(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
手持式動力工具のための２ストローククランク室掃気式２ストローク内燃エンジンであり、
シリンダ（２）であって、
このシリンダ内にピストン（６）を往復運動するように受容して構成され、
燃焼室（８）を画定し、
燃焼室が、空気及び燃料の混合物を点火するための点火手段（５）と排気ガスを排出する排気口（４０）とを具備する、
シリンダと、
クランクシャフト（１８）を含むクランク室（３）と、
燃焼室（８）へ掃気されるべきクランク室（３）に燃料を供給するための、キャブレータ（１２）又は低圧燃料噴射システムなどの間接燃料供給システム（４）と、
燃焼室（８）に接続するために、クランク室（３）から少なくとも１つの対応する移送ポート（２１，２１’）にそれぞれ延びる少なくとも１つの移送ダクト（２０，２０’）と、
移送ポート（２１，２１’）からクランク室（３）に向かうさらなる空気で移送ダクト（２０，２０’）を少なくとも部分的に充填するためのさらなる空気充填手段（２５，２４，２７，２３，２３’，２２，２２’，２６，２６’）と、
燃料を直接に燃焼室（８）に噴射する直接噴射手段（７）と、
を含む、手持式動力工具のための２ストローククランク室掃気式２ストローク内燃エンジン。
【請求項２】
さらなる空気充填手段（２５，２４，２７，２３，２３’，２２，２２’，２６，２６’）は、ピストン凹部（２６，２６’）を具備するピストンポート式バルブ（２１，２６，２２，６）を含み、
このピストン凹部が、移送ポート（２１，２１’）をさらなる空気のための吸気システム（２５，２４，２７，２３，２３’）と接続するために、ピストン（６）の位置がピストンの上死点に若しくはその付近に又はこれらのどちらかの位置にある際に、さらなる空気ポート（２２，２２’）及び移送ポート（２１，２１’）と一致する、請求項１に記載の手持式動力工具のための２ストローククランク室掃気式２ストローク内燃エンジン。
【請求項３】
さらなる空気充填手段（２５，２４，２７，２３，２３’，２２，２２’，２６，２６’）は、移送ダクトの上方部にさらなる空気のための吸気部を含み、
この吸気部は、チェックバルブを有し、さらなる空気のために吸気システムに接続される、請求項１に記載の手持式動力工具のための２ストローククランク室掃気式２ストローク内燃エンジン。
【請求項４】
間接燃料供給システム（４）は、燃料を、チェックバルブを介してクランク室（３）に又はクランク室（３）に接続するピストン制御型空気及び燃料の吸気ポート（１１）に供給する、請求項１，２又は３に記載の手持式動力工具のための２ストローククランク室掃気式２ストローク内燃エンジン。
【請求項５】
直接噴射手段（７）は、２×１０５Ｐａ（２ｂａｒ）よりも高い圧力を使用する燃料噴射システムである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の手持式動力工具のための２ストローククランク室掃気式２ストローク内燃エンジン。
【請求項６】
間接燃料供給システム（４）及び直接噴射手段（７）が、共用される燃料タンク（１６）に流体的に接続される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の手持式動力工具のための２ストローククランク室掃気式２ストローク内燃エンジン。
【請求項７】
さらに、クランク室（３）へのオイル噴射のためのオイルタンクを含む、請求項６に記載の手持式動力工具のための２ストローククランク室掃気式２ストローク内燃エンジン。
【請求項８】
直接噴射手段（５）が、点火手段（５）のスパーク発生部分（５ａ）の少なくとも近くに燃料を噴射するように方向付けられる、請求項１〜７のいずれか１項に記載の手持式動力工具のための２ストローククランク室掃気式２ストローク内燃エンジン。
【請求項９】
間接燃料供給システム（４）及び直接噴射手段（７）の両方又は一方を制御するように構成された電子制御ユニット（９）を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の手持式動力工具のための２ストローククランク室掃気式２ストローク内燃エンジン。
【請求項１０】
電子制御ユニット（９）が点火手段（５）の点火タイミングを制御する、請求項９に記載の手持式動力工具のための２ストローククランク室掃気式２ストローク内燃エンジン。
【請求項１１】
電子制御ユニット（９）は、アイドルスロットルの際に、間接燃料供給システム（４）を停止する又は低い水準で維持する一方で、直接噴射手段（７）が、燃料を少なくとも点火手段（５）のスパーク発生部分（５ａ）の近くに噴射するようにエンジンを制御すべく構成され、かつ燃料が噴射される各周期においてスパークを発生させるための点火手段（５）を制御するように構成される、請求項１０に記載の手持式動力工具のための２ストローククランク室掃気式２ストローク内燃エンジン。
【請求項１２】
電子制御ユニット（９）は、エンジンの起動の際に、直接噴射手段（７）を停止して、燃料が間接燃料供給システム（４）からのみ供給されることになるように、エンジンを制御するために構成される、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の手持式動力工具のための２ストローククランク室掃気式２ストローク内燃エンジン。
【請求項１３】
マフラ（４１）は、直接に、すなわちエンジンシリンダの排気口（４０）にダクトを接続することなく取り付けられる、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の手持式動力工具のための２ストローククランク室掃気式２ストローク内燃エンジン。
【請求項１４】
マフラ（４１）は少なくとも１つの触媒要素を含む、請求項１３に記載の手持式動力工具のための２ストローククランク室掃気式２ストローク内燃エンジン。
【請求項１５】
遠心クラッチが前記手持式動力工具のための２ストローククランク室掃気式２ストローク内燃エンジンのクランクシャフト（１８）に配置され、
このクラッチは、工作工具を駆動するように構成される、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の手持式動力工具のための２ストローククランク室掃気式２ストローク内燃エンジン。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の手持式動力工具のためのクランク室掃気式２ストローク内燃エンジンを作用させる方法であって、
−  燃料及び空気をクランク室（３）に提供する段階と、
−  さらなる空気を移送ダクト（２０，２０’）に提供する段階と、
−  さらなる空気を用いて強制的に排気ガスを排気口（４０）を介して外に逃がすように掃気する段階と、
−  空気及び燃料の混合物をクランク室（３）から燃焼室（８）に掃気する段階と、
−  直接噴射手段（７）を用いて、燃料を燃焼室（８）内に直接に噴射する段階と、
−  燃焼室（８）の空気及び燃料の混合物を点火する段階と、
を含む、方法。
【請求項１７】
エンジンの起動及び暖機の際に、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の手持式動力工具のためのクランク室掃気式２ストローク内燃エンジンを作用させる方法であって、
−  燃料及び空気をクランク室（３）に提供する段階と、
−  さらなる空気を移送ダクト（２０，２０’）に提供する段階と、
−  さらなる空気を用いて強制的に排気ガスを排気口（４０）を介して外に逃がすように掃気する段階と、
−  空気及び燃料の混合物をクランク室（３）から燃焼室（８）に掃気する段階と、
−  燃焼室（８）の空気及び燃料の混合物を点火する段階と、
を含む、方法。
【請求項１８】
エンジンの起動の際に、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の手持式動力工具のためのクランク室掃気式２ストローク内燃エンジンを作用させる方法であって、
−  燃料及び空気をクランク室（３）に提供する段階と、
−  さらなる空気を移送ダクト（２０，２０’）に提供する段階と、
−  さらなる空気を用いて強制的に排気ガスを排気口（４０）を介して外に逃がすように掃気する段階と、
−  空気及び燃料の混合物をクランク室（３）から燃焼室（８）に掃気する段階と、
−  燃焼室（８）の空気及び燃料の混合物を点火する段階と、
−  起動時のほんのわずかである短時間にわたり直接噴射手段（７）を使用して、燃料を直接に燃焼室（８）内に噴射する段階と、を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンポート式又はチェックバルブ制御式通気道が吸気口と複数の移送ダクトの上方部との間に配置される、２ストローククランク室掃気式内燃エンジンに関する。新鮮な空気は、移送ダクトの頂部に追加され、空気及び燃料の混合物に対するバッファ（ｂｕｆｆｅｒ）として働くようにされている。主に、このバッファは、掃気工程の際に排気口に逃がされる。それにより、燃料消費量及び排気エミッションが減少する。主に、本エンジンは手持ち式工作工具を対象としたものである。
【背景技術】
【０００２】
上述の種類の燃焼機関が公知であり、これらは、他の２ストローククランク室掃気式内燃エンジンと比較して、燃料消費量及び排気エミッションを減少させる。２ストローククランク室掃気式内燃エンジンを軽量かつ省サイズで製造することができ、燃料と空気とがクランク室内で混合しているので、燃料の良好な噴霧化に起因して、冷却時に比較的容易に２ストローククランク室掃気式内燃エンジンを起動させることができる。さらに、２ストローククランク室掃気式内燃エンジンは、比較的に、製造するのに安価でありかつ過酷な作動条件において信頼性のあるものでもある。
【０００３】
直接噴射を用いた２ストロークエンジンは、直接噴射が燃料調整及び噴射タイミングに対してさらに詳細な制御を可能にするので、さらに低い燃料消費量を達成することができる。しかしながら、直接噴射を用いたエンジンは、クランク室掃気式エンジンと比較すると他の問題を有する。直接噴射エンジンの主な欠点は、複雑さ、コスト、サイズ及び重量である。直接噴射システムは製造するのに高価である。これは、これらシステムの構成要素が、間接噴射システムよりも著しく高圧で燃料を取り扱うので、より耐久性の高いものでなければならず、噴射器自体がシリンダ内部の燃焼による熱及び圧力に耐えることができなければならないからである。さらに、クランク室掃気式エンジンを、オイルを混合した燃料を使用して潤滑することができるものの、直接噴射エンジンは、別個のオイルタンクとエンジンを潤滑するのに関連した構成要素とを必要とする。上述の理由のために、直接噴射エンジンのサイズ、重量及び製造コストが増加する傾向があり、このことは当然に欠点であり、特に手持式工作工具にとっては欠点である。また、直接噴射エンジンを冷却時に起動させることが困難であるおそれがある。このことは、再生可能な資源から製造することができる、人気が高まりつつあるアルコールを主原料とする燃料のような低揮発性燃料タイプのものが、エンジンに動力を供給するのに使用される場合に、特に当てはまる。エンジンが冷えているときに、燃料が十分に噴霧化しない傾向があり、このことがエンジンの起動を困難にする。さらに、直接噴射エンジンは通常、起動時にバッテリの補助を受けて、十分な圧力で燃料を噴射して点火することができる。エンジンが一度起動すると、燃料が導入された環境は、より良好な燃料及び空気の混合のために、より温度が上昇しかつ乱流となり、それにより良好に燃焼する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の１つの目的は、さらなる空気を使用してさらに排気を減少させるクランク室掃気式エンジンを提供することにある。
【０００５】
別の目的は、容易に起動させることのできるエンジンを提供することにある。
【０００６】
別の目的は、起動時にバッテリを必要としないエンジンを提供することにある。
【０００７】
別の目的は、本発明の背景において言及した少なくとも１つの課題又は問題を最小化することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
主発明の目的は、２ストローククランク室掃気式２ストローク内燃エンジンを提供することによって、少なくとも１つの上述の課題を解決することにあり、このエンジンは、
シリンダであって、
このシリンダ内にピストンを往復運動するように受容して構成され、
燃焼室を画定し、
燃焼室が、空気及び燃料の混合物を点火するための点火手段と排気ガスを排出する排気口とを具備する、
シリンダと、
クランクシャフトを含むクランク室と、
燃焼室へ掃気されるべきクランク室に燃料を供給するための、キャブレータ又は低圧燃料噴射システムなどの間接燃料供給システムと、
燃焼室に接続するために、クランク室から少なくとも１つの対応する移送ポートにそれぞれ延びる少なくとも１つの移送ダクトと、
移送ポートからクランク室に向かうさらなる空気で移送ダクトを少なくとも部分的に充填するためのさらなる空気充填手段と、
燃料を直接に燃焼室に噴射する直接噴射手段と、
を含む。
これにより、クランク室掃気式エンジンの排気及び燃料消費量を減少させることができる。さらに、エンジンを容易に起動させることができ、エンジンは、別個の潤滑システムを必要としない。
【０００９】
好ましくは、空気充填手段は、ピストン凹部を具備するピストンポート式バルブを含み、このピストン凹部が、移送ポートをさらなる空気のための吸気システムと接続するために、ピストンの位置がピストンの上死点に若しくはその付近に又はこれらのどちらかの位置にある際に、さらなる空気ポート及び移送ポートと一致する。あるいは、空気充填手段は、移送ダクトの上方部にさらなる空気のための吸気部を含み、この吸気部は、例えばリードバルブなどのチェックバルブを有し、さらなる空気のために吸気システムに接続される。
【００１０】
好ましくは、間接燃料供給システムは、チェックバルブを介してクランク室に又はクランク室に接続するピストン制御型空気及び燃料の吸気ポートに燃料を供給する。
【００１１】
好ましくは、直接噴射手段は、好ましくは２×１０５Ｐａ（２ｂａｒ）よりも高い圧力を使用する燃料噴射システムである。それにより、燃焼室に燃料を直接に噴射することができ、具体的には、燃料消費量及び排気を減少させることができる。
【００１２】
好ましくは、間接燃料供給システム及び直接噴射手段が、共用される燃料タンクに流体的に接続される。それにより、重量を軽くし、かつ製造サイズを小さく保つことができる。好ましくは、燃料タンク内の燃料は、クランク室を間接燃料供給システムによって潤滑させるために、少量のオイルを含む。
【００１３】
あるいは、エンジンは、クランク室への、さらに場合により他の潤滑箇所へのオイル噴射のためのオイルタンクを含む。それにより、共用される燃料タンク内の燃料が、クランク室を潤滑するための少量のオイルを含む必要がなくなる。
【００１４】
好ましくは、直接噴射手段が、点火手段のスパーク発生部分の少なくとも近くに燃料を噴射するように方向付けられる。それにより、燃料消費量及び排気を減少させることができる。
【００１５】
好ましくは、エンジンが、間接燃料供給システム及び直接噴射手段の両方又は一方を制御するように構成された電子制御ユニットを含む。それにより、燃料供給を容易に調整することができる。好ましくは、電子制御ユニットがさらに点火手段の点火タイミングを制御する。それにより、点火が燃料供給と合わせて適時に行われる。
【００１６】
好ましくは、電子制御ユニットは、エンジンが適度に暖まっているときであり、アイドルスロットル（ｉｄｌｅ  ｔｈｒｏｔｔｌｅ）の際に、間接燃料供給システムを停止する又は低い水準で維持する一方で、直接噴射手段が、燃料を少なくとも点火手段のスパーク発生部分の近くに噴射するようにエンジンを制御すべく構成され、かつ燃料が噴射される各周期においてスパークを発生させるための点火手段を制御するように構成される。それにより、燃焼が起こるこれらの周期においてのみ燃料が実質的に燃焼室に供給され、このことが排気ガスの未燃燃料の量を減少させるので、アイドルスロットルの際に、燃料消費量及び排気を減少させることができる。
【００１７】
好ましくは、電子制御ユニットは、エンジンの起動の際に、直接噴射手段を停止して、燃料が間接燃料供給システムからのみ供給されることになるように、エンジンを制御するために構成される。それにより、燃料及び空気がクランク室内で混合されるので、燃料の良好な噴霧化に起因してエンジンが冷えているときでもエンジンを容易に起動させることができる。
【００１８】
好ましくは、マフラは、直接に、すなわちエンジンシリンダの排気口にダクトを接続することなく取り付けられる。
【００１９】
好ましくは、マフラは少なくとも１つの触媒要素を含む。すなわち、マフラは触媒マフラである。以前は、工具に動力を供給する多くの２ストロークエンジンでは、排気ガスは、触媒マフラが実際に使用されると熱くなりすぎるおそれがある非常に多量の未燃燃料を含む。別の解決策は、減少した転換率を有する、すなわち減少したクリーニング率を有する触媒マフラを使用することにある。本発明のエンジンは、排気ガス内の未燃燃料の量を減少させるので、触媒マフラを使用することを容易にし、それによりさらに未燃燃料の排気を減少させる。
【００２０】
好ましくは、遠心クラッチがエンジンのクランクシャフトに配置され、このクラッチは、工作工具、例えばチェーン（ｃｈａｉｎ）、のこ歯又は同様の手持式動力工具を駆動するように構成される。
【００２１】
好ましくは、エンジンは手持式動力工具に使用される。
【００２２】
本発明は、上述のクランク室掃気式２ストローク内燃エンジンを作用させる方法にも関する。この方法は、
−  燃料及び空気をクランク室に提供する段階と、
−  さらなる空気を移送ダクトに提供する段階と、
−  さらなる空気を用いて強制的に排気ガスを排気口を介して外に逃がすように掃気する段階と、
−  空気及び燃料の混合物をクランク室から燃焼室に掃気する段階と、
−  直接噴射手段を用いて、燃料を燃焼室内に直接に噴射する段階と、
−  燃焼室の空気及び燃料の混合物を点火する段階と、
を含む。
【００２３】
本発明は、上記記載と同じであるが燃焼室内に直接に燃料を噴射しないエンジンの起動及び暖機のための方法にも関する。場合により、短時間の、すなわち起動時のほんのわずかの間の、直接な燃料噴射をエンジン起動の際に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の教示により構成された２ストローク内燃エンジンの図であって、一定の構成要素が明瞭性のために部分的に切り取られて示されている、本質的に両断されている立面切断図。
【図２】図１に示されたＡ−Ａ線に沿った、本発明の２ストローク内燃エンジンのいくつかの構成要素の概略を示し、かつ本図で具体化されたピストン、シリンダ及び関連した流体流れ通路の代表を含み、さらに場合によっては存在する触媒マフラが概略的に示されている、断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明は、添付の図面を参照して本発明の様々な実施形態により、より詳細に記載される。エンジンに対称的に配置された部分に関して、一方の側の部分には数字の表示が付与される一方で、反対側の部分には、同じ数字の表示であるが、その数字にダッシュ記号（’）が添付しているものが付与されている。一般的に、図面を参照するときに、ダッシュ記号付きで表示される対応する部品は文書上に示され、ひいては一部の図では特に示されない。
【００２６】
用語「燃料」を使用するときの用途に関して、用語「燃料」は、燃料タンクがエンジンを潤滑する燃料及びオイルの混合物を含むようにされている場合、又は個々の燃料及びオイルのタンクを使用して、例えばクランク室内部にオイルを噴射することによってエンジンを潤滑する場合に応じて、燃料及びオイルの混合物を意味する場合があることが理解されるべきである。
【００２７】
図１には内燃エンジン１が示され、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。エンジン１はシリンダ２を有し、シリンダ２は、ピストン６をシリンダ内に往復運動するように受け取って構成され、燃焼室８を画定する。クランク室３は、接続ロッド１７を介してピストン６の移動を制御するクランクシャフト１８を含む。図では、ピストン６及び接続ロッド１７は、より明快にエンジンの他の部分を示すために、部分的に切り取られている。
【００２８】
エンジン１は、さらなる空気を使用する、２ストローククランク室掃気式タイプのものである。エンジン１は、燃焼室８を掃気するために空気及び燃料をクランク室３に供給する間接燃料供給システム４を含む。間接燃料供給システム４は、例えば、図１に示すようなキャブレータタイプであってもよく、又は低圧燃料噴射システムであってもよい。エンジン１はさらに、直接に燃料を燃焼室８に噴射する、直接噴射手段７と呼ばれる直接燃料供給システム７を含む。したがって、空気及び燃料の混合物をクランク室３から掃気することによって間接的に、かつ燃料を燃焼室８に噴射することによって直接に、燃料を燃焼室８に供給することができる。エンジン１の作用の際に空気及び燃料の混合物を点火するために、スパークプラグ５がシリンダの壁にある第一の孔を通過して燃焼室８内部に延びる。燃焼室８はさらに、従来の構成にしたがって排気口４０（図２に示されている）を有する。使用する際に、このような排気口４０は一般的に、後処理のために、特に騒音を最小化するためにマフラ４１（図２に示されている）に接続される。示されているマフラ４１は排気口４０に直接に取り付けられている。マフラ４１は触媒マフラであってもよく、触媒マフラは、少なくとも１つの触媒要素４２を有し、さらなる未燃燃料の放出を減少させることができる。要素４２は、従来の構成のものであり、好ましくは触媒材料で覆われると共に流動グリッドを形成するために用意された非常に長く、細い金属ワイヤから作成される。あるいは、要素を形成するために、畝状や平坦状のコーティングされた金属薄板の薄い層を巻くことができる。触媒機能を実行するために、マフラの内部に多数のコーティングされたバッフルを使用することもできる。
【００２９】
図１のキャブレータ１２は、従来の膜キャブレータであるが、当然に他のタイプのキャブレータを使用することもできる。燃料は、燃料を燃料タンク１６から取り出す間接燃料供給ライン３３を通ってキャブレータ１２に供給される。キャブレータ１２は吸気口１４を有し、吸気口１４は空気を空気フィルタ１５から取り込むように構成されている。キャブレータの反対側の端部では、キャブレータ１２は、中間接続部１３を介して、空気及び燃料の混合物の吸気ダクト１０に接続し、この吸気ダクトは、クランク室３への空気及び燃料の吸気ポート１１におけるシリンダ２の内壁で終端する。中間接続部１３は、キャブレータ１２の比較的自由な配置を可能にする。図に示されている空気及び燃料の吸気ポート１１は、ピストン制御され、すなわち一定のピストンの位置ではクランク室３まで開放する。あるいは、空気及び燃料の吸気ポート１１の開閉を、チェックバルブ、例えばリードバルブによって制御することができる。キャブレータ１２は、空気及び燃料の混合物を、それ自体が既知でありひいては詳細に記載されないやり方で、吸気ダクト１０を介してクランク室３に供給する。好ましくは、キャブレータ１２又は間接燃料供給ライン３３には、電子制御バルブ（図示しない）が備えられ、それにより、届けられる燃料の量は、空気及び燃料の吸気ポート１１を開閉させることによる圧力変動によって影響されるだけではなく、この燃料の量を、バルブを開閉させることによって電子的に制御することができる。
【００３０】
クランク室３から、空気及び燃料の混合物は、ピストンが低い位置にあるときに、１又は複数の移送ダクト２０，２０’を介して、燃焼室８まで運ばれる。移送ダクトのそれぞれは、シリンダ２内部に出る少なくとも１つの移送ポート２１，２１’を有する。移送ダクト２０，２０’は、移送ポート２１，２１’をクランク室３に接続する。移送ダクト２０，２０’を、従来のやり方でシリンダから半径方向外向きに配置することができ、又は図に示されているように、移送ポート２１，２１’から接線方向に配置することができる。移送ポート２１，２１’は中央ピストン位置で燃焼室に接続し、すなわちピストン６の移動は燃焼室８に対する移送ポート２１，２１’の開閉作用を制御する。あるいは、移送ポート２１，２１’の開閉作用をチェックバルブ、例えばリードバルブによって制御することができる。各移送ポート２１，２１’の近くでありかつシリンダの壁に沿っていくぶん下方に配置された、新鮮な空気のための対応するさらなる空気ポート２２が構成される。制限バルブ２５が備えられたさらなる吸気口２４は、さらなる空気ポート２２で終端する複数の分岐延長部２３，２３’に、例示的には２つに分割するさらなる空気ダクト２７を有する。
【００３１】
本明細書では詳細に記載されていないエンジン１の稼動の際に、さらなる空気ポート２２，２２’は、中央ピストン位置においてピストン内の凹部を介して移送ポート２１，２１’に接続されることになり、すなわちこの接続はピストン制御される。この凹部は、図では点線の正方形２６，２６’として示されている。それにより、新鮮な空気が吸気口２４を介して移送ダクト２０，２０’内部に流れることができる。あるいは、さらなる空気ポート２２，２２’と移送ポート２１，２１’との接続を、チェックバルブ、例えばリードバルブによって制御することができる。移送ダクト２０，２０’は、移送ポート２１，２１’からクランク室３に向かう方向に新鮮なさらなる空気で部分的に又は完全に満たされることになる。ピストン６が動き続けるので、さらなる空気ポート２２，２２’と移送ポート２１，２１’との間の接続が閉じ、その後に、移送ポート２１，２１’は、さらなる空気を第一に供給する燃焼室８まで開放して、排気ガスを排気口４０（図２参照）を介して、それに続くクランク室３からの空気及び燃料の複合物によって排出する。
【００３２】
直接燃料供給システム７は、噴射ノズル１９と直接燃料供給ライン３１と直接燃料ポンプ３２とを含み、この噴射ノズルは、燃焼室８内で延びるシリンダの壁の第２の孔に取り付けられる。直接燃料ポンプ３２は直接燃料供給ライン３１にポンプ圧を提供し、その結果、燃料タンク１６からの燃料を、噴射ノズル１９を介して燃焼室８内部に噴射することができる。さらに、異なるタイプであってもよい、例えば第一の低圧ポンプが第二の高圧ポンプを供給する、２つのポンプ３２を、互いに異なる圧力の程度のために使用することができる。ポンプ３２は、例えば膜ポンプであってもよく、膜ポンプは、クランク室内での圧力変動を利用して（すなわち、膜キャブレータと同様に）、クランクシャフト１８によって往復運動ポンプ又は歯車ポンプを駆動させる。これらを電気的に駆動させることもできる。
【００３３】
好ましくは、噴射ノズル１９は電子的に制御されたバルブ（図示しない）を含み、ポンプ３２はエンジンサイクルの間に一定の圧力を提供し、それにより、燃焼室８内部での燃料の噴射を、電子制御ユニット（ＥＣＵ）９によりバルブを開閉させることによって制御することができる。電子制御バルブは例えば、圧電バルブ又はソレノイドバルブであってもよい。
【００３４】
しかしながら、ノズル１９は、あるいは、燃料圧力閾値を越えたときに、例えば燃焼室８まで開放している機械的に制御されたバルブを有してもよい。異なるポンプの圧力を有することによって機械的に制御されたバルブを有することができ、その結果、機械的なバルブがピストン６の所望の位置で開放し、それにより燃料を燃焼室８内に噴射する。ポンプ３２を制御するＥＣＵ９を有することによって、又は例えばクランクシャフト１８の移動又はクランク室３内の圧力変動のみに支配される受動システムを有することによって、ポンプの圧力を活動的に変動させることができる。
【００３５】
とにかく、燃料を燃焼室８内に噴射するために、噴射圧力は、２×１０５Ｐａ（２ｂａｒ）よりも高く、好ましくは５×１０５Ｐａ（５ｂａｒ）よりも高く、さらに好ましくは１０６Ｐａ（１０ｂａｒ）よりも高くなるべきである。高い燃料の圧力は２つの利点を提供する。第一の利点は、短い期間の間に、好ましくは排気口が閉じている間により多くの燃料を届けることができることである。第二の利点は、点火を容易にする、より少量の燃料を届けることができることにある。１０８Ｐａ（１０００ｂａｒ）よりも高い燃料の圧力さえも可能であり、利点をもたらすことができる。他方では、構成要素におけるコスト、エネルギ需要及びひずみの全てが、燃料の圧力を増大させるにつれて増大する。全体の燃料の量の大部分が間接燃料供給システム４によって供給されるという理由により、全ての燃料をそれ自体によって供給する直接燃料供給システム７と比較して、この間接燃料供給システム４は、より低い圧力を使用することができる。したがって、この圧力は、好ましくは、６×１０７Ｐａ（６００ｂａｒ）未満であり、さらに好ましくは３×１０７Ｐａ（３００ｂａｒ）未満であり、よりさらに好ましくは２×１０７Ｐａ（２００ｂａｒ）未満であり、最も好ましくは１０７Ｐａ（１００ｂａｒ）未満である。さらに、噴射ノズル１９が、燃料をスパーク電極５ａに向かって噴射するように方向付けられると好ましく、又はスパーク電極５ａの付近に方向付けられるとさらに好ましい。
【００３６】
間接燃料供給システム４及び直接燃料供給システム７は、好ましくは、燃料を同じ燃料タンク１６から引き込み、すなわちこれらのシステムは、燃料タンク１６を共用する。好ましくは、燃料タンク１６は、エンジンを間接燃料供給システム４によって潤滑にするように、燃料及びオイルの混合物を含むべきである。この場合では、直接噴射システム７から燃焼室８に噴射された燃料も、少量のオイルを含むことになる。あるいは、燃料タンク１６は全くオイルを含まない燃料を含む。この場合では、例えばクランク室３内にオイルを噴射することによってクランク室３を潤滑するために、さらなるオイルタンクを有することが好ましい。あるいは、２つの燃料タンク１６が使用され、燃料タンクの一方が間接燃料供給システム４用に燃料及びオイルの混合物を含み、燃料タンクの他方が直接燃料供給システム７用にオイルを含まない燃料を含む。
【００３７】
エンジンはさらに、少なくとも１つの電子制御ユニット９を含む。ＥＣＵ９は、好ましくは、間接燃料制御接続部３５によって概略的に示された間接燃料供給システム４と、直接燃料制御接続部３４によって概略的に示された直接噴射手段７とを制御するように構成される。ＥＣＵはさらに、点火制御接続部３６によって概略的に示されたスパークプラグ５を介して点火を制御すると好ましい。ＥＣＵは、点火モジュールの部品又は別個の部品であってもよく、他の様々な位置に配置されてもよい。
【００３８】
エンジンのアイドルスロットルの際に、ＥＣＵ９は、間接燃料供給システム４を停止する又は低い水準で維持する一方で、直接噴射手段７が燃料を燃焼室８内部で、好ましくはスパーク電極５ａに向かって、又はさらに好ましくはその付近で噴射するように、エンジンを制御するように構成されると好ましい。ＥＣＵ９はさらに、燃料が直接噴射手段７によって燃焼室８に供給されると、各周期にのみスパークを発生するようにスパークプラグ５を制御する。
【００３９】
さらに、１つの態様によれば、ＥＣＵ９は、始動の際に直接噴射手段７を閉じて、それにより燃料が間接燃料供給システム４からのみ供給されるように、エンジン１を制御するように構成される。すなわち、エンジンは、通常のクランク室掃気式エンジンとして起動され、燃料の良好な噴霧化により容易に起動する。あるいは、エンジン起動時のわずかの間に、燃料を主要な機能である直接噴射手段によって供給することができる。起動からあらかじめ決められた期間、あらかじめ決められたエンジンの温度又はエンジンスピードが安定する等のあらかじめ決められた条件が満たされた後に、エンジンは、上述のアイドルスロットル方法に応じて稼動することができる。非常に特殊な変形例では、好ましくは高燃料圧力に関連して、起動する際に直接噴射手段を単独で使用することができる場合がある。
【００４０】
別の実施形態では、燃料を燃焼室８に受動的に、すなわちＥＣＵ９の介在なしに、供給する他のものを有しつつ、直接噴射手段７又は間接燃料供給システム４によって燃料供給を能動的に制御するＥＣＵ９を有することによって、燃焼室８への燃料供給を調節することができる。さらに、スパークプラグ５の点火を、燃料供給を制御するＥＣＵ９から分離したそれ自体の制御ユニットによって制御することもできる。あるいは、ＥＣＵ９がスパークプラグ５の点火と直接噴射手段７を制御する一方で、間接燃料供給システム４を通しての燃料供給は、他の制御ユニットによって又は一定の割合で供給されることによって制御される。
【００４１】
本発明は、その好ましい実施形態に関連して示されかつ説明されてきた一方で、多くの改良、代替及び追加を以下の特許請求の範囲の対象とする広い範囲内で行うことができることが理解されるであろう。上記記載から、本発明は少なくとも１つの述べられた目的を達成することを理解することができる。
【図１】
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【図２】
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