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特表2024-544788内燃エンジンでの使用のためのロッカシステム、カムシャフト、及びバルブトレイン
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-12-04
(54)【発明の名称】内燃エンジンでの使用のためのロッカシステム、カムシャフト、及びバルブトレイン
(51)【国際特許分類】
F01L 13/00 20060101AFI20241127BHJP
【ＦＩ】
F01L13/00 301V
F01L13/00 303
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024537482
(86)(22)【出願日】2022-12-12
(85)【翻訳文提出日】2024-06-20
(86)【国際出願番号】 US2022081350
(87)【国際公開番号】W WO2023129804
(87)【国際公開日】2023-07-06
(31)【優先権主張番号】63/266,012
(32)【優先日】2021-12-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】522175783
【氏名又は名称】カミンズ インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＣＵＭＭＩＮＳ ＩＮＣ．
(74)【代理人】
【識別番号】110000855
【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ミッチャム、グレゴリー ジェイ．
(72)【発明者】
【氏名】ソラット、アミット ディリップ
(72)【発明者】
【氏名】ペルフェット、アンソニー カイル
(72)【発明者】
【氏名】クラ、ジリッシュ チャンドラ
【テーマコード（参考）】
3G018
【Ｆターム（参考）】
3G018BA12
3G018CA19
3G018CB03
3G018DA09
3G018FA03
(57)【要約】
内燃エンジンシステムは、複数の気筒のそれぞれに収容された複数のピストンを有するエンジンを含む。公称エンジン動作中に気筒の吸気バルブ及び排気バルブを開閉するためのバルブトレインが提供される。バルブトレインはまた、吸気バルブ及び／又は排気バルブを開閉するために、選択されたカムローブリフトプロファイル間の非同期切り替えを提供するように構成されている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも１つのカムシャフトローブを含むカムシャフトを有する内燃エンジン用のロッカシステムであって、前記少なくとも１つのカムシャフトローブが、第１の部分、第２の部分、及び第３の部分を有するカムローブプロファイルを含み、前記ロッカシステムが、前記少なくとも１つのカムシャフトローブから受け取った動きに応答してエンジン構成要素の周りを回転可能な少なくとも１つの入力ロッカレバーと、
前記エンジン構成要素の周りで回転可能な出力ロッカレバーと、を備え、前記出力ロッカレバーが、前記内燃エンジンの気筒に関連付けられた排気バルブ及び吸気バルブのうちの少なくとも１つの開閉を制御するために、前記少なくとも１つの入力ロッカレバーに選択的に結合され得、少なくとも１つの入力ロッカは、前記少なくとも１つの入力ロッカレバーが前記出力ロッカレバーに結合されている間、前記排気バルブ及び前記吸気バルブのうちの前記少なくとも１つの所望のリフトを生成するように、前記カムローブプロファイルの前記第１の部分によって回転され、前記少なくとも１つの入力ロッカが、前記少なくとも１つの入力ロッカレバーと前記出力ロッカレバーとの結合を防止するために、前記少なくとも１つの入力ロッカレバーと前記出力ロッカレバーとをずらすように、前記カムローブプロファイルの前記第２の部分によって回転され、前記少なくとも１つの入力ロッカレバーが、前記少なくとも１つの入力ロッカレバーを前記出力ロッカレバーに結合するために、前記少なくとも１つの入力ロッカレバーと前記出力ロッカレバーとを位置合わせするように、前記カムローブプロファイルの前記第３の部分によって回転される、ロッカシステム。
【請求項2】
前記少なくとも１つの入力ロッカレバーが、前記内燃エンジンのクランクシャフトのクランク角度の第１の範囲にわたって前記出力ロッカレバーとの係合を切り替えるために、前記出力ロッカレバーと位置合わせされる、請求項１に記載のロッカシステム。
【請求項3】
前記少なくとも１つの入力ロッカが、前記内燃エンジンの前記クランクシャフトのクランク角度の第２の範囲にわたって前記出力ロッカレバーとの係合を切り替えることを防止するために、出力ロッカとずらされる、請求項２に記載のロッカシステム。
【請求項4】
前記出力ロッカレバーが、前記入力ロッカレバーとの係合を切り替えながら、前記排気バルブ及び前記吸気バルブのうちの前記少なくとも一方の開閉を制御する、請求項２に記載のロッカシステム。
【請求項5】
前記少なくとも１つの入力ロッカが、前記少なくとも１つのカムシャフトローブの前記第１の部分から前記排気バルブ及び前記吸気バルブのうちの前記少なくとも１つに動きを伝達するために前記出力ロッカと位置合わせされているときに、前記少なくとも１つの入力ロッカレバーを前記出力ロッカレバーに結合するための少なくとも１つのバルブリフトスイッチを更に備える、請求項１に記載のロッカシステム。
【請求項6】
前記少なくとも１つの入力ロッカレバーが、第１の入力ロッカレバーを含み、前記ロッカシステムが、第２の入力ロッカレバーを更に備え、前記第１の入力ロッカレバー及び前記第２の入力ロッカレバーが各々、前記カムシャフトの第１のカムシャフトローブ及び第２のカムシャフトローブのそれぞれのものから受け取った動きに応答して、前記エンジン構成要素の周りを回転可能である、請求項５に記載のロッカシステム。
【請求項7】
前記少なくとも１つのバルブリフトスイッチが、前記第１の入力ロッカレバー及び前記第２の入力ロッカレバーの各々を前記出力ロッカレバーに選択的に結合するために移動可能である少なくとも１つのピンを含む、請求項６に記載のロッカシステム。
【請求項8】
前記少なくとも１つのバルブリフトスイッチが、前記第１の入力ロッカレバーを前記出力ロッカレバーに選択的に結合するために移動可能である第１のピンと、選択的に前記第２の入力ロッカレバーから前記出力ロッカレバーに移動可能である第２のピンと、を含む、請求項６に記載のロッカシステム。
【請求項9】
気筒と、前記気筒に関連付けられた吸気バルブ及び排気バルブのうちの少なくとも１つとを有する内燃エンジン用のカムシャフトであって、前記カムシャフトが、少なくとも１つのカムシャフトローブを備え、前記少なくとも１つのカムシャフトローブが、ロッカレバーの移動を誘導する前記少なくとも１つのカムシャフトローブによって、前記排気バルブ及び前記吸気バルブのうちの前記少なくとも１つの開閉のタイミングを制御するように構成されており、前記少なくとも１つのカムシャフトローブが、カムローブプロファイルであって、
前記ロッカレバーが前記排気バルブ及び前記吸気バルブのうちの前記少なくとも１つに関連付けられている間、前記ロッカレバーを介して前記排気バルブ及び前記吸気バルブのうちの前記少なくとも１つを開くリフトを生成する第１の部分と、
前記ロッカレバーと前記排気バルブ及び前記吸気バルブのうちの前記少なくとも１つとの関連付けを防止するために、前記ロッカレバーをずらす第２の部分と、
前記ロッカレバーを前記排気バルブ及び前記吸気バルブのうちの前記少なくとも１つに関連付けるために前記ロッカレバーを位置合わせする第３の部分と、を含む、カムローブプロファイルを含む、カムシャフト。
【請求項10】
前記カムローブプロファイルの前記第３の部分が、前記内燃エンジンのクランクシャフトのクランク角度の第１の範囲にわたって前記ロッカレバーを持ち上げる一定リフトプロファイルである、請求項９に記載のカムシャフト。
【請求項11】
前記カムローブプロファイルの前記第２の部分が、前記カムローブプロファイルの前記第１の部分から前記カムローブプロファイルの前記第３の部分まで延在する基礎円プロファイルである、請求項１０に記載のカムシャフト。
【請求項12】
前記カムローブプロファイルの前記第３の部分が、前記一定リフトプロファイルよりもサイズが小さい遷移部分で前記カムローブプロファイルの前記第１の部分に接続されている、請求項１０に記載のカムシャフト。
【請求項13】
内燃エンジン用のバルブトレインであって、前記バルブトレインが、吸気バルブ又は排気バルブのうちの１つと、
カムシャフトローブを含むカムシャフトと、
前記カムシャフトローブによって移動可能な第１のロッカレバーと、
前記第１のロッカレバーを第２のロッカレバーに選択的に結合するための切り替え装置と、を備え、前記カムシャフトローブが、前記第１のロッカレバーを介して、前記カムシャフトローブに関連付けられた前記吸気バルブ又は前記排気バルブのうちの前記１つを持ち上げる第１の部分と、前記第１のロッカレバーと前記第２のロッカレバーとをずらす第２部分と、前記第１のロッカレバーと前記第２のロッカレバーとを位置合わせする第３の部分とを有するリフトプロファイルを含む、バルブトレイン。
【請求項14】
第２の少なくとも１つの他のロッカレバーが、前記吸気バルブ又は排気バルブのうちの前記１つに接続された出力ロッカレバーである、請求項１３に記載のバルブトレイン。
【請求項15】
前記第２のロッカレバーが、第２のカムシャフトローブによって移動され、前記第２のカムシャフトローブが、前記第２のロッカレバーを介して前記第２のカムシャフトローブに関連付けられたときに前記吸気バルブ又は前記排気バルブのうちの前記１つを持ち上げる第２のリフトプロファイルを含み、前記第２のカムシャフトローブが、前記カムシャフトローブの前記第３の部分と同じサイズである基礎円部分を含む、請求項１３に記載のバルブトレイン。
【請求項16】
前記カムシャフトローブの前記リフトプロファイルの前記第２の部分が、前記第１のロッカレバーと前記第２のロッカレバーとの結合を防止するために、前記切り替え装置をずらす、請求項１３に記載のバルブトレイン。
【請求項17】
前記カムシャフトローブの前記リフトプロファイルの前記第２の部分が、前記第１のロッカレバーと前記第２のロッカレバーとを結合するために、前記切り替え装置を位置合わせする、請求項１３に記載のバルブトレイン。
【請求項18】
前記切り替え装置が、少なくとも１つのピンを含み、前記少なくとも１つのピンは、前記第１のロッカレバー及び前記第２のロッカレバーが互いに結合されていないときに、前記第１のロッカレバー及び前記第２のロッカレバーのうちの１つに収容される、請求項１３に記載のバルブトレイン。
【請求項19】
前記少なくとも１つのピンは、前記第１のロッカレバー及び前記第２のロッカレバーが互いに結合されているときに、前記第１のロッカレバーと前記第２のロッカレバーとの間に架かる、請求項１８に記載のバルブトレイン。
【請求項20】
ロッカシステムを動作させるための方法であって、前記方法が、カムシャフトローブにより入力ロッカレバーと出力ロッカレバーとを位置合わせすることと、
位置合わせされた前記入力ロッカレバーを前記出力ロッカレバーに結合することと、
前記カムシャフトローブによって誘導された前記入力ロッカレバーの移動に応答して、前記出力ロッカレバーにより吸気バルブ及び排気バルブのうちの少なくとも１つを持ち上げることと、
前記入力ロッカレバーを前記出力ロッカレバーから結合解除することと、
前記カムシャフトローブにより前記入力ロッカレバーと前記出力ロッカレバーとが位置合わせされるまで前記入力ロッカレバーと前記出力ロッカレバーとの結合を防止するために、前記カムシャフトローブにより前記入力ロッカレバーと前記出力ロッカレバーとをずらすことと、を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０２１年１２月２７日に出願された米国特許仮出願第６３／２６６，０１２号の出願日の利益を主張するものであり、本仮出願は、参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２１年１２月２７日に出願された米国特許仮出願第６３／２６６，０１２号の出願日の利益を主張するものであり、本仮出願は、参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本出願は、内燃エンジンシステムに関し、より具体的には、排他的ではないが、内燃エンジン、並びにそれとともに使用するためのロッカシステム、カムシャフト、及びバルブトレインに関する。
【背景技術】
【0003】
公称バルブ開／閉、圧縮解放ブレーキ、及び他の代替バルブリフト動作モードは、特定のエンジン動作条件中に１つ以上のエンジン気筒の吸気バルブ及び／又は排気バルブを使用して、所望のカムローブプロファイルによって生成することができる。カムローブプロファイルは、例えば効率を高めて動作させたり、エンジンブレーキを提供したり、その他の成果を生成するために、対応するクランク角中に吸気バルブ及び／又は排気バルブに対して選択されたリフトプロファイルを生成する。
【0004】
特定のシステムは、所望のバルブリフト及び／又は開閉タイミングを生成するためのローブプロファイルを有するカムローブに係合される入力ロッカレバーを採用し得る。入力ロッカレバーは、所望のカムローブプロファイルを出力ロッカレバーと連結させて選択されたバルブリフトを生成するために、吸気バルブ又は排気バルブを動作させる別のロッカレバーに選択的に係合される。しかしながら、入力ロッカレバーの出力ロッカレバーとの係合への切り替えのタイミングが不適切である場合、切り替え装置及び／又は切り替え動作に伴うロッカレバーに対して、耐久性及び操作性の問題が生じる可能性がある。したがって、この技術分野に更に貢献するための継続的な要求が存在する。
【発明の概要】
【0005】
本出願の特定の実施形態は、内燃エンジンの１つ以上の気筒を動作させる独自のシステム、装置、方法、及び装置を含む。一実施形態では、１つ以上の入力ロッカレバーが、別のロッカレバーに選択的に結合されて、１つ以上の気筒の所望のバルブリフトを生成し、例えば、対応する気筒内の公称開閉タイミングにおける公称バルブリフト、圧縮解放ブレーキ、スワール、高リフト、低リフト、又は他の代替バルブリフト及び／又は開閉タイミングを出力する。
【0006】
一実施形態では、ロッカシステムは、内燃エンジンのために提供される。内燃エンジンは、少なくとも１つのカムシャフトローブを有するカムシャフトを含む。カムシャフトローブは、第１の部分、第２の部分、及び第３の部分を有するカムローブプロファイルを含む。ロッカシステムは、カムシャフトの少なくとも１つのカムシャフトローブから受け取った動きに応答してエンジン構成要素の周りを回転可能な少なくとも１つの入力ロッカレバーを含む。出力ロッカレバーは、エンジン構成要素の周りで回転可能であり、内燃エンジンの気筒に関連付けられた排気バルブ及び吸気バルブのうちの少なくとも１つの開閉を制御するように構成されている。少なくとも１つの入力ロッカレバーは、少なくとも１つの入力ロッカレバーが出力ロッカレバーに結合されている間、排気バルブ及び吸気バルブのうちの少なくとも１つの所望のリフトを生成するように、カムローブプロファイルの第１の部分によって回転される。少なくとも１つの入力ロッカは、少なくとも１つの入力ロッカレバーと出力ロッカレバーとの結合を防止するために、少なくとも１つの入力ロッカレバーと出力ロッカレバーとをずらすように、カムローブプロファイルの第２の部分によって回転される。少なくとも１つの入力ロッカレバーは、少なくとも１つの入力ロッカレバーを出力ロッカレバーに結合するために、少なくとも１つの入力ロッカレバーと出力ロッカレバーとを位置合わせするように、カムローブプロファイルの第３の部分によって回転される。
【0007】
一実施形態では、気筒と、気筒に関連付けられる少なくとも１つの吸気バルブ及び排気バルブを有する内燃用のカムシャフトが提供される。カムシャフトは、ロッカレバーの移動を誘導することによって吸気バルブ及び排気バルブのうちの少なくとも１つの開閉を制御するように構成された少なくとも１つのカムシャフトローブを含む。少なくとも１つのカムシャフトローブは、ロッカレバーが排気バルブ及び吸気バルブのうちの少なくとも１つに関連付けられている間に、ロッカレバーを介して排気バルブ及び吸気バルブのうちの少なくとも１つを開くためのリフトを生成する第１の部分を備えたカムローブプロファイルを含む。カムローブプロファイルは、ロッカレバーと排気バルブ及び吸気バルブの少なくとも１つとの関連付けを防止するために、ロッカレバーをずらす第２の部分を含む。カムローブプロファイルは、ロッカレバーを排気バルブ及び吸気バルブの少なくとも１つに関連付けるためにロッカレバーを位置合わせする第３の部分を含む。
【0008】
一実施形態では、基礎円プロファイルのうちの１つは、他の基礎円プロファイルよりも小さい半径を有する。また、カムシャフトローブの各々は、切り替え装置を介してロッカレバーの結合を可能にするために、クランク角度の第２の範囲の間、ロッカレバーを位置合わせする第２のプロファイル部分を含む。一実施形態では、２つのカムシャフトローブのバルブリフトプロファイルはまた、互いに異なるバルブリフト及び／又はバルブ開閉タイミングを生成する。
【0009】
一実施形態では、バルブトレインが内燃エンジンのために提供される。バルブトレインは、吸気バルブ又は排気バルブのうちの１つを含む。バルブトレインは、カムシャフトローブを含むカムシャフトと、カムシャフトローブによって移動可能な第１のロッカレバーと、第１のロッカレバーを第２のロッカレバーに選択的に結合するための切り替え装置と、を含む。カムシャフトローブは、第１のロッカレバーを介して、カムシャフトローブに関連付けられた吸気バルブ又は排気バルブの一方を持ち上げる第１の部分と、第１のロッカレバーと第２のロッカレバーとをずらす第２の部分と、第１のロッカレバーと第２のロッカレバーとを位置合わせする第３の部分とを有するリフトプロファイルと、を含む。
【0010】
一実施形態では、ロッカシステムを動作させるための方法は、カムシャフトローブにより入力ロッカレバーと出力ロッカレバーとを位置合わせすることと、位置合わせされた入力ロッカレバーを出力ロッカレバーに結合することと、カムシャフトローブによって誘導された入力ロッカレバーの移動に応答して、出力ロッカレバーにより吸気バルブ及び排気バルブのうちの少なくとも１つを持ち上げることと、入力ロッカレバーを出力ロッカレバーから結合解除することと、カムシャフトローブにより入力ロッカレバーと出力ロッカレバーとが位置合わせされるまで入力ロッカレバーと出力ロッカレバーとの結合を防止するために、カムシャフトローブにより入力ロッカレバーと出力ロッカレバーとをずらすことと、を含む。
【0011】
本概要は、例示的な実施形態において下で更に説明される一連の概念を導入するために提供される。本概要は、特許請求される主題の主要な又は本質的な特徴を識別することを意図するものではなく、特許請求される主題の範囲を限定する際の補助として使用されることを意図するものでもない。更なる実施形態、形態、目的、特徴、利点、態様、及び利益は、以下の説明及び図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】少なくとも１つの気筒に対して代替バルブリフトプロファイルの非同期切り替えを提供するバルブトレインを備えた内燃エンジンシステムの一実施形態の概略図である。
【図3】ロッカレバーをずらすためのプロファイルのないカムシャフトローブ（図３）及びロッカレバーをずらすためのプロファイルのあるカムシャフトローブ（図４）を使用する、図１の内燃エンジンシステムの気筒の吸気バルブ及び排気バルブのリフトプロファイルを比較するグラフ表示である。
【図4】ロッカレバーをずらすためのプロファイルのないカムシャフトローブ（図３）及びロッカレバーをずらすためのプロファイルのあるカムシャフトローブ（図４）を使用する、図１の内燃エンジンシステムの気筒の吸気バルブ及び排気バルブのリフトプロファイルを比較するグラフ表示である。
【図5】ロッカレバーを別のロッカレバーに接続するための非同期切り替えを提供するためのカムシャフトのカムローブプロファイルの概略図である。
【図6】ロッカレバーを別のロッカレバーに接続するための非同期切り替えを提供するためのカムシャフトのカムローブプロファイルの概略図である。
【図7】代替バルブリフトプロファイルによって駆動されるロッカレバーを接続するための非同期切り替えを提供するためのバルブトレインの一部の概略図である。
【図23】ロッカシステムの動作手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明は、本発明の原理に関する理解を促進するために多くの異なる形態をとり得るが、以下、図面に例示される実施形態を参照し、実施形態を説明するために特定の文言が使用される。それでもなお、それによって本発明の範囲を限定することを意図していないことが理解されるであろう。説明される実施形態の任意の変更及び更なる修正、並びに本明細書に記載される本発明の原理の任意の更なる応用は、本発明が関連する当業者に通常起こることが企図される。
【0014】
図１を参照すると、例えば内燃エンジン１２を含む、内燃エンジンシステム１０が示されている。圧縮点火、火花点火、及びこれらの組み合わせを含む、任意のエンジン型式が企図される。エンジン１２は、複数の気筒１４を含む。図１は、単に例示の目的で、直列配置の６つの気筒１４を含む配置の複数の気筒１４を例示する。内燃エンジン１２での使用に適している任意の数の気筒及び任意の配置の気筒を利用することができる。使用することができる気筒１４の数は、例えば、２～１８気筒の範囲、又はそれ以上であり得る。更に、以下の説明は、気筒１４のうちの１つを参照することがある。図２及び本明細書の他の場所に記載される気筒１４に関する対応する特徴は、特に明記しない限り、エンジン１２の他の気筒１４の全て又はサブセットに存在し得ることを認識されたい。
【0015】
エンジン１２は、気筒１４の各々に関連付けられた少なくとも１つの吸気バルブ２２及び少なくとも１つの排気バルブ２４を更に含む。クランクシャフト１８のクランク角に基づいて吸気バルブ２２及び／又は排気バルブ２４を開閉するために、バルブ作動システム９０が設けられている。バルブ作動システム９０は、吸気バルブ２２及び／又は排気バルブ２４の開閉を制御するために１つ以上のロッカレバーが周りを移動するロッカシャフトなどのエンジン構成要素５７０を含む。
【0016】
図３～図９を更に参照して以下で更に説明するように、エンジン１２は、バルブトレイン５５０、ロッカシステム５４０、及び／又はカムシャフト５２０を含む。一実施形態では、バルブトレイン５５０は、ロッカシステム５４０の１つ以上のロッカレバー５５２、５６０に作用するカムシャフト５２０の１つ以上のカムシャフトローブ５００、５１０によって開閉される１つ以上の吸気バルブ２２及び／又は排気バルブ２４を含み、１つ以上のロッカレバー５５２、５６０は吸気バルブ２２又は排気バルブ２４に関連付けられる。
【0017】
一実施形態では、バルブトレイン５５０は、カムシャフト５２０と、第１のロッカレバー５６０と、気筒１４に関連付けられた吸気バルブ２２又は排気バルブ２４のうちの１つと、を含む。切り替え装置５８０は、第１のロッカレバー５６０を第２のロッカレバー５５５２に選択的に結合する。カムシャフト５２０は、第１のロッカレバー５６０を介して吸気バルブ２２又は排気バルブ２４を持ち上げる第１の部分と、第１のロッカレバー５６０と第２のロッカレバー５５２とをずらす第２の部分と、第１のロッカレバー５６０と第２のロッカレバー５５２とを位置合わせする第３の部分と、を有するリフトプロファイルを有する少なくとも１つのカムシャフトローブ５１０を含む。
【0018】
一実施形態では、エンジン１２は、ロッカシステム５４０を含む。ロッカシステム５４０は、関連付けられた気筒１４の吸気バルブ２２又は排気バルブ２４の開閉を制御するために、１つ以上の入力ロッカレバー５６０に選択的に結合することができる出力ロッカレバー５５２を含む。ロッカレバー５５２、５６０は、エンジン構成要素５７０を中心に回転可能である。入力ロッカレバー５６０は、少なくとも１つのカムシャフトローブ５１０から受け取った動きに応答して回転する。入力ロッカ５６０は、入力ロッカレバー５６０が出力ロッカレバー５５２に結合されている間、吸気バルブ２２又は排気バルブ２４の所望のリフトを生成するように、カムシャフトローブ５１０の第１の部分によって回転される。入力ロッカ５６０は、入力ロッカレバー５６０と出力ロッカレバー５５２との結合を防止するために、入力ロッカレバー５６０と出力ロッカレバー５５２とをずらすように、カムシャフトローブ５１０の第２の部分によって回転される。入力ロッカレバー５６０は、入力ロッカレバー５６０と出力ロッカレバー５５２とを結合するために、入力ロッカレバー５６０と出力ロッカレバー５５２とを位置合わせするように、カムシャフトローブ５１０の第３の部分によって回転される。
【0019】
一実施形態では、カムシャフト５２０は、クランクシャフト１８のクランク角度の所望の許容範囲の外側でのロッカレバー５５２と５６０との結合を防止するために、ロッカレバー５５２と５６０とがずらされるように構成されたカムシャフトローブ５００、５１０を含む。クランク角度の所望の範囲外でロッカレバー５５２、５６０を結合することを禁止することにより、切り替え装置がロッカレバー５５２、５６０のうちの１つによってバルブリフト事象中にロッカレバー５５２、５６０を互いに結合することを防止し、切り替え装置が切り替え動作に伴うロッカレバー５５２、５６０との完全な又は適切な係合を達成することを防止し得る。
【0020】
一実施形態では、ロッカレバー５６０と吸気バルブ２２又は排気バルブ２４との関連付けを防止するために、ロッカレバー５６０をずらす第１の部分５１２を含むカムシャフトローブ５１０を含むカムシャフトが提供される。カムシャフトローブ５１０は、ロッカレバー５６０が吸気バルブ２２又は排気バルブ２４に関連付けられている間、ロッカレバー５６０を介して吸気バルブ２２又は排気バルブ２４を開くためのリフトを生成する第２の部分５１４を含む。カムシャフトローブ５１０は、ロッカレバー５６０を吸気バルブ２２又は排気バルブ２４に関連付けるためにロッカレバー５６０を位置合わせする第３の部分５１６を含む。
【0021】
本開示のロッカシステム５４０のロッカレバー５５２、５６０を選択的に結合することによって達成することができる機能動作モードとしては、例えば、公称又は標準の吸気バルブ及び排気バルブ動作、ミラーサイクルの吸気バルブ動作、４行程エンジン圧縮ブレーキの排気バルブ動作、吸気バルブ及び／若しくは排気バルブの気筒休止、吸気バルブ及び排気バルブの２行程エンジン圧縮ブレーキ、可変スワールの吸気バルブ動作、動的スキップファイア、及び／又は公称及び代替バルブリフト並びに／又は開閉タイミング動作が挙げられる。
【0022】
気筒１４の例示的な一実施形態が図２に示されており、本明細書では、任意の好適な気筒の実施形態が企図されることが理解される。気筒１４は、典型的には、ピストン１６が気筒１４の燃焼チャンバ２８内を往復移動することによって回転するクランクシャフト１８に動作可能に取り付けられた、ピストン１６を収容する。気筒１４の気筒頭部２０内には、少なくとも１つの吸気バルブ２２と、少なくとも１つの排気バルブ２４と、特定の実施形態では、気筒１４によってピストン１６と気筒頭部２０との間に形成された燃焼チャンバ２８に燃料を提供する燃料噴射器２６と、が存在する。他の実施形態では、燃料は、ポート噴射によって、又は燃焼チャンバ２８上流の吸入システム内のインジェクションによって、燃焼チャンバ２８に提供することができる。更に、以下の議論では、各気筒１４は、２つの吸気バルブ２２と、２つの排気バルブ２４と、を含むが、それらが全ての実施形態において必要なわけではない。
【0023】
本明細書における「４行程」という用語は、エンジンのクランクシャフト１８の２つの別個の回転中にピストン１６が完了する次の４つの行程－吸気、圧縮、出力、排気－を意味し、これは回転の７２０度のクランク角度（crank angle degree、ＣＡＤ）にわたって起こる燃焼サイクルである。行程は、ピストン１６が気筒１４の気筒頭部２０の頂部にあるときの上死点（top dead center、ＴＤＣ）、又はピストン１６が気筒１４のその最下点に到達したときの下死点（bottom dead center、ＢＤＣ）から始まる。
【0024】
図３を更に参照すると、吸気バルブ（intake valve、ＩＶ１）及び排気バルブ（exhaust valve、ＥＶ１）の燃焼サイクル中の、例示的な公称又は標準吸気バルブ及び排気バルブの開閉プロファイルが示されている。ＩＶ１の吸気行程中に、ピストン１６は気筒１４の気筒頭部２０から離れて気筒の底部（図示せず）まで下降し、それによって、気筒１４の燃焼チャンバ２８内の圧力を低下させる。吸気バルブ２２が開いたときに吸気バルブ２２を通して空気を吸入することによって、燃焼チャージが燃焼チャンバ２８内で生じる。
【0025】
燃料噴射器２６からの燃料は、例えば、燃料タンク３２に接続された高圧コモンレールシステム３０（図１）によって供給することができる。燃料タンク３２からの燃料は、燃料ポンプ（図示せず）によって吸引されて、コモンレール燃料システム３０に送給される。燃料ポンプから送給された燃料は、コモンレール燃料システム３０内に蓄積され、蓄積された燃料は、燃料ライン３４を通して各気筒１４の燃料噴射器２６に供給される。コモンレールシステム内に蓄積された燃料は、各気筒１４の燃焼チャンバ２８に送達される燃料の燃料圧力を上昇させて制御するように加圧することができる。しかしながら、上述したように、任意のタイプの燃料送達システムが企図される。
【0026】
標準又は公称動作モードにおける圧縮行程中、吸気バルブ２２及び排気バルブ２４は両方とも、図３及び図４のＩＶ１及びＥＶ１の公称バルブリフトプロファイルによって指し示されるように、ＴＤＣで閉じることができる。ピストン１６がＴＤＣに向かって戻り、ＴＤＣ付近での主噴射事象において燃料が圧縮吸気中に噴射され、短い遅延の後に、圧縮混合気が燃焼チャンバ２８内で発火する。エンジン１２がディーゼルエンジンである場合、これは、燃焼チャージの発火をもたらす。空気と燃料の発火は、燃焼チャンバ２８内の圧力を急激に上昇させ、この圧力が、ＢＤＣに向かう燃焼行程中にピストン１６に印加される。燃焼チャンバ２８内の燃焼位相は、燃焼チャンバ２８内の圧力の上昇がピストン１６を押して、ピストン１６が正味の正の力／作業／動力を提供するように較正される。
【0027】
図３及び図４のＥＶ１（公称）によって示されるように、排気行程中には、ピストン１６がＴＤＣに向かって戻り、一方で、排気バルブ２４が開く。この動作により、燃焼チャンバ２８内での燃料の燃焼による燃焼生成物を排出して、使用済みの混合気（排気ガス）を、排気バルブ２４を通して外へ吐出する。次の燃焼サイクルは、下で更に論じるように、気筒休止状態又は交互バルブリフト状態が要求されない限り、これらの同じ吸気バルブ及び排気バルブの開閉プロファイルを使用して起こる。
【0028】
図１を再度参照すると、吸気は、吸気通路３６及び吸気マニホールド３８を通って流れた後に、吸気バルブ２２に到達する。吸気通路３６は、ターボチャージャ４０の圧縮機４１ａ及び吸気スロットル４２に接続され得る。吸気は、エアクリーナ（図示せず）によって浄化し、圧縮機４１によって圧縮し、次いで、吸気スロットル４２を通して燃焼チャンバ２８内へ吸引することができる。吸気スロットル４２は、気筒内への空気の流れに影響を及ぼすように制御することができる。
【0029】
吸気通路３６には、圧縮機４１の下流に提供される任意選択のクーラ４４を更に設けることができる。一例では、クーラ４４は、チャージエアクーラ（charge air cooler、ＣＡＣ）とすることができる。この例では、圧縮機４１は、吸気の温度及び圧力を上昇させることができ、一方で、ＣＡＣ４４は、チャージ密度を上昇させて、より多くの空気を気筒に提供することができる。別の例では、クーラ４４は、低温アフタークーラ（low temperature aftercooler、ＬＴＡ）とすることができる。ＣＡＣ４４は、冷却媒体として空気を使用し、一方で、ＬＴＡは、冷却媒体として冷却剤を使用する。
【0030】
排気ガスは、燃焼チャンバ２８から、気筒１４を排気通路４６に接続する排気マニホールド４８からの排気通路４６内へ流出する。排気通路４６は、ターボチャージャ４０のタービン４３及びウェイストゲート５０に、次いで、後処理システム５２に接続されている。燃焼チャンバ２８から排出された排気ガスは、タービン４３を駆動して回転させる。ウェイストゲート５０は、排気ガスの一部が通路５４を通ってタービン４３をバイパスすることを可能にする装置である。ウェイストゲート５０は、開／閉（二位置）型バルブ、又はバイパス流量の制御を可能にするフルオーソリティバルブ、又はそれらの間の任意のものであり得る制御バルブ５６を含むことができる。排気通路４６は、更に又は代替的に、排気通路４６を通る排気ガスの流量を調節するための排気スロットル５８を含むことができる。バイパス流量及びタービン流量の組み合わせであり得る排気ガスは、次いで、後処理システム５２に進入する。他の実施形態は、可変吸気口タービン、タービンのないシステム、及び／又は圧縮機のないシステムを企図する。
【0031】
任意選択的に、排気ガスの一部は、ＥＧＲ通路（図示せず）を介して吸入システム内へ再循環させることができる。ＥＧＲ通路は、タービン４３ｂの上流の排気通路を、吸気スロットル４２の下流の吸気通路３６に接続することができる。代替的又は追加的に、低圧ＥＧＲシステム（図示せず）を、タービン４３の下流に及び圧縮機４１の上流に提供することができる。ＥＧＲバルブは、ＥＧＲ通路を通るＥＧＲの流量を調節するために提供することができる。ＥＧＲ通路には、ＥＧＲクーラ及びＥＧＲクーラの周りのバイパスを更に設けることができる。
【0032】
後処理システム５２は、排気ガス中の一酸化炭素、一酸化窒素、二酸化窒素、炭化水素、及び／又は煤煙を含む有害成分であり得る、排気ガスからの材料を取り扱う及び／又は除去するのに有用な１つ以上の装置を含み得る。いくつかの例では、後処理システム５２は、触媒装置及び粒子状物質フィルタのうちの少なくとも１つを含むことができる。触媒装置は、ディーゼル酸化触媒（diesel oxidation catalyst、ＤＯＣ）装置、アンモニア酸化（ammonia oxidation、ＡＭＯＸ）触媒装置、選択触媒還元（selective catalytic reduction、ＳＣＲ）装置、三元触媒（three-way catalyst、ＴＷＣ）、リーンＮＯＸトラップ（lean NOX trap、ＬＮＴ）などとすることができる。還元触媒としては、任意の好適な還元触媒、例えば、尿素選択還元触媒、を挙げることができる。粒子状物質フィルタは、ディーゼル微粒子フィルタ（diesel particulate filter、ＤＰＦ）、部分流粒子フィルタ（partial flow particulate filter、ＰＦＦ）などとすることができる。ＰＦＦは、流れの一部分中の粒子状物質を捕捉するように機能し、対照的に、排気ガスの全量は、粒子フィルタを通過する。
【0033】
コントローラ８０は、各種センサから入力としてデータを受信し、各種アクチュエータへ出力としてコマンド信号を送信するために提供される。採用され得る様々なセンサ及びアクチュエータのいくつかを、以下で詳細に説明する。コントローラ８０は、例えば、プロセッサ、メモリ、クロック、及び入力／出力（input/output、Ｉ／Ｏ）インターフェースを含むことができる。
【0034】
システム１０は、吸気マニホールド圧力／温度センサ７０、排気マニホールド圧力／温度センサ７２、１つ以上の後処理センサ７４（差圧センサ、温度センサ、圧力センサ、成分センサ、など）、エンジンセンサ７６（燃焼チャンバに供給される混合気の空燃比、クランク角、クランクシャフトの回転速度、などを検出することができる）、並びに燃料、コモンレール３８、及び／又は燃料噴射器２６の燃料圧力及び／又は他の特性を検出するための燃料センサ７８、などの、様々なセンサを含む。エンジンシステムの当技術分野で既知の任意の他のセンサが企図される。
【0035】
システム１０はまた、吸気バルブ２２を開閉するための、排気バルブ２４を開閉するための、燃料噴射器２６からの燃料を噴射するための、ウェイストゲートバルブ５６を開閉するための、吸気スロットル４２のための、及び／又は排気スロットル５８のための、様々なアクチュエータも含むことができる。更に、１つの実施形態では、吸気バルブ２２及び排気バルブ２４を開閉するためのアクチュエータは、図２に概略的に示されるように、バルブ作動（valve actuation、ＶＡ）システム９０の一部として設けられ、ＶＡシステム９０を介して吸気バルブ２２及び排気バルブ２４に連結されたカムシャフトローブ５００、５１０によって決定されるタイミングで、吸気バルブ２２及び排気バルブ２４の開閉を生成するため、それぞれのカムシャフトローブ５００、５１０によって回転されるロッカレバー５５２、５６０を含む。
【0036】
特定の動作条件の間、吸気バルブ２２及び排気バルブ２４のうちの１つ以上に対して、１つ以上の代替的なバルブリフトプロファイルが所望され得る。例えば、図３及び図４には、ＥＶ１のブレーキプロファイルが示されており、排気バルブは、圧縮解放ブレーキを提供するために、動力行程の上死点の前及び動力行程の少なくとも一部分の間に開かれる。圧縮解放ブレーキを提供するために、ＶＡシステム９０は、排気バルブ２４を開いて圧縮解放ブレーキの開閉タイミングを提供するためのアクチュエータに連結され得るカムローブプロファイルを有するカムを含むことができる。
【0037】
図５では、例えば、図３及び図４のＥＶ１及び／又はＩＶ１に示されるような公称バルブリフトを提供するために、基礎円部分５０２及びバルブリフト部分５０４を含む第１のカムローブ５００を有する例示的なカムシャフト５００が示されている。図６には、カムシャフト５２０のカムローブ５１０が示されており、これは、図４に示されているような圧縮解放ブレーキのためのような、代替的なバルブリフトプロファイルを提供する。カムローブ５１０は、ロッカレバー５５２、５６０を互いに結合するためのスイッチのタイミングのずれた作動が問題となり、スイッチの十分な又は完全な係合を防止する可能性があるクランク角度の範囲の間、ロッカレバーをずらすように構成されている。
【0038】
カムローブ５１０は、ＶＡシステム９０によって吸気バルブ２２及び／又は排気バルブ２４のためのアクチュエータに関連付けられて、カムローブ５１０によって移動されるロッカレバー５６０を、吸気バルブ２２及び／又は排気バルブ２４の開閉を制御するロッカレバーに選択的に結合することによって、代替的なバルブリフト事象を提供することができる。カムローブ５１０は、基礎円部分である第１の部分５１２と、バルブリフト部分である第２の部分５１４とを有するカムローブプロファイルを含む。カムローブ５１０はまた、基礎円部分とバルブリフト部分との間の位置合わせ部分である第３の部分５１６を含む。カムローブ５１０は、第２の部分５１４と第３の部分５１６との間に移行部分５１８を更に含み得、移行部分５１８は、ロッカレバーをずらし、バルブが持ち上げられている間に第２の部分５１４に沿ったクランク角でのロッカレバー５５２と５６０との結合を防止するように、第３の部分５１６よりも小さい。
【0039】
図４に戻って参照すると、カムローブ５００、５１０によって提供されるリフトバルブが示されている。カムローブ５００のバルブリフト部分５０４は、第１のロッカレバー５５２を制御して、ＥＶ１のための公称排気バルブ開口部を生成し、一方、カムローブ５１０の第２の部分５１４は、第２のロッカレバー５６０を制御して、圧縮解放ブレーキのためにタイミングがとられた排気バルブ開口事象を生成する。カムローブ５１０の第１の部分５１２は、ロッカレバー５５２と５６０とが第１の部分５１２に沿ってずらされるように、カムローブ５００の基礎円部分５０２よりも小さい基礎円である。カムローブ５１０によって制御されるロッカレバーの位置決めがカムローブ５１０の第３の部分５１６に沿っているとき、ロッカレバー５５２、５６０は、バルブリフト部分５０４によって生成されるバルブリフトと組み合わせて第２の部分５１４によって生成される圧縮解放ブレーキを提供するために、位置合わせされ、結合されることができる。対照的に、図３は、ロッカレバーがそれぞれのバルブリフト部分によって制御されるときを除いてロッカレバーのずれがないように、公称排気バルブ開閉及び圧縮解放ブレーキ開閉を制御するカムローブの両方の基礎円部分が同じサイズである配置を示す。
【0040】
図７は、バルブトレイン５５０を有するバルブ作動システム９０の一実施形態を示す。バルブトレイン５５０は、カムシャフト５２０によって移動可能な第１のロッカレバー５５２及び第２のロッカレバー５６０を含む。第１のロッカレバー５５２は、ロッカシャフトのような構成要素５７０の周りの移動のためにカムローブ５００によって制御され、第２のロッカレバー５６０は、構成要素５７０の周りの移動のためにカムローブ５１０によって制御される。代替的に、第１のロッカレバー５５２は、出力ロッカレバーであってもよく、カムシャフト５２０に沿って、関連付けられたカムローブに直接連結された１つ以上の他の入力ロッカレバーに結合されてもよい。
【0041】
切り替え装置５８０は、ロッカレバー５６０をロッカレバー５５２に選択的に結合又は接続するように移動可能である、ロッカレバー５６０などのロッカレバー５５２、５６０のうちの１つに収容されたスイッチ５８２を含む。例えば、図８では、ロッカレバー５５２、５６０は、スイッチ５８２の位置５８２ａによって示されるように、スイッチ５８２がロッカレバー５５２の位置合わせされた通路５５４内に移動され得るように、互いに位置合わせされて示されている。スイッチ５８２は、例えば、ロッカレバー５５２、５６０を結合及び結合解除するために、通路５５４の中及び／又は外に移動される１つ以上のピンを含むことができる。
【0042】
ロッカレバー５５２、５６０の間の位置合わせは、ロッカレバー５６０の位置がカムローブ５１０の第３の部分５１６によって制御されている間にのみ起こる。ロッカレバー５６０が第１の部分５１２に沿った基礎円によって制御されるとき、ロッカレバー５６０は、図９に示されるように、ロッカレバー５５２とずらされている。通路５５４がスイッチ５８２と位置合わせされていないので、このずれは、スイッチ５８２がロッカレバー５５２の通路５５４内に移動可能になることを防止する。
【0043】
一実施形態では、図２３のフローチャートに示されるように、ロッカシステム５４０を動作させる方法６００が企図される。方法６００は、例えば、カムローブ５１０により入力ロッカレバー５６０と出力ロッカレバー５５２とを位置合わせすること６０２を含むことができる。位置合わせは、例えば、カムシャフトローブ５１０の第３の部分５１６を使用して入力ロッカレバー５６０を出力ロッカレバー５５２に対して所定の配向に位置決めして、切り替え装置５８０がロッカレバー５５２、５６０を互いに結合できるようにすることを含むことができる。次に、位置合わせされた入力ロッカレバー５６０は、例えば切り替え装置５８０を使用して６０４で出力ロッカレバー５５２に結合される。方法６００は、カムシャフトローブ５１０によって誘導された入力ロッカレバー５６０の移動に応答して、出力ロッカレバー５５２により吸気バルブ２２及び排気バルブ２４のうちの少なくとも１つを持ち上げること６０６を更に含むことができる。例えば、ロッカレバー５６０を介して吸気バルブ２２又は排気バルブ２４を持ち上げるロッカレバー５５２の移動は、ロッカレバー５６０に作用するカムシャフトローブ５１０の第３の部分５１６による、ロッカシャフトなどのエンジン構成要素５７０の周りのロッカレバー５６０の回転であり得る。
【0044】
次に、入力ロッカレバー５６０は、６０８で出力ロッカレバー５５２から結合解除することができる。一実施形態では、結合解除は、上述した切り替え装置５８０などのスイッチの係合を解除又は接続解除することを含むことができる。次いで、入力ロッカレバー５６０は、６１０において、カムシャフトローブ５１０により入力ロッカレバー５６０と出力ロッカレバー５５２とが位置合わせされるまで入力ロッカレバー５６０と出力ロッカレバー５５２との結合を防止するために、カムシャフトローブ５１０により出力ロッカレバー５５２とずらされる。一実施形態では、ロッカレバー５５２と５６０とをずらすことは、切り替え装置５８０がロッカレバー５６０をロッカレバー５５２に係合可能になることを防止するために、カムシャフトローブ５１０の第１の部分５１２によりロッカレバー５６０をロッカレバー５５２に対してずれた位置まで回転させることを含む。
【0045】
図１０～図１７を参照すると、ＶＡシステム９０の一実施形態に関する更なる詳細が示されており、ＶＡシステム９０は、気筒休止状態の下で気筒１４のうちの１つ以上の気筒休止を、並びに／又は上で論じた標準リフトプロファイルに加えて、１つ以上の気筒１４の吸気バルブ及び／又は排気バルブの交互リフトプロファイルを提供するように適用可能である。図１０及び図１１は、吸気側の第１のＶＡシステム９０ａ及び排気側の第２のＶＡシステム９０ｂを示し、これらは本明細書では集合的に及び個々にＶＡシステム９０と称され得る。ＶＡシステム９０は、吸気バルブ２２の一方又は両方の動作のために、排気バルブ２４の一方又は両方の動作のために、吸気バルブ２２のうちの１つ及び排気バルブ２４のうちの１つの動作のために、又は、吸気バルブ２２及び排気バルブ２４の全ての動作のために提供することができる。加えて、第１のＶＡシステム９０ａは、排気バルブ２４の１つ以上のリフトプロファイルとは異なる、吸気バルブ２２の１つ以上のリフトプロファイルを提供することができる。
【0046】
具体的には、第１のＶＡシステム９０ａは、気筒１４のうちの１つ以上に沿って吸気側カムシャフト９２のローブに係合するように構成された第１のロッカシステム１００ａを含む。代替的又は追加的に、第２のＶＡシステム９０ｂは、気筒１４のうちの１つ以上に沿って排気側カムシャフト９４のローブに係合するように構成された、同じ、同様の、又は異なる第２のロッカシステム１００ｂを含み得る。第１及び第２のロッカシステム１００ａ、１００ｂは、本明細書では個々に又は集合的にロッカシステム１００と称され得る。
【0047】
例示された実施形態では、吸気側カムシャフト９２は、吸気バルブ２２に少なくとも２つの異なるバルブリフトプロファイルを提供する３つのカムシャフトローブ９３ａ、９３ｂ、９３ｃ（総称してカムシャフトローブ９３と呼ばれる）を含み、排気側カムシャフト９４は、排気バルブ２４に少なくとも２つの異なるバルブリフトプロファイルを提供する３つのカムシャフトローブ９５ａ、９５ｂ、９５ｃ（総称してカムシャフトローブ９５と呼ばれる）を含む。他の実施形態は、カムシャフト９２、９４の一方又は両方に２つだけのローブ９３、９５、又は３つ以上のローブ９３、９５を企図する。例示された実施形態でのそれぞれのカムシャフトの３つのカムシャフトローブ９３，９５は、例えば、関連付けられたバルブ２２、２２の関連付けられた公称又は標準リフトプロファイル、並びにそのそれぞれのバルブシートからのバルブリフトの高さ及び／又はタイミングが標準リフトプロファイルとは異なる、バルブ２２、２４及びの１つ以上の補助リフトプロファイルを提供することができる。加えて、カムシャフトローブ９３、９５の少なくとも１つは、ロッカレバーが別のロッカレバーに結合されるのを防止するために、クランク角度の第１の範囲中に、関連付けられたロッカレバーをずらし、バルブリフト前のクランク角度の第２の範囲の間、別のロッカレバーに結合するために、関連付けられたロッカレバーを位置合わせするために、上で説明したカムローブ５１０のようなカムローブプロファイルを含み得る。
【0048】
更に図１２～図１４を参照すると、ロッカシステム１００は、出力ロッカレバー１０２と少なくとも１つの入力ロッカレバーとを含む。例示された実施形態では、ロッカシステム１００は、第１の入力ロッカレバー１０４、第２の入力ロッカレバー１０６、及び第３の入力ロッカレバー１０８を含み、これらは各々、隣り合わせの関係でロッカシャフト１２０などのエンジン構成要素に回転可能に取り付けられる。第１の入力ロッカレバー１０４は、対応するカムシャフトローブ９３ａ、９５ａと接触する第１のローラ１１０を含む。第２の入力ロッカレバー１０６は、対応するカムシャフトローブ９３ｂ、９５ｂと接触する第２のローラ１１２を含む。第３の入力ロッカレバー１０８は、対応するカムシャフトローブ９３ｃ、９５ｃと接触する第３のローラ１１４を含む。以下に更に説明するように、入力ロッカレバー１０４、１０６、１０８のうちの１つ以上は、出力ロッカレバー１０２に選択的に接続可能であり、それぞれのカムシャフトローブ９３、９５からの吸気バルブ２２又は排気バルブ２４の接続されたものに動きを伝達する。加えて、入力ロッカレバー１０４、１０６、１０８は、気筒休止中にバルブリフトが提供されないように、出力ロッカレバー１０２から接続解除することができる。
【0049】
付勢機構１２２は、出力ロッカレバー１０２及び入力ロッカレバー１０４、１０６、１０８のそれぞれと各々接触し、対応するローラ１１０、１１２、１１４をそれぞれのカムシャフトローブ９３、９５と接触するように付勢するばね１２４、１２６、１２８を含む。出力ロッカレバー１０２のそれぞれのアーム１０２ａ、１０２ｂに、更には、吸気バルブ２２又は排気バルブ２４のうちの対応するバルブに接続される液圧ラッシュアジャスタ１３０、１３２も例示されている。付勢機構１２２は、例示された実施形態では液圧ラッシュアジャスタ１３０、１３２とは反対側のロッカシステム１００の側に位置しているが、これは必須ではない。別の実施形態では、液圧ラッシュアジャスタ１３０、１３２の代わりに、又はそれらに加えて、調整ネジ又はエレファントフットが設けられてもよい。気筒頭部に取り付けるためにロッカ台座１３４を設けることもできるが、ロッカ台座１３４のない実施形態も企画される。加えて、ロッカレバーが載置される気筒頭部に組み込まれたエンドピボットなどの任意の好適なエンジン構成要素の周りにロッカレバーが載置可能である、ロッカシャフト１２０のない実施形態が企図される。
【0050】
ロッカシステム１００は、第１の入力ロッカレバー１０４を出力ロッカレバー１０２に選択的に接続若しくは結合し、及び接続解除若しくは結合解除し、関連付けられたカムシャフトローブ９３ａ、９５ａからの吸気バルブ２２及び／又は排気バルブ２４の接続されたものへの動きを伝達するか、又はそれらの動きの伝達を防止するための第１のバルブリフトスイッチ１５０を含むことができる。ロッカシステム１００はまた、第２及び第３の入力ロッカレバー１０６、１０８のうちの一方又は両方を出力ロッカレバー１０２に選択的に接続及び結合し、関連付けられたカムシャフトローブ９３ｂ、９５ｂ、９３ｃ、９５ｃからの吸気バルブ２２及び／又は排気バルブ２４の接続されたものへの動きを伝達するか、又はそれらの動きの伝達を防止するための第２のバルブリフトスイッチ２００を含むことができる。上で論じたように、カムシャフトローブ９３、９５のうちの１つ以上は、スイッチ１５０及び／又はスイッチ２００の作動のために、関連付けられたロッカレバー１０４、１０６、１０８を位置合わせする第３の部分５１６を備えたローブプロファイル、及びスイッチ１５０及び／又はスイッチ２００の作動を防止するために、関連付けられたロッカレバー１０４、１０６、１０８をずらす、第１の部分５１２に沿った異なるサイズの基本円を含むことができる。
【0051】
図１５～図１７を更に参照すると、第１のバルブリフトスイッチ１５０は、出力ロッカレバー１０２内に、及びそこから第１の入力ロッカレバー１０４まで延在する孔１５２内に収容されている。第１のスイッチ１５０は、端部どうしを当接係合した複数のシャーピン部１７０、１７２、１７４を備えたばね付勢の第１のバルブリフトピン１５６を含む第１のバルブリフトピンアセンブリ１５４を含む。図１５に示されるように、第１のバルブリフトピン１５６は、通常、第１の入力ロッカレバー１０４が出力ロッカレバー１０２に接続されるように、ばね１５８ａ、１５８ｂを介して係合位置に付勢される。係合位置では、バルブリフトピン１５６がロッカレバー１０２と１０４との間でジョイント１６０、１６２に架かり、ジョイント１６０、１６２において剪断界面１６０ａ、１６２ａを形成する。第１のバルブリフトスイッチ１５０の係合位置は、カムシャフトローブ９２ａ、９４ａから吸気バルブ２２又は排気バルブ２４の標準又は公称リフトが要求される動作状態中に使用される。
【0052】
ロッカレバー１０２、１０４を互いから接続解除又は結合解除するために、液圧流体圧力が、エンジン１２の液圧システムを介して、エンジン１２のロッカシャフト１２０から、開口部１６６を通して孔１５２内に、及び孔１５２の一方の端部の空間１６４内に供給される。図１６及び図１７に示されるように、液圧は、バルブリフトピン１５６を基部１６８と接触させるように変位させて、ばね１５８ａ、１５８ｂを圧縮する。この状態では、シャーピン部１７０と１７２との間の接合部がジョイント１６０と整列され、シャーピン部１７２と１７４との間の接合部がジョイント１６２と整列される。この係合解除位置は、第１のバルブリフトピン１５６のどの部分もジョイント１６０、１６２に架からないので、剪断界面１６０ａ、１６２ａが除去される。その結果、第１の入力ロッカレバー１０４の回転は出力ロッカレバー１０２には伝達されず、カムシャフトローブ９３ａ、９５ａによって付与される動きは、吸気バルブ２２又は排気バルブ２４には伝達されず、付勢ばね１２４によって吸収される。第１のバルブリフトスイッチ１５０の非係合位置は、気筒休止が所望される運転条件中、及び／又は第２及び第３の入力ロッカ１０６、１０８からの交互のリフトプロファイルがカムシャフトローブ９３ｂ、９５ｂ、９３ｃ、９５ｃから所望される間に使用される。
【0053】
第２のバルブリフトスイッチ２００は、出力ロッカレバー１０２内に、及びそこから第２の入力ロッカレバー１０６及び第３の入力ロッカレバー１０８まで延在する孔２０２に収容されている。第２のバルブリフトスイッチ２００は、端部どうしを当接係合した複数のシャーピン部２２０、２２２を備えた第２のバルブリフトピン２０６を含む第２のバルブリフトピンアセンブリ２０４を含む。図１５及び図１６に示されるように、第２のバルブリフトピン２０６は、通常、ばね２０８を介して係合解除位置に付勢される。
【0054】
図１７に示される係合位置では、第２の入力ロッカレバー１０６及び第３の入力ロッカレバー１０８が出力ロッカレバー１０２に接続される。係合位置では、バルブリフトピン２０６がロッカレバー１０２、１０６、１０８の間でジョイント２１０、２１２に架かり、ジョイント２１０、２１２において剪断界面２１０ａ、２１２ａを形成する。第２のバルブリフトスイッチ２００の係合位置は、吸気バルブ２２又は排気バルブ２４の代替リフトが入力ロッカレバー１０６、１０８を介してカムシャフトローブ９３ｂ、９５ｂ、９３ｃ、９５ｃから得られることが所望される動作条件中に使用される。ロッカレバー１０２、１０６、１０８を互いに接続又は結合するために、液圧流体圧力が、エンジン１２の液圧システムを介して、エンジン１２のロッカシャフト１２０から、開口部２１６を通して、孔２０２内に、及び孔２０２の一方の端部の制御圧力空間２１４内に供給される。図１７に示されるように、液圧流体圧力は、バルブリフトピン２０６を基部２１８と接触させるように変位させて、ばね２０８を圧縮する。
【0055】
図１５及び図１６の係合解除状態では、シャーピン部２２０と２２２との間の接合部がジョイント２１０と整列し、シャーピン部２２２の端部が、シャーピン部２２２がジョイント２１２に架からないように、出力ロッカレバー１０２内に位置付けられている。この係合解除位置は、第２のバルブリフトピン２０６のどの部分もジョイント２１０、２１２に架からないので、剪断界面２１０ａ、２１２ａが除去される。その結果、第２及び第３の入力ロッカレバー１０６、１０８の回転は出力ロッカレバー１０２に伝達されず、カムシャフトローブ９３ｂ、９５ｂ、９３ｃ、９５ｃによって付与される動きは、吸気バルブ２２又は排気バルブ２４には伝達されず、付勢ばね１２６、１２８によって吸収される。第２のバルブリフトスイッチ２００の非係合位置は、気筒休止が所望される動作条件中、又は第１の入力ロッカ１０４からの公称又は標準リフトプロファイルのみがカムシャフトローブ９３ａ、９５ａに所望される間使用される。
【0056】
図１８～図２２は、別の実施形態のロッカシステム３００を例示する。ロッカシステム３００は、上述のロッカシステム１００と同様とすることができ、以下の説明は、ロッカシステム１００とは異なるロッカシステム３００の特徴を対象とする。上で論じたロッカシステム１００の１つ以上の態様又は特徴は、ロッカシステム３００に提供することができ、逆も可能である。
【0057】
図１８及び図１９を参照すると、ロッカシステム３００は、出力ロッカレバー３０２と、第１の入力ロッカレバー３０４と、第２の入力ロッカレバー３０６と、第３の入力ロッカレバー３０８と、を含み、各々が、ロッカシャフト１２０などのエンジン構成要素に回転可能に取り付け可能である。第１の入力ロッカレバー３０４は、対応するカムシャフトローブ９３ａ、９５ａと接触する第１のローラ３１０を含む。第２の入力ロッカレバー３０６は、対応するカムシャフトローブ９３ｂ、９５ｂと接触する第２のローラ３１２を含む。第３の入力ロッカレバー３０８は、対応するカムシャフトローブ９３ｃ、９５ｃと接触する第３のローラ３１４を含む。入力ロッカレバー３０４、３０６、３０８のうちの１つ以上は、それぞれのカムシャフトローブ９３、９５から吸気バルブ２２又は排気バルブ２４の接続されたものに動きを伝達するように、出力ロッカレバー３０２に選択的に接続可能である。加えて、入力ロッカレバー３０４、３０６、３０８は、気筒休止中にバルブリフトが提供されないように、出力ロッカレバー３０２から接続解除することができる。
【0058】
付勢機構３２２は、出力ロッカレバー３０２及び入力ロッカレバー３０４、３０６、３０８のそれぞれの１つと各々接触し対応するローラ３１０、３１２、３１４を付勢してそれぞれのカムシャフトローブと接触させるばね３２４、３２６、３２８を含む。付勢機構３２２は、第１の入力ロッカレバー３０４のばね３２４がロッカアセンブリの液圧ラッシュアジャスタ３３０、３３２と同じ側に設けられている点で付勢機構１２２とは異なる。液圧ラッシュアジャスタ３３０、３３２は、出力ロッカレバー３０２のそれぞれのアーム３０２ａ、３０２ｂ及び吸気バルブ２２又は排気バルブ２４の対応するものに接続される。
【0059】
ロッカシステム３００は、第１の入力ロッカレバー３０４を出力ロッカレバー３０２に選択的に接続又は接続解除し、関連付けられたカムシャフトローブ９３ａ、９５ａからの吸気バルブ２２及び／又は排気バルブ２４の接続されたものへの動きを伝達するか、又はそれらの動きの伝達を防止するための第１のバルブリフトスイッチ３５０を含む。ロッカシステム３００はまた、第２及び第３の入力ロッカレバー３０６、３０８のうちの１つ又は両方を出力ロッカレバー３０２に選択的に接続及び結合し、関連付けられたカムシャフトローブ９３ｂ、９５ｂ、９３ｃ、９５ｃからの吸気バルブ２２及び／又は排気バルブ２４の接続されたものへの動きを伝達するか、又はそれらの動きの伝達を防止するための第２のバルブリフトスイッチ４００を含む。上で論じたように、カムシャフトローブ９３、９５のうちの１つ以上は、スイッチ３５０及び／又はスイッチ４００の作動のために、関連付けられたロッカレバー３０４、３０６、３０８を位置合わせする第３の部分５１６を備えたローブプロファイル、及びスイッチ３５０及び／又はスイッチ４００の作動を防止するために、関連付けられたロッカレバー３０４、３０６、３０８をずらす、第１の部分５１２に沿った異なるサイズの基本円を含むことができる。
【0060】
図２０～図２２を更に参照すると、第１のバルブリフトスイッチ３５０は、出力ロッカレバー３０２内に、及びそこから第１の入力ロッカレバー３０４まで延在する孔３５２内に収容されている。図２０に示されるように、第１のバルブリフトスイッチ３５０は、第１のバルブリフトピンアセンブリ３５４を含み、これは、通常、第１の入力ロッカレバー３０４が出力ロッカレバー３０２に接続されるように、ばね３５８を介して互いから離れるように係合位置に付勢される複数のシャーピン部３７０、３７２を備えた第１のバルブリフトピン３５６を含む。係合位置では、バルブリフトピン３５６がロッカレバー３０２と３０４との間でジョイント３６０、３６２に架かり、ジョイント３６０、３６２において剪断界面３６０ａ、３６２ａを形成する。第１のスイッチ１５０の係合位置は、カムシャフトローブ９３ａ、９５ａから吸気バルブ２２又は排気バルブ２４の基準又は公称リフトが要求される動作状態中に使用される。
【0061】
ロッカレバー３０２、３０４を互いから接続解除又は結合解除するために、液圧流体圧力が、エンジン１２の液圧システムを介して、エンジン１２のロッカシャフト１２０から、開口部３６６ａ、３６６ｂを通して孔３５２内に、及び孔３５２の対向する両端部の空間３６４ａ、３６４ｂ内に供給される。図２１及び図２２に示されるように、液圧流体圧力は、ばね３５８を圧縮することによって、シャーピン部３７０、３７２を互いに向かって変位させる。この状態では、シャーピン部３７０、３７２全体が第１の入力ロッカレバー３０４内に移動される。この係合解除位置は、第１のバルブリフトピン３５６のどの部分もジョイント３６０、３６２に架からないので、剪断界面１６０ａ、１６２ａが除去される。結果として、第１の入力ロッカレバー３０４の回転は、出力ロッカレバー３０２に伝達されず、カムシャフトローブ９３ａ、９５ａによって付与される動きは、吸気バルブ２２又は排気バルブ２４に伝達されない。第１のバルブリフトスイッチ３５０の非係合位置は、気筒休止が所望される運転条件中、及び／又は第２及び第３の入力ロッカ３０６、３０８からの交互のリフトプロファイルがカムシャフトローブ９３ｂ、９５ｂ、９３ｃ、９５ｃから所望される間に使用される。
【0062】
第２のバルブリフトスイッチ４００は、出力ロッカレバー３０２、第２の入力ロッカレバー３０６、及び第３の入力ロッカレバー３０８の孔４０２内に収容されている。第２のバルブリフトスイッチ４００は、複数のシャーピン部４２０、４２２を備えた第２のバルブリフトピン４０６を孔４０２含む第２のバルブリフトピンアセンブリ４０４を含む。図２０及び図２１に示されるように、シャーピン部４２０及びシャーピン部４２２は、通常、孔４０２内でばね４０８、４０９を介して互いに向かって、及び中央基部４１８に対して係合解除位置に付勢される。
【0063】
図２２に示される係合位置では、第２の入力ロッカレバー３０６及び第３の入力ロッカレバー３０８が出力ロッカレバー３０２に接続される。係合位置では、シャーピン４０６のシャーピン部４２０、４２２がロッカレバー３０２、３０６、３０８の間でジョイント４１０、４１２に架かり、ジョイント４１０、４１２において剪断界面４１０ａ、４１２ａを形成する。第２のバルブリフトスイッチ４００の係合位置は、吸気バルブ２２又は排気バルブ２４の代替リフトが入力ロッカレバー３０６、３０８を介してカムシャフトローブ９３ｂ、９５ｂ、９３ｃ、９５ｃから得られることが所望される動作条件中に使用される。ロッカレバー３０２、３０６、３０８を互いに接続又は結合するために、液圧流体圧力が、エンジン１２の液圧システムを介して、エンジン１２のロッカシャフト１２０から、開口部４１６を通して、孔４０２内に、及びシャーピン部４２０と４２２と間の孔４０２の制御圧力空間４１４内に供給される。図２２に示されるように、液圧流体圧力は、シャーピン部４２０、４２２を基部４１８から変位させ、シャーピン部がジョイント４１０、４１２に架かるようにばね４０８、４０９を圧縮する。
【0064】
係合解除状態では、シャーピン部４２０、４２２が、シャーピン部４２０、４２２がジョイント４１０、４１２に架からないように、出力ロッカレバー３０２内に位置付けられる。この係合解除位置は、第２のバルブリフトピン４０６のどの部分もジョイント４１０、４１２に架からないので、剪断界面４１０ａ、４１２ａが除去される。結果として、第２の入力ロッカレバー３０６及び第３の入力ロッカレバー３０８の回転は、出力ロッカレバー３０２に伝達されず、カムシャフトローブ９３ｂ、９５ｂ、９３ｃ、９５ｃによって付与された動きは、吸気バルブ２２又は排気バルブ２４に伝達されない。第２のバルブリフトスイッチ４００の係合解除位置は、気筒休止が要求される動作状態中に、又は第１の入力ロッカレバー３０４からの公称又は標準リフトプロファイルがカムシャフトローブ９３ａ、９５ａから所望される間に使用される。
【0065】
本明細書で開示されるロッカシステム１００、３００は、単一の液圧アクチュエータを使用して、エンジン１２の１つ以上の気筒１４の吸気バルブ及び／又は排気バルブにおいて複数の動作モードを提供することを可能にすることができる。動作モードは、例えば、標準リフトプロファイル、気筒休止によりリフトなし、及び交互リフトプロファイルを含むことができる。交互リフトプロファイルは、例えば、４行程圧縮ブレーキ又は２行程圧縮ブレーキなどのエンジンブレーキを提供するためのものであり得る。吸気バルブ及び排気バルブの２行程圧縮ブレーキバルブリフトプロファイルは、図３にＩＶ２及びＥＶ２で示されている。圧縮ブレーキ用のリフトプロファイル以外の他の代替リフトプロファイルも企画される。
【0066】
本開示のロッカシステムを使用することによって、バルブ作動アセンブリをアップグレードすることができる。例えば、バルブ作動システムは、吸気バルブ及び排気バルブの標準リフト機能から、気筒休止又は４行程圧縮ブレーキを含むようにアップグレードすることができる。バルブ作動システムはまた、吸気バルブ及び排気バルブの標準リフト機能から、気筒休止及び４行程圧縮ブレーキを含むようにアップグレードすることもできる。バルブ作動システムはまた、吸気バルブ及び排気バルブの標準リフト機能から、気筒休止及び２行程圧縮ブレーキを含むようにアップグレードすることもできる。
【0067】
内燃エンジンシステム１０の動作中に、コントローラ８０は、Ｉ／Ｏインターフェースを通して、上で列記した様々なセンサから情報を受信し、受信した情報をコントローラ８０のメモリに記憶されたアルゴリズムに基づいてプロセッサを使用して処理し、次いで、Ｉ／Ｏインターフェースを通して様々なアクチュエータにコマンド信号を送信することができる。例えば、コントローラ８０は、気筒休止状態、エンジンブレーキの要求、車両又はエンジンの速度要求、燃焼状態、処理後の温度状態、及び／又はエンジン負荷状態、に関する情報を受信することができる。コントローラ８０は、状態及び／又は要求を処理し、次いで、制御戦略に基づいて、関連付けられたカムシャフトローブ及び入力ロッカレバーを使用して気筒休止及び／又は交互バルブリフトプロファイルを提供するように、１つ以上のアクチュエータに１つ以上のコマンド信号を送信するように構成されている。
【0068】
コントローラ８０は、ＶＡシステム９０を使用して、開示される気筒休止及び交互バルブリフト戦略を実施するように構成することができる。１つの実施形態では、開示される方法及び／又はコントローラ構成は、内燃エンジンシステム１０の上で説明した複数のセンサのうちの１つ以上からの１つ以上の信号に基づく気筒休止状態又はエンジン運転状態に応答して気筒休止コマンド又は交互バルブリフトコマンドを提供する、コントローラ８０を含む。気筒休止及び交互バルブリフトコマンドは、入力のカムシャフトローブを切り替えて、所望の吸気バルブ及び排気バルブの閉鎖又は開閉のリフトプロファイル及び／若しくはタイミングを提供するように、ＶＡ機構９０を制御する。
【0069】
コントローラ８０によって実施される制御手順は、コントローラ８０のプロセッサがコントローラ８０のメモリに記憶されたプログラム命令（アルゴリズム）を実行することによって実行することができる。本明細書の説明は、内燃エンジンシステム１０によって実施することができる。特定の実施形態では、内燃エンジンシステム１０は、１つ以上の目標状態を達成する際に内燃エンジンシステム１０を制御するために特定の動作を実行するように構造化又は構成されたコントローラ８０を更に含む。特定の実施形態では、コントローラは、メモリ、処理、及び通信ハードウェアを有する１つ以上のコンピューティングデバイスを含むプロセスサブシステムの一部分を形成する。コントローラは、単一の装置又は分散した装置であり得、コントローラ８０の機能は、ハードウェアによって及び／又はコンピュータ可読媒体上に符号化された命令によって実行することができる。
【0070】
特定の実施形態では、コントローラ８０は、コントローラの動作を機能的に実行するように構造化された１つ以上のモジュールを含む。モジュールを含む本明細書の説明は、コントローラの態様からの構造的な独立性を強調し、コントローラの動作及び役割の１つの群を例示する。同様の全体的な動作を実行する他の群が、本出願の範囲内で理解される。モジュールは、ハードウェア及び／又は非一時的なコンピュータ可読記憶媒体上のソフトウェアで実施され得、モジュールは、様々なハードウェア又は他のコンピュータ構成要素にわたって分散され得る。
【0071】
本明細書で説明される特定の動作は、１つ以上のパラメータを解釈又は決定するための動作を含む。本明細書で利用するとき、解釈又は決定することは、少なくとも、データリンク又はネットワーク通信から値を受信すること、値を示す電子信号（例えば、電圧、周波数、電流、又はＰＷＭ信号）を受信すること、値を示すソフトウェアパラメータを受信すること、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体上のメモリロケーションから値を読み出すこと、当技術分野で既知の手段によって実行時パラメータとして値を受信することを含む、当技術分野で既知の任意の方法によって、並びに／又は解釈若しくは決定されたパラメータを計算することができる値を受信することによって、並びに／又はパラメータ値であると解釈若しくは決定されたデフォルト値を参照することによって、値を受信することを含む。
【0072】
様々な本開示の態様は、本明細書に記載されるように企図される。一態様によれば、少なくとも１つのカムシャフトローブを含むカムシャフトを有する内燃エンジン用のロッカシステムが開示され、少なくとも１つのカムシャフトローブは、第１の部分、第２の部分、及び第３の部分を有するカムローブプロファイルを含む。ロッカシステムは、少なくとも１つのカムシャフトローブから受け取った動きに応答してエンジン構成要素の周りを回転可能な少なくとも１つの入力ロッカレバーと、エンジン構成要素の周りを回転可能な出力ロッカレバーと、を含む。出力ロッカレバーは、内燃エンジンの気筒に関連付けられる少なくとも１つの入力ロッカレバーに選択的に吸気バルブ及び排気バルブのうちの少なくとも１つの開閉を制御するために、少なくとも１つの入力ロッカレバーに選択的に結合することができる。少なくとも１つの入力ロッカは、少なくとも１つの入力ロッカレバーが出力ロッカレバーに結合されている間、排気バルブ及び吸気バルブのうちの少なくとも１つの所望のリフトを生成するように、カムローブプロファイルの第１の部分によって回転される。少なくとも１つの入力ロッカは、少なくとも１つの入力ロッカレバーと出力ロッカレバーとの結合を防止するために、少なくとも１つの入力ロッカレバーと出力ロッカレバーとをずらすように、カムローブプロファイルの第２の部分によって回転される。少なくとも１つの入力ロッカレバーは、少なくとも１つの入力ロッカレバーを出力ロッカレバーに結合するために、少なくとも１つの入力ロッカレバーと出力ロッカレバーとを位置合わせするように、カムローブプロファイルの第３の部分によって回転される。
【0073】
一実施形態では、少なくとも１つの入力ロッカレバーは、内燃エンジンのクランクシャフトのクランク角度の第１の範囲にわたって出力ロッカレバーとの係合を切り替えるために、出力ロッカレバーと位置合わせされる。
【0074】
更なる実施形態では、少なくとも１つの入力ロッカは、内燃エンジンのクランクシャフトのクランク角度の第２の範囲にわたって出力ロッカレバーとの係合を切り替えることを防止するために、出力ロッカとずらされる。別の更なる実施形態では、出力ロッカレバーは、入力ロッカレバーとの係合を切り替えながら、排気バルブ及び吸気バルブのうちの少なくとも１つの開閉を制御する。
【0075】
一実施形態では、ロッカシステムは、少なくとも１つのカムシャフトローブの第１の部分から排気バルブ及び吸気バルブのうちの少なくとも１つに動きを伝達するために少なくとも１つの入力ロッカが出力ロッカと位置合わせされているときに、少なくとも１つの入力ロッカレバーを出力ロッカレバーに結合するための少なくとも１つのバルブリフトスイッチを含む。
【0076】
更なる実施形態では、少なくとも１つの入力ロッカレバーは、第１の入力ロッカレバーを含み、ロッカシステムは、第２の入力ロッカレバーを含み、第１及び第２の入力ロッカレバーは各々、カムシャフトの第１のカムシャフトローブ及び第２のカムシャフトローブのそれぞれのものから受け取った動きに応じて、エンジン構成要素の周りを回転可能である。
【0077】
更に別の実施形態では、少なくとも１つのバルブリフトスイッチは、第１及び第２の入力ロッカレバーの各々を出力ロッカレバーに選択的に結合するように移動可能な少なくとも１つのピンを含む。更に別の実施形態では、少なくとも１つのバルブリフトスイッチは、第１の入力ロッカレバーを出力ロッカレバーに選択的に結合するように移動可能な第１のピンと、第２の入力ロッカレバーを出力ロッカレバーに選択的に結合するように移動可能な第２のピンとを含む。
【0078】
本開示の別の態様によれば、内燃エンジン用のカムシャフトが提供される。エンジンは、気筒と、気筒に関連付けられた吸気バルブ及び排気バルブのうちの少なくとも１つとを有する。カムシャフトは、ロッカレバーの移動を誘導する少なくとも１つのカムシャフトローブによって、排気バルブ及び吸気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを制御するように構成された少なくとも１つのカムシャフトローブを含む。少なくとも１つのカムシャフトローブは、第１の部分、第２の部分、及び第３の部分を含むカムローブプロファイルを含む。第１の部分は、ロッカレバーが排気バルブ及び吸気バルブのうちの少なくとも１つに関連付けられている間に、ロッカレバーを介して排気バルブ及び吸気バルブのうちの少なくとも１つを開くためのリフトを生成する。第２の部分は、ロッカレバーと排気バルブ及び吸気バルブのうちの少なくとも１つとの関連付けを防止するために、ロッカレバーをずらす。第３の部分は、ロッカレバーを排気バルブ及び吸気バルブのうちの少なくとも１つに関連付けるためにロッカレバーを位置合わせさせる。
【0079】
一実施形態では、カムローブプロファイルの第３の部分は、内燃エンジンのクランクシャフトのクランク角度の第１の範囲にわたってロッカレバーを持ち上げる一定リフトプロファイルである。
【0080】
更なる実施形態では、カムローブプロファイルの第２の部分は、カムローブプロファイルの第１の部分からカムローブプロファイルの第３の部分まで延在する基礎円プロファイルである。別の更なる実施形態では、カムローブプロファイルの第３の部分は、一定リフトプロファイルよりもサイズが小さい移行部分によって、カムローブプロファイルの第１の部分に接続される。
【0081】
別の態様によれば、内燃エンジンのバルブトレインが提供される。バルブトレインは、吸気バルブ又は排気バルブのうちの１つと、カムシャフトロブ（lob）を含むカムシャフトと、カムシャフトローブによって移動可能な第１のロッカレバーと、第１のロッカレバーを第２のロッカレバーに選択的に結合するための切り替え装置と、を含む。カムシャフトローブは、第１のロッカレバーを介して、カムシャフトローブに関連付けられた吸気バルブ又は排気バルブの一方を持ち上げる第１の部分と、第１のロッカレバーと第２のロッカレバーとをずらす第２の部分と、第１のロッカレバーを第２のロッカレバーと位置合わせする第３の部分と、を有するリフトプロファイルを含む。
【0082】
一実施形態では、第２の少なくとも１つの他のロッカレバーは、吸気バルブ又は排気バルブのうちの１つに接続された出力ロッカレバーである。
【0083】
一実施形態では、第２のロッカレバーは、第２のカムシャフトローブによって移動される。第２のカムシャフトローブは、第２のロッカレバーを介して第２のカムシャフトローブに関連付けられたときに吸気バルブ又は排気バルブのうちの１つを持ち上げる第２のリフトプロファイルを含み、第２のカムシャフトローブは、カムシャフトローブの第３の部分と同じサイズである基礎円部分を含む。
【0084】
一実施形態では、カムシャフトローブのリフトプロファイルの第２の部分は、第１のロッカレバーと第２のロッカレバーとの結合を防止するために、切り替え装置をずらす。
【0085】
一実施形態では、カムシャフトローブのリフトプロファイルの第２の部分は、第１のロッカレバーを第２のロッカレバーと結合するように切り替え装置を位置合わせする。
【0086】
一実施形態では、切り替え装置は、第１及び第２のロッカレバーが互いに結合されていないときに、第１及び第２のロッカレバーのうちの１つに収容される少なくとも１つのピンを含む。更なる実施形態では、少なくとも１つのピンは、第１及び第２のロッカレバーが互いに結合されたときに、第１のロッカレバーと第２のロッカレバーとの間に架かる。
【0087】
本開示の別の態様は、ロッカシステムを動作させる方法を含む。方法は、カムシャフトローブにより入力ロッカレバーと出力ロッカレバーとを位置合わせすることを含む。位置合わせされた入力ロッカレバーを出力ロッカレバーに結合することと、カムシャフトローブによって誘導された入力ロッカレバーの移動に応答して、出力ロッカレバーにより吸気バルブ及び排気バルブのうちの少なくとも１つを持ち上げることと、入力ロッカレバーを出力ロッカレバーから結合解除することと、カムシャフトローブにより入力ロッカレバーと出力ロッカレバーとが位置合わせされるまで入力ロッカレバーと出力ロッカレバーとの結合を防止するために、カムシャフトローブにより入力ロッカレバーと出力ロッカレバーとをずらすことと、を含む。
【0088】
本発明は、図面及び上述の説明において詳細に例示及び説明してきたが、そのような例示及び説明は、例示的なものであり、特徴を限定するものではないとみなすべきであり、特定の例示的な実施形態だけが図示及び説明されていると理解するべきである。当業者は、本発明から物質的に逸脱することなく、多くの修正が例示的な実施形態に可能であることを理解するであろう。したがって、全てのそのような修正は、以下の請求項で定義されるような本開示の範囲内に含まれることを目的としている。
【0089】
特許請求の範囲を読む際に、「ａ」、「ａｎ」、「少なくとも１つの」、又は「少なくとも１つの部分」などの語が使用される場合、特許請求の範囲において特に反対の記載がない限り、特許請求の範囲を１つの項目のみに限定する意図はないことが意図される。「少なくとも一部」／又は「一部分」という言葉が使用される場合、その項目は、特に反対の記載がない限り、その項目の一部分及び／又は全体を含むことができる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【国際調査報告】