(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上死点と下死点との間で往復運動をするピストンが内部にあるシリンダを少なくとも一つ有する内燃機関の始動を容易にする方法であって、前記内燃機関の始動時に、
空気または混合気が、前記下死点に向かう前記ピストンの運動によって開かれた吸気弁を介して吸気ラインから吸い込まれ、
前記ピストンが前記下死点を通過して前記上死点に向かって動き始めると、吸い込まれた前記空気または混合気が前記吸気ラインを通して前記シリンダから排出され、その後に、前記吸気弁を閉じると共に前記吸気ライン内に配置された制御要素が前記吸気ラインを閉じることにより、吸い込まれた空気または混合気が低い有効圧縮で圧縮されることを特徴とする内燃機関の始動方法。
【請求項２】
上死点と下死点との間で往復運動をするピストンが内部にあるシリンダを少なくとも一つ有する内燃機関の始動を容易にする方法であって、
前記内燃機関の始動時に、
吸気ライン内に配置される制御要素および吸気弁を開くことにより吸気ラインから空気または混合気が吸い込まれ、
その後、前記ピストンが前記下死点を通過する前に前記制御要素を閉じることにより、吸い込まれた空気または混合気が低い有効圧縮で圧縮され、前記内燃機関が始動されることを特徴とする内燃機関の始動方法。
【請求項３】
前記吸気ラインから前記シリンダに通じる吸気ポートが複数に分岐され、前記制御要素は該各吸気ポートに別個に設けられることにより、前記吸気ポートは閉じられることを特徴とする、請求項１あるいは２に記載の方法。
【請求項４】
前記制御要素は、前記シリンダに配置された吸気弁の近傍に設けられた、自由に作動可能なフラップであることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
スタータジェネレータコンビネーションが、少なくとも一つの前記ピストンを駆動するために使用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方法。
【請求項６】
前記吸気ラインの閉鎖が、前記内燃機関が所定の始動後の回転数に達するのに十分な数の前記ピストンの作動サイクルの間だけ実行され、その後に前記内燃機関の運転が完全圧縮による運転に切り替えられることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記内燃機関が始動された後に、該内燃機関の運転が低絞り負荷制御の運転に切り替えられることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
上死点と下死点との間で往復運動をするピストンが内部にあるシリンダを少なくとも一つ有する内燃機関の運転方法であって、
該内燃機関が停止されるときに、
空気または混合気が、前記下死点に向かう前記ピストンの運動によって開かれた吸気弁を介して吸気ラインから吸い込まれ、
前記ピストンが前記下死点を通過する前に、吸気ラインに設けられた制御要素によって吸気ラインを閉じることにより、前記シリンダ内の有効圧縮を低くした状態で内燃機関を停止させることを特徴とする内燃機関の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、上死点と下死点との間で往復運動を行うピストンを有するシリンダを少なくとも一つ有する内燃機関の、より容易な始動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な方法は、従来技術から知られている。これに関して、特許文献１には、一例として、始動操作の間に予め定められた増加速度に増速され、点火の作動後所定の遅れで燃料の噴射が起こる内燃機関が開示されている。
【０００３】
内燃機関を始動するためにスタータジェネレータコンビネーションを使用することは、例えば、特許文献２より知られており、このコンビネーションを用いて、ベルト駆動型と一体型スタータジェネレータコンビネーションとして知られているものとを両方使用することが原理的に可能である。
【０００４】
特に最新の内燃機関において、この型の始動補助、特にベルト駆動型のスタータジェネレータコンビネーションは内燃機関を始動するために必要な駆動モーメントを作動させることがしばしばできないが、その理由として、このモーメントを得るために高い圧縮仕事が必要であることと、場合によっては発電機電流強度が十分でないことの二つが挙げられる。
【０００５】
内燃機関に導かれる吸気ライン内の付加的な制御要素も、特許文献３、４、および５より知られている。これらの文献は、特にこれらの内燃機関を運転する方法についても記載している。
【０００６】
【特許文献１】
独国特許出願公開  １９７  ０５  ８６５  Ａ１  明細書
【０００７】
【特許文献２】
独国特許出願公開  １９７  ０５  ６１０  Ａ１  明細書
【０００８】
【特許文献３】
独国特許出願公開  ３７  ３７  ８２４  Ａ１  明細書
【０００９】
【特許文献４】
独国特許出願公開  ４１  ４１  ４８２  Ａ１  明細書
【００１０】
【特許文献５】
独国特許出願公開  １９９  ０８  ４３５  Ａ１  明細書
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、信頼性があり、特に迅速な始動を簡単な手段で行うことができる、内燃機関の始動をより容易にする方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、この目的は請求項１に記載された特徴によって達成される。
【００１３】
その目的の他の解決法は、独立請求項２に記載された特徴によって明らかとなる。
【００１４】
第１の方法において、ピストンが上死点に向かって動いている間に空気または混合気がシリンダから排出されることが、シリンダの燃焼室内における有効圧縮をかなり低減し、これによって必要とされる圧縮仕事の減少をもたらし、その結果、最終的に内燃機関を始動するために必要とされるモーメントが低くなる。
【００１５】
本発明によれば、これは、例えばそれ自体は既知のカム軸調節器を使用した吸気弁の閉鎖時間が上死点に向かってかなりシフトされることにより非常に遅い位置にあり、あるいは、本発明によって吸気ラインの閉鎖が吸気ラインに設けた別個の制御要素によって行われるということによって達成される。
【００１６】
代替方法において、付加的なスイッチング素子が、ピストンが下死点に向かって動いている間に、即ち比較的早い段階において、吸気ラインを通る流入流れを遮断し、そのシリンダ内の空気または混合気が膨張することによりシリンダ内に存在する空気が比較的低質量となる。この膨張中に消費される仕事は、これに続く圧縮行程、即ち上死点に向かってピストンが動く間に再び回復され、ピストンのための機械エネルギーに転換される。
【００１７】
上述したシリンダ内での比較的少ない質量の空気は、第１の方法において既に記載されているように、燃焼室内での実際の圧縮を低レベルとし、その結果内燃機関を始動するために必要となる駆動モーメントが通常の始動操作よりも相当に低くなる。従って、本件においても、特に内燃機関を始動速度へ引き上げる必要性から、吸気ラインに制御要素を使用すると、内燃機関の始動を容易にすることが可能となる。
【００１８】
従って、記載された２つの方法を結びつける発明思想は、このようにして機関の始動を容易にするために内燃機関を始動する操作の間に、吸気ラインに配置されている制御要素を対応するシリンダ内で必要とされる圧縮仕事を低減するために使用することにある。
【００１９】
発明の有利な実施形態においては、シリンダとそのシリンダに通じる吸気ラインが複数あるところで、各吸気ラインが別々の制御要素によって閉じられることが可能である。このことは多シリンダ内燃機関において、それぞれの個別シリンダの分離作動を確実にし、その結果この場合でも機関の始動がより容易になる。
【００２０】
内燃機関を停止する方法は請求項８に記載されている。
【００２１】
発明の他の有利な構成と改良は、残りの従属請求項および図面を参照することで、以下に概説される例証的実施形態から明らかになろう。
【００２２】
図１および図２に線図的に描かれ且つ火花点火原理またはディーゼル原理で作動する内燃機関１は、本件において、その中にそれ自体既知の方法で配置されたピストン３を備えた４個のシリンダ２を有している。図２からわかるように、ピストン３は、それ自体既知の方法で、上死点ＴＤＣと下死点ＢＤＣとの間で、矢印Ａによって示される往復運動を行う。この目的のために、ピストン３はそれぞれの連接棒４を介してクランク軸５に連結され、これにスタータジェネレータコンビネーション６が連結されている。内燃機関１の構造は、これまでそれ自体知られているので、この点でこの構造の詳細についてはさらに論述しない。
【００２３】
本件において、各シリンダ２は２個の吸気弁７と２個の排気弁８が割り当てられているが、当然ながら、異なる数の吸気弁７と排気弁８を備えることは可能であろう。吸気弁７は、シリンダ２に関して吸気ライン９を開閉する目的で装備されている。同様に、排気弁８は、内燃機関１のシリンダ２からそれ自体既知の方法で導出する排気ライン１０を開閉するために使用される。吸気ライン９は複数の吸気ポート１１を有し、これらは個別のシリンダ２に通じている。当然、シリンダ２の数により、異なる数の吸気ポート１１を備えることも可能であろう。
【００２４】
本件において、制御要素１２は、個々のシリンダ２に通じる吸気ポート１１の各々に配置され、この制御要素は以下に説明されるように、内燃機関１の始動がより容易になるように作動される。しかしながら、もし適当であれば、吸気ライン９に制御要素１２を一つだけ設けるだけでも十分であろう。
【００２５】
内燃機関１を始動するために使用される第１の変形において、まず空気または混合気が、下死点ＢＤＣに向かってピストン３が動く結果として、吸気ライン９を通して吸い込まれる。ピストンが下死点ＢＤＣを通過して上死点ＴＤＣに向かって動いている後に、空気または混合気が吸気ライン９を通ってシリンダ２から排出される。シリンダ２から空気または混合気をこのように排出すると、シリンダ２内の有効圧縮が減少する。
【００２６】
上死点ＴＤＣに向かうピストン３の動きによる排出の間、吸気ライン９は比較的後で吸気弁７によって閉じられる。本件では、吸気弁７の近傍に配置された自由に制御できるフラップの形で構成された制御要素１２も、そのとき、吸気ライン９を閉じる。結果として、シリンダ２内で圧縮が始まる。有効圧縮が低いために、この目的に必要な圧縮仕事が低く、結果的にスタータジェネレータコンビネーション６を用いて内燃機関１を始動するために必要なモーメントが低くなる。このようにモーメントが低いために、比較的大きい能力または高レベルの圧縮を備えた内燃機関１に対してベルト駆動型スタータジェネレータコンビネーション６を使用することも可能である。
【００２７】
内燃機関１を始動する方法の第２の変形において、下死点ＢＤＣへ向かうピストン３が動く間に、制御要素１２が吸気ライン９を閉じ、その結果シリンダ２内の空気または混合気が膨張し、結果的にシリンダ２内には比較的小質量の空気が存在することになる。それがピストン３の機械エネルギーに変換されるとき、上述の膨張の間、仕事は消費され、そしてその後の圧縮行程、即ち上死点ＴＤＣに向かうピストン３が動く間にこの仕事が回復される。
【００２８】
この理由により、そして、ピストン３が下死点ＢＤＣを通過し、上死点ＴＤＣに向かってピストン３が動き始めた後で、吸い込まれていた空気または混合気の実際の圧縮が低いレベルにあることを考慮すると、内燃機関１を始動するのに必要な駆動モーメントがかなり低いので、内燃機関１を容易な条件で始動することが可能である。
【００２９】
上述の方法は、完全圧縮での運転モードへ続く内燃機関１の準備段階のみでも使用することができ、または内燃機関１の始動が完了した後に低絞り負荷制御での運転モードへ直ちに転換することもできる。
【００３０】
さらに、内燃機関１を停止するときに、特にディーゼルエンジンにおいて、シリンダ２内での有効圧縮を低くし、この方法においていわゆる停止異常振動を防止するためには、まず吸気ポート１１の制御要素１２を閉じることが有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による方法を実施するための内燃機関を示す。
【図２】  図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う内燃機関の断面図を示す。
【符号の説明】
１  内燃機関
２  シリンダ
３  ピストン
７  吸気弁
９  吸気ライン
１１  吸気ポート
１２  制御要素
【図１】
0003878572.tif 000002
【図２】
0003878572.tif 000003