[發明專利]稀薄燃燒內燃機

無效

• 申請號: 97113764.1
• 申請日: 1997-06-28
• 公開（公告）號: CN1068655C
• 公開（公告）日: 2001-07-18
• 發明（設計）人: 一本和宏;宮本勝彥;大森祥吾;加村均;小島淳良
• 申請（專利權）人: 三菱自動車工業株式會社
• 主分類號: F02D45/00
• 分類號: F02D45/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所
• 代理人: 任永武

本發明涉及一種具有可用真空驅動的真空作動器的內燃機。其真空度來自發動機進氣控制系統中進氣量控制機構下游側的進氣系統，尤其涉及一種保證處于稀薄燃燒時真空作動器仍可靠運行的車用稀薄燃燒發動機。

汽車中所用的典型制動機構利用進氣歧管產生的真空(負壓)，該進氣歧管處于發動機進氣系統的進氣空氣量控制機構的下游，作為汽車的驅動源。特別是這類制動機構，由作為真空作動器的真空助力器來驅動。在制動操作時，真空助力器連接到穩壓箱，穩壓箱位于節氣門與進氣歧管之間，利用穩壓箱中的真空來驅動真空助力器，以輔助制動動作。該真空也用來抽取曲軸箱中的竄氣，將竄氣回輸入發動機的進氣系統，使之不致逸散到大氣中。

近來，一種稀薄燃燒發動機已付諸實用，它使供給發動機空燃混合氣稀化，以改善比油耗。例如，有一種可使空燃混合氣稀化到混合比為20的已經商品化的稀薄燃燒發動機，以及缸內噴射發動機或直接噴射的火花點火發動機，從廣義上說，這些都屬于稀薄燃燒發動機。付諸實用的發動機，其空燃比要較稀薄燃燒發動機更稀，即通過在火花塞附近以層狀充氣的方式可使混合比達25以上。

必須注意的是，對于空燃比設定得比常規多點噴射發動機(MPI)更大的稀薄燃燒發動機，在稀薄燃燒運行時，要提供大量的進氣空氣，因而在稀薄燃燒時(以較稀的空燃混合氣燃燒時)，在進氣空氣量控制機構下游側處的進氣系統可能發生真空度下降的情況。此外，對缸內噴射的發動機，這種發動機在點火時可在火花塞周圍以額外稀薄的空燃混合氣形成層狀充氣進行燃燒，由于向發動機提供大量進氣空氣，在稀薄燃燒時進氣系統真空度有可能下降。特別是具有排氣再循環(排氣再循環)系統的發動機，如果真空度降低的話，排氣再循環氣體有可能駐留在進氣系統中，則真空度將因排氣再循環氣體的駐留而進一步下降。

當進氣系統中的真空度因這種方式而大幅度降低時，真空作動器常常因此而不能正常運行。例如，在制動機構帶有真空助力器的情況下，如果助力器的真空度下降，則駕駛員在制動操縱時需要增大向制動踏板施加的踏板力。因此，對于具有這類真空作動器的發動機，在考慮到發動機運轉條件時，重要的是要保持進氣系統的真空度，該真空度是指進氣空氣量控制機構下游一側、且處于可保證真空作動器能滿意工作的范圍內。

例如，未經審查公布號為58-23244的日本專利，揭示了在進氣管內保持適當真空度，并利用該真空度來驅動真空作動器，比如安裝在柴油機上的真空助力器的技術。傳統的技術是，考慮到真空度降低是在進行制動時發生的這一事實，在檢測到制動信號時關閉節氣門。另外，未經審查公布號為6-117280的日本專利，揭示了一項技術：在進氣空氣量控制機構下游一側用傳感器檢測壓力，并根據傳感器所提供的檢測信號控制節氣門和進氣門的動作。此外，未經審查公布號為7-247866的日本專利則公布了又一技術：對于在響應壓力傳感器輸出信號的預定期間，停止運行有可能降低真空度的風扇、壓縮機或類似機械。

然而，在上述公布文本中所揭示的這類技術并不適用于實行稀薄燃燒或實行層狀進氣隨后作超稀薄燃燒的稀薄燃燒發動機。如果將前面這類技術簡單地用于稀薄燃燒發動機，那么稀薄混合氣或超稀薄混合氣的燃燒將無法穩定進行，并導致比油耗增大和駕駛性能變壞。此外，也不能充分保證適當的真空度。

本發明的目的是提供一種稀薄燃燒發動機，當達到穩定進行稀薄燃燒時，所述發動機通過保證進氣系統中進氣空氣量控制機構下游一側滿意的真空度能夠使真空作動器穩定運行，而不致導致比油耗增大和駕駛性能變壞。

根據本發明，所提供的稀薄燃燒發動機包括：帶有空氣進氣系統和適應于稀薄燃燒運行的發動機本體，進氣系統中用于調節供給發動機進氣空氣量的進氣空氣量控制機構，可利用來自所述進氣量控制機構下游處的進氣系統的真空驅動的真空作動器，以及根據發動機運行狀態使之有效地進行稀薄燃燒的燃燒控制裝置。

本發明的稀薄燃燒發動機包括：運行狀態檢測裝置，用于檢測發動機運行狀態；真空度下降檢測裝置，用于檢測涉及作用在真空作動器上真空度的有關信息，并根據真空度信息用于檢測真空度下降；以及真空度安全控制裝置，當發動機處于稀薄燃燒時真空度下降檢測裝置檢測到真空度的降低時，用于控制進氣量控制機構通過減少進氣空氣量以使空燃比減少來確保真空度。

本發明的優點是：當發動機處于稀薄燃燒時，根據發動機運行狀態和進氣系統中進氣空氣量控制機構下游一側的真空度狀態，可以通過真空度安全控制裝置校正進氣空氣量使之減少，從而使被供給發動機的混合氣的空燃比減小，由此保證真空作動器有滿意的真空度，而不致導致比油耗增大和駕駛性能變壞。