(57)【要約】【課題】改善された燃焼を伴う、運転点に基づいて圧縮点火又は外部点火によって運転される内燃機関を提供する。【解決手段】排気動弁機構が、それぞれの前記排気弁を操作するために選択的に複数のカムが設けられているように構成されており、少なくとも１つの排気カムが複数の排気開放期間を調節するために複数のカム山を有しているようにした。【選択図】図１
2010223230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関であって、それぞれ少なくとも１つの吸気弁、少なくとも１つの排気弁及び燃焼室が配設されている複数のシリンダと、少なくとも１つの吸気カム軸と、少なくとも１つの排気カム軸と、前記吸気弁を操作するために切換可能な吸気動弁機構と、前記排気弁を操作するために切換可能な排気動弁機構と、運転点に基づく排ガス背圧を調節するために排ガス背圧調節装置が備え付けられている排ガス装置とを備えており、運転点に基づいて前記内燃機関は圧縮点火又は外部点火によって運転され、圧縮点火モードにおいて前記排ガス背圧調節装置によって前記燃焼室における排ガス残留量が調節可能である、内燃機関において、
前記排気動弁機構は、それぞれの前記排気弁を操作するために選択的に複数のカムが設けられているように構成されており、少なくとも１つの排気カムが複数の排気開放期間を調節するために複数のカム山を有していることを特徴とする、内燃機関。
【請求項２】
前記複数の排気開放期間を調節するために、前記排気カムはデュアルカムとして構成されていることを特徴とする、請求項１記載の内燃機関。
【請求項３】
前記排ガス背圧調節装置は排ガスフラップとして構成されており、かつ、前記排ガス装置内で排ガス触媒の下流側に配置されていることを特徴とする、請求項１又は２記載の内燃機関。
【請求項４】
前記排ガス背圧調節装置は前記排ガス装置内で排ガスタービンの入口の上流側に配置されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一項記載の内燃機関。
【請求項５】
前記排ガス背圧調節装置は排ガス式ターボチャージャの構成部材として構成されており、前記排ガス背圧の調節は排ガス式ターボチャージャの可変のタービンジオメトリによって実施されることを特徴とする、請求項１記載の内燃機関。
【請求項６】
前記排ガス動弁機構は、第１の排気開放期間と第２の排気開放期間とが調節可能であるように構成されていて、前記第２の排気開放期間は吸気開放期間中に調節可能であることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一項記載の内燃機関。
【請求項７】
前記排気動弁機構はスライドカム装置を有していることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項記載の内燃機関。
【請求項８】
前記吸気動弁機構はスライドカム装置を有していることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一項記載の内燃機関。
【請求項９】
前記吸気カム軸と前記排気カム軸とはそれぞれカム軸調節装置に接続されていることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一項記載の内燃機関。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか一項記載の内燃機関を運転する方法において、
前記内燃機関を、前記第１の排気開放期間と前記第２の排気開放期間とを実施する前記排気カムによって圧縮点火モードにおいて運転し、前記第２の排気開放期間を吸気開放期間中に開始し、かつ、圧縮点火モードの第１の運転点において、前記燃焼室内の排ガス残留量を、前記吸気弁と前記排気弁との間でガス交換中に調節されるバルブアンダーラップに基づいて調節し、圧縮点火モードの第２の運転点において、前記燃焼室内の排ガス残留量を、前記第２の排気開放期間の継続時間に基づいて調節することを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一項記載の内燃機関を運転する方法。
【請求項１１】
前記第１の運転点から前記第２の運転点へ及び前記第２の運転点から前記第１の運転点への切換中に、内燃機関を外部点火により運転することを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記排ガス装置に前記排ガス背圧調節装置を設けて、該排ガス背圧調節装置によって前記排ガス装置の排ガスマニホールド内の排ガス背圧を運転点に基づいて変更することを特徴とする、請求項１０又は１１記載の方法。
【請求項１３】
前記燃焼室内の排ガス残留量を、前記排ガス背圧調節装置の設定に基づいて調節することを特徴とする、請求項１０から１２までのいずれか一項記載の方法。
【請求項１４】
前記吸気弁及び前記排気弁を前記圧縮点火モードの第２の運転点において、前記排ガス装置から前記燃焼室内に所定の量の排ガスを吸い戻すように制御することを特徴とする、請求項１０から１３までのいずれか一項記載の方法。
【請求項１５】
前記排気動弁機構と前記吸気動弁機構とが、運転点に基づいて排気側及び吸気側においてそれぞれ異なる弁ストローク及び／又はそれぞれ異なる制御時間を調節するように構成されていることを特徴とする、請求項１０から１４までのいずれか一項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関であって、それぞれ少なくとも１つの吸気弁、少なくとも１つの排気弁及び燃焼室が配設されている複数のシリンダと、少なくとも１つの吸気カム軸と、少なくとも１つの排気カム軸と、吸気弁を操作するために切換可能な吸気動弁機構と、排気弁を操作するために切換可能な排気動弁機構と、運転点に基づく排ガス背圧を調節するために排ガス背圧調節装置が備え付けられている排ガス装置とを備えており、運転点に基づいて内燃機関は圧縮点火又は外部点火によって運転され、圧縮点火モードにおいて排ガス背圧調節装置によって燃焼室における排ガス残留量が調節可能である、内燃機関に関するものであり、かつ、上記内燃機関を運転する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＤＥ１９８１８５９６Ｃ５において、オットー機関の運転を圧縮点火により部分負荷領域で制御する、オットー機関を運転する方法が公知になっている。圧縮点火モードにおいて所定の排ガス量が燃焼室内に残され、圧縮される。圧縮された排ガス体に燃料が、新気供給が開始される前に噴射される。残される排ガス量は排ガス堰止めフラップによって制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＤＥ１９８１８５９６Ｃ５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、改善された燃焼を伴う、運転点に基づいて圧縮点火又は外部点火によって運転される内燃機関を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明に係る内燃機関は、排気動弁機構が、それぞれの排気弁を操作するために選択的に複数のカムが設けられているように構成されており、少なくとも１つの排気カムが複数の排気開放期間を調節するために複数のカム山を有しているようになっている。
【０００６】
好ましくは、複数の排気開放期間を調節するために、排気カムはデュアルカムとして構成されている。
【０００７】
好ましくは、排ガス背圧調節装置は排ガスフラップとして構成されており、かつ、排ガス装置内で排ガス触媒の下流側に配置されている。
【０００８】
好ましくは、排ガス背圧調節装置は排ガス装置内で排ガスタービンの入口の上流側に配置されている。
【０００９】
好ましくは、排ガス背圧調節装置は排ガス式ターボチャージャの構成部材として構成されており、排ガス背圧の調節は排ガス式ターボチャージャの可変のタービンジオメトリによって実施される。
【００１０】
好ましくは、排ガス動弁機構は、第１の排気開放期間と第２の排気開放期間とが調節可能であるように構成されていて、第２の排気開放期間は吸気開放期間中に調節可能である。
【００１１】
好ましくは、排気動弁機構はスライドカム装置を有している。
【００１２】
好ましくは、吸気動弁機構はスライドカム装置を有している。
【００１３】
好ましくは、吸気カム軸と排気カム軸とはそれぞれカム軸調節装置に接続されている。
【００１４】
また、上記目的を達成するために、上記内燃機関を運転する本発明に係る方法は、内燃機関を、第１の排気開放期間と第２の排気開放期間とを実施する排気カムによって圧縮点火モードにおいて運転し、第２の排気開放期間を吸気開放期間中に開始し、かつ、圧縮点火モードの第１の運転点において、燃焼室内の排ガス残留量を、吸気弁と排気弁との間でガス交換中に調節されるバルブアンダーラップに基づいて調節し、圧縮点火モードの第２の運転点において、燃焼室内の排ガス残留量を、第２の排気開放期間の継続時間に基づいて調節するようになっている。
【００１５】
好ましくは、第１の運転点から第２の運転点へ及び第２の運転点から第１の運転点への切換中に、内燃機関を外部点火により運転する。
【００１６】
好ましくは、排ガス装置に排ガス背圧調節装置を設けて、排ガス背圧調節装置によって排ガス装置の排ガスマニホールド内の排ガス背圧を運転点に基づいて変更する。
【００１７】
好ましくは、燃焼室内の排ガス残留量を、排ガス背圧調節装置の設定に基づいて調節する。
【００１８】
好ましくは、吸気弁及び前記排気弁を圧縮点火モードの第２の運転点において、排ガス装置から燃焼室内に所定の量の排ガスを吸い戻すように制御する。
【００１９】
好ましくは、排気動弁機構と吸気動弁機構とが、運転点に基づいて排気側及び吸気側においてそれぞれ異なる弁ストローク及び／又はそれぞれ異なる制御時間を調節するように構成されている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る内燃機関は、排気動弁機構が、それぞれの排気弁を操作するために選択的に複数のカムが設けられているように構成されており、少なくとも１つの排気カムが複数の排気開放期間を調節するために複数のカム山を有していることを特徴とする。したがって、内燃機関の燃焼室内に残される排ガス量は、特に内燃機関の圧縮点火モードにおいて、最適化された燃焼過程が達成されるように制御することができる。さらに、本発明に係る内燃機関により、比較的広い運転点まで圧縮点火モードの拡大を達成することができるので、自己点火を伴う拡大された運転特性マップがもたらされる。有利には、内燃機関はガソリンを燃料として使用するオットー機関として構成されている。
【００２１】
本発明の別の構成によれば、排気カムは複数の排気開放期間を調節するためにデュアルカムとして構成されている。本発明によれば、排気側のデュアルカムの使用により、圧縮点火モード中に吸気弁と排気弁とを、所定の排ガス量が排ガス装置から燃焼室内に吸い戻されるように制御することができる。切換可能な吸気動弁機構の使用及び切換可能な排気動弁機構の使用により、吸気弁も排気弁も内燃機関の運転点に応じて異なる制御時間及び異なる弁ストロークで運転されるので、それぞれの運転点のために必要な排ガス量が内燃機関の燃焼室内に調節されている。
【００２２】
本発明のさらに別の構成によれば、排ガス背圧調節装置は無段に制御される排ガスフラップとして構成されていて、かつ、排ガス装置においては排ガス触媒の下流側に配置されている。排ガスフラップの本発明に係る配置により、排ガスマニホールド内部の均等な排ガス背圧が調節されるので、それぞれの運転点のために必要な燃焼室内の排ガス量の調節が予測可能である。
【００２３】
本発明のさらに別の有利な構成によれば、排ガス装置において排ガスフラップは排ガスタービンへの入口の上流側に配置されている。特に、排ガス式ターボチャージャの使用時には、排ガスフラップは排ガスタービン入口の上流側に配置される。したがって内燃機関の排ガスマニホールドにおける均等な排ガス背圧の高信頼性の調節が行われる。択一的には排ガス背圧調節装置は排ガス式ターボチャージャの構成部材として構成されている。排ガス背圧の調節は、排ガス式ターボチャージャの可変のタービンジオメトリにより実施することができる。したがって、排ガスフラップを省略することができる。
【００２４】
本発明のさらに別の有利な構成によれば、第１の排気開放期間と第２の排気開放期間とが調節可能である。第２の排気開放期間は吸気開放期間中に開始される。したがって、燃焼サイクル中、排気サイクル後にまず所定の量の新気が吸気開放期間中に燃焼室に供給される。排気弁は吸気開放期間中に再び開放されるので、所定の排ガス量が燃焼室内に吸い戻される。排ガス量の吸い戻しにより混合気の均質化が達成され、混合気の有利な自己点火が実施される。さらに、内燃機関の特性マップの比較的大きな領域への圧縮点火運転の拡大を達成することができる。
【００２５】
本発明のさらに別の有利な構成によれば、排気動弁機構はスライドカム装置を有している。このようなスライドカム装置により、排気側での異なるカムの配置が可能になり、内燃機関の運転点に応じて、圧縮点火運転から外部点火運転への迅速な切換えが可能になる。有利には、吸気動弁機構も、やはり内燃機関の圧縮点火モードから外部点火モードへの迅速でかつ高信頼性の切換えを達成するスライドカム装置を有している。
【００２６】
本発明によれば、排気側のスライドカム装置は２つの排気開放期間を調節するために少なくとも１つのデュアルカムを有している。有利には排気側のスライドカム装置は、排気側の弁毎に３つのカムが設けられているように構成されている。これにより、それぞれの弁を３つのカムのうちの１つにより操作することができる。それぞれのカムの選択は運転点に基づいてなされる。２つの排気開放期間の調節のために、排気弁の２回の開放を可能にする少なくとも１つのカムにデュアルカムが備え付けられている。これにより所定の排ガス量を吸気開放期間中に、排ガス装置から内燃機関の燃焼室内に吸い戻すことができる。
【００２７】
本発明の別の観点によれば、内燃機関を運転する方法が提案されている。この方法により圧縮点火モードにおける内燃機関を、第１の排気開放期間と第２の排気開放期間とを実施する排気カムによって運転する。第２の排気開放期間は吸気開放期間中に開始され、圧縮点火モードの第１の運転点において、燃焼室内の排ガス残留量をガス交換中に吸気弁と排気弁との間で調節されるバルブアンダーラップに基づいて量定し、圧縮点火モードの第２の運転点において、燃焼室内の排ガス残留量を第２の排気開放期間の継続時間に基づいて量定する。これにより、内燃機関の特性マップの大きな領域への圧縮点火運転の拡大を達成することができる。有利には、第１の運転点と第２の運転点との間の切換中に、内燃機関は外部点火によって運転される。
【００２８】
本発明の別の構成によれば、燃焼室内の排ガス残留量を排ガス背圧調節装置の状態に基づいて調節する。これにより、それぞれの運転点に必要な燃焼室内の排ガス量の正確な調節が行われる。
【００２９】
上述の特徴及び後述の特徴は、それぞれ記載した組合せにおいてだけでなく、本発明の範囲を逸脱せずに別の組合せ又は単独でも使用可能であることはいうまでもない。本発明の他の特徴は従属請求項、以下の説明及び図面から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の概略図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る内燃機関の概略図である。
【図３】図１又は図２に示した内燃機関のための機関特性マップの概略図である。
【図４】図１又は図２に示した内燃機関のスライドカム装置の吸気カム及び排気カムの概略図である。
【図５】図４に示した吸気弁及び排気弁のカム形状の断面図である。
【図６】図４に示した吸気カム及び排気カムにより操作される吸気弁及び排気弁のストロークの経過を概略的に示す図である。
【図７】排ガス吸い戻し中の吸気弁及び排気弁のストロークの経過を概略的に示す図である。
【図８】排ガス残留操作中の吸気弁及び排気弁のストロークの経過を概略的に示す図である。
【図９】低負荷領域における運転点のための吸気弁及び排気弁の弁ストロークの経過を示す図である。
【図１０】下側の負荷領域における運転点のための吸気弁及び排気弁の弁ストロークの経過を示す図である。
【図１１】中の下の負荷領域における運転点のための吸気弁及び排気弁の弁ストロークの経過を示す図である。
【図１２】上側の負荷領域における運転点のための吸気弁及び排気弁の弁ストロークの経過を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１には、内燃機関１が概略的に示されている。内燃機関１は、吸気装置２、複数のシリンダ３、排ガスマニホールド４、排ガス触媒５、排ガスフラップ６として構成された排ガス背圧調節装置、及び排ガス管路７を有する。内燃機関１の各々のシリンダ３内には、長手方向に移動可能に保持されたピストン（図示せず）が案内されている。ピストンと、シリンダヘッド（図示せず）との間には、燃焼室が形成されている。内燃機関１の燃焼室はシリンダヘッドによって上方で閉鎖され、ピストンは燃焼室を下方で画定する。内燃機関１は燃焼室毎に少なくとも１つの吸気弁と、少なくとも１つの排気弁と、燃料インジェクタと、有利には点火プラグとして構成されている１つの点火源とを有する。
【００３２】
本発明の第１の実施の形態では、内燃機関１の排ガス管路７内に排ガスフラップ６が触媒５の下流に配置されている。本発明の第２の実施の形態では、内燃機関１は、タービン８及び圧縮機９を備える排ガス式ターボチャージャ１０を有する。第２の実施の形態では、排ガスフラップ６はタービン８への入口の上流に配置されている。本発明に係る内燃機関１は負荷点あるいは負荷状態に応じて圧縮点火又は外部点火によって運転される。特に排ガス式ターボチャージャ１０の使用時、排ガスフラップ６は排ガスタービン入口の上流側に配置される。したがって、内燃機関の排ガスマニホールド内の均一な排ガス背圧の高信頼性の調節が行われる。択一的には排ガス背圧調節装置は排ガス式ターボチャージャ１０の構成部材として構成されており、排ガス背圧の調節は、排ガス式ターボチャージャ１０の可変のタービンジオメトリによって行われてもよい。これにより、排ガスフラップ６を省略することができる。本発明における内燃機関の運転は、図１に示した内燃機関１の第１の実施の形態にも、図２に示した内燃機関１の第２の実施の形態にも適用される。
【００３３】
図３には、内燃機関１の種々異なる運転点領域が示されている。特性マップ領域Ａで示した低負荷領域において内燃機関１は外部点火で運転される。特性マップ領域Ｂで示した下側の負荷領域及び特性マップ領域Ｃで示した中の下の負荷領域において、内燃機関１は圧縮点火モードで運転される。これに対して特性マップ領域Ｄで示した上側の負荷領域において、内燃機関１は外部点火によって運転される。
【００３４】
内燃機関１の吸気装置２により新気が吸い込まれ、それぞれの燃焼室に供給される。それぞれの燃焼後に形成される排ガスは排ガスマニホールド４内に達し、その後、排ガス触媒５に達する。排ガスフラップ６によって排ガスマニホールド４内の排ガス背圧が調節される。内燃機関１は４サイクル原理に基づき作動する。内燃機関１は負荷点に基づきオットー機関式、つまり外部点火で運転され得るか又は圧縮点火モードで運転され得る。圧縮点火モードにおいて燃焼は自己着火により行われる。４サイクル法の場合、１サイクルはピストンの完全な１行程に相当する。内燃機関１の４つのサイクルから成る動作サイクルは、燃焼サイクルに相当し、燃焼サイクルはガス交換上死点（ｏｂｅｒｅｒ  Ｌａｄｕｎｇｓｗｅｃｈｓｅｌ−Ｔｏｔｐｕｎｋｔ）において吸気行程で始まる。吸気行程中に新気が燃焼室に供給され、吸気行程は下死点まで続く。吸気行程中に燃焼室に配置された燃料インジェクタによって燃料が燃焼室内に噴射される。燃料は吸気行程中に吸い込まれた新気と混合されるので、燃料空気混合気が形成される。次いで、圧縮行程中に、形成された混合気が圧縮される。圧縮行程は点火上死点（ｏｂｅｒｅｒ  Ｚｕｅｎｄ−Ｔｏｔｐｕｎｋｔ）ＺＯＴまで続く。内燃機関の運転点に応じて、混合気は自己点火又は点火火花により点火され燃焼される。
【００３５】
本発明に係る内燃機関１は吸気弁（図示せず）を操作するためにスライドカム装置（Ｓｃｈｉｅｂｅｎｏｃｋｅｎｅｉｎｒｉｃｈｔｕｎｇ）（図示せず）を有する。スライドカム装置によってそれぞれの吸気弁の操作は運転点に応じて種々異なる吸気カムにより実施される。このために図４に示すように３つの吸気カムＥ１，Ｅ２，Ｅ３が設けられており、これらの吸気カムＥ１，Ｅ２，Ｅ３によって吸気弁の種々異なる弁ストロークを設定することができる。さらに内燃機関１は排気弁の操作のために、３つの異なる排気カムＡ１，Ａ２，Ａ３を有するスライドカム装置（図示せず）を有する。負荷点に応じて排気弁は１つの排気カムで操作される。これにより種々異なる排気弁ストロークを調節することができる。排気側及び吸気側のスライドカム装置の操作は、例えばＥＰ０７９８４５１Ｂ１に基づき実施することができる。
【００３６】
図５に示すように、排気カムＡ３は第１のカム１１と第２のカム１２とを有する。排気カムＡ３による排気弁の操作時に、第１及び第２のカム１１，１２によって、図６，７に示した２つの排気開放期間が実現される。排気カムＡ３による排気弁の操作時には、排気サイクル中に排気弁の操作はカム１１により行われ、第１の排気開放期間１３がもたらされる。次いで第２の排気開放期間１５はカム１２により行われる。第２の排気開放期間１５は吸気開放期間１４中に行われるか若しくは開始される。排気カムＡ３のデュアルカムの形態により、排気開放期間１５中に燃焼室内に、排ガスマニホールド４内を支配する排ガス圧と比較して負圧が生じるので、内燃機関の所定の運転点で排ガスを排ガスマニホールド領域から燃焼室内に吸い戻すことができる。
【００３７】
図６には、それぞれの吸気カム又は排気カムによる運転の結果生じる弁ストロークの経過が示されている。第１の特性マップ領域Ａにおいて、内燃機関１は外部点火によって運転される。スライドカム装置は吸気側において、吸気弁がカムＥ１によって操作されるように設定されている。特性マップＡにおいて排気弁は排気カムＡ２で操作される。これにより、図９に示した弁ストロークの経過が排気側及び吸気側に生じる。有利には、内燃機関１は特性マップ領域Ａで、小さな負荷時、例えば内燃機関１のアイドリング中に運転される。
【００３８】
さらに、図１０に示すように、内燃機関は特性マップ領域Ｂにおいて圧縮点火モードで運転される。スライドカム装置は吸気側で、吸気弁が吸気カムＥ１で操作されるように設定される。排気弁は排気カムＡ１によって操作される。さらに、本発明に係る内燃機関は吸気側にも排気側にもそれぞれカム軸調節装置を有するので、吸気弁及び排気弁の制御時間は可変である。特性マップ領域Ｂにおいて、例えば排気弁及び吸気弁の制御時間１６，１８は、排気弁の閉鎖時点が早期に行われるように調節されるので、所定の排ガス量が燃焼室内に残される。それに応じて吸気弁Ｅ１の開放時点が遅くされるので、所望の排ガス量が燃焼室内に残される。この場合に排気弁と吸気弁との間のバルブアンダーラップ（Ｖｅｎｔｉｌｕｎｔｅｒｓｃｈｎｅｉｄｕｎｇ）１７が調節される。
【００３９】
図１１には、特性マップ領域Ｃにおける内燃機関の運転が示されている。特性マップ領域Ｃにおいて吸気側で吸気弁の操作のために吸気カムＥ２が調節されている。排気弁の操作のために、第１のカム１１と第２のカム１２とを有する排気カムＡ３が設けられている。吸気側及び排気側においてカム軸調節装置により適切な制御時間が調節される場合、特性マップ領域Ｃにおいて排ガス残留（Ａｂｇａｓｒｕｅｃｋｈａｌｔｕｎｇ）は実施されない。燃焼室において圧縮点火に十分な排ガスを調量するために、特性マップ領域Ｃにおいて、第２の排ガス開放期間１５によりなされる、排ガスマニホールド４からの排ガス吸い戻し（Ａｂｇａｓｒｕｃｋｓａｕｇｕｎｇ）が行われる。上側の負荷領域おいて、特性マップ領域Ｄに示すように内燃機関１は外部点火で運転される。図１２に示すように、吸気側でカムＥ３が、排気側でカムＡ２が特性マップ領域Ｄにおける運転のために設けられている。
【００４０】
本発明によれば、内燃機関１はガソリンで運転され得る。内燃機関１は過給されるオットー機関として運転され得る。吸気側及び排気側におけるスライドカム装置の本発明による形態により、排ガス残留（残し）及び排ガス吸い戻しによる自己点火を伴う特性マップ領域Ｂ，Ｃにおける内燃機関の運転が可能になる。特性マップ領域ＢからＣ及び特性マップ領域ＣからＢへの特性マップ切換中に、内燃機関１は一時的に外部点火によって運転される。この際、内燃機関１は入口側で吸気カムＥ２によって運転され、排気側では排気カムＡ２によって運転される。内燃機関１の本発明に係る形態により、燃料消費は最適化され、排ガスエミッションは最小化される。本発明に係る内燃機関１により、従来不可能であった、大きな特性マップへのガソリン自己点火の拡大が可能になる。内燃機関１の本発明に係る運転により、燃料消費及び排ガスエミッションの低減が達成される。特に窒素酸化物エミッションは、内燃機関の、効率に関して最適化された状態での運転時に最小化される。
【００４１】
本発明は、内燃機関１であって、それぞれ少なくとも１つの吸気弁、排気弁及び燃焼室が配設されている複数のシリンダ３と、カム軸調節装置に接続される吸気カム軸と、カム軸調節装置に接続される排気カム軸と、それぞれの吸気弁の操作のために複数の吸気カムを備える切換可能な吸気動弁機構と、それぞれの排気弁を操作するために複数の排気カムを備える切換可能な排気動弁機構と、排ガス装置とを有している。内燃機関１は運転点に基づき圧縮点火又は外部点火によって運転される。圧縮点火のために燃焼室内における所定の排ガス残留量が調節される。さらに内燃機関は運転点に基づき、第１の排気開放期間と第２の排気開放期間とを実施する排気カムによって運転される。第２の排気開放期間は吸気開放期間中に開始される。圧縮点火モードにおける第１の運転点において、燃焼室における排ガス残留量は吸気弁と排気弁との間でガス交換中に調節されるバルブアンダーラップに基づき調節される。圧縮点火モードにおける第２の運転点において、燃焼室内の排ガス残留量は第２の排気開放期間の継続時間に基づき調節される。
【符号の説明】
【００４２】
１  内燃機関、  ２  吸気装置、  ３  シリンダ、  ４  排ガスマニホールド、  ５  排ガス触媒、  ６  排ガスフラップ、  ７  排ガス管路、  ８  タービン、  ９  圧縮機、  １０  排ガス式ターボチャージャ、  １１  第１のカム、  １２  第２のカム、  １３  第１の排気開放期間、  １４  吸気開放期間、  １５  第２の排気開放期間、  １６  制御時間、  １７  バルブアンダーラップ、  １８  制御時間、  Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ  特性マップ領域、  Ａ１，Ａ２，Ａ３  排気カム、  Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３  吸気カム
【図１】
2010223230.tif 000003
【図２】
2010223230.tif 000004
【図３】
2010223230.tif 000005
【図４】
2010223230.tif 000006
【図５】
2010223230.tif 000007
【図６】
2010223230.tif 000008
【図７】
2010223230.tif 000009
【図８】
2010223230.tif 000010
【図９】
2010223230.tif 000011
【図１０】
2010223230.tif 000012
【図１１】
2010223230.tif 000013
【図１２】
2010223230.tif 000014