JP7334403B2 - 2-stroke engine with supercharger - Google Patents
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Description
本発明は、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。 The present invention belongs to the technical field related to a two-stroke engine with a supercharger.
従来より、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が知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a supercharged two-stroke engine having a supercharger provided in an intake passage is known (see, for example, Patent Document 1).
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と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(過給機付2ストロークエンジン)が開示されている。
In
また、特許文献1には、過給機付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ることが開示されている。
Further,
ところで、過給機付2ストロークエンジンにおいて燃料を圧縮自着火させる圧縮自着火燃焼(CI燃焼)を実行する場合、4ストロークエンジンと同様に、使用する燃料の成分の相違(例えば、燃料がガソリンである場合のエタノールの混入割合の大小、燃料が軽油である場合のセタン価の大小)によって、燃料自体の着火性にばらつきが生じて、燃料の自着火及び燃焼が安定しないという問題がある。 By the way, when performing compression self-ignition combustion (CI combustion) in which fuel is compressed and self-ignited in a two-stroke engine with a supercharger, similar to a four-stroke engine, the difference in the composition of the fuel used (for example, the fuel is gasoline) There is a problem that the ignitability of the fuel itself varies depending on the amount of ethanol mixed in some cases, and the cetane number when the fuel is light oil, and the self-ignition and combustion of the fuel are not stable.
この点に関して、燃料の着火性に応じて、吸気弁の閉弁時期を変更する(有効圧縮比を変更する)ことが考えられるが、4ストロークエンジンでは、吸気弁の閉弁時期を遅角すると、圧縮行程で吸気弁が開いているために、燃焼室内に供給された吸気が吸気ポートへ吹き戻され、このため、必要な吸気量が確保できずに、エンジントルクが低下してしまうという問題がある。 Regarding this point, it is conceivable to change the closing timing of the intake valve (change the effective compression ratio) according to the ignitability of the fuel. Since the intake valve is open during the compression stroke, the intake air supplied to the combustion chamber is blown back to the intake port, so the required amount of intake air cannot be secured, resulting in a decrease in engine torque. There is
本発明は、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、エンジントルクの変化を抑制しながら、燃料自体の着火性に関係なく燃料の安定した自着火及び燃焼が得られる過給機付2ストロークエンジンを提供することにある。 The present invention has been made in view of this point, and its object is to obtain stable self-ignition and combustion of fuel regardless of the ignitability of the fuel itself, while suppressing changes in engine torque. To provide a supercharged two-stroke engine capable of
上記の目的を達成するために、本発明では、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かつ吸気ポート及び排気ポートをそれぞれ開閉する吸気弁及び排気弁とを有するエンジン本体と、該エンジン本体に接続された吸気通路に設けられた過給機とを備えた過給機付2ストロークエンジンを対象として、上記吸気弁及び上記排気弁の開弁時期及び閉弁時期を変更可能な可変動弁機構と、上記燃焼室内に供給される燃料の着火性を推定する着火性推定手段と、上記可変動弁機構の作動を制御する制御手段とを更に備え、上記吸気弁及び上記排気弁の開弁期間は、圧縮下死点を挟むとともに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なるという特定条件を満たすように設定されており、上記可変動弁機構は、上記吸気弁及び上記排気弁の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動弁機構であり、上記制御手段は、上記エンジン本体のエンジン負荷が所定負荷よりも低い低負荷運転領域において、上記燃料を圧縮自着火燃焼させるよう構成されており、上記過給機は、上記エンジン本体の運転状態が、上記燃料を圧縮自着火燃焼させる圧縮自着火燃焼領域にあるときに、作動するよう構成され、更に上記制御手段は、上記エンジン本体の運転状態が上記圧縮自着火燃焼領域にあるときにおいて、上記着火性推定手段により推定された着火性が低いほど、上記吸気弁及び上記排気弁の開弁時期及び閉弁時期を、上記特定条件を満たしたままで、着火性が高いときと比較して、上記エンジン本体の有効圧縮比が高くなりかつ掃気行程における掃気圧が低下するように進角させるべく、上記可変動弁機構を作動させるよう構成されている、という構成とした。 In order to achieve the above object, the present invention provides a cylinder forming a combustion chamber, a piston inserted into the cylinder, an intake valve and an exhaust valve disposed above the cylinder and opening and closing an intake port and an exhaust port, respectively. valves, and a supercharger provided in an intake passage connected to the engine body. A variable valve mechanism capable of changing timing and valve closing timing, ignitability estimation means for estimating ignitability of the fuel supplied to the combustion chamber, and control means for controlling the operation of the variable valve mechanism. The opening period of the intake valve and the exhaust valve is such that the opening timing of the intake valve is later than the opening timing of the exhaust valve, and the closing timing of the intake valve is the above timing. The variable valve mechanism is set to satisfy a specific condition that the closing timing of the exhaust valve is substantially the same as or later than the closing timing of the exhaust valve. A valve mechanism that interlocks and changes both the valve opening timing and the valve closing timing while keeping the valve period constant, and the control means operates in a low load operating region in which the engine load of the engine main body is lower than a predetermined load. In, the fuel is configured to perform compression ignition combustion, and the turbocharger operates when the operating state of the engine body is in a compression ignition combustion region in which the fuel is subjected to compression ignition combustion. Further, when the operating state of the engine body is in the compression ignition combustion region, the lower the ignitability estimated by the ignitability estimating means, the lower the ignitability, the intake valve and the exhaust valve The valve opening timing and valve closing timing are advanced so that the effective compression ratio of the engine body is higher and the scavenging pressure in the scavenging stroke is lower than when the ignitability is high while the above specific conditions are satisfied. In order to turn the angle, it is configured to operate the variable valve mechanism.
上記の構成により、着火性推定手段により推定された着火性が低い場合には、吸気弁の閉弁時期が進角される(有効圧縮比が高くされる)ことによって、圧縮上死点における燃焼室内のガス温度である圧縮端温度が上昇する。一方、着火性推定手段により推定された着火性が高い場合には、吸気弁の閉弁時期が遅角される(有効圧縮比が低くされる)ことによって、圧縮端温度が低下する。したがって、燃料自体の着火性に関係なく燃料の自着火及び燃焼を安定させることができる。 With the above configuration, when the ignitability estimated by the ignitability estimating means is low, the closing timing of the intake valve is advanced (the effective compression ratio is increased), so that the combustion chamber at compression top dead center The compression end temperature, which is the gas temperature of On the other hand, when the ignitability estimated by the ignitability estimating means is high, the closing timing of the intake valve is retarded (the effective compression ratio is lowered), thereby lowering the compression end temperature. Therefore, self-ignition and combustion of the fuel can be stabilized regardless of the ignitability of the fuel itself.
ここで、過給機付2ストロークエンジンでは、吸気弁の閉弁時期が遅角されると、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って有効圧縮比が低くなる。一方、過給機によって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、燃焼室内に供給された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。また、吸気弁の閉弁時期が進角されると、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って有効圧縮比が高くなる。この進角時も、遅角時と同様に、吸気量を一定にすることができる。この結果、吸気弁の閉弁時期を進角しても遅角しても、エンジントルクを変化させることはなく、必要なエンジントルクを確保することができる。 Here, in a two-stroke engine with a supercharger, when the closing timing of the intake valve is retarded, the position of the piston at the start of compression is closer to the top dead center of the compression stroke, resulting in a lower effective compression ratio. On the other hand, by supplying the intake air supercharged by the turbocharger into the combustion chamber, even if the intake valve is open when the piston is moving toward compression top dead center, the intake air is supplied into the combustion chamber. No intake air is blown back into the intake port. Therefore, by retarding the closing timing of the intake valve, the effective compression ratio can be lowered while keeping the intake air amount constant. Further, when the closing timing of the intake valve is advanced, the position of the piston at the start of compression is further removed from the compression top dead center, increasing the effective compression ratio. During this advance angle as well, the intake air amount can be kept constant as in the case of retardation. As a result, whether the closing timing of the intake valve is advanced or retarded, the necessary engine torque can be secured without changing the engine torque.
上記過給機付2ストロークエンジンの一実施形態では、上記燃料は、ガソリンを含み、上記着火性推定手段は、上記ガソリンに対するエタノールの混入割合を推定して、該推定したエタノールの混入割合が高いほど、上記燃料の着火性が低いと推定するよう構成されている。 In one embodiment of the supercharged two-stroke engine, the fuel includes gasoline, and the ignitability estimating means estimates a mixing ratio of ethanol to the gasoline, and the estimated mixing ratio of ethanol is high. It is configured to estimate that the ignitability of the fuel is as low as possible.
このことにより、ガソリンに対するエタノールの混入割合によって、燃料(ガソリン)自体の着火性を的確に推定することができる。 As a result, the ignitability of the fuel (gasoline) itself can be accurately estimated from the mixing ratio of ethanol to gasoline.
上記過給機付2ストロークエンジンの別の実施形態では、上記燃料は、軽油を含み、上記着火性推定手段は、上記軽油のセタン価を推定して、該推定したセタン価が低いほど、上記燃料の着火性が低いと推定するよう構成されている。 In another embodiment of the supercharged two-stroke engine, the fuel includes light oil, and the ignitability estimation means estimates a cetane number of the light oil, and the lower the estimated cetane number, the higher the It is configured to estimate that the ignitability of the fuel is low.
このことで、軽油のセタン価によって、燃料(軽油)自体の着火性を的確に推定することができる。 As a result, the ignitability of the fuel (light oil) itself can be accurately estimated from the cetane number of the light oil.
上記過給機付2ストロークエンジンの更に別の実施形態では、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、上記エンジン本体の運転状態が上記圧縮自着火燃焼領域にあるときにおいて、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、上記燃料の着火性に応じて上記可変動弁機構により上記吸気弁及び上記排気弁の閉弁時期を変更したと仮定した場合の上記エンジン本体の有効圧縮比に基づいて、圧縮上死点における上記燃焼室内のガス温度である圧縮端温度を推定する圧縮端温度推定手段とを更に備え、上記制御手段は、上記エンジン本体の運転状態が上記圧縮自着火燃焼領域にあるときにおいて、上記着火性推定手段により推定された着火性に加えて、上記圧縮端温度推定手段により推定された圧縮端温度を加味して、上記可変動弁機構を作動させるよう構成されており、更に上記制御手段は、上記圧縮端温度推定手段により推定された圧縮端温度が燃料の自着火及び燃焼が可能な温度範囲である所定温度範囲を超えるときには、上記着火性に基づいて設定された上記吸気弁及び上記排気弁の開弁時期及び閉弁時期を、上記特定条件を満たす範囲で、該設定された開弁時期及び閉弁時期から遅角側に補正する一方、上記圧縮端温度推定手段により推定された圧縮端温度が上記所定温度範囲を下回るときには、上記着火性に基づいて設定された上記吸気弁及び上記排気弁の開弁時期及び閉弁時期を、上記特定条件を満たす範囲で、該設定された開弁時期及び閉弁時期から進角側に補正するよう構成されている。 In still another embodiment of the two-stroke engine with a supercharger, an outside air temperature detecting means for detecting an outside air temperature, an engine water temperature detecting means for detecting a temperature of engine cooling water in the engine body, and an engine in the engine body oil temperature detection means for detecting the temperature of oil; and when the operating state of the engine body is in the compression ignition combustion region, the outside air temperature detection means, the engine water temperature detection means, and the oil temperature detection means, respectively. Based on the detection result and the effective compression ratio of the engine body when it is assumed that the valve closing timing of the intake valve and the exhaust valve is changed by the variable valve mechanism according to the ignitability of the fuel, Compression end temperature estimating means for estimating a compression end temperature, which is a gas temperature in the combustion chamber at top dead center, the control means, when the operating state of the engine body is in the compression self-ignition combustion region , in addition to the ignitability estimated by the ignitability estimating means, the compression end temperature estimated by the compression end temperature estimating means is taken into account to operate the variable valve mechanism; When the compression end temperature estimated by the compression end temperature estimating means exceeds a predetermined temperature range, which is a temperature range in which self-ignition and combustion of fuel are possible, the control means adjusts the intake valve set based on the ignitability. and correcting the valve opening timing and valve closing timing of the exhaust valve to the retard side from the set valve opening timing and valve closing timing within the range that satisfies the specific condition, while estimating by the compression end temperature estimating means When the compression end temperature obtained is below the predetermined temperature range, the valve opening timing and the valve closing timing of the intake valve and the exhaust valve set based on the ignitability are set within a range that satisfies the specific condition. It is configured to correct the valve opening timing and the valve closing timing to the advance side.
このことにより、着火性推定手段により推定された着火性に加えて、圧縮端温度推定手段により推定された圧縮端温度(以下、推定圧縮端温度という)を加味して、可変動弁機構を作動させるので、燃料の自着火及び燃焼をより一層安定させることができる。すなわち、推定圧縮端温度が所定温度範囲(燃料の着火性に対して適正な温度範囲(燃料の自着火及び燃焼が適切に行われる温度範囲))内にある場合には、着火性推定手段により推定された着火性に応じた少なくとも閉弁時期の変更量でもって、吸気弁の少なくとも閉弁時期、又は、吸気弁及び排気弁の少なくとも閉弁時期を変更する。一方、推定圧縮端温度が上記所定温度範囲を超える場合には、上記変更量を遅角側に補正して、その補正後の変更量でもって、吸気弁の少なくとも閉弁時期、又は、吸気弁及び排気弁の少なくとも閉弁時期を変更する。また、推定圧縮端温度が上記所定温度範囲を下回る場合には、上記変更量を進角側に補正して、その補正後の変更量でもって、吸気弁の少なくとも閉弁時期、又は、吸気弁及び排気弁の少なくとも閉弁時期を変更する。この結果、燃料の自着火及び燃焼をより一層安定させることができる。 As a result, in addition to the ignitability estimated by the ignitability estimating means, the compression end temperature estimated by the compression end temperature estimating means (hereinafter referred to as the estimated compression end temperature) is taken into account to operate the variable valve mechanism. Therefore, self-ignition and combustion of the fuel can be further stabilized. That is, when the estimated compression end temperature is within a predetermined temperature range (an appropriate temperature range for fuel ignitability (a temperature range in which fuel self-ignition and combustion are performed appropriately)), the ignitability estimation means At least the valve closing timing of the intake valve or at least the valve closing timings of the intake valve and the exhaust valve are changed using at least the amount of change in the valve closing timing corresponding to the estimated ignitability. On the other hand, when the estimated compression end temperature exceeds the predetermined temperature range, the change amount is corrected to the retard side, and the change amount after the correction is used to determine at least the closing timing of the intake valve, or the intake valve. And at least the closing timing of the exhaust valve is changed. Further, when the estimated compression end temperature falls below the predetermined temperature range, the change amount is corrected to the advance side, and the change amount after the correction is used to determine at least the closing timing of the intake valve, or the intake valve. And at least the closing timing of the exhaust valve is changed. As a result, self-ignition and combustion of fuel can be further stabilized.
以上説明したように、本発明の過給機付2ストロークエンジンによると、エンジン本体の運転状態が圧縮自着火燃焼領域にあるときにおいて、着火性推定手段により推定された着火性が低いほど、吸気弁の少なくとも閉弁時期、又は、吸気弁及び排気弁の少なくとも閉弁時期を、エンジン本体の有効圧縮比が高くなるように進角させるようにしたことにより、エンジントルクの変化を抑制しながら、燃料自体の着火性に関係なく燃料の自着火及び燃焼を安定させることができる。したがって、圧縮自着火燃焼を行う過給機付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、異常燃焼を抑制することができかつエミッション性能の悪化を抑制することができる。 As described above, according to the supercharged two-stroke engine of the present invention, when the operating state of the engine body is in the compression ignition combustion region, the lower the ignitability estimated by the ignitability estimating means, the higher the intake air. By advancing at least the closing timing of the valves or at least the closing timing of the intake and exhaust valves so as to increase the effective compression ratio of the engine body, while suppressing changes in engine torque, Self-ignition and combustion of the fuel can be stabilized regardless of the ignitability of the fuel itself. Therefore, in a two-stroke engine with a supercharger that performs compression self-ignition combustion, it is possible to obtain high combustion stability and appropriate engine torque, suppress abnormal combustion, and suppress deterioration of emission performance.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings.
図1は、本発明の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って、本実施形態では、ガソリンを含む燃料(エタノールが含まれていてもよい)が供給されるガソリンエンジンである。
FIG. 1 shows a supercharged two-stroke engine 1 (hereinafter abbreviated as engine 1) according to an embodiment of the present invention. This
エンジン1は、エンジン本体10を備え、このエンジン本体10は、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。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、気筒列方向に延びるクランクシャフト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。
The
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。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。各気筒11毎の吸気弁21及び排気弁22は、当該気筒11の頭上に配置されている。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。
The
吸気ポート19は、後述する吸気通路50と接続されている。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。
The
一方で、排気ポート20は、後述する排気通路60と接続されている。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。
On the other hand, the
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、クランクシャフト18の軸方向(気筒列方向)に延びるように設けられている。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。
In the
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吸気可変動弁機構が取り付けられている。本実施形態では、この吸気可変動弁機構は、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って、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、吸気可変動弁機構は、電動S-VTに代えて、油圧式のS-VTを有していてもよい。
The
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排気可変動弁機構が取り付けられている。本実施形態では、この排気可変動弁機構は、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って、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、排気可変動弁機構は、電動S-VTに代えて、油圧式のS-VTを有していてもよい。
The
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内に直接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、後述するECU100からの制御信号を受けて、圧縮行程においてエンジン本体10の運転状態に応じて設定された噴射タイミング(吸気弁21及び排気弁22の両方が閉じた後)でかつ、エンジン本体10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。尚、燃料噴射弁23に代えて、又は加えて、吸気ポート19に燃料を噴射する燃料噴射弁が設けられてもよい。
As shown in FIG. 1 , the
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火花点火により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、シリンダヘッド13の一側(本実施形態では排気側)から燃焼室16内に臨むように配設されている。点火プラグ24は、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。
A
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。
As shown in FIG. 1 , an
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。
An air cleaner (not shown) for filtering intake air is provided at the upstream end of the
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(図2参照)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。
A
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の出力軸18a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(遠心式ブロアで構成されている)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。
The
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、エンジン本体10の回転数)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。
Since the
本実施形態では、機械式過給機53は、エンジン本体10の全運転領域(後述の低負荷側運転領域及び高負荷側運転領域)で作動することになる。尚、機械式過給機53に代えて、コンプレッサが遠心式ブロアで構成された電動過給機を用いてもよく、この場合、電動過給機は、後述のECU100によって制御されて、エンジン本体10の運転状態が後述の圧縮自着火燃焼領域にあるときに作動するようにしてもよい。但し、電動過給機も、機械式過給機53と同様に、エンジン本体10の全運転領域で作動するようにすることが好ましい。
In this embodiment, the
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。
The upstream portion of the
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、酸化触媒であって、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、図示は省略しているが、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、エンジン本体10の燃焼室16から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。本実施形態では、エンジン1は、NOxを浄化するための触媒を備えていないが、NOxを浄化するための触媒を備えていてもよい。
An
図3に示すように、エンジン1(エンジン本体10)は、ECU(Engine ControlUnit)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燃焼領域マップ、着火性指数マップ、変更量マップ、温度範囲マップ及び補正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。
As shown in FIG. 3 , the engine 1 (engine body 10 ) is controlled by an ECU (Engine Control Unit) 100 . The
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、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)、リニアO2センサSN7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。この吸気の温度から外気温を推定することができるので、吸気温度センサSN4は外気温検出手段を構成することになる。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。リニアO2センサSN7は、排気通路60における排気マニホールドと排気浄化触媒61との間の部分に設けられていて、排気ガス中の酸素濃度(空燃比)を検出する。これらセンサSN1~SN7等は、検出信号をECU100に出力する。
The
ECU100は、クランク角センサSN1の検出結果からエンジン本体10の回転数(以下、エンジン回転数という)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本体10の負荷(以下、エンジン負荷という)を算出ずる。
The
ECU100は、センサSN1~SN7等からの入力信号に基づいて、エンジン本体10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。ECU100は、吸気可変動弁機構及び排気可変動弁機構の作動を制御する制御手段を構成することになる。
The
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、線SL(略直線)はサージラインを表している。これらのラインで囲まれた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。
FIG. 4 shows the performance characteristics of the
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の運転効率が最も高い運転ポイントを結んだ線である。
A plurality of curves RSL shown in the operable region are lines connecting operation points where the rotation speed of the
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がエンジン本体10の1燃焼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がエンジン本体10の1燃焼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。
Since the
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。
The boost pressure and flow rate of the intake air to be supplied to the
本実施形態では、エンジン本体10の運転状態に応じて、点火プラグ24を作動させることなく燃焼室16内において燃料を圧縮自着火させる圧縮自着火燃焼(CI燃焼)と、点火プラグ24により燃焼室16内において燃料を火花点火させる火花点火燃焼(SI燃焼)とが実行される。ここでは、「圧縮自着火」には、点火プラグ24により点火アシストをした上で圧縮自着火させるSPCCI(Spark Controlled Compression Ignition)燃焼を含む。
In this embodiment, depending on the operating state of the
本実施形態では、メモリ102のROMに、エンジン回転数とエンジン負荷との2軸の座標系で表された燃焼領域マップが記憶されている。この燃焼領域マップにおいて、エンジン負荷が所定負荷よりも低い低負荷側運転領域が、圧縮自着火燃焼領域とされ、エンジン負荷が上記所定負荷以上である高負荷側運転領域が、火花点火燃焼領域とされている。上記所定負荷は、エンジン回転数に応じて変化する(例えば、エンジン回転数が高くなるほど、所定負荷が高くなる)。但し、上記所定負荷がエンジン回転数に関係なく一定であってもよい。尚、エンジン本体10の全運転領域が、圧縮自着火燃焼領域であってもよい。
In this embodiment, the ROM of the
図5は、吸気弁21及び排気弁22のリフト特性の一例を示す。横軸はクランク角であり、圧縮上死点(TDC)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燃焼サイクル前の圧縮上死点に相当する。
FIG. 5 shows an example of lift characteristics of the
吸気弁21及び排気弁22の開弁期間は、圧縮下死点(BDC)を挟むとともに吸気弁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なるという特定条件を満たすように設定されている。すなわち、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、吸気電動S-VT30及び排気電動S-VT40により、上記特定条件を満たすようなリフト特性を示すようになっている。尚、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リフトの時点(ランプ部とリフト部との境界近傍の時点)と定義している。また、吸気弁21及び排気弁22の開弁時期も、1mmリフトの時点(ランプ部とリフト部との境界近傍の時点)と定義している。
The valve opening period of the
本実施形態では、図5に示すリフト特性を基本リフト特性という。この基本リフト特性では、吸気弁21の開弁時期が排気弁22の開弁時期よりもクランク角で約20°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されている。ここで、「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。すなわち、「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の閉弁時期と排気弁22の閉弁時期と差が、クランク角で2°~3°程度である場合をいう。本実施形態では、上記基本リフト特性では、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(クランク角で2°~3°程度)遅くなっている。
In this embodiment, the lift characteristics shown in FIG. 5 are called basic lift characteristics. In this basic lift characteristic, the opening timing of the
尚、基本リフト特性は、上記特定条件を満たせば、どのような特性であってもよい。例えば、吸気弁21の閉弁時期が排気弁22の閉弁時期よりも遅くなっていてもよい。この場合の吸気弁21の閉弁時期と排気弁22の閉弁時期と差は、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る場合の差よりも大きい。
It should be noted that the basic lift characteristic may be any characteristic as long as it satisfies the above specific conditions. For example, the closing timing of the
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。エンジン本体10の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。
In this embodiment, since the
ここで、図6及び図7において、掃気行程での燃焼室16内の様子を例示する。
Here, FIGS. 6 and 7 illustrate the state inside the
図6に示すように、1燃焼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。
As shown in FIG. 6, after the fuel burns in the combustion cycle one combustion cycle before, only the
次に、図7に示すように、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。
Next, as shown in FIG. 7, in addition to the
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の前半においては、吸気弁21に加えて、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。
Further, as shown in FIGS. 5 and 7, in the first half when the
次いで、ピストン15の上昇途中で、図5に示すように、吸気弁21及び排気弁22が略同じタイミングで閉弁される。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。吸気弁21の閉弁後、ピストン15の上昇により吸気が圧縮される。
Next, while the
その後の圧縮行程で、燃料噴射弁23により燃料が燃焼室16に噴射される。尚、吸気ポート19に燃料を噴射する燃料噴射弁の場合には、吸気弁21が開かれているときに、燃料が吸気ポート19に噴射される。
In the subsequent compression stroke, fuel is injected into the
そして、エンジン本体10の運転状態が、上記燃焼領域マップによる圧縮自着火燃焼領域(低負荷側運転領域)にあるときには、圧縮上死点近傍で、燃料が圧縮自着火により燃焼する。一方、エンジン本体10の運転状態が、上記燃焼領域マップによる火花点火燃焼領域(高負荷側運転領域)にあるときには、圧縮行程における圧縮上死点近傍で点火プラグ24を作動させて燃料を火花点火燃焼させる。尚、本実施形態では、エンジン水温センサSN5によるエンジン水温が、予め設定された設定温度よりも低い場合には、上記燃焼領域マップによらずに、火花点火燃焼が実行される。
When the operating state of the
ここで、エンジン本体10の運転状態が圧縮自着火燃焼領域にあるときには、燃料(ガソリン)に対するエタノールの混入割合の大小によって、燃料自体の着火性にばらつきが生じて、燃料の自着火及び燃焼が安定しないという問題がある。
Here, when the operating state of the
そこで、本実施形態では、ECU100は、エンジン本体10の運転状態が圧縮自着火燃焼領域にあるときには、燃焼室16に供給される燃料の着火性を推定して、その着火性に応じて、吸気弁21の少なくとも閉弁時期、又は、吸気弁21及び排気弁22の少なくとも閉弁時期を変化させるべく(エンジン本体10の有効圧縮比を変化させるべく)、吸気電動S-VT30及び排気電動S-VT40を作動させる。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することになる。また、本実施形態では、吸気弁21及び排気弁22の両方の閉弁時期(及び開弁時期)を同じ量でもって変化させる。
Therefore, in the present embodiment, when the operating state of the
本実施形態では、ECU100は、リニアO2センサSN7の検出結果に基づいて、ガソリンに対するエタノールの混入割合(燃料のエタノール濃度)を推定して、該推定したエタノールの混入割合が高いほど、燃料の着火性が低いと推定する。このことで、ECU100及びリニアO2センサSN7は、燃料の着火性を推定する着火性推定手段を構成することになる。
In the present embodiment, the
尚、燃料の着火性については、着火性を指数化した指数値を用い、エタノール濃度が高いほど指数値は小さくなる。エタノール濃度と指数値との関係は、着火性指数マップ(メモリ102のROMに記憶されている)として予め決められている。 Regarding the ignitability of the fuel, an index value obtained by indexing the ignitability is used, and the higher the ethanol concentration, the smaller the index value. The relationship between the ethanol concentration and the index value is predetermined as an ignitability index map (stored in ROM of memory 102).
エタノールの理論空燃比(9.0)は、ガソリンの理論空燃比(14.7)よりも小さくて、燃料のエタノール濃度が高いほど理論空燃比はリッチ側になる(つまり、値が小さくなる)ことから、予想されるエタノール濃度の理論空燃比でエンジン本体10を運転しているときにおいて、排気ガス中に燃え残りの酸素が存在しているときには、燃料のエタノール濃度が予想よりも高かったと判断することができる。そこで、ECU100は、リニアO2センサSN7の検出信号から、空燃比がリーンであるときには、燃料中にエタノールが少ないと判断する一方、空燃比がリッチであるときには、燃料中にエタノールが多いと判断することによって、燃料のエタノール濃度を推定する。尚、このエタノール濃度の推定は、エンジン水温センサSN5又は油温センサSN6による検出温度が所定温度以上であるときに行う。この所定温度は、燃焼室16内に供給されたエタノールが概ね気化する温度である。また、エタノール濃度の推定は、基本的に、燃料タンクへの給油が行われる(例えば、燃料タンクのレベルゲージセンサの検出値から判断する)毎に行えばよい。エタノール濃度の推定値は、次の給油まで、メモリ102のRAMに記憶しておいて、その記憶した値を用いればよい。
The theoretical air-fuel ratio of ethanol (9.0) is smaller than the theoretical air-fuel ratio of gasoline (14.7), and the higher the ethanol concentration of fuel, the richer the theoretical air-fuel ratio becomes (that is, the smaller the value). Therefore, when the engine
ECU100は、エンジン本体10の運転状態が上記圧縮自着火燃焼領域にあるときにおいて、上記推定された着火性が低い(上記指数値が小さい)ほど、吸気弁21及び排気弁22の閉弁時期を、上記特定条件を満たしたままで、エンジン本体10の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及び排気電動S-VT40を作動させる。
When the operating state of the
本実施形態では、指数値が、燃料のエタノール濃度が0%であるときに対応する値であるとき、吸気弁21及び排気弁22のリフト特性を、図5に示す基本リフト特性とする。そして、指数値が、エタノール濃度が0%であるときに対応する値から小さくなるほど、吸気電動S-VT30及び排気電動S-VT40の作動によって、吸気弁21及び排気弁22の閉弁時期を基本リフト特性(破線で示す)から進角させる(上記特定条件を満たすために、排気弁22の閉弁時期も進角させる(図8参照))。本実施形態では、吸気弁21及び排気弁22の閉弁時期の変更量(基本リフト特性からの進角量)は同じである。指数値と吸気弁21及び排気弁22の閉弁時期の変更量(基本リフト特性からの進角量)との関係は、変更量マップ(メモリ102のROMに記憶されている)として予め決められている。
In this embodiment, the lift characteristics of the
このように燃料自体の着火性に応じて吸気弁21及び排気弁22の閉弁時期を変更してもよいが、本実施形態では、ECU100は、エンジン本体10の運転状態が上記圧縮自着火燃焼領域にあるときにおいて、上記推定された着火性に加えて、後述のように推定された圧縮端温度を加味して、吸気弁21及び排気弁22の閉弁時期を変更する。
In this way, the valve closing timings of the
ECU100は、エンジン本体10の運転状態が上記圧縮自着火燃焼領域にあるときに、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の検出結果、油温センサSN6の検出結果、及び、上記燃料の着火性に応じて吸気弁21及び排気弁22の閉弁時期を変更した(上記指数値と上記変更量マップとから求まる変更量でもって該閉弁時期を変更した)と仮定した場合のエンジン本体10の有効圧縮比に基づいて、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、圧縮端温度を推定する圧縮端温度推定手段を構成する。
When the operating state of the
尚、圧縮端温度の推定に際して、上記センサSN4~SN6の検出結果及び上記有効圧縮比に加えて、クランク角センサSN1の検出結果から算出されるエンジン回転数も考慮するようにしてもよい。すなわち、圧縮行程の時間が長い低回転数では圧縮端温度が低くなり、圧縮行程の時間が短い高回転数では圧縮端温度が高くなる。また、高回転数では、掃気行程の時間が短くなるために過給圧が高くされ、この過給圧の上昇により吸気温度が高くなって圧縮端温度が高くなる。或いは、上記外気温及び上記有効圧縮比(又は、これらに加えて、上記エンジン回転数)に基づいて、圧縮端温度を推定するようにしてもよい。 When estimating the compression end temperature, in addition to the detection results of the sensors SN4 to SN6 and the effective compression ratio, the engine speed calculated from the detection results of the crank angle sensor SN1 may also be taken into consideration. That is, the compression end temperature is low at low rotation speeds where the compression stroke time is long, and the compression end temperature is high at high rotation speeds where the compression stroke time is short. At high engine speeds, the time required for the scavenging stroke is shortened, so the boost pressure is increased, and this increase in boost pressure raises the intake air temperature and the compression end temperature. Alternatively, the compression end temperature may be estimated based on the outside air temperature and the effective compression ratio (or, in addition to these, the engine speed).
そして、ECU100は、エンジン本体10の運転状態が上記圧縮自着火燃焼領域にあるときに、上記のようにして推定された圧縮端温度(以下、推定圧縮端温度)が所定温度範囲内にある場合には、上記推定された着火性(指数値)に応じた吸気弁21及び排気弁22の閉弁時期の変更量(上記指数値と上記変更量マップとから求まる変更量)でもって、吸気弁21及び排気弁22の閉弁時期を変更する。上記所定温度範囲は、燃料の着火性に対して適正な温度範囲(燃料の自着火及び燃焼が適切に行われる温度範囲)である。上記所定温度範囲は、燃料の着火性が低いほど(指数値が小さいほど)高い温度の範囲となる。燃料のエタノール濃度が0%であるときの着火性に対応する上記所定温度範囲は、例えば1000K±20Kの範囲である。上記指数値と上記所定温度範囲との関係は、温度範囲マップ(メモリ102のROMに記憶されている)として予め決められている。
Then, when the operating state of the
一方、ECU100は、エンジン本体10の運転状態が上記圧縮自着火燃焼領域にあるときに、上記推定圧縮端温度が上記所定温度範囲を超える場合には、上記変更量を遅角側に補正して、その補正後の変更量)でもって、吸気弁21及び排気弁22の閉弁時期を変更する。遅角側への補正量は、上記推定圧縮端温度の上記所定温度範囲の最大値に対する超過量が大きいほど大きくされる。また、ECU100は、エンジン本体10の運転状態が上記圧縮自着火燃焼領域にあるときに、上記推定圧縮端温度が上記所定温度範囲を下回る場合には、上記変更量を進角側に補正して、その補正後の変更量でもって、吸気弁21及び排気弁22の閉弁時期を変更する。進角側への補正量は、上記推定圧縮端温度の上記所定温度範囲の最小値に対して下回る量が大きいほど大きくされる。すなわち、遅角側又は進角側に補正した後の変更量でもって吸気弁21及び排気弁22の閉弁時期を変更した(補正により有効圧縮比を更に変更した)と仮定した場合の推定圧縮端温度が、上記所定温度範囲内になるようにする。上記超過量と遅角側への補正量との関係、及び、上記下回る量と進角側への補正量との関係は、補正マップ(メモリ102のROMに記憶されている)として予め決められている。このように補正後の変更量でもって吸気弁21及び排気弁22の閉弁時期を変更する場合も、上記特定条件が満たされる。本実施形態では、該変更後も、吸気弁21の閉弁時期は排気弁22の閉弁時期と略同じである。
On the other hand, if the estimated compression end temperature exceeds the predetermined temperature range when the operating state of the
上記遅角側への補正後の変更量でもって吸気弁21及び排気弁22の閉弁時期を変更した場合においては、吸気弁21及び排気弁22の閉弁時期が基本リフト特性から遅角する場合がある。この場合、吸気弁21及び排気弁22の閉弁時期を遅角させる代わりに、図9に示すように、吸気弁21のみの閉弁時期を基本リフト特性(破線で示す)から遅角させてもよい。また、基本リフト特性が、吸気弁21の閉弁時期が排気弁22の閉弁時期よりも遅い特性である場合(吸気弁21の閉弁時期と排気弁22の閉弁時期と差が、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る場合の差よりも大きい場合)において、吸気弁21及び排気弁22の閉弁時期が基本リフト特性から進角する場合、吸気弁21及び排気弁22の閉弁時期を進角させる代わりに、上記特定条件を満たす限り、吸気弁21のみの閉弁時期を進角させるようにしてもよい。
When the closing timings of the
図10は、吸気弁21及び/又は排気弁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11は、吸気弁21及び/又は排気弁22の閉弁時期を調整したときのエンジントルク(エンジン本体10の出力トルク)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10及び図11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。
FIG. 10 shows the result of calculation by simulation of changes in the compression end temperature when the closing timing of the
図10において、縦軸は圧縮端温度であり、横軸は吸気弁21及び/又は排気弁22の閉弁時期の変化量(クランク角での変化量)である。横軸は、図5に示す基本リフト特性の場合の閉弁時期を基準(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。図10及び図11のシミュレーションにおいても、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10に示すグラフにおいて、菱形マーク付きの曲線は、吸気弁21と排気弁22とを同期させてそれらの閉弁時期を同じ量だけ遅角又は進角した場合を示し、三角マーク付きの曲線は、吸気弁21のみを遅角又は進角した場合を示し、四角マーク付きの曲線は、排気弁22のみを遅角又は進角した場合を示す。また、図10に示す点線は、燃料のエタノール濃度が0%であるときの着火性に対応する上記所定温度範囲の中央値を表している。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約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約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。
In FIG. 10, the vertical axis is the compression end temperature, and the horizontal axis is the amount of change in the closing timing of the
図11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/又は排気弁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各マーク付きの曲線は、図10と同じである。
In FIG. 11 , the vertical axis is the engine torque, and the horizontal axis is the amount of change in closing timing of the
図10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。
As shown in FIG. 10, when the
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難くなる。これにより、圧縮開始時において燃焼室16内の排気ガスの量が多くなる。この結果、排気弁22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難くなる。
On the other hand, it can be seen that the compression end temperature only slightly decreases when the closing timing of only the
ここで、吸気弁21のみ閉弁時期を遅角させると、図12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12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への吹き戻しは殆どない。
Here, if the closing timing of only the
燃焼室16から吸気ポート19への吹き戻しが殆どなければ、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11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、殆ど変化しない。
If almost no air is blown back from the
一方、図10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13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が圧縮下死点に近い位置で吸気が燃焼室16に供給されるため、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13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。
On the other hand, referring to FIG. 10, when the closing timings of the
また、図10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。吸気弁21のみを進角する場合、有効圧縮比は殆ど変化しない。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°のときと殆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。
Further, referring to FIG. 10, when the closing timing of only the
さらに、図10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、圧縮端温度が殆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。
Further, referring to FIG. 10, it can be seen that the compression end temperature hardly changes when the closing timing of only the
ここで、上述したように、エンジン回転数が一定で、吸気弁21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11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、殆ど変化しない。
Here, as described above, even if the engine speed is constant and the
上述のように、本実施形態では、エンジン本体10の運転状態が圧縮自着火燃焼領域にあるときにおいて、圧縮端温度を、燃料の着火性に対して適正な温度範囲になるように、吸気弁21及び排気弁22の閉弁時期を補正することにより、エンジントルクの変化を抑制しながら、燃料の自着火及び燃焼が適切に行われるようにすることができる。
As described above, in the present embodiment, when the operating state of the
次に、エンジン本体10の運転状態が上記圧縮自着火燃焼領域にあるときにおいて、燃料の着火性及び推定圧縮端温度に基づいて吸気弁21及び排気弁22の閉弁時期を遅角又は進角させる際のECU100の処理動作について、図14及び図15のフローチャート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が作動している間において1燃焼サイクル毎に実行される。
Next, when the operating state of the
最初のステップS1で、各種センサからの信号を読み込み、次のステップS2で、燃料の着火性を推定する。ここでは、既にメモリ102のRAMに記憶されているエタノール濃度の推定値と着火性指数マップとから、指数値を求める。
In the first step S1, signals from various sensors are read, and in the next step S2, the ignitability of fuel is estimated. Here, the index value is obtained from the estimated value of the ethanol concentration already stored in the RAM of the
次のステップS3では、ステップS2で求めた上記指数値と上記変更量マップとから、吸気弁21及び排気弁22の閉弁時期の変更量(基本リフト特性からの進角量)を求める。
In the next step S3, the amount of change in the closing timing of the
次のステップS4では、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、及び、ステップS3で求めた上記変更量でもって吸気弁21及び排気弁22の閉弁時期を変更したと仮定した場合のエンジン本体10の有効圧縮比に基づいて、圧縮端温度を推定する。
In the next step S4, the outside air temperature estimated from the detection result of the intake air temperature sensor SN4, the detection result of the engine water temperature sensor SN5, the detection result of the oil temperature sensor SN6, and the above change amount obtained in step S3, the intake valve The compression end temperature is estimated based on the effective compression ratio of the
次のステップS5では、ステップS4で推定した推定圧縮端温度が、所定温度範囲内にあるか否かを判定する。このステップS5の判定がYESであるときには、ステップS6に進んで、ステップS3で求めた変更量でもって、吸気弁21及び排気弁22の閉弁時期を変更する。
In the next step S5, it is determined whether or not the estimated compression end temperature estimated in step S4 is within a predetermined temperature range. When the determination in step S5 is YES, the process proceeds to step S6, and the closing timings of the
一方、ステップS5の判定がNOであるときには、ステップS7に進んで、上記推定圧縮端温度が上記所定温度範囲を超えているか否かを判定する。このステップS7の判定がYESであるときには、ステップS8に進んで、ステップS3で求めた変更量を遅角側に変更する。この補正量は、上記推定圧縮端温度の上記所定温度範囲の最大値に対する超過量と補正マップとから求める。 On the other hand, when the determination in step S5 is NO, the process proceeds to step S7 to determine whether or not the estimated compression end temperature exceeds the predetermined temperature range. When the determination in step S7 is YES, the process proceeds to step S8, and the change amount obtained in step S3 is changed to the retard side. This correction amount is obtained from the excess amount of the estimated compression end temperature with respect to the maximum value of the predetermined temperature range and the correction map.
ステップS7の判定がNOであるときには、ステップS9に進んで、ステップS3で求めた変更量を進角側に変更する。この補正量は、上記推定圧縮端温度の上記所定温度範囲の最小値に対して下回る量と補正マップとから求める。 When the determination in step S7 is NO, the process proceeds to step S9, and the change amount obtained in step S3 is changed to the advance angle side. This correction amount is obtained from the amount by which the estimated compression end temperature falls below the minimum value of the predetermined temperature range and the correction map.
ステップS8又はステップS9の後は、ステップS10に進んで、ステップS8又はステップS9での補正後の変更量でもって、吸気弁21及び排気弁22の閉弁時期を変更し、しかる後にリターンする。
After step S8 or step S9, the process proceeds to step S10 to change the closing timings of the
したがって、本実施形態では、エンジン本体10の運転状態が圧縮自着火燃焼領域にあるときにおいて、燃料の着火性が低いほど、吸気弁21及び排気弁22の閉弁時期を、エンジン本体10の有効圧縮比が高くなるように進角させるようにしたことにより、エンジントルクの変化を抑制しながら、燃料自体の着火性に関係なく燃料の自着火及び燃焼を安定させることができる。よって、圧縮自着火燃焼を行う過給機付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、異常燃焼を抑制することができかつエミッション性能の悪化を抑制することができる。
Therefore, in the present embodiment, when the operating state of the
また、本実施形態では、エンジン本体10の運転状態が圧縮自着火燃焼領域にあるときにおいて、燃料の着火性に加えて、推定圧縮端温度を加味して、吸気電動S-VT30及び排気電動S-VT40を作動させる(着火性(指数値)に応じた吸気弁21及び排気弁22の閉弁時期の変更量を補正する)ようにしたので、燃料の自着火及び燃焼をより一層安定させることができる。
Further, in the present embodiment, when the operating state of the
本発明は、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。 The present invention is not limited to the above embodiments, and substitutions are possible without departing from the scope of the claims.
例えば、上記実施形態では、吸気可変動弁機構及び排気可変動弁機構が両方とも位相式のものであるため、吸気弁21及び排気弁22の閉弁時期を変更するときには、それぞれの開弁時期も同時に遅角又は進角されるが、このような位相式に限らず、吸気可変動弁機構及び排気可変動弁機構がバルブリフト量を変更するものであって、このバルブリフト量の変更により閉弁時期のみを遅角又は進角させることが可能に構成されていてもよい。 For example, in the above embodiment, both the intake variable valve mechanism and the exhaust variable valve mechanism are of the phase type. are retarded or advanced at the same time. It may be configured such that only the valve closing timing can be retarded or advanced.
また、上記実施形態では、エンジン1がガソリンエンジンであるが、軽油を含む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、エンジン本体10の全運転領域が圧縮自着火燃焼領域となる。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く、燃料噴射弁23からの燃料の噴射タイミングは、圧縮行程における圧縮上死点近傍とされる。
Further, in the above embodiment, the
エンジン1が、軽油を含む燃料が供給されるディーゼルエンジンである場合、ECU100は、軽油のセタン価を推定して、該推定したセタン価が低いほど、燃料の着火性が低いと推定する。軽油のセタン価は、平均的なセタン価(例えば47)の燃料を基準として設定された基準着火時期と実着火時期との比較結果から推定する。実着火時期は、クランク角をθとし、筒内圧(筒内圧センサにより検出する)をPとして、圧力変化率dP/dθがピーク位置を示すクランク角位置である。このように、燃料噴射弁23から噴射された燃料の実着火時期に基づいて燃料のセタン価が推定され、このセタン価から着火性(指数値)が推定される。そして、ECU100は、ガソリンの場合と同様に、その推定された着火性に加えて、推定圧縮端温度を加味して、吸気弁21及び排気弁22の閉弁時期を変更する。
When the
上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明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、全て本発明の範囲内のものである。 The above-described embodiments are merely examples, and should not be construed as limiting the scope of the present invention. The scope of the present invention is defined by the scope of claims, and all variations and modifications within the equivalent scope of the claims are within the scope of the invention.
本発明は、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かつ吸気ポート及び排気ポートをそれぞれ開閉する吸気弁及び排気弁とを有するエンジン本体と、該エンジン本体の吸気ポートに接続された吸気通路に設けられた過給機とを備えた過給機付2ストロークエンジンに有用である。 The present invention provides an engine body having a cylinder forming a combustion chamber, a piston inserted into the cylinder, and an intake valve and an exhaust valve arranged above the cylinder and opening and closing an intake port and an exhaust port, respectively; It is useful for a supercharged two-stroke engine provided with a supercharger provided in an intake passage connected to an intake port of an engine body.
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(吸気可変動弁機構)
40 排気電動S-VT(排気可変動弁機構)
50 吸気通路
53 機械式過給機
100 ECU(制御手段)(着火性推定手段)(圧縮端温度推定手段)
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)
SN7 リニアO2センサ(着火性推定手段)
1 2-stroke engine with
40 exhaust electric S-VT (exhaust variable valve mechanism)
50
SN4 intake air temperature sensor (outside temperature detection means)
SN5 engine water temperature sensor (engine water temperature detection means)
SN6 oil temperature sensor (oil temperature detection means)
SN7 linear O2 sensor (ignitability estimation means)
Claims (4)
上記吸気弁及び上記排気弁の開弁時期及び閉弁時期を変更可能な可変動弁機構と、
上記燃焼室内に供給される燃料の着火性を推定する着火性推定手段と、
上記可変動弁機構の作動を制御する制御手段とを更に備え、
上記吸気弁及び上記排気弁の開弁期間は、圧縮下死点を挟むとともに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なるという特定条件を満たすように設定されており、
上記可変動弁機構は、上記吸気弁及び上記排気弁の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動弁機構であり、
上記制御手段は、上記エンジン本体のエンジン負荷が所定負荷よりも低い低負荷運転領域において、上記燃料を圧縮自着火燃焼させるよう構成されており、
上記過給機は、上記エンジン本体の運転状態が、上記燃料を圧縮自着火燃焼させる圧縮自着火燃焼領域にあるときに、作動するよう構成され、
更に上記制御手段は、上記エンジン本体の運転状態が上記圧縮自着火燃焼領域にあるときにおいて、上記着火性推定手段により推定された着火性が低いほど、上記吸気弁及び上記排気弁の開弁時期及び閉弁時期を、上記特定条件を満たしたままで、着火性が高いときと比較して、上記エンジン本体の有効圧縮比が高くなりかつ掃気行程における掃気圧が低下するように進角させるべく、上記可変動弁機構を作動させるよう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。 An engine body having a cylinder forming a combustion chamber, a piston inserted into the cylinder, an intake valve and an exhaust valve arranged above the cylinder and opening and closing an intake port and an exhaust port, respectively; an intake of the engine body A supercharged two-stroke engine comprising a supercharger provided in an intake passage connected to a port,
a variable valve mechanism capable of changing valve opening timing and valve closing timing of the intake valve and the exhaust valve;
ignitability estimation means for estimating the ignitability of the fuel supplied into the combustion chamber;
further comprising control means for controlling the operation of the variable valve mechanism,
The valve opening period of the intake valve and the exhaust valve includes a compression bottom dead center, the opening timing of the intake valve is later than the opening timing of the exhaust valve, and the closing timing of the intake valve is the exhaust valve. is set to satisfy a specific condition that it is substantially the same as the closing timing of the exhaust valve or later than the closing timing of the exhaust valve,
The variable valve mechanism is a valve mechanism that interlocks and changes both the valve opening timing and the valve closing timing while keeping the valve opening periods of the intake valve and the exhaust valve constant,
The control means is configured to perform compression self-ignition combustion of the fuel in a low-load operating region in which the engine load of the engine body is lower than a predetermined load,
The supercharger is configured to operate when the operating state of the engine body is in a compression self-ignition combustion region in which the fuel is subjected to compression self-ignition combustion,
Further, when the operating state of the engine body is in the compression ignition combustion region, the control means adjusts the opening timing of the intake valve and the exhaust valve as the ignitability estimated by the ignitability estimation means decreases. And the valve closing timing is advanced so that the effective compression ratio of the engine body is higher and the scavenging pressure in the scavenging stroke is lower than when the ignitability is high while the specific conditions are satisfied, A two-stroke engine with a supercharger, characterized in that it is configured to operate the variable valve mechanism.
上記燃料は、ガソリンを含み、
上記着火性推定手段は、上記ガソリンに対するエタノールの混入割合を推定して、該推定したエタノールの混入割合が高いほど、上記燃料の着火性が低いと推定するよう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。 In the supercharged two-stroke engine according to claim 1,
The fuel includes gasoline,
The ignitability estimating means is configured to estimate the mixing ratio of ethanol to the gasoline, and to estimate that the higher the estimated mixing ratio of ethanol is, the lower the ignitability of the fuel. 2-stroke engine with supercharger.
上記燃料は、軽油を含み、
上記着火性推定手段は、上記軽油のセタン価を推定して、該推定したセタン価が低いほど、上記燃料の着火性が低いと推定するよう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。 In the supercharged two-stroke engine according to claim 1,
The fuel includes light oil,
The ignitability estimation means is configured to estimate the cetane number of the light oil, and estimate that the lower the estimated cetane number, the lower the ignitability of the fuel. 2 stroke engine.
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、
上記エンジン本体の運転状態が上記圧縮自着火燃焼領域にあるときにおいて、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、上記燃料の着火性に応じて上記可変動弁機構により上記吸気弁及び上記排気弁の閉弁時期を変更したと仮定した場合の上記エンジン本体の有効圧縮比に基づいて、圧縮上死点における上記燃焼室内のガス温度である圧縮端温度を推定する圧縮端温度推定手段とを更に備え、
上記制御手段は、上記エンジン本体の運転状態が上記圧縮自着火燃焼領域にあるときにおいて、上記着火性推定手段により推定された着火性に加えて、上記圧縮端温度推定手段により推定された圧縮端温度を加味して、上記可変動弁機構を作動させるよう構成されており、
更に上記制御手段は、上記圧縮端温度推定手段により推定された圧縮端温度が燃料の自着火及び燃焼が可能な温度範囲である所定温度範囲を超えるときには、上記着火性に基づいて設定された上記吸気弁及び上記排気弁の開弁時期及び閉弁時期を、上記特定条件を満たす範囲で、該設定された開弁時期及び閉弁時期から遅角側に補正する一方、上記圧縮端温度推定手段により推定された圧縮端温度が上記所定温度範囲を下回るときには、上記着火性に基づいて設定された上記吸気弁及び上記排気弁の開弁時期及び閉弁時期を、上記特定条件を満たす範囲で、該設定された開弁時期及び閉弁時期から進角側に補正するよう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。 In the supercharged two-stroke engine according to any one of claims 1 to 3,
outside temperature detection means for detecting outside temperature;
engine water temperature detection means for detecting the temperature of engine cooling water in the engine body;
oil temperature detection means for detecting the temperature of engine oil in the engine body;
When the operating state of the engine body is in the compression self-ignition combustion region, depending on the detection results of the outside air temperature detection means, the engine water temperature detection means, and the oil temperature detection means, and the ignitability of the fuel is the gas temperature in the combustion chamber at compression top dead center based on the effective compression ratio of the engine body when it is assumed that the closing timings of the intake valve and the exhaust valve are changed by the variable valve mechanism. Compression end temperature estimating means for estimating compression end temperature,
When the operating state of the engine body is in the compression self-ignition combustion region, the control means controls the ignitability estimated by the ignitability estimating means as well as the compression end temperature estimated by the compression end temperature estimating means. It is configured to operate the variable valve mechanism in consideration of temperature,
Further, when the compression end temperature estimated by the compression end temperature estimating means exceeds a predetermined temperature range, which is a temperature range in which self-ignition and combustion of fuel are possible, the control means sets the above-mentioned while correcting the valve opening timing and valve closing timing of the intake valve and the exhaust valve to the retard side from the set valve opening timing and valve closing timing within the range that satisfies the specific condition, the compression end temperature estimating means When the compression end temperature estimated by is below the predetermined temperature range, the valve opening timing and the valve closing timing of the intake valve and the exhaust valve set based on the ignitability are changed to a range that satisfies the specific condition , A two-stroke engine with a supercharger , wherein the set valve opening timing and valve closing timing are corrected to the advance side.
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