(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス再循環装置を備えた直接噴射の内燃機関エンジンのための操作方法であり、制御された自己点火（ＲＺＶ）は低から中速度および／または低から中負荷を持つエンジン特性マップの領域において実行され、該ＲＺＶにおいて圧縮着火により点火される希薄な燃料／排気ガス／空気混合気が用いられ、該ＲＺＶは該希薄な燃料／排気ガス／空気混合気を燃焼し、
低ＮＯx燃焼（ＮＡＶ）がエンジン特性マップの高い負荷時に行われ、該ＮＡＶが行われている間、発火点（ＺＺＰ）において内燃機関エンジンの所定の燃焼室内の燃焼空気比λ≧１を備えた均一で希薄な燃料／排気ガス／空気混合気が点火装置により火花点火され、前記火花点火により発生した火炎面燃焼（ＦＦＶ）は制御された自己点火（ＲＺＶ）に移行し、
少なくとも前記ＮＡＶの間、水が少なくとも１回の噴射により前記各燃焼室へと噴射され、
少なくとも１回の水の噴射が、制御された自己点火（ＲＺＶ）が開始される前に行われること
を特徴とする操作方法。
【請求項２】
少なくとも一時的に、前記ＲＺＶは成層直接噴射燃焼（ＤＥＳ）により代わられ、そのためＤＥＳは前記ＲＺＶの代わりに実行されることを特徴とする、請求項１に記載の操作方法。
【請求項３】
少なくとも１回の水の噴射が、圧縮行程の間に行われることを特徴とする、請求項１または２に記載の操作方法。
【請求項４】
少なくとも１回の水の噴射が、発火点（ＺＺＰ）の前および／または後に行われることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の操作方法。
【請求項５】
少なくとも１回の水の噴射が、膨張行程の間に行われることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の操作方法。
【請求項６】
少なくとも１回の水の噴射が、吸入行程の間に行われることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の操作方法。
【請求項７】
排気ガスが保持される場合、少なくとも１回の水の噴射が、中間圧縮の間に行われることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の操作方法。
【請求項８】
少なくとも１回の水の噴射が、前記各燃焼室内で支配的な圧力に依存して行われることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の操作方法。
【請求項９】
少なくとも１回の水の噴射が、前記各燃焼室内で支配的な温度に依存して行われることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の操作方法。
【請求項１０】
前記ＲＺＶから前記ＮＡＶに切り替えるとき圧縮率εは低くなり、前記ＮＡＶから前記ＲＺＶに切り替えるとき前記圧縮率εは上昇することを特徴とする、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の操作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関エンジン、具体的にはレシプロピストンエンジンのための、例えば、低ＮＯx燃焼 （ＮＡＶ）を持つ自動車の中の直接噴射を備えたガソリンエンジンのための、操作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型化は、ＣＯ２排出量を減らすために他の手段に加えて自動車工学の分野で使用され得る。ここで小型化とは、大型ピストンエンジンと比較した場合に運転挙動に関して同等かそれ以上の順位を達成するような方法で小型のピストンエンジンを構築し、採用し、操作することを意味する。小型化は燃費を減らしそれによってＣＯ２排出量を低下させる。加えて、より小型のピストンエンジンは絶対的な摩耗損失を低下させる。
【０００３】
しかし、より小型のピストンエンジンは、より低いトルクを持つことが特徴で、特に低速ではダイナミック応答の乏しさにつながり、従って柔軟性が減少する。ガソリンエンジンの小型化に関係する不利益は、適切な操作方法によってその多くを補償することが可能である。
【０００４】
特許文献１（ＥＰ１５４３２２８Ｂ１）から、例えば、内燃機関エンジンの燃焼室内の希薄な燃料／排気ガス／空気混合気が、自己点火させられる操作方法が公知となっている。圧縮着火を好ましい時間に発生させるために、燃料は、火花点火する直前の適切な圧縮で燃焼室の希薄で均一な燃料／排気ガス／空気混合気に導入され、よって濃い燃料−空気混合気が形成される。希薄で均一な燃料／排気ガス／空気混合気に包囲されることで、この濃縮した燃料−空気混合気は燃焼室の圧縮着火燃焼のためのイニシエータとして機能する。
【０００５】
特許文献２（ＤＥ１０２００６０４１４６７Ａ１）は、均一な圧縮着火燃焼を備えたガソリンエンジンのための操作方法の記載を含む。希薄な混合気である均一な燃料／排気ガス／空気混合気が圧縮されている場合、オットーサイクルの操作方法と比べて発火点から起こる火炎面のために燃焼は燃焼室に広がらない。しかし代わりに適切な圧縮レベルで各燃焼室のいくつかのポイントで均一な燃料／排気ガス／空気混合気はほぼ同時に点火する。制御された自己点火（ＲＺＶ）は、火花点火式ガソリンエンジンに比べて燃費の面で高い効率性と共に窒素酸化物の排出を著しく低下させる。制御された自己点火を備えたこの低排出の効率的なＲＺＶ操作方法は、しかし、充填希釈度の減少に伴いノッキングは増えるため、より低くかつ恐らくは中レベルのエンジン負荷／エンジン速度範囲でのみで使用でき、従ってより高いエンジン負荷範囲でのＲＺＶ操作方法の有用な応用範囲は限定的である。
【０００６】
特許文献３（ＤＥ１０２００７０４７０２６Ａ１）はガソリンエンジンの操作方法を説明する。操作方法の一部として、ガソリンエンジン内での燃焼は圧縮着火を通して点火され、燃料／排気ガス／空気混合気の自動点火が開始した後、水が燃焼室に噴射される。
【０００７】
内燃機関エンジンのための操作方法は、特許文献４（米国特許第ＵＳ７５７４９８３Ｂ２）明細書で知られ、内燃機関エンジンは均一な圧縮着火（ＲＺＶ）および／または火花点火（ＳＩ）方法でできる。膨張行程の間燃焼室の中に水を噴射することで、燃料／排気ガス／空気混合気の燃焼の熱は少なくとも部分的に減少され、非意図的な燃焼になる可能性がある条件は回避できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＥＰ１５４３２２８Ｂ１
【特許文献２】ＤＥ１０２００６０４１４６７Ａ１
【特許文献３】ＤＥ１０２００７０４７０２６Ａ１
【特許文献４】米国特許第ＵＳ７５７４９８３Ｂ２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
各部分操作方法のエンジン特性マップの領域は水噴射の使用によって拡大できるが、純粋なＲＺＶ部分操作方法の操作範囲は水噴射にもかかわらず限定的である。
【００１０】
この理由から本発明は改善された、または少なくとも代替となる操作方法の実施形態を特定する問題を扱う。具体的には、直接噴射、複数の燃焼室を持つ内燃機関エンジン、詳細には制御された自己点火が実行できる大きなエンジン負荷および／またはエンジン速度範囲により特徴づけられる前記実施形態である。
【００１１】
本発明によれば、本問題は独立請求項の主題により解決される。有利な実施形態は従属請求項の主題である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明はしたがって、一般概念に基づくものであり、内燃機関エンジンのための操作方法の一部として、具体的には複数の燃焼室を持つ直接噴射の内燃機関エンジンであり、具体的には直接噴射ガソリンエンジンのためであり、例えば自動車の、少なくとも部分的な低ＮＯx燃焼（ＮＡＶ）および複数の部分操作方法を持つ前記操作方法であり、ＮＡＶ部分操作方法を実行するために、少なくとも１つの水噴射により水が各燃焼室に噴射され、前記ＮＡＶ部分操作方法の間発火点（ＺＺＰ）で燃焼空気比λ≧１を持つ各燃焼室の中の概ね均一で希薄な燃料／排気ガス／空気混合気は点火装置により火花点火され、火炎面燃焼（ＦＦＶ）は火花点火により発生し制御された自己点火（ＲＺＶ）に移行する。
【００１３】
燃焼室への水の噴射は、圧力上昇の有利な低減とノッキングの減少をもたらすことができる。さらに、水噴射を使用することで、水噴射のないＮＡＶ部分操作方法と比べ高いエンジン負荷でＮＡＶ部分操作方法を実行することも可能であり、少なくとも部分的に発生する制御された自己点火（ＲＺＶ）により、ＮＯx排出量の削減が可能である。
【００１４】
好ましい実施形態では、前記水の噴射は各燃焼室の燃料／排気ガス／空気混合気の発火点（ＺＺＰ）より先に行われる。かかる水の噴射は圧縮行程の間、膨張行程の間、または吸入行程の間に行うことができる。原則として、水の噴射は排出バルブが閉じた瞬間から発火点（ＺＺＰ）まで可能である。水の量が設定され、単一または複数の噴射により各燃焼室に注入することができる。吸入行程の間の水の噴射は、混合気の温度を均一に減少させる。一方の圧縮行程の間の後の水の噴射は、温度成層の形成とそこでの選択的利用を促進する。吸入または圧縮行程の間に水を噴射することの判断は、支配的なエンジン負荷および／または速度に依存して行われる必要がある。
【００１５】
残留ガスを保持した荷電交換戦略が採用されている場合、少なくとも１つの水の噴射は中間の圧縮段階中に行われる可能性があると考えられる。この種類の中間圧縮は、すべての排気ガスが放出される前に排出および吸入バルブが閉じられた時に発生し、そのために排気ガスの一部が燃焼室の中に残留ガスとして保持され上昇するピストンにより燃焼室が中間的に圧縮されるものである。
【００１６】
水の噴射は、制御された自己点火（ＲＺＶ）が始まるより先に速やかに行うことができる。
【００１７】
好ましい実施形態では、水の噴射は各燃焼室に支配的な圧力に依存して行われる。各燃焼室に支配的な温度に依存して水の噴射を行うことも考慮可能であり有利である。
【００１８】
このように燃料／排気ガス／空気混合気の温度は燃焼室への水の噴射により制御され調節されることができ、それ以外では増加したノッキングと減少した操作安定性のために水噴射無しでは適切ではない、エンジン負荷範囲でＮＡＶ部分操作方法を実行することが可能である。
【００１９】
直接噴射の内燃機関エンジン、具体的には  複数の燃焼室を持つ直接噴射の内燃機関エンジンは、異なる操作方法または異なる部分操作方法に従って操作できる。つまり、多くのオットーサイクル部分操作方法が可能である。化学量論的組成のオットーサイクル部分操作方法は燃焼空気比または空燃比λ＝１を持ち、点火装置により火花点火し、火炎面燃焼（ＦＦＶ）が起こる。オットーサイクルの化学量論的組成の部分操作方法はエンジン負荷全体および／またはエンジン速度範囲全体を通じて適用され得る。これは、高いエンジン負荷またはエンジン速度範囲の他の部分操作方法で実行されることが好ましい。
【００２０】
オットーサイクル部分操作方法はたとえ空気過剰でも火花点火可能であり、従って燃焼空気比λ＞１で実行可能である。この部分操作方法はまた、一般にＤＥＳ部分操作方法（成層直接噴射）と呼ばれ、成層は、全希薄な燃料／排気ガス／空気混合気中に複数の直接燃料噴射により各燃焼室で形成される。成層の組成に従い、少なくとも理想的なシステムの中では、各燃焼室は異なる燃焼空気比λを有する２つの領域を持つ。この成層化は一般に複数の燃料噴射を通して生成される。第１に、希薄で均一な燃料／排気ガス／空気混合気は１回又はそれ以上の噴射により各燃焼室に導入される。この希薄で均一な領域において点火装置の領域に、希薄で均一な領域よりは濃い燃料／空気混合気が、燃料の最終噴射を通して配置され、これは複数噴射の形式をとることもできる。この方法は一般にＨＯＳ（均一成層燃焼）と呼ばれる。燃焼室内の全体に希薄な燃料／排気ガス／空気混合は点火装置の領域内のより濃い燃料／空気混合気により火炎面燃焼（ＦＦＶ）を通じて点火され反応されることができる。ＤＥＳおよびＨＯＳの部分操作方法は、低エンジン負荷および／または低エンジン速度範囲のために好ましい。
【００２１】
ＤＥＳおよびＨＯＳの部分操作方法はまた、圧縮点火できるが、そのときは通常はＤＥＳまたはＨＯＳ部分操作方法と呼ばれない。
【００２２】
低エンジン負荷および／または低エンジン速度範囲で、ＲＺＶ部分操作方法は同様に実行され、各燃焼室内の希薄で均一な燃料／排気ガス／空気混合気は制御された自己点火により作動し、従って圧縮点火される。火炎面燃焼（ＦＦＶ）が火花点火を通じて起こるオットーサイクル部分操作方法と比べて、ＲＺＶ部分操作方法では、制御された自己点火が発生するため、各燃焼室内の燃料／排気ガス／空気混合気は各燃焼室の複数の領域でほぼ同時に点火する。ＲＺＶ部分操作方法は、オットーサイクル部分操作方法と比べてＮＯx排出が著しく低いことを示し、一方で同時に、低燃費を特徴とする。
【００２３】
本発明の対象であるＮＡＶ部分操作方法は、火花点火式オットーサイクル部分操作方法およびＲＺＶ部分操作方法の組み合わせであると考え得る。したがって、ＮＡＶ部分操作方法には、点火装置によって火花点火される均一で希薄な燃料／排気ガス／空気混合気がある。ＮＡＶ部分操作方法により、次の初期火炎面燃焼（ＦＦＶ）、均一な燃料／排気ガス／空気混合気の燃焼は、制御された自己点火（ＲＺＶ）に変化する。結果、ＮＡＶ部分操作方法は低い燃費を示し、オットーサイクル部分操作方法と比べたとき制御された自己点火（ＲＺＶ）によりＮＯx排出を減少させる。
【００２４】
ＲＺＶ部分操作方法と比べ、ＮＡＶ部分操作方法燃焼は点火装置によって火花点火される。この理由から、とりわけ、混合点火および／または燃焼の操作安定性は、特にエンジン負荷またはエンジン速度範囲の最高位において、著しく向上している。従って、均一で希薄な燃料／排気ガス／空気混合気は、その時点で制御された自己点火（ＲＺＶ）に移行する一種のオットーサイクル火炎面燃焼（ＦＦＶ）と共に燃焼を開始する。このようにＮＡＶ部分操作方法は、制御された自己点火（ＲＺＶ）の利点を、燃料／排気ガス／空気混合気の点火の操作的に安定した点火と組み合わせる。本発明の対象であるＮＡＶ部分操作方法の実行は、従って点火装置を使った正しい時間の点火同様に、適切な燃料／排気ガス／空気混合気を各燃焼室に供給することで制御される。
【００２５】
ＮＡＶ部分操作方法は、低い圧力勾配と減少したノッキングが特徴である。この結果、ＮＡＶ部分操作方法は、圧力勾配の増加と不規則な燃焼条件、具体的にはノッキングの増加により純粋なＲＺＶ部分操作方法が操作的に十分に安定ではない高エンジン負荷範囲での、制御された自己点火（ＲＺＶ）を可能にする。
【００２６】
部分操作方法の比較から次の結果が導き出される。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
結果、制御された自己点火（ＲＺＶ）を備えた部分操作方法は、化学用論的組成のオットーサイクル燃焼方法と比べたとき低い燃費と減少したＮＯx排出の値の両方を示す。さらに、ＮＡＶ部分操作方法により、作動範囲は効率的な制御された自己点火方法を含むところまで拡張される。ＮＡＶ燃焼方法により、エンジン円滑性は圧縮着火を伴う部分操作方法と比べても改善している。
【００２９】
希薄な燃料／排気ガス／空気混合気は、燃焼空気比λ＞１であり、よって過剰の空気を持つ燃料／排気ガス／空気混合気であり、これに対し濃い燃料／排気ガス／空気混合気の燃焼空気比は少なくともλ＝１である。
【００３０】
燃焼空気比は無次元の物理量であり、燃料／排気ガス／空気混合気の組成を説明するために使用される。燃焼空気比λは、燃焼に利用できる実際の空気質量、および利用可能な燃料の完全な燃焼のために必要な最小の化学量論的組成の空気質量の比率として計算される。従って、もしλ＝１の場合には化学量論的組成の燃焼空気比または燃料／排気ガス／空気混合気を意味し、λ＞１の場合には希薄な空気燃焼比率または燃料／排気ガス／空気混合気を意味する。さらに、もしλ＝１またはλ＜１の場合、濃い燃焼空気比または燃料／排気ガス／空気混合気を意味する。
【００３１】
好ましい実施形態では、ＮＡＶ部分操作方法における発火点（ＺＺＰ）での燃焼空気比λは１から２の間である。
【００３２】
さらに、燃料／排気ガス／空気混合気の組成は充填希釈度により特定できる。希薄であるか、濃いか、または化学量論的組成の燃料／排気ガス／空気混合気であるかどうかに関わらず、充填希釈度は燃料／排気ガス／空気混合気のその他の成分に対して燃料がどれだけ燃焼室に注入されたかを表す。充填希釈度は、燃料の質量と、各燃焼室内に存在する燃料／排気ガス／空気混合気の総質量の比率を示している。
【００３３】
ＮＡＶ部分操作方法の好ましい実施形態では、充填希釈度は０．０３から０．０５の間に設定される。
【００３４】
ＮＡＶ部分操作方法では点火時期が決定的な役割を担うため、好ましい実施形態では発火点はクランク角（ＫＷＷ）が−４５°から−１０°の間で発生するよう設定する。
【００３５】
クランク角は、シリンダーまたは燃焼室内のピストンの動きと関連するクランクシャフトの角度の位置である。４行程周期の場合、吸入行程の後に圧縮行程が続き、そして膨張行程、排気行程が続き、圧縮行程と膨張行程の間の各燃焼室またはシリンダーにおける引っ込んだピストンの上死点の位置は通常クランク角（ＫＷＷ）０°に割当てられる。この上死点０°ＫＷＷから始まり、クランク角は膨張行程および排気行程まで増加し、圧縮行程と吸入行程まで減少する。前述の段階システムを使用すると、吸入行程は−３６０°ＫＷＷから−１８０°ＫＷＷの間、圧縮行程は−１８０°ＫＷＷから０°ＫＷＷの間、膨張行程は０°ＫＷＷから１８０°ＫＷＷの間、排気行程は１８０°ＫＷＷから３６０°ＫＷＷの間で生じる。
【００３６】
概ね均一で希薄な燃料／排気ガス／空気混合気言及されるとき、これは均一で希薄な燃料／排気ガス／空気混合気であり、本質的には一律に各燃焼室に配分されているものと理解される。理想的な状況においては完全に均一な配分となる。しかし一方現実的な状況では、微量の不均衡が存在しうるが、それらは各部分操作方法にいかなる著しい影響も与えない。この種の均一で希薄な燃料／排気ガス／空気混合気は、単一または多点の燃料噴射により生成される。好ましい実施形態では、燃料の複数噴射または多点噴射は負荷および／またはエンジン速度に依存して実行される。
【００３７】
好ましい実施形態では、ＮＡＶ部分操作方法は内燃機関エンジンの最大スピードが５％から７０％の間のエンジンスピードで実行される。
【００３８】
同様に好ましい実施形態では、ＮＡＶ部分操作方法は内燃機関エンジンの最大負荷が１０％から７０％の間のエンジン負荷で実行される。
【００３９】
加えて、内部排気ガス再循環は、各燃焼室の燃料／排気ガス／空気混合気を予熱するために、ＮＡＶ部分操作方法の一部として実行され得る。この排気ガス再循環は、排気ガス再導入または排気ガス保持として実行され得る。排気ガス再導入では、排気ガスは、吸入および／または排気のセクションの中への排気ガスの排出及び後に続く再導入を通じて、各燃焼室に注入される。排気ガス再導入の代替または追加として、排気ガスの保持による内部排気ガス再循環は実行され、排気ガスの一部は各燃焼室内に保持される。燃料／排気ガス／空気混合気を冷却するために、外部排気ガス再循環が実行されることが可能であり、外部で再循環された排気ガスは追加的に冷却される。
【００４０】
ＮＡＶ部分操作方法は火花点火式成層ＤＥＳ部分操作方法と組み合わせて、および／または追加して、実行することが可能である。
【００４１】
この場合、好ましい実施形態は、発火点（ＺＺＰ）および／または燃焼の中心を、火花点火式成層ＤＥＳ部分操作方法の発火点（ＺＺＰ）および／または燃焼の中心のクランク角に対応した、クランク角に設定することができる。
【００４２】
この場合、好ましい実施形態は、火花点火式成層ＤＥＳ部分操作方法も同じく可能なエンジン速度範囲および／またはエンジン負荷範囲で実行されるＮＡＶ部分操作方法を含む。
【００４３】
特に好ましい実施形態では、ＮＡＶ部分操作方法は、純粋な制御された自己点火（ＲＺＶ）を備えたＲＺＶ部分操作方法と組み合わせて、および／または、追加して実行する。２つの部分操作方法は、一方の部分操作方法が低い操作安定性を示した場合にもう一方に切換えられる。
【００４４】
本発明のさらなる重要な特徴および利点は従属請求項、図表、図表に基づく説明に起因する。
【００４５】
上記で述べられた機能および以下でこれから説明する機能は、それぞれの場合に指定された組み合わせで使用されるだけではなく、本発明の範囲を超えずに、その他の組み合わせまたは個別に使用することができる。
【００４６】
本発明の好ましい代表的実施形態は図で示され、さらなる詳細は以下の記述で説明され、同一参照番号は同一かまたは類似のまたは機能的に同一の部分に言及するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】ＮＡＶの操作方法の燃焼曲線を図で示す。
【図２】ＲＺＶ、ＮＡＶ、ＤＥＳ操作方法のバルブリフトの高さの比較を示す。
【図３】ＲＺＶおよびＮＡＶの操作方法のエンジン特性マップを図で示す。
【図４】ＲＺＶおよびＮＡＶ操作方法の設定条件。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
図１はＮＡＶ部分操作方法の燃焼曲線図１を示し、クランク角ＫＷＷは横軸２（度）に、燃焼曲線は縦軸３（ジュール）に示されている。ＮＡＶ部分操作方法の燃焼プロセスは曲線４で示す。各燃焼室に導入された燃料／排気ガス／空気混合気は発火点５においてクランク角−３０°＋／−５°ＫＷＷで火花点火する。境界線６までの各燃焼室に導入された燃料／排気ガス／空気混合気はオットーサイクル火炎面燃焼（ＦＦＶ）で燃焼する。境界線６から、 燃料／排気ガス／空気混合気は、火炎面燃焼（ＦＦＶ）によってさらに熱せられ圧上昇にさらされ、制御された自己点火（ＲＺＶ）への変化を開始する。圧縮着火に必要な充分に高い圧力と温度は、火炎面燃焼（ＦＦＶ）の上昇により強められる。このようにしてＮＡＶ部分操作方法は、均一な火炎面燃焼（ＦＦＶ）を持つ領域Ｉと制御された自己点火（ＲＺＶ）を持つ領域IIに分かれ、両領域Ｉ、IIは境界線６で分かれる。
【００４９】
図２はシリンダー圧力／バルブリフト図７を示し、クランク角ＫＷＷは横軸（８）に沿って示され、シリンダー圧力Ｐ（ｂａｒ）（左）とバルブリフトＶＨ（ミリメートル）（右）は縦軸９、９’に示されている。曲線１０、１０'、１０”はそれぞれＤＥＳ、ＲＺＶ、ＮＡＶ部分操作方法のシリンダー圧力曲線を参照している。縦軸９のシリンダー圧力段階はこれら曲線に適用される。さらに、ＤＥＳバルブリフト曲線１１、１１'、ＲＺＶバルブリフト曲線１２、１２'、およびＮＡＶバルブリフト曲線１３、１３'はシリンダー圧力／バルブリフト図７に示されている。バルブリフト曲線１１、１１'、１２、１２'、１３、１３'を比較すると、ＮＡＶバルブリフト曲線１３、１３'はＤＥＳバルブリフト曲線１１、１１'よりかなり小さいことに気付く。ＤＥＳバルブリフト曲線１１、１１'はまた、ＮＡＶバルブリフト曲線１３、１３'に比べてクランク角がより広い範囲に及ぶ。結果、排気ガス保持または内部排気ガス再循環はこの種類のＤＥＳバルブリフト曲線１１、１１'ではほとんど不可能である。これに対し、このようなＮＡＶバルブリフト曲線では内部排気ガス再循環および／または排気ガス保持の実行が可能であることを意味する。
【００５０】
ＲＺＶバルブリフト曲線１２、１２'とＮＡＶバルブリフト曲線１３、１３'を比較した場合、ＮＡＶバルブリフト曲線１３、１３'は少し大きいかそれ以上のバルブリフトを示していることがわかる。それらはＲＺＶバルブリフト曲線１２、１２'よりクランク角がより広い範囲に及んでいる。従って、そのようなＲＺＶバルブリフト曲線１２、１２'はより大きな排気保持または内部排気ガス再循環に特徴づけられ、結果として、燃焼室で高い温度が設定できる。しかし、少量の上昇と短い開放時間により、空気の流れは大幅に制限される。従って、そのようなＲＺＶバルブリフト曲線１２、１２'は高エンジン負荷範囲では限定された使用のみとなる。これは図示されたＮＡＶバルブリフト曲線１３、１３'で改善される。一方で高バルブリフトが設定でき、他方でバルブはクランク角の広い範囲を通して開放されたままとなるためである。このように、ＮＡＶバルブリフト曲線１３、１３'を使用すると特定の燃焼室を低い温度に設定でき、吸入空気量は図２で示すＲＺＶバルブリフト曲線 １２、１２'よりも多くなる。
【００５１】
図３は、エンジン負荷／エンジン速度図１４を示し、ＲＺＶ部分操作方法のエンジン特性マップ１５とＮＡＶ部分操作方法のエンジン特性マップ１６が示されている。エンジン負荷／エンジン速度図１４では、エンジン速度は横軸１７に、エンジン負荷は縦軸１８に示されている。境界曲線１９は、内燃機関エンジンが操作可能な範囲内でエンジン負荷とエンジン速度範囲の境界を定めている。エンジン負荷／エンジン速度範囲２０は、ＲＺＶ部分操作方法のエンジン特性マップ１５またはＮＡＶ部分操作方法のエンジン特性マップ１６に包含されず、オットーサイクル部分操作方法が実行される。
【００５２】
図４の設定条件図２１は、ＲＺＶ部分操作方法およびＮＡＶ部分操作方法の設定条件を概略的に示す。充填希釈度は横軸２２に示され、テーパー線３０によって示されるように横軸２２の方向に減少している。それに対応して、エンジン負荷は横軸２２に沿って上昇している。発火点（ＺＺＰ）のクランク角（ＫＷＷ）は縦軸２３に示され、当該クランク角はテーパー線３０’によって示されるように縦軸２３の方向に同様に減少している。操作範囲２４、２５、２６、２７、２８、２９は図２１の設定条件にマッピングされている。操作範囲２４はＲＺＶ部分操作方法の可能な操作範囲を示している。この非常に高い充填希釈度範囲では、相応に希釈した燃料／排気ガス／空気混合気に点火装置で火花点火することは不可能である。ＲＺＶ部分操作方法は当該操作範囲２４で有利に実行可能である。充填希釈度の減少によって、ＮＡＶ部分操作方法のみならずＲＺＶ部分操作方法もともに、操作範囲２５で有利に実行可能である。ＮＡＶ部分操作方法を使用することで、燃焼の中心は点火時期により初期クランク角で発生するように移行させることが可能である。
【００５３】
充填希釈度をさらに低めた場合、操作範囲２６に入る。操作範囲２６ではＲＺＶ部分操作方法が実行可能な一方で、この充填希釈度範囲では、ＲＺＶ部分操作方法はノッキングの上昇を示し、相応に大きな圧力上昇が特徴づけられる。このことから、この充填希釈度範囲でのＲＺＶ部分操作方法は操作の不安定性の上昇を招き、それは、例えば、外部排気ガス再循環装置によって緩和できる。この操作範囲２６はＮＡＶ部分操作方法により回避可能であり、この場合燃焼の中心は、同様に発火点（ＺＺＰ）の適切な選択によって、より低いクランク角で発生するよう移行させることができる。
【００５４】
ＮＡＶ部分操作方法は操作範囲２７で優先的に実行される。オットーサイクル部分操作方法は、操作範囲２８で実行可能である。通常は操作範囲２９ではＲＺＶ、ＮＡＶまたはＤＥＳの部分操作方法は実行できない。
【００５５】
内燃機関エンジンの圧縮率は、内燃機関エンジンの操作をさらに向上させるために有利に計算される必要がある。具体的には、ＮＡＶ部分操作方法は１０から１３の間の圧縮率εで実行される。
【００５６】
圧縮率εは、ピストンが上死点にあるときの燃焼室の圧縮容積と、ピストンが下死点の位置にあるときの燃焼室の圧縮容積および移動容積の合計との比率である。
【００５７】
ＲＺＶ部分操作方法からＮＡＶ部分操作方法に切り替えるとき、圧縮率εは低下する。低圧縮率εの結果ノッキングは著しく減少し、初期燃焼の中心がＮＡＶ部分操作方法の操作安定性における結果として生じる燃焼の増加同様に生じる。
【００５８】
ＮＡＶ部分操作方法からＲＺＶ部分操作方法に切り替えるとき、圧縮率εは上昇する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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