[发明专利]火花点火式内燃发动机及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及火花点火式内燃发动机及控制该火花点火式内燃发动机的方法。 

背景技术

现有的火花点火式内燃发动机包括用于变更机械压缩比的可变压缩比机构和用于控制进气门关闭的气门关闭正时的可变气门正时机构，其中，在发动机中负荷或高负荷运转期间，随着施加给发动机的负荷减小，机械压缩比增大且进气门的气门关闭正时延迟，而实际压缩比保持不变(参见日本专利申请公开文献No.2004-218522)。 

在这种内燃发动机中，当例如空燃比从理论空燃比变更为稀空燃比时，如果燃料喷射量减少，则输出转矩急剧地减小，因而发生转矩变动。此情况下，有必要变更空燃比，以便不发生转矩变动。然而，上述内燃发动机没有教导如何变更空燃比以防止发生转矩变动。 

发明内容

依据本发明的一方面，一种火花点火式内燃发动机包括：可变压缩比机构，该可变压缩比机构变更机械压缩比，该机械压缩比是由燃烧室容积与气缸工作容积之和除以该燃烧室容积而获得的；以及可变气门正时机构，该可变气门正时机构控制进气门关闭的气门关闭正时，其中，供应进燃烧室的进气量是通过变更进气门的气门关闭正时来控制的，以及当空燃比从第一目标空燃比增至第二目标空燃比时，使进气门的气门关闭正时接近进气下死点直至空燃比变得等于第二目标空燃比，而不变更燃料喷射量。 

依据本发明的另一方面，在一种控制火花点火式内燃发动机的方法中，该火花点火式内燃发动机包括：可变压缩比机构，该可变压缩比机构 变更机械压缩比，该机械压缩比是由燃烧室容积与气缸工作容积之和除以该燃烧室容积而获得的，以及可变气门正时机构，该可变气门正时机构控制进气门关闭的气门关闭正时，其中，通过变更进气门的气门关闭正时来控制供应进燃烧室的进气量；以及当空燃比从第一目标空燃比增至第二目标空燃比时，使进气门的气门关闭正时接近进气下死点直至空燃比变得等于第二目标空燃比，而不变更燃料喷射量。 

借助本发明的上述方面，能够变更空燃比，而不会导致转矩变化。 

附图说明

自以下参照附图对示范实施例的说明，本发明的前述及其它特征和优点将变得明显，其中，相同的数字用于表示相同的部件，且其中： 

图1是火花点火式内燃发动机的全体图； 

图2是可变压缩比机构的分解透视图； 

图3A和3B是内燃发动机的示意侧截面图； 

图4示出可变气门正时机构； 

图5是示出进气门和排气门的升程量的示图； 

图6A至6C是用于说明机械压缩比、实际压缩机和膨胀比的示图； 

图7示出理论热效率与膨胀比之间的关系； 

图8A和8B是用于说明正常循环与超高膨胀比循环的示图； 

图9是示出对应于施加给发动机的负荷，机械压缩比等的变化的示图； 

图10是示出空燃比变更时进气门的气门关闭正时等的变化的时序图； 

图11是用于执行运转控制的流程图； 

图12A和12B是示出进气门的气门关闭正时的映射的示图；以及 

图13示出实际压缩比与机械压缩比的减小量之间的关系。 

具体实施方式

图1示出火花点火式内燃发动机的侧截面图。参照图1，分别地，参考数字1指示曲轴箱；2，气缸体；3，气缸盖；4，活塞；5，燃烧室；6，设 在燃烧室5的顶面中央部的火花塞；7，进气门；8，进气口；9，排气门；以及10，排气口。进气口8经由进气管11与稳压箱12连接。各进气管11都设有用于将燃料喷进对应进气口8的燃料喷射阀13。注意，燃料喷射阀13可设在各燃烧室5内，而非安装在各进气管11内。 

稳压箱12经由进气道14与空气滤清器15连接。进气道14内设有由致动器16驱动的节气门17和使用例如热线的进气量检测器18。另一方面，排气口10经由排气歧管19与采用例如三元催化剂的催化转化器20连接，空燃比传感器20设在排气歧管19内。 

在图1所示的实施例中，可变压缩比机构A设在曲轴箱1与气缸体2之间的连结部。可变压缩比机构A通过变更曲轴箱1与气缸体2之间沿气缸轴线方向的相对位置来变更当活塞4位于压缩上死点时燃烧室5的容积。另外，可变气门正时机构B提供用于变更实际压缩开始的正时。可变气门正时机构B控制进气门7关闭的气门关闭正时。