０との間の遊びを吸収する。ロッカー・アーム２００は、ローラ従動子２２０が基礎円でカム１１０と接触するまで回転することができる。

ロストモーションシステム３００が、マスタ・ピストン３２０と１つ以上のスレーブ・ピストン３３０とを備え、且つスレーブ・ピストンが、マスタ・ピストン３２０より大きな断面積を有する本発明の実施例において、弁ブリッジ流路内の流体圧力は、弁ブリッジ３１０への正味の上向きの力を生成する。しかしながら、カラー３６０は、弁ブリッジ３１０の上向きの並進を妨げる。結果として、エンジンブレーキ動作の間にロッカー・アーム２００とカム１１０に伝達される負荷は、低減される。

カム１１０が回転するにつれて、ローラ従動子２２０が、今やカム１１０と接触するので、エンジンブレーキ・ローブ１１４の運動は、ロッカー・アーム２００に付与される。これは、ロッカー・アーム２００をシャフト２１０の周囲で回転させ、マスタ・ピストン３２０への下向きの力を与える。ロッカー・アーム運動を受けて、マスタ・ピストン３２０は、弁ブリッジ３１０のその孔内で下向きへ並進する。弁ブリッジ３１０の流体圧ロックのために、マスタ・ピストン３２０の下向きの運動は、流路３１５内の流体圧力を通してスレーブ・ピストン３３０に伝達され、スレーブ・ピストン３３０は、次に、下向きへ移動し、エンジンブレーキ弁事象を生成するためにエンジン弁４００を作動させる。

カム１１０が回転を続けるとき、ローラ従動子２２０が、主事象ローブ１１２に接近する。ロッカー・アーム２００は、回転を始め、マスタ・ピストン３２０へローブの運動を付与する。弁ブリッジ３１０の流体圧ロックのために、マスタ・ピストン３２０の下向きの運動は、流路３１５内の流体圧力を通してスレーブ・ピストン３３０に伝達され、スレーブ・ピストン３３０は、次に、下向きへ移動し、主弁事象を生成するためにエンジン弁４００を作動させる。ロッカー・アーム２００が、マスタ・ピストン３２０に作用するとき、弁ブリッジ３１０も下向きに並進する。ローラ従動子２２０が、主事象・ローブ１１２の頂点に到達し始めるとき、弁ブリッジ３１０の下向きの運動は、シーリング部材３５４をリセット・プランジャ３５６に接触させる。リセット・プランジャ３５６は、シーリング部材３５４をその座から外させ、弁ブリッジ３１０内の流体圧流体が放出され得るようにする。弁ブリッジ３１０からの流体圧流体の放出は、マスタ・ピストン３２０及び／又はスレーブ・ピストン３３０を、それらの延ばされた位置から引き込みさせ、弁ブリッジ３１０において流体圧流体のカラムによって生成される余分な弁リフトが失われる。ローラ従動子２２０が、主事象ローブ１１２の残りに従うとき、運動は、固体機械的なリンク装置を通してエンジン弁４００に伝達される。

図１０は、本発明の実施例による排気弁及び吸気弁事象の弁リフト図である。エンジンブレーキの間に、エンジン弁４００は、弁リフト輪郭４１０に沿って動く。点４１５は、流体圧流体が弁ブリッジ３１０から放出される弁リフトの間の点を示す。この点で、流体圧流体カラムによって生成される余分な弁リフトが失われ、弁は、標準の主事象弁リフトを受ける。エンジン弁リフトがリセットされる弁リフト輪郭４１０上の正確な点４１５は、リセット・プランジャ３５６及びシーリング部材３５４の相対配置を含むが、これに制限されない多数の要因に基づき変更することがある。弁ブリッジ３１０からの流体圧流体の放出なしに、エンジン弁４００は、図１０に示す弁リフト輪郭４２０によって示されるように、余分なリフトを有する主事象弁リフトを受けることがある。図１０に示す弁リフト輪郭は、例示目的だけのためであり、制限することを意図していない。

エンジンブレーキを必要としない正出力動作の間に、逆止め弁組立体３４０を外し、且つ弁ブリッジ３１０内の流路３１５に入るのに十分な圧力の流体圧流体は、ロッカー・アーム２００に供給されない。マスタ・ピストン３２０及び／又はスレーブ・ピストン３３０は、弁ブリッジ３１０内に引き込まれる。弁ブリッジ３１０内に存在する任意の潤滑流体は、比較的低圧である。したがって、ロッカー・アーム２００の近接端部に作用する力は、弁ブリッジ３１０に対する時計方向（図９に示す図面に対して）にロッカー・アーム２００を偏らせるロッカーばね２５０の偏倚に打ち勝つのに不十分である。この位置において、遊びは、カム１１０とローラ従動子２２０との間に生成される。カム１１０が回転するにつれ、カム１１０とローラ従動子２２０との間の距離は、エンジンブレーキ・ローブ１１４（及びＥＧＲ／ＢＧＲローブ１１６）がローラ２２０と接触しないように十分に大きい。結果として、エンジンブレーキ運動は、ロッカー・アーム２００に付与されず、エンジン弁４００は、エンジンブレーキ事象を受けない。カム１１０が連続して回転するとき、ローラ従動子２２０は、主弁事象ローブ１１２に接触し始める。ローラは、カム１１０とローラ従動子２２０との間の遊びのために、エンジンブレーキの間よりむしろローブ上のより高い点で接触する。結果として、エンジン弁４００は、図１０に示すように追加のリフトなしに、主事象弁リフト輪郭４３０を受けることができる。

本発明の一実施例において、エンジンブレーキの間の主排気事象と主吸気事象との間の重複は、低減されることができる。図１０に示すように、重複領域Ａは、エンジン弁４００が追加リフトを有する弁リフト輪郭４２０を受けるときに生じる。しかしながら、エンジン弁４００の運動は、弁が弁リフト輪郭４１０によって示すように標準の主事象に従うようにリセットされるとき、重複領域は低減される。低減された重複領域は、図１０において領域Ｂで示される。

本発明の一実施例において、主弁事象は、より早い閉鎖時間を受ける。図１１に示すように、エンジン吸気弁は、主吸気弁事象の間に弁リフト輪郭４４０を受ける。しかしながら、エンジン弁の運動は、弁リフト輪郭４５０によって示すように、弁がより早く閉鎖されるように修正される。図１１に示す弁リフト輪郭は、例示目的だけのためであり、制限することを意図していない。

本発明の他の実施例は、同様の参照符号が同様の要素を指す図４を参照して示される。ロストモーションシステム３００は、弁ブリッジ３１０内に滑動可能に配置される第１及び第２のピストン３３０を含む。

図４に示す実施例の動作は、次降に記載する。例えばエンジンブレーキの間に、エンジン弁４００へのカム１１０からの運動の伝達が所望であるとき、流体圧流体は、ロッカー・シャフト流路２１４を通してロッカー・アーム２００に供給される。流体圧流体は、ロッカー流路２１５及びねじ流路２３５を通してロストモーションシステム３００へ流れる。流体圧力は、逆止め弁３４０の偏倚を打ち勝ち、且つ弁ブリッジ流路３１５内に流れるのに十分である。逆止め弁３４０は、実質的に一方向の流体連通を提供するため、流体圧流体は、逆止め弁を通してねじ流路２３５に戻って逃れることはできない。弁ブリッジ流路３１５内の流体圧力は、弁ブリッジ３１０への正味の上向きの力を生成することができ、それを上向きに並進させる。弁ブリッジ３１０の上向きの運動は、スイベル足部２４０に、次にロッカー・アーム２００の近接端部に対して上向きの力を印加する。この力は、ロッカーばね２５０の偏倚に打ち勝つのに十分であり、ロッカー・アーム２００を反時計方向（図４に示す図面に対して）に回転させ、ローラ従動子２２０とカム１１０との間の遊びを吸収する。ロッカー・アーム２００は、ローラ従動子２２０が基礎円でカム１１０と接触するまで回転する。ピストンばね３３２の偏倚のために、第１及び第２のピストン３３０は、エンジン弁４００との接触を維持する。

カム１１０が回転するにつれて、ローラ従動子２２０が、今やカム１１０と接触するので、エンジンブレーキ・ローブ１１４の運動は、ロッカー・アーム２００に付与される。これは、ロッカー・アーム２００をシャフト２１０の周りで回転させ、弁ブリッジ３１０への下向きの力を与える。この下向きの力は、流路３１５内の流体圧力を通してスレーブ・ピストン３３０に伝達され、スレーブ・ピストン３３０は、次に、エンジンブレーキ弁事象を生成するためにエンジン弁４００を作動させる。

カム１１０が回転を続け、且つローラ従動子２２０が、主事象ローブ１１２の頂点に到達し始めるとき、弁ブリッジ３１０の下向きの運動は、シーリング部材３５４をリセット・プランジャ３５６に接触させる。リセット・プランジャ３５６は、シーリング部材３５４をその座から外させ、弁ブリッジ３１０内の流体圧流体が放出されることを可能にする。弁ブリッジ３１０からの流体圧流体の放出は、弁ブリッジ内の流体圧力を放出し、弁ブリッジ３１０において流体圧流体のカラムによって生成される余分な弁リフトが失われる。ローラ従動子２２０が、主事象ローブ１１２の残りに従うとき、運動は、頑丈な機械リンク装置を通してエンジン弁４００に伝達される。

本発明の他の実施例は、同様の参照符号が同様の要素を指す図５を参照して示される。ロストモーションシステムは、弁ブリッジ３１０内に滑動可能に配置される第１のピストン３２０を備える。図５に示す実施例の動作は、図９を参照した上述と実質的に同一である。弁ブリッジ３１０に印加される流体圧力は、マスタ・ピストン３２０を延ばさせ、スイベル足部２４０に、次にロッカー・アーム２００の近接端部に対して上向きの力を印加させ、ロッカー・アーム２００を回転させ、ロッカー従動子２２０とカム１１０との間の遊びを吸収する。カムがロッカーを回転するにつれ、ロッカー・アームは、第１のピストン３２０に作用する。第１のピストン３２０の下向きの運動によって生成される流体圧力は、エンジン弁ステムと直接接触する弁ブリッジ３１０に作用する。カム１１０の運動をエンジン弁４００に選択的に伝達するのに適したロストモーションシステム３００の他の実施例は、十分に本発明の範囲及び精神内にあると考えられる。

本発明の他の実施例は、同様の参照符号が同様の要素を指す図１２を参照して示される。第１の逆止め弁３１６及び第２の逆止め弁３１８は、弁ブリッジ流路３１５内に提供される。第１の逆止め弁３１６及び第２の逆止め弁３１８は、逆止め弁組立体３４０から各ピストン３３０への弁ブリッジ流路３１５内の一方向だけの流体連通を主に可能にする。弁ブリッジ３１０は、そこに形成された第１のリセット流路３１７及び第２のリセット流路３１９をさらに含むこと。第１のリセット流路３１７及び第２のリセット流路３１９は、それぞれ第１の逆止め弁３１６及び第２の逆止め弁３１８の下流側の弁ブリッジ流路３１５と第１の端部で接続し、リセット手段３５０によって第２の端部でシールされる。このように、各ピストン３３０は、互いに無関係に動作することができ、より平衡された動作を提供する。

本発明の他の実施例は、同様の参照符号が同様の要素を指す図１３を参照して示される。第１及び第２の抽気孔３５１は、弁ブリッジ３１０に形成される。抽気孔３５１は、弁ブリッジ流路３１５と流通する。静止部材３６０は、抽気孔３５１をシールするように構成されたシーリング要素３６２を含む。シーリング要素３６２は、弁ブリッジ３１０が、ブリッジ及び抽気孔３５１を有するシールとの接触を実質的に維持するように上向き方向に移動するときに、旋回するように構成されたスイベル足部を備える。

図１３に示す本発明の実施例は、以下のように動作される。例えばエンジンブレーキの間に、エンジン弁４００へのカム１１０からの運動の伝達が望ましいとき、流体圧流体が、図９を参照して上述されたのとほぼ同じに弁ブリッジ流路３１５に供給され、マスタ・ピストン３２０とスレーブ・ピストン３３０との間で流体圧ロックを結果として生じる。流体圧力は、マスタ・ピストン３２０を延ばし、且つスイベル足部２４０及び次にロッカー・アーム２００の近接端部に対して上向きの力を印加させる。これは、上述したのとほぼ同じにロッカー・アーム２００を回転させ、ロッカー・アームとカムとの間のすき間を吸収する。弁ブリッジ流路内の流体圧力は、弁ブリッジ３１０への正味の上向きの力を生成する。静止部材３６０は、弁ブリッジ３１０の上向きの並進を妨げることができ、シーリング要素３６２は、ブリッジ及び抽気孔３５１を有するシールとの接触を実質的に維持する。

カム上のエンジンブレーキ・ローブの運動は、ロッカー・アーム２００に付与される。これは、ロッカー・アーム２００を回転させ、マスタ・ピストン３２０への下向きの力を与える。ロッカー・アーム運動を受けて、マスタ・ピストン３２０は、弁ブリッジ３１０のその孔内で下向きへ並進する。弁ブリッジ３１０の流体圧ロックのために、マスタ・ピストン３２０の下向きの運動は、流路３１５内の流体圧力を通してスレーブ・ピストン３３０に伝達され、スレーブ・ピストン３３０は、次に、下向きへ移動し、エンジンブレーキ弁事象を生成するためにエンジン弁４００を作動させる。

カムが回転を続けるとき、ロッカー・アーム２００は、回転を始め、マスタ・ピストン３２０へ主事象ローブの運動を付与する。弁ブリッジ３１０の流体圧ロックのために、マスタ・ピストン３２０の下向きの運動は、流路３１５内の流体圧力を通してスレーブ・ピストン３３０に伝達され、スレーブ・ピストン３３０は、次に、下向きへ移動し、主弁事象を生成するためにエンジン弁４００を作動させる。ロッカー・アーム２００が、マスタ・ピストン３２０に作用するとき、弁ブリッジ３１０も下向きに並進する。弁ブリッジ３１０の下向きの運動は、静止シーリング部材３６２から抽気孔３５１を分離する。これは、弁ブリッジ流路３１５内の流体圧流体が、抽気孔３５１を通して放出されることを可能にする。弁ブリッジ流路３１５からの流体圧流体の放出は、マスタ・ピストン３２０及び／又はスレーブ・ピストン３３０を、それらの延ばされた位置から引き込みさせ、弁ブリッジ３１０において流体圧流体のカラムによって生成される余分な弁リフトが失われる。ロッカー・アーム２００が、カム上の主事象ローブの残りに従うとき、運動は、頑丈な機械リンク装置を通してエンジン弁４００に伝達される。エンジンブレーキの間に、エンジン弁４００は、図１０に示すように、弁リフト輪郭４１０に沿って動かされる。

本発明の変形及び修正が、本発明の範囲又は精神から逸脱することなく行い得ることは、当業者には明らかであろう。例えば、本発明の他の実施例において、マスタ・ピストン３２０の運動は、折り畳み可能なタペット組立体を通してエンジン弁に伝達される。したがって、それらが添付の請求項及びそれらの等価物の範囲内に入るのならば、本発明は、すべてのそのような本発明の修正及び変形を包含することを意図するものである。

Claims (22)

1. エンジン弁事象を生成するために２つ以上のエンジン弁を作動させるシステムであって、前記システムは、
   前記２つ以上のエンジン弁の間に延在する可動弁ブリッジを備え、流体圧によって伸縮可能な第１のピストンを有するロストモーション構成部品が、前記可動弁ブリッジの中に含まれており、
   流体圧によって伸縮可能な前記第１のピストンは、前記可動弁ブリッジの中に形成された孔内に滑動可能に配置されており、
   逆止め弁が、流体圧によって伸縮可能な前記第１のピストンの中に配置されている、システム。
2. 前記ロストモーション構成部品が、前記弁ブリッジの中に滑動可能に配置された流体圧によって伸縮可能な第２のピストンと、流体圧によって伸縮可能な前記第１のピストンを、流体圧によって伸縮可能な前記第２のピストンに接続する流体圧回路とをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
3. 流体圧によって伸縮可能な少なくとも３つのピストンが、それぞれ、前記可動弁ブリッジの中に形成された孔内に滑動可能に配置されている、請求項１に記載のシステム。
4. 前記可動弁ブリッジは、ロッカー・アームからの水平方向の負荷を最小化するために、前記２つ以上のエンジン弁の間で水平方向に滑動するように適合されている、請求項１に記載のシステム。
5. 弁作動システムであって、前記システムは、
   ロッカー・アームと、
   ２つ以上のエンジン弁と、
   前記ロッカー・アームと前記エンジン弁との間に配置された可動弁ブリッジと、
   エンジン動作の間に前記エンジン弁の作動を変えるための手段とを備え、
   前記変えるための手段が、前記可動弁ブリッジの中の少なくとも一部に設けられ、前記変えるための手段が、マスタ・ピストン、スレーブ・ピストン、および流体圧回路を含み、
   前記マスタ・ピストンは、前記可動弁ブリッジの中に形成された孔内に滑動可能に配置されており、
   前記スレーブ・ピストンは、前記可動弁ブリッジの中に形成された孔内に滑動可能に配置されており、
   前記流体圧回路は、前記マスタ・ピストンを前記スレーブ・ピストンに接続する、システム。
6. 前記システムが、前記マスタ・ピストンの中に配置された逆止め弁をさらに備える、請求項５に記載のシステム。
7. 前記システムが、前記可動弁ブリッジと前記ロッカー・アームとの間に配置された静止部材をさらに備える、請求項５に記載のシステム。
8. 前記変えるための手段が、少なくとも２つのスレーブ・ピストンを備え、それぞれのスレーブ・ピストンは、前記可動弁ブリッジの中に形成された孔内に滑動可能に配置されている、請求項５に記載のシステム。
9. 前記システムが、前記可動弁ブリッジの中に配置されたばねをさらに備え、前記ばねが、前記エンジン弁の方向に前記スレーブ・ピストンを偏らせる、請求項８に記載のシステム。
10. エンジン弁事象を生成するために内燃機関における２つ以上のエンジン弁を作動させるシステムであって、前記システムは、
    運動付与手段と、
    シャフトに旋回可能に取り付けられ、第１の位置と第２の位置との間を回転するように構成され、且つ前記運動付与手段から運動を選択的に受けるロッカー・アームと、
    前記ロッカー・アームと前記２つ以上のエンジン弁との間に配置された可動弁ブリッジと、
    前記可動弁ブリッジの中に滑動可能に配置された、流体圧によって伸縮可能な第１のピストンとを備え、
    前記第１のピストンが、前記ロッカー・アームを前記第１の位置から前記第２の位置へ選択的に回転させる、システム。
11. 前記可動弁ブリッジの中に滑動可能に配置された第２のピストンをさらに備える、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記可動弁ブリッジと前記ロッカー・アームとの間に配置された静止部材をさらに備える、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記エンジン弁の位置をリセットするための手段をさらに備える、請求項１０に記載のシステム。
14. 前記リセット手段が、
    前記可動弁ブリッジの中に形成された孔内に配置されたシーリング部材と、
    前記可動弁ブリッジの中に形成された座に対して前記シーリング部材を偏らせるばねと、
    前記シーリング部材と選択的に接触するリセット・プランジャとを備える、請求項１３に記載のシステム。
15. 前記リセット・プランジャの位置が、可変である、請求項１４に記載のシステム。
16. エンジン弁事象を生成するためにエンジン弁を選択的に作動する方法であって、前記方法は、
    ロッカー・シャフトに旋回可能に取り付けられたロッカー・アームと選択的に接触する運動付与手段を提供する段階と、
    前記ロッカー・アームと接触する可動弁ブリッジを提供する段階と、
    前記可動弁ブリッジと接触するエンジン弁を提供する段階と、
    前記可動弁ブリッジに流体圧流体を選択的に供給する段階と、
    前記可動弁ブリッジに対する流体圧流体の前記供給に応答して、前記エンジン弁に付与される運動の量を制御する段階とを含む方法。
17. 前記可動弁ブリッジから流体圧流体を解放することによって、前記エンジン弁イベントを修正する段階をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記エンジン弁事象が、主排気事象を含む、請求項１７に記載の方法。
19. 前記エンジン弁事象が、主吸気事象を含む、請求項１７に記載の方法。
20. エンジン弁事象を生成するために１つ以上のエンジン弁を作動させるシステムであって、
    シャフトに旋回可能に取り付けられ、第１の位置と第２の位置との間を回転するように構成され、且つ弁機構要素から運動を選択的に受けるロッカー・アームと、
    前記１つ以上のエンジン弁のための可動弁ブリッジと、
    前記可動弁ブリッジの中に形成された１つ以上の流体圧流路と、
    前記２つ以上のエンジン弁の作動を変えるための手段とを備え、
    前記変えるための手段が、前記可動弁ブリッジの中の少なくとも一部に設けられ、前記変えるための手段が、前記１つ以上の流体圧流路と流通する前記可動弁ブリッジの中に滑動可能に配置された少なくとも２つのピストンを備える、システム。
21. 前記システムが、前記ピストンのうちの１つの中に配置された逆止め弁をさらに備える、請求項２０に記載のシステム。
22. 前記変えるための手段が、前記可動弁ブリッジの中に滑動可能に配置された少なくとも３つのピストンを備える、請求項２０に記載のシステム。