JP2008513683A - 燃焼室動作停止システム - Google Patents
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Abstract
Description
複数の燃焼室と、
各燃焼室に空気を供給する空気導入システムと、
各燃焼室に燃料を供給する燃料システムと、
燃焼排出ガスを燃焼室から大気中に中継する排気システムと、
燃焼排出ガスを排気システムから燃焼室のうちの少なくともひとつに中継する排気再循環システムと、
を備え、
内燃エンジンは燃焼室動作停止運転モードを有し、この運転モードでは、少なくともひとつの燃焼室が動作状態であって、その中で燃焼される燃料と空気を受け取り、少なくともひとつの他の燃焼室が動作停止状態とされ、燃料システムから燃料が供給されず、
前記燃焼室動作停止運転モードにおいて、排気再循環システムは、動作停止状態となったその(または各)燃焼室に燃焼排出ガスを供給することを特徴とする。
Claims (27)
- 内燃エンジンであって、
複数の燃焼室と、
各燃焼室に空気を供給するための空気導入システムと、
各燃焼室に燃料を供給するための燃料システムと、
燃焼排出ガスを前記燃焼室から大気中に中継するための排気システムと、
燃焼排出ガスを前記排気システムから前記燃焼室のうちの少なくともひとつに中継するための排気再循環システムと、
を備え、
前記エンジンは、少なくともひとつの燃焼室が動作状態で、その中で燃焼されるための燃料と空気を受け取り、少なくともひとつの他の燃焼室が動作停止状態となり、前記燃料システムから燃料が供給されない燃焼室動作停止運転モードを有し、
前記燃焼室動作停止運転モードにおいて、前記排気再循環システムは、前記(または各)動作停止状態の燃焼室に燃焼排出ガスを供給することを特徴とする内燃エンジン。 - 請求項1に記載の内燃エンジンであって、
前記燃焼室動作停止運転モードにおいて、前記空気導入システムによって、空気が前記(または各)動作停止状態の燃焼室に供給されないことを特徴とする内燃エンジン。 - 請求項1または請求項2に記載の内燃エンジンであって、
前記燃焼室動作停止運転モードにおいて、前記排気再循環システムは、燃焼排出ガスを、前記(または各)動作停止状態の燃焼室にのみ中継し、動作状態の燃焼室には中継しないことを特徴とする内燃エンジン。 - 請求項1から3のいずれか1に記載の内燃エンジンであって、
前記空気導入システムは、少なくとも2つのプレナムチャンバである、前記燃焼室動作停止運転モードにおいて動作状態のままである燃焼室に空気を供給するための第一のプレナムチャンバと、前記燃焼室動作停止運転モードにおいて動作停止状態とされた燃焼室に空気を供給するための第二のプレナムチャンバとを有するプレナムを備え、
前記空気導入システムはさらに、前記第二のプレナムチャンバを前記空気導入システムの残りの部分から封鎖することができ、前記エンジンが第一の運転条件での運転中に前記第二のプレナムチャンバを封鎖するように制御されるプレナム弁を備え、
前記第一の運転条件において、前記排気再循環システムは燃焼排出ガスを封鎖された第二のプレナムチャンバに供給し、ここから、前記動作停止状態となった燃焼室によって排出ガスが引き込まれることを特徴とする内燃エンジン。 - 請求項4に記載の内燃エンジンであって、
前記空気導入システムは、前記プレナムへの空気の流れを制御し、前記燃焼室がすべて動作状態にあるときに、前記燃焼室すべてのためのスロットルとして機能するスロットルを備えることを特徴とする内燃エンジン。 - 請求項4または5に記載の内燃エンジンであって、
前記排ガス再循環システムには、前記エンジンが前記燃焼室動作停止運転モードにあるときに開いて、前記動作停止状態となった燃焼室に燃焼排出ガスが流れるようにし、それ以外は閉じて、前記燃焼室に燃焼排出ガスが流れないようにする排気再循環弁が設けられていることを特徴とする内燃エンジン。 - 上記請求項のいずれか1に記載の内燃エンジンであって、
前記排気システムは第一の触媒コンバータを備え、前記排気再循環システムは、前記第一の触媒コンバータの下流で前記排気システムに接続される通路を有し、この通路を通って触媒後燃焼排出ガスが前記動作停止状態の燃焼室に中継されることを特徴とする内燃エンジン。 - 請求項7に記載の内燃エンジンであって、
前記第一の触媒コンバータは、前記エンジンのすべての燃焼室から燃焼排出ガスを受け取ることを特徴とする内燃エンジン。 - 請求項7に記載の内燃エンジンであって、
前記第一の触媒コンバータは、前記エンジンが前記燃焼室動作停止運転モードで運転中に動作状態のままである少なくともひとつの燃焼室から燃焼排出ガスを受け取り、
前記エンジンが前記燃焼室動作停止運転モードで運転中に少なくともひとつの動作停止状態となった燃焼室から排出されたガスを受け取るための第二の触媒コンバータが設けられており、
前記排気再循環システムは、前記第二の触媒コンバータから出た前記燃焼排出ガスではなく、前記第一の触媒コンバータから出た前記燃焼排出ガスだけを中継することを特徴とする内燃エンジン。 - 請求項9に記載の内燃エンジンであって、
前記第一の触媒コンバータは、前記エンジンが前記燃焼室動作停止運転モードで運転中に、動作状態のままである燃焼室からのみ燃焼排出ガスを受け取り、
前記第二の触媒コンバータは、前記エンジンが前記燃焼室動作停止運転モードで運転中に、動作停止状態となった燃焼室から排出された排出ガスのみを受け取ることを特徴とする内燃エンジン。 - 上記請求項のいずれか1に記載され、前記燃焼室への空気の流れを制御する吸気弁手段と、前記吸気弁手段を作動させるカム手段とを有する内燃エンジンであって、
前記吸気弁手段は、複数の吸気ポペット弁を備え、前記カム手段は、各吸気ポペット弁について第一の吸気カムと、前記第一の吸気カムとは異なるプロフィールの第二の吸気カムとを有する回転可能なカムシャフトを備え、各吸気ポペット弁には、前記第一の吸気カムもしくは前記第二の吸気カムから選択的に前記吸気ポペット弁にリフトを伝えるタペット手段が設けられ、
前記エンジンの、すべての燃焼室が動作状態である第一の運転条件では、各吸気ポペット弁がそのための各々の第一の吸気カムによって駆動され、各第一の吸気カムが早期に各吸気ポペット弁を閉じて、各燃焼室内の各吸気行程の長さを短縮することにより、ミラーサイクル燃焼サイクルを実現し、
前記エンジンの第二の運転条件では、前記エンジンは、少なくともひとつの燃焼室が動作停止状態となる弁動作停止モードで運転し、動作状態の各燃焼室のための各吸気弁は、そのための各々の第一の吸気カムによって駆動され、動作状態の各燃焼室は、動作状態の各燃焼室のための各第一の吸気カムが早期に各吸気ポペット弁を閉じて、動作状態の各燃焼室における各吸気行程を短縮させることにより、ミラーサイクル燃焼サイクルを実行することを特徴とする内燃エンジン。 - 上記請求項のいずれか1に記載され、前記燃焼室からの燃焼排出ガスの流れを制御する排気弁手段と、前記排気弁手段を動作させるためのカム手段とを有する内燃エンジンであって、
前記排気弁手段は複数の排気ポペット弁を有し、前記カム手段は各排気ポペット弁について第一の排気カムと、前記第一の排気カムとは異なるプロフィールの第二の排気カムとを有する回転可能なカムシャフトを備え、各排気ポペット弁について、前記第一の排気カムもしくは前記第二の排気カムから選択的に前記排気ポペット弁にリフトを伝えるタペット手段が設けられ、
第三の運転条件では、すべての燃焼室が動作状態であり、各排気ポペット弁は、そのための各々の第一の排気カムによって駆動され、早期に閉じて各燃焼室内の各排気行程の長さを短縮し、それによって、その後前記燃焼室内に供給される燃料および空気と混合するために前記燃焼室内で燃焼排出ガスを捕捉することにより、すべての燃焼室が制御された自発着火を実行し、
第四の運転条件では、少なくともひとつの燃焼室が動作停止状態とされ、少なくともひとつの燃焼室が動作状態であり、動作状態の各燃焼室のための各排気ポペット弁は、そのための各々の第一の排気カムによって駆動され、早期に閉じて前記動作状態の燃焼室内の各排気行程の長さを短縮し、それによって、前記燃焼室内にその後供給される燃料および空気と混合するために前記燃焼室内で燃焼排出ガスを捕捉することにより、動作状態の各燃焼室が制御された自発着火を実行することを特徴とする内燃エンジン。 - 請求項11に係る請求項12に記載の内燃エンジンであって、
各吸気ポペット弁は、すべての燃焼室が動作状態にあり、4ストロークオットーサイクルで動作する第五の運転条件で前記エンジンが運転するときに、そのための各々の第二の吸気カムによって駆動されることを特徴とする内燃エンジン。 - 請求項13に記載の内燃エンジンであって、
各排気ポペット弁は、すべての燃焼室が動作状態にあり、4ストロークオットーサイクルで動作する第五の運転条件で前記エンジンが運転するときに、そのための各々の第二の排気カムによって駆動されることを特徴とする内燃エンジン。 - 請求項11から14のいずれか1に記載の内燃エンジンであって、
さらに、前記カム手段のカムシャフトの回転位置を、前記エンジンのクランクシャフトに対して変化させ、これによって前記吸気および/または排気ポペット弁の開閉のタイミングを変化させることができるカムフェージング機構を備えることを特徴とする内燃エンジン。 - 請求項1から10のいずれか1に記載の内燃エンジンであって、
前記燃焼室への空気の流れを制御する電気制御吸気弁手段と、エンジン負荷および/またはエンジン速度を考慮して前記吸気弁手段の動作を変えるための電子制御手段を有することを特徴とする内燃エンジン。 - 請求項16に記載の内燃エンジンであって、
前記エンジンは、すべての燃焼室が動作状態にあり、各燃焼室内の各圧縮行程の初期部分で前記吸気弁手段を開いた状態に保つことによって、ミラーサイクル燃焼サイクルを実行する第一の運転条件を有することを特徴とする内燃エンジン。 - 請求項16または17に記載の内燃エンジンであって、
前記エンジンは、少なくともひとつの燃焼室が動作停止状態で、少なくともひとつの燃焼室が動作状態にある弁動作停止モードで前記エンジンが運転し、各圧縮行程の初期部分においてその吸気弁手段を開いた状態に保つことによって各動作状態の燃焼室がミラーサイクル燃焼サイクルを実行する第二の運転条件を有することを特徴とする内燃エンジン。 - 請求項16に記載の内燃エンジンであって、
前記エンジンは、すべての燃焼室が動作状態で、前記吸気弁手段を早い段階で閉じることによって各吸気行程を短縮し、その結果、次の圧縮行程における圧縮前に吸気が膨張するようにすることによってミラーサイクル燃焼サイクルを実行する第一の運転条件を有することを特徴とする内燃エンジン。 - 請求項16または19に記載の内燃エンジンであって、
前記エンジンは、少なくともひとつの燃焼室が動作停止状態となり、少なくともひとつの動作状態の燃焼室が、そのための前記吸気弁手段を早い段階で閉じることによって各吸気行程の長さを短縮し、これによって引き込まれた吸気が次の圧縮行程における圧縮前に膨張するようにすることによってミラーサイクル燃焼サイクルを実行する弁動作停止モードで前記エンジンが運転する第二の運転条件を有することを特徴とする内燃エンジン。 - 請求項1から10または16から20のいずれか1に記載の内燃エンジンであって、
前記燃焼室からの燃焼排出ガスの流れを制御する電気制御排気弁手段と、エンジン負荷および/またはエンジン速度を考慮して前記排気弁手段の動作を変化させる電子制御手段を備えることを特徴とする内燃エンジン。 - 請求項21に記載の内燃エンジンであって、
前記エンジンは、すべての燃焼室が動作状態にあり、前記排気弁手段を各燃焼室における各排気行程終了前に閉じることにより、その後前記燃焼室内に引き込まれる燃料および空気と混合するために前記燃焼室内の燃焼排出ガスを捕捉することによって、制御された自発着火燃焼を実行する第三の運転条件を有することを特徴とする内燃エンジン。 - 請求項21または22に記載の内燃エンジンであって、
前記エンジンは、少なくともひとつの燃焼室が動作停止状態で、少なくともひとつの燃焼室が動作状態にある弁動作停止運転モードで前記エンジンが運転し、前記排気弁手段が各燃焼室内の各排気行程の終了前に閉じて、その後前記燃焼室内に引き込まれる燃料および空気と混合するために前記燃焼室内の燃焼排出ガスを捕捉することによって、動作状態の各燃焼室が制御された自発着火燃焼を実行する第四の運転条件を有することを特徴とする内燃エンジン。 - 請求項17から23のいずれか1に記載の内燃エンジンであって、
前記エンジンは、すべての燃焼室が動作状態にあり、4ストロークオットーサイクルを実行する第五の運転条件を有することを特徴とする内燃エンジン。 - 請求項17から24のいずれか1に記載の内燃エンジンであって、
前記電気制御吸気弁手段は、前記エンジンの吸気ポペット弁を開くための電気油圧式アクチュエータを有することを特徴とする内燃エンジン。 - 請求項21から25のいずれか1に記載の内燃エンジンであって、
前記電気制御排気弁手段は、前記エンジンの排気ポペット弁を開くための電気油圧式アクチュエータを備えることを特徴とする内燃エンジン。 - 実質的に、添付の図面を参照しながら明細書中で説明され、これらの図面に描かれている内燃エンジン。
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