[發明專利]火花點火式內燃機

有效

• 申請號: 201080062729.1
• 申請日: 2010-01-28
• 公開（公告）號: CN102753802A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 河崎高志;中坂幸博;坂柳佳宏;田中宏幸
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: F02D15/04
• 分類號: F02D15/04;F02D13/02
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 柳春雷

技術領域

本發明涉及火花點火式內燃機。

背景技術

公知有如下的火花點火式內燃機，該火花點火式內燃機包括能夠改變機械壓縮比的可變壓縮比機構以及能夠控制進氣閥的閉閥正時的可變氣門正時機構，并且與內燃機負荷無關地將實際壓縮比維持為大致恒定(例如參照專利文獻1)。在該內燃機中，隨著內燃機負荷變高，即隨著要求進入空氣量變多，進氣閥的閉閥正時以靠近進氣下止點的方式被提前，此時，隨著為了將實際壓縮比維持為大致恒定而要求進入空氣量變多，使得機械壓縮比下降。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利文獻特開2007-303423號公報。

發明內容

發明所要解決的問題

然而，當如上地根據要求進入空氣量的變化來改變進氣閥的閉閥正時和機械壓縮比時，在進氣閥的閉閥正時和機械壓縮比中，通常可改變它們的速度不同，一般而言，改變機械壓縮比時與改變進氣閥的閉閥正時時相比更需要時間。因此，例如當要求進入空氣量增大時，與機械壓縮比的下降速度相比，進氣閥閉閥正時的提前速度更快，這樣在機械壓縮比高時使得進入空氣量增大。其結果是，燃燒室內的壓縮端壓力變高，從而產生爆震的問題。

與此相對，如果當要求進入空氣量增大時使進氣閥的閉閥正時緩慢地提前，則進入空氣量只能緩慢地增大，其結果是產生這次無法確保響應性好的加速運轉的問題。

另一方面，如果當要求進入空氣量減少時使進氣閥的閉閥正時快速地延遲，則在機械壓縮比沒有變高時，進入空氣量就減少，其結果是產生壓縮端壓力變低而無法得到良好的燃燒的問題。與此相對，如果當要求進入空氣量減少時使進氣閥的閉閥正時緩慢地延遲，則存在這次無法確保響應性好的減速運轉的問題。

即，為了當要求進入空氣量變化時確保響應性好的加減速運轉，需要在確保良好的燃燒的同時盡可能快地改變進氣閥的閉閥正時。但是，上述的內燃機未考慮上述的情況。

本發明的目的在于提供當要求進入空氣量變化時能夠維持良好的燃燒并且確保響應性好的運轉的火花點火式內燃機。

用于解決問題的手段

根據本發明，能夠提供一種火花點火式內燃機，包括能夠改變機械壓縮比的可變壓縮比機構以及能夠控制進氣閥的閉閥正時的可變氣門正時機構，在所述內燃機中，相對于機械壓縮比與進氣閥閉閥正時的組合設定侵入禁止區域，并禁止表示機械壓縮比與進氣閥閉閥正時的組合的動作點侵入到所述侵入禁止區域內，當要求進入空氣量變化時，計算出從當前的動作點向滿足要求進入空氣量的動作點在不侵入到侵入禁止區域內的情況下能夠在一定時間后到達的目標動作點，并使機械壓縮比和進氣閥閉閥正時向目標動作點變化。

發明效果

當要求進入空氣量變化時，優選為了確保響應性好的運轉而使機械壓縮比和進氣閥閉閥正時的動作點盡快地變化到滿足要求進入空氣量的動作點。但是，此時，如果動作點在變化中侵入到侵入禁止區域內，則燃燒會惡化。因此，在本發明中，首先計算出不侵入到侵入禁止區域內的目標動作點，使機械壓縮比和進氣閥閉閥正時向該計算出的目標動作點變化。這樣一來，動作點能夠在不侵入到侵入禁止區域內的情況下盡早地到達滿足要求進入空氣量的動作點，從而能夠在維持良好的燃燒的同時確保響應性好的運轉。

附圖說明

圖1是火花點火式內燃機的整體圖；

圖2是可變壓縮比機構的分解立體圖；

圖3是圖解性地示出的內燃機的側面截面圖；

圖4是表示可變氣門正時機構的圖；

圖5是表示進氣閥和排氣閥的升程量的圖；

圖6是用于說明機械壓縮比、實際壓縮比以及膨脹比的圖；

圖7是表示理論熱效率與膨脹比的關系的圖；

圖8是用于說明通常的周期和超高膨脹比周期的圖；

圖9是表示與內燃機負荷相應的機械壓縮比等的變化的圖；

圖10是表示侵入禁止區域和目標動作線的圖；

圖11是表示侵入禁止區域和目標動作線的圖；

圖12是表示侵入禁止區域的圖；

圖13是表示目標動作點和動作點的圖；

圖14是表示目標動作點和動作點的圖；

圖15是表示機械壓縮比、進氣閥閉閥正時以及節流閥開度的變化的圖；

圖16是表示一定時間內的機械壓縮比的可改變量的圖；

圖17是表示一定時間內的機械壓縮比的可改變量的圖；