JP 5068885 B2 2012.11.7(57)【特許請求の範囲】【請求項１】
クランクシャフト軸線の回りに回転可能なクランクシャフト、
圧縮シリンダー内に摺動可能に収容された圧縮ピストンであって、クランクシャフトの単一の回転の間に吸気ストローク及び圧縮ストロークを通して往復動すべく作用できるよ
うにクランクシャフトに作用的に連結された圧縮ピストン、
膨張シリンダー内に摺動可能に収容された膨張(動力)ピストンであって、クランクシャ
フトの単一の回転の間に膨張ストローク及び排気ストロークを通して往復動すべく作用できるようにクランクシャフトに作用的に連結された膨張ピストン、及び圧縮シリンダー及び膨張シリンダーを相互に連結する少なくとも２つのクロスオーバー

10通路であって、該少なくとも２つのクロスオーバー通路の各々が間に圧力チャンバーを画成するクロスオーバー圧縮(XovrC)バルブ及びクロスオーバー膨張(XovrE)バルブを含んでいるクロスオーバー通路、を備え、圧縮シリンダーは、空気充填物を吸気し、かつ前記充填物をクランクシャフトの単一の回転の間に少なくとも２つのクロスオーバー通路の全てよりも少ないが少なくとも１つに圧縮導入するように部分負荷時に作用可能であり、及び当該部分負荷時においては、クロスオーバー通路の利用される容積がクロスオーバー通路の全容積よりも少なくなるように、全数より少ないクロスオーバー通路が利用されることを特徴とするエンジン。
【請求項２】20

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膨張シリンダーは、クランクシャフトの単一の回転の間に少なくとも２つのクロスオー
バー通路の全てよりも少ないが少なくとも１つから流体を受け入れるように部分負荷時に作用可能であることを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
少なくとも２つの燃料インジェクターであって、各々が少なくとも２つのクロスオーバ
ー通路の各々に対応し、かつ対応するクロスオーバー通路の出口端部に燃料を加えるべく作用可能な燃料インジェクターをさらに備え、
クランクシャフトの単一の回転の間に少なくとも２つのクロスオーバー通路の全てよりも少ないが少なくとも１つの出口端部に燃料を加えるべく部分負荷時に作用可能なことを特徴とする請求項１に記載のエンジン。

10【請求項４】
少なくとも２つのクロスオーバー通路の１つの容積は、少なくとも２つのクロスオーバ
ー通路のもう１つの容積の４０から６０％の間であることを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
【請求項５】
圧縮シリンダー内の充填物の圧力は、圧縮ピストンがその下死点位置にあるときに、１気圧より小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
【請求項６】
クランクシャフト軸線の回りに回転可能なクランクシャフト、
圧縮シリンダー内に摺動可能に収容された圧縮ピストンであって、クランクシャフトの20

単一の回転の間に吸気ストローク及び圧縮ストロークを通して往復動すべく作用できるよ
うにクランクシャフトに作用的に連結された圧縮ピストン、
膨張シリンダー内に摺動可能に収容された膨張(動力)ピストンであって、クランクシャ
フトの単一の回転の間に膨張ストローク及び排気ストロークを通して往復動すべく作用できるようにクランクシャフトに作用的に連結された膨張ピストン、及び圧縮シリンダー及び膨張シリンダーを相互に連結する少なくとも２つのクロスオーバー通路であって、該少なくとも２つのクロスオーバー通路の各々が間に圧力チャンバーを画成するクロスオーバー圧縮(XovrC)バルブ及びクロスオーバー膨張(XovrE)バルブを含んでいるクロスオーバー通路、を備え、膨張シリンダーは、クランクシャフトの単一の回転の間に少なくとも２つのクロスオー

30

バー通路の全てよりも少ないが少なくとも１つから流体を受け入れるように部分負荷時に作用可能であり、及び当該部分負荷時において、クロスオーバー通路の利用される容積がクロスオーバー通路の全容積よりも少なくなるように、全数より少ないクロスオーバー通路が利用されることを特徴とするエンジン。
【請求項７】
圧縮シリンダーは、空気充填物を吸気し、かつ前記充填物をクランクシャフトの単一の回転の間に少なくとも２つのクロスオーバー通路の全てよりも少ないが少なくとも１つに圧縮導入するように部分負荷時に作用可能であることを特徴とする請求項６に記載のエンジン。

40【請求項８】
少なくとも２つの燃料インジェクターであって、各々が少なくとも２つのクロスオーバ
ー通路の各々に対応し、かつ対応するクロスオーバー通路の出口端部に燃料を加えるべく作用可能な燃料インジェクターをさらに備え、
クランクシャフトの単一の回転の間に少なくとも２つのクロスオーバー通路の全てよりも少ないが少なくとも１つの出口端部に燃料を加えるべく部分負荷時に作用可能なことを特徴とする請求項６に記載のエンジン。
【請求項９】
少なくとも２つのクロスオーバー通路の１つの容積は、少なくとも２つのクロスオーバ
ー通路の第２のもう１つの容積の４０から６０％の間であることを特徴とする請求項６に

50

(3)

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記載のエンジン。
【請求項１０】圧縮シリンダー内の充填物の圧力は、圧縮ピストンがその下死点位置にあるときに、１気圧より小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項６に記載のエンジン。
【請求項１１】
クランクシャフト軸線の回りに回転可能なクランクシャフト、
圧縮シリンダー内に摺動可能に収容された圧縮ピストンであって、クランクシャフトの単一の回転の間に吸気ストローク及び圧縮ストロークを通して往復動すべく作用できるよ
うにクランクシャフトに作用的に連結された圧縮ピストン、
膨張シリンダー内に摺動可能に収容された膨張(動力)ピストンであって、クランクシャ

10

フトの単一の回転の間に膨張ストローク及び排気ストロークを通して往復動すべく作用できるようにクランクシャフトに作用的に連結された膨張ピストン、
圧縮シリンダー及び膨張シリンダーを相互に連結する少なくとも２つのクロスオーバー通路であって、該少なくとも２つのクロスオーバー通路の各々が間に圧力チャンバーを画成するクロスオーバー圧縮(XovrC)バルブ及びクロスオーバー膨張(XovrE)バルブを含んでいるクロスオーバー通路、及び少なくとも２つの燃料インジェクターであって、各々が少なくとも２つのクロスオーバ
ー通路の各々に対応し、かつ対応するクロスオーバー通路の出口端部に燃料を加えるべく作用可能な燃料インジェクターを備え、クランクシャフトの単一の回転の間に少なくとも２つのクロスオーバー通路の全てより20も少ないが少なくとも１つの出口端部に燃料を加えるべく部分負荷時に作用可能であり、及び当該部分負荷時において、クロスオーバー通路の利用される容積がクロスオーバー通路の全容積よりも少なくなるように、全数より少ないクロスオーバー通路が利用されることを特徴とするエンジン。
【請求項１２】圧縮シリンダーは、空気充填物を吸気し、かつ前記充填物をクランクシャフトの単一の回転の間に少なくとも２つのクロスオーバー通路の全てよりも少ないが少なくとも１つに圧縮導入するように部分負荷時に作用可能であることを特徴とする請求項１１に記載のエ
ンジン。

30

【請求項１３】膨張シリンダーは、クランクシャフトの単一の回転の間に少なくとも２つのクロスオー
バー通路の全てよりも少ないが少なくとも１つから流体を受け入れるように部分負荷時に作用可能であることを特徴とする請求項１１に記載のエンジン。
【請求項１４】
少なくとも２つのクロスオーバー通路の１つの容積は、少なくとも２つのクロスオーバ
ー通路のもう１つの容積の４０から６０％の間であることを特徴とする請求項１１に記載のエンジン。
【請求項１５】圧縮シリンダー内の充填物の圧力は、圧縮ピストンがその下死点位置にあるときに、１40気圧より小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項１１に記載のエンジン。
【請求項１６】
エンジンを部分負荷で制御する方法であって、該エンジンは、クランクシャフト軸線の回りに回転可能なクランクシャフト、圧縮シリンダー内に摺動可能に収容された圧縮ピストンであって、クランクシャフトの単一の回転の間に吸気ストローク及び圧縮ストローク
を通して往復動すべく作用できるようにクランクシャフトに作用的に連結された圧縮ピス
トン、膨張シリンダー内に摺動可能に収容された膨張(動力)ピストンであって、クランクシャフトの単一の回転の間に膨張ストローク及び排気ストロークを通して往復動すべく作用できるようにクランクシャフトに作用的に連結された膨張ピストン、及び圧縮シリンダ

50

(4)

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ー及び膨張シリンダーを相互に連結する少なくとも２つのクロスオーバー通路であって、該少なくとも２つのクロスオーバー通路の各々が間に圧力チャンバーを画成するクロスオ
ーバー圧縮(XovrC)バルブ及びクロスオーバー膨張(XovrE)バルブを含んでいるクロスオー
バー通路、を含み、部分負荷時において、クロスオーバー通路の利用される容積がクロス
オーバー通路の全容積よりも少なくなるように、全数より少ないクロスオーバー通路が利用され、クランクシャフトの単一の回転の間にクロスオーバー圧縮(XorvC)バルブの全てより少ないが少なくとも１つを作動させることを備えることを特徴とする方法。
【請求項１７】エンジンの負荷及び速度の少なくとも１つに基づいて、いずれのクロスオーバー圧縮(X10ovrC)バルブを作動させるかを決定することをさらに備えることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】クランクシャフトの単一の回転の間にクロスオーバー膨張(XovrE)バルブの全てより少ないが少なくとも１つを作動させることをさらに備えることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】エンジンの負荷及び速度の少なくとも１つに基づいて、いずれのクロスオーバー膨張(XovrE)バルブを作動させるかを決定することをさらに備えることを特徴とする請求項１８に記載の方法。

20【請求項２０】
当該エンジンは、少なくとも２つの燃料インジェクターであって、各々が少なくとも２つのクロスオーバー通路の各々に対応し、かつ対応するクロスオーバー通路の出口端部に燃料を加えるべく作用可能な燃料インジェクターをさらに備え、
クランクシャフトの単一の回転の間にクロスオーバー通路の全てより少ないが少なくとも１つの出口端部に燃料を加えることをさらに備えることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】エンジンの負荷及び速度の少なくとも１つに基づいて、燃料を加えるのにいずれの燃料
インジェクターを用いるかを決定することをさらに備えることを特徴とする請求項２０に30

記載の方法。
【請求項２２】
少なくとも２つのクロスオーバー通路の１つの容積は、少なくとも２つのクロスオーバ
ー通路のもう１つの容積の４０から６０％の間であることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】圧縮シリンダー内の充填物の圧力は、圧縮ピストンがその下死点位置にあるときに、１気圧より小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２４】エンジンを部分負荷で制御する方法であって、該エンジンは、クランクシャフト軸線の40回りに回転可能なクランクシャフト、圧縮シリンダー内に摺動可能に収容された圧縮ピストンであって、クランクシャフトの単一の回転の間に吸気ストローク及び圧縮ストローク
を通して往復動すべく作用できるようにクランクシャフトに作用的に連結された圧縮ピス
トン、膨張シリンダー内に摺動可能に収容された膨張(動力)ピストンであって、クランクシャフトの単一の回転の間に膨張ストローク及び排気ストロークを通して往復動すべく作用できるようにクランクシャフトに作用的に連結された膨張ピストン、及び圧縮シリンダ
ー及び膨張シリンダーを相互に連結する少なくとも２つのクロスオーバー通路であって、該少なくとも２つのクロスオーバー通路の各々が間に圧力チャンバーを画成するクロスオ
ーバー圧縮(XovrC)バルブ及びクロスオーバー膨張(XovrE)バルブを含んでいるクロスオー
バー通路、を含み、部分負荷時において、クロスオーバー通路の利用される容積がクロス

50

(5)

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オーバー通路の全容積よりも少なくなるように、全数より少ないクロスオーバー通路が利用され、該方法は、
クランクシャフトの単一の回転の間にクロスオーバー膨張(XovrE)バルブの全てより少ないが少なくとも１つを作動させることを備えることを特徴とする方法。
【請求項２５】エンジンの負荷及び速度の少なくとも１つに基づいて、いずれのクロスオーバー膨張(XovrE)バルブを作動させるかを決定することをさらに備えることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
クランクシャフトの単一の回転の間にクロスオーバー圧縮(XovrC)バルブの全てより少10ないが少なくとも１つを作動させることをさらに備えることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】エンジンの負荷及び速度の少なくとも１つに基づいて、いずれのクロスオーバー圧縮(XovrC)バルブを作動させるかを決定することをさらに備えることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
当該エンジンは、少なくとも２つの燃料インジェクターであって、各々が少なくとも２つのクロスオーバー通路の各々に対応し、かつ対応するクロスオーバー通路の出口端部に燃料を加えるべく作用可能な燃料インジェクターをさらに備え、

20

クランクシャフトの単一の回転の間にクロスオーバー通路の全てより少ないが少なくとも１つの出口端部に燃料を加えることをさらに備えることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】エンジンの負荷及び速度の少なくとも１つに基づいて、燃料を加えるのにいずれの燃料
インジェクターを用いるかを決定することをさらに備えることを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
少なくとも２つのクロスオーバー通路の１つの容積は、少なくとも２つのクロスオーバ
ー通路のもう１つの容積の４０から６０％の間であることを特徴とする請求項２４に記載

30

の方法。
【請求項３１】
圧縮シリンダー内の充填物の圧力は、圧縮ピストンがその下死点位置にあるときに、１気圧より小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項３２】エンジンを部分負荷で制御する方法であって、該エンジンは、クランクシャフト軸線の回りに回転可能なクランクシャフト、圧縮シリンダー内に摺動可能に収容された圧縮ピストンであって、クランクシャフトの単一の回転の間に吸気ストローク及び圧縮ストローク
を通して往復動すべく作用できるようにクランクシャフトに作用的に連結された圧縮ピス
トン、膨張シリンダー内に摺動可能に収容された膨張(動力)ピストンであって、クランク

40

シャフトの単一の回転の間に膨張ストローク及び排気ストロークを通して往復動すべく作用できるようにクランクシャフトに作用的に連結された膨張ピストン、圧縮シリンダー及び膨張シリンダーを相互に連結する少なくとも２つのクロスオーバー通路であって、該少なくとも２つのクロスオーバー通路の各々が間に圧力チャンバーを画成するクロスオーバ
ー圧縮(XovrC)バルブ及びクロスオーバー膨張(XovrE)バルブを含んでいるクロスオーバー
通路、及び少なくとも２つの燃料インジェクターであって、各々が少なくとも２つのクロ
スオーバー通路の各々に対応し、かつ対応するクロスオーバー通路の出口端部に燃料を加えるべく作用可能な燃料インジェクターを備え、部分負荷時において、クロスオーバー通路の利用される容積がクロスオーバー通路の全容積よりも少なくなるように、全数より少ないクロスオーバー通路が利用され、該方法は、

50

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クランクシャフトの単一の回転の間にクロスオーバー通路の全てより少ないが少なくとも１つの出口端部に燃料を加えることを備えることを特徴とする方法。
【請求項３３】エンジンの負荷及び速度の少なくとも１つに基づいて、燃料を加えるのにいずれの燃料
インジェクターを用いるかを決定することをさらに備えることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
クランクシャフトの単一の回転の間にクロスオーバー圧縮(XovrC)バルブの全てより少ないが少なくとも１つを作動させることをさらに備えることを特徴とする請求項３２に記
載の方法。

10

【請求項３５】エンジンの負荷及び速度の少なくとも１つに基づいて、いずれのクロスオーバー圧縮(XovrC)バルブを作動させるかを決定することをさらに備えることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
クランクシャフトの単一の回転の間にクロスオーバー膨張(XovrE)バルブの全てより少ないが少なくとも１つを作動させることをさらに備えることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３７】エンジンの負荷及び速度の少なくとも１つに基づいて、いずれのクロスオーバー膨張(X20ovrE)バルブを作動させるかを決定することをさらに備えることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３８】
少なくとも２つのクロスオーバー通路の１つの容積は、少なくとも２つのクロスオーバ
ー通路のもう１つの容積の４０から６０％の間であることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３９】圧縮シリンダー内の充填物の圧力は、圧縮ピストンがその下死点位置にあるときに、１気圧より小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】

30【技術分野】【０００１】
本発明は、概して、部分負荷状態で作動している分割サイクルエンジンの効率を制御かつ最大にすることに関する。
【背景技術】【０００２】
明確化の目的のために、本出願で用いられるとき、用語「従来のエンジン」とは、周知のオットーサイクル又はディーゼルサイクルの全ての４つのストローク(すなわち、吸気、圧縮、膨張及び排気のストローク)が、エンジンのピストン/シリンダーの組み合わせの各々に包含されている内燃機関を意味している。各ストロークはクランクシャフトの半回

40

転(１８０度のクランク角(ＣＡ))を要し、そして、従来のエンジンの各シリンダーで全オ
ットーサイクルを完遂するにはクランクシャフトの完全な２回転(７２０度ＣＡ)が必要である。
【０００３】
また、明確化の目的のために、先行技術に開示されたエンジンに適用され、及び本出願に言及されるように、用語「分割サイクルエンジン」について、以下の定義が提供される。
【０００４】
分割サイクルエンジンは、一般に、
クランクシャフト軸線の回りに回転可能なクランクシャフト、

50

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圧縮シリンダー内に摺動可能に収容された圧縮ピストンであって、クランクシャフトの単一の回転の間に吸気ストローク及び圧縮ストロークを通して往復動すべく作用できるよ
うにクランクシャフトに作用的に連結された圧縮ピストン、
膨張シリンダー内に摺動可能に収容された膨張(動力)ピストンであって、クランクシャ
フトの単一の回転の間に膨張ストローク及び排気ストロークを通して往復動すべく作用できるようにクランクシャフトに作用的に連結された膨張ピストン、及び圧縮シリンダー及び膨張シリンダーを相互に連結するクロスオーバー通路であって、間に圧力チャンバーを画成するクロスオーバー圧縮(XovrC)バルブ及びクロスオーバー膨張(
XovrE)バルブを含むクロスオーバー通路、10を含んでいる。
【０００５】
分割サイクルエンジンは、従来のエンジンの隣接する２つのシリンダーを１つの圧縮シリンダー及び１つの膨張シリンダーの組み合わせに置き換えている。オットー又はディー
ゼルサイクルの４つのストロークは、圧縮シリンダーが吸気及び圧縮ストロークをもたらし、かつ、膨張シリンダーが膨張及び排気ストロークをもたらすように、２つシリンダーによって「分割」されている。したがって、オットー又はディーゼルサイクルは、クラン
クシャフトの１回転(３６０度ＣＡ)で１度、これらの２つのシリンダーによって完了される。
【０００６】
２００３年４月８日にCarmelo J. Scuderiに許可された特許文献１（Scuderi特許）及

20

び２００５年１０月１１日にDavid P. Branyon 他に許可された特許文献２(Branyon特許)
は、それぞれ、分割サイクル及び同様なタイプのエンジンの広範囲に亘る議論を含んでいる。加えて、特許文献１及び２は、さらなる開発から成る本発明のエンジンの先行バージョンの詳細を開示している。
【先行技術文献】【特許文献】【０００７】【特許文献１】米国特許第６、５４３，２２５号明細書【特許文献２】米国特許第６、９５２，９２３号明細書

分割サイクルエンジンは、典型的に、オットー又はディーゼルサイクルの全４つのストローク中にクロスオーバー通路内

30で高い最小圧力(典型的には、２０bar（＝１０５Pa)以上)に圧力を維持することに依存している。クロスオーバー通路内で最大の圧力レベルに維持することは、一般に、最高の効率レベルに帰することになる。
【０００８】
また、火花点火(すなわち、オットー)分割サイクルエンジンは、膨張シリンダー内に火
花点火の前に妥当な空気及び燃料の混合気を維持するのが好ましい。化学量論の空気/燃料混合気(燃料に対して凡そ１４.７倍の空気質量)が理想てきである。リッチ混合気(燃料に対して凡そ１４.７倍の空気質量より少ない)は、過剰の燃料を残し、効率を低下させる。リーン混合気(燃料に対して凡そ１４.７倍の空気質量より多い)は、触媒コンバーター(
不図示)が処理するのに多くの窒素酸化物(NOx)を発生し、受け入れられないレベルのNOx

40

エミッションを生じさせる。
【０００９】
先行技術の分割サイクルエンジンでは、１つ以上のクロスオーバー通路の各々のXovrC
バルブ、XovrEバルブ、及び燃料インジェクターが同調して作動する。換言すると、複数のクロスオーバー通路が存すれば、XovrCバルブは凡そ同時期に開閉し、XovrEバルブは凡
そ同時期に開閉し、及び燃料インジェクターは、そのそれぞれのクロスオーバー通路に凡
そ同じ量の燃料を凡そ同時期に噴射する。
【００１０】
火花点火(すなわち、オットー)分割サイクルエンジンは、圧縮シリンダーに入る空気質
量を変えることにより負荷を制御することができる。これは、絞り弁が用いられてもよい

50

(8)

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が、吸気バルブの可変バルブ作動を利用することによって行ってもよい。部分負荷状態では、圧縮シリンダーの吸気バルブは、圧縮ピストンがその下向きのストロークのとき(すなわち、圧縮ピストンがシリンダーヘッドから離れて動いているとき)、典型的には、閉じている。結果として、圧縮シリンダーは空気の全充填量を吸気しないことになる。換言すると、部分負荷状態の下では、圧縮ピストンがその下死点位置にあるとき、圧縮シリン
ダー内の圧力は、一般に、１気圧より低い。
【００１１】
圧縮シリンダーに入る空気の質量を変えて負荷を制御することは、火花点火(すなわち、オットー)分割サイクルエンジンが維持する妥当な空気及び燃料の混合気を膨張シリン
ダー内に維持するのを可能にする。しかしながら、このような方法で負荷を制御するのは10、悪影響を有する。先行技術の分割サイクルエンジンでは、圧縮シリンダー内で全充填量より少ない空気を圧縮することは１つ以上のクロスオーバー通路内の圧力を低下させることになる。というのも、全負荷において移動／圧縮されるのと同じ量の空気質量は１つ以上のクロスオーバー通路に移動／圧縮されないからである。もちろん、これはクロスオー
バー通路内で所望の最大圧力レベルを維持せず、かつ、分割サイクルエンジンの高い最小圧力要求(典型的には、２０bar（＝１０５Pa)以上)より低く圧力を下げることになる。
【発明の概要】【発明が解決しようとする課題】【００１２】
したがって、分割サイクルエンジン１つ以上のクロスオーバー通路の高い最小圧力要求

20を部分負荷状態で満たすことが必要である。より詳しくは、部分負荷で作動している火花
点火分割サイクルエンジンの１つ以上のクロスオーバー通路内の圧力を最大化する必要性が存する。
【課題を解決するための手段】【００１３】
本発明は、部分負荷で作動している分割サイクルエンジンについての上述のクロスオー
バー通路の圧力問題への解決法を提供する。詳しくは、本発明は、概して、複数のクロス
オーバー通路を設け、そして部分負荷時に、クロスオーバー通路の全てを必要とせずに選ばれたクロスオーバー通路のみを利用することによって、これらの問題を解決する。
【００１４】

30

これらの及び他の有利な点は、本発明の例示的な実施形態におけるエンジンを提供することによって、達成され得、該エンジンは、クランクシャフト軸線の回りに回転可能なクランクシャフト、圧縮シリンダー内に摺動可能に収容された圧縮ピストンであって、クランクシャフトの単一の回転の間に吸気ストローク及び圧縮ストロークを通して往復動すべく作用できるようにクランクシャフトに作用的に連結された圧縮ピストン、膨張シリンダ
ー内に摺動可能に収容された膨張(動力)ピストンであって、クランクシャフトの単一の回転の間に膨張ストローク及び排気ストロークを通して往復動すべく作用できるようにクランクシャフトに作用的に連結された膨張ピストン、及び圧縮シリンダー及び膨張シリンダ
ーを相互に連結する少なくとも２つのクロスオーバー通路であって、該少なくとも２つのクロスオーバー通路の各々が間に圧力チャンバーを画成するクロスオーバー圧縮(XovrC)

40

バルブ及びクロスオーバー膨張(XovrE)バルブを含んでいるクロスオーバー通路、を備え、圧縮シリンダーは、空気充填物を吸気し、かつ前記充填物をクランクシャフトの単一の回転の間に少なくとも２つのクロスオーバー通路の全てよりも少ないが少なくとも１つに圧縮導入するように作用可能であることを特徴とする。
【００１５】
これらの及び他の有利な点は、本発明のさらなる例示的な実施形態におけるエンジンを提供することによって、達成され得、該エンジンは、クランクシャフト軸線の回りに回転可能なクランクシャフト、圧縮シリンダー内に摺動可能に収容された圧縮ピストンであって、クランクシャフトの単一の回転の間に吸気ストローク及び圧縮ストロークを通して往復動すべく作用できるようにクランクシャフトに作用的に連結された圧縮ピストン、膨張

50

(9)

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シリンダー内に摺動可能に収容された膨張(動力)ピストンであって、クランクシャフトの単一の回転の間に膨張ストローク及び排気ストロークを通して往復動すべく作用できるよ
うにクランクシャフトに作用的に連結された膨張ピストン、及び圧縮シリンダー及び膨張
シリンダーを相互に連結する少なくとも２つのクロスオーバー通路であって、該少なくとも２つのクロスオーバー通路の各々が間に圧力チャンバーを画成するクロスオーバー圧縮(XovrC)バルブ及びクロスオーバー膨張(XovrE)バルブを含んでいるクロスオーバー通路、を備え、膨張シリンダーは、クランクシャフトの単一の回転の間に少なくとも２つのクロ
スオーバー通路の全てよりも少ないが少なくとも１つから流体を受け入れるように作用可能であることを特徴とする。
【００１６】

10

これらの及び他の有利な点は、本発明のさらなる例示的な実施形態におけるエンジンを提供することによって、達成され得、該エンジンは、クランクシャフト軸線の回りに回転可能なクランクシャフト、圧縮シリンダー内に摺動可能に収容された圧縮ピストンであって、クランクシャフトの単一の回転の間に吸気ストローク及び圧縮ストロークを通して往復動すべく作用できるようにクランクシャフトに作用的に連結された圧縮ピストン、膨張シリンダー内に摺動可能に収容された膨張(動力)ピストンであって、クランクシャフトの単一の回転の間に膨張ストローク及び排気ストロークを通して往復動すべく作用できるよ
うにクランクシャフトに作用的に連結された膨張ピストン、圧縮シリンダー及び膨張シリンダーを相互に連結する少なくとも２つのクロスオーバー通路であって、該少なくとも２つのクロスオーバー通路の各々が間に圧力チャンバーを画成するクロスオーバー圧縮(Xov20rC)バルブ及びクロスオーバー膨張(XovrE)バルブを含んでいるクロスオーバー通路、及び少なくとも２つの燃料インジェクターであって、各々が少なくとも２つのクロスオーバ
ー通路の各々に対応し、かつ対応するクロスオーバー通路の出口端部に燃料を加えるべく作用可能な燃料インジェクターを備え、クランクシャフトの単一の回転の間に少なくとも２つのクロスオーバー通路の全てよりも少ないが少なくとも１つの出口端部に燃料を加えるべく作用可能なことを特徴とする。
【００１７】
選択肢として、これらの３つの実施形態において、膨張シリンダーは、クランクシャフ
トの単一の回転の間に少なくとも２つのクロスオーバー通路の全てよりも少ないが少なくとも１つから流体を受け入れるように作用可能であってもよい。圧縮シリンダーは、空気

30

充填物を吸気し、かつ該充填物をクランクシャフトの単一の回転の間に少なくとも２つのクロスオーバー通路の全てよりも少ないが少なくとも１つに圧縮導入するように作用可能であってもよい。少なくとも２つのクロスオーバー通路の第１のものの容積は、少なくとも２つのクロスオーバー通路の第２のものの容積の４０から６０％の間であってもよい。
該エンジンは、圧縮シリンダー内の充填物の圧力が、圧縮ピストンがその下死点位置にあるときに、１気圧より小さくなるように構成されていてもよい。
【００１８】
これらの及び他の有利な点は、本発明のさらなる例示的な実施形態における部分負荷でエンジンを制御する方法を提供することによって、達成され得、該エンジンは、クランク
シャフト軸線の回りに回転可能なクランクシャフト、圧縮シリンダー内に摺動可能に収容40された圧縮ピストンであって、クランクシャフトの単一の回転の間に吸気ストローク及び圧縮ストロークを通して往復動すべく作用できるようにクランクシャフトに作用的に連結された圧縮ピストン、膨張シリンダー内に摺動可能に収容された膨張(動力)ピストンであって、クランクシャフトの単一の回転の間に膨張ストローク及び排気ストロークを通して
往復動すべく作用できるようにクランクシャフトに作用的に連結された膨張ピストン、及び圧縮シリンダー及び膨張シリンダーを相互に連結する少なくとも２つのクロスオーバー通路であって、該少なくとも２つのクロスオーバー通路の各々が間に圧力チャンバーを画成するクロスオーバー圧縮(XovrC)バルブ及びクロスオーバー膨張(XovrE)バルブを含んでいるクロスオーバー通路、を含み、該方法は、クランクシャフトの単一の回転の間にクロスオーバー圧縮(XorvC)バルブの全てより少ないが少なくとも１つを作動させることを備

50

(10)

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えることを特徴とする。
【００１９】
これらの及び他の有利な点は、本発明のさらなる例示的な実施形態における部分負荷でエンジンを制御する方法を提供することによって、達成され得、該エンジンは、クランク
シャフト軸線の回りに回転可能なクランクシャフト、圧縮シリンダー内に摺動可能に収容された圧縮ピストンであって、クランクシャフトの単一の回転の間に吸気ストローク及び圧縮ストロークを通して往復動すべく作用できるようにクランクシャフトに作用的に連結された圧縮ピストン、膨張シリンダー内に摺動可能に収容された膨張(動力)ピストンであって、クランクシャフトの単一の回転の間に膨張ストローク及び排気ストロークを通して
往復動すべく作用できるようにクランクシャフトに作用的に連結された膨張ピストン、及10

び圧縮シリンダー及び膨張シリンダーを相互に連結する少なくとも２つのクロスオーバー通路であって、該少なくとも２つのクロスオーバー通路の各々が間に圧力チャンバーを画成するクロスオーバー圧縮(XovrC)バルブ及びクロスオーバー膨張(XovrE)バルブを含んでいるクロスオーバー通路、を含み、該方法は、クランクシャフトの単一の回転の間にクロスオーバー膨張(XovrE)バルブの全てより少ないが少なくとも１つを作動させることを備えることを特徴とする。
【００２０】
これらの及び他の有利な点は、本発明のさらなる例示的な実施形態における部分負荷でエンジンを制御する方法を提供することによって、達成され得、該エンジンは、クランク
シャフト軸線の回りに回転可能なクランクシャフト、圧縮シリンダー内に摺動可能に収容20された圧縮ピストンであって、クランクシャフトの単一の回転の間に吸気ストローク及び圧縮ストロークを通して往復動すべく作用できるようにクランクシャフトに作用的に連結された圧縮ピストン、膨張シリンダー内に摺動可能に収容された膨張(動力)ピストンであって、クランクシャフトの単一の回転の間に膨張ストローク及び排気ストロークを通して
往復動すべく作用できるようにクランクシャフトに作用的に連結された膨張ピストン、圧縮シリンダー及び膨張シリンダーを相互に連結する少なくとも２つのクロスオーバー通路
であって、該少なくとも２つのクロスオーバー通路の各々が間に圧力チャンバーを画成す
るクロスオーバー圧縮(XovrC)バルブ及びクロスオーバー膨張(XovrE)バルブを含んでいる
クロスオーバー通路、及び少なくとも２つの燃料インジェクターであって、各々が少なくとも２つのクロスオーバー通路の各々に対応し、かつ対応するクロスオーバー通路の出口

30

端部に燃料を加えるべく作用可能な燃料インジェクターを備え、該方法は、クランクシャ
フトの単一の回転の間にクロスオーバー通路の全てより少ないが少なくとも１つの出口端部に燃料を加えることを備えることを特徴とする。
【００２１】
選択肢として、これらの３つの実施形態において、該方法は、エンジンの負荷及び速度の少なくとも１つに基づいて、燃料を加えるのにいずれの燃料インジェクターを用いるかを決定するステップをさらに含んでもよい。該方法は、エンジンの負荷及び速度の少なくとも１つに基づいて、いずれのクロスオーバー膨張(XovrE)バルブを作動させるかを決定するステップをさらに含んでもよい。該方法は、エンジンの負荷及び速度の少なくとも１つに基づいて、いずれのクロスオーバー圧縮(XovrC)バルブを作動させるかを決定するス

40

テップをさらに含んでもよい。該少なくとも２つのクロスオーバー通路の第１のものの容積は、少なくとも２つのクロスオーバー通路の第２のものの容積の４０から６０％の間であってもよい。該エンジンは、圧縮シリンダー内の充填物の圧力が、圧縮ピストンがその下死点位置にあるときに、１気圧より小さくなるように構成されていてもよい。
【００２２】
本発明のこれらの及び他の特徴及び有利な点は、添付図面と共になされる以下の詳細な説明からさらに十分に理解されよう。
【図面の簡単な説明】【００２３】【図１】本発明による分割サイクルエンジンの断面図である。

50

(11)

JP 5068885 B2 2012.11.7【図２】図１の３‑３線に沿って取った分割サイクルエンジンの上断面図である。
【図３】図１の３‑３線に沿って取った分割サイクルエンジンの上断面図である。
【図４】本発明による分割サイクルエンジンの第２の実施形態の上断面図である。
【図５】本発明による分割サイクルエンジンの第２の実施形態の上断面図である。
【図６】本発明による分割サイクルエンジンの第２の実施形態の上断面図である。
【図７】本発明による分割サイクルエンジンの第２の実施形態の上断面図である。
【図８】本発明による分割サイクルエンジンの第２の実施形態の上断面図である。
【図９】本発明による分割サイクルエンジンの第２の実施形態の上断面図である。
【図１０】本発明による分割サイクルエンジンの第２の実施形態の上断面図である。
【発明を実施するための形態】

10【００２４】
図１を参照するに、番号５０は、概して、本発明による分割サイクルエンジンを指示している。分割サイクルエンジン５０はクランクシャフト軸線５４の回りを回転可能なクラ
ンクシャフト５２を含んでいる。圧縮ピストン７２は圧縮シリンダー６６内に摺動可能に
受け入れられ、及びクランクシャフトの単一の回転の間に、圧縮ピストンが吸気ストロー
ク及び圧縮ストロークを通して往復作用可能なように、クランクシャフト５２に作動可能に連結されている。膨張(動力)ピストン７４は膨張シリンダー６８内に摺動可能に受け入れられ、及びクランクシャフトの単一の回転の間に、膨張ピストンが膨張ストローク及び排気ストロークを通して往復作用可能なように、クランクシャフト５２に作動可能に連結されている。少なくとも２つのクロスオーバー通路７８が圧縮シリンダー６６及び膨張シ

20

リンダー６８を相互に接続している。クロスオーバー通路の各々は、間に圧力室８１を画成するべく作用するクロスオーバー圧縮(XovrC)バルブ８４及びクロスオーバー膨張(Xovr
E)バルブ８６を含んでいる。
【００２５】
吸気ストロークの間に、吸入空気が吸気通路７６から内開きの(シリンダー内方に開く)
ポペット型吸気バルブ８２を介して圧縮シリンダー６６内に吸込まれる。圧縮ストロークの間に、圧縮ピストン７２は充填空気を加圧し、及び該充填空気を膨張シリンダー６８のための吸気通路として働くクロスオーバー通路７８を介して押し出す。
【００２６】
分割サイクルエンジン５０の圧縮シリンダーの容積測定の圧縮比が、ここでは、分割サ30

イクルエンジンの「圧縮比」と称される。分割サイクルエンジンの膨張シリンダーの容積
測定の圧縮比は、ここでは、分割サイクルエンジンの「膨張比」と称される。圧縮シリンダー６６での極めて高い圧縮比(例えば、４０対１、８０対１又はそれ以上)のせいで、１つ以上のクロスオーバー通路７８の各々の入口において、外開き(シリンダーから外方に離れて開く)ポペット型クロスオーバー圧縮(XovrC)バルブ８４が、圧縮シリンダー６６か
ら１つ以上のクロスオーバー通路７８への流れを制御するのに用いられている。膨張シリ
ンダー６８での極めて高い膨張比(例えば、４０対１、８０対１又はそれ以上)のせいで、口において、外開きのポペット型クロスオーバー膨張(XovrE)バルブ８６が、１つ以上のクロスオーバー通路７８から膨張シリンダー６８への流れを制御するのに用いられている。概して、XovrCバルブ８４及びXovrEバルブ８６の作動割合及び位相は、オットー又はデ40ィーゼルサイクルの４つのストロークの全ての間に、１つ以上のクロスオーバー通路７８における圧力を高い最小圧力(典型的には、２０bar（＝１０５Ｐa)以上)に維持するべくタイミング付けられ得る。
【００２７】
１つ以上の燃料インジェクター９０(１つがクロスオーバー通路７８の各々のため)は、
１つ以上のクロスオーバー通路７８の出口端部において、膨張ピストン７４がその上死点位置に到達する少し前に起こる、XovrEバルブ８６の開きに合わせて、加圧された空気に対し燃料を噴射する。燃料‑空気の充填物は膨張ピストン７４がその上死点位置に到達した少し後に、膨張シリンダー６８内に完全に入る。膨張ピストン７４がその上死点位置から下降を開始するとき、かつ、XovrEバルブ８６がまだ開いている間(典型的には、膨張ピ

50

(12)

JP 5068885 B2 2012.11.7

ストン７４の上死点の後、１０から２０度ＣＡの間)に、点火栓９２が燃焼を開始すべく点火される。XovrEバルブ８６はその後、結果としての燃焼事象が１つ以上のクロスオー
バー通路７８に入り得る前に閉じられる。燃焼事象は、動力ストロークにおいて膨張ピス
トン７４を下向きに押し下げる。排気ガスは、排気ストロークの間に、膨張シリンダー６
８から排気通路８０に内開きのポペット型排気バルブ８８を介して排出される。
【００２８】
分割サイクルエンジンのコンセプトによれば、圧縮及び膨張シリンダーの幾何学的エン
ジンパラメーター(すなわち、ボア、ストローク、コネクティングロッド長さ、圧縮比等)は、一般に、互いから独立している。例えば、圧縮シリンダー６６及び膨張シリンダー６
８のためのクランクスロー５６、５８は、それぞれ、異なる半径を有してもよく、及び膨10張ピストン７４の上死点(ＴＤＣ)が圧縮ピストン７２のＴＤＣの前に起こる状態で、互いから離れて位相付けられてもよい。この独立性は、分割サイクルエンジンが典型的な４ス
トロークエンジンよりもより高い効率レベル及びより大きなトルクを潜在的に達成させることができる。
【００２９】
第１の例示的実施形態
さて、次に図２及び３を検討するに、本発明による第１の実施形態は、凡そ同じ容積の２つのクロスオーバー通路７８を設けている。特定のエンジン速度でクランクシャフト５２の単一の回転の間に処理すべく各クロスオーバー通路７８が設計されている最大空気質
量(すなわち、XovrC８４を経て入り、又はXovrE８６を経て出る)は、凡そ同じである。

20【００３０】
全負荷では、両方のクロスオーバー通路７８が用いられる。これは、クランクシャフトの単一の回転の間に、両方のクロスオーバー通路７８に対応するXovrCバルブ８４が作動され(すなわち、開かれ、及び閉じられ)、両方の燃料インジェクター９０がそれらのそれ
ぞれのクロスオーバー通路７８の出口端部に燃料を噴射し、及び両方のクロスオーバー通
路７８に対応するXovrEバルブ８６が開かれ、及び閉じられることを意味する。かかる両方のクロスオーバー通路７８の利用は、両方の燃料インジェクター９０がそれぞれのクロ
スオーバー通路７８の出口端部に燃料を噴霧していることによって、図３に描写されている。
【００３１】

30

部分負荷では、エンジン５０の電子制御ユニット(ＥＣＵ)(不図示)が、利用すべきクロスオーバー通路７８の少なくとも１つを選択する。例えば、１/２負荷では、圧縮シリンダーがある空気質量を吸入する(すなわち、受け入れる)。１/２負荷では、この空気質量が、クロスオーバー通路７８のいずれか一方がクランクシャフト５２の１回転の間に処理すべく設計されている最大の空気質量に凡そ匹敵し得る。
【００３２】
したがって、ＥＣＵは２つのクロスオーバー通路７８の１つを用いるために選択する。
クロスオーバー通路７８の１つのみを用いることは、図２において、燃料インジェクター
９０の先端から外方にXovrEバルブ８６に向けて扇形に広がる破線によって指示されているただ１つの燃料噴霧によって示されている。用いられていないクロスオーバー通路７８40(図２に、燃料噴霧を放出していないその対応する燃料インジェクター９０により示されている)は、クロスオーバー通路のXovrCバルブ８４及びXovrEバルブ８６の両者を作動させないことによって、作動停止されている。この実施形態において、所与のクロスオーバ
ー通路７８が凡そ同じ大きさを有しているとした場合、上述の選択は、エンジン５０の前のサイクルがエンジンにどのような影響を与えたかのような要因に基づいてもよい。例えば、エンジン５０が、この実施形態の場合のように凡そ同じ大きさの２つクロスオーバー
通路７８のみを備えているなら、２つのクロスオーバー通路の各々の利用を交互に行うのが有利であろう。というのも、そのようにすると、膨張シリンダー６８のシリンダー壁を濡らすのに有益であるからである。
【００３３】50

(13)JP 5068885 B2 2012.11.7

第２の例示的実施形態
さて、図４ないし１０に移るに、本発明による第２の実施形態は、それぞれ容積の異なる３つのクロスオーバー通路９４、９６、９８を設けている。この図面に示された実施形
態では、特定のエンジン速度でクランクシャフト５２の単一の回転の間に処理する(すなわち、XovrC８４を経由して入り、及び／又はXovrE８６を経由して出る)べく最大のクロ
スオーバー通路９４が設計されている最大の空気質量は、凡そ変数Xの４倍(すなわち、４X)であってもよい。特定のエンジン速度でクランクシャフト５２の単一の回転の間に処理する(すなわち、XovrC８４を経由して入り、及び／又はXovrE８６を経由して出る)べく第２番目に小さい(又は第２番目に大きい)クロスオーバー通路９６が設計されている最大の空気質量は、変数Ｘの凡そ２倍(すなわち、２Ｘ)であってもよい。特定のエンジン速度で10クランクシャフト５２の単一の回転の間に処理する(すなわち、XovrC８４を経由して入り、及び／又はXovrE８６を経由して出る)べく最小のクロスオーバー通路９８が設計されている最大の空気質量は、凡そ変数Ｘ(すなわち、Ｘ)であってもよい。
【００３４】
第２の実施形態において、クロスオーバー通路９４、９６、及び９８の容積は、クロス
オーバー通路９４、９６、及び９８の異なる組合せを選択するとき、最大の質量の組み合わせの数を最大にするために、２進法配列で設計されている。この第２の実施形態では、
クロスオーバー通路９４、９６、及び９８の７つの独特な組み合わせがあり、それらの組
み合わせは、下の表１に示されるように、クランクシャフト５２の単一の回転の間にその組み合わせが処理できる独特な最大の空気質量を有している。

20【００３５】【表１】30【００３６】
０＝クロスオーバー通路が選択されていない。
１＝クロスオーバー通路が選択されている。
【００３７】
図４ないし１０は、表１の左手欄に指示されているように、クロスオーバー通路の各組
み合わせを示している。例えば、図４においては、(クロスオーバー通路９８の唯一の燃料噴霧で指示されるように)クロスオーバー通路９８のみが用いられている。図５ないし
１０は、用いられ得る他の種々のクロスオーバー通路９４、９６、及び９８の(各々が図40において燃料噴霧で指示されている)組合せを示している。
【００３８】
第１及び第２の実施形態のためのクロスオーバー通路の選択
エンジン５０の電子制御ユニット(ＥＣＵ)は、第１の実施形態の複数のクロスオーバー
通路７８のいずれか、又は第２の実施形態の複数のクロスオーバー通路９４、９６、９８のいずれを、クランクシャフト５２の各回転毎に用いる(例えば、空気を圧縮する、燃料を噴射する、及び膨張シリンダー６８を動力付ける)かを決定するために、エンジン負荷及びエンジン速度を用いている。理想的には、エンジン１０が全負荷運転のときのクロス
オーバー通路７８、又は９４、９６、９８内の圧力に比べて、クロスオーバー通路７８、又は９４、９６、９８内での圧力低下がないように、妥当なクロスオーバー通路７８、又

50

(14)

JP 5068885 B2 2012.11.7

は９４、９６、９８(クロスオーバー通路７８、又は９４、９６、９８の必ずしも全てではない)が選択されるべきである。理想的な状況は常には可能ではなく、すなわち、実際的ではないが、しかし、本発明は、クロスオーバー通路７８、又は９４、９６、９８内の圧力低下が最小化されるように、妥当なクロスオーバー通路７８、又は９４、９６、９８(これは、クロスオーバー通路７８、又は９４、９６、９８の全てより少なくてもよい)を用いることを狙っている。
【００３９】
クロスオーバー通路７８、又は９４、９６、９８の各々は、特定のエンジン速度においてのクランクシャフト５２の単一の回転の間に、そのＸｏｖｒCバルブ８４を経由しての特定の最大空気質量を入力(すなわち、受け入れ)、かつ、そのＸｏｖｒＥバルブ８６を経

10

由して特定の最大空気質量を出力するように設計されている。クロスオーバー通路の各々のためのこれらの２つの最大質量は、典型的には、第１の実施形態において同一の値である。換言すると、クロスオーバー通路７８の各々は、特定のエンジン速度でのクランクシ
ャフト５２の単一の回転の間に、同じ空気質量を入力(すなわち、受け入れ)、かつ、出力するべく概して設計されている。第２の実施形態においては、クロスオーバー通路９４、９６、９８の各々は、特定のエンジン速度でのクランクシャフト５２の単一の回転の間に複数倍の空気質量Ｘを入力(すなわち、受け入れ)、かつ、出力するべく概して設計されている。
ＥＣＵは、エンジン５０の全ての所与の吸気ストロークの間に圧縮シリンダー６６が吸気する(すなわち受け入れる)空気質量を決定する。ＥＣＵは、その後、クランクシャフト

20

５２の単一の回転の間にクロスオーバー通路７８、又は９４、９６、９８が処理できる最大の質量を、エンジンの速度及び負荷に基づいて決定する。全ての個々のクロスオーバー
通路７８、又は９４、９６、９８がクランクシャフトの単一の回転の間に処理できる最大
質量は、ＥＣＵに予めプログラムされているか、又は代替的に、ＥＣＵがエンジン５０の運転中にこれらの値を計算してもよい。如何なる場合にも、ＥＣＵは、所与の吸気ストロークで圧縮シリンダー６６が吸気する(すなわち受け入れる)空気質量とクランクシャフト
５２の単一の回転の間にクロスオーバー通路７８、又は９４、９６、９８の種々の異なる組合せが処理できる最大の質量とを比較する。
【００４０】
表１は、本発明の第２の実施形態によるクロスオーバー通路９４、９６、９８の組合せ

30の例示的リストと、最大の質量とを示している。ＥＣＵは、好ましくは、かかるリスト内
で、エンジン５０の吸気ストロークの間に圧縮シリンダー６６が吸気(すなわち受け入れる)空気質量を超える最小の値を選択する。例えば、変数Ｘの４.５倍(すなわち、４.５Ｘ)の空気質量について、ＥＣＵは、図８に示されるように、クロスオーバー通路９４及び９８を選択するであろう。何故なら、クロスオーバー通路９４及び９８は、同時に、クランクシャフト５２の単一の回転の間に５Ｘの最大質量を処理できるからである。５Ｘの最大質量は、４.５Ｘを超えるクロスオーバー通路９４、９６、及び９８の全ての組合せの最大の処理可能な空気質量の最小値である。
【００４１】
分割サイクルエンジン５０は、クロスオーバー通路７８、又は９４、９６、９８が選択40されたエンジン５０の吸気ストロークに直ぐ続くエンジン５０の圧縮及び動力ストロークの間に、この選択されたクロスオーバー通路７８、又は９４、９６、９８(例えば、上記実施例のクロスオーバー通路９４、９８)のみを利用する。このことは、クランクシャフ
ト５２の引き続く回転の間に、圧縮ピストン７２により圧縮される空気が選択されたクロ
スオーバー通路７８、又は９４、９６、９８のみに圧縮導入されるように、選択されたク
ロスオーバー通路７８に対応するXovrCバルブ８４のみが作動される(例えば、開かれ、及び／又は閉じられる)ことを意味する。この選択されたクロスオーバー通路７８、又は９４、９６、９８に配置された燃料インジェクター９０のみが、クランクシャフト５２の引き続く回転の間にこの選択されたクロスオーバー通路７８、又は９４、９６、９８のみの出口端部に燃料を噴射するために用いられる。そして、選択されたクロスオーバー通路７

50

(15)

JP 5068885 B2 2012.11.7

８に対応するXovrEバルブ８６のみが、選択されたクロスオーバー通路７８、又は９４、９６、９８のみから膨張シリンダー６８内への空気/燃料の流れを許容するために、クランクシャフト５２の引き続く回転の間に作動される(例えば、開かれ、及び／又は閉じられる)。選択されていないクロスオーバー通路は、選択されていないクロスオーバー通路に対応するXovrCバルブ及びXovrEバルブの両者を作動させないことにより不作動とされる。
【００４２】
上述のシステムは、(１)クロスオーバー通路７８、又は９４、９６、９８内の圧力損失を最小化する、及び(２)クロスオーバー通路７８、又は９４、９６、９８内の圧力を最大化する分割サイクルエンジン５０の引き続く圧縮及び動力ストロークにおいて利用するた

10

めに、分割サイクルエンジン５０の所与の吸気ストロークの間に圧縮シリンダー６６によって受け入れられる空気質量をクロスオーバー通路７８、又は９４、９６、９８の組（Ｘの整数倍）に限定している。このことは、分割サイクルエンジンがそのクロスオーバー通
路７８、又は９４、９６、９８内に高い最小圧力を維持しながら部分負荷状態で作動するのを可能にしている。
【００４３】
本発明が特定の実施形態を参照することによって説明されたが、記述された発明概念の趣旨及び範囲内で種々の変形がなされ得ることは理解されるべきである。したがって、本
発明は、説明された実施形態に限定されず、以下の請求項の文言によって定義される十分20

な範囲を有することが意図されている。

【図１】

【図３】

【図４】

【図２】

【図５】

(16)
【図６】

【図９】

【図７】

【図１０】

【図８】

JP 5068885 B2 2012.11.7

(17)JP 5068885 B2 2012.11.7

フロントページの続き(56)参考文献 国際公開第２００９／０２０４８８（ＷＯ，Ａ１）
国際公開第２００７／０８１４４５（ＷＯ，Ａ２）
特表平１０−５００７５１（ＪＰ，Ａ）(58)調査した分野(Int.Cl.，ＤＢ名)
F02B 75/18
F02B 33/22
F02B

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