JPH11510583A - カムと電子液圧エンジンバルブとの組み合わせ制御を有する内燃機関 - Google Patents

カムと電子液圧エンジンバルブとの組み合わせ制御を有する内燃機関

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Abstract

(57)【要約】 内燃機関は、エンジンカム(40)とエンジンシリンダバルブ(30)との間の電気制御液圧連結部(64)を有する。カムローブ(42a、42b、42c)をスキップするか、またはエンジンシリンダバルブのカムローブ(42a、42b、42c)への反応を改変することが所望される場合は、作動液を関連する液圧連結部(64)から選択的に解放して、カム(40)とエンジンシリンダバルブ(30)との間の空動きを可能にする。作動液を液圧連結部(64)から選択的に解放するためには電気制御作動液バルブ(100)が用いられる。エンジンの作動モードを変更する（例えば、ポジティブパワーモードから圧縮解放エンジンブレーキモードへまたはこの逆へ）か、またはもっと微妙な変更を行ってエンジンシリンダバルブ開口のタイミングおよび／または程度を改変し、これにより様々なエンジンまたは車の作動条件（例えば、異なるエンジンまたは車の速度）に対してエンジン性能を最適化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 カムと電子液圧エンジンバルブとの 組み合わせ制御を有する内燃機関 発明の背景 本発明は内燃機関に関する。詳しくは、電動作動液バルブによって部分的に制 御される液圧回路と協働するカムによって開口するバルブを有する内燃機関に関 する。 ほとんどの内燃機関では、エンジンシリンダの吸入バルブおよび排出バルブは 、（少なくとも大部分は）エンジン内のカムによって開閉される。このため、エ ンジンバルブの開口タイミングおよび／または開口量を調整して、エンジン速度 の変化などの様々なエンジン作動条件に対してこれらの開口を最適化することは 比較的困難、あるいは不可能である。 エンジンのカムとこのカムによって制御されるエンジンのシリンダバルブとの 間の連結部に液圧遊び（lash）調整機構を配備し、これにより、カムの輪郭に対 するバルブのストロークの調整を比較的細かく行い得ることが知られている（例 えば、Remboldらの米国特許第5,113,812号、およびSchmidtらの米国特許第5,325 ,825号参照）。これらの遊び調整を用いて、エンジンをポジティブパワーモード から圧縮解放エンジンブレーキモードに切り換えることが所望されるときにバル ブのさらなる開口部を提供することが可能である（例えば、Cartledgeの米国特 許第3、809、033号、およびGobertらの米国特許第5,146,890号参照）。また液圧回 路を用いることによって、通常エンジンバルブを制御するカム以外のエンジンの 一部が、エンジンをボジティブパワーモードから圧縮解放エンジンブレーキモー ドに切り換えることが所望されるときにバルブのさらなる開口部を提供するよう にすることができる（例えば、Cumminsの米国特許第3、220、392号、およびHuの米 国特許第5,379,737号参照）。 Schechterの米国特許第5,255,641号は、図16に、作動液を液圧回路から選択的 に解放するためのソレノイドバルブを含む液圧回路によって、エンジンのカムを エンジンシリンダバルブに連結し得ることを示している。Schechterは、ソレノ イドの電圧パルスタイミングおよび持続時間を変動させることによって、カム曲 線に対するエンジンシリンダバルブリフトの様々な形状が得られ得ると指摘して いる。しかし、Schechterは、カム上の任意のローブをこの方法で完全にオーバ ーライドすることができるということは示唆していない。エンジンをポジティブ パワーモードから圧縮解放エンジンブレーキモードおよびこの反対に切り換える ことは、エンジンのカムの任意のローブを選択的に完全にオーバーライドするこ とができなければ不可能であろう。 Sicklerの米国特許第4,572,114号は、各エンジンシリンダバルブの動きを制御 するための、２つの実質的に個別の液圧回路を必ず使用する内燃機関のシリンダ バルブの制御を示している。これら２つの液圧回路の一方は、各エンジンシリン ダバルブをその通常のカム駆動機械入力から選択的に分離させる動作を制御する 。他方の液圧回路は、通常の機械入力が分離されるとき、エンジンシリンダバル ブに代わりの液圧入力を与える。これら２つの液圧システムの制御は、図５に示 されるように本質的に機械制御および／または液圧制御であり得る。または、図 ７に示されるように本質的に電子制御であり得る。２つの液圧回路は共通の作動 液供給源を有してもよく、また他の相互連結部を有してもよいが、動作は主とし て分離しており、それぞれのシリンダバルブ作動機構に対し個別の液圧接続部を 必要とする（例えば、図５の136および212、または図７の258および212）。 欧州特許出願第593,908号は、内燃機関の排出バルブカムとこれに関連する排 出バルブプッシュロッドとの間の機械的な連結部が液圧により再構成され得る装 置を示している。１つの構成では、機械的な連結部はカム上の排出ローブにのみ 反応する。別の構成では、機械的な連結部は、カム上の圧縮解放エンジンブレー キローブと排出ローブの一部とに反応する。しかし、この文献は排出ローブを完 全に無視し得る機械的な連結部を示してはいない。また、排出バルブが反応する 圧縮解放エンジンブレーキローブの異なる複数の部分を動的に選択することも示 していない。 D'Alfonsoの米国特許第5,152,258号は、内燃機関のカムとシリンダバルブとの 間の液圧による連結部を示している。D'Alfonsoは、これらの液圧連結部から作 動液を選択的に解放するためにまたは作動液を液圧連結部内にトラップするため に、電磁バルブを使用し得ることを示している。しかし、D'Alfonsoは、これら 電磁バルブは、１回の完全エンジン作動サイクル（例えば、４サイクルエンジン ではピストンの４ストロークに必要な時間）中に開閉を繰り返して行うには速度 が遅すぎると教示している。従ってD'Alfonsoは、液圧連結部をより速く制御す る必要があるときは、多数の電磁バルブを並列する必要があると教示している。 D'Alfonsoは排出ブレーキのみに関するものであるので、圧縮解放エンジンブレ ーキについては何も教示していない。 上記により、エンジンシリンダバルブのためのカム制御の既知の液圧による改 変は、程度および目的が比較的制限される（例えば、Schechter特許の図16に示 すように）か、比較的複雑な液圧回路を必要とする（例えば、Sickler特許に示 すように）。 従って、本発明の目的は、エンジンカムに反応するエンジンシリンダバルブの 作動をもっと広範囲に改変するために使用され得る改良および簡素化された液圧 回路を提供することである。 本発明の別の目的は、別の方法でエンジンバルブを制御して、例えば、エンジ ンをポジティブパワーモード作動と圧縮解放エンジンブレーキモード作動との間 で切り替え、および／または様々なエンジン作動条件に対してエンジンバルブ開 口のタイミングを調整するエンジンカムに関連するエンジンバルブの作動を部分 的にまたは完全に抑制するために選択的に使用され得る比較的簡単な液圧回路を 提供することである。発明の要旨 本発明のこれらおよび他の目的は、エンジンカムとこのカムに関連するエンジ ンバルブとの間の接続に液圧回路連結部を配備することによって、本発明の原理 により実現される。液圧回路は、（例えば、液圧回路内の作動液圧を選択的に解 放する）電動液圧バルブによって部分的に制御される。液圧回路は、好ましくは 、電動液圧バルブがこの回路内の作動液圧を解放するとき、回路への機械入力と 回路からの機械出力との間に十分な空動きがあり、これにより、任意の選択され た カム機能（単数または複数）がこのカムに関連するエンジンバルブに伝送される のを防ぐように構成される。これにより、電気制御液圧回路は、関連するエンジ ンバルブがどのカム機能に反応するか、およびエンジンバルブがどのカム機能に 反応しないかを完全に制御することができる。さらに、電動液圧回路は、エンジ ンバルブの様々なカム機能への反応を改変（例えば、これらのカム機能へのエン ジンバルブの反応のタイミングを改変）し得る。この好適な実施態様では、各バ ルブの機構に対して単一の作動液接続部のみが必要とされる。また、本好適な実 施態様では、各エンジンバルブのすべての開口部のための最終的な入力は、この バルブに関連する単一のカムから供給される。 本発明のさらに別の特徴、性質、および様々な利点は、添付図面および以下の 好適な実施態様の詳細な説明からより明らかとなり得る。図面の簡単な説明 図１は、本発明の原理により構成される内燃機関の１つの例示的な実施態様の 代表的な部分の簡略概略図である。 図2aは、図１の装置または図８〜図10に示す別の実施態様の装置で使用され得 る信号波形の例の簡略図である。 図2bは、図１の装置または図８〜図10に示す別の実施態様の装置のエンジンシ リンダバルブの動きの例の簡略図である。 図2c、図2e、図3a、図4a、図5a、図6a、図7a、図7c、図7e、および図7gは、図 2aと同じ一般的な種類の図である。 図2d、図2f、図3b、図4b、図5b、図6b、図7b、図7d、図7f、および図7hは、図 2bと同じ一般的な種類の図である。 図８は、本発明の別の実施態様を示す、図１と同様の図である。 図９は、本発明のさらに別の実施態様を示す、図１と同様の別の図である。 図10は、本発明のさらに別の実施態様を示す、図１と同様の別の図である。好適な実施態様の詳細な説明 図１に示すように、本発明により構成された内燃機関10の１つの例示的な実施 態様は、バルブ30などのエンジンシリンダバルブが移動可能に取り付けられたエ ンジンシリンダヘッド20を含む。従来行われているように、エンジンシリンダバ ルブ30は、エンジンのシリンダ（図示せず）へのまたはシリンダからのガスの流 出入を制御する。代表として示すバルブ30は排出バルブであるが、バルブ30は吸 入バルブであり得ること、またはエンジンの吸入バルブおよび排出バルブの両方 がバルブ30について以下に説明するように制御され得ることは理解され得る。バ ルブ30は、プレストレスされた圧縮コイルばね32によって上方（閉鎖）位置の方 向に弾性により付勢(urge)される。 バルブ30の開口部は、回転しているエンジンカム40の42aおよび42bなどのロー ブによって生成され得る。例えば、カム40は、従来、（エンジンが４サイクルエ ンジンであると仮定すると）エンジンクランクシャフトが２回転する毎に１回回 転し得る。バルブ30に関連するエンジンピストンの排出ストローク中にカムロー ブ42aがマスターピストン60（後述）を通過するように、カム40をエンジンクラ ンクシャットと同調させ得る。この場合、カムローブ42aは、エンジンのポジテ ィブパワーモード作動中に排出バルブ30の通常の排出ストロークによる開口部を 生成するためのローブである。カムローブ42bは、バルブ30に関連するエンジン ピストンの圧縮ストロークの終わり近くでマスターピストン60を通過する。従っ て、カムローブ42bは、エンジンの圧縮解放エンジンブレーキモード作動中に排 出バルブ30の圧縮解放による開口部を生成するために使用され得る。（図7a〜図 7hに関連して説明するために、図１に可能な第３のカムローブ42cを点線で示し ている。この第３のカムローブは図７のグループの説明までは無視してよい。） バルブ30が排出バルブではなく吸入バルブである場合は、関連するカム40上のロ ーブ42は、図１に示すローブとは異なる形状および角位置を有するが、基礎をな す作動原理は同じである。 カム40は、液圧回路50によってバルブ30に選択的に連結される。これについて 以下に述べる。図１に示す実施態様では、内部に液圧回路50が配置されている構 造体52は固定され、エンジンシリンダヘッド20に対して静止している。例えば、 構造体52はヘッド20にボルト締めされ得る。 液圧回路50は、スレーブピストン70に液圧により連結され得るマスターピスト ン60を含む。マスターピストン60はカム40（特にカムのローブ42）からの機械入 力を受け取り、マスターピストンとスレーブピストンとの間の液圧サブ回路64が 十分に加圧されている場合は、この入力はスレーブピストン70に液圧により伝送 され、これによりスレーブピストンは対応する機械出力を生成する。スレーブピ ストン70のこの機械出力によりバルブ30が開口する。 エンジンが作動しているときは、作動液ポンプ80は油だめ78からチェックバル ブ82および84を介してサブ回路64に加圧作動液を供給する。ポンプ80によって供 給される作動液圧は、マスターピストン60を外向きに押してカム40の周面と接触 させ、またスレーブピストン70を外向きに押してバルブ30のステムの上端と接触 させるには十分であるが、スレーブピストン70によりバルブ30を開口させるには 十分ではない。例えば、ポンプ80によって供給される作動液圧は約344.75〜689. 5kPa（50〜100psi）であり得る。ポンプ80によって過剰圧力が生成されれば、リ リーフバルブ86によって軽減され、これにより作動液はポンプ80の入口に戻る。 作動液はエンジン潤滑油、エンジン燃料、または他の適切な流体であり得る。 作動液アキュムレータ90により、サブ回路64は、少なくともほぼポンプ80によ って生成される出力圧を有する作動液により満たされた状態に維持される。サブ 回路64から（ポンプ80の出力圧を超える）作動液圧を選択的に軽減するために電 気制御液圧バルブ100が配備される。バルブ100が閉鎖しているときは、作動液は サブ回路64内にトラップされる。次にサブ回路64は、カム40およびマスターピス トン60からの機械入力をスレーブピストン70に液圧により伝送し、これによりス レーブピストンは、バルブ30を開口する機械出力を生成する。一方、バルブ100 が開口しているときは、作動液はサブ回路64からアキュムレータ90に逃れること ができる。これにより、サブ回路64がカム40およびマスターピストン60からの入 力をスレーブピストン70に伝送するのが防止される。この場合は、バルブ30はカ ム入力に反応して開口しない。好ましくは、バルブ100は、カム40上の任意のロ ーブ42から得られるマスターピストン60の最長ストロークによって生成される全 作動液流をサブ回路64から放出し得る。このようにして、バルブ100は、カム40 からの入力を（サブ回路64内の空動きによって）効果的に完全に相殺するかまた は抑制するために使用され得る。アキュムレータ90が過剰の作動液を受け取る場 合は、アキュムレータのプランジャーが左側に奥まで十分に移動して、作動液だ め78まで戻る排出管92を瞬間的に開口する。 バルブ100は内燃機関10に関連する電子制御回路110によって制御される。制御 回路110は、エンジンおよび車の計装114から様々な入力112（車の運転者によっ て与えられる入力を含み得る）を受け取り、バルブ100（および内燃機関10内の 他の同様のバルブ）を適切に制御するための出力信号108を生成する。例えば、 制御回路110は、エンジンまたは車の速度、エンジンがポジティブパワーモード であるか圧縮解放エンジンブレーキモードであるかなどの要素に別々に依存して バルブ100を制御する。制御回路110は、制御回路が現在受け取っている入力112 に対し適切な出力信号108を決定するためにアルゴリズムまたはルックアップテ ーブル作動を行うための適切にプログラムされたマイクロプロセッサを含み得る 。計装114は、エンジンと制御回路110との間の基本的な同調を維持するためのエ ンジンセンサ（例えば、エンジンクランク角位置センサ）を含む。 図2a〜図2fは、様々なエンジン作動条件の下でのバルブ100のようなバルブの ための制御信号の例、およびその結果得られる、バルブ30のようなエンジンバル ブの動きを示す。例えば、図2aは、エンジンのポジティブパワーモード作動中の 典型的なエンジンシリンダの排出バルブ30に関連するバルブ100を制御するため の制御回路110からの信号108を示す。（図2aおよび他の同様の図面において、関 連するバルブ100は信号トレースがハイのとき閉鎖する。図2aの基線に沿った数 字は、エンジンクランク角の度数であり、図2aの下のすべての図面に対して同様 に適用される。）図2cは、エンジンの圧縮解放エンジンブレーキ作動中の対応す る信号108を示す。図2eは、図2aおよび図2cの場合と同じエンジンシリンダの吸 入バルブ30に関連するバルブ100を制御するための制御回路110からの信号108を 示す。この例では、図2eは、エンジンのポジティブパワーモード作動および圧縮 解放エンジンブレーキモード作動の両方に対して同じである。 図2aおよび図2bに示すように、カム40上の排出ローブ42aがマスターピストン6 0を通過するとき排出バルブのための液圧サブ回路64に関連するバルブ100は閉鎖 しているため、このローブは、関連するエンジンシリンダの排出ストローク中（ すなわち、エンジンクランク角180°から360°の間）、排出バルブ30を図2bに 示すように開口させる。これは、エンジンのポジティブパワーモード作動にとっ て適切な排出バルブ30の動きである。図2aは、カム40の圧縮解放ローブ42bがマ スターピストン60を通過するとき（エンジンクランク角０°または720°近く） バルブ100は開口していることを示す。従って、排出バルブ30はローブ42bに反応 して開口しない。一方、図2cおよび図2dは、バルブ100が、エンジンシリンダの 各圧縮ストロークの上死点近く（エンジンクランク角０°または720°近く）で は閉鎖されているが、シリンダの排出ストローク中は開口していることを示す。 これにより排出バルブ30は、マスターピストン60を通過する圧縮解放ローブ42b に反応して、図2dに示すように開口するが、排出ローブ42aがマスターピストン6 0を通過するときは排出バルブ30は閉鎖したままである。図2eおよび図2fは、エ ンジンシリンダの吸入バルブに関連するバルブ100は、エンジンシリンダの吸入 ストローク中（エンジンクランク角360°から540°の間）閉鎖していることを示 す。これにより、このシリンダの吸入バルブ30は、このエンジンシリンダに関連 する吸入バルブ制御カム40の吸入ローブに反応して図2fに示すように開口する。 本実施態様では、吸入バルブの作動は、エンジンのポジティブパワーモード作動 および圧縮解放エンジンブレーキモード作動に対して同じである。 エンジンバルブ30がどちらのカムローブ42に反応するかの選択が可能であるこ とに加えて、またはこれの代わりに、本発明の装置は、所望であれば、エンジン バルブ30の任意のカムローブへの反応を変動させることが可能である。例えば、 図3aおよび図3bは、それぞれ図2aおよび図2bと同様であるが、制御回路110がバ ルブ100の閉鎖を（図2aに比べて）幾分か遅延させる場合、バルブ30は幾分か遅 く開口を始めることを示している。つまり、排出ローブ42aの最初の部分が抑制 されるかまたは無視される。さらに、排出ローブ42aの最初の部分の間に作動液 の幾分かがサブ回路64から追い出されるため、バルブ30は、図3bでは図2bの場合 ほど大きく開口せず、またバルブ30は、図3bでは図2bの場合より早く閉鎖する。 図3aおよび図3bによって示される原理は、図２のグループで示される他のタイプ のバルブの動きのいずれにも等しく適用され得る。 図4aおよび図4bは、バルブ100を用いてエンジンバルブ30のカムローブ42aへの 反応を改変する別の例を示す。この場合も、図4aおよび図4bはそれぞれ図2aおよ び図2bと同様であるが、制御回路110はバルブ100を図2aに示すより早く再開口さ せる。これにより、図4bに示すように、エンジンバルブ30は図2bにおけるより早 く再閉鎖される。カムローブ42aの最後の部分がマスターピストン60を通過する 前にバルブ100が再開口することにより、バルブ30は、カムローブのその最後の 部分を無視し、これにより、バルブ30はカムの完全制御の下での場合より早く再 閉鎖することができる。この場合も、図4aおよび図4bによって示される原理は、 図２または図３のグループで示される他のタイプのバルブの動きのいずれにも等 しく適用され得る。 図5aおよび図5bは、バルブ100を用いてエンジンバルブ30のカムローブ42aへの 反応を改変するさらに別の例を示す。この場合も、図5aおよび図5bはそれぞれ図 2aおよび図2bと同様である。図5aは、排出ローブ42aがそのピークに近づくと、 制御回路110は関連するバルブ100を一時的に開口させることを示す。これにより 、作動液の幾分かがサブ回路64から逃れ、この結果、バルブ30が図2bの場合と同 じほど大きく開口するのが防止される。さらに、バルブ30は図2bの場合より幾分 早く再閉鎖する。 図5aに示す一般的なタイプのバルブ100の調節の別の例を図6aおよび図6bに示 す。この場合も、図6aおよび図6bはそれぞれ図2aおよび図2bと同様であるが、排 出ローブ42aの後半部分の間に、制御回路110はバルブ100の急速な開閉を開始す る点で異なる。これにより、作動液の幾分かがサブ回路64から逃れ、これはバル ブ30の閉鎖を加速させるが、排出ローブ42aの制御の下でバルブ30の閉鎖は部分 的なままである。図5a〜図6bによって示される原理は、図２、図３、または図４ のグループで示される他のタイプのバルブの動きのいずれにも等しく適用され得 る。さらに、図6aに示すタイプであり所望のデューティサイクル（バルブ開口時 間対バルブ閉鎖時間の比率）を有するバルブ調節は、カムローブ期間のいかなる 時に使用してもよく、これにより関連するエンジンバルブのカムローブへの反応 の任意の改変を幅広い範囲で提供することができる。 図7a〜図7hは、本発明の装置を使用して圧縮解放エンジンブレーキ中に内燃機 関10を別の方法で作動させる方法を示す。図7a〜図7dはそれぞれ図2a、図2b、図 2e、および図2fと同様であるが、図２のグループに示されるのと同じエンジンの ポジティブパワーモード作動を示す。図7eは、圧縮解放エンジンブレーキ中の排 出バルブに関連するバルブ100の制御を示し、図7gは、圧縮解放エンジンブレー キ中の吸入バルブに関連するバルブ100の制御を示す。図7fおよび図7hはそれぞ れ、圧縮解放エンジンブレーキ中の排出バルブおよび吸入バルブの動きを示す。 図7fのさらなる排出バルブの開口部120を生成するためには、カム40に追加のロ ーブ42c（図１）を配備する。図7eに示すように、圧縮解放エンジンブレーキ中 に、排出バルブに関連するバルブ100はエンジンの通常の排出ストロークにわた って開口したままであり、これにより通常の排出バルブの開口を抑制する。しか し、このバルブ100は拡張ストロークの終わり近く（エンジンクランク角540°近 く）で閉鎖し、また圧縮ストロークの終わり近く（エンジンクランク角０°また は720°近く）で再び閉鎖する。これにより、排出バルブ30が、拡張ストローク の終わり近くでカムローブ42cに反応して（120で示すように）開口する（これに より、エンジンシリンダがエンジンの排出多岐管からのガスの逆流で満たされる ）。排出バルブ30は、圧縮ストロークの終わり近くでカムローブ42bに反応して 再び開口する（これにより、圧縮解放エンジンブレーキのための圧縮解放が起こ る）。図7gおよび図7hは、関連する吸入バルブ30はこのタイプの圧縮解放エンジ ンブレーキ作動中は全く開口しないことを示す。 図7e〜図7hに示すタイプの圧縮解放エンジンブレーキ作動は、エンジン遅延が 所望されるときエンジンの排出システムを実質的に閉鎖する排出ブレーキをエン ジンが備えている場合に特に有利であり得る。これによりエンジンの排出多岐管 内の圧力が増大し、排出バルブの開口120が生じるときエンジンシリンダに与圧 することが可能になる。この与圧により圧縮ストローク中にエンジンがなすべき 仕事量が増大し、この結果、エンジンが生成し得る圧縮解放の遅延が増大する。 図2a〜7hは、本発明の装置を使用して、エンジンバルブのエンジンカムローブ への反応を多くの異なる方法で改変し得ることを示す。これらには、所定のカム ローブを所定の時間において完全に省略すること、またはカムローブに反応する エンジンバルブの動きのタイミングまたは程度をもっと微妙に変更することが含 まれる。これらの改変は、エンジンの作動モードを（例えば、ポジティブパワー モードから圧縮解放エンジンブレーキモードへ、またはこの逆へ）変更するため に、もしくは、エンジンの性能を、エンジンまたは車の計装114によって感知さ れる様々なエンジンまたは車の作動条件（例えば、エンジンまたは車の速度の変 化）に対して最適化するために行われ得る。 図８は、本発明の電気制御液圧回路がエンジン10aのオーバーヘッドロッカー に部分的に組み込まれる、本発明の別の実施態様を示す。（図８の構成要素が図 １の構成要素に関連する限り、同じ参照番号が、添字「ａ」を付けて図８でも用 いられる。図８の実質的に新しい構成要素は、未使用の参照番号を有するが、こ の場合も図８の参照番号を統一させるために添字「ａ」が付けられる。） 図８に示すように、代表的なロッカー130aはロッカーシャフト140aに回転可能 に取り付けられている。ロッカー130aの（図８から見て）右側の部分は、回転し ているカム40aのカム周面を圧迫する回転可能なカムフォロアローラ132aを備え ている。液圧サブ回路64aは、加圧作動液の供給源（シャフト140aにそって延び る）から、スレーブピストン70a（ロッカー130aの左側部分に取り付けられて往 復運動を行う）まで延長する。シャフト140a内の加圧作動液の本来の供給源は、 図１の構成要素78、80、および86と同様のポンプ配置であり得る。電気制御液圧 バルブ100aは、サブ回路64aからの作動液をロッカー130aの上端から選択的に解 放し得る。バルブ100aは、図１の構成要素110と同様の制御回路によって制御さ れる。 図８の装置は、図１に関連して上述した方法と同様の方法で作動し得る。作動 液供給圧は、スレーブピストン70aを外向きに押してエンジンバルブ30aの上端部 と接触させる程に十分に大きい。しかし、この圧力は、ばね32aのバルブ閉鎖力 に抗してバルブ30aを開口させる程には大きくない。カムローブ42aaまたは42ba がローラ132aを通過するときバルブ100aが閉鎖している場合は、サブ回路64a内 にトラップされている作動液によりスレーブピストン70aがバルブ30aを開口させ る。一方、カムローブ42aaまたは42baがローラ132aを通過するときバルブ100aが 開口している場合は、スレーブピストン70aはロッカー130a内に移動し、これに より、作動液の幾分かがサブ回路64aから追い出されるため、バルブ30aはカムロ ーブ42が通過するにも拘わらず閉鎖したままである。図2a〜図7hによって示され るエンジンバルブのカムローブへの反応を改変する任意の技術が、図８に示す実 施態様にも等しく適用され得る。従って、この場合も、液圧サブ回路64aで得ら れる空動きが、カム40aの任意のローブを完全に無視し得るに十分なものである ことが好適である。図2a〜図7hに関連して上述したように、エンジンバルブのカ ムローブへの反応のタイミングおよび／または程度をさらに微妙に改変すること もまた可能である。 図９は、図８に示す実施態様と同様の別の実施態様を示すが、それぞれ図１の アキュムレータ90およびチェックバルブ84と同様のアキュムレータ90bおよびチ ェックバルブ84bが追加されている。図８の構成要素と同様の図９の構成要素は 同じ参照番号を有するが、図８のような添字「ａ」ではなく添字「ｂ」が付けら れている。バルブ100bが開口しているときは、図１に示した実施態様と同様の方 法で作動液をサブ回路64bからアキュムレータ90bへと解放する。他の面では、図 ９の実施態様の作動は、図８に示す実施態様の作動と同様である。従って図９の ために図８の説明を繰り返すことは必要とされない。 図10は、図９に示した実施態様と同様のさらに別の実施態様を示すが、液圧サ ブ回路64cにマスターピストン60c（図１に示すマスターピストン60と同様である ）が追加されている。図９の構成要素と同様の図10の構成要素は同じ参照番号を 有するが、図９のような添字「ｂ」ではなく添字「ｃ」が付けられている。この 実施態様の作動は図９に示す実旅態様の作動と同様である。従って、図10のため に図９の説明を繰り返すことは必要とされない。 上記の説明は本発明の原理の単なる例示であり、様々な改変が当業者によって なされ得ることは理解され得る。例えば、図１および図８〜図10は、エンジンシ リンダ毎に１つの排出バルブまたは吸入バルブ30が配備されていることを示唆し ているが、シリンダ毎に各タイプの２つのバルブを配備することはかなり一般的 である。本発明の装置は、シリンダ毎に多数の吸入バルブおよび／または排出バ ルブを制御するように容易に改変され得る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １．４サイクルポジティブパワーモードを有し、選択的に開口可能および閉鎖 可能なエンジンシリンダバルブ(30、30a、30b、30c)と、該エンジンシリンダバ ルブ(30、30a、30b、30c)の可能な開口と同調される複数のローブ(42a、b、c;42 aa、ba；42ab、bb；42ac、bc)を有するカム(40、40a、40b、40c)と、該バルブ(3 0、30a、30b、30c)を開口させることによって該ローブ(42a、b、c；42aa、ba；4 2ab、bb；42ac、bc)に選択的に反応するために該カム(40、40a、40b、40c)と該 エンジンシリンダバルブ(30、30a、30b、30c)との間に作動的に連結した作動液 を含有する液圧連結部(64、64a、64b、64c)と、該ローブ(42a、b、c；42aa、ba ；42ab、bb；42ac，bc)に反応して該エンジンシリンダバルブ(30、30a、30b、30 c)の開口部を選択的に改変するために該液圧連結部(64、64a、64b、64c)から作 動液を選択的に解放する、電予制御回路(110)によって制御される電動バルブ(10 0、100a、100b、100c)とを含み、該電動バルブ(100、100a、100b、100c)は、該 エンジンシリンダバルブ(30、30a、30b、30c)が該ローブ(42a、b、c；42aa、ba ；42ab、bb；42ac，bc)のうちの任意の第１のローブに反応して完全に閉鎖した 状態を維持し、そして該ローブ(42a、b、c；42aa、ba；42ab、bb；42ac，bc)の うちの任意の第２のローブに反応して開口し得るように選択的に作動可能である 、内燃機関(10、10a、10b、10c)であって、該電動バルブ(100、100a、100b、100 c)が、該内燃機関(10、10a、10b、10c)のポジティブパワーモード作動の各４サ イクル(0°〜720°)と同程度の該内燃機関(10、10a、10b、10c)の作動の各周期( 0°〜720°)の間に複数回、開口可能および閉鎖可能であることを特徴とする、 内燃機関。 ２．前記電子制御回路(110)がマイクロプロセッサを含む、請求項１に記載の 内燃機関。 ３．第１の比較的低いポジティブ圧力における作動液の供給源(80)と、該作動 液を該供給源(80)から前記液圧連結部(64、64b、64c)へ流動させるが反対方向へ は流動させないチェックバルブ(84、84b、84c)とをさらに含み、該第１の圧力は 該液圧連結部(64、64b、64c)が前記エンジンシリンダバルブ(30、30b、30c)を開 口させるには不十分であり、さらに、該供給源(80)が、作動液の所定の量をほぼ 該第１の圧力に維持するための作動液アキュムレータ(90、90b、90c)を含み、ま た前記電動バルブ(100、100b、100c)は作動液を該液圧連結部(64、64b、64c)か ら該アキュムレータ(90、90b、90c)へ選択的に解放することを特徴とする、請求 項１に記載の内燃機関。 ４．前記液圧連結部(64a、64b、64c)は、前記ローブ(42aa、ba；42ab、bb；42 ac，bc)に反応して揺れ動くロッカーアーム(130a、130b、130c)内に配置される 、請求項１に記載の内燃機関。 ５．前記液圧連結部(64a、64b、64c)は、前記ロッカーアーム(130a、130b、13 0c)内に配置されるスレーブピストン(70a、70b、70c)を備え、前記エンジンシリ ンダバルブ(30、30a、30b、30c)を選択的に開口するために、該スレーブピスト ン(70a、70b、70c)は、該液圧連結部(64a、64b、64c)内の作動液圧および流れに 反応して該ロッカーアーム(130a、130b、130c)に対して往復運動を行い得る、請 求項４に記載の内燃機関。 ６．前記液圧連結部(64c)は、前記ローブ(42ac、bc)に反応して選択的に揺れ 動くロッカーアーム(130c)内に配置される、請求項１に記載の内燃機関。 ７．前記液圧連結部(64c)は、前記ローブ(42ac、bc)に反応して前記ロッカー アーム(130c)に対して往復運動を行い得るマスターピストン(60c)と、前記エン ジンシリンダバルブ(30c)を選択的に開口するために、該液圧連結部(64c)内の作 動液圧および流れに反応して該ロッカーアーム(130c)に対して往復運動を行い得 るスレーブピストン(70c)とを備えている、請求項６に記載の内燃機関。 ８．前記エンジンシリンダバルブは排出バルブ(30、30a、30b、30c)であり、 前記ローブは排出ローブ（42a、42aa、42ab、42ac）と圧縮解放ローブ（42b、42 ba、42bb、42bc）とを含み、前記電動バルブ(100、100a、100b、100c)は、前記 内燃機関(10、10a、10b、10c)が圧縮解放エンジンブレーキモード作動にあると きのみ該排出バルブ(30、30a、30b、30c)が該圧縮解放ローブ（42b、42ba、42bb 、42bc）に反応して開口するように前記液圧連結部(64、64a、64b、64c)内の作 動液圧を制御することによって、該内燃機関(10、10a、10b、10c)がポジティブ パワーモード作動にあるか圧縮解放エンジンブレーキモード作動にあるかどうか に反応する、請求項１に記載の内燃機関。 ９．前記電動バルブ(100、100a、100b、100c)は、前記内燃機関(10、10a、10b 、10c)が前記ポジティブパワーモード作動にあるときのみ前記排出バルブ(30、3 0a、30b、30c)が前記排出ローブ(42a、42aa、42ab、42ac)に反応して開口するよ うに前記液圧連結部(64、64a、64b、64c)内の作動液圧を制御することによって 、該内燃機関(10、10a、10b、10c)の作動モードにさらに反応する、請求項８に 記載の内燃機関。 10．前記カム(40)は逆排出ガス流ローブ(42c)をさらに有し、前記電動バルブ( 100)は、前記内燃機関(10)が前記圧縮解放エンジンブレーキモードにあるときの み前記排出バルブ(30)が該逆排出ガス流ローブ(42c)に反応して開口するように 前記液圧連結部(64)内の作動液圧を制御することによって、該内燃機関(10)の作 動モードにさらに反応する、請求項８に記載の内燃機関。 11．前記電動バルブ(100、100a、100b，100c)は、前記ローブ(42a、b、c；42a a、ba；42ab、bb；42ac，bc)の最初の部分の期間に前記液圧連結部(64、64a、64 b、64c)内で作動液圧が増大するのを実質的に防止することによって、該ローブ のうちの前記第２のローブに反応して前記エンジンシリンダバルブ(30、30a、30 b、30c)の開口を選択的に遅延させる、請求項１に記載の内燃機関。 12．前記電動バルブ(100、100a、100b、100c)は、前記ローブ(42a、b、c；42a a、ba；42ab、bb；42ac，bc)の一部分の期間に作動液を前記液圧連結部(64、64a 、64b、64c)から逃すことによって、該ローブのうちの前記第２のローブに反応 して前記エンジンシリンダバルブ(30、30a、30b、30c)の開口量を選択的に低減 させる、請求項１に記載の内燃機関。 13．前記電動バルブ(100、100a、100b、100c)は、前記ローブ(42a、b、c；42a a、ba；42ab、bb；42ac，bc)の一部分の期間に作動液を前記液圧連結部(64、64a 、64b、64c)から逃すことによって、該ローブのうちの前記第２のローブに反応 して前記エンジンシリンダバルブ(30、30a、30b、30c)が開口後再閉鎖する時間 を選択的に早める、請求項１に記載の内燃機関。 14．選択的に開口可能なエンジンシリンダバルブ(30、30a、30b、30c)と、排 出ローブ(42a、42aa、42ab、42ac)と圧縮解除ローブ(42b、42ba、42bb、42bc)と を有するカム(40、40a、40b、40c)と、該エンジンシリンダバルブ(30、30a、30b 、30c)を選択的に開口させることによって該排出ローブ(42a、42aa、42ab、42ac )および該圧縮解除ローブ(42b、42ba、42bb、42bc)に選択的に反応するために該 カム(40、40a、40b、40c)と該エンジンシリンダバルブ(30、30a、30b、30c)との 間を作動可能に連結する作動液を含有する液圧連結部(64、64a、64b、64c)とを 有する内燃機関(10、10a、10b、10c)を作動させる方法であって、該方法は、該 内燃機関(10、10a、10b、10c)がポジティブパワーモード作動にあるか圧縮解放 エンジンブレーキモード作動にあるかを検出するステップと、該内燃機関(10、1 0a、10b、10c)が該ポジティブパワーモード作動にある場合は、該液圧連結部(64 、64a、64b、64c)が該排出ローブ(42a、42aa、42ab、42ac)に反応して該エンジ ンシリンダバルブ(30、30a、30b、30c)を開口させるが該圧縮解除ローブ(42b、4 2ba、42bb、42bc)には反応しないように該液圧連結部(64、64a、64b、64c)内の 作動液圧を制御し、もしくは、該内燃機関(10、10a、10b、10c)が該圧縮解放モ ード作動にある場合は、該液圧連結部(64、64a、64b、64c)が該圧縮解除ローブ （42b、42ba、42bb、42bc）に反応して該エンジンシリンダバルブ(30、30a、30b 、30c)を開口させるように該液圧連結部(64、64a、64b、64c)内の作動液圧を制 御 するステップとを包含し、該圧縮解除モード作動では、該液圧連結部(64、64a、 64b、64c)内の作動液圧は、該エンジンシリンダバルブ(30、30a、30b、30c)が該 排出ローブ(42a、42aa、42ab、42ac)に反応して開口しないように制御されるこ とを特徴とする方法。 15．前記制御するステップは、前記内燃機関(10、10a、10b、10c)が前記圧縮 解除エンジンブレーキモード作動にあるとき、前記液圧連結部(64、64a、64b、6 4c)の前記圧縮解放ローブ(42b、42ba、42bb、42bc)へ反応している間は該液圧連 結部(64、64a、64b、64c)内の前記作動液をトラップするステップと、該液圧連 結部(64、64a、64b、64c)が前記排出ローブ(42a、42aa、42ab、42ac)へ反応して いる間は該作動液を該液圧連結部(64、64a、64b、64c)から逃がすステップとを 包含する、請求項14に記載の方法。 16．前記制御するステップの少なくとも一方は、前記液圧連結部(64、64a、64 b、64c)の前記ローブ(42a、b、c；42aa、ba；42ab、bb；42ac、bc)の少なくとも 一方への反応の第１の部分の期間は該液圧連結部(64、64a、64b、64c)内の前記 作動液をトラップするステップと、該液圧連結部(64、64a、64b、64c)の該ロー ブ(42a、b、c；42aa、ba；42ab、bb；42ac，bc)の該少なくとも一方への反応の 第２の部分の期間は該作動液のいくらかを該液圧連結部(64、64a、64b、64c)か ら逃がすステップとを包含する、請求項14に記載の方法。 17．前記第２の部分は、前記液圧連結部(64、64a、64b、64c)の前記ローブ(42 a、b、c；42aa、ba；42ab、bb；42ac，bc)の前記少なくとも一方への反応の最初 の部分である、請求項16に記載の方法。 18．前記第２の部分は、前記液圧連結部(64、64a、64b、64c)の前記ローブ(42 a、b、c；42aa、ba；42ab、bb；42ac，bc)の前記少なくとも一方への反応の中間 の部分である、請求項16に記載の方法。 19．前記第１の部分は前記中間の部分に先行する、請求項18に記載の方法。 20．前記制御するステップの前記少なくとも一方は、前記液圧連結部(64、64a 、64b、64c)の前記ローブ(42a、b、c；42aa、ba；42ab、bb；42ac，bc)の前記少 なくとも一方への反応の第３の部分の間、該液圧連結部(64、64a、64b、64c)内 の前記作動液を再トラップするステップをさらに包含し、該第３の部分は、前記 中間の部分の後に続く、請求項19に記載の方法。 21．前記部分は、前記液圧連結部(64、64a、64b、64c)の前記ローブ(42a、b、 c；42aa、ba；42ab、bb；42ac，bc)の前記少なくとも一方への反応の最後の部分 である、請求項16に記載の方法。 22．選択的に開口可能および閉鎖可能なエンジンシリンダ排出バルブ(30、30a 、30b、30c)と、該排出バルブ(30、30a、30b、30c)の起こりうる開口と同調する ローブ(42b、42ba、42bb、42bc)を有するカム(40、40a、40b、40c)と、該バルブ (30、30a、30b、30c)を開口させることによって該コーブ(42b、42ba、42bb、42b c)に選択的に反応するために該カム(40、40a、40b、40c)と該排出バルブ(30、30 a、30b、30c)との間に作動的に連結される作動液を含有する液圧連結部(64、64a 、64b、64c)と、該ローブ(42b、42ba、42bb、42bc)に反応して該液圧連結部(64 、64a、64b、64c)内の作動液圧にそれぞれ異なる効果を与える複数の異なる作動 条件を有する作動液制御部(100、100a、100b、100c、110)とを含む内燃機関(10 、10a、10b、10c)のための圧縮解放ブレーキシステムであって、該ローブ(42b、 42ba、42bb、42bc)は、該排出バルブ(30、30a、30b、30c)の起こりうる圧縮解放 開口と同調される圧縮解放エンジンブレーキローブであり、該作動液制御部(100 、100a、100b、100c，110)は、該液圧連結部(64、64a、64b、64c)の該ローブ(42 b、42ba、42bb、42bc)への反応の期間に異なる時間において作動条件を変更する ことによって、該内燃機関(10、10a、10b、10c)の可変作動条件に反応すること を特徴とする、圧縮解放ブレーキシステム。 23．前記作動液制御部(100、100a、100b、100c、110)はマイクロプロセッサを 含む、請求項22に記載のシステム。 24．前記液圧連結部(64a、64b、64c)は、前記ローブ(42ba、42bb、42bc)によ って選択的に揺れ動き得るロッカーアーム(130a、130b、130c)内に配置される、 請求項22に記載のシステム。 25．前記作動液制御部(100、100a、100b、100c、110)は、前記開口の開始時間 を前記ローブ(42b、42ba、42bb、42bc)の開始時間に対して選択的に改変する、 請求項22に記載のシステム。 26．前記作動液制御部(100、100a、100b、100c、110)は、前記開口の終了時間 を前記ローブ(42b、42ba、42bb、42bc)の終了時間に対して選択的に改変する、 請求項22に記載のシステム。 27．前記作動液制御部(100、100a、100b、100c、110)は、前記開口の開口距離 を前記ローブ(42b、42ba、42bb、42bc)の輪郭突出部に対して選択的に改変する 、請求項22に記載のシステム。
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