(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各シリンダ（Ｉ、II、III、IV）のための少なくとも１つの吸気バルブ（５）と、
エンジンの運転状態に応じて、他のシリンダの吸気バルブから独立して、各シリンダの吸気バルブ（５）のストローク時間及び／又はストローク開度を変化させるのに適している、吸気バルブ（５）の作動手段（１０、１５、Ｃ、２２、１９）と、
前記作動手段（１０、１５、Ｃ、２２、１９）を制御し、エンジンのシリンダ（Ｉ、II、III、IV）への燃料供給を制御する、電子制御手段（２３）と、を備え、
前記電子制御手段（２３）が、
エンジンの最大出力を必要とせず、且つ、燃料消費を減らしたい、運転状態において、エンジンのシリンダ（Ｉ、II、III、IV）の少なくとも一部を停止し、前記シリンダへの燃料供給を中断し、
停止されたシリンダを有する上記運転状態において、停止されたシリンダの吸気バルブ（５）を少なくとも部分的に開放状態に維持し、停止されたシリンダの吸気バルブ（５）を、停止された各シリンダにおける排気段階の少なくとも一部の間、開放状態に維持し、その結果、停止されたシリンダにおいて、停止前の運転の間に生成された燃焼ガスの一部が、各シリンダの排気段階の間、各吸気通路（４）に流れ込み、吸気マニホールドのプレナムに至らず、その結果、前記燃焼ガスの一部は、作動状態のシリンダによって供給される空気と混合せず、
停止された各シリンダにおける排気段階の後であり、続く吸気段階において、各吸気通路に残っている燃焼ガスがシリンダに戻るとすぐに、そして、相当量の新しい空気がシリンダに入り始める前に、停止されたシリンダの吸気バルブを閉止状態に維持し、
停止状態が持続している間で、停止された各シリンダにおける圧縮段階及び膨張段階の間に、停止されたシリンダの前記吸気バルブを閉止状態に維持する、
ように、プログラムされており、
停止された各シリンダにおける吸気段階の間、停止されたシリンダの吸気バルブの閉止の正確な瞬間は、エンジン排気通路に結合されたラムダプローブからの出力信号によって、エンジンのキャリブレーション運転で、実験的に決められることを特徴とする、多シリンダ内燃エンジン。
【請求項２】
前記作動手段が、閉止位置に対して各吸気バルブ（５）を押す伸縮バネ（９）の動作に対して、各タペット（１１）の手段によって、吸気バルブ（５）を制御する、少なくとも１つのカムシャフト（１０）を備えており、
各シリンダ（Ｉ、II、III、IV）のための少なくとも１つの吸気バルブ（５）が、加圧流体チャンバー（Ｃ）を含む水力手段の中間物に対して、各タペット（１１）によって、制御され、
前記加圧流体チャンバー（Ｃ）は、排気チャネル（２１）に対して、ソレノイドバルブ（２２）によって制御される通路手段によって、接続されるのに適しており、その結果、ソレノイドバルブ（２２）が開放されると、吸気バルブ（５）は、各タペット（１１）から分離され、スプリング手段（９）によって閉止を維持され、
前記電子制御手段（２３）は、エンジンの運転状態に応じて、各吸気バルブ（５）のストローク時間及び／又はストローク開度を変化させるように、各ソレノイドバルブ（２２）を制御するのに適しており、
前記吸気バルブ（５）を制御するカム（１０）は、エンジンシリンダの吸気段階の間、吸気バルブ（５）の開放を生じさせる主要部分（１０ａ）と、排気段階の間、吸気バルブ（５）の追加の開放を生じさせる補助部分（１０ｂ）と、を備えるプロファイルを有し、
前記電子制御手段（２３）が、
シリンダが停止されている上記運転状態において、停止された各シリンダの排気段階の少なくとも一部の間、停止されたシリンダと結合されたソレノイドバルブを閉止状態に維持し、その結果、停止されたシリンダの吸気バルブ（５）を制御するカムのプロファイルの上記追加部分が、運転状態にされ、停止されたシリンダの排気段階の少なくとも一部の間、吸気バルブ（５）を少なくとも部分的に開放状態に維持し、
停止された各シリンダにおける排気段階の後であり、続く吸気段階において、吸気通路に残っている燃焼ガスがシリンダに戻るとすぐに、そして、相当量の新しい空気がシリンダに入り始める前に、吸気バルブの閉止を生じさせるように、停止されたシリンダに結合された前記ソレノイドバルブ（２２）を開放し、
停止状態が持続している間で、停止された各シリンダにおける圧縮段階及び膨張段階の間に、吸気バルブ（５）を閉止状態に維持するように、停止されたシリンダに結合された前記ソレノイドバルブ（２２）を開放状態に維持する、
ように、プログラムされている、請求項１記載のエンジン。
【請求項３】
吸気バルブを作動させるカム（１０）が、ほぼ一定のリフトの部分（ｂ）に延びる初期部（ａ）を有する、各吸気バルブのリフトプロファイルを備えるように構成され、
前記部分（ａ、ｂ）は、シリンダの排気段階に対応する領域まで延び、
前記ほぼ一定のリフト部（ｂ）は、吸気バルブのリフトプロファイルの主要部分（Ａ１）を構成する従来のベル形状を有する部分に延びるようになっている、請求項２記載のエンジン。
【請求項４】
前記電子制御手段（２３）は、エンジンシリンダの一部のみ停止させるようプログラムされている、請求項１記載のエンジン。
【請求項５】
多シリンダ内燃エンジンを制御する方法であって、
エンジンが、
各シリンダ（Ｉ、II、III、IV）のための少なくとも１つの吸気バルブ（５）と、
エンジンの運転状態に応じて、他のシリンダの吸気バルブから独立して、各シリンダの吸気バルブ（５）のストローク時間及び／又はストローク開度を変化させるのに適している、吸気バルブ（５）の作動手段（１０、１５、Ｃ、２２、１９）と、を備え、
前記方法が、
エンジンの最大出力を必要とせず、且つ、燃料消費を減らしたい、運転状態において、エンジンシリンダの少なくとも一部が停止され、前記シリンダへの燃料供給を中断され、
停止されたシリンダを有する上記運転状態において、停止されたシリンダの吸気バルブ（５）が少なくとも部分的に開放状態に維持され、停止されたシリンダの吸気バルブ（５）が、停止された各シリンダにおける排気段階の少なくとも一部の間、開放状態に維持され、その結果、停止されたシリンダにおいて、停止前の運転の間に生成された燃焼ガスの一部が、各シリンダの排気段階の間、各吸気通路（４）に流れ込み、吸気マニホールドのプレナムに至らず、その結果、前記燃焼ガスの一部は、作動状態のシリンダによって供給される空気と混合せず、
停止された各シリンダにおける排気段階の後であり、続く吸気段階において、各吸気通路に残っている燃焼ガスがシリンダに戻るとすぐに、そして、相当量の新しい空気がシリンダに入り始める前に、吸気バルブ（５）が閉止状態にされ、
停止状態が持続している間で、停止された各シリンダにおける圧縮段階及び膨張段階の間に、停止されたシリンダの前記吸気バルブがさらに閉止状態に維持され、
停止された各シリンダにおける吸気段階の間、停止されたシリンダの吸気バルブの閉止の正確な瞬間は、エンジン排気通路に結合されたラムダプローブからの出力信号によって、エンジンのキャリブレーション運転で、実験的に決められることを特徴とする、方法。
【請求項６】
前記エンジンが、閉止位置に対して各吸気バルブ（５）を押す伸縮バネ（９）の動作に対して、各タペット（１１）の手段によって、吸気バルブ（５）を制御する、少なくとも１つのカムシャフト（１０）を備えており、
各シリンダ（Ｉ、II、III、IV）のための少なくとも１つの吸気バルブ（５）が、加圧流体チャンバー（Ｃ）を含む水力手段の中間物に対して、各タペット（１１）によって、制御され、
前記加圧流体チャンバー（Ｃ）は、排気チャネル（２１）に対して、ソレノイドバルブ（２２）によって制御される通路手段によって、接続されるのに適しており、その結果、ソレノイドバルブ（２２）が開放されると、吸気バルブ（５）は、各タペット（１１）から分離され、スプリング手段（９）によって閉止を維持され、
各ソレノイドバルブ（２２）を制御する電子制御手段（２３）は、エンジンの運転状態に応じて、各吸気バルブ（５）のストローク時間及び／又はストローク開度を変化させるように、前記エンジンに結合されており、前記電子制御手段（２３）はまた、エンジンのシリンダ（Ｉ、II、III、IV）への燃料の供給を制御するように、前もって決められており、
前記吸気バルブ（５）を制御するカム（１０）は、エンジンシリンダの吸気段階の間、吸気バルブ（５）の開放を生じさせる主要部分（１０ａ）と、排気段階の間、吸気バルブ（５）の追加の開放を生じさせる補助部分（１０ｂ）と、を備えるプロファイルを有し、
前記方法は、さらに、
シリンダが停止されている上記運転状態において、各シリンダの排気段階の少なくとも一部の間、停止されたシリンダと結合されたソレノイドバルブは閉止状態に維持され、その結果、停止されたシリンダの吸気バルブ（５）を制御するカムのプロファイルの上記追加部分が、運転状態にされ、停止されたシリンダの排気段階の少なくとも一部の間、吸気バルブ（５）を少なくとも部分的に開放状態に維持し、
停止された各シリンダの排気段階の後であり、続く吸気段階において、吸気通路に残っている燃焼ガスがシリンダに戻るとすぐに、そして、相当量の新しい空気がシリンダに入り始める前に、停止されたシリンダに結合された前記ソレノイドバルブ（２２）は、代わりに、吸気バルブを閉止するよう制御され、
停止状態が持続している間で、停止された各シリンダにおける圧縮段階及び膨張段階の間に、停止されたシリンダに結合された前記ソレノイドバルブはまた、吸気バルブを閉止状態に維持するよう制御される、
請求項５記載の方法。
【請求項７】
エンジンシリンダの一部のみが停止される、請求項５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多シリンダ内燃エンジンのタイプに関するものであり、以下を備えている。
・各シリンダのための少なくとも１つの吸気バルブ
・エンジンの運転状態に応じて、他のシリンダの吸気バルブから独立して、各シリンダの吸気バルブのストローク時間及び／又はストローク開度を変化させるのに適している、吸気バルブの作動手段
・前記作動手段を制御し、エンジンシリンダへの燃料供給を制御する、電子制御手段
【背景技術】
【０００２】
上述したタイプのエンジンの例としては、ＥＰ−Ａ−１９３６１３２に記載及び図示されている。この文献は、出願人によって開発され、商標ＵＮＩＡＩＲ及びＭＵＬＴＩＡＩＲとして販売された、内燃エンジンの吸気バルブの可変作動のためのシステムを参照しており、それは同じ出願人の様々な他の特許文献（ＥＰ−Ａ−８０３６４２、ＥＰ−Ａ−０９６１８７０、ＥＰ−Ａ−０９３１９１２、ＥＰ−Ａ−０９３９２０５、ＥＰ−Ａ−１０９１０９７、ＥＰ−Ａ−１２４５７９９、ＥＰ−Ａ−１２４３７６３、ＥＰ−Ａ−１２４３７６２、ＥＰ−Ａ−１２４３７６４、ＥＰ−Ａ−１２４３７６１、ＥＰ−Ａ−１２７３２７０、ＥＰ−Ａ−１３２１６３４、ＥＰ−Ａ−１３３８７６４、ＥＰ−Ａ−１３４４９００、ＥＰ−Ａ−１６３５０４５、ＥＰ−Ａ−１６３５０４６、ＥＰ−Ａ−１６５３０５７、ＥＰ−Ａ−１６７４６７３、ＥＰ−Ａ−１７２６７９０、上述のＥＰ−Ａ−１９３６１３２、ＥＰ−Ａ−２０６７９６８、ＥＰ−Ａ−２１８４４５２、ＥＰ−Ａ−２０１７４３９、ＥＰ−Ａ−２１０８８００、ＥＰ−Ａ−２１３８６８０、ＥＰ−Ａ−２１８４４５１、及び２００９年６月３０日の特許出願ＥＰ０９４２５２５２、本出願の出願日にはいまだ開示されていないもの）の題材ともなっていた。
【０００３】
添付図面の図１及び図２は、上述した特定のタイプであり同じ出願人が開発したタイプの内燃エンジンの例を参照している。図１は、図４に示すように、４つのインラインシリンダＩ、II、III、IVを備える内燃エンジンのシリンダヘッドの断面図を特に示したものである。
【０００４】
参照番号１でその全体が示されるシリンダヘッドは、各シリンダに対して、２つの吸気通路４（図ではその内の１つのみ見える）と２つの排気通路（図では見えない）とが行き着く燃焼室を、画定するその下面３に形成されたキャビティ２を備えている。燃焼室２に対する２つの吸気通路の連通は、２つの吸気バルブ５（図ではその内の１つのみ見える）によって制御される。吸気バルブはそれぞれ、ヘッド１の本体にスライドして取り付けられたステム６を備えている。各バルブ６は、ヘッド１の内面とバルブのエンドフランジとの間に置かれるスプリング７によって、閉止位置に向かって戻るようになっている。燃焼室での２つの排気通路の間の連通は、２つの従来タイプのバルブ（図には示されていない）によって制御され、閉止位置へ戻るためのスプリングも結合されている。
【０００５】
各吸気バルブ６の開放は、以下に記載されるように、ヘッド１のサポート（図では見えない）内で軸９回りに回転可能に取り付けられたカムシャフト８によって制御され、吸気バルブ５の作動のための複数のカム１０を備えている。
【０００６】
各カム１０は、タペット１１と協働するようになっている。タペット１１は、例として図示されるように、シリンダヘッドの構造のその端部１２において振動するよう取り付けられたアームによって構成され、カム１０と協働するローラ１３を自由に回転可能に支持する中央部を有している。ロッカーアーム１１の反対端１４は、プランジャ１５に接続されたプレート１６によって、ポンピングプランジャ１５を制御する。後者は、アーム１１に対して、スプリング１７によって戻され、アーム１１をカム１０に対して協働し接触した状態に維持する。ポンピングプランジャ１５は、組み立て済みのブロック１８で設けられたキャビティにスライドするように取り付けられる。組み立て済みのブロック１８は、ヘッド１に取り付けられ、以下の詳細な説明によると、エンジンが設けられる吸気バルブの可変作動システムのすべての電子的及び水力的デバイス部を組み込んでいる。
【０００７】
ポンピングプランジャ１５は、各吸気バルブ５のステム６に対するスラストを伝達することが可能であり、その結果、ポンピングプランジャ１５が面する圧力チャンバーＣ内の圧力下における流体（エンジン潤滑サーキットからのオイルであることが好ましい）によって、スプリング９の動作に対する後者の開放を生じさせる。ポンピングプランジャ１５のスラストを受けて、圧力下のオイルは、チャンバーＣから、プランジャ２０がバルブ５を開放位置に押す水力アクチュエータ１９のチャンバーに移動する。
【０００８】
すべての上述の部分は、図２にも見えるようになっており、図２は、図１で示されたシステムの略図を示している。
【０００９】
図１及び図２を参照して、各シリンダの吸気バルブ５に結合された加圧流体チャンバーＣは、プログラム可能な電子制御ユニット２３によって制御されるソレノイドバルブ２２を通して排気チャネル２１と連通して、位置している。ソレノイドバルブ２２は、周知のタイプのもので、ここで示される機能に対して適切なものであり、エンジンの運転パラメータ、例えば、アクセラレータの位置やエンジン回転数、を示す信号Ｓにより、制御ユニット２３で制御される。
【００１０】
ソレノイドバルブ２２が開放されると、チャンバーＣは、チャネル２４及び円周チャンバー２５（図２）を通して、排気チャネル２１と連通するようになり、その結果、チャンバーＣにある加圧流体は前記チャネル及びカム１０のデカプリングに流れ、吸気バルブ５に対してタペット７が得られ、吸気バルブ５は、もし、開放位置に位置する場合、タペット１１はカム１０の突出部に接触する段階に相当し、伸縮バネ９の動作下で、このようにして急速にその閉止位置に戻るようになっている。
【００１１】
出願人によって以前提供された解決策により、排気チャネル２１は、タンク２６と連通し、その上部において２７で大気に放出される。タンク２６は、順に、コンジット２８を通して加圧流体アキュムレータ２９（図２に示されている）に連通している。
【００１２】
排気タンク２６は最後に、コンジット３１を通してエンジンの潤滑サーキットと接続されているコンジット３０に連通しており、コンジット３１内には、タンク２６に向かう流体の流れのみを許容するチェックバルブ３２が置かれている。
【００１３】
図に例として示されるように、エンジンの排気バルブは、各カムシャフト及び機械伝動装置を通して通常制御される。
【００１４】
エンジンの運転において、ソレノイドバルブ２２が閉止されていると、チャンバーＣは加圧流体で満たされたままであり、カム１０の動作は、カム１０のプロファイルに対応するリフトプロファイルにより、吸気バルブ５に伝達される。しかし、制御ユニット２３は、カム１０が吸気バルブを開放状態に維持するような時でも、吸気バルブを閉止する目的で、決められたエンジンの運転状態において、チャンバーＣを放出するようにプログラムされている。上記解決策は、同じ出願人の以前の特許の主題記述によると、開放時間（開放の持続時間と、開放の始まる時間及び開放の終了する時間、との両方）及び／又は随意の吸気バルブのリフトの変化、例えば、開放を延ばす及び／又は閉止を進める、又は、吸気バルブの開放の従来の段階において複数の開放及び閉止を行うこと、を可能とする。
【００１５】
さらに図１を参照して、アクチュエータ２０はまた、吸気バルブが閉止位置に達する際の過度の衝撃及び生じる損傷を避けるために、ソレノイドバルブ２２の開放に続いて閉止する、吸気バルブ５の最終閉止ストロークを遅くする水力ブレーキ手段を備えている。水力ブレーキ手段は、ここでは記載されていないが、同じ出願人の以前の特許文献から既知となっている従来方法のいずれかによって設けられる。
【００１６】
上述したＥＰ−Ａ−１９３６１３２において、出願人は、内燃エンジンの吸気バルブの可変作動に対して、上述のタイプのシステムを提供している。その中では、エンジンの吸気バルブの作動のためのカムは、それぞれ、各エンジンシリンダ内での吸気の段階の間に、吸気バルブの開放を生じさせる主要部分と、各シリンダ内での排気段階の間でさえ、吸気バルブの部分的開放を生じさせる追加部分と、を備えるプロファイルを有している。
【００１７】
添付図面の図３は、このタイプのエンジンのシリンダの吸気バルブ及び排気バルブのリフトプロファイルを表す図を示している。
【００１８】
この図において、プロファイルＡは吸気バルブのリフトを示しており、プロファイルＢは排気バルブのリフトを示している。図は、エンジン角におけるリフトをｍｍで示している。図３によって得られた従来のものにおいて、１８０度のエンジン角は、シリンダの排気段階の開始において、プランジャが下死点における状態に対応する。３６０度角は、排気段階の終了であって続く吸気段階の開始において、プランジャが上死点に達する状態に対応し、理論的には、５４０度に相当するエンジン角で終了し、プランジャはもう一度下死点に位置するようになる。図３に見られるように、プロファイルＡは、シリンダ内において通常の吸気段階の間バルブの開放を生じさせる主要部分Ａ１（従来のベル状形状を有する）と、排気段階の間吸気バルブの追加リフトを生じさせる追加部分Ａ２と、を有している。追加プロファイルＡ２は、ほぼ、１８０度（下死点）に相当する角度から始まって延びており、排気段階の開始において、ほぼ一定のリフトである第２部分”ｂ”に接続された第１上昇部分”ａ”を有し、吸気段階の間吸気バルブによって達成される最大のリフトフラクションと同等となる。吸気バルブをリフトするプロファイルＡのＡ１部分及びＡ２部分は、カム１０（図２）の対応プロファイルによって決定され、カム１０は、リフトプロファイルのＡ１部分に対応する主要部分１０ａと、リフトプロファイルのＡ２部分に対応する追加部分１０ｂと、を含む突出部を有している。
【００１９】
出願人のＵＮＩＡＩＲシステム及びＭＵＬＴＩＡＩＲシステムと異なるものであっても、他のシリンダの吸気バルブから独立して各シリンダの吸気バルブの時間調整及び／又は開度ストローク調整を可能とするものであれば、本発明の分野が、吸気バルブの可変作動のためのシステムを備えるあらゆるエンジンに拡張される、ということが認められる。エンジンバルブの可変作動を可能とすることを目的とする様々なタイプの装置は、すでに以前から提供されてきた。そのような装置は、電気水力装置及び電磁気装置の両方を含み、カムシャフトの削除を可能とし（いわゆる、「カムレス」システムである）、エンジンの各バルブは、電子的に制御されるソレノイドアクチュエータによって、直接作動される。そのようなシステムはそれぞれ、他のシリンダの吸気バルブから独立して各シリンダの吸気バルブの可変作動を可能としている。本発明は、このタイプのあらゆるエンジンに関するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
上述した従来技術を発端として、出願人は、低燃費で出力への悪影響が無い、エンジンの最大運転効率を得られる、エンジンの吸気バルブの可変作動のためのシステムを開発することを目的とした。
【００２１】
所定の運転状態において、多シリンダエンジンの消費を減らすために、シリンダへの燃料供給を中断することによって、１以上のシリンダを停止することは、すでに周知である。周知の解決策によれば、動作を停止する段階の間、動作が停止されるシリンダの吸気バルブは、閉止状態が維持される。上述したあらゆるタイプの可変作動システムが利用可能なものではないことは、容易に得られる。
【００２２】
しかしながら、燃料消費を減らしたい時に、１以上のシリンダを停止させることは、新たな問題を示している。これは、添付図面の図５及び図６の分析から明らかである。図５は、エンジン角の変化に対するエンジンの動作を停止したシリンダの圧力の変化を示す図である。この図においても、１８０度角は、排気段階の開始において、プランジャが下死点における状態に対応する。排気段階の間において、すなわち、１８０度エンジン角から３６０度エンジン角までの間において、停止したシリンダに結合された排気バルブは、通常開いており、続く吸気段階、３６０度エンジン角から５４０度エンジン角までの範囲において、吸気バルブは閉止状態が維持される。吸気段階の間、吸気バルブの閉止が維持されることによって、シリンダ内に存在する量は最小になる。それは単に、燃えたガスによって構成され、作動の直前のシリンダの運転の間に生成されたものであり、排気段階の終了まで燃焼室に残っている。いったんシリンダが停止されると、上述した排気段階に続く吸気、圧縮及び膨張段階の間において、シリンダに残った量は、続いて膨張され、そして圧縮されそしてもう一度膨張される。膨張の終了時（図５の９００度エンジン角）では、シリンダの圧力は最小となり、大気圧より低くなる。これは、続く排気段階の間、排気バルブが開放されると、まず排気通路からシリンダへの質量流が生じることとなる。続いて、通常の排気段階の間通常生じるように、上記量がもう一度排気通路に放出される。しかし、このようなすべてのことは、ポンプ効果による相当な作業損失を示しており、図６で見られるように、シリンダの有効体積の変化（すなわち、プランジャの位置）によるシリンダの圧力変化を示す。ポンプ運転（損失）は、閉ループ図の圧縮空気の増加に比例して増加する。
【００２３】
本発明の目的は、１以上のシリンダの動作を停止でき同時にポンプ損失を最小化できるエンジンを提供することによって、上述した欠点を克服することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記目的を達成することを意図して、本発明は、内燃エンジンの目的物を有しており、
各シリンダのための少なくとも１つの吸気バルブと、
エンジンの運転状態に応じて、他のシリンダの吸気バルブから独立して、各シリンダの吸気バルブのストローク時間及び／又はストローク開度を変化させるのに適している、吸気バルブの作動手段と、
前記作動手段を制御し、エンジンシリンダへの燃料供給を制御する、電子制御手段と、を備え、
前記電子制御手段は、以下のとおりプログラムされている。
・エンジンの最大出力を必要とせず、且つ、燃料消費を減らしたい、運転状態において、エンジンシリンダの少なくとも一部を停止し、前記シリンダへの燃料供給を中断する。
・停止されたシリンダを有する上記運転状態において、停止された各シリンダにおける排気段階の少なくとも一部の間、停止されたシリンダの吸気バルブを少なくとも部分的に開放状態に維持し、その結果、停止されたシリンダにおいて、停止前の運転の間に生成された燃焼ガスの一部が、各シリンダの排気段階の間、各吸気通路（４）に流れ込む。
・停止された各シリンダにおける排気段階の後であり、続く吸気段階において、各吸気通路に残っている燃焼ガスがシリンダに戻るとすぐに、そして、相当量の新しい空気がシリンダに入り始める前に、停止されたシリンダの吸気バルブを閉止状態に維持する。
・停止状態が持続している間で、停止された各シリンダにおける圧縮段階及び膨張段階の間に、停止されたシリンダの前記吸気バルブを閉止状態に維持する。
【００２５】
本発明はまた、多シリンダ内燃エンジンを制御する方法を目的として有するものであり、エンジンは、
各シリンダのための少なくとも１つの吸気バルブと、
エンジンの運転状態に応じて、他のシリンダの吸気バルブから独立して、各シリンダの吸気バルブのストローク時間及び／又はストローク開度を変化させるのに適している、吸気バルブの作動手段と、を備え、
前記方法は、以下の特徴を有している。
・エンジンの最大出力を必要とせず、且つ、燃料消費を減らしたい、運転状態において、エンジンシリンダの少なくとも一部が停止され、前記シリンダへの燃料供給が中断される。
・停止されたシリンダを有する上記運転状態において、停止されたシリンダにおける排気段階の少なくとも一部の間、停止されたシリンダの吸気バルブが少なくとも部分的に開放状態に維持される。
・その結果、停止されたシリンダにおいて、停止前の運転の間に生成された燃焼ガスの一部が、各シリンダの排気段階の間、各吸気通路に流れ込む。
・停止された各シリンダにおける排気段階の後であり、続く吸気段階において、各吸気通路に残っている燃焼ガスがシリンダに戻るとすぐに、そして、相当量の新しい空気がシリンダに入り始める前に、前記吸気バルブを閉止される。
・停止状態が持続している間で、停止された各シリンダにおける圧縮段階及び膨張段階の間に、停止されたシリンダの前記吸気バルブが更に閉止状態に維持される。
【００２６】
本発明のエンジン及び方法において、停止された各シリンダに残る燃焼ガスの一部は、排気段階の間、各吸気通路に運ばれ、続く吸気段階に間にシリンダに戻る。しかし、この吸気段階の間、停止されたシリンダに結合されたバルブ又は吸気バルブは、新しい空気、加えて上記燃焼ガスの一部がシリンダに入ってくる前には閉止している。
【００２７】
したがって、本発明の開示による、停止されたシリンダの吸気バルブの制御は、吸気段階の間において、停止された各シリンダに、酸化性物質も燃料も導入しないことを可能としている。この結果、停止されたシリンダにおいて、ポンプロスを最小化することを可能とするサイクルが提供される。
【００２８】
好ましい実施形態によれば、停止された各シリンダへの吸気段階の間、停止されたシリンダの吸気バルブの閉止の正確な瞬間は、エンジン排気通路に結合されたラムダプローブからの出力信号によって、エンジンのキャリブレーション運転で、実験的に決められる。
【００２９】
本発明の好ましい実施形態において、シリンダの一部のみ（例えば、４シリンダエンジンの２シリンダのみ）が停止され、残りのシリンダは作動している。したがって、いくつかのシリンダを作動状態に維持することで、エンジンの熱力学的効率の最大化を可能としている。同時に、本発明は、上述した吸気バルブの制御方法によって、停止されたシリンダによって決定されるポンプロスの低下を最小値に低減するのに適している。したがって、全体として、供給される出力をほぼ一定に維持しながら消費を低減する結果となる。
【００３０】
本発明は、添付図面を参照として図示されるが、全くこの例に限定されず提供されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】上述されたものであり、同じ出願人によって提供された従来技術による内燃エンジンの断面図であり、本発明の好ましい実施形態でも実施されるものである。
【図２】上述されたものであり、同じ出願人によって提供された従来技術による内燃エンジンの図１に対応する略図であり、本発明の好ましい実施形態でも実施されるものである。
【図３】上述されたものであり、図１のタイプのエンジンの排気バルブ及び吸気バルブのリフトプロファイルを示す図であり、これらのリフトプロファイルは、本発明によるエンジンにおいても使用されるものである。
【図４】本発明が適用される４シリンダエンジンの略図である。
【図５】上述されたものであり、従来技術による停止されうるシリンダのエンジンの停止されたシリンダに生じるポンプ効果による欠点を示す図である。
【図６】上述されたものであり、従来技術による停止されうるシリンダのエンジンの停止されたシリンダに生じるポンプ効果による欠点を示す図である。
【図７】本発明の好ましい実施形態によるエンジンに関する、図６に対応する図である。
【図８】その停止された状態の間の、本発明の好ましい実施形態によるエンジンシリンダの様々な運転段階を示す図である。
【図９】その停止された状態の間の、本発明の好ましい実施形態によるエンジンシリンダの様々な運転段階を示す図である。
【図１０】その停止された状態の間の、本発明の好ましい実施形態によるエンジンシリンダの様々な運転段階を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明によるエンジンは、他のシリンダの吸気バルブから独立して、各エンジンシリンダの吸気バルブの開放及び／又はリフト時間の変化を可能とするのに適したあらゆる既知のタイプのシリンダの吸気バルブの可変作動システムで提供される。ここで示される好ましい実施形態は、上述されたタイプのＵＮＩＡＩＲシステム及びＭＵＬＴＩＡＩＲシステムで提供されたエンジンに関するものである。しかし、上述したように、本発明はまた、エンジンのバルブが電子的に制御される電磁気アクチュエータによって制御される、電気水力タイプ及び”カムレス”タイプの両方の、異なるシステムをも備えたエンジンに直接適用されるものである。
【００３３】
ここで示される例は、図３のリフトプロファイルＡに対応するプロファイルの吸気バルブを作動させるためのカムを有する、図１、２のタイプのエンジンに関するものである。明らかに、このプロファイルは、全く例として示されており、唯一の不可欠な要素は、各シリンダ排気段階の間、吸気バルブの少なくとも部分的な開放を生じさせるのに適した追加部分Ａ２を含むことである。したがって、例えば、プロファイルＡの部分Ａ２が例えば１８０度より小さい角度で始まる、すなわち、吸気バルブの開放が図３で見られるよりも前に生じる、のは全く可能である。同様に、部分Ａ２のプロファイルは、図示されたものから異なっても良く、プロファイルＡ２における吸気バルブのリフト値は、プロファイルＡの主要部分Ａ１での最大リフトに対して異なる割合に対応しても良い。
【００３４】
本発明によれば、示されるように、エンジンの所定の運転段階において、最大出力は必要とされておらず、１以上のシリンダは、それらのシリンダに対する燃料供給が中断されることによって、停止されている。この結果は、様々なエンジンシリンダに結合された燃料インジェクタを制御するよう設けられている、制御ユニット２３（図２）の対応するプログラム手段によって、得られている。ガソリンエンジンの場合において、制御ユニット２３はまた、停止されるシリンダにおける点火をできないように設けられている。
【００３５】
本発明の好ましい実施形態において、シリンダの一部のみ（例えば、４シリンダエンジンの２シリンダのみ）が停止され、残りのシリンダは作動するようになっている。その結果、いくつかのシリンダを作動状態に維持することで、エンジンの熱力学的効率の最大化を可能としている。同時に、本発明は、停止されたシリンダによって決定されるポンプロスを最小値に低減するのに適している。したがって、全体として、供給される出力をほぼ一定に維持しながら消費を低減する結果となる。
【００３６】
シリンダが停止される基準は、通常、エンジン負荷に関連しており、すなわち、シリンダは、負荷が所定のしきい値（例えば、２〜３バールＰＭＥ）を下回った場合や所定のエンジン回転数の範囲内である場合のみ、停止される。このような基準は、エンジンキャリブレーション運転の手段によって、設定される。ここで、必要ならば、エンジンの振動衝撃（特に、低速エンジン速度においてより重要である）及び運転者の認知が考慮される。１以上のシリンダの停止に関して運転者に信号を発することができ、及び／又は、いくつかの停止されたシリンダの手段を可能とする前に、明確に運転者の同意（例えば、ボタンの動作を通して）を要求できる、信号システムが設けられる。
【００３７】
図８〜図１０は、本発明による、停止されたエンジンシリンダの運転段階を示している。
【００３８】
図８は、プランジャが下死点にあるときの、シリンダの排気段階直前に停止が生じる、停止されたシリンダを示している。停止された状態にシリンダがなることで、対応する手段による吸気バルブの作動システムの制御ユニット２３における作動がすぐに可能となる。この方法において、排気段階の間、停止されたシリンダに結合された吸気バルブを制御するソレノイドバルブは、閉止が維持され、カム１０の追加部分１０ｂを形成する。その結果、シリンダの排気段階の間において、効果的に、吸気バルブ５を一部開放する。この段階において、従来技術のように、シリンダＩに結合される排気バルブ−図８でその１つが見えており、Ｅで示されている−が開く。したがって、この段階において、プランジャＰの上死点への動きにより、シリンダに残る燃焼ガスの量Ｍの部分Ｍ１が排気管Ｅ１に流れ、量Ｍの部分Ｍ２が吸気通路４に流れる。しかし、量Ｍ２は、吸気マニホールドのプレナムに至らず、各吸気通路内に残り、作動状態のシリンダによって供給される空気と混合しない。
【００３９】
吸気通路に残った量Ｍ２は、図９に示すように、続く吸気段階において、プランジャが再び下死点に向かって動き、その最大リフトに至るまでに排気バルブＥが閉止され、吸気バルブ５が開放されて、シリンダ内に戻る。
【００４０】
本発明によれば、この段階において、吸気バルブの可変作動システムは、再度使用され、カムのプロファイルに対応する理論プロファイルＡから見られるものに対して、必要ならば、前もって吸気バルブを閉止する。これは、本発明によれば、相当量の新しい空気（エンジン排気システムに結合されるラムダプローブによる信号出力によって、吸気バルブの正確な閉止の瞬間が、エンジンのキャリブレーションにおいて決定され、それにおいて、シリンダへの新しい空気の導入が、検出されたラムダからの転換を決定する）がシリンダに入る前であるが、吸気通路に残る燃焼ガスの量Ｍ２がシリンダに戻るとすぐに、吸気バルブ−図９に示される吸気段階の間−が再度閉止される（図１０）ことにおいて行われる。
【００４１】
したがって、本発明の開示によれば、吸気バルブの制御によって、吸気段階の間、停止された各シリンダへ、酸化性物質も燃料も導入しないことを可能としている。その結果、停止されたシリンダにおけるポンプロスを最小化することを可能とするサイクルを提供する。その結果は、図７によって示されている。図７は、図６に対応しており、排気段階において吸気バルブが開放される事実において図６と異なっている。結果として、有効体積の変化におけるシリンダの圧力変化は、図７に示されるものとなり、閉ループ図で画定されたより小さい領域が、より小さいポンプ作業量に対応する。
【００４２】
上述から明らかなように、本発明のエンジン及び方法は、高効率運転の提供を可能としている。ここにおいては、シリンダの一部が停止され、燃料消費を低減し、シリンダの残りの部分が作動状態に維持され、熱力学的効率として有利である。同時に、停止されたシリンダによるポンプロスが、吸気バルブの可変作動システムが使用され、同時に、カムの適切なプロファイルの条件で、停止されたシリンダの排気段階の間、吸気バルブの追加開放を生じさせることにより、最小値に低減される。
【００４３】
明らかに、本発明の原理に対する偏見無しに、詳細な構成及び実施形態は、本発明の保護範囲から逸脱すること無く、例として記載及び示されたものに対して、広く変更可能である。
【００４４】
特に、本発明が適用されるエンジンの特徴は、図１に示される例に対して変更可能である。エンジンシリンダの数は変更可能であり、吸気バルブのリフトプロファイルは図３に例として示されたものに対して変更可能である。
【００４５】
また、上述したように、本発明は、出願人のＵＮＩＡＩＲシステム及びＭＵＬＴＩＡＩＲシステムからたとえ異なっていても、他のシリンダのバルブに対してシリンダのバルブの独立調整を可能とする吸気バルブの可変作動システムを備えるあらゆるエンジンに対して、一般に組み込み可能なものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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