火花點(diǎn)火式直噴發(fā)動(dòng)的制造方法
【專利摘要】一種火花點(diǎn)火式直噴發(fā)動(dòng)機(jī)。抑制由斷油導(dǎo)致的催化劑的溫度降低。發(fā)動(dòng)機(jī)(1)具備進(jìn)氣門(21)、排氣門(22)、噴射器(67)及PCM(10)。PCM(10)構(gòu)成為，在油門踏板未被踩下的狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的減速時(shí)，停止燃料噴射而執(zhí)行斷油，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低到規(guī)定值時(shí)重新開始燃料噴射，在斷油中，在進(jìn)氣行程中在使排氣門(22)開啟之后使進(jìn)氣門(21)開啟，在使排氣門(22)關(guān)閉之后、混合氣向進(jìn)氣口(16)吹回的正時(shí)，使進(jìn)氣門(21)關(guān)閉。
【專利說明】火花點(diǎn)火式直噴發(fā)動(dòng)機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開的技術(shù)涉及一種火花點(diǎn)火式直噴發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]例如，如專利文獻(xiàn)I所示，作為兼顧排氣排放性能的提高與熱效率的提高的技術(shù)，已知使氣缸內(nèi)的混合氣壓縮著火的燃燒方式。在該壓縮著火燃燒中，為了提高著火性及穩(wěn)定性，需要預(yù)先將氣缸內(nèi)的溫度提高某種程度。
[0003]然而，在減速時(shí)進(jìn)行斷油的發(fā)動(dòng)機(jī)中，在斷油中氣缸內(nèi)的溫度降低，在重新開始燃料供給時(shí)，有時(shí)氣缸內(nèi)溫度降低到難以進(jìn)行壓縮著火的程度。
[0004]因此，在專利文獻(xiàn)I的發(fā)動(dòng)機(jī)中，在從斷油恢復(fù)時(shí)，在執(zhí)行火花點(diǎn)火燃燒而使氣缸內(nèi)的溫度上升之后，轉(zhuǎn)移至壓縮著火燃燒。
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2004-316544號(hào)公報(bào)
[0006]然而，由斷油導(dǎo)致的氣缸內(nèi)的溫度降低，從催化劑的活化的觀點(diǎn)出發(fā)也是不優(yōu)選的。
[0007]但是，上述專利文獻(xiàn)I的發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，雖然在從斷油恢復(fù)時(shí)能夠使氣缸內(nèi)的溫度快速上升，但是由于斷油而氣缸內(nèi)的溫度暫時(shí)降低。結(jié)果，催化劑的溫度也會(huì)暫時(shí)降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明公開的技術(shù)是鑒于所述情況而進(jìn)行的，其目的在于抑制由斷油導(dǎo)致的催化劑的溫度降低。
[0009]本發(fā)明公開的技術(shù)為，一種火花點(diǎn)火式直噴發(fā)動(dòng)機(jī)，具備:發(fā)動(dòng)機(jī)主體，具有氣缸；進(jìn)氣門，對(duì)向上述氣缸開口的進(jìn)氣口進(jìn)行開閉；排氣門，對(duì)向上述氣缸開口的排氣口進(jìn)行開閉；燃料噴射閥，構(gòu)成為向上述氣缸內(nèi)噴射燃料；催化劑，設(shè)置在排氣通路上；以及控制器，構(gòu)成為至少控制上述進(jìn)氣門、上述排氣門及上述燃料噴射閥，由此使上述發(fā)動(dòng)機(jī)主體運(yùn)轉(zhuǎn)，在該火花點(diǎn)火式直噴發(fā)動(dòng)機(jī)中，上述控制器構(gòu)成為，在油門踏板未被踩下的狀態(tài)下的上述發(fā)動(dòng)機(jī)主體的減速時(shí)，停止從上述燃料噴射閥的燃料噴射而執(zhí)行斷油，在該發(fā)動(dòng)機(jī)主體的轉(zhuǎn)速降低到規(guī)定值時(shí)，使該燃料噴射閥的燃料噴射重新開始，在上述斷油中，在進(jìn)氣行程中在使上述排氣門開啟之后，使上述進(jìn)氣門開啟，在使該排氣門關(guān)閉之后、混合氣向進(jìn)氣口吹回的正時(shí)，使該進(jìn)氣門關(guān)閉。
[0010]根據(jù)該構(gòu)成，在油門踏板未被踩下的狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)主體的減速時(shí)，執(zhí)行斷油，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低到規(guī)定值時(shí)重新開始燃料噴射。而且，在斷油中，進(jìn)氣門在排氣門之后開啟、并且在排氣門之后關(guān)閉，因此新氣向氣缸內(nèi)的吸入量降低，并且氣缸內(nèi)的氣體的一部分向進(jìn)氣口吹回。如此，能夠降低在氣缸內(nèi)封閉的新氣量。由此，能夠降低在其后的排氣行程中向排氣口排氣的新氣量，能夠降低到達(dá)催化劑的新氣量。結(jié)果，能夠抑制斷油中的催化劑的溫度降低。
[0011]進(jìn)一步，在斷油中，除了上述的進(jìn)氣的延遲關(guān)閉以外，還進(jìn)行基于排氣的二次開啟的內(nèi)部EGR。由于在斷油中不進(jìn)行燃燒，因此氣缸內(nèi)的溫度存在降低的傾向，但能夠通過向氣缸內(nèi)導(dǎo)入廢氣來抑制斷油緊后的氣缸內(nèi)的溫度降低。結(jié)果，向排氣口排氣的混合氣含有EGR氣體，因此與僅為新氣的情況相比成為高溫。該情況對(duì)于抑制催化劑的溫度降低也是有效的。此外，在排氣的二次開啟時(shí)，在進(jìn)氣行程中與進(jìn)氣門相比使排氣門先開啟，由此在進(jìn)氣行程中能夠向氣缸內(nèi)先導(dǎo)入廢氣，結(jié)果，能夠向氣缸內(nèi)導(dǎo)入更多的廢氣。
[0012]進(jìn)一步，使含有廢氣的混合氣向進(jìn)氣口吹回，因此在進(jìn)氣行程中從進(jìn)氣口向氣缸內(nèi)導(dǎo)入的氣體也含有廢氣。該氣體與僅為新氣的情況相比成為高溫。該情況對(duì)于抑制催化劑的溫度降低也是有效的。
[0013]此外，如上述那樣，通過EGR及進(jìn)氣的延遲關(guān)閉來抑制斷油中的氣缸內(nèi)的溫度降低，有利于使燃料噴射重新開始時(shí)的著火性提高。
[0014]此外，上述控制器也可以構(gòu)成為，至少在上述發(fā)動(dòng)機(jī)主體的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)處于規(guī)定的低負(fù)載區(qū)域時(shí)，進(jìn)行使上述氣缸內(nèi)的混合氣通過自燃來燃燒的壓縮著火燃燒而使上述發(fā)動(dòng)機(jī)主體運(yùn)轉(zhuǎn)。此處，“低負(fù)載區(qū)域”可以是將運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域區(qū)分為低負(fù)載、中負(fù)載及高負(fù)載這三個(gè)區(qū)域的情況下的低負(fù)載區(qū)域。
[0015]當(dāng)執(zhí)行上述斷油時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載急速地降低。因此，在燃料噴射重新開始時(shí)，通常，發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)處于上述規(guī)定的低負(fù)載區(qū)域。即，在斷油后的恢復(fù)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)處于上述規(guī)定的低負(fù)載區(qū)域的情況較多。而且，在該低負(fù)載區(qū)域中進(jìn)行壓縮著火燃燒。從適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行壓縮著火燃燒的觀點(diǎn)出發(fā)，氣缸內(nèi)的溫度較低的情況是不優(yōu)選的，而需要抑制斷油中的氣缸內(nèi)的溫度降低。根據(jù)上述構(gòu)成，通過EGR及進(jìn)氣的延遲關(guān)閉來抑制斷油中的氣缸內(nèi)的溫度降低。即，EGR及進(jìn)氣的延遲關(guān)閉不僅能夠抑制催化劑的溫度降低，從壓縮著火燃燒的著火性的觀點(diǎn)出發(fā)也是有利的。
[0016]進(jìn)一步，上述控制器也可以構(gòu)成為，至少在上述發(fā)動(dòng)機(jī)主體的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)處于規(guī)定的高負(fù)載區(qū)域時(shí)，將空氣過剩率設(shè)定為I以下而使該發(fā)動(dòng)機(jī)主體運(yùn)轉(zhuǎn)。此處，“高負(fù)載區(qū)域”可以是將運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域區(qū)分為低負(fù)載、中負(fù)載及高負(fù)載這三個(gè)區(qū)域的情況下的高負(fù)載區(qū)域。
[0017]根據(jù)該構(gòu)成，在規(guī)定的高負(fù)載區(qū)域中將空氣過剩率設(shè)定為I以下，因此燃燒氣體溫度變高。因此，在從發(fā)動(dòng)機(jī)主體的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)處于上述規(guī)定的高負(fù)載區(qū)域的狀態(tài)開始執(zhí)行斷油時(shí)，已燃?xì)怏w的溫度較高，因此如上述那樣，對(duì)抑制氣缸內(nèi)的溫度降低有效。
[0018]此外，上述控制器也可以為，在使上述燃料噴射重新開始時(shí)，使上述進(jìn)氣門的關(guān)閉時(shí)期提前。
[0019]如上述那樣，由于進(jìn)行進(jìn)氣的延遲關(guān)閉，因此氣缸內(nèi)的新氣量減少。所以，在重新開始燃燒時(shí)，通過使進(jìn)氣門的關(guān)閉時(shí)期提前，由此能夠確保新氣量。
[0020]此外，火花點(diǎn)火式直噴發(fā)動(dòng)機(jī)也可以進(jìn)一步具備在減速時(shí)對(duì)動(dòng)能進(jìn)行再生的減速再生系統(tǒng)。
[0021]根據(jù)該構(gòu)成，在斷油中如上述那樣執(zhí)行進(jìn)氣的延遲關(guān)閉，因此泵損失降低。結(jié)果，能夠通過減速再生系統(tǒng)再生更多的動(dòng)能。另外，從對(duì)更多的動(dòng)能進(jìn)行再生這一點(diǎn)出發(fā)，在斷油中，除了進(jìn)氣的延遲關(guān)閉以外，優(yōu)選使節(jié)氣門全開。
[0022]發(fā)明的效果
[0023]根據(jù)上述火花點(diǎn)火式直噴發(fā)動(dòng)機(jī)，在斷油中進(jìn)行基于排氣的二次開啟的內(nèi)部EGR和進(jìn)氣的延遲關(guān)閉，由此能夠抑制催化劑的溫度降低，并且能夠使壓縮著火燃燒的著火性 和穩(wěn)定性提聞。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是表示火花點(diǎn)火式直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)成的概略圖。
[0025]圖2是火花點(diǎn)火式直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的控制的框圖。
[0026]圖3是放大表示燃燒室的剖視圖。
[0027]圖4是例示發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域的圖。
[0028]圖5中，(a)是在Cl模式下進(jìn)行進(jìn)氣行程噴射的情況下的燃料噴射時(shí)期的一例、和伴隨其的Cl燃燒的熱釋放率的例示，(b)是在Cl模式下進(jìn)行高壓延遲噴射的情況下的燃料噴射時(shí)期的一例、和伴隨其的Cl燃燒的熱釋放率的例示，(C)是在SI模式下進(jìn)行高壓延遲噴射的情況下的燃料噴射時(shí)期及點(diǎn)火時(shí)期的一例、和伴隨其的SI燃燒的熱釋放率的例示，(d)是在SI模式下進(jìn)行進(jìn)氣行程噴射和高壓延遲噴射的分段噴射的情況下的燃料噴射時(shí)期及點(diǎn)火時(shí)期的一例、和伴隨其的SI燃燒的熱釋放率的例示。
[0029]圖6是對(duì)基于高壓延遲噴射的SI燃燒的狀態(tài)與以往的SI燃燒的狀態(tài)進(jìn)行比較的圖。
[0030]圖7是表不減速時(shí)斷油的處理的流程圖。
[0031]圖8是表示斷油前的發(fā)動(dòng)機(jī)的各要素的狀態(tài)的圖，(A)表示燃料噴射正時(shí)及缸內(nèi)的壓力變化、以及進(jìn)行火花點(diǎn)火的情況下的火花點(diǎn)火正時(shí)，(B)表示進(jìn)氣門的升程量(虛線)及排氣門的升程量(實(shí)線)，(C)表示節(jié)氣門的開度，(D)表示氣缸內(nèi)的成分。
[0032]圖9是表示斷油中的發(fā)動(dòng)機(jī)的各要素的狀態(tài)的圖，(A)表示燃料噴射正時(shí)及缸內(nèi)的壓力變化、以及進(jìn)行火花點(diǎn)火的情況下的火花點(diǎn)火正時(shí)，(B)表示進(jìn)氣門的升程量(虛線)及排氣門的升程量(實(shí)線)，(C)表示節(jié)氣門的開度，(D)表示氣缸內(nèi)的成分。
[0033]圖10是表示燃料噴射重新開始時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的各要素的狀態(tài)的圖，(A)表示燃料噴射正時(shí)及缸內(nèi)的壓力變化、以及進(jìn)行火花點(diǎn)火的情況下的火花點(diǎn)火正時(shí)，⑶表示進(jìn)氣門的升程量(虛線)及排氣門的升程量(實(shí)線)，(C)表示節(jié)氣門的開度，(D)表示氣缸內(nèi)的成分。
[0034]圖11是表示轉(zhuǎn)移至Cl模式后的發(fā)動(dòng)機(jī)的各要素的狀態(tài)的圖，(A)表示燃料噴射正時(shí)及缸內(nèi)的壓力變化、以及進(jìn)行火花點(diǎn)火的情況下的火花點(diǎn)火正時(shí)，⑶表示進(jìn)氣門的升程量(虛線)及排氣門的升程量(實(shí)線)，(C)表示節(jié)氣門的開度，(D)表示氣缸內(nèi)的成分。
[0035]符號(hào)的說明
[0036]I 發(fā)動(dòng)機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī)主體)
[0037]10 PCM (控制器)
[0038]16 進(jìn)氣 口
[0039]17 排氣口
[0040]18 氣缸
[0041]21進(jìn)氣門
[0042]22排氣門
[0043]40排氣通路
[0044]41直接催化劑(催化劑)[0045]42下級(jí)催化劑(催化劑)
[0046]67噴射器(燃料噴射閥)
[0047]80減速再生系統(tǒng)
【具體實(shí)施方式】
[0048]以下，根據(jù)附圖來說明火花點(diǎn)火式直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施方式。以下的優(yōu)選實(shí)施方式的說明為例示。圖1、圖2表示發(fā)動(dòng)機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī)主體)I的概略構(gòu)成。該發(fā)動(dòng)機(jī)I是搭載在車輛上、并且被供給至少含有汽油的燃料的火花點(diǎn)火式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)I具有:設(shè)置有多個(gè)氣缸18的氣缸體11 (另外，在圖1中僅圖示一個(gè)氣缸，但例如直列地設(shè)置有四個(gè)氣缸)；配設(shè)在該氣缸體11上的氣缸蓋12 ;以及配設(shè)在氣缸體11的下側(cè)、存積有潤滑油的油底殼
13。在各氣缸18內(nèi)，能夠往復(fù)運(yùn)動(dòng)地嵌插有經(jīng)由連桿142與曲軸15連結(jié)的活塞14。在活塞14的頂面上，如在圖3中放大表示的那樣，形成有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的凹型那樣的腔141。在活塞14位于壓縮上止點(diǎn)附近時(shí)，腔141與后述的噴射器67相對(duì)。氣缸蓋12、氣缸18及具有腔141的活塞14劃分出燃燒室19。另外，燃燒室19的形狀并不限定于圖示的形狀。例如，腔141的形狀、活塞14的頂面形狀及燃燒室19的頂棚部的形狀等能夠適宜地變更。
[0049]該發(fā)動(dòng)機(jī)I為，以理論熱效率的提高、后述的壓縮著火燃燒的穩(wěn)定化等為目的，而設(shè)定為15以上的比較高的幾何壓縮比。另外，幾何壓縮比在15以上20以下程度的范圍內(nèi)適宜地設(shè)定即可。
[0050]在氣缸蓋12上，按照每個(gè)氣缸18形成有進(jìn)氣口 16及排氣口 17，并且在這些進(jìn)氣口 16及排氣口 17分別配設(shè)有對(duì)燃燒室19側(cè)的開口進(jìn)行開閉的進(jìn)氣門21及排氣門22。
[0051]在分別驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門21及排氣門22的氣門傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)，在排氣側(cè)設(shè)置有將排氣門22的動(dòng)作模式切換為通常模式和特殊模式的、例如液壓動(dòng)作式的可變機(jī)構(gòu)(參照?qǐng)D2。以下稱為VVL (Variable Valve Lift:可變氣門升程))71。雖然省略其構(gòu)成的詳細(xì)圖示，但VVL71構(gòu)成為，包括:具有一個(gè)凸輪尖的第一凸輪和具有兩個(gè)凸輪尖的第二凸輪這兩種凸輪輪廓不同的凸輪；以及將該第一及第二凸輪中任一個(gè)凸輪的動(dòng)作狀態(tài)選擇性地向排氣門22傳遞的空動(dòng)機(jī)構(gòu)。在將第一凸輪的動(dòng)作狀態(tài)向排氣門22傳遞時(shí)，排氣門22以在排氣行程中僅開啟一次的通常模式進(jìn)行動(dòng)作，相對(duì)于此，在將第二凸輪的動(dòng)作狀態(tài)向排氣門22傳遞時(shí)，排氣門22以進(jìn)行在排氣行程中開啟并且在進(jìn)氣行程中也開啟那樣的、所謂排氣的二次開啟的特殊模式進(jìn)行動(dòng)作。VVL71的通常模式和特殊模式根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來切換。具體地，特殊模式在內(nèi)部EGR的控制時(shí)被利用。即，排氣門22及VVL71構(gòu)成排氣回流機(jī)構(gòu)之一、例如第一排氣回流機(jī)構(gòu)。此外，VVL71構(gòu)成氣門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0052]在以下的說明中，有時(shí)將使VVL71以通常模式動(dòng)作、不進(jìn)行排氣二次開啟的情況稱為“將VVL71關(guān)閉”，將使VVL71以特殊模式動(dòng)作、進(jìn)行排氣二次開啟的情況稱為“將VVL71開啟”。另外，也可以采用不僅能夠進(jìn)行這種通常模式與特殊模式的切換、還通過電磁促動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)排氣門22的電磁驅(qū)動(dòng)式的氣門傳動(dòng)系統(tǒng)。此外，內(nèi)部EGR的執(zhí)行并非僅通過排氣二次開啟來實(shí)現(xiàn)。例如也可以通過將進(jìn)氣門21開啟兩次的、進(jìn)氣的二次開啟來進(jìn)行內(nèi)部EGR控制，還可以進(jìn)行在排氣行程至進(jìn)氣行程中設(shè)置將進(jìn)氣門21及排氣門22雙方關(guān)閉的負(fù)重疊(negative overlap)期間而使已燃?xì)怏w殘留在氣缸18內(nèi)的內(nèi)部EGR控制。
[0053]相對(duì)于具備VVL71的排氣側(cè)的氣門傳動(dòng)系統(tǒng)，如圖2所示，在進(jìn)氣側(cè)設(shè)置有:能夠變更進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸15的旋轉(zhuǎn)相位的相位可變機(jī)構(gòu)(以下稱為VVT(VariableValve Timing:可變氣門正時(shí)))72 ;以及能夠連續(xù)地變更進(jìn)氣門21的升程量的升程量可變機(jī)構(gòu)(以下稱為CVVL (Continuously Variable Valve Lift:連續(xù)可變氣門升程))73。VVT72適宜地采用液壓式、電磁式或機(jī)械式的公知構(gòu)造即可，省略關(guān)于其詳細(xì)構(gòu)造的圖示。此外，CVVL73也能夠適宜地采用公知的各種構(gòu)造，省略關(guān)于其詳細(xì)構(gòu)造的圖示。通過VVT72及CVVL73，進(jìn)氣門21能夠分別變更其開啟正時(shí)及關(guān)閉正時(shí)、以及升程量。
[0054]在氣缸蓋12上，還按照每個(gè)氣缸18安裝有向氣缸18內(nèi)直接噴射燃料的噴射器67。如在圖3中放大表示的那樣，噴射器67被配設(shè)為，其噴口從燃燒室19的頂棚面的中央部分面向該燃燒室19內(nèi)。噴射器67以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而設(shè)定的噴射正時(shí)、且將與發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的量的燃料向燃燒室19內(nèi)直接噴射。在該例中，雖然省略詳細(xì)的圖示，但噴射器67為具有多個(gè)噴口的多噴口型的噴射器。由此，噴射器67以燃料噴霧從燃燒室19的中心位置放射狀地?cái)U(kuò)散的方式噴射燃料。噴射器67構(gòu)成燃料噴射閥。
[0055]如在圖3中用箭頭表示的那樣，在活塞14位于壓縮上止點(diǎn)附近的正時(shí)、以從燃燒室19的中央部分放射狀地?cái)U(kuò)散的方式噴射的燃料噴霧，沿著活塞頂面上所形成的腔141的壁面流動(dòng)。換言之，腔141形成為，將在活塞14位于壓縮上止點(diǎn)附近的正時(shí)所噴射的燃料噴霧收納在其內(nèi)部。該多噴口型的噴射器67與腔141的組合，是在燃料的噴射后縮短混合氣形成期間、并且縮短燃燒期間的方面有利的構(gòu)成。另外，噴射器67并不限定于多噴口型的噴射器，也可以采用向外打開式的噴射器。
[0056]未圖示的燃料箱與噴射器67之間通過燃料供給路徑相互連結(jié)。在該燃料供給路徑上設(shè)置有燃料供給系統(tǒng)62，該燃料供給系統(tǒng)62包括燃料泵63和共軌64，且能夠以比較高的燃料壓力向噴射器67供給燃料。燃料泵63從燃料箱向共軌64壓送燃料，共軌64能夠以比較高的燃料壓力來蓄積壓送來的燃料。通過噴射器67開啟，由此從噴射器67的噴口噴射共軌64中所蓄積的燃料。此處，雖然省略圖示，但燃料泵63為柱塞式的泵，并由發(fā)動(dòng)機(jī)I驅(qū)動(dòng)。包括該發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的泵的構(gòu)成的燃料供給系統(tǒng)62，能夠向噴射器67供給30MPa以上的較高的燃料壓力的燃料。燃料壓力最大也可以設(shè)定為120MPa程度。向噴射器67供給的燃料的壓力，如后述那樣，能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來變更。另外，燃料供給系統(tǒng)62并不限定于該構(gòu)成。
[0057]如圖3所示，在氣缸蓋12上還安裝有對(duì)燃燒室19內(nèi)的混合氣進(jìn)行點(diǎn)火的火花塞25。在該例中，火花塞25被配置為，以從發(fā)動(dòng)機(jī)I的排氣側(cè)向斜下方延伸的方式貫通到氣缸蓋12內(nèi)。如圖3所示，火花塞25的前端面向位于壓縮上止點(diǎn)的活塞14的腔141內(nèi)地配置。
[0058]如圖1所示，在發(fā)動(dòng)機(jī)I的一個(gè)側(cè)面上，以與各氣缸18的進(jìn)氣口 16連通的方式連接有進(jìn)氣通路30。另一方面，在發(fā)動(dòng)機(jī)I的另一個(gè)側(cè)面上，連接有將來自各氣缸18的燃燒室19的已燃?xì)怏w(廢氣)排出的排氣通路40。
[0059]在進(jìn)氣通路30的上游端部配設(shè)有對(duì)吸入空氣進(jìn)行過濾的空氣濾清器31。此外，在進(jìn)氣通路30的下游端附近配設(shè)有穩(wěn)壓箱33。比該穩(wěn)壓箱33更靠下游側(cè)的進(jìn)氣通路30，成為向各氣缸18的每個(gè)分支的獨(dú)立通路，這些各獨(dú)立通路的下游端分別與各氣缸18的進(jìn)氣口 16連接。
[0060]在進(jìn)氣通路30上的空氣濾清器31與穩(wěn)壓箱33之間，配設(shè)有對(duì)空氣進(jìn)行冷卻或加熱的水冷式的中冷器/加熱器34、以及對(duì)向各氣缸18的吸入空氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)的節(jié)氣門36。在進(jìn)氣通路30上還連接有對(duì)中冷器/加熱器34進(jìn)行旁通的中冷器/加熱器旁通通路35，在該中冷器/加熱器旁通通路35上配設(shè)有用于對(duì)在該通路35中通過的空氣流量進(jìn)行調(diào)整的中冷器/加熱器旁通閥351。通過中冷器/加熱器旁通閥351的開度調(diào)整，對(duì)中冷器/加熱器旁通通路35的通過流量與中冷器/加熱器34的通過流量的比例進(jìn)行調(diào)整，由此能夠?qū)ο驓飧?8導(dǎo)入的新氣的溫度進(jìn)行調(diào)整。
[0061]排氣通路40上游側(cè)的部分由排氣歧管構(gòu)成，該排氣歧管具有向各氣缸18的每個(gè)分支而與排氣口 17的外側(cè)端連接的獨(dú)立通路以及該各獨(dú)立通路進(jìn)行集合的集合部。在該排氣通路40上的比排氣歧管更靠下游側(cè)，作為對(duì)廢氣中的有害成分進(jìn)行凈化的排氣凈化裝置，分別連接有直接催化劑41和下級(jí)(underfoot)催化劑42。直接催化劑41及下級(jí)催化劑42分別構(gòu)成為，具備筒狀殼體和配置在該殼體內(nèi)的流路上的例如三元催化劑。直接催化劑41及下級(jí)催化劑42構(gòu)成催化劑
[0062]進(jìn)氣通路30上的穩(wěn)壓箱33與節(jié)氣門36之間的部分、和排氣通路40上的比直接催化劑41更靠上游側(cè)的部分，經(jīng)由用于使廢氣的一部分(EGR氣體)回流到進(jìn)氣通路30中的EGR通路50連接。該EGR通路50構(gòu)成為，包括:主通路51，配設(shè)有用于通過發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水來冷卻廢氣的EGR冷卻器52 ；以及用于對(duì)EGR冷卻器52進(jìn)行旁通的EGR冷卻器旁通通路53。在主通路51上配設(shè)有用于對(duì)廢氣向進(jìn)氣通路30的回流量進(jìn)行調(diào)整的EGR閥511，在EGR冷卻器旁通通路53上配設(shè)有用于對(duì)在EGR冷卻器旁通通路53中流通的廢氣的流量進(jìn)行調(diào)整的EGR冷卻器旁通閥531。這些EGR通路50、主通路51、EGR閥511、EGR冷卻器52、EGR冷卻器旁通通路53及EGR冷卻器旁通閥531構(gòu)成排氣回流機(jī)構(gòu)之一、例如第二排氣回流機(jī)構(gòu)。
[0063]此外，發(fā)動(dòng)機(jī)I具備減速再生系統(tǒng)80。減速再生系統(tǒng)80具有由發(fā)動(dòng)機(jī)I驅(qū)動(dòng)而進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電機(jī)(交流發(fā)電機(jī))81、以及與發(fā)電機(jī)81連接的蓄電池82。該發(fā)電機(jī)81在發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)中，經(jīng)由帶由發(fā)動(dòng)機(jī)I的曲軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。其中，發(fā)電機(jī)81構(gòu)成為，能夠切換由發(fā)動(dòng)機(jī)I驅(qū)動(dòng)而進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電狀態(tài)、和即使由發(fā)動(dòng)機(jī)I驅(qū)動(dòng)也不進(jìn)行發(fā)電的非發(fā)電狀態(tài)。發(fā)電機(jī)81的發(fā)電電力被蓄電池82蓄電、或被供給到車輛電負(fù)載(圖示省略)。另外，也可以取代蓄電池82而使用電容器等蓄電裝置。
[0064]如此構(gòu)成的發(fā)動(dòng)機(jī)I由動(dòng)力系統(tǒng)控制模塊(以下稱為PCM) 10控制。PCMlO由具有CPU、存儲(chǔ)器、計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)器(counter timer)組、接口及連接這些單元的總線的微處理器構(gòu)成。該P(yáng)CMlO構(gòu)成控制器。
[0065]如圖1、2所不，向PCMlO輸入各種傳感器SWl?SW16的檢測(cè)信號(hào)。該各種傳感器包括如下的傳感器。即，在空氣濾清器31的下游側(cè)檢測(cè)新氣的流量的空氣流量傳感器SWl及檢測(cè)新氣的溫度的進(jìn)氣溫度傳感器SW2、配置在中冷器/加熱器34的下游側(cè)且檢測(cè)通過了中冷器/加熱器34后的新氣的溫度的第二進(jìn)氣溫度傳感器SW3、配置在EGR通路50上的與進(jìn)氣通路30的連接部附近且檢測(cè)外部EGR氣體的溫度的EGR氣體溫度傳感器SW4、安裝在進(jìn)氣口 16且檢測(cè)向氣缸18內(nèi)流入緊前的進(jìn)氣的溫度的進(jìn)氣口溫度傳感器SW5、安裝在氣缸蓋12上且檢測(cè)氣缸18內(nèi)的壓力的缸內(nèi)壓力傳感器SW6、配置在排氣通路40上的與EGR通路50的連接部附近且分別檢測(cè)排氣溫度及排氣壓力的排氣溫度傳感器SW7及排氣壓力傳感器SW8、配置在直接催化劑41的上游側(cè)且檢測(cè)排氣中的氧濃度的線性O(shè)2傳感器SW9、配置在直接催化劑41與下級(jí)催化劑42之間且檢測(cè)排氣中的氧濃度的λ O2傳感器SW10、檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的溫度的水溫傳感器SWl1、檢測(cè)曲軸15的旋轉(zhuǎn)角的曲軸轉(zhuǎn)角傳感器SW12、檢測(cè)與車輛的油門踏板(圖示省略)的操作量相對(duì)應(yīng)的油門開度的油門開度傳感器SW13、進(jìn)氣側(cè)及排氣側(cè)的凸輪轉(zhuǎn)角傳感器SW14、Sff 15,以及安裝在燃料供給系統(tǒng)62的共軌64上且檢測(cè)向噴射器67供給的燃料壓力的燃料壓力傳感器SW16。
[0066]PCMlO通過根據(jù)這些檢測(cè)信號(hào)來進(jìn)行各種運(yùn)算，由此判定發(fā)動(dòng)機(jī)1、車輛的狀態(tài)，并與其對(duì)應(yīng)地向噴射器67、火花塞25、進(jìn)氣門側(cè)的VVT72及CVVL73、排氣門側(cè)的VVL71、燃料供給系統(tǒng)62、發(fā)電機(jī)81以及各種閥(節(jié)氣門36、中冷器/加熱器旁通閥351、EGR閥511及EGR冷卻器旁通閥531)的促動(dòng)器輸出控制信號(hào)。如此，PCMlO使發(fā)動(dòng)機(jī)I運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0067]圖4表示發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域的一例。該發(fā)動(dòng)機(jī)I以燃料消耗率的提高、排氣排放性能的提高為目的，在發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載相對(duì)低的低負(fù)載區(qū)域，不進(jìn)行基于火花塞25的點(diǎn)火，而進(jìn)行通過壓縮自燃來進(jìn)行燃燒的壓縮著火燃燒。但是，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)I的負(fù)載變高，在壓縮著火燃燒中，燃燒會(huì)變得過于劇烈，例如會(huì)產(chǎn)生燃燒噪聲等問題。因此，在該發(fā)動(dòng)機(jī)I中，在發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載相對(duì)高的高負(fù)載區(qū)域，停止壓縮著火燃燒，而切換到利用火花塞25的火花點(diǎn)火燃燒。如此，該發(fā)動(dòng)機(jī)I構(gòu)成為，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)I的負(fù)載，切換進(jìn)行壓縮著火燃燒的Cl (Compression Ignition)模式、和進(jìn)行火花點(diǎn)火燃燒的SI (SparkIgnition)模式。但是，模式切換的界線并不限定于圖例。
[0068]Cl模式進(jìn)一步根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的高低而被分為三個(gè)區(qū)域。具體地，在Cl模式下，在負(fù)載最低的區(qū)域(I)中，為了提高壓縮著火燃燒的著火性及穩(wěn)定性，而將溫度相對(duì)高的EGR氣體(以下還稱為熱EGR氣體)導(dǎo)入氣缸18內(nèi)。這通過將VVL71開啟、而進(jìn)行將排氣門22在進(jìn)氣行程中開啟的排氣的二次開啟來實(shí)現(xiàn)。熱EGR氣體的導(dǎo)入會(huì)提高氣缸18內(nèi)的壓縮上止點(diǎn)溫度，在輕負(fù)載的區(qū)域(I)中，有利于提高壓縮著火燃燒的著火性及穩(wěn)定性。此夕卜，如圖5(a)所示，在區(qū)域(I)中，至少在從進(jìn)氣行程到壓縮行程中期的期間內(nèi)，噴射器67向氣缸18內(nèi)噴射燃料，由此形成均勻的稀混合氣?；旌蠚獾目諝膺^剩率λ例如也可以設(shè)定為2.4以上，由此能夠抑制Raw NOx的生成，能夠提高排氣排放性能。如此，如圖5(a)所示，該稀混合氣在壓縮上止點(diǎn)附近壓縮自燃。
[0069]雖然詳細(xì)將后述，但在區(qū)域(I)中的負(fù)載較高的區(qū)域、具體地是包括區(qū)域(I)與區(qū)域(2)的邊界的區(qū)域中，至少在從進(jìn)氣行程到壓縮行程中期的期間內(nèi)，向氣缸18內(nèi)噴射燃料，但將混合氣的空燃比設(shè)定為理論空燃比(λ?I)。通過成為理論空燃比，由此變得能夠利用三元催化劑，并且SI模式與Cl模式之間的切換時(shí)的控制簡化，并且還有助于使Cl模式向高負(fù)載側(cè)擴(kuò)大。
[0070]在Cl模式下，在與區(qū)域⑴相比負(fù)載高的區(qū)域⑵中，與區(qū)域⑴的高負(fù)載側(cè)同樣地，至少在從進(jìn)氣行程到壓縮行程中期的期間內(nèi)，向氣缸18內(nèi)噴射燃料(參照?qǐng)D5(a))，形成均勻的理論空燃比(λ?I)的混合氣。
[0071]在區(qū)域⑵中，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的上升，氣缸18內(nèi)的溫度自然地提高，因此為了避免提前著火而使熱EGR氣體量降低。這通過對(duì)向氣缸18內(nèi)導(dǎo)入的內(nèi)部EGR氣體量進(jìn)行調(diào)整來實(shí)現(xiàn)。
[0072]在區(qū)域(2)中，進(jìn)一步將溫度相對(duì)低的EGR氣體(以下還稱為冷EGR氣體)向氣缸18內(nèi)導(dǎo)入。如此，通過將高溫的熱EGR氣體和低溫的冷EGR氣體以適宜的比例向氣缸18內(nèi)導(dǎo)入，由此使氣缸18內(nèi)的壓縮上止點(diǎn)溫度適當(dāng)，在確保壓縮著火的著火性的同時(shí)還避免急劇的燃燒，從而實(shí)現(xiàn)壓縮著火燃燒的穩(wěn)定化。另外，將熱EGR氣體及冷EGR氣體合計(jì)的、向氣缸18內(nèi)導(dǎo)入的EGR氣體的比例、即EGR率為，在將混合氣的空氣過剩率設(shè)定為λ ^ I的條件下，被設(shè)定為盡可能高的EGR率。因此,在區(qū)域(2)中，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的增大、而燃料噴射量增大，因此EGR率會(huì)逐漸降低。[0073]在包括Cl模式與SI模式的切換界線的、Cl模式下負(fù)載最高的區(qū)域(3)中，氣缸18內(nèi)的壓縮上止點(diǎn)溫度進(jìn)一步變高，因此如區(qū)域(I)、區(qū)域(2)那樣，當(dāng)在從進(jìn)氣行程到壓縮行程中期的期間內(nèi)向氣缸18內(nèi)噴射燃料時(shí)，會(huì)產(chǎn)生提前著火等異常燃燒。另一方面，當(dāng)大量導(dǎo)入溫度較低的冷EGR氣體而要使氣缸內(nèi)的壓縮上止點(diǎn)溫度降低時(shí)，這次壓縮著火的著火性會(huì)惡化。即，僅通過氣缸18內(nèi)的溫度控制，不能夠穩(wěn)定地進(jìn)行壓縮著火燃燒，因此在該區(qū)域(3)中，除了氣缸18內(nèi)的溫度控制，還對(duì)燃料噴射方式進(jìn)行研究，由此在避免提前著火等異常燃燒的同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓縮著火燃燒的穩(wěn)定化。具體地，該燃料噴射方式為，以與以往相比大幅度地高壓化了的燃料壓力，如圖5(b)所示那樣，至少在從壓縮行程后期到膨脹行程初期的期間(以下將該期間稱為延遲期間)內(nèi)，向氣缸18內(nèi)執(zhí)行燃料噴射。以下，將該特征性的燃料噴射方式稱為“高壓延遲噴射”或簡稱為“延遲噴射”。通過這種高壓延遲噴射，能夠在避免區(qū)域(3)中的異常燃燒的同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓縮著火燃燒的穩(wěn)定化。關(guān)于該高壓延遲噴射的詳細(xì)將后述。
[0074]在區(qū)域(3)中，與區(qū)域⑵同樣地，以適宜的比例將高溫的熱EGR氣體和低溫的冷EGR氣體向氣缸18內(nèi)導(dǎo)入。由此，使氣缸18內(nèi)的壓縮上止點(diǎn)溫度適當(dāng)而實(shí)現(xiàn)壓縮著火燃燒的穩(wěn)定化。
[0075]相對(duì)于根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的高低而被分為三個(gè)區(qū)域的Cl模式，SI模式根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的高低而被分為區(qū)域(4)和區(qū)域(5)這兩個(gè)區(qū)域。在圖例中，區(qū)域(4)相當(dāng)于將發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域區(qū)分為低速、高速這兩個(gè)時(shí)的低速區(qū)域，區(qū)域(5)相當(dāng)于高速區(qū)域。區(qū)域(4)與區(qū)域(5)的邊界為，在圖4所示的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域中，相對(duì)于負(fù)載的高低向轉(zhuǎn)速方向傾斜，但區(qū)域⑷與區(qū)域(5)的邊界并非限定于圖例。
[0076]在區(qū)域(4)及區(qū)域(5)的各自中，混合氣與區(qū)域(2)及區(qū)域(3)同等地被設(shè)定為理論空燃比(λ~I或λ < I)。因此，混合氣的空燃比跨越Cl模式與SI模式的邊界而成為理論空燃比(λ~1或λ < I)、成為一定。在該情況下，能夠利用三元催化劑。此外，在區(qū)域(4)及區(qū)域(5)中，基本上使節(jié)氣門36全開，而通過EGR閥511的開度調(diào)整，來調(diào)整向氣缸18內(nèi)導(dǎo)入的新氣量及外部EGR氣體量。如此調(diào)整向氣缸18內(nèi)導(dǎo)入的氣體比例，能夠?qū)崿F(xiàn)泵損失的降低，并且通過將大量的EGR氣體向氣缸18內(nèi)導(dǎo)入，能夠?qū)⒒鸹c(diǎn)火燃燒的燃燒溫度抑制得較低，還能夠?qū)崿F(xiàn)冷卻損失的降低。在區(qū)域(4)及區(qū)域(5)中，主要將通過EGR冷卻器52冷卻了的外部EGR氣體向氣缸18導(dǎo)入。由此，還存在有利于避免異常燃燒、并且抑制Raw NOx的生成這種優(yōu)點(diǎn)。EGR閥511的開度及EGR冷卻器旁通閥531的開度，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的增大而減少。此時(shí)，EGR閥511的開度與EGR冷卻器旁通閥531的開度相比相對(duì)大，即，冷EGR氣體比熱EGR氣體多。而且，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的增大，EGR冷卻器旁通閥531與EGR閥511相比先成為全閉狀態(tài)。另外，在全開負(fù)載區(qū)域中，通過將EGR閥511關(guān)閉，而使外部EGR為零。
[0077]如上述那樣，該發(fā)動(dòng)機(jī)I的幾何壓縮比被設(shè)定為15以上(例如18)。較高的壓縮比會(huì)提高壓縮上止點(diǎn)溫度及壓縮上止點(diǎn)壓力，因此在Cl模式的、尤其是低負(fù)載的區(qū)域(例如區(qū)域(I))中，有利于壓縮著火燃燒的穩(wěn)定化。另一方面，該高壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)I具有在高負(fù)載區(qū)域的SI模式下，容易產(chǎn)生提前著火、爆震這種異常燃燒的問題。
[0078]所以，在該發(fā)動(dòng)機(jī)I中，在SI模式的區(qū)域(4)、區(qū)域(5)中，通過進(jìn)行上述的高壓延遲噴射，來避免異常燃燒。更詳細(xì)地，在區(qū)域(4)中，如圖5(c)所示，以30MPa以上的高燃料壓力，在從壓縮行程后期到膨脹行程初期的延遲期間內(nèi)，僅進(jìn)行對(duì)氣缸18內(nèi)執(zhí)行燃料噴射的高壓延遲噴射。相對(duì)于此，在區(qū)域(5)中，如圖5(d)所示，將噴射的燃料的一部分、在進(jìn)氣門21開啟的進(jìn)氣行程期間內(nèi)向氣缸18內(nèi)噴射，并且將剩余的燃料在延遲期間內(nèi)向氣缸18內(nèi)噴射。S卩，在區(qū)域(5)中，進(jìn)行燃料的分段噴射。此處，進(jìn)氣門21開啟的進(jìn)氣行程期間，并不是根據(jù)活塞位置來定義的期間，而是根據(jù)進(jìn)氣門的開閉來定義的期間，此處所說的進(jìn)氣行程，有時(shí)根據(jù)由VVT72、CVVL73變更的進(jìn)氣門21的關(guān)閉時(shí)期，而相對(duì)于活塞到達(dá)進(jìn)氣下止點(diǎn)的時(shí)刻偏離。
[0079]接著，參照?qǐng)D6對(duì)SI模式下的高壓延遲噴射進(jìn)行說明。圖6是比較基于上述的高壓延遲噴射的SI燃燒(實(shí)線)與在進(jìn)氣行程中執(zhí)行燃料噴射的以往的SI燃燒(虛線)的、熱釋放率(上圖)及未燃混合氣反應(yīng)進(jìn)行度(下圖)的不同的圖。圖6的橫軸為曲軸轉(zhuǎn)角。作為該比較的前提，發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)均為高負(fù)載的低速區(qū)域(即區(qū)域(4))，噴射的燃料量在基于高壓延遲噴射的SI燃燒與以往的SI燃燒的情況下彼此相同。
[0080]首先，在以往的SI燃燒中，在進(jìn)氣行程中向氣缸18內(nèi)執(zhí)行規(guī)定量的燃料噴射(上圖的虛線)。在氣缸18內(nèi)，在該燃料的噴射后、到活塞14到達(dá)壓縮上止點(diǎn)的期間，形成比較均勻的混合氣。而且，在該例中，在壓縮上止點(diǎn)以后的、由白圓圈表示的規(guī)定正時(shí)執(zhí)行點(diǎn)火，由此燃燒開始。在燃燒的開始后，如在圖6的上圖中由虛線所示那樣，經(jīng)過熱釋放率的峰值而燃燒結(jié)束。從燃料噴射的開始到燃燒的結(jié)束為止的期間相當(dāng)于未燃混合氣的能夠反應(yīng)時(shí)間(以下有時(shí)簡稱為能夠反應(yīng)時(shí)間)，如在圖6的下圖中由虛線所示那樣，在該期間未燃混合氣的反應(yīng)逐漸進(jìn)行。該圖中的點(diǎn)線，表示未燃混合氣達(dá)到著火的反應(yīng)度、即著火閾值，以往的SI燃燒為，與為低速區(qū)域的情況相互結(jié)合，而能夠反應(yīng)時(shí)間非常長，在此期間，未燃混合氣的反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，因此在點(diǎn)火的前后未燃混合氣的反應(yīng)度會(huì)超過點(diǎn)火閾值，會(huì)產(chǎn)生提前著火或爆震這種異常燃燒。
[0081]相對(duì)于此，高壓延遲噴射以實(shí)現(xiàn)能夠反應(yīng)時(shí)間的縮短、由此避免異常燃燒為目的。即，如在圖6中也表示的那樣，能夠反應(yīng)時(shí)間為，將噴射器67噴射燃料的期間((I)噴射期間)、噴射結(jié)束后到在火花塞25周圍形成可燃混合氣為止的期間((2)混合氣形成期間)、以及到通過點(diǎn)火而開始了的燃燒結(jié)束為止的期間((3)燃燒期間)相加了的時(shí)間、即(1) + (2) + (3)。高壓延遲噴射將噴射期間、混合氣形成期間及燃燒期間分別縮短，由此縮短能夠反應(yīng)時(shí)間。對(duì)此按順序進(jìn)行說明。
[0082]首先，較高的燃料壓力使每單位時(shí)間從噴射器67噴射的燃料量相對(duì)增多。因此，在使燃料噴射量一定的情況下，燃料壓力與燃料的噴射期間的關(guān)系大概為，燃料壓力越低則噴射期間越長，燃料壓力越高則噴射期間越短。因此，與以往相比燃料壓力被設(shè)定為大幅度提高的高壓延遲噴射，能夠縮短噴射期間。
[0083]此外，較高的燃料壓力有利于向氣缸18內(nèi)噴射的燃料噴霧的微?；?，并且使燃料噴霧的飛行距離更長。因此，燃料壓力與燃料蒸發(fā)時(shí)間的關(guān)系大概為，燃料壓力越低則燃料蒸發(fā)時(shí)間越長，燃料壓力越高則燃料蒸發(fā)時(shí)間越短。此外，燃料壓力與燃料噴霧到達(dá)火花塞25周圍為止的時(shí)間的關(guān)系大概為，燃料壓力越低則到到達(dá)為止的時(shí)間越長，燃料壓力越高則到到達(dá)為止的時(shí)間越短?；旌蠚庑纬善陂g為將燃料蒸發(fā)時(shí)間與燃料噴霧到達(dá)火花塞25周圍的時(shí)間相加了的時(shí)間，因此燃料壓力越高則混合氣形成期間越短。因此，與以往相比燃料壓力被設(shè)定為大幅度提高的高壓延遲噴射為，燃料蒸發(fā)時(shí)間及燃料噴霧到達(dá)火花塞25周圍的時(shí)間分別縮短，結(jié)果使混合氣形成期間縮短。相對(duì)于此，如在該圖中用白圓圈所示那樣，以往的以較低的燃料壓力的進(jìn)氣行程噴射，混合氣形成期間大幅度變長。另外，多噴口型的噴射器67與腔141的組合，在SI模式下，會(huì)縮短燃料的噴射后到燃料噴霧到達(dá)火花塞25周圍為止的時(shí)間，結(jié)果對(duì)混合氣形成期間的縮短有效。
[0084]如此，縮短噴射期間及混合氣形成期間，能夠使燃料的噴射正時(shí)、更準(zhǔn)確地是噴射開始正時(shí)成為比較遲的正時(shí)。所以，在高壓延遲噴射中，如圖6的上圖所示，在從壓縮行程后期到膨脹行程初期的延遲期間內(nèi)進(jìn)行燃料噴射。隨著以較高的燃料壓力向氣缸18內(nèi)噴射燃料，該氣缸內(nèi)的紊流增強(qiáng)，氣缸18內(nèi)的紊流能量增高，該較高的紊流能量與燃料噴射的正時(shí)被設(shè)定為比較遲的正時(shí)的情況相互結(jié)合，而有利于燃燒期間的縮短。
[0085]即，在延遲期間內(nèi)進(jìn)行了燃料噴射的情況下，燃料壓力與燃燒期間內(nèi)的紊流能量的關(guān)系大概為，燃料壓力越低則紊流能量越低，燃料壓力越高則紊流能量越高。此處，即使以較高的燃料壓力向氣缸18內(nèi)噴射燃料，在其噴射正時(shí)處于進(jìn)氣行程中的情況下，由于到點(diǎn)火正時(shí)為止的時(shí)間較長、在進(jìn)氣行程后的壓縮行程中氣缸18內(nèi)被壓縮，因此氣缸18內(nèi)的紊流也會(huì)衰減。結(jié)果，在進(jìn)氣行程中進(jìn)行了燃料噴射的情況下，燃燒期間內(nèi)的紊流能量、無論燃料壓力的高低都會(huì)變得比較低。
[0086]燃燒期間的紊流能量與燃燒期間的關(guān)系大概為，紊流能量越低則燃燒期間越長，紊流能量越高則燃燒期間越短。因此，燃料壓力與燃燒期間的關(guān)系為，燃料壓力越低則燃燒期間越長，燃料壓力越高則燃燒期間越短。即，高壓延遲噴射會(huì)縮短燃燒期間。相對(duì)于此，以往的以較低的燃料壓力的進(jìn)氣行程噴射，使燃燒期間變長。另外，多噴口型的噴射器67有利于氣缸18內(nèi)的紊流能量的提高，而對(duì)燃燒期間的縮短有效，并且通過該多噴口型的噴射器67與腔141的組合，來將燃料噴霧收納在腔141內(nèi)，對(duì)燃燒期間的縮短也有效。
[0087]如此，高壓延遲噴射使噴射期間、混合氣形成期間及燃燒期間分別縮短，結(jié)果，如圖6所示，能夠使從燃料的噴射開始正時(shí)SOI到燃燒結(jié)束時(shí)期Θ end為止的、未燃混合氣的能夠反應(yīng)時(shí)間，與以往的進(jìn)氣行程中的燃料噴射的情況相比大幅度縮短?？s短該能夠反應(yīng)時(shí)間的結(jié)果，如圖6的上段所示的圖那樣，在以往的以較低的燃料壓力的進(jìn)氣行程噴射中，如白圓圈所示那樣，燃燒結(jié)束時(shí)的未燃混合氣的反應(yīng)進(jìn)行度會(huì)超過著火閾值，會(huì)產(chǎn)生異常燃燒，而高壓延遲噴射為，如黑圓圈所示那樣，能夠抑制燃燒結(jié)束時(shí)的未燃混合氣的反應(yīng)的進(jìn)行，并能夠避免異常燃燒。另外，在圖6的上圖中的白圓圈和黑圓圈，點(diǎn)火正時(shí)被設(shè)定為彼此相同的正時(shí)。
[0088]通過將燃料壓力設(shè)定為例如30MPa以上，由此能夠有效地縮短燃燒期間。此外，30MPa以上的燃料壓力還能夠分別有效地縮短噴射期間及混合氣形成期間。另外，燃料壓力優(yōu)選根據(jù)至少含有汽油的、使用燃料的性狀來適宜地設(shè)定。其上限值，作為一例，也可以為120MPa。
[0089]高壓延遲噴射為，通過對(duì)向氣缸18內(nèi)的燃料噴射的方式進(jìn)行研究來避免SI模式下的異常燃燒的產(chǎn)生。與此不同，一直以來已知的是，以避免異常燃燒為目的而使點(diǎn)火正時(shí)滯后。點(diǎn)火正時(shí)的滯后化為，通過抑制未燃混合氣的溫度及壓力的上升，來抑制其反應(yīng)的進(jìn)行。但是，點(diǎn)火正時(shí)的滯后化會(huì)導(dǎo)致熱效率及扭矩的降低，相對(duì)于此，在進(jìn)行高壓延遲噴射的情況下，能夠使點(diǎn)火正時(shí)提前通過對(duì)燃料噴射的方式進(jìn)行研究而避免異常燃燒的量，因此熱效率及扭矩提高。即，高壓延遲噴射不僅能夠避免異常燃燒，還能夠使點(diǎn)火正時(shí)提前其能夠避免的量，而有利于燃料消耗率的提高。
[0090]如以上說明的那樣，SI模式下的高壓延遲噴射能夠分別縮短噴射期間、混合氣形成期間及燃燒期間，但在Cl模式的區(qū)域(3)中進(jìn)行的高壓延遲噴射，能夠分別縮短噴射期間及混合氣形成期間。即，通過向氣缸18內(nèi)以較高的燃料壓力噴射燃料，由此氣缸18內(nèi)的紊流增強(qiáng)，因此微粒化了的燃料的混合性提高，即使在壓縮上止點(diǎn)附近的較遲的正時(shí)噴射燃料，也能夠迅速地形成比較均勻的混合氣。
[0091]Cl模式下的高壓延遲噴射為，在負(fù)載比較高的區(qū)域中、在壓縮上止點(diǎn)附近的較遲的正時(shí)噴射燃料，由此例如防止壓縮行程期間中的提前著火，并且如上述那樣，能夠迅速地形成大致均勻的混合氣，因此在壓縮上止點(diǎn)以后、能夠使其可靠地壓縮著火。如此，在由于汽車行駛而氣缸18內(nèi)的壓力逐漸降低的膨脹行程期間，通過進(jìn)行壓縮著火燃燒，由此燃燒變得緩慢，能夠避免與壓縮著火燃燒相伴隨的氣缸18內(nèi)的壓力上升(dP/dt)變得陡峭。如此，能夠消除NVH(Noise, Vibration, and Harshness)的制約，結(jié)果，Cl模式的區(qū)域向高負(fù)載側(cè)擴(kuò)大。
[0092]返回SI模式的說明，如上述那樣，SI模式的高壓延遲噴射，雖然通過在延遲期間內(nèi)進(jìn)行燃料噴射來縮短未燃混合氣的能夠反應(yīng)時(shí)間，可是該能夠反應(yīng)時(shí)間的縮短，在發(fā)動(dòng)機(jī)I的轉(zhuǎn)速比較低的低速區(qū)域中、相對(duì)于曲軸轉(zhuǎn)角變化的實(shí)際時(shí)間較長，因此是有效的，相對(duì)于此，在發(fā)動(dòng)機(jī)I的轉(zhuǎn)速比較高的高速區(qū)域中，相對(duì)于曲軸轉(zhuǎn)角變化的實(shí)際時(shí)間較短，因此并不十分有效。反之，在延遲噴射中，將燃料噴射時(shí)期設(shè)定在壓縮上止點(diǎn)附近，因此在壓縮行程中，不包含燃料的缸內(nèi)氣體、換言之比熱容比高的空氣被壓縮。結(jié)果，在高速區(qū)域中，氣缸18內(nèi)的壓縮上止點(diǎn)溫度變高，該較高的壓縮上止點(diǎn)溫度會(huì)導(dǎo)致爆震。因此，在區(qū)域(5)中僅進(jìn)行延遲噴射時(shí)，會(huì)產(chǎn)生必須使點(diǎn)火正時(shí)滯后化而避免爆震的情況。
[0093]所以，如圖4所示，在SI模式下，在轉(zhuǎn)速相對(duì)高的區(qū)域(5)中，如圖5(d)所示，將噴射的燃料的一部分、在進(jìn)氣行程期間內(nèi)向氣缸18內(nèi)噴射，并且將剩余的燃料在延遲期間內(nèi)向氣缸18內(nèi)噴射。在進(jìn)氣行程噴射中，使壓縮行程中的缸內(nèi)氣體(即包含燃料的混合氣)的比熱容比下降，由此能夠?qū)嚎s上止點(diǎn)溫度抑制得較低。如此，能夠通過降低壓縮上止點(diǎn)溫度來抑制爆震，因此能夠使點(diǎn)火正時(shí)提前。
[0094]此外，通過進(jìn)行高壓延遲噴射，由此如上述那樣，在壓縮上止點(diǎn)附近的氣缸18內(nèi)(燃燒室19內(nèi))紊流增強(qiáng)，燃燒期間變短。該情況還有利于抑制爆震，能夠使點(diǎn)火正時(shí)進(jìn)一步提前。如此，在區(qū)域(5)中，通過進(jìn)行進(jìn)氣行程噴射和高壓延遲噴射的分段噴射，能夠避免異常燃燒，并且使熱效率提高。
[0095]另外，為了在區(qū)域(5)中縮短燃燒期間，也可以取代進(jìn)行高壓延遲噴射而采用多點(diǎn)點(diǎn)火構(gòu)成。即，將多個(gè)火花塞面向燃燒室內(nèi)配置，在區(qū)域(5)中，執(zhí)行進(jìn)氣行程噴射、并且驅(qū)動(dòng)該多個(gè)火花塞的各自，由此進(jìn)行多點(diǎn)點(diǎn)火。由此，火焰從燃燒室19內(nèi)的多個(gè)火種的各自擴(kuò)展，因此，火焰的擴(kuò)展較快而燃燒期間縮短。結(jié)果，與采用了高壓延遲噴射的情況同樣地縮短燃燒期間，而有利于熱效率的提高。
[0096]如此，發(fā)動(dòng)機(jī)I進(jìn)行與各運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域相對(duì)應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0097]〈減速時(shí)斷油〉
[0098]此外，發(fā)動(dòng)機(jī)I被控制為，在車輛減速時(shí)執(zhí)行停止從噴射器67的燃料供給的所謂斷油。通過該減速時(shí)斷油，能夠?qū)崿F(xiàn)燃料消耗率提高。以下，參照?qǐng)D7?11對(duì)基于PCMlO的發(fā)動(dòng)機(jī)I的減速時(shí)斷油進(jìn)行詳細(xì)說明。圖7是表示減速時(shí)斷油(以下還簡稱為“斷油”)的處理的流程圖。圖8?11是表示斷油控制中的發(fā)動(dòng)機(jī)I的各要素的狀態(tài)的圖。圖8?11的各圖中的(A)圖表示燃料噴射正時(shí)及氣缸18內(nèi)的壓力變化、以及進(jìn)行火花點(diǎn)火的情況下的火花點(diǎn)火正時(shí)，(B)圖表示進(jìn)氣門21的升程量(虛線)及排氣門22的升程量(實(shí)線)，(C)圖表示節(jié)氣門36的開度，(D)圖表示氣缸18內(nèi)的成分。
[0099]在以下的說明中，對(duì)從在上述區(qū)域(4)中以SI模式使發(fā)動(dòng)機(jī)I運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)開始進(jìn)行斷油的情況進(jìn)行說明。具體地，發(fā)動(dòng)機(jī)I進(jìn)行如圖8所示那樣的運(yùn)轉(zhuǎn)。S卩，如圖8(B)所示，在排氣行程中排氣門22開啟，在進(jìn)氣行程中進(jìn)氣門21開啟。而且，如圖8(A)所示，在壓縮行程后期、壓縮上止點(diǎn)前進(jìn)行高壓延遲噴射，在壓縮上止點(diǎn)后進(jìn)行點(diǎn)火。此時(shí)，將混合氣的空燃比設(shè)定為理論空燃比(λ?I)，并調(diào)整新氣量及EGR氣體的量，以成為與燃料噴射量相稱的新氣量。在該例中，如圖8(C)所示，節(jié)氣門36全開。另一方面，EGR閥511及EGR冷卻器旁通閥531全閉。因此，燃燒前后的氣缸18內(nèi)的狀態(tài)為，燃燒前為幾乎都是新氣的狀態(tài)，在該狀態(tài)下噴射燃料，燃燒后幾乎都成為已燃?xì)怏w。
[0100]首先，在步驟SI中，PCMlO判定斷油的執(zhí)行條件是否成立。此處，執(zhí)行條件為，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為規(guī)定值(例如1500rpm)以上且油門開度成為零(即，油門踏板未被踩下的狀態(tài))。即，根據(jù)油門開度成為零的情況，能夠判定基于不踩油門的發(fā)動(dòng)機(jī)I的減速狀態(tài)，但在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過低時(shí)，不執(zhí)行斷油。另外，該執(zhí)行條件為一例，并非限定于此。在執(zhí)行條件成立時(shí)，PCMlO轉(zhuǎn)移至步驟S2，而在執(zhí)行條件不成立時(shí)，PCMlO反復(fù)進(jìn)行步驟SI。
[0101]在步驟S2中，PCMlO執(zhí)行斷油。即，PCMlO將噴射器67的燃料噴射停止。此時(shí)，將全部氣缸的噴射器67的燃料噴射一齊停止。此后，PCMlO轉(zhuǎn)移至步驟S3。
[0102]另外，在減速時(shí)，PCMlO使發(fā)電機(jī)81成為發(fā)電狀態(tài)，將車輛的動(dòng)能變換為電能，并回收為電力。此時(shí)，如圖9(C)所示，PCMlO使節(jié)氣門36全開。由此，能夠降低泵損失、而將發(fā)動(dòng)機(jī)I的動(dòng)能效率良好地變換為電能。
[0103]接著，在步驟S3中，PCMlO將EGR氣體向氣缸18內(nèi)導(dǎo)入。具體地，PCMlO將VVL71開啟，并如圖9(B)所示，進(jìn)行使排氣門22在進(jìn)氣行程中開啟的排氣的二次開啟。由此，向氣缸18內(nèi)導(dǎo)入熱EGR氣體，抑制氣缸18內(nèi)的溫度降低。尤其是，如上述那樣，在為了降低泵損失而使節(jié)氣門36全開的情況下，具有新氣向氣缸18內(nèi)的導(dǎo)入量增多的傾向，但通過導(dǎo)入熱EGR氣體，能夠抑制新氣向氣缸18內(nèi)的導(dǎo)入量，而抑制斷油緊后的氣缸18內(nèi)的溫度降低。
[0104]此時(shí)，PCMlO控制VVT72及CVVL73，而進(jìn)行進(jìn)氣門22的延遲關(guān)閉，使混合氣向進(jìn)氣口 16吹回。詳細(xì)地，在進(jìn)氣行程中使排氣門22開啟，并在使其關(guān)閉緊后(即，第二次使排氣門22開啟的事件結(jié)束緊后)，使進(jìn)氣門21開啟。進(jìn)氣門21的開啟時(shí)期為，經(jīng)過了進(jìn)氣行程的一半的附近。此后，在壓縮行程中使進(jìn)氣門21關(guān)閉。進(jìn)氣門21的關(guān)閉時(shí)期成為，超過進(jìn)氣下止點(diǎn)、并經(jīng)過了壓縮行程的一半的附近。如此，PCMlO在進(jìn)氣行程中在使排氣門22開啟之后使進(jìn)氣門21開啟，并在使該排氣門22關(guān)閉之后、混合氣向進(jìn)氣口 16吹回的正時(shí)，使該進(jìn)氣門21關(guān)閉。
[0105]通過該進(jìn)氣的延遲關(guān)閉而氣缸18的封閉容積降低，因此氣缸18內(nèi)的混合氣的容量，如圖9(D)所示，與斷油前相比減少(參照?qǐng)D8(D))。因此，能夠在此后的排氣行程中降低向排氣口 17排氣的新氣的量。結(jié)果，能夠抑制斷油中的直接催化劑41及下級(jí)催化劑42的溫度降低。
[0106]并且，通過排氣的二次開啟，而在該混合氣中含有EGR氣體。因此，能夠使混合氣的溫度成為高溫，能夠抑制氣缸18、進(jìn)氣口 16及排氣口 17的溫度降低。由此，也能夠抑制斷油中的直接催化劑41及下級(jí)催化劑42的溫度降低。
[0107]進(jìn)一步，通過進(jìn)氣的延遲關(guān)閉，而包含EGR氣體的混合氣的一部分向進(jìn)氣口 16吹回。因此，從進(jìn)氣口 16向氣缸18內(nèi)導(dǎo)入的氣體含有EGR氣體，因此與單純的新氣相比溫度較高。由此，也能夠抑制氣缸18內(nèi)的溫度降低。
[0108]此外，如圖9 (A)所示，通過進(jìn)氣的延遲關(guān)閉，能夠抑制氣缸18內(nèi)的壓力上升，因此能夠降低泵損失。發(fā)動(dòng)機(jī)I具備減速再生系統(tǒng)80，在斷油中對(duì)動(dòng)能進(jìn)行再生。S卩，通過進(jìn)行進(jìn)氣的延遲關(guān)閉，能夠再生更多的動(dòng)能。進(jìn)一步，此時(shí)，如圖9(C)所示，節(jié)氣門36成為全開。由此，也能夠降低泵損失，能夠再生更多的動(dòng)能。
[0109]接著，在步驟S4中，PCMlO判定燃料噴射的重新開始條件是否成立。此處，重新開始條件為，發(fā)動(dòng)機(jī)I成為規(guī)定的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，具體地，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成為比執(zhí)行條件的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低的規(guī)定值(例如800rpm)以下。該規(guī)定值是比怠速轉(zhuǎn)速稍高的值。滿足該重新開始條件的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)包含在上述區(qū)域(I)內(nèi)。另外，該重新開始條件為一例，并非限定于此。
[0110]通常，當(dāng)執(zhí)行斷油時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載急速地降低，發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)入上述區(qū)域
(I)內(nèi)。然后，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸降低。結(jié)果，發(fā)動(dòng)機(jī)I最終成為上述規(guī)定的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為規(guī)定值以下)。在重新開始條件成立時(shí)，PCMlO轉(zhuǎn)移至步驟S5，而在重新開始條件不成立時(shí)，PCMlO反復(fù)進(jìn)行步驟S4。
[0111]在步驟S5中，PCMlO重新開始燃料噴射及燃燒。
[0112]詳細(xì)地，如圖10(A)所示，PCMlO在SI模式下重新開始燃燒。此時(shí)，PCMlO執(zhí)行高
壓延遲噴射。
[0113]此外，PCMlO使進(jìn)氣門21的開啟時(shí)期及關(guān)閉時(shí)期提前。具體地，進(jìn)氣門21的開啟時(shí)期被提前到壓縮行程的一半近前。進(jìn)氣門21的關(guān)閉時(shí)期被提前到進(jìn)氣下止點(diǎn)附近。由此，能夠?yàn)榱巳紵匦麻_始而確保新氣量。另外，PCMlO控制CVVL73，以成為與扭矩相應(yīng)的較低的升程量。
[0114]進(jìn)一步，如圖10(B)所示，PCMlO繼續(xù)進(jìn)行基于排氣的二次開啟的EGR氣體的導(dǎo)入。而且，使混合氣的空氣過剩率為λ?I。另外，如圖10(C)所示，節(jié)氣門36成為全開。在本實(shí)施方式中，SI模式僅為I個(gè)循環(huán)，此后，PCMlO轉(zhuǎn)移至步驟S6。
[0115]在該燃料噴射的重新開始時(shí)，通過導(dǎo)入熱EGR氣體來抑制氣缸18的溫度降低，并且如圖10(D)所示，通過EGR氣體導(dǎo)入的繼續(xù)，而氣缸18內(nèi)的新氣的比例增加，因此能夠使SI模式下的著火性提高。即，在斷油中不進(jìn)行燃燒，因此即使EGR氣體向氣缸18內(nèi)再循環(huán)，其中含有的已燃?xì)怏w的比例也逐漸降低。即，隨著時(shí)間經(jīng)過，氣缸18內(nèi)的已燃?xì)怏w的比例減少，新氣的比例增加。尤其是，在自動(dòng)變速器的鎖止機(jī)構(gòu)動(dòng)作的情況下等，即使執(zhí)行斷油，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也不會(huì)急劇地降低，而是逐漸降低。因此，從開始斷油到滿足重新開始條件為止的時(shí)間較長，EGR氣體的大部分能夠成為新氣。
[0116]如此，當(dāng)斷油繼續(xù)進(jìn)行某種程度時(shí)，成為在氣缸18內(nèi)確保有某種程度的新氣量的狀態(tài)。當(dāng)氣缸18內(nèi)的新氣量增加時(shí)，火焰?zhèn)鞑プ兊昧己茫虼薙I模式下的著火性提高。
[0117]但是，在燃料噴射的重新開始時(shí)，氣缸18內(nèi)的新氣的比例變多，因此當(dāng)在從進(jìn)氣行程到壓縮行程中期的期間內(nèi)進(jìn)行燃料噴射時(shí)，可能產(chǎn)生提前點(diǎn)火等異常燃燒。所以，執(zhí)行高壓延遲噴射。由此，能夠避免異常燃燒。
[0118]此時(shí)，在步驟S3中執(zhí)行的熱EGR氣體的導(dǎo)入，在SI模式下也繼續(xù)。即，SI模式下的火花點(diǎn)火燃燒后的已燃?xì)怏w，作為熱EGR氣體向氣缸18內(nèi)回流。結(jié)果，在火花點(diǎn)火燃燒后，氣缸18內(nèi)的溫度成為高溫。此處，為了與新氣相比使熱EGR氣體的導(dǎo)入量增多，而使第二次的排氣門22的開啟正時(shí)先于進(jìn)氣門21的開啟正時(shí)。由此，能夠成為在進(jìn)氣行程初期僅排氣門22開啟的狀態(tài)，因此能夠?qū)酔GR氣體優(yōu)先地向氣缸18內(nèi)吸入。
[0119]此后，在步驟S6中，PCMlO轉(zhuǎn)移至Cl模式。此時(shí)，在氣缸18內(nèi)，如圖11 (D)所示，之前的步驟S5中的火花點(diǎn)火燃燒后的已燃?xì)怏w回流到氣缸18內(nèi)。因此，氣缸18內(nèi)成為高溫，能夠執(zhí)行壓縮著火燃燒。另外，如圖1l(B)所示，進(jìn)氣門21被控制為，成為與扭矩相應(yīng)的較低的升程量，如圖1l(C)所示，節(jié)氣門36成為全開。此外，如圖1l(B)所示，排氣的二次開啟繼續(xù)進(jìn)行，熱EGR氣體被導(dǎo)入氣缸18內(nèi)，因此工作氣體燃料比G/F成為稀?；旌蠚獾目諝膺^剩率λ被設(shè)定為例如2.4以上。
[0120]但是，氣缸18內(nèi)成為高溫，因此為了避免提前著火等異常燃燒，而如圖1UA)所示，執(zhí)行高壓延遲噴射。由此，能夠避免異常燃燒，并實(shí)現(xiàn)壓縮著火燃燒的穩(wěn)定化。
[0121]如此，結(jié)束斷油控制，此后，以與上述的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域相應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)模式使發(fā)動(dòng)機(jī)I運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0122]因此，實(shí)施方式I的發(fā)動(dòng)機(jī)I具備:具有氣缸18的發(fā)動(dòng)機(jī)主體；對(duì)向上述氣缸18開口的進(jìn)氣口 16進(jìn)行開閉的進(jìn)氣門21 ;對(duì)向上述氣缸18開口的排氣口 17進(jìn)行開閉的排氣門22 ;構(gòu)成為向上述氣缸18內(nèi)噴射燃料的噴射器67 ;設(shè)置在排氣通路40上的直接催化劑41及下級(jí)催化劑42 ;以及構(gòu)成為通過至少控制上述進(jìn)氣門21、上述排氣門22及上述噴射器67而使上述發(fā)動(dòng)機(jī)主體運(yùn)轉(zhuǎn)的PCM10，其中，上述PCMlO構(gòu)成為，至少在上述發(fā)動(dòng)機(jī)主體的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)處于規(guī)定的低負(fù)載區(qū)域時(shí)，進(jìn)行使上述氣缸18內(nèi)的混合氣通過自燃來燃燒的壓縮著火燃燒，而使上述發(fā)動(dòng)機(jī)主體運(yùn)轉(zhuǎn)，在油門踏板未被踩下的狀態(tài)下的上述發(fā)動(dòng)機(jī)主體的減速時(shí)，停止從上述噴射器67的燃料噴射而執(zhí)行斷油，在該發(fā)動(dòng)機(jī)主體的轉(zhuǎn)速降低到規(guī)定值時(shí)，使該噴射器67的燃料噴射重新開始，在上述斷油中，在進(jìn)氣行程中在使上述排氣門22開啟之后、使上述進(jìn)氣門21開啟，在使該排氣門22關(guān)閉之后、混合氣向進(jìn)氣口 16吹回的正時(shí)，使該進(jìn)氣門22關(guān)閉。
[0123]根據(jù)該構(gòu)成，在斷油中進(jìn)氣門21在排氣門22之后開啟，并且在排氣門22之后關(guān)閉，因此新氣向氣缸18內(nèi)的吸入量降低，并且氣缸18內(nèi)的氣體的一部分向進(jìn)氣口 16吹回。如此，能夠降低在氣缸18內(nèi)封閉的新氣量。由此，能夠降低在此后的排氣行程中向排氣口17排氣的新氣量，能夠降低到達(dá)直接催化劑41及下級(jí)催化劑42的新氣量。結(jié)果，能夠抑制斷油中的直接催化劑41及下級(jí)催化劑42的溫度降低。
[0124]進(jìn)一步，在斷油中，在進(jìn)氣行程中使排氣門22開啟，因此向氣缸18導(dǎo)入EGR氣體。在斷油中不進(jìn)行燃燒，因此氣缸18內(nèi)的溫度具有降低的傾向，但能夠通過導(dǎo)入EGR氣體來抑制斷油緊后的氣缸18內(nèi)的溫度降低。結(jié)果，向排氣口 17排氣的混合氣含有EGR氣體，與僅為新氣的情況相比成為高溫。該情況對(duì)于抑制直接催化劑41及下級(jí)催化劑42的溫度降低也有效。
[0125]進(jìn)一步，使含有EGR氣體的混合氣向進(jìn)氣口 16吹回，因此在進(jìn)氣行程中從進(jìn)氣口16向氣缸18內(nèi)導(dǎo)入的氣體也包含EGR氣體。該氣體與僅為新氣的情況相比成為高溫。該情況對(duì)于一只直接催化劑41及下級(jí)催化劑42的溫度降低也有效。
[0126]此外，通過進(jìn)行EGR及進(jìn)氣的延遲關(guān)閉，能夠抑制斷油中的氣缸18內(nèi)的溫度降低。由此，能夠使燃料噴射重新開始時(shí)的燃燒的著火性提高。
[0127]此外，上述PCMlO構(gòu)成為，在上述發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)處于上述區(qū)域(I)時(shí)，進(jìn)行使上述氣缸內(nèi)的混合氣通過自燃來燃燒的壓縮著火燃燒，而使上述發(fā)動(dòng)機(jī)I運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0128]當(dāng)進(jìn)行斷油時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載急速地降低。因此，在從斷油重新開始燃料噴射時(shí)，通常，發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)處于區(qū)域(I)內(nèi)。即，在燃料噴射重新開始時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)處于進(jìn)行壓縮著火燃燒的區(qū)域。對(duì)于進(jìn)行壓縮著火燃燒來說，氣缸18內(nèi)的溫度降低是不優(yōu)選的，而從壓縮著火燃燒的觀點(diǎn)出發(fā)、進(jìn)行上述的EGR及進(jìn)氣的延遲關(guān)閉也是有利的。
[0129]此外，上述PCMlO構(gòu)成為，在上述發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)至少處于區(qū)域(4)、(5)時(shí)，將空氣過剩率設(shè)定為I以下而使該發(fā)動(dòng)機(jī)I運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0130]在上述區(qū)域(4)、(5)中，空氣過剩率為I以下，因此燃燒氣體溫度變高。因此，在從發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)處于區(qū)域(4)、(5)的狀態(tài)開始執(zhí)行斷油的情況下，能夠?qū)⒈容^高溫的已燃?xì)怏w向氣缸18內(nèi)導(dǎo)入，能夠有效地抑制直接催化劑41及下級(jí)催化劑42的溫度降低。
[0131]此外，上述PCMlO為，在使上述燃料噴射重新開始時(shí)，使上述進(jìn)氣門21的關(guān)閉時(shí)期提前。由此，能夠?yàn)榱巳紵匦麻_始而確保新氣量。
[0132]進(jìn)一步，發(fā)動(dòng)機(jī)I還具備在減速時(shí)再生動(dòng)能的減速再生系統(tǒng)80。
[0133]根據(jù)該構(gòu)成，在斷油中執(zhí)行進(jìn)氣的延遲關(guān)閉，因此能夠降低泵損失。結(jié)果，能夠由減速再生系統(tǒng)80再生更多的動(dòng)能。進(jìn)一步，在上述實(shí)施方式中，在斷油中使節(jié)氣門36全開，因此在這一點(diǎn)上，也能夠降低泵損失而再生更多的動(dòng)能。
[0134]《其他實(shí)施方式》
[0135]在上述實(shí)施方式中，在斷油時(shí)將全部氣缸的噴射器67的燃料噴射一齊停止，但并非限定于此。例如也可以為，以首先停止一半氣缸的噴射器67的燃料噴射、接著停止剩余氣缸的噴射器67的燃料噴射的方式，使噴射器67的燃料噴射階段性地停止。由此，能夠緩和斷油時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)I的扭矩沖擊等。
[0136]此外，在上述的說明中，對(duì)從發(fā)動(dòng)機(jī)I在區(qū)域(4)中運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)開始執(zhí)行斷油的事例進(jìn)行了說明，但并非限定于此。例如，也可以從發(fā)動(dòng)機(jī)I在區(qū)域(3)中運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)開始執(zhí)行斷油。
[0137]在上述實(shí)施方式中，在燃料噴射重新開始時(shí)進(jìn)行SI模式、并轉(zhuǎn)移至Cl模式，但并非限定于此。例如，也可以在燃料噴射重新開始時(shí)進(jìn)行Cl模式。
[0138]此外，即使在燃料噴射重新開始時(shí)進(jìn)行SI模式的情況下，也能夠任意地設(shè)定其循環(huán)數(shù)。即，也可以在進(jìn)行多個(gè)循環(huán)的SI模式后、轉(zhuǎn)移至Cl模式。例如也可以為，監(jiān)視氣缸18內(nèi)的溫度，在通過SI模式的燃燒而氣缸18內(nèi)的溫度成為規(guī)定值以上時(shí)轉(zhuǎn)移至Cl模式。[0139]另外，在上述實(shí)施方式中，在進(jìn)行了斷油之后，進(jìn)行EGR氣體的導(dǎo)入，但并非限定于此。例如，也可以在進(jìn)行EGR氣體的導(dǎo)入之后、進(jìn)行斷油，還可以同時(shí)進(jìn)行斷油與EGR氣體的導(dǎo)入。
[0140]此外，對(duì)于其他步驟，只要實(shí)現(xiàn)上述的作用效果，也可以適時(shí)地變更順序、或并列地處理。
[0141]此外，進(jìn)氣行程期間內(nèi)的燃料噴射也可以為，并不通過設(shè)置在氣缸18內(nèi)的噴射器67，而是通過另行設(shè)置于進(jìn)氣口 16的進(jìn)氣口噴射器，向進(jìn)氣口 16內(nèi)噴射燃料。
[0142]此外,發(fā)動(dòng)機(jī)I不限于直列4氣缸發(fā)動(dòng)機(jī),也可以應(yīng)用于直列3氣缸、直列2氣缸、直列6氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)等。此外，能夠應(yīng)用于V型6氣缸、V型8氣缸、水平對(duì)置4氣缸等各種發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0143]進(jìn)一步，在上述的說明中，在規(guī)定的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域中將混合氣的空燃比設(shè)定為理論空燃比(λ≈ 1)，但也可以將混合氣的空燃比設(shè)定為稀。但是，將空燃比設(shè)定為理論空燃比具有能夠利用三元催化劑這種優(yōu)點(diǎn)。
[0144]圖4所示的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域?yàn)槔荆艘酝膺€能夠設(shè)置各種運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域。
[0145]此外，高壓延遲噴射也可以根據(jù)需要進(jìn)行分段噴射，同樣地，進(jìn)氣行程噴射也可以根據(jù)需要進(jìn)行分段噴射。在這些分段噴射中，也可以在進(jìn)氣行程和壓縮行程的各自中噴射燃料。
[0146]如以上那樣，作為在本申請(qǐng)中公開的技術(shù)的例示，說明了上述實(shí)施方式。但是，本表面公開的技術(shù)并非限定于此，還能夠應(yīng)用于適宜地進(jìn)行了變更、置換、附加、省略等的實(shí)施方式。此外，還能夠?qū)⒃谏鲜鰧?shí)施方式中說明了的各構(gòu)成要素組合作為新的實(shí)施方式。此外，在附圖及詳細(xì)說明所記載的構(gòu)成要素中，不僅包括為了解決課題所必須的構(gòu)成要素，還包括為了例示上述技術(shù)、而不是為了解決課題所必須的構(gòu)成要素。因此，不應(yīng)該因?yàn)檫@些并非必須的構(gòu)成要素記載在附圖、詳細(xì)說明中，就直接認(rèn)定這些并非必須的構(gòu)成要素是必須的。
[0147]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0148]如以上說明的那樣，本發(fā)明公開的技術(shù)對(duì)于火花點(diǎn)火式直噴發(fā)動(dòng)機(jī)是有用的。
【權(quán)利要求】
1.一種火花點(diǎn)火式直噴發(fā)動(dòng)機(jī),具備: 發(fā)動(dòng)機(jī)主體，具有氣缸； 進(jìn)氣門，對(duì)向上述氣缸開口的進(jìn)氣口進(jìn)行開閉； 排氣門，對(duì)向上述氣缸開口的排氣口進(jìn)行開閉； 燃料噴射閥，構(gòu)成為向上述氣缸內(nèi)噴射燃料； 催化劑，設(shè)置在排氣通路上；以及 控制器，構(gòu)成為至少控制上述進(jìn)氣門、上述排氣門及上述燃料噴射閥，由此使上述發(fā)動(dòng)機(jī)主體運(yùn)轉(zhuǎn)， 上述控制器構(gòu)成為， 在油門踏板未被踩下的狀態(tài)下的上述發(fā)動(dòng)機(jī)主體的減速時(shí)，停止從上述燃料噴射閥的燃料噴射而執(zhí)行斷油，在該發(fā)動(dòng)機(jī)主體的轉(zhuǎn)速降低到規(guī)定值時(shí)，使該燃料噴射閥的燃料噴射重新開始， 在上述斷油中，在進(jìn)氣行程中在使上述排氣門開啟之后，使上述進(jìn)氣門開啟，在使該排氣門關(guān)閉之后、混合氣向進(jìn)氣口吹回的正時(shí)，使該進(jìn)氣門關(guān)閉。
2.如權(quán)利要求1所述的火花點(diǎn)火式直噴發(fā)動(dòng)機(jī)，其中， 上述控制器構(gòu)成為，至少在上述發(fā)動(dòng)機(jī)主體的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)處于規(guī)定的低負(fù)載區(qū)域時(shí)，進(jìn)行使上述氣缸內(nèi)的混合氣通過自燃來燃燒的壓縮著火燃燒而使上述發(fā)動(dòng)機(jī)主體運(yùn)轉(zhuǎn)。
3.如權(quán)利要求1所述的火花點(diǎn)火式直噴發(fā)動(dòng)機(jī)，其中， 上述控制器構(gòu)成為，至少在上述發(fā)動(dòng)機(jī)主體的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)處于規(guī)定的高負(fù)載區(qū)域時(shí)，將空氣過剩率設(shè)定為I以下而使該發(fā)動(dòng)機(jī)主體運(yùn)轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求1所述的火花點(diǎn)火式直噴發(fā)動(dòng)機(jī)，其中， 上述控制器為，在使上述燃料噴射重新開始時(shí)，使上述進(jìn)氣門的關(guān)閉時(shí)期提前。
5.如權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的火花點(diǎn)火式直噴發(fā)動(dòng)機(jī),其中， 進(jìn)一步具備在減速時(shí)對(duì)動(dòng)能進(jìn)行再生的減速再生系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】F02D41/30GK103670753SQ201310356611
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月7日
【發(fā)明者】巖井浩平, 田賀淳一 申請(qǐng)人:馬自達(dá)汽車株式會(huì)社