JPH10509491A - 電気的に制御されるマルチコイルハイドロリックバルブを備えたコンプレッションリリースエンジンブレーキ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 関連する内燃機関から入手可能なブレーキングを増加させるコンプレッションリリースエンジンブレーキにおいて、少なくとも２つのコイル（５４ａ、５４ｂ）と少なくとも２つの位置とを有する電気的に制御されるハイドロリックバルブ（３０）が、エンジン内でコンプレッションリリースイベントが望まれるときにエンジン内の排気バルブ（８２）を開放するために、高圧ハイドロリック流体をハイドロリックアクチュエータ（７０）に印加するために用いられる。コンプレッションリリースイベントが起こる毎にその後、バルブ（７０）が、ハイドロリック流体がハイドロリックアクチュエータから排出されることを可能にする状態に切り換わり、それにより、関連するエンジン排気バルブ（８２）が閉塞することが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】 電気的に制御されるマルチコイルハイドロリックバルブを備えた コンプレッションリリースエンジンブレーキ 発明の背景 本発明は、コンプレッションリリースエンジンブレーキに関し、特に、Pitzi の米国特許第5,012,778号に示される一般的なタイプのコンプレッションリリー スエンジンブレーキに関する。 Cumminsの米国特許第3,220,392号などからよく知られているように、コンプレ ッションリリースエンジンブレーキは、エンジンへの燃料供給がオフになりエン ジンブレーキがオンになったときに、関連する内燃機関を動力源から動力低下エ アーコンプレッサ(power sinking air compressor)に一時的に変えるように動作 する。この動作は、エンジンブレーキが、シリンダ内に圧縮空気があるときであ って且つエンジンが上記空気を圧縮することによる作用を得ることができる前に 、エンジンの少なくとも１つのシリンダ内の排気バルブ（または他の特別なバル ブ）を開放するようにして行われる。例えば、エンジンブレーキは、排気バルブ が備えられたエンジンシリンダの各圧縮ストロークの終端近傍において、その排 気バルブを開放し得る。このことは、圧縮空気をシリンダからリリースして、エ ンジンがシリンダの次の「パワー」ストローク中に上記空気を圧縮することによ る作用を得ることを防止する。そのため、エンジンは、そうでない場合よりもは るかに多くのエネルギを吸収し且つ放散し、エンジンが設置された車両を減速さ せるためにより有効になる。 ほとんどの従来のコンプレッションリリースエンジンブレーキにおいて、エン ジン排気バルブは機械的またはハイドロリックに（油圧を介して）開放される。 例えば、上記Cummins特許に示されたタイプのエンジンブレーキにおいては、ハ イドロリックに動作するスレーブピストンが、各排気バルブを開放する。エンジ ンの別の部分によって駆動されるハイドロリックマスタピストンは、各スレーブ ピストンにハイドロリックに連結される。そのため、マスタピストンの各フォワ ードストロークは、関連するスレーブピストンのフォワードストロークを引き起 こし、関連するエンジン排気バルブを開放する。マスタピストンを駆動するエン ジン部分は、関連する排気バルブの開放が、良好なコンプレッションリリースエ ンジンブレーキングを行うために必要なタイミングを有するように、選択される 。例えば、マスタピストンは、同一のまたは他のエンジンシリンダの燃料インジ ェクタ機構、あるいは吸入バルブまたは排気バルブ開放機構により動作し得る。 上記のタイプのマスタースレーブハイドロリックシステムを用いて、最適なタ イミングのコンプレッションリリースイベントを引き起こすことは、困難である か又は不可能でさえもあるため、Pitziの米国特許第5,012,778号に示されるよう な別の選択肢が工夫されている。（Pitzi特許を参考のためここに援用する。）P itzi型システムにおいては、一定の比較的高い圧力のハイドロリック流体源が提 供される。高圧力源をハイドロリックアクチュエータシリンダに選択的に連結す るために、ポペット型ハイドロリックバルブ（電気コイルにエネルギを付与する ことにより「開放」され、コイルにもはやエネルギが付与されなくなったときに リターンばねにより「閉塞」される）もまた提供される。アクチュエータシリン ダに関連するエンジンシリンダに対してコンプレッションリリースイベントが望 まれる毎に、ハイドロリックバルブが、そのコイルにエネルギを付与することに より開放される。その結果起こる、アクチュエータシリンダへの高圧ハイドロリ ック流体の付与により、シリンダ内のアクチュエータピストンがフォワードスト ロークを行う。このことにより、関連するエンジンシリンダ内の排気バルブが開 放される。コンプレッションリリースイベントが起こる毎にその後、ハイドロリ ックバルブは、そのコイルにエネルギを付与しないようにすることにより「閉塞 」される。このことにより、アクチュエータシリンダは高圧力源から切り離され 、代わりにアクチュエータシリンダは比較的低圧のハイドロリック流体シンクに 連結される。これにより、ハイドロリックアクチュエータ内のピストンは、リタ ーンストロークを行うことができるようになり、そのことにより、エンジン排気 バルブが閉塞することが可能になる。Pitzi特許のシステムは電気的に制御され るため、システム設計者はコンプレッションリリースイベントのタイミングを選 択し且つ使用する際により大きな自由を有する。 いくつかの応用においては、Pitziのハイドロリックバルブにおいて用いられ るリターンばねを排除することが好適であり得る。リターンばねの排除は、ハイ ドロリックバルブを動作させるために必要な電流および／または電圧を減少させ ることを補助し得る。なぜなら、リターンばねが排除されると、電気コイルはリ ターンばねの力に打ち勝つ必要がないからである。リターンばねの排除はまた、 ハイドロリックバルブをより高速に且つ精密に動作させることを容易にする。こ れもまた、リターンばねの力および慣性が電気コイルに打ち負かされる必要がな いからである。 上記を鑑みて、本発明の目的は、上記のPitzi特許に示されるタイプのコンプ レッションリリースエンジンブレーキを改善することである。 本発明の目的は特に、上記のPitzi特許に示されるタイプのコンプレッション リリースエンジンブレーキにおいて用いられるタイプのバルブを改善することで ある。発明の要旨 本発明のこれらおよび他の目的は、本発明の原理に従って、Pitzi特許に示さ れる単一コイル型ハイドロリックバルブを、少なくとも２つの電気コイルを有す るハイドロリックバルブと置換することにより達成される。上記コイルの各々は 、バルブ内の可動エレメントを、関連する位置まで移動させる。例えば、第１の 位置において、各可動バルブエレメントは、比較的高圧のハイドロリック流体源 とハイドロリックアクチュエータシリンダとの間に、ハイドロリックな連結を形 成する。第２の位置において、各可動バルブエレメントは、アクチュエータシリ ンダと比較的低圧のハイドロリック流体シンクとの間に、ハイドロリックな連結 を形成する。好適には、ハイドロリックバルブは、可動バルブエレメントをシフ トさせるために、その電磁コイルが如何なるばね力をも打ち負かすことを必要と しない。このことは、比較的小さい電力を要するだけで、バルブを小さく且つ迅 速に作用するように維持することを可能にする。適切なコイルに比較的小さい保 持電流を印加することにより、可動バルブエレメントが２つの位置のうちのいず れかに保持され得るか、あるいは、残留磁気が、保持電流を必要とすることな く可動バルブエレメントを２つの位置のいずれかに保持するために十分であり得 る。 本発明の更なる特徴、性質、および様々な利点は、添付の図面および以下の好 適な実施形態の詳細な説明から明らかになる。図面の簡単な説明 図１は、本発明の原理によって構成された説明用のコンプレッションリリース エンジンブレーキの代表的な部分の模式的ブロック図である。内燃機関における 、エンジンブレーキに関連する部分もまた図１に示される。 図２ａおよび図２ｂは、図１に示す装置の一部において生成され得る説明用の 電気パルス列の簡素化された図である。図２ａおよび図２ｂは、どのようにして 互いに同期し得るかを示すために、同一の時間軸に対してプロットされている。 図２ｃおよび図２ｄは、図１または他の同様の図面に示す装置またはシステム の一部において生成され得る、他の説明用の電気パルストレインの簡素化された 図である。図２ｃおよび図２ｄもまた、どのようにして互いに同期し得るかを示 すために、図２ａおよび図２ｂと同一の時間軸に対してプロットされている。 図２ｅは、図１または他の同様の図面に示すコンポーネントまたはシステムの １つの動作の一部として、本発明により行われ得る説明用動作シーケンスステッ プのフローチャートである。 図３は、本発明により用いられ得る別のタイプのハイドロリックバルブを示す 、図１と同様の図である。 図４は、本発明により用いられ得る更に別のタイプのハイドロリックバルブを 示す、図１または図３の一部分と同様の図である。 図５は、本発明により用いられる更に別のタイプのハイドロリックバルブの簡 素化された断面図である。 図６は、本発明により用いられる更に別のタイプのハイドロリックバルブの簡 素化された断面図である。 図７は、本発明の、より包括的な実施形態を示す、図１と同様の別の図である 。好適な実施形態の詳細な説 明 図１に示す説明用の実施形態において、高圧のハイドロリック流体源２０は、 上記Pitzi特許における要素１０、１４、１６および１８と同様であり得る。そ のため、ハイドロリック流体源２０は、約３０００ｐｓｉの圧力でハイドロリッ ク流体を供給し得る。この高圧ハイドロリック流体は、スプールバルブ３０の吸 入ポート３２に供給される。Pitzi特許におけるように、ハイドロリック流体は エンジン潤滑油であり得る。 スプールバルブ３０は、ハウジング５０内の相補的(complementary)であり且 つ実質的に円筒状である孔内に設けられた実質的に円筒状の可動バルブエレメン トまたはスプール４０を有する。スプール４０は、ハウジング５０に対して、ス プールと孔とに共通の長手方向中心軸４２に平行に往復運動可能である。スプー ル４０の外側面は、通路４４以外は、ハウジング５０内の孔の、隣接する内側面 に対して相補状態にある。要素４０と５０との互いに隣接する側面間は、はめ合 い(lap fit)がなされており、スプール４０がハウジング５０に対して軸４２に 平行に摺動可能ではあるが、要素４０と５０との間にはハイドロリック流体漏れ がほとんど又は全くないようになっている。スプール４０は、好適には強磁性体 材料から形成されるか、又は少なくとも強磁性軸方向端部を有する。 ハウジング５０の各端部には、強磁性極片(pole piece)５２ａおよび５２ｂが ある。コイル状ワイヤ５４ａまたは５４ｂは、各極片の一部分の周りに設けられ る。エンジンブレーキコントロールモジュール６０がコイル５４ａに電流を印加 すると、スプール４０は図１に示すように、極片５２ａに電磁的に引き付けられ る。この位置において、吸入ポート３２は、スプール４０内の通路４４を介して 排出ポート３４にハイドロリックに連通される。他方、エンジンブレーキコント ロールモジュール６０がコイル５４ｂに電流を印加すると、スプール４０は極片 ５２ｂに電磁的に引き付けられ、そのため図１に示す位置から下降する。この位 置において、バルブ３０は、スプール４０内の通路４４を介して排出ポート３４ をドレインポート３６に連通させる。好適には、ポート３２、３４および３６の 相互間の、ハウジング５０の内側面上での距離、およびバルブ３０の他の関連す る寸法は、ポート３４とポート３６との間にハイドロリックな連通が形成される 前に、バルブ３０がポート３２とポート３４との間のハイドロリックな連通を切 断するようなものである。スプール４０が逆方向に移動する際も同様である（す なわち、好適には、ポート３２とポート３４との間のハイドロリックな連通が形 成される前に、ポート３４とポート３６との間のハイドロリックな連通が切断さ れる）。 スプールバルブ３０の排出ポート３４は、エンジンブレーキ内のハイドロリッ クアクチュエータ７０のシリンダ７２に連通している。スプールバルブのドレイ ンポート３６は、比較的低い圧力を有するハイドロリック流体シンク２２に連通 している。 ハイドロリックアクチュエータシリンダ７２は、往復運動可能なアクチュエー タピストン７４を含む。ピストン７４は、予め力を与えられた圧縮コイルばね７ ８をリターンストップ７６に向かって上方に弾性的に付勢する。しかし、スプー ルバルブ３０がシリンダ７２に高圧ハイドロリック流体を供給すると、ピストン ７４がエンジン排気バルブ開放機構８０の一部分に接するまで上記流体がピスト ン７４を下方へ駆動し、それにより図１に示すように排気バルブ８２が開放され 且つエンジンブレーキに関連する内燃機関内でコンプレッションリリースイベン トが起こる。 コンプレッションリリースイベントが起こる毎にその後、エンジンブレーキコ ントロールモジュール６０がスプールバルブ３０を、ポート３４がポート３６に 連通する状態に切り換える。このことにより、排気バルブリターンばね８４が排 気バルブ８２を閉塞すること、およびアクチュエータピストンリターンばね７８ との組み合わせによりアクチュエータピストン７４がリターンストロークを行う ことが可能になる。このようなリターンストローク中に、ハイドロリック流体が アクチュエータシリンダ７２からバルブ３０を介してシンク２２に流出する。図 １には比較的簡素なアクチュエータ構造７０を示すが、所望であれば、Pitzi特 許に示される、より複雑なアクチュエータ構造のいずれもが代わりに用いられ得 る。 エンジンブレーキコントロールモジュール６０は、好適には、従来のマイクロ プロセッサおよびメモリまたは同様のデバイスである。モジュール６０は、典型 的には、バルブ３０の各コイルにいつエネルギを付与すべきかをモジュール６０ が決定することができるようにする、いくつかの信号を受信する。例えば、モジ ュール６０へのこれらの入力信号は、ドライバがエンジンブレーキングが望まれ るか否かを示すためのドライバコントロール信号９０（例えば、車両のダッシュ ボード上のスイッチから入力される）を含み得る。従来のエンジンコントロール モジュール９２は、典型的には、エンジンがエンジンブレーキの動作に適した状 態にあることを示す別の単数または複数の信号を供給する。例えば、この信号は 、エンジンへの燃料供給が停止されたとき、トランスミッションが適切なギアで あるとき、およびクラッチがかみ合っているときにのみ、生成され得る。エンジ ンブレーキコントロールモジュール６０が、エンジン速度、シリンダ圧力、ター ボチャージャブースト圧力、周囲の空気の温度、および／または周囲の気圧など のエンジン動作パラメータに基づいてコンプレッションリリースイベントのタイ ミングを自動的に調整するようにプログラムされている場合、エンジンコントロ ールモジュール９２もまた、これらのエンジン動作パラメータを示す１以上の信 号を供給する。コントロールモジュール６０への更に別の入力は、従来のエンジ ンカムシャフト位置センサ９４の出力である。この信号は、モジュール６０がコ ンプレッションリリースイベントのタイミングとエンジンシリンダ内のピストン の位置とを同期させることができるようにするために必要とされる基本的情報を 供給する。モジュール６０もまた典型的には、電源９６から電力を受け取り、且 つ接地９８を介して接地電位を受け取る。 上記より、本発明の装置は、いつでも所望のときにコンプレッションリリース イベントを起こすために排気バルブ８２を開放することができることが明らかに なる。コントロールモジュール６０は、所定のアルゴリズムに従って受け取る入 力パラメータ値を処理して、これらの入力パラメータ値に最も適した排気バルブ 開放タイミングを計算するようにプログラムされることができる。あるいは、コ ントロールモジュール６０は、モジュール６０のメモリ内に格納されているルッ クアップテーブル内で適切な対応排気バルブ開放タイミングを調べるために、入 力パラメータ値を用いることもできる。それにより、コントロールモジュール６ ０は、様々なエンジン動作条件に適するように排気バルブ開放タイミングを自動 的に調整することができる。例えば、比較的遅いエンジン速度においては、排気 バルブ開放タイミングは、使用可能なエンジンブレーキング馬力を最大にするた めに多少遅延され得る。他方、比較的速い速度においては、排気バルブ開放は、 エンジンブレーキまたはエンジンブレーキが作用するエンジンコンポーネントに 付与される過剰な力を防止するために多少早められ得る。高い周囲空気温度また は低い周囲気圧においては、排気バルブ開放タイミングは多少遅延されて、この ような条件下でエンジンが典型的に受け取る、減少した質量の空気を補償し得る 。エンジンのパワーモード動作中のいわゆる「クルーズコントロール」に類似の 別の例として、車両の運転手は、エンジンブレーキング中の所望のエンジンまた は車両の速度を設定することができ、且つコントロールモジュール６０は、その エンジンまたは車両の速度を維持するために必要とされる方法で排気バルブ開放 を早めるか又は遅らせることができる。さらに別の例として、コントロールモジ ュール６０は、より低い量のエンジンブレーキングが望まれるとき、１以上のバ ルブ３０を動作させないことにより、行われるエンジンブレーキングの量を自動 的に調整することができる。 バルブ３０の説明用の電気的制御に関する追加の情報は、本出願と同一の譲受 人に譲渡された同時係属中の出願シリアルナンバ第08/320,049号(ドケットナン バDP-161)に見られる。上記出願を参考のためここに援用する。上記出願で述べ られる、コントロールに関する特徴のいずれもが、本発明のシステムにおいて用 いられ得る。 スプールバルブ３０は、切り換えのために、比較的小さい電力しか必要としな い。理由のひとつは、打ち勝つべきリターンばねの力がないからである。この事 実はまた、スプール４０を比較的低い保持電流で、２つの位置のいずれかに保持 することを可能にする。例えば、コイル５４ａおよび５４ｂに与えられる信号は 、それぞれ図２ａおよび図２ｂに示されるようなものであり得る。コイル５４ａ に与えられる各パルスは、スプール４０を極片５２ａ方向に移動させる、初期の 比較的高電圧の部分１１０を含む。その後、はるかに低い電圧パルス部分１１２ がコイル５４ａに与えられて、スプール４０を極片５２ａに接した状態に保持す る。同様に、コイル５４ｂに与えられる各パルスは、スプール４０を極片５２ｂ 方向 に移動させるための、初期の比較的高電圧の部分１２０を含み、その後、スプー ル４０を極片５２ｂに接した状態に保持するための、より低い電圧保持パルス部 分１２２が与えられる。あるいは、コイル内の保持電流の補助なしに、スプール ４０を２つの端位置のいずれかに保持するために、パルス部分１１０および１２ ０の後に十分な残留磁気があってもよい。このことは、パルス部分１１２および １２２を省略することを可能にする。 バルブ３０に関して可能な別の改善は、スプール４０がいつコイルから離れる 方向にシフトしたかを検出するために各コイル５４を用いることである。スプー ル４０のこのような動きは、隣接するコイル内に小さい電流を誘導する傾向があ る。これは、それぞれコイル５４ａおよび５４ｂ内に誘導される電流を示す、図 ２ｃおよび図２ｄに示される。例えば、図２ａの各パルス部分１１０が与えられ ている間に、スプール４０はコイル５４ｂから離れてコイル５４ａに向かってシ フトする。スプール４０のこの動きは、コイル５４ｂ内の小さい電流パルス１２ ５ｂを誘導する。コントロールモジュール６０は、このような各パルス１２５ｂ を検出することができる。そして、その情報を、スプール４０が意図した通りに シフトしたことを確認する目的、および／またはスプールの動きを生成するパル ス部分１１０をいつ終了させるべきかを決定する目的などに用いることができる 。同様に、図２ｂの各パルス部分１２０が与えられている間に、スプール４０は コイル５４ａから離れてコイル５４ｂに向かってシフトする。コントロールモジ ュール６０は、その結果起こった電流パルス１２５ａであって、スプール４０の 意図した動きを確認するため、および／またはスプールの動きを引き起こすパル ス部分１２０をいつ終了させるべきかを決定するなどのために、コイル５４ａ内 に誘導された電流パルス１２５ａを検出することができる。 図２ｅは、図２ａおよび図２ｂに示す各パルス部分１１０または１２０を、コ ントロールモジュール６０がいつ終了させるべきかを決定するために、図２ｃお よび図２ｄに示されるタイプの信号を利用する、コントロールモジュール６０の 説明用動作シーケンスを示す。ステップ１００において、プロセッサ６０は、パ ルス部分１１０または１２０をバルブ３０内の関連するコイルに印加しはじめる 。ステップ１０２において、プロセッサ６０は、バルブ３０の他方のコイル内に お いて誘導電流パルス１２５が検出されるまで、上記他方のコイルをモニタし、そ れによりスプール４０がシフトしたことを示す。そしてコントロールがステップ １０２からステップ１０４に進む。ステップ１０４において、プロセッサ６０は 、ステップ１００で印加開始されたパルス部分１１０または１２０を終了させる 。ステップ１０６において、プロセッサはステップ１００および１０４で述べた パルスの一部分である部分１１２または１２２を開始する。パルス部分１１２ま たは１２２は、プロセッサ６０が解読されて次のパルス（バルブ３０の上記他方 のコイルに印加される）の一部分である部分１１０または１２０を開始する少し 前まで続く。別の選択肢として、残留磁気が、スプール４０がパルス部分１１０ または１２０によりシフトした後スプール４０を適所に保持するに十分であれば 、ステップ１０６は省略され得る。 図３は、２コイル型ポペットタイプバルブ１３０が、図１に示す実施形態にお ける各スプール型バルブ３０の代わりに用いられる、別の実施形態を示す。異な るタイプのハイドロリックバルブを用いること以外は、図３の装置は図１の装置 と同様に構成され得、且つ動作し得る。図３のうち、図１の部分と実質的に同一 の部分には、両方の図面において同一の参照符号を付し、図３に関連して再び記 載することはない。図３のうち、図１の部分と概して類似の部分には、図１に１ ００を加えた参照符号を付す。 図３をより特定して参照すると、ハウジング１５０内に可動バルブエレメント またはプランジャ１４０が、ハウジングに対して左右に移動するように設けられ る。エンジンブレーキコントロールモジュール６０がコイル１５４ａにエネルギ を付与して極片１５２ａを磁化すると、プランジャ１４０は電磁的に右方向に引 き付けられる。コントロールモジュール６０がコイル１５４ｂにエネルギを付与 して極片１５２ｂを磁化すると、プランジャ１４０は左方向に引き付けられる。 プランジャ１４０が右方向に引き付けられると、プランジャの広がった部分上の ショルダ１４６ａは、ハウジング１５０の内側のショルダ１４８ａに接する。こ のことは、ハイドロリック流体が高圧ハイドロリック流体源２０またはアクチュ エータ７０のいずれかから、低圧ハイドロリック流体貯蔵部２２に流れることを 防止する。しかし、プランジャ１４０がこの位置にある場合、高圧ハイドロリッ ク流体が源２０からバルブ吸入ポート１３２およびバルブポート１３４を介して アクチュエータ７０まで流れることができて、アクチュエータ内のピストンを下 方に駆動し、それにより関連するエンジン内でコンプレッションリリースイベン トを引き起こす。 コンプレッションリリースイベントが起こりアクチュエータ７０がリターンス トロークを行うことを可能にすることが望まれるとき、エンジンブレーキコント ロールモジュール６０は、コイル１５４ａではなくコイル１５４ｂにエネルギを 付与する。これにより、プランジャ１４０が左方向にシフトし、それによりプラ ンジャショルダ１４６ｂがハウジングシート１４８ｂに接触する。プランジャ１ ４０がこの位置にある場合、高圧ハイドロリック流体サプライ２０は、アクチュ エータ７０から切り離される。代わりに、ハイドロリック流体はアクチュエータ ７０からバルブポート１３４および１３６を介して貯蔵部２２まで流れることが でき、それによりアクチュエータ７０がリターンストロークを行うことが可能に なる。 バルブ１３０はバルブ３０とは多少異なった構造を有するが、バルブ３０に関 して上述した動作原理の多くは、バルブ１３０にも同等に適用可能である。例え ば、図２ａおよび図２ｂに示すタイプのコイルにエネルギを付与する信号は、バ ルブ１３０を動作させるためにも用いられ得、図２ｃおよび図２ｄに示すバルブ モニタ信号はバルブ１３０内でも検出され得る。 図４に別の実施形態を示す。この実施形態においては、ハイドロリックバルブ ２３０内の可動エレメントはボール２４０である。ボール２４０は、バルブ内の コイル２５４ａに電気的にエネルギを付与することによりハウジング２５０内で 右方向に押され得る。このことは、ピン２５６ａの頭部を接極子に引き付ける極 片２５２ａを磁化する。次いで、ピン２５６ａの、極片２５２ａから遠い端部が 、ハウジング２５０内のシート２４８ｂに対してボール２４０を押しつける。こ のことは、ハイドロリック流体がバルブ２３０から貯蔵部２２へ流れることを防 止するが、高圧ハイドロリック流体が源２０からバルブ２３０を介してアクチュ エータ７０に流れることを可能にし、それによりアクチュエータのフォワードス トロークを引き起こして関連するエンジン内においてコンプレッションリリース イ ベントを引き起こす。コンプレッションリリースイベントが起こった後、エンジ ンブレーキコントロールモジュール６０はコイル２５４ａではなくコイル２５４ ｂにエネルギを付与する。これにより、ピン２５６ｂの頭部が極片２５２ｂに引 き付けられ、それによりボール２４０がハウジング２５０内のシート２４８ａに 対して押しつけられる。ボール２４０がシート２４８ａに対して押しつけられた 状態において、源２０からの高圧ハイドロリック流体の供給が停止され、代わり にアクチュエータ７０がバルブ２３０を介して貯蔵部２２へ排液を行うことがで きる。 バルブ２３０はバルブ１３０とは多少異なった構造を有するが、バルブ１３０ に関して上述した動作原理のすべては、バルブ２３０のようなバルブを採用する システムに同等に適用可能である。また、エレメント２４０は上記ではボールと して述べたが、当業者であればエレメント２４０は他の形状を有し得ることを理 解する。例えば、要素２４０は、長手方向軸が図４の紙面に直交するシリンダで あってもよい。 図５は、本発明のシステムにおいて用いることができる、別のタイプの複数コ イル型ハイドロリックバルブ３３０を示す。バルブ３３０において、ボールまた はシリンダ３４０はハウジング３５０に対して、図５の紙面に直交する中心軸の 回りに回転可能である。永久磁石３４１は、ボールまたはシリンダ３４０により 担持される。コイル３５４ａにエネルギが付与されると、ボール３４０が図５に 示す位置まで反時計方向に回転し、それによりボールまたはシリンダ３４０を通 る通路３４４を介して高圧ハイドロリック流体吸入部３３２がハイドロリックア クチュエータ連結部３３４に連通する。他方、コイル３５４ａではなく３５４ｂ にエネルギが付与されると、ボールまたはシリンダ３４０が、図５に示す位置か ら時計方向に約３６度回転する。このことは、コンジット３３２をコンジット３ ３４から切り離し、代わりにコンジット３３４を低圧ハイドロリック流体貯蔵連 結部３３６に連結する。 この場合も、他のタイプのハイドロリックバルブに関して上述した動作原理が 、図５に示すタイプのバルブを採用するシステムに適用可能である。 図６は、本発明のシステムにおいて用いられ得る、さらに別のタイプの複数コ イル型ハイドロリックバルブ４３０を示す。このバルブは、図１のバルブ３０ま たは図３のバルブ１３０などの上記バルブと同様であり得るが、バルブ４３０に おいては、電磁コイル４５４ａおよび４５４ｂの両方が可動バルブエレメント４ ４０の同一の側部または端部にある点が異なる。コイル４５４ａにエネルギが付 与されると、可動接極子部材４５８が固定極片４５２ａに電磁的に引き付けられ て、その方向にシフトする。このことは、可動バルブエレメント４４０を、コン ジット４３６を閉塞するがコンジット４３２と４３４との間のハイドロリック連 結を形成するように、シフトさせる。他方、コイル４５４ｂにエネルギが付与さ れると、可動接極子４５８が固定極片４５２ｂに電磁的に引き付けられて、その 方向にシフトする。このことは、可動バルブエレメント４４０を、コンジット４ ３２を閉塞するがコンジット４３４と４３６との間のハイドロリック連結を形成 するように、シフトさせる。 いくつかの説明用のハイドロリックバルブを説明し且つ述べてきたが、当業者 であれば、他のタイプの複数コイル型ハイドロリックバルブも所望であれば用い られ得ることを理解する。従って、図７は、本発明による包括的なタイプのバル ブ５３０を示す。この場合も、図７に示す要素のうち上述した要素には、他の図 面で用いたものと同一の参照符号を付し、再び説明することはない。バルブ５３ ０は、「オン」コイル５５４ａと「オフ」コイル５５４ｂとを有する。エンジン ブレーキコントロールモジュール６０により「オン」コイル５５４ａにエネルギ が付与されると、バルブ５３０が高圧ハイドロリック流体源２０をアクチュエー タ７０に連結する。このことにより、アクチュエータ７０がフォワードストロー クを行い、それにより関連するエンジン内においてコンプレッションリリースイ ベントが起こる。コンプレッションリリースイベントが起こった後、コントロー ルモジュール６０は、「オフ」コイル５５４ｂにエネルギを付与する。このこと は、アクチュエータ７０をハイドロリック流体源２０から切り離し、代わりにア クチュエータ７０をハイドロリック流体貯蔵部２２に連結させる。これにより、 アクチュエータ７０はリターンストロークを行うことができる。 当業者であれば、上記は本発明の原理を説明するためだけのものであり、本発 明の範囲および思想から逸脱することなく様々な改変がなされ得ることを理解す る。例えば、様々な図面は、ある程度、１つのエンジンシリンダ内においてコン プレッションリリースイベントを起こすために必要な要素のみを示している。し かし、これらの要素は、望まれる数のエンジンシリンダ内でコンプレッションリ リースイベントを起こすために複製され得る。上記の説明においてはバルブ８２ が従来の排気バルブであるとしたが、当業者であれば、バルブ８２は、例えばGo bertらの米国特許第5,146,890号に示されるようにエンジンブレーキング中に使 用するためだけに追加された特定の目的のバルブであってもよいことを理解する 。このような追加のバルブは、従来の排気バルブに酷似しており、従って、本明 細書および添付の請求の範囲における「排気バルブ」というような用語は、従来 の排気バルブと、コンプレッションリリースイベントを起こすために用いるため に追加された特定の目的のバルブとの両方を含むことが理解される。所望であれ ば、本発明の装置は、エンジンシリンダの圧縮ストロークの端部近傍においてコ ンプレッションリリースイベントを起こすのみならず、別の目的として又は追加 の目的として、エンジンがエンジンブレーキ動作中に通常の排気ストロークにお ける排気バルブ開放を抑制することができる場合には、エンジンシリンダの排気 ストロークの端部近傍においてコンプレッションリリースイベントを起こすため にも用いることができる。例えば、エンジンブレーキング中には４サイクルエン ジンを２サイクルエアーコンプレッサに変えることを示す、Sicklerの米国特許 第4,572,114号を参照されたい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．エンジンブレーキに関連する内燃機関のシリンダ内の排気バルブを開放し て該シリンダ内で圧縮された空気をリリースする、コンプレッションリリースエ ンジンブレーキであって、 比較的高圧のハイドロリック流体源と、 比較的低圧のハイドロリック流体シンクと、 アクチュエータピストンシリンダ内で往復運動可能なアクチュエータピストン であって、該排気バルブは、該比較的高圧のハイドロリック流体が該アクチュエ ータピストンシリンダ中に導入されることに応答して該アクチュエータピストン が行うフォワードストロークにより開放され、該アクチュエータピストンは、該 アクチュエータピストンシリンダがハイドロリック流体の該シンクにハイドロリ ックに連結されたときに該排気バブルが閉塞することを可能にするリターンスト ロークを行う、アクチュエータピストンと、 ハウジングに対して第１の位置と第２の位置との間で移動可能な可動構造を有 するバルブであって、該可動構造は、該第１の位置にあるときに該ハイドロリッ ク流体の源と該アクチュエータピストンシリンダとの間のハイドロリック連結を 開通させ、該第２の位置にあるときに該アクチュエータピストンシリンダと該ハ イドロリック流体シンクとの間のハイドロリック連結を開通させ、該バルブは該 可動構造を該第１の位置と該第２の位置とに各々移動させる第１の電磁石と第２ の電磁石とを有する、バルブと、 該第１の電磁石および該第２の電磁石に選択的にエネルギを付与する電気的コ ントロールと、 を含むコンプレッションリリースエンジンブレーキ。 ２．前記第１の電磁石および第２の電磁石の各々は、 第１の電気コイルおよび第２の電気コイルのうち対応する一方を含み、該第１ の電気コイルおよび該第２の電気コイルは、電流が該第１の電気コイルまたは該 第２の電気コイル内を通過するときに、それぞれ前記第１の位置または前記第２ の位置まで前記可動構造を移動させる、請求項１に記載の装置。 ３．前記電気的コントロールは、 電気パルスを前記コイルのうち少なくとも１つに印加するコントローラであっ て、該パルスは前記可動構造を関連する位置まで移動させる第１の電気的に強い 部分と、該関連する位置に該可動構造を保持する第２の電気的に弱い部分とを含 む、請求項２に記載の装置。 ４．前記第１の電磁石および前記第２の電磁石の各々は、 第１の極片と第２の極片とのうち対応する一方をさらに含む、請求項２に記載 の装置。 ５．前記可動構造は、前記第１の電磁石と前記第２の電磁石のうち、前記第１ の位置と前記第２の位置との少なくとも一方において該可動構造に隣接する電磁 石の極片と、該可動構造との間の残留磁気による引き付けにより、該第１の位置 と該第２の位置とのうちの少なくとも一方に保持される、請求項４に記載の装置 。 ６．前記電気的コントロールは、前記コイルの少なくとも一方に電気パルスを 印加しながら、該コイルに対する該可動構造の動きにより該コイルのうちの他方 に誘導された電気信号を検出するために該コイルのうちの該他方をモニタする、 請求項２に記載の装置。 ７．前記電気的コントロールは、前記コイルの前記少なくとも一方に印加され た電気パルスの強さを少なくとも実質的に減少させることにより、前記誘導され た電気信号の検出に応答する、請求項６に記載の装置。 ８．前記電気的コントロールは、前記コイルの前記少なくとも一方に印加され た電気パルスを終了させることにより、前記誘導された電気信号の検出に応答す る、請求項７に記載の装置。 ９．前記可動構造は、長手方向軸を有するスプールを含み、前記スプールは、 前記第１の位置と前記第２の位置との間を前記軸に平行に往復運動する、請求項 １に記載の装置。 １０．前記スプールは、前記軸に実質的に平行である外側面を有し、前記ハウ ジングは該軸に実質的に平行であり、該外側面と相補的であり、且つ該軸に実質 的に平行な該外側面に摺動的に接する内側面を有する、請求項９に記載の装置。 １１．前記ハウジング部材は、前記内表面を通過する第１、第２および第３の ポートを有し、該第１のポートは前記ハイドロリック流体源にハイドロリックに 連結し、該第２のポートは前記ハイドロリック流体シンクにハイドロリックに連 結し、該第３のポートは前記アクチュエータシリンダにハイドロリックに連結し 、前記スプールは、前記第１の位置にあるときには該第１のポートと該第３のポ ートとをハイドロリックに連結し且つ第２の位置にあるときには該第２のポート と該第３のポートとをハイドロリックに連結する通路を有する、請求項１０に記 載の装置。 １２．前記可動構造は、第１のバルブシートと第２のバルブシートとの間を移 動可能なポペット部材を含み、該ポペット部材は、該可動構造が前記第１の位置 にあるときに該第１のバルブシートを通る通路を閉塞し、従って該ポペット部材 は該第１のバルブシートに接し、該ポペット部材は、該可動構造が前記第２の位 置にあるときに該第２のバルブシートを通る通路を閉塞し、従って該ポペット部 材は該第２のバルブシートに接する、請求項１に記載の装置。 １３．前記ポペット構造はボールである、請求項１２に記載の装置。 １４．前記ポペット構造はシリンダである、請求項１２に記載の装置。 １５．前記可動構造は電磁気的に回転可能な部材を含む、請求項１に記載の装 置。