JP5344821B2 - 内燃機関における可変弁作動のためのシステム及び方法 - Google Patents

Description

本出願は、２００４年１０月１４日に出願された、名称「Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ａｃｔｕａｔｉｏｎ ｉｎ ａｎ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅ（内燃機関における可変弁作動のためのシステム及び方法）」の米国特許仮出願第６０／６１８１７８号に関連し、且つその優先権を主張し、その写しは、参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。

本出願は、全体的に機関における１つ以上の弁を作動させるためのシステム及び方法に関する。特に、本出願は、機関性能を改善するために可変弁作動を提供するためのシステム及び方法に関する。本発明の実施例は、内燃機関のポジティブ・パワー、機関制動、及び／又は排気ガス再循環動作とともに使用されることができる。

内燃機関における弁作動は、機関が、ポジティブ・パワー、機関制動、及び排気ガス再循環（ＥＧＲ）を作るために必要である。ポジティブ・パワー中、１つ以上の吸気弁は、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ことができる。１つ以上の排気弁は、燃焼ガスがシリンダから出ることを可能にするために開放されることができる。吸気、排気、及び／又は補助弁は、改善された排出物のためにガスを再循環するために様々なタイミングで、ポジティブ・パワー中に開放されることもできる。

機関弁作動は、機関がポジティブ・パワーを作るために使用されないとき、機関制動及び排気ガス再循環を作るために使用されることもできる。機関制動中、１つ以上の排気弁は、機関を少なくとも一時的に空気圧縮器に変換するために選択的に開放されることができる。そうすることで、機関は、車両の速度を低下させることを助けるように馬力を遅らせることを展開する。これは、操作者に車両への増大された制御を提供し、且つ車両の有用制動に対する磨耗を実質的に低減することができる。

機関弁は、圧縮解放制動及び／又は抽気制動を作るために作動されることができる。圧縮解放タイプの機関制動又はリターダの動作は、良く知られている。ピストンが、その圧縮行程中に上方へ進むにつれ、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、ピストンの上方への運動に対抗する。機関制動動作中、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、シリンダ内の圧縮されたガスを排気マニホールドに解放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が、以降の膨張下方行程で機関に戻ることを妨げる。そうすることで、機関は、車両の速度を低下させることを助けるようにパワーを遅らせることを展開する。従来技術の圧縮解放機関制動の実施例は、参照によって本明細書に組み込まれるＣｕｍｍｉｎｓの米国特許第３２２０３９２号明細書（１９６５年１１月）の開示によって提供される。

抽気タイプの機関制動の動作は、また長い間知られている。機関制動中、通常の排気弁リフトに加えて、排気弁は、残る機関サイクル（全サイクル抽気制動）の間中、又はサイクルの一部（部分サイクル抽気制動）中に連続してわずかに開放されて保持されることができる。部分サイクル抽気制動と全サイクル抽気制動との間の主な差異は、部分サイクル抽気制動が、ほとんどの吸気行程中に排気弁リフトを有さないことである。

排気ガス再循環（ＥＧＲ）の基本原理も良く知られている。適切に動作する機関が、その燃焼室内での燃料及び注入空気の組合せへの作用を行った後、機関は、機関シリンダから残留するガスを排気する。ＥＧＲシステムは、これら排気ガスの一部が機関シリンダ内に流れて戻ることを可能にする。機関シリンダへのガスの再循環は、著しい利点を提供するために、ポジティブ・パワー動作中及び／又は機関制動サイクル中に使用されることができる。本明細書で使用されるとき、ＥＧＲは、機関制動サイクル中のガスの再循環である制動ガス再循環（ＢＧＲ）を含むことができる。

ポジティブ・パワー動作中、ＥＧＲシステムは、機関排出物を改善するために主に使用される。機関ポジティブ・パワー中、１つ以上の吸気弁は、燃料、及びシリンダ内の燃料を燃やすために必要な酸素を含む大気から空気を入れるために開放されることができる。しかしながら、空気は大量の窒素も含む。機関シリンダ内に見出される高い温度は、窒素を任意の使用されていない酸素と反応させ、且つ窒素酸化物（ＮＯｘ）を形成させる。窒素酸化物は、ディーゼル機関によって放出される主要な汚染物質の１つである。ＥＧＲシステムに提供される再循環ガスは、機関によって既に使用され、且つ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、機関に入る酸素の量は、低減されることができ、且つより少ない窒素酸化物が形成されることができる。加えて、再循環ガスは、機関シリンダ内の燃焼温度を、窒素がＮＯｘを形成するように酸素と結合する点より低く低下させる効果を有することができる。結果として、ＥＧＲシステムは、生成されるＮＯｘの量を低減し、且つ機関排出物を改善するように作用することができる。米国及び他国における、ディーゼル機関に関する現在の環境基準、並びに提案されている規制は、改善された放出物の必要性が、ただ将来においてより重要になるだけであることを示す。

ＥＧＲシステムは、機関制動動作中に遅延するパワーを最適にするためにも使用されることができる。上述のように、機関制動中に、１つ以上の排気弁は、少なくとも一時的に機関を空気圧縮器に変換するために選択的に開放されることができる。ＥＧＲを使用して機関内の圧力及び温度を制御することによって、制動のレベルは、様々な動作状況で最適化されることができる。

多くの内燃機関において、機関吸気及び排気弁は、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り得る１つ以上の固定ローブによって開放及び閉鎖されることができる。吸気及び排気弁のタイミング及びリフトが変えられることができるなら、増大された性能、改善された燃料経済性、より少ない放出物、及びより良好な車両操縦性などの利点は、達成されることができる。しかしながら、固定輪郭カムの使用は、様々な機関動作状況のために機関弁リフトのタイミング及び／又は量を最適化するために、それらを調整することを困難にすることがある。

固定輪郭カム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、弁とカムとの間の弁列リンク装置における「から動き」システムを組み込む弁作動を提供した。から動きは、可変長さの機械的、流体的、及び／又は他のリンク装置アセンブリで、カム輪郭によって禁止される弁運動を修正するための一種の技術的な解決方法に与えられる用語である。から動きシステムにおいて、カム・ローブは、機関動作状況の全範囲にわたって必要な「最大」（最長のドエル及び最大のリフト）の運動を提供することができる。次に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全てを減ずる又は失うように、開かれるべき弁及び最大運動を提供するカムの中間である弁列リンク装置に含まれることができる。

いくつかの以前のから動きシステムは、から動きシステムの長さを迅速に変えるために高速機構を使用した。から動きシステムの長さを変えるために高速機構を使用することによって、正確な制御が、弁作動にわたって達成されることができ、したがって最適な弁作動は、機関作動状況の広範な範囲に関して達成されることができる。しかしながら、高速制御機構を用いるシステムは、製造及び動作するために高価であり得る。

本発明のシステム及び方法は、ポジティブ・パワー、機関制動弁イベント、及び／又はＥＧＲ／ＢＧＲ弁イベントのための弁作動を必要とする機関に特に有用であり得る。本発明の様々な実施例のシステム及び方法は、動作するために高速電子制御を必要としない、より低い価格で、製造が実現可能な可変弁作動システムを提供することができる。さらに、本発明のシステム及び方法は、内燃機関のポジティブ・パワー、機関制動、及び／又はＥＧＲ／ＢＧＲ動作中の機関性能を改善するために、可変弁の開放及び閉鎖を提供することができる。

本発明の実施例の追加の利点は、以下の記載に部分的に示され、且つ本発明の記載から及び／又は本発明の実施から、当業者には部分的に明らかである。

前述の試みに応じて、本発明者は、１つ以上の機関弁を作動させるための革新的なシステム及び方法を開発した。一実施例において、本発明は、弁アクチュエータに動作可能に接続された運動を与える手段を備え、弁アクチュエータは、次に１つ以上の機関弁に動作可能に接続される、可変弁の開放及び／又は閉鎖を提供するための弁作動システムである。

本発明者は、機関弁イベントを生じるために内燃機関における機関弁を作動させるためのシステムを開発した。一実施例において、システムは、弁作動運動を与える手段と、運動を与える手段及び機関弁の中間に配置されるハウジングと、その中に形成される空洞を有し、ハウジング内に形成された孔内に滑動可能に配置された外側ピストンと、外側ピストン空洞内に滑動可能に配置された内側ピストンと、１つ以上の位置を有し、外側ピストン空洞と連通する弁とを備え、弁の位置は、機関弁イベントのタイミングを決定する。

本発明者は、さらに、機関弁イベントを生じるために内燃機関における機関弁を作動させるためのシステムを開発した。一実施例において、システムは、弁作動運動を与える手段と、運動を与える手段及び機関弁の中間に配置されるハウジングと、その中に形成される空洞を有し、ハウジング内に形成された孔内に滑動可能に配置された外側ピストンと、外側ピストン空洞内に滑動可能に配置された内側ピストンと、第１の位置及び第２の位置を有し、外側ピストン空洞と連通する弁であって、弁の位置は、機関弁イベントのタイミングを決定する、弁と、外側ピストン空洞に流体圧流体を供給するように構成された供給通路と、外側ピストン空洞から流体圧流体を解放するように構成されたリセット通路とを備える。

前述の全体的な記載及び以下の詳細な記載は、例示的及び説明的なだけであり、請求されるように本発明を限定するものではないことは理解されるべきである。参照によって本明細書に組み込まれ且つ本明細書の一部を構成する添付の図面は、本明細書の所定の実施例を示し、且つ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、同様の参照符号が同様の要素を参照する添付の図面を以下に参照する。図面は、例示的なものにすぎず、本発明を制限するものとして解釈されるべきではない。

その実施例が添付の図面に示される、本発明のシステム及び方法の実施例を以下に詳細に参照する。本明細書で具体化されるように、本発明は、機関弁の作動を制御するための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、弁アクチュエータ３００に動作可能に接続された運動を与える手段１００を含み、弁アクチュエータ３００は、次に、１つ以上の機関弁２００に動作可能に接続される。運動を与える手段１００は、弁アクチュエータ３００に運動を印加するように構成される。弁アクチュエータ３００は、弁２００に、（１）全ての運動を伝達する又は（２）全て未満の運動を伝達するように選択的に制御されることができる。弁アクチュエータ３００は、機関弁２００に伝達される運動の量及びタイミングを選択的に修正するように構成されることもできる。

運動伝達モードで動作するとき、弁アクチュエータ３００は、制限されず、主吸気、主排気、圧縮解放制動、抽気制動、及び／又は排気ガス再循環イベントなどの１つ以上の機関弁イベントを生じるために、機関弁２００を作動させることができる。弁アクチュエータ３００を含む弁作動システム１０は、コントローラ４００からの信号又は入力に応答して、全ての運動を伝達するモードと全ての運動を伝達しないモードとの間で切り替えられることができる。機関弁２００は、１つ以上の排気弁、吸気弁、又は補助弁であり得る。

運動を与える手段１００は、周期的に弁アクチュエータ３００に運動を与えるように構成された、例えば、カム、プッシュ・チューブ、及びロッカー・アーム、又はそれらの等価物などの、電気的、流体圧的、及び機械的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、運動を与える手段１００は、カム１１０を備える。カム１１０は、排気カム、吸気カム、注入器カム、及び／又は専用のカムを備えることができる。カム１１０は、１つ以上の機関弁イベントを生じるために１つ以上のカム・ローブを含むことができる。カム１１０は、例えば、主（排気又は吸気）イベント・ローブ、機関制動イベント・ローブ、及びＥＧＲ／ＢＧＲイベント・ローブなどのローブを含むことができる。カム１１０は、従来の機関弁開放及び閉鎖時期を提供するように構成されることができ、又は修正された（より早い又はより遅い）機関弁開放及び閉鎖時期を提供するように構成されることができる。

弁アクチュエータ３００は、弁２００を作動させるために選択的に運動を伝達する任意の構造を備えることができる。弁アクチュエータ３００は、例えば、選択的に運動を伝達するように構成される、機械的リンク装置、流体圧的リンク装置、流体機械的リンク装置、電気機械的リンク装置、電磁気的リンク装置、空気リンク装置、及び／又は任意の他のリンク装置を備えることができる。

図１を参照し続けると、それが、流体圧回路を組み込むとき、弁アクチュエータ３００は、弁アクチュエータ３００に及び弁アクチュエータ３００から流体圧流体を供給するための手段に動作可能に接続されることができる。供給手段は、回路から流体圧流体を解放し、回路に流体圧流体を追加し、又は回路内の流体の流れを制御するために使用される、例えば、トリガ弁、制御弁、アキュムレータ、逆止弁、流体供給源、及び／又は他のデバイスなどの回路内の流体の圧力又は量を調整するための手段を含むことができる。弁アクチュエータ３００は、運動を与える手段１００及び弁２００を接続する弁列内の任意の点に配置されることができる。

コントローラ４００は、弁アクチュエータ３００と連絡し、且つ弁アクチュエータ３００を機関弁２００に対して運動を伝達すること、又は運動の一部若しくは全てを伝達しないことをさせるための、任意の電気的、機械的、流体圧的、電気流体圧的、又は他のタイプの制御デバイスを備えることができる。コントローラ４００は、弁アクチュエータ３００の適切な動作を決定し且つ選択するために、他の機関構成部品に結合されたマイクロプロセッサを含むことができる。ポジティブ・パワー、機関制動、及び／又はＥＧＲ／ＢＧＲ動作は、機関構成部品からマイクロプロセッサによって収集される情報に基づいて弁アクチュエータ３００を制御することによって、複数の機関動作状況（例えば、速度、負荷など）で達成され且つ最適化されることができる。収集される情報は、制限されず、機関速度、車両速度、油温度、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、粒子情報、及び／又はクランク角度を含むことができる。

本発明の弁作動システム１０の実施例は、１つ以上の機関弁２００の可変弁開放及び／又は閉鎖を提供することができる。弁タイミングを変えることによって、ポジティブ・パワー、機関制動、及び／又はＥＧＲ／ＢＧＲ動作中の機関性能が、改善されることができる。

図２は、より早い吸気弁閉鎖（ＥＩＶＣ）を有する本発明の実施例における排気弁及び吸気弁イベントのためのクランク角度に対する弁リフトを示す。ＥＩＶＣは、本発明の弁作動システム１０の１つ以上の実施例を使用して達成されることができる。図２に示されるように、排気弁は、主排気弁イベント、制動ガス再循環（ＢＧＲ）弁イベント、及び圧縮解放制動イベントなどの制動イベント弁リフト（ＢＶＬ）を受けることができる。機関吸気弁は、主吸気イベントを受けることができる。

従来の主吸気イベント・タイミングは、主吸気弁イベントと、下死点（ＢＤＣ）近くのＢＧＲイベントとの間の重なり合いを結果として生じることがある。排気マニホールド圧力は、この点で最も高くすることができるので、排気ガスは、排気マニホールドから吸気マニホールドへ、同時に開放排気及び吸気弁を通って流れることができる。この排気の逆流は、機関を通る冷却された質量流量の量を低減することができ、機関制動動作中の低減された性能を導く。図２に示されるように、吸気弁は、重なり合いを低減し、したがって排気の逆流の量を低減するために、従来の主吸気イベント・タイミングより早い点で閉鎖されることができる。この修正されたタイミングは、機関制動動作の改善された性能を結果として生じることができる。図３は、本発明の実施例による、より早い吸気弁閉鎖を有する機関に関するＰ−Ｖ図を示す。

図４は、より遅い吸気弁開放（ＬＩＶＯ）を有する本発明の実施例における、排気弁及び吸気弁イベントのためのクランク角度に対する弁リフトを示す。ＬＩＶＯは、本発明の弁作動システム１０の１つ以上の実施例を使用して達成されることができる。従来の主吸気イベント・タイミングは、主排気弁イベントと、ＴＤＣ近くの吸気弁イベントとの間の重なり合いを結果として生じることがあり、それは、排気が、排気マニホールドから吸気マニホールドへ、同時に開放排気及び吸気弁を通って逆流することを可能にする。図４に示されるように、吸気弁は、この重なり合いを低減するために、従来の主吸気イベント・タイミングより遅い点で開放されることができる。この修正されたタイミングは、機関制動及びポジティブ・パワー動作中の改善された性能を結果として生じることができる。

図５は、より早い排気弁開放（ＥＥＶＯ）を有する本発明の実施例における、排気弁及び吸気弁イベントのためのクランク角度に対する弁リフトを示す。ＥＥＶＯは、本発明の弁作動システム１０の１つ以上の実施例を使用して達成されることができる。過給器応答又は排気熱条件を改善するために、従来のタイミングより早く排気弁を開放することが望ましいことがある。

図６は、より早い排気弁閉鎖（ＥＥＶＣ）を有する本発明の実施例における、排気弁及び吸気弁イベントのためのクランク角度に対する弁リフトを示す。ＥＥＶＣは、本発明の弁作動システム１０の１つ以上の実施例を使用して達成されることができる。従来の主吸気イベント・タイミングは、主吸気弁イベントと、ＴＤＣ近くの吸気弁イベントとの間の重なり合いを結果として生じることがあり、それは、排気が、排気マニホールドから吸気マニホールドへ、同時に開放排気及び吸気弁を通って逆流することを可能にする。図６に示されるように、排気弁は、この重なり合いを低減するために、従来の主排気イベント・タイミングより早い点で閉鎖されることができる。この修正されたタイミングは、機関制動及びポジティブ・パワー動作中の改善された性能を結果として生じることができる。

図７は、行程制限された排気弁リフトを有する本発明の実施例における、排気弁及び吸気弁イベントのためのクランク角度に対する弁リフトを示す。行程制限された排気弁リフトは、本発明の弁作動システム１０の１つ以上の実施例を使用して達成されることができる。行程制限された排気弁リフトは、抽気器タイプの制動リフトを提供し且つ第２の行程制動イベントを生成するために使用されることができる。

弁作動システム１０の実施例が図８に示される。前述の実施例と同様に、弁作動システム１０は、１つ以上の機関弁２００、可変弁作動システム３００、可変弁作動システムに運動を与える手段１００、及びコントローラ４００を含むことができる。

運動を与える手段１００は、ロッカー・アーム１２０に動作可能に接続されたカム１１０を含むことができる。ロッカーは、ロッカー・アーム１２０とカム１１０との間の接触点として作用し、これら要素間の低摩擦相互作用を容易にする。ロッカー・アーム１２０は、ロッカー・アーム１２０が、ロッカー・シャフトの周りで相互に揺動することができるように、ロッカー・シャフト１２２上に配置されることができる。ロッカー・アーム１２０の一端部は、ラッシュ調整器１２４を含むことができる。様々なタイプのラッシュ調整器１２４は、本発明の目的とする範囲から逸脱することなく使用されることができる。図８に示されるラッシュ調整器１２４は、所望のように、ラッシュ調整器のエレファント・フットと可変弁アクチュエータ３００との間の空間を低減又は増大するように、中央ねじを回転することによって手動で調整されることができる。

１つ以上の機関弁２００は、機関シリンダと機関の吸気又は排気マニホールドとの間の選択的な連絡を提供する吸気、排気、又は補助弁であり得る。図８に示される実施例において、弁ブリッジ２１０は、可変弁アクチュエータ３００と機関弁２００との間に設けられる。弁ブリッジ２１０は、単一の可変弁アクチュエータ３００が２つ以上の弁に作用することを可能にすることができる。弁作動システム１０は、本発明の代替実施例において弁ブリッジ２１０を含まないことができることは理解される。

可変弁アクチュエータ３００は、運動を与える手段１００及び機関弁２００の中間に配置された固定ハウジング３１０内に設けられることができる。ハウジング３１０は、その間を延びる外側ピストン孔３１２を含むことができる。低圧流体圧流体供給通路３１４は、ハウジング３１０を通って延び且つ外側ピストン孔３１２で終端することができる。逆止弁３１６は、流体供給通路３１４から外側ピストン孔３１２へ一方向の流体流れだけを主に可能にするように、供給通路３１４内に配置されることができる。

リセット通路３１８は、ハウジング３１０内に設けられることもできる。リセット通路３１８は、供給通路３１４が外側ピストン孔３１０と交わる点より機関弁２００に近く配置された位置で、外側ピストン孔３１２で終端することができる。リセット通路３１８は、ある点で供給通路３１４又は低圧供給源（図示せず）に接続することができる。切り替え弁４１０は、リセット通路を通る流体の流れを制御するようにリセット通路３１８に接続されることができる。切り替え弁４１０は、図８において開放位置で示される。開放位置で、流体流れは、リセット通路３１８を通って外側ピストン孔３１２から流体源に戻ることを妨げられる。切り替え弁４１０が閉鎖されるとき、流体は、リセット通路３１８を通り供給通路３１４へ戻って流れることができる。コントローラ４００は、切り替え弁４１０が必要なように開放及び閉鎖することを命令することができる。

外側ピストン３２０は、外側ピストン孔３１２内に滑動可能に配置されることができる。外側ピストン３２０は、運動を与える手段１００からの入力運動を受けるように構成された上方表面を含むことができる。環状移動止め３２２が、外側ピストン３２０の外壁に設けられることができる。環状移動止め３２２は、機関弁２００が閉鎖された位置にあるとき、それが、流体供給通路３１４と位置合わせするように、外側ピストン３２０上に配置されることができる。外側ピストン３２０は、内部空洞３２６を含むこともできる。１つ以上の外側ピストン通路３２４は、環状移動止め３２２と内側空洞３２６との間に延びることができる。

内側ピストン３３０は、外側ピストン３２０内の空洞３２６内に滑動可能に配置されることができる。保持リング３３２は、外側ピストン３２０に対する内側ピストン３３０の下方への延長を制限することができる。内側ピストン３３０は、流体圧流体が空洞３１６内へ流れることを許容し、且つ内側ピストンを下方に押して弁ブリッジ２１０に（又は、代替実施例において弁２００内に直接）接触させるように、その上方端部に形成されることができる。

図８に示される本発明の実施例は、図９に示されるように選択的により早い吸気又は排気弁閉鎖を提供するために、以下のように動作されることができる。機関動作中に、流体圧流体は、供給通路３１４に供給されることができる。流体は、外側ピストン孔３１２で供給通路３１４の終点へ、一方向逆止弁３１６を過ぎて流れる。ロッカー・アーム１２０が、カム１１０の基礎円と接触するとき、外側ピストン３２０は、外側ピストン孔３１２におけるその最も高い位置に到達する。この点で、外側ピストン内の環状移動止め３２２は、供給通路３１４の終点と位置合わせされ、且つ流体は、外側ピストン通路３２４を通って外側ピストン内の空洞３２６に入ることができる。低圧流体が空洞３２６に入るとき、内側ピストン３３０は、空間ｓが、外側ピストンと内側ピストンとの間に作られるように、外側ピストン３２０に対して下方に移動する。内側ピストン３３０は、それが、保持リング３３２によって、或いは閉鎖された弁２００を付勢するばねからの反対方向の力によって、さらなる下方の移動を妨げられるまで、下方に移動されることができる。

ロッカー・アーム１２０が、カム１１０上の１つ以上のローブによって外側ピストン３２０上で下方に回転されるにつれ、外側ピストンは、外側ピストン孔３１２内で下方に滑動する。しかしながら、逆止弁３１６は、流体が低圧供給源に向かって逆流することを許容しないので、空洞３２６内の流体は、この点で逃れることができない。その結果、内側ピストン３３０は、外側ピストン３２０に対して流体圧的に固定され、内側ピストンは、外側ピストンとともに下方に滑動し、且つ弁ブリッジ２１０及び弁２００に作用する。

外側ピストン３２０が、リセット通路３１８と位置合わせするように環状移動止め３２２のために十分に下方に移動するとき、２つのことの一方が生じることがある。図８に示されるように切り替え弁４１０が開放位置にあるなら、流体は、空洞３２６から外に流れ出ることはできず、且つ内側ピストン３３０は、外側ピストン３２０と一致して下方へ移動し続ける。切り替え弁４１０が開放されるとき与えられるこの弁運動は、図９において曲線６００によって示される。しかしながら、切り替え弁４１０が閉鎖されるなら、空洞３２６内の高圧流体は、リセット通路３１８を通って低圧供給源へ通気することができ、低圧供給源でそれは吸収される。リセット通路を通る通気が生じるとき、内側ピストン３３０は、外側ピストン空洞３２６内へ潰れることがあり、それによって空間ｓをとる。図９を参照すると、切り替え弁４１０が閉鎖されるとき与えられる弁運動は、曲線６０２で示され、点６０４で通気が始まり、点６０６で完了する。図９から明らかなように、切り替え弁４１０を選択的に開放又は閉鎖することによって、機関弁２００は、より遅い弁閉鎖（曲線６００）又はより早い弁閉鎖（曲線６０２）を経験することができる。

同様の参照特徴が同様の要素を参照する図１０を参照すると、可変弁アクチュエータ３００は、選択的により遅い又はより早い弁開放を提供するために、図８に示されるシステムとはわずかに異なる。切り替え弁４１０は、リセット通路３１８に接続される代わりに供給通路３１４に接続される。結果として、可変弁アクチュエータ３００は以下のように動作する。

機関動作中、流体圧流体は、供給通路３１４へ供給されることができ、且つ逆止弁３１６を通って内側ピストン３３０と外側ピストン３２０との間の空洞３２６へ流れることができる。切り替え弁４１０が閉鎖されるとき、流体は、空洞３２６から供給通路３１４へ戻って流れることができる。結果として、内側ピストン３３０は、外側ピストンが運動を与える手段１００によって下方に力を受けるとき、外側ピストン３２０内の空洞３２６で完全に潰されたままであり得る。このように、可変弁アクチュエータ３００は、図１１における曲線６１２によって示されるように弁運動に遅い開放を提供する。

しかしながら、切り替え弁４１０が開放されるとき、図１０に示されるように、供給通路３１４へ戻る流体流れは、逆止弁３１６によって実質的に妨げられることができる。ロッカー・アーム１２０が、カム１１０の基礎円に接触するとき、外側ピストン３２０は、外側ピストン孔３１２におけるその最も高い位置に到達する。この点で、外側ピストン内の環状移動止め３２２は、供給通路３１４の終点と位置合わせされ、且つ流体は、逆止弁３１６及び外側ピストン通路３２４を通って外側ピストン内の空洞３２６に入ることができる。低圧流体が空洞３２６に入るとき、内側ピストン３３０は、空間ｓが、外側ピストンと内側ピストンとの間に作られるように、外側ピストン３２０に対して下方に移動する。内側ピストン３３０は、それが、保持リング３３２によって、或いは閉鎖された弁２００を付勢するばねからの反対方向の力によって、さらなる下方の移動を妨げられるまで、下方に移動されることができる。

ロッカー・アーム１２０が、カム１１０上の１つ以上のローブによって外側ピストン３２０上で下方に回転されるにつれ、外側ピストンは、外側ピストン孔３１２内で下方に滑動する。逆止弁は、流体が低圧供給源に向かって逆流することを許容しないので、空洞３２６内の流体は、この点で逃れることができない。その結果、内側ピストン３３０は、外側ピストン３２０に対して流体圧的に固定され、内側ピストンは、外側ピストンとともに下方に滑動し、且つ弁ブリッジ２１０及び弁２００に作用する。

外側ピストン３２０が、リセット通路３１８と位置合わせするように環状移動止め３２２のために十分に下方に移動するとき、空洞３２６内の高圧流体は、リセット通路３１８を通って低圧供給源へ通気することができ、低圧供給源でそれは吸収される。リセット通路を通る通気が生じるとき、内側ピストン３３０は、外側ピストン空洞３２６内へ潰れることがあり、それによって空間ｓをとる。図１１を参照すると、切り替え弁４１０が閉鎖されるとき与えられる弁運動は、曲線６１０で示され、点６１４で通気が始まり、点６１６で完了する。図１１から明らかなように、切り替え弁４１０を選択的に開放又は閉鎖することによって、機関弁２００は、より早い弁開放（曲線６１０）又はより遅い弁開放（曲線６１２）を経験することができる。

一実施例において、リセット通路３１８は、切り替え弁４１０の前の位置で供給通路３１４と連通することができ、外側ピストン孔３１２への一定の低圧供給を提供する。このように、潤滑は、内側ピストンと外側ピストンとの間に提供されることができる。

同様の参照特徴が同様の要素を参照する図１２を参照すると、可変弁アクチュエータ３００は、３つのレベルの選択的により遅い又はより早い弁閉鎖を提供するために、図８に示されるシステムとはわずかに異なる。図１２に示される本発明の実施例は、リセット通路３１８に接続される可変弁アクチュエータ３００の部分、及び内側ピストン３３０と外側ピストン３３０との間にばね３２８を含むことに関して、図８に示される実施例とは異なる。

図１２を続いて参照すると、リセット通路３１８は、二重のリセット出口３４０及び３４２と連通する。二重のリセット出口３４０及び３４２は、三方向切り替え弁４３０と連通することができる。三方向切り替え弁４３０は、二重のリセット出口３４０と３４２との間に、アキュムレータ通路３４４及び流出通路３４６として示される対応する対の通路に選択的な連通を提供することができる。アキュムレータ通路３４４は、三方向切り替え弁４３０をアキュムレータ３４８に接続することができ、且つ流出通路３４６は、三方向切り替え弁４３０を低圧流体圧の流体供給源に接続することができる。

第１の制御弁４２０及び第２の制御弁４２２は、三方向切り替え弁４３０を、その３つの可能な位置の１つに選択的に付勢するために使用されることができる。三方向切り替え弁４３０は、第１の制御弁４２０及び第２の制御弁４２２が両方とも閉鎖されるとき、第１の位置に到達する。三方向切り替え弁４３０に関するこの第１の位置は、図１２に示される。三方向切り替え弁４３０は、第１の制御弁４２０が開放され、且つ第２の制御弁４２２が閉鎖されるとき、第２の位置に到達する。第１の制御弁４２０が開放され、且つ第２の制御弁４２２が閉鎖されるとき、三方向切り替え弁４３０は、図１２に示される位置に対して左側の方向に示される。三方向切り替え弁４３０は、第１の制御弁４２０が閉鎖され、且つ第２の制御弁４２２が開放されるとき、第３の位置に到達することができる。これが生じるとき、三方向切り替え弁４３０は、図１１に示される位置に対して右側で下側の方向に示されることができる。三方向切り替え弁４３０に低圧流体圧流体を与えるために、第１及び第２の制御弁の開放及び閉鎖は、コントローラ４００によって提供される制御信号にしたがって実行されることができる。三方向切り替え弁４３０は、流体圧流体が、制御弁４２０及び４２２を介して与えられないとき、デフォルト位置（例えば、上述の第１の位置）に到達するために１つ以上のばねによって付勢されることができる。

図１２に示される本発明の実施例は、図１３に示されるように、より早い又はより遅い弁閉鎖の選択的なレベルを提供するために以下のように動作されることができる。機関動作中に、流体圧流体は、供給通路３１４に供給されることができる。流体は、外側ピストン孔３１２で供給通路３１４の終点へ、一方向逆止弁３１６を過ぎて流れる。ロッカー・アーム１２０が、カム１１０の基礎円と接触するとき、外側ピストン３２０は、外側ピストン孔３１２におけるその最も高い位置に到達する。この点で、外側ピストン内の環状移動止め３２２は、供給通路３１４の終点と位置合わせされ、且つ流体は、外側ピストン通路３２４を通って外側ピストン内の空洞３２６に入ることができる。低圧流体が空洞３２６に入るとき、内側ピストン３３０は、空間ｓが、外側ピストンと内側ピストンとの間に作られるように、外側ピストン３２０に対して下方に移動する。内側ピストン３３０は、それが、保持リング３３２によって、或いは閉鎖された弁２００を付勢するばねからの反対方向の力によって、さらなる下方の移動を妨げられるまで、下方に移動されることができる。

ロッカー・アーム１２０が、カム１１０上の１つ以上のローブによって外側ピストン３２０上で下方に回転されるにつれ、外側ピストンは、外側ピストン孔３１２内で下方に滑動する。しかしながら、逆止弁３１６は、流体が低圧供給源に向かって逆流することを許容しないので、空洞３２６内の流体は、この点で逃れることができない。その結果、内側ピストン３３０は、外側ピストン３２０に対して流体圧的に固定され、内側ピストンは、外側ピストンとともに下方に滑動し、且つ弁ブリッジ２１０及び弁２００に作用する。

外側ピストン３２０が、リセット通路３１８と位置合わせするように環状移動止め３２２のために十分に下方に移動するとき、３つの弁運動の１つが、三方向切り替え弁４３０の位置に応じて提供されることができる。三方向切り替え弁４３０が、図１２に示されるように第１の位置にあるとき、流体は、三方向切り替え弁を通って流れることを妨げられる。結果として、流体は、空洞３２６から外に流れ出ることはできず、且つ内側ピストン３３０は、外側ピストン３２０と一致して下方へ移動し続ける。三方向切り替え弁４３０が、第１の位置にあるときに提供される弁運動は、図１３に示される曲線６２０によって示される。

三方向切り替え弁４３０が、第２の位置にあるとき、流体は、第１の外側通路３４０からアキュムレータ通路３４４を通ってアキュムレータ３４８へ流れることができる。しかしながら、流体は、第２の外側通路３４２から流出通路３４６を通って流体供給源へ流れることを妨げられる。三方向切り替え弁４３０が、第２の位置にあり、且つ外側ピストン３２０が、リセット通路３１８と位置合わせするように環状移動止め３２２のために十分に下方に移動するとき、空洞３２６内の高圧流体は、リセット通路３１８及び三方向切り替え弁４３０を通ってアキュムレータ３４８へ通気することができる。好ましくは、アキュムレータ３４８は、制限された行程を有することができる。制限された行程のアキュムレータは、リセット通路３１８から事前設定された量の流体圧流体を吸収することができる。事前設定された量の流体圧流体が、アキュムレータ３４８によって吸収された後、空洞３２６からの流体のさらなる吸収は、妨げられることができる。アキュムレータ３４８が、外側ピストン空洞３２６内の流体の全て未満を吸収するように設計されるとき、内側ピストン３３０は、外側ピストン内へ部分的にのみ潰れることができ、それによって空間ｓの全て未満をとる。図１３を参照すると、三方向切り替え弁４３０が、第２の位置にあるときに提供される弁運動は、曲線６２２によって示され、アキュムレータ３４８への通気は、点６２６で開始し、且つ点６２８で完了する。

三方向切り替え弁４３０が、第３の位置にあるとき、流体は、第２の外側通路３４２から流出通路３４４を通って流体供給源へ流れることができる。しかしながら、流体は、第１の外側通路３４０からアキュムレータ通路３４４へ流れることを妨げられる。三方向切り替え弁４３０が、第３の位置にあり、且つ外側ピストン３２０が、リセット通路３１８と位置合わせするように環状移動止め３２２のために十分に下方に移動するとき、空洞３２６内の高圧流体は、リセット通路３１８及び三方向切り替え弁４３０を通って低圧供給源へ通気することができ、低圧供給源でそれは吸収される。リセット通路を通る通気が生じるとき、内側ピストン３３０は、外側ピストン空洞３２６内で潰れることができ、それによって空間ｓをとる。図１３を参照すると、三方向切り替え弁４３０が、第３の位置にあるときに提供される弁運動は、曲線６２４によって示され、通気は、点６２６で開始し、且つ点６３０で完了する。図１３で明らかなように、三方向切り替え弁４３０を選択的に位置決めすることによって、機関弁２００は、より早い又はより遅い弁閉鎖の３つのレベルの１つを経験することができる（より早い閉鎖−曲線６２４、中間閉鎖−曲線６２２、及びより遅い閉鎖−曲線６２０）。

本発明の他の実施例が図１４に示される。図１４を参照すると、ロッカー・アーム・アセンブリ７００の断面が示される。ロッカー・アーム・アセンブリ７００は、カム又はプッシュ・チューブ（図示せず）などの運動を与える手段１００と接触するための部材（図示せず）を受けるように構成された第１の端部７０１を含む。運動を与える手段１００は、１つ以上の固定機関制動（圧縮解放又は抽気）、主排気又は吸気、制動ガス再循環（ＢＧＲ）、及び／又は排気ガス再循環（ＥＧＲ）ローブを有するカムを含むことができる。

ロッカー・シャフト（図示せず）を受けるように構成された中央開口７０２は、ロッカー・アーム７００内に提供される。第１の流体供給通路７０４及び第２の流体供給通路７０６は、中央開口７０２からロッカー・アームの第２の端部７０３へ延びる。中央開口７０２内に挿入されるロッカー・シャフトは、それ自体、第１の流体供給通路７０４とかみ合う流体圧流体通路を含むことができる。結果として、流体圧流体は、ロッカー・シャフト内の通路と流体供給通路７０４との間を流れることができる。

リセット通路は、第１の流体供給通路７０４及び第２の流体供給通路７０６の交差点でロッカー・アーム７００を通って垂直方向に延びることができる。リング状ランド又はショルダが、リセット通路の上方部分と下方部分との分離の境界を定めることができる。チェック・ボール７１２が、リセット通路の上方部分内に配置されることができる。チェック・ボール７１２は、チェックばね７１４によって下方に付勢されることができる。逆止弁上方アセンブリ７１０は、リセット通路内でチェックばね７１４を中心合わせし、且つチェック・ボール７１２が着座することができるシートを提供することができる。逆止弁上方アセンブリ７１０は、リセット通路に提供される流体が、その上方端部から逃れることを実質的に妨げられるように、リセット通路の上方端部に圧力ばめ、ねじ止め、又は他の方法で固定されることができる。ねじ付きネット７１８が、逆止弁上方アセンブリ７１０の調整のために設けられることができる。

リセット・ピストン７１６は、リセット通路の下方部分内に滑動可能に配置される。リセット・ピストン７１６は、外部止め７３４に接触するように構成された下方端部、及びチェック・ボール７１２に接触するように構成された上方端部７１９を含む。リセット・ピストン７１６の下方端部は、保持リング７１７による過剰な下方への移動を妨げられることができる。リセット・ピストン７１６の下方端部は、リセット通路の下方部分の壁に対するシールを提供するように構成されることができる。このシールは、リセット通路の下方端部から外への流体の実質的な漏洩を妨げることができる。

図１４を続けて参照すると、第２の流体供給通路７０６が、リセット通路の上方部分をロッカー・アームの第２の端部７０３に配置されたチャンバ７０８に接続することができる。第２の流体供給通路７０６の端部をシールするために、キャップが使用されることができる。ピストン７２０は、チャンバ７０８内に滑動可能に配置されることができる。ピストン７２０は、リング形状止め７２４によってチャンバ７０８内に保持されることができる。ピストン７２０は、チャンバからの流体の漏洩を妨げる又は少なくとも制限するように、チャンバ７０８の壁に流体シールを提供するように構成されることができる。ピストン７２０は、戻りばね７２２を受けるように構成された内部空洞を提供されることができる。戻りばね７２２は、止め７２４に向かってピストン７２０を付勢することができる。ピストン７２０の下方表面は、機関弁２００又は複数の機関弁を作動させるためのブリッジ（図示せず）に接触するように構成される。

外部止め７３４は、ロッカー・アーム７００の下方に設けられることができる。外部止め７３４は、空洞７３２内に滑動可能に配置されることができる。外部止め７３４の上方への移動は、保持リングによって制限されることができる。外部止め７３４は、（例えば、空洞７３２に流体圧流体を選択的に提供することによって）高さが調整可能であり得る。制御弁７３６が、空洞７３２内へ流れる流体、及び空洞７３２外へ流れる流体を制御するために使用されることができる。制御弁７３６は、低圧流体圧流体の供給源（図示せず）に接続されることができる。前述され且つ図１４に示されていないコントローラが、制御弁７３６の開放及び閉鎖のタイミングを制御するために使用されることができる。

より早い弁閉鎖を選択的に提供するためのロッカー・アーム・アセンブリ７００の動作を以下に記載する。以下の記載は、排気弁を動作するためにロッカー・アーム７００の使用を参照するが、このタイプのロッカー・アームは、両方の吸気、排気、及び補助弁動作のために使用されることができることは理解される。

機関動作中、低圧流体圧流体は、第１の流体供給通路７０４を通ってロッカー・アーム７００に入る。第１の流体供給通路７０４内の流体は、チェック・ボール７１２を座から離し、且つ第２の流体供給通路７０６及びチャンバ７０８内に流れる。ロッカー・アセンブリ７００を作動させるカムが、基礎円にあるとき、ピストン７２０は、それが機関弁２００と接触するまで、下方に押されることができる。ロッカー・アセンブリが、カム上の１つ以上のローブの影響下で、機関弁２００に対して下方に回転するにつれ、チャンバ７０８及び第２の流体供給通路内の流体圧力は、増大し、且つチェック・ボール７１２をその座に対して閉鎖するように力を与える。その結果、ピストン７２０は、ロッカー・アセンブリ７００に対する下方位置に流体圧的に固定される。

チャンバ７０８からの流体圧流体の解放は、外部止め７３４の位置に応じる。外部止め７３４が、空洞７３２内に引き込まれるとき、生じる可能があるリセット・ピストン７１６と外部止めとの間の全ての接触によって、リセット・ピストン７１６がチェック・ボール７１２を開放するのに十分に上方へ移動することは無い。結果として、ピストン７２０は、ロッカー・アセンブリ７００の回転の間中、位置を流体圧的に固定されたままである。結果として作られる弁運動は、図１５において曲線６４０で示される。

外部止め７３４が、空洞７３２への流体圧流体の供給の結果として上方へ延ばされるとき、ロッカー・アセンブリの下方回転は、リセット・ピストン７１６を外部止め７３４に接触させる。ロッカー・アセンブリ７００が、駆動するカム上の主イベント・ローブの影響下でその最大下方変位に向かって移動するにつれ、リセット・ピストン７１６は、外部止め７３４と接触し且つリセット通路内で上方へ押される。リセット・ピストン７１６が、リセット通路内で上方へ移動するとき、リセット・ピストンの上方端部７１９は、チェック・ボール７１２を上方へ座から離すことができる。チェック・ボール７１２を座から離すことは、チャンバ７０８内の流体が、閉鎖された機関弁を付勢するばねの影響下で、ロッカー・シャフト内の低圧供給源に戻って通気することを許容する。排気弁ばねは、チャンバ７０８内の流体圧流体の圧力より大きな圧力を及ぼす。結果として、ロッカー・アセンブリ７００の下方移動は、ピストン７２０が、それがチャンバの上方端部に接触するまで、チャンバ７０８内で上方へ力を受けさせる。この点の後で、ロッカー・アセンブリ７００のさらなる下方移動は、機関弁が主イベントのために開放されることを結果として生じる。作られる弁運動は、図１５において曲線６４２によって示され、チェック・ボール７１２は、点６４４で座から離れ、且つチャンバ７０８に対するピストン７２０の上方移動が、点６４６で終わる。図１５から明らかなように、制御弁７３６を選択的に開放又は閉鎖することによって、機関弁２００は、より早い弁閉鎖（曲線６４２）又はより遅い弁閉鎖（曲線６４０）を経験することができる。

本発明の他の実施例が、同様の参照特徴が同様の要素を参照する図１６に示される。弁作動システム１０は、ロッカー・アーム１２０、ロッカー・アームに運動を与える手段１００、１つ以上の機関弁２００、及び可変弁アクチュエータ８００を含むことができる。

運動を与える手段１００は、直接、又はプッシュ・チューブ（図示せず）などの１つ以上の中間弁列要素を介して、ロッカー・アーム１２０の第１の端部に動作可能に接続されたカム１１０を含むことができる。カム１１０は、１つ以上の弁作動ローブ１１４、基礎円部分１１２、及びリセット輪郭１１６を含む輪郭を有することができる。リセット輪郭１１６の形状は、それが、基礎円下のカム輪郭に基礎を置く事実を示すために図１６で誇張される。ロッカー・アーム１２０の第１の端部に接続されるローラは、ロッカー・アームと運動を与える手段１００との間の接触点として作用することができる。

ロッカー・アーム１２０は、ロッカー・アームが、運動を与える手段１００の影響下でロッカー・シャフトの周りで相互に揺動することができるように、ロッカー・シャフト１２２上に搭載されることができる。ロッカー・アーム１２０の第２の端部は、機関弁２００と直接に、又は示されるように中間弁ブリッジ２１０を介して２つ以上の機関弁と接触するように構成されることができる。ロッカー・アーム１２０は、延長部１２３を含むことができる。ロッカー戻りばね１２１は、ロッカー・アーム１２０を可変弁アクチュエータ８００に向かって上方に付勢することができる。
１つ以上の機関弁２００は、機関シリンダと機関の吸気又は排気マニホールドとの間に選択的な連通を提供する吸気、排気、又は補助弁であり得る。

可変弁アクチュエータ８００は、機関弁２００の上方に配置される固定ハウジング８１０内に設けられることができる。ハウジング８１０は、流体圧流体供給源（図示せず）に接続される低圧流体圧流体の供給ポート８２０を有することができる。供給弁８３０、リセット弁８４０、及び流体圧アクチュエータ・ピストン８５０が、ハウジング８１０によって含まれることができる。流体通路８１４は、ハウジング８１０を通って供給弁８３０からリセット弁８４０へ、且つリセット弁からピストン８５０が滑動可能に配置されるチャンバ８１６へ延びることができる。

供給弁８３０は、コントローラ（図示せず）によって選択的に制御されることができる。第１の位置で、供給弁８３０は、供給ポート８２０から流体通路８１４への流体圧流体の流れを妨げるが、通路８１４から出口ポート８１２への流体圧流体の流れを可能にする。第２の位置で、供給弁８３０は、供給ポート８２０から通路８１４への流体圧流体の流れを可能にするが、通路から出口ポート８１２への流体圧流体の流れを妨げる。

リセット弁８４０は、リセット・ピン８４２、リセット・ボール８４４、及び任意選択のリセットばね８４６を含むことができる。任意選択のリセットばね８４６は、リセット・ボール８４４を通路８１４内のその座に向かって付勢することができる。リセット・ボール８４４及び任意選択のリセットばね８４６は、流体が、低圧供給源の影響下で通路８１４からチャンバ８１６内へ流れることを許容するように構成される。チャンバ８１６への流体圧流体の流れは、機関弁２００に向かって下方へピストン８５０に力を加えることができる。チャンバ８１６から通路８１４へリセット・ボール８４４を通過して戻る流体の流れは、それが、リセット・ピン８４２によって座から離れないなら及び座から離れるまで、リセット・ボールによって妨げられることができる。リセット・ピン８４２は、リセット・ボール８４４の下方に滑動可能に配置されることができる。リセット・ピン８４２は、リセット・ピンがリセット・ボールに対して上方に押されるとき、リセット・ボール８４４を選択的に座から離れるように構成されることができる。

ピストン８５０は、チャンバ８１６内に配置された上方部分、及び機関弁２００又は機関弁ブリッジ２１０と接触して下方に延びるアーム８５２を含むことができる。任意選択のピストン止め８５４は、ハウジング８１０の外へのピストン８５０の下方移動を制限することができる。ピストン・アーム８５２は、弁ブリッジ２１０と接触するためにロッカー・アーム１２０にまたがることができる。図１７は、ピストン８５０及びピストン・アーム８５２に対するロッカー・アーム１２０の関係を示す。図１６に提供されるピストン８５０、ピストン・アーム８５２、及びロッカー・アーム１２０の図は、図１７のおける切断線Ａ−Ａによって取られたこれら要素の図に対応する。

図１８を参照すると、図１６に示される弁作動システム１０は、曲線９００、９０２、及び９０４によって示される弁作動を選択的に提供するために使用されることができる。機関動作中、弁作動９００は、流体が通路８１４に提供されないように、供給弁８３０が第１の位置に維持されるときに提供されることができる。流体が、通路８１４に提供されないとき、ロッカー・アーム１２０が上方へ移動するにつれ、機関弁戻りばね（図示せず）の力に対して下方にピストン８５０を保持するために、チャンバ８１６内には十分な流体は無い。結果として、流体が、通路８１４に提供されないとき、機関弁運動は、カム１１０上の１つ以上の弁イベント・ローブ１１４の輪郭に対応する。弁イベント・ローブ１１４は、より早い弁閉鎖を提供するように事前設定されることができる。

弁作動曲線９０２によって示されるように比較的より遅い弁閉鎖は、流体が通路８１４及びチャンバ８１６に提供されるように、供給弁８３０を開放することによって提供されることができる。チャンバ８１６内の流体は、ピストン８５０を弁ブリッジ２１０と接触して下方へ延びさせる。ロッカー・アーム１２０が、カム１１０上のローブ１１４の影響下で、弁ブリッジ２１０上で下方に回転するにつれ、ピストン８５０は、下方に弁ブリッジにしたがうことができ、一方、チャンバ８１６は、低圧供給ポート８２０からの流体で充填され続ける。ピストン８５０は、ピストン止め８５４がさらなる下方移動を妨げるまで、弁ブリッジ２１０の下方変位にしたがうことができる。カム・ローブ１１４のピーク点９０６が、ロッカー・アーム１２０との接触点を通過した後、ロッカー・アームは、カム・ローブが基礎円に向かって低下するにつれ、弁ブリッジ２１０から離れて上方へ回転して戻る。可変弁アクチュエータ８００の不在で、機関弁２００は、点９０８で閉じるロッカー・アーム１２０の上方運動にしたがう。

しかしながら、ピストン８５０の存在は、弁ブリッジ２１０及び機関弁２００の上方移動を修正することができる。弁ブリッジ２１０が、ロッカー・アーム１２０で上方に戻るにつれ、それは、ピストン８５０に接触し、ピストン８５０は、次に流体をリセット弁８４０に向かって戻させ、且つリセット弁８４０を閉鎖するように力を受ける。ピストン８５０は、リセット弁８４０が閉鎖されると、所定位置に流体圧的に固定される。このように、ピストン８５０は、ロッカー・アーム１２０の連続する上方移動に関わらず、弁ブリッジ２１０及び機関弁２００を固定位置に保持する。ピストン８５０が、所定位置に流体圧的に固定された後、ロッカー・アーム１２０は、それが、まずカム基礎円１１２に到達し、且つ次にリセット輪郭１１６に到達するまで、上方へ移動し続ける。ロッカーばね１２１は、ロッカー・アーム１２０がカム・リセット輪郭１１６に接触するとき、ロッカー・アーム１２０をリセット・ピン８４２に接触させて上方に付勢する。ロッカー・アーム１２０が、リセット・ピン８４２に上方に力を与えるにつれ、リセット・ピンは、リセット・ボール８４４を座から離し、且つチャンバ８１６内の流体は、低圧流体供給源へ通気することを可能にする。リセット・ボール８４４は、図１８に示されるグラフの点９１０で座から離れる。流体がチャンバ８１６から通気されるにつれ、ピストン８５０は、機関弁２００に作用する戻りばねの力によって上方に力を受け、機関弁２００は、次に機関弁を閉鎖することを可能にする。チャンバ８１６に低圧流体圧流体を選択的に提供することによって、機関弁２００は、図１８に曲線９０２によって示されるように、より遅い弁閉鎖を経験することができる。

図１８に曲線９０４によって示されるまだ遅い弁閉鎖は、図１６に示される任意選択のピストン止め８５４を排除することによって提供されることができる。ピストン止め８５４の排除は、カム・ローブ１１４のピーク点９０６への全ての方向で弁ブリッジ２１０にしたがうピストン８５０を結果として生じる。カムが、ピーク点９０６から離れて回転するにつれ、ピストン８５０は、直ちに所定位置に固定され、且つ曲線９０４によって示される弁運動を結果として生じる。

同様の参照特徴が同様の要素を参照する図１９を参照すると、可変弁アクチュエータ８００が、図１６で示されるシステムから修正される。図１９に示される本発明の実施例において、リセット弁８４０は、ピストン８５０に組み込まれる。内部通路８５６が、ピストン８５０内に提供される。内部通路８５６によって、流体圧流体が、ハウジング通路８１４とピストン・チャンバ８１６との間に流れることができる。リセット・ピストン８４２は、ピストン８５０を通って延びる垂直通路内に滑動可能に配置される。リセット・ピストン８４２は、ピストン・アーム８５２間でピストン８５０の外に延びる下方部分を含む。リセット・ピストン８４２は、リセット・ディスク８５８を開放するように構成された上方部分も含む。リセット・ディスク８５８は、ピストン８５０の上方のチャンバ８１６内に提供される。任意選択のばね（図示せず）が、リセット・ディスクをピストン８５０に向かって付勢するために使用されることができる。

図１９に示される本発明の実施例は、図１６に示される本発明の実施例とほぼ同じ方法で機能的に動作する。流体圧流体が、通路８１４及びチャンバ８１６に供給されないとき、弁運動９００が作られる（図１８に示されるように）。弁作動曲線９０２及び９０４で示されるように比較的遅い弁閉鎖は、流体が、通路８１４、内部通路８５６、及びチャンバ８１６に提供されるように、供給弁８３０を開放することによって提供されることができる。チャンバ８１６内の流体は、ピストン８５０を弁ブリッジ２１０と接触させて下方に延ばさせる。ロッカー・アーム１２０が、カム１１０上のローブ１１４の影響下で、弁ブリッジ２１０上で下方に回転するにつれ、ピストン８５０は、下方に弁ブリッジにしたがうことができ、一方、チャンバ８１６は、低圧供給ポート８２０からの流体で充填され続ける。カム輪郭上のピーク点９０６の後で、弁ブリッジ２１０は、ロッカー・アーム１２０で上方に戻り、且つピストン８５０と接触し、ピストン８５０は、次にリセット・ディスク８５８に向かって流体を戻すように力を加え、且つリセット・ディスク８５８を閉鎖する。ピストン８５０は、リセット・ディスク８５８を閉鎖されると、所定位置に流体圧的に固定される。このように、ピストン８５０は、ロッカー・アーム１２０の連続する上方移動に関わらず、弁ブリッジ２１０及び機関弁２００を固定位置に保持する。ピストン８５０が、所定位置に流体圧的に固定された後、ロッカー・アーム１２０は、それが、まずカム基礎円１１２に到達し、且つ次にリセット輪郭１１６に到達するまで、上方へ移動し続ける。ロッカーばね１２１は、ロッカー・アーム１２０がカム・リセット輪郭１１６に接触するとき、ロッカー・アーム１２０をリセット・ピン８４２に接触させて上方に付勢する。ロッカー・アーム１２０が、リセット・ピン８４２に上方に力を与えるにつれ、リセット・ピンは、リセット・ディスク８５８を座から離し、且つチャンバ８１６内の流体は、低圧流体供給源を通気することを可能にする。リセット・ディスク８５８は、図１８に示されるグラフの点９１０で座から離れる。流体がチャンバ８１６から通気されるにつれ、ピストン８５０は、機関弁２００に作用する戻りばねの力によって上方に力を受け、機関弁２００は、次に機関弁を閉鎖することを可能にする。

本発明の他の実施例は、同様の参照特徴が同様の要素を参照する図２０に示される。弁作動システム１０は、ロッカー・アーム１２０、ロッカー・アームに運動を与える手段（図示せず）、１つ以上の機関弁２００、及び内部排気ガス再循環のために可変弁作動を提供するための弁アクチュエータ９００を含むことができる。

弁アクチュエータ９００は、その内に形成されたピストン孔９１２を有する固定ハウジング９１０内に設けられることができる。流体圧流体の供給通路９１４は、ハウジング９１０を通って延びることができ、且つピストン孔９１２の上方端部で終端する。逆止弁９３０は、流体供給通路９１４からピストン孔９１２へ一方向の流体流れだけを主に可能にするように、供給通路９１４内に配置されることができる。例えば低速ソレノイド弁などの制御弁９４０は、通路を通る流体の流れを制御するように、供給通路９１４に接続されることができる。コントローラ４００は、必要に応じて供給通路９１４に流体を供給するために制御弁９４０に命令することができる。抽気オリフィス９５０は、高圧流体が、ピストン孔９１２と逆止弁９３０との間の供給通路９１４の外に抽気することを可能にするために提供されることができる。

ＥＧＲピストン９２０は、ピストン孔９１２内に滑動可能に配置される。ピストン９２０に動作可能に接続されたばね９２２は、ロッカー・アーム１２０から離れてピストン９２０を付勢する。保持リング９２４は、所定の距離にピストン９２０の下方の延長を制限することができる。

図２０に示される本発明の実施例は、排気ガス再循環弁イベントのための選択的な可変リフトを提供するために以下のように動作されることができる。ＥＧＲが必要であるとき、制御弁９４０は作動され、油は、制御弁９４０及び逆止弁９３０を通ってピストン孔９１２へ流れることが許容される。結果としての油圧力は、ピストン９２０をロッカー・アーム１２０に対して外に押す。ロッカー・アームが回転するにつれ、弁２００を作動し、ピストン９２０は、弁運動にしたがい、且つピストン９２０が保持リング９２４に当たるまで下方に移動し続ける。

ロッカー・アームが戻り始めるにつれ、ピストン上の油圧力は、機関弁２００を開放して維持するのに十分であり、且つ排気ガス再循環イベントを作る。しかしながら、ピストン上の流体は、抽気オリフィス９５０を通って遅く通気することを許容する。図２２を参照すると、高圧流体が抽気オリフィス９５０を通って通気するときに提供される弁運動は、曲線９０２によって示される。

同様の参照特徴が同様の要素を参照する図２１を参照すると、弁アクチュエータ９００はわずかに異なる排気ガス再循環弁リフトを提供するために、図２０に示されるシステムとはわずかに異なる。弁アクチュエータ９００は、抽気オリフィス９５０の代わりに供給通路９１４に接続される切り替え弁９５０を含む。排気ガス再循環動作中、ピストン９２０は、切り替え弁９５０が作動されるまで、弁２００を開放したままにする。この点で、ピストン孔９１２と逆止弁９３０との間の供給通路内の流体は、切り替え弁９５０を通って解放されることができる。図２２を参照すると、切り替え弁９５０を介して通気される流体として提供される弁運動は、曲線９０４によって示される。

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われることができることは当業者には明らかである。したがって、本発明は、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なら、そのような本発明の変形及び修正のすべてを包含することが意図される。

本発明の第１の実施例による弁作動システムの概略図である。 本発明の実施例による、より早い吸気弁閉鎖（ＥＩＶＣ）を含む排気弁及び吸気弁イベントの弁リフト図である。 本発明の実施例による４行程機関制動を有する機関に関するＰ−Ｖ図である。 本発明の実施例による、より遅い吸気弁開放（ＬＩＶＯ）を含む排気弁及び吸気弁イベントの弁リフト図である。 本発明の実施例による、より早い排気弁開放（ＥＥＶＯ）を含む排気弁及び吸気弁イベントの弁リフト図である。 本発明の実施例による、より早い排気弁閉鎖（ＥＥＶＣ）を含む排気弁及び吸気弁イベントの弁リフト図である。 本発明の実施例による、行程制限された排気弁リフトを含む排気弁及び吸気弁イベントの弁リフト図である。 本発明の第２の実施例による弁作動システムの概略図である。 図８に示された弁作動システムによる弁リフト図である。 本発明の第３の実施例による弁作動システムの概略図である。 図１０に示された弁作動システムによる弁リフト図である。 本発明の第４の実施例による弁作動システムの概略図である。 図１２に示された弁作動システムによる弁リフト図である。 本発明の第５の実施例による弁作動システムの概略図である。 図１４に示された弁作動システムによる弁リフト図である。 本発明の第６の実施例による弁作動システムの概略図である。 図１６に示された弁作動システムの一部の側面図である。 図１６及び図１７に示される弁作動システムによる弁リフト図及びカム輪郭である。 本発明の第７の実施例による弁作動システムの概略図である。 本発明の第８の実施例による弁作動システムの概略図である。 本発明の第９の実施例による弁作動システムの概略図である。 図２０及び図２１に示される弁作動システムによる弁リフト図である。

Claims (18)

1. 機関弁イベントを生じるために内燃機関における機関弁を作動させるためのシステムであって、
   運動を与える手段と、
   前記運動を与える手段及び前記機関弁の間に配置されるハウジングと、
   前記ハウジングを該ハウジングの中心軸方向に延びる孔と、
   その中に形成された空洞と該空洞から外側ピストンの外表面に延びる外側ピストン通路を有し、前記ハウジング内に形成された前記孔内に滑動可能に配置された外側ピストンであって、該外側ピストンが、運動を与える手段に接触する表面を有している、外側ピストンと、
   前記外側ピストンの空洞内に滑動可能に配置された内側ピストンと、
   前記外側ピストン通路と連通するようになっており、前記孔の第１の点に前記ハウジングを介して延びる供給通路と、
   前記供給通路と連結される逆止弁と、
   前記外側ピストン通路と連通するようになっており、前記孔の第２の点に前記ハウジングを介して延びるリセット通路であって、該リセット通路は、前記孔に沿って前記供給通路から軸方向に離れており、前記外側ピストン通路は、一度に、前記第１の点と前記第２の点のうちのいずれか１つだけと連通することができる、リセット通路と、
   ２つ以上の位置を有し、前記外側ピストン通路と、前記供給通路と前記リセット通路のいずれか１つを介して、前記外側ピストンの空洞と連通する弁であって、前記弁の前記位置は、前記機関弁イベントのタイミングを決定するようになっている、弁とを有するシステム。
2. 前記弁の前記位置は、前記機関弁の開放タイミングを決定する請求項１に記載のシステム。
3. 前記弁の前記位置は、前記機関弁の閉鎖タイミングを決定する請求項１に記載のシステム。
4. 前記供給通路は、前記外側ピストンの空洞に流体圧流体を供給するように構成された供給通路であり、
   前記リセット通路は、前記外側ピストンの空洞から流体圧流体を解放するように構成されたリセット通路である請求項１に記載のシステム。
5. 前記弁は、前記供給通路内に配置される請求項４に記載のシステム。
6. 前記弁の前記位置は、前記機関弁の閉鎖タイミングを決定する請求項５に記載のシステム。
7. 前記弁は、前記リセット通路内に配置される請求項４に記載のシステム。
8. 前記弁の前記位置は、前記機関弁の開放タイミングを決定する請求項７に記載のシステム。
9. 前記弁に動作可能に接続されるコントローラをさらに備える請求項１に記載のシステム。
10. 前記供給通路は、前記リセット通路に動作可能に接続される請求項４に記載のシステム。
11. 前記弁は、二方向切り替え弁を備える請求項１に記載のシステム。
12. 前記弁は、三方向切り替え弁を備える請求項１に記載のシステム。
13. 前記機関弁イベントは、主吸気弁イベント、主排気弁イベント、圧縮解放制動弁イベント、抽気制動弁イベント、及び排気ガス再循環弁イベントからなる群から選択される機関弁イベントを含む請求項１に記載のシステム。
14. 機関弁イベントを生じるために内燃機関における機関弁を作動させるためのシステムであって、
    運動を与える手段と、
    前記運動を与える手段及び前記機関弁の間に配置されるハウジングと、
    前記機関弁から遠い点から前記機関弁に近接する点まで前記ハウジングを該ハウジングの中心軸方向に延びる孔と、
    その中に形成された空洞と該空洞から外側ピストンの外表面に延びる外側ピストン通路を有し、前記ハウジング内に形成された前記孔内に滑動可能に配置された外側ピストンと、
    前記外側ピストンの空洞内に滑動可能に配置された内側ピストンと、
    前記孔の軸に沿って、第１の点で前記ハウジングを介して前記孔に延びる供給通路であって、前記外側ピストンの空洞に流体圧流体を供給するように構成された供給通路と、
    前記孔の軸に沿って、第２の点で前記ハウジングを介して前記孔に延びるリセット通路であって、前記第２の点は、前記第１の点よりも機関弁に近く、該リセット通路は、前記外側ピストンの空洞から流体圧流体を解放するように構成されたリセット通路と、
    前記供給通路または前記リセット通路を介して前記外側ピストンの空洞に流体連通する切り替え弁であって、該切り替え弁が第１位置と第２位置を有しており、前記切り換え弁の前記位置は、前記機関弁イベントのタイミングを決定する、システム。
15. 前記切り換え弁は、流体圧流体源と前記孔の間で、前記供給通路内に配置される請求項１４に記載のシステム。
16. 前記切り換え弁の前記位置は、前記機関弁の閉鎖タイミングを決定する請求項１５に記載のシステム。
17. 前記切り換え弁は、前記リセット通路に沿って配置される請求項１４に記載のシステム。
18. 前記切り換え弁の前記位置は、前記機関弁の開放タイミングを決定する請求項１７に記載のシステム。

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