專(zhuān)利名稱：火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)。
背景技術(shù)：
如下的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)公知具備能夠改變機(jī)械壓縮比的可變壓縮比機(jī)構(gòu)和能 夠控制進(jìn)氣門(mén)的關(guān)閉時(shí)期的可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)，在內(nèi)燃機(jī)中負(fù)荷運(yùn)行時(shí)和內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)行時(shí) 由增壓器進(jìn)行增壓作用、且在該內(nèi)燃機(jī)中高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，在將實(shí)際壓縮比保持為恒定的狀 態(tài)下，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變低，使機(jī)械壓縮比增大，并且使進(jìn)氣門(mén)的關(guān)閉時(shí)期延遲(例如參照 日本特開(kāi)2004-218522號(hào)公報(bào))。 根據(jù)該火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，在內(nèi)燃機(jī)中負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，機(jī)械壓縮比被設(shè)得較高且進(jìn) 氣門(mén)的關(guān)閉時(shí)期被設(shè)得較遲，所以使得內(nèi)燃機(jī)中負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的燃料經(jīng)濟(jì)性提高，在內(nèi)燃機(jī) 高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)機(jī)械壓縮比被設(shè)得較低且進(jìn)氣門(mén)的關(guān)閉時(shí)期被設(shè)得較早，所以使得內(nèi)燃機(jī)高 負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩增大。 在上述火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)中控制可變壓縮比機(jī)構(gòu)和可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)，使得實(shí)際壓縮
比變得恒定。具體而言，以變?yōu)榕c內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷相應(yīng)的吸入空氣量的方式?jīng)Q定進(jìn)氣門(mén)的關(guān)閉
時(shí)期，基于該進(jìn)氣門(mén)的關(guān)閉時(shí)期以實(shí)際壓縮比變?yōu)楹愣ǖ姆绞經(jīng)Q定機(jī)械壓縮比。 然而，在這樣的控制方法中不能充分地提高熱效率。也就是說(shuō)，為了提高熱效率需
要盡可能地增大機(jī)械膨脹比(等同于機(jī)械壓縮比)。但是，在上述控制方法中，根據(jù)最初決
定的進(jìn)氣門(mén)的關(guān)閉時(shí)期而從屬性地決定機(jī)械膨脹比，所以未必能夠設(shè)定盡可能大的機(jī)械膨脹比。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述課題而做成的，其目的在于提供熱效率高的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃 機(jī)。 本發(fā)明，作為用于解決上述課題的手段，提供在權(quán)利要求的各項(xiàng)中記載的火花點(diǎn) 火式內(nèi)燃機(jī)。 在本發(fā)明的第一方式中，火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)具備能夠改變機(jī)械膨脹比的可變膨 脹比機(jī)構(gòu)；和能夠改變排氣門(mén)的開(kāi)啟時(shí)期的排氣可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)，以內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變得越低則 將機(jī)械膨脹比設(shè)得越高、并且排氣門(mén)的開(kāi)啟時(shí)期向排氣下死點(diǎn)側(cè)延遲的方式，根據(jù)內(nèi)燃機(jī) 負(fù)荷來(lái)設(shè)定機(jī)械膨脹比和排氣門(mén)的開(kāi)啟時(shí)期。 在此，通過(guò)提高實(shí)際膨脹比，即提高機(jī)械膨脹比且使排氣門(mén)的開(kāi)啟時(shí)期向排氣下 死點(diǎn)側(cè)延遲，從而能夠提高熱效率。但是，若提高機(jī)械膨脹比則吸入空氣量減少，若使排氣 門(mén)的開(kāi)啟時(shí)期向排氣下死點(diǎn)側(cè)延遲則排氣氣體的排出惡化。因此，在內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)行時(shí) 若提高實(shí)際膨脹比則不能得到充分的內(nèi)燃機(jī)輸出。 與此相對(duì)，根據(jù)上述方式，機(jī)械膨脹比和排氣門(mén)的開(kāi)啟時(shí)期根據(jù)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷而決 定。因此，能夠在內(nèi)燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)提高實(shí)際膨脹比以使熱效率變高，相反在內(nèi)燃機(jī)高負(fù)
3荷運(yùn)行時(shí)將實(shí)際膨脹比維持得較低以得到充分的內(nèi)燃機(jī)輸出，由此，能夠得到充分的內(nèi)燃 機(jī)輸出同時(shí)提高熱效率。 特別地，根據(jù)上述方式，因?yàn)楦鶕?jù)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷來(lái)設(shè)定機(jī)械膨脹比，所以與以將實(shí)際
壓縮比設(shè)為恒定的方式設(shè)定機(jī)械膨脹比的情況相比，能夠提高熱效率。 在本發(fā)明的第二方式中，上述機(jī)械膨脹比的最大值為20以上。 在本發(fā)明的第三方式中，在實(shí)際的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷比基準(zhǔn)負(fù)荷低的情況下，將機(jī)械膨
脹比控制為大致恒定。 在本發(fā)明的第四方式中，上述基準(zhǔn)負(fù)荷是在機(jī)械膨脹比被設(shè)為最大時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù) 荷。 在本發(fā)明的第五方式中，還具備能夠改變進(jìn)氣門(mén)的關(guān)閉時(shí)期的進(jìn)氣可變氣門(mén)機(jī) 構(gòu)，內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變得越低則使進(jìn)氣門(mén)的關(guān)閉時(shí)期越向從進(jìn)氣下死點(diǎn)偏離的方向移動(dòng)。
在本發(fā)明的第六方式中，在發(fā)生了爆震時(shí)使點(diǎn)火時(shí)期延遲。 根據(jù)本發(fā)明，與例如以將實(shí)際壓縮比設(shè)為恒定的方式來(lái)設(shè)定機(jī)械壓縮比的情況相 比，能夠提高熱效率。 以下，根據(jù)附圖和本發(fā)明的優(yōu)選方式的記載，能夠進(jìn)一步充分地理解本發(fā)明。


圖1是火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的整體圖。圖2是可變壓縮比機(jī)構(gòu)的分解立體圖。圖3A和圖3B是圖解地表示的內(nèi)燃機(jī)的側(cè)面剖面圖。圖4是表示可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)的圖。圖5A和圖5B是表示進(jìn)氣門(mén)的升程量的圖。圖6A和圖6B是用于說(shuō)明機(jī)械壓縮比和實(shí)際壓縮比的圖。圖7A和圖7B是用于說(shuō)明機(jī)械膨脹比和實(shí)際膨脹比的圖。圖8是表示理論熱效率與膨脹比的關(guān)系的圖。圖9A和圖9B是用于說(shuō)明通常周期和超高膨脹比周期的圖。圖10是表示與內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷相應(yīng)的機(jī)械壓縮比等的變化的圖。圖11是表示與內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷相應(yīng)的機(jī)械膨脹比等的變化的圖。圖12A和圖12B是用于對(duì)機(jī)械膨脹比等的設(shè)定步驟進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖13是表示內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行控制的控制程序的流程圖。圖14A 圖14D是表示用于算出目標(biāo)機(jī)械壓縮比等的映射(map)的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在附圖中，對(duì)相同或類(lèi)似的構(gòu) 成要素標(biāo)記共同的參照序號(hào)。圖l表示火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的側(cè)面剖面圖。
參照?qǐng)D1，l表示曲軸箱，2表示氣缸體，3表示氣缸蓋，4表示活塞，5表示燃燒室， 6表示配置于燃燒室5的頂面中央部的火花塞，7表示進(jìn)氣門(mén)，8表示進(jìn)氣口 ， 9表示排氣門(mén)， IO表示排氣口。進(jìn)氣口 8經(jīng)由進(jìn)氣支管ll連結(jié)于氣室12，在各進(jìn)氣支管11上配置有用于 向分別對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣口 8內(nèi)噴射燃料的燃料噴射閥13。燃料噴射閥13可以配置在各燃燒室5內(nèi)來(lái)代替安裝在各進(jìn)氣支管11上。 氣室12經(jīng)由進(jìn)氣通路14連結(jié)于排氣渦輪增壓器15的壓縮機(jī)15a的出口，壓縮機(jī) 15a的入口例如經(jīng)由使用了熱線的吸入空氣量檢測(cè)器16連結(jié)于空氣濾清器17。在進(jìn)氣通 路14內(nèi)配置有由執(zhí)行器18驅(qū)動(dòng)的節(jié)氣門(mén)19。 另一方面，排氣口 10經(jīng)由排氣歧管20連接于排氣渦輪增壓器15的排氣渦輪15b 的入口，排氣渦輪15b的出口經(jīng)由排氣管21連結(jié)于內(nèi)置有排氣凈化催化劑的催化凈化器 22。在排氣管21內(nèi)配置有空燃比傳感器23。 另一方面，在圖1所示的實(shí)施方式中，在曲軸箱1與氣缸體2的連結(jié)部設(shè)置有可變 壓縮比機(jī)構(gòu)A，該可變壓縮比機(jī)構(gòu)A能夠通過(guò)改變曲軸箱1與氣缸體2的氣缸軸線方向的相 對(duì)位置，從而改變活塞4位于壓縮上死點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積。此外，在本實(shí)施方式中，設(shè) 置有能夠改變進(jìn)氣門(mén)7的氣門(mén)特性的進(jìn)氣可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)B、和能夠改變排氣門(mén)9的氣門(mén)特性 的排氣可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)C。 電子控制單元30由數(shù)字計(jì)算機(jī)構(gòu)成，具備由雙向總線31相互連接的R0M(read only memory,只讀存儲(chǔ)器)32、 RAM (random access memory,隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)33、 CPU(micro processor,微處理器)34、輸入端口 35以及輸出端口 36。吸入空氣量檢測(cè)器 16的輸出信號(hào)和空燃比傳感器23的輸出信號(hào)分別經(jīng)由對(duì)應(yīng)的AD變換器37輸入到輸入端 口 35。此外，在加速踏板40上連接有產(chǎn)生與加速踏板40的踏下量成比例的輸出電壓的負(fù) 荷傳感器41，負(fù)荷傳感器41的輸出電壓經(jīng)由對(duì)應(yīng)的AD變換器37輸入到輸入端口 35。在 輸入端口35上還連接有當(dāng)曲軸每旋轉(zhuǎn)30。時(shí)產(chǎn)生輸出脈沖的曲軸轉(zhuǎn)角傳感器42。另一方 面，輸出端口 36經(jīng)由對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路38連接于火花塞6、燃料噴射閥13、節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)用執(zhí) 行器18以及可變壓縮比機(jī)構(gòu)A。 圖2表示圖1所示的可變壓縮比機(jī)構(gòu)A的分解立體圖，圖3A和圖3B示出圖解地 表示的內(nèi)燃機(jī)的側(cè)面剖面圖。參照?qǐng)D2，在氣缸體2的兩側(cè)壁的下方形成了彼此存在間隔 的多個(gè)突出部50，在各突出部50內(nèi)分別形成了截面圓形的凸輪插入孔51。另一方面，在曲 軸箱1的上壁面上形成了彼此存在間隔且分別嵌入到對(duì)應(yīng)的突出部50之間的多個(gè)突出部 52，在這些各突出部52內(nèi)也分別形成了截面圓形的凸輪插入孔53。 如圖2所示設(shè)置有一對(duì)凸輪軸54、55，在各凸輪軸54、55上以一個(gè)為間隔地固定有 以能夠旋轉(zhuǎn)的方式插入到各凸輪插入孔51內(nèi)的圓形凸輪56。這些圓形凸輪56與各凸輪 軸54、55的旋轉(zhuǎn)軸線共軸。另一方面，在各圓形凸輪56之間，延伸有如在圖3A和圖3B中 以陰影所示相對(duì)于各凸輪軸54、55的旋轉(zhuǎn)軸線而偏心配置的偏心軸57，在該偏心軸57上以 偏心配置、能夠旋轉(zhuǎn)的方式安裝有另外的圓形凸輪58。如圖2所示，這些圓形凸輪58被配 置在各圓形凸輪56之間，這些圓形凸輪58以能夠旋轉(zhuǎn)的方式被插入到對(duì)應(yīng)的各凸輪插入 孔53內(nèi)。 從圖3A所示的狀態(tài)來(lái)看，若使在各凸輪軸54、55上固定的圓形凸輪56如圖3A中 以實(shí)線箭頭所示那樣沿彼此相反方向旋轉(zhuǎn)，則偏心軸57向下方中央移動(dòng)，所以圓形凸輪58 在凸輪插入孔53內(nèi)如圖3A的虛線箭頭所示那樣沿與圓形凸輪56相反方向旋轉(zhuǎn)，如圖3B 所示那樣若偏心軸57移動(dòng)至下方中央則圓形凸輪58的中心向偏心軸57的下方移動(dòng)。
比較圖3A與圖3B可知，曲軸箱1與氣缸體2的相對(duì)位置根據(jù)圓形凸輪56的中心 與圓形凸輪58的中心的距離而確定，圓形凸輪56的中心與圓形凸輪58的中心的距離變得
5越大，則氣缸體2越遠(yuǎn)離曲軸箱1。若氣缸體2遠(yuǎn)離曲軸箱l，則活塞4位于壓縮上死點(diǎn)時(shí) 的燃燒室5的容積增大，因此能夠通過(guò)使各凸輪軸54、55旋轉(zhuǎn)，從而改變活塞4位于壓縮上 死點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積。 如圖2所示那樣，為了使各凸輪軸54、55在彼此相反方向上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，在驅(qū)動(dòng)電機(jī) 59的旋轉(zhuǎn)軸上分別安裝有螺旋方向相反的一對(duì)蝸輪61 、62，與這些蝸輪61 、62嚙合的齒輪 63、64分別被固定在各凸輪軸54、55的端部。在本實(shí)施方式中，能夠通過(guò)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)59， 從而在較廣范圍內(nèi)改變活塞4位于壓縮上死點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積。從圖1至圖3示出的 可變壓縮比機(jī)構(gòu)A表示了一個(gè)例子，也能夠采用任意形式的可變壓縮比機(jī)構(gòu)。
另一方面，圖4示出了針對(duì)在圖1中用于驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門(mén)7的凸輪軸70而設(shè)置的進(jìn)氣 可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)B。如圖4所示進(jìn)氣可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)B由凸輪相位變更部B1和凸輪作用角變更 部B2構(gòu)成，所述凸輪相位變更部Bl被安裝在凸輪軸70的一端、用于改變凸輪軸70的凸輪 的相位，所述凸輪作用角變更部B2被配置在凸輪軸70與進(jìn)氣門(mén)7的氣門(mén)挺柱26之間、將 凸輪軸70的凸輪的作用角變更為不同的作用角并將其傳遞至進(jìn)氣門(mén)7。關(guān)于凸輪作用角變 更部B2，在圖4中示出了側(cè)面剖面圖和平面圖。 首先對(duì)進(jìn)氣可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)B的凸輪相位變更部B1進(jìn)行說(shuō)明，該凸輪相位變更部B1 具備同步輪71，其通過(guò)內(nèi)燃機(jī)的曲軸經(jīng)由同步帶沿箭頭方向旋轉(zhuǎn)；圓筒狀殼72，其與同步 輪71—起旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)軸73，其與凸輪軸70—起旋轉(zhuǎn)且能夠相對(duì)于圓筒狀殼72而相對(duì)旋轉(zhuǎn)； 多個(gè)區(qū)隔壁74，其從圓筒狀殼72的內(nèi)周面延伸到旋轉(zhuǎn)軸73的外周面；以及葉片75，其在各 區(qū)隔壁74之間從旋轉(zhuǎn)軸73的外周面延伸到圓筒狀殼72的內(nèi)周面，在各葉片75的兩側(cè)分 別形成有進(jìn)角用液壓室76和遲角用液壓室77。 對(duì)各液壓室76、77的工作油的供給控制由工作油供給控制閥78來(lái)進(jìn)行。該工作 油供給控制閥78具備分別連結(jié)于各液壓室76、77的液壓口 79、80 ;從液壓泵81吐出的工 作油的供給口 82 ;—對(duì)排出口 83、84 ;進(jìn)行各口 79、80、82、83、84間的連通切斷控制的隨動(dòng) 閥85。 在應(yīng)當(dāng)使凸輪軸70的凸輪的相位提前時(shí)，在圖4中使隨動(dòng)閥85向下方移動(dòng)，從供 給口 82供給的工作油經(jīng)由液壓口 79被供給到進(jìn)角用液壓室76，并且遲角用液壓室77內(nèi)的 工作油從排出口 84排出。此時(shí)旋轉(zhuǎn)軸73相對(duì)于圓筒狀殼72沿箭頭X方向相對(duì)旋轉(zhuǎn)。
與此相對(duì)，在應(yīng)當(dāng)延遲凸輪軸70的凸輪的相位時(shí)，在圖4中使隨動(dòng)閥85向上方移 動(dòng)，從供給口 82供給的工作油經(jīng)由液壓口 80被供給到遲角用液壓室77，并且進(jìn)角用液壓室 76內(nèi)的工作油從排出口 83排出。此時(shí)旋轉(zhuǎn)軸73相對(duì)于圓筒狀殼72沿與箭頭X相反的方 向相對(duì)旋轉(zhuǎn)。 在旋轉(zhuǎn)軸73相對(duì)于圓筒狀殼72而相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，若隨動(dòng)閥85返回到圖4所示的中 立位置，則旋轉(zhuǎn)軸73的相對(duì)旋轉(zhuǎn)動(dòng)作停止，旋轉(zhuǎn)軸73被保持在當(dāng)時(shí)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位置。因此， 能夠通過(guò)凸輪相位變更部Bl將凸輪軸70的凸輪的相位如圖5A所示那樣提前或延遲希望 的量。也就是說(shuō)，能夠通過(guò)凸輪相位變更部B1任意地提前或延遲進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉時(shí)期。
接下來(lái)對(duì)進(jìn)氣可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)B的凸輪作用角變更部B2進(jìn)行說(shuō)明，該凸輪作用角變 更部B2具備控制桿90，其與凸輪軸70平行并列配置、且通過(guò)執(zhí)行器91沿軸線方向移動(dòng)； 中間凸輪94，其與凸輪軸70的凸輪92接合、且以能夠滑動(dòng)的方式與在控制桿90上形成的 沿軸線方向延伸的花鍵93配合；以及搖動(dòng)凸輪96，其為了驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門(mén)7而與氣門(mén)挺柱26接
6合、且以能夠滑動(dòng)的方式與在控制桿90上形成的螺旋狀地延伸的花鍵95配合，在搖動(dòng)凸輪 96上形成有凸輪97。 若凸輪軸90旋轉(zhuǎn)，則通過(guò)凸輪92使中間凸輪94通常搖動(dòng)一定的角度，此時(shí)搖動(dòng) 凸輪96也搖動(dòng)一定的角度。另一方面，中間凸輪94和搖動(dòng)凸輪96以在控制桿90的軸線 方向上不能移動(dòng)的方式被支持，因此在控制桿90通過(guò)執(zhí)行器91沿軸線方向移動(dòng)時(shí)，搖動(dòng)凸 輪96相對(duì)于中間凸輪94而相對(duì)旋轉(zhuǎn)。 根據(jù)中間凸輪94與搖動(dòng)凸輪96的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位置關(guān)系，在凸輪軸70的凸輪92開(kāi) 始與中間凸輪94接合時(shí)搖動(dòng)凸輪96的凸輪97開(kāi)始與氣門(mén)挺柱26接合的情況下，如圖5B 中a所示那樣進(jìn)氣門(mén)7的開(kāi)啟期間和升程變?yōu)樽畲?。與此相對(duì)，若通過(guò)執(zhí)行器91使搖動(dòng)凸 輪96相對(duì)于中間凸輪94沿圖4的箭頭Y方向相對(duì)旋轉(zhuǎn)，則凸輪軸70的凸輪92與中間凸 輪94接合之后，經(jīng)過(guò)不久搖動(dòng)凸輪96的凸輪97與氣門(mén)挺柱26接合。在該情況下，如圖5B 中b所示那樣進(jìn)氣門(mén)7的開(kāi)啟期間和升程量變得比a小。 若搖動(dòng)凸輪96相對(duì)于中間凸輪94進(jìn)一步沿圖4的箭頭Y方向相對(duì)旋轉(zhuǎn)，則如圖 5B中c所示那樣進(jìn)氣門(mén)7的開(kāi)啟期間和升程量進(jìn)一步變小。也就是說(shuō)，能夠通過(guò)由執(zhí)行器 91改變中間凸輪94與搖動(dòng)凸輪96的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位置，從而任意地改變進(jìn)氣門(mén)7的開(kāi)啟期間。 但是，在該情況下，進(jìn)氣門(mén)7的開(kāi)啟期間變得越短，則進(jìn)氣門(mén)7的升程量變得越小。
如此，能夠通過(guò)凸輪相位變更部Bl任意地改變進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉時(shí)期，能夠通過(guò)凸 輪作用角變更部B2任意地改變進(jìn)氣門(mén)7的開(kāi)啟期間，所以能夠通過(guò)凸輪相位變更部Bl和 凸輪作用角變更部B2這雙方、即通過(guò)進(jìn)氣可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)B任意地改變進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉時(shí)期 和開(kāi)啟期間、即進(jìn)氣門(mén)7的開(kāi)啟時(shí)期和關(guān)閉時(shí)期。 圖1和圖4所示的可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)B表示一個(gè)例子，也能夠采用圖1和圖4所示例
以外的各種形式的可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)。此外，排氣可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)C，也具有基本上與進(jìn)氣可變氣
門(mén)機(jī)構(gòu)B同樣的結(jié)構(gòu)，能夠任意地改變排氣門(mén)9的開(kāi)啟時(shí)期和關(guān)閉時(shí)期。 接下來(lái)參照?qǐng)D6A、圖6B、圖7A以及圖7B對(duì)本申請(qǐng)中使用的用語(yǔ)的意思進(jìn)行說(shuō)明。
在圖6A、圖6B、圖7A以及圖7B中為了說(shuō)明示出了燃燒室容積為50ml、活塞的行程容積為
500ml的發(fā)動(dòng)機(jī)，在這些圖6A、圖6B、圖7A以及圖7B中，所謂燃燒室容積表示活塞位于壓縮
上死點(diǎn)時(shí)的燃燒室的容積。 圖6A對(duì)機(jī)械壓縮比進(jìn)行說(shuō)明。機(jī)械壓縮比是僅根據(jù)壓縮行程時(shí)的活塞的行程容 積和燃燒室容積而機(jī)械地確定的值，該機(jī)械壓縮比由(燃燒室容積+行程容積)/燃燒室容 積來(lái)表示。在圖6A所示例中該機(jī)械壓縮比為(50ml+500ml)/50ml = 11。
圖6B對(duì)實(shí)際壓縮比進(jìn)行說(shuō)明。該實(shí)際壓縮比是根據(jù)從實(shí)際地開(kāi)始?jí)嚎s作用時(shí)到 活塞到達(dá)上死點(diǎn)為止的實(shí)際的活塞行程容積和燃燒室容積而確定的值，該實(shí)際壓縮比由 (燃燒室容積+實(shí)際的行程容積)/燃燒室容積來(lái)表示。也就是說(shuō)，如圖6B所示那樣在壓縮 行程中即使活塞開(kāi)始上升但進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟的期間不進(jìn)行壓縮作用，而是從進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉時(shí)起開(kāi) 始實(shí)際的壓縮作用。因此，實(shí)際壓縮比使用實(shí)際的行程容積如上述表示。在圖6B所示例中 該實(shí)際壓縮比為(50ml+450ml)/50ml = 10。 圖7A對(duì)機(jī)械膨脹比進(jìn)行說(shuō)明。機(jī)械膨脹比是根據(jù)膨脹行程時(shí)的活塞的行程容積 和燃燒室容積而確定的值，該機(jī)械膨脹比由(燃燒室容積+行程容積)/燃燒室容積來(lái)表 示。在圖7A所示例中該機(jī)械膨脹比為(50ml+500ml)/50ml = 11。
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圖7B對(duì)實(shí)際膨脹比進(jìn)行說(shuō)明。該實(shí)際膨脹比是根據(jù)從活塞位于上死點(diǎn)時(shí)開(kāi)始到 實(shí)際的膨脹作用結(jié)束為止的實(shí)際的活塞行程容積和燃燒室容積而確定的值，該實(shí)際膨脹比 由(燃燒室容積+實(shí)際的行程容積)/燃燒室容積來(lái)表示。也就是說(shuō)，如圖7B所示那樣在 膨脹行程中即使處于活塞下降期間，但排氣門(mén)開(kāi)啟以后不進(jìn)行膨脹作用，而是在排氣門(mén)開(kāi) 啟之前進(jìn)行實(shí)際的膨脹作用。因此，實(shí)際膨脹比使用實(shí)際的行程容積如上述來(lái)表示。在圖 7B所示例中該實(shí)際膨脹比為(50ml+450ml)/50ml = 10。 接下來(lái)參照?qǐng)D8、圖9A以及圖9B對(duì)本發(fā)明中最基本的特征進(jìn)行說(shuō)明。圖8示出了 理論熱效率與膨脹比的關(guān)系，圖9A和圖9B示出了本發(fā)明中根據(jù)負(fù)荷分開(kāi)使用的通常周期 與超高膨脹比周期的比較。在圖8、圖9A以及圖9B中，示出了機(jī)械膨脹比和實(shí)際膨脹比為 相同的情況的例子，由此在以下中，不區(qū)分機(jī)械膨脹比和實(shí)際膨脹比，而都單一地作為膨脹 比來(lái)說(shuō)明。 圖9A示出了進(jìn)氣門(mén)在下死點(diǎn)附近關(guān)閉、大體從壓縮下死點(diǎn)附近由活塞開(kāi)始?jí)嚎s
作用的情況的通常周期。在該圖9A所示例中，也與圖6A、圖6B、圖7A以及圖7B所示例同
樣，燃燒室容積為50ml、活塞的行程容積為500ml。從圖9A可知，在通常周期中機(jī)械壓縮比
為(50ml+500ml)/50ml = ll，實(shí)際壓縮比也約為ll，膨脹比也為(50ml+500ml)/50ml = 11。
也就是說(shuō)，在通常的內(nèi)燃機(jī)中機(jī)械壓縮比、實(shí)際壓縮比、和膨脹比大致相等。 在圖8中的實(shí)線示出了在實(shí)際壓縮比與膨脹比大致相等的情況下的、即通常周期
中的理論熱效率的變化。可知在該情況下，膨脹比變得越大，即實(shí)際壓縮比變得越高，則理
論熱效率變得越高。因此，在通常周期中為了提高理論熱效率，提高實(shí)際壓縮比即可。然而，
由于在內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生爆震的制約，實(shí)際壓縮比最大只能提高至12左右，這樣在
通常周期中不能充分地提高理論熱效率。 另一方面，在這樣的狀況下本發(fā)明者對(duì)嚴(yán)密地區(qū)分機(jī)械壓縮比和實(shí)際壓縮比來(lái)提
高理論熱效率的情況進(jìn)行研究，其結(jié)果，發(fā)現(xiàn)理論熱效率由膨脹比支配，實(shí)際壓縮比幾乎
不對(duì)理論熱效率產(chǎn)生影響。也就是說(shuō)，若提高實(shí)際壓縮比，則雖然爆發(fā)力提高，但為了壓縮
需要較大的能量，這樣即使提高實(shí)際壓縮比，理論熱效率也幾乎不能提高。 與此相對(duì)，若增大膨脹比，則在膨脹行程時(shí)對(duì)活塞下壓力作用的期間變長(zhǎng)，這樣活
塞向曲軸提供旋轉(zhuǎn)力的期間變長(zhǎng)。因此，若膨脹比越大，則理論熱效率變高。圖8的虛線示
出了在將實(shí)際壓縮比固定為10的狀態(tài)下提高了膨脹比的情況下的理論熱效率。如此可知
在將實(shí)際壓縮比維持在較低值的狀態(tài)下提高了膨脹比時(shí)的理論熱效率的上升量、與在如圖
8的實(shí)線所示使實(shí)際壓縮比和膨脹比都增大的情況下的理論熱效率的上升量沒(méi)有大的差額。 如此，若實(shí)際壓縮比被維持在較低值，則不會(huì)發(fā)生爆震，因此，若在將實(shí)際壓縮比
維持在較低值的狀態(tài)下提高膨脹比，則能夠阻止爆震的發(fā)生且大幅地提高理論熱效率。圖 9B示出了使用可變壓縮比機(jī)構(gòu)A和進(jìn)氣可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)B，將實(shí)際壓縮比維持在較低值且提 高膨脹比的情況的一例。 參照?qǐng)D9B，在該例中通過(guò)可變壓縮比機(jī)構(gòu)A使燃燒室容積從50ml減少至20ml。 另一方面，通過(guò)進(jìn)氣可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)B使實(shí)際的活塞行程容積從500ml變?yōu)?00ml，延遲進(jìn)氣 門(mén)的關(guān)閉時(shí)期。其結(jié)果，在該例中實(shí)際壓縮比變?yōu)?20ml+200ml)/20ml = ll，膨脹比變?yōu)?(20ml+500ml)/20ml = 26。在圖9A所示的通常周期中如上所述實(shí)際壓縮比約為11、膨脹比
8為11，與該情況相比，可知在圖9B所示的情況下僅膨脹比被提高至26。這是被稱為超高膨 脹比周期的原因。 如前所述那樣一般而言，在內(nèi)燃機(jī)中內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷越低則熱效率越惡化，因此為了 提高車(chē)輛行駛時(shí)的熱效率，即為了提高燃料經(jīng)濟(jì)性，需要提高內(nèi)燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的熱效 率。另一方面，在圖9B所示的超高膨脹比周期中，為了減小壓縮行程時(shí)的實(shí)際的活塞行程 容積，能夠吸入到燃燒室5內(nèi)的吸入空氣量變少，因此該超高膨脹比只能在內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷較 低時(shí)采用。因此，在本發(fā)明中在內(nèi)燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)設(shè)為圖9B所示的超高膨脹比周期，在 內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)設(shè)為圖9A所示的通常周期。這是本發(fā)明基本的特征。
圖10和圖11示出了在內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速低的恒定運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行控制整體。以下，參照 這些圖10和圖11對(duì)運(yùn)行控制整體進(jìn)行說(shuō)明。 在圖10中，示出了與內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷相應(yīng)的機(jī)械壓縮比、進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉時(shí)期、實(shí)際壓 縮比、吸入空氣量、節(jié)氣門(mén)19的開(kāi)度的各變化。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式中，為了通過(guò)催化 凈化器22內(nèi)的三元催化劑同時(shí)降低排氣氣體中的未燃HC、 CO以及NO,，通常燃燒室5內(nèi)的 平均空燃比根據(jù)空燃比傳感器23的輸出信號(hào)被反饋控制為理論空燃比。
如上所述在內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)執(zhí)行圖9A所示的通常周期。因此，如圖10所示 那樣此時(shí)機(jī)械壓縮比被設(shè)得較低，如圖10中實(shí)線所示那樣進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉時(shí)期被提早。此 外，此時(shí)節(jié)氣門(mén)19的開(kāi)度被保持在全開(kāi)或大致全開(kāi)。 另一方面，如圖10所示那樣若內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變低，則與此相伴機(jī)械壓縮比增大。此 外，若內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變低，則應(yīng)當(dāng)填充到燃燒室5內(nèi)的空氣量(目標(biāo)吸入空氣量)減少，所以 與此相伴進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉時(shí)期被延遲(圖10的實(shí)線)。此時(shí)節(jié)氣門(mén)19也被保持在全開(kāi)或 大致全開(kāi)，因此向燃燒室5內(nèi)供給的空氣量不是由節(jié)氣門(mén)19而是通過(guò)改變進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉 時(shí)期來(lái)控制。 此時(shí)，進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉時(shí)期與內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷成比例地被延遲，與此相對(duì)，機(jī)械壓縮比 不與內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷成比例地增大。換言之，活塞4到達(dá)了壓縮上死點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積與 吸入空氣量不成比例。因此，在大多情況下實(shí)際壓縮比并不是與內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷無(wú)關(guān)地變?yōu)楹?定，而是根據(jù)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變化。在本實(shí)施方式中，如圖io所示隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變低，實(shí)際壓 縮比增大。 若內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷進(jìn)一步變低，則機(jī)械壓縮比進(jìn)一步增大，在機(jī)械壓縮比達(dá)到了燃燒 室5的構(gòu)造上界限的界限機(jī)械壓縮比時(shí)，在與機(jī)械壓縮比達(dá)到了界限機(jī)械壓縮比時(shí)的內(nèi)燃 機(jī)負(fù)荷LJ基準(zhǔn)負(fù)荷)相比負(fù)荷較低的區(qū)域中，機(jī)械壓縮比被保持為界限機(jī)械壓縮比。因 此，在內(nèi)燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)機(jī)械壓縮比變?yōu)樽畲蟆Q言之，在本發(fā)明中，在內(nèi)燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn) 行時(shí)為了得到最大的實(shí)際膨脹比，將機(jī)械壓縮比設(shè)為最大。此外，此時(shí)實(shí)際壓縮比被維持在 與內(nèi)燃機(jī)中高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)大致相同的實(shí)際壓縮比。 另一方面，在圖10中如以實(shí)線所示那樣，進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉時(shí)期隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變 低而被延遲至能夠控制向燃燒室5內(nèi)供給的吸入空氣量的界限關(guān)閉時(shí)期，在與進(jìn)氣門(mén)7的 關(guān)閉時(shí)期達(dá)到了界限關(guān)閉時(shí)期時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷1^相比負(fù)荷較低的區(qū)域中，進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉 時(shí)期被保持在界限關(guān)閉時(shí)期。若進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉時(shí)期被保持在界限關(guān)閉時(shí)期，則已經(jīng)不能 通過(guò)進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉時(shí)期的變化來(lái)控制吸入空氣量，因此需要通過(guò)某種其他方法來(lái)控制吸 入空氣量。
在圖10所示的實(shí)施方式中，此時(shí)，即在與進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉時(shí)期達(dá)到了界限關(guān)閉時(shí) 期時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷1^相比負(fù)荷較低的區(qū)域中，由節(jié)氣門(mén)19控制向燃燒室5內(nèi)供給的吸入
空氣量。 如上所述，在圖9B所示的超高膨脹比周期中膨脹比被設(shè)為26。該膨脹比越高越 好，若為20以上則能夠得到相當(dāng)高的理論熱效率。因此，在本發(fā)明中以使膨脹比變?yōu)?0以 上的方式形成可變壓縮比機(jī)構(gòu)A。 此外，在圖IO所示例中，機(jī)械壓縮比根據(jù)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷而連續(xù)地變化。但是，機(jī)械壓 縮比也能夠根據(jù)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷而階段性地變化。 另一方面，在圖10中如以虛線所示那樣，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變低提早進(jìn)氣門(mén)7的關(guān) 閉時(shí)期，也能夠不使用節(jié)氣門(mén)19地控制吸入空氣量。因此，若將在圖10中以實(shí)線示出的情 況和以虛線示出的情況都包含來(lái)表現(xiàn)，則在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式中，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變 低，使進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉時(shí)期在可以控制向燃燒室5內(nèi)供給的吸入空氣量的界限關(guān)閉時(shí)期L2 之前沿從進(jìn)氣下死點(diǎn)BDC偏離的方向移動(dòng)。 在圖11中，示出了與內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷相應(yīng)的機(jī)械膨脹比、排氣門(mén)9的開(kāi)啟時(shí)期、實(shí)際膨 脹比的各變化。 從圖6A、圖6B、圖7A以及圖7B可知，機(jī)械膨脹比與機(jī)械壓縮比相等。因此，若在 內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)執(zhí)行圖9A所示的通常周期，則如圖11所示那樣機(jī)械膨脹比被設(shè)得較 低，還提早排氣門(mén)9的開(kāi)啟時(shí)期。如此提早了排氣門(mén)9的開(kāi)啟時(shí)期，所以即使由于燃燒在燃 燒室5內(nèi)產(chǎn)生大量的排氣氣體，也能夠迅速地將排氣氣體從燃燒室5內(nèi)排出。
另一方面，如圖11所示那樣，若內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變低，則與此相伴機(jī)械膨脹比增大。此 外，若內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變低，則由于燃燒在燃燒室5內(nèi)產(chǎn)生的排氣氣體量變少，所以與此相伴排 氣門(mén)9的關(guān)閉時(shí)期被延遲。因此，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變低，圖7B中的燃燒室容積變小，并且實(shí) 際的行程容積增大，所以實(shí)際膨脹比增大。 當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷進(jìn)一步變低而機(jī)械膨脹比達(dá)到界限機(jī)械膨脹比(與界限機(jī)械壓縮 比相等)時(shí)，如上所述機(jī)械膨脹比被維持在界限膨脹比。另一方面，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變低， 排氣門(mén)9的開(kāi)啟時(shí)期被延遲至能夠?qū)⑷紵龤怏w的能量最大限地傳遞至活塞的時(shí)期、即處于 排氣下死點(diǎn)BDC或者該排氣下死點(diǎn)BDC附近(以下，簡(jiǎn)稱為排氣下死點(diǎn)BDC附近)，在與排 氣門(mén)9的開(kāi)啟時(shí)期達(dá)到了排氣下死點(diǎn)BDC附近時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L3相比負(fù)荷較低的區(qū)域中， 排氣門(mén)9的開(kāi)啟時(shí)期被保持在排氣下死點(diǎn)BDC附近。 圖12A和圖12B示出了機(jī)械膨脹比、進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉時(shí)期等的目標(biāo)值的設(shè)定步驟。 以下，參照?qǐng)D12A和圖12B對(duì)這些參數(shù)的目標(biāo)值的設(shè)定步驟進(jìn)行說(shuō)明。
圖12A示出了以實(shí)際壓縮比變?yōu)楹愣ǖ姆绞皆O(shè)定機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣門(mén)的關(guān)閉時(shí) 期的以往的設(shè)定步驟。從圖12A可知，首先基于內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷來(lái)設(shè)定進(jìn)氣門(mén)的目標(biāo)關(guān)閉時(shí)期。 根據(jù)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷來(lái)確定應(yīng)當(dāng)吸入到燃燒室5內(nèi)的空氣量(目標(biāo)吸入空氣量)，以實(shí)際的吸入 空氣量變?yōu)樵撃繕?biāo)吸入空氣量的方式來(lái)設(shè)定進(jìn)氣門(mén)的目標(biāo)關(guān)閉時(shí)期。然后，基于進(jìn)氣門(mén)的 目標(biāo)關(guān)閉時(shí)期和目標(biāo)實(shí)際壓縮比(上述恒定的實(shí)際壓縮比)來(lái)設(shè)定目標(biāo)機(jī)械壓縮比。
另一方面，圖12B示出了本發(fā)明的實(shí)施方式中的機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉時(shí) 期的設(shè)定步驟。從圖12B可知，在本發(fā)明的實(shí)施方式中的設(shè)定步驟中，僅基于內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷， 以熱效率變?yōu)樽畲蟮姆绞絹?lái)設(shè)定目標(biāo)機(jī)械壓縮比。進(jìn)氣門(mén)的目標(biāo)關(guān)閉時(shí)期與上述以往的設(shè)
10定步驟同樣地基于內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷來(lái)設(shè)定。因此，目標(biāo)機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣門(mén)的目標(biāo)關(guān)閉時(shí)期與彼此的設(shè)定值無(wú)關(guān)而基于內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷來(lái)設(shè)定。當(dāng)進(jìn)氣門(mén)的目標(biāo)關(guān)閉時(shí)期被設(shè)定時(shí)，基于該設(shè)定值和內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷來(lái)設(shè)定目標(biāo)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度。由此，在判斷為僅通過(guò)進(jìn)氣門(mén)的關(guān)閉時(shí)期不能適當(dāng)?shù)乜刂莆肟諝饬康那闆r下，能夠通過(guò)調(diào)整節(jié)氣門(mén)開(kāi)度來(lái)使吸入空氣量變得適當(dāng)。
在如圖12A所示那樣設(shè)定了目標(biāo)機(jī)械壓縮比的情況下，能夠?qū)?shí)際壓縮比設(shè)為恒定，關(guān)于熱效率不能將機(jī)械壓縮比設(shè)為最適當(dāng)?shù)闹?，由此不能使熱效率最大。與此相對(duì)，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，僅基于內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷，以熱效率變?yōu)樽畲蟮姆绞皆O(shè)定目標(biāo)機(jī)械壓縮比，所以能夠?qū)嵝试O(shè)得較高。 此外，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，基于內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷或吸入空氣量來(lái)設(shè)定排氣門(mén)9的目標(biāo)開(kāi)啟時(shí)期。在此，如圖8所示那樣實(shí)際膨脹比越高則內(nèi)燃機(jī)的熱效率變得越高，所以從熱效率的觀點(diǎn)來(lái)看，優(yōu)選排氣門(mén)9的目標(biāo)開(kāi)啟時(shí)期設(shè)定在排氣下死點(diǎn)BDC附近。另一方面，若排氣門(mén)9的開(kāi)啟時(shí)期延遲，則燃燒室5內(nèi)的排氣氣體的排出困難，所以從排氣氣體的容易排出的觀點(diǎn)來(lái)看，優(yōu)選排氣門(mén)9的開(kāi)啟時(shí)期較早。特別地，排氣氣體的排出成為問(wèn)題是在吸入空氣量較多時(shí)、即內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，所以在本發(fā)明的實(shí)施方式中在內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷高時(shí)提早排氣門(mén)9的開(kāi)啟時(shí)期，相反當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷低時(shí)以實(shí)際膨脹比變高的方式將排氣門(mén)9的開(kāi)啟時(shí)期設(shè)定在排氣下死點(diǎn)BDC附近。由此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)使內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的內(nèi)燃機(jī)輸出充分且提高熱效率。 圖13是表示本實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行控制的控制程序的流程圖。圖13所示的控制程序通過(guò)一定時(shí)間間隔的插入來(lái)進(jìn)行。 參照?qǐng)D13，首先在步驟S11中由負(fù)荷傳感器41來(lái)檢測(cè)要求負(fù)荷。接下來(lái)，在步驟S12中，判斷在步驟Sll中檢測(cè)出的要求負(fù)荷是否從上次的要求負(fù)荷發(fā)生改變。在步驟Sll中判定為要求負(fù)荷沒(méi)有改變的情況下，進(jìn)入步驟S17。另一方面，在判定為要求負(fù)荷發(fā)生了改變的情況下進(jìn)入步驟S13。 接下來(lái)，在步驟S13中，基于在步驟Sll中檢測(cè)出的要求負(fù)荷和圖14A示出的映射來(lái)算出目標(biāo)機(jī)械壓縮比。接下來(lái)，在步驟S14中，基于檢測(cè)出的要求負(fù)荷和圖14B示出的映射來(lái)算出進(jìn)氣門(mén)7的目標(biāo)關(guān)閉時(shí)期。然后，在步驟S15中，基于檢測(cè)出的要求負(fù)荷、在步驟S14中算出的進(jìn)氣門(mén)7的目標(biāo)關(guān)閉時(shí)期、和圖14C示出的映射來(lái)算出目標(biāo)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，在步驟S16中，基于要求負(fù)荷和圖14D示出的映射來(lái)算出排氣門(mén)9的目標(biāo)開(kāi)啟時(shí)期，進(jìn)入步驟S17。 在步驟S17中，通過(guò)爆震傳感器(未圖示)判定在燃燒室5內(nèi)是否發(fā)生了爆震。在判定為發(fā)生了爆震的情況下，進(jìn)入步驟S18。在步驟S18中，使火花塞6的點(diǎn)火時(shí)期延遲預(yù)定角度，結(jié)束控制程序。另一方面，在判定為沒(méi)有發(fā)生爆震的情況下，跳過(guò)步驟S18，結(jié)束控制程序。 需說(shuō)明的是，基于特定的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳述，但是只要不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍和思想，技術(shù)人員能夠進(jìn)行各種變更、修正等。
權(quán)利要求
一種火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，具備能夠改變機(jī)械膨脹比的可變膨脹比機(jī)構(gòu)；和能夠改變排氣門(mén)的開(kāi)啟時(shí)期的排氣可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)，以內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變得越低則將機(jī)械膨脹比設(shè)得越高、并且排氣門(mén)的開(kāi)啟時(shí)期越向排氣下死點(diǎn)側(cè)延遲的方式，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷來(lái)設(shè)定機(jī)械膨脹比和排氣門(mén)的開(kāi)啟時(shí)期。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，其中，上述機(jī)械膨脹比的最大值為20以上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，其中，在實(shí)際的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷比基準(zhǔn)負(fù)荷低的情況下，將機(jī)械膨脹比控制為大致恒定。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，其中，上述基準(zhǔn)負(fù)荷是在機(jī)械膨脹比被設(shè)為最大時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1 4的任一項(xiàng)所述的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，其中，所述火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)還具備能夠改變進(jìn)氣門(mén)的關(guān)閉時(shí)期的進(jìn)氣可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)，內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變得越低則使進(jìn)氣門(mén)的關(guān)閉時(shí)期越向從進(jìn)氣下死點(diǎn)偏離的方向移動(dòng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1 5的任一項(xiàng)所述的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，其中，在發(fā)生了爆震時(shí)使點(diǎn)火時(shí)期延遲。
全文摘要
火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)具備能夠改變機(jī)械膨脹比的可變膨脹比機(jī)構(gòu)(A)和能夠改變排氣門(mén)(9)的開(kāi)啟時(shí)期的排氣可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)(C)。以使內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變得越低，則機(jī)械膨脹比被設(shè)得越高、并且排氣門(mén)的開(kāi)啟時(shí)期越向排氣下死點(diǎn)側(cè)延遲的方式，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷來(lái)設(shè)定機(jī)械膨脹比和排氣門(mén)的開(kāi)啟時(shí)期。如此根據(jù)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷來(lái)設(shè)定機(jī)械膨脹比，由此例如與以使實(shí)際壓縮比為恒定的方式設(shè)定機(jī)械膨脹比的情況相比，能夠提高熱效率。由此，提供熱效率高的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)。
文檔編號(hào)F02P5/152GK101779024SQ20088010282
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2008年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月13日
發(fā)明者澤田大作, 神山榮一, 秋久大輔 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社