(57)【要約】【課題】電気的に、吸気バルブ、排気バルブの開閉のタイミング、最大リフトを制御する手段を有する２ストロークエンジンにおいて、広い運転範囲にわたり、燃焼、エミッション、動力性能を改善すること。【解決手段】エンジン一回転に一回吸気バルブ４および排気バルブ５の一方あるいは両方のリフトおよび開閉のタイミングの一方あるいは両方を電気的に制御できるアクチュエータ７，８を具備し、空気流量センサ９、回転センサ１１の信号をコントロールユニット１３に入力し、空気流量、回転速度から吸気バルブ４と排気バルブ５の動作を確認し、燃料噴射インジェクタ６の燃料量を、吸気バルブ４と排気バルブ５の動作と協調制御することによって、課題を解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷と回転速度の情報に応じて、エンジンの一回転に一回吸気バルブおよび排気バルブの一方、あるいは両方の動作を電気的に制御しうるアクチュエータと、前記アクチュエータと協調制御されうる燃料噴射インジェクタを具備したことを特徴とする２ストロークエンジン。
【請求項２】
請求項１に記載の２ストロークエンジンにおいて、クランク軸タイミングプーリとカム軸タイミングプーリを設け、位相を電気的に可変できる制御機構を介して前記吸気バルブおよび前記排気バルブの一方あるいは両方に作動的に連結されたカム軸を駆動し、エンジンの一回転に一回、前記吸気バルブおよび排気バルブの一方、あるいは両方の開閉タイミングを電気的に制御できるようにしたことを特徴とする２ストロークエンジン。
【請求項３】
請求項１に記載の２ストロークエンジンにおいて、前記エンジンのシリンダの一部に掃気ポート設け、電気的に制御可能な排気バルブを具備したことを特徴とする２ストロークエンジン。
【請求項４】
請求項１に記載の２ストロークエンジンにおいて、前記燃料噴射インジェクタの噴射量を空気量センサの信号に基づいて決定することを特徴とする２ストロークエンジン。
【請求項５】
請求項１に記載の２ストロークエンジンにおいて、前記吸気バルブおよび前記排気バルブの一方あるいは両方のリフト量と開閉のタイミングと回転数と負荷の関係を特性値としてコントロールユニットに格納し、前記特性値を利用して前記吸気バルブおよび前記排気バルブの一方あるいは両方を電気的に制御しうることを特徴とする２ストロークエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は２ストロークエンジンに関するものであり、とくに吸気バルブおよび排気バルブの一方あるいは両者の開閉タイミングまたはリフト量を制御しうる２ストロークエンジンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
吸気バルブ、排気バルブが設けられていない掃気ポート式の２ストロークエンジンの他に、従来からバルブ付きの２ストロークエンジンが利用されている。この例として、特許文献１や非特許文献１に開示されているものがある。また、２ストローク、４ストロークエンジンのバルブの電気的制御手段としての具体例が非特許文献２に開示されている。
特許文献２では、２ストロークのディーゼルエンジンにおいて、エンジン始動時と判断されたときに、電動式の可変動弁装置（カムひねりタイプ）により、吸気弁閉時期（ＩＶＣ）を下死点（ＢＤＣ）に近づけて、有効圧縮比を高めることで始動時の自着火を確保し、通常運転時は、ＩＶＣを遅らせて、有効圧縮比を低下させて、燃費を低減させる技術が開示されている。
これら従来技術においは、エンジンの運転状態によって、あらかじめ定められた目標値になるように、吸気バルブ、排気バルブの動作を制御することが行われている。一方、エンジンの運転状態に応じて、燃料の噴射タイミング、噴射量を制御することも行われている。噴射量、噴射タイミングは、アクセルペダルの踏み込み量と、エンジンの回転速度から決定されている。
【０００３】
【特許文献１】特願２０００−６２０２２１号公報
【特許文献２】特開平１-３１５６３１号公報
【非特許文献１】広安、寶緒、大山著、「改訂内燃機関」コロナ社、１９９９年５月２０日発行、Ｐ９４〜９６
【非特許文献２】Ｗ．Ｈａｎｎｉｂａｌ，  ｅｔ  ａｌ，  「Ｏｖｅｒｖｉｅｗ  ｏｆ  Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｌｉｆｔ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  Ｆｏｕｒ−Ｓｔｒｏｋｅ  Ｓｐａｒｋ−Ｉｇｎｉｔｉｏｎ  Ｅｎｇｉｎｅｓ  ａｎｄ  Ｃｒｉｔｅｒｉａ  ｆｏｒ  ｔｈｅｉｒ  Ｄｅｓｉｇｎ  Ｒａｔｉｎｇｓ，  ＳＡＥ  Ｐａｐｅｒ  ２００４−０１−１２６３，  ２００４  ＳＡＥ  Ｗｏｒｌｄ  Ｃｏｎｇｒｅｓｓ，  Ｍａｒｃｈ  ８−１１，２００４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のシリンダに、吸気バルブ、排気バルブを具備した２ストロークエンジンでは、バルブはクランク軸によって機械的に駆動されるカム軸によって動かされるので、バルブの動きが固定され、広い回転速度範囲おいて、ガス交換を最適に制御することが期待できない。
また、従来用いられてきた、電気的にバルブの動きを制御する手段は、もっぱら４ストロークエンジン用であるので、エンジン２回転に一回動作するように造られており、エンジン一回転に一回動作する２ストロークエンジンには適用することができない。
この際、吸気バルブ、排気バルブの動作は、アクチュエータの応答遅れなどによって、一般に燃料噴射の制御よりも目標値に達するのが遅れる傾向がある。吸気バルブ、排気バルブの動作が遅れると、目標の空気量に達する前に、燃料噴射量が目標値に達し、一時的に混合気が濃くなり、燃焼が悪化し、一酸化炭素、すす（スート）などの排出量が増大する恐れがある。
本発明は、２ストロークエンジンにおいて、電気的に吸気バルブおよび排気バルブの一方あるいは両方の動作を制御することができるようにし、ガス交換を改善し、燃料噴射と協調を図ることにより、燃焼、エミッション、動力性能を改善することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）この課題を解決するために、本発明の一実施の形態においては、負荷と回転速度の情報によって、エンジン一回転に一回吸気バルブおよび排気バルブの一方あるいは両方の動作を電気的に制御できるアクチュエータと、そのアクチュエータと協調制御される燃料噴射インジェクタを具備したことを特徴とする２ストロークエンジンを提供するものである。これによって、回転速度の広い範囲において、ガス交換を確実なものとなし、吸気バルブ、排気バルブの応答性の遅れに伴う、空気量の目標値からのずれを補償するように、燃料噴射量と協調制御することによって、空燃比の目標値からのずれを低減し、燃焼を最適にし、エミッション、動力性能を改善することができるものである。
【０００６】
（２）本発明の他の実施の形態においては、クランク軸タイミングプーリとそれと連動するカム軸タイミングプーリを設け、位相を電気的に可変できる機構を介してカム軸を駆動し、エンジン一回転に一回、吸気バルブおよび排気バルブの一方あるいは両方の開閉タイミングを電気的に制御できるようにしたことを特徴とする２ストロークエンジンを提供するものである。これによって、簡単な機構で、ガス交換を最適にすることができる。
【０００７】
（３）本発明の他の実施の形態においては、吸気バルブの代わりに、エンジンのシリンダの一部に掃気ポート設け、電気的に制御可能な排気バルブの動作と協調して、燃料噴射を制御することを特徴とする２ストロークエンジンを提供するものである。これによって、簡単な排気バルブの制御機構で、ガス交換と、燃焼を改善することができる。
【０００８】
（４）本発明の他の実施の形態においては、上記実施の形態に加えて、吸気バルブおよび排気バルブの一方あるいは両方を電気的に制御できるアクチュエータと協調制御される燃料噴射インジェクタの噴射量を、空気量センサの信号をもとに決定することを特徴とする２ストロークエンジンを提供するものである。これによって、吸気バルブ、排気バルブの応答遅れに見合って、実際の噴射量が適切に制御されるので、過渡運転時の混合気の目標値からのずれが低減され、過渡運転時のエミッション、動力性能が改善される。
【０００９】
（５）本発明の他の実施の形態においては、回転数と負荷の関数として、吸気バルブおよび排気バルブの一方あるいは両方のリフト特性と開閉のタイミング特性をコントロールユニットに格納し、それらの特性に応じて、吸気バルブおよび排気バルブ一方又は両方を電気的に制御できるアクチュエータを具備したことを特徴とする２ストロークエンジンを提供するものである。これによって、軽負荷運転時の予混合圧縮着火燃焼による低燃費、低エミッション運転と高負荷時の、ディーゼル、或いは火花点火燃焼による高出力運転、始動時の安定な燃焼を同時に達成することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の上述した実施の形態により次に述べるいずれか一つまたはそれらを組み合わせた効果を達成することが出来る。
吸気バルブ、排気バルブ、燃料噴射の協調制御が広い運転範囲にわたって可能になり、２ストロークエンジンのガス交換、燃焼、エミッションを改善することができる。
回転速度の広い範囲でガス交換を確実なものにし、吸気バルブ、排気バルブの応答性の遅れに伴う、空気量の目標値からのずれを補償するように燃料噴射量を協調制御することによって、空燃比の目標値からのずれを低減し、燃焼を最適にし、エミッション、動力性能を改善することができる。
【００１１】
さらに、簡単な吸気バルブと排気バルブの制御機構で、ガス交換と、燃焼を改善することができる。
吸気バルブ、排気バルブの応答遅れに見合って、実際の噴射量が適切に制御されるので、過渡運転時の混合気の目標値からのずれが低減され、過渡運転時のエミッション、動力性能が改善される。
軽負荷運転時の予混合圧縮着火燃焼による低燃費、低エミッション運転と高負荷時の、ディーゼル、或いは火花点火燃焼による高出力運転、始動時の安定な燃焼を同時に達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、吸気バルブ、排気バルブの片方、或いは両方の動きを電気的に制御できる手段を具備した２ストロークエンジンの構成図である。エンジン１のピストン２はクランク軸３の回転に応じて上下する。吸気バルブ４、排気バルブ５、燃料噴射インジェクタ６はエンジン１の上部に配置される。吸気バルブ４、排気バルブ５は、それぞれ、電気的に制御できるアクチュエータ７、アクチュエータ８によって動かされる。
エンジン１に吸入される空気は、空気流量センサ９によって計量され、過給機１０によって加圧され、吸気バルブ４を通ってエンジン１に流入する。排気バルブ５から流出した排気は触媒コンバータ１１を通って、大気に放出される。クランク角度の回転、角度の情報を取得する回転センサ１２、空気流量センサ９の信号は、コントロールユニット１３に入力される。コントロールユニット１３は、組み込まれた制御アルゴリズムによって、適切な吸気バルブ４及び排気バルブ５の片方、或いは両方の動作を行わせる制御信号を生成し、アクチュエータ７、アクチュエータ８に出力する。また、適切な燃料噴射量を噴射するための制御信号を、燃料噴射インジェクタ６に出力する。
【００１３】
図２にクランク角度に対する、排気バルブ５の開タイミングＥＶＯ，閉じタイミングＥＶＣ、吸気バルブ４の開タイミングＩＶＯ，閉じタイミングＩＶＣの一例を示す。ＴＤＣは、上死点、ＢＤＣは下死点である。爆発によってピストンが下降すると、１３０度で排気バルブ５が開き、既燃ガスがエンジンから放出され始まる。このガスは、触媒１１によって浄化される。クランク角度１８０度で、ピストンはＢＤＣに達し、その後ピストンは上昇する。エンジン１のシリンダの既燃ガスは、排気バルブ５を通ってシリンダの外に排出される。クランク角度３０６度で、吸気バルブ４が開き、過給機１０によって加圧された吸気が、吸気バルブ４を通って、エンジン１に流入する。シリンダの中の既燃ガスは、この空気によって掃気され、ＥＶＣまでには、完全に、既燃ガスは、空気と置換される。その後、クランク角度３３４度まで、空気の流入が続き、その後、吸気バルブ４が閉じられ、シリンダ内のガスは圧縮され燃焼に至る。
このガス交換のプロセスにおけるＥＶＯ，ＥＶＣ，ＩＶＯ，ＩＶＣの具体的な値は、それぞれ異なるけれども、圧縮着火燃焼（例えば、ディーゼルエンジン）、火花点火燃焼（例えば、ガソリンエンジン）、予混合圧縮着火燃焼（あらかじめ燃料と空気、既燃ガスを混合し、圧縮して自着火させる）においてもほぼ同じような値となろう。
【００１４】
排気の窒素酸化物の濃度を低減するため、混合気中の不活性ガスの濃度を高めて、或いは、混合気の量に対して燃料量を少なくして燃焼温度を低減することが行われる。このため、ＥＶＣを制御して、運転状態に応じて、不活性ガス（残留ガス）の割合を加減する。図３に示すように、ＥＶＣが大きくなる（遅くする）と、不活性ガスの割合が小さくなる。高負荷運転においては、不活性ガスの割合が多いとエンジンのパワーが低下するので、ＥＶＣを大きくする（遅らせる）。図４は、ＩＶＯに対する空気質量の変化を示す。ＩＶＯが大きくなる（遅らせる）と空気質量が小さくなる。空気質量が少なくなると、燃料量が同じ場合、混合気が濃くなり、一酸化炭素、すす（スート、粒子状物質）が発生しやすくなる。燃焼を最良に保つためには、空気質量、不活性ガスの割合を運転状態に応じて、最適に制御し、かつ、燃料噴射量と協調制御する必要がある。ここで、燃料噴射は、排気システムへの燃料の流出を防止するため、ＥＶＣの後で実行される。
【００１５】
図１に示したような構成において、アクチュエータ７で吸気バルブ４を、アクチュエータ８で、排気バルブ５を制御し、ＥＶＯ，ＥＶＣ，ＩＶＯ，ＩＶＣは運転状態に応じて最適に維持、制御される。また、これと同時に、燃料噴射インジェクタ５の燃料量を最適に制御する。これらの制御動作は、コントロールユニット１３に組み込まれている制御アルゴリズムによって実行される。
【００１６】
図５に示すごとく、アクセルペダルの踏み込み量の増大に応じて、燃料噴射量を増大させ、エンジン１のパワーを増大させる。これと同時に、アクセルペダルの踏み込み量に応じて、ＥＶＣを遅らせ，ＩＶＯを減少させる（早める）。ＥＶＣ，ＩＶＯによって、シリンダの空気量が増加し、不活性ガス量が減少する。ＥＶＣの後に、燃料噴射が行われるので、ＥＶＣ，ＩＶＣの制御と、燃料噴射インジェクタ６の制御を協調させないと、シリンダ内の空気量／燃料量比、すなわち空燃比が最適状態からずれて、燃焼が劣化し、すすが発生する。
【００１７】
２ストロークエンジンでは、吸気、排気が１回転の内に行われるので、空気がシリンダに充填される時間が短く、充填空気量が不足する場合がある。このときは、過給機１０によって、充填空気量を増す。したがって、過給器の動作も、空燃比に影響を及ぼすので、吸気バルブ４、排気バルブ５、燃料噴射インジェクタ６、過給機１０の協調制御が行われることも望ましい。
【００１８】
図３、４、５に示した関係は、アクチュエータ７、アクチュエータ８の実機差によって、ある幅内で変動する場合がある。このため、コントロールユニット１３内のアルゴリズムによって決定される空気質量と、空気流量センサ９で測定された実際の空気量を比較し、図３，４，５の関係を校正して、制御アルゴリズムのパラメータを更新する（学習制御）。これによって、アクチュエータ７、アクチュエータ８、燃料噴射インジェクタ６の協調制御は、長期にわたって最適に維持される。
【００１９】
図６において、ブロック３０１で、空気流量センサ９の測定を行う。その測定値をブロック３０２で、制御アルゴリズムに組み込まれている図３，４，５の関係と比較する。測定値とずれている場合は、校正し、パラメータを更新する。更新されたパラメータを用いて、ブロック３０３でＥＶＣ，ＥＶＯ，ＩＶＣ，ＩＶＯを決定し、アクチュエータ７、アクチュエータ８に信号を送り、定められたタイミングで、排気バルブ５、吸気バルブ４を動かす。次に、ブロック３０４で、燃料噴射量を決定し、定められたタイミングで、燃料噴射インジェクタ６を制御する。その後、ブロック３０５で、排気の空燃比を空燃比センサ（ジルコニア固体電解質を使った酸素センサなど）で測定する。空燃比センサで、制御アルゴリズムが決定した空燃比と実際の空燃比を比較し、協調制御アルゴリズムの妥当性を診断する。
ここで、吸気バルブ、排気バルブの作動状態を直接検出し、作動状態に応じて燃料噴射量を補正してもよい。これによって、吸気バルブ、排気バルブの応答遅れを補償することができる。
【００２０】
図７は、他の実施例の構成図である。図１と同一符号は同一物または類似物を示す。クランク軸３にクランクタイミングプーリ１３が取り付けられている。また、エンジン１のカム１６、１７を有するカム軸２０は、位相制御器１９を介して、カム軸タイミングプーリ１５に接続されている。カム軸タイミングプーリ１５は、タイミングチェーン１４を介して、クランク軸タイミングプーリ１３に接続されている。クランク軸タイミングプーリ１３とカム軸タイミングチェーン１５の半径は同じである。したがって、クランク軸３が一回転すると、カム軸２０も一回転する。位相制御器１９は、回転ベーンが内蔵された油圧機構からなり、油圧を電磁バルブにより加減することによって、カム軸タイミングプーリ１５とカム軸２０の位相を制御することができる。また、コントロールユニット１３によって電気的に制御することもできる。
【００２１】
図８に位相制御器１９の構成例を示す。カム軸タイミングプーリ１５は、油圧ユニット１０６に接続されている。油圧ユニット１０６は、タイミングチェーン１３１を介して、クランク軸タイミングプーリ１３２によって駆動される。油圧ユニット１０６の中には、ベーン本体１０５が配置されている。ベーン本体１０５の片側には、進角油圧室１０４が、反対の側には、遅角油圧室１０７が設けられている。進角油圧室１０４には、油供給孔１０２を介して、遅角油圧室１０７には、油供給孔１０１を介して、油が供給される。
ベーン本体１０４はカム軸２０に接続されている。油供給孔１０２から、進角油圧室１０４に油が供給されると、ベーン本体１０５は、油圧ユニット１０６に対して、総体的に矢印の方に移動する。カム軸２０は、クランク軸タイミングプーリ１３２に対して、位相が進む。これによって、排気バルブ５のＥＶＣは早まる。また、油供給孔１０１から、遅角油圧室１０７に油が供給されると、ベーン本体１０５は、油圧ユニット１０６に対して、総体的に矢印とは反対の方向に移動する。カム軸２０は、クランク軸タイミングプーリ１３２に対して、位相が遅れる。これによって、排気バルブ５のＥＶＣは遅くなる。
【００２２】
付勢スプリング１０３によって、エンジン１の始動時など、油圧が充分でないときは、ベーン本体１０５を進角側に、強制的に位置決めし、動作を安定にすることもできる。クランク軸タイミングプーリ１３２と、カム軸２０の位相を変更する手段としては、特許文献２において開示されているような、２ストロークのディーゼルエンジンにおいて利用されているエンジン電動式の可変動弁装置（カムひねりタイプ）を利用することもできる。
図９に、４ストロークエンジン、２ストロークエンジンの場合の、クランク角度に対する吸気バルブ４のリフトの一例を示す。２ストロークエンジンの場合は、図９（ロ）のように、クランク角度３６０度（一回転）ごと一回、吸気バルブ４のリフトが変化する。クランク角度に対する、ＩＶＯ、ＩＶＣのタイミングは、位相制御器２９によって制御される。従来の４ストロークの場合は、図の９（イ）に示すごとく、２回転に一回、リフトが変化する。これに対して、２ストロークの場合は、一回転に、一回リフトが変化する。これは、クランク軸タイミングプーリ１３とカム軸タイミングチェーン１５の半径を同じくすることによって実現することができる。
【００２３】
従来の４ストロークの位相制御器に比べ、２ストロークの位相制御器１９に作用するトルクは、カム１６，１７のプロフィルの変化が急峻になるので２倍以上になる。したがって、図８の油圧式の場合、油圧が低いと、位相制御が不安定になる。最初の始動のときは、油圧が低いので、位相制御器１９の動きは、ピンでロックされている。油圧が高くなった状態で、ロックを解除し、位相制御に移行する。図７ではカム軸２０は、吸気バルブ４、排気バルブ５と共用になっているが、カム軸を追加することによって、吸気バルブ４のＩＶＯ，ＩＶＣと排気バルブ５のＥＶＯ，ＥＶＣを独立に制御することもできる。
図１０は、他の実施例の部分構成図を示すものである。吸気バルブ４は、油圧ピストン２１によって動かされる。油圧ピストン２２は、シリンダ２２の中を往復運動する。シリンダ２２の油圧は、切り替えバルブ２３によって制御される。図９に示したごとく、２ストロークエンジンの場合、バルブリフトの立ち上がり、立下りが、４ストロークエンジンの場合に比べ急峻になるので、油圧ピストンには高速応答性が要求される。したがって、この実施例においては、圧電素子スタック２４によって、切り換えバルブ２３を駆動する。これによって、高速で油の流れを切り替えることができ、一回転一回、図９（ロ）に示すような急峻な特性のバルブリフトを実現することができる。
【００２４】
図１１は、他の実施例の構成図である。図１と同一符号は同一物または類似物を示す。吸気バルブ４の代わりに、エンジン１のシリンダ側壁に設けられ掃気ポート２５を介して、空気がエンジンに流入する。掃気ポート２５は、シリンダの円周に多数個設け、エンジン１のシリンダ内の既燃ガスを効率よく掃気するように構成することも出来る。掃気ポート２５から入る空気によって、既燃ガスは、排気バルブ５から流出する。このとき、ＥＶＣ，ＥＶＯを回転速度、負荷によって最適に制御することによって、エンジン１のガス交換を最適に維持、制御することができる。既燃ガスが掃気された時点で、排気バルブ５を閉じると、空気の排気への吹き抜けを防止することができる。これによって、触媒コンバータ１１の窒素酸化物の還元作用を維持することができる。また、掃気が完了していないときに排気バルブ５を閉じると、既燃ガスがシリンダに残り、これが混合気の温度を高め、低エミッションの予混合圧縮着火燃焼を実現することができる。図１１の構成は、吸気バルブが具備されている図１の構成に比べて構造が簡単になり、低コスト化を図ることができる。
【００２５】
図１２は他の実施例の部分構成図を示すものである。吸気バルブ４は、ロッカーアーム２７の揺動（振動）によって動作する。ロッカーアーム２７とカム１６の間に中間レバー２６が配置されている。中間レバー２６の支点２８を移動することによって、中間レバー２６とカム１６の相対的な距離が変化し、中間レバー下部の揺動位置がかわることにより、クランク角度に対する吸気バルブ４のリフトの最大値を変えることができる。回転速度に対するリフトの最大値を図１３のごとく制御することによって、低速運転時のシリンダ内混合気の乱れを促進し、燃焼、エミッションを改善することができる。これらの機構は複雑で、実機差の影響を受けやすいので、空気流量センサ９による空気流量の実測値と制御アルゴリズムの目標値（図３、図４、図５）とを比較して、制御アルゴリズムのパラメータを更新することが望ましい。
【００２６】
図１４に、排気バルブ５のリフトを制御する実施例の構成を示す。２スロトークエンジンの場合、図９に示したごとく、１回転に一回、開閉動作を行う必要があるので、４ストロークエンジンの場合に比べて、高い応答性が要求される。したがって、図１４では、多弁式で、シリンダに複数個のバルブを配置して、バルブの質量を低減し、応答性を向上している。カム軸２０２の回転は、偏心カム２１２、２１６を介して、ロッカーアーム２０３に伝わる。これによって、カム２０４を介してタペット２１３が上下に振動し、排気バルブ５の開閉動作を行う。また、コントロールユニット１３の出力で、モータ２１０が駆動される。モータ２１０が回転すると、ネジ２０６、ナット２１４を介して、制御軸２０６が回転し、偏心カム２１１の作用で、ロッカーアーム２０３の振動の支点が変わり、排気バルブ５のリフトが調整される。
【００２７】
制御軸２０６の回転を、位置センサ２１５で検出し、その信号をコントロールユニット１３に入力し、制御軸２０６の動きを制御する。また、付勢スプリング２０１によって、モータ２１０の駆動力がない場合は、ピン２０８が、シリンダブロックに設けられたストッパ２０９にあたるまで制御軸２０６を動かし、安定性を維持する。ナット２１４が矢印の方向に動く場合は、排気バルブ９のリフトが小さい方向である。これによって、ＥＶＣが早くなり、シリンダの既燃ガスの量が増加し、混合気の温度を高め、安定した予混合圧縮着火燃焼を維持することができる。
【００２８】
図８の位相を変える機構と、図１４のリフトを変える機構を併用することもできる。図１５に、リフトとタイミングの制御の一例を示す。Ａの領域は、始動運転で、ＩＶＣを３００度と小さくして、有効圧縮比を高めて、始動時の燃焼を安定化させる。Ｂの領域は、通常運転領域で、ＥＶＣを早め、シリンダに残る既燃ガスの量を増して、予混合圧縮着火による、低燃費と低エミッションを実現する。このとき、吸気バルブ４のリフトＩＶＬを小さくして、吸気バルブ４を通る混合気の速度を増して、燃焼を促進する。
【００２９】
予混合圧縮自着火燃焼は、混合気が濃くなると、熱発生率が大きくなりすぎ、ノックのような現象を伴う。これを避けるために、高負荷運転時には、部分予混合のディーゼル燃焼、或いは、均一混合気の火花点火燃焼、或いは、成層混合気の火花点火燃焼に切り換える。このとき、高速高負荷の領域Ｃでは、ＩＶＬを１０ｍｍに増し空気抵抗を減らし、ＥＶＣを１９０度と早め、かつ過給圧力を高め、ＩＶＯを１９０度より早めて、残留既燃ガスの量を減らし、吸入空気の量を増して、エンジンの出力を確保する。
【００３０】
また、高速で、低負荷の領域Ｄは、エンジンブレーキの領域であるので、ＩＶＣを早めて、シリンダの真空度を高めて、エンジンブレーキの効きを向上させる。エンジン１を低温で始動する場合は、ＥＶＣを早めて、エンジンの有効圧縮比を高めて、混合気の温度を高め、燃料の気化を促進する。ガス燃料の場合は、着火性を改善する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】吸気バルブ、排気バルブ、燃料噴射を協調制御することができる本発明の一実施例である２ストロークエンジンの構成図である。
【図２】クランク角度に対する、吸気バルブ、排気バルブの開閉タイミングを示す線図である。
【図３】排気バルブの閉じ角度ＥＶＣと不活性ガスの関係を示す線図である。
【図４】吸気バルブの開き角度ＩＶＯと空気質量の関係を示す線図である。
【図５】アクセルペダル踏み込み量と燃料噴射量、ＩＶＯ，ＥＶＣの関係を示す線図である。
【図６】協調制御アルゴリズムのフローチャートである。
【図７】協調制御用の位相制御器を具備した本発明の他の実施例である２ストロークエンジンの構成図である。
【図８】協調制御用の位相制御器の構成図である
【図９】２ストローク、４ストロークエンジンのバルブのリフトを示す線図である。
【図１０】協調制御用の油圧制御器を具備した２ストロークエンジンの部分構成図である。
【図１１】協調制御用の掃気ポートを具備した本発明の他の実施例である２ストロークエンジンの構成図である。
【図１２】協調制御用のバルブリフト可変機構を具備した２ストロークエンジンの部分構成図である。
【図１３】回転速度と吸気バルブのリフトの関係を示す線図である。
【図１４】協調制御用のバルブリフト可変機構の他の部分構成図である。
【図１５】回転数と負荷に対するタイミングとリフトの特性図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…エンジン、２…ピストン、３…クランク軸、４…吸気バルブ、５…排気バルブ、６…燃料噴射インジェクタ、７…吸気バルブを動かすアクチュエータ、８…排気バルブを動かすアクチュエータ、９…空気流量センサ、１０…過給機、１１…触媒コンバータ、１２…回転センサ、１３…コントロールユニット、１９…位相制御器
【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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【図１５】
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