(57)【要約】圧力パルス発生器は、チャンバ２に変位可能に配置された圧力パルス伝達体３と、上記伝達体３により第一及び第二の部分４、５に分割された上記チャンバ２と、上記記伝達体３を上記チャンバ内にて第一の方向及び第二の方向にそれぞれ変位されるように配置された第一のばね及び第二のばね１６、１７と、高圧源９とチャンバ２の第一の部分４との間を伸びる第一の導管１１と、を備え、チャンバの第一の部分４内の圧力流体は上記伝達体３に作用して該伝達体を第二の方向に変位させ、チャンバ２の第一の部分４と高圧源との間の連通を第一の導管１１を介して開き／遮断する手段１３、１４を備えている。チャンバ２の第一の部分４と高圧源９との間の連通を開き／遮断する手段は、伝達体３が第一のばね１６の起動を介して所定の開始位置から第一の方向に向けて変位される間、その間の連通を遮断し得るよう配置され且つ、伝達体３が上記開始位置まで第二の変位方向に向けて戻るよう変位される間、チャンバ２の第一の部分４と高圧源９との間の連通を保つように配置され、これにより、第一のばね１６の偏倚が実現される。
2007525620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ（２）内に変位可能に配置された圧力パルス伝達体（３）を通して圧力パルスを発生させる方法であって、その方法により、圧力パルス発生器の伝達体が変位するため圧力変化を実現する目的のため、前記チャンバ（２）内に入り、且つ該チャンバ（２）から出る圧力流体の流れが電子機械的に制御され、圧力パルス発生器は、
前記伝達体（３）により第一及び第二の部分（４、５）に分割された前記チャンバ（２）と、
前記伝達体（３）を前記チャンバ内にて第一の方向及び第二の方向にそれぞれ変位させるように配置された第一のばね及び第二のばね（１６、１７）と、
高圧源（９）とチャンバ（２）の第一の部分（４）との間を伸びる第一の導管（１１）と、を備え、
チャンバの第一の部分（４）内の圧力流体は、前記伝達体（３）に作用して該伝達体を第二の方向に変位させ、
チャンバ（２）の第一の部分（４）と高圧源との間の連通を第一の導管（１１）を介して開き／遮断する手段（１３、１４）を備える、方法において、
チャンバ（２）の第一の部分（４）と高圧源（９）との間の連通は、伝達体（３）が第一のばね（１６）の起動によって所定の開始位置から第一の方向に向けて変位される間、遮断された状態に保たれ、
伝達体（３）が前記開始位置まで第二の変位方向に向けて戻るよう変位される間、チャンバ（２）の第一の部分（４）と高圧源（９）との間の連通は開いた状態に保たれ、これにより、第一のばね（１６）の偏倚が実現されることを特徴とする、圧力パルスを発生する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、圧力流体及び第二のばね（１７）の作用を介して前記伝達体（３）が開始位置に完全に戻るのに十分な時間、チャンバ（２）の第一の部分（４）と高圧源（９）との間の連通は開かれることを特徴とする、方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法において、第二の方向へ変位する最終段階の間、チャンバ（２）の第一の部分（４）と高圧源（９）との間の連通は、開かれ、これにより第二のばね（１７）の作用のみでは前記伝達体（３）を開始位置に完全に戻すのに不十分であることを特徴とする、方法。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１つの項に記載の方法において、チャンバ（２）の第一の部分（４）と高圧源（９）との間の連通は、伝達体（３）を開始位置に保持することが必要とされる期間の間、開いた状態に保たれることを特徴とする、方法。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１つの項に記載の方法において、圧力パルス発生器は、チャンバ（２）の第一の部分（４）と低圧源（１０）との間を伸びる導管（１２）と、この導管（１２）を通して連通を開き／遮断する手段とを備えており、前記連通は、高圧源（９）とチャンバ（２）の第一の部分（４）との間の連通が開いた状態に保たれるとき、遮断した状態に保たれることを特徴とする、方法。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか１つの項に記載の方法において、圧力パルス発生器は、低圧源（１０）とチャンバ（２）の第二の部分（５）との間を連通させる導管（２５、２８）と、この連通を開き／遮断する手段（２７）とを備え、伝達体（３）をその端部位置にて係止する目的のため、圧力パルス伝達体（３）が開始位置に対向した端部位置に達したとき、連通が遮断されることを特徴とする、方法。
【請求項７】
圧力パルス発生器であって、
チャンバ（２）内に変位可能に配置された圧力パルス伝達体（３）と、
前記伝達体（３）により第一及び第二の部分（４、５）に分割された前記チャンバ（２）と、
前記伝達体（３）を前記チャンバ内にて第一の方向及び第二の方向にそれぞれ変位させるように配置された第一のばね及び第二のばね（１６、１７）と、
高圧源（９）とチャンバ（２）の第一の部分（４）との間を伸びる第一の導管（１１）と、を備え、
チャンバの第一の部分（４）内の圧力流体は前記伝達体（３）に作用して該伝達体を第二の方向に変位させ、
チャンバ（２）の第一の部分（４）と高圧源との間の連通を第一の導管（１１）を介して開き／遮断する手段（１３、１４）を備える、圧力パルス発生器において、
チャンバ（２）の第一の部分（４）と高圧源（９）との間の連通を開き／遮断する手段は、伝達体（３）が第一のばね（１６）の起動を介して所定の開始位置から第一の方向に向けて変位される間、その間の連通を遮断し得るよう配置され且つ、
伝達体（３）が前記開始位置まで第二の変位方向に向けて戻るよう変位される間、チャンバ（２）の第一の部分（４）と高圧源（９）との間の連通を保つように配置され、これにより、第一のばね（１６）の偏倚が実現されることを特徴とする、圧力パルス発生器。
【請求項８】
請求項７に記載の圧力パルス発生器において、チャンバ（２）の第一の部分（４）と低圧源（１０）との間を伸びる導管（１２）と、この導管（１２）を通して連通を開き/遮断する手段とを備えることを特徴とする、圧力パルス発生器。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の圧力パルス発生器において、低圧源（１０）とチャンバ（２）の第二の部分（５）との間を連通する導管（２５、２８）と、この連通を開き/遮断する手段（２７）とを備えることを特徴とする、圧力パルス発生器。
【請求項１０】
請求項７ないし９の何れか１つの項に記載の圧力パルス発生器において、チャンバ（２）の第一の部分（４）と高圧源（９）との間の導管内の連通を開き／遮断する手段（１３、１４）は、電磁作動弁体（１４）を備えることを特徴とする、圧力パルス発生器。
【請求項１１】
請求項７ないし１０の何れか１つの項に記載の圧力パルス発生器において、チャンバ（２）の第一の部分（４）と低圧源（１０）との間の導管内の連通を開き／遮断する手段は、電磁作動弁体（１４）を備えることを特徴とする、圧力パルス発生器。
【請求項１２】
請求項７ないし１１の何れか１つの項に記載の圧力パルス発生器において、チャンバ（２）の第二の部分（５）と低圧源（１０）との間の連通を開き／遮断する手段（２６）は、電磁作動弁体を備えることを特徴とする、圧力パルス発生器。
【請求項１３】
請求項７ないし１２の何れか１つの項に記載の圧力パルス発生器において、第一のばね（１６）は、圧力流体ばねであることを特徴とする、圧力パルス発生器。
【請求項１４】
請求項７ないし１２の何れか１つの項に記載の圧力パルス発生器において、第一のばね（１６）は、機械式ばねであることを特徴とする、圧力パルス発生器。
【請求項１５】
請求項７ないし１４の何れか１つの項に記載の圧力パルス発生器において、請求項１ないし６の何れか１つの項に従って制御するためのコンピュータプログラムを有する制御装置を備えることを特徴とする、圧力パルス発生器。
【請求項１６】
燃焼室に対して空気又は空気／燃料混合体を導入し又は排出する弁を有するピストンエンジンにおいて、請求項７ないし１５の何れか１つの項に記載の圧力パルス発生器を備えることを特徴とする、ピストンエンジン。
【請求項１７】
燃焼機関の燃焼室のシリンダ容積を変化させるピストンを備えるピストンエンジンであって、前記ピストンは、燃焼室と接続されたシリンダ内にて前後に変位可能に配置されたピストンエンジンにおいて、前記ピストンを駆動するため請求項７ないし１５の何れか１つの項に記載の圧力パルス発生器を備えることを特徴とする、ピストンエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文部分に記載の圧力パルスを発生する方法に関する。
本発明は、請求項７の前文部分に記載の圧力パルス発生器及び該圧力パルス発生器が設けられたピストンエンジンにも関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力流体ばね又は機械式ばねとなるであろう第一のばねにより発生された圧力パルスは、燃焼機関の燃焼室への入口弁及び出口弁を制御し且つ、作動させるために適宜に使用される。この場合、圧力パルス伝達体は、かかる弁の一体的部分とし、好ましくは、圧力流体が液体である場合、弁軸とし、又は、圧力流体が気体であるとき、弁軸と接続され且つシリンダ内にて駆動されるピストンとすることができる。これと代替的に、上記伝達体は、別個のものとし且つ、既存の弁軸に対して作用するよう配置することができる。圧力パルス発生器及び該圧力パルス発生器を制御する方法は、弁の揚程、すなわち、弁を開く程度、弁を開く時点、すなわち、弁を開き且つ閉じるべきときのクランク角度範囲を制御する目的のため、使用することができる。
【０００３】
圧力パルス発生器により発生される圧力パルスは、ピストンの動き、ＶＣＲ−ピストン（ＶＣＲ＝可変燃焼比）を制御し、燃焼室のシリンダ容積を変化させるため、従って、燃焼機関の圧縮比を変化させるために使用することもできる。圧力流体が液体であるならば、圧力パルス伝達体は、かかるピストンに対して作用し、又はかかるピストンと接続された軸部であることが適当であり、該ピストンは、この場合、燃焼室と接続されたシリンダ内にて前後に変位可能に配置される。圧力流体が気体であるならば、該気体は、燃焼室に向けた方向と反対のその側部にてピストンに直接作用することを許容することができる。この場合、圧力パルス発生器のチャンバに向けた方向に圧力パルス伝達体に作用するばね負荷は、上記シリンダ及び燃焼室内に存在する気体の圧力の直接的な結果とし又は、物理的なばねにより実現することができるが、かかる物理的ばねにより実現されなくてもよい。
【０００４】
望ましくは、圧力パルス発生器は、電子的に、また、圧力パルス伝達体の位置又はピストンエンジン内のピストンの位置（クランク角度範囲）に基づいて、圧力流体の流れを調節するため弁を調節し、これにより、圧力パルスの開始を調節する制御装置を備えるものとする。
【０００５】
本出願にて使用した「導体」とは、広義に解釈すべきであり、従って、管状導管又は材料片内に配置された通路により形成された導管を備えるものとすることができる。
本発明は、圧力パルス伝達体を変位させるばねが、それが圧力流体型又は機械型であるかどうかと関係なく、圧力流体回路内の圧力流体の流れを適宜に制御することを通じて予め負荷を加え且つ起動させることが可能であるとの認識に基づくものである。
【０００６】
以下にエンジン弁と称する、燃焼機関のばね負荷式ポペット弁を液圧パルス発生器によって駆動することは広く知られている。例えば、米国特許明細書６  ０６７  ９４６号には、弁と接続されたピストンに液圧を加えることによりエンジン弁を開くことが開示されている。液圧は、高圧源又は低圧源のいずれかから来る。液圧の付与は、電子制御部材から受信した信号に基づいて圧力制御装置によって行われる。液圧は、弁の慣性力が活用されると同時に、弁を作動させるのに必要とされるエネルギを最小とし得るような要領にて付与される。上述したシステムは、高圧源とピストンが配置されたチャンバとの間の連通を開き／遮断する手段と、低圧源と上記チャンバとの間の連通を開き／遮断する手段と、を備えている。
【０００７】
米国特許明細書６  ０６７  ９４６号に記載された方法は、弁がチャンバから外の方向に向けて、すなわち弁の開き位置まで変位される間に、高圧源がチャンバと連通するようにされることを含む。弁が最大に開いた位置に近くなると、チャンバと高圧源との間の連通は遮断され、その代わり、チャンバと低圧源との間の連通が開かれる。このようにして、弁がその端部位置に達する前に、弁の抑制作用が実現される。弁がこの位置に達したとき、弁は、上記の連通の双方を遮断することにより、その位置に係止することができる。弁がその閉じた位置に戻ると、低圧源とチャンバとの間の連通が再度開かれ、これにより、予負荷を加えたばね力は、ピストンをチャンバ内に変位させる。弁が元の位置である、その閉じた位置に近くなると、高圧源とチャンバとの間の連通は開かれ、低圧源とチャンバとの間の連通は遮断される。このようにして、この方向への動きの抑制が実現される。弁がその元の位置に達すると、双方の連通を中断して、弁をこの位置に維持することができる。このようにして、弁が開いている間の時間が制御される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この先行技術の短所は、高圧源から来て、弁をその開いた位置に突き出す為に使用される液圧液体は、低圧源まで更に完全に伝達され、これにより、顕著なエネルギの損失が生ずることである。
【０００９】
本発明の１つの目的は、圧力パルスの発生に関して、特に、燃焼機関のエンジン弁がその開いた位置と閉じた位置との間にて変位すること、又はそのピストンが関係する燃焼機関の作動に関係したその要求された位置の間にてＶＣＲ−ピストンの変位に関して、エネルギ損失を最小にすることを可能にする方法及び圧力パルス発生器を提供することである。
【００１０】
本発明の更なる目的は、複雑でなく且つ、可能な限り信頼性の高い圧力パルス発生器の設計にて主たる目的を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的は、請求項１の前部部分に規定された方法であって、圧力パルス伝達体が第一のばねの起動を通じて所定の開始位置から第一の方向に向けて変位される間、チャンバの第一の部分と高圧源との間の連通が遮断された状態に保たれ、また、圧力パルス伝達体が第二の変位方向に向けて変位され上記開始位置に戻る間、チャンバの第一の部分と高圧源との間の連通が開いた状態に保たれ、これにより、第一のばねの偏倚が実現されることを特徴とする方法によって実現される。
【００１２】
望ましくは、圧力パルス伝達体は、燃焼機関の燃焼室に対する、以下にエンジン弁と称する弁の一部に対して作用し又は該一部を形成するようにする。これと代替的に、該伝達体は、燃焼機関内の燃焼室の圧縮容積を制御するＶＣＲ−ピストンに対して作用し又は該一部を形成するようにしてもよい。通常、圧力パルス伝達体が第一の方向に変位する結果、エンジン弁は開く、すなわちエンジン弁は該エンジン弁がシート部に対して軸受される閉じた位置から変位し、又は、ＶＣＲ−ピストンの変位によって、燃焼室の圧縮容積が減少する。
【００１３】
第一及び第二のばねは、機械的、空圧式又は液圧式のものとすることができる。第一のばねの起動に関連して、第一のばねは、その後に動く間、エネルギを第二のばねに伝達し、該第二のばねは、これにより、圧縮された状態に移る。最大の又は要求されるエンジン弁の開き程度又はＶＣＲ−ピストンの要求される位置に相応する不作動位置に達する。この位置において、エンジン弁を係止することは可能であるが、必ずしもその必要はない。しかし、ＶＣＲ−ピストンは、何らかの方法にてこの位置に係止しなければならない。これが実際に実現できる様子について以下に説明する。第二のばねが偏倚した状態にある端部位置に到達した後、第二のばねは、エンジン弁又はＶＣＲ−ピストンを開始位置に変位して戻す。しかし、変位動作に関係した損失のため、開始位置への完全な復帰は生じないであろう。本発明は、開始位置への完全な戻りを実現する支援物として高圧力の圧力流体を使用することを示唆する。当該出願人により出願された同時特許出願において、液圧又は空気圧式の第一のばねの場合、その内部に圧力パルス伝達体が変位し得るように配置されたチャンバから圧力流体を排出することによりかかる戻りを実現する方法が示唆されている。本出願及び上記の同時出願には、圧力パルス発生器の圧力伝達体をその開始位置に戻す２つの異なる原理が開示されている。
【００１４】
本発明によれば、圧力流体及び第二のばねの作用を介して上記伝達体が開始位置に完全に戻るのに十分な時間、チャンバの第一の部分と高圧源との間の連通は開かれる。
それにより第二のばねの作用が上記伝達体を開始位置に完全に戻すのに不十分である、第二の方向への変位の最終段階の間、チャンバの第一の部分と高圧源との間の連通は開くことが好ましい。
【００１５】
チャンバの第一の部分と高圧源との間の連通は、上記伝達体を開始位置に保持すのに必要とされる期間の間、開いた状態に保たれる。
次に、再度、起動させるべきとき、この再起動は、チャンバの第一の部分内にて減圧させることにより行われる。１つの実施の形態によれば、圧力パルス発生器は、チャンバの第一の部分と第二の部分との間を伸びる導管と、この導管を通して上記部分の間の連通を開き／遮断する手段とを備えており、この連通は、高圧源とチャンバの第一の部分との間の連通が開いた状態に保たれる間、遮断した状態に保たれ、また、高圧源とチャンバの第一の部分との間の連通が遮断されている間、開いた状態に保たれる。
【００１６】
本発明によれば、圧力パルス発生器は、チャンバの第一の部分と低圧源との間を伸びる導管と、この導管を通して連通を開き／遮断する手段とを備えており、この上記連通は、高圧源とチャンバの第一の部分との間の連通が開いた状態に保たれるとき、遮断した状態に保たれることが好ましい。上記連通は、高圧源とチャンバの第一の部分との間の連通が遮断されている時間、開かれて、開始位置まで完全に変位するため高圧力が加えられないとき、変位動作の一部分の間、流体がチャンバの第一の部分内に又は第一の部分外に自由に流れるのを可能にし得るようにする。
【００１７】
１つの実施の形態によれば、本発明は、圧力パルス発生器が低圧源とチャンバの第二の部分との間を伸びる導管と、この連通を開き／遮断する手段とを備えており、この連通は、圧力パルス伝達体が第一の方向に変位した後、伝達体をその終端位置にて係止する目的のため、開始位置に達したとき、遮断されるようにすることを含む。これにより、連通は、低圧源に向けた方向への全ての流れが遮断／停止させる意味にて遮断される。このようにして、エンジン弁の場合、弁が開いている間の期間を制御することが可能である。ＶＣＲ−ピストンの場合、エンジン弁は、このようにして、燃焼室の必要とされる圧縮容積を実現するため必要とされる位置にて係止することができる。
【００１８】
請求項７の前文部分に記載された圧力パルス発生器であって、チャンバの第一の部分と高圧源との間の連通を開き／遮断する手段は、伝達体が第一のばねの起動を介して所定の開始位置から第一の方向に向けて変位される間、その間の連通を遮断し得るよう配置され且つ、伝達体が上記開始位置まで第二の変位方向に向けて戻るよう変位される間、チャンバの第一の部分と高圧源との間の連通を保つように配置され、これにより、第一のばねの予負荷が実現されるようにしたことを特徴とする圧力パルス発生器によって本発明の目的は実現される。チャンバの第一の部分と高圧源との間の連通を開き／遮断する手段の配置は、第一の上述した手段を必要とされるときに作動させる目的のため、圧力パルス伝達体の変位位置を検知する手段を使用することを含む。これと代替的に、上記作動は、第一の上述した手段のそれ以前の作動又は不作動から経過した時間に基づくものとしてもよい。
【００１９】
その他の点に関して、圧力パルス発生器は、本発明による方法の概要に関連して上記に説明した態様にて設計されることが好ましい。
チャンバの第一の部分と高圧源との間の導管内の連通を開き／遮断する手段は、電磁作動弁体を備えることが好ましい。
【００２０】
好ましくは、また、チャンバの第一の部分と低圧源との間の導管内の連通を開き／遮断する手段は、電磁作動弁体、並びに、チャンバの第二の部分と低圧源との間の連通を開き／遮断する手段を備えるものとする。
【００２１】
圧力パルス発生器は、本発明による方法に従って圧力パルス発生器を制御するコンピュータプログラムを有する制御装置を備え、又は該制御装置と接続されることが好ましい。
更に、本発明は、燃焼室に対して空気又は空気／燃料混合体を導入し又は排出する弁を有するピストンエンジンであって、少なくとも１つのかかる弁を圧力パルスにより駆動する、本発明による圧力パルス発生器を備えることを特徴とするピストンエンジンに関する。通常、かかるエンジンは、導入及び排出の双方のための弁を備えており、また好ましくは、これら双方の種類の弁が本発明による圧力パルス発生器によって駆動されるものとする。
【００２２】
本発明はまた、エンジンの燃焼室と接続するＶＣＲ−ピストンを有するピストンエンジンであって、ＶＣＲ−ピストンを駆動する本発明による圧力パルス発生器を備えることを特徴とするピストンエンジンに関する。
【００２３】
本発明の更なる特徴及び有利な効果は以下の詳細な説明により開示されている。
以下に、本発明は、添付図面に関して単に一例として説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１には、本発明の第一の実施の形態による圧力パルス発生器が示されている。圧力パルス発生器は、その内部にチャンバ２が設けられたハウス又は本体１を備えている。チャンバ２は円筒状であることが好ましい。圧力パルス伝達体３はチャンバ２内に変位可能に配置されている。この圧力パルス伝達体３は、その外周縁にてチャンバ２の壁に対して密に配置されたピストンを構成する。伝達体３は、チャンバを第一の部分４と第二の部分５とに分割する。チャンバ２は、この場合、閉じられず、それは、この場合、その第二の部分５は、大気となるであろう環境と直接的に連通しているからである。
【００２５】
この実施の形態において、圧力パルス伝達体３は、燃焼機関の燃焼室７に対する弁６の一部分を構成する。しかし、伝達体３は別個のものとし且つ弁６に作用するように、換言すれば、弁６を変位させるように配置することができる。伝達体３のピストン部分は、ピストン部分よりも小さい断面を有するステムを介してエンジン弁６と接続されている。上記ステムは、チャンバ２の第一の部分４内に貫入し且つ、上記第一の部分内の流体がステムの断面によりカバーされないピストンの断面部分に作用することを許容する。ステムは、チャンバ２及びハウス１の壁を通って密に突き出している。弁６は、燃料混合体に対する入口弁又は排気ガスに対する出口弁として機能することができる。圧力パルス発生器は、弁６の開き及び閉じる動作を制御する従来のカム軸の１つの代替例として作動するものと考えられる。燃焼室７の壁、この場合、シリンダヘッドに通常、座部８が設けられており、その閉じた位置にあるとき、弁６がこの座部に対して休止する。
【００２６】
圧力パルス発生器は、また気体状又は液体の何れかとすることのできる圧力流体に対する高圧源９と低圧源１１とを備えている。低圧源は、例えば、液体が燃焼室の油系に属する油であるとき、エンジンに属する油槽によって構成することができる。ポンプ又はコンプレッサ（図示せず）が、圧力パルス発生器と接続して設けられ、又は上記高圧力を発生させ、これにより高圧源を構成する目的のため、その一部を形成することを理解すべきである。第一の導管１１はチャンバ２の第一の部分４と高圧源９との間を伸びる一方、第二の導管１２はチャンバ２の第一の部分４と低圧源１０との間を伸びている。更に、ソレノイド１３により作動される弁体又は摺動弁１４により構成され、第一の導管１１を介してチャンバ２の第一の部分４と高圧源９との間の連通を開き／遮断する手段が存在する。同一の電磁作動弁体１４は、第二の導管１２を介してチャンバ２の第一の部分４と低圧源１０との間の連通を開き／遮断する手段も構成する。摺動弁１４は、該摺動弁が２つの導管１１、１２を交差し且つ所定の位置にあるとき、導管１１、１２を開く開口部１５が設けられるように提供されるため、摺動弁のこの二重の機能は実現される。摺動弁１４は、導管１１、１２の一方が上記導管の他方の連通を遮断するとき、該導管の一方の連通を開くよう配置されている。２つの開口部１５は、図２に示したような１つの開口部のみにより置換することができる。導管１１、１２内の圧力流体の流れの制御については、以下でより詳細に説明する。
【００２７】
望ましくは、圧力パルス発生器は、チャンバ２の第一の部分４と高圧源９及び低圧源１０との間の連通をそれぞれ開き／遮断する手段１３、１４を制御するソフトウェア及びプロセッサを有する、例えば、コンピュータ装置のような制御装置（図示せず）を備えるものとする。この制御は、燃焼機関の燃焼室７内のピストンの位置に基づいて行われる。このため、本発明による燃焼機関には、ピストンの位置、換言すれば、クランク角度を検知する手段（図示せず）が設けられ、制御は、該位置を画成する信号に基づいて行われることを認識すべきである。
【００２８】
更に、圧力パルス発生器は、上記伝達体をチャンバ２内にてそれぞれ第一の方向及び第二の方向に変位させるよう配置された第一のばね１６と、第二のばね１７とを備えている。図１に示した実施の形態において、第二のばね１７は、燃焼機関７の壁１８と弁６のステム１９に接続された支持板２０との間に配置された機械式ばねである。第二のばねは、弁６を閉じる、換言すれば、該弁を座部８に対して押し付けよう作用する。
【００２９】
この場合、第一のばね１６は空圧式のものである。この場合、支持板２０により構成されたエンジン弁６のステム１９と接続されたピストンは、上述したハウス１の取り囲む壁と共に、チャンバ２１の限界を画成し、該チャンバは導管２２を通って、例えば、空気のような気体又は気体混合体に対してコンプレッサにより構成された高圧源２３まで伸びている。更に、チャンバ２１と、関係した高圧源２３との間の連通を開き／遮断する手段２４が存在する。この場合、上記手段は、弁６のステム１９のテーパー付き部分又は開口部２４により構成され、該ステムは、導管２２と交差するよう配置され、また、上記開口部又はテーパー付き部分２４は、所定の位置、この場合、弁の閉じた位置、すなわち元の位置（ホームポジション）に相応する位置に配置されたとき、チャンバ２１と、関係した高圧源２３との間の連通を開くよう配置される。その他の全ての変位位置において、弁ステム１９は、導管２２内の連通を妨害する。このことは、空圧式の第一のばね１６は元の位置にて偏倚され、これにより、それ以前の弁の動きの間に使用されたエネルギを吸収することを意味する。エンジン弁が変位されると直ちに、チャンバと、関係した高圧源との間の連通は停止するであろう。次に、チャンバ２１内の圧縮された流体は、第二のばね１７の作用に抗して膨張し、これにより圧力が十分であるならば、エンジン弁を変位させることになろう。
【００３０】
エンジン弁６を開き且つその後、エンジン弁６の閉じ動作を生じさせる圧力パルスを実現するため、第一及び第二の導管内の連通を開き及び遮断する手段は、図１に示した開始位置に関して次のような態様にて制御する必要がある。すなわち、開始位置において、チャンバの第一の部分４と高圧源９との間の連通を開き、チャンバの第一の部分４と低圧源１０との間の連通が遮断される。最初に、ソレノイド１３は、作動され（又は使用される「引っ張り又は押す」ソレノイドの型式に依存して、不作動とされ）、そのとき、該ソレノイドと関係した摺動弁体１４は、チャンバの高圧源９と第一の部分４との間の連通が遮断され、チャンバの低圧源と第一の部分４との間の連通が開かれる位置まで変位する。これにより、パルス伝達体に第二の方向（図面にて上方）に作用し、また、チャンバの第一の部分４内の流体に依存する圧力は停止する。これにより、予負荷を加えた空圧式ばね１６は、起動され、また、エンジン弁６を含む圧力パルス伝達体３を図面にて下方向、すなわちエンジン弁６が開かれる方向に向けて変位することになろう。この変位は、エネルギが第一のばね１６から機械式の第二のばね１７まで伝達され、該第二のばねが偏倚又は圧縮される間、生じる。第二のばね１７のばね率と、関係したチャンバ２１に圧力流体を供給した高圧源２３の圧力とに依存する、特定の変位位置にて、エンジン弁６の終端位置に達する。このとき、第二のばね１７内に蓄えられたエネルギは、圧力パルス伝達体３及びエンジン弁６を開始位置に向けた方向に変位して戻すことになる。しかし、変位の間、エネルギ損失が生じ、第二のばね１７内に蓄えられたエネルギは、エンジン弁６が開始位置、換言すればその閉じた位置に完全に戻るのに不十分である。所定の位置すなわち圧力パルス伝達体３の所定の位置又はチャンバ２の第一の部分４又はチャンバ２１から出る圧力流体の流れが減少し又は停止することを検知したとき、ソレノイドは再度作動され、図１に示した開始位置に戻る。これにより、チャンバの第一の部分４には、高圧力が提供され、該高圧力は、エンジン弁６をその閉じた開始位置に戻し且つ圧力パルス伝達体が再度、上述したものと同様の制御装置によりエンジン弁を開き且つ閉じることが許容される時点まで、弁をこの位置に保持することに寄与する。作用可能な構成要素、この場合、ソレノイド１３を精密に制御することを可能にするため、圧力パルス発生器は、圧力パルス伝達体３の動き又は上記導管１２、２２の任意のものの内部の流れを検知する任意の型式のセンサと作用可能に接続し、又は該センサを設け、上記センサからの信号に基づいて正確な時間にて上記ソレノイド１３を作動させることを可能にすることを理解すべきである。これと代替的に、所定の作動条件により、第一のばねの起動からの経過時間に基づいてソレノイドを作動させることも可能である。
【００３１】
図２には、図１における圧力パルス発生器の改変した変更例が示されており、この場合、相違点は、電磁作動摺動弁１４に１つの開口部１５のみが設けられる点である。
図３には、本発明による圧力パルス発生器の１つの代替的な実施の形態が示されている。上記の実施の形態と同様に、チャンバの第一の部分４から高圧源９まで伸びる第一の導管１１と、チャンバの第一の部分４から低圧源１０まで伸びる第二の導管１２とがある。また、チャンバの第二の部分５から低圧源まで伸びる第三の導管２５もある。電磁作動摺動弁２６は、高圧源９へ導管１１内の流れを制御し、また、互いに空圧式の第一の弁１６を構成する更なる高圧源２３とチャンバ２１との間を伸びる導管２２内の連通を開き／遮断し得るようにも配置されている。更なる電磁作動摺動弁２７は、第二の導管１２及び第三の導管２５内の連通を開き／遮断する。第二及び第三の導管が接続される第四の導管２８は、またチャンバの第二の部分５から低圧源１０まで伸びている。逆止め弁２９は、この導管を通ってチャンバ５の第二の部分から低圧源１０へ直接的に流れるのを防止するが、反対方向への流れを許容する目的のため、第四の導管２８内に配置されている。第五の導管すなわち通路３８は、低圧源１０からチャンバの第一の部分４まで伸びている。その内部に設けられた逆止め弁３９は、第二の部分４から第一の部分５への流れを防止するが、反対方向に流れるよう開き、このことは、高圧源９とチャンバの第一の部分４との連通を何ら開くことなく、開始位置に戻る動作の間、チャンバの第一の部分を圧力流体にて充填することを許容するのに必要である。相応する解決策は、図６にも示されている。
【００３２】
機能は次の通りである。第一のばね１６を起動すべきとき、第一及び第二の高圧源９、２３への導管１１、２２内の連通は遮断される。これと同時に、又はその後、第二の導管１２内の連通は開かれて、チャンバの第一の部分４から低圧源１０への流体の流れを許容する。第三の導管内の連通は、この段階の間、この場合のように、遮断することができるが、必ずしも遮断する必要はない。逆止め弁２９は、流体が低圧源１０から、また、可能であれば、チャンバの第一の部分から第二及び第四の導管１２、２８を通ってチャンバの第二の部分５内へ流れることができることを保証する。エネルギが大部分、第一のばね１６から第二のばね１７まで伝達される一端位置にエンジン弁が達したとき、この位置にて第三の導管２５内の連通を遮断すべきであるから、流体がチャンバの第二の部分５から流れ出る可能性はない。これにより、この端部位置にて係止状態が実現される。開始位置へ戻ることが要求されるとき、第三の導管２５内の連通は開かれる。開始位置への完全な戻りを実現するためには、戻り動作の終了時に、第一の導管１１内の連通を再度開くことが必要である。圧力パルス発生器がこの実施の形態、及び前の実施の形態におけるような設計とされるとき、チャンバ２１を更なる高圧源２３と接続する導管２２内の連通も開かれるであろう。対抗する力が存在するが、第一の高圧源９内の圧力は、空圧式ばね１６の力を上回り、開始位置が得られるような圧力であることを理解すべきである。
【００３３】
図４には、空圧式の第一のばね１６は、機械式ばね３０によって置換されるが、必ずしもそうする必要はない簡略化した実施の形態が示されている。チャンバの第一の部分から低圧力側まで伸びる第二の導管１２は、チャンバの第二の部分５を介して、前の実施の形態における第四の導管２８に相応する更なる導管２８に延びる。換言すれば、第二の導管１２は、チャンバの第一の部分４からその第二の部分５まで伸びている。他の部分に関して、この実施の形態による圧力パルス発生器は、図１に示したものと同様に、第一及び第二の導管１１、１２内の連通を開き／遮断する電磁作動摺動弁１４を備えており、該電磁作動摺動弁は、導管の他方の連通を開くと同時に、導管の一方の連通を遮断し得るよう配置されている。
【００３４】
図５には、図４に示したものに全体として相応するが、第一のばね１６は、図１におけるものと同様の空圧式ばねである点にて相違する、更なる実施の形態が示されている。
図６には、図５に示したものに全体として相応するが、第一及び第二の導管１１、１２内の連通をそれぞれ開き／遮断するため別個の電磁作動摺動弁体３３、３４が使用される、１つの実施の形態が示されている。
【００３５】
図７は、２つの隣接する導管内の流れを調節する目的のため、電磁作動摺動弁体３５が使用される１つの実施の形態を示す、上方から見た図である。この実施の形態について特徴的なことは、摺動弁体３５及び導管３６、３７は、摺動弁体が垂直面ではなくて水平面にて変位し得るような仕方にて配置される点である。例えば、圧力パルス発生器が内燃エンジンのシリンダヘッドの頂部に配置され且つ、シリンダヘッドの一部を形成するような、圧力パルス発生器の高さを最小にすることが要求されるような場合、図７に示した解決策が有益である。このことは、重力が摺動弁体３５の位置に何ら影響を与えないことが要求される場合にも妥当するであろう。
【００３６】
図８には、本発明の更なる実施の形態が図示されている。この場合、チャンバの第二の部分５から１つで且つ同一の低圧源とすることのできる低圧源１０までの２つの導管４０、４１が存在する。電磁作動摺動弁体４２は、上記導管４０の一方の連通を開き／遮断し得るように配置される一方、低圧源１０に向けた方向に閉じる逆止め弁４３は第二の導管４１内に配置されている。２つの更なる導管４４、４５は、相応する仕方にて、チャンバの第一の部分４と、１つで且つ同一の低圧源１０とすることのできる低圧源との間を伸びている。これら導管４４の一方内の連通を開き／遮断するため摺動弁体４２が使用され、また、低圧源１０に向けた方向に閉じる逆止め弁４６は、第二の導管４５内に配置されている。また、高圧源９とチャンバの第一の部分４との間に導管１１が存在し、また、ばね負荷式従動弁４７がこの導管内に配置されている。従動弁は、チャンバの第一の部分４内の圧力が図８の従動弁４７に上方向に向けて作用するばね力を上回るのに不十分であるならば、上記ばね負荷の動作を介して導管１１を閉じる。摺動弁体４２は、この導管１１内の連通を開き／遮断し得るよう配置されている。摺動弁体は、導管１１及び導管４０を開き且つ、これと同時に、導管４４内の連通を遮断し、また、その逆であるように配置されている。圧力パルス伝達体３を図８に示した元の位置から端部位置まで変位されるべきとき、摺動弁体４２は作動され、そのとき、高圧源９とチャンバの第二の部分４との間の連通は遮断され、導チャンバの第二の部分４から管４４を通って低圧源１０までの流れが許容される。チャンバの第一の部分４内の圧力が降下すると、従動弁４７はばね力のため閉じられる。圧力パルス伝達体３が端部位置に到達したとき、元の位置への戻りを開始すべきである。しかし、この伝達体は、摺動弁体４２の位置のため、端部位置にて係止される。これらの動きは、最初に、予負荷を加えた第一のばね１６から第二のばね１７まで伝達され、その後、第一のばねに戻ろうとするエネルギに依存する。係止した端部位置を解放するため、電磁／摺動弁４２は再作動されて図８に示した位置に戻る。しかし、圧力パルス発生伝達体３の動きが停止し、また、第一のばね１６の動きに起因する高圧力がチャンバの第一の部分４内に再確立されるとき迄、従動弁４７は閉じられたままであろう。その後に初めて、導管１１内の連通が開かれ、圧力パルス伝達体３は開始位置に完全に戻ることになる。
【００３７】
図面には図示されていないが、電磁作動型、好ましくはソレノイド作動型の摺動弁には、作動が終了したとき、当該弁体を戻すため戻りばね又は同様のものが通常設けられることを理解すべきである。勿論、弁体に対し両方向に作用し、また、協働して、弁体が１つ又はより多くの導管又は接続部内の連携を開き、且つ遮断する位置の間にて弁体を前後に動かす二重ソレノイドを使用することを想定することも可能である。ソレノイド、これにより該ソレノイドと関係した弁体の作動は広い意味にてみなすべきであり、作動のみならず、不作動すなわち解放作用を含むこともできる。全てのソレノイドは、本出願の最初に記載した制御装置からの信号によって制御する必要があり、該制御装置には、本発明の方法に従ったステップを具体化するコンピュータプログラムが設けられる。使用される電磁作動弁の数は、主としてその内部の流れが制御される導管の配置状態に依存する。摺動弁体には、例えば、複数の開口部を設けることができ、また、該摺動弁体は複数の導管内の連通を開き／遮断する作用を奏するよう配置することができる。
【００３８】
更に、ソレノイドにより直接駆動されず、電磁作動弁体を通して間接的に制御される従動弁又はパイロット弁は、チャンバの部分の間又はその個別の部分の各々と高圧源と低圧源との間の連通を開き／遮断する手段の何れかに置換し又は補充することができる。かかる解決策は、特許請求の範囲に記載された保護の範囲に属するとみなすべきである。
【００３９】
また、１つの代替的な適用例に従った圧力パルス伝達体３は、燃焼機関の燃焼室内に燃料を直接噴射することを実現する目的のため、燃料に直接影響を与えることをその役目とすることができる。
【００４０】
また、圧力パルス発生器のチャンバ２及び圧力パルス伝達体３がその内部に配置されるハウスを本発明に従ったエンジンのシリンダヘッドとすることが可能である。該ハウスは、これと代替的に、別個のものとし、且つシリンダヘッドに取り付けてもよい。
【００４１】
本発明の全ての実施の形態における圧力パルス伝達体は、該圧力パルス伝達体が作用し且つ駆動すべき弁体又はＶＣＲ−ピストンの一部分と直接接続する、換言すれば、その一部を形成し又はこれらから別個のものとすることが可能であることも理解すべきである。
【００４２】
上述した適用例において、流体圧力、すなわち高圧力は、流体が液体、典型的に油であるとき、典型的に１０ＭＰａ（１００バール）ないし５０ＭＰａ（５００バール）であり、また、流体が気体又は気体混合体、典型的に空気であるとき、０．３ＭＰａ（３バール）ないし３ＭＰａ（３０バール）である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第一の実施の形態による圧力パルス発生器を示す概略断面図である。
【図２】本発明による圧力パルス発生器の第二の実施の形態を示す図である。
【図３】本発明による圧力パルス発生器の第三の実施の形態を示す図である。
【図４】本発明による圧力パルス発生器の第四の実施の形態を示す図である。
【図５】本発明による圧力パルス発生器の第五の実施の形態を示す図である。
【図６】本発明による圧力パルス発生器の第六の実施の形態を示す図である。
【図７】本発明による圧力パルス発生器の第七の実施の形態を示す図である。
【図８】本発明による圧力パルス発生器の第八の実施の形態を示す図である。
【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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【国際調査報告】
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