JPH05248246A - 内燃機関の燃焼室内へ可燃ガスを供給する方法 - Google Patents

内燃機関の燃焼室内へ可燃ガスを供給する方法

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JPH05248246A JP4334458A JP33445892A JPH05248246A JP H05248246 A JPH05248246 A JP H05248246A JP 4334458 A JP4334458 A JP 4334458A JP 33445892 A JP33445892 A JP 33445892A JP H05248246 A JPH05248246 A JP H05248246A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関の内容物および境界表面を早急かつ
効果的に最適温度まで加熱する経済的な方法を提供する
こと。 【構成】 ２つの段階の間にシリンダ型の内燃機関の燃
焼室内に可燃ガスを供給する方法。可燃ガスの供給は少
なくとも第１の段階の終了に向かって制限されかつ可燃
ガスの供給の制限はピストンが燃焼室内の充填物を圧縮
し始めるとき終了する第２の段階の始まりには少なくと
も終了される。この方法においては、可燃ガスの供給の
制限の範囲ならびに可燃ガスの供給制限の開始および終
了の時期および可燃ガスの供給の終了の時期について
は、所望量の可燃ガスで燃焼室を充填するのに必要な作
業量に、充填物の温度を予め定められた量だけ上昇させ
るのに必要なエネルギを加えたものに結果として生じる
ピストンの動作が対応するように調整される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】この発明は、内燃機関の燃焼室内へ可燃ガ
スを供給する方法に関する。本願の文脈においては、こ
の可燃ガスとは空気、燃料−空気混合物、水素または他
の内燃機関内での使用に適合するガスでよい。
【０００２】内燃機関の技術分野においては、機関が冷
えた状態から始動される場合および機関の熱エネルギ欠
乏状態が存在する場合などに機関を早急に点火させ、汚
染物質の放出を減らし、かつ燃料の消費率をカットする
ために燃焼室内の温度を上昇させることが知られてい
る。温度を上昇させることで、より急速な燃料の蒸発が
もたらされ、燃料−空気混合物の「調整」もまた改善さ
れる。
【０００３】可燃ガスを予め加熱すること、すなわち可
燃ガスを、機関シリンダ内に流す前に熱交換器において
加熱することは公知の方法である。しかしながら、熱交
換器から機関シリンダへの経路に沿ってかなりの熱エネ
ルギが消散する。可燃ガスは加熱されると膨脹し、すな
わち可燃ガスが加熱されればされるほど、機関シリンダ
内に供給される可燃ガスの量が減り、したがってたとえ
ばディーゼル型の機関ではトルク能力は冷たい状態から
機関を始動させたり機関の正常な動作の際にも問題を起
こすほど減少する。このような加熱に対する応答性は可
燃ガスの長い流路によりかなり低い。いわゆるＣＶＳ試
験法においては、この時点で与えられる負荷ピーク（ｌ
ｏａｄ ｐｅａｋ）により２０秒後には既に主要な汚染
物質の放出が発生する。この点に鑑み、可燃ガスを予め
加熱する公知の方法は効果が現れるのが遅すぎ、かつ十
分な量の可燃ガスを供給することを可能にするために
は、多くのタイプの機関ではこの負荷ピーク状態の間に
スイッチオフされる必要がある。さらに、可燃ガスを予
め加熱するには比較的多量のエネルギを必要とする。
【０００４】したがって、汚染物質の放出のないかつ直
接的に燃焼室内での経済的な燃焼を行なう、すなわち可
燃ガスの圧縮の始まった時点で最適温度まで燃焼室の壁
と可燃ガス（すなわち空気または燃料−空気混合物）を
加熱することかつひいては負荷ピーク状態の間に十分な
量の可燃ガスが供給されることを確保することが望まし
いと考えられる。
【０００５】ドイツ特許出願公開第３８ ２４ １３３
号から、機関ピストンの圧縮ストロークの直前に機械的
なパルスチャージングにより熱エネルギを発生すること
が知られている。しかしながら、この場合にも取入れマ
ニホルドは加熱されかつこの加熱により充填された空気
のかなりの圧縮が生じかつこれに対応して可燃ガスの高
い質量流量が生じる。
【０００６】さらに、この公知の方法は熱エネルギ欠乏
のすべての動作状態の際に燃焼機関を高温で動作させる
ことには適しておらず、オットー（Ｏｔｔｏ）型機関の
アイドリング動作の際のように、可燃ガスの必要量が少
ない場合には特に適していない。
【０００７】したがって、この発明の目的はすべての動
作状態の際にかつ必要とされる可燃ガスが多い場合およ
び少ない場合双方において、燃焼室の内容物および境界
表面を最適温度まで急速かつ効果的に加熱する経済的な
方法を提供することである。
【０００８】この発明のもう１つの目的は燃料−空気混
合物の調整を改善することである。これらの目的を達成
するために、この発明は第１の段階および第１の段階に
引続く第２の段階の間に、ピストンシリンダ型の内燃機
関の燃焼室内へ可燃ガスを供給する方法を提供し、この
可燃ガスの供給は少なくともこの第１の段階の終りに向
かって制限されかつ可燃ガスの供給の制限は燃焼室に関
連するピストンが燃焼室における可燃空気の充填物を圧
縮し始めるときに終わる第２の段階の始まりの際に少な
くとも終了する。この方法においては、可燃ガスの供給
を制限する程度ならびに可燃ガスの供給を制限すること
を開始および終了する時期および可燃ガスの供給を終了
する時期は、結果として生じるピストン動作が所望の量
の可燃ガスで燃焼室を充填するために必要な動作および
上記充填物の温度を予め定められた量上昇させるのに必
要なエネルギとに対応するように調整される。
【０００９】本願発明は可燃ガスをダイナミックに充填
する上記の方法から始まる。第１の段階の間に可燃ガス
の供給を制限することにより、ピストンが、その吸込み
ストロークの間に、（追加の動作により）真空状態を発
生し、この状態により、可燃ガスの供給の制限が終了し
た第２の段階の間に、増大した速度で燃焼室内に可燃ガ
スが流れる。このように流込む可燃ガスの運動エネルギ
によりガスの圧縮が引起こされかつしたがってガスは圧
力エネルギへと変換される。そこから結果として生じる
温度上昇は理想的には断熱プロセスのものに対応する。
【００１０】ガスの運動エネルギから生じる熱エネルギ
は燃焼室内で直接的に発生される。これはまた必要とさ
れる可燃ガスが少ない状態においては、第２の段階の間
に可燃ガスのそれぞれの流速を利用して得られるかもし
れない。したがって、この方法は上記に定義した目的を
達成するために特に適している。
【００１１】熱エネルギが必要な場合には、本願発明に
従う上記のパラメータの調整は、第２の段階において流
込む可燃ガスの運動エネルギに変換されるピストン動作
が、結果として生じる動作の差異が熱エネルギに変換さ
れるように、最終的な圧縮に必要な動作の量を実質的に
越えるよう選択される。この発明により、少なくとも２
００℃の温度上昇と同時にガスの質量流量の増大が可能
となるが、この結果は公知の方法のいずれによっても得
られるものではない。この発明の方法においては、流込
む可燃ガスの結果として得られる濃度および量は上記の
公知のダイナミックに充填する方法の場合のように流入
するガスの運動エネルギから自動的に生じるものではな
く、むしろ可燃ガスの量は、余剰のエネルギが熱エネル
ギに変換されるように、所望の実際の機関負荷に従いガ
スの流入の持続時間を選択することにより選択的に規定
または制限され得る。したがって温度上昇の制御は可燃
ガスの量の制御から独立したものであり、特に可燃ガス
の量は可燃ガスの制限されない流れから生じるものより
も少ないかも知れない。
【００１２】機関が冷えた状態から始動される場合に
は、圧縮ストロークの際の燃焼室の壁の温度と、可燃ガ
スの付加的な加熱の結果としてのピストン圧縮動作との
間には有益な相関関係が存在する。高い壁の温度により
圧縮動作の増大が生じる。これにより燃焼室の温度の増
大が引起こされ、かつ結果として次の動作サイクルのた
めの壁の温度の増大が生じる。このことによりスタータ
ーモータの電気的なエネルギ消費を最小限にするような
速い点火が確実となり、かつ燃焼室の加熱は１つの燃焼
サイクルから次のサイクルまで指数関数的な態様で加速
される。
【００１３】この発明に従う方法により、まったく最初
から、少ない空気−燃料混合物で内燃機関を動作するこ
とが可能となる。
【００１４】現在、気化器型と燃料注入型の双方の機関
を含む内燃機関の動作には３つの共通モードが存在し、
すなわち触媒コンバータを伴わない動作と、一方向触媒
コンバータでの動作と、閉ループ制御による３方向触媒
コンバータでの動作である。
【００１５】閉ループ制御による３方向触媒コンバータ
を設けられた機関の動作においては、空気質量流れ検出
手段とともに気化器または燃料注入手段を使用すること
に加えて、最適燃料−空気比により機関の実際の動作状
態を正確に制御することを可能にするために、排気ガス
における酸素センサが実際の燃料−空気比を正確に検知
するために必要とされる。
【００１６】閉ループ制御の３方向触媒コンバータを設
けられた機関の動作では、機関が依然として冷たい状態
で、機関が濃厚な燃料−空気混合物で動作されなければ
ならないので排気ガスが余剰の空気を含んでいない場合
の機関の動作を可能にするためにのみ気化器または空気
質量流れセンサが必要とされる。本願発明の方法を利用
する場合、この発明によれば機関が常に少量の混合物で
動作され得ること、特に機関が冷たい状態から始動され
る場合にもそうであるという事実に鑑み、上記３つの動
作モードのすべてにおいてこのような気化器および空気
質量流れセンサなしで済ますことができる。
【００１７】流込む可燃ガスの高い速度および温度か
ら、良好な燃料の「コンディショニング」がもたらされ
る。特に、本願の方法はまた代替燃料、特にアルコール
性物質等の高い蒸発エネルギの燃料との関連において使
用され得る。
【００１８】オットー型機関に関しては、本願発明の重
要な利点は、この機関がＣＶＳ試験法において、機関を
始動した２秒後の第１の負荷ピーク状態の際に、機関の
トルク能力一杯の状態を維持しながらも、機関が高い可
燃ガス温度で動作させられ得ることである。
【００１９】ディーゼル機関に関しての利点は、その冷
たい状態からの始動特性が改善されるということであ
る。さらに重要な利点は、ディーゼル機関のトルク能力
が、その改善された燃焼をもたらす可燃ガスの温度上昇
および流込む可燃ガスの量の増大により実質的に改善さ
れるという点である。したがって、本願は、ディーゼル
型機関の実質的な欠点を克服し、ディーゼル機関のトル
ク能力はオットー型機関のものに類似したものになる。
これにより顧客はディーゼル型の機関を受入れるように
なるであろうし、このことはこれらの機関の低い燃料消
費率を考慮すればとくに望ましいことである。
【００２０】さらに、本願の方法によれば、オットーお
よびディーゼル型双方の機関における機関圧縮率が低減
されかつオットーおよびディーゼル型機関双方を可変の
圧縮率で動作することが可能になる。結果として、燃料
の消費率は最小限になる。
【００２１】熱エネルギが必要であれば、本願発明によ
る上記のパラメータの調整は、ピストン動作が燃焼室内
に必要な量の可燃ガスを供給するのに必要なエネルギだ
けではなく、熱エネルギに変換される余剰の運動エネル
ギをももたらすように選択される。温度が動作温度に近
づくと、上記の調整は、運動エネルギの熱エネルギへの
変換が低減されかつ最終的に終了するように変更され
る。本願発明の方法を行なうための手段は圧縮率を変更
するためにおよび／または所望の場合には可燃ガスをダ
イナミックに充填するために使用され得る。
【００２２】最初に機関が始動されると、ピストンの吸
入動作がスターターモータにより行なわれ、電池がスタ
ーターモータを経由して機関を駆動する。点火の後機関
自体がいわゆる充填変更動作を行なう。本願の方法にお
いては、電池により行なわれる作業は従来の方法におけ
るものよりも少ない、というのも本願の、改善された冷
たい状態からの始動特性による電池の動作時間の減少に
よって、動作の初期的な増大は補われて余りあるほどだ
からである。さらに、弱い電池の場合には、本願発明に
よる動作は点火の後まで遅らされてもよい。
【００２３】第１の吸入ストロークの間に既に効果が現
れる可燃ガス温度の増大により、燃焼室の壁は内部的に
加熱される。結果として、ポリトロープ指数が続くピス
トン圧縮ストロークと共にかつひいてはピストンの上昇
による圧縮による温度上昇により増大する。さらに、ピ
ストンによる圧縮は高温度レベルから開始される。
【００２４】可燃ガスを予め加熱またはパルス充填する
等の上記の先行技術の方法は、空気温度の上昇と流入す
る空気の量の増大が相互に関連しているという欠点があ
る。可燃ガスを予め加熱する方法では、燃焼室に流込む
可燃ガスの量は温度の上昇とともに減少する。パルス充
填の方法においては、可燃ガスの温度は流入する可燃ガ
スの量の増大とともに増大する。これとは対照的に、本
願発明により、温度と可燃ガスの量とは相互に無関係に
変更することが可能でありかつ可燃ガスの量は、空気の
量が制限されていない従来の技術の方法とは対照的に増
大させることも減少させ得るという利点がもたらされ
る。
【００２５】本願発明の重要な利点は、燃料−空気混合
物のコンディショニングが改善されることである。燃焼
室における温度上昇が燃料の加速度的な蒸発を結果とし
てもたらし、かつ燃料−空気混合物の点火特性が改善さ
れる。一方、第２の段階の間の可燃ガスの高い流速によ
り燃焼室内に生じる流れの乱れが増大し、これにより燃
料と空気の混合が改善される。
【００２６】空気−燃料混合物により動作される内燃機
関においては、燃料−空気混合物のコンディショニング
を改善するために、第２の段階の間に増大する速度で流
れる空気の流れにより燃料が作用を受けるように燃料を
供給することが好ましい。
【００２７】これは燃料を増大する速度で流れる空気の
流れ内に直接供給することにより達成され得る。代替的
な方法としては、燃料は可燃ガスの供給の制限の位置の
上流におよび／または可燃空気の供給の制限の終了前に
供給され得る。燃料供給注入装置として、気化器または
他の適当な手段が使用され得る。
【００２８】第２の段階の間の空気の増大した流速によ
り境界層の厚さの対応する減少を伴う流れの乱れの増大
が生じる。これにより燃料と空気が完全に混ざりかつ取
入壁が燃料で濡れる危険性が低減される。流れの乱れを
増大させればさらに良好な噴霧および空気中の燃料の均
一な分布が確実となる。高い流れの乱れと境界層の厚さ
の減少に伴い、燃料の蒸発は本願の「ダイナミック充
填」プロセスから生じる温度上昇により強化されること
に加えて、さらに強化される。上記より、この発明がオ
ットーおよびディーゼル型機関双方における燃料−空気
のコンディショニングに実質的な改善をもたらすことが
明らかとなるであろう。
【００２９】本願のさらなる局面に従えば、可燃ガスの
供給を制限する範囲ならびに制限を開始および終了する
時期の調整は、少なくとも第２の段階の開始の際には、
可燃ガスの供給を制限する位置の上流の圧力と燃焼室の
圧力との間に超音速圧力比が生じるように行なわれる。
【００３０】超音速圧力比と超音速流れ速度とにより燃
焼空気の温度を実質的に上昇させる圧縮波が生じる。こ
れによりその熱エネルギ欠乏状態での機関の燃焼特性が
さらに改善される。加えて、燃料−空気混合物のコンデ
ィショニングはさらに改善されることになる。
【００３１】オットー型機関に関しては、燃焼室のすぐ
上流にある取入マニホルドの壁を加熱しかつその上に当
たる燃料を容易に蒸発させて、炭化水素の発生を低減す
るために、燃焼室の入口弁の上流の燃焼室に可燃ガスの
供給を制限する手段を位置決めすることが好ましい。
【００３２】本願発明のさらなる展開例によれば、内燃
機関が冷たい状態から始動される場合には、少なくとも
１点火サイクル可燃ガスの供給の制限が遅らされる。こ
のことにより電気的負荷ピークが低減される。
【００３３】本願発明の方法が燃料注入型の燃焼機関に
利用される場合には、点火エラーによる高い汚染物質の
放出を防ぐために、内燃機関が冷たい状態から始動され
る場合には少なくとも１点火サイクル燃料の注入が遅ら
される。
【００３４】この発明の好ましい実施例によれば、可燃
ガスの供給の制限の程度およびタイミングならびに可燃
ガスの供給の終了の時期については、内燃機関の動作温
度、速度および負荷状態に対応して制御される。
【００３５】現在の測定および制御技術の水準によれ
ば、このような制御はコンピュータまたはプロセッサを
利用して行なわれ得る。本願発明の方法に従う内燃機関
のこのような制御方法においては、可燃ガスの量および
可燃ガスの温度は別個に考えられる。可燃ガスの量は、
機関の実際の負荷状態により予め定められ、可燃ガスの
温度の制御は、その制御パラメータとしての重要性が先
行技術においては十分に認識されていなかったいわゆる
動作温度（ｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒ
ｅ）に関連する。
【００３６】本願発明の方法に関連して、可燃ガスの温
度の制御は特に機関の冷たい状態からの始動にまつわる
問題および熱エネルギ欠乏状態に関連するものである。
【００３７】オットー型エンジンに本願の方法を利用す
る場合には、所望量の可燃ガスと可燃ガスの温度の所望
の上昇量が各点火サイクルごとに予め選択され、かつこ
れに応答して可燃ガスの供給の制限および可燃ガスの供
給の終了の範囲およびタイミングが決定される。同様の
プロセスがディーゼル型機関についても可能であり、と
いうのも本願発明の方法によれば、可燃ガスの量は増大
および減少させること双方が可能なので、機関が常に最
適燃料−空気比で動作させられ得るからである。
【００３８】この発明の好ましい実施例に従えば、可燃
ガスの合計量を燃焼室内に供給するために必要なエネル
ギおよび可燃ガスの全体量の温度の所望の上昇を得るの
に必要なエネルギが決定され、このエネルギは可燃ガス
の運動エネルギとピストンによりもたらされる吸入エネ
ルギとの双方に対応し、かつ可燃ガスの合計量は前記第
１の段階の間に流れる可燃ガスの第１の部分量と前記第
２の段階の間に流れる可燃ガスの第２の部分量とからな
り、可燃ガスの必要とされる最小の第２の部分量は可燃
ガスの質量当たりの運動エネルギの最大量を制限する可
燃ガスの臨界流速を考慮して決定され、前記第２の部分
量の可燃ガスの燃焼室内への流れの最小の持続時間はそ
れぞれの取入手段の入手可能な流れ断面を考慮して決定
され、このような最小持続時間が前記第２の部分量の可
燃ガスが燃焼室内へ流出すもっとも近い時期を規定し、
かつ可燃ガスが燃焼室内に流出すこの予め定められた時
期および前記必要な吸入動作に対応するおそらくは必要
とされる第１の部分量の可燃ガスが以下の繰返しプロセ
スにより最適化される。
【００３９】本願発明により、まったく最初から機関を
少量の混合物で動作することが可能なので、空気−燃料
比は排気ガス中で、酸素センサ手段により制御されそれ
により少量混合物動作がもたらされ得る。酸素センサ手
段は余剰の空気を検知しかつその比率をたとえば２０％
に維持する。これによって、先行技術の複雑な空気質量
センサおよび気化器等が不要となる。
【００４０】少量の混合物動作に適した値まで燃焼室温
度が瞬間的に上昇するので、通常のウォームアップ段階
は存在せず、排気ガスの流れにおいて酸素センサが効果
的になるようにわずかな遅延を与えることは避け難い。
【００４１】このため空気−燃料比は好ましくは実験な
データと機関を始動させる期間の間の一般的なデータに
基づき、空気の質量流量を制御することにより調節する
ことが好ましい。
【００４２】代替的には、酸素センサ手段は機関を始動
する前に予め加熱される。チャージャ手段と可燃ガスの
供給を制限するための手段とを設けられた空気取入シス
テムを含む内燃機関においては、可燃ガスは上記制限手
段の上流で上記チャージャ手段により充填され得る。
【００４３】可燃ガスの供給を制限するための手段を設
けられた空気取入システムを有する内燃機関において
は、可燃ガス質量流量は、内燃機関の動作状態に応答し
て上記制限手段の上流で制御され得る。このことによ
り、可燃ガスの温度および質量流量が互いから独立して
制御され得る範囲が拡大する。たとえば、機関のアイド
リング状態の間に、燃焼室内の温度は可燃ガスの質量流
量を増大させることなく上昇し得る。
【００４４】ドライバペダルに関連する自動車内燃機関
においては、燃料の量はドライバのペダルに影響を受け
かつ燃料空気比は一般的な動作データに基づき予め選択
されてもよくかつ上記酸素センサ手段により排気ガス内
の余剰の酸素を検知することにより制御されてもよい。
【００４５】図面を参照して、そのうち１つが内燃機関
のピストンシリンダアセンブリの断面を示す図である
が、発明についてさらに説明する。
【００４６】図面は、内燃機関の１つのシリンダ１０の
みを示しており、このシリンダ１０は摺動して、往復可
能ピストン１２を受ける。入口通路１４は燃焼室１８内
に開き、入口弁１６は入口通路１４が燃焼室１８内に開
く位置に配置されている。排気通路２０は出口弁２２を
経由して燃焼室１８と流体連通状態にある。
【００４７】入口通路１４はエアフィルタ２３および取
入マニホルド２４を経由して空気を受け、その空気は、
入口弁１６が開かれている場合の吸入ストロークの際に
ピストン１２により燃焼室１８内へ引込まれる。エアフ
ィルタ２３は空気を予め充填または予め圧縮するための
チャージャ装置２６を伴ってもよい。所望であれば、空
気の代わりに燃料空気混合物が入口弁１６を通って流れ
燃焼室１８内に至るように、入口通路１４を通って流れ
る空気内に燃料が供給されてもよい。
【００４８】上記のとおり、空気または燃料空気混合物
の代わりに、本願発明においては水素等の他のガスが使
用されてもよい。
【００４９】入口弁１６の上流の位置に、入口通路１４
はそこを通る流体の流れを全体的にまたは部分的に制限
するように入口通路１４を全体的にまたは部分的に閉じ
るように配列された追加弁２８を含む。模式的にしか示
していないが制御装置３０が追加弁２８に関連する。制
御装置３０は線３２を経由して機関の動作状態を示す信
号を受けかつ所望ならば関連する自動車のドライバのコ
マンドを表わす信号を受ける。
【００５０】追加弁２８は２つの段階の間に２つの部分
的な流れで可燃ガスが燃焼室１８内に供給されることを
可能にする。
【００５１】追加弁２８は空気または燃料空気混合物の
充填物がシリンダ内に流れ得るように開かれ得る。制御
装置３０からの信号に応答して、追加弁２８が第１の段
階の際に燃焼室１８への可燃ガスの供給を全体的にまた
は部分的に制限するような閉じたまたは中間的位置まで
移動させられ得る。上記第１の段階の間には、可燃ガス
の供給はまったくないかまたは可燃ガスの供給が制限さ
れ得ることを理解されたい。
【００５２】追加弁２８のこのように閉じられたまたは
絞られた状態の間に、燃焼室１８内の圧力はそれぞれの
ピストン動作により減少する。第２の段階において、追
加弁２８が再び開かれると、燃焼室１８における圧力の
減少が増大した速度での可燃ガスの燃焼室１８内への流
れを引起こす。この増大した速度で流れる可燃ガスが燃
焼室１８内で速度を落とすと、それによって可燃ガスの
さらなる圧縮が引起こされ、シリンダ１０内の充填物の
圧力および温度の上昇が生じる。言い換えれば、流込む
可燃ガスの運動エネルギが熱エネルギに変換されている
のである。追加弁２８を通る流体の流れの持続時間およ
びその制限の開始時期および終了時期を適切に選択する
ことによって、熱エネルギに変換される余剰のエネルギ
によって燃焼室内の温度が所望のレベルまで上昇するこ
とになるよう追加の運動エネルギを決定する。
【００５３】所望の温度上昇とは関係なく機関の実際の
要求量に従って可燃ガスの質量流量を選択するために、
第２の段階における流体の流れの持続時間を制御しかつ
必要であれば、入口弁１６が閉じられる前に追加弁２８
を再び閉じることによって終了してもよい。これに関し
ては、第１の段階の間の燃焼室内への可燃ガスの流れに
ついてはすべて考慮に入れる必要がある。
【００５４】燃焼室の温度は機関が始動されるまったく
最初から、機関の少量混合物動作を可能にするレベルに
維持され得るので、燃料空気の比を制御するための通常
の空気質量流量センサまたは気化器はなしでもよい。機
関の制御は排気ガスにおける酸素の含有量を検知するた
めの排気ガス通路２０に設けられた酸素センサ手段（図
示せず）により行なわれ得る。このことにより少なくと
も３方向触媒コンバータを利用する機関システムにおい
てはコストを低減することができるが、機関が冷えた状
態から始動される場合および機関の通常動作の際の汚染
物質の放出を低減しかつまた燃料消費率を低減すること
も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関のピストンシリンダアセンブリの断面
図である。
【符号の説明】
１０ シリンダ １４ 通路 １８ 燃焼室

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の段階と前記第１の段階に引続く第
    ２の段階の間に、ピストンシリンダ型の内燃機関の燃焼
    室内に可燃ガスを供給する方法であって、可燃ガスの供
    給が少なくとも前記第１の段階の終りに向かって制限さ
    れかつ可燃ガスの供給の制限は少なくとも燃焼室に関連
    するピストンが燃焼室内の可燃ガスの充填物を圧縮し始
    めるときに終了する前記第２の段階の始まりの間には終
    了され、この方法においては可燃ガスの供給の制限の範
    囲ならびに可燃ガスの供給を制限することを開始および
    終了する時期および可燃ガスの供給を終了する時期は、
    結果として生じるピストン動作が所望量の可燃ガスで燃
    焼室を充填するのに必要な動作に、前記充填物の温度を
    予め定められた量だけ上昇させるのに必要なエネルギを
    加えたものに対応するように調整される。
  2. 【請求項２】 可燃ガスの供給の制限が前記燃焼室の入
    口弁手段の上流において生じる、請求項１に記載の方
    法。
  3. 【請求項３】 可燃ガスの供給の終了が前記燃焼室の入
    口弁手段の上流において生じる、請求項１に記載の方
    法。
  4. 【請求項４】 可燃ガスの供給の制限が前記燃焼室の入
    口弁手段を可変に制御することにより提供される、請求
    項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 可燃ガスの供給の終了が前記燃焼室の入
    口弁によりもたらされる、請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 可燃ガスの供給の制限が、内燃機関が冷
    たい状態から始動される場合には少なくとも１点火サイ
    クルにわたって遅延される、請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 燃料注入型内燃機関において利用する方
    法であって、内燃機関が冷たい状態から始動される場合
    には、燃料の注入が少なくとも１点火サイクルにわたっ
    て遅延される、請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 可燃ガスの供給を制限する範囲およびタ
    イミングならびに可燃ガスの供給を終了する時期が内燃
    機関の動作温度、速度および負荷状態応答して制御され
    る、請求項１に記載の方法。
  9. 【請求項９】 所望量の可燃ガスおよび所望量の可燃ガ
    スの温度上昇が各点火サイクルに関して予め選択され、
    かつこれに応答して可燃ガスの供給を制限する範囲およ
    びタイミングならびに可燃ガスの供給を終了する時期が
    決定される、先行の請求項のいずれかに記載の方法。
  10. 【請求項１０】 以下のような順番で以下の工程を含む
    方法であって、燃焼室内へ可燃ガスの合計量を供給しか
    つ可燃ガスの合計量の温度の所望の上昇を得るために必
    要なエネルギが決定され、前記エネルギが可燃ガスの運
    動エネルギとピストンによりもたらされる吸入エネルギ
    の双方とに対応し、可燃ガスの合計量は前記第１の段階
    の間に流れる可燃ガスの第１の部分量と、前記第２の段
    階の際に流れる可燃ガスの第２の部分量とから構成さ
    れ、可燃ガスの前記第２の部分量の燃焼室内への流れの
    最小持続時間は、それぞれの取入手段の入手可能な流断
    面を考慮して決定され、このような最小持続時間が燃焼
    室内へ可燃ガスの前記第２の部分量が流れ出すもっとも
    近い時期を規定し、かつ可燃ガスが燃焼室内に流れ出す
    予め定められた時期と前記必要な吸入動作に対応する可
    燃ガスのおよそ必要とされる第１の部分量が引続く繰返
    しプロセスにおいて最適化される、請求項９に記載の方
    法。
  11. 【請求項１１】 空気−燃料混合物により動作される内
    燃機関において利用する方法であって、空気−燃料比
    が、少量混合物動作をもたらすように排気ガス内の酸素
    検知手段により制御される、請求項１に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 チャージャ手段と可燃ガスの供給を制
    限するための手段とを設けられた取入システムを含む内
    燃機関において利用するための方法であって、可燃ガス
    が前記制限手段の上流にある前記チャージャ手段により
    充填される、請求項１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 可燃ガスの供給を制限するための手段
    を設けられた取入システムを有する内燃機関において利
    用するための方法であって、可燃ガス質量流量が内燃機
    関の動作状態に応答して前記制限手段の上流において制
    御される、請求項１に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 空気−燃料比が機関を始動する期間の
    間の実験的データおよび一般的データに基づき空気質量
    流量を制御することにより調節される、請求項１１に記
    載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記酸素センサ手段が、機関が始動さ
    れる前に予め加熱される、請求項１１に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 ドライバペダルに関連する自動車内燃
    機関において利用するための方法であって、燃料の量が
    ドライバのペダルにより影響を受け、かつ空気−燃料比
    が一般的な動作データに基づき予め選択されかつ前記酸
    素センサ手段が排気ガス中の余剰酸素を検知することに
    より制御される、請求項１１に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 空気−燃料混合物により動作される内
    燃機関において利用するための方法であって、燃料−空
    気混合物のコンディショニングを改善するために、第２
    の段階の間に増大する速度で流れる空気の流れに対して
    燃料が作用するように燃料が供給される、請求項１に記
    載の方法。
  18. 【請求項１８】 燃料が増大する速度で流れる空気の前
    記流れ内に直接供給される、請求項１７に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 燃料が可燃ガスの供給を制限する位置
    の上流においておよび／または可燃ガスの供給を制限す
    ることを終了する前に供給される、請求項１７に記載の
    方法。
  20. 【請求項２０】 可燃ガスの供給の制限の範囲およびそ
    の開始および終了の時期についての前記調整は、少なく
    とも第２の段階の始まりの間に可燃ガスの供給を制限す
    る位置の上流の圧力と燃焼室内の圧力との間に超音速圧
    力比が生じるように行なわれる、請求項１に記載の方
    法。
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