JP6147875B2 - 主バルブ事象の選択的切断によるエンジン・バルブのシリンダ間補助作動 - Google Patents

Description

本出願は、２０１３年２月２６日に出願された米国特許仮出願第６１／７６９，７０４号の利益を主張するものであり、その教示は、参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、一般的には内燃機関に関し、特に、エンジン・バルブを作動させるための装置及びシステムに関する。

内燃機関は、典型的には、吸排気エンジン・バルブを作動させるために、機械式、電気式、又は油圧機械式のバルブ作動システムのいずれかを使用する。これらのシステムは、エンジンのクランクシャフト回転により駆動されるカムシャフト、ロッカー・アーム及びプッシュロッドの組み合わせを含みうる。カムシャフトを使用してエンジンのバルブを作動させる場合、バルブ作動のタイミングは、１つ又は複数のカムシャフト上の固定ローブのサイズと位置によって固定されうる。

さらなる補助バルブ事象は、必須ではないが、望ましい場合があり、また、車両のエンジン・ブレーキを与えるために、内燃機関を介して排気ガスの流量を制御することが知られている。例えば、圧縮開放（ＣＲ：ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ−ｒｅｌｅａｓｅ）エンジン・ブレーキ、ブリーダ・エンジン・ブレーキ、排気ガス再循環（ＥＧＲ：ｅｘｈａｕｓｔ ｇａｓ ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）、ブレーキ・ガス再循環（ＢＧＲ：ｂｒａｋｅ ｇａｓ ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）、又はその他の補助バルブ事象のための排気バルブを作動させることが望ましい場合がある。しかし、固定カム・プロファイルを使用することにより、種々のエンジン動作条件のためのバルブ動作を最適化するために、エンジンのバルブ・リフトのタイミング及び／又は量を調整することが困難になる。

固定カム・プロファイルが与えられている場合にバルブのタイミングとリフトを高速で調整する１つの方法は、バルブとカムとの間のバルブ・トレイン・リンケージにロスト・モーション・デバイスを組み込むことであった。ロスト・モーションは、固定カム・プロファイルによって止められたバルブのモーションを、可変長の機械的、油圧的又は他のリンケージ組立体によって修正するための技術的解決の部類にあてられた用語である。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条件の全範囲に亘って要求される最大静止（時間）と最大リフトモーションを与えることができる。このとき可変長システムは、開にされるべきバルブとカムの中間にあるバルブ・トレイン・リンケージに備えることができ、バルブに対しカムにより課された動きの一部又は全てを差し引くか又は「失わせる」最大のモーションを与える。この可変長システム、又はロスト・モーション・システムは、完全に膨張したときに、バルブにカムの動きの全てを伝達し、完全に収縮したときは、バルブにカムの動きを全く伝達しないか、又はカムの動きの最小量のみを伝達することができる。

残念ながら、このような既知の従来のシステムは、エンジン・ブレーキ力の所望のレベルを提供できない場合がある。これは、とりわけ、特定のエンジンが、所望の量のブレーキ力を提供するために必要な特別の部品とともに構成できない場合に当てはまる。例えば、最大エンジン・ブレーキ力は、エンジン・ブレーキを最大にするために必要なバルブのタイミング及びリフト専用のカムが設けられている場合に得ることができる。しかし、かかる専用カムを備えることを可能にするのに十分な余地又は構成を有しないエンジンもある。これらの場合には、エンジン・バルブの運動の唯一の源は、固定された吸排気カムである。さらに、これらの固定された吸排気カム・プロファイルの命令を受けるローブは、通常所望の補助モーションを実現するために使用され得る追加のカム・ローブを備えることを妨げる。

これらの制限に対処するために、当該技術分野では、所望の補助バルブ事象を実現するために、複数のシリンダ間で異なる吸排気バルブタイミングを利用することが知られている。これらのシステムでは、ロスト・モーション・リンケージは、１つのシリンダのバルブと他のシリンダの吸排気バルブ・モーション源との間に設けられている。最良の場合のシナリオでは、所与のシリンダのための補助モーションは、１つ以上の隣接するシリンダから得られる。しかしながら、補助モーションが他のもっとも遠位にあるシリンダから得られなければならない場合も多くある。それにもかかわらず、いずれの場合も、複数の、シリンダ間のロスト・モーション・リンケージが存在することにより、エンジン・ブレーキ・システムは比較的複雑で、その結果より高価なものとなっている。

このように、従来のシステムの制限を克服するエンジン・ブレーキやその他の補助バルブ運動機構のための解決手段を提供することが有益である。

本開示は、一意に（ｕｎｉｑｕｅｌｙ）シリンダに関連付けられ、第１のエンジン・バルブの従来の作動を提供するために使用される第１のモーション源のみに基づくのではなく、同様に同じシリンダに一意に関連付けられている第２のモーション源にも基づいて、所与のシリンダの第１のエンジン・バルブを作動させるための装置を説明する。具体的には、内燃機関は、第１のモーション伝達機構を介して第１のエンジン・バルブ（例えば、排気バルブ等）にモーションを与える第１のモーション源を備えてもよい。同様に、第２のモーション源は、第２のモーション伝達機構を介して、少なくとも１つの第２のモーション・シンク（例えば、１つ以上の吸気バルブや燃料噴射装置）にモーションを与えてもよい。第３のモーション伝達機構は、第２のモーション源及び第１のエンジン・バルブに作動可能に接続されるよう構成され、これによって第２のモーション源からのモーションを第１のエンジン・バルブに伝達するよう設けられている。モーション・デカップラは、第１のモーション伝達機構及び第１のエンジン・バルブに作動可能に接続されるよう構成され、さらに第１のモーション伝達機構から第１のエンジン・バルブへのモーションの伝達を選択的に切断するように構成される。さらに、リセット機構は、第２のモーション伝達機構及び第３のモーション伝達機構と作動可能に接続されるよう構成され、さらに第２のモーション伝達機構の動作に基づいて、第３のモーション伝達機構から第１のエンジン・バルブへのモーションの伝達を選択的に切断するよう構成される。コントローラは、第１のモーション伝達機構から第１のエンジン・バルブへのモーションの伝達をいつ切断するかをモーション・デカップラに指示するために使用されてもよい。

一実施例において、第３のモーション伝達機構は、油圧回路を介して相互に流体連通するマスター・ピストン及びスレーブ・ピストンを備えてもよい。マスター・ピストンは、第２のモーション源からのモーションを受けるよう構成され、スレーブ・ピストンは、第１のエンジン・バルブへのモーションを伝達するよう構成されている。第３のモーション伝達機構は、内燃機関に取り付けられるように構成されたハウジング内に配置されてもよく、又はロッカー・アーム内に配置されてもよい。さらに、ロッカー・アームは、吸気ロッカー・アーム又は排気ロッカー・アームを備えてもよい。油圧回路に油圧流体を供給するためにチェック・バルブを設けてもよい。このチェック・バルブは、さらにコントロール・バルブ内に配置されてもよい。様々な実施例において、リセット機構は油圧回路からの油圧流体を放出するよう構成されたバルブ、又は油圧回路から流体を受けるよう構成されたアキュムレータを備えてもよい。また、第２のモーション源がカム、又はカム及びプッシュロッドを備える場合、上記カムはロスト・モーション・プロファイルを備えてもよい。

本開示に記載の特徴は、添付の特許請求の範囲に詳細に記載される。これらの特徴は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明の考察から明らかになるであろう。以下において、１つ以上の実施例を、添付図面を参照しつつ例としてのみ説明する。添付図面においては、同様の参照番号は同様の要素を表す。

内燃機関に関連するシステム、より具体的には、本開示の第１の実施例に係る装置を示す概略ブロック図である。 本開示の第２の実施例に係る装置を示す概略図である。 本開示の第３の実施例に係る装置の概略図である。 本開示の第３の実施例に係る装置の概略図である。 本開示の例示的な実施例によるカム・リフト・プロファイルとバルブの動きを示す。

次に、図１を参照すると、内燃機関の構成要素が、補助バルブ・モーションを実現するための装置の第１の実施例に関連して示されている。具体的には、第１のモーション源１１０及び第２のモーション源１２０は、所与のシリンダと一意に関連しており、所与のシリンダは、ブロック１０２によって概略的に示される。当該技術分野で知られているように、モーション源１１０、１２０は、多数の異なる形態をとりうる。例えば、１つ以上のオーバーヘッド・カム・シャフトを採用した内燃機関の場合、モーション源は、そのようなカムを備えてもよい。或いは、オーバーヘッド・バルブの実装形態を採用するエンジンのために、モーション源は、プッシュロッドを備えてもよく、プッシュロッドは、さらに、エンジンのブロック内に配置されたカムと直接的に接するタペットと係合する。それにもかかわらず、前記モーション源１１０、１２０は、モーション源１１０、１２０がそのシリンダのバルブに対してモーションを与えるのみであるという意味において、所与のシリンダと一意に関連している。当該技術分野で知られているように、各モーション源１１０、１２０は、典型的には、シリンダの吸気バルブ又はシリンダの排気バルブのいずれか一方のみにモーションを与える。以下にさらに詳細に説明されるように、本開示は、１つのタイプのバルブ（吸気又は排気）のためのバルブ・モーションが、他のバルブタイプのモーション源に由来してもよいという技術を説明する。

図に示すように、第１のモーション源１０４が第１のモーション伝達機構１１２に作動可能に接続され、上記第１のモーション伝達機構１１２は、次に、モーション・デカップラ１１４を介して第１のエンジン・バルブ１１６に作動可能に接続される。同様に、第２のモーション源１２０が第２のモーション伝達機構１２２に作動可能に接続され、上記第２のモーション伝達機構１２２は、次に、１つ以上の第２のモーション・シンク１２６に作動可能に接続される。第１のモーション伝達機構及び第２のモーション伝達機構１１２、１２２は共に、その各モーション源１１０、１２０から受け取ったそれらのモーションを、その対応するエンジン・バルブ１１６、１２６に伝達するように動作する。繰り返しになるが、第１のモーション伝達機構及び第２のモーション伝達機構１１２、１２２の特定の実装形態は、モーション源１１０、１２０の実装形態に依存するであろう。例えば、モーション源１１０、１２０が１つ以上のオーバーヘッド・カムによって与えられる場合、第１のモーション伝達機構及び第２のモーション伝達機構１１２、１２２は、対応するオーバーヘッド・カムに接するためのカム・ローラー又はタペットを備えたロッカー・アームを備えてもよい。或いは、オーバーヘッド・バルブの実装形態に関して、第１のモーション伝達機構及び第２のモーション伝達機構１１２、１２２は、カムに接するタペットに接するプッシュロッドに作動可能に接続されたロッカー・アームを備えてもよい。第１のエンジン・バルブ１１６は、例えばポペット・バルブのようなエンジン・シリンダへの流体又は気体の流れの出入りを調節するために典型的に用いられるタイプのバルブを備えてもよい。本開示においては、第１のエンジン・バルブ１１６は、排気バルブ又は吸気バルブを備えてもよい。本明細書で開示される種々の実施例の動作を説明するにあたって、第１のエンジン・バルブ１１６が排気バルブとして記載されている特定の実例が以下に提供されていることに留意されたい。しかしながら、第１のエンジン・バルブ１１６は、一般性を失うことなく、これらの実例において吸気バルブとして等しく記載されうることを理解されたい。本明細書において用いられるように、モーション・シンクは、モーション伝達機構により伝達されたモーションを受ける任意のデバイスである。したがって、エンジン・バルブに加えて、モーション・シンクは、燃料噴射器又はバルブ・トレイン内でロスト・モーションを吸収するために用いられる要素を備えてもよい。繰り返しになるが、第２のモーション・シンク１２６が１つ以上のエンジン・バルブを備える場合、そのようなバルブは吸気バルブ又は排気バルブを備えてもよい。

以下でより詳細に説明されるように、第２のモーション源１２０から得られる補助モーションが、第１のモーション源１１０により通常与えられるモーションと抵触する場合がある。この抵触を防ぐため、第１のモーション伝達機構１１２から第１のエンジン・バルブ１１６へのモーションの伝達を選択的に切断するためのモーション・デカップラ１１４が設けられる。例えば、４バルブ式シリンダ（２つの吸気バルブ、２つの排気バルブ）の場合、モーション・デカップラ１１４は、ロッカー・アームと第１のエンジン・バルブ１１６を備えた上記一対のバルブとの間に位置する崩壊可能な（ｃｏｌｌａｐｓｉｂｌｅ）バルブ・ブリッジを備えてもよい。或いは、２バルブ式シリンダの場合、モーション・デカップラ１１４は、ロッカー・アーム、プッシュロッド又はタペットのような、第１のモーション伝達機構１１２の要素に組み込まれた崩壊可能なタペットを備えてもよい。当該技術分野で知られているように、かかる崩壊可能な機構は、典型的には、油圧流体の選択的な供給又は放出により制御される油圧デバイスである。

図１に示すように、モーション・デカップラ１１４のこのような制御は、１つ又は複数のスイッチ・コントロール１４２と関連するコントローラ１４０によって提供される。実際には、コントローラ１４０は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、若しくはコプロセッサ等、又はこれらの組み合わせなどの処理デバイスを備えてもよい。これらは、例えばエンジン・コントロール・ユニット（ＥＣＵ：ｅｎｇｉｎｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）として具体化された、格納された命令、又はプログラム可能なロジック・アレイ等を実行することができる。例えば、一実施例では、コントローラ１４０はユーザ入力デバイス（例えば、スイッチ（図示せず））に連結されてもよい。これを介してユーザが所望の動作の補助バルブ・モーション・モードを作動させることが可能となりうる。次に、コントローラ１４０によりユーザ入力デバイスの選択を検知することにより、コントローラ１４０に、モーション・デカップラ１１４を活性化又は不活性化させる（１つ又は複数の）スイッチ・コントロール１４２へ必要な信号を提供させてもよい。その代替として、又は追加的に、コントローラ１４０は、コントローラ１４０が（１つ又は複数の）スイッチ・コントロール１４２の制御方法を決定するために使用するデータを提供する１つ又は複数のセンサ（図示せず）と連結されてもよい。一実施例において、モーション・デカップラ１１４（及び、以下に説明するように、第３のモーション伝達機構１３０）が油圧対応型デバイスである場合に特に当てはまるが、（１つ又は複数の）スイッチ・コントロール１４２は、加圧流体供給部（図示せず）からの、エンジン・オイルなどの油圧流体の流れを制御するために使用されるソレノイドを備えてもよい。さらに、図１の実施例においては、シリンダ１０２は、スイッチ・コントロール１４２ａを有し、スイッチ・コントロール１４２ａは、（１つ又は複数の）スイッチ・コントロール１４２ａの動作は前記シリンダ１０２のみに適用されるという意味において一意にそれに関連している。代替の実施例においては、共通の又は包括的なスイッチ・コントロール１４２ｂが、代わりに、選択的に使用されてもよい。この場合、（１つ又は複数の）スイッチ・コントロール１４２ｂの動作は、複数のシリンダとして機能する。

さらに図１に示すように、第３のモーション伝達機構１３０は、第２のモーション源１２０及び第１のエンジン・バルブ１１６に作動可能に接続されるように設けられ、構成される。一実施例において、第３のモーション伝達機構１３０のかかる作動接続は、コントローラ１４０及び（１つ又は複数の）スイッチ・コントロール１４２によって制御される。他のモーション伝達機構１１２、１２２と同様に、第３のモーション伝達機構１３０は、有効化されたとき、第２のモーション源１２０からのモーションを第１のバルブ１１６へ伝達するよう動作する。一実施例では、このモーションの伝達は、モーション・デカップラ１１４が、第１のモーション伝達機構１１２と第１のバルブ１１６との間のモーションの伝達を切断するように作動可能な期間中に発生し、これにより、第１のモーション源１１０に起因しうる任意のモーションが、第２のモーション源１２０により与えられるモーションを妨害したり、オーバーライドしたりするのを防止する。例えば、第１のエンジン・バルブ１１６が排気バルブであるエンジン・ブレーキにおいては、第３のモーション伝達メカニズム１３０を通じて、第２のモーション源１２０（例えば、以下に説明するロスト・モーション・カム・ローブ等を介して）によって、排気バルブに特定の補助モーションが与えられる。しかしながら、当該技術分野で知られているように、これらの補助モーション（ＣＲ又はＢＧＲ事象など）が、一時的に、この場合第１のモーション源１１０により与えられる排気主事象と重なり合う可能性がある。モーション・デカップラ１１４を、第１のモーション源１１０からのモーションの伝達を切断させるよう制御することによって、この抵触は回避される。もちろん、たとえ第１のモーション源１１０からのモーションが切断された場合であっても、第３のモーション伝達機構１３０からのモーションは、依然として第１のエンジン・バルブ１１６に与えられなくてはならない。この目的のため、以下に説明するように、第１のモーション伝達機構１１２が使用している経路とは別の、第３のモーション伝達機構１３０と第１のバルブ１１６との間の伝達経路が設けられている。

リセット機構１３２はまた、第２のモーション伝達機構及び第３のモーション伝達機構１２２、１３０に作動可能に接続されるよう設けられている。リセット機構１３２は、繰り返しになるが、第１のエンジン・バルブへ望ましくないモーションが伝達されるのを回避するために、第３のモーション伝達機構１３０によるモーションの伝達を選択的に切断するよう設けられている。以下に説明する種々の実施例において、特に第３のモーション伝達機構１３０が油圧デバイスの場合には、リセット機構１３２は、油圧流体を変位させることによって第３のモーション伝達機構１３０を無効化するように構成されたバルブ又はアキュムレータを備えてもよい。例えば、第１のエンジン・バルブ１１６が排気バルブである上記の例を引き続き用いると、第２のモーション源１２０が吸気カムなどの吸気モーション源であるため、通常は第２のモーション伝達機構１１２により排気バルブに伝達されるモーション（例えば、吸気主事象）が必然的に含まれることになる。しかし、繰り返しになるが、これらの吸気事象を排気バルブに伝達させてしまうと、所望の動作を妨害しうる。したがって、必然的に第２のモーション源１２０によって与えられるモーションを反映する、第２のモーション伝達機構１２２の動作にリセット機構１３２の動作を調和させることにより、リセット機構１３２が第３のモーション伝達機構１３０を無効化した場合、第２のモーション源１２０からの望ましくないモーションは第１のエンジン・バルブ１１６に対して事実上失われる。

次に図２を参照すると、本開示による装置の第２の実施例の概略図が示されている。図示される実例では、一対の吸排気バルブ２１６、２４０によって反映されるように、４バルブ式シリンダが示されている。この実例では、第１のモーション源が、主排気ローブ２０４を備える排気カム２０２を備える。この実例における第１のモーション伝達機構は、タペット２０６と、プッシュロッド２０８と、ロッカー・アーム２１０とを備える。図２に示される様々な構成要素は、必ずしも縮尺通りに示されていないこと、及び一般的に内燃機関内に存在する様々な他の構成要素（例えば、バルブ・スプリング、シリンダ・ヘッドなど）は、説明を簡略化するために示されていないことに留意されたい。当該技術分野で知られているように、タペット２０６は排気カム２０４で回転し、カム・プロファイル（例えば、主排気ローブ２０４）によって与えられるモーションをプッシュロッド２０８に伝達する。プッシュロッド２０８の運動は、ロッカー・アーム２１０の往復運動を生じさせ、バルブ・ブリッジ２１２によって排気バルブ２１６へ伝達される。この場合、崩壊可能な要素２１４によって概略的に示されるように、モーション・デカップラは、バルブ・ブリッジ２１２内に設けられる。崩壊可能な要素２１４は、崩壊した時、ロッカー・アーム２１０によって与えられるそれらのモーションを事実上失う。以下でより詳細に説明するように、ロッカー・アーム２１０の運動が崩壊可能な要素２１４によって失われたときに、排気バルブ２１６ｂの補助モーションが、それにもかかわらず、バルブ・ブリッジ２１２とは独立して動作可能なブリッジ・ピン２１８によって与えられてもよい。

図２は、さらに、主吸気ローブ２２２を備える吸気カム２２０と、この実例では、複数のロスト・モーション・ローブ又は補助モーション・ローブ２２４、２２６を示す。先に説明した排気バルブ・トレイン・リンケージと同様に、第２のモーション伝達機構は、タペット２３２と、プッシュロッド２３４と、ロッカー・アーム２３６とを備える。再び、タペット２３２は排気カム２２０で回転し、排気カム・プロファイルによって与えられるモーションをプッシュロッド２３４へ伝達する。プッシュロッド２３４の運動により、ロッカー・アーム２３６の往復運動が引き起こされ、これはバルブ・ブリッジ２３８によって吸気バルブ２４０に伝達される。一実施例では、プッシュロッド２３４とタペット２３２は、排気カム２３０と連続的に接触するように付勢される。通常の動作状態（例えば、正出力）の下では、ロッカー・アーム２３６はプッシュロッド２３４に対して衝突し、その結果、ロッカー・アーム２３６は吸気カム２２０の主ベース円２２８に完全に従う。したがって、主ベース円２２８の上方に上昇するローブ、例えば、主吸気ローブ２２２によって与えられるモーションだけで、このラッシュを取り去り、ロッカー・アーム２３６を介してモーションを与えるのに十分である。しかし、以下により詳細に説明されるように、ロッカー・アーム２３６のラッシュは第３のモーション伝達機構の動作により取り去られてもよく、その結果、ロッカー・アーム２３６は、完全にサブベース円２３０に追従し、これによって補助ローブ２２４、２２６により与えられるそれらの追加のモーションを受ける。そして、これらの補助モーションは、第１の（排気）エンジン・バルブ２１６ｂに第３のモーション伝達機構によって伝達される。図示の実例では本質的に等しいリフトと静止時間を与える１対の補助ローブ２２４、２２６が示される。しかしながら、当業者によって理解されるように、このようなローブの数、サイズ及び位置は、所望の補助バルブ・モーションを実現する必要に応じて、広範に変化しうる。

第３のモーション伝達機構は、図２において、マスター・ピストン２４４とスレーブ・ピストン２４６との間を流体連通させる油圧回路２４２として示される。一実施例では、第３のモーション伝達機構を構成するこれらの構成要素は、内燃機関から分離されているが、それに取り付けられるように構成されているハウジング２４８内に配置されてもよい。例えば、ハウジング２４８は、シリンダ・ヘッドの頂部に取り付けられたオーバーヘッド・ハウジングを備えてもよい。図２に概略的に示すように、油圧流体は、上述のように、コントローラ１４０及び（１つ又は複数の）スイッチ・コントロールの指示の下で、流体供給部２５０から油圧回路２４２に供給されてもよい。完全に油圧流体を充填した場合、マスター・ピストン２４４とスレーブ・ピストン２４６との間の実質的に非圧縮性の油圧流体の密閉容積は、マスター・ピストン２４４からスレーブ・ピストン２４６へのモーションの伝達のための本質的に非弾性の経路として機能する。図２に示されていないが、流体供給部２５０からの油圧流体は、油圧回路２４２から逆流する流体を阻止し、それによってモーション伝達中に油圧回路２４２内で生じる高圧を維持する、チェック・バルブを介して油圧回路２４２に与えられてもよい。また、油圧回路２４２が充填されると、マスター・ピストン２４４とスレーブ・ピストン２４６は、油圧回路２４２を通じてのモーション伝達を通常妨げる全てのラッシュを取り去るために、（典型的には、図示していないが、これらのピストンをボアの中へ付勢するスプリングの付勢に対して）それらの対応するボアから延出する。図示の実例では、マスター・ピストン２４４は吸気ロッカー・アーム２３６と接する点まで延出し、スレーブ・ピストン２４６はブリッジ・ピン２１８と接する点まで延出している。

最後に、リセット機構は、バルブ２５２とコンタクト・パッド２５４の協働により提供され、コンタクト・パッド２５４は、吸気ロッカー・アーム２３６の内部で一体形成されるか、又は別の方法で吸気ロッカー・アーム２３６に取り付けられている。図示していないが、バルブ２５２を付勢して閉じるためのスプリングを設けることにより、油圧回路２４２内の油圧流体の漏れを通常防止しうる。図示するように、バルブ２５２とコンタクト・パッド２５４は十分なラッシュにより分離され、その結果、補助ローブ２４４、２４６から発生するモーションの伝達が油圧回路２４２を介して伝達されうる。しかしながら、主吸気ローブ２２２によって与えられるモーションがタペット２３２及びプッシュロッド２３４を介して伝達され始めると、それによってマスター・ピストン２４４はそのボアへさらに並進させられ、吸気ロッカー・アーム２３６はさらに回転させられ、バルブ２５２とコンタクト・パッド２５４との間のラッシュは完全に取り去られる。この点で、主吸気ローブ２２２により吸気ロッカー・アーム２３６がさらに回転することにより、バルブ２５２の変位が生じ、これによって油圧回路２４２内に油圧流体の逃げ道が形成されるであろう。結果としての油圧流体の放出は、マスター・ピストン２４４のさらなるモーションがスレーブ・ピストン２４６へ伝達されるのを防ぎ、これによって、そうでなければ排気バルブ２１６ｂに対して主吸気ローブ２２２により与えられるであろうモーションを事実上失わせることになる。

次に、図３及び図４を参照すると、本開示による装置の第３の実施例の概略図が示されている。具体的には、図３は、マスター・ピストン３０６とスレーブ・ピストン３０８との間の流体連通を提供する統合油圧回路３０４を備えた吸気ロッカー・アーム３０２の部分断面図を示す。マスター・ピストン３０６は、マスター・ピストン付勢スプリング３１０とマスター・ピストン保持ワッシャ及びリング３１２の動作によってマスター・ピストン・ボア３０８の中へ付勢されている。同様に、スレーブ・ピストン３０８は、スレーブ・ピストン付勢スプリング３１６とスレーブ・ピストン保持ワッシャ及びリング３１８の動作により、スレーブ・ピストン・ボア３１４の中へ付勢されている。マスター・ピストン・ボア、スレーブ・ピストン・ボア３０８、３１４の両方が、油圧回路３０４と流体連通している。本実施例では、コントロール・バルブ３２０もまた、油圧回路３０４と流体連通して設けられる。さらに、アキュムレータ・ボア３２２が油圧回路３０４と流体連通して設けられる。アキュムレータ・ピストン３２６が、アキュムレータ付勢スプリング３２６とアキュムレータ・ピストン保持ワッシャ及びリング３２８の動作によってアキュムレータ・ボア３２２の中へ付勢されている。リアクション・ポスト３３０は、アキュムレータ・ピストン３２４と接触するように整列され、調整ねじ３３２とロック・ナット３３２を備えており、それによってリアクション・ポスト３３０とアキュムレータ・ピストン３２４との間のラッシュを所望するように設定することを可能とする。

図示した実施例では、油圧回路３０４は、油圧流体が充填されていない。その結果、マスター・ピストン３０６とスレーブ・ピストン３０８は、実質的に、それぞれのボア３０８、３１４の中へ後退させられている。実際には、マスター・ピストン付勢スプリング３１０とスレーブ・ピストン付勢スプリング３１６によって与えられる付勢は比較的低く、その結果、油圧回路３０４の充填はこれらのそれぞれのスプリング付勢を克服するのに十分である。結果として、マスター・ピストン３０６と吸気プッシュロッド３３６との間、及びスレーブ・ピストン３０８とブリッジ・ピン２１８との間に示されるラッシュは取り去られるであろう。対照的に、アキュムレータ付勢スプリング３２６によって与えられる付勢は比較的高く、その結果、圧力の比較的低い油圧流体を油圧回路３０４に充填しても付勢スプリング３２６の付勢を克服するのに十分ではない。その結果、ごく微量の油圧流体しかアキュムレータ・ボア３２２に流入しない。

図３及び図４に示すように、吸気用ロッカー・アーム３０２は、適切なロッカー・アーム・シャフト４２０を受けるように構成されたロッカー・アーム・ボア３３８を備えてもよい。当該技術分野で知られているように、ロッカー・アーム・シャフト４２０は、油圧流体供給経路４２２を備えてもよい。油圧流体供給経路４２２は、コントロール・バルブ３２０と流体連通する油圧流体ポート４３２と整列されてもよい。前述したように、油圧流体供給経路４２２内の油圧流体の流れは、スイッチ・コントロール（図示せず）によって制御されてもよい。

図４に最も分かりやすく示されるように、コントロール・バルブ３２０は、その内部に配置されたコントロール・バルブ・ピストン４３４を有するコントロール・バルブ・ボア４３０を備えてもよい。図示するように、コントロール・バルブ・ボア４３０は、油圧流体ポート４３２と流体連通しており、それにより、油圧流体が、その供給時に、コントロール・バルブ・ピストン４３４の第１の面に存在するのを可能にする。コントロール・バルブ・ピストン４３４は、コントロール・バルブ付勢スプリング４３６と、コントロール・バルブ・ピストン４３４の第２の面に対向するコントロール・バルブ保持ワッシャ及びリング４３８の動作によって、コントロール・バルブ・ボア４３０の中へ付勢されている。図示される実施例では、コントロール・バルブ・ピストン４３４は、チェック・バルブ４４０を備え、チェック・バルブ４４０は、コントロール・バルブ・ピストン４３４の内部に配置され、コントロール・バルブ・ピストン４３４の第１の面に対向している。

油圧流体は、存在するとき、チェック・バルブ・スプリング４３６の付勢を克服するのに十分なほど加圧され、チェック・バルブ４４０を開とし、それによって油圧流体がコントロール・バルブ・ピストン４３４に形成された横ボア４４２に流入するのを可能にする。同時に、油圧流体ポート４３２内に油圧流体が存在することにより、コントロール・バルブ・ピストン４３４はコントロール・バルブ・スプリング４３６による付勢を克服することができ、それによってコントロール・バルブ・ピストン４３４が、横ボア４４２が油圧回路３０４と実質的に整列しコントロール・バルブ・ボア４３０と交差するところまで変位（図４中の右方向へ）することを可能にする。この点で、油圧流体は、油圧回路３０４に自由に流入し、それによって油圧回路３０４を充填する。油圧回路３０４が充填されると、チェック・バルブ・ボール４４０を横切る圧力勾配は均等化され、これによって実質的に油圧回路３０４からの油圧流体の漏れを防止する。

逆に、加圧された油圧流体の供給が、油圧流体ポート４３２から除去される場合、コントロール・バルブ・ピストン４３４にかかる圧力の低下により、コントロール・バルブ・スプリング４３６が再びコントロール・バルブ・ピストン４３４を付勢してその静止位置に戻すことが可能となる。そして、これによりコントロール・バルブ・ピストン４３４の小径部は油圧回路３０４と整列させられ、これによって油圧回路３０４内の油圧流体の放出を可能とする。この結果、マスター・ピストン及びスレーブ・ピストン３０６、３０８はそれぞれのボア３０８、３１４の中へ後退させられる。

また、図４は、吸気ロッカー３０２の例示的な構成及び排気ロッカー４００に対する吸気ロッカー３０２の配置を示す。この実施例では、スレーブ・ピストン・ボア３２４は、吸気ロッカー３０２から横方向に延びるスレーブ・ピストン・ボス４１０内に配置され、それによってスレーブ・ピストン３０８を内側排気バルブ２１６ａ上方に配置させるが、当業者は、ボス４１０は、外側排気バルブ２１６ｂ上方にスレーブ・ピストン３０８を位置決めするようにも構成しうることを理解するであろう。図４は、さらに、吸気ロッカー３０２の運動によって吸気バルブ（図示せず）を作動させるよう構成され、配置された吸気バルブ・ブリッジ４１２を示す。

図２の実施例と同様に、油圧回路３０４が充填されると、吸気プッシュロッド３３６によってマスター・ピストン３０６に適用されるモーションは、スレーブ・ピストン３０８に伝達され、その結果として、ブリッジ・ピン２１８によって排気バルブ２１６ａに伝達される。図３及び図４に示されていないが、図２に示すロスト・モーション・ローブを有する排気カムは、吸気プッシュロッド３３６に対して所望の補助モーションを与えてもよい。また、図２のように、油圧回路３０４が、排気バルブ２１６ａに補助モーションを送っているときは、崩壊可能な要素２１４は、排気ロッカー４００の運動が排気バルブ２１６に伝達されるのを妨げる。

油圧回路３０４が充填されると、マスター・ピストン３０６に適用されるモーションは、アキュムレータ付勢スプリング４３６によって発生した付勢を克服するのに通常十分な非常に高い圧力を油圧回路３０４内に生成し、それによりアキュムレータ・ピストン３２４が変位する。しかし、補助バルブ運動の間、アキュムレータ・ピストン３２４は、リアクション・ポスト３３０に接しており、リアクション・ポスト３３０がそのボア３２２の外に変位するのを防止する。（さらに、図３に示されていないが、ロッカー・アーム３０２をプッシュロッド３３６と接するように、例えば、プッシュロッド３３６から補助モーションを受けるロッカー・アーム３０２の上方に、及びその側面に接するように、付勢するスプリング又は同様のデバイスが設けられてもよい。その結果、ロッカー・アーム３０２がプッシュロッド３３６から受けたモーションは、ロッカー・アーム３０２がロッカー・アームのシャフトの周りを回転することを引き起こすことなく、マスター・ピストン３０６を介して伝達されるであろう。）しかしながら、吸気主事象がマスター・ピストン３０６に適用されると、ロッカー・アーム３０２は回転し、したがってアキュムレータ・ピストン３２４はもはやリアクション・ポスト３３０と接触しない。これが起こると、油圧回路３０４内の圧力はアキュムレータ付勢スプリング３２６の付勢を克服し、それによってアキュムレータ・ピストン３０６が油圧回路３０４からアキュムレータ・ピストン・ボア３２２へと油圧流体の一部を変位させて取り去ることを可能にする。この油圧流体を含む容積の効果的な拡張により、油圧回路３０４内の圧力が低下し、これによって油圧回路３０４がマスター・ピストン３０６に適用されるモーションをスレーブ・ピストン３０８に伝達する能力が中断されてしまう。その結果、アキュムレータ・ピストン３２４の変位に伴う吸気主事象の当該部分は失われ、これによって排気バルブ２１６ａの対応するモーションを防止する。この時アキュムレータ・ピストン・ボア３２２内に存在する油圧流体は、その後、吸気主事象に従って油圧回路３０４を再充填するために利用できる。

次に図５を参照すると、本開示の典型的な実施例による吸気カム・リフト・プロファイル及び排気バルブの運動が示されている。この典型的な実施例において、吸気カム・プロファイル５０２は、主吸気事象ローブ５０２ｃと合わせて、複数のロスト・モーション・ローブ又は補助事象ローブ５０２ａ、５０２ｂを含む。主ベース円２２８は図５においてｘ軸で表わされ、一方、サブベース円２３０は、吸気カム・プロファイル５０２の最下部によって表わされることに留意されたい。補助事象ローブ５０２ａ、５０２ｂが典型的な主排気事象リフト５０４と重複することにもさらに留意されたい。しかしながら、上述のように、主排気事象リフト５０４は、モーション・デカップラ１１４の動作によって切断される。その結果、実際の排気バルブ・リフト５０８は、補助モーション中、吸気カム・プロファイル５０２に密接に従う。さらに図示するように、実際の排気バルブ・リフト５０８は、当初は、主吸気事象ローブ５０２ｃに、すなわちｘ軸に沿って約３２５度と３６０度との間で従う（５０８ａ）。しかしながら、上述のように、主吸気事象が連続的に進行すると、リセット機構１３２は排気バルブへの主吸気事象モーションの伝達を切断する、すなわち、吸気主事象バルブ・モーションが失われ、これによって排気バルブは閉じることが可能となる（５０８ｂ）。

上述のように、本開示は、エンジン構造により専用の補助モーション源が使用できず、また、シリンダ間ロスト・モーション・リンケージがより複雑であることを要求されないにもかかわらず、補助バルブ・モーションを実現しうる技術を説明する。排気バルブ（例えば、ＣＲ又はＢＧＲの場合）に適用されている補助バルブ・モーションの実例においては、これは、同一のシリンダからの吸気主事象ではなく、通常の排気バルブ・モーション、すなわち排気主事象を無効化することにより、また、吸気モーション源から得られた補助モーションとこれを入れ替えることにより実現される。このような吸気モーション源の排気バルブへの選択的適用を実現するためには、排気バルブに適用される通常の排気モーションを防止するためのモーション・デカップラと合わせて、吸気モーション源と排気バルブとの間にモーション伝達機構を設けるだけでなく、通常の吸気モーション、すなわち吸気主事象が排気バルブに適用されるのを防止するためのリセット機構が必要である。その結果、補助バルブ・モーションの利益は、以前はより複雑且つ高価な解決手段を必要としたエンジン・プラットフォームに対してより効率的に提供されうる。

特定の好ましい実施例を図示し説明してきたが、当業者は、変更及び修正が本教示から逸脱することなくなされ得ることを理解するであろう。したがって、上記の教示のいかなる変更、変形、又は均等物も、上記に開示され本明細書で請求される基本的な基礎をなす原理の範囲内に入ることが意図される。

Claims (15)

1. 内燃機関のシリンダと関連する第１のエンジン・バルブを作動させるための装置であって、前記内燃機関は、第１のモーション源から前記第１のエンジン・バルブへモーションを伝達するための第１のモーション伝達機構と、第２のモーション源から少なくとも１つの第２のモーション・シンクへモーションを伝達するための第２のモーション伝達機構とをさらに備え、前記第１のモーション源及び前記第２のモーション源は一意に前記シリンダに関連しており、装置は、
   前記第２のモーション源及び前記第１のエンジン・バルブに作動可能に連結されるよう構成され、且つ前記第２のモーション源から前記第１のエンジン・バルブへのモーションを伝達するようさらに構成された第３のモーション伝達機構と、
   前記第１のモーション伝達機構及び前記第１のバルブに作動可能に連結され、且つ前記第１のモーション伝達機構から前記第１のバルブへのモーションの伝達を選択的に切断するようさらに構成されたモーション・デカップラと、
   前記第２のモーション伝達機構及び前記第３のモーション伝達機構に作動可能に連結され、且つ前記第２のモーション伝達機構の動作に基づいて、前記第３のモーション伝達機構から前記第１のエンジン・バルブへのモーションの伝達を選択的に切断するようさらに構成されたリセット機構と
   を備える装置。
2. 請求項１に記載の装置を備え、
   前記モーション・デカップラと作動可能に連結されるよう構成され、且つ前記モーション・デカップラに、前記第１のモーション伝達機構から前記第１のバルブへのモーションの伝達をいつ切断するかを指示するようさらに構成されたコントローラ
   をさらに備える、システム。
3. 前記第３のモーション伝達機構及び前記リセット機構が、前記内燃機関に取り付けられるよう構成されたハウジング内に配置される、請求項１に記載の装置。
4. 前記第２のモーション伝達機構がロッカー・アームを備え、前記第３のモーション伝達機構及び前記リセット機構が前記ロッカー・アーム内に配置される、請求項１に記載の装置。
5. 前記第１のモーション伝達機構が、第１のロッカー・アームを備え、
   前記第２のモーション伝達機構が、第２のロッカー・アームを備え、
   前記第３のモーション伝達機構が、前記第２のモーション源からモーションを受けるよう構成されたマスター・ピストンと、前記第１のエンジン・バルブにモーションを伝達するよう構成されたスレーブ・ピストンと、前記マスター・ピストンと前記スレーブ・ピストンとの間を流体連通させる油圧回路とを備える、請求項１に記載の装置。
6. 前記第３のモーション伝達機構が、前記内燃機関に取り付けられるよう構成されたハウジング内に配置される、請求項５に記載の装置。
7. 前記第３のモーション伝達機構が前記第２のロッカー・アーム内に配置される、請求項５に記載の装置。
8. 前記油圧回路に油圧流体を供給するよう構成されたチェック・バルブ
   をさらに備える、請求項５に記載の装置。
9. 前記チェック・バルブがその内部に配置されたコントロール・バルブをさらに備える、請求項８に記載の装置。
10. 前記リセット機構が、前記油圧回路と流体連通し、且つ前記油圧回路からの油圧流体を放出するよう構成されたバルブを備える、請求項５に記載の装置。
11. 前記リセット機構が、前記油圧回路と流体連通し、且つ前記油圧回路からの油圧流体を受けるよう構成されたアキュムレータを備える、請求項５に記載の装置。
12. 前記第１のモーション源及び前記第２のモーション源がそれぞれ排気カム及び吸気カムを備える、請求項５に記載の装置。
13. 前記吸気カムがロスト・モーション・リフト・プロファイルを備える、請求項１２に記載の装置。
14. 前記排気カムがロスト・モーション・リフト・プロファイルを備える、請求項１２に記載の装置。
15. 前記第１のモーション源及び前記第２のモーション源が、排気カム及び吸気カムにそれぞれ作動可能に連結されたプッシュロッドを備える、請求項５に記載の装置。