JP6438123B2 - バルブ作動運動源またはバルブトレイン構成要素に動作可能に接続されたポンピングアセンブリを備えるシステム - Google Patents

Description

本開示は、概して、内燃機関における作動液の供給に関し、特に、バルブ作動運動源またはバルブトレイン構成要素に動作可能に接続されたポンピングアセンブリを備えるシステムに関する。

内燃機関に関連する種々のシステムは、作動液の供給に依存しており、その一例として、エンジンオイルが挙げられる。簡潔にする目的で、エンジンオイルの特定の例が本開示を通して用いられるが、他の流体も可能であることを理解されたい。

寄生損失を低減する取り組みとして、多くのエンジン（ディーゼルエンジンを含む）が、より小規模なオイルポンプを有し、エンジンブレーキシステムを含む種々のシステムに油を供給するために利用可能な非常に低い油圧を有する。当該技術分野で既知のように、種々のエンジンブレーキシステム、またはエンジンバルブの開放および閉鎖期間を変更することが可能な他のシステム（すなわち、いわゆる可変弁作動（ＶＶＡ）システム）は、しばしば１つ以上の油圧式ロストモーション構成要素に依存する。より具体的には、これらのロストモーション構成要素は、バルブ作動運動源とエンジンバルブとの間のバルブトレイン経路の長さを変更するために使用される。「ロストモーション」とは、可変長の機械的手段、油圧式手段、または他の結合手段を使用するバルブ作動運動源の別様に固定されたプロファイルによって決定付けられるバルブ動作を改変するための技術的解決法の一種に適用される用語である。ロストモーションシステムは、バルブ作動運動源とエンジンバルブとの間のバルブトレインリンク機構に含まれる可変長デバイスを備え得る。バルブ作動運動源の固定バルブリフトプロファイルは、様々なエンジン運転条件に必要とされる最大動作（すなわち、開放と閉鎖との間の最長時間、およびいずれか特定のバルブ事象に関する最大リフト）を提供し得る。バルブトレイン内の可変長デバイスは、完全に拡張されると、全てのバルブ作動運動をバルブに伝達することができ、また完全に収縮されると、バルブ作動運動をバルブにまったく伝達しないかまたは少ない量の運動を伝達する。ロストモーションシステムの長さを選択的に短縮することにより、バルブ作動運動の一部または全部が効果的に減少され得るか、または「損失」され得る。

油圧に基づくロストモーションシステムは、油圧で伸長可能および収縮可能なアセンブリの使用を通して可変長デバイスを提供し得る。例えば、一実施形態において、油圧に基づくロストモーションシステムは、エンジンバルブを作動させるために作動液で選択的に充填される、マスターピストンおよびスレーブピストンを含む油圧回路を利用してもよい。油圧回路が作動液で充填されると、マスターピストンとスレーブピストンとの間に油圧ロックがかかる。作動液の比較的非圧縮性の性質を考慮すると、マスターピストンに適用されるバルブ作動運動は、スレーブピストンに伝えられ、続いてエンジンバルブに伝えられる。その一方で、マスター回路およびスレーブ回路は、マスターピストンへのバルブ作動運動の入力を損失させることが所望される場合、作動液を使い切ってもよい。急速に変化する運転条件下では、そのような油圧に基づくロストモーションシステムを操作するために使用される作動液を迅速に充填するかまたは使い切ることが必要になることが多い。

しかしながら、前述のように、比較的圧力の低い作動液システムのみが利用可能であることから、油圧式ロストモーションシステムの適時な充填が困難であることが多い。改善された圧力を提供するために、（エンジン自体に対して）外部構成要素を通してより大きな油圧供給ラインを組み込むことが知られている。しかしながら、エンジンの中には、たとえ主要作動液の供給であっても比較的低い圧力を有するものもあり、そのような外部構成要素は、主要作動液の供給を超えて油圧を増加させることはできない。

上記の短所は、本開示による作動液を供給するためのシステムの提供によって対応される。ある実施形態において、そのようなシステムは、筐体内に配置されたポンピングアセンブリと、同じく筐体内に配置され、ポンピングアセンブリに動作可能に接続された油圧回路とを備える。種々の実施形態において、筐体は、固定的または動的であり得る。ポンピング運動の源は、ポンピングアセンブリに動作可能に接続されており、ポンピング運動の源は、バルブ作動運動源とエンジンバルブとの間にバルブ作動運動源またはバルブトレインの構成要素を備えてもよい。ポンピング運動の源によってポンピングアセンブリに適用されるポンピング運動は、油圧回路の供給圧作動液入力部から受容された作動液を油圧回路の増圧作動液出力部に送らせる。

ある実施形態において、ポンピングアセンブリは、筐体内に形成され、油圧回路と流体連通しているポンピングピストンボア内に摺動可能に配置されたポンピングピストンを備えてもよい。弾性要素が、ポンピングピストンボアの外または中のいずれかにポンピングピストンを付勢するために使用されてもよい。別の実施形態において、ポンピングアセンブリは、ポンピングピストンに動作可能に接続された接触式圧力レギュレータを備えてもよい。接触式圧力レギュレータは、ポンピングピストン内に配置されたばね式ピストン、またはポンピングピストンを付勢してポンピングピストンボアに入れる弾性要素を備えてもよい。この実施形態において、アキュムレータは、ポンピングピストンボアと増圧作動液出力部との間の油圧回路と流体連通して設けられてもよい。代替として、種々の実施形態において、システムは、増圧作動液出力部と流体連通し、かつその上流にある、１つ以上のアキュムレータを備えてもよい。

別の実施形態において、ポンピング運動の源は、筐体に接触する。この実施形態において、システムは、ポンピング運動の源によって適用されるポンピング運動がポンピングアセンブリを固定接触面に接触させるように構成される固定接触面（すなわち、固定的であり、この文脈でも同様に、バルブ作動運動源によって提供されるバルブ作動運動に対して実質的に不動であることを意味する）をさらに備える。種々の実施形態において、バルブ作動運動源（ポンピング運動の源を構成し得る）は、カムまたはカムシャフトを備えてもよい。代替として、ポンピング運動の源として機能するバルブトレインの構成要素は、ロッカーアーム、バルブブリッジ、プッシュロッド、またはカムフォロアを備えてもよい。

任意選択的に、チェックバルブは、供給圧作動液入力部とポンピングアセンブリとの間の油圧回路内に配置されてもよい。この場合、チェックバルブは、油圧回路から供給圧作動液入力部に向う流れを防止するように構成されてもよい。

本開示に記載される特徴は、添付の特許請求の範囲において具体的に説明される。これらの特徴および付随する利点は、添付の図面と併せて、以下の詳細な説明を考慮することによって明白になるであろう。次に、同様の参照番号は同様の要素を表す添付の図面を参照して、例としてのみ１つ以上の実施形態を記載する。

本開示によるシステムを示す概略的なブロック図である。 本開示によるシステムを示す概略的なブロック図である。 バルブが閉鎖している間にポンピング運動が提供される、固定オーバーヘッド内に配置されたポンピングアセンブリを備える本開示による実施形態を示す図である。 バルブが閉鎖している間にポンピング運動が提供される、固定オーバーヘッド内に配置されたポンピングアセンブリを備える本開示による実施形態を示す図である。 典型的な排気バルブ作動運動源のバルブリフトプロファイルと、図３および図４に従ってポンピング運動が提供され得る期間と、を示す図である。 バルブが開放している間にポンピング運動が提供される、固定オーバーヘッド内に配置されたポンピングアセンブリを備える本開示による実施形態を示す図である。 バルブが閉鎖している間にポンピング運動が提供される、ロッカーアーム内に配置されたポンピングアセンブリを備える本開示による実施形態を示す図である。 バルブが開放している間にポンピング運動が提供される、ロッカーアーム内に配置されたポンピングアセンブリを備える本開示による実施形態を示す図である。 バルブが開放している間にポンピング運動が提供される、ロッカーアーム内に配置されたポンピングアセンブリを備える本開示による実施形態を示す図である。 アキュムレータが増圧作動液出力部の下流でロッカーシャフト内に配置された本開示による実施形態を示す図である。 バルブが閉鎖している間にポンピング運動が提供される、ロッカーアーム内に配置されたポンピングアセンブリと、ロッカーアーム内に配置されたアキュムレータとを備える、本開示による実施形態を示す図である。 バルブが閉鎖している間にポンピング運動が提供される、ロッカーアーム内に配置されたポンピングアセンブリと、ポンピングピストン内に配置された接触式圧力レギュレータとを備える、本開示による実施形態を示す図である。 本開示によるポンピングピストンの外部にある接触式圧力レギュレータの代替の実施形態を示す図である。 本開示によるポンピングピストンの外部にある接触式圧力レギュレータの代替の実施形態を示す図である。 本開示によるポンピングピストンの外部にある接触式圧力レギュレータの代替の実施形態を示す図である。 本開示によるポンピングピストンの内部にある接触式圧力レギュレータの代替の実施形態を示す図である。 本開示によるポンピングピストンの内部にある接触式圧力レギュレータの代替の実施形態を示す図である。 本開示によるポンピングピストンの内部にある接触式圧力レギュレータの代替の実施形態を示す図である。 バルブが閉鎖している間にポンピング運動が提供される、ロッカーアーム内に配置されたポンピングアセンブリと、ポンピングピストン内に配置された接触式圧力レギュレータとを備える、本開示による実施形態を示す図である。 バルブが閉鎖した後に、ポンピングピストンとバルブ作動運動源との間の接触によってポンピング運動が提供される、ロッカーアーム内に配置されたポンピングアセンブリを備える本開示による実施形態を示す図である。 典型的な排気バルブ作動運動源のバルブリフトプロファイルと、図２０に従ってポンピング運動が提供され得る期間とを示す図である。 バルブが閉鎖した後に、ポンピングピストンとバルブ作動運動源との間の接触によって、または専用のポンピング運動源によってポンピング運動が提供される、固定エンジン支持構造内に配置されたポンピングアセンブリを備える本開示による実施形態を示す図である。 バルブが閉鎖した後に、ポンピングピストンとバルブ作動運動源との間の接触によって、または専用のポンピング運動源によってポンピング運動が提供される、固定エンジン支持構造内に配置されたポンピングアセンブリを備える本開示による実施形態を示す図である。 典型的な排気および吸気バルブ作動運動源のバルブリフトプロファイルを示す図である。 バルブが閉鎖した後に、ポンピングピストンと吸気ロッカーアームとの間の接触によってポンピング運動が提供される、排気ロッカーアーム内に配置されたポンピングアセンブリを備える本開示による実施形態を示す図である。 バルブが閉鎖している間にポンピング運動が提供される、プッシュロッド内に配置されたポンピングアセンブリを備える本開示による実施形態を示す図である。 バルブが閉鎖している間にポンピング運動が提供される、カムフォロア内に配置されたポンピングアセンブリを備える本開示による実施形態を示す図である。 バルブが閉鎖している間にポンピング運動が提供される、バルブブリッジ内に配置されたポンピングアセンブリを備える本開示による実施形態を示す図である。

次に図１を参照すると、本開示によるシステム１００のブロック図が示される。具体的には、システムは、中に配置された油圧回路１０４を有する筐体１０２を備える。油圧回路１０４は、図示されるように、供給圧作動液入力部１０６および増圧作動液出力部１０８を備える。さらに、ポンピングアセンブリ１１０も筐体１０２内に配置され、供給圧作動液入力部１０６と増圧作動液出力部１０８との間の油圧回路１０４に動作可能に接続されている（すなわち、流体連通している）。ポンピング運動の源１１２は、ポンピングアセンブリ１０６に動作可能に接続されている。最後に、任意選択的なチェックバルブ１１４が、供給圧作動液入力部１０６と、ポンピングアセンブリが油圧回路１０４に動作可能に接続される位置との間に設けられてもよい。

図１の筐体１０２は、固定的または動的な筐体を含んでもよい。本明細書で用いられる場合、構成要素は、バルブ作動運動源によって提供されるバルブ作動運動に対して本質的に（すなわち、設計パラメータおよび公差内で）不動な程度まで「固定的」である。対照的に、本明細書で用いられる場合、構成要素は、バルブ作動運動源によって提供されるバルブ作動運動によって少なくとも一部駆動される運動が可能な程度まで「動的」である。後述の種々の実施形態に記載されるように、筐体１０２は、固定的である場合、エンジンバルブオーバーヘッド固定具もしくはエンジン支持構造として具現化されてもよく、または動的である場合、ロッカーアーム、バルブブリッジ、プッシュロッド、もしくはカムフォロアを含む多数のバルブトレイン構成要素のいずれかとして具現化されてもよい。

通常、供給圧作動液が入力部１０６に提供され、それによって、供給作動液の加圧を考慮して可能な程度まで油圧回路１０４を継続的に充填する。典型的には、供給圧作動液の圧力は、低圧力システムにおいて約１〜２ｂａｒｇ（１４．５〜２９ｐｓｉｇ）の範囲である。場合によっては、ポンピングアセンブリ１１０の動作が、作動液を油圧回路１０４に引き入れるのを促すことによって油圧回路１０４を充填する際に役立ち得る。ポンピング運動源１１２によってポンピングアセンブリ１１０にポンピング運動が適用されると、油圧回路１０４内の作動液は、ポンピングアセンブリ１１０によって加えられる増大した力を受け得る。その結果として、油圧回路内の作動液は、増圧作動液出力部１０８に輸送される際に（油圧回路１０４の断面積が実質的に均一であると仮定して）徐々に加圧される。提供される場合、任意選択的なチェックバルブ１１４は、作動液の油圧回路１０４内への一方向の通過は許容するが、供給圧作動液の源に向かって戻ることは許容しないように構成され、それによって増圧作動液出力部を供給圧作動液入力部から隔離する。本明細書に記載される種々の実施形態は、任意選択的なチェックバルブ１１４のそのような使用を例示しているが、当業者は、全ての場合において必ずしもそうではない場合もあることを理解するであろう。例えば、供給圧作動液入力部１０６の少なくとも一部の相対断面積は、増圧作動液出力部１０８の断面積よりも比較的小さい場合がある（例えば、インライン制御またはオリフィス）。その結果として、油圧回路１０４内の充填物の加圧増加により、ある程度の作動液を供給部に逆流させ得る一方で、そのような流れは出力部に向かう流れに対して比較上最小であり得る。

さらに、本明細書に記載される全ての実施形態において、増圧作動液出力部１０８は、種々の使用に利用可能であるが、いずれのエンジンバルブの作動も直接的には引き起こさない。すなわち、油圧でロックされた流体がマスターピストンからスレーブピストンにバルブ作動運動を伝えるロストモーションシステムのマスター／スレーブピストン油圧回路とは異なり、源１１２によって適用されるポンピング運動は、いずれのバルブ作動運動も生じさせない。

ポンピング運動の源１１２は、バルブ作動運動に由来する典型的に周期的な往復ポンピング運動を提供する。その結果として、ポンピング運動の源１１２は、バルブ作動運動源またはバルブトレインの構成要素のいずれかを備え得る。非限定的な例として、また後述の種々の実施形態に示されるように、バルブ作動運動源は、回転カムシャフト上にカムを備えてもよく、一方、バルブトレインの構成要素は、カムフォロア、プッシュロッド、ロッカーアーム、またはバルブブリッジを備えてもよい。当該技術分野で既知のさらに他のバルブトレイン構成要素が、ポンピング運動の源１１２として機能してもよい。

次に図２を参照すると、本開示によるシステムの代替の実施形態が示される。図１の場合と同じように、図２のシステム２００は、中に配置され、互いに動作可能に接続された油圧回路１０４およびポンピングアセンブリ１１０を有する筐体２０２を備える。同様に、油圧回路１０４は、図示されるように、供給圧作動液入力部１０６、増圧作動液出力部１０８、および任意選択的なチェックバルブ１１４を備える。しかしながら、図１とは対照的に、筐体２０２は、動的でしかなく、関連して、ポンピング運動の源１１２は、ポンピングアセンブリ１１０ではなく筐体２０２に動作可能に接続されている。さらに、固定接触面２０４も提供され、ポンピングアセンブリ１１０と動作可能に接続するように構成されている。

図２の実施形態において、ポンピング運動の源１１２が筐体２０２にポンピング運動を提供すると、往復ポンピング運動が筐体２０２に同様に往復運動を行わせる。次に、筐体２０２の往復運動がポンピングアセンブリ１１０を固定接触面２０４に接触させ、それによってポンピング作用を誘導する。この実施形態において、固定接触面２０４は、固定接触面２０４がポンピング作用の誘導に役立つようにポンピングアセンブリ１１０の一部を構成すると考えることができる。後述の図３〜図２８は、図１および図２に示されるより一般的な実施形態に従って種々の特定の実施形態を示す。

次に図３を参照すると、システム３００は、ロッカーシャフト３０４上に取り付けられたロッカーアーム３０２を備える。調整ねじアセンブリ３０６は、エンジンバルブ３１０を開放するために使用されるバルブブリッジ３０８に接触し、エンジンバルブ３１０は、ばね受け３１４に接触するバルブスプリング３１２によって閉鎖位置に戻される。当該技術分野で既知のように、ロッカーアーム３０２は、非限定的な例として、回転カムに接触するカムフォロアもしくはローラ、または回転カムによって駆動されるエンジンブロック内のプッシュロッドアクチュエータ等のバルブ作動運動源（図示せず）によって往復運動させられてもよい。

バルブ３１０が閉鎖している間、ロストモーションブレーキハードウェアは、例えば、ロストモーション油圧回路を補充するために改善された作動液供給圧を必要とする場合がある。したがって、図３の例において、固定されたオーバーヘッド筐体３２０は、図示されるように、少なくとも一部バルブブリッジ３０８の上に位置する。オーバーヘッド筐体３２０は、ポンピングピストンボア３２４内に配置されたポンピングピストン３２２を備える。図示されてはいないものの、ポンピングピストン３２２に潤滑剤を提供するために、１つ以上の油圧路がポンピングピストンボア３２４と流体連通して設けられてもよい。さらに図示されるように、ばね等の弾性要素３２６が、ポンピングピストン３２２を付勢してポンピングピストンボア３２４から出すために設けられてもよい。代替として、弾性要素は、ポンピングピストン３２２を付勢してポンピングボア３２４に入れるために設けられてもよい。ポンピングピストンボア３２４は、油圧回路３２８と流体連通しており、油圧回路３２８は、供給圧作動液入力部３３０および増圧作動液出力部３３２を備える。さらに図示されるように、油圧回路３２８はまた、図１および図２に関連して前述したようにチェックバルブ３３４も含むことができる。この実施形態において、ポンピングピストン３２２およびポンピングピストンボア３２４は、前述のようなポンピングアセンブリを構成する。

供給圧油圧入力部３３０によって作動液が油圧回路３２８に提供される限り、作動液は油圧回路３２８を充填する。ポンピングピストン３２２による作用がない場合、油圧回路３２８内の充填物は、供給圧油圧入力部３３０と実質的に同じ圧力に留まる。さらに、弾性要素３２６によってポンピングピストン３２２を付勢してポンピングピストンボア３２４から出すことは、作動液を油圧回路３２８に引き入れるのを助ける役割を果たし得る。

エンジンバルブ３１０が閉鎖している間に、バルブスプリング３１２はバルブブリッジ３０８を上方に平行移動させ、それによってポンピングピストン３２２に接触させる。ポンピングピストン３２２は、次に、バルブブリッジ３０８を通して作用するバルブスプリング３１２の力によって上方に押される。ポンピングピストン３２２によるこのポンピング作用は、油圧回路３２８内の充填物を増圧作動液出力部３３２に向けて輸送する。このようにして、ポンピングピストン３２２のポンピング作用によって油圧回路３２８内の充填物の圧力が増加する。構成される場合、チェックバルブ３３４は、充填物が供給圧作動液入力部３３０に向けて逆流するのを防止する。さらに、図３には示されていないが、増圧作動液出力部３３２内における作動液の逆流を防止するために付加的なチェックバルブが設けられてもよい。さらに、図示されるように、油圧回路３２８は、ポンピングピストンボア３２４と増圧作動液出力部３３２との間に配置されたアキュムレータ３４０と流体連通してもよい。このようにして、加圧された作動液がアキュムレータ３４０内に保存され得、それによってアキュムレータ内（ひいては油圧回路３２８）の充填物の圧力を供給圧作動液入力部３３０よりも高く維持する。次に、出力部３３２で提供された増圧作動液が、例えば、ロストモーション構成要素を補充するために必要な時間を改善するために、使用されてもよい。

次に図４を参照すると、図３のシステム３００に類似するシステム４００が示される。しかしながら、図４の実施形態では、ポンピングピストン３２２に接触するようにロッカーアーム３０２上に調節ねじアセンブリ４０２が設けられる。図４にはバルブブリッジ３０８が示されていないことに留意されたい。さらに、ロッカーアーム３０２の運動付与側（すなわち、図４に図示されるようなロッカーシャフト３０４の右側）の他の部分が、ポンピングピストン３２２に接触し得ることに留意されたい。それにもかかわらず、システム４００は、バルブブリッジ３０８を通して作用する２つのバルブスプリングがポンピングピストン３２２に加えられる力に寄与し、それによってポンピング作用を通して付加的な圧力を許容するという利点を有する。

図５は、典型的な排気バルブ作動運動源のバルブリフトプロファイル５０２を（クランクシャフトの角度の関数として）示す。具体的には、バルブリフトプロファイル５０２（バルブリフトのミリメートルとして表される）は、いわゆる主要排気事象５０４、ならびに２つの補助バルブ事象、特に、圧縮解放事象５０８およびブレーキガス再循環（ＢＧＲ）事象５０６を示す。図５に示される負のバルブリフトは、当該技術分野で既知のように、補助バルブ事象５０６、５０８は、バルブ作動運動源とバルブトレインとの間に、図示されるほとんどの負のリフト値と少なくとも同じくらいの大きさのラッシュを提供することにより、正の発電の間に消失され得るという事実を示している。反対に、補助バルブ事象５０６、５０８を排気バルブの動作に組み入れることが所望される場合、ラッシュをなくしてもよく、それによってバルブトレインに補助バルブ事象５０６、５０８を付与する。それにもかかわらず、図５はまた、エンジンバルブが閉鎖するであろう時間の一部に対応する期間５１０も示しており、その間に、図３および図４のポンピングピストン３２２を収縮させてポンピング作用を誘導することができる。

次に図６を参照すると、図３および図４のシステム３００、４００に類似するシステム６００が示される。しかしながら、図６の実施形態では、筐体３２０は、ロッカーアーム３０２の運動受容端部６０１の一部の上にポンピングピストン３２２が配置されるように構成される。さらに、接触面６０２（突起の形態で示される）が、ポンピングピストン３２２と整列してロッカーアーム３０２上に設けられる。ここでも同様に、図６にはバルブブリッジ３０８が示されておらず、さらに、ロッカーアーム３０２の運動受容端部６０１の他の部分が、ポンピングピストン３２２に接触し得る。図４は、カムローラ６０６の形態のさらなるバルブトレイン構成要素に接触する回転カム６０４の形態のバルブ作動運動源を示していることに留意されたい。図６の実施形態の特徴は、ポンピングピストン３２２によって提供される圧力インパルスのタイミングが、閉鎖部分ではなく、ロッカーアーム３０２のバルブ開放ストロークの間の時間にシフトされるということである。これは、バルブスプリング３１０がポンプ圧による負荷を受けず、比較的より高い圧力を達成することができるという利点を有する。

図７は、ポンピングアセンブリが、動的筐体、すなわちロッカーアーム７０２内に配置され、ロッカーアーム７０２がロッカーシャフト７０４上に取り付けられた、システム７００の代替の実施形態を示す。ロッカーアーム７０２は、それ自体がエンジンバルブ７０８に動作可能に接続されたバルブブリッジ７０６に接触するように構成される。ここでも同様に、図７は、ロッカーアーム７０２上に取り付けられたカムローラ７１２の形態のさらなるバルブトレイン構成要素に接触する回転カム７１０の形態のバルブ作動運動源を示す。

図示されるように、ロッカーアーム７０２は、当該技術分野で既知のように、ロッカーシャフト７０４に含まれる供給圧作動液の源と流体連通している油圧回路７２０を含む。前の実施形態と同様に、ポンピングピストン７２２は、油圧回路７２０と流体連通しているポンピングピストンボア７２４内に配置される。さらに、弾性要素７２６は、ポンピングピストン７２２を付勢してポンピングピストンボア７２４から出すために設けられる。バルブ作動運動がエンジンバルブ７０８に伝えられると、ポンピングピストン７２２が固定接触面７４０に接触し、それによってポンピングピストンにおけるポンピング運動を誘導するように、エンジンバルブの閉鎖がロッカーアーム７０２を回転させる。

この実施形態において、油圧回路７２０は、（当該技術分野で既知のように）増圧作動液出力部からアクチュエータボア７３２内に入る加圧された作動液の流れを選択的に許容し、アクチュエータボア７３２内への進入を許可された流体を抑制する制御バルブ７３０とさらに連通する。作動液によるアクチュエータピストンボア７３２の充填および油圧ロックがアクチュエータピストン７３４をバルブブリッジ７０６に接触させ、それによってバルブ作動運動源７１０によって提供されるバルブ作動運動をバルブブリッジ７０６およびエンジンバルブ７０８に伝達することができるように、アクチュエータピストン７３４がアクチュエータピストンボア７３２内に配置される。前述の他の実施形態と同様に、図７の実施形態は、主要事象のタイミング、すなわち、バルブの閉鎖終了時にリセットし（図示されていない機構による）、かつ作動液の補充を必要とする、いわゆるロッカーブレーキに使用され得る。この実施形態に従って作り出される増圧作動液は、アキュムレータ内に保存されてもよく（図示せず）、続いて前述のように使用されてもよい。

次に図８を参照すると、油圧回路８２０およびポンピングピストン８２２がロッカーアーム８０２内に配置された、図７のシステム７００に類似するシステム８００が示される。しかしながら、この実施形態において、油圧回路８２０およびポンピングピストン８２２は、ロッカーアーム８０２の運動受容端部８０３内に配置される。油圧回路８２０の増圧作動液出力部は図８に示されていないことに留意されたい。この実施形態の固定接触面８４０は、同様に運動受容端部８０３の上に、具体的にはポンピングピストン８２２と整列して位置付けられる。この場合、ポンピング作用は、バルブ開放の間に、例えば、主要バルブ事象の開始時に、ポンピングピストン８２２が固定接触面８４０に接触したときに起こる。

図９は、特に、ロッカーアーム８０２が、前述のようにロッカーアーム８０２の運動受容端部８０３に油圧回路８２０、ポンピングピストン８２２、およびポンピングピストンボア８２４を含むという点において図８のシステム８００に類似するシステム９００を示す。この実施形態において、バルブ作動運動は、当該技術分野で既知のようにプッシュロッド９１８によって提供されることに留意されたい。また、この実施形態において、ポンピングピストン８２２は、システムの停止時に望ましくない動作を防止するために、ポンピングピストンを付勢してそのボアに入れるための付勢ばね（図示せず）を含んでもよい。この場合、作動液の供給がソレノイドバルブ（図示せず）を介して選択的に開始されるため、ポンピングピストン８２２は、そのボアから出て伸長される。反対に、付勢ばね（図示せず）は、作動液を引き入れる際に役立つように、また作動液の供給が選択的に停止されたときに動作を制御するように、ポンピングピストン８２２を付勢してそのボアから出すことができる。この実施形態において、図８に示される固定接触面８４０は、固定部材９０２内に配置された接触式圧力レギュレータアセンブリ９０３を提供するように変更されている。この実施形態において、接触式圧力レギュレータ９０３は、レギュレータピストンボア９０８内に配置されたレギュレータピストン９０６を備える。弾性要素９１０がピストンボア９０８内に提供され、弾性要素９１０は、レギュレータピストン９０６を付勢してレギュレータピストンボア９０８から出すことができる。供給路９１６は、レギュレータピストン９０６に潤滑剤を供給するために、レギュレータピストンボア９０８と流体連通して設けられてもよい。レギュレータピストンボア９０８の上部の通気孔９１８は、滑沢液が上に蓄積してレギュレータピストン９０６を油圧でロックするのを防止する。さらに図示されるように、レギュレータピストン９０６の外表面に形成される側方溝９１２は、停止部９１４に係合することができ、それによってレギュレータピストン９０６がレギュレータピストンボア９０８に入ることおよびそこから出ることの両方の移動を制限する。

ポンピングピストン８２２がレギュレータピストン９０６に接触すると、弾性要素９１０が圧縮してポンピングピストンに力を加え、それによって油圧回路８２０内で作動液を加圧する。さらに、ポンピングピストン８２２に加えられる力が弾性要素９１０の剛性によって制限されるため、弾性要素９１０は、ポンピングピストン８２２を別様には動かない固定接触面に強制的に接触させるようにバルブ作動運動源の全力が許容される場合に別様にもたらされるであろう過剰な圧力発生を防止する程度まで圧力レギュレータとして機能する。

記載される種々の実施形態に関連して上で述べたように、増圧作動液は、様々に使用することが可能である。そのような使用を促進するために、たとえポンピング周期の間であっても、増圧作動液をその高い圧力に維持することが望ましいかもしれない。この目的のために、図１０は、作動液供給ポート１００４が、この実施形態においてロッカーシャフト１００２によって支持される対応するロッカーアーム（図示せず）内に存在するそれぞれのポンピングアセンブリの供給圧作動液入力部と流体連通している１つ以上の供給路１００６に作動液（薄い破線矢印によって示される）を供給するロッカーシャフト１００２の断面を示している。さらに、加圧された作動液の流れを示す太い点線矢印によって示されるように、１つ以上の戻り通路１００８がポンピングアセンブリの増圧作動液出力部と流体連通している。また、アキュムレータ１０１０も戻り通路１００８と流体連通しており、それによって作動液をその加圧状態に保存および維持する。アキュムレータが増圧作動液出力部と流体連通してその上流に配置される図３および図４の実施形態とは異なり、図１０のアキュムレータ１０１０は、１つ以上の増圧作動液出力部の下流にあり、それらと流体連通していることに留意されたい。代替の実施形態において、単一の一般的な下流アキュムレータ１０１０を使用する代わりに、各ポンピングアセンブリが独自の対応する下流アキュムレータを有してもよい。それにもかかわらず、図１０に示されていない供給路を使用して、ロッカーシャフト１００２は、エンジンブレーキまたは比較的より高い作動液の圧力を必要とする他の用途のための複数の源に、アキュムレータに保存された加圧された作動液を提供することができる。この実施形態において、当該技術分野で既知のように、アキュムレータピストンの過度の移動により穴１０１２が露呈して加圧された作動液を逃がすことができ、それによって過度の加圧を防止するように、アキュムレータボアに圧力逃がし穴１０１２が設けられてもよい。

図１１に示される実施形態は、特にプッシュロッドもしくはオーバーヘッドカム（ＯＨＣ）を搭載したエンジン、または主要事象の終了時に作動液の迅速な充填が必要とされるブリッジブレーキ用途に適用性を見出し得る。このシステム１１００では、ポンピングピストン１１０４が、この場合調整ねじ１１０８を備える固定接触要素１１０６と接触するように、主要バルブ事象が終了する間に、すなわちバルブが閉鎖する間に、バルブスプリング（図示せず）がロッカーアーム１１０２をバルブ作動運動源（これも図示せず）に向かって逆回転させる。前の実施形態と同様に、ポンピングピストン１１０４は、それ自体が油圧回路１１１２と流体連通しているポンピングピストンボア１１１０内に摺動可能に配置される。弾性要素１１０５は、システムが非作動であり、作動液の供給が選択的に停止される場合にピストン１１１０の望ましくない動作を防止するために、ポンピングピストンを付勢してポンピングピストンボア１１１０に入れる。さらに、油圧回路１１１２は、アキュムレータ１１１４と流体連通している。この実施形態において、増圧作動液出力部は、調整ねじ１１１８内の供給路１１１６に直接連結される。次いで、供給路１１１６は、いわゆるブリッジブレーキに加圧された作動液を供給し、その操作を容易にする。

ポンピングピストン１２０４が、ロッカーアーム１２０２内に配置され、固定接触面１２０６に接触するように構成されているという点において、図１１のシステム１１００に類似するシステム１２００が図１２に示される。しかしながら、この場合、システム１２００は、ポンピングピストン１２０４内に配置されたばね式ピストン１２０８の形態で接触式圧力レギュレータをさらに備える。図９の実施形態と同様に、ばね式ピストン１２０８の動作は、その対応するばね１２１０の相対的な剛性によって制御される。図９の実施形態と同様に、主要事象が終了し（すなわち、バルブ閉鎖時）、ロッカーアーム１２０２がバルブ作動運動源（図示せず）に向かって回転するとき、ばね１２１０は、圧縮してロッカーアーム１２０２内に作動液の圧力を発生させる一方で、同時に作動液の加圧を制限する機能も果たす。

システム１２００は、例えば、いくつかの異なる接触式圧力レギュレータの実施形態と併せて使用することができ、それらの種々の非限定的な例が図１３〜図１５に示される。示される実施形態の各々において、弾性要素１３０２、１４０２、１５０２がポンピングピストンに力を加えることができる一方で、同時にそのような力を制限するように、ポンピングピストンの外部にある弾性要素１３０２、１４０２、１５０２が、固定部材１３０４、１４０４、１５０４に固定される。ここでも同様に、主要バルブ事象である閉鎖の間に、ポンピングピストンは弾性要素１３０２、１４０２、１５０２を圧縮し、それによって補充期間中に安定した油圧を提供するようにエネルギーを蓄える。このようにして加えられる力は、筐体内に別個のアキュムレータを配置する必要なく、ポンピングアセンブリによって提供されるような高い油圧を維持する。これは、筐体自体の中にアキュムレータまたはアキュムレータばねを入れるための空間がない場合に必要とされ得る。

図１６〜図１８にさらに示されるように、ポンピングピストン１６０２、１７０２、１８０２は、ばね式ピストンを様々な様式で組み込むことができる。図１６〜図１８の各々において、作動液の負荷は、各図に示される底表面にかかることに留意されたい。例えば、図１６において、ポンピングピストン１６０２は、固定接触面（図示せず）との接触によって駆動される内側二次ピストン１６０４を備える。この実施形態において、ばね１６０６は、示されるように両方のピストンの内側に嵌合する。さらに図示されるように、外側のピストンには、焼付きを防止するために、その内部に潤滑剤を供給するための小さい穴１６０８が設けられてもよい。内側二次ピストン１７０４がその縦軸に沿ってより短い長さを有する、図１６の実施形態の変形例が図１７に示される。さらに、より幅広のばね１７０６が、同じようなサイズのパッケージにおいて付加的なばね力を提供するための付加的な同心化ばね１７０８、１７１０とともに示される。図１８の実施形態において、作動液の圧力は、ポンピングピストン１８０２ではなく内側ピストン１８０４の底部に加えられる。

排気ロッカーアーム１９０２に組み込まれたばね式ポンピングピストンの別の例を図１９にさらに示す。主要事象である開放の間に、供給圧作動液（任意選択的なチェックバルブ１９０３を通って流れる）がポンピングピストン１９０４を押し上げ、場合によっては任意選択的なばね１９０６によって提供される軽い付勢に対抗してピストンが上方に移動する。ポンピングピストン１９０４を備えるアセンブリは、スナップリング１９０８に接触するまで上方に移動し続ける。主要事象である閉鎖の間に、ロッカーアーム１９０２が後退し、内側ピストン１９１０が固定接触面１９１２に接触し、それによって内側ピストン１９１０にばね１９１４を押させ、蓄積されたばねエネルギーを形成し、作動液の圧力を上昇させる。図示されるように、内側ピストン１９１０は、ねじ付カラー／ブッシング１９１６によって誘導される。ポンピングピストン１９０４より下にある作動液が抑制され、したがって、ばね１９１４によって加えられる力が増加するにつれて徐々に加圧される。補充の間、この例では次にバルブブリッジ１９２０と流体連通している調整ねじ（象の足と称される場合もある）内の通路１９１８を通って、加圧された油がロッカーアーム１９０２のヘッドから流出する。ロッカーが逆回転すると、内側ピストン１９１０がロッカーアーム１９０２内にさらに押される。それと同時に、作動液が出るとポンピングピストン１９０４が下方に移動し、作動液がなくなるにつれてばね１９１４が伸長し、それによって圧力を維持する。

図２０は、閉鎖するために主要事象が開始した後で、カムローブ２００２が、ロッカーアーム２００８の運動受容端部２００６に配置されたポンピングピストン２００４に接触するシステム２０００を示す。この実施形態において、ポンピングピストン２００４は、好適な弾性要素２００５によって内側に向けて付勢されることに留意されたい。それにもかかわらず、カムローブ２００２の時計回りの回転（図２０に示される）による、カムローラ２０１０を介したロッカーアーム２００８へのバルブ作動運動の提供が完了すると、カムはポンピングピストン２００４と接触し続ける。作動液の供給が必要とされる場合（油圧式ロストモーション構成要素を有するバルブブリッジの場合）、およびカムローブ２００２とポンピングピストン２００４との間の相対速度が低い場合、主要事象である閉鎖の間に接触が起こる。図２１は、ポンピングピストン２００４の運動２１０４と比較してカムローブ２００２によって提供される典型的な主要事象２１０２のタイミングを示す。カムローブ２００２に対するポンピングピストン２００４の位置を調整することにより、ポンピング事象のタイミング（すなわち、ポンピングピストン２００４を内側に向けて押すこと）も同様に調整することができる。好ましくは、ポンピングピストン２００４の配向は、負荷がロッカーシャフトに向かって内向きであり、かつポンピング負荷によって形成されるトルクが最小限に抑えられるように選択され得る。

次に図２２を参照すると、ポンピングアセンブリ２２０２が固定筐体２２０４に、例えばシリンダヘッド上にまたは潜在的にエンジンブロック内（ブロックエンジン内のカムの場合）等に位置するシステム２２００が示される。ポンピングピストン２２０６（フラットフォロワ、ラジアスもしくはスフェリカルフォロワ、またはローラフォロワ設計のピストンを含み得る）は、通常、そのポンピングピストンボア２２０８内の後退位置に維持され（カムローブ２２１２との疑似接触を回避するため）、示される例において、ポンピングピストン２２０６を後退位置に維持するために平ばね２２１０が使用される。通常動作中、ピストンはカムローブから離れて後退させられ、作動液はポンピングされない。システム２２００によってより高い圧力が要求される場合、供給圧作動液が油圧回路２２１４およびポンピングピストンボア２２０８に導入され、それによってポンピングピストン２２０６に平ばね２２１０の付勢を克服させ、カムローブ２２１２の方向に伸長させる。カムローブ２２１２がポンピングピストン２２０６に接触すると、作動液が所望の目的に使用されるように固定筐体２２０４内にポンピングされる。図示されるように、チェックバルブ２２１６、２２１８（種々の種類）が、加圧された作動液の逆流を防止するために使用され得る。この場合も図２０の実施形態と同様に、ポンピングピストン２２０６の位置および角度は、油圧システム２２００からの要求事象に対応するようにポンプ送達のタイミングを設定するために調整され得る。さらに、前述のように、油圧を蓄えるように設計された１つ以上のアキュムレータがポンピングアセンブリの下流に存在してもよいか、またはポンピングピストン２２０６は、図１６〜図１８に示されるようなデバイスを含んでもよい。

図２３の実施形態は、図２２のシステム２２００と実質的に同様であるシステム２３００を示す。しかしながら、この場合、システム２３００は、作動液をポンピングするために特別に設計された、ポンピング専用のカムローブ２３０２を有するカムを備える。ローブ２３０２の数、およびポンピング事象のタイミングは、作動液の圧力に関するシステムの要求に適合するように調整することができる。これは、加圧された作動液に関する要求が高い場合に回路を充填するのに役立ち得、また、システム２３００の脈動を最小限に抑えることができる。ポンピングピストン２２０６の位置、およびカムローブ２３０２に対するその角度も同様に、ポンピングピストン２２０６のタイミングおよびストロークを調整するためにも用いることができる。

次に図２４を参照すると、典型的な排気リフトプロファイル２４０２と典型的な吸気リフトプロファイル２４０４との比較により、吸気リフトプロファイル２４０４から得られる動作が、作動液のポンピングを誘導するのに望ましいであろう期間（すなわち、主要排気事象バルブの閉鎖後）と整列していることが明らかになる。これは、さらに別の実施形態において、吸気ロッカーアームに由来する動作が、所望の排気バルブ補充期間の間にポンピング運動の源として作用し得ることを示唆している。吸気バルブ作動運動源からのバルブ作動運動が吸気ロッカーアーム２５０２を駆動する、そのような構成の一例が図２５に示される。この場合、吸気ロッカーアーム２５０２から延在する片持ち部材２５０４は、排気ロッカーアーム２５０８とともに配置されたポンピングピストン２５０６に向かって「伸びている」。図示されるようなポンピングピストン２５０６は、前述の図１６に示される実施形態と実質的に同様の構造を有することに留意されたい。それにもかかわらず、部材２５０４によって提供される吸気バルブ作動運動は、ポンピングピストン２５０６を直接駆動するために使用することができる。

次に図２６を参照すると、ポンピングアセンブリを維持するために使用される動的筐体がロッカーアーム以外のバルブトレイン構成要素、すなわちプッシュロッド２６０２である、システム２６００が示される。具体的には、プッシュロッド２６０２は、図示されるようにポンピングピストン２６０４および油圧回路２６０６を含む。供給圧作動液入力部２６０８および増圧作動液出力部２６１０は、図示されるように油圧回路２６０６と流体連通している。供給圧作動液入力部２６０８は、カム２６１５と接触しているカムフォロア２６１４に形成される供給路２６１２から作動液を受容する。同様に、増圧作動液出力部２６１０は、この例においてロッカーアーム２６１６に形成される供給路と流体連通していてもよい。さらに図示されるように、ロッカーアーム２６１６は、前述のような下流アキュムレータ２６１８を含んでもよい。

カム２６１５の回転がカムフォロア２６１４およびプッシュロッド２６０２において往復運動を誘導すると、ポンピングピストン２６０４は、示される例において片持ち突起を備える固定接触面２６２０に接触される。その結果生じたポンピング作用が、作動液回路２６０６内で作動液を加圧する。前述の種々の実施形態のそれぞれを踏まえて、加圧された作動液の逆流を防止するためにチェックバルブ２６２２が設けられてもよい。

図２７は、ポンピングピストン２７０２、油圧回路２７０４、およびチェックバルブ２７０６が、プッシュロッド２７１０ではなくカムフォロア２７０８内に配置されていることを除いて、図２６に示されるシステム２６００に類似するシステム２７００を示す。その結果として、固定接触面２７１２は、カムフォロア２７０８のその位置内で伸長してポンピングピストン２７０２に接触するように再構成されている。

最後に図２８は、ポンピングアセンブリが、さらに別のバルブトレイン構成要素、具体的には、いわゆるマスター／スレーブ型の単一バルブブリッジブレーキとして構成されるバルブブリッジ２８０２内に配置されたシステム２８００を示す。具体的には、当該技術分野で既知のように、スレーブピストン２８０４は、油圧回路２８０８を介してマスターピストン２８０６と流体連通している。この実施形態では、ポンピングアセンブリ２８１０（例えば、図１６〜図１８に関連して上に示され、かつ記載された種類の）もまた、バルブブリッジ２８０２内に設けられる。ロッカーアーム２８１２（一部図示される）から供給される流体は、エンジンバルブ２８１４に別様にロストモーションを適用することが望ましい場合に、ロストモーションブリッジを充填するように選択的に作動される。操作されると、供給圧作動液が、ロッカーアームの調整ねじ２８１６を通ってバルブブリッジ２８０２に流入し、マスターピストン２８０６の通路２８１８を通って油圧回路２８０８に流入し、それによってマスターピストン２８０６をそのボアから出るように伸長させる。マスターピストン２８０６の周囲のマスターピストンボアに形成されるアニュラス２８２０は、通路２８１８から作動液を受容し、次いで、作動液はポンピングピストンボア２８２２に流入し、それによって主要事象リフトの間にポンピングアセンブリを伸長させる。バルブ２８１４が閉鎖する間、ポンピングピストン２８１０が固定接触面２８２４に接触し、前述のように供給圧作動液を加圧する。その結果得られた増圧作動液が、次いで、アニュラス２８２０および通路２８１８を通って逆流し、補充期間中に（すなわち、バルブが閉鎖した後）油圧回路２８０８内の圧力を上昇させ、それによってマスターピストン２８０６の伸長およびバルブブリッジ２８０２の充填を補助する。ロッカーアームの任意選択的なチェックバルブ（図示せず）は、作動液の逆流を防止し、ポンピング効率を向上させることができる。制動中、ロッカーアーム２８１２の運動がマスターピストン２８０６を下方に移動させる一方で、マスターピストン２８０６のチェックバルブ２８２６が油の逆流を防止し、マスターピストン２８０６とスレーブピストン２８０４との間の回路２８０８を油圧でロックする。スレーブピストン２８０４を上回る圧力が、バルブブリッジ本体を上の別の反応面２８２８に接触させ、スレーブピストン２８０４を下に押して単一の排気バルブ２８１４を開放させる。ブレーキリフト（事象）後、主要事象のリフト増加がマスターピストン２８０６をそのボア内で最も低い位置に到達させ、バルブブリッジ本体を反応ポスト２８２８から離れて下方に移動させる。その結果として、スレーブピストンボアのブリード穴２８３０が露呈し、油圧回路２８０８内で作動液が通気され、ロストモーション回路が再設定される。

特定の好ましい実施形態を図示および説明してきたが、当業者は、本発明の教示から逸脱することなく、変更および修正が行われ得ることを理解するであろう。例えば、図２５の実施例を踏まえて、作動液のポンピングのタイミングが、吸気バルブ事象とより良好に一致し得ることを考慮すると、前述の種々のポンピングアセンブリのそれぞれが、エンジンの吸気側に位置してもよい。したがって、前述の教示のあらゆる修正例、変形例、または均等物が、上に開示される根底となる基本的原則の範囲内に属することが企図される。

Claims (14)

1. バルブトレインを介してバルブ作動運動源に動作可能に接続された少なくとも１つのエンジンバルブを備える内燃機関内に作動液を供給するためのシステムであって、
   固定された筐体、ロッカーアーム又はバルブブリッジを備える筐体内に配置されたポンピングアセンブリと、
   前記ポンピングアセンブリに動作可能に接続され、供給圧作動液入力部および増圧作動液出力部を備え、前記増圧作動液出力部は、前記少なくとも１つのエンジンバルブにバルブ作動運動を直接伝えない、前記筐体内に配置された油圧回路と、
   前記ポンピングアセンブリに動作可能に接続され、前記バルブ作動運動源または前記バルブ作動運動源と前記少なくとも1つのエンジンバルブとの間に運動を伝える前記バルブトレインの構成要素の少なくとも１つを備える、ポンピング運動の源と
   を備え、
   前記ポンピングアセンブリに適用される前記ポンピング運動は、前記ポンピングアセンブリに前記供給圧作動液入力部を介して受容された作動液を前記増圧作動液出力部に送らせる、システム。
2. 前記ポンピングアセンブリは、
   前記筐体内に形成され、前記油圧回路と流体連通している、ポンピングピストンボアと、
   前記ポンピングピストンボア内に配置されたポンピングピストンと、を備える、請求項１に記載のシステム。
3. 前記ポンピングアセンブリは、前記ポンピングピストンを付勢して前記ポンピングピストンボアから出すように構成される弾性要素をさらに備える、請求項２に記載のシステム。
4. 前記ポンピングアセンブリは、前記ポンピングピストンを付勢して前記ポンピングピストンボアに入れるように構成される弾性要素をさらに備える、請求項２に記載のシステム。
5. 前記ポンピングアセンブリは、前記ポンピングピストンに動作可能に接続された接触式圧力レギュレータをさらに備える、請求項２に記載のシステム
6. 前記接触式圧力レギュレータは、前記ポンピングピストン内に配置されたばね式ピストンを備える、請求項５に記載のシステム。
7. 前記接触式圧力レギュレータは、前記ポンピングピストンを付勢して前記ポンピングピストンボアに入れる弾性要素を備える、請求項５に記載のシステム。
8. 前記ポンピングアセンブリは、前記ポンピングピストンボアと前記増圧作動液出力部との間の前記油圧回路と流体連通しているアキュムレータをさらに備える、請求項２に記載のシステム。
9. 前記増圧作動液出力部と下流で流体連通しているアキュムレータをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
10. 前記ポンピング運動の前記源は、前記ポンピングアセンブリに接触する、請求項１に記載のシステム。
11. 固定接触面をさらに備え、前記ポンピング運動が前記ポンピングアセンブリを前記固定接触面に接触させるように、前記ポンピング運動の前記源が前記筐体に接触する、請求項１に記載のシステム。
12. 前記バルブ作動運動源は、カムを備える、請求項１に記載のシステム。
13. 前記バルブトレインの前記構成要素は、ロッカーアームまたはバルブブリッジを備える、請求項１に記載のシステム。
14. 前記供給圧作動液入力部と前記ポンピングアセンブリとの間の前記油圧回路内に配置された一方向バルブをさらに備え、流体が前記油圧回路から前記供給圧作動液入力部に向かって流れるのを防止するように構成される、請求項１に記載のシステム。