JP2012533030A - 圧縮機不活動化付き分割サイクル空気ハイブリッドエンジン - Google Patents

圧縮機不活動化付き分割サイクル空気ハイブリッドエンジン Download PDF

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Abstract

分割サイクル空気ハイブリッドエンジンは回転可能なクランクシャフトを含む。圧縮ピストンは圧縮シリンダー内に摺動可能に収容されると共に、クランクシャフトに作用可能に連結されている。吸入バルブは圧縮シリンダー内への空気の流れを選択的に制御する。膨張ピストンは膨張シリンダーに摺動可能に収容されると共に、クランクシャフトに作用可能に連結されている。クロスオーバー通路は圧縮及び膨張シリンダーを相互に連結する。クロスオーバー通路は、両者間に圧力室を画成するクロスオーバー圧縮バルブ(XovrC)及びクロスオーバー膨張バルブ(XovrE)を含んでいる。空気貯留器がクロスオーバー通路に作用可能に連結されている。当該エンジンの空気膨張機（ＡＥ）モード及び空気膨張機及び点火燃焼（ＡＥＦ）モードでは、クランクシャフトの全回転中においてXovrCバルブが閉じて保たれ、及び吸入バルブは当該クランクシャフトの同じ回転の少なくとも２４０ＣＡ度の期間、開いて保たれる。

Description

この発明は、分割サイクルエンジン、より詳しくは、空気ハイブリッドシステムを組み入れたかかるエンジンに関する。
明瞭化の目的のために、本出願に用いられている用語「従来のエンジン」は、周知のオットーサイクルの４つのストロークの全て(すなわち、吸入(又は入口)、圧縮、膨張(又は動力)及び排気のストローク)がエンジンの各ピストン/シリンダーの組合せ内に包含されている内燃機関を意味する。各ストロークはクランクシャフトの半回転(１８０度クランク角（ＣＡ))を要し、そして、従来のエンジンの各シリンダー内で全体のオットーサイクルを完了するためには、クランクシャフトの完全な２回転(７２０度ＣＡ)が必要である。
また、明瞭化の目的のために、先行技術に開示されたエンジンに適用され得、かつ本出願で言及されるように、用語「分割サイクルエンジン」について、次の定義が提供される。
ここに言及される分割サイクルエンジンは、
クランクシャフト軸回りに回転可能なクランクシャフト、
当該クランクシャフトの単一の回転中の吸入ストローク及び圧縮ストロークを通して往復するように圧縮シリンダー内に摺動可能に収容されると共に、当該クランクシャフトに作用可能に連結された圧縮ピストン、
当該クランクシャフトの単一の回転中の膨張ストローク及び排気ストロークを通して往復するように膨張シリンダーに摺動可能に収容されると共に、当該クランクシャフトに作用可能に連結された膨張(動力)ピストン、及び
圧縮シリンダー及び膨張シリンダーを相互に連結するクロスオーバー通路(ポート)であって、内部に配置された少なくともクロスオーバー膨張バルブ(XovrE)を含み、より好ましくは、両者間に圧力室を画成するクロスオーバー圧縮バルブ(XovrC)及びクロスオーバー膨張バルブ(XovrE)を含むクロスオーバー通路、を備えている。
２００３年４月８日にScuderiに許可された特許文献１（United States Patent No. ６,５４３,２２５ ）及び２００５年１０月１１日にBranyon et alに許可された特許文献２（United States Patent No. ６,９５２,９２３）の両者は、参照によってここに組み入れられるが、分割サイクル及び類似のタイプのエンジンの広範囲に亘る議論を包含している。加えて、これらの特許は、本開示がさらなる展開を詳述する、エンジンの先行バージョンの詳細を開示している。
分割サイクル空気ハイブリッドエンジンは、分割サイクルエンジンと空気貯留器及び種々の制御装置を組み合わせている。この組合せは、分割サイクル空気ハイブリッドエンジンが圧縮空気の形で空気貯留器内にエネルギーを蓄えることを可能にしている。空気貯留器内の圧縮空気は、後で、クランクシャフトに動力を与えるべく膨張シリンダーで用いられる。
ここに言及される分割サイクル空気ハイブリッドエンジンは、
クランクシャフト軸回りに回転可能なクランクシャフト、
当該クランクシャフトの単一の回転中の吸入ストローク及び圧縮ストロークを通して往復するように圧縮シリンダー内に摺動可能に収容されると共に、当該クランクシャフトに作用可能に連結された圧縮ピストン、
当該クランクシャフトの単一の回転中の膨張ストローク及び排気ストロークを通して往復するように膨張シリンダーに摺動可能に収容されると共に、当該クランクシャフトに作用可能に連結された膨張(動力)ピストン、圧縮シリンダー及び膨張シリンダーを相互に連結するクロスオーバー通路(ポート)であって、内部に配置された少なくともクロスオーバー膨張バルブ(XovrE)を含み、より好ましくは、両者間に圧力室を画成するクロスオーバー圧縮バルブ(XovrC)及びクロスオーバー膨張バルブ(XovrE)を含むクロスオーバー通路、及び
クロスオーバー通路に作用可能に連結され、圧縮シリンダーからの圧縮空気を蓄え、及び圧縮空気を膨張シリンダーに配送すべく選択的に作動可能である空気貯留器、を備えている。
２００８年４月８日に Scuderi その他に許可された特許文献３（United States Patent No.７,３５３,７８６）は、参照によってここに組み入れられるが、分割サイクル空気ハイブリッド及び類似のタイプのエンジンの広範囲に亘る議論を包含している。加えて、この特許は本開示がさらなる展開を詳述する先行するハイブリッドシステムの詳細を開示している。
分割サイクル空気ハイブリッドエンジンは、通常の運転すなわち点火燃焼（ＮＦ)モード(一般に、エンジン点火燃焼(ＥＦ)モードとも呼ばれている)及び４つの基本的な空気ハイブリッドモードで走行され得る。ＥＦモードでは、エンジンは空気貯留器の使用を伴わずに作動する非空気ハイブリッド分割サイクルエンジンとして機能する。ＥＦモードでは、クロスオーバー通路を空気貯留器に作用可能に連結するタンクバルブが、基本の分割サイクルエンジンから空気貯留器を隔離すべく閉じられたままである。
分割サイクル空気ハイブリッドエンジンは、その空気貯留器の使用と共に４つのハイブリッドモードで作動する。当該４つのハイブリッドモードは、
１)燃焼を伴わずに空気貯留器からの圧縮空気エネルギーを用いる空気膨張機（ＡＥ）モード、
２)燃焼を伴わずに空気貯留器に圧縮空気エネルギーを蓄える空気圧縮機（ＡＣ）モード、
３)燃焼を伴って空気貯留器からの圧縮空気エネルギーを用いる空気膨張機及び点火燃焼（ＡＥＦ）モード、及び
４)燃焼を伴って空気貯留器に圧縮空気エネルギーを蓄える点火燃焼及び充填（ＦＣ）モードである。
米国特許第６,５４３,２２５号明細書 米国特許第６,９５２,９２３号明細書 米国特許第７,３５３,７８６号明細書
しかしながら、これらのモード、ＥＦ、ＡＥ、ＡＣ、ＡＥＦ、及びＦＣのさらなる最適化が、効率及びエミッションの低減を増進するために望まれている。
本発明は、空気膨張機（ＡＥ）モード，及び空気膨張機及び点火燃焼（ＡＥＦ）モードの使用が、改善された効率のために、如何なる駆動サイクルにおいても潜在的に全ての車両に対して最適化される分割サイクル空気ハイブリッドエンジンを提供する。
より詳しくは、本発明に従う分割サイクル空気ハイブリッドエンジンの模範的実施形態は、クランクシャフト軸回りに回転可能なクランクシャフトを含む。圧縮ピストンは、当該クランクシャフトの単一の回転中の吸入ストローク及び圧縮ストロークを通して往復するように圧縮シリンダー内に摺動可能に収容されると共に、当該クランクシャフトに作用可能に連結されている。吸入バルブが圧縮シリンダー内への空気の流れを選択的に制御する。膨張ピストンは、当該クランクシャフトの単一の回転中の膨張ストローク及び排気ストロークを通して往復するように膨張シリンダーに摺動可能に収容されると共に、当該クランクシャフトに作用可能に連結されている。クロスオーバー通路が圧縮シリンダー及び膨張シリンダーを相互に連結している。当該クロスオーバー通路は、両者間に圧力室を画成するクロスオーバー圧縮バルブ(XovrC)及びクロスオーバー膨張バルブ(XovrE)を含んでいる。空気貯留器が当該クロスオーバー通路に作用可能に連結され、圧縮シリンダーからの圧縮空気を蓄え、そして圧縮空気を膨張シリンダーに配送するために選択的に作動可能である。空気貯留器バルブが当該空気貯留器への及びそれからの空気流れを選択的に制御する。当該エンジンは、空気膨張機（ＡＥ）モード，及び空気膨張機及び点火燃焼（ＡＥＦ）モードで運転可能である。当該ＡＥ及びＡＥＦモードでは、XovrCバルブがクランクシャフトの全回転中に閉じられて保たれ、そして吸入バルブは当該クランクシャフトの同じ回転の少なくとも２４０ＣＡ度の間、開かれて保たれる。
分割サイクル空気ハイブリッドエンジンを運転する方法もまた、開示されている。分割サイクル空気ハイブリッドエンジンは、クランクシャフト軸回りに回転可能なクランクシャフトを含む。圧縮ピストンは、当該クランクシャフトの単一の回転中の吸入ストローク及び圧縮ストロークを通して往復するように圧縮シリンダー内に摺動可能に収容されると共に、当該クランクシャフトに作用可能に連結されている。吸入バルブが圧縮シリンダー内への空気の流れを選択的に制御する。膨張ピストンは、当該クランクシャフトの単一の回転中の膨張ストローク及び排気ストロークを通して往復するように膨張シリンダーに摺動可能に収容されると共に、当該クランクシャフトに作用可能に連結されている。クロスオーバー通路が圧縮シリンダー及び膨張シリンダーを相互に連結している。当該クロスオーバー通路は、両者間に圧力室を画成するクロスオーバー圧縮バルブ(XovrC)及びクロスオーバー膨張バルブ(XovrE)を含んでいる。空気貯留器が当該クロスオーバー通路に作用可能に連結され、そして圧縮シリンダーからの圧縮空気を蓄えるために選択的に作動可能である。空気貯留器バルブは、当該空気貯留器への、及びそれからの空気流れを選択的に制御する。当該エンジンは空気膨張機（ＡＥ）モード，及び空気膨張機及び点火燃焼（ＡＥＦ）モードで運転可能である。本発明に従う方法は、以下のステップを含んでいる。すなわち、XovrCバルブをクランクシャフトの全回転中に閉じて保ち、そして吸入バルブを当該クランクシャフトの同じ回転の少なくとも２４０ＣＡ度の間、開いて保ち、それにより）空気を吸入する際に圧縮ピストンで遂行されるポンプ仕事を低減すべく、圧縮シリンダーが不活動化される。
本発明のこれらの及び他の特徴及び有利な点は、添付図面をもとになされる以下の本発明の詳細な説明からより十分に理解されよう。
本発明による模範的な分割サイクル空気ハイブリッドエンジンの側断面図である。 本発明によるエンジン速度に対するポンプ仕事（負のＩＭＥＰに関して）のグラフ図である。
以下の頭辞語の用語解説及びここに用いられる用語の定義が参照用に提供される。
一般
他に特に規定のない限り、全てのバルブの開及び閉のタイミングは膨張ピストンの上死点後(ＡＴＤＣe)のクランク角度で測定されている。
他に特に規定のない限り、全てのバルブの期間はクランク角度(ＣＡ)である。
空気タンク(又は空気貯留タンク):圧縮空気の貯留タンクである。
ＡＴＤＣc:圧縮ピストンの上死点後である。
ＡＴＤＣe:膨張ピストンの上死点後である。
Bar:圧力の単位であり、１ bar = １０5 N/m2である。
ＢＭＥＰ:ブレーキ平均有効圧力である。用語「ブレーキ」は、摩擦損失（ＦＭＥＰ）が考慮された後のクランクシャフト(すなわち、出力シャフト)にもたらされる出力を意味する。ブレーキ平均有効圧力(ＢＭＥＰ)は、平均有効圧力（ＭＥＰ）値に関して表現されるエンジンのブレーキトルク出力である。ＢＭＥＰはエンジン排気量で除したブレーキトルクに等しい。これは摩擦による損失後に取られる性能パラメーターである。従って、ＢＭＥＰ=ＩＭＥＰ−摩擦である。この場合、摩擦はまた、通常、摩擦平均有効圧力(すなわち、ＦＭＥＰ)として知られているＭＥＰ値に関して表現されている。
圧縮機:分割サイクルエンジンの圧縮シリンダー及びその関連する圧縮ピストンである。
膨張機:分割サイクルエンジンの膨張シリンダー及びその関連する膨張ピストンである。
ＦＭＥＰ:摩擦平均有効圧力である。
ＩＭＥＰ:図示平均有効圧力である。用語「図示」は、摩擦損失（ＦＭＥＰ）が考慮される前にピストンの頂面にもたらされる出力を意味する。
入口(又は吸入):入口バルブである。また、一般に、吸入バルブと称される。
入口空気(又は吸入空気):吸入(又は、入口)ストロークに圧縮シリンダーに吸い込まれる空気である。
入口バルブ(又は吸入バルブ):圧縮シリンダーへのガスの吸入を制御するバルブである。
ポンプ仕事(又はポンプ損失):ここでの目的のために、ポンプ仕事(しばしば負のＩＭＥＰとして表現される)は、エンジン内への燃料及び空気充填物の誘導及び燃焼ガスの排出に費やされるエンジン動力のその部分に関連する。
圧縮シリンダーの不活動化中の残りの圧縮比:(b)圧縮ピストンが丁度その上死点位置に到達したときに圧縮シリンダー内に捕捉される容積(すなわち、クリアランス容積)に対する(a)吸入バルブが丁度閉じたときの位置において圧縮シリンダー内に捕捉される容積の比(a/b)である。
ＲＰＭ:１分間当りの回転数である。
タンクバルブ:Xovr通路を圧縮空気貯留タンクに連結しているバルブである。
ＶＶＡ:可変バルブ作動である。バルブのリフト曲線の形状又はタイミングを変更すべく作動可能な機構又は方法である。
Xovr(又はXover)バルブ、通路又はポート:圧縮及び膨張シリンダーを連結し、圧縮シリンダーから膨張シリンダーへガスを流すクロスオーバーバルブ、通路、及び／又はポートである。
XovrC(又はXoverC)バルブ:Xovr通路の圧縮機端部におけるバルブである。
XovrC-clsd-Int-clsd:完全に閉じられたXovrCバルブ及び完全に閉じられた吸入バルブである。
XovrC-clsd-Int-open:完全に閉じられたXovrCバルブ及び完全に開いた吸入バルブである。
XovrC-clsd-Int-std:完全に閉じられたXovrCバルブ及び標準タイミングを有する吸入バルブである。
XovrC-open-Int-clsd:完全に開いたXovrCバルブ及び完全に閉じられた吸入バルブである。
XovrC-std-Int-std:
標準タイミングを有するXovrCバルブ及び標準タイミングを有する吸入バルブである。
図１を参照するに、模範的分割サイクル空気ハイブリッドエンジンが概略的に符号１０で示されている。当該分割サイクル空気ハイブリッドエンジン１０は、従来のエンジンの２つの隣り合うシリンダーを１つの圧縮シリンダー１２及び１つの膨張シリンダー１４の組合せに置き換えている。シリンダーヘッド３３が、シリンダーを覆いそしてシールすべく膨張シリンダー１２及び圧縮シリンダー１４の開口端上に典型的に配置されている。
オットーサイクルの４つのストロークは、圧縮シリンダー１２がその関連する圧縮ピストン２０と共に吸入及び圧縮ストロークを実行し、そして膨張シリンダー１４がその関連する膨張ピストン３０と共に膨張及び排気ストロークを実行するように、２つのシリンダー１２及び１４に亘って「分割」されている。それ故に、オットーサイクルは、クランクシャフト軸１７の回りにクランクシャフト１６が１回転(３６０度ＣＡ)すると、これらの２つのシリンダー１２、１４内で完成される。
吸入ストローク中に、吸入空気はシリンダーヘッド３３に配置されている吸入ポート１９を介して圧縮シリンダー１２内に吸い込まれる。内開きの(シリンダーの内方にピストンに向かって開く)ポペット吸入バルブ１８が、吸入ポート１９と圧縮シリンダー１２との間の流体の連通を制御する。
圧縮ストローク中に、圧縮ピストン２０は空気充填物を圧縮し、そして該空気充填物を典型的にはシリンダーヘッド３３に配置されているクロスオーバー通路(又はポート)２２に押し出す。このことは、圧縮シリンダー１２及び圧縮ピストン２０が膨張シリンダー１４に対して吸入通路として作用するクロスオーバー通路２２への高圧ガス源であることを意味する。ある実施形態においては、２つ以上のクロスオーバー通路２２が圧縮シリンダー１２及び膨張シリンダー１４を互いに連結している。
分割サイクルエンジン１０(及び一般に分割サイクルエンジン)の圧縮シリンダー１２の幾何学的な(すなわち、容積的な)圧縮比は、ここで一般に、分割サイクルエンジンの「圧縮比」と称される。 分割サイクルエンジン１０(及び一般に分割サイクルエンジン)の膨張シリンダー１４の幾何学的な(すなわち、容積的な)圧縮比は、ここで一般に、分割サイクルエンジンの「膨張比」と称される。シリンダーの当該幾何学的な圧縮比は、前記ピストンがその上死点（ＴＤＣ)位置のときにシリンダー内に囲われる容積(すなわち、クリアランス容積)に対する、シリンダー内で往復するピストンがその下死点（ＢＤＣ)位置のときに(全てのリセスを含んで)シリンダー内に囲われる(すなわち、捕捉される)容積の比として、この技術分野において周知である。特に、分割サイクルエンジンのために、ここに定義されるように、圧縮シリンダーの圧縮比は当該XovrCバルブが閉じられるときに決定される。また、特に、分割サイクルエンジンのために、ここに定義されるように、膨張シリンダーの膨張比は当該XovrEバルブが閉じられるときに決定される。
圧縮シリンダー１２内での極めて高い圧縮比(例えば、２０対１、３０対１、４０対１又はそれ以上)のせいで、クロスオーバー通路入口２５において、外開きの（シリンダー及びピストンから離れて外方に開く)ポペットのクロスオーバー圧縮バルブ(XovrC)２４が、圧縮シリンダー１２からクロスオーバー通路２２への流れを制御するために用いられている。膨張シリンダー１４内での極めて高い膨張比(例えば、２０対１、３０対１、４０対１又はそれ以上)のせいで、クロスオーバー通路２２の出口２７において、外開きのポペットのクロスオーバー膨張バルブ(XovrE)２６が、クロスオーバー通路２２から膨張シリンダー１４への流れを制御している。XovrC及びXovrEバルブ２４、２６の作動速度及び位相付けは、オットーサイクルの４つのストロークの全ての間にクロスオーバー通路２２の圧力を高い最小圧力(典型的には全負荷時に２０bar以上)に維持するようにタイミング付けられている。
少なくとも１つの燃料噴射器２８が、クロスオーバー通路２２の出口端において、膨張ピストン３０がその上死点位置に到達する直前に起こる当該XovrEバルブ２６の開きに対応させて、加圧された空気内に燃料を噴射する。空気/燃料の充填物は、膨張ピストン３０がその上死点位置に近付いたとき、膨張シリンダー１４に入る。ピストン３０がその上死点位置から下降し始め、当該XovrEバルブ２６がまだ開いている間に、シリンダー１４内に突出している点火栓先端３９を含んでいる点火栓３２が点火され、点火栓先端３９の周りの領域で燃焼を開始する。燃焼は、膨張ピストンがその上死点（ＴＤＣ)位置通過後の１及び３０度ＣＡの間にある間に開始されてもよい。より好ましくは、燃焼は膨張ピストンがその上死点（ＴＤＣ)位置通過後の５及び２５度ＣＡの間にある間に開始されてもよい。最も好ましくは、燃焼は膨張ピストンがその上死点（ＴＤＣ)位置通過後の１０及び２０度ＣＡの間にある間に開始されてもよい。加えて、燃焼は、他の点火装置及び／又は方法によって、例えば、グロープラグ、マイクロ波点火装置、又は圧縮着火方法によって開始されてもよい。
排気ストロークの間に、排気ガスはシリンダーヘッド３３に配置されている排気ポート３５を介して膨張シリンダー１４の外に送出される。排気ポート３５の入口３１に配置されている内開きのポペット排気バルブ３４は、膨張シリンダー１４と排気ポート３５との間の流体の連通を制御する。排気バルブ３４及び排気ポート３５はクロスオーバー通路２２から分離されている。すなわち、排気バルブ３４及び排気ポート３５はクロスオーバー通路２２に接触せず、すなわち、クロスオーバー通路２２内に配置されていない。
分割サイクルエンジンのコンセプトによれば、圧縮シリンダー１２及び膨張シリンダー１４の幾何学的なエンジンパラメータ(すなわち、ボア、ストローク、コネクティングロッド長さ、容積測定の圧縮比、その他)は概ね互いから独立である。例えば、圧縮シリンダー１２及び膨張シリンダー１４についてのクランクスロー３６、３８は、それぞれ、異なる半径を有してもよく、そして膨張ピストン３０の上死点（ＴＤＣ)が圧縮ピストン２０のＴＤＣの前に起こるように互いから離れて位相付けられてもよい。この独立性は、分割サイクルエンジン１０が一般の４ストロークエンジンよりもより高い効率レベル及びより大きなトルクを潜在的に達成すること可能にしている。
分割サイクルエンジン１０におけるエンジンパラメータの幾何学的な独立性はまた、前に述べたように、クロスオーバー通路２２内に圧力が維持され得る主な理由の一つである。詳しくは、膨張ピストン３０はその上死点位置に、圧縮ピストンがその上死点位置に到達する僅かな位相角(典型的には１０ないし３０の間のクランク角度)だけ前に到達する。この位相角は、XovrCバルブ２４及びXovrEバルブ２６の適切なタイミングと伴って、分割サイクルエンジン１０がその圧力／容積サイクルの全４つのストロークの間にクロスオーバー通路２２内を高い最小圧力(典型的には、全負荷運転中に絶対圧で２０bar以上)に維持することを可能にしている。すなわち、分割サイクルエンジン１０は、XovrC及びXovrEバルブの両者が膨張ピストン３０がそのＴＤＣ位置からそのＢＤＣ位置に降下し、そして圧縮ピストン２０が同時にそのＢＤＣ位置からそのＴＤＣ位置に向けて上昇する間のかなりの期間(すなわち、クランクシャフトの回転期間)開くように、XovrCバルブ２４及びXovrEバルブ２６をタイミング付けて作動可能である。クロスオーバーバルブ２４、２６の両者が開いている期間(すなわち、クランクシャフトの回転)中、(１)圧縮シリンダー１２からクロスオーバー通路２２へ、及び(２)クロスオーバー通路２２から膨張シリンダー１４へほぼ等しい空気質量（マス）が移送される。従って、この期間中、クロスオーバー通路内の圧力は所定の最小圧力(典型的には、全負荷運転中に絶対圧で２０、３０又は４０bar)より低く低下するのが防がれる。さらに、エンジンサイクルの実質的な部分(典型的には、全エンジンサイクルの８０％以上)の間、XovrCバルブ２４及びXovrEバルブ２６の両者は、クロスオーバー通路２２内に捕捉されているガスの質量（マス）をほぼ一定のレベルに維持するために、閉じられている。結果として、クロスオーバー通路２２内の圧力は、エンジンの圧力／容積サイクルの全４つのストロークの間、所定の最小圧力に維持される。
ここでの目的のため、ほぼ等しいガスの質量（マス）をクロスオーバー通路２２へ、又はそれから同時に移送させるために、膨張ピストン３０がＴＤＣから降下し、そして圧縮ピストン２０がＴＤＣに向けて上昇している間にXovrCバルブ２４及びXovrEバルブ２６を開く方法が、ここでガス移送のプッシュプル方法と称される。分割サイクルエンジン１０のクロスオーバー通路２２内の圧力が、エンジンが全負荷で運転しているとき、エンジンのサイクルの全４つのストロークの間に典型的には、２０bar以上に維持されるのを可能にしているのがプッシュプル方法である。
前に述べたように、排気バルブ３４は、クロスオーバー通路２２から別けられてシリンダーヘッド３３の排気ポート３５内に配置されている。排気バルブ３４がクロスオーバー通路２２内に配置されていない、そしてそれ故に、排気ポート３５がクロスオーバー通路２２と共通部分を共有していないという排気バルブ３４の構造的配列は、排気ストロークの間にクロスオーバー通路２２内に捕捉されているガスの質量（マス）を維持するためには好ましい。従って、クロスオーバー通路内の圧力を所定の最小圧力以下に低下させるかもしれない大きな周期的な圧力低下が防止される。
XovrEバルブ２６は膨張ピストン３０がその上死点位置に到達する直前に開く。このとき、膨張シリンダー１４内の圧力に対するクロスオーバー通路２２内の圧力の圧力比は、クロスオーバー通路内の最小圧力が典型的には絶対圧で２０bar以上であり、膨張シリンダー内の圧力は排気ストロークの間に絶対圧で約１ないし２barであるという事実の理由で、高い。換言すると、XovrEバルブ２６が開くとき、クロスオーバー通路２２内の圧力は実質的に膨張シリンダー１４内の圧力よりも(典型的には、２０対１のオーダーで)高い。この高い圧力比は、空気及び／又は燃料充填物の初期流れが高速度で膨張シリンダー１４内に流れるのを生じさせる。これらの高速流れは音速に到達し、音速流と称される。この音速流は分割サイクルエンジン１０にとって特に有利である。というのも、それは、膨張ピストン３０がその上死点位置から降下している間に着火が開始されたとしても、分割サイクルエンジン１０が高い燃焼圧力を維持することを可能にする急速燃焼事象を生じさせるからである。
当該分割サイクル空気ハイブリッドエンジン１０はまた、空気貯留器(タンク)バルブ４２によってクロスオーバー通路２２に作用可能に連結されている空気貯留器(タンク)４０を含んでいる。２つ以上のクロスオーバー通路２２を備える実施形態は、クロスオーバー通路２２の各々に共通の空気貯留器４０に連結させるタンクバルブ４２を含んでもよく、又は代わりに、各クロスオーバー通路２２が別々の空気貯留器４０に作用可能に連結してもよい。
タンクバルブ４２は、典型的には、クロスオーバー通路２２から空気タンク４０まで延在する空気貯留器（タンク）ポート４４に配置されている。当該空気タンクポート４４は、第１の空気貯留器(タンク)ポート区分４６及び第２の空気貯留器(タンク)ポート区分４８に分けられている。第１の空気タンクポート区分４６は空気タンクバルブ４２をクロスオーバー通路２２に連結し、そして第２の空気タンクポート区分４８は空気タンクバルブ４２を空気タンク４０に連結している。第１の空気タンクポート区分４６の容積は、タンクバルブ４２が閉じられているとき、タンクバルブ４２をクロスオーバー通路２２に連結する追加のポート及びリセスの全ての容積を含む。
当該タンクバルブ４２は、適切なバルブ装置又はシステムであってもよい。例えば、当該タンクバルブ４２は、種々のバルブ作動装置(例えば、空圧、液圧、カム、電気式など)によって動作される能動バルブであってもよい。加えて、当該タンクバルブ４２は、２つ以上の作動装置でもって動作される２つ以上のバルブを備えるタンクバルブシステムを備えてもよい。
空気タンク４０は、前述の特許文献３に記載されたように、圧縮空気の形でエネルギーを蓄え、そしてクランクシャフト１６に動力を与えるためにその圧縮空気を後で用いるべく利用されている。この潜在的なエネルギーを蓄える機械式の手段は、現在の技術水準に対して多数の潜在的有利性を提供している。例えば、当該分割サイクルエンジン１０は、ディーゼルエンジン及び電気ハイブリッドシステムのような市場における他の技術に対して、比較的低い製造及び廃棄物処理コストで、燃料効率利得及びＮＯｘエミッション低減での多くの有利性を潜在的に提供することができる。
空気タンクバルブ４２の開成及び／又は閉成の選択的な制御、そしてそれによる空気タンク４０とクロスオーバー通路２２との連通の制御によって、当該分割サイクル空気ハイブリッドエンジン１０は、エンジン点火燃焼(ＥＦ)モード、空気膨張機（ＡＥ）モード、空気圧縮機（ＡＣ）モード、空気膨張機及び点火燃焼（ＡＥＦ）モード、及び点火燃焼及び充填（ＦＣ）モードにおいて作動可能である。当該ＥＦモードは、上述のように空気タンク４０の使用無しでエンジンが作動する非ハイブリッドモードである。当該ＡＣ及びＦＣモードは、エネルギー貯蔵モードである。当該ＡＣモードは、制動中のエンジンを含み、車両の運動学的エネルギーを利用することによるような、膨張シリンダー１４内で起こる燃焼を伴わずに(すなわち、燃料の費消無く)圧縮空気が空気タンク４０に蓄えられる空気ハイブリッド運転モードである。当該ＦＣモードは、エンジン全負荷より小さい(例えば、エンジンのアイドル、定速度での車両の惰航)のときのような、燃焼のためには必要でない余剰の圧縮空気が空気タンク４０に蓄えられる空気ハイブリッド運転モードである。当該ＦＣモードでは、圧縮空気の貯蔵がエネルギーのコスト（ペナルティ）を有している。それ故に、その後になって圧縮空気が用いられるときに正味の利得を有するのが望ましい。当該ＡＥ及びＡＥＦモードは、貯蔵されたエネルギーの使用モードである。当該ＡＥモードは、膨張シリンダー１４内で起こる燃焼を伴わずに(すなわち、燃料の費消無く)、空気タンク４０に貯蔵された圧縮空気が膨張ピストン３０を駆動するために用いられる空気ハイブリッド運転モードである。当該ＡＥＦモードは、空気タンク４０に貯蔵された圧縮空気が膨張シリンダー１４内での燃焼のために利用される空気ハイブリッド運転モードである。
当該ＡＥ及びＡＥＦモードにおいて、圧縮シリンダー１２は、空気の吸入で圧縮ピストン２０により遂行される（負のＩＭＥＰに関する)ポンプ仕事を最小にするか又は実質的に低減するために、好ましくは、不活動化される。ここにさらに詳細に陳べられるように、圧縮シリンダー１２を不活動化させる最も有効な方法は、クランクシャフト１６の全回転に亘りXovrCバルブ２４を閉じて保つこと、及び理想的には、クランクシャフトの全回転に亘り吸入バルブ１８を開いて保つことである。
吸入バルブが外方に開くエンジンの実施形態においては、当該吸入バルブはクランクシャフトの全回転に亘り開いて保たれ得る。しかしながら、この模範的な実施形態は、吸入バルブ１８が内方に開くより典型的な構成を図解している。したがって、圧縮ピストンのストロークの頂部で圧縮ピストン２０が吸入バルブ１８に接触するのを避けるためには、上昇しているピストン２０が内方に開いているバルブ１８に接触する前に、吸入バルブ１８が閉じられねばならない。
加えて、過剰な温度及び圧力の蓄積を避けるために、吸入バルブの閉じる角度から圧縮ピストンのＴＤＣまでに捕捉された空気が過剰に圧縮されないことを確実にすることも重要である。一般に、これは、吸入バルブ１８が閉じる点での残りの圧縮比が２０対１以下、より好ましくは、１０対１以下であるべきことを意味する。模範的なエンジン１０においては、圧縮ピストン２０のＴＤＣ前約６０ＣＡ度の吸入バルブ１８の閉じ角度(位置)において、残りの圧縮比は約２０対１である。吸入バルブの閉じがＴＤＣ前６０ＣＡ度であるときは、吸入バルブの開きがＴＤＣ後６０ＣＡ度であることが(ここでより詳しく説明されるように)極めて望ましい。
したがって、空気の温度及び圧力の過剰な蓄積無しで圧縮シリンダー１２を不活動化するためには、吸入バルブ１８がクランクシャフト１６の少なくとも２４０ＣＡ度の回転に亘り開いて保たれることが好ましい。さらに、吸入バルブ１８がクランクシャフト１６の少なくとも２７０ＣＡ度の回転に亘り開いて保たれることがより好ましく、吸入バルブ１８がクランクシャフト１６の少なくとも３００ＣＡ度の回転に亘り開いて保たれることが最も好ましい。
圧縮ピストン２０のバルブ１８への接触を避けるのに応じて吸入バルブ１８が単独で閉じられるとき、空気の圧縮(したがって、負の仕事)が、ピストン２０がその上死点位置(ＴＤＣ)に向かって上昇するにつれて生じるであろう。効率を最大にするために、主要な狙いはそれ故に、圧縮シリンダー１２内の圧力が吸入ポート１９内の圧力に等しいとき(すなわち、圧縮シリンダー１２と吸入ポート１９との間の圧力差が実質的にゼロのとき)のタイミングで吸入バルブ１８を再び開くことである。理想的なシステムにおいて、吸入バルブ１８の開きタイミングは圧縮ピストン２０の上死点に関して吸入バルブ１８の閉じタイミングと対称であろう。しかしながら、実際には、圧縮ピストン２０の圧縮ストローク中に吸入バルブ１８が閉じた後に、圧縮シリンダー１２内の圧力及び温度は上昇し始める。発生された熱のいくらかは、シリンダーー壁、ピストン冠面、及びシリンダーヘッドのようなシリンダー構成部品へと失われる。したがって、圧縮シリンダー１２及び吸入ポート１９内の圧力は、圧縮ピストン２０の圧縮ストロークよりも吸入ストロークにおいて(上死点に対して)僅かに早いタイミングで等しくされる。加えて、吸入ポート１９における波動効果及び吸入バルブ１８の(流れが低バルブリフトでまさに制限されるという事実のような)流量特性が、上死点に関して真の対称であることから僅かに外れる吸入バルブ１８の最適な閉じ及び開きタイミングの結果をもたらす。
したがって、出来るだけ多くの圧縮仕事をクランクシャフト１６に戻すためには、バルブ１８の閉じ位置(タイミング)及び開き位置(タイミング)をピストン２０のＴＤＣに関して実質的に対称(すなわち、プラス又はマイナス１０ＣＡ度内)に保つことが重要である。例えば、仮に、吸入バルブ１８が圧縮ピストン２０に衝突されるのを避けるべく圧縮ピストン２０のＴＤＣ前の実質的に２５ＣＡ度で閉じられるとすると、その後、バルブ１８はピストン２０のＴＤＣ後の実質的に２５ＣＡ度に開くべきである。このようにして、当該圧縮空気は空気ばねとして作用し、そして、ピストン２０がＴＤＣから離れて降下するとき空気が膨張しかつ圧縮ピストン２０を押し下げるので、圧縮仕事の大半をクランクシャフト１６に戻すことになる。
したがって、圧縮ピストン２０のバルブ１８への接触を避け、そして出来るだけ多くの圧縮仕事を復すためには、バルブ１８の閉じ及び開き位置(タイミング)が圧縮ピストン２０のＴＤＣに関して対称であり、プラス又はマイナス１０ＣＡ度内である(例えば、仮に、吸入バルブ１８がＴＤＣ前２５ＣＡ度で閉じるなら、その後、それはピストン２０のＴＤＣ後の２５プラス又はマイナス１０ＣＡ度で開かねばならない)ことが好ましい。しかしながら、バルブ１８の閉じ及び開き位置がピストン２０のＴＤＣに関して対称でプラス又はマイナス５ＣＡ度内であることがより好ましく、そしてバルブ１８の閉じ及び開き位置がピストン２０のＴＤＣに関して対称でプラス又はマイナス２ＣＡ度内であることが最も好ましい。
また、ＡＥ及びＡＥＦモードにおいて、空気タンクバルブ４２は、好ましくは、クランクシャフト１６の全回転に亘って開かれて保たれている(すなわち、空気タンクバルブ４２は膨張ピストンの少なくとも全膨張ストローク及び排気ストロークに亘り開かれて保たれている)。空気タンク４０内に蓄えられた圧縮空気は、膨張シリンダー１４のための充填空気を提供すべく、空気タンク４０からクロスオーバー通路２２内に解放される。当該ＡＥモードにおいて、空気タンク４０からの圧縮空気は、膨張ストロークの始めに膨張シリンダー１４に導入される。当該空気は膨張ピストン３０の同じ膨張ストロークで膨張され、クランクシャフト１６に動力を伝達する。その後、当該空気は排気ストロークで排出される。ＡＥＦモードにおいて、空気タンク４０からの圧縮空気は膨張ストロークの始めに燃料と共に膨張シリンダー１４に導入される。当該空気/燃料混合気は、膨張ピストン３０の同じ膨張ストロークで着火され、燃焼され、そして膨張され、クランクシャフト１６へ動力を伝達する。燃焼生成物はその後排気ストロークで排出される。
図２のXovrC_std_Int_stdとラベル付けられたグラフに示されるように、仮に、XovrCバルブ及び吸入バルブの標準のタイミング(例えば、ＥＦモードのために用いられるタイミング)でもって運転されるなら、(負のＩＭＥＰの観点から)最大のポンプ損失がＡＥ及びＡＥＦモードにおいて起こる。この配列におけるポンプ損失はまた、エンジン速度と共に増大する。したがって、圧縮ピストンにより遂行されるポンプ仕事を最小にする、又は実質的に低減するために、圧縮シリンダー不活動化が必要であることは明らかである。
XovrC_open_Int_clsdとラベル付けられた図２のグラフを参照するに、仮に、XovrCバルブは開いて保たれ、吸入バルブが閉じて保たれるなら、当該ポンプ損失は低減される。この配列では、圧縮ピストンが吸入ストローク中にクロスオーバー通路から圧縮空気を引き込み、そして圧縮ストローク中にこの空気をクロスオーバー通路内に押し戻す。大気の吸入空気は圧縮シリンダー内には入らない。
XovrC_clsd_Int_clsdとラベル付けられた図２のグラフを参照するに、仮に、XovrCバルブ及び吸入バルブの両者が共に閉じられて保たれるなら、当該ポンプ損失はさらに低減される。この配列では、圧縮シリンダー内に存する空気が大型の空気ばねの形態で圧縮ピストンによって循環的に圧縮及び減圧される。しかしながら、圧縮シリンダー１２およびピストン２０の幾何学的な圧縮比は非常に高い(例えば、４０対１を超える)。したがって、圧縮仕事の多くは過剰な圧縮熱へと失われる。
XovrC_clsd_Int_stdとラベル付けられた図２のグラフを参照するに、仮に、吸入バルブが標準のタイミングで運転される一方、XovrCバルブが閉じて保たれるなら、当該ポンプ損失はさらにもっと低減される。この配列では、圧縮シリンダーは圧縮ピストンの吸入ストローク中に吸入ポートに流体連通し、そして圧縮シリンダー内に存する空気が圧縮ピストンの圧縮ストローク中に圧縮される。
XovrC_clsd_Int_openとラベル付けられた図２のグラフを参照するに、仮に、XovrCバルブが閉じられて保たれ、そして吸入バルブは開かれて保たれるなら、前に述べたように、当該ポンプ損失は最も低い。この配列では、圧縮ピストンがその吸入ストローク中に吸入ポートから吸入空気を引き込み、そのその圧縮ストローク中に当該空気を吸入ポート内に押し戻す。吸入バルブ１８は圧縮ピストン２０との接触を避けるのに対応するのみで閉じられるので、最小の量の圧縮仕事がなされる。加えて、その圧縮仕事の大半は、吸入バルブ１８の開き及び閉じタイミングが圧縮ピストン２０のＴＤＣに対して実質的に対称であるとき、元に戻される。
本発明が特定の実施形態を参照して説明されたが、説明された発明のコンセプトの趣旨及び範囲内で多数の変更がなされ得ることが理解されるべきである。従って、本発明は説明された実施形態に限定されず、それは以下の請求項の語句によって定められる全部の範囲を有することが意図されている。

Claims (18)

  1. クランクシャフト軸回りに回転可能なクランクシャフト、
    当該クランクシャフトの単一の回転中の吸入ストローク及び圧縮ストロークを通して往復するように圧縮シリンダー内に摺動可能に収容されると共に、当該クランクシャフトに作用可能に連結された圧縮ピストン、
    圧縮シリンダーへの空気の流れを選択的に制御する吸入バルブ、
    当該クランクシャフトの単一の回転中の膨張ストローク及び排気ストロークを通して往復するように膨張シリンダーに摺動可能に収容されると共に、当該クランクシャフトに作用可能に連結された膨張ピストン、
    圧縮及び膨張シリンダーを相互に連結するクロスオーバー通路であって、両者間に圧力室を画成するクロスオーバー圧縮バルブ(XovrC)及びクロスオーバー膨張バルブ(XovrE)を含むクロスオーバー通路、
    当該クロスオーバー通路に作用可能に連結され、圧縮シリンダーからの圧縮空気を蓄え、及び圧縮空気を膨張シリンダーに配送すべく選択的に作動可能である空気貯留器、及び
    当該空気貯留器への、及びそれからの空気の流れを選択的に制御する空気貯留器バルブ、を備える分割サイクル空気ハイブリッドエンジンであって、
    当該エンジンは、空気膨張機（ＡＥ）モードと空気膨張機及び点火燃焼（ＡＥＦ）モードとで運転可能であり、当該ＡＥ及びＡＥＦモードでは、当該XovrCバルブは当該クランクシャフトの全回転中において閉じられて保たれ、及び当該吸入バルブは当該クランクシャフトの同じ回転の少なくとも２４０ＣＡ度の間、開かれて保たれることを特徴とする分割サイクル空気ハイブリッドエンジン。
  2. 当該ＡＥ及びＡＥＦモードでは、当該吸入バルブが当該クランクシャフトの同じ回転の少なくとも２４０ＣＡ度の間、開かれて保たれることを特徴とする請求項１に記載の分割サイクル空気ハイブリッドエンジン。
  3. 当該ＡＥ及びＡＥＦモードでは、当該吸入バルブが当該クランクシャフトの同じ回転の少なくとも３００ＣＡ度の間、開かれて保たれることを特徴とする請求項１に記載の分割サイクル空気ハイブリッドエンジン。
  4. 当該ＡＥ及びＡＥＦモードでは、吸入バルブの閉じる位置における残りの圧縮比が２０対１以下であることを特徴とする請求項１に記載の分割サイクル空気ハイブリッドエンジン。
  5. 当該ＡＥ及びＡＥＦモードでは、吸入バルブの閉じる位置における残りの圧縮比が１０対１以下であることを特徴とする請求項１に記載の分割サイクル空気ハイブリッドエンジン。
  6. 当該ＡＥ及びＡＥＦモードでは、当該吸入バルブの閉じる位置及び吸入バルブの開く位置は、圧縮ピストンの上死点位置に関して対称でプラス又はマイナス１０ＣＡ度内であることを特徴とする請求項１に記載の分割サイクル空気ハイブリッドエンジン。
  7. 当該ＡＥ及びＡＥＦモードでは、当該吸入バルブの閉じる位置及び吸入バルブの開く位置は、圧縮ピストンの上死点位置に関して対称でプラス又はマイナス５ＣＡ度内であることを特徴とする請求項１に記載の分割サイクル空気ハイブリッドエンジン
  8. 当該ＡＥ及びＡＥＦモードでは、当該吸入バルブの閉じる位置及び吸入バルブの開く位置は、圧縮ピストンの上死点位置に関して対称でプラス又はマイナス２ＣＡ度内であることを特徴とする請求項１に記載の分割サイクル空気ハイブリッドエンジン
  9. 当該ＡＥ及びＡＥＦモードでは、当該吸入バルブが当該クランクシャフトの同じ回転の全期間、開かれて保たれることを特徴とする請求項１に記載の分割サイクル空気ハイブリッドエンジン。
  10. 当該ＡＥモードでは、当該空気貯留器バルブが開かれ、そして当該空気貯留器からの圧縮空気が膨張ストロークの始まりにおいて膨張シリンダーに導入され、当該空気が膨張ピストンの同じ膨張ストロークで膨張され、クランクシャフトに動力を伝達し、そして当該空気は排気ストロークにおいて排出されることを特徴とする請求項１に記載の分割サイクル空気ハイブリッドエンジン。
  11. 当該ＡＥＦモードでは、当該空気貯留器バルブが開かれ、そして当該空気貯留器からの圧縮空気が燃料と共に膨張ストロークの始まりにおいて膨張シリンダーに導入され、それが膨張ピストンの同じ膨張ストロークで着火され、燃焼され、かつ膨張され、クランクシャフトに動力を伝達し、そして燃焼生成物は排気ストロークにおいて排出されることを特徴とする請求項１に記載の分割サイクル空気ハイブリッドエンジン。
  12. クランクシャフト軸回りに回転可能なクランクシャフト、
    当該クランクシャフトの単一の回転中の吸入ストローク及び圧縮ストロークを通して往復するように圧縮シリンダー内に摺動可能に収容されると共に、当該クランクシャフトに作用可能に連結された圧縮ピストン、
    圧縮シリンダーへの空気の流れを選択的に制御する吸入バルブ、
    当該クランクシャフトの単一の回転中の膨張ストローク及び排気ストロークを通して往復するように膨張シリンダーに摺動可能に収容されると共に、当該クランクシャフトに作用可能に連結された膨張ピストン、
    圧縮及び膨張シリンダーを相互に連結するクロスオーバー通路であって、両者間に圧力室を画成するクロスオーバー圧縮バルブ(XovrC)及びクロスオーバー膨張バルブ(XovrE)を含むクロスオーバー通路、
    当該クロスオーバー通路に作用可能に連結され、圧縮シリンダーからの圧縮空気を蓄え、及び圧縮空気を膨張シリンダーに配送すべく選択的に作動可能である空気貯留器、及び
    当該空気貯留器への、及びそれからの空気の流れを選択的に制御する空気貯留器バルブ、を備える分割サイクル空気ハイブリッドエンジンであって、
    当該エンジンは、空気膨張機（ＡＥ）モードと空気膨張機及び点火燃焼（ＡＥＦ）モードとで運転可能であり、当該ＡＥ及びＡＥＦモードでは、当該XovrCバルブは当該クランクシャフトの全回転中において閉じられて保たれ、及び当該吸入バルブは圧縮シリンダー内の圧力が吸入ポート内の圧力におよそ等しくなる位置で開かれることを特徴とする分割サイクル空気ハイブリッドエンジン。
  13. クランクシャフト軸回りに回転可能なクランクシャフト、
    当該クランクシャフトの単一の回転中の吸入ストローク及び圧縮ストロークを通して往復するように圧縮シリンダー内に摺動可能に収容されると共に、当該クランクシャフトに作用可能に連結された圧縮ピストン、
    圧縮シリンダーへの空気の流れを選択的に制御する吸入バルブ、
    当該クランクシャフトの単一の回転中の膨張ストローク及び排気ストロークを通して往復するように膨張シリンダーに摺動可能に収容されると共に、当該クランクシャフトに作用可能に連結された膨張ピストン、
    圧縮及び膨張シリンダーを相互に連結するクロスオーバー通路であって、両者間に圧力室を画成するクロスオーバー圧縮バルブ(XovrC)及びクロスオーバー膨張バルブ(XovrE)を含むクロスオーバー通路、
    当該クロスオーバー通路に作用可能に連結され、圧縮シリンダーからの圧縮空気を蓄え、及び圧縮空気を膨張シリンダーに配送すべく選択的に作動可能である空気貯留器、及び
    当該空気貯留器への、及びそれからの空気の流れを選択的に制御する空気貯留器バルブ、を備える分割サイクル空気ハイブリッドエンジンであって、
    当該エンジンは、空気膨張機（ＡＥ）モードと空気膨張機及び点火燃焼（ＡＥＦ）モードとで運転可能である分割サイクル空気ハイブリッドエンジンを作動させる方法であって、
    クランクシャフトの全回転中においてXovrCバルブを閉じて保つステップ、及び
    当該クランクシャフトの同じ回転の少なくとも２４０ＣＡ度の間、吸入バルブを開いて保つステップを含み、
    それによって、吸入空気に圧縮ピストンによって遂行されるポンプ仕事を低減すべく、当該圧縮シリンダーが不活動にされることを特徴とする方法。
  14. 吸入バルブの閉じる位置及び吸入バルブの開く位置を圧縮ピストンの上死点位置に関して対称で、プラス又はマイナス５ＣＡ度内に保つステップを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
  15. 吸入バルブをクランクシャフトの同じ回転の全期間において開いて保つステップを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
  16. 吸入バルブの閉じる位置における残りの圧縮比が２０対１以下となるように、当該吸入バルブを閉じるステップを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
  17. 空気貯留器バルブを開くステップ、及び
    膨張ストロークの始まりにおいて、空気貯留器からの圧縮空気を膨張シリンダーに導入し、膨張ピストンの同じ膨張ストロークで当該空気を膨張させ、クランクシャフトに動力を伝達し、及び当該空気を排気ストロークで排出させることによって、当該エンジンをＡＥモードで運転させるステップ、
    をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
  18. 空気貯留器バルブを開くステップ、及び
    膨張ストロークの始まりにおいて、空気貯留器からの圧縮空気を燃料と共に膨張シリンダーに導入し、膨張ピストンの同じ膨張ストロークでそれは着火され、燃焼され、そして膨張されて、クランクシャフトに動力を伝達し、及び当該空気を排気ストロークで排出させることによって、当該エンジンをＡＥＦモードで運転させるステップ、
    をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
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