具備可變壓縮比機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃的制造方法
【專利摘要】本內(nèi)燃機(jī)為具備可變壓縮比機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)，所述可變壓縮比機(jī)構(gòu)使上止點(diǎn)的燃燒室容積變化而將機(jī)械壓縮比設(shè)為可變，在該具備可變壓縮比機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)中，對(duì)進(jìn)氣行程中的排氣閥閉閥時(shí)的燃燒室內(nèi)的殘留已燃?xì)怏w的壓力以及溫度進(jìn)行測(cè)定或推斷，并對(duì)在進(jìn)氣行程中的排氣閥閉閥后向燃燒室內(nèi)被供給的進(jìn)氣的壓力以及溫度進(jìn)行測(cè)定或推斷，并且，在設(shè)為進(jìn)氣行程中的排氣閥閉閥時(shí)充滿燃燒室容積的殘留已燃?xì)怏w的壓力以及溫度在向燃燒室供給進(jìn)氣時(shí)變?yōu)榕c進(jìn)氣的壓力以及溫度相等的條件下，對(duì)殘留已燃?xì)怏w的變化后的容積進(jìn)行計(jì)算。
【專利說(shuō)明】具備可變壓縮比機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種具備可變壓縮比機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]已知一種具備如下的可變壓縮比機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)，所述可變壓縮比機(jī)構(gòu)使上止點(diǎn)的燃燒室容積變化而將機(jī)械壓縮比設(shè)為可變。在這種內(nèi)燃機(jī)中，有時(shí)會(huì)在壓縮行程中將進(jìn)氣閥的閉閥時(shí)刻設(shè)為可變從而對(duì)吸入空氣量進(jìn)行控制。在該情況下，提出了根據(jù)進(jìn)氣閥的閉閥時(shí)刻和進(jìn)氣壓力而對(duì)吸入空氣量進(jìn)行計(jì)算的方案(參照專利文獻(xiàn)I)。
[0003]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2006-183604
[0006]專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2005-315161
[0007]專利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2005-233038
[0008]專利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)2004-211598
[0009]專利文獻(xiàn)5:日本特開(kāi)2007-040212
[0010]專利文獻(xiàn)6:日本特開(kāi)2010-265817[0011 ] 專利文獻(xiàn)7:日本特開(kāi)2009-092052

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明所要解決的課題
[0013]在具備前文所述的可變壓縮比機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)中，使機(jī)械壓縮比變化時(shí)的上止點(diǎn)的燃燒室容積的變化量，作為僅僅是殘留于燃燒室內(nèi)的已燃?xì)怏w量發(fā)生變化的情況，從而不會(huì)對(duì)吸入空氣量造成影響。即，可以認(rèn)為，由于吸入空氣量依存于排氣量，且即便使機(jī)械壓縮比變化排氣量也不會(huì)發(fā)生變化，因此基本上吸入空氣量也不會(huì)發(fā)生變化。但是，由于殘留已燃?xì)怏w容積會(huì)因與向燃燒室內(nèi)被供給的進(jìn)氣混合時(shí)的溫度降低而收縮，并且會(huì)因壓力降低而膨脹，因此會(huì)對(duì)吸入空氣量造成影響。
[0014]因此，本發(fā)明的目的在于，在具備使上止點(diǎn)的燃燒室容積變化而將機(jī)械壓縮比設(shè)為可變的可變壓縮比機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)中，為了能夠比較準(zhǔn)確地對(duì)吸入空氣量進(jìn)行推斷，而對(duì)向燃燒室供給進(jìn)氣時(shí)的燃燒室內(nèi)的殘留已燃?xì)怏w的容積進(jìn)行計(jì)算。
[0015]用于解決課題的方法
[0016]本發(fā)明的技術(shù)方案I所記載的具備可變壓縮比機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)為，具備使上止點(diǎn)的燃燒室容積變化而將機(jī)械壓縮比設(shè)為可變的可變壓縮比機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)，所述具備可變壓縮比機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)的特征在于，對(duì)進(jìn)氣行程中的排氣閥閉閥時(shí)的燃燒室內(nèi)的殘留已燃?xì)怏w的壓力以及溫度進(jìn)行測(cè)定或推斷，并對(duì)在進(jìn)氣行程中的排氣閥閉閥后向燃燒室內(nèi)被供給的進(jìn)氣的壓力以及溫度進(jìn)行測(cè)定或推斷，并且，在設(shè)為進(jìn)氣行程中的排氣閥閉閥時(shí)充滿燃燒室容積的所述殘留已燃?xì)怏w的所述壓力以及所述溫度在向燃燒室供給進(jìn)氣時(shí)變?yōu)榕c進(jìn)氣的所述壓力以及所述溫度相等的條件下，對(duì)所述殘留已燃?xì)怏w的變化后的容積進(jìn)行計(jì)算。
[0017]本發(fā)明的技術(shù)方案2所記載的具備可變壓縮比機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)為，在技術(shù)方案I所記載的具備可變壓縮比機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)中，根據(jù)被計(jì)算出的殘留已燃?xì)怏w的容積而對(duì)燃燒室內(nèi)的進(jìn)氣的容積進(jìn)行計(jì)算，并且在設(shè)為向燃燒室內(nèi)被供給的進(jìn)氣中包含有已燃?xì)怏w的條件下，將被計(jì)算出的進(jìn)氣的容積乘以新氣比例，從而對(duì)新氣的容積進(jìn)行計(jì)算。
[0018]發(fā)明效果
[0019]根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案I所記載的具備可變壓縮比機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)，由于進(jìn)氣行程中的排氣閥閉閥時(shí)的燃燒室內(nèi)的殘留已燃?xì)怏w即使在向燃燒室內(nèi)供給進(jìn)氣時(shí)也不會(huì)發(fā)生容積變化，從而不會(huì)占用排氣閥閉閥時(shí)的燃燒室容積，而在殘留已燃?xì)怏w的壓力以及溫度變?yōu)榕c進(jìn)氣的壓力以及溫度相等時(shí)，殘留已燃?xì)怏w將發(fā)生容積變化從而占用燃燒室容積，因此可對(duì)變化后的殘留已燃?xì)怏w的容積進(jìn)行計(jì)算，由此，在設(shè)為被容積變化了的殘留已燃?xì)怏w占用的燃燒室的容積量未被供給進(jìn)氣的條件下，能夠比較準(zhǔn)確地對(duì)吸入空氣量進(jìn)行推斷。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案2所記載的具備可變壓縮比機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)，在技術(shù)方案I所記載的具備可變壓縮比機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)中，根據(jù)被計(jì)算出的殘留已燃?xì)怏w的容積而對(duì)燃燒室內(nèi)的進(jìn)氣的容積進(jìn)行計(jì)算，并且在設(shè)為向燃燒室內(nèi)被供給的進(jìn)氣中包含有已燃?xì)怏w的條件下，將被計(jì)算出的進(jìn)氣的容積乘以新氣比例，從而對(duì)新氣的容積進(jìn)行計(jì)算。由此，能夠更加準(zhǔn)確地對(duì)正確的燃燒空燃比的計(jì)算所需的燃燒室內(nèi)的新氣量進(jìn)行推斷。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為內(nèi)燃機(jī)的整體圖。
[0022]圖2為可變壓縮比機(jī)構(gòu)的分解立體圖。
[0023]圖3為以圖解方式表示的內(nèi)燃機(jī)的側(cè)剖視圖。
[0024]圖4為表示可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)的圖。
[0025]圖5為表示進(jìn)氣閥以及排氣閥的升程量的圖。
[0026]圖6為用于對(duì)機(jī)械壓縮比、實(shí)際壓縮比以及膨脹比進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0027]圖7為表示理論熱效率與膨脹比之間的關(guān)系的圖。
[0028]圖8為用于對(duì)普通的循環(huán)和超高膨脹比循環(huán)進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0029]圖9為表示與內(nèi)燃機(jī)負(fù)載相對(duì)應(yīng)的機(jī)械壓縮比等的變化的圖。
[0030]圖10為用于對(duì)燃燒室內(nèi)的殘留已燃?xì)怏w的容積變化進(jìn)行計(jì)算的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]圖1為表示本發(fā)明所涉及的具備可變壓縮比機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)的側(cè)剖視圖。參照?qǐng)D1，其中，I表不曲軸箱、2表不氣缸體、3表不氣缸蓋、4表不活塞、5表不燃燒室、6表不被配置于燃燒室5的頂面中央部的火花塞、7表不進(jìn)氣閥、8表不進(jìn)氣口、9表不排氣閥、10表不排氣口。進(jìn)氣口 8通過(guò)進(jìn)氣支管11而與浪涌調(diào)整槽12連結(jié)，在各個(gè)進(jìn)氣支管11上配置有用于朝向各自所對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣口 8內(nèi)噴射燃料的燃料噴射閥13。另外，也可以將燃料噴射閥13配置于各個(gè)燃燒室5內(nèi)，以取代安裝在各個(gè)進(jìn)氣支管11上。
[0032]浪涌調(diào)整槽12經(jīng)由進(jìn)氣導(dǎo)管14而與空氣濾清器15連結(jié)，在進(jìn)氣導(dǎo)管14內(nèi)配置有通過(guò)作動(dòng)器16而被驅(qū)動(dòng)的節(jié)氣門17、和例如使用了熱線的吸入空氣量檢測(cè)器18。另一方面，排氣口 10經(jīng)由排氣歧管19而與例如內(nèi)置了三元催化劑的催化劑裝置20連結(jié)，并在排氣歧管19內(nèi)配置有空燃比傳感器21。雖然在燃燒空燃比為理論空燃比的情況下，優(yōu)選在催化劑裝置20中如前文所述而內(nèi)置三元催化劑，但在燃燒空燃比與理論空燃比相比為過(guò)稀的情況下，優(yōu)選在催化劑裝置20中內(nèi)置NOx吸留還原催化劑、或者將內(nèi)置NOx吸留還原催化劑的另外的催化劑裝置配置于內(nèi)置三元催化劑的催化劑裝置20的下游側(cè)。
[0033]另一方面，在圖1所示的實(shí)施例中，在曲軸箱I與氣缸體2的連結(jié)部處設(shè)置有可變壓縮比機(jī)構(gòu)A，所述可變壓縮比機(jī)構(gòu)A通過(guò)使曲軸箱I與氣缸體2的氣缸軸線方向上的相對(duì)位置發(fā)生變化，從而能夠改變活塞4位于壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積，并且還設(shè)置有實(shí)際壓縮作用開(kāi)始時(shí)刻變更機(jī)構(gòu)B，所述實(shí)際壓縮作用開(kāi)始時(shí)刻變更機(jī)構(gòu)B能夠改變實(shí)際的壓縮作用的開(kāi)始時(shí)刻。另外，在圖1所示的實(shí)施例中，該實(shí)際壓縮作用開(kāi)始時(shí)刻變更機(jī)構(gòu)B由能夠?qū)M(jìn)氣閥7的閉閥時(shí)刻進(jìn)行控制的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)構(gòu)成。
[0034]如圖1所示，在曲軸箱I和氣缸體2上安裝有相對(duì)位置傳感器22，所述相對(duì)位置傳感器22用于對(duì)曲軸箱I與氣缸體2之間的相對(duì)位置關(guān)系進(jìn)行檢測(cè)，并且從該相對(duì)位置傳感器22輸出有表不曲軸箱I與氣缸體2之間的間隔的變化的輸出信號(hào)。此外,在可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B中安裝有氣門正時(shí)傳感器23，所述氣門正時(shí)傳感器23產(chǎn)生表示進(jìn)氣閥7的閉閥時(shí)刻的輸出信號(hào)，并且在節(jié)氣門驅(qū)動(dòng)用的作動(dòng)器16上安裝有節(jié)氣門開(kāi)度傳感器24，所述節(jié)氣門開(kāi)度傳感器24產(chǎn)生表不節(jié)氣門開(kāi)度的輸出信號(hào)。
[0035]電子控制單元30由數(shù)字計(jì)算機(jī)構(gòu)成，并具備通過(guò)雙向性總線31而被相互連接在一起的ROM (只讀存儲(chǔ)器)32、RAM (隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)33、CPU (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18、空燃比傳感器21、相對(duì)位置傳感器22、氣門正時(shí)傳感器23以及節(jié)氣門開(kāi)度傳感器24的輸出信號(hào)經(jīng)由各自所對(duì)應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換器37而被輸入至輸入端口 35。此外，在加速踏板40上連接有負(fù)載傳感器41，所述負(fù)載傳感器41產(chǎn)生與加速踏板40的踩下量L成正比的輸出電壓，并且負(fù)載傳感器41的輸出電壓經(jīng)由所對(duì)應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換器37而被輸入至輸入端口 35。而且，在輸入端口 35上連接有曲軸轉(zhuǎn)角傳感器42，所述曲軸轉(zhuǎn)角傳感器42在每當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)例如30°時(shí)產(chǎn)生輸出脈沖。另一方面,輸出端口36通過(guò)所對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路38而與火花塞6、燃料噴射閥13、節(jié)氣門驅(qū)動(dòng)用作動(dòng)器16、可變壓縮比機(jī)構(gòu)A以及可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B連接。
[0036]圖2為表示圖1所示的可變壓縮比機(jī)構(gòu)A的分解立體圖，圖3為表示以圖解的方式表示的內(nèi)燃機(jī)的側(cè)面剖視圖。參照?qǐng)D2，在氣缸體2的兩側(cè)壁的下方處形成有相互隔開(kāi)間隔的多個(gè)突出部50，并且在各個(gè)突出部50內(nèi)分別形成有截面呈圓形的凸輪插入孔51。另一方面，在曲軸箱I的上壁面上形成有多個(gè)突出部52，所述多個(gè)突出部52相互隔開(kāi)間隔并分別被嵌合于所對(duì)應(yīng)的突出部50之間，并且，在該各個(gè)突出部52內(nèi)也分別形成有截面呈圓形的凸輪插入孔53。
[0037]如圖2所示，設(shè)置有一對(duì)凸輪軸54、55，在各個(gè)凸輪軸54、55上以隔一個(gè)設(shè)置一個(gè)的方式而固定有圓形凸輪58,所述圓形凸輪58以能夠旋轉(zhuǎn)的方式被插入至各個(gè)凸輪插入孔53內(nèi)。這些圓形凸輪58與各個(gè)凸輪軸54、55的旋轉(zhuǎn)軸線形成共軸。另一方面，如圖3所示，在各個(gè)圓形凸輪58的兩側(cè)延伸有相對(duì)于各個(gè)凸輪軸54、55的旋轉(zhuǎn)軸線而被偏心配置的偏心軸57，并且在該偏心軸57上，以偏心且能夠旋轉(zhuǎn)的方式而安裝有另外的圓形凸輪56。如圖2所示，這些圓形凸輪56被配置于各個(gè)圓形凸輪58的兩側(cè)，并且這些圓形凸輪56以能夠旋轉(zhuǎn)的方式被插入至所對(duì)應(yīng)的各個(gè)凸輪插入孔51內(nèi)。此外，如圖2所示，在凸輪軸55上安裝有凸輪旋轉(zhuǎn)角度傳感器25，所述凸輪旋轉(zhuǎn)角度傳感器25產(chǎn)生表示凸輪軸55的旋轉(zhuǎn)角度的輸出信號(hào)。
[0038]當(dāng)從圖3 (A)所示的狀態(tài)起使固定在各個(gè)凸輪軸54、55上的圓形凸輪58如圖3(A)中箭頭標(biāo)記所示而互相向相反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于偏心軸57在相互遠(yuǎn)離的方向上進(jìn)行移動(dòng)，因此圓形凸輪56將在凸輪插入孔51內(nèi)向與圓形凸輪58相反的方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而如圖3 (B)所示，偏心軸57的位置將從較高的位置變?yōu)橹虚g高度位置。接下來(lái)，當(dāng)進(jìn)一步使圓形凸輪58向用箭頭標(biāo)記所示的方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，如圖3 (C)所示偏心軸57將處于最低位置。
[0039]另外，在圖3 (A)、圖3 (B)、圖3 (C)中，圖示了各自狀態(tài)下的圓形凸輪58的中心
a、偏心軸57的中心b、圓形凸輪56的中心c之間的位置關(guān)系。
[0040]對(duì)圖3 (A)至圖3 (C)進(jìn)行比較可知，曲軸箱I與氣缸體2的相對(duì)位置由圓形凸輪58的中心a與圓形凸輪56的中心c之間的距離來(lái)決定,且圓形凸輪58的中心a與圓形凸輪56的中心c之間的距離越大，則氣缸體2越向遠(yuǎn)離曲軸箱I的一側(cè)進(jìn)行移動(dòng)。即，可變壓縮比機(jī)構(gòu)A通過(guò)使用了進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的凸輪的曲軸機(jī)構(gòu)，從而使曲軸箱I與氣缸體2之間的相對(duì)位置發(fā)生變化。當(dāng)氣缸體2遠(yuǎn)離曲軸箱I時(shí)，活塞4位于壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積將增大，因此，能夠通過(guò)使各個(gè)凸輪軸54、55旋轉(zhuǎn)，從而對(duì)活塞4位于壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積進(jìn)行改變。
[0041]如圖2所示，為了使各個(gè)凸輪軸54、55分別向相反方向旋轉(zhuǎn)，從而在驅(qū)動(dòng)電機(jī)59的旋轉(zhuǎn)軸上安裝有各自螺旋方向?yàn)榉聪虻囊粚?duì)蝸桿61、62，并且與這些蝸桿61、62嚙合的蝸輪63、64分別被固定在各個(gè)凸輪軸54、55的端部上。在該實(shí)施例中，通過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)59進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而能夠在較廣的范圍內(nèi)對(duì)活塞4位于壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積進(jìn)行改變。
[0042]另一方面，圖4圖示了在圖1中被安裝在用于對(duì)進(jìn)氣閥7進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的凸輪軸70的端部上的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B。參照?qǐng)D4，該可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B具備:正時(shí)帶輪71，其利用內(nèi)燃機(jī)的曲軸，從而通過(guò)正時(shí)帶而向箭頭標(biāo)記方向旋轉(zhuǎn)；圓筒狀殼體72，其與正時(shí)帶輪71一起進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)軸73，其與進(jìn)氣閥驅(qū)動(dòng)用凸輪軸70 —起進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，且能夠相對(duì)于圓筒狀殼體72而進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)；多個(gè)分隔壁74，其從圓筒狀殼體72的內(nèi)周面起延伸到旋轉(zhuǎn)軸73的外周面；葉片75，其在各個(gè)分隔壁74之間從旋轉(zhuǎn)軸73的外周面起延伸到圓筒狀殼體72的內(nèi)周面，并且，在各個(gè)葉片75的兩側(cè)分別形成有提前用液壓室76和滯后用液壓室77。
[0043]向各個(gè)液壓室76、77的工作液的供給控制通過(guò)工作液供給控制閥78而被實(shí)施。該工作液供給控制閥78具備:各自與各個(gè)液壓室76、77連結(jié)的液壓口 79、80 ;從液壓泵81噴出的工作液的供給口 82 ;—對(duì)排放口 83，84 ;實(shí)施各個(gè)口 79、80、82、83、84之間的連通截?cái)嗫刂频幕y85。
[0044]在應(yīng)當(dāng)使進(jìn)氣閥驅(qū)動(dòng)用凸輪軸70的凸輪的相位提前時(shí)，在圖4中使滑閥85向右側(cè)移動(dòng)，從而使從供給口 82被供給的工作液經(jīng)由液壓口 79而被供給至提前用液壓室76，并且使滯后用液壓室77內(nèi)的工作液從排放口 84中被排出。此時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸73相對(duì)于圓筒狀殼體72而向箭頭標(biāo)記方向進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)。[0045]與此相對(duì)，在應(yīng)當(dāng)使進(jìn)氣閥驅(qū)動(dòng)用凸輪軸70的凸輪的相位滯后時(shí)，在圖4中使滑閥85向左側(cè)移動(dòng)，從而使從供給口 82被供給的工作液經(jīng)由液壓口 80而被供給至滯后用液壓室77，并且使提前用液壓室76內(nèi)的工作液從排放口 83中被排出。此時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸73相對(duì)于圓筒狀殼體72而向箭頭標(biāo)記的相反方向進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)。
[0046]在使旋轉(zhuǎn)軸73相對(duì)于圓筒狀殼體72而進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，如果滑閥85返回至圖4所示的中立位置處，則旋轉(zhuǎn)軸73的相對(duì)旋轉(zhuǎn)動(dòng)作將被停止，從而旋轉(zhuǎn)軸73將被保持在當(dāng)時(shí)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位置上。因此，通過(guò)可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B，從而能夠使進(jìn)氣閥驅(qū)動(dòng)用凸輪軸70的凸輪的相位僅提前所需的量，并且能夠使其滯后所需的量。
[0047]在圖5中，實(shí)線表示通過(guò)可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B而使進(jìn)氣閥驅(qū)動(dòng)用凸輪軸70的凸輪的相位被最大程度地提前時(shí)的情況，虛線表示進(jìn)氣閥驅(qū)動(dòng)用凸輪軸70的凸輪的相位被最大程度地滯后時(shí)的情況。因此，進(jìn)氣閥7的開(kāi)閥期間能夠在圖5中實(shí)線所示的范圍與虛線所示的范圍之間任意地進(jìn)行設(shè)定，因此，進(jìn)氣閥7的閉閥時(shí)刻也可以設(shè)定為，圖5中箭頭標(biāo)記C所示的范圍內(nèi)的任意的曲軸轉(zhuǎn)角。
[0048]圖1以及圖4所示的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B表示一個(gè)示例，可以使用例如能夠在將進(jìn)氣閥的開(kāi)閥時(shí)刻維持為固定的狀態(tài)下只改變進(jìn)氣閥的閉閥時(shí)刻的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)等的、各種形式的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)。
[0049]接下來(lái)，參照?qǐng)D6對(duì)本申請(qǐng)中所使用的用語(yǔ)的含義進(jìn)行說(shuō)明。另外，為了說(shuō)明而在圖6的(A)、(B)、(C)中圖示了燃燒室容積為50ml且活塞的行程容積為500ml的發(fā)動(dòng)機(jī)，并且在這些圖6的(A)、(B)、(C)中，燃燒室容積表示活塞位于壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室的容積。
[0050]在圖6(A)中對(duì)機(jī)械壓縮比進(jìn)行說(shuō)明。機(jī)械壓縮比為，僅由壓縮行程時(shí)的活塞的行程容積和燃燒室容積而機(jī)械性地確定的值，并且該機(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6 (A)所示的示例中，該機(jī)械壓縮比為(50ml + 500ml)/50ml =11。
[0051]在圖6 (B)中對(duì)實(shí)際壓縮比進(jìn)行說(shuō)明。該實(shí)際壓縮比為，從實(shí)際上壓縮作用被開(kāi)始時(shí)起到活塞到達(dá)上止點(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，并且該實(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。即，如圖6 (B)所示，在壓縮行程中，即使活塞開(kāi)始上升，在進(jìn)氣閥開(kāi)閥的期間內(nèi)也不會(huì)發(fā)揮壓縮作用，而是從進(jìn)氣閥閉閥時(shí)起開(kāi)始發(fā)揮實(shí)際的壓縮作用。因此，實(shí)際壓縮比使用實(shí)際的行程容積而以上述方式被表示。在圖6 (B)所示的示例中，實(shí)際壓縮比為(50ml + 450ml) /50ml = 10。
[0052]在圖6 (C)中對(duì)膨脹比進(jìn)行說(shuō)明。膨脹比為，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，并且該膨脹比由(燃燒室容積+行程容積)/燃燒室容積來(lái)表示。在圖6 (C)所示的示例中，該膨脹比為(50ml + 500ml) /50ml = 11。
[0053]接下來(lái)，參照?qǐng)D7以及圖8對(duì)本發(fā)明中所使用的超膨脹比循環(huán)進(jìn)行說(shuō)明。另外，圖7圖示了理論熱效率與膨脹比之間的關(guān)系，圖8圖示了本發(fā)明中根據(jù)負(fù)載而被區(qū)分使用的普通循環(huán)與超高膨脹比循環(huán)之間的比較。
[0054]圖8(A)圖示了進(jìn)氣閥于下止點(diǎn)附近閉閥、且從大致進(jìn)氣下止點(diǎn)附近起開(kāi)始由活塞實(shí)現(xiàn)的壓縮作用的情況下的普通循環(huán)。在該圖8 (A)所示的示例中，也與圖6的(A)、(B)、(C)所示的示例同樣地，將燃燒室容積設(shè)為50ml，并將活塞的行程容積設(shè)為500ml。從圖8(A)可知，在普通循環(huán)中，機(jī)械壓縮比為(50ml + 500ml)/50ml = 11，實(shí)際壓縮比也大致為11，膨脹比也為(50ml + 500ml)/50ml = 11。即，在普通的內(nèi)燃機(jī)中，機(jī)械壓縮比、實(shí)際壓縮比、膨脹比大致相等。
[0055]圖7中的實(shí)線圖示了實(shí)際壓縮比與膨脹比大致相等的情況下的、即普通循環(huán)中的理論熱效率的變化。已知在該情況下，膨脹比越大、即實(shí)際壓縮比越高，則理論熱效率越高。因此，在普通循環(huán)中，為了提高理論熱效率只需提高實(shí)際壓縮比即可。但是，由于受到內(nèi)燃機(jī)高負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的爆燃的產(chǎn)生的制約，從而實(shí)際壓縮比即便最大也只能提高到12左右，如此一來(lái)在普通循環(huán)中將無(wú)法充分地提高理論熱效率。
[0056]另一方面，對(duì)在這種狀況下嚴(yán)格地區(qū)分機(jī)械壓縮比和實(shí)際壓縮比的同時(shí)使理論熱效率提高的情況進(jìn)行了研究，其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，理論熱效率是由膨脹比所支配的，并且實(shí)際壓縮比幾乎不會(huì)對(duì)理論熱效率造成影響。即，雖然當(dāng)提高實(shí)際壓縮比時(shí)爆發(fā)力會(huì)提高，但為了進(jìn)行壓縮而需要較大的能量，如此一來(lái)即使提高實(shí)際壓縮比，理論熱效率也幾乎不會(huì)提高。
[0057]與此相對(duì)，如果增大膨脹比，則在膨脹行程時(shí)，對(duì)于活塞而言按下力進(jìn)行作用的期間增長(zhǎng)，如此一來(lái)活塞對(duì)曲軸施加旋轉(zhuǎn)力的期間將增長(zhǎng)。因此，膨脹比越大則理論熱效率越高。圖7中的虛線ε =10表示，在將實(shí)際壓縮比固定為10的狀態(tài)下提高了膨脹比時(shí)的理論熱效率。可知，在以此方式將實(shí)際壓縮比ε維持為較低的值的狀態(tài)下提高了膨脹比時(shí)的理論熱效率的上升量、與圖7中實(shí)線所示的實(shí)際壓縮比也與膨脹比一起被增大時(shí)的理論熱效率的上升量之間，不存在較大的差。
[0058]當(dāng)以此方式將實(shí)際壓縮比維持為較低的值時(shí)不會(huì)發(fā)生爆燃，因此，如果在將實(shí)際壓縮比維持為較低的值的狀態(tài)下提高膨脹比，則能夠在阻止爆燃的發(fā)生的同時(shí)，大幅度地提高理論熱效率。在圖8 (B)中圖示了，使用可變壓縮比機(jī)構(gòu)A以及可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B而在將實(shí)際壓縮比維持為較低的值的同時(shí)提高膨脹比的情況下的一個(gè)示例。
[0059]參照?qǐng)D8(B)，在該示例中，通過(guò)可變壓縮比機(jī)構(gòu)A而使燃燒室容積從50ml減少至20ml。另一方面，通過(guò)可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B而使進(jìn)氣閥的閉閥時(shí)刻被滯后，直至實(shí)際的活塞行程容積從500ml變?yōu)?00ml為止。其結(jié)果為，在該示例中，實(shí)際壓縮比為(20ml + 200ml)/20ml = 11，膨脹比為(20ml + 500ml)/20ml = 26。在圖8 (A)所示的普通循環(huán)中，如前文所述，實(shí)際壓縮比大致為11且膨脹比為11，與該情況相比可知，在圖8 (B)所示的情況下，僅有膨脹比被提高至26。這就是被稱為超高膨脹比循環(huán)的理由。
[0060]一般而言，在內(nèi)燃機(jī)中，內(nèi)燃機(jī)負(fù)載越低則熱效率越差，因此，為了提高內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的熱效率、即為了提高耗油率，需要提高內(nèi)燃機(jī)負(fù)載較低時(shí)的熱效率。另一方面，由于在圖8 (B)所示的超高膨脹比循環(huán)中，壓縮行程時(shí)的實(shí)際的活塞行程容積被縮小，因此能夠吸入至燃燒室5內(nèi)的吸入空氣量變少，由此，該超高膨脹比循環(huán)只能夠在內(nèi)燃機(jī)負(fù)載較低時(shí)采用。因此，在本發(fā)明中，在內(nèi)燃機(jī)負(fù)載較低時(shí)采用圖8 (B)所示的超高膨脹比循環(huán)，而在內(nèi)燃機(jī)高負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)采用圖8 (A)所示的普通循環(huán)。
[0061 ] 接下來(lái)，參照?qǐng)D9對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)控制整體進(jìn)行概要說(shuō)明。在圖9中圖示了，某一內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速下的與內(nèi)燃機(jī)負(fù)載相對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣量、進(jìn)氣閥閉閥時(shí)刻、機(jī)械壓縮比、膨脹比、實(shí)際壓縮比以及節(jié)氣門17的開(kāi)度的各個(gè)變化。另外，在圖9中圖示了如下情況，S卩，根據(jù)空燃比傳感器21的輸出信號(hào)而將燃燒室5內(nèi)的平均空燃比反饋控制為理論空燃比，以便能夠通過(guò)催化劑裝置20內(nèi)的三元催化劑而使廢氣中的未燃的HC、CO以及NOx同時(shí)減少。
[0062]那么，如上文所述，在內(nèi)燃機(jī)高負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，執(zhí)行圖8 (A)所示的普通循環(huán)。因此，如圖9所示，由于此時(shí)機(jī)械壓縮比被設(shè)定為較低，因此膨脹比較低，從而如圖9中實(shí)線所示那樣，進(jìn)氣閥7的閉閥時(shí)刻如圖5中實(shí)線所示而被提前了。此外，由于此時(shí)吸入空氣量較大、且此時(shí)節(jié)氣門17的開(kāi)度被保持為全開(kāi)，因此泵氣損失為零。
[0063]另一方面，為了如圖9中實(shí)線所示那樣，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)載減低時(shí)隨之減少進(jìn)氣量，從而使進(jìn)氣閥7的閉閥時(shí)刻延遲。此外，此時(shí)為了將實(shí)際壓縮比保持為大致固定而如圖9所示使機(jī)械壓縮比隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的降低而增大，因此，膨脹比也將隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的降低而增大。另外，此時(shí)節(jié)氣門17也被保持為全開(kāi)狀態(tài)，因此被供給至燃燒室5的吸入空氣量不取決于節(jié)氣門17，而是通過(guò)改變進(jìn)氣閥7的閉閥時(shí)刻從而進(jìn)行控制。
[0064]在以此方式而使內(nèi)燃機(jī)負(fù)載從內(nèi)燃機(jī)高負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)起變低時(shí)，實(shí)際壓縮比在大致固定的基礎(chǔ)上隨著吸入空氣量的減少而增大。即，活塞4到達(dá)壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積以與吸入空氣量的減少成正比的方式而減少。因此，活塞4到達(dá)壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積以與吸入空氣量成正比的方式而發(fā)生變化。另外，此時(shí)，在圖9所示的示例中，由于燃燒室5內(nèi)的空燃比為理論空燃比，因此活塞4到達(dá)壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積將以與燃料量成正比的方式而發(fā)生變化。
[0065]當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)載進(jìn)一步降低時(shí)，機(jī)械壓縮比將進(jìn)一步被增大，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)載下降至略微靠近低負(fù)載的中負(fù)載LI時(shí)，機(jī)械壓縮比將達(dá)到成為燃燒室5的結(jié)構(gòu)上極限的極限機(jī)械壓縮比(上限機(jī)械壓縮比)。如果機(jī)械壓縮比達(dá)到極限機(jī)械壓縮比，則在與機(jī)械壓縮比達(dá)到了極限機(jī)械壓縮比時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載LI相比負(fù)載較低的區(qū)域中，機(jī)械壓縮比將被保持為極限機(jī)械壓縮比。因此，在低負(fù)載側(cè)的內(nèi)燃機(jī)中負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)以及內(nèi)燃機(jī)低負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，即在內(nèi)燃機(jī)低負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)側(cè)機(jī)械壓縮比為最大，且膨脹比也成為最大。換而言之，在內(nèi)燃機(jī)低負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)側(cè)，為了獲得最大的膨脹比而使機(jī)械壓縮比被設(shè)為最大。
[0066]另一方面，在圖9所不的實(shí)施例中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)載降低到LI時(shí),進(jìn)氣閥7的閉閥時(shí)刻將成為能夠?qū)Ρ还┙o至燃燒室5內(nèi)的吸入空氣量進(jìn)行控制的極限閉閥時(shí)刻。當(dāng)進(jìn)氣閥7的閉閥時(shí)刻到達(dá)極限閉閥時(shí)刻時(shí)，在與進(jìn)氣閥7的閉閥時(shí)刻到達(dá)了極限閉閥時(shí)刻時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載LI相比而負(fù)載較低的區(qū)域中，進(jìn)氣閥7的閉閥時(shí)刻被保持為極限閉閥時(shí)刻。
[0067]當(dāng)進(jìn)氣閥7的閉閥時(shí)刻被保持為極限閉閥時(shí)刻時(shí)，無(wú)法通過(guò)進(jìn)氣閥7的閉閥時(shí)刻的變化來(lái)對(duì)吸入空氣量進(jìn)行控制。在圖9所示的實(shí)施例中，在與此時(shí)、即進(jìn)氣閥7的閉閥時(shí)亥_達(dá)了極限閉閥時(shí)刻時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載LI相比而負(fù)載較低的區(qū)域中，通過(guò)節(jié)氣門17來(lái)控制被供給至燃燒室5內(nèi)的吸入空氣量，且內(nèi)燃機(jī)負(fù)載越低，則節(jié)氣門17的開(kāi)度被設(shè)定得越小。
[0068]另一方面，通過(guò)如圖9中虛線所示，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的降低而將進(jìn)氣閥7的閉閥時(shí)刻提前，也能夠在不依賴于節(jié)氣門17的條件下對(duì)吸入空氣量進(jìn)行控制。因此，如果以能夠?qū)D9中實(shí)線所示的情況和虛線所示的情況均包含在內(nèi)的方式來(lái)表現(xiàn)，則在本發(fā)明的實(shí)施例中，進(jìn)氣閥7的閉閥時(shí)刻隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的降低，而向遠(yuǎn)離進(jìn)氣下止點(diǎn)BDC方向移動(dòng)，直到能夠?qū)Ρ还┙o至燃燒室內(nèi)的吸入空氣量進(jìn)行控制的極限閉閥時(shí)刻LI為止。以此方式，即使使進(jìn)氣閥7的閉閥時(shí)刻如圖9中實(shí)線所示那樣進(jìn)行變化，也能夠?qū)ξ肟諝饬窟M(jìn)行控制，并且即使使進(jìn)氣閥7的閉閥時(shí)刻如圖9中虛線所示那樣進(jìn)行變化，也能夠?qū)ξ肟諝饬窟M(jìn)行控制。
[0069]如前文所述，在圖8 (B)所示的超高膨脹比循環(huán)中，膨脹比被設(shè)為26。雖然該膨脹比越高越好，但從圖7可知，只要相對(duì)于實(shí)際上能夠使用的下限實(shí)際壓縮比ε =5而言在20以上，就可得到相當(dāng)高的理論熱效率。因此，在本實(shí)施例中，以膨脹比成為20以上的方式形成可變壓縮比機(jī)構(gòu)Α。
[0070]但是，在決定燃料噴射量時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)所需的燃燒空燃比，需要掌握向燃燒室內(nèi)被供給的吸入空氣量(重量)。吸入空氣量能夠根據(jù)吸入空氣的燃燒室內(nèi)的占用容積、進(jìn)氣空氣的壓力以及溫度而進(jìn)行計(jì)算。
[0071 ] 吸入空氣的燃燒室內(nèi)的占用容積為，燃燒室內(nèi)的已燃?xì)怏w的占用容積以外的容積，為了知曉吸入空氣的燃燒室內(nèi)的占用容積，只需對(duì)已燃?xì)怏w的燃燒室內(nèi)的占用容積進(jìn)行計(jì)算即可。圖10為用于對(duì)已燃?xì)怏w的燃燒室內(nèi)的占用容積進(jìn)行計(jì)算的流程圖，并通過(guò)電子控制單元30而被實(shí)施。
[0072]首先，在步驟101中，對(duì)是否為燃料噴射量的決定時(shí)刻進(jìn)行判斷。例如，在燃料噴射閥13被配置于進(jìn)氣口 8處的情況下，燃料噴射在進(jìn)氣行程中被實(shí)施。此外，在燃料噴射閥被配置于燃燒室內(nèi)的情況下，雖然從進(jìn)氣行程初期到壓縮行程的點(diǎn)火時(shí)刻為止能夠進(jìn)行燃料噴射，但為了噴射燃料的氣化混合，而優(yōu)選在進(jìn)氣行程中結(jié)束燃料噴射?？偠灾?，必須在燃料噴射結(jié)束以前決定燃料噴射量。
[0073]在步驟101的判斷為否定時(shí)，無(wú)需為了決定燃料噴射量而對(duì)已燃?xì)怏w的燃燒室內(nèi)的占用容積進(jìn)行計(jì)算，從而不進(jìn)行任何操作而就此結(jié)束。但是，如果為燃料噴射量的決定時(shí)亥|J，則步驟101的判斷為肯定，并在步驟102中，設(shè)定排氣閥閉閥時(shí)的燃燒室容積V0。排氣閥閉閥時(shí)的燃燒室容積VO不僅根據(jù)燃燒室的尺寸形狀而發(fā)生變化，而且還根據(jù)當(dāng)前的機(jī)械壓縮比以及當(dāng)前的排氣閥的閉閥時(shí)刻而發(fā)生變化。由于越通過(guò)可變壓縮比機(jī)構(gòu)A而使機(jī)械壓縮比減小則上止點(diǎn)的燃燒室容積越變大，因此排氣閥閉閥時(shí)的燃燒室容積VO將變大。此外，排氣閥的閉閥時(shí)刻越被滯后，排氣閥閉閥時(shí)的燃燒室容積VO越變大。當(dāng)前的機(jī)械壓縮比能夠根據(jù)相對(duì)位置傳感器22的輸出來(lái)進(jìn)行推斷。
[0074]在進(jìn)氣行程中，由于即使進(jìn)氣閥處于開(kāi)閥且活塞從進(jìn)氣上止點(diǎn)(排氣上止點(diǎn))下降，但在排氣閥的開(kāi)閥中，排氣口 10的排氣壓力也會(huì)高于進(jìn)氣口 8的進(jìn)氣壓力，因此，不會(huì)向燃燒室內(nèi)供給進(jìn)氣。由此，排氣閥閉閥時(shí)的燃燒室容積VO會(huì)被已燃?xì)怏w充滿。
[0075]接下來(lái)，在步驟103中，在排氣閥閉閥時(shí)，通過(guò)被配置于燃燒室中的溫度傳感器以及壓力傳感器(均未圖示)而對(duì)充滿燃燒室容積VO的已燃?xì)怏w的溫度TEX以及壓力PEX進(jìn)行測(cè)定。
[0076]優(yōu)選為，與步驟103同時(shí)地，在步驟104中，通過(guò)例如被配置于浪涌調(diào)整槽12處的溫度傳感器以及壓力傳感器(均未圖示)而對(duì)向燃燒室被供給的進(jìn)氣的溫度TIN以及壓力PIN進(jìn)行測(cè)定。
[0077]進(jìn)氣行程中的排氣閥閉閥時(shí)的燃燒室內(nèi)的已燃?xì)怏w的壓力PEX以及溫度TEX在向燃燒室供給進(jìn)氣時(shí)變?yōu)榕c進(jìn)氣的壓力PIN以及溫度TIN相等，從而已燃?xì)怏w發(fā)生容積變化并占用燃燒室。在步驟105中，通過(guò)下式而對(duì)以此方式發(fā)生變化的已燃?xì)怏w的容積VO'進(jìn)行計(jì)算。
[0078]W1 = VO * TIN/TEX * ΡΕΧ/ΡΙΝ
[0079]如此，如果在燃料噴射量的決定時(shí)刻，計(jì)算出進(jìn)氣行程中的排氣閥剛剛開(kāi)閥之后殘留于燃燒室中的已燃?xì)怏w的容積變化后的占用容積VO'，則能夠計(jì)算出吸入空氣量。在例如進(jìn)氣閥的閉閥時(shí)刻如圖9中虛線所示那樣，在進(jìn)氣下止點(diǎn)前被控制的情況下，從到進(jìn)氣閥閉閥為止的燃燒室容積Vl'(基于當(dāng)前的機(jī)械壓縮比的上止點(diǎn)的燃燒室容積、與從上止點(diǎn)起到進(jìn)氣閥閉閥為止的活塞的行程容積的總計(jì))中減去已燃?xì)怏w的占用容積VO'而得到的容積(Vl' -NO')，成為進(jìn)氣的占用容積，由此能夠根據(jù)進(jìn)氣的壓力PIN以及溫度TIN而對(duì)吸入空氣量進(jìn)行計(jì)算。
[0080]此外，在進(jìn)氣閥的閉閥時(shí)刻如圖9中實(shí)線所示而在進(jìn)氣下止點(diǎn)后被控制的情況下，例如，從自進(jìn)氣閥閉閥起的燃燒室容積VI"(基于當(dāng)前的機(jī)械壓縮比的上止點(diǎn)的燃燒室容積、與從進(jìn)氣閥閉閥起到上止點(diǎn)為止的活塞的行程容積的總計(jì))中減去已燃?xì)怏w的占用容積VO'而得到的容積(VI" — VO')，成為進(jìn)氣的占用容積，由此能夠根據(jù)進(jìn)氣的壓力PIN以及溫度TIN而對(duì)吸入空氣量進(jìn)行計(jì)算。
[0081]此外，在從進(jìn)氣下止點(diǎn)起到進(jìn)氣閥閉閥為止的期間內(nèi)，也可以認(rèn)為不僅進(jìn)氣而且已燃?xì)怏w也向進(jìn)氣系統(tǒng)被排放，在該情況下，首先，從進(jìn)氣下止點(diǎn)的燃燒室容積Vl (基于當(dāng)前的機(jī)械壓縮比的上止點(diǎn)的燃燒室容積、與活塞的行程容積的合計(jì))中減去已燃?xì)怏w的占用容積VO'，從而對(duì)進(jìn)氣下止點(diǎn)的進(jìn)氣的占用容積進(jìn)行計(jì)算(VI — VO')。接下來(lái)，通過(guò)將進(jìn)氣下止點(diǎn)的進(jìn)氣的占用容積(V1- NO')乘以前文所述的來(lái)自進(jìn)氣閥閉閥的燃燒室容積VI"與進(jìn)氣下止點(diǎn)的燃燒室容積Vl之比VI" /VI，從而能夠?qū)ξ氲恼加萌莘e進(jìn)行計(jì)算，并能夠根據(jù)進(jìn)氣的壓力PIN以及溫度TIN而對(duì)吸入空氣量進(jìn)行計(jì)算。
[0082]雖然在圖10的流程圖的步驟103中，進(jìn)氣閥閉閥時(shí)的燃燒室內(nèi)的已燃?xì)怏w溫度TEX以及壓力PEX是通過(guò)在燃燒室中配置溫度傳感器以及壓力傳感器從而被測(cè)定出的，但也可以按照根據(jù)內(nèi)燃機(jī)負(fù)載以及內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速而決定的每種發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行圖表化。此夕卜，即使在燃燒室中僅配置有壓力傳感器，也能夠通過(guò)利用壓力傳感器來(lái)監(jiān)視膨脹行程中的缸內(nèi)壓力P，并對(duì)缸內(nèi)壓力P與燃燒室容積V的積PV成為最大值PVM的曲軸轉(zhuǎn)角角度CA進(jìn)行確定，從而推斷為最大值PVM越大則已燃?xì)怏w溫度TEX越高，此外，由于能夠推斷出曲軸轉(zhuǎn)角角度CA越靠滯后側(cè)，則之后的膨脹做功越少，且已燃?xì)怏w溫度TEX越高，因此也能夠相對(duì)于最大值PVM和曲軸轉(zhuǎn)角角度CA而對(duì)已燃?xì)怏w溫度TEX進(jìn)行圖表化。
[0083]在圖10的流程圖的步驟104中被測(cè)定的進(jìn)氣溫度TIN也可以設(shè)為大氣溫度。此夕卜，在節(jié)氣門的全開(kāi)時(shí)，進(jìn)氣壓力PIN也可以設(shè)為大氣壓力。在節(jié)氣門的開(kāi)度控制時(shí)，也可以將進(jìn)氣壓力PIN以節(jié)氣門的開(kāi)度越小則其越降低的方式(以負(fù)壓的絕對(duì)值越大的方式)而相對(duì)于節(jié)氣門的開(kāi)度進(jìn)行圖表化。
[0084]此外，在排氣行程中進(jìn)氣閥進(jìn)行開(kāi)閥的情況下，從進(jìn)氣閥開(kāi)閥起到排氣上止點(diǎn)為止，燃燒室內(nèi)的已燃?xì)怏w不僅向排氣口 10流出，而且也向進(jìn)氣口 8流出。由此，嚴(yán)格地說(shuō)，從排氣閥閉閥起向燃燒室內(nèi)被供給的進(jìn)氣口 8內(nèi)的進(jìn)氣中包含有已燃?xì)怏w。
[0085]因此，通過(guò)將以前文所述方式被計(jì)算出的進(jìn)氣的占用容積(Vl' — VO' )、(V1" —W )、或者(V1- VO' ).V" /Vl乘以從進(jìn)氣口 8向燃燒室內(nèi)被吸入的氣體的新氣比例R，從而能夠?qū)π職獾恼加萌莘e進(jìn)行計(jì)算，所述新氣的占用容積用于對(duì)準(zhǔn)確的燃燒空燃比的計(jì)算所需的新氣量進(jìn)行推斷。
[0086]在此，新氣比例R為，新氣體積fv相對(duì)于從進(jìn)氣口 9向燃燒室內(nèi)被吸入的氣體的單位體積gv的比例fv/gv，單位體積gv為，單位體積gv中所包含的新氣體積fv與已燃?xì)怏w體積ev之和。[0087]由于進(jìn)氣閥的排氣行程中的開(kāi)閥時(shí)刻越靠提前側(cè)，則向進(jìn)氣口 8流出的已燃?xì)怏w量越增多，且已燃?xì)怏w體積ev相對(duì)于從進(jìn)氣口 9向燃燒室內(nèi)被吸入的氣體的單位體積gv越增大，因此新氣比例R越減小。此外，由于內(nèi)燃機(jī)負(fù)載越高且燃燒壓力越高，則進(jìn)氣閥開(kāi)閥時(shí)的氣缸內(nèi)的已燃?xì)怏w壓力越增高，因此向進(jìn)氣口 8流出的已燃?xì)怏w量越增多，從而新氣比例R越減小。如此，也能夠根據(jù)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(內(nèi)燃機(jī)負(fù)載以及內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速)和進(jìn)氣閥的開(kāi)閥時(shí)刻，而對(duì)新氣比例R進(jìn)行圖表化。
[0088]符號(hào)說(shuō)明
[0089]I曲軸箱；
[0090]2氣缸體；
[0091]A可變壓縮比機(jī)構(gòu)；
[0092]B可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)。
【權(quán)利要求】
1.一種具備可變壓縮比機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)，所述可變壓縮比機(jī)構(gòu)使上止點(diǎn)的燃燒室容積變化而將機(jī)械壓縮比設(shè)為可變，所述具備可變壓縮比機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)的特征在于， 對(duì)進(jìn)氣行程中的排氣閥閉閥時(shí)的燃燒室內(nèi)的殘留已燃?xì)怏w的壓力以及溫度進(jìn)行測(cè)定或推斷，并對(duì)在進(jìn)氣行程中的排氣閥閉閥后向燃燒室內(nèi)被供給的進(jìn)氣的壓力以及溫度進(jìn)行測(cè)定或推斷，并且，在設(shè)為進(jìn)氣行程中的排氣閥閉閥時(shí)充滿燃燒室容積的所述殘留已燃?xì)怏w的所述壓力以及所述溫度在向燃燒室供給進(jìn)氣時(shí)變?yōu)榕c進(jìn)氣的所述壓力以及所述溫度相等的條件下，對(duì)所述殘留已燃?xì)怏w的變化后的容積進(jìn)行計(jì)算。
2.如權(quán)利要求1所述的具備可變壓縮比機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)，其中， 根據(jù)被計(jì)算出的殘留已燃?xì)怏w的容積而對(duì)燃燒室內(nèi)的進(jìn)氣的容積進(jìn)行計(jì)算，并且在設(shè)為向燃燒室內(nèi)被供給的進(jìn)氣中包含有已燃?xì)怏w的條件下，將被計(jì)算出的進(jìn)氣的容積乘以新氣比例，從而對(duì)新氣的容積進(jìn)行計(jì)算。
【文檔編號(hào)】F02D13/02GK103547780SQ201180071081
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2011年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月23日
【發(fā)明者】坂柳佳宏, 河崎高志, 田中宏幸, 中井敬野 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社