(57)【要約】【課題】圧縮自着火燃焼を行う２ストロークエンジンにおいて、高い燃焼安定性及び適切なエンジントルクを得つつ、熱効率の悪化及びエミッション性能の悪化を抑制する。【解決手段】エンジン本体１０は、少なくとも、エンジン負荷が所定負荷よりも低い低負荷時において、圧縮自着火燃焼を行うものであり、吸気弁２１及び排気弁２２は、吸気弁２１の開弁時期が排気弁２２の開弁時期よりも遅くかつ吸気弁２１の閉弁時期が排気弁２２の閉弁時期と略同じか若しくは排気弁２２の閉弁時期よりも遅くかつそれぞれの開弁期間が圧縮下死点を挟むように構成されており、ＥＣＵ１００は、機械式過給機５３の作動時において、推定圧縮端温度が目標温度よりも高いときには、吸気弁２１の閉弁時期を、有効圧縮比が低くなるように遅角させるべく吸気電動Ｓ−ＶＴ３０を作動させる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室を形成する気筒と、該気筒に嵌挿されたピストンと、上記気筒の頭上に配置された吸気ポートを開閉する吸気弁と、上記気筒の頭上に配置された排気ポートを開閉する排気弁とを有するエンジン本体を備え、該エンジン本体に接続された吸気通路に過給機が設けられた過給機付２ストロークエンジンであって、
上記吸気弁の閉弁時期を変更する吸気動弁機構と、
圧縮上死点における上記燃焼室内のガス温度を推定する圧縮端温度推定手段と、
上記吸気動弁機構の作動を制御する制御手段とを更に備え、
上記エンジン本体は、少なくとも、エンジン負荷が所定負荷よりも低い低負荷時において、圧縮自着火燃焼を行うものであり、
上記吸気弁及び上記排気弁は、上記吸気弁の開弁時期が上記排気弁の開弁時期よりも遅くかつ上記吸気弁の閉弁時期が上記排気弁の閉弁時期と略同じか若しくは上記排気弁の閉弁時期よりも遅くかつそれぞれの開弁期間が下死点を挟むように構成されており、
上記制御手段は、上記過給機の作動時において、上記圧縮端温度推定手段により推定される推定圧縮端温度が、予め設定された目標温度よりも高いときには、上記吸気弁の閉弁時期を、有効圧縮比が低くなるように遅角させるべく上記吸気動弁機構を作動させるように構成されていることを特徴とする過給機付２ストロークエンジン。
【請求項２】
請求項１に記載の過給機付２ストロークエンジンにおいて、
上記排気弁の閉弁時期を変更する排気動弁機構を更に備え、
上記制御手段は、上記排気動弁機構の作動を更に制御するように構成され、
さらに上記制御手段は、上記過給機の作動時において、上記推定圧縮端温度が上記目標温度よりも低いときには、上記吸気弁の閉弁時期を、有効圧縮比が高くなるように進角すべく上記吸気動弁機構を作動させるとともに、上記排気弁の閉弁時期が、上記吸気弁の閉弁時期と略同じか又は上記吸気弁の閉弁時期よりも早いという条件を維持すべく上記排気動弁機構を作動させるように構成されていることを特徴とする過給機付２ストロークエンジン。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の過給機付２ストロークエンジンにおいて、
上記圧縮端温度推定手段は、エンジン負荷を考慮して圧縮端温度を推定するように構成されており、
上記制御手段は、エンジン負荷が高いほど上記吸気弁の閉弁時期を遅くすべく上記吸気動弁機構を作動させるように構成されていることを特徴とする過給機付２ストロークエンジン。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の過給機付２ストロークエンジンにおいて、
外気温を検出する外気温検出手段と、
上記エンジン本体のエンジン冷却水の温度を検出するエンジン水温検出手段と、
上記エンジン本体のエンジンオイルの温度を検出する油温検出手段とを更に備え、
上記圧縮端温度推定手段は、上記外気温検出手段、上記エンジン水温検出手段及び上記油温検出手段のそれぞれの検出結果、並びに、上記エンジン本体の有効圧縮比を考慮して圧縮端温度を推定するように構成されていることを特徴とする過給機付２ストロークエンジン。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の過給機付２ストロークエンジンにおいて、
上記吸気動弁機構は、上記吸気弁の開弁期間を一定としたまま、該吸気弁の開弁時期及び閉弁時期の両方を連動して変化させる位相式の動弁機構であることを特徴とする過給機付２ストロークエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示された技術は、過給機付２ストロークエンジンに関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、吸気通路に過給機が設けられた２ストロークエンジンが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ピストン下死点近傍の掃気期間に、吸気通路を開閉する吸気弁と排気通路を開閉する排気弁の双方を開くことによりシリンダ内の掃気が行われかつ排気弁のバルブリフト特性が固定された２ストロークエンジンであって、吸気通路に、クランクシャフトの回転により回転駆動しかつルーツブロアで構成された過給機を有する２ストロークエンジンが開示されている。
【０００４】
また、特許文献１には、２ストロークエンジンに、吸気弁の開閉弁時期を可変制御するための可変動弁装置を設け、エンジン負荷が部分負荷（低負荷）であるときに、吸気弁の閉弁時期を遅らせて、燃焼室内のガスを吸気ポートに吹き戻す期間を設けることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０３６１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、エンジン負荷が所定負荷よりも低い低負荷時において、圧縮自着火燃焼を行う場合、燃焼室内の圧縮端温度をある程度高くする必要がある。上記特許文献１のように、低負荷時に、単に吸気弁の閉弁時期を遅らせてしまうと、適切な圧縮端温度が得られなくなり、燃焼安定性が低下するおそれがある。また、燃焼室内のガスを吸気ポートに吹き戻してしまうと、エンジントルクが低下してしまう。
【０００７】
一方で、圧縮端温度が高くなり過ぎると、過早着火によるエンジンの熱効率低下や燃焼騒音の増大をもたらすおそれがある。また、圧縮端温度が高くなり過ぎると、燃焼温度が高くなって、ＮＯｘが発生しやすくなりエミッション性能が悪化してしまう。
【０００８】
ここに開示された技術は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧縮自着火燃焼を行う２ストロークエンジンにおいて、高い燃焼安定性及び適切なエンジントルクを得つつ、熱効率の悪化及びエミッション性能の悪化を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、ここに開示された技術では、燃焼室を形成する気筒と、該気筒に嵌挿されたピストンと、上記気筒の頭上に配置された吸気ポートを開閉する吸気弁と、上記気筒の頭上に配置された排気ポートを開閉する排気弁とを有するエンジン本体を備え、該エンジン本体に接続された吸気通路に過給機が設けられた過給機付２ストロークエンジンを対象として、上記吸気弁の閉弁時期を変更する吸気動弁機構と、圧縮上死点における上記燃焼室内のガス温度を推定する圧縮端温度推定手段と、上記吸気動弁機構の作動を制御する制御手段とを更に備え、上記エンジン本体は、少なくとも、エンジン負荷が所定負荷よりも低い低負荷時において、圧縮自着火燃焼を行うものであり、上記吸気弁及び上記排気弁は、上記吸気弁の開弁時期が上記排気弁の開弁時期よりも遅くかつ上記吸気弁の閉弁時期が上記排気弁の閉弁時期と略同じか若しくは上記排気弁の閉弁時期よりも遅くかつそれぞれの開弁期間が下死点を挟むように構成されており、上記制御手段は、上記過給機の作動時において、上記圧縮端温度推定手段により推定される推定圧縮端温度が、予め設定された目標温度よりも高いときには、上記吸気弁の閉弁時期を、有効圧縮比が低くなるように遅角させるべく上記吸気動弁機構を作動させるように構成されている、というものとした。
【００１０】
この構成によると、吸気弁の閉弁時期が遅くなると、圧縮開始時のピストンの位置が圧縮上死点により近い位置になり有効圧縮比が低くなる。一方で、過給された吸気を燃焼室内に供給することにより、ピストンが圧縮上死点に向かって動作しているときに、吸気弁が開いていても、燃焼室内の吸気が吸気ポートに吹き戻されることはない。このため、吸気弁の閉弁時期を遅角することで、吸気量を一定にしたまま、有効圧縮比を低くすることができる。これにより、圧縮端温度を目標温度に下げることができ、過早着火による熱効率の悪化を抑制するとともに、エミッション性能の悪化を抑制することができる。また、燃焼室に供給される吸気量は一定になるため、高い燃焼安定性及び適切なエンジントルクを得ることができる。これらの結果、圧縮自着火燃焼を行う２ストロークエンジンにおいて、高い燃焼安定性及び適切なエンジントルクを得つつ、熱効率の悪化及びエミッション性能の悪化を抑制することができる。
【００１１】
上記過給機付２ストロークエンジンの一実施形態では、上記排気弁の閉弁時期を変更する排気動弁機構を更に備え、上記制御手段は、上記排気動弁機構の作動を更に制御するように構成され、さらに上記制御手段は、上記過給機の作動時において、上記推定圧縮端温度が上記目標温度よりも低いときには、上記吸気弁の閉弁時期を、有効圧縮比が高くなるように進角すべく上記吸気動弁機構を作動させるとともに、上記排気弁の閉弁時期が、上記吸気弁の閉弁時期と略同じか又は上記吸気弁の閉弁時期よりも早いという条件を維持すべく上記排気動弁機構を作動させるように構成されている。
【００１２】
この構成によると、吸気弁及び排気弁の閉弁時期が早くなると、圧縮開始時のピストンの位置が圧縮上死点からより離れた位置になり、有効圧縮比が高くなる。この結果、圧縮端温度を目標温度にすることができ、高い燃焼安定性を得ることができる。
【００１３】
上記過給機付２ストロークエンジンにおいて、上記圧縮端温度推定手段は、エンジン負荷を考慮して圧縮端温度を推定するように構成されており、上記制御手段は、エンジン負荷が高いほど上記吸気弁の閉弁時期を遅くすべく上記吸気動弁機構を作動させるように構成されている、というものであってもよい。
【００１４】
すなわち、エンジン負荷が高いほど燃料の供給量が多く、燃焼圧及び燃焼温度が高くなるため、圧縮端温度が高くなりやすい。このため、エンジン負荷が高いほど吸気弁の閉弁時期を遅くすることで、燃焼圧及び燃焼温度が異常に高くなることを抑制することができる。この結果、熱効率の悪化を一層効果的に抑制するとともに、エミッション性能の悪化を一層効果的に抑制することができる。
【００１５】
上記過給機付２ストロークエンジンにおいて、外気温を検出する外気温検出手段と、上記エンジン本体のエンジン冷却水の温度を検出するエンジン水温検出手段と、上記エンジン本体のエンジンオイルの温度を検出する油温検出手段とを更に備え、上記圧縮端温度推定手段は、上記外気温検出手段、上記エンジン水温検出手段及び上記油温検出手段のそれぞれの検出結果、並びに、上記エンジン本体の有効圧縮比を考慮して圧縮端温度を推定するように構成されている、という構成であってもよい。
【００１６】
この構成によると、エンジン本体の温度に相当するエンジン冷却水の温度やエンジンオイルの温度やエンジン本体の有効圧縮比が考慮されることで、圧縮端温度の推定精度を向上させることができる。これにより、推定圧縮端温度に基づく制御を適切に実行できるようになり、この結果、高い燃焼安定性及び適切なエンジントルクを一層適切に得つつ、熱効率の悪化及びエミッション性能の悪化を一層効果的に抑制することができる。
【００１７】
上記過給機付２ストロークエンジンにおいて、上記吸気動弁機構は、上記吸気弁の開弁期間を一定としたまま、該吸気弁の開弁時期及び閉弁時期の両方を連動して変化させる位相式の動弁機構である、というものであってもよい。
【００１８】
この構成によると、吸気動弁機構の構成を、吸気弁の開弁期間やリフト量を変更する必要のない簡単な構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、ここに開示された技術によると、吸気弁の閉弁時期を遅角することで、圧縮開始時の燃焼室内のガスのうち吸気量を一定にしたまま、有効圧縮比を低くすることができる。これにより、過早着火による熱効率の悪化を抑制するとともに、エミッション性能の悪化を抑制することができる。また、燃焼室に供給される吸気量は一定になるため、高い燃焼安定性及び適切なエンジントルクを得ることができる。これらの結果、圧縮自着火燃焼を行う２ストロークエンジンにおいて、高い燃焼安定性及び適切なエンジントルクを得つつ、熱効率の悪化及びエミッション性能の悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態に係る過給機付２ストロークエンジンの概略構成図である。
【図２】機械式過給機と過給機付２ストロークエンジンとの連結関係を示す概略図である。
【図３】過給機付２ストロークエンジンの制御系を示すブロック図である。
【図４】機械式式過給機のコンプレッサの特性を示す性能曲線グラフである。
【図５】吸気弁及び排気弁の開閉パターンの一例を示す図である。
【図６】掃気行程における気筒内の状態を示す図であり、排気弁のみが開いた状態を示す。
【図７】掃気行程における気筒内の状態を示す図であり、吸気弁及び排気弁の両方が開いた状態を示す。
【図８】吸気弁及び排気弁を遅角又は進角させたときの圧縮端温度の変化を示すグラフである。
【図９】吸気弁及び排気弁を遅角又は進角させたときのエンジントルクの変化を示すグラフである。
【図１０】吸気弁のみが開いている場合の気筒内の状態を示す図である。
【図１１】吸気弁及び排気弁の閉弁時期を進角させた場合の気筒内の状態を示す図である。
【図１２】推定圧縮端温度が目標温度よりも高いときの、吸気弁及び排気弁の開閉パターンの一例を示す図である。
【図１３】推定圧縮端温度が目標温度よりも低いときの、吸気弁及び排気弁の開閉パターンの一例を示す図である。
【図１４】ＥＣＵの処理動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態に係る過給機付２ストロークエンジン１（以下、省略してエンジン１という）を示す。このエンジン１は車両に搭載されるエンジンである。エンジン１のエンジン本体１０は、ガソリンを主成分とする燃料が供給されるガソリンエンジンであって、複数の気筒１１（図１において１つのみ図示している）が設けられたシリンダブロック１２と、このシリンダブロック１２上に配設されたシリンダヘッド１３とを有している。複数の気筒１１は、筒軸方向が上下方向となり、紙面方向に垂直な方向が気筒列方向となるように配設されている。このエンジン本体１０の各気筒１１内には、ピストン１５が往復摺動可能にそれぞれ嵌挿されていて、このピストン１５と、シリンダブロック１２と、シリンダヘッド１３とによって燃焼室１６が区画されている。燃焼室１６は、いわゆるペントルーフ型の燃焼室１６であり、シリンダヘッド１３における燃焼室１６を構成する壁面は、２つ傾斜面１３ａ，１３ｂを有している。ピストン１５は、シリンダブロック１２内においてコンロッド１７を介してクランクシャフト１８と連結されている。シリンダブロック１２における気筒１１の周囲には、エンジン冷却水が流通するウォータジャケット１２ａが形成されている。
【００２３】
エンジン本体１０は、いわゆるオーバーヘッドカムシャフト方式の動弁機構を有しており、シリンダヘッド１３には、燃焼室１６に連通する吸気ポート１９及び排気ポート２０が、気筒１１毎に形成されている。つまり、吸気ポート１９及び排気ポート２０は気筒１１の頭上に配置されている。各吸気ポート１９には、該各吸気ポート１９の燃焼室１６側の開口を開閉するための吸気弁２１がそれぞれ配設されている。各排気ポート２０には、該各排気ポート２０の燃焼室１６側の開口を開閉する排気弁２２がそれぞれ配設されている。各吸気ポート１９の燃焼室１６側の開口は、シリンダヘッド１３の２つ傾斜面１３ａ，１３ｂのうちの一方（以下、吸気側傾斜面１３ａという）にそれぞれ形成され、各排気ポート２０の燃焼室１６側の開口は、シリンダヘッド１３の２つ傾斜面１３ａ，１３ｂのうちの他方（以下、排気側傾斜面１３ｂという）にそれぞれ形成されている。
【００２４】
吸気ポート１９は、後述する吸気通路５０と連結されている。図１に示すように、吸気ポート１９は、シリンダヘッド１３内において、吸気通路５０との接続部分から、気筒１１の中心軸方向及び気筒列方向の両方に直交する方向（以下、エンジン幅方向という）の一側に向かって延びた後、シリンダブロック１２側に向かって、エンジン幅方向の他側に僅かに傾斜して延び、その後、燃焼室１６近傍でエンジン幅方向の上記一側に向かって湾曲して延びている。図６及び図７に示すように、吸気側傾斜面１３ａと排気側傾斜面１３ｂとの境界部分には、段差部１３ｃが形成されている。詳しくは後述するが、この段差部１３ｃは、吸気ポート１９から燃焼室１６に流入する吸気が排気ポート２０に向かって流れるのを抑制するための部分である。
【００２５】
一方で、排気ポート２０は、後述する排気通路６０と連結されている。図１に示すように、排気ポート２０は、燃焼室１６側の開口から、シリンダブロック１２とは反対側に向かって僅かに延びた後、エンジン幅方向の上記一側に向かって真っ直ぐに伸びている。
【００２６】
シリンダヘッド１３内には、各吸気弁２１を作動させる吸気カムシャフト３１と、各排気弁２０を作動させる排気カムシャフト４１とが設けられている。各カムシャフト３１，４１は、不図示のチェーン／スプロケット機構等の動力伝達機構を介してクランクシャフト１８に連結される。これにより、各カムシャフト３１，４１はクランクシャフト１８の回転と連動して回転する。
【００２７】
吸気カムシャフト３１には、バルブタイミングを可変にする可変動弁機構が取り付けられている。本実施形態では、この可変動弁機構は、吸気電動Ｓ−ＶＴ（Sequential-Valve Timing）３０を有している。吸気電動Ｓ−ＶＴ３０は、吸気カムシャフト３１の回転位相を所定の角度範囲内で連続的に変更するよう構成されている。つまり、吸気電動Ｓ−ＶＴ３０は位相式の可変動弁機構であり、開弁期間を一定としたまま、開弁時期及び閉弁時期の両方を連動して変化させる。この吸気電動Ｓ−ＶＴ３０によって、吸気弁２１の開弁時期及び閉弁時期は、連続的に変化する。尚、吸気動弁機構は、電動Ｓ−ＶＴに代えて、油圧式のＳ−ＶＴを有していてもよい。
【００２８】
排気カムシャフト４１にも、バルブタイミングを可変にする可変動弁機構が取り付けられている。本実施形態では、この可変動弁機構は、排気電動Ｓ−ＶＴ４０を有している。排気電動Ｓ−ＶＴ４０は、排気カムシャフト４１の回転位相を所定の角度範囲内で連続的に変更するよう構成されている。つまり、排気電動Ｓ−ＶＴ４０は位相式の可変動弁機構であり、開弁期間を一定としたまま、開弁時期及び閉弁時期の両方を連動して変化させる。この排気電動Ｓ−ＶＴ４０によって、排気弁２２の開弁時期及び閉弁時期は、連続的に変化する。尚、排気動弁機構は、電動Ｓ−ＶＴに代えて、油圧式のＳ−ＶＴを有していてもよい。
【００２９】
本実施形態では、吸気電動Ｓ−ＶＴ３０及び排気電動Ｓ−ＶＴ４０は、どちらもバルブタイミングを所定の角度範囲内で変更するものであるが、バルブリフトを所定の角度範囲内で変更するものであってもよい。
【００３０】
シリンダヘッド１３には、図１に示すように、気筒１１毎に、燃料を燃焼室１６内に噴射する燃料噴射弁２３が設けられている。燃料噴射弁２３は、その噴口が燃焼室１６の天井部から該燃焼室１６内に臨むように配設されている。燃料噴射弁２３は、エンジン１の運転状態に応じて設定された噴射タイミングでかつ、エンジン１の運転状態に応じた量の燃料を、燃焼室１６内に直接噴射する。
【００３１】
シリンダヘッド１３には、気筒１１毎に、該気筒１１内に噴射された燃料を燃焼させるための点火プラグ２４が取り付けられている。点火プラグ２４は、図１に示すように、電極２４ａがシリンダヘッド１３におけるエンジン幅方向の上記一側（つまり排気側）から該燃焼室１６内に臨むように配設されている。点火プラグ２４は、後述するＥＣＵ１００からの制御信号を受けて、所望の点火タイミングで火花を発生させるように、電極２４ａに通電する。
【００３２】
図１に示すように、エンジン本体１０におけるエンジン幅方向の上記他側の面には、各気筒１１の吸気ポート１９に連通するように吸気通路５０が接続されている。一方、エンジン本体１０におけるエンジン幅方向の上記一側の面には、各気筒１１の排気ポート２０に連通するように接続され、各気筒１１からの既燃ガス（つまり、排気ガス）を排出する排気通路６０が接続されている。
【００３３】
吸気通路５０の上流端部には、吸入空気を濾過するエアクリーナ（図示省略）が配設されている。一方、吸気通路５０における下流側端部の近傍には、サージタンク５２が配設されている。このサージタンク５２よりも下流側の吸気通路５０は、気筒１１毎に分岐する独立吸気通路とされ、これら各独立吸気通路の下流端が各気筒１１の吸気ポート１９にそれぞれ接続されている。
【００３４】
吸気通路５０における上記エアクリーナとサージタンク５２との間には、機械式過給機５３が配設されている。尚、以下の説明では、吸気通路５０における機械式過給機５３よりも上流側の部分を上流側吸気通路５０ａといい、吸気通路５０における機械式過給機５３よりも下流側の部分を下流側吸気通路５０ｂという。
【００３５】
機械式過給機５３は、排気エネルギーを利用しない過給機であって、詳しくは、エンジン本体１０に設けられたクランクシャフト１８の回転により回転駆動する過給機である。図２に示すように、機械式過給機５３とクランクシャフト１８とは、第１プーリ７１と、第２プーリ７２と、第１プーリ７１と第２プーリ７２とを連結するベルト７３とにより連結されている。具体的には、クランクシャフト１８に第１プーリ７１が取り付けられ、第２プーリ７２が機械式過給機５３のコンプレッサ５３ａの入力軸５３ｂに取り付けられている。尚、図２では、サージタンク５２及び排気通路６０は省略している。
【００３６】
機械式過給機５３は、クランクシャフト１８の回転により回転駆動するため、その回転数はクランクシャフト１８の回転数（つまり、エンジン回転数）に比例する。第１及び第２プーリ７１，７２のそれぞれの直径は、コンプレッサ５３ａの回転数が所望の回転数となるように設定されている。尚、第２プーリ７２と入力軸５３ｂとの間に電磁クラッチを配置して、コンプレッサ５３ａの回転数を調整できるようにしてもよい。
【００３７】
上記排気通路６０の上流側の部分は、気筒１１毎に分岐して排気ポート２０の外側端に接続された独立排気通路と該各独立排気通路が集合する集合部とを有する排気マニホールドによって構成されている。
【００３８】
この排気通路６０における上記排気マニホールドよりも下流側には、排気浄化触媒６１が配設されている。排気浄化触媒６１は、酸化触媒であり、排気ガス中のＣＯ及びＨＣが酸化されてＣＯ２及びＨ２Ｏが生成される反応を促すものである。また、図示を省略しているが、排気通路６０における排気浄化触媒６１よりも下流側の部分には、エンジン１の排気ガス中に含まれるスート（煤）等の微粒子を捕集する微粒子捕集フィルタが配設されている。このエンジン１は、ＮＯｘを浄化するための触媒を備えていない。ただし、本開示は、ＮＯｘを浄化するための触媒を備えたエンジンに適用することを排除しない。
【００３９】
図３に示すように、エンジン１は、ＥＣＵ（Engine Control Unit）１００によって制御される。ＥＣＵ１００は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラーである。ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ１０１、メモリ１０２、入出力バス１０３等を備えている。ＣＰＵ１０１は、コンピュータプログラム（ＯＳ等の基本制御プログラム、及び、ＯＳ上で起動されて特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）を実行する中央演算処理装置である。メモリ１０２は、ＲＡＭ及びＲＯＭにより構成されている。ＲＯＭには、種々のコンピュータプログラム（特にエンジン１を制御するための制御プログラム）や、該コンピュータプログラムの実行時に用いられる後述のマップを含むデータ等が格納されている。ＲＡＭは、ＣＰＵ１０１が一連の処理を行う際に使用される処理領域が設けられるメモリである。入出力バス１０３は、ＥＣＵ１００に対して電気信号の入出力をするものである。
【００４０】
ＥＣＵ１００には、クランク角センサＳＮ１、エアフローセンサＳＮ２、アクセル開度センサＳＮ３、吸気温度センサＳＮ４（外気温検出手段）、エンジン水温センサＳＮ５（エンジン水温検出手段）、油温センサＳＮ６（油温検出手段）等の各種のセンサが電気的に接続されている。クランク角センサＳＮ１は、シリンダブロック１２に設けられていて、クランクシャフト１８の回転角を検出する。エアフローセンサＳＮ２は、上流側吸気通路５０ａを吸気の流量を検出する。アクセル開度センサＳＮ３は、車両のアクセルペダル機構に取り付けられていて、アクセルペダルの操作量に対応したアクセル開度を検出する。吸気温度センサＳＮ４は、上流側吸気通路５０ａを吸気の温度を検出する。エンジン水温センサＳＮ５は、ウォータジャケット１２ａを流通するエンジン冷却水の温度を検出する。油温センサＮＳ６は、エンジンオイルの温度を検出する。これらセンサＳＮ１〜ＳＮ６等は、検知信号をＥＣＵ１００に出力する。
【００４１】
ＥＣＵ１００は、クランク角センサＳＮ１の検出結果からエンジン回転数を算出する。ＥＣＵ１００は、アクセル開度センサＳＮ３の検出結果からエンジン負荷を算出ずる。
【００４２】
ＥＣＵ１００は、吸気温度センサＳＮ４の検出結果から推定される外気温、エンジン水温センサＳＮ５の検出結果、油温センサＳＮ６の検出結果、エンジン本体１０の有効圧縮比、及び、アクセル開度センサＳＮ３の検出結果から算出されるエンジン負荷に基づいて、圧縮上死点における燃焼室１６内のガス温度である圧縮端温度を推定する。このことから、ＥＣＵ１００は、圧縮上死点における燃焼室１６内のガス温度を推定する圧縮端温度推定手段に相当する。
【００４３】
ＥＣＵ１００は、センサＳＮ１〜ＳＮ６等からの入力信号に基づいて、エンジン１の運転状態を判断するとともに、燃料噴射弁２３、点火プラグ２４，吸気電動Ｓ−ＶＴ３０、排気電動Ｓ−ＶＴ４０等といった、エンジン１の各デバイスに対して制御信号を出力して、各デバイスを制御する。
【００４４】
図４は、機械式過給機５３のコンプレッサ５３ａの性能特性を示す。縦軸は、上流側吸気通路５０ａ内の圧力に対する下流側吸気通路５０ｂ内の圧力の比（以下、単に圧力比という）であり、横軸はコンプレッサ５３ａからの吐出流量である。図４において、曲線ＲＬは回転限界ライン、略直線状の線ＳＬはサージラインを表している。これらのラインで囲まれる領域が機械式過給機５３の運転可能領域である。機械式過給機５３の運転効率は、運転ポイントが運転可能領域の中央側に位置するほど高くなる。尚、本実施形態では、上流側吸気通路５０ａ内の圧力は、基本的には大気圧となっているため、圧力比の高低は、機械式過給機５３による過給圧の高低を表している。
【００４５】
また、この運転可能領域内に図示された複数の曲線ＲＳＬは、コンプレッサ５３ａの回転数が等しい運転ポイントを結んだ線であり、回転限界ラインＲＬに近いほど回転数が高い。また、機械式過給機５３の運転可能領域を縦に縦断するように延びる一点鎖線ＢＬは、コンプレッサ５３ａの回転数毎に、該コンプレッサ５３ａの運転効率が最も良い運転ポイントを結んだ線である。
【００４６】
コンプレッサ５３ａが遠心式ブロアで構成されていることから、該コンプレッサ５３ａは、基本的には、コンプレッサ５３ａの回転数が高いほど、圧力比が大きくかつ吐出流量が多くなるような傾向を示す。これは、エンジン回転数が高いほど過給圧が高いことを表している。エンジン回転数が低いときには、吸気弁２１及び排気弁２２がエンジン１の１サイクルあたりに開弁する実時間が長いため、過給圧が低くても、排気ガスの掃気を行うことができる。一方で、エンジン回転数が高いときには、吸気弁２１及び排気弁２２がエンジン１の１サイクルあたりに開弁する実時間が短いため、出来る限り高い過給圧で吸気を燃焼室１６内に導入して、早期に排気ガスの掃気を行う必要がある。このため、コンプレッサ５３ａが上記のような特性を有することにより、適切な排気ガスの掃気を行うことができるようになっている。
【００４７】
排気ガスの掃気を効率的に行うために燃焼室１６に供給すべき吸気の過給圧及び流量は、エンジン本体１０のエンジン諸元（燃焼室１６の容積など）により、予め求めることができる。このため、本実施形態では、エンジン本体１０のエンジン諸元に基づいて、必要とされる過給圧及び吸気流量を算出して、運転ポイントが破線ＢＬ上に位置するような機械式過給機５３が選択されている。これにより、エンジン回転数に合わせて効率良く過給できるようになっている。
【００４８】
図５は車両の通常走行時における吸気弁２１及び排気弁２２のリフト特性を示す。横軸はクランク角度であり、圧縮上死点のクランク角を０°として、これに対して進角側（圧縮上死点よりも早い時期）をマイナスで表し、遅角側（圧縮上死点よりも遅い時期）をプラスで表している。図５において、−３６０°は１サイクル前の燃焼サイクルにおける圧縮上死点に相当する。
【００４９】
図５に示すように、本実施形態では、吸気弁２１及び排気弁２２は、車両の通常走行時において、吸気弁２１の開弁時期が排気弁２２の開弁時期よりも２０°程度遅くかつ吸気弁２１の閉弁時期が排気弁２２の閉弁時期と略同じになるように構成されている。また、吸気弁２１及び排気弁２２は、それぞれの開弁期間が下死点（ＢＤＣ）を挟むように構成されている。詳しくは、吸気弁２１及び排気弁２２は、吸気及び排気カムシャフト３１，４１、並びに、吸気及び排気動弁機構３０，４０により、上記のようなリフト特性を示すようになっている。尚、「吸気弁２１の閉弁時期が排気弁２２の閉弁時期と略同じ」とは、吸気弁２１の閉弁時期が排気弁２２の閉弁時期よりも僅かに（クランク角で２°〜３°程度）早い場合、及び、吸気弁２１の閉弁時期が排気弁２２の閉弁時期よりも僅かに遅い場合の両方を含む。本実施形態では、吸気弁２１の閉弁時期が排気弁２２の閉弁時期よりも僅かに遅くなっている。
【００５０】
本実施形態では、エンジン１は２ストロークエンジンであるため、吸気弁２１及び排気弁２２の両方を開いて、吸気ポート１９から燃焼室１６に流入する吸気により、燃焼室１６内の排気ガスを排気ポート２０に押し流す掃気行程がある。燃焼サイクルにおいて掃気行程に入るときには、上述したように、排気弁２２が吸気弁２１よりも早い時期に開弁する。これは、吸気ポート２１への排気ガスの流入を防止するためである。
【００５１】
図６及び図７には、掃気行程での燃焼室１６内の様子を例示している。
【００５２】
図６に示すように、１サイクル前の燃焼サイクルにおいて燃料が燃焼した後、まず、排気弁２２のみが開弁される。このときは、ピストン１５が下降しながら排気ガスが排気ポート２０に向かって流れる。ピストン１５が下降していたとしても、排気ガスは燃焼圧により排気ポート２０に流れ込む。
【００５３】
次に、排気弁２２に加えて、吸気弁２１が開弁される。吸気弁２１が開弁されると、吸気ポート１９から吸気が燃焼室１６に供給される。このとき、シリンダヘッド１３に段差部１３ｃが形成されていることにより、吸気は、排気ポート２０に向かって流れずに、主に、吸気弁２１とシリンダヘッド１３との隙間のうち排気ポート２０から遠い側の部分から燃焼室１６に供給される。このように吸気が燃焼室１６に供給されることで、図７に示すように、燃焼室１６内の排気ガスが吸気によって排気ポート２０に掃気される。
【００５４】
また、図５及び図７に示すように、ピストン１５が圧縮上死点に向かって上昇しているときには、排気弁２２も開弁している。これにより、燃焼室１６内の排気ガスは、燃焼室１６に供給される吸気とピストン１５の上昇とによって、排気ポート２０に押し流される。
【００５５】
次いで、図５に示すように、略同じタイミングで吸気弁２１及び排気弁２２が閉弁される。詳しくは、本実施形態では、排気弁２２が閉弁した後、僅かに遅れて吸気弁２１が閉弁される。この後、ピストン１５の上昇により燃焼室１６内の吸気（排気ガスの一部が燃焼室１６内に残留している場合には、吸気及び残留ガス）が圧縮される。
【００５６】
その後、燃料噴射弁２３により燃料が燃焼室１６に噴射される。そして、少なくとも、エンジン負荷が所定負荷よりも小さいエンジン低負荷時には、圧縮自着火により燃料を燃焼させる。一方で、エンジン負荷が所定負荷よりも高いエンジン高負荷時には、エンジン低負荷時と同様に圧縮自着火により燃料を燃焼させてもよいし、点火プラグ２４による火花点火により強制的に燃料を燃焼させてもよい。尚、「圧縮自着火」とは、点火プラグ２４による点火アシストをした上で、圧縮自着火により燃料を燃焼させるもの（ＳＰＣＣＩ燃焼）を含む。
【００５７】
ここで、上述のように、圧縮自着火により燃料を燃焼させる場合、燃焼を安定させるには、燃焼室１６の圧縮端温度を適切に確保する必要がある。一方で、圧縮端温度が高くなり過ぎると、過早着火によるエンジンの熱効率低下や燃焼騒音の増大をもたらすおそれがある。また、圧縮端温度が高くなり過ぎると、ＮＯｘが発生しやすくなりエミッション性能が悪化してしまう。
【００５８】
そこで、本実施形態では、ＥＣＵ１００は、圧縮端温度を推定して、圧縮端温度が、燃料を圧縮自着火により安定して燃焼させることができる目標温度になるように、吸気弁２１及び排気弁２２の閉弁時期を調整するようにしている。尚、目標温度は、例えば１０００Ｋ程度であって±２０Ｋ程度幅を有する値である。また、本実施形態においては、吸気弁２１及び排気弁２２の閉弁時期は、１ｍｍリフト時点で定義している。
【００５９】
図８は、吸気弁２１及び排気弁２２の閉弁時期を調整したときの圧縮端温度の変化をシミュレーションにより算出した結果を示す。また、図９は、吸気弁２１及び排気弁２２の閉弁時期を調整したときのエンジントルクの変化をシミュレーションにより算出した結果を示す。図８及び図９のシミュレーションでは、エンジン回転数を１５００ｒｐｍ、空燃比をＡ／Ｆ＝３０に設定している。
【００６０】
図８において、縦軸は圧縮端温度であり、横軸は吸気弁２１及び排気弁２２の閉弁時期の変化量である。横軸は、図５に示す開閉パターンの場合の閉弁時期を０°として、そこから遅角させた場合をマイナス側とし、進角させた場合をプラス側で表している。本実施形態では、吸気電動Ｓ−ＶＴ３０及び排気電動Ｓ−ＶＴ４０はどちらも位相式であるため、閉弁時期が変化するときには、開弁時期もそれに連動して変化している。図８に示すグラフにおいて、菱形は吸気弁２１と排気弁２２とを同期させて、閉弁時期を同じ量だけ遅角又は進角した場合を示し、三角は吸気弁２１のみを遅角又は進角した場合を示し、四角は排気弁２２のみを遅角又は進角した場合を示す。また、図８に示す点線は、上記目標温度の一例を表している。尚、このシミュレーションでは、吸気弁２１の開弁時期が排気弁２２の開弁時期よりも早くならないことを条件としている。このため、吸気弁２１のみ閉弁時期を進角させる場合の進角量については２０°までとなっており、排気弁２２のみ閉弁時期を遅角させる場合の遅角量についても２０°までとなっている。また、このシミュレーションでは、排気弁２２の閉弁時期が吸気弁２１の閉弁時期よりも遅くなることを許容している。
【００６１】
図９において、縦軸はエンジントルクであり、横軸は吸気弁２１及び排気弁２２の閉弁時期の変化量である。横軸の表記、並びに、進角及び遅角の対象を示すマークは図８と同じである。
【００６２】
図８に示すように、吸気弁２１と排気弁２２とを同期させて閉弁時期を遅角させた場合には、遅角量が大きいほど圧縮端温度が下がることが分かる。また、吸気弁２１のみ閉弁時期を遅角した場合にも、吸気弁２１と排気弁２２とを同期させた場合と同程度に圧縮端温度が低下することが分かる。これは、吸気弁２１の閉弁時期が遅角されることで、圧縮開始時のピストン１５の位置が圧縮上死点に近い位置になり、有効圧縮比が変化するためである。
【００６３】
一方で、排気弁２１のみ閉弁時期を遅角させた場合には、圧縮端温度は僅かに低下するだけであることが分かる。上述したように、今回のシミュレーションでは、閉弁時期が変化するときには、開弁時期もそれに連動して変化している。排気弁２２の開弁時期が遅くなることで、筒内圧が低いときに排気弁２２が開くことになり、排気ガスが排出されにくくなる。これにより、圧縮開始時において燃焼室１６内に残留する排気ガスの量が多くなる。この結果、排気弁２２のみ閉弁時期を遅角させて、有効圧縮比が低下したとしても、圧縮端温度は低下しにくくなる。
【００６４】
ここで、吸気弁２１のみ閉弁時期を遅角させると、図１０に示すように、ピストン１５が圧縮上死点に近い位置にあるときに、吸気弁２１のみが開いた状態になる。しかしながら、本実施形態では、主に、吸気弁２１とシリンダヘッド１３との隙間のうち排気ポート２０から遠い側の部分から吸気が燃焼室１６に供給されるようになっており、実質的に、吸気ポート１９と燃焼室１６との間の流路面積が小さくなっている。また、吸気ポート１９から燃焼室１６に供給される吸気は、機械式過給機５３により過給された吸気である。これらのことにより、本実施形態では、図１０に示すように、ピストン１５が上昇しているときに吸気弁２１のみが開弁していたとしても、過給された吸気が燃焼室１６に供給されているため、燃焼室１６から吸気ポート１９への吹き戻しはほとんどない。
【００６５】
燃焼室１６から吸気ポート１９への吹き戻しがほとんどなければ、燃焼室１６に供給される吸気量は一定となる。詳しくは、エンジン回転数が一定で、機械式過給機５３のコンプレッサ５３ａの回転数が一定であれば、機械式過給機５３からの吐出流量は一定となる。そして、機械式過給機５３からの吐出流量が一定でありかつ燃焼室１６から吸気ポート１９への吹き戻しがなければ、燃焼室１６に供給される吸気量は一定になる。このため、図９に示すように、エンジントルクについては、吸気弁２１の閉弁時期を遅角させた場合でも、ほとんど変化しない。
【００６６】
一方で、図８を参照すると、吸気弁２１と排気弁２２とを同期させて各閉弁時期を進角させた場合には、進角量が大きいほど圧縮端温度が上がることが分かる。これは、有効圧縮比が高くなることに加えて、燃焼室１６内の排気ガスの量が多くなるためである。すなわち、図１１に示すように、吸気弁２１と排気弁２２とを同期させて各閉弁時期を進角させると、ピストン１５の位置が圧縮上死点からより離れた位置から、燃焼室１６内のガスの圧縮が開始されるため、有効圧縮比が低下する。また、吸気弁２１の閉弁時期を進角させると、ピストン１５が下死点に近い位置で吸気が燃焼室１６に導入されるため、燃焼室１６への吸気の供給により燃焼室１６内の排気ガスの掃気する際の掃気圧が低くなる。これにより、排気ガスの掃気が抑制されるため、図１１に示すように、圧縮開始時における燃焼室１６内の排気ガス量が多くなる。
【００６７】
図８を参照すると、吸気弁２１のみ閉弁時期を進角させた場合には、圧縮端温度が上昇するが、吸気弁２１と排気弁２２とを同期させた場合と比較すると、圧縮端温度の上昇量が小さいことが分かる。吸気弁２１のみ閉弁時期を進角すると、排気弁２２の閉弁時期が吸気弁２１の閉弁時期よりも遅くなるため、有効圧縮比は排気弁２２の閉弁時期で決まるようになる。このため、吸気弁２１のみを進角する場合、有効圧縮比はほとんど変化しない。一方で、上述のように、燃焼室１６内の排気ガスの掃気する際の掃気圧が低くなって、圧縮開始時における燃焼室１６内の排気ガス量は多くなる。このため、吸気弁２１のみ閉弁時期を進角させても圧縮端温度は上昇するが、吸気弁２１と排気弁２２とを同期させた場合と比較すると、圧縮端温度の上昇量は小さくなる。また、進角量が２０°のときは、進角量が１０°のときとほとんど変わらないことが分かる。これは、有効圧縮比は排気弁２２の閉弁時期で決まってしまい、吸気弁２１の閉弁時期を進角させたとしても、有効圧縮比が変化しないためである。
【００６８】
図８を参照すると、排気弁２２のみ閉弁時期を進角させた場合には、圧縮端温度がほとんど変化しないことが分かる。これは、排気弁２２のみ閉弁時期を進角させたとしても、吸気弁２１の閉弁時期が変わらず、有効圧縮比が変化しないためである。
【００６９】
ここで、上述したように、エンジン回転数が一定で、機械式過給機５３からの吐出流量は一定であれば、吸気弁２１の閉弁時期を進角させたとしても、燃焼室１６に供給される吸気量は一定になる。このため、図９に示すように、エンジントルクについては、吸気弁２１の閉弁時期を進角させた場合でも、ほとんど変化しない。
【００７０】
上述のように、本実施形態のエンジン１では、吸気弁２１及び排気弁２２の閉弁時期を調整することにより、エンジントルクを確保しつつ、圧縮端温度を変化させることができる。このとき、図８に示すように、圧縮端温度を低くするときには、吸気弁２１の閉弁時期を遅角するだけでもよいが、圧縮端温度を高くするときには、吸気弁２１及び排気弁２２の両方を進角させることが望ましい。特に、吸気弁２１のみ閉弁時期を進角させて、排気弁２２の閉弁時期が吸気弁２１の閉弁時期よりも遅くなると、燃焼室１６に供給された吸気が排気ポート２０に流出するおそれがあるため、排気弁２２の閉弁時期は、吸気弁２１の閉弁時期と略同じか又は吸気弁２１の閉弁時期よりも早いことが望ましい。
【００７１】
このため、本実施形態では、ＥＣＵ１００は、少なくとも、エンジン負荷が上記所定負荷よりも低い低負荷時において、推定圧縮端温度が目標温度よりも高いときには、図１２に示すように、吸気弁２１の閉弁時期を、有効圧縮比が低くなるように遅角させるべく吸気電動Ｓ−ＶＴ３０を作動させる。一方で、ＥＣＵ１００は、推定圧縮端温度が目標温度よりも低いときには、図１３に示すように、吸気弁２１の閉弁時期を、有効圧縮比が高くなるように進角させるべく吸気電動Ｓ−ＶＴ３０を作動させるとともに、排気弁２２の閉弁時期が、吸気弁２１の閉弁時期と略同じという条件を維持すべく排気電動Ｓ−ＶＴ４０を作動させる。
【００７２】
ＥＣＵ１００は、推定圧縮端温度が上記目標温度に対して高いほど、吸気弁２１の遅角量を大きくする一方、推定圧縮端温度が上記目標温度に対して低いほど、吸気弁２１及び排気弁２２の進角量を大きくする。ＥＣＵ１００のメモリ１０２には、図８に示すような、吸気弁２１及び排気弁２２の閉弁時期と圧縮端温度との関係がマップとして記憶されている。ＥＣＵ１００のＣＰＵ１０１は、推定圧縮端温度と上記目標温度との差から、推定圧縮端温度と上記目標温度になるような吸気弁２１の遅角量、又は、吸気弁２１及び排気弁２２の進角量を算出して、吸気電動Ｓ−ＶＴ３０及び排気電動Ｓ−ＶＴ４０に制御信号を送る。
【００７３】
また、ＥＣＵ１００は、アクセル開度センサＳＮ３から算出されるエンジン負荷が高いほど、吸気弁２１の閉弁時期を遅くすべく吸気電動Ｓ−ＶＴ３０を作動させる。すなわち、エンジン負荷が高いほど燃料の供給量が多いため、燃焼圧及び燃焼温度が高く、圧縮端温度が高くなりやすい。このため、エンジン負荷が高いほど、過早着火によるエンジンの熱効率の悪化や燃焼騒音の増大が発生しやすく、エミッション性能が低下する可能性も高い。そこで、ＥＣＵ１００は、エンジン負荷が高いほど圧縮端温度が高くなるように推定して、エンジン負荷が高いほど吸気弁２１の閉弁時期を遅角させる。これにより、燃焼圧及び燃焼温度が異常に高くなることを抑制することができる。この結果、熱効率の悪化を一層効果的に抑制するとともに、エミッション性能の悪化を一層効果的に抑制することができる。尚、エンジン負荷が上記所定負荷よりも高い高負荷時には、燃焼圧が急激に上昇することによる燃焼騒音の発生も懸念される。このため、燃焼騒音を抑制するためにも、吸気弁２１の閉弁時期を遅角させる制御が特に有効になる。
【００７４】
尚、ＥＣＵ１００は、上記のように、吸気弁２１の閉弁時期の遅角量、並びに、吸気弁２１及び排気弁２２の閉弁時期の進角量を設定しつつ、それぞれの開弁期間が下死点を挟む範囲で遅角量及び進角量を設定する。
【００７５】
次に、推定圧縮端温度に基づいて吸気弁２１及び排気弁２２を遅角又は進角させる際の、ＥＣＵ１００の処理動作について、図１４を参照して説明する。このフローチャートに基づく処理動作は、エンジン１が作動している間は１燃焼サイクル毎に実行される。
【００７６】
最初のステップＳ１で、ＥＣＵ１００は、各種センサからの信号を読み込む。このとき、ＥＣＵ１００は、特に、吸気温度センサＳＮ４の検出結果から推定される外気温、エンジン水温センサＳＮ５で検出されるエンジン水温、油温センサＳＮ６で検出されるエンジン油温、エンジン本体１０の現在の有効圧縮比、及び、アクセル開度センサＳＮ３の検出結果から算出されるエンジン負荷を読み込む。現在の有効圧縮比は、吸気弁２１及び排気弁２２の現在のバルブタイミングに基づいて求める。
【００７７】
次のステップＳ２で、ＥＣＵ１００は、上記ステップＳ１で読み込んだ各種パラメータから圧縮端温度を推定する。
【００７８】
次のステップＳ３では、ＥＣＵ１００は、上記ステップＳ２で算出された推定圧縮端温度が上記目標温度外であるか否か、すなわち、推定圧縮端温度が上記目標温度よりも高いか又は低いか否かを判定する。推定圧縮端温度が上記目標温度よりも高いか又は低い温度であるＹＥＳのときには、ステップＳ４に進む一方、推定圧縮端温度が上記目標温度の範囲内の温度であるＮＯのときにはリターンする。
【００７９】
上記ステップＳ４では、ＥＣＵ１００は、推定圧縮端温度が上記目標温度よりも高い温度であるか否かを判定する。推定圧縮端温度が上記目標温度よりも高い温度であるＹＥＳのときには、ステップＳ５に進む一方で、推定圧縮端温度が上記目標温度よりも低い温度であるＮＯのときには、ステップＳ７に進む。
【００８０】
上記ステップＳ５では、ＥＣＵ１００は、吸気弁２１の閉弁時期の遅角量を算出する。このとき、ＥＣＵ１００は、推定圧縮端温度と上記目標温度との差に基づいて吸気弁２１の閉弁時期の遅角量を算出する。より具体的には、推定圧縮端温度と上記目標温度との差が大きいほど、吸気弁２１の閉弁時期の遅角量が大きくなるようにする。ステップＳ５の後はステップＳ６に進む。
【００８１】
次のステップＳ６では、ＥＣＵ１００は、吸気電動Ｓ−ＶＴ３０を作動させて、吸気弁２１の閉弁時期を遅角させる。ステップＳ６の後はリターンする。
【００８２】
一方で、推定圧縮端温度が上記目標温度よりも低い温度であるときに進む、ステップＳ７では、ＥＣＵ１００は、吸気弁２１及び排気弁２２の閉弁時期の進角量を算出する。このとき、ＥＣＵ１００は、推定圧縮端温度と上記目標温度との差に基づいて吸気弁２１及び排気弁２２の閉弁時期の進角量を算出する。より具体的には、推定圧縮端温度と上記目標温度との差が大きいほど、吸気弁２１及び排気弁２２の閉弁時期の進角量が大きくなるようにする。ステップＳ７の後はステップＳ８に進む。
【００８３】
次のステップＳ８では、ＥＣＵ１００は、吸気電動Ｓ−ＶＴ３０及び排気電動Ｓ−ＶＴ４０を作動させて、吸気弁２１及び排気弁２２の閉弁時期を進角させる。ステップＳ８の後はリターンする。
【００８４】
したがって、本実施形態では、吸気弁２１及び排気弁２２は、吸気弁２１の開弁時期が排気弁２２の開弁時期よりも遅くかつ吸気弁２１の閉弁時期が排気弁２２の閉弁時期と略同じでありかつそれぞれの開弁期間が下死点を挟むように構成されており、ＥＣＵ１００は、機械式過給機５３の作動時において、ＥＣＵ１００により推定される推定圧縮端温度が、予め設定された目標温度よりも高いときには、吸気弁２１の閉弁時期を、有効圧縮比が低くなるように遅角させるべく吸気電動Ｓ−ＶＴ３０を作動させるように構成されている。このことにより、有効圧縮比を低くして圧縮端温度を目標温度に下げることができ、熱効率の悪化及びエミッション性能の悪化を抑制することができる。一方で、燃焼室１６に供給される吸気量は一定とすることができるため、高い燃焼安定性及び適切なエンジントルクを得ることができる。
【００８５】
また、ＥＣＵ１００は、推定圧縮端温度が目標温度よりも低いときには、吸気弁２１の閉弁時期を、有効圧縮比が高くなるように進角すべく吸気電動Ｓ−ＶＴ３０を作動させるとともに、排気弁２２の閉弁時期が、吸気弁２１の閉弁時期と略同じという条件を維持すべく排気電動Ｓ−ＶＴ４０を作動させるように構成されている。このことにより、有効圧縮比を高くして圧縮端温度を目標温度に上げることができ、高い燃焼安定性を得ることができる。
【００８６】
特に、本実施形態では、推定圧縮端温度が目標温度よりも高いときの吸気弁２１の閉弁時期の遅角量、並びに、推定圧縮端温度が目標温度よりも低いときの吸気弁２１及び排気弁２２の閉弁時期の進角量を、推定圧縮端温度と目標温度との差に基づいて設定する。このことにより、圧縮端温度を適切に目標温度内にすることができ、高い燃焼安定性及び適切なエンジントルクを得つつ、熱効率の悪化及びエミッション性能の悪化を抑制することができる。
【００８７】
さらに、本実施形態では、ＥＣＵ１００は、吸気温度センサＳＮ４、エンジン水温センサＳＮ５及び油温センサＳＮ６のそれぞれの検出結果、並びに、エンジン本体１０の有効圧縮比を考慮して圧縮端温度を推定する。このことよると、エンジン本体１０の温度に相当するエンジン冷却水の温度やエンジンオイルの温度、及び、エンジン本体１０の有効圧縮比が考慮されることで、圧縮端温度の推定精度を向上させることができる。これにより、推定圧縮端温度に基づく制御を適切に実行できるようになり、この結果、高い燃焼安定性及び適切なエンジントルクを一層適切に得つつ、熱効率の悪化及びエミッション性能の悪化を一層効果的に抑制することができる。
【００８８】
ここに開示された技術は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。
【００８９】
例えば、上述の実施形態では、吸気弁２１及び排気弁２２は、吸気弁２１の閉弁時期が排気弁２２の閉弁時期と略同じになるように構成されていたが、これに限らず、吸気弁２１及び排気弁２２は、閉弁時期を遅角等させない通常のバルブタイミングにおいて、吸気弁２１の閉弁時期が排気弁２２の閉弁時期よりも遅く（クランク角で４°以上遅く）なるように構成されていてもよい。
【００９０】
また、上述の実施形態では、吸気動弁機構及び排気動弁機構が両方とも位相式であるため、吸気弁２１の閉弁時期を遅角させるとき、並びに、吸気弁２１及び排気弁２２の閉弁時期を進角させるときには、それぞれの開弁時期も同期して遅角又は進角させていたが、これに限らず、吸気動弁機構及び排気動弁機構がバルブリフトを変更可能に構成されている場合には、閉弁時期のみを遅角又は進角させるようにしてもよい。
【００９１】
さらに、上述の実施形態では、ＥＣＵ１００は、吸気温度センサＳＮ４の検出結果から推定される外気温、エンジン水温センサＳＮ５の検出結果、油温センサＳＮ６の検出結果、クランク角センサＳＮ１の検出結果から算出される圧縮代、及び、アクセル開度センサＳＮ３の検出結果から算出されるエンジン負荷に基づいて、圧縮上死点における燃焼室１６内のガス温度である圧縮端温度を推定していたが、エンジン水温センサＳＮ５の検出結果及び油温センサＳＮ６の検出結果は用いなくてもよい。すなわち、エンジン水温やエンジン油温の変化は、燃焼室１６の温度変化に対してタイムラグがあるため、例えば、エンジン回転数が高いときなど、応答性が求められる場合には、エンジン水温やエンジン油温を参照しない方が好ましいときもあるためである。
【００９２】
また、上述の実施形態では、推定圧縮端温度が目標温度よりも高いときには、吸気弁２１のみ閉弁時期を遅角していたが、これに限らず、吸気弁２１及び排気弁２２の両方を遅角させるようにしてもよい。このとき、ＥＣＵ１００は、吸気弁２１の開弁時期が排気弁２２の開弁時期よりも遅くかつ吸気弁２１の閉弁時期が排気弁２２の閉弁時期と略同じか若しくは排気弁２２の閉弁時期よりも遅くかつそれぞれの開弁期間が下死点を挟むという条件を満たすように、吸気弁２１及び排気弁２２の遅角量を設定する。また、上記の条件が満たされる範囲であれば、ＥＣＵ１００は、吸気弁２１の遅角量と排気弁２２の遅角量とを異ならせてもよい。
【００９３】
さらに、上述の実施形態では、推定圧縮端温度が目標温度よりも低いときには、吸気弁２１及び排気弁の閉弁時期を同じ量だけ進角させていたが、これに限らず、吸気弁２１の開弁時期が排気弁２２の開弁時期よりも遅くかつ吸気弁２１の閉弁時期が排気弁２２の閉弁時期と略同じか若しくは排気弁２２の閉弁時期よりも遅くかつそれぞれの開弁期間が圧縮下死点を挟むという条件が維持されていれば、ＥＣＵ１００は、吸気弁２１の進角量と排気弁２２の進角量とを異ならせてもよい。
【００９４】
また、上述の実施形態では、エンジン本体１０はガソリンエンジンであったが、これに限らず、エンジン本体１０は、軽油を主成分とする燃料が供給されるディーゼルエンジンであってもよい。この場合、吸気弁２１及び排気弁２２の閉弁時期の制御をエンジン１の全運転領域に適用される。また、シリンダブロック１３に点火プラグを設ける必要はない。さらに、燃料噴射弁２３からの燃料の噴射タイミングを、例えば、圧縮上死点近傍にする等の変更が必要となる。
【００９５】
さらに、上述の実施形態では、過給機は機械式過給機５３であったが、コンプレッサが遠心式ブロアで構成されていれば、過給機は電動式過給機であってもよい。
【００９６】
上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本開示の範囲を限定的に解釈してはならない。本開示の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本開示の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
ここに開示された技術は、吸気通路に過給機が設けられた２ストロークエンジンに有用である。
【符号の説明】
【００９８】
１        過給機付２ストロークエンジン
１０      エンジン本体
１１      気筒
１５      ピストン
１６      燃焼室
１９      吸気ポート
２０      排気ポート
２１      吸気弁
２２      排気弁
３０      吸気電動Ｓ−ＶＴ（吸気動弁機構）
４０      排気電動Ｓ−ＶＴ（排気動弁機構）
５０      吸気通路
５３      機械式過給機（過給機）
１００    ＥＣＵ（圧縮端温度推定手段、制御手段）
ＳＮ４    吸気温度センサ（外気温検出手段）
ＳＮ５    エンジン水温センサ（エンジン水温検出手段）
ＳＮ６    油温センサ（油温検出手段）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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