(57)【要約】  本発明は内燃機関に関し、それぞれ１つ以上の燃焼室からなる第１の群、及び、第２の群（２、３）を有し、第１の群の燃焼室には第２の群の燃焼室と独立に燃料が供給される。内燃機関は、燃焼室の第１の群から延びる第１の排気ライン（６）、ならびに燃焼室の第２の群から延びる第２の排気ライン（７）からなる排気マニホールドと、少なくとも１つの排ガス後処理ユニット（１０）を含み、該排ガス後処理ユニットの入口には第１及び第２の排気ラインが接続される。第２の排気ラインから分岐するバイパス管（１８）が排ガス後処理ユニットを迂回するように設けられる。
2008505281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ１つ以上の燃焼室（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）からなる第１の群（２）と第２の群（３）を有し、前記第１の群の１つ以上の燃焼室（Ａ１、Ａ２、Ａ３）には前記第２の群の１つ以上の燃焼室（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）と独立に燃料が供給でき、
前記第１の燃焼室群から延びる第１の排気ライン（６）と、前記第２の燃焼室群から延びる第２の排気ライン（７）と、入口側において前記第１及び第２の排気ラインに接続される少なくとも１つの排気ガス後処理ユニット（１０）とを含む排気システム、を有する内燃機関において、
前記排ガス後処理ユニット（１０）を迂回するための、前記第２の排気ライン（７）から延びるバイパスライン（１８）を設けたことを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記内燃機関の出力低減運転モードにおいて、前記第１の燃焼室群と比較して少ない燃料を前記第２の燃焼室群に供給するように制御する制御ユニット（１１）を設けたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記バイパスライン内に、制御可能な弁（１２、２０、２５）を設けたことを特徴とする請求項１あるいは２に記載の内燃機関。
【請求項４】
それぞれ１つ以上の燃焼室（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）からなる第１の群（２）と第２の群（３）を有し、前記第１の群の１つ以上の燃焼室（Ａ１、Ａ２、Ａ３）には前記第２の群の１つ以上の燃焼室（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）と独立に燃料が供給でき、
前記第１の燃焼室群から延びる第１の排気ライン（６）と、前記第２の燃焼室群から延びる第２の排気ライン（７）と、入口側において前記第１及び第２の排気ラインに接続される少なくとも１つの排気ガス後処理ユニット（１０）とを含む排気システム、を有する内燃機関において、
前記第２の排気ライン（７）から分岐するか、又は、前記排ガス後処理ユニット（１０）を迂回するために前記第２の排気ラインから延びる前記バイパスライン（１８）から分岐する、制御可能な弁を有する排ガス再循環ライン（２６）を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関。
【請求項５】
少なくとも１つの排ガスターボチャージャ（８）が設けられ、その排ガスタービンの入り口が前記第１及び第２の排気ラインに接続されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記第２の排気ライン内の、前記バイパスラインが開口するポイントの下流及び前記排ガスタービンの上流に、制御可能な弁（１９）を設けたことを特徴とする請求項５に記載の内燃機関。
【請求項７】
前記バイパスラインがそれから延びる、制御可能な切換フラップ（２５）が前記排ガスタービンの上流の前記第２の排気ライン内に設けられることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関。
【請求項８】
前記第１の排気ラインの上流から分岐し、前記排ガスタービンを迂回するウェストゲートライン（２２）を設け、該ウェストゲートライン（２２）に作動可能なウェストゲート弁（９）を設けたことを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の内燃機関。
【請求項９】
出力低減運転モードにおいて、前記第２の燃焼室群（３）に供給される燃料の量が、前記第１の燃焼室群（２）と比べて低減される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の特徴を有する内燃機関の運転方法において、
前記第２の燃焼室群に供給される燃料の量が遮断される運転時において、前記第２の燃焼室群から排出される排気ガスが、前記バイパスライン（１８）を経由して少なくとも部分的に放出され、
前記第２の燃焼室群に供給される燃料の量がゼロ近くまで減量される運転時において、前記第２の燃焼室群から排出される排気ガスが、前記排ガス再循環ラインに全て案内されることを特徴とする内燃機関の運転方法。
【請求項１０】
前記バイパスライン内の前記制御可能な弁が、前記内燃機関の出力低減運転モードにおいて開位置に調整され、全出力運転モードにおいて閉位置に調整されることを特徴とする請求項９に記載の運転方法。
【請求項１１】
前記切換フラップが、前記内燃機関の出力低減運転モードにおいて前記バイパスライン又は前記排ガス再循環ラインに対し開となる位置に調整され、全出力運転モードにおいて前記バイパスラインを閉じる位置に調整されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれ１つ以上の燃焼室からなる第１の群及び第２の群を有し、第１の群の１つ以上の燃焼室と第２の群の１つ以上の燃焼室に独立に燃料が供給することが可能であり、第１の燃焼室群から延びる第１の排気ラインと、第２の燃焼室群から延びる第２の排気ラインと、これらに接続される少なくとも１つの排ガス後処理ユニットを有する排気システムを備えた内燃機関、及びその内燃機関を動作させる運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
前述のような内燃機関及び動作方法は従来技術から知られている。例えば、特許文献１は、１つの吸気ラインに接続される２つのシリンダ群を有する内燃機関について説明する。スロットル弁が吸気ラインに設けられ、そのスロットル弁の下流で、吸気ラインは２つのラインに分岐され、それぞれそれらの一方が２つのシリンダ群の一方に接続される。内燃機関の低負荷時において、第２のシリンダ群への燃料供給が中断され、前記シリンダ群からの排気ガスが排ガス再循環ラインによって第２のシリンダ群の吸気分岐ラインに再循環される。これは、排ガス後処理ユニットの排ガス浄化性能の劣化につながり得る排ガス温度の低下を回避することを目的としている。
【０００３】
特許文献２は、シリンダ遮断部を有し、第１及び第２のシリンダ群を有し、さらにそれぞれ２つのシリンダ群の一方に接続される２つの吸気室を備えた吸気システムを有する内燃機関について説明する。ブロック可能な接続は、吸気室間に提供される。排気システムは、それぞれシリンダ群の１つに接続され、シリンダ出口の下流に位置するポイントで合流する２つの排ガス室を有する。高負荷の状態では、両方のシリンダ群は動作状態に保たれるが、低負荷の状態では、第１のシリンダ群だけが動作状態に保たれる。吸気室は、それぞれ１つの排ガス再循環ラインによって排ガス室の一方に接続される。排ガス再循環ラインは、切換弁を有する分岐ラインによって互いに接続される。高負荷の状態で、切換弁は、分岐ラインを閉じ、低負荷の状態で、分岐ラインが開となるポイントの上流に位置する第１の排ガス再循環ラインのその部分を閉じる。このことは、内燃機関が、低負荷の状態において、ゆえに唯一動作中のものとなる第１のシリンダ群に、前記動作状態においても窒素酸化物の形成を可能な限り低く保つために低温排ガスだけが供給されるように動作させることを可能にすることを目的とする。
【０００４】
特許文献３は、シリンダに接続される吸気管と、第１のシリンダ群に接続される第１の排ガスライン及び第２のシリンダ群に接続される第２の排ガスラインを有する多シリンダピストン式内燃機関について説明する。排ガス後処理ユニットは、２つの排ガス収集ラインの合流ポイントの下流に配置される。第１の燃料供給装置は、動力出力に対応する量の燃料を第１のシリンダに供給するように提供される。第２の燃料供給装置は、動力出力に対応する量の燃料を第２のシリンダ群に供給するように提供され、第２の燃料供給装置を阻止するための阻止装置を有する。第２の排ガスライン内に提供された偏向装置は、第２の燃料供給装置が阻止されると、第２のシリンダ群から吸気管へ排気ガスを選択的に再循環させるように設計される。
【０００５】
特許文献４は、それぞれ燃焼空気を供給するための１つの入口ダクトと触媒コンバータ用の１つの排気システムとを有する少なくとも２つのシリンダ群を有し、一方のシリンダ群が内燃機関の低負荷時に閉じられることが可能であり、燃焼シリンダ群の排気ガスの少なくとも一部が遮断シリンダ群の入口ダクトに、触媒コンバータの上流又は下流で分岐する再循環ラインを経由して供給される、多シリンダピストン式内燃機関について説明する。シリンダ群が交互に遮断され、１つ以上の燃焼シリンダ群の排気システムが、それぞれ１つの再循環ラインによって１つ以上の遮断シリンダ群の入口ダクトに接続されるようにここでは提供される。このことは、各触媒コンバータにおける、均一な加熱、又は動作温度の維持を提供することを目的とする。
【０００６】
特許文献５は、排気ガス管ラインを有し、ラムダプローブによって抑制された三元酸化触媒コンバータを有し、さらにＳＣＲ触媒コンバータを有するガソリンエンジンの排気システムについて説明する。ＳＣＲ触媒コンバータは、ラムダプローブと酸化触媒コンバータとの間の排気ガス管ラインと平行に延びるバイパス管内に配置される。バイパス管及び／又は排気ガス管ラインは、ＳＣＲ触媒コンバータ及び酸化触媒コンバータの温度の、及びラムダプローブにおける排気ガスの酸素割合に応じてそれぞれ制御される排気フラップを備える。このことは、ガソリンエンジンが燃費低減希薄モードで運転できるようにすることを目的とする。ここで起こる排ガス温度の上昇は、排気ガス管ライン内の任意始動触媒コンバータの、及び酸化触媒コンバータの高速応答に有利である。
【０００７】
特許文献６は、内燃機関の排気システム内の触媒コンバータ温度を制御する装置について説明する。排気システムは、エンジンに比較的近い比較的小さい予備触媒コンバータ及び触媒主要又は担持触媒コンバータを含む。予備触媒コンバータは、主要触媒コンバータの上流で再び排気ライン分岐と合流するバイパスラインを経由して排気ガスが迂回できる排気ライン分岐内に配置される。
【０００８】
【特許文献１】独国特許発明第３０  ０７  ３７０  Ｃ２号明細書
【特許文献２】独国特許発明第３０  １７  ４６８  Ｃ２号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第３０  ３６  ５０８  Ａ１号明細書
【特許文献４】独国特許発明第１９５  ００  ７６１  Ｃ２明細書
【特許文献５】独国特許発明第１９５  ２９  ８３５  Ａ１号明細書
【特許文献６】独国特許出願公開第４４  １２  ７４２  Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は比較的簡単に高効率での内燃機関及び排気ガス後処理ユニットの動作を可能にする内燃機関及びその運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的は、請求項１又は４の特徴を有する内燃機関及び請求項９の特徴を有する動作方法によって達成される。
【００１１】
請求項１による内燃機関は、第１及び第２の燃焼室群の排気ガス流が内燃機関の動作モードに応じて案内されることを可能にし、ここでは状況により、排気ガスはバイパスラインを経由して排ガス後処理ユニットを通らないように排出される。例えば、効率に関し望ましい、内燃機関の燃焼室遮断動作モードにおいて、第１の群の燃焼室によって発生された汚染物質含有排気ガスは、排ガス後処理ユニットを経由して排出されるが、前記燃焼室への燃料の供給が完全に遮断されると第２の群の燃焼室によって発生された排気ガスは、排ガス後処理ユニットを通らないように案内される。前記のような動作状態では、第２の燃焼室群の排気ガスは、事実上汚染物質が無く比較的低温である。バイパスラインを経由して排気ガスを排ガス後処理ユニットを通らないように案内することによって、排ガス後処理ユニットの望ましくない冷却を回避し、さらに排ガス後処理ユニットが不必要に汚染物質の無い排気ガスを受けないようにすることが容易に可能となる。このようにしてより安定した高効率の排ガス後処理ユニットを得ることが可能となる。
【００１２】
本発明の１つの実施形態において、内燃機関の出力低減運転モードにおいて、制御ユニットは第１の燃焼室群と比較して減量した燃料を第２の燃焼室群に供給するように設定される。この動作モードにおいて、内燃機関によって出力される動力は、事実上第１の群の燃焼室によって発生され、第２の燃焼室群の寄与は相対的にかなり低い。第１の燃焼室群への負荷の増加の結果、これらの燃焼室は、例えば、スロットル損失が燃焼室に提供された吸気装置内であまり起こらないので、特に有利な効率範囲で動作できる。第２の燃焼室群内では、受けることになる負荷に応じて減量された燃料で燃焼が行われる。このことは、完全な燃料遮断と比較してそのような負荷状態における内燃機関の望ましくない振動を低減すること、さらに第２の燃焼室群の望ましくない冷却を防止できるようにする。第１の燃焼室群の所望負荷レベルもその結果確保される。
【００１３】
本発明の他の実施形態において、制御可能な弁がバイパスライン内に提供される。例えば、バイパスライン内の動的圧力を発生させることが前記弁によって可能であり、その動的圧力は、特に第２の燃焼室群の燃料が低減又は遮断された運転動作モードにおいて、排ガス後処理ユニット内への第２の燃焼室群によって発生された排気ガスの部分的又は完全な排出につながる。
【００１４】
請求項４による内燃機関において、第２の排気ラインから又はバイパスラインから始まる再循環ラインは制御可能な弁を備える。このことは、第２の燃焼室群によって発生された排気ガスがバイパスラインに制御可能に選択的に案内されるか、又は、吸気装置に、つまり第１及び／又は第２の燃焼室群の燃焼室内に少なくとも部分的に再循環されることを可能にする。このことは、特に出力低減運転モードが第２の燃焼室群に供される場合に興味深く、そのモードでは、排気ガスは、汚染物質限界値を順守するために排ガス後処理ユニットの下流のバイパスラインを経由して排出されない。
【００１５】
本発明の他の実施形態において、少なくとも１つの排ガスターボチャージャが提供され、その排ガスタービンは、入口側において第１及び第２の排気ラインに接続される、つまり２つの排気ラインは、それ自体が出口側において排ガス後処理ユニットに接続される、排ガスタービンに開口する。
【００１６】
本発明の他の実施形態において、制御可能な弁が、排ガスタービンの上流で、バイパスラインが分岐するポイントの下流の第２の排気ラインに取り付けられる。第２の燃焼室群によって発生された排気ガス流が前記制御可能な弁によって排気ガス圧力及び／又は排気ガス温度の関数として要求に応じて排ガスタービン及び／又は少なくとも部分的にバイパスラインに偏向されることが可能である。制御可能な弁は、第２の排気ラインと排ガスタービンとの間の接続を完全に遮断することも可能である。
【００１７】
本発明の他の実施形態において、バイパスラインにつながる、制御可能な切換フラップが、排ガスターボチャージャの上流の第２の排気ライン内に取り付けられる。切換フラップは、内燃機関の動作モードに応じて、排気ガス流が排ガスタービンとバイパスラインとの間で低い損失で効率よく切り換えることを可能にする。
【００１８】
本発明の他の実施形態において、第１の排気ラインの上流で分岐し、排ガスタービンを迂回するウェストゲートラインは、作動可能なウェストゲート弁を備える。これにより、第１の燃焼室群によって発生された排気ガス流が排ガスタービンを通らないように少なくとも部分的に偏向することが可能となるので、過剰に速い流速、高い排気ガス圧力又は高い排気ガス温度により、排ガスタービンが過負荷になることが防止される。
【００１９】
本発明による方法は、第２の燃焼室群に供給される燃料が遮断された際に、第２の燃焼室群によって発生された排気ガスが事実上汚染物質が無いという事実を利用する。排気ガスはゆえに排ガス後処理ユニットを迂回できるようにバイパスラインを経由して完全に又は部分的に排出される。このことは、前記の主に比較的冷たい排気ガスが排ガス後処理ユニットに流入するのを防止し、その結果望ましくない冷却やそれに関連する効率の低下を防止する。
【００２０】
本発明によれば、第２の燃焼室群に供給される燃料の量がゼロより多い値まで低減される動作状態において、第２の燃焼室群から排出される排気ガスは全て、排ガス再循環ラインを経由して案内される。第２の燃焼室群内で発生された排気ガスは、ゆえに再燃焼され、さらに、排ガス後処理ユニットの高度の効率に必要な動作温度を維持しつつ、排ガス後処理ユニットに導入され、そこで浄化される。
【００２１】
方法の１つの実施形態において、バイパスライン内の制御可能な弁は、内燃機関の出力低減運転モードで開位置に調整され、さらに全出力運転モードで閉位置に調整される。このことは、前記第２の燃焼室群によって発生された排気ガスが第２の燃焼室群の出力低減運転モード中に排ガス再循環ラインを経由して第１及び／又は第２の燃焼室群内で再燃焼されることが可能となるが、全出力運転モードにおいて、排気ガスは排ガス後処理ユニットを経由して直接的に完全に排出される。
【００２２】
方法の他の実施形態において、切換フラップは、内燃機関の出力低減運転モードにおいてバイパスライン又は排ガス再循環ラインに開口する位置に調整され、さらに全出力運転モードにおいてバイパスラインを閉じる位置に調整される。このことは、第２の燃焼室群によって発生された排気ガスが全出力運転モードにおいて排ガス後処理ユニットに導入されることを保証する一方で、出力低減運転モードにおいては、第１及び／又は第２の燃焼室群に排ガスを再循環させる、及び／又は、排ガス後処理ユニットが迂回されるようにバイパスラインを経由して排ガスが排出されることを保証する。
【００２３】
本発明の他の利点や特徴は、請求項から、及び図を基に例示される好ましい代表的な実施形態の次の説明から得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は特に２つの燃焼室群２、３に分割される６つの燃焼室を有する直噴式ディーゼルエンジンとして具現化された内燃機関１を示す。第１の燃焼室群２の燃焼室は参照記号Ａ１〜Ａ３で示され、第２の燃焼室群３の燃焼室は参照記号Ｂ１〜Ｂ３で示される。両燃焼室群２及び３は、それぞれ個々の燃焼室に割り当てられ、それら自体が燃焼室群２及び３に対応する噴射器群４及び５を形成するように組み合わされる燃料噴射器（さらに詳細に例示されず）を備える。両噴射器群４及び５は、制御線１４ａ、１４ｂを介してエンジン制御ユニット１１によって作動される。制御線１４ａ、１４ｂは、噴射器群４及び５の各燃料噴射器がそれぞれ共通の制御線１４ａ、１４ｂを介して個別にアドレス指定されることを可能にするバスシステムとして具現化される。
【００２５】
燃料噴射器を介して導入される、燃料と共に、吸気ライン１７を経由して供給された、新気は、内燃機関１の燃焼室Ａ１〜Ｂ３内で圧縮され、燃焼する。燃焼室Ａ１〜Ｂ３内に発生する排気ガスは、第１の燃焼室群２に割り当てられる第１の排気集合管６によって、及び、第２の燃焼室群３に割り当てられる第２の排気集合管７によって、導かれる。排気集合管は、それぞれ排気マニホールドとして実現される。第１の排気集合管６と第２の排気集合管７のそれぞれは、ターボチャージャのコンプレッサ１５にドライブシャフト２１によって連結される排ガスターボチャージャの排ガスタービン８に開口している。コンプレッサ１５は、内燃機関１の周囲から新気を吸い込み、それを圧縮する。吸気ライン１７内に提供されたインタークーラ１３を通過した後、圧縮された新気は燃焼室Ａ１〜Ｂ３に供給される。
【００２６】
圧力制御管２２として示されるウェストゲートラインは、排ガスタービン８への入口上流の第１の排気集合管６に取り付けられ、ウェストゲート弁として示される圧力制御弁９によって閉じられることが可能である。圧力制御弁９は、制御線１４ｃ及び、例えば、電気式調整装置１６ｃによってエンジン制御ユニット１１により作動され、排気ガス集合管６に案内される排気ガス流の一部分が排ガスタービン８を通らずに排出されるようにする。圧力制御管２２は、排ガスコンバータ１０として具現化された排ガス後処理ユニットの上流の、排ガスタービン８から延び、導管２３に合流する。排ガスコンバータ１０は、ＳＣＲ方法による選択還元触媒用に設計され、とりわけ排ガス温度及び排ガス流量率によって決まる効率を有する。本発明の実施形態においては図示されないが、排ガスコンバータは、ＰＭフィルタを有しても良い。
【００２７】
排気管１８として示された、バイパスラインは、排ガスタービン８の上流の第２の燃焼室群３の排気集合管７から分岐し、その排気管１８は、スロットル弁１２によって開閉される。スロットル弁１２は、制御線１４ｄを経由してエンジン制御ユニット１１により制御され、例えば、電気式調整装置１６ｄによって作動し、排ガスコンバータ１０の下流の、前記排ガスコンバータ１０から延びる排気テール管２４に開口する排気管１８を通る排気ガス流量に影響するように働く。スロットル弁１２は、排ガスターボチャージャやターボブレーキなどに使われる、環状スライド弁で実現するのが好ましい。
【００２８】
排ガスコンバータ１０の効率、ゆえに残留汚染含有物やすす含有物に関し処理される排気ガスの度合いは、実質的に排ガスコンバータ１０内の温度によって決まる。前記温度は、それ自体、排ガスコンバータ１０内を流れる排気ガスの温度、圧力及び流量及び排ガスコンバータ１０の流動抵抗で決まる。排ガスコンバータ１０の有利な動作状態は、排気ガスが高温度及び低流量で排ガスコンバータ１０に流入する場合に得られる。この排気ガス温度、排気ガス圧力及び排気ガス流量は、内燃機関１の負荷状態によって決まる。
【００２９】
それでもなお、このような動作状況において排ガスコンバータ１０内での有利な排ガス後処理を実現するために、第２の燃焼室群３への燃料供給は、適切であればゼロまで低減されるので、後者の場合、全負荷が第１の燃焼室群２によって提供されることになる。このことが、吸気ライン１７内で起こり、スロットルフラップ（図示せず）によって決定されるスロットル損失を低減するので、内燃機関は、利用できる燃料の利用に関し高い効率で運転される。さらに、第１の燃焼室群２によって発生された排気ガスは、高い温度を有する。その結果、第１の燃焼室群２から第１の排気集合管６及び排ガスタービン８を経由して排ガスコンバータ１０に流入する排気ガスは、内燃機関１の低負荷状態にも関わらず、排ガス後処理に有利な高温状態にある。
【００３０】
必要に応じて、低減された燃料で又は燃料を遮断して第２の燃焼室群３によって発生された排気ガスは、排ガスタービン８の排ガス集合管７を経由して排ガスコンバータ１０に案内されるか、又はエンジン制御ユニット１１によって作動制御されるスロットル弁１２により排ガスコンバータ１０を通らずに、排気管１８経由で排気テール管２４に少なくとも部分的に排出されるが、選択される。排ガスコンバータ１０への第２の燃焼室群３の排気ガスの供給は、排ガスコンバータ１０内の圧力及び温度条件、及び内燃機関１のそれぞれの動作状態に応じて制御される。ここでは、スロットル弁１２は、特に第２の排気集合管７内で発生される圧力レベルが、第１の排気集合管６内の圧力レベルと実質的に同一となるように設定される。このことは、第２の燃焼室群３からの排気ガス流の主要部分が排ガスタービン８に、さらにそこから排ガスコンバータ１０に導入されることを可能にする。
【００３１】
スロットル弁１２の調整は特に、第１及び第２の排気集合管６及び７に取り付けられ、エンジン制御ユニット１１にセンサ信号を出力する排気ガス圧力センサ（図示せず）を基にして実行される。スロットル弁１２の最大スループット断面は特に、排気集合管６及び７の出口断面よりも小さくなるような寸法にされるので、スロットル弁が完全に開であっても、排気ガスが第１の燃焼室群２から排気管１８に事実上溢れて流入しないようにすることが可能である。１つの最小限の解決法は、接続及び切断ができ、アイドル状態においてだけ接続される弁断面とすることである。閉状態において、スロットル弁１２は、排気管１８を排気集合管７から気密的に分離する。エンジン１の部分的停止状態において、スロットル弁１２は、動的圧力が排気管１８内に留まるように開かれ、その動的圧力は少なくとも第１の燃焼室群２の排気ガス圧力よりも僅かに高い。排ガスコンバータ１０内の排気ガス温度は、必要なら、より集中的な圧力増加によって上昇される。
【００３２】
スロットル弁１２は、圧力制御弁９として従来形の給気圧力により作動する弁として実現される場合には、圧力制御弁９から独立して作動される。圧力制御弁９も低負荷範囲で開である場合、スロットル弁１２及び圧力制御弁９は、エンジン制御ユニット１１によって協調的に有利に作動される。
【００３３】
例示されないが、図１の実施形態と同一である本発明の実施形態において、スロットル弁１２の位置は、他のエンジン制御目的のためにも測定される、吸気管圧力、エンジン速度及び内燃機関１の負荷状態のようなパラメータに基づいて調整される。この目的で、対応特性線図がエンジン制御ユニット１１内に記憶される。内燃機関１に大きな負荷が生じた場合、スロットル弁１２は閉じられ、さらに全ての燃焼室Ａ１〜Ｂ３に燃料が均等に供給される。
【００３４】
図２に示された本発明による実施形態は、図１の例の変形であり、そこではスロットル弁１２は、第１の調整弁１９及び第２の調整弁２０で置き換えられ、それらの弁は両方共に第２の排気集合管７内に提供される。他には、明確化のために、ここや図３及び４の他の変形において同一又は機能的に同等の要素に対しては同参照記号を使用し、この点において、図１に関する上記説明を参照できる。
【００３５】
２つの調整弁１９、２０は、排ガスタービン８の方向及び／又は排気管１８の方向に第２の燃焼室群３から排出される排気ガスの制御又は調整された排出を可能にする。この目的で、２つの調整弁１９、２０は制御線１４ｅ、１４ｆによってエンジン制御ユニット１１に接続され、内燃機関１の動作状態に応じて電気式調整装置１６ｅ、１６ｆによって作動される。第２の燃焼室群３に燃料が供給された際に、排気ガス流は、排ガスタービン８及び下流に接続される排ガスコンバータ１０を経由して排出される。第２の燃焼室群３への燃料供給が部分的又は完全に遮断された際には、第２の燃焼室群３からの排気ガス流は、第２の排気集合管７及び開状態の第２の調整弁２０を経由して排気管１８に、ゆえに、排ガスコンバータ１０の下流の、排気テール管２４に導入される。この目的で、エンジン制御ユニット１１による第２の噴射器群５への燃料供給の遮断又は低減と同時に、調整弁１９及び２０は、第２の燃焼室群３からの排気ガスが排気管１８に導入されるように作動される。例示されない実施形態において、調整弁１９、２０は、独立フラップ弁又はスライド弁としても具現化できる。
【００３６】
図３に例示された本発明の実施形態において、切換フラップ２５は、図１のスロットル弁１２と置き換わり、第２の燃焼室群３からの排気ガス流が特に簡単に排ガスタービン８への供給と排気ガス管１８を経由しての排出との間で切り換えられるようにする。切換フラップ２５は、制御線１４ｇを経由してエンジン制御ユニット１１によって作動される。
【００３７】
図４に示された本発明の実施形態において、排ガス再循環ライン２６は、図１〜３の、排ガスコンバータを迂回する、バイパスライン１８の代わりに第２の排気ガス集合管７から延び、その排ガス再循環ライン２６に調整弁２０ａが提供される。再循環ライン２６は、第２の燃焼室群３に割り当てられる吸気ライン部分２８ｂに開口する。図２の例におけるように、調整弁１９は、排ガスタービン８に通じる第２の排気集合管７内に配置される。調整弁２７は、第１の燃焼室群２に割り当てられる吸気ライン部分２８ａと吸気部分２８ｂとの間に提供され、その作動弁２７は、内燃機関１の動作状態により吸気ライン部分２８ａ、２８ｂ間の接続を開くか又は閉じることができる。このことは、第２の燃焼室群３からの排気ガス流が第２の燃焼室群３に、さらに任意に第１の燃焼室群２にも、燃料供給が遮断されるか又は第１の燃焼室群２と比べて低減される動作状態中に再循環されることを可能にする。第２の燃焼室群３からの排気ガス流はまた、第２の燃焼室群３、排ガス集合管７、再循環ライン２６及び吸気ライン部分２８ｂを含む閉回路内を、要望どおり、少なくとも時々循環できる。このことは、第２の燃焼室群３からの排気ガス流が回路のまわりに単にポンプ供給されるだけであるので、給気交換損失を低減する。
【００３８】
２つの吸気ライン部分２８ａ、２８ｂ間の接続が開であると、第２の燃焼室群３によって発生され、再循環された排気ガスがコンプレッサ１５によって提供された新気流と共に混合されることが可能となる。このことは、内燃機関１の負荷の増加の際に第２の燃焼室群３によって発生された排気ガスが、正規の燃焼過程で供給され、排ガスコンバータ１０によって対応的に後処理されることを確実にする。
【００３９】
圧力センサー２９は吸気ライン部分２８ａ内に提供され、その圧力センサー２９によって調整装置１６ｃはまた、コンプレッサ１５の供給圧力の関数として圧力制御弁９を作動する。このことは、コンプレッサの供給圧力を過度に高くならないようにできる。
【００４０】
例示されない本発明の実施形態において、再循環ライン２６と吸気ライン部分２８ｂとの間の恒久的な接続により、調整弁２０を省くことが出来る。このことは、第２の燃焼室群３の燃料低減運転を特に容易に提供できるようにする。ここで発生された排気ガス流は、再循環ライン２６を経由して吸気ライン部分２８ａ、２８ｂに再循環され、新たな燃焼用に第１及び第２の燃焼室群２、３で利用できるようになる。
【００４１】
例示されない他の簡素化された実施形態において、全ての以前に記載の実施形態はまた、圧力制御弁９を用いずに、さらに前記圧力制御弁９によって作動される圧力制御管２２を用いずに設計できる。
【００４２】
例示されない本発明の他の実施形態において、複数の排ガスターボチャージャが提供され、異なる燃焼室群の排気集合管のそれぞれが独立排ガスタービンを備える。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】排ガスターボチャージャ、排ガス後処理ユニット及びスロットル弁付きバイパスラインを有する内燃機関の概略図である。
【図２】排ガスターボチャージャ、排ガス後処理ユニット、バイパスラインの及び調整弁を有する内燃機関の概略図である。
【図３】排ガスターボチャージャ、排ガス後処理ユニット及び切換フラップ付きバイパスラインを有する内燃機関の概略図である。
【図４】排ガスターボチャージャ、排ガス後処理ユニット及び切換可能な排ガス再循環を有する内燃機関の概略図である。
【図１】
2008505281.tif 000003
【図２】
2008505281.tif 000004
【図３】
2008505281.tif 000005
【図４】
2008505281.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成18年1月31日(2006.1.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ１つ以上の燃焼室（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）からなる第１の群（２）と第２の群（３）を有し、前記第１の群の１つ以上の燃焼室（Ａ１、Ａ２、Ａ３）には前記第２の群の１つ以上の燃焼室（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）と独立に燃料が供給でき、
前記第１の燃焼室群から延びる第１の排気ライン（６）と、前記第２の燃焼室群から延びる第２の排気ライン（７）と、入口側において前記第１及び第２の排気ラインに接続される少なくとも１つの排気ガス後処理ユニット（１０）と、前記排ガス後処理ユニット（１０）を迂回するための、前記第２の排気ライン（７）から延びるバイパスライン（１８）を含む排気システム、を有する内燃機関において、
前記内燃機関の出力低減運転モードにおいて前記第１の燃焼室群と比較して少ない燃料を前記第２の燃焼室群に供給するように制御する、制御ユニット（１１）を設けたこと特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記第２の排気ライン（７）から延びるか、又は前記排ガス後処理ユニット（１０）を迂回するために前記第２の排気ラインから延びる前記バイパスライン（１８）から延びる、制御可能な弁を有する排ガス再循環ライン（２６）を設けたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記バイパスライン内に、制御可能な弁（１２、２０、２５）を設けたことを特徴とする請求項１あるいは２に記載の内燃機関。
【請求項４】
それぞれ１つ以上の燃焼室（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）からなる第１の群（２）と第２の群（３）を有し、前記第１の群の１つ以上の燃焼室（Ａ１、Ａ２、Ａ３）には前記第２の群の１つ以上の燃焼室（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）と独立に燃料が供給でき、
前記第１の燃焼室群から延びる第１の排気ライン（６）と、前記第２の燃焼室群から延びる第２の排気ライン（７）と、入口側において前記第１及び第２の排気ラインに接続される少なくとも１つの排気ガス後処理ユニット（１０）とを含む排気システム、を有する内燃機関において、
前記第２の排気ライン（７）から分岐するか、又は、前記排ガス後処理ユニット（１０）を迂回するために前記第２の排気ラインから延びる前記バイパスライン（１８）から分岐する、制御可能な弁を有する排ガス再循環ライン（２６）を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関。
【請求項５】
少なくとも１つの排ガスターボチャージャ（８）が設けられ、その排ガスタービンの入り口が前記第１及び第２の排気ラインに接続されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記第２の排気ライン内の、前記バイパスラインが開口するポイントの下流及び前記排ガスタービンの上流に、制御可能な弁（１９）を設けたことを特徴とする請求項５に記載の内燃機関。
【請求項７】
前記バイパスラインがそれから延びる、制御可能な切換フラップ（２５）が前記排ガスタービンの上流の前記第２の排気ライン内に設けられることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関。
【請求項８】
前記第１の排気ラインの上流から分岐し、前記排ガスタービンを迂回するウェストゲートライン（２２）を設け、該ウェストゲートライン（２２）に作動可能なウェストゲート弁（９）を設けたことを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の内燃機関。
【請求項９】
出力低減運転モードにおいて、前記第２の燃焼室群（３）に供給される燃料の量が、前記第１の燃焼室群（２）と比べて低減される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の特徴を有する内燃機関の運転方法において、
前記第２の燃焼室群に供給される燃料の量が遮断される運転時において、前記第２の燃焼室群から排出される排気ガスが、前記バイパスライン（１８）を経由して少なくとも部分的に放出され、
前記第２の燃焼室群に供給される燃料の量がゼロ近くまで減量される運転時において、前記第２の燃焼室群から排出される排気ガスが、前記排ガス再循環ラインに全て案内されることを特徴とする内燃機関の運転方法。
【請求項１０】
前記バイパスライン内の前記制御可能な弁が、前記内燃機関の出力低減運転モードにおいて開位置に調整され、全出力運転モードにおいて閉位置に調整されることを特徴とする請求項９に記載の運転方法。
【請求項１１】
前記切換フラップが、前記内燃機関の出力低減運転モードにおいて前記バイパスライン又は前記排ガス再循環ラインに対し開となる位置に調整され、全出力運転モードにおいて前記バイパスラインを閉じる位置に調整されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の運転方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
特許文献６は、内燃機関の排気システム内の触媒コンバータ温度を制御する装置について説明する。排気システムは、エンジンに比較的近い比較的小さい予備触媒コンバータ及び触媒主要又は担持触媒コンバータを含む。予備触媒コンバータは、主要触媒コンバータの上流で再び排気ライン分岐と合流するバイパスラインを経由して排気ガスが迂回できる排気ライン分岐内に配置される。
特許文献７は、排ガス後処理ユニットを迂回するための調整可能なバイパスラインを備えた２つのシリンダバンクを有するＶ型エンジンの排ガスシステムについて説明する。
２つの群のシリンダが互いに独立した排気ラインを有する内燃機関は、特許文献８に記載されている。排ガス後処理ユニットは排気システム内に配置される。両排気ラインからの排気ガスは排ガス後処理ユニットを迂回するためにバイパスラインに分岐される。
特許文献９は、それぞれ１つ以上の燃焼室からなる少なくとも１つの第１の群及び少なくとも１つの第２の群を有し、ここでは第１の群の燃焼室には第２の群の燃焼室と独立に燃料を供給でき、第１の燃焼室群から延びる第１の排気ライン及び第２の燃焼室群から延びる第２の排気ラインを有する排気システムを有し、さらに入口側において第１及び第２の排気ラインに接続される少なくとも１つの排ガス後処理ユニットを有する、内燃機関について説明する。第２の排気ラインから延びるバイパスラインは、排ガス後処理ユニットの迂回用に提供される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【特許文献１】独国特許発明第３０  ０７  ３７０  Ｃ２号明細書
【特許文献２】独国特許発明第３０  １７  ４６８  Ｃ２号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第３０  ３６  ５０８  Ａ１号明細書
【特許文献４】独国特許発明第１９５  ００  ７６１  Ｃ２明細書
【特許文献５】独国特許発明第１９５  ２９  ８３５  Ａ１号明細書
【特許文献６】独国特許出願公開第４４  １２  ７４２  Ａ１号明細書
【特許文献７】米国特許第４，２８７，７１６  Ａ１号明細書
【特許文献８】米国特許第４，１０７，９２１  Ａ１号明細書
【特許文献９】特開昭５９−００７７４７−Ａ号公報
【手続補正書】
【提出日】平成19年3月6日(2007.3.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ１つ以上の燃焼室（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）からなる第１の群（２）と第２の群（３）を有し、前記第１の群の１つ以上の燃焼室（Ａ１、Ａ２、Ａ３）には前記第２の群の１つ以上の燃焼室（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）と独立に燃料が供給でき、
前記第１の燃焼室群から延びる第１の排気ライン（６）と、前記第２の燃焼室群から延びる第２の排気ライン（７）と、入口側において前記第１及び第２の排気ラインに接続される少なくとも１つの排気ガス後処理ユニット（１０）と、前記排ガス後処理ユニット（１０）を迂回するための、前記第２の排気ライン（７）から延びるバイパスライン（１８）を含む排気システム、を有する内燃機関において、
前記内燃機関の出力低減運転モードにおいて前記第１の燃焼室群と比較して少ない燃料を前記第２の燃焼室群に供給して燃焼させるように制御する制御ユニット（１１）を設けたこと特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記第２の排気ライン（７）から延びるか、又は前記排ガス後処理ユニット（１０）を迂回するために前記第２の排気ラインから延びる前記バイパスライン（１８）から延びる、制御可能な弁を有する排ガス再循環ライン（２６）を設けたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記バイパスライン内に、制御可能な弁（１２、２０、２５）を設けたことを特徴とする請求項１あるいは２に記載の内燃機関。
【請求項４】
それぞれ１つ以上の燃焼室（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）からなる第１の群（２）と第２の群（３）を有し、前記第１の群の１つ以上の燃焼室（Ａ１、Ａ２、Ａ３）には前記第２の群の１つ以上の燃焼室（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）と独立に燃料が供給でき、
前記第１の燃焼室群から延びる第１の排気ライン（６）と、前記第２の燃焼室群から延びる第２の排気ライン（７）と、入口側において前記第１及び第２の排気ラインに接続される少なくとも１つの排気ガス後処理ユニット（１０）とを含む排気システム、を有する内燃機関において、
前記第２の排気ライン（７）から分岐するか、又は、前記排ガス後処理ユニット（１０）を迂回するために前記第２の排気ラインから延びる前記バイパスライン（１８）から分岐する、制御可能な弁を有する排ガス再循環ライン（２６）を設け、制御ユニット（１１）が前記内燃機関の出力低減運転モードにおいて前記第１の燃焼室群と比較して少ない燃料を前記第２の燃焼室群に供給して燃焼させるように制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関。
【請求項５】
少なくとも１つの排ガスターボチャージャ（８）が設けられ、その排ガスタービンの入り口が前記第１及び第２の排気ラインに接続されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記第２の排気ライン内の、前記バイパスラインが開口するポイントの下流及び前記排ガスタービンの上流に、制御可能な弁（１９）を設けたことを特徴とする請求項５に記載の内燃機関。
【請求項７】
前記バイパスラインがそれから延びる、制御可能な切換フラップ（２５）が前記排ガスタービンの上流の前記第２の排気ライン内に設けられることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関。
【請求項８】
前記第１の排気ラインの上流から分岐し、前記排ガスタービンを迂回するウェストゲートライン（２２）を設け、該ウェストゲートライン（２２）に作動可能なウェストゲート弁（９）を設けたことを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の内燃機関。
【請求項９】
出力低減運転モードにおいて、前記第２の燃焼室群（３）に供給される燃料の量が、前記第１の燃焼室群（２）と比べて低減される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の特徴を有する内燃機関の運転方法において、
前記第２の燃焼室群に供給される燃料の量がゼロ近くまで減量される運転時において、前記第２の燃焼室群から排出される排気ガスが、前記排ガス再循環ラインに全て案内されることを特徴とする内燃機関の運転方法。
【請求項１０】
前記バイパスライン内の前記制御可能な弁が、前記内燃機関の出力低減運転モードにおいて開位置に調整され、全出力運転モードにおいて閉位置に調整されることを特徴とする請求項９に記載の運転方法。
【請求項１１】
前記切換フラップが、前記内燃機関の出力低減運転モードにおいて前記バイパスライン又は前記排ガス再循環ラインに対し開となる位置に調整され、全出力運転モードにおいて前記バイパスラインを閉じる位置に調整されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の運転方法。

【国際調査報告】
2008505281.tif 000007
2008505281.tif 000008
2008505281.tif 000009
2008505281.tif 000010
2008505281.tif 000011
2008505281.tif 000012