JP2012532272A - ディーゼル−タイプの複式燃料内燃エンジンにおける２つの動作モードの間の選択の方法およびその種の方法に従って動作可能なディーゼル−タイプの複式燃料内燃エンジン - Google Patents

Abstract

本発明は、ピストンによって少なくとも部分的に区切られる燃焼室、第１の燃料のための第１の燃料供給、および第２の燃料のための第２の燃料供給を包含しており、かつ前記第１の燃料供給が前記燃焼室のところまたはその中に、および／またはそれの取入れ口ポートのところまたはその中に配置されるディーゼル−タイプの複式燃料内燃エンジンにおける２つの動作モードの間の選択を行なう方法に関し、前記エンジンが２つの異なる動作モードを有し、それら両方の動作モードが、前記燃焼室内および／または前記取入れ口ポート内において前記第１の燃料の予混合を行なうステップ、前記第１の燃料を含むチャージを前記第２の燃料の自然着火が可能になる状態まで圧縮するステップ、前記燃焼室内への前記第２の燃料の第１の噴射を実行して前記第２の燃料の自然着火を開始し、それによって前記第２の燃料の自然着火後の前記燃焼室内に残留する燃料の燃焼のための状態を開始するステップ、を包含し、それにおいて、前記第１の動作モードが、前記残留する燃料の均質な着火および燃焼によって特徴付けられ、前記第２の動作モードが、前記残留する燃料の予混合火炎伝播燃焼によって特徴付けられ、前記方法が、さらに、前記第２の燃料の前記第１の噴射において噴射される前記第２の燃料の量および／または前記第２の燃料の前記第１の噴射のタイミングを調整して、前記第１および第２の動作モードの間における選択が達成されるように前記第２の燃料の自然着火の後における前記燃焼室の温度および圧力をコントロールするステップ、を包含する。本発明はさらに、ディーゼル−タイプの複式燃料内燃エンジンに関する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ディーゼル−タイプの複式燃料内燃エンジンにおける２つの動作モードの間の選択の方法に関し、かつその種の方法に従って動作可能なディーゼル−タイプの複式燃料内燃エンジンに関する。

ディーゼル−タイプの複式燃料内燃エンジンは、通常、ピストンによって少なくとも部分的に区切られる燃焼室、第１の燃料のための第１の燃料供給、および第２の燃料のための第２の燃料供給を包含しており、前記第１の燃料供給は、燃焼室内またはそれの取入れ口ポート内に配置される。

上記の内燃エンジンを動作させる周知の方法は、
− 前記燃焼室内および／または前記取入れ口ポート内において前記第１の燃料の予混合を行なうステップ、
− 第１の燃料を含むチャージを、前記第１の燃料の予混合圧縮着火（ＨＣＣＩ）に近い状態まで圧縮するステップ、
− 前記燃焼室内に第２の燃料を噴射し、前記第２の燃料の、およびその後に続く前記第１の燃料の自然着火を開始するステップ、
を包含する。

その種の方法は、概して、残留する燃料の均質な着火および燃焼によって特徴付けられる動作モードとして記述できる。簡潔のため、以下においては、その種の方法を『均質燃焼モード』と呼ぶこともある。

上記の内燃エンジンを動作させる別の周知の方法は、
− 前記燃焼室内および／または前記取入れ口ポート内において前記第１の燃料の予混合を行なうステップ、
− 前記燃焼室内の前記第１の燃料を第２の燃料の噴射およびに自然着火よって着火し、それによって予混合火炎伝播燃焼のための状態を開始するステップ、
を包含する。

その種の方法は、概して、予混合火炎伝播燃焼によって特徴付けられる動作モードとして記述できる。簡潔のため、以下においては、その種の方法を『火炎伝播モード』と呼ぶこともある。

内燃エンジンの異なる動作モードは異なる利点を呈する。したがって、ディーゼル−タイプの内燃エンジンにおいて、多様な動作モードの実行を可能にするための方法を提供する必要性が存在する。

以上の観点から、上記の必要とされる方法を実行するためのディーゼル−タイプの複式燃料内燃エンジンの必要性が存在することもまた理解されるであろう。

上記の目的は、付随する特許請求の範囲の独立項の中に記述された本発明によって達成される。従属項は、本発明の有利な代替、実施態様、改善、および好ましいさらなる発展を含む。

本発明によれば、ピストンによって少なくとも部分的に区切られる燃焼室、第１の燃料のための第１の燃料供給、および第２の燃料のための第２の燃料供給を包含しており、かつ前記第１の燃料供給が燃焼室のところまたはその中に、および／またはそれの取入れ口ポートのところまたはその中に配置されるディーゼル−タイプの複式燃料内燃エンジンにおける２つの動作モードの間の選択を行なう方法が提供され、
− エンジンは、２つの異なる動作モードを有し、それら両方の動作モードは、
− 前記燃焼室内および／または前記取入れ口ポート内において前記第１の燃料の予混合を行なうステップ、
− 第１の燃料を含むチャージを第２の燃料の自然着火が可能になる状態まで圧縮するステップ、
− 前記燃焼室内への第２の燃料の第１の噴射を実行して前記第２の燃料の自然着火を開始し、それによって第２の燃料の自然着火後の燃焼室内に残留する燃料の燃焼のための状態を開始するステップ、
を包含し、それにおいて、
− 前記第１の動作モードは、残留する燃料の均質な着火および燃焼によって特徴付けられ、
− 前記第２の動作モードは、残留する燃料の予混合火炎伝播燃焼によって特徴付けられ、
前記方法は、さらに、
− 第２の燃料の前記第１の噴射において噴射される第２の燃料の量および／または第２の燃料の前記第１の噴射のタイミングを調整して、前記第１および第２の動作モードの間における選択が達成されるように第２の燃料の自然着火の後における燃焼室の温度および圧力をコントロールするステップ、
を包含する。

有利なことには、前記第１の燃料が、たとえば、空気および／または再循環された排気ガスと予混合されて第１の燃料を含むチャージが形成される。

第１の動作モードを使用する方法は、残留する燃料の均質な着火および燃焼によって特徴付けられる。簡潔のため、以下においては、その種の方法を『均質燃焼モード』と呼ぶこともある。

第２の動作モードを使用する方法は、残留する燃料の予混合火炎伝播燃焼によって特徴付けられる。簡潔のため、以下においては、その種の方法を『火炎伝播モード』と呼ぶこともある。

提案されている方法においては、エンジンの燃焼室内において両方の動作モードが生じ得る。２つの動作モードの間を選択するために、第２の燃料の第１の噴射における燃料の量を使用して第２の燃料の自然着火の後の燃焼室の温度および圧力をコントロールできることが明らかにされている。燃焼室内の温度および圧力は、燃焼室内において優勢となる第１および第２の動作モードのうちの１つに影響を及ぼすことになる。したがって、第１および第２の動作モードの間の切り換えは、前記第１の噴射において噴射される第２の燃料の量を変更することによって達成できる。

前記第１の動作モードの選択は、たとえば、第２の燃料の前記第１の噴射における燃料の量を増加し、それにより第２の燃料の自然着火の後の燃焼室の温度および圧力を増加することによって実行され得る。したがって、第２の動作モードから第１の動作モードへの切り換えを行なうためには、前記第１の噴射における第２の燃料の量の増加を行なえばよい。さらにまた、すでに優勢となっている第１の動作モードを切り換えポイントから遠くに離れる動作パラメータまで移動するためには、前記第１の噴射において噴射される第２の燃料の量のさらなる増加を行なえばよい。好ましくは、前記第１の噴射における第２の燃料の第１の噴射の量または数が、望ましい動作モードを決定するためのデバイスを使用することによってコントロールされる。

好ましくは、第２の燃料の前記第１の噴射において噴射される第２の燃料の量を、前記第１の動作モードを選択するためのあらかじめ決定済みのスレッショルド量より上にすることができる。

前記第２の動作モードの選択は、たとえば、第２の燃料の前記第１の噴射における燃料の量を減少させることによって実行され得る。したがって、第１の動作モードから第２の動作モードへの切り換えを行なうためには、前記第１の噴射における第２の燃料の量の減少を行なえばよい。さらにまた、すでに優勢となっている第２の動作モードを切り換えポイントから遠くに離れる動作パラメータまで移動するためには、前記第１の噴射において噴射される第２の燃料の量のさらなる減少を行なえばよい。好ましくは、前記第１の噴射における第２の燃料の第１の噴射の量または数が、望ましい動作モードを決定するためのデバイスを使用することによってコントロールされる。

好ましくは、第２の燃料の前記第１の噴射において噴射される第２の燃料の量を、前記第２の動作モードを選択するためのあらかじめ決定済みのスレッショルド量より下にすることができる。

代替においては、あるいは第２の燃料の第１の噴射において噴射される第２の燃料の量のバリエーションとともに、第２の燃料の第１の噴射のタイミング（すなわち、噴射が開始する時点、および噴射の持続時間）を、２つの動作モードのうちの１つを選択するべく変化させることが可能である。第１の動作モードの選択は、エンジンのピストンが上死点に近いときに第２の燃料の自然着火が生じるようにアレンジすることによって（すなわち、噴射のタイミングを選択することによって）行なうことが可能である。第２の動作モードの選択は、エンジンのピストンが上死点から遠いときに第２の燃料の自然着火が生じるようにアレンジすることによって行なうことが可能である。

前記第１および第２のモードの間における切り換えは、燃焼室内のラムダ値（正規化された空気／燃料比）が１から３までの間、好ましくは１．５から２．５までの間、もっとも好ましくは約２であるとき、噴射される第２の燃料の量および／または第２の燃料の噴射のタイミングをコントロールすることによって有利に実行され得る。

好ましくは第１の燃料が、高いオクタン価、好ましくは９０を超えるオクタン価を伴った燃料である。

有利なことには、第１の燃料が気体燃料であり、好ましくは天然ガスまたはバイオガスである。

好ましくは第２の燃料が、高いセタン価、好ましくは４０を超えるセタン価を伴った燃料である。有利なことには、前記第２の燃料が液体燃料であり、好ましくはディーゼル・オイル、バイオ−ディーゼル、またはＤＭＥ（ジメチルエーテル）である。

有利なことには、前記第１の燃料が、たとえば空気および／または再循環された排気ガスと予混合される。

本発明の第２の態様においては、ディーゼル−タイプの複式燃料内燃エンジンが提供され、当該複式燃料内燃エンジンは、
− ピストンによって少なくとも部分的に区切られる燃焼室、
− 第１の燃料のための第１の燃料供給であって、前記第１の燃料供給が燃焼室のところまたはその中に、および／またはそれの取入れ口ポートのところまたはその中に配置される第１の燃料供給、
− 第２の燃料のための第２の燃料供給、
− 前記燃焼室内および／または前記取入れ口ポート内における前記第１の燃料の予混合、
− 第１の燃料を含むチャージを第２の燃料の自然着火が可能になる状態まで圧縮するための少なくとも１つのデバイス、
− 前記燃焼室内への第２の燃料の第１の噴射を実行して前記第２の燃料の自然着火を開始し、それによって第２の燃料の自然着火後の燃焼室内に残留する燃料の燃焼のための状態を開始するための少なくとも１つの噴射器デバイス、
を包含し、それにおいて、
− 前記第１の動作モードは、残留する燃料の均質な着火および燃焼によって特徴付けられ、
− 前記第２の動作モードは、残留する燃料の予混合火炎伝播燃焼によって特徴付けられる。

複式燃料内燃エンジンは、さらに、第２の燃料の前記第１の噴射において噴射される第２の燃料の量および／または第２の燃料の前記第１の噴射のタイミングを調整して、前記第１および第２の動作モードの間における選択が達成されるように第２の燃料の自然着火の後における燃焼室の温度および圧力をコントロールするための少なくとも１つの噴射器デバイスを包含する。この原理の応用においては、その種の複式燃料内燃エンジンの前記第１および第２の動作モードの間を切り換えることが可能である。

本発明によるディーゼル−タイプの複式燃料内燃エンジンの好ましい実施態様においては、第２の燃料の第１の噴射を実行するための少なくとも１つの噴射器デバイスが、
− 前記エンジンの第１の動作モードにおいて、前記燃焼室内への第２の燃料の前記第１の噴射を実行して前記燃焼室内における前記第２の燃料の、およびその後に続く前記第１の燃料の自然着火を開始し、それによって第１の燃料の均質な着火および燃焼のための状態を開始するべく適合され、かつ
− 前記エンジンの第２の動作モードにおいて、前記燃焼室内への第２の燃料の前記第１の噴射を実行して、前記燃焼室内における前記第１の燃料を着火するための前記第２の燃料の自然着火を開始し、それによって第１の燃料の予混合火炎伝播燃焼のための状態を開始するべく適合される。

自然着火は、通常、第２の燃料の噴射の開始のすぐ後に生じる。当初は第２の燃料の断片部分が自然着火し、概して、第１の燃料の自然着火が開始する前に第２の燃料の実質的な量が燃焼する。したがって、上で使用している『その後に続く』という用語は自然着火プロセスの開始に関係しており、第１の燃料ならびに第２の燃料の自然着火の部分が、それぞれ、並列に生じることを排除しない。通常、第２の燃料の第１の部分が第１の燃料の自然着火の開始前に燃焼され、その後、第２の燃料の残留する第２の部分が、第１の燃料の燃焼と並列して燃焼される。

理解されることになろうが、方法に関係して上で述べたところの特徴ならびに利点は、本発明による複式燃料内燃エンジンに対しても等しく適用できる。

第１の動作モード
エンジンの第１の動作モードへ戻り、前記第１の動作モードの好ましい実施態様について以下に説明する。

エンジンの第１の動作モードは、ピストンによって少なくとも部分的に区切られる燃焼室、第１の燃料のための第１の燃料供給、および第２の燃料のための第２の燃料供給を包含しており、かつ前記第１の燃料供給が燃焼室のところまたはその中に、および／またはそれの取入れ口ポートのところまたはその中に配置されるディーゼル−タイプの複式燃料内燃エンジンを動作させる方法を有利に包含することができ、当該方法は、
− 前記燃焼室内および／または前記取入れ口ポート内において前記第１の燃料の予混合を行なうステップ、
− 第１の燃料を含むチャージを、前記第１の燃料の予混合圧縮着火に近い状態まで圧縮するステップ、
− 前記燃焼室内への第２の燃料の第１の噴射を実行して前記第２の燃料の、およびその後に続く前記第１の燃料の自然着火を開始するステップ、
を包含する。

さらに、第１の動作モードは、
少なくとも１つのその後に続く、好ましくは液体の噴射を実行するステップであって、前記その後に続く噴射は、追加の運動エネルギを燃焼プロセスに供給し、それによって燃焼の間における遅い酸化が改善されるように燃焼室内の遅い混合を強めるステップを有利に包含できる。

その後に続く噴射（またはその後に続く複数の噴射）によって提供される追加の運動エネルギは、遅い酸化を改善するための全体的および局所的混合が強められるように燃焼サイクルのより遅い段階において好ましく供給される。

その後に続く噴射（またはその後に続く複数の噴射）は、燃焼室の低温領域内、たとえばそれの壁の近傍の領域内における燃焼を、低温および高温の領域の間の混合を改善することによって強める。したがって、燃焼が改善されてより良好な燃料効率および少ない排出物質をもたらす。

燃焼室内への第２の燃料の第１の噴射は、第１の燃料の自然着火を開始するに充分である。これとは対照的に、（第２の燃料の前記第１の噴射の後の）その後に続く噴射（またはその後に続く複数の噴射）の目的は、燃焼室内における混合の増加を作り出す運動エネルギを追加することである。したがって、当該その後に続く噴射は、燃焼プロセスへの燃料の追加を必ずしも必要としない。噴射を介して運動エネルギを伝達でき、かつ燃焼プロセスを擾乱しない任意の気体または液体物質を使用することができる。

必要な量の運動エネルギの供給、および噴射の管理が、気体物質の噴射を用いるより液体を用いる方が概してより容易に達成できることから、その後に続く噴射のためには液体を噴射することが好ましい。以上の観点から、燃焼プロセスを擾乱しない任意の液体、たとえば水を噴射させることが可能である。しかしながら理解されるものとするが、液体の噴射は、まさに噴射の瞬間においてその物質が液相であることを意味する。噴射された後は、液体が、典型的な状態の場合に、燃焼室の状態、噴射プロセス、およびその液体の特性に依存するレートで気相に移行する。したがって、その後に続く噴射が液体の噴射である場合でさえ、噴射された物質の衝撃によって運動エネルギの大半が伝達され、乱流の大半が作り出されるが、当該物質は気相にある。

しかしながら、実用上の目的のためには、少なくとも１つのその後に続く噴射が燃料の噴射であることが好ましい。もっとも好ましくは、その後に続く液体噴射を、第１の噴射と同じ燃料、すなわち第２の燃料の噴射とする。したがって、その後に続く噴射のための追加の構造上の、またはエンジン設計のアレンジメントはまったく必要ない。

好ましくは、少なくとも１つのその後に続く噴射によって供給される追加の運動エネルギの量が可変である。

前述したとおり、少なくとも１つのその後に続く噴射を包含する燃焼サイクルを使用することが企図されているが、いくつかのその後に続く噴射をもまた使用できる。

有利なことには、これらのその後に続く噴射によって供給される追加の運動エネルギの量が、当該その後に続く噴射の数、当該その後に続く噴射の噴射圧力、当該その後に続く噴射の持続時間、またはその後に続く噴射の合間のドウェル時間のうちの少なくとも１つを変更することによって可変となる。この状況においては、供給される追加の運動エネルギの量が、同一燃焼サイクルのその後に続く噴射の合間に変更され得ること、および／または異なる燃焼サイクルに属するその後に続く噴射の合間に変更され得ることが理解されるものとする。

有利なことには、これらのその後に続く噴射によって供給される運動エネルギの量は、次のうちの少なくとも１つを検知する少なくとも１つのセンサから供給されるフィードバックに従って変更される：すなわち、燃焼プロセス、燃料、およびそれらの、温度、圧力、時間、燃料品質等といったパラメータ、および／または前記燃焼プロセスの結果であり、当該燃焼プロセスの結果は、限定ではないがその種の燃焼プロセスによって生成され、かつエンジンの排気ガス内に含まれる、結果としてもたらされる化合物を含む。少なくとも１つのその後に続く噴射のコントロールは、前記センサからのフィードバックを入力として使用して実行され得る。したがって、燃焼プロセスが連続的に監視され、その後に続く噴射が連続的にコントロールされて前記燃焼プロセスが改善され得る。有利なことには、スタートアップ段階において、第１の燃焼サイクルまたはいくつかの第１の燃焼サイクルを、その後に続く噴射のために選択されたスタート・パラメータを使用して実行でき、その後センサが、前記第１の燃焼サイクルまたはいくつかの第１の燃焼サイクルを評価するため、およびエンジンの正常動作段階におけるその後の燃焼サイクルについてその後に続く噴射を調整するための入力を提供するために使用される。したがって、燃焼プロセスを、特定の状況のために適合させることができる。その上、エンジンの連続する動作の間に状態が変化する場合においてもその後に続く噴射を適合させることができることから、これがより堅牢な燃焼プロセスを可能にする。

第１の燃焼サイクルまたはいくつかの第１の燃焼サイクルを、その後に続く噴射（または複数のその後に続く噴射）のために選択されたスタート・パラメータを用いて開始することの代替として、スタートアップ段階において、その後に続く噴射をまったく伴うことなく第１の燃焼サイクルまたはいくつかの第１の燃焼サイクルを実行することができる。

センサ（１つまたは複数）は、有利なことに、たとえばエンジンの排気ガス内のＣＯまたはＨＣの濃度を検知するためのセンサ（１つまたは複数）とすることができる。

１つまたは複数のＣＯまたはＨＣセンサに代えて、それに加えて、またはそれと併用して、この方法は、燃焼の品質を検知するためのセンサを使用することができる。その種の多様なセンサが適用可能となり得る。好ましくは、燃焼室圧力を検知するためのデバイスを、発熱の高速評価（サイクル毎サイクル・ベース）のための方法と併用することができる。

本発明の第２の態様においては、第１の動作モードに関して、ディーゼル−タイプの複式燃料内燃エンジンを有利に提供することができ、当該複式燃料内燃エンジンは、
− ピストンによって少なくとも部分的に区切られる燃焼室、
− 第１の燃料のための第１の燃料供給であって、前記第１の燃料供給が燃焼室のところまたはその中に、および／またはそれの取入れ口ポートのところまたはその中に配置される第１の燃料供給、
− 第２の燃料のための第２の燃料供給、
− 前記燃焼室内および／または前記取入れ口ポート内における前記第１の燃料の予混合、
− 第１の燃料を含むチャージを、前記第１の燃料の予混合圧縮着火に近い状態まで圧縮するための少なくとも１つのデバイス、
− 前記燃焼室内への第２の燃料の第１の噴射を実行して前記第２の燃料の、およびその後に続く前記第１の燃料の自然着火を開始するための少なくとも１つの噴射器デバイス、
を包含する。

有利なことには、複式燃料内燃エンジンが、さらに、少なくとも１つのその後に続く、好ましくは液体の噴射を、追加の運動エネルギを燃焼プロセスに供給するように実行するための少なくとも１つの噴射器デバイスを包含し、当該供給によって燃焼の間における遅い酸化が改善されるように燃焼室内の遅い混合を強める。

好ましくは複式燃料燃焼エンジンが、動作モードを決定するための少なくとも１つのセンサを包含し、それにおいて前記センサからの出力が、第２の燃料の第１の噴射の量または数、および／または第２の燃料の前記第１の噴射タイミングのコントロールに使用される。

好ましくは複式燃料燃焼エンジンが、燃焼プロセスからのフィードバックを提供するための少なくとも１つのセンサを包含し、それにおいて前記センサからの出力が、少なくとも１つのその後に続く（好ましくは液体の）噴射の前記コントロールのために使用される。

好ましくは複式燃料燃焼エンジンが、燃焼の品質または供給される燃料の品質を検知するためのセンサを包含する。

第２の動作モード
次に第２の動作モードへ戻り、前記動作モードの有利な実施態様について説明する。

有利なことに、第２の動作モードのために、ピストンによって少なくとも部分的に区切られる燃焼室、第１の燃料のための第１の燃料供給、および第２の燃料のための第２の燃料供給を包含しており、かつ前記第１の燃料供給が燃焼室のところまたはその中に、および／またはそれの取入れ口ポートのところまたはその中に配置されるディーゼル−タイプの内燃エンジンを動作させる方法が提供され、当該方法は、
− 前記燃焼室内および／または前記取入れ口ポート内において前記第１の燃料の予混合を行なうステップ、
− 第１の燃料を含むチャージを第２の燃料の自然着火が可能になる状態まで圧縮するステップ、
− 前記燃焼室内への第２の燃料の第１の噴射を実行して、前記第１の燃料を着火するための前記第２の燃料の自然着火を開始し、それによって第１の燃料の予混合火炎伝播燃焼のための状態を開始するステップ、
を包含する。

さらに、第２の動作モードは、
− 少なくとも１つのその後に続く、好ましくは液体の噴射を実行するステップを包含し、前記その後に続く噴射は、追加の運動エネルギを燃焼プロセスに供給し、それによって前記火炎の乱流強度および伝播速度を強め、かつ／または燃焼室内の遅い混合を強めて、残留する燃料の燃焼の間における遅い酸化が改善されるようにするステップを有利に包含する。

その後に続く噴射（またはその後に続く複数の噴射）によって提供される追加の運動エネルギは、燃焼室内の火炎の領域内において追加の小スケールの乱流を作り出すために使用でき、それがまた前記火炎の伝播速度を強める。したがって、火炎前面が、その種の追加の乱流を伴わない場合より高速に展開し、かつより短時間で燃焼室内に到達し、その結果として、この追加の乱流を伴わない従来的な複式燃料燃焼プロセスと比較したとき、時間に関してより好ましい燃焼室圧力の発生がもたらされ、それがまたより高いエンジンの（燃料）効率をもたらし、ノッキングのリスクが低減される。

追加の乱流を作り出すその後に続く噴射に代えて、またはそれに加えて、その後に続く噴射（またはその後に続く複数の噴射）を、燃焼の間における最終的な酸化を改善するように、燃焼室内の遅い混合を強めるために使用できる。その種のその後に続く噴射を『後噴射』と呼ぶことができる。後噴射の目的は、手前で説明したその後に続く噴射の目的と同様に、燃焼プロセスに運動エネルギに追加することである。しかしながら、後噴射によって追加される運動エネルギは、主として火炎速度の増加に利用されない。それに代えて、後噴射からの運動エネルギが、燃焼サイクルのより遅い段階において乱流が作り出されるように供給され、したがって、燃料の燃焼の間における遅い酸化を改善するための燃焼室内に残留するガスの遅い混合、または全体的な混合を強める。

第２の燃料の第１の噴射は、着火の開始、したがって予混合火炎伝播燃焼の開始に充分である。これとは対照的に、（第２の燃料の前記第１の噴射の後の）その後に続く噴射（またはその後に続く複数の噴射）の目的は、伝播する火炎の領域内において追加の小スケールの乱流を作り出すか、または燃焼室内におけるガスの全体的な混合を強める運動エネルギを追加することである。したがって、当該その後に続く噴射は、燃焼プロセスへの燃料の追加を必ずしも必要としない。噴射を介して運動エネルギを伝達でき、かつ燃焼プロセスを擾乱しない任意の気体または液体物質を使用することができる。

必要な量の運動エネルギの供給、および噴射の管理が、気体物質の噴射を用いるより液体を用いる方が概してより容易に達成できることから、その後に続く噴射のためには液体を噴射することが好ましい。以上の観点から、燃焼プロセスを擾乱しない任意の液体、たとえば水を噴射させることが可能である。しかしながら理解されるものとするが、液体の噴射は、まさに噴射の瞬間においてその物質が液相であることを意味する。噴射された後は、液体が、典型的な状態の場合に、燃焼室の状態、噴射プロセス、およびその液体の特性に依存するレートで気相に移行する。したがって、その後に続く噴射が液体の噴射である場合でさえ、噴射された物質の衝撃によって運動エネルギの大半が伝達され、乱流の大半が作り出されるが、当該物質は気相にある。

しかしながら、実用上の目的のためには、その後に続く噴射が燃料の噴射であることが好ましい。もっとも好ましくは、その後に続く液体噴射を、第１の噴射と同じ燃料、すなわち第２の燃料の噴射とする。したがって、その後に続く噴射のための追加の構造上の、またはエンジン設計のアレンジメントはまったく必要ない。

好ましくは、少なくとも１つのその後に続く噴射によって供給される追加の運動エネルギの量が可変である。

有利なことには、これらのその後に続く噴射によって供給される追加の運動エネルギの量が、当該その後に続く噴射の数、当該その後に続く噴射の噴射圧力、当該その後に続く噴射の持続時間、またはその後に続く噴射の合間のドウェル時間のうちの少なくとも１つを変更することによって可変となる。この状況においては、供給される追加の運動エネルギの量が、同一燃焼サイクルのその後に続く噴射の合間に変更され得ること、および／または異なる燃焼サイクルに属するその後に続く噴射の合間に変更され得ることが理解されるものとする。

有利なことには、これらのその後に続く噴射によって供給される運動エネルギの量は、次のうちの少なくとも１つを検知する少なくとも１つのセンサから供給されるフィードバックに従って変更される：すなわち、燃焼プロセス、燃料、およびそれらの、温度、圧力、時間、燃料品質等といったパラメータ、および／または前記燃焼プロセスの結果であり、当該燃焼プロセスの結果は、限定ではないがその種の燃焼プロセスによって生成され、かつエンジンの排気ガス内に含まれる、結果としてもたらされる化合物を含む。少なくとも１つのその後に続く噴射のコントロールは、前記センサからのフィードバックを入力として使用して実行され得る。したがって、燃焼プロセスが連続的に監視され、その後に続く噴射が連続的にコントロールされて前記燃焼プロセスが改善され得る。有利なことには、スタートアップ段階において、第１の燃焼サイクルまたはいくつかの第１の燃焼サイクルを、その後に続く噴射のために選択されたスタート・パラメータを使用して実行でき、その後センサが、前記第１の燃焼サイクルまたはいくつかの第１の燃焼サイクルを評価するため、およびエンジンの正常動作段階におけるその後の燃焼サイクルについてその後に続く噴射を調整するための入力を提供するために使用される。したがって、燃焼プロセスを、特定の状況のために適合させることができる。その上、エンジンの連続する動作の間に状態が変化する場合においてもその後に続く噴射を適合させることができることから、これがより堅牢な燃焼プロセスを可能にする。

第１の燃焼サイクルまたはいくつかの第１の燃焼サイクルを、その後に続く噴射のために選択されたスタート・パラメータを用いて開始することの代替として、スタートアップ段階において、その後に続く噴射をまったく伴うことなく第１の燃焼サイクルまたはいくつかの第１の燃焼サイクルを実行することができる。

センサ（１つまたは複数）は、有利なことに、たとえば供給される燃料の品質を検知するため、好ましくはオクタン価を検知するためのセンサ（１つまたは複数）とすることができる。その種のセンサは、たとえば、燃料タンク内、または燃料供給システム内に備えることができる。

その種の燃料品質センサに代えて、それに加えて、またはそれと併用して、この方法は、燃焼の品質を検知するためのセンサを使用することができる。その種の多様なセンサが適用可能となり得る。１つの周知のタイプのセンサは、いわゆるノック−センサである。好ましくは、燃焼室圧力を検知するためのデバイスを、発熱の高速評価（サイクル毎サイクル・ベース）のための方法と併用することができる。

本発明の第２の態様に関係して、また前記第２の動作モードに関して言えば、ディーゼル−タイプの複式燃料内燃エンジンを提供することができ、当該複式燃料内燃エンジンは、
− ピストンによって少なくとも部分的に区切られる燃焼室、
− 第１の燃料のための第１の燃料供給であって、前記第１の燃料供給が燃焼室のところまたはその中に、および／またはそれの取入れ口ポートのところまたはその中に配置される第１の燃料供給、
− 第２の燃料のための第２の燃料供給、
− 前記燃焼室内および／または前記取入れ口ポート内における前記第１の燃料の予混合、
− 第１の燃料を含むチャージを第２の燃料の自然着火が可能になる状態まで圧縮するための少なくとも１つのデバイス、
− 前記燃焼室内への第２の燃料の第１の噴射を実行して、前記第１の燃料を着火するための前記第２の燃料の自然着火を開始し、それによって第１の燃料の予混合火炎伝播燃焼のための状態を開始するための少なくとも１つの噴射器デバイス、
を包含する。

有利なことには、複式燃料燃焼エンジンが、さらに、少なくとも１つのその後に続く（好ましくは液体の）噴射を、追加の運動エネルギを燃焼プロセスに供給するように実行するための少なくとも１つの噴射器デバイスを包含し、当該供給によって前記火炎の乱流強度および伝播速度を強め、かつ／または燃焼室内の遅い混合を強めて、残留する燃料の燃焼の間における遅い酸化が改善されるようにする。

好ましくは複式燃料燃焼エンジンが、動作モードを決定するための少なくとも１つのセンサを包含し、それにおいて前記センサからの出力が、第２の燃料の第１の噴射の量または数、および／または第２の燃料の前記第１の噴射タイミングのコントロールに使用される。

好ましくは複式燃料燃焼エンジンが、燃焼プロセスからのフィードバックを提供するための少なくとも１つのセンサを包含し、それにおいて前記センサからの出力が、少なくとも１つのその後に続く（好ましくは液体の）噴射の前記コントロールのために使用される。

好ましくは複式燃料燃焼エンジンが、燃焼の品質または供給される燃料の品質を検知するためのセンサを包含する。

認識されるものとするが、多様な方法に関係して上で述べたところの代替および利点は、本発明による多様な複式燃料燃焼エンジンに対しても等しく適用できる。

以下、本発明をより詳細に、添付図面を参照した限定を伴わない例によって説明する。

第１の動作モード（『均質燃焼モード』）における燃焼室内の燃焼プロセスを略図的に図解した説明図である。 第２の動作モード（『火炎伝播モード』）における燃焼室内の火炎伝播を略図的に図解した説明図である。 図１ａ乃至１ｃおよび図２ａ乃至２ｃ内に図示されている第１および第２の動作モードについての動作の領域を略図的に図解した説明図である。 本発明の好ましい実施態様による方法および複式燃料燃焼エンジンを略図的に図解した説明図である。 第１の動作モードの実施態様における発熱レート曲線を時間の関数として、かつ噴射に関係して略図的に図解した説明図である。 第２の動作モードの実施態様における発熱レート曲線を時間の関数として、かつ噴射に関係して略図的に図解した説明図である。

図１ａ乃至１ｃは、第１の動作モード、すなわち均質燃焼モードにおける燃焼室内の燃焼プロセスの（単純化した）略図的な図解である。水平軸は、燃焼室内の空間的な位置を図示しており、それにおいて０は燃焼室の中心軸を、＋／−ｒはそれの横の端壁を示す。垂直軸は、局所的な燃焼プロセスの完了度を示し、それにおいてゼロは局所的な燃焼がまったくないことに対応し、１は局所的な燃焼の完了に対応する。

図１ａは、第１の動作モードの着火時の状況を図解している。図解および簡潔の目的のために、燃焼プロセスが１つの空間的な次元において生じるとして記述されている（実際の燃焼室は、複雑な３次元ジオメトリを有する）。好ましくは、着火および初期の燃焼が、燃焼室の中心部分において生じる。

その後に続く燃焼の伝播は、図１ａおよび１ｂ内の矢印によって図解されている。図１ｂ内に図解されているとおり、このプロセスにおいて、燃焼未済の燃料を含む燃焼室のすべての部分において自然着火が生じる前の火炎の伝播は、周縁においてのみ生じる。最終的に、図１ｃ内にあるとおり、燃焼室のすべての部分において燃焼が完了する。

したがって図１ａ乃至１ｃは、本発明の方法によって選択可能となる第１の動作モードを構成する均質燃焼タイプの燃焼プロセスを図解するべく意図されている。

図２ａ乃至２ｃは、火炎伝播モードと呼ばれる（ガソリン−タイプのエンジンについて典型的な）第２の動作モードについて燃焼室内の燃焼プロセスの略図的な図解を（単純化した態様で）示している。

水平軸は、燃焼室内の空間的な位置を図示しており、それにおいて０は燃焼室の中心軸を、＋／−ｒはそれの横の端壁を示す。垂直軸は、局所的な燃焼プロセスの完了度を示し、それにおいてゼロは局所的な燃焼がまったくないことに対応し、１は局所的な燃焼の完了に対応する。

図２ａは、第２の動作モードの着火時の状況を図解している。図解および簡潔の目的のために、燃焼プロセスが１つの空間的な次元において生じるとして記述されている（実際の燃焼室は、複雑な３次元ジオメトリを有する）。好ましくは、着火および初期の燃焼が、燃焼室の中心部分において生じる。

図２ａからわかるとおり、着火時の状況は図１ａのそれに類似である。好ましくは、着火および初期の燃焼が、燃焼室の中心において生じる。その後に続く火炎の伝播は、図２ａおよび２ｂ内の矢印によって図解されている。火炎が燃焼室内の特定の位置にわたって伝播した後は、局所的な燃焼プロセスの完了度がゼロ（局所的な燃焼なし）から１（局所的な燃焼の完了）になる。最終的に、図２ｃに図解されているとおり、燃焼室の横壁の全域にわたって火炎が伝播したとき、燃焼室のすべての部分において燃焼が完了する。

均質な着火および燃焼は、しばしばコントロールされた有利な自然着火プロセスのタイプと呼ばれ、不利益なノッキングを生じさせることがあるコントロールされない自然着火と対照的である。通常、図１ａ乃至１ｃ内にあるとおりの均質燃焼モードを使用するとき、燃焼室のすべての部分における燃焼の完了が、図２ａ乃至２ｃの予混合火炎伝播燃焼の例におけるよりも迅速に達成される。

本発明によれば、ディーゼル−タイプの複式燃料内燃エンジンを動作させる方法が実現され、それにおいて内燃エンジンは、ピストンによって少なくとも部分的に区切られる燃焼室、第１の燃料のための第１の燃料供給、および第２の燃料のための第２の燃料供給を包含しており、かつ前記第１の燃料供給が燃焼室のところまたはその中に、および／またはそれの取入れ口ポートのところまたはその中に配置され、かつそれにおいて前記内燃エンジンを動作させる前記方法は、残留する燃料の均質な着火および燃焼（『均質燃焼モード』）によって特徴付けられる第１の動作モードと残留する燃料の予混合火炎伝播燃焼（『火炎伝播モード』）によって特徴付けられる第２の動作モードの間において切り換えることができる。

動作モード間の切り換えは、第２の燃料の第１の噴射における第２の燃料の量および／または第２の燃料の第１の噴射のタイミングを調整し、前記第１および第２の動作モードの間における選択が達成されるように第２の燃料の自然着火の後における燃焼室の温度および圧力をコントロールすることによって達成される。

たとえば、火炎伝播モードにとどまるためには、第２の燃料の第１の（着火）噴射が、比較的少量の燃料を使用して行われる必要がある。第２の燃料の前記第１の噴射における第２の燃料の量がスレッショルド量まで、またはそれを超過してさらに第２の燃料の量が多くなる方向へ増加されると、そのことが燃焼室内における燃焼プロセスを、均質燃焼モードに到達するように変更する。同様にエンジンを均質燃焼モードにおいて動作させているとき、第２の燃料の前記第１の（着火）噴射における第２の燃料の量をスレッショルド量まで、またはそれを通り越してさらに第２の燃料の量が少なくなる方向へ減少させると、そのことが燃焼室内における燃焼プロセスを、火炎伝播モードに到達するように変更する。したがって、第２の燃料の前記第１の噴射における第２の燃料の量を、動作モード間の切り換えとして使用することができる。

図３は、動作モード間の切り換えをラムダの値に関して略図的に図解しており、それにおいてラムダは、正規化された空気対燃料の比である。

図３を参照すると、値が概略でラムダ＝１からラムダ＝２近くまでの範囲にわたる比較的ラムダ値が低い範囲６００内においては第２の動作モード（火炎伝播モード）が優勢である。値がラムダ＝２より大きくなる、より高いラムダ値の範囲７００内においては、第１の動作モード（均質燃焼モード）が優勢になる。

しかしながらラムダ＝２に近い領域内においては、両方の動作モードが可能である。この領域が、より低いラムダの範囲６００とより高いラムダの範囲７００のオーバーラップ領域８００として図解されている。オーバーラップ領域８００内においては、動作モード間の切り換えが可能である。ラムダ値がオーバーラップ領域８００内にあるときに（噴射６５０として図中に示されているとおり）比較的少量の第２の燃料が噴射された場合には、第２の動作モード、すなわち火炎伝播モードが確立される。その逆に、ラムダ値がオーバーラップ領域８００内にあるときに（噴射７５０として図中に示されているとおり）比較的多量の第２の燃料が噴射された場合には、第１の動作モード、すなわち均質燃焼モードが確立される。

図４は、本発明による方法および複式燃料内燃エンジンの機能を略図的に図解したブロック図である。

コントローラ４００は、複式燃料内燃エンジンの燃焼プロセス２００のために、燃焼サイクルの開始１００およびオプションのその後に続く噴射５００をコントロールするべく構成される。内燃エンジンの燃焼室内への第１の燃料の噴射および第２の燃料の第１の噴射を含み、前記第２の燃料の自然着火を開始する燃焼サイクルの開始１００、および（オプションの）その後に続く噴射５００は燃焼プロセス２００に影響を及ぼす。したがって、燃焼サイクルの開始１００を、エンジンの第１および第２の動作モードの間を選択するように第２の燃料の第１の噴射をコントロールするべく設定できる。燃焼プロセス２００は、前述したとおり、１つまたは複数のセンサ３００を使用して評価することができる。コントローラ４００は、センサ３００からフィードバックが提供されて、前記フィードバックに従って燃焼サイクルの開始および／またはその後に続く噴射５００を調整することができる。

図解されている例においては、センサ３００のうちの１つが燃焼プロセスの機能の測度を提供することが図示されている。しかしながら前述したとおり、エンジンの排気ガス内のＣＯまたはＨＣ濃度を検知するため、または燃焼プロセスと関係のあるそのほかのパラメータを検知するためにセンサまたは複数のセンサ３００を備えることも可能である。

さらにまた、ここで理解されるものとするが、その後に続く噴射５００のコントロールのために複数のセンサ３００を配置し、評価することができる。

本発明の方法および複式燃料燃焼エンジンの好ましい変形によれば、燃焼エンジンの動作モードが２つの例の動作モードの間において切り換えられることが可能であり、それについて次に説明する。しかしながら、理解されるであろうが、以下において説明する２つの例の動作モードは、ほかの動作モードと併用することもできる。

以下においては、本発明による方法における第１の動作モード（均質燃焼モード）として使用され得る動作方法を説明し、それにおいてはその後に続く噴射が使用される。しかしながら、それが特に有利ではあるものの、本発明が第１の動作モード（均質燃焼モード）のこの特定の実施態様に限定されることはなく、逆に均質燃焼タイプの第１の動作モードの多くの変形を伴って使用可能であることは理解されるであろう。

第１の動作モード（均質燃焼モード）の実施態様においては、動作モードが、ピストンによって少なくとも部分的に区切られる燃焼室、第１の燃料のための第１の燃料供給、および第２の燃料のための第２の燃料供給を包含しており、かつ前記第１の燃料供給が燃焼室のところまたはその中に、および／またはそれの取入れ口ポートのところまたはその中に配置されるディーゼル−タイプの複式燃料内燃エンジンを動作させる方法を包含し、当該方法は、
− 前記燃焼室内および／または前記取入れ口ポート内において前記第１の燃料の予混合を行なうステップ、
− 第１の燃料を含むチャージを、前記第１の燃料の予混合圧縮着火に近い状態まで圧縮するステップ、
− 前記燃焼室内への第２の燃料の第１の噴射を実行して前記第２の燃料の、およびその後に続く前記第１の燃料の自然着火を開始するステップ、および
− 少なくとも１つのその後に続く（好ましくは液体の）噴射を実行するステップであって、前記その後に続く噴射は、追加の運動エネルギを燃焼プロセスに供給し、それによって燃焼の間における遅い酸化が改善されるように燃焼室内の遅い混合を強めるステップを有利に包含できる。

図５は、第２の燃料の第１の噴射のタイミングおよびその後に続く噴射のタイミングを発熱のレートに関して略図的に（簡略化された態様で）図解することが意図されている。図５において、水平軸は燃焼サイクルの間の時間またはクランク角度の間隔を表わす。垂直軸は、（ｉ）発熱レート曲線４との関係においては燃焼プロセスの発熱レートを、（ｉｉ）噴射１、２との関係においては噴射される燃料質量のレートを表わす。

噴射１、２の最初（噴射１）が第２の燃料の『第１の噴射』であり、第１の燃料（すなわち、前記第１の燃料の予混合圧縮着火に近い状態まで前もって圧縮されている第１の燃料を含むチャージ）の自然着火を開始する第２の燃料の自然着火のために使用される。第２の燃料の第１の噴射１は、したがって、燃焼プロセスの開始のトリガに寄与する。したがって、第１の噴射１の直後に発熱レートが急速に上昇する。

続く噴射が『その後に続く噴射』２であり、それが燃焼プロセスに追加の運動エネルギを供給して、燃焼の間における最終的な（すなわち遅い）酸化が改善されるように燃焼室内の遅い混合を強める。したがって、その後に続く噴射２は、第２の燃料とすることもできるが、そうする必要はない。図５に図解されているとおり、その後に続く噴射２は、燃焼プロセス内において比較的遅くに生じる。特にこの場合においては、発熱レート曲線４のピークの後にその後に続く噴射が行なわれる。図５において選択されているｎ＝１とする『その後に続く』噴射パルス２の数ｎは単なる例示に過ぎず、その種の噴射パルスの数は、個別のケースの状況または個別の状態に応じて変更されることがあり、１以上の任意の自然数ｎ、たとえばｎ＝１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０等々とすることが可能である。

その後に続く噴射２の目的が燃焼室内の遅い混合の強めることであるため、発熱レート曲線４のピークの後の発熱の減少が始まった後にその後に続く噴射２を実行することが概して望ましいとし得る。その後に続く噴射２の目的は、燃焼室内において当初は凹部に捕まっている燃料、または壁の冷却またはそのほかの効果に起因して当初は部分的にのみ酸化される化合物の遅い混合を、燃焼の間における遅い酸化を改善するために強めることである。したがって、その後に続く噴射の結果は、発熱をわずかに増加することがある。

認識される必要があるが、その後に続く噴射２の数および正確なタイミングは、多様なものになり得る。前述したとおり、少なくとも１つのその後に続く噴射２があるものとする。有利なことには、少なくとも２つのその後に続く噴射があるとすることができる。好ましくは、その後に続く噴射の数が、１０より少なく、より好ましくは５より少ない。特に有用となり得るその後に続く噴射の数は、１から５までの間、好ましくは１から３までの間であると考えられている。

さらにまた、図５に図解されている第１の噴射１およびその後に続く噴射２は、同一の高さならびに持続時間を有しており、言換えるとそれらはすべて同じ量の燃料を含む。このことは、当然のことながら必須ではない。それに代えて、本発明の概要の中で前述したとおり、噴射の現れ方を変更することができる。その後に続く噴射２が第１の噴射１と異なることができる。さらにまた、複数のその後に続く噴射２が使用される場合には、それらのその後に続く噴射２が同一である必要もない。

以下においては、本発明の関係で使用できる第２の動作モード（火炎伝播モード）の実施態様とするディーゼル−タイプの複式燃料内燃エンジンを動作させる方法について説明する。しかしながら、それが特に有利ではあるものの、本発明が第２の動作モードのこの実施態様に限定されることはなく、逆に予混合火炎伝播によって特徴付けられる第２の動作モードのこのほかの変形を伴って使用できることは理解されるであろう。

第２の動作モード（火炎伝播モード）の実施態様においては、ピストンによって少なくとも部分的に区切られる燃焼室、第１の燃料のための第１の燃料供給、および第２の燃料のための第２の燃料供給を包含しており、かつ前記第１の燃料供給が燃焼室のところまたはその中に、またはそれの取入れ口ポートのところまたはその中に配置されるディーゼル −タイプの燃焼エンジンを動作させる方法が提供され、当該方法は、
− 前記燃焼室内および／または前記取入れ口ポート内において前記第１の燃料の予混合を行なうステップ、
− 第１の燃料を含むチャージを第２の燃料の自然着火が可能になる状態まで圧縮するステップ、
− 前記燃焼室内において第２の燃料の第１の噴射を実行して、前記第１の燃料を着火するための前記第２の燃料の自然着火を開始し、それによって第１の燃料の予混合火炎伝播燃焼のための状態を開始するステップ、
を包含する。

有利なことには、この方法がさらに、
− 少なくとも１つのその後に続く（好ましくは液体の）噴射を実行するステップを包含し、前記その後に続く噴射は、追加の運動エネルギを燃焼プロセスに供給し、それによって前記火炎の乱流強度および伝播速度を強め、かつ／または燃焼室内の遅い混合を強めて、残留する燃料の燃焼の間における遅い酸化が改善されるようにするステップを包含できる。

図６は、第２の燃料の第１の噴射のタイミングおよびその後に続く噴射のタイミングを発熱のレートに関して略図的に（簡略化された態様で）図解することが意図されている。図６において、水平軸は燃焼サイクルの間の時間またはクランク角度の間隔を表わす。垂直軸は、（ｉ）発熱レート曲線４との関係においては燃焼プロセスの発熱レートを、（ｉｉ）噴射１、２、３との関係においては噴射される燃料質量のレートを表わす。

噴射１、２、３の最初（噴射１）が第２の燃料の『第１の噴射』であり、第２の燃料の噴射および自然着火によって第１の燃料の着火のために使用される。第１の噴射１は、したがって、火炎の伝播のトリガに寄与する。したがって、第１の噴射１のすぐ後に発熱レートが急速に上昇する。初期の発熱の部分が第１の噴射１内に噴射される第２の燃料の燃焼に対応する。

続く２つの噴射は、『その後に続く噴射』２であり、乱流強度および火炎の伝播速度を強めるように追加の運動エネルギを燃焼プロセスに供給する。したがって、その後に続く噴射は、第２の燃料とすることもできるが、そうする必要はない。図６に図解されているとおり、その後に続く噴射２は、燃焼プロセスの間に生じる。特にこの場合においては、発熱レート曲線４のピークの前にその後に続く噴射が行なわれる。選択されているｎ＝２とする『その後に続く』噴射パルス（図６の中で２によって示されている）の数ｎは単なる例示に過ぎず、その種の噴射パルスの数は、個別のケースの状況または個別の状態に応じて変更されることがあり、１以上の任意の自然数ｎ、たとえばｎ＝１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０等々とすることが可能である。

その後に続く噴射２の目的が、火炎の伝播の速度が高まるように乱流の強度を増加することであるため、火炎が燃焼室の壁まで伝播してしまう前にその後に続く噴射を実行することが概して望ましいとし得る。

図解されている例においては、もう１つの、後噴射タイプのその後に続く噴射３が、発熱曲線４のピークの後の発熱の減少が始まった後に実行される。この後噴射３の目的は、燃焼室内において当初は凹部に捕まっている燃料、または壁の冷却またはそのほかの効果に起因して部分的にのみ酸化される化合物の遅い混合を、燃焼の間における遅い酸化を改善するために強めることである。したがって、後噴射３の結果は、発熱をわずかに増加することがあり、それがなければ減少する発熱レート曲線４の部分の『こぶ』としてそれが現れている。

認識される必要があるが、その後に続く噴射の数および正確なタイミングは、多様なものとなり得る。前述したとおり、少なくとも１つのその後に続く噴射があるものとする。有利なことには、少なくとも２つのその後に続く噴射があるとすることができる。好ましくは、その後に続く噴射の数が、１０より少ない。特に有用となり得るその後に続く噴射の数は、１から１０までの間、好ましくは２から７までの間であると考えられている。

さらにまた、図６に図解されている第１の噴射１、その後に続く噴射２、３（最初の２つのその後に続く噴射２および後噴射タイプのその後に続く噴射３）は、すべて同一の高さならびに持続時間を有しており、言換えるとそれらはすべて同じ量の燃料を含む。このことは、当然のことながら必須ではない。それに代えて、本発明の概要の中で前述したとおり、噴射の現れ方を変更することができる。最初のその後に続く噴射２が、たとえば第１の噴射１および／または最後のその後に続く噴射３（後噴射）と異なってもよい。さらにまた、最初のその後に続く噴射２が同じである必要もない。

理解されるものとするが、多くの実施態様および代替が、付随する特許請求の範囲によって囲い込まれる。さらにまた、この方法は２つの燃料を使用するディーゼル−タイプの内燃エンジンを動作させる方法に関係しているが、その種の方法が周期的に、ほかの期間の間においては単一燃料で動作することもあるディーゼル−タイプのエンジン内において使用され得ることが理解されるものとする。エンジン内において単一の燃料が使用される場合には、内燃エンジンを動作させる何らかの別の方法が使用されることがある。したがって、ここで提案している方法は、まったく同一のエンジン内において使用される多数の動作方法のうちの１つであるとし得る。

１ 噴射、第１の噴射
２ 噴射、その後に続く噴射
３ その後に続く噴射、後噴射
４ 発熱レート曲線
１００ 燃焼サイクルの開始
２００ 燃焼プロセス
３００ センサ
４００ コントローラ
５００ その後に続く噴射
６００ 範囲
６５０ 噴射
７００ 範囲
７５０ 噴射
８００ オーバーラップ領域

Claims (16)

1. ピストンによって少なくとも部分的に区切られる燃焼室、第１の燃料のための第１の燃料供給、および第２の燃料のための第２の燃料供給を包含しており、かつ前記第１の燃料供給が前記燃焼室のところまたはその中に、および／またはそれの取入れ口ポートのところまたはその中に配置されるディーゼル−タイプの複式燃料内燃エンジンにおける２つの動作モードの間の選択を行なう方法であって、
   − 前記エンジンが２つの異なる動作モードを有し、それら両方の動作モードが、
   − 前記燃焼室内および／または前記取入れ口ポート内において前記第１の燃料の予混合を行なうステップ、
   − 前記第１の燃料を含むチャージを前記第２の燃料の自然着火が可能になる状態まで圧縮するステップ、
   − 前記燃焼室内への前記第２の燃料の第１の噴射を実行して前記第２の燃料の自然着火を開始し、それによって前記第２の燃料の自然着火後の前記燃焼室内に残留する燃料の燃焼のための状態を開始するステップ、
   を包含し、それにおいて、
   − 前記第１の動作モードが、前記残留する燃料の均質な着火および燃焼によって特徴付けられ、
   − 前記第２の動作モードが、前記残留する燃料の予混合火炎伝播燃焼によって特徴付けられ、
   前記方法が、さらに、
   − 前記第２の燃料の前記第１の噴射において噴射される前記第２の燃料の量および／または前記第２の燃料の前記第１の噴射のタイミングを調整して、前記第１および第２の動作モードの間における選択が達成されるように前記第２の燃料の自然着火の後における前記燃焼室の温度および圧力をコントロールするステップ、
   を包含する、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記第１の動作モードの選択は、前記第２の燃料の前記第１の噴射における前記第２の燃料の量を増加することによって、特に、前記第２の燃料の前記第１の噴射において、あらかじめ決定済みのスレッショルド量と等しいかまたはそれより多い量の前記第２の燃料を噴射すること、および／または前記燃焼室内における前記ピストンがそれの上死点に近いときに前記第２の燃料の自然着火が生じるように前記第２の燃料の前記第１の噴射のタイミングを調整することによって実行される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記第２の動作モードの選択は、前記第２の燃料の前記第１の噴射における前記第２の燃料の量を減少することによって、特に、前記第２の燃料の前記第１の噴射において、あらかじめ決定済みのスレッショルド量より少ない量の前記第２の燃料を噴射すること、および／または前記燃焼室内における前記ピストンがそれの上死点から充分に遠いときに前記第２の燃料の自然着火が生じるように前記第２の燃料の前記噴射のタイミングを調整することによって実行される、
   ことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記第１および第２の動作モードの間における切り換えは、前記燃焼室内のラムダ値（正規化された空気／燃料比）が１から３までの間、好ましくは１．５から２．５までの間、もっとも好ましくは約２であるとき、噴射される前記第２の燃料の量および／または前記第１の噴射のタイミングを調整することによって実行される、
   ことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記第１の動作モードは、
   − 前記燃焼室のところまたはその中、および／または前記取入れ口ポートのところまたはその中における前記第１の燃料の予混合を行なうステップ、
   − 前記第１の燃料を含むチャージを、前記第１の燃料の予混合圧縮着火に近い状態まで圧縮するステップ、
   − 前記燃焼室内への第２の燃料の第１の噴射を実行して前記第２の燃料の、およびその後に続く前記第１の燃料の自然着火を開始するステップ、
   を包含する、
   ことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記第２の動作モードは、
   − 前記燃焼室内および／または前記取入れ口ポート内において前記第１の燃料の予混合を行なうステップ、
   − 第１の燃料を含むチャージを第２の燃料の自然着火が可能になる状態まで圧縮するステップ、
   − 前記燃焼室内への前記第２の燃料の前記第１の噴射を実行して、前記第１の燃料を着火するための前記第２の燃料の自然着火を開始し、それによって前記第１の燃料の予混合火炎伝播燃焼のための状態を開始するステップ、
   を包含する、
   ことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
7. さらに、
   − 少なくとも１つのその後に続く噴射を実行するステップであって、前記その後に続く噴射は、追加の運動エネルギを燃焼プロセスに供給し、それによって燃焼の間における遅い酸化が改善されるように前記燃焼室内の遅い混合を強めるステップ、
   を包含する、
   ことを特徴とする、請求項５または６に記載の方法。
8. 前記第２の動作モードは、さらに、
   − 少なくとも１つのその後に続く噴射を実行するステップであって、前記その後に続く噴射は、追加の運動エネルギを燃焼プロセスに供給し、それによって前記火炎の乱流強度および伝播速度を強めるステップ、
   を包含する、
   ことを特徴とする、請求項６または請求項７に記載の方法。
9. 前記その後に続く噴射は液体の、好ましくは燃料の、特に前記第２の燃料の噴射である、
   ことを特徴とする、請求項７または８に記載の方法。
10. 前記第１の燃料は、高いオクタン価、好ましくは９０を超えるオクタン価を伴った燃料であり、かつ／または前記第２の燃料は、高いセタン価、好ましくは４０を超えるセタン価を伴った燃料である、
    ことを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記第１の燃料は気体燃料であり、好ましくは天然ガスまたはバイオガスである、
    ことを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記第２の燃料は液体燃料であり、好ましくはディーゼル・オイル、バイオ−ディーゼル、またはＤＭＥ（ジメチルエーテル）である、
    ことを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記第１の燃料は、空気および／または再循環された排気ガスと予混合される、
    ことを特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
14. ディーゼル−タイプの複式燃料内燃エンジンであって、
    − ピストンによって少なくとも部分的に区切られる燃焼室、
    − 第１の燃料のための第１の燃料供給であって、前記第１の燃料供給が燃焼室のところまたはその中に、および／またはそれの取入れ口ポートのところまたはその中に配置される第１の燃料供給、
    − 第２の燃料のための第２の燃料供給、
    − 前記燃焼室内および／または前記取入れ口ポート内における前記第１の燃料の予混合、
    − 前記第１の燃料を含むチャージを前記第２の燃料の自然着火が可能になる状態まで圧縮するための少なくとも１つのデバイス、
    − 前記燃焼室内への前記第２の燃料の第１の噴射を実行して前記第２の燃料の自然着火を開始し、それによって前記第２の燃料の自然着火後の前記燃焼室内に残留する燃料の燃焼のための状態を開始するための少なくとも１つの噴射器デバイス（１００）、
    を包含し、それにおいて、
    − 前記第１の動作モードが、前記残留する燃料の均質な着火および燃焼によって特徴付けられ、
    − 前記第２の動作モードが、前記残留する燃料の予混合火炎伝播燃焼によって特徴付けられ、
    − 前記第２の燃料の前記第１の噴射において噴射される前記第２の燃料の量および／または前記第２の燃料の前記第１の噴射のタイミングを調整して、前記第１および第２の動作モードの間における選択が達成されるように前記第２の燃料の自然着火の後における前記燃焼室の温度および圧力をコントロールするための少なくとも１つの噴射器デバイス（５００）を包含する、
    ことを特徴とする、複式燃料内燃エンジン。
15. 前記第２の燃料の前記第１の噴射を実行するための前記少なくとも１つの噴射器デバイス（１００）が、
    − 前記エンジンの前記第１の動作モードにおいて、前記燃焼室内への前記第２の燃料の前記第１の噴射を実行して前記燃焼室内における前記第２の燃料の、およびその後に続く前記第１の燃料の自然着火を開始し、それによって前記第１の燃料の均質な着火および燃焼のための状態を開始するべく適合され、かつ
    − 前記エンジンの前記第２の動作モードにおいて、前記燃焼室内への前記第２の燃料の前記第１の噴射を実行して、前記燃焼室内における前記第１の燃料を着火するための前記第２の燃料の自然着火を開始し、それによって前記第１の燃料の予混合火炎伝播燃焼のための状態を開始するべく適合される、
    ことを特徴とする、請求項１４に記載の複式燃料エンジン。
16. 前記第２の燃料の前記第１の噴射を実行するための前記少なくとも１つの噴射器デバイス（１００）が、少なくとも１つのその後に続く、好ましくは液体の噴射を実行し、前記燃焼プロセスに追加の運動エネルギを供給して、
    − 前記エンジンが前記第１の動作モードにあるときには、それによって燃焼の間における遅い酸化が改善されるように前記燃焼室内の遅い混合を強めるべく適合され、または
    − 前記エンジンが前記第２の動作モードにあるときには、それによって燃焼の間における遅い酸化が改善されるように前記燃焼室内の前記乱流強度および火炎伝播速度を強めること、および／または前記燃焼室内の遅い混合を強めるべく適合される、
    ことを特徴とする、請求項１４または１５に記載の複式燃料エンジン。

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