專利名稱：預(yù)混合壓縮著火內(nèi)燃機(jī)以及預(yù)混合壓縮著火內(nèi)燃機(jī)的吸氣控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種預(yù)混合壓縮著火內(nèi)燃機(jī)以及預(yù)混合壓縮著火內(nèi)燃機(jī) 的吸氣控制方法。
背景技術(shù)：
近年，高效率且低NOx排放的預(yù)混合壓縮自著火(HCCI)內(nèi)燃機(jī)受到 關(guān)注。預(yù)混合壓縮自著火(HCCI)燃燒與火花點(diǎn)火(SI)相比，能夠在稀 薄的混合氣的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，所以有利于熱效率的提高和最高燃燒溫度的抑 制。另一方面，難以控制著火時間，提出有利用內(nèi)部EGR的著火時間控制 等，但能夠進(jìn)行穩(wěn)定的燃燒的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域還是有限的。因此，提出根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn) 區(qū)域而切換HCCI燃燒和SI燃燒而運(yùn)轉(zhuǎn)的內(nèi)燃機(jī)。專利文獻(xiàn)1中記載有這 樣的內(nèi)燃機(jī)的一例。在HCCI燃燒和SI燃燒中，燃燒室中需要的混合氣的 量、EGR氣體量等的諸多條件并不相同。例如，在進(jìn)行從SI燃燒向HCCI 燃燒的切換時，對于由混合氣以及EGR氣體構(gòu)成的燃燒室內(nèi)氣體(以下， 稱為缸內(nèi)氣體)而言，需要使缸內(nèi)氣體量增加。另一方面，能夠穩(wěn)定地進(jìn) 行HCCI燃燒的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域，位于從中旋轉(zhuǎn)中負(fù)荷到低旋轉(zhuǎn)低負(fù)荷側(cè)。因此， 在進(jìn)行燃燒切換的時機(jī)下，吸氣通路中的節(jié)氣閥位于關(guān)閉側(cè)，從節(jié)氣閥下 游直到燃燒室近前的吸氣口為負(fù)壓。因此，在燃燒切換時，即便進(jìn)行節(jié)氣 閥的全開控制，也不向燃燒室供給充分的混合氣，轉(zhuǎn)矩以掉落的方式發(fā)生 轉(zhuǎn)矩階梯差。
為了解決該問題，在專利文獻(xiàn)l中提出一種具備增壓機(jī)的預(yù)混合壓縮 著火內(nèi)燃機(jī)，在從SI燃燒向HCCI燃燒的切換時，借助增壓機(jī)使燃燒室內(nèi) 的壓力以及溫度上升，達(dá)到進(jìn)行HCCI燃燒的條件之后，切換至HCCI燃燒。
專利文獻(xiàn)l:特開2004-176688號公報(bào)
但是，在專利文獻(xiàn)l中的預(yù)混合壓縮著火內(nèi)燃機(jī)中，增壓機(jī)成為必需 的必要條件，因此存在不適用于沒有增壓機(jī)的預(yù)混合壓縮著火內(nèi)燃機(jī)、不 能夠解決在SI燃燒和HCCI燃燒之間切換時產(chǎn)生的吸氣混合氣量的過量或 者不足的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決這樣的問題而提出，目的在于提供一種預(yù)混合壓縮著 火內(nèi)燃機(jī)以及其吸氣控制方法，與增壓機(jī)的有無無關(guān)，能夠消除在火花點(diǎn) 火燃燒和預(yù)混合壓縮著火燃燒之間切換時產(chǎn)生的吸入混合氣量的過量或 者不足。
一種能夠切換火花點(diǎn)火燃燒和預(yù)混合壓縮著火燃燒的預(yù)混合壓縮著
火內(nèi)燃機(jī)，其特征為，具有第1分支吸氣通路以及第2分支吸氣通路， 一端分別與燃燒室連通； 一個公共吸氣通路，與第l分支吸氣通路以及第 2分支吸氣通路的各自的另一端連通；燃料供給裝置，設(shè)置在公共吸氣通 路上，混合空氣和燃料而生成混合氣；切換機(jī)構(gòu)，以使公共吸氣通路與第 1分支吸氣通路或者與第2分支吸氣通路中的至少一方連通的方式動作； 流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，設(shè)置在第1分支吸氣通路上，控制在第1分支吸氣通路中 流通的混合氣的流量；控制裝置，在切換火花點(diǎn)火燃燒和預(yù)混合壓縮著火 燃燒時使切換機(jī)構(gòu)動作。
一種能夠切換火花點(diǎn)火燃燒和預(yù)混合壓縮著火燃燒的預(yù)混合壓縮著 火內(nèi)燃機(jī)的吸氣控制方法，該預(yù)混合壓縮著火內(nèi)燃機(jī)具有與燃燒室連通 的第1分支吸氣通路以及第2分支吸氣通路；以混合氣向第1分支吸氣通 路或者第2分支吸氣通路中的至少一方流通的方式動作的切換閥；設(shè)置在 第1分支吸氣通路上的節(jié)氣閥，其特征為，在從火花點(diǎn)火燃燒向預(yù)混合壓 縮著火燃燒的切換后，切換閥動作以使混合氣只在第2分支吸氣通路中流 通。
根據(jù)本發(fā)明，具有 一端與燃燒室連通的第l分支吸氣通路以及第2 分支吸氣通路；分別與第1分支吸氣通路以及第2分支吸氣通路的各自的 另一端連通的一個公共吸氣通路；混合空氣和燃料而生成混合氣的燃料供 給裝置；以使公共吸氣通路與第1分支吸氣通路或者與第2分支吸氣通路 中的至少一方連通的方式動作切換機(jī)構(gòu)；控制在第1分支吸氣通路中流通 的混合氣的流量的流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；使切換機(jī)構(gòu)動作的控制裝置，從而，在 從火花點(diǎn)火燃燒向預(yù)混合壓縮著火燃燒的切換時，僅僅使混合氣在第2分 支吸氣通路中流通，從而不調(diào)節(jié)混合氣流量而向燃燒室供給混合氣，所以 能夠防止向燃燒室吸入的混合氣量的不足。此外，在從預(yù)混合壓縮著火燃 燒向火花點(diǎn)火燃燒的切換時，令混合氣僅向成為能夠利用流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)預(yù) 先調(diào)節(jié)為適當(dāng)?shù)幕旌蠚饬康臓顟B(tài)的第1分支吸氣通路流通，從而將調(diào)節(jié)過流量的混合氣供給到燃燒室中，所以能夠防止被吸入至燃燒室的混合氣量 的過量。因此，與增壓機(jī)的有無無關(guān)，能夠消除在火花點(diǎn)火燃燒和預(yù)混合 壓縮著火燃燒之間切換時產(chǎn)生的吸入混合氣量的過量或者不足。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的預(yù)混合壓縮著火內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示預(yù)混合壓縮著火燃燒區(qū)域與火花點(diǎn)火燃燒區(qū)域之間的關(guān) 系的MAP圖(點(diǎn)火控制曲線圖)。
圖3是說明本實(shí)施方式的預(yù)混合壓縮著火內(nèi)燃機(jī)中從火花點(diǎn)火燃燒 向預(yù)混合壓縮著火燃燒切換的順序的流程圖。
圖4是表示在本實(shí)施方式的預(yù)混合壓縮著火內(nèi)燃機(jī)中從火花點(diǎn)火燃 燒向預(yù)混合壓縮著火燃燒切換時的切換閥的切換動作、節(jié)氣閥的開閉動 作、以及內(nèi)部EGR的實(shí)施或者停止的時間經(jīng)過的圖。
圖5是說明本實(shí)施方式的預(yù)混合壓縮著火內(nèi)燃機(jī)中從預(yù)混合壓縮著 火燃燒向火花點(diǎn)火燃燒切換的順序的流程圖。
圖6是表示在本實(shí)施方式的預(yù)混合壓縮著火內(nèi)燃機(jī)中從預(yù)混合壓縮 著火燃燒向火花點(diǎn)火燃燒切換時的切換閥的切換動作、節(jié)氣閥的開閉動 作、以及內(nèi)部EGR的實(shí)施或者停止的時間經(jīng)過的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
以燃?xì)鉄崃Ρ?以下稱為GHP)用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)作為本實(shí)施方式的預(yù)混合 壓縮著火內(nèi)燃機(jī)的一例而進(jìn)行說明。如圖l所示，本實(shí)施方式的GHP用燃?xì)?發(fā)動機(jī)具有氣缸l;活塞2,能夠在氣缸l的內(nèi)部上下地移動；燃燒室3， 在氣缸1的內(nèi)部在活塞2的上方由氣缸1以及活塞2以及氣缸蓋la區(qū)劃而 成；2個吸氣口 4、 14以及一個排氣口 5，與在氣缸蓋la內(nèi)形成的燃燒室3 連接；吸氣閥6、 25以及排氣閥7，使燃燒室3分別與吸氣口 4、 14以及排 氣口5連通或者截?cái)?；火花?1,以從氣缸蓋la的上部向燃燒室3內(nèi)貫通 的方式配置。在驅(qū)動吸氣閥6、 25以及排氣閥7的未圖示的各凸輪軸上，設(shè) 置有公知的可變閥控制機(jī)構(gòu)8、 9，該控制機(jī)構(gòu)8、 9能夠控制基于各凸輪的 吸氣閥25以及排氣岡7的動作期間和升降量。以與燃燒室3連通的方式設(shè) 置，吸氣通路10上具有第l分支吸氣通路16， 一端具有吸氣口 4;第2分支吸氣通路17， 一端具有吸氣口 14; 一個公共吸氣通路19，與第1分 支吸氣通路16以及第2分支吸氣通路17的各自的另一端連通。在公共吸 氣通路19上，設(shè)置有混合器ll，該混合器11是用于混合在公共吸氣通 路19中流通的空氣和在燃料通路15中流通的燃料的天然氣而生成混合氣 的燃料供給裝置。此外，在與混合器11連通的燃料通路15上設(shè)置有燃料 流量控制閥22，該燃料流量控制閥22控制作為氣體燃料的城市燃?xì)獾牧?量，且與節(jié)氣閥12—起控制混合氣的空燃比。此外，在吸氣通路10上設(shè) 置有切換閥18，該切換閥18是用于使公共吸氣通路19與第1分支吸氣 通路16或者第2分支吸氣通路17中的至少一方連通的切換機(jī)構(gòu)。第1分 支吸氣通路16配置有節(jié)氣閥12，是用于調(diào)節(jié)在第1分支吸氣通路16 中流通的混合氣的流量的流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；進(jìn)氣歧管含有在節(jié)流閥12的下 游上設(shè)置的穩(wěn)壓箱13。第2分支吸氣通路17具有含有穩(wěn)壓箱2 3的進(jìn)氣 歧管。進(jìn)而，本實(shí)施方式的GHP用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)，具有作為控制裝置的ECU20， 且可變閥控制機(jī)構(gòu)8、 9、節(jié)氣閥12、切換閥18、火花塞21與ECU20電 氣地連接。
接著，說明本實(shí)施方式的預(yù)混合壓縮著火內(nèi)燃機(jī)的動作。 若本實(shí)施方式的GHP用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)開始動作，則如圖1所示，在公共 吸氣通路19中流通的空氣和在燃料通路15中流通的天然氣在混合器11 中混合而成為混合氣。在GHP用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)開始動作時，切換閥18成為 使公共吸氣通路19和第1分支吸氣通路16連通的狀態(tài)，混合氣被節(jié)氣閥 12調(diào)節(jié)流量之后，在第1分支吸氣通路16中流通而流入至含有穩(wěn)壓箱13 的進(jìn)氣歧管，在吸氣岡6打開時，經(jīng)由吸氣口 4而被吸入至燃燒室3。即， 僅僅在第1分支吸氣通路16中流通而被吸入至燃燒室3內(nèi)。被吸入至燃 燒室3內(nèi)的混合氣，被活塞2壓縮，且在適當(dāng)?shù)臅r機(jī)被火花塞21點(diǎn)火燃 燒。在排氣閥7打開時，向排氣口 5排出燃燒后的排出氣體。
通常，在GHP用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)開始動作時，進(jìn)行這樣的火花點(diǎn)火(SI) 燃燒。在本實(shí)施方式的預(yù)混合壓縮著火(HCCI)燃燒時，也利用后述的內(nèi) 部EGR并控制燃燒室3內(nèi)的氣體溫度，從而進(jìn)行著火時機(jī)控制。因此，在 暖機(jī)結(jié)束且發(fā)動機(jī)溫度穩(wěn)定之前，著火控制受到發(fā)動機(jī)溫度的影響很大， 所以實(shí)質(zhì)上是處于難以HCCI燃燒的運(yùn)轉(zhuǎn)條件。此外，將如圖2所示的表 示SI燃燒區(qū)域和預(yù)混合壓縮著火(HCCI)燃燒之間的關(guān)系的MAP圖編入 至ECU20中。在GHP用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)開始動作時，通常，達(dá)不到HCCI燃燒區(qū)域的條件，即，以發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速或發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩表示的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)不適于HCCI 燃燒，所以ECU20判斷為SI燃燒區(qū)域，借助切換閥18使混合氣僅僅在第 1分支吸氣通路16中流通，并且，在適當(dāng)?shù)臅r機(jī)使火花塞21動作。之后， ECU20接收燃?xì)獍l(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速或目標(biāo)轉(zhuǎn)矩等的信號，在ECU20判斷為HCCI 燃燒區(qū)域時，ECU20向HCCI燃燒運(yùn)轉(zhuǎn)切換。另外，如圖2所示的本實(shí)施 方式的MAP圖，為了進(jìn)行控制，在HCCI燃燒區(qū)域和SI燃燒區(qū)域之間設(shè)定 遷移區(qū)域。遷移區(qū)域，以位于能夠進(jìn)行HCCI燃燒的區(qū)域(HCCI燃燒可能 區(qū)域)的內(nèi)側(cè)、且包圍HCCI燃燒區(qū)域的外緣的方式設(shè)定。在后述中說明 設(shè)定遷移區(qū)域的理由。此外，能夠進(jìn)行HCCI燃燒的區(qū)域，被設(shè)定為即便 進(jìn)行HCCI燃燒也會不發(fā)生過早著火或爆震等的不良情況而能夠進(jìn)行適當(dāng) 的燃燒以及控制的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域。因此，根據(jù)燃料的種類、可變閥控制機(jī)構(gòu)的 特性等、作為GHP用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的前提的條件而互不相同。圖2所示的情 況只是本實(shí)施方式中的一例。
接著，參照圖3的流程圖說明本實(shí)施方式的預(yù)混合壓縮著火內(nèi)燃機(jī)中 從SI燃燒向HCCI燃燒切換的順序。
在GHP用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)進(jìn)行SI燃燒時，定期地基于GHP用燃?xì)獍l(fā)動機(jī) 的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域和運(yùn)轉(zhuǎn)條件，進(jìn)行能否實(shí)行HCCI燃燒的判斷，在能夠進(jìn)行HCCI 燃燒時，進(jìn)行向HCCI燃燒的切換。在開始進(jìn)行該處理時，首先，判斷是 否完成GHP用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的暖機(jī)而達(dá)到了能夠進(jìn)行HCCI燃燒的狀態(tài)(步 驟S1)。具體而言，借助未圖示的檢測機(jī)構(gòu)，檢測GHP用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的水 溫以及油溫，在水溫或者油溫的任意一項(xiàng)在預(yù)先設(shè)定的閾值以下時，不適 于HCCI燃燒，使該處理結(jié)束。另一方面，在GHP用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的水溫以 及油溫二者都在閾值以上時，成為能夠進(jìn)行HCCI燃燒的狀態(tài)，進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn) 區(qū)域的判斷。具體而言，ECU20，基于如圖2所示的MAP圖而判斷運(yùn)轉(zhuǎn)狀 態(tài)是否為HCCI燃燒區(qū)域(步驟S2)。在判斷為不是HCCI燃燒區(qū)域時，使 該處理結(jié)束。另一方面，在判斷為是HCCI燃燒區(qū)域時，ECU20使切換閥 18動作而連通公共吸氣通路19和第2分支吸氣通路17,從而使混合氣僅 僅在第2分支吸氣通路17中流通(步驟S3)。與此同時，ECM0控制可變 閥控制機(jī)構(gòu)8、 9，停止吸氣閥6的開閉，并且切換為開閉吸氣閥25的控 制，使排氣閥7的關(guān)閉時間比上止點(diǎn)早且使吸氣閥25的打開時間比上止 點(diǎn)晚，從而，進(jìn)行所謂的負(fù)的開閥時間重疊的控制(步驟S4)。即，在排 氣工序的中途關(guān)閉排氣閥7，從而使排出氣體的一部分殘留在燃燒室3中(內(nèi)部EGR)。此外，ECU20以減小燃料流量控制閥22的開度的方式控制， 使混合氣的空燃比向貧乏側(cè)變更(步驟S5 )。由于HCCI燃燒獲得比SI燃 燒熱效率好，所以這是為了從而不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩階梯差。切換的順序到此結(jié)束。 另外，在從SI燃燒向HCCI燃燒的切換中，混合氣不在第1分支吸氣通路 16中流通，因此沒有必要調(diào)節(jié)節(jié)氣閥12的開度。切換閥18的工作動作、 節(jié)氣閥12的開閉動作、以及內(nèi)部EGR的實(shí)施或停止的時間經(jīng)過，如圖4 所示。
借助內(nèi)部EGR，被吸入至燃燒室3內(nèi)的混合氣與在燃燒室3內(nèi)殘留的 高溫的排出氣體混合，所以，燃燒室3內(nèi)的氣溫上升。因此，在壓縮上止 點(diǎn)附近的燃燒室3內(nèi)的溫度也提高，因此使壓縮自著火穩(wěn)定地發(fā)生。
此外，以往，在向HCCI燃燒切換之后，被吸入至燃燒室3的混合氣 有可能不足。為了內(nèi)部EGR而進(jìn)行負(fù)的開岡時間重疊，在吸氣行程中，能 夠?qū)⒒旌蠚馕胫寥紵业钠陂g發(fā)生變化，實(shí)質(zhì)上通過可變閥控制機(jī)構(gòu)控 制進(jìn)入至燃燒室內(nèi)的混合氣量。但是，HCCI燃燒與SI燃燒相比較，必須 增大缸內(nèi)氣量，因此完全打開節(jié)氣閥12，從而彌補(bǔ)混合氣的過度不足。 但是，HCCI燃燒區(qū)域?yàn)閺牡托D(zhuǎn)低負(fù)荷到中旋轉(zhuǎn)中負(fù)荷的區(qū)域，在切換 燃燒之前，節(jié)氣閥12的開度較小，因此，節(jié)氣閥12的下游側(cè)為大氣壓以 下(負(fù)壓)。進(jìn)而，在從SI燃燒向HCCI燃燒切換時，在令混合氣在第1 分支吸氣通路16中流通的狀態(tài)下，由于促動器的特性，節(jié)氣閥12的開閉 動作延遲，從而一時之間不能充分地消除吸氣口 4的大氣壓以下(負(fù)壓) 的狀態(tài)，被吸入至燃燒室3的混合氣量有可能不足。但是，通過借助切換 閥18使混合氣僅僅在笫2分支吸氣通路17中流通，不被節(jié)氣閥12調(diào)節(jié) 流量的混合氣在吸氣口 14內(nèi)流通，所以能夠迅速地消除吸氣口 14內(nèi)的負(fù) 壓，能夠防止被吸入至燃燒室3的混合氣量的不足。因此，能夠防止轉(zhuǎn)矩 的降低。
通過這樣的順序從SI燃燒切換至HCCI燃燒之后，在運(yùn)轉(zhuǎn)條件為HCCI 燃燒區(qū)域時繼續(xù)HCCI燃燒。在HCCI燃燒區(qū)域內(nèi)，在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)發(fā)生變動時， 通過控制可變閥控制機(jī)構(gòu)8、 9而變更內(nèi)部EGR量，或調(diào)節(jié)燃料流量控制 閥的開度，能夠穩(wěn)定地繼續(xù)HCCI燃燒。在運(yùn)轉(zhuǎn)條件變?yōu)椴皇荋CCI燃燒區(qū) 域時，ECU20切換至SI燃燒，該SI燃燒在壓縮上止點(diǎn)或者其前后的適當(dāng) 的時機(jī)中使火花塞21動作。更具體而言，在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)在HCCI燃燒可能區(qū) 域內(nèi)，且從遷移區(qū)域的內(nèi)側(cè)向遷移區(qū)域移動時，進(jìn)行向SI燃燒的切換。如果在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)向HCCI燃燒可能區(qū)域的外側(cè)移動之后進(jìn)行切換，可能使 控制延誤，發(fā)生發(fā)動機(jī)停止等不良情況。為了避免這樣的不良情況，在 HCCI燃燒可能區(qū)域的內(nèi)側(cè)到HCCI燃燒區(qū)域的外側(cè)的區(qū)域，設(shè)定遷移區(qū)域。 因此，以下述方式設(shè)定遷移區(qū)域的寬度，即在GHP用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀 態(tài)從HCCI燃燒區(qū)域向SI燃燒區(qū)域移動時，不會在沒有檢測到位于遷移區(qū) 域中的情況下進(jìn)行移動。
接著，參照圖5的流程圖說明本實(shí)施方式的預(yù)混合壓縮著火內(nèi)燃機(jī)中 的從HCCI燃燒向SI燃燒切換的順序。
在GHP用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)進(jìn)行HCCI燃燒時，ECU20定期地基于運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域 和運(yùn)轉(zhuǎn)條件進(jìn)行是否應(yīng)該向SI燃燒移動的判斷，在運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域移動到遷移 區(qū)域、向SI燃燒移動的可能性較高時，進(jìn)行向SI燃燒的切換。若開始該 處理，則基于圖2所示的MAP圖判斷運(yùn)轉(zhuǎn)條件是否為遷移區(qū)域(步驟Sll )。 在判斷為不是遷移區(qū)域時，繼續(xù)HCCI燃燒，該處理結(jié)束。另一方面，在 判斷為是遷移區(qū)域時，ECU20，將節(jié)氣閥12的開度調(diào)節(jié)為與SI燃燒時的 混合氣量相稱的開度。即，借助節(jié)氣閥12，使預(yù)混合氣調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)牧?量(步驟S12)。此外，以增加燃料流量控制閥22的開度的方式進(jìn)行控制， 以適于SI燃燒的方式使空燃比向濃側(cè)變更(步驟S13)。在節(jié)氣閥12的 開度的調(diào)節(jié)動作以及空燃比的變更結(jié)束時，ECU20使切換閥18動作，連 通公共吸氣通路19和第1分支吸氣通路16，從而使混合氣僅僅在第1分 支吸氣通路6中流通(步驟S14)。在切換閥18的動作的同時，ECMO控 制可變閥控制機(jī)構(gòu)8、 9，停止吸氣閥25的開閉，并且切換為開閉吸氣閥 6的控制，從而解除負(fù)的開閥時間重疊。即，停止內(nèi)部EGR (步驟S15)。 切換的順序到此結(jié)束。之后，在SI燃燒中，若GHP用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的輸出 上升，則需要增加混合氣量，此時，ECU20根據(jù)需要使切換閥18動作， 使公共吸氣通路19和第1分支吸氣通路16以及第2分支吸氣通路17 二 者都連通。切換閥18的工作動作、節(jié)氣閥12的開閉動作、以及內(nèi)部EGR 的實(shí)施或停止的時間經(jīng)過，如圖6所示。
若在混合氣在第2分支吸氣通路17中流通的狀態(tài)下切換至SI燃燒， 則由于內(nèi)部EGR的停止而使吸氣口 14內(nèi)和燃燒室3內(nèi)的差壓增大，因此 一時之間就能夠?qū)I燃燒所需要的混合氣量以上的混合氣吸入至燃燒室 3內(nèi)，有可能在增加側(cè)發(fā)生轉(zhuǎn)矩高低差。但是，通過在將節(jié)氣閥12的開 度調(diào)節(jié)為與SI燃燒時的混合氣量相稱的開度之后使切換閥l8動作，在借助節(jié)氣閥12將預(yù)混合氣調(diào)節(jié)為適當(dāng)流量的狀態(tài)后停止內(nèi)部EGR,使混合 氣向第1分支吸氣通路16流通，因此，能夠防止向燃燒室3內(nèi)吸入的混 合氣量的暫時過量，能夠防止異常燃燒，即防止轉(zhuǎn)矩的上升。
這樣，設(shè)置有第1分支吸氣通路16以及第2分支吸氣通路17, — 端與燃燒室3連通； 一個公共吸氣通路19，與第l分支吸氣通路16以及 笫2分支吸氣通路17的各自的另一端連通；混合器ll，混合空氣和燃料 而生成混合氣；切換閥18，用于使公共吸氣通路19與第1分支吸氣通路 16或者第2分支吸氣通路17中的至少一方連通；節(jié)氣閥12，用于調(diào)節(jié)在 第1分支吸氣通路16中流通的混合氣的流量；ECU20，使切換岡18動作， 在從火花點(diǎn)火燃燒向預(yù)混合壓縮著火燃燒的切換時，ECUM使切換閥l8 動作而使混合氣僅僅在第2分支吸氣通路17中流通，從而，不調(diào)節(jié)混合 氣的流量而向燃燒室3供給混合氣，因此，能夠防止被吸入至燃燒室3的 混合氣量的不足。此外，在從預(yù)混合壓縮著火燃燒向火花點(diǎn)火燃燒切換時， ECU20將節(jié)氣閥12的開度調(diào)節(jié)為與SI燃燒時的混合氣量相稱的開度后， ECU20使切換閥18動作而使混合氣僅僅在第1分支吸氣通路16中流通， 從而，調(diào)節(jié)了流量的混合氣被供給至燃燒室3,所以，能夠防止被吸入至 燃燒室3的混合氣量的過量。因此，能夠消除在火花點(diǎn)火燃燒和預(yù)混合壓 縮著火燃燒之間切換時產(chǎn)生的吸入混合氣量的過量或者不足。
在本實(shí)施方式中，在SI燃燒或者HCCI燃燒時，采用借助可變閥控制 機(jī)構(gòu)8僅僅驅(qū)動吸氣閥6、 25的單側(cè)的構(gòu)造，但是，不一定必須這樣。在 本發(fā)明中，因?yàn)槭窃诘趌分支吸氣通路"和第2分支吸氣通路n之間切 換的構(gòu)造，所以在總是驅(qū)動吸氣閥6、 25雙方的構(gòu)造下也能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。 但是，使不供給混合氣一側(cè)的吸氣閥停止情況，在降低摩擦等的觀點(diǎn)下有 利。此外，在HCCI燃燒時不使用節(jié)氣閥l2，借助內(nèi)部EGR量的變更而控 制運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，可變閥控制機(jī)構(gòu)8必須有變更吸氣閥25的開閉時間的機(jī) 能。
此外，本實(shí)施方式中，使用城市燃?xì)庾鳛槿剂系幌薅ㄓ诖恕Ｖ灰?天然氣等的氣體燃料，可以使用任意的燃料。
此外，本實(shí)施方式中，作為預(yù)混合壓縮著火內(nèi)燃機(jī)以GHP用燃?xì)獍l(fā)動 機(jī)為例進(jìn)行說明，但是不限定于此。也可以是將柴油作為燃料的柴油發(fā)動 機(jī)，或者是汽油發(fā)動機(jī)。此外，不限定于具有一個氣缸的發(fā)動機(jī)，也可以 是直列4氣缸發(fā)動機(jī)或V型8氣缸發(fā)動機(jī)等所有形態(tài)的發(fā)動機(jī)。
權(quán)利要求
1. 一種預(yù)混合壓縮著火內(nèi)燃機(jī)，能夠在火花點(diǎn)火燃燒和預(yù)混合壓縮著火燃燒之間切換，其特征為，具有一端與燃燒室連通的第1分支吸氣通路以及第2分支吸氣通路，；與上述第1分支吸氣通路以及上述第2分支吸氣通路的各自的另一端連通的一個公共吸氣通路；設(shè)置在上述公共吸氣通路上并混合空氣與燃料而生成混合氣的燃料供給裝置；以使上述公共吸氣通路與上述第1分支吸氣通路或者與上述第2分支吸氣通路中的至少一方連通的方式動作的切換機(jī)構(gòu)；設(shè)置在上述第1分支吸氣通路上而控制在上述第1分支吸氣通路中流通的混合氣的流量的流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；在切換火花點(diǎn)火燃燒和預(yù)混合壓縮著火燃燒時使上述切換機(jī)構(gòu)動作的控制裝置。
2. 如權(quán)利要求1所述的預(yù)混合壓縮著火內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，在預(yù)混 合壓縮著火燃燒時，借助上述切換機(jī)構(gòu)使上述公共吸氣通路僅與上述第2 分支吸氣通路連通。
3. 如權(quán)利要求1所述的預(yù)混合壓縮著火內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，在火花 點(diǎn)火燃燒時，借助上述切換機(jī)構(gòu)使上述公共吸氣通路僅僅與上述第1分支 吸氣通路連通。
4. 一種預(yù)混合壓縮著火內(nèi)燃機(jī)的吸氣控制方法，該預(yù)混合壓縮著火內(nèi) 燃機(jī)能夠在火花點(diǎn)火燃燒和預(yù)混合壓縮著火燃燒之間切換且具有與燃燒 室連通的第1分支吸氣通路以及第2分支吸氣通路；以混合氣向上述第1 分支吸氣通路或者上述第2分支吸氣通路中的至少一方流通的方式動作 的切換閥；設(shè)置在上述第l分支吸氣通路上的節(jié)氣岡，其特征為，在從火花點(diǎn)火燃燒向預(yù)混合壓縮著火燃燒切換后，上述切換閥以使上 述混合氣只在上述第2分支吸氣通路中流通的方式動作。
5. 如權(quán)利要求4所述的預(yù)混合壓縮著火內(nèi)燃機(jī)的吸氣控制方法，其特 征為，在從預(yù)混合壓縮著火燃燒向火花點(diǎn)火燃燒切換時，將上述節(jié)氣閥的 開度調(diào)節(jié)為與火花點(diǎn)火燃燒時的混合氣量相稱的開度，在上述節(jié)氣岡的開 度的調(diào)節(jié)動作結(jié)束后，上述切換閥動作以使上述混合氣僅僅在上述第1分 支吸氣通路中流通。
全文摘要
與燃燒室(3)連通的吸氣通路(10)，具有第1分支吸氣通路(16)，在一端上具有吸氣口(4)且具有含有穩(wěn)壓箱(13)的進(jìn)氣歧管；第2分支吸氣通路(17)，在一端上具有吸氣口(14)且具有含有穩(wěn)壓箱(23)的進(jìn)氣歧管；公共吸氣通路(19)，分別與第1分支吸氣通路(16)以及第2分支吸氣通路(17)的各自的端部連通。在公共吸氣通路(19)上，設(shè)置有用于生成混合氣的混合器(11)。在吸氣通路(10)上設(shè)置有切換閥(18)，使公共吸氣通路(19)與第1分支吸氣通路(16)或者第2分支吸氣通路(17)中的至少一方連通。
文檔編號F02D41/02GK101432508SQ20078001526
公開日2009年5月13日 申請日期2007年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月27日
發(fā)明者町田匡浩, 葛山裕史 申請人:株式會社豐田自動織機(jī)