(57)【要約】【課題】空気過剰率λを２以上に設定したリーン状態において、安定した筒内燃焼を実現し、ＮＯｘ排出量の抑制と燃費の向上の両立を図る。【解決手段】本発明は、機関圧縮比を可変とする圧縮比可変機構と、少なくとも吸気弁１１１の閉時期を可変にして吸気量を制御する可変動弁機構２０とを備えた内燃機関１において、機関燃焼室１０１の圧縮圧力を検出し、機関運転状態に基づいて希薄燃焼を行うか否かを判断する。前記希薄燃焼を行う場合は、空気過剰率を、所定のリーン空気過剰率に設定し、同じく前記所定のリーン空気過剰率に設定した状態で、前記圧縮圧力が、負荷が変動しても常に所定圧力以上となるように、圧縮比および吸気弁閉時期を負荷に応じて制御することを特徴とする。【選択図】図１１
2007239550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関圧縮比を可変とする圧縮比可変機構と、少なくとも吸気弁閉時期を可変にして吸気量を制御する可変動弁機構と、を備えた内燃機関において、
機関燃焼室の圧縮圧力を検出する圧縮圧力検出手段と、
機関運転状態に基づいて希薄燃焼を行うか否かを判断する希薄燃焼判断手段と、
前記希薄燃焼を行う場合は、空気過剰率を、所定のリーン空気過剰率に設定する空気過剰率設定手段と、
同じく前記所定のリーン空気過剰率に設定した状態で、前記圧縮圧力が、負荷が変動しても常に所定圧力以上となるように、前記圧縮比および吸気弁閉時期を負荷に応じて制御する希薄燃焼制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記圧縮圧力は、機関燃焼室の圧縮行程終了時の圧力である
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記希薄燃焼判断手段は、エンジン負荷が低負荷運転領域ならば、希薄燃焼を行うこと許可し、
前記所定圧力は、同一回転速度における全負荷時での前記圧縮圧力よりも高い
ことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記空気過剰率設定手段は、エンジン負荷が低負荷になるほど空気過剰率をリーンに設定する
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の内燃機関。
【請求項５】
前記希薄燃焼制御手段は、エンジン負荷が低負荷になるほど、前記圧縮圧力が前記所定圧力よりさらに高くなるように圧縮比を高めると共に、吸気量が一定になるように吸気弁閉時期を制御する
ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の内燃機関。
【請求項６】
前記希薄燃焼制御手段は、エンジン負荷が低負荷になるほど、吸気量が減少するように吸気弁閉時期を制御すると共に、前記圧縮圧力が前記所定圧力より低下しないように圧縮比を高める
ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の内燃機関。
【請求項７】
前記希薄燃焼制御手段は、
エンジン負荷が極低負荷運転領域ならば、希薄燃焼を行うこと禁止してストイキ燃焼を行い、エンジン負荷が低負荷になるほど吸気量が減少するように吸気弁閉時期を制御すると共に、前記圧縮圧力が前記所定圧力よりさらに高くなるように圧縮比を制御する
ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の内燃機関。
【請求項８】
前記燃焼室内に流入する吸気流速を可変とする手段を備え、
前記希薄燃焼を行う場合は、それ以外の燃焼を行う場合に比較して前記燃焼室内に流入する吸気流速を速める
ことを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記載の内燃機関。
【請求項９】
前記希薄燃焼は、空気過剰率が略２以上のリーン燃焼である
ことを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載の内燃機関。
【請求項１０】
少なくとも、大気圧および吸気管圧力のいずれかを検出する圧力検出手段を備え、
前記希薄燃焼手段は、前記圧力検出手段によって検出した圧力に基づいて、制御目標となる圧縮比の値を補正する
ことを特徴とする請求項１から９までのいずれか一つに記載の内燃機関。
【請求項１１】
前記希薄燃焼は、混合気に排ガスを導入するＥＧＲによる希薄燃焼である
ことを特徴とする請求項１から１０までのいずれか一つに記載の内燃機関。
【請求項１２】
前記圧縮比可変機構は、
一端がピストンにピストンピンを介して連結される第一リンクと、
一端が前記第一リンクの他端に連結されるとともに、クランクシャフトに回転自由に装着される第二リンクと、
一端が前記第二リンクの他端に連結される第三リンクと、
回転中心軸に対して偏心した偏心軸部を有し、その偏心軸部に前記第三リンクの他端を揺動自由に連結するコントロールシャフトと、を備え、
前記機関運転状態に基づいて、前記コントロールシャフトを回転して前記偏心軸部を上下動することで、前記ピストンの上死点位置を変更して圧縮比を変更する、
ことを特徴とする請求項１から１１までのいずれか一つに記載の内燃機関。
【請求項１３】
前記ピストンのストローク特性を、高圧縮比ほど上死点付近滞在期間が長くなるように、前記第一リンク、第二リンクおよび第三リンクのリンク構成を設定する
ことを特徴とする請求項１２に記載の内燃機関。
【請求項１４】
前記ピストンのストローク特性を、所定距離を移動して上死点に達する時間に対して、上死点から所定距離を移動する時間を長くして、高圧縮比ほど上死点付近滞在期間が長くなるように、前記第一リンク、第二リンクおよび第三リンクのリンク構成を設定する
ことを特徴とする請求項１２に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧縮比可変エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のいわゆるリーンバーンエンジンは、筒内燃焼が不安定にならず、かつ燃費を向上させるために、希薄空燃比限界を超えない範囲で空燃比をリーンにしている。内燃機関においては、希薄空燃比限界を拡大する手段として、圧縮比を高くするとよいことが一般に知られている。内燃機関の圧縮比を高くする技術としては、空燃比センサの出力および吸気管圧力センサの出力に応じて燃焼室容積を変化させることで、圧縮比を可変にする技術が開示されている。これによって、低負荷時には圧縮比を高めて希薄空燃比限界を拡大して、よりリーンな空燃比での運転を可能にしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭６０−２４０８３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、前述した従来の圧縮比可変エンジンは、吸気管圧力に応じて圧縮比の制御を実施しているが、これは高負荷時のノック抑制を目的としたものであり、吸気管圧力の低い低負荷領域では吸気管圧力に応じた圧縮比の制御は実施していない。一方で、このような低負荷領域でリーン燃焼を行う場合には、空燃比に応じた圧縮比制御を実施し、リーン化に伴って圧縮比を高圧縮比に制御する。したがって、リーン状態のまま負荷が低下した場合、吸気管圧力も低下するが、これによる圧縮比の変更は行われない。そのため、吸気管圧力の低下により圧縮行程終了時の圧力（燃焼開始時の圧力）（以下「圧縮圧力」という）も低下する。リーン燃焼を行う場合、実際に燃焼が開始する圧縮圧力が重要であり、この圧力が下がるとリーン状態での安定した筒内燃焼が困難となる。結果として、リーン化度合いを抑制せざるを得ず、燃費の悪化を招くという問題があった。
【０００４】
また、リーン燃焼では三元触媒によるＮＯｘ（窒素酸化物）低減効果が得られないため、エンジンから直接排出されるＮＯｘを低減することが重要となる。ＮＯｘ触媒を用いても、ストイキ燃焼での三元触媒のＮＯｘ浄化率よりも浄化率は低いため、やはりエンジンから直接排出されるＮＯｘを低減することが重要となる。リーン燃焼においては、空気過剰率が概略２程度でのリーン燃焼を行うことで、ＮＯｘ排出レベルが大幅に低減することが知られているが、これを実現するには、圧縮圧力を大幅に高めることが必要である。しかし、低負荷領域での負荷変動に伴う吸気管圧力の低下により、実際の圧縮圧力が低下してしまうと、常に空気過剰率を概略２以上の状態に保つことが困難となり、空気過剰率の低下により、ＮＯｘの排出量が増大するという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、希薄燃焼時には、負荷変動によらず、常に圧縮圧力を所定圧力以上に高めることで、安定したリーン燃焼を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、機関圧縮比を可変とする圧縮比可変機構と、少なくとも吸気弁の閉時期を可変にして吸気量を制御する可変動弁機構とを備えた内燃機関において、機関燃焼室の圧縮圧力を検出し、機関運転状態に基づいて希薄燃焼を行うか否かを判断する。前記希薄燃焼を行う場合は、空気過剰率を、所定のリーン空気過剰率に設定し、同じく前記所定のリーン空気過剰率に設定した状態で、前記圧縮圧力が、負荷が変動しても常に所定圧力以上となるように、圧縮比および吸気弁閉時期を負荷に応じて制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、希薄燃焼時に負荷変動があっても、常に圧縮圧力を所定圧力以上に維持する。したがって、空気過剰率を、例えば概略２以上の極低ＮＯｘ排出領域に設定する場合においても、安定したリーン燃焼を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。
（第一実施形態）
図１は、複リンク式圧縮比可変エンジン１を示す図である。このエンジン１は圧縮比可変機構、具体的にはピストン行程を変化させて圧縮比を変更する機構を備えている。なお、圧縮比可変機構を備えるこのエンジン１は、本出願人が先に提案したものであるが、例えば特開２００１−２２７３６７号公報等によって公知となっているので、その概要のみを説明する。
【０００９】
クランクシャフト３には、エンジン本体を構成するクランクケース２内の主軸受（図示せず）に回転可能に支持されるクランクジャーナル４を各気筒に設ける。各クランクジャーナル４は、その軸心Ｏ1がクランクシャフト３の軸心（回転中心）と一致しており、クランクシャフト３の回転軸部を構成している。
【００１０】
また、クランクシャフト３は、軸心Ｏ1から偏心して各気筒に設けられたクランクピン５と、クランクピン５をクランクジャーナル４へ連結するクランクアーム５ａと、軸心Ｏ1に対してクランクピン５と反対側に配置され、主としてピストン運動の回転一次振動成分を低減するカウンターウェイト５ｂとを有している。なお、クランクアーム５ａとカウンターウェイト５ｂは、一体的に形成されている。
【００１１】
そして本実施形態では、各気筒に形成されたシリンダ６に摺動可能に嵌合するピストン７と、上記のクランクピン５とを、複数のリンク部材、すなわちアッパリンク８（第一リンク）とロアリンク９（第二リンク）とにより機械的に連携する。
【００１２】
ロアリンク９は、クランクピン５を狭持するように、２つの本体９ａ、９ｂを取付けて構成する。ロアリンク９は、この狭持部分でクランクピン５と軸心Ｏ2周りに相対回転可能に連結されている。ロアリンク９を、ほぼ２等分にした一方のロアリンク本体９ａと、アッパリンク８の下端側とは、両者を挿通する連結ピン１０によって、軸心Ｏ3周りに相対回転可能に連結する。一方、他方のロアリンク本体９ｂと、コントロールリンク１１（第三リンク）の上端側とは、両者を挿通する連結ピン１２によって軸心Ｏ4周りに相対回転可能に連結する。
【００１３】
また、アッパリンク８の上端側は、ピストン７に固定的に設けられたピストンピン１３に、軸心Ｏ5周りに相対回転可能に外嵌している。
【００１４】
コントロールリンク１１の下端側は、クランクケース２に回動可能に支持されるコントロールシャフト１４の大径部１４ａに、その軸心Ｏ6周りに揺動可能に外嵌、支持されている。すなわち、コントロールシャフト１４の小径部１４ｂの外周には大径部１４ａが固定的に設けられており、各大径部１４ａの軸心Ｏ6は、小径部１４ｂの軸心Ｏ7に対して所定量偏心している。このコントロールシャフト１４は、ウォームギア１５を介して圧縮比制御アクチュエータ１６によって、エンジン１の運転状態に応じて回動制御されるとともに、任意の回動位置で保持されるようになっている。
【００１５】
このような構成により、クランクシャフト３の回転に伴って、クランクピン５、ロアリンク９、アッパリンク８及びピストンピン１３を介してピストン７がシリンダ６内を昇降するとともに、ロアリンク９に連結するコントロールリンク１１が、下端側の揺動軸心Ｏ6を支点として揺動する。
【００１６】
シリンダ６の頂部を覆うシリンダヘッドには、ペントルーフ型の燃焼室１０１を凹設する。この燃焼室１０１の２つの傾斜面にそれぞれ開口するように、吸気ポート１０２および排気ポート１０３を形成する。吸気ポート１０２の先端を吸気弁１１１が開閉し、かつ排気ポート１０３の先端を排気弁１１２が開閉している。ここで、吸気ポート１０２は、先端部が二股状に分岐しており、各気筒に一対設けられた吸気弁１１１がそれぞれの先端を開閉している。同様に、排気弁１１２も各気筒に一対設けられている。そして、これらの４つの弁に囲まれた燃焼室１０１の中心部に、点火プラグ１０４を配設する。また、吸気ポート１０２内には、吸気弁１１１の開口部へ向けて燃料を噴射する燃料噴射弁１０５を配設すると共に、吸入空気の流速の強さを調整するスワールコントロールバルブ（図示せず）を配設する。
【００１７】
コントローラ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ（図示せず）等からなり、図示しない気筒内の圧力を検出する圧力センサ（圧縮圧力検出手段）等の各種計器によって検出したエンジン１の運転条件を基にエンジン１の点火時期、燃料噴射量および圧縮比等の制御を行う。
【００１８】
図２は複リンク式圧縮比可変エンジン１の圧縮比変更方法を説明する図である。図２（Ａ）および（Ｂ）は、高圧縮比位置および低圧縮比位置での各リンク姿勢を示す図である。図２（Ｃ）はコントロールシャフト付近の拡大図である。
【００１９】
コントローラによって圧縮比制御アクチュエータ１６を制御し、コントロールシャフト１４を回動させることで、コントロールリンク１１の揺動軸心となる小径部１４ｂの軸心Ｏ7が大径部１４ａの軸心Ｏ6周りに回転する。すなわち、コントロールシャフト１４を回転して、小径部１４ｂの位置を変更することで、機関圧縮比が変更する。例えば図２（Ａ）および（Ｃ）に示すように軸心Ｏ7を位置Ａにすれば、上死点位置が高くなり高圧縮比になる。
【００２０】
そして図２（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、軸心Ｏ7を位置Ｂにすれば、コントロールリンク１１が上方へ押し上げられ、軸心Ｏ4の位置が上がる。これによりロアリンク９は軸心Ｏ2を中心として反時計方向に回転し、軸心Ｏ3が下がり、ピストン上死点（ＴＤＣ）におけるピストン７（軸心Ｏ5）の位置が下降する。したがって圧縮比が低圧縮比になる。
【００２１】
図３は、ピストンストローク特性を示す図であり、図３（Ａ）は図３（Ｂ）の四角で囲まれた実線部の拡大図である。
【００２２】
複リンク式圧縮比可変エンジン１は、ピストンとクランクシャフトとを一つのリンク（コンロッド）で連結し、圧縮比が一定である通常のエンジン（以下「ノーマルエンジン」という）に比べて、ピストンが上死点付近に滞在する期間が長いという特性がある。
【００２３】
この点について、図３を参照して説明する。図３において、実線は複リンク式圧縮比可変エンジンのピストンストローク特性を示しており、特に、太実線は高圧縮比にしたときのピストンストローク特性を示している。また、細実線は低圧縮比にしたときのピストンストローク特性を示している。鎖線はノーマルエンジンのピストンストローク特性を示している。ここでは、ノーマルエンジンと同じ圧縮比にした複リンク式圧縮比可変エンジン１のピストンストローク特性が細実線で示されている。この図より、複リンク式圧縮比可変エンジンは、同じ圧縮比であるノーマルエンジンに比べて、ピストンが上死点付近に滞在する期間が長いことが分かる。
【００２４】
さらにピストンが上死点から所定距離内にあるときを、ピストンが上死点付近にあるとすると、複リンク式圧縮比可変エンジンの高圧縮比のときに上死点付近にあるときの方が、低圧縮比のときに上死点付近にあるときよりも、ピストンの上死点付近滞在期間が長い。すなわち図３（Ｂ）において、Ｌ１＞Ｌ２である。
【００２５】
このように複リンク式圧縮比可変エンジンは、ノーマルエンジンに比べてピストンが上死点付近に滞在する期間が長い。さらに圧縮比が高い方がピストンが上死点付近に滞在する期間が長い。ピストンが上死点付近に長く滞在するということは、燃焼中に高圧縮状態が長く維持されるということである。高圧縮状態が長く維持されると、超希薄燃焼であっても比較的大きな燃焼エネルギを得ることができるので燃焼特性が安定する。
【００２６】
次に、図４及び図５を参照して、本発明にかかるエンジン１の吸気弁可変動弁機構２０を説明する。図４は、本発明にかかるエンジン１の吸気弁可変動弁機構２０を示す斜視図である。図５はリフト・作動角可変機構３０の駆動軸方向視図である。なお、この吸気弁可変動弁機構２０は、本出願人が先に提案したものであるが、例えば特開２００２−２５６９０５号、特開平１１−１０７７２５号公報等によって公知となっているので、その概要のみを説明する。
【００２７】
吸気弁可変動弁機構２０は、吸気弁１１１のリフト・作動角を変化させるリフト・作動角可変機構３０（吸気弁可変手段）と、吸気弁１１１のリフト中心角（吸気弁１１１が最大リフトを迎えるクランク角度位置）の位相を進角又は遅角させる位相可変機構４０と、が組み合わされて構成されている。なお、図４では一つの気筒に対応する一対の吸気弁１１１及びその関連部品のみを簡略的に図示している。
【００２８】
エンジン１の各気筒には、一対の吸気弁１１１と一対の排気弁１１２（図１参照）が設けられている。吸気弁１１１の上方には、気筒列方向に延びる中空状の駆動軸１１３が設けられている。駆動軸１１３は、一端部に設けられた従動スプロケット４１等を介して、図示しないベルトやチェーンでクランクシャフト３と連係され、クランクシャフト３に連動して軸周りに回転する。
【００２９】
駆動軸１１３には、気筒ごとに、一対の揺動カム１２０が駆動軸１１３に対して回転自在に取り付けられている。その作用については後で詳述するが、この一対の揺動カム１２０が駆動軸１１３を中心として所定の回転範囲で揺動（上下動）することによって、その下方に位置する吸気弁のバルブリフタ１１９が押圧され、吸気弁１１１が下方にリフトする。なお、一対の揺動カム１２０は、互いに円筒等で同位相に固定されている。
【００３０】
図５において、揺動カム１２０は、その基端部側に支持孔１２２ａが貫通形成されており、駆動軸１１３の外周面に回転自在に支持されている。そして、そのカムノーズ１２３側の端部にピン孔１２３ａが貫通形成されている。揺動カム１２０の基端下面には、基円面１２４ａと、基円面１２４ａからカムノーズの先端縁側に円弧状に延びるカム面１２４ｂとが形成されており、基円面１２４ａとカム面１２４ｂとが、揺動カム１２０の揺動位置に応じてバルブリフタ１１９に当接する。その際、基円面１２４ａからカム面１２４ｂへの接触が滑らかに行われるように、基円面１２４ａとカム面１２４ｂの間には、基円面１２４ａよりやや大径の円弧状のランプ面を設けている。
【００３１】
駆動軸１１３の外周には、この駆動軸１１３の軸心Ｐ3から所定量だけ偏心した位置に、円筒状の駆動カム１１５の中心Ｐ4が位置するように、駆動カム１１５を圧入等によって固定する。駆動カム１１５は、揺動カム１２０から軸方向に所定の距離だけ離れた位置に固定する。そして、駆動カム１１５の外周面には、リンクアーム１２５の基端が、回転自在に嵌合している。リンクアーム１２５は、比較的大径な円環状の基部１２５ａと、基部１２５ａの一部から突設された突出端１２５ｂとを備えている。突出端１２５ｂには、ピン孔１２５ｃが貫通形成されている。
【００３２】
駆動軸１１３の斜め上方には、制御軸１１６が、駆動軸１１３と平行に気筒列方向へ延びて、回転自在に支持されている。制御軸１１６の外周面には、この制御軸１１６の軸心Ｐ2から所定量だけ偏心した位置に、円筒状の制御カム１１７の中心Ｐ1が位置するように、制御カム１１７を圧入等によって固定する。制御カム１１７には、ロッカアーム１１８が、制御カム１１７の外周面に回転自在に嵌合している。ロッカアーム１１８は、制御カム１１７の軸心Ｐ1を支点として揺動する。
【００３３】
なお、ロッカアーム１１８は、制御カム１１７に支持される中央の基端部１１８ａを中心に、軸方向と垂直に左右方向に伸び、その両端には一端部１１８ｂと他端部１１８ｃを有する。また、一端部１１８ｂ及び他端部１１８ｃには、ピン孔１１８ｄ及び１１８ｅがそれぞれ貫通形成されている。
【００３４】
ロッカアーム１１８の一端部１１８ｂと、リンクアーム１２５の突出端１２５ｂとは、ロッカアーム１１８が上方に位置するように、両者を挿通する連結ピン１２１によって連結する。そして、ロッカアーム１１８の他端部１１８ｃと、リンク部材１２６の一端部１２６ａとは、両者を挿通する連結ピン１２８によって連結する。さらに、リンク部材１２６の他端部１２６ｂと、揺動カム１２０のカムノーズ１２３側の端部とは、両者を挿通する連結ピン１２９によって、ロッカアーム１１８の下方に揺動カム１２０が位置するように連結する。各ピン１２１，１２８，１２９の一端部には、リンクアーム１２５やリンク部材１２６の軸方向の移動を規制するスナップリングが設けられている。
【００３５】
以上のように構成されるリフト・作動角可変機構３０によって、クランクシャフト３に連動して駆動軸１１３が回転すると、駆動カム１１５及びリンクアーム１２５を介してロッカアーム１１８が制御カム１１７の中心Ｐ1を中心として揺動するとともに、リンク部材１２６を介して揺動カム１２０が所定の角度範囲を揺動する。この揺動カム１２０がバルブリフタ１１９の上面に接触して、このバルブリフタ１１９を押し下げることで、吸気弁１１１が開閉駆動される。
【００３６】
また、制御軸１１６は、一端部に設けられたリフト量制御アクチュエータ１１０によって所定回転角度範囲内で回転するように制御される。制御軸１１６が回転すると、ロッカアーム１１８の揺動支点となる制御カム１１７の中心Ｐ1も回転変位して、エンジン本体に対してロッカアーム１１８の支持位置が変化し、この制御軸１１６が適用される気筒列の全ての気筒の吸気弁１１１のバルブリフト特性、詳しくはリフト量及び作動角の双方が連続的に変更・制御される。図６に吸気弁のリフト量と作動角との関係を示す。
【００３７】
なお、リフト量制御アクチュエータ１１０は、エンジン１の運転状態を検出するコントローラ５０からの制御信号に基づいて、第一油圧装置５１によって制御されている。本発明では、エンジン１の吸入空気量制御をスロットルバルブではなく吸気弁１１１のバルブリフト量及び開弁時間で行う。そのため、エンジン回転速度が低回転時には小リフト、高回転時には大リフトとなるように制御する。なお、後で詳述するが、上記「小リフト」「大リフト」は最大リフト量が小さいか大きいかを意味している。
【００３８】
また、位相可変機構４０は、スプロケット４１と駆動軸１１３とを所定の角度範囲内において相対的に回転させる位相角制御アクチュエータ４２から構成されている。位相角制御アクチュエータ４２は、エンジン１の運転状態を検出するコントローラ５０からの制御信号に基づいて、第二油圧装置５２によって制御されている。この位相角制御アクチュエータ４２への油圧制御によって、スプロケット４１と駆動軸１１３とが相対的に回転し、リフト中心角が遅角する。
【００３９】
続いてリフト・作動角可変機構３０の作用を詳述する。
【００４０】
前述したように、駆動軸１１３がクランクシャフトに連動して回転すると、駆動カム１１５及びその外周に回転自在に嵌合しているリンクアーム１２５を介してロッカアーム１１８が制御カム１１７の中心Ｐ1を中心として揺動（上下動）する。ロッカアーム１１８の揺動は、リンク部材１２６を介して揺動カム１２０へ伝達され、揺動カム１２０が所定角度範囲を揺動する。この揺動カム１２０が揺動、すなわち上下動することによって、バルブリフタ１１９が押圧され、吸気弁１１１が下方にリフトする。
【００４１】
ここで、リフト量制御アクチュエータ１１０を介して制御軸１１６が回転すると、ロッカアーム１１８の揺動支点となる制御カム１１７の中心Ｐ1も回転変位して、エンジン本体に対してロッカアーム１１８の支持位置が変化し、ひいては揺動カム１２０の初期揺動位置が変化する。したがって、揺動カム１２０と、バルブリフタ１１９との初期接触位置も変化する。クランクシャフト一回転あたりの揺動カム１２０の揺動角は常に一定なので、以下で説明する図７のように最大リフト量が変化する。
【００４２】
図７（Ａ）（Ｂ）は、リフト・作動角可変機構３０の駆動軸方向視図である。図７（Ａ）は、吸気弁のゼロリフト時に、揺動カム１２０が最小揺動時と最大揺動時とでどのような位置にあるのかを示す図である。図７（Ｂ）は吸気弁のフルリフト時に、揺動カム１２０が最小揺動時と最大揺動時とでどのような位置にあるのかを示す図である。ここで、吸気弁のゼロリフト時とは、吸気弁１１１がリフトしないことをいう（つまり吸気弁のリフトはゼロ）。また、吸気弁のフルリフト時とは、吸気弁１１１が最大のリフト量となることをいう。
【００４３】
図７（Ａ）に示すように、制御カム１１７の中心Ｐ1が制御軸１１６の軸心Ｐ2の上方に位置し、制御カムの厚肉部１１７ａが上方に位置している場合には、ロッカアーム１１８は全体として上方へ位置し、揺動カム１２０の連結ピン１２９側の端部が相対的に上方へ引き上げられた状態となる。つまり、揺動カム１２０の初期位置は、そのカム面１２４ｂがバルブリフタ１１９から離れる方向に傾く（図７（Ａ）の左側参照）。したがって、駆動軸１１３の回転に伴って揺動カム１２０が揺動した際に、基円面１２４ａが長くバルブリフタに接触し続け、カム面１２４ｂがバルブリフタに接触する期間が短くなる。このため、吸気弁１１１の最大リフト量が小さくなる（図７（Ａ）の右側参照）。つまり、小リフトとなる。また、吸気弁１１１の開時期から閉時期までのクランク角度区間、つまり吸気弁１１１の作動角も縮小する。
【００４４】
一方、図７（Ｂ）に示すように、制御カム１１７の中心Ｐ1が制御軸１１６の軸心Ｐ2の下方に位置し、制御カムの厚肉部１１７ａが下方に位置している場合には、ロッカアーム１１８は全体として下方へ位置し、揺動カム１２０の連結ピン１２９側の端部が相対的に下方へ押し下げられた状態となる。つまり、揺動カム１２０の初期位置は、そのカム面１２４ｂがバルブリフタ１１９に近付く方向に傾く（図７（Ｂ）の左側参照）。したがって、駆動軸１１３の回転に伴って揺動カム１２０が揺動した際に、バルブリフタ１１９と接触する部位が基円面１２４ａからカム面１２４ｂへと直ちに移行する。このため、吸気弁１１１の最大リフト量が大きくなる（図７（Ｂ）の右側参照）。つまり、大リフトとなる。また、吸気弁１１１の作動角も拡大する。
【００４５】
なお、上記の制御カム１１７の初期位置は連続的に変化させ得るので、これに伴って、吸気弁１１１のバルブリフト特性は連続的に変化する。つまり、図６に示したように吸気弁１１１のリフト量及び作動角を、両者同時に連続的に拡大、縮小させることができる。各部のレイアウトによるが、例えば、吸気弁１１１のリフト量及び作動角の大小変化に伴い、吸気弁１１１の開時期と閉時期とがほぼ対称に変化する。
【００４６】
図８は、運転条件と吸気弁閉時期の制御を示す図である。図８に示すように、位相可変機構４０と組み合わせることによって、吸気弁１１１の開時期を一定とし、吸気弁１１１の閉時期を任意の時期に設定するように作動させることが可能となる。例えば、低負荷域など、吸気弁１１１の閉時期を早めたい場合は、図８（Ａ）に示すように、低リフト・小作動角にて中心角を進角設定とする。逆に、高負荷域など、吸気弁閉時期を遅くしたい場合には、図８（Ｃ）に示すように、高リフト・大作動角にて中心角を遅角設定とする。中負荷域では、両者の中間になるように図８（Ｂ）に示すように中間のリフト特性とする。
【００４７】
図９は空気過剰率λとＮＯｘ排出量の関係を示した図である。
【００４８】
図９に示すように、エンジンは、空燃比がストイキ（空気過剰率λ＝１）よりも多少リーンの状態で、ＮＯｘの排出量が最大となる。そして、それよりもさらにリーンとすることでＮＯｘ排出量は減少し、λ＝２程度まで空燃比をリーンとして燃焼した場合に、ほぼ０に近いレベルにまでＮＯｘ排出量を低減することができる。さらに、エンジンは、空燃比をリーンとした方が燃料消費量を少なくできるため、燃費の向上を図ることができる。しかしながら、エンジンは希薄空燃比限界を超えては混合気中に含有される燃料が少なすぎて筒内燃焼が不安定になり運転できない。
【００４９】
ところで、希薄空燃比限界を拡大するには、圧縮比を高くするとよいことが知られている。これは、圧縮比が高くなれば、点火時の燃焼室内容積が小さくなるので、少ない燃料でも着火しやすくなるからである。
【００５０】
図１０は、希薄空燃比限界の空気過剰率と圧縮圧力（圧縮行程終了時の燃焼室圧力（燃焼開始時点の燃焼室圧力））の関係を示した図である。これに示すように、安定した筒内燃焼が可能な希薄空燃比限界の空気過剰率は、圧縮圧力により大きな影響を受ける。すなわち、圧縮圧力を高くすることで、よりリーンな状態でも安定した筒内燃焼が可能となる。
【００５１】
ここで、本発明では、エンジン負荷（吸入空気量）の制御はスロットルバルブの開閉制御ではなく、吸気弁閉時期ＩＶＣで行っている。一般的なエンジンでは、スロットルバルブの開度を制御することで、吸入空気量を調節し、エンジン負荷の制御を行っている。そのため、吸気弁閉時期ＩＶＣは下死点（ＢＤＣ）近傍に固定されている。このとき、吸気弁閉時期ＩＶＣをＢＤＣ近傍から上死点（ＴＤＣ）側に進角させると、ピストン７が下降する途中で、吸気弁１１１が閉弁することになる。したがって、実圧縮比が低下するため、エンジン出力も低下する。すなわち、進角量を大きくするほど実圧縮比の低下量も大きくなり、エンジン出力も低下する。
【００５２】
このような特性を利用して、本発明に係るエンジン１は、位相可変機構４０によって、原則的には、高負荷時には吸気弁閉時期ＩＶＣをＢＤＣ近傍とし、負荷の低下に合わせて吸気弁閉時期ＩＶＣの進角量が大きくなるように制御している。これにより、スロットバルブを使用せずに、吸気弁閉時期ＩＶＣの制御によって、エンジン負荷の制御を行っている。
【００５３】
そこで、本発明では、希薄空燃比限界を高めるために、圧縮圧力を高めて安定した筒内燃焼を実現するが、このとき、吸気弁閉時期ＩＶＣが変化しても、圧縮圧力が常に所定の圧力以上になるように制御する。このように圧縮圧力を常に所定以上に制御することによって、空気過剰率を概略２以上の極低ＮＯｘ排出領域に設定する場合においても、安定したリーン燃焼を行うことが可能となる。
【００５４】
また、一般的なエンジンでは、全開加速時（全負荷時）に、ノック防止の観点から圧縮比を１０前後（最大でも１２程度）、吸気弁閉時期を下死点より遅れた側（最も体積効率の高くなる点）に設定している。そして、この時の圧縮圧力は、およそ２（ＭＰa）程度の値となる。しかしながら、図１０に示すように、空気過剰率λ＝２以上のリーン燃焼を行う場合、機関の特性（ボア、ストローク、ガス流動等）にもよるが、少なくともノックを考慮した全開加速時の圧縮圧力よりも高いおよそ３（ＭＰａ）程度の圧力が必要となる。
【００５５】
したがって、本実施形態では、例えば、全開加速中などの高負荷運転時にエンジン回転速度が上昇して３０００ｒｐｍに達した時の圧縮圧力に比べて、リーン燃焼を行う低負荷運転時（エンジン回転速度が３０００ｒｐｍ、略一定速度で走行している場合など）の圧縮圧力を高く設定する必要がある。以下、その制御方法について説明する。
【００５６】
図１１は本実施形態にかかるエンジン１の圧縮比および吸気弁閉時期の制御フローチャートである。なお、以下に示す各フローは所定の単時間ごとに繰り返し実行される。
【００５７】
まずステップＳ１０１で、コントローラ５０が、車両の運転状態判断のためエンジン負荷および回転速度を検出する。
【００５８】
次に、ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で検出したエンジン負荷および回転速度に基づいて、空気過剰率λ＝２以上のリーン燃焼を許可するか否かを判断する。本実施形態では、エンジン負荷が全負荷時の半分以下（以下「低負荷領域」という）、かつ、エンジン回転速度が３０００ｒｐｍ以上のときに、空気過剰率λ＝２以上のリーン燃焼を許可する。
【００５９】
リーン燃焼が許可されれば、ステップＳ１０３に進み、目標空気過剰率λTargetを読み込む。目標空気過剰率λTargetは、エンジン負荷に基づいて、図１２に示す予め決められたテーブルを参照して読み込む。図１２は、エンジン負荷が全負荷時の半分の負荷付近でλ＝２に設定し、負荷の減少に伴ってλをリーンに設定するテーブルである。
【００６０】
目標空気過剰率λTargetが読み込まれると、ステップＳ１０４に進み、目標圧縮圧力ＰｃTargetを読み込む。目標圧縮圧力ＰｃTargetは、目標空気過剰率λTargetに基づいて、図１３に示す予め決められたテーブルを参照して読み込む。図１３は、目標空気過剰率λTargetがリーンであるほど目標圧縮圧力ＰｃTargetが高くなるように設定したテーブルである。
【００６１】
目標圧縮圧力ＰｃTargetが読み込まれると、ステップＳ１０５に進み、目標吸気弁閉時期ＩＶＣTargetを読み込む。本実施形態では、目標吸気弁閉時期ＩＶＣTargetは固定値ＩＶＣLeanとする。ＩＶＣLeanは、例えば、ＢＤＣ近傍であり、スロットルによる絞りは行わずに、エンジン負荷がちょうど全負荷時の半分の負荷付近でも、空気過剰率をλ＝２程度に設定できるような体積効率が高くなる設定とする。なお、運転状態よって吸入空気量は変わってくるので、エンジン回転速度応じてＩＶＣLeanを変化させても良い。
【００６２】
目標吸気弁閉時期ＩＶＣTargetが読み込まれると、ステップＳ１０６に進み、目標圧縮比εTargetを算出する。目標圧縮比εTargetは、目標圧縮圧力ＰｃTargetと目標吸気弁閉時期ＩＶＣTargetに基づいて、図１４に示す予め決められたマップを参照して算出する。図１４は、目標圧縮圧力ＰｃTargetが高く、目標吸気弁閉時期ＩＶＣTargetがＴＤＣ近傍であるほど、目標圧縮比εTargetが高くなるように設定したマップである。
【００６３】
なお、目標圧縮比εTargetは、圧縮開始時の圧力が変化するような場合には、その値を補正することが有効である。例えば、高地などでは、大気圧が変化し、空気密度が低くなるため、大気圧、吸気管圧力のいずれかを検出し、検出結果に基づいて目標圧縮比εTargetの値を高い値に補正することが有効である。これにより吸気管圧力が変化する条件でも安定したリーン燃焼が実現できる。
【００６４】
ステップＳ１０７では、スワールコントロールバルブ（吸気流速を可変とする手段）の開度設定を行う。スワールコントロールバルブの開度設定は、例えば、エンジン回転速度やアクセル開度からその開度を設定する。これによって、燃焼室内に流入する吸気の流速等を可変とし、ガス流動を強化することでリーン状態での燃焼安定化をさらに図ることができる。
【００６５】
ステップＳ１０８では、ステップＳ１０３、Ｓ１０５、Ｓ１０６で求めた各目標値となるように、空気過剰率λ、吸気弁閉時期ＩＶＣおよび圧縮比εを制御する。
【００６６】
一方、ステップＳ１０２でリーン燃焼が許可されなかった場合は、ステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９に進むと、目標空気過剰率λTargetを１に設定し、基本的にストイキ燃焼とする。
目標空気過剰率λTargetが読み込まれると、ステップＳ１１０に進み、目標吸気弁閉時期ＩＶＣTargetを読み込む。上述したように、エンジン負荷の制御はスロットルバルブの開閉制御ではなく、吸気弁閉時期ＩＶＣで行われており、目標吸気弁閉時期ＩＶＣTargetは、負荷に応じて、図１５に示す予め決められたテーブルを参照して算出する。図１５は、全負荷時から負荷が減少するにしたがって、目標吸気弁閉時期ＩＶＣTargetがＢＤＣより遅角側からＴＤＣ側に進角するように設定したテーブルである。目標吸気弁閉時期ＩＶＣTargetがＢＤＣより遅角側にある場合が最も体積効率が高く、ＴＤＣ側に進角するに伴い体積効率は減少する。
【００６７】
次にステップＳ１１１に進み、目標圧縮比εTargetを読み込む。本実施形態では、ストイキ燃焼の場合には、目標圧縮比εTargetは固定とし、全開時でもノックを生じさせないように１０程度に設定する。
【００６８】
そして、ステップＳ１０８に進み、ステップＳ１０９、Ｓ１１０、Ｓ１１１で求めた各目標値となるように、空気過剰率λ、吸気弁閉時期ＩＶＣおよび圧縮比εを制御する。
【００６９】
以上のように制御した場合の、負荷に対する空気過剰率λ、圧縮圧力Ｐｃ、圧縮比ε、体積効率ηvおよび吸気弁閉時期ＩＶＣの各作動状態を図１６に示す。
【００７０】
以上説明した本実施形態によれば、空気過剰率λを２以上に設定したリーン状態において、負荷変動によらず、全開加速時におけるノック防止の観点から制限されている圧縮比の上限よりも高い圧縮比（圧縮圧力）で燃焼を行うように制御する。したがって、安定した筒内燃焼を行うことができ、さらに燃焼ガス温度が低下することで冷却損失を大幅に低減できるため、ＮＯｘ排出量の抑制と燃費の向上の両立が可能となる。
【００７１】
また、エンジン負荷が低負荷になるほどリーンになるように制御することで、低負荷時の燃費をより向上することができる。同時に、低負荷になるほど圧縮比を高めることで、低負荷時においても安定した希薄筒内燃焼が可能である。さらに、このときの吸気量を、吸気弁閉時期を固定して一定に保つ。これによって、低負荷になっても、極端に圧縮圧力を高めることはない（図１４等参照）。したがって、極端に圧縮比を高めずに燃焼時の温度圧力を高くすることができ、燃焼安定性を高めることができる。
【００７２】
さらに、スワールコントロールバルブによって、燃焼室内のガス流動を強化することで、リーン燃焼時の燃焼安定性をより向上させることができる。
【００７３】
（第二実施形態）
図１７は第二実施形態にかかるエンジン１の圧縮比および吸気弁閉時期の制御フローチャートである。本実施形態は、目標空気過剰率を固定値として、負荷に応じてリーン時の目標吸気弁閉時期ＩＶＣTargetを読み込む点で第一実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【００７４】
ステップＳ２０１、Ｓ２０２では、図１１の第一実施形態にかかる制御フローのステップＳ１０１、Ｓ１０２と同様の制御を実行しており、まずステップＳ２０１で、コントローラ５０が、車両の運転状態判断のためエンジン負荷および回転速度を検出する。
【００７５】
次に、ステップＳ２０２で、ステップＳ１０１で検出したエンジン負荷および回転速度に基づいて、空気過剰率λ＝２以上のリーン燃焼を許可するか否かを判断する。本実施形態でも、エンジン回転速度が３０００ｒｐｍ以上、エンジン負荷が低負荷領域のときに、空気過剰率λ＝２以上リーン燃焼を許可する。
【００７６】
リーン燃焼が許可されれば、ステップＳ２０３に進み、目標空気過剰率λTargetを２に設定する。
【００７７】
ステップＳ２０４では、目標圧縮圧力ＰｃTargetを読み込む。目標圧縮圧力ＰｃTargetは、目標空気過剰率λTargetに基づいて、上述した図１３に示す予め決められたテーブルを参照して読み込む。本実施形態では、目標空気過剰率λTargetが固定値であるので、目標圧縮圧力ＰｃTargetも固定値としても良い。
【００７８】
目標圧縮圧力ＰｃTargetが読み込まれると、ステップＳ２０５に進み、リーン時の目標吸気弁閉時期ＩＶＣTargetを読み込む。目標吸気弁閉時期ＩＶＣTargetは、負荷に基づいて、図１８に示す予め決められたテーブルを参照して読み込む。図１８は、リーン時の体積効率が、ストイキ時の体積効率よりも高くなるように吸気弁閉時期ＩＶＣを設定したテーブルである。
【００７９】
リーン時の目標吸気弁閉時期ＩＶＣTargetが読み込まれると、ステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６では、図１１の第一実施形態にかかる制御フローのステップＳ１０６と同様の制御を実行しており、目標圧縮圧力ＰｃTargetと目標吸気弁閉時期ＩＶＣTargetに基づいて、目標圧縮比εTargetを算出する。目標圧縮比εTargetは、上述した図１４に示す予め決められたマップを参照して算出する。
【００８０】
ステップＳ２０７に進むと、ステップＳ２０３、Ｓ２０５、Ｓ２０６で求めた各目標値となるように、空気過剰率λ、吸気弁閉時期ＩＶＣおよび圧縮比εを制御する。
【００８１】
一方、ステップＳ２０８、Ｓ２０９、Ｓ２１０で実行されている、ステップＳ２０２でリーン燃焼が許可されなかった場合の制御は、第一実施形態と同様の制御を実行しているので、ここでは説明を省略する。
【００８２】
以上のように制御した場合の、負荷に対する空気過剰率λ、圧縮圧力Ｐｃ、圧縮比ε、体積効率ηvおよび吸気弁閉時期ＩＶＣの各作動状態を図１９に示す。
【００８３】
以上説明した本実施形態によれば、空気過剰率λを２に設定したリーン状態において、全開加速時におけるノック防止の観点から制限されている圧縮比の上限よりも高い圧縮比（圧縮圧力）で燃焼を行うように制御する。したがって、空気過剰率λを２以上に設定することが困難なエンジンでも、安定した筒内燃焼を行うことができる。さらに燃焼ガス温度が低下することで冷却損失を大幅に低減できるため、ＮＯｘ排出量の抑制と燃費の向上の両立が可能となる。
【００８４】
また、エンジン負荷が低負荷になるほど、吸気量が減少するように吸気弁閉時期ＩＶＣを進角させると共に、圧縮比を高めることで、吸気量の減少に起因する希薄空燃比限界の低下を防ぎ、希薄燃焼を行うことができる。
【００８５】
（第三実施形態）
図２０は第三実施形態にかかるエンジン１の圧縮比および吸気弁閉時期の制御フローチャートである。本実施形態は、原則的に、エンジン負荷が低負荷領域のときにリーン燃焼
を許可する点で上記実施形態と共通するが、後述するエンジン極低負荷領域のときにはリーン燃焼を禁止する点で上記実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【００８６】
ステップＳ３０１では、図１１の第一実施形態にかかる制御フローのステップＳ１０１と同様の制御を実行しており、まずステップＳ３０１で、コントローラ５０が、車両の運転状態判断のためエンジン負荷および回転速度を検出する。
【００８７】
次に、ステップＳ３０２で、ステップＳ１０１で読み込んだエンジン負荷および回転速度に基づいて、空気過剰率λ＝２以上のリーン燃焼を許可するか否かを判断する。本実施形態では、原則的にエンジン回転速度が３０００ｒｐｍ以上、エンジン負荷が低負荷領域のときに、空気過剰率λ＝２以上のリーン燃焼を許可するが、エンジン負荷が全負荷時の１／４以下の極低負荷領域のときには、リーン燃焼を禁止する。
【００８８】
リーン燃焼が許可されれば、ステップＳ３０３に進み、目標空気過剰率λTargetを２に設定する。
【００８９】
次にステップＳ３０４に進むと、目標圧縮圧力ＰｃTargetを読み込む。本実施形態では、目標圧縮圧力ＰｃTargetは、負荷に基づいて、図２１に示す予め決められたテーブルを参照して読み込む。図２１のテーブルは、目標空気過剰率λTargetに関わらず、負荷が低いほど、目標圧縮圧力ＰｃTargetが高くなるように設定する。これは、同じ空気過剰率λ＝２のリーン燃焼でも、負荷の低下に伴って燃焼室の温度が低下することから、圧縮圧力Ｐｃを上昇させることで安定した筒内燃焼を実現するためである。
【００９０】
ステップＳ３０４で目標圧縮圧力ＰｃTargetが読み込まれると、ステップＳ３０５に進む。なお、ステップＳ３０５〜ステップＳ３０７で実行されている制御は、図１７の第二実施形態にかかる制御フローのステップＳ２０５〜Ｓ２０７と同様の制御を実行しているので、ここでは説明を省略する。
【００９１】
一方、ステップＳ３０２でリーン燃焼が許可されなかった場合は、ステップＳ３０８に進む。ステップＳ３０８に進むと、目標空気過剰率λTargetを１に設定し、基本的にストイキ燃焼とする。
【００９２】
目標空気過剰率λTargetが読み込まれると、ステップＳ１１０に進み、目標吸気弁閉時期ＩＶＣTargetを読み込む。エンジン負荷の制御はスロットルバルブの開閉制御ではなく、吸気弁閉時期ＩＶＣで行われており、このときの目標吸気弁閉時期ＩＶＣTargetは、負荷に応じて、上述した図１５に示す予め決められたテーブルを参照して算出する。なお、上記のステップＳ３０８、Ｓ３０９で実行されている制御は、図１１の第一実施形態にかかる制御フローのステップＳ１０９、Ｓ１１０で実行されている制御と同様である。
【００９３】
次に、ステップＳ３１０で、改めてエンジン負荷を検出する。
【００９４】
ステップＳ３１１では、ステップＳ３１０で検出した負荷が低負荷領域内にあるか否かを判断する。そして、ステップＳ３１０で検出したエンジン負荷が極低負荷領域よりも高い場合は、ステップＳ３１２に進み、全開時でもノックを生じさせないように、目標圧縮比εTargetを１０程度に固定する。一方、エンジン負荷が極低負荷領域内の場合は、ステップＳ３１３に進む。このときは、吸気弁閉時期がＴＤＣに近づいており（図１５等参照）、有効圧縮比が低くなり、筒内燃焼が不安定になる場合もあるため、目標圧縮比εTargetをまず１５程度に設定する。ステップＳ３１３に進んだ場合には、ステップＳ３０６で目標圧縮比εTargetを算出する。目標圧縮比εTargetは、上述した図１４に示す予め決められたマップを参照して算出する。
【００９５】
そして、ステップＳ３０７に進み、ステップＳ３０８、Ｓ３０９、Ｓ３１２、Ｓ３０６で求めた各目標値となるように、空気過剰率λ、吸気弁閉時期ＩＶＣおよび圧縮比εを制御する。
【００９６】
以上のように制御した場合の、負荷に対する空気過剰率λ、圧縮圧力Ｐｃ、圧縮比ε、体積効率ηvおよび吸気弁閉時期ＩＶＣの各作動状態を図２２に示す。
【００９７】
以上説明した本実施形態によれば、極低負荷時のリーン燃焼が困難な領域においてはストイキ燃焼を行う。したがって、極低負荷時には、リーン燃焼による排気温度低下に起因する触媒性能の悪化を招かない。また、圧縮圧力を常に所定圧力以上に維持することにより、燃焼安定性を確保することができるので、極低負荷時のストイキ燃焼時に低負荷ほど吸気量が減少するように吸気弁閉時期ＩＶＣを進角させることが可能となる。すなわち、燃焼安定性を確保したうえで、ポンプ損失を低減したミラーサイクルを実現することができる。
【００９８】
（第四実施形態）
本実施形態は、上記各実施形態で説明したエンジン１の圧縮比および吸気弁閉時期の各制御を実施可能であるが、複リンク式圧縮比可変エンジン１のリンクのジオメトリ設定を変更した点で上記各実施形態異なる。以下その相違点について説明する。
【００９９】
図２３は複リンク式圧縮比可変エンジンのコントロールシャフト付近の拡大図を示す図である。図２３（Ａ）は、上記各実施形態にかかるコントロールシャフト付近の拡大図を示す図であり、図２３（Ｂ）は本実施形態にかかるコントロールシャフト付近の拡大図を示す図である。
【０１００】
また、図２４は、本実施形態にかかるピストンストローク特性を示す図であり、図２４（Ａ）は図２４（Ｂ）の四角で囲まれた実線部の拡大図である。
【０１０１】
図２３に示すように、本実施形態では、上記各実施形態と比べてコントロールシャフト１４の制御方向及び大きさを変更してある。すなわち上記各実施形態ではコントロールシャフト１４を右回転するほど高圧縮比にしていたが、本実施形態では左回転するほど高圧縮比になる。また本実施形態のほうがコントロールシャフト１４の径が大きく、コントロールシャフト１４の中心から小径部１４ｂの軸心Ｏ７までの距離が長い。このような寸法にすることで、図２４に示すように、ピストン挙動をより特徴的に、すなわち上死点付近での挙動を極端に設定することができ、ピストン上昇速度を下降速度よりも速くすることができる。すなわちＬ３１＜Ｌ３２の度合が大きくなる。
【０１０２】
また左回転するほど高圧縮比になるようにしたことで、高圧縮比になるほうがピストン上昇が速くなる。すなわちＬ３１＜Ｌ４１になる。また高圧縮比になるほうがピストン下降が遅くなる。すなわちＬ３２＞Ｌ４２になる。
【０１０３】
以上説明した本実施形態によれば、高圧縮比ではピストンの上昇速度が速く上死点に達するまでの期間が短い。そのためプレイグニッション（自己着火）を防止することができる。またピストンの下降が遅いのでピストンの上死点付近滞在時間が長く、燃焼安定性を確保できる。一方、低圧縮比ではピストンの下降速度が速いので、燃焼後期のノッキングを防止できる。
【０１０４】
本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【０１０５】
例えば、上記実施形態では、希薄燃焼としてリーン燃焼を代表させて説明したが、ＥＧＲ（排気ガスの還流）による希薄燃焼においても、目標圧縮圧力ＰｃTargetに基づいて目標圧縮比εTargetを算出することは有効である。これにより大量のＥＧＲを行った場合でも安定燃焼を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】複リンク式圧縮比可変エンジンを示す図である。
【図２】複リンク式圧縮比可変エンジンによる圧縮比変更方法を説明する図である。
【図３】ピストンストローク特性を示す図である。
【図４】吸気弁可変動弁機構を示す斜視図である。
【図５】リフト・作動角可変機構の駆動軸方向視図である。
【図６】吸気弁のリフト量と作動角との関係を示す図である。
【図７】リフト・作動角可変機構の駆動軸方向視図である。
【図８】運転条件と吸気弁閉時期の制御を示す図である。
【図９】空気過剰率λとＮＯｘ排出量の関係を示した図である。
【図１０】希薄空燃比限界の空気過剰率と圧縮圧力の関係を示した図である。
【図１１】第一実施形態にかかる複リンク式圧縮比可変エンジンの圧縮比および吸気弁閉時期の制御フローチャートである。
【図１２】本発明にかかる目標空気過剰率λTargetを設定するテーブルである。
【図１３】第一、第二実施形態にかかる目標圧縮圧力ＰｃTargetを設定するテーブルである。
【図１４】本発明にかかる目標圧縮比εTargetを設定するマップである。
【図１５】第一、第三実施形態にかかる目標吸気弁閉時期ＩＶＣTargetを設定するテーブルである。
【図１６】第一実施形態にかかる負荷に対する空気過剰率λ、圧縮圧力Ｐｃ、圧縮比ε、体積効率ηvおよび吸気弁閉時期ＩＶＣの各作動状態を示す図である。
【図１７】第二実施形態にかかる複リンク式圧縮比可変エンジンの圧縮比および吸気弁閉時期の制御フローチャートである。
【図１８】第二実施形態にかかる目標吸気弁閉時期ＩＶＣTargetを設定するテーブルである。
【図１９】第二実施形態にかかる負荷に対する空気過剰率λ、圧縮圧力Ｐｃ、圧縮比ε、体積効率ηvおよび吸気弁閉時期ＩＶＣの各作動状態を示す図である。
【図２０】第三実施形態にかかる複リンク式圧縮比可変エンジンの圧縮比および吸気弁閉時期の制御フローチャートである。
【図２１】第三実施形態にかかる目標圧縮圧力ＰｃTargetを設定するテーブルである。
【図２２】第三実施形態にかかる負荷に対する空気過剰率λ、圧縮圧力Ｐｃ、圧縮比ε、体積効率ηvおよび吸気弁閉時期ＩＶＣの各作動状態を示す図である。
【図２３】複リンク式圧縮比可変エンジンのコントロールシャフト付近の拡大図を示す図である。
【図２４】第四実施形態にかかるピストンストローク特性を示す図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１    複リンク式圧縮比可変エンジン
３    クランクシャフト
７    ピストン
８    アッパリンク（第一リンク）
９    ロアリンク（第二リンク）
１１    コントロールリンク（第三リンク）
１３    ピストンピン
１４    コントロールシャフト
１４ｂ  小径部（偏心軸部）
２０    吸気弁可変動弁機構
１０１    燃焼室
１１１    吸気弁
【図１】
2007239550.tif 000003
【図２】
2007239550.tif 000004
【図３】
2007239550.tif 000005
【図４】
2007239550.tif 000006
【図５】
2007239550.tif 000007
【図６】
2007239550.tif 000008
【図７】
2007239550.tif 000009
【図８】
2007239550.tif 000010
【図９】
2007239550.tif 000011
【図１０】
2007239550.tif 000012
【図１１】
2007239550.tif 000013
【図１２】
2007239550.tif 000014
【図１３】
2007239550.tif 000015
【図１４】
2007239550.tif 000016
【図１５】
2007239550.tif 000017
【図１６】
2007239550.tif 000018
【図１７】
2007239550.tif 000019
【図１８】
2007239550.tif 000020
【図１９】
2007239550.tif 000021
【図２０】
2007239550.tif 000022
【図２１】
2007239550.tif 000023
【図２２】
2007239550.tif 000024
【図２３】
2007239550.tif 000025
【図２４】
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