(57)【要約】機械式動力伝達機構と、空圧手段、油圧手段、または電磁的手段により駆動されて制御システムから送出される信号に従って開閉される制御可能な弁とを備えた内燃エンジンのトルク制御方法であって、アイドルストロークの回数に対するパワーストロークの回数を制御することによってパワーストロークの実行頻度を選定し、それによって、その時々の運転状況における必要トルクが得られるようにする、トルク制御方法である。前記パワーストロークを、２ストロークサイクルの一部としても実行させ、４ストロークサイクルの一部としても実行させるようにし、更に、１回または複数回の２ストロークサイクルと、１回または複数回の４ストロークサイクルとを、交互に実行させるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械式動力伝達機構と、空圧手段、油圧手段、または電磁的手段により駆動されて制御システムから送出される信号に従って開閉される制御可能な弁とを備えた内燃エンジンのトルク制御方法であって、アイドルストロークの回数に対するパワーストロークの回数を制御することによってパワーストロークの実行頻度を選定し、それによって、その時々の運転状況における必要トルクが得られるようにする、トルク制御方法において、
前記パワーストロークを、２ストロークサイクルの一部としても実行させ、４ストロークサイクルの一部としても実行させるようにし、更に、１回または複数回の２ストロークサイクルと、１回または複数回の４ストロークサイクルとを、交互に実行させるようにしたことを特徴とするトルク制御方法。
【請求項２】
前記内燃エンジンが複数のシリンダを備えた多気筒エンジンであり、前記パワーストローク実行頻度をシリンダごとに異なった頻度に選定するようにしたことを特徴とする請求項１記載のトルク制御方法。
【請求項３】
前記パワーストロークを最適パワーストロークとして実行させるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載のトルク制御方法。
【請求項４】
前記内燃エンジンの回転速度が同じであれば、どのパワーストロークにおいても、略々同一量の空気と略々同一量の燃料とに対して点火が行われ、従って、略々同一の混合気に対して点火が行われるようにしたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載のトルク制御方法。
【請求項５】
排気ガス中に含有される種々の化合物の含有比が略々一定に維持されるようにしたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載のトルク制御方法。
【請求項６】
前記内燃エンジンの回転速度が与えられているときに、その回転速度において発生するトルクが、前記パワーストローク実行頻度によって決定されるようにしたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載のトルク制御方法。
【請求項７】
運転者に要求されたトルクの大きさに従って、信号制御によって前記パワーストローク実行頻度を選定する、コンピュータプログラムを用いるようにしたことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載のトルク制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械式動力伝達機構と制御可能な弁とを備えた内燃エンジンのトルク制御方法に関する。このトルク制御方法は、新規な方式によって、必要とされるトルクの変動に対応するようにしたものであり、それによって、公知の方法と比べて、燃料消費量を低減し、また、環境に対する影響を低減することができるようにしたものである。
【０００２】
本発明は、負荷が変動する内燃エンジンに適用するものであり、負荷が変動するエンジンとしては、例えば、自動車をはじめとする各種車両、航空機、小型船舶、それに大型船舶などに使用されている、オットーエンジン、ディーゼルエンジン、ヴァンケルエンジンなどがあり、更にその他の様々な用途に用いられている様々な内燃エンジンがある。ただし、本発明を適用してその利点を享受するためには、その内燃エンジンが制御可能な弁を装備している必要がある。
【０００３】
本発明を実施するためには、更に、電子式の制御システムを装備している必要がある。本発明の機能を決定するのは、制御システムのソフトウェアである。本発明を実施するために使用するソフトウェアは、例えば、制御対象のエンジンのその他の特性を全て決定しているより大きな制御システムの一部分として構成するようにしてもよい。
【背景技術】
【０００４】
近年、デジタル制御システムを使用して、様々な運転状況における内燃エンジンの動作を最適化するということが行われており、それによって、燃費を改善し、環境に対する影響を低減した内燃エンジンが開発されている。デジタル制御システムによって制御されるのは、例えば、燃料噴射動作、点火動作、圧縮動作、それに制御可能な弁の動作などである。
【０００５】
これら動作の改善に関する近年の成果にはめざましいものがあるが、しかしながら、それでもなお、次のような問題が存在している。その問題とは、自動車を走行させているときには内燃エンジンの運転状況が様々に変化するが、そのことによって、内燃エンジンの平均効率が低下し、環境に対する影響が大きくなるということである。また、内燃エンジンの運転状況が変化することによる更なる問題として、その運転状況の変化によって、排気ガス中の種々の有毒物質及び汚染物質の含有比が変化するため、排気ガスの浄化処理が困難になっているということがある。
【０００６】
環境に優しい自動車用内燃エンジンの１つに、ハイブリッドエンジンがある。ハイブリッドエンジンは、殆どの時間、一定の毎分回転数で運転されており、その回転数は、所定の発電機を回転させるのに適した回転数である。ハイブリッドエンジンは、要求されている運転動作を実行する際に、最良の運転状態でそれを実行するようにしてあり、従って、最高の効率で運転動作を実行するようにしてある。また、ハイブリッドエンジンは、負荷が一定であるため、その他の適当な技法を併用することによって、燃焼状態を適切に設定することができ、ここでいう適切な燃焼状態とは、例えば窒素酸化物や炭化水素、また場合によっては更に炭素微粒子などの、排気ガス中に含有される種々の汚染物質及び有害物質の含有量を、最小限に抑えることのできる燃焼状態である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
内燃エンジンは、運転状況に応じて必要トルクが変動するため、その必要トルクの変動に対応して、必要トルクが最小のときから最大のときにまで亘って、最高の効率が得られるような内燃エンジンとするならば、それによって、燃費の点と環境の点とにおいて大きな利点が得られる。また、そのような内燃エンジンは、自動車に搭載した場合に発生する様々な運転状況のいずれにおいても、ハイブリッドエンジンにより得られる利点と同じ利点を提供するものとなる。この課題を達成するための方式として、フリーピストン方式のエンジンがあった。このエンジンの基本概念は、必要なときにだけパワーストロークを実行させ、しかも、パワーストロークを実行させるときには常に、それを最適パワーストロークとして実行させるというものである。しかしながら、フリーピストン方式のエンジンは、ピストンの運動を油圧機構または空圧機構により制御するようにしており、圧縮ストローク及びそれに続く燃焼期間においてピストンを制御するための、十分に良好な方法が開発されなかったため、広く採用されるには至らなかった。即ち、圧縮ストロークの終期には圧力が急激に上昇する上に、燃焼開始と同時に圧力が更に爆発的に上昇するため、ピストンを上死点付近で制御することが困難だったのである。
【０００８】
本発明は、フリーピストン方式のエンジンの利点と同じ利点を高度に享受できるようにするものであり、それによって、上述した諸問題を解決するものである。
本発明の目的は、機械式動力伝達機構と制御可能な弁とを備えた内燃エンジンのトルクを制御するための、新規なトルク制御方法を提供し、それによって、上述した諸問題を解決し、上述の利点が得られるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の上記目的は、次のようなトルク制御方法によって達成される。そのトルク制御方法は、機械式動力伝達機構と制御可能な弁とを備えた内燃エンジンのトルク制御方法において、パワーストロークの実行頻度を選定することによって、その時々の運転状況における必要トルクが得られるようにすることを特徴とするトルク制御方法である。本発明のその他の特徴は、以下の説明に記載し、また、特許請求の範囲に記載した通りである。
【００１０】
機械式動力伝達機構とは、燃焼によって膨張するガスのエネルギをクランクシャフトなどの回転軸に伝達する機構のことをいう。
制御可能な弁とは、制御システムが送出する信号に基づいて開閉させることのできる、エンジンの燃焼室に装備した弁のことをいう。
【００１１】
パワーストロークとは、燃焼によって膨張するガスのエネルギが機械的な仕事に変換されるストロークのことをいう。パワーストロークは、今日の様々なエンジンがそうであるように、最適パワーストロークとして実行させることもでき、通常パワーストロークとして実行させることもできる。
【００１２】
また、アイドルストロークとは、ガス交換が行われず、空気が供給されず、燃焼も行われず、従って、仕事が行われることのないストロークであって、それらのことがなければパワーストロークになるはずだったストロークのことをいう。アイドルストロークにおいては、摩擦損失及び熱損失ができるだけ小さくなるようにする。アイドルストロークにおいては、エンジンのポンプ作用によって、空気がエンジン内を通過して流れたり、空気及び残留燃料がエンジン内を通過して流れるようなことがないようにする。アイドルストロークを実行させるには、少なくとも吸気弁を制御可能な弁としておく必要があり、その吸気弁を閉弁状態に維持することで、空気が燃焼室内に流入するのを阻止するようにする。ただし本発明は、吸気弁と共に排気弁も制御可能な弁とすることにより、その利点が更に大きなものとなる。
【００１３】
パワーストローク実行頻度は、エンジンの毎分回転数に関連させて０％から１００％までの間で変化させることができる。実行頻度の選択の仕方としては、例えば、エンジンのｎ回転ごとに１回ずつパワーストロークを実行させるようにし、その他のストロークはアイドルストロークとするように定めることもできる。また、例えば、パワーストロークを何回ずつか連続して実行させるようにし、エンジンのｎ回転ごとに１回ずつアイドルストロークを挿入するように定めることもできる。自動車の運転者は、運転中にアクセルペダルを踏み込むことによって、必要トルクを指定することができ、即ちトルクを要求することができる。この場合、そのアクセルペダルの踏み込み量をセンサによって検出し、そのセンサが、制御システムに、パワーストローク実行頻度を選択させるようにすればよい。
【００１４】
ここで、最適パワーストロークとは、そのときの燃費条件や環境条件、また更に、実際上のその他の様々な条件の下において、そのパワーストロークの間に実行される仕事の仕事量の、その仕事を実行するために消費された燃料の量に対する比が、最大となるようなパワーストロークのことをいう。最適パワーストロークとして実行するパワーストロークの、その実行頻度を適宜定めることで、その時々の必要トルクに対応するようにすれば、最良の燃費を得ることができる。
【００１５】
４ストロークサイクル動作を実行させるときには、パワーストロークを最適パワーストロークとするためには、吸気弁の閉弁タイミングを、現在のエンジンの通常の閉弁タイミングより早めなければならないことがあり、また、排気弁の開弁タイミングを、現在のエンジンの通常の開弁タイミングより遅らせなければならないことがある。そのようにタイミングをずらすと、エンジンの通常の動作が、ミラーサイクルないしアトキンソンサイクルとして実行されるようになる。エンジンの毎分回転数がある回転数にあるときに、その回転数に対応した関連パラメータの値及び制御変数の値をいかなる値に設定すべきかは、エンジンを実際に試験することによって決定することができる。また、別法として、適応型の制御システムを使用して、自動的に最適の設定値が得られるようにしてもよい。
【００１６】
２ストロークサイクル動作を実行させるときの最適パワーストロークは、４ストロークサイクル動作を実行させるときの最適パワーストロークとは異なったものとなる。それらが異なるのは、２ストロークサイクルにおいては、排気弁の開弁時におけるシリンダ内の残留圧力を利用して、ガス交換を行わなければならないからである。排気弁を急速に開弁することによって、排気ガスをパルス流として排出させることができ、それによってシリンダ内圧力を負圧にすることが、即ち、その絶対圧力を１気圧以下にすることができる。この状態で排気弁を閉弁し、また更に、その排気弁の閉弁タイミングに対して適当なタイミングで吸気弁を開弁することによって、その負圧を利用して適量の空気を吸入することができ、即ち、それに続く圧縮ストローク、並びに更にその後に続くパワーストロークを適切に実行することができる量の空気を吸入することができる。最適パワーストロークを実行するには更に、排気ポートが開くタイミングが、ピストンが下死点を通過するタイミングに対して適当な相対関係となるようにする。
【００１７】
２ストロークサイクル動作を実行させるときには、掃気ポンプを使用するようにしてもよく、その場合に、ガス交換の全てをその掃気ポンプによって行うようにしてもよく、また、シリンダ内の負圧の利用と組合せて、ガス交換の一部をその掃気ポンプに担わせるようにしてもよい。ただし、掃気ポンプを使用した場合には、上述した最適パワーストロークによって得られる効率と比べて、その分、効率が低下することになる。
【００１８】
動作状況によっては、パワーストロークを最適パワーストロークとして実行することを諦めなければならないこともあり、例えば、最大出力が必要とされている場合や、非常に大きなトルクが要求された場合には、最適パワーストロークとすることができないことがある。
【００１９】
エンジン及びエンジン制御システムを適当に構成することによって、ある１つのエンジン回転数に対して、２つ以上の最適パワーストロークの実行頻度を選択できるようにすることができる。そのようにするのは、２種類またはそれ以上の異なった種類の燃料を使用できるようにする場合であり、その場合には、燃料の特性の違いにより、２つ以上の最適パワーストローク実行頻度が存在することになる。異なった種類の燃料の組合せの具体例を挙げるならば、例えば、石油系燃料とエタノール系燃料とを使用できるようにすることなどがある。この場合、ある１つのエンジン回転速度に対して、石油系燃料を使用するときの最適パワーストロークの実行頻度と、エタノール系燃料を使用するときの最適パワーストローク実行頻度とが存在することになる。
【００２０】
本発明においては、空気供給系及び燃料供給系を適宜設定することによって、エンジンの毎分回転数が同じであれば、どのパワーストロークにおいても、略々同一量の空気と略々同一量の燃料とに対して点火が行われ、従って、略々同一の混合気に対して点火が行われるようにしている。また、更に、EGR（排気ガス再循環）機構を装備している場合には、どのパワーストロークにおいても、排気ガス再循環量を略々同一にするようにしている。これらによって、燃焼の前提条件が反復性を持ち、常に同一となるため、その結果として、エンジンの回転速度が同じであれば、どのパワーストロークにおいても、略々同一の仕事量が発生されるようになり、また、排気ガス中に含有される種々の化合物の含有比が一定になることから、排気ガスの浄化処理能力の向上を図ることができる。
【００２１】
通常の４ストロークサイクル型の内燃エンジンでは、エンジンが２回転するごとに１回の燃焼が行われ、また、通常の２ストロークサイクル型の内燃エンジンでは、エンジンが１回転するごとに１回の燃焼が行われる。このような通常のエンジンに装備されているガス交換のための機構は、本発明を実施する上では不適当であり、なぜならば、通常のガス交換のための機構を使用した場合には、エンジンのポンプ作用によって、空気と、例えば未燃焼炭化水素などの残留燃料とが、エンジンを通過して流れてしまうため、それに対処するための処理が必要となり、また、環境に対する負荷も大きくなるからである。本発明を実施してその利点を享受できるようにするには、部分負荷の状況において、パワーストロークを実行せずに、アイドルストロークを実行するときに、ガス交換のために装備されている弁ないしポートを閉じておけるようにしておく必要がある。従って、本発明は、その前提として、制御可能な弁を必要とするものであり、また特に、少なくとも吸気弁を制御可能な弁としておく必要がある。
【００２２】
ガス交換及びパワーストロークの実行を、必要なときだけ行えるようにするために、制御可能な弁を装備すると共に、その弁の開閉タイミングを制御するデジタル制御システムを装備している。制御システムは複数のセンサを備えており、特に重要なセンサは、ピストン位置を検出するセンサと毎分回転数を検出するセンサである。制御システムは更に、制御のためのソフトウェアを備えている。そして、ガス交換及びパワーストロークの実行を必要としないときには、吸気弁及び排気弁を閉じておくか、或いは、少なくとも吸気弁を閉じておくようにする。これによって、最適パワーストロークを実行することによって発生することのできるエンジン出力範囲内において、必要トルクの大きさに応じた最適パワーストロークの実行頻度が選択されるようにしている。
【００２３】
本発明のトルク制御方法を実施する際には、その時々の必要トルクの大きさが、デジタル制御システムによって検出される。検出した必要トルクの大きさが、最適パワーストロークを実行することによって発生することのできる範囲内のものであったならば、制御システムは、その必要トルクの大きさに応じた実行頻度を選択する。エンジンの毎分回転数が同じであれば、どのパワーストロークにおいても、その１回のパワーストロークを実行することによって発生される仕事量は略々一定になる。そのため、発生するトルクの大きさは、パワーストロークの実行頻度によって決定されるのである。
【００２４】
制御可能な弁を使用することによって、空気及び燃料の供給と排気ガスの排出とを、即ちガス交換を、パワーストロークの実行直前及び実行直後に行えるようになっている。パワーストローク実行頻度として、エンジンが１回転するたびに１回のパワーストロークを実行させるような頻度を選択できるようにするには、エンジンが１回転するたびに１回のガス交換を実行できるようにしておく必要があり、このようなガス交換は、２ストロークサイクル型のエンジンにおいて実行されているガス交換と同じものである。一方、通常の４ストロークサイクル型のエンジンにおいて実行されているガス交換と同様のガス交換を実行させることも可能であり、その場合には、吸入ストロークが挿入されるため、エンジンが２回転するごとに１回のパワーストロークを実行させることができるだけとなる。そこで、本発明においては、２ストロークサイクルの動作の実行頻度または４ストロークサイクルの動作の実行頻度を選択することによっても、また、１回または複数回の２ストロークサイクルの動作と、１回または複数回の４ストロークサイクルの動作とを、交互に実行させるようにして、その際の２ストロークサイクルまたは４ストロークサイクルの実行頻度を選択することによっても、必要トルクに対応できるようにしている。また、本発明においては、パワーストローク実行頻度をシリンダごとに異なった頻度に選定するようにしてもよい。ただし、排気弁が制御可能な弁ではなく、吸気弁だけが制御可能な弁である場合には、４ストロークサイクルの動作しか実行させることができない。
【００２５】
制御システムは、トルクを増大または減少させようとして運転者が発するトルク要求に対する応答として、即ち、その要求されたトルクの大きさに基づいて、エンジンのアイドルストロークの実行回数に対するパワーストロークの実行回数の比を制御する。運転者が発するトルク要求は、通常は、例えばアクセルペダルの踏み込み量などによって与えられるものであるが、その他の方法によって与えられるようにすることもできる。このトルク制御は、エンジンのシリンダのうちの１つまたは幾つかを機能停止させることによって行うものではなく、個々のシリンダにおけるアイドルストロークの実行回数に対するパワーストロークの実行回数の比を変化させることによって行うものである。制御システムは、個々のシリンダの燃焼室に装備されている吸気弁及び排気弁を開閉させることによって、或いは、排気弁が制御可能な弁でない場合には吸気弁を開閉させることによって、この制御を行う。従って、運転者が要求したトルクの大きさに基づいて、吸気弁の開閉が、または、吸気弁及び排気弁の開閉が行われる。吸気弁の駆動、または、吸気弁及び排気弁の駆動は、制御システム内の制御装置が発する制御信号に従って実行される。この場合、吸気弁の駆動、または、吸気弁及び排気弁の駆動は、例えば空圧手段によって行うようにしてもよく、また、油圧手段、電磁的手段、或いは更にその他の手段によって弁を駆動するようにしてもよい。制御可能な弁とは、それら手段によって駆動することのできる弁のことをいう。排気弁が制御可能な弁ではない場合には、パワーストロークを実行させるときには、常にそれを４ストロークサイクルの一部として実行させることになる。一方、吸気弁と排気弁との両方を制御可能な弁にしている場合には、制御システムが、所与の条件に応じて、エンジンのシリンダの動作を４ストロークサイクルの動作と２ストロークサイクルの動作との間で交替させるようにしてもよく、制御システムをそのように構成することも可能である。また、その場合に、例えば、１つのシリンダを２ストロークサイクルで動作させ、別のシリンダを４ストロークサイクルで動作させるようにすることも可能である。全てのシリンダを２ストロークサイクルで動作させるようにし、しかも、エンジンが１回転するたびに１回のパワーストロークを実行させ、従って、アイドルストロークを全く実行させないようにするならば、それによって最大トルクを発生させることができる。理論的には、２ストロークサイクルの動作の方が、燃費が良好であるとされている。もし実際に、２ストロークサイクルで動作させる方が、良好な燃費を達成できるのであれば、４ストロークサイクルにおける吸入ストロークは、エンジンの始動時に１回実行させるだけでよい。そこで、制御システムの構成としては、その制御システムが、所与の条件下において、２ストロークサイクルと４ストロークサイクルとのどちらで動作させる方が、より良好な燃費を達成できるかということを、計算によって判定し、そして、燃費が良好な方の動作を、所要の実行頻度で実行させるような構成とするのがよい。また、制御システムをそのように構成した場合には、本発明のトルク制御方法は、所与の条件下において、エンジンを２ストロークサイクルで動作させるか、それとも４ストロークサイクルで動作させるか、或いはまた、２つ以上のシリンダを備えた多気筒エンジンであるならば２ストロークサイクルと４ストロークサイクルとの両方の動作を行わせるかについての制御を行うことになる。制御システムに含まれる制御装置は、記憶装置を備え、その記憶装置に、以上に説明した制御動作を実行するためのコンピュータプログラムを格納して構成したものとすればよい。この制御装置は、吸気弁を駆動するための、または、吸気弁及び排気弁を駆動するための、空圧駆動回路、油圧駆動回路、電磁的駆動回路、或いは更にその他の種類の駆動回路に作用的に接続される。また、この制御装置は、例えば、エンジンの吸気弁を駆動するための駆動回路に、または、エンジンの吸気弁及び排気弁を駆動するための駆動回路に組込んだ電磁弁を、電気信号によって制御するようにした装置として構成するようにしてもよい。更に、この制御装置は、トルク要求のための部材に作用的に連結されるものであり、ここでいうトルク要求のための部材とは、例えば、アクセルペダルなどのように、運転者がエンジンのトルクの増大または減少を要求する指示を発するために操作する部材である。実行頻度を変化させることによってトルクを制御するためのこの制御システムは、安価に構成したシステムとしたいのであれば、例えば、制御対象のエンジンにトルクとは無関係な特性を付与するために使用されているより大規模な制御システムの一部分を成す、１つのサブシステムとして構成するようにすればよい。
【００２６】
今日用いられている、スロットルによって混合気の供給を制御するようにした火花点火エンジンには、大きな利点がある。スロットルによる制御を行うと、混合気の供給量が大きいとき以外は、圧縮に関する動作が最適とならない。これは、スロットルによる制御によって、絞り損失が発生するからである。制御可能な吸気弁による制御を行う場合にも、同様に絞り損失が発生するが、ただしその絞り損失は、スロットルによる制御によって発生する絞り損失よりはるかに小さい。本発明を適用した場合には、スロットルによる絞り損失は存在しなくなり、また、制御可能な吸気弁を使用することによる絞り損失も非常に小さなものとなる。ディーゼルエンジンでは、スロットルによる制御は行われておらず、そのためディーゼルエンジンに適用したときの本発明の利点は、火花点火エンジンに適用したときの利点より小さなものとなるが、しかしながら、吸気弁の閉弁タイミングを早めることによって、燃料の利用効率が高まることが知られている。また、ディーゼルエンジンには、窒素酸化物及び炭素微粒子が比較的大量に発生するという問題があることも、広く知られている。本発明によれば、特にアイドリング時や低負荷時に、動作設定を反復することでディーゼルエンジンのトルクを変化させることができるため、高い効率が得られると同時に、炭素微粒子及び窒素酸化物の発生量を低減することができ、これは非常に大きな利点である。ディーゼルエンジンに適用したときの本発明の利点は、そのディーゼルエンジンに可変ジオメトリ・ターボチャージャー（VGT）が装備されている場合に、より顕著なものとなる。均一燃焼圧縮点火方式（Homogenous Combustion Compression Ignition: HCCI）は、高い効率が得られることをはじめとする様々な環境上の利点を有する燃焼サイクルであるものの、その効果はあまり大きなものではない。HCCIを採用したエンジンでは、必要トルクが変動するときに、その必要に応じたトルクを発生させようとすると問題が発生する。これまで、HCCIの上述した利点を維持しつつ、しかも負荷の変動に対応することのできるトルク制御方法は提案されていなかった。これに対して、本発明は、HCCIの利点を維持しつつ、負荷の変動に対応するトルク制御方法を提供するものである。また更に、本発明の利点は、HCCIエンジンに排気ガス再循環機構（EGR）を装備してある場合に、特に大きなものとなり、それによってより大きな効果が得られる。従って本発明は、HCCIの燃焼サイクルにとって大きな価値を有するものである。
【００２７】
本発明を、一般的な機械式の駆動力伝達機構を備えた自動車に適用した場合には、その自動車を低速走行させているときに、幾分の違和感を感じさせることがある。この違和感をなくすためには、例えば、制御システムの構成を、エンジンの毎分回転数が所定回転数以下になったならば、エンジンの動作を最適パワーストロークから準最適パワーストロークにエンジンを切り替え、それによってパワーストローク実行頻度を増大させ、或いは所定頻度以上に維持するような構成としておけばよい。ただし、トランスミッションがニュートラルに入れられているときには、違和感を感じることはないため、この違和感の問題は生じない。また、流体式の駆動力伝達機構を備えた自動車でも、違和感の問題は生じない。流体式の駆動力伝達機構が使用されている場合には、本発明を適用したエンジンがポンプを駆動して圧油をアキュムレータへ供給するため、回転速度に応じて動作状態が切り替えられても、それによって問題が生じることはない。この場合、自動車は、アキュムレータからの定常的に出力される圧油によって駆動される。
【００２８】
以上のように、パワーストロークの実行頻度を変化させることでトルク制御を行うようにした場合には、負荷が小さいときほど、燃料の節約量は大きなものとなり、また、その他の環境上の利点も大きなものとなる。エンジン及びその制御システムは、最適パワーストローク及び準最適パワーストロークの実行頻度を変化させるという制御方法によって、そのエンジンの動作領域の全域において制御を行えるように構成することができる。またそれによって、そのエンジンの動作領域の全域において、非常に良好な燃費を達成することができる。
【００２９】
例えば、燃料の混合状態及び／または気化状態を改善することを目的として、エンジンが１回または数回に亘って回転する間、空気だけを、または燃料及び空気を、シリンダ内に供給するようにしてもよく、そのようにしたものも本発明の範囲から逸脱するものではない。また、最適パワーストロークではないパワーストロークを実行させるようにした方法や、最適実行頻度以外の実行頻度を選択するようにした方法も、本発明の範囲から逸脱するものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図１は、本発明の具体的な実施の形態を示した模式図であり、この図にはピストン１を備えたシリンダが示されている。４ストロークサイクルにおける吸入ストロークでは、ピストンの移動につれて、開いている吸気弁２を通って空気及び燃料が流入する。この吸気弁２と、図示した状態では閉じている排気弁３とは、いずれも制御可能な弁である。回路４は、吸気弁２及び排気弁３を駆動するための駆動回路である。この駆動回路４には、制御装置５が作用的に接続されている。制御装置５は、駆動回路４を制御するための制御信号を送出し、それによって吸気弁２及び排気弁３を制御するものである。必要トルクを指示するための部材６は、例えばアクセルペダルなどであり、制御装置５に作用的に連結されている。センサ７は、エンジンシャフト８に取付けた目盛板に対向させてあり、制御装置５に作用的に接続されている。このセンサ７は、毎分回転数に関するデータと、シリンダ内におけるピストンの位置に関するデータとを、反復して制御装置５へ供給している。制御装置５は、制御可能な弁の２、３の開閉動作を制御しており、それによって実行頻度を制御している。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の具体的な実施の形態を示した模式図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
2005502810.tif 000019
2005502810.tif 000020