專利名稱：火花點火式內燃機的制作方法
技術領域：
本發(fā)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I)。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I :日本專利文獻特開2007-303423號公報。

發(fā)明內容
發(fā)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?？筛淖兯鼈兊乃俣炔煌话愣?，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。S卩，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(fā)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(fā)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(qū)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(qū)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(qū)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(fā)明效果當要求進入空氣量變化時，優(yōu)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(qū)域內，則燃燒會惡化。因此，在本發(fā)明中，首先計算出不侵入到侵入禁止區(qū)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(qū)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。



圖I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是表不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(qū)域和目標動作線的圖；圖11是表示侵入禁止區(qū)域和目標動作線的圖；圖12是表示侵入禁止區(qū)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(jié)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；圖18是表示一定時間內的機械壓縮比的可改變量的圖；圖19是表示一定時間內的機械壓縮比的可改變量的圖；圖20是表示機械壓縮比、進氣閥閉閥正時以及節(jié)流閥開度的變化的圖；圖21是表示目標動作點和動作點的圖；圖22是表示目標動作點和動作點的圖；圖23是表示目標動作點和動作點的圖；圖24是表示目標動作點和動作點的圖；圖25是表示目標動作點和動作點的圖；圖26是表示目標動作點和動作點的圖27是表示目標動作點和動作點的圖；圖28是表示目標動作點和動作點的圖；圖29是表示機械壓縮比、進氣閥閉閥正時以及節(jié)流閥開度等的變化的時序圖；圖30是表示目標動作點和動作點的圖；圖31是表示目標動作點和動作點的圖；圖32是表示目標動作點和動作點的圖；圖33是表示目標動作點和動作點的圖；圖34是表示目標動作點和動作點的
圖35是表示機械壓縮比、進氣閥閉閥正時以及節(jié)流閥開度等的變化的時序圖；圖36是用于計算目標值的流程圖；圖37是用于進行可變壓縮比機構等的驅動控制的流程圖。
具體實施例方式圖I表示火花點火式內燃機的側面截面圖。參照圖1，I表示曲軸箱，2表示氣缸體，3表示氣缸蓋，4表示活塞，5表示燃燒室，6表不被配置于燃燒室5的項面中央部的火花塞,7表不進氣閥,8表不進氣口，9表不排氣閥，10表示排氣口。進氣口 8經由進氣支管11與浪涌調整槽12連結，在各進氣支管11中配置用于向各自對應的進氣口 8內噴射燃料的燃料噴射閥13。另外，燃料噴射閥13也可以配置在各燃燒室5內而取代安裝到各進氣支管11。浪涌調整槽12經由進氣管道14與空氣濾清器15連結，在進氣管道14內配置有被執(zhí)行器16驅動的節(jié)流閥17和例如使用了熱線的進入空氣量檢測器18。另另一方面面，排氣口 10經由排氣歧管19與例如內置有三效催化劑的催化轉化器20連結，在排氣歧管19內配置有空燃比傳感器21。另一方面，在圖I所示的實施例中，在曲軸箱I與氣缸體2的連結部上設置有可變壓縮比機構A，所述可變壓縮比機構A能夠通過改變曲軸箱I和氣缸體2在氣缸軸線方向上的相對位置來改變活塞4位于壓縮上止點時的燃燒室5的容積，并且在上述連結部上還設置有能夠改變實際的壓縮作用的開始正時的實際壓縮作用開始正時改變機構B。另外在圖I所示的實施例中，該實際壓縮作用開始正時改變機構B包括能夠控制進氣閥7的閉閥正時的可變氣門正時機構。如圖I所示，在曲軸箱I和氣缸體2上安裝有用于檢測曲軸箱I與氣缸體2之間的相對位置關系的相對位置傳感器22,從該相對位置傳感器22輸出表不曲軸箱I與氣缸體2的間隔的變化的輸出信號。另外，在可變氣門正時機構B上安裝有產生表示進氣閥7的閉閥正時的輸出信號的氣門正時傳感器23，在節(jié)流閥驅動用的執(zhí)行器16上安裝有產生表示節(jié)流閥開度的輸出信號的節(jié)流閥開度傳感器24。電子控制單元30由數字計算機構成，并包括由雙向性母線31相互連接的ROM (只讀存儲器)32、RAM (隨機存取存儲器)33、CPU (微處理器)34、輸入口 35以及輸出口 36。進入空氣量檢測器18、空燃比傳感器21、相對位置傳感器22、氣門正時傳感器23以及節(jié)流閥開度傳感器24的輸出信號分別經由對應的AD變換器37被輸入到輸入口 35。另夕卜，產生與加速踏板40的踏入量L成比例的輸出電壓的負荷傳感器41被連接在加速踏板40上，負荷傳感器41的輸出電壓經由對應的AD變換器37被輸入到輸入口 35。并且，每當曲軸例如旋轉30°就產生輸出脈沖的曲軸角傳感器42與輸入口 35連接。另一方面，輸出口 36經由對應的驅動電路38與火花塞6、燃料噴射閥13、節(jié)流閥驅動用執(zhí)行器16、可變壓縮比機構A以及可變氣門正時機構B連接。圖2示出了圖I所示的可變壓縮比機構A的分解立體圖，圖3示出了以圖解方式表示的內燃機的側面截面圖。參照圖2，在氣缸體2的兩側壁的下方形成有互相隔開間隔的多個突出部50，在各突出部50內形成有截面分別為圓形的凸輪插入孔51。另一方面，在曲軸箱I的上壁面上形成有互相隔開間隔并分別嵌入到對應的突出部50之間的多個突出部52，在這些各突出部52內也分別形成有截面為圓形的凸輪插入孔53。如圖2所示，設置有一對凸輪軸54、55，在各凸輪軸54、55上交替地固定有可旋轉 地插入到各凸輪插入孔53內的圓形凸輪58。這些圓形凸輪58具有與各凸輪軸54、55的旋轉軸線相同的軸線。另一方面，如圖3所示相對于各凸輪軸54、55的旋轉軸線偏心配置的偏心軸57在各圓形凸輪58的兩側延伸，其他的圓形凸輪56偏心地且可旋轉地安裝在該偏心軸57上。如圖2所示，這些圓形凸輪56被配置在各圓形凸輪58的兩側，這些圓形凸輪56可旋轉地插入到對應的各凸輪插入孔51內。另外，如圖2所示，在凸輪軸55上安裝有產生表示凸輪軸55的旋轉角度的輸出信號的凸輪旋轉角度傳感器25。一旦使固定在各凸輪軸54、55上的圓形凸輪58從圖3(A)所示的狀態(tài)如圖3(A)中以箭頭所示的那樣彼此向相反方向旋轉，則偏心軸57向互相分離的方向移動，因此圓形凸輪56在凸輪插入孔51內向與圓形凸輪58相反的方向旋轉，如圖3 (B)所示偏心軸57的位置從高的位置變?yōu)橹虚g高度位置。接著，一旦使圓形凸輪58向以箭頭所示的方向進一步旋轉，則如圖3(C)所示偏心軸57處于最低的位置。另外，圖3 (A)、圖3 (B)、圖3 (C)示出了各個狀態(tài)下的圓形凸輪58的中心a、偏心軸57的中心b、以及圓形凸輪56的中心c的位置關系。通過比較圖3(A)至圖3(C)可知，曲軸箱I和氣缸體2的相對位置根據圓形凸輪58的中心a與圓形凸輪56的中心c的距離而確定，圓形凸輪58的中心a與圓形凸輪56的中心c的距離越大，氣缸體2越遠離曲軸箱I。即，可變壓縮比機構A通過使用了旋轉的凸輪的曲軸機構來改變曲軸箱I與氣缸體2之間的相對位置。一旦氣缸體2離開曲軸箱1，則活塞4位于壓縮上止點時的燃燒室5的容積增大，因此通過使各凸輪軸54、55旋轉，能夠改變活塞4位于壓縮上止點時的燃燒室5的容積。如圖2所示，為了使各凸輪軸54、55分別向相反方向旋轉，在驅動馬達59的旋轉軸上分別安裝有螺旋方向反向的一對蝸桿61、62，與這些蝸桿61、62嚙合的蝸輪63、64分別被固定在各凸輪軸54、55的端部。在該實施例中，通過對驅動馬達59進行驅動，能夠在大的范圍內改變活塞4位于壓縮上止點時的燃燒室5的容積。另一方面，圖4示出了圖I中用于驅動進氣閥7的被安裝在凸輪軸70的端部的可變氣門正時機構B。參照圖4，該可變氣門正時機構B包括正時帶輪71，所述正時帶輪71通過內燃機的曲軸經由正時帶向箭頭方向旋轉；圓筒狀殼體72，所述圓筒狀殼體72與正時帶輪71 一起旋轉；旋轉軸73，所述旋轉軸73能夠與進氣閥驅動用凸輪軸70 —起旋轉，并且能夠相對于圓筒狀殼體72相對旋轉；多個間隔壁74，所述間隔壁74從圓筒狀殼體72的內周面延伸到旋轉軸73的外周面；以及葉片75，所述葉片75在各間隔壁74之間從旋轉軸73的外周面延伸到圓筒狀殼體72的內周面，在各葉片75的兩側分別形成有提前用油壓室76和延遲用油壓室77。向各油壓室76、77供應工作油的控制由工作油供應控制閥78進行。該工作油供應控制閥78包括與各油壓室76、77分別連結的油壓口 79、80、用于從油壓泵81噴出的工作油的供應口 82、一對排放口 83、84、以及進行各口 79、80、82、83、84之間的連通截斷控制的滑閥85。當應該提前進氣閥驅動用凸輪軸70的凸輪的相位時，在圖4中滑閥85被向右方移動，從供應口 82供應的工作油經由油壓口 79被供應給提前用油壓室76，并且延遲用油壓室77內的工作油從排放口 84排出。此時，旋轉軸73相對于圓筒狀殼體72沿箭頭方向相對旋轉。與此相對，當應該延遲進氣閥驅動用凸輪軸70的凸輪的相位時，在圖4中滑閥85 被向左方移動，從供應口 82供應的工作油經由油壓口 80被供應給延遲用油壓室77，并且提前用油壓室76內的工作油從排放口 83排出。此時，旋轉軸73相對于圓筒狀殼體72沿與箭頭相反的方向相對旋轉。當旋轉軸73相對于圓筒狀殼體72相對旋轉時，如果滑閥85被返回到圖4所示的中立位置，則旋轉軸73的相對旋轉動作被停止，旋轉軸73被保持在此時的相對旋轉位置。因此，通過可變氣門正時機構B可以將進氣閥驅動用凸輪軸70的凸輪的相位提前期望的量，也可以將其延遲期望的量。在圖5中，實線示出了進氣閥驅動用凸輪軸70的凸輪的相位通過可變氣門正時機構B提前最大的情況，虛線示出了進氣閥驅動用凸輪軸70的凸輪的相位通過可變氣門正時機構B延遲最大的情況。因此，進氣閥7的開閥期間可以在圖5中以實線表示的范圍和以虛線表示的范圍之間任意設定，因此進氣閥7的閉閥正時可以設定為圖5中以箭頭C表示的范圍內的任意的曲軸角。圖I和圖4所示的可變氣門正時機構B示出一個例子，可以使用例如能夠在將進氣閥的開閥正時維持為恒定的情況下僅改變進氣閥的閉閥正時的可變氣門正時機構等各種形式的可變氣門正時機構。接著，參照圖6對在本申請中使用的用語的含義進行說明。另外，圖6的(A)、(B)、(C)示出了燃燒室容積為50ml、活塞的行程容積為500ml的發(fā)動機以用于說明，在圖6的(A)、(B)、(C)中，燃燒室容積示出了活塞位于壓縮上止點時的燃燒室的容積。圖6(A)對機械壓縮比進行說明。機械壓縮比是僅根據壓縮行程時的活塞的行程容積和燃燒室容積來機械地確定的值，該機械壓縮比以(燃燒室容積+行程容積)/燃燒室容積來表示。在圖6(A)所示的例子中，該機械壓縮比為(50ml+500ml)/50ml = 11。圖6(B)對實際壓縮比進行說明。該實際壓縮比是根據從實際開始了壓縮作用時起至活塞達到上止點的實際的活塞行程容積和燃燒室容積而確定的值，該實際壓縮比以(燃燒室容積+實際的行程容積)/燃燒室容積表示。即，如圖6(B)所示，即使在壓縮行程中活塞開始上升，在進氣閥開閥的期間也不進行壓縮作用，從進氣閥閉閥時起開始實際的壓縮作用。因此，實際壓縮比使用實際的行程容積如上地表示。在圖6(B)所示的例子中，實際壓縮比為(50ml+450ml)/50ml = 10。圖6(C)對膨脹比進行說明。膨脹比是根據膨脹行程時的活塞的行程容積和燃燒室容積而確定的值，該膨脹比以(燃燒室容積+行程容積)/燃燒室容積表示。在圖6(C)所示的例子中，該膨脹比為(50ml+500ml)/50ml = 11。接著，參照圖7和圖8對本發(fā)明中使用的超膨脹比周期進行說明。另外，圖7示出了理論熱效率與膨脹比的關系，圖8示出了本發(fā)明中根據負荷分開使用的通常的周期與超高膨脹比周期的比較。圖8(A)示出了進氣閥在下止點附近閉閥、大致從進氣下止點附近開始活塞的壓縮作用時的通常的周期。在該圖8㈧所示的例子中，也與圖6的(A)、(B)、(C)所示的例子相同，燃燒室容積為50ml，活塞的行程容積為500ml。由圖8 (A)可知，在通常的周期中機械壓縮比為(50ml+500ml)/50ml = 11，實際壓縮比也大致為11，膨脹比也為(50ml+500ml)/50ml = 11。即，在通常的內燃機中機械壓縮比、實際壓縮比和膨脹比大概相
坐寸ο 圖7中的實線示出了實際壓縮比與膨脹比大致相等時、即通常的周期中的理論熱效率的變化。在此情況下，膨脹比越大，即實際壓縮比越高，理論熱效率越高。因此，為了在通常的周期中提高理論熱效率，提高實際壓縮比即可。但是，由于內燃機高負荷運轉時爆震產生的限制，實際壓縮比最大只能提高至12左右，從而在通常的周期中無法充分地提高理論熱效率。另ー方面，在這樣的情況下，研究在嚴格地區(qū)分機械壓縮比和實際壓縮比的同時提高理論熱效率，其結果是發(fā)現，膨脹比支配理論熱效率，實際壓縮比對理論熱效率幾乎不施加影響。即，如果提高實際壓縮比，則爆發(fā)カ會提高，但是為了進行壓縮需要大的能量，這樣即使提高實際壓縮比，理論熱效率也幾乎不會提高。與此相對，如果增大膨脹比，則在膨脹行程時按下力作用于活塞的期間變長，從而活塞對曲軸施加旋轉カ的期間變長。因此，膨脹比越大，理論熱效率越高。圖7的虛線ε=10示出了在使實際壓縮比固定為10的狀態(tài)下提高膨脹比時的理論熱效率。如上所述在將實際壓縮比ε維持為低值的狀態(tài)下提高膨脹比時的理論熱效率的上升量與如圖7的實線所示那樣實際壓縮比也與膨脹比一起増大時的理論熱效率的上升量沒有大的差異。如果如上地實際壓縮比被維持為低值，則不會發(fā)生爆震，因此如果在將實際壓縮比維持為低值的狀態(tài)下提高膨脹比，則能夠阻止爆震的發(fā)生并且大幅度地提高理論熱效率。圖8(B)示出了使用可變壓縮比機構A和可變氣門正時機構B將實際壓縮比維持為低值并且提高膨脹比時的ー個例子。參照圖8(B)，在該例子中，通過可變壓縮比機構A將燃燒室容積從50ml減少至20ml。另ー方面，通過可變氣門正時機構B將進氣閥的閉閥正時延遲至實際的活塞行程容積從500ml變?yōu)?00ml。其結果是，在該例子中實際壓縮比為(20ml+200ml)/20ml = 11，膨脹比為(20ml+500ml)/20ml = 26。在圖8(A)所示的通常的周期中，如上所述實際壓縮比大致為11，膨脹比為11，與該情況相比，圖8(B)所示的場合下，僅膨脹比提高至26。這是被稱為超高膨脹比周期的原因。 一般而言，在內燃機中內燃機負荷越低，熱效率越差，因此為了提高內燃機運轉時的熱效率，即為了改善耗油率，需要提高內燃機負荷低時的熱效率。另ー方面，在圖8(B)所示的超高膨脹比周期中，壓縮行程時的實際的活塞行程容積被減小，因此可進入燃燒室5內的進入空氣量變少，因而只能在內燃機負荷較低時采用該超高膨脹比周期。因此，在本發(fā)明中，當內燃機負荷較低時為圖8(B)所示的超高膨脹比周期，當內燃機高負荷運轉時為圖8(A)所示的通常的周期。接著，參照圖9對整個運轉控制進行簡要說明。圖9示出了與某個內燃機轉速下的內燃機負荷相應的進入空氣量、進氣閥閉閥正時、機械壓縮比、膨脹比、實際壓縮比以及節(jié)流閥17的開度的各變化。另外，圖9示出了為了能夠通過催化轉化器20內的三效催化劑同時降低排出氣體中的未燃燒HC、C0以及吸而燃燒室5內的平均空燃比基于空燃比傳感器21的輸出信號被反饋控制為理論空燃比的情況。另外，如上所述，當內燃機高負荷運轉時執(zhí)行圖8(A)所示的通常的周期。因此，如圖9所示，此時，由于機械壓縮比被降低，因此膨脹比變低，如圖9中以實線所示那樣，進氣閥7的閉閥正時如在圖5中以實線所示那樣被提前。另外，此時進入空氣量多，此時節(jié)流閥 17的開度被保持為全開，因此泵送損失為零。另ー方面，當如圖9中以實線所示的那樣內燃機負荷變低，則隨之為了減少進入空氣量，進氣閥7的閉閥正時被延遲。另外，此時，為了使實際壓縮比大致保持恒定，如圖9所示那樣隨著內燃機負荷變低，機械壓縮比被増大，因此隨著內燃機負荷變低，膨脹比也被増大。另外，此時節(jié)流閥17被保持為全開狀態(tài)，因此被供應到燃燒室5內的進入空氣量不依賴于節(jié)流閥17而通過改變進氣閥7的閉閥正時而被控制。當如上地內燃機負荷從內燃機高負荷運轉狀態(tài)變低時，在實際壓縮比大致恒定的情況下隨著進入空氣量減少，機械壓縮比被増大。即，活塞4到達壓縮上止點時的燃燒室5的容積與進入空氣量的減少成比例地被減少。因此，活塞4到達壓縮上止點時的燃燒室5的容積與進入空氣量成比例地變化。另外，此時，在圖9所示的例子中，燃燒室5內的空燃比為理論空燃比，因此活塞4到達壓縮上止點時的燃燒室5的容積與燃料量成比例地變化。如果內燃機負荷進ー步變低，則機械壓縮比被進ー步増大，如果內燃機負荷大概下降至靠近低負荷的中負荷L1，則機械壓縮比到達作為燃燒室5的構造上極限的極限機械壓縮比。一旦機械壓縮比到達極限機械壓縮比，則在負荷比機械壓縮比到達極限機械壓縮比時的內燃機負荷L1低的區(qū)域，機械壓縮比被保持為極限機械壓縮比。因此，當低負荷側的內燃機中負荷運轉時和內燃機低負荷運轉時，即在內燃機低負荷運轉側，機械壓縮比最大，膨脹比也最大。換言之，在內燃機低負荷運轉側，使機械壓縮比最大，以能夠得到最大的膨脹比。另ー方面，在圖9所示的實施例中，一旦內燃機負荷下降至L1，則進氣閥7的閉閥正時變?yōu)榭煽刂票还饺紵?內的進入空氣量的極限閉閥正吋。一旦進氣閥7的閉閥正時達到極限閉閥正時，則在負荷比進氣閥7的閉閥正時達到極限閉閥正時時的內燃機負荷L1低的區(qū)域，進氣閥7的閉閥正時被保持為極限閉閥正吋。一旦進氣閥7的閉閥正時被保持為極限閉閥正時，則已經無法通過進氣閥7的閉閥正時的變化來控制進入空氣量。在圖9所示的實施例中，在負荷比此時、即進氣閥7的閉閥正時達到極限閉閥正時時的內燃機負荷L1低的區(qū)域，通過節(jié)流閥17來控制被供應給燃燒室5內的進入空氣量，內燃機負荷越低，節(jié)流閥17的開度越被減小。另ー方面，在圖9中如虛線所示，隨著內燃機負荷變低，通過提前進氣閥7的閉閥正時而不依賴于節(jié)流閥17也能夠控制進入空氣量。因此，當可均包含圖9中以實線表示的情況和以虛線表示的情況來表現時，在本發(fā)明的實施例中，隨著內燃機負荷變低，進氣閥7的閉閥正時在離開進氣下止點BDC的方向上移動到可控制被供應到燃燒室內的進入空氣量的極限閉閥正時U。這樣，即使進氣閥7的閉閥正時如圖9中以實線所示的那樣變化，也能夠控制進入空氣量，并且即使進氣閥7的閉閥正時如圖9中以虛線所示的那樣變化，也能夠控制進入空氣量，以下，對于本發(fā)明，以使進氣閥7的閉閥正時如圖9中以實線所示的那樣變化的情況為例進行說明。然而，如上所述，在圖8(B)所示的超高膨脹比周期中膨脹比為26。該膨脹比越高越好，但是由圖7可知，如果對于實用上可使用的下限實際壓縮比ε =5，膨脹比為20以上，則能夠得到很高的理論熱效率。因此，在本發(fā)明中，以膨脹比為20以上的方式形成了可變壓縮比機構Α。接著，參照圖10至圖12來說明侵入禁止區(qū)域和對機械壓縮比和進氣閥閉閥正時的基準動作線。 圖10示出了為得到要求的內燃機負荷所需的進入空氣量、即要求進入空氣量、機械壓縮比以及進氣閥閉閥正吋。另外，在圖10中，要求進入空氣量隨著離開原點O而増大，機械壓縮比隨著離開原點O而増大。另外，在圖10中，進氣閥閉閥正時以進氣下止點后(ABDC)的曲軸角表示，因此進氣閥閉閥正時隨著離開原點O而被延遲。另ー方面，在圖10中，QpQ2、Q3、Q4、Q5分別表示同一進入空氣量面，Q6表示節(jié)流閥17全開的節(jié)流閥全開面。由圖10可知，該節(jié)流閥全開面Q6由向上凸的彎曲面形成。在該節(jié)流閥全開面Q6的下方的區(qū)域越靠向下方，則節(jié)流閥開度越小。圖10中以陰影線表不的區(qū)域不出了各同一進入空氣量面Qp Q2> Q3> Q4> Q5內的侵入禁止區(qū)域。另ー方面，圖11示出了從圖10的上部觀看到的部位，圖12(A)示出了從箭頭方向觀看圖10中的左側面S1的部位，圖12(B)示出了從箭頭方向觀看圖10中的右側面S2的部位，在該圖11和圖12(A)、(B)中也以陰影線表示的區(qū)域示出了侵入禁止區(qū)域。由圖10、圖11、圖12(A)、(B)可知，侵入禁止區(qū)域三維地擴展，并且該侵入禁止區(qū)域包括高負荷側的區(qū)域X1以及低負荷側的區(qū)域X2這兩個區(qū)域。另外，由圖10、圖11、圖12(A)、(B)可知，對于高負荷側侵入禁止區(qū)域X1，要求進入空氣量多，進氣閥閉閥正時被形成在提前側，機械壓縮比被形成在高側，對于低負荷側侵入禁止區(qū)域X2，要求進入空氣量少，進氣閥閉閥正時被形成在延遲側，機械壓縮比被形成在低側。另外，圖9示出了相對于要求進入空氣量能夠得到最小耗油率的、進氣閥閉閥正時、機械壓縮比、實際壓縮比以及節(jié)流閥開度的關系，滿足這些關系的線在圖10和圖11中以實線W示出。由圖10可知，該線W在進入空氣量比同一進入空氣量面Q3多的那側在節(jié)流閥全開面Q6上延伸，在進入空氣量比同一進入空氣量面Q3少的那側在右側面S2上延伸。該同一進入空氣量面Q3對應于圖9的負荷U。S卩，在圖9中內燃機負荷比L1高的區(qū)域，內燃機負荷越高，即要求進入空氣量越大，在節(jié)流閥17被保持為全開的狀態(tài)下進氣閥閉閥正時越被提前，此時，為了使實際壓縮比恒定，要求進入空氣量越大，機械壓縮比越被降低。此時的機械壓縮比與進氣閥閉閥正時的關系以圖10的節(jié)流閥全開面Q6上的線W表示。S卩，如圖10所示，在進入空氣量比同一進入空氣量面Q3多的那側，要求進入空氣量越大，在節(jié)流閥17被保持為全開的狀態(tài)下進氣閥閉閥正時越被提前，此時為了使實際壓縮比恒定，要求進入空氣量越大，機械壓縮比越被降低。另ー方面，圖9中，在內燃機負荷比L1低的區(qū)域，機械壓縮比和進氣閥閉閥正時被保持為恒定，內燃機負荷越低，即要求進入空氣量越少，節(jié)流閥17的開度越被減少。此時的機械壓縮比與進氣閥閉閥正時的關系以圖10的右側面S2上的線W表示。S卩，如圖10所示，在進入空氣量比同一進入空氣量面Q3少的那側，機械壓縮比和進氣閥閉閥正時被保持為恒定，內燃機負荷越低，即要求進入空氣量越少，節(jié)流閥17的開度越被減少。在本申請說明書中，當要求進入空氣量變化時，將機械壓縮比和進氣閥閉閥正時追尋的線稱為動作線，尤其是圖10所示的線W稱為基準動作線。另外，如上所述，該基準動作線表示能夠得到最小耗油率的最小耗油率動作線。如上所述，在該基準動作線W上，實際壓縮比恒定。實際壓縮比與節(jié)流閥17的開度無關而僅根據機械壓縮比和進氣閥閉閥正時確定，因此在圖10中經過基準動作線W并沿垂直方向延伸的曲面上為同一實際壓縮比。在此情況下，在機械壓縮比高于該曲面的那側， 實際壓縮比變高，在機械壓縮比低于該曲面的那側，實際壓縮比變低。即，大體上說，高負荷側侵入禁止區(qū)域X1位于實際壓縮比高于基準動作線W上的實際壓縮比的區(qū)域，低負荷側侵入禁止區(qū)域X2位于實際壓縮比低于基準動作線W上的實際壓縮比的區(qū)域。另外，如果為了改善耗油率而提高實際壓縮比，則會產生爆震，如果為了阻止爆震的產生而延遲點火正吋，則燃燒會變得不穩(wěn)定，而產生轉矩變動。高負荷側侵入禁止區(qū)域X1是產生這樣的轉矩變動的運轉區(qū)域，因此在內燃機運轉時需要避免內燃機的運轉狀態(tài)進入產生這樣的轉矩變動的運轉區(qū)域內。另ー方面，如果進入空氣量變少、實際壓縮比變低，則變得難以燃燒，如果節(jié)流閥17的開度變小、壓縮端壓カ變低，則燃燒會惡化，而產生轉矩變動。低負荷側侵入禁止區(qū)域X2是產生這樣的轉矩變動的運轉區(qū)域，因此在內燃機運轉時需要避免內燃機的運轉狀態(tài)也進入該運轉區(qū)域內。另ー方面，實際壓縮比越高，越可改善耗油率，因此在不產生爆震或轉矩變動的情況下能夠得到最小的耗油率的最小耗油率動作線在圖10和圖11中如以W所示的那樣在高負荷側侵入禁止區(qū)域X1的外部沿高負荷側侵入禁止區(qū)域X1的外緣延伸。如上所述，在本發(fā)明的實施例中，該最小燃燒動作線為基準動作線W，基本上說根據要求進入空氣量來控制機械壓縮比、進氣閥閉閥正時以及節(jié)流閥17的開度，以使表示機械壓縮比和進氣閥閉閥正時的組合的動作點在該基本動作線W上移動。另外，當前的動作點始終由相對位置傳感器22、氣門正時傳感器23以及節(jié)流閥開度傳感器24檢測。接著，對本發(fā)明涉及的機械壓縮比、進氣閥閉閥正時以及節(jié)流閥17的開度的控制方法從基本的控制方法起進行說明。該基本的控制方法表示在圖13至圖15中。S卩，圖13示出了當機械壓縮比和進氣閥閉閥正時被維持為基準動作線W上的m點的值時要求進入空氣量被増大的情況。但是，在本發(fā)明涉及的實施例中，例如每隔預定的時間計算出要求進入空氣量，并依次計算出滿足每隔該預定的時間計算出的要求進入空氣量的基準動作線W上的動作點。滿足該要求進入空氣量的動作點、即要求動作點的一個例子在圖13中以&1、&2、&3、&4、&5、&6表示。即，在該例子中，在要求進入空氣量被增大之后，滿足最初檢測出的要求進入空氣量的要求動作點是&1，滿足接著檢測出的要求進入空氣量的要求動作點是a2,滿足接著檢測出的要求進入空氣量的要求動作點是a3。一旦要求動作點變化，則表示機械壓縮比和進氣閥閉閥正時的動作點會向新的要求動作點變化。即，在圖13所示的例子中，當要求動作點為S1時,表示機械壓縮比和進氣閥閉閥正時的動作點從m點向S1點變化，當要求動作點為a2時,表示機械壓縮比和進氣閥閉閥正時的動作點向&2變化。在此情況下，如果在要求動作點變化之前機械壓縮比和進氣閥閉閥正時到達要求動作點，則機械壓縮比和進氣閥閉閥正時毫無問題地追隨要求動作點的變化而變化。但是，當在要求動作點變化之前機械壓縮比和進氣閥閉閥正時未到達要求動作點時，有時會產生問題。S卩，當在圖13中機械壓縮比和進氣閥閉閥正時處于點m時，在要求動作點為B1時，機械壓縮比和進氣閥正時未變化，此時，為了滿足要求進入空氣量，節(jié)流閥17的開度被增大。執(zhí)行器16對節(jié)流閥17的開度變化的響應性極快，因此一旦要求動作點變?yōu)锽1，則表示機械壓縮比和進氣閥閉閥正時的動作點從m點直接移動到ai點。接著，一旦要求動作點變?yōu)閍2，則機械壓縮比稍稍被降低，并且進氣閥閉閥正時被稍稍提前，同時節(jié)流閥17被全部打開。此時，當計算出下ー個要求動作點a3時，機械壓縮比和進氣閥閉閥正時到達要求動作點a2的附近。此時到達的機械壓縮比和進氣閥閉閥正 時在表示從圖13的上方觀看的部位的圖14中以動作點b2表示。一旦計算出要求動作點a3，則機械壓縮比和進氣閥閉閥正時從動作點b2向要求動作點a3開始移動。S卩，在節(jié)流閥17全部打開的狀態(tài)下，機械壓縮比被降低，進氣閥閉閥正時被提前。但是，可變壓縮比機構A的機械壓縮比變化的響應性以及可變氣門正時機構B的進氣閥7的閉閥正時變化的響應性不那么快，尤其是可變壓縮比機構A的機械壓縮比變化的響應性相當慢。因此，當要求進入空氣量的增大速度快時，要求動作點與表示機械壓縮比和進氣閥閉閥正時的實際的值的動作點逐漸地分離。例如當在圖14中要求動作點移動到％時，產生表示機械壓縮比和進氣閥閉閥正時的實際的值的動作點仍然位〒b2附近的狀態(tài)。但是，在這樣的情況下，如果使機械壓縮比和進氣閥閉閥正時不侵入到侵入禁止區(qū)域X1內而通過反饋控制向要求動作點移動，則機械壓縮比和進氣閥閉閥正時到達要求動作點需要時間。即，在此情況下，當由于使進氣閥閉閥正時提前而動作點將要侵入到侵入禁止區(qū)域X1內時，停止進氣閥閉閥正時的提前作用，接著機械壓縮比被減少一定量。當機械壓縮比被減少一定量，則進氣閥閉閥正時被再次提前，當動作點將要侵入到侵入禁止區(qū)域X1內時，停止進氣閥閉閥正時的提前作用。以下，反復進行上述動作。S卩，如果使機械壓縮比和進氣閥閉閥正時通過反饋控制向要求動作點移動，則表示機械壓縮比和進氣閥閉閥正時的動作點沿侵入禁止區(qū)域X1的外緣呈鋸齒狀移動，從而機械壓縮比和進氣閥閉閥正時到達要求動作點需要時間。其結果是，無法相對于要求進入空氣量的變化得到良好的內燃機的響應性。因此，在本發(fā)明中，當要求進入空氣量變化時，計算出機械壓縮比和進氣閥閉閥正時能夠從當前的動作點向滿足要求進入空氣量的要求動作點在不侵入到侵入禁止區(qū)域XpX2內的情況下在一定時間后到達的目標動作點，使機械壓縮比和進氣閥閉閥正時向該目標動作點變化。接著，對將該本發(fā)明具體化后的一個實施例參照表示節(jié)流閥全開面Q6的圖14進行說明。如上所述，圖14示出了當要求動作點變?yōu)?amp;3時表示機械壓縮比和進氣閥閉閥正時的動作點為b2的情況。在該情況下，箭頭R2表示機械壓縮比向要求動作點a3能夠以預定的一定時間到達的量，箭頭S2表示進氣閥閉閥正時向要求動作點a3能夠以預定的一定時間到達的量。另外，在圖14中，C2示出了從當前的動作Ab2向滿足要求進入空氣量的要求動作點a3在不侵入到侵入禁止區(qū)域X1內的情況下能夠在一定時間后到達的目標動作點。如圖14所示，當要求進入空氣量被增大且動作點b2和要求動作點a3處于節(jié)流閥全開面Q6上時，該目標動作點C2位于基準動作線W上,在圖14所示的例子中位于最小耗油率動作線W上。即,在圖14所示的例子中，當節(jié)流閥17被維持為全開狀態(tài)時，目標動作點在位于侵入禁止區(qū)域X1的外部、沿侵入禁止區(qū)域X1的外緣延伸的最小耗油率動作線W上移動。另外，如果在圖14中當要求動作點為a6時表示機械壓縮比和進氣閥閉閥正時的動作點Sbi,則在此情況下目標動作點為基準動作線W上的點Citj另外,在圖14中，箭頭Ri同樣表示機械壓縮比能夠在一定時間后到達的量，箭頭Si同樣表示進氣閥閉閥正時能夠在一定時間后到達的量。

如上所述,在圖14所示的例子中，當動作點為b2時,如果計算出目標動作點C2,則表示機械壓縮比和進氣閥閉閥正時的動作點在一定時間后到達目標動作點C2。此時,計算出從當前的動作點C2向滿足要求進入空氣量的要求動作點在不侵入到侵入禁止區(qū)域X1內的情況下能夠在一定時間后到達的下一個新的目標動作點，動作點在一定時間后到達該新的目標動作點。在此情況下，在本發(fā)明涉及的實施例中，機械壓縮比、進氣閥閉閥正時以及節(jié)流閥17的開度通過PID(比例積分微分)控制到達目標動作點。這樣，在圖14所示的例子中，表示機械壓縮比和進氣閥閉閥正時的動作點沿基準動作線W不停滯地順暢移動。S卩，當在圖13中機械壓縮比和進氣閥閉閥正時被維持為m點時，如果要求進入空氣量被增大，則機械壓縮比和進氣閥閉閥正時在圖15中如以箭頭所示的那樣沿基準動作線W不停滯地順暢變化。其結果是，能夠相對于要求進入空氣量的變化確保良好的內燃機的響應性。在此情況下，為了進一步提高內燃機對要求進入空氣量的響應性，優(yōu)選使目標動作點C2Ai盡量離開分別對應的當前的動作點b2、bi。因此,在本發(fā)明涉及的實施例中，目標動作點c2、Ci是在從對應的當前的動作點b2、bi向滿足要求進入空氣量的要求動作點在不侵入到侵入禁止區(qū)域X1內的情況下能夠在一定時間后到達的動作點中從當前的動作點b2、h離開最遠的動作點。S卩，在當前的動作點為b2的情況下，距動作點b2的機械壓縮比的到達極限為目標動作點C2,對于進氣閥閉閥正時,該目標動作點C2靠近距動作點b2的進氣閥閉閥正時的到達極限。因此，此時，機械壓縮比以可能的最大速度被降低，進氣閥閉閥正時以比可能的最大速度慢的速度被提前。與此相對，在當前的動作點為h的情況下，距動作點h的進氣閥閉閥正時的到達極限為目標動作Aci,對于機械壓縮比,該目標動作點Ci靠近距動作點bi的進氣閥閉閥正時的到達極限。因此，此時，進氣閥閉閥正時以可能的最大速度被提前，機械壓縮比以比可能的最大速度慢的速度被減少。進氣閥閉閥正時的可能的最大變化速度、即能夠在一定時間后到達的值幾乎不受到內燃機的運轉狀態(tài)的影響，因此，進氣閥閉閥正時的能夠在一定時間后到達的值與內燃機的運轉狀態(tài)無關而成為恒定。與此相對，機械壓縮比的可能的最大變化速度、即能夠在一定時間后到達的值會受到內燃機的運轉狀態(tài)等的很大的影響。接著，對這些情況參照圖16至圖19進行說明。圖16示出了一定時間內的機械壓縮比的可改變量、即當前的機械壓縮比與能夠在一定時間后到達的機械壓縮比的壓縮比差、和內燃機負荷的關系。另外，圖16示出了機械壓縮比為某個機械壓縮比時的壓縮比可改變量，在圖16中，點劃線Ftl表示內燃機已停止時的壓縮比可改變量。另外，圖16通過虛線示出了通過燃燒壓施加給可變壓縮比機構A的轉矩。該轉矩作用于使氣缸體2離開曲軸箱I的方向、即降低壓縮比的方向上。該轉矩如以虛線所示的那樣，燃燒壓越高、即內燃機負荷越高而越大。如上所述，該轉矩在降低壓縮比的方向上作用于可變壓縮比機構A，因此在降低機械壓縮比的情況下，機械壓縮比容易下降，因此此時，壓縮比可改變量變大。在圖16中，實線F1表示此時的壓縮比可改變量，此時的壓縮比可改變量隨著內燃機負荷越高而越大。與此相對，該轉矩抵抗機械壓縮比的增大，因此在增大機械壓縮比的情況下，與降低機械壓縮比的情況相比，壓縮比可改變量變小。在圖16中，實線F2表示使機械壓縮比增大時的壓縮比可改變量，此時的壓縮比可改變量隨著內燃機負荷越高而越小。 在本發(fā)明涉及的一個實施例中，預先存儲有作為圖16中以Ftl表示的基準的壓縮比可改變量，通過圖16中以F1和F2所示的關系來修正該基準壓縮比可改變量，從而計算出與內燃機負荷相應的壓縮比可改變量。接著根據該計算出的壓縮比可改變量來計算出能夠在一定時間后到達的機械壓縮比的到達值。即，在該實施例中，當要求進入空氣量變化時，可根據內燃機負荷來改變能夠在一定時間后到達的機械壓縮比的到達值。圖17示出了一定時間內的機械壓縮比的可改變量與凸輪軸54、55的旋轉角度、SP圓形凸輪58的旋轉角度的關系。另外，圖17中橫軸的左端示出了圖3(A)所示的機械壓縮比最低的狀態(tài)時，圖17中橫軸的右端示出了圖3(C)所示的機械壓縮比最高的狀態(tài)時。另夕卜，圖17示出了內燃機負荷為某個負荷時的壓縮比可改變量，圖17中，虛線表示通過燃燒壓施加給可變壓縮比機構A的轉矩。在圖2所示的實施例中，使用了不能通過作為蝸輪的蝸輪63、64來旋轉蝸桿61、62的型式的、即蝸桿61、62具有阻止蝸輪63、64的反轉的作用的型式的蝸輪，圖17的點劃線Gtl示出了在使用了這樣的蝸輪的情況下內燃機的運轉被停止時的壓縮比可改變量。由圖3(A)、(B)、(C)可知，當機械壓縮比為中間的時，即當如圖3(B)所示時，凸輪軸54、55的每單位旋轉角度的壓縮比度化量最大，因此，如以圖17的點劃線Gtl所示的那樣，當機械壓縮比為中間的時，壓縮比可改變量最大。另外，當如圖3(B)所示時，即當機械壓縮比為中間的時，圖17中如以虛線所示的那樣通過燃燒壓施加給可變壓縮比機構A的轉矩最高。另一方面，圖17中實線G1示出了降低機械壓縮比的情況，實線G2示出了增大機械壓縮比的情況。如圖17所示，降低機械壓縮比時的壓縮比可改變量G1大于增大機械壓縮比時的壓縮比可改變量G2。另外，當機械壓縮比為中間的時，基于燃燒壓的轉矩最高，因此此時壓縮比可改變量G1變高，壓縮比可改變量G2下降。在本發(fā)明涉及的一個實施例中，預先存儲有作為圖17中以Gtl表示的基準的壓縮比可改變量，通過圖17中以G1和G2所示的關系來修正該基準壓縮比可改變量，從而計算出與凸輪軸54、55的旋轉角度相應的壓縮比可改變量。并且，通過圖16中以F1和F2所示的關系來修正該壓縮比可改變量，從而計算出與凸輪軸54、55的旋轉角度和內燃機負荷相應的壓縮比可改變量。接著，根據該計算出的壓縮比可改變量來計算出能夠在一定時間后到達的機械壓縮比的到達值。S卩，在該實施例中，當要求進入空氣量變化時，能夠在一定時間后到達的機械壓縮比的到達值可根據旋轉的凸輪58的旋轉角度和內燃機負荷而變化。另一方面，圖18示出了在由滑動軸承構成可變壓縮比機構A的全部的軸承的情況下滑動軸承的潤滑狀態(tài)對壓縮比可改變量施加的影響。即，內燃機負荷越高，越容易成為開始產生油膜不足的界限潤滑區(qū)域，并且，軸承面上的動作速度越慢，越容易成為界限潤滑區(qū)域。因此，如果如圖18所示(內燃機負荷/動作速度)超過某個極限值，則潤滑狀態(tài)變?yōu)榻缦逎櫥瑓^(qū)域，其結果是滑動軸承上的摩擦力增大，因此壓縮比可改變量變小。在本發(fā)明涉及的其他的實施例中，也考慮滑動軸承上的潤滑狀態(tài)來計算壓縮比可改變量。通過圖16中以F1和F2所示的關系來修正例如圖16中以Ftl所示的基準壓縮比可改變量，通過圖17中以G1和G2所示的關系來修正被修正了的壓縮比可改變量，通過圖18所 示的關系來修正被修正了的壓縮比可改變量，由此計算出與內燃機負荷、凸輪軸54、55的旋轉角度以及(內燃機負荷/動作速度)相應的壓縮比可改變量。接著，根據該計算出的壓縮比可改變量來計算出能夠在一定時間后到達的機械壓縮比的到達值。圖19示出了檢測內燃機負荷的變動、并基于被檢測出的內燃機負荷的變動來計算出壓縮比可改變量的實施例。一旦燃燒壓在周期間或氣缸間發(fā)生變動，則偏心軸57產生撓曲，氣缸體2與曲軸箱I的相對位置發(fā)生變化。該氣缸體2與曲軸箱I的相對位置的變化、即氣缸體2與曲軸箱I的間隔的變化由相對位置傳感器22檢測出。該氣缸體2與曲軸箱I的間隔隨著燃燒壓變高而變大。如上所述，通過燃燒壓對可變壓縮比機構A施加轉矩，該轉矩在降低壓縮比的方向上作用于可變壓縮比機構A。因此，一旦燃燒壓變高，則能夠通過可變壓縮比機構A容易降低機械壓縮比。圖19的H1表示降低機械壓縮比時的壓縮比可改變量，圖19的H2表示增大機械壓縮比時的壓縮比改變量。根據該壓縮比可改變量來計算出能夠在一定時間后到達的機械壓縮比的到達值。在該實施例中，能夠根據燃燒壓的變動來適當地控制壓縮比可改變量。尤其是，如果如圖16所示地根據內燃機負荷來控制壓縮比可改變量，此時如圖19所示地基于燃燒壓的變動進一步控制壓縮比可改變量，則能夠將壓縮比可改變量精密地控制為最優(yōu)的壓縮比可改變量。另外，如果使用能夠通過作為蝸輪的蝸輪63、64來旋轉蝸桿61、62的型式的蝸輪，則燃燒壓變動時的偏心軸57的彎曲進一步變大，其結果是，能夠通過相對位置傳感器22進一步高精度地檢測出通過燃燒壓作用于可變壓縮比機構A的轉矩的變動。接著，參照圖20至圖35對要求進入空氣量被減少的情況進行說明。另外，在圖20至圖35中，圖20和圖21示出了要求進入空氣量被緩慢地減少的情況，圖22至圖29示出了要求進入空氣量被較快地減少的情況，圖30至圖35示出了要求進入空氣量被急劇地減少的情況。另外，圖20至圖35示出了當表示機械壓縮比和進氣閥閉閥正時的組合的動作點處于基準動作線W上的n點時開始要求進入空氣量的減少作用的情況。首先，參照圖20和圖21來說明要求進入空氣量被緩慢地減少的情況。另外，圖21示出了與圖14相同的節(jié)流閥全開面Q6。圖21示出了此情況下的當前的動作點與要求動作點的關系。S卩，圖21中以Cli示出了當前的動作點為ei時的要求動作點，此時，以Ri示出了機械壓縮比能夠在一定時間后到達的量，此時，以Si示出了進氣閥閉閥正時能夠在一定時間后到達的量。另外，圖21中，以dj示出了當前的動作點為ej時的要求動作點,此時，以Rj示出了機械壓縮比能夠在一定時間后到達的量，此時，以I示出了進氣閥閉閥正時能夠在一定時間后到達的量。在此情況下，要求動作點Cli靠近機械壓縮比的到達極限，并靠近進氣閥閉閥正時的到達極限，因此要求動作點Cli為目標動作點。同樣地，要求動作點4靠近機械壓縮比的到達極限，并靠近進氣閥閉閥正時的到達極限，因此要求動作點4為目標動作點。因此，在此情況下，動作點沿基準動作線W移動。即，當要求進入空氣量緩慢地減少時，在節(jié)流閥17被保持為全開的狀態(tài)下進氣閥閉閥正時被慢慢地延遲，并且機械壓縮比以實際壓縮比為恒定的方式被慢慢地增大。接著，參照圖22至圖29來說明要求進入空氣量被較快地減少的情況。如上所述，在本發(fā)明涉及的實施例中，例如每隔預定的時間計算出要求進入空氣量，滿足依次計算出的要求進入空氣量的基準動作線W上的要求動作點在圖22中以dl、d2、d3、d4、d5表示。 另外，為了能夠容易理解本發(fā)明的控制，圖22示出了要求動作點Cl1的要求進入空氣量為Q5,要求動作點d2的要求進入空氣量為Q5與Q4的中間值，要求動作點d3的要求進入空氣量為Q4，要求動作點d4的要求進入空氣量為Q4與Q3的中間值,要求動作點d5的要求進入空氣量為Q3的情況。即，示出了依次計算出的要求進入空氣量從Q6Oi點)變化到Q5、Q5與Q4的中間值、Q4> Q4與Q3的中間值、Q3的情況。另外，圖23示出了節(jié)流閥全開面Q6，圖24示出了進入空氣量為Q5的同一進入空氣量面，圖25示出了進入空氣量為Q5與Q4的中間值的同一進入空氣量面，圖26示出了進入空氣量為Q4的同一進入空氣量面，圖27示出了進入空氣量為Q4與Q3的中間值的同一進入空氣量面，圖28示出了進入空氣量為Q3的同一進入空氣量面。另外，如果當機械壓縮比和進氣閥閉閥正時被保持為圖22所示的動作點n時要求進入空氣量從Q6變化到Q5，其結果是要求動作點變?yōu)镃l1，則首先如圖23所示的那樣在節(jié)流閥全開面Q6上計算出目標動作點ei。該目標動作點ei的算出方法與以前描述的算出方法相同，根據機械壓縮比能夠在一定時間后到達的量和進氣閥閉閥正時能夠在一定時間到達的量來計算出不侵入到侵入禁止區(qū)域X1內而最靠近要求動作點Cl1的目標動作點ei。在圖23所示的例子中，該目標動作點ei位于基準動作線W上。然而，該目標動作點ei的進入空氣量是Q6與Q5的中間值，并且處于大于要求進入空氣量Q5的狀態(tài)。但是，優(yōu)選進入空氣量盡可能地與要求進入空氣量一致。但是，當要求進入空氣量被減少時，能夠通過改變節(jié)流閥17的開度來調整進入空氣量。因此，當目標動作點ei的進入空氣量處于大于要求進入空氣量Q5的狀態(tài)時，在與機械壓縮比和進氣閥閉閥正時相對的目標值不變化的情況下使節(jié)流閥17關閉至使進入空氣量成為要求進入空氣量Q5所需的目標開度。S卩，在圖22中，位于圖23所示的節(jié)流閥全開面Q6上的目標動作點ei的正下方的同一進入空氣量面Q5上的點為最終的目標動作點％。該同一進入空氣量面Q5上的最終的目標動作點ei表示在圖22和圖24中，機械壓縮比、進氣閥閉閥正時以及節(jié)流閥17的開度向該最終的目標動作點ei變化。即，此時，機械壓縮比被增大，進氣閥閉閥正時被延遲，節(jié)流閥17的開度從全開狀態(tài)減小。
接著，如果要求進入空氣量變?yōu)镼5與Q4的中間值、要求動作點變?yōu)閐2，則這次如圖24所示的那樣在當前的進入空氣量Q5的同一進入空氣量面上計算出目標動作點e2。該目標動作點e2的算出方法也與以前描述的算出方法相同，根據機械壓縮比能夠在一定時間后到達的量和進氣閥閉閥正時能夠在一定時間到達的量來計算出不侵入到侵入禁止區(qū)域X1內的情況下最靠近要求動作點d2的目標動作點e2。在圖24所示的例子中，該目標動作點%位于同一進入空氣量面Q5內的基準動作線W上。然而，在此情況下，目標動作點e2的進入空氣量也處于大于要求進入空氣量的狀態(tài)。因此，在此情況下，在圖22中，位于圖24所示的同一進入空氣量面Q5上的目標動作點%的正下方的同一進入空氣量面(05與04的中間值)上的點為最終的目標動作點e2。該同一進入空氣量面(Q5與Q4的中間值)上的最終的目標動作點e2表示在圖22和圖25中，機械壓縮比、進氣閥閉閥正時以及節(jié)流閥17的開度向該最終的目標動作點e2變化。此時，機械壓縮比被增大，進氣閥閉閥正時被延遲，節(jié)流閥17的開度從全開狀態(tài)減小。當接著要求進入空氣量變?yōu)镼4、然后變?yōu)镼4與Q3的中間值、接著變?yōu)镼3時，依次 反復進行同樣的動作。即，當要求進入空氣量變?yōu)镼4時，如圖26所示計算出同一進入空氣量面Q4上的最終的目標動作點e3，當要求進入空氣量變?yōu)镼4與Q3的中間值時，如圖27所示計算出同一進入空氣量面(94與93的中間值)上的最終的目標動作點^，接著當要求進入空氣量變?yōu)镼3時，如圖28所示計算出同一進入空氣量面Q3上的最終的目標動作點e5。在此期間，即在機械壓縮比、進氣閥閉閥正時以及節(jié)流閥17的開度依次向最終的目標動作點e3、e4、e5變化的期間，機械壓縮比被增大，進氣閥閉閥正時被延遲，節(jié)流閥17的開度被減小。當要求進入空氣量變?yōu)镼3時，如圖28所示在同一進入空氣量面Q3上依次計算出最終的目標動作點e6、e7、e8、e9、e1(l，機械壓縮比、進氣閥閉閥正時以及節(jié)流閥17的開度依次經過這些最終的目標動作點e6，e7, e8, e9, e10而變化到要求動作點d5。在此期間，機械壓縮比被增大，進氣閥閉閥正時被延遲至達到e8，如果節(jié)流閥17的開度被慢慢增大達到e8則被全部打開。圖29示出了如圖22所示目標進入空氣量從Q6 (n點)較快地減少至Q3 (目標動作點(15)時的進氣閥閉閥正時、機械壓縮比、實際壓縮比、節(jié)流閥開度的變化。由圖29可知，在此情況下，在要求進入空氣量變?yōu)槟繕酥抵?動作點e4)，進氣閥閉閥正時的延遲作用結束(動作點％)，接著機械壓縮比的增大作用結束(目標動作點d5)。另一方面，實際壓縮比慢慢減少至進氣閥閉閥正時的延遲作用結束(動作點d8)，之后慢慢上升。另外，節(jié)流閥開度從全開狀態(tài)慢慢下降至動作點為同一進入空氣量面Q3上的動作點e5,接著慢慢打開至進氣閥閉閥正時的延遲作用結束(動作點e8)，并且至全開狀態(tài)。當如圖22至圖29所示要求進入空氣量較快地被減少時，除了進行機械壓縮比和進氣閥閉閥正時的控制以外，也控制節(jié)流閥開度。在本發(fā)明中，此時，相對于機械壓縮比、進氣閥閉閥正時以及節(jié)流閥開度的組合設定了三維的侵入禁止區(qū)域XpX2，禁止表示機械壓縮比、進氣閥閉閥正時以及節(jié)流閥開度的組合的動作點侵入到該三維的侵入禁止區(qū)域XpX2內。另外，在此情況下，當要求進入空氣量變化時，針對機械壓縮比和進氣閥閉閥正時，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三維的侵入禁止區(qū)域Xp X2內的情況下能夠在一定時間后到達的目標動作點，并且機械壓縮比和進氣閥閉閥正時向被計算出的目標動作點變化。另外，在此情況下，當要求進入空氣量變化時，節(jié)流閥開度根據要求進入空氣量變化，以免侵入到三維的侵入禁止區(qū)域Xp x2。另外，在此情況下，為了機械壓縮比、進氣閥閉閥正時以及節(jié)流閥開度盡快地達到滿足要求進入空氣量的要求動作點，目標動作點被設定為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三維的侵入禁止區(qū)域Xp X2內的情況下能夠在一定時間后到達的動作點中距離當前的動作點最遠的動作點。另外，在此情況下，在本發(fā)明涉及的實施例中，當要求進入空氣量減少時，針對機械壓縮比和進氣閥閉閥正時，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當前的進入空氣量的侵入禁止區(qū)域Xp X2內的情況下能夠在一定時間后到達的目標動作點，并且機械壓縮比和進氣閥閉閥正時向被計算出的目標動作點變化。另一方面，在此情況下，在針對節(jié)流閥開度計算出的目標動作點中計算出滿足要求進入空氣量的目標開度，并且在目標開度不處于三維的侵入禁止區(qū)域Xp X2的限度內節(jié)流閥開度變化至目標開 度。接著，參照圖30至圖35來說明要求進入空氣量急劇地減少至最小進入空氣量Q1的情況。如上所述，在本發(fā)明涉及的實施例中，例如每隔預定的時間計算出要求進入空氣量，滿足依次計算出的要求進入空氣量的基準動作線W上的要求動作點在圖30中以dpdyd3表不。另外，在此情況下，為了能夠容易理解本發(fā)明涉及的控制，圖30示出了要求動作點Cl1的要求進入空氣量為Q4，要求動作點d2的要求進入空氣量為Q2與Q3的中間值，要求動作點d3的要求進入空氣量為Q1的情況。即，示出了依次計算出的要求進入空氣量從Q6(n點)變化到Q4、Q3與Q2的中間值、Q1的情況。另外，圖31示出了節(jié)流閥全開面Q6，圖32示出了進入空氣量為Q4的同一進入空氣量面，圖33示出了進入空氣量為Q3與Q2的中間值的同一進入空氣量面，圖34示出了進入空氣量為Q1的同一進入空氣量面。另外，如果當機械壓縮比和進氣閥閉閥正時保持為圖30所示的動作點n時要求進入空氣量從Q6變化到Q4，其結果是要求動作點變化為Cl1，則首先如圖31所示在節(jié)流閥全開面Q6上計算出目標動作點ep該目標動作點ei的算出方法與圖23所示的算出方法相同，根據機械壓縮比能夠在一定時間后到達的量和進氣閥閉閥正時能夠在一定時間到達的量來計算出不侵入到侵入禁止區(qū)域X1內而最靠近要求動作點Cl1的目標動作點ei。在圖31所示的例子中，該目標動作點C1位于基準動作線W上。另一方面，此時與圖22所示的情況同樣地，在與機械壓縮比和進氣閥閉閥正時相對的目標值不變化的情況下，節(jié)流閥17被關閉至使進入空氣量成為要求進入空氣量Q4所需的目標開度。S卩，在圖30中，位于圖31所示的節(jié)流閥全開面Q6上的目標動作點ei的正下方的同一進入空氣量面Q4上的點被設定為最終的目標動作點ei。該同一進入空氣量面Q4上的最終的目標動作點ei表示在圖30和圖32中，機械壓縮比、進氣閥閉閥正時以及節(jié)流閥17的開度向該最終的目標動作點ei變化。此時，機械壓縮比被增大，進氣閥閉閥正時被延遲，節(jié)流閥17的開度從全開狀態(tài)減小。
接著，當要求進入空氣量變?yōu)镼3與Q2的中間值、要求動作點變?yōu)閐2時，這次如圖32所示在當前的進入空氣量Q4的同一進入空氣量面上計算出目標動作點e2。該目標動作點e2的算出方法也與以前描述的算出方法相同，根據機械壓縮比能夠在一定時間后到達的量和進氣閥閉閥正時能夠在一定時間到達的量來計算出不侵入到侵入禁止區(qū)域X1內而最靠近要求動作點d2的目標動作點e2。在該情況下，在圖30中，位于圖32所示的同一進入空氣量面Q4上的目標動作點e2的正下方的同一進入空氣量面(Q3與Q2的中間值)上的點被設定為最終的目標動作點e2。該同一進入空氣量面(03與02的中間值)上的最終的目標動作點e2表示在圖30和圖33中。接著，當要求進入空氣量變?yōu)镼1、要求動作點變?yōu)橥蜁r，如圖33所示在同一進入空氣量面(93與92的中間值)上計算出目標動作點e3，接著如圖34所示計算出同一進入空氣量面Q1上的最終的目標動作點e3。當計算出最終的目標動作點e3時,機械壓縮比、進氣閥閉閥正時以及節(jié)流閥17的開度向該最終的目標動作點e3變化。此時，機械壓縮比被增大，進氣閥閉閥正時被延遲，節(jié)流閥17的開度從全開狀態(tài)減小。

然而，當如上所述要求進入空氣量變小時，在同一進入空氣量面內出現低負荷側侵入禁止區(qū)域X2。該同一進入空氣量面內出現的低負荷側侵入禁止區(qū)域X2隨著進入空氣量越小而越大，當如圖34所示要求進入空氣量變?yōu)樽钚1時，該同一進入空氣量面出現的低負荷側侵入禁止區(qū)域X2最大。另外，在本發(fā)明涉及的實施例中，在該低負荷側侵入禁止區(qū)域X2的周圍距低負荷側侵入禁止區(qū)域X2隔開一點點間隔而預先設定有用于防止動作點侵入到低負荷侵入禁止區(qū)域X2內的侵入阻止面，作為該侵入阻止面與同一進入空氣量面的交線的侵入阻止線在圖34中以WX表示。另外，在本發(fā)明涉及的實施例中，當進入空氣量變?yōu)橐筮M入空氣量Q1時，如圖34所示在同一進入空氣量面Q1上根據機械壓縮比能夠在一定時間后到達的量和進氣閥閉閥正時能夠在一定時間到達的量依次計算出最靠近要求動作點d3的各目標動作點e4、e5、e6、e7、e8、e9、e1(l、en、e12。在此情況下，當如目標動作點e4那樣，最靠近要求動作點d3而計算出的目標動作點相對于侵入阻止線WX位于侵入禁止區(qū)域X2的相反側時，被計算出的目標動作點被設定為目標動作點e4。與此相對,當最靠近要求動作點d3而計算出的目標動作點處于比侵入阻止線WX靠近侵入禁止區(qū)域X2的那側時，作為機械壓縮比和進氣閥閉閥正時中的任一個的到達極限的侵入阻止線WX上的點被設定為目標動作點e5、e6、e7、e8、e9。S卩，當要求進入空氣量變?yōu)镼1時，機械壓縮比、進氣閥閉閥正時以及節(jié)流閥17的開度在同一進入空氣量面Q1上依次經過最終的目標動作點e4、e5、e6、e7、e8、e9、e1(l、en、e12變化到要求動作點d3。在此期間，機械壓縮比被增大，進氣閥閉閥正時被延遲至達到e1(l，節(jié)流閥17的開度被慢慢增大。圖35示出了如圖30所示目標進入空氣量從Q6 (n點)急劇減少至Q1 (目標動作點 d3)時的進氣閥閉閥正時、機械壓縮比、實際壓縮比、節(jié)流閥開度的變化。由圖35可知，在此情況下，在要求進入空氣量變?yōu)槟繕酥抵?動作點e2)，進氣閥閉閥正時的延遲作用結束(動作點e1(l)，接著機械壓縮比的增大作用結束(目標動作點d3)。另一方面，實際壓縮比慢慢減少至進氣閥閉閥正時的延遲作用結束(動作點e1(l)，之后慢慢上升。另外，節(jié)流閥開度從全開狀態(tài)降低至動作點變?yōu)橥贿M入空氣量面Q1上的動作點e3,接著,慢慢打開至進氣閥閉閥正時的延遲作用結束(動作點e1(l)。
另外，當要求進入空氣量變化時，滿足要求進入空氣量的節(jié)流閥17的開度有時會處于三維侵入禁止區(qū)域內、即低負荷側侵入禁止區(qū)域X2內。在此情況下，節(jié)流閥17的開度變化到前述的侵入阻止面、即侵入到三維侵入禁止區(qū)域內的跟前，接著，表示機械壓縮比、進氣閥閉閥正時以及節(jié)流閥開度的組合的動作點向滿足要求進入空氣量的動作點在不侵入到三維侵入禁止區(qū)域內的情況下變化。圖36示出了用于計算出能夠從當前的動作點在預定的一定時間后到達的目標動作點的、即用于計算出機械壓縮比、進氣閥閉閥正時以及節(jié)流閥開度的目標值的例程。在該例程中，能夠在預定的一定時間后到達的目標動作點每隔該預定的一定時間而被計算出。因此，圖36所示的例程通過每隔該預定的時間的中斷而被執(zhí)行。該預定的時間可以任意設定，但是在本發(fā)明涉及的實施例中該預定的一定時間為8msec。因此，在本發(fā)明涉及的實施例中，圖36所示的目標值的算出例程每隔8msec被執(zhí)行，能夠從當前的動作點在8msec后到達的目標動作點每隔8msec被計算出。 參照圖36，首先在步驟100中計算出要求進入空氣量GX。該要求進入空氣量GX例如作為加速踏板40的踏入量和內燃機轉速的函數而預先存儲在R0M32內。接著，在步驟101中，計算出與要求進入空氣量GX相應的基準動作線W上的要求動作點。接著，在步驟102中判斷當前的動作點是否是要求動作點,在當前的動作點是要求動作點時，結束處理周期。與此相對，在當前的動作點不是要求動作點時，前進到步驟103而判斷要求進入空氣量GX是否大于當前的動作點的進入空氣量GA。當GX > GA時，即當應該增大進入空氣量時，前進到步驟104，以基于圖13至圖15說明的方式，來確定目標動作點。即，在步驟104中計算出與要求進入空氣量GX相應的目標節(jié)流閥開度。當要求動作點位于節(jié)流閥全開面Q6上時，該目標節(jié)流閥開度通常全部打開。接著，在步驟105中，計算出能夠在一定時間后到達的進氣閥閉閥正時，接著在步驟106中 計算出能夠在一定時間后到達的機械壓縮比。此時，考慮參照圖16至圖19進行說明的機械壓縮比的可改變量來計算出能夠在一定時間后到達的機械壓縮比。接著，在步驟107中，通過基于圖14說明的方法來確定目標動作點。接著，在步驟108中根據確定出的目標動作點來計算出機械壓縮比的目標值和進氣閥閉閥正時的目標值。節(jié)流閥開度的目標值在步驟104中已經作為目標節(jié)流閥開度而被計算出。另一方面，當在步驟103中判斷出GX ( GA時，即當應該減少進入空氣量或者進入空氣量為要求進入空氣量時，前進到步驟109，以基于圖20至圖35說明的方式來確定目標動作點。即，在步驟109中，計算出能夠在一定時間后到達的進氣閥閉閥正時，接著在步驟110中計算出能夠在一定時間后到達的機械壓縮比。此時，考慮參照圖16至圖19說明的機械壓縮比的可改變量來計算出能夠在一定時間后到達的機械壓縮比。接著，在步驟112中計算出滿足要求進入空氣量的目標節(jié)流閥開度，該目標節(jié)流閥開度被設定為節(jié)流閥開度的目標值。但是，當滿足要求進入空氣量GX的節(jié)流閥開度處于侵入禁止區(qū)域內時，目標節(jié)流閥開度被設定為前述的侵入阻止面上的值，隨著機械壓縮比和進氣閥閉閥正時靠近要求動作點，目標節(jié)流閥開度沿侵入阻止面變化。另外，以前未進行說明，但是當要求進入空氣量增大時，也會產生同樣的情況。例如，當動作點在圖13中位于高負荷側侵入禁止區(qū)域X1的下方區(qū)域時，如果要求進入空氣量增大，則目標節(jié)流閥開度有時會處于高負荷側侵入禁止區(qū)域X1內。此時，目標節(jié)流閥開度為包含相對于各同一進入空氣量面預先設定的各基準動作線W的基準動作面上的值，隨著機械壓縮比和進氣閥閉閥正時靠近要求動作點，目標節(jié)流閥開度沿該基準動作面而變化。圖37示出了使用PID控制驅動可變壓縮比機構A、可變氣門正時機構B以及節(jié)流閥17以使機械壓縮比、進氣閥閉閥正時以及節(jié)流閥開度成為圖36所示的例程中計算出的目標值的驅動例程。該例程當開始內燃機的運轉時被反復執(zhí)行。參照圖37，在步驟200中，計算出進氣閥閉閥正時的目標值ITtl與當前的進氣閥閉閥正時IT的差A IT( = ITtl-IT)，計算出機械壓縮比的目標值CR。與當前的機械壓縮比CR的差ACR( = CRtl-CR),計算出節(jié)流閥開度的目標值Qtl與當前的節(jié)流閥開度0的差 A 9 (00_0)。接著，在步驟201中通過對A IT乘以比例常數Kpl，來計算出對可變氣門正時機構B的驅動電壓的比例項Epl，通過對A CR乘以比例常數Kp2來計算出對可變壓縮比機構A的驅動電壓的比例項Ep2，通過對A 0乘以比例常數Kp3來計算出對節(jié)流閥17的驅動電壓的比例項Ep3。接著，在步驟202中，通過對A IT乘以積分常數Kil并對該相乘結果(Kil AIT)進行累計計算，來計算出對可變氣門正時機構B的驅動電壓的積分項Eil，通過對A CR乘以積分常數Ki2并對該相乘結果(Ki2 A CR)進行累計計算來計算出對可變壓縮比機構A的驅動電壓的積分項Ei2，通過對A 0乘以積分常數Ki3并對該相乘結果(Ki3* A 0)進行累計計算來計算出對節(jié)流閥17的驅動電壓的積分項Ei3。接著，在步驟203中，通過對當前的AIT與前次算出的A IT1的差(AIT-AIT1)乘以微分常數Kdl來計算出對可變氣門正時機構B的驅動電壓的微分項Edl，通過對當前的A CR與前次算出的ACR1的差(ACR-ACR1)乘以微分常數Kd2來計算出對可變壓縮比機構A的驅動電壓的微分項Ed2，通過對當前的A 0與前次算出的A 0 I的差(A 0 -A 0 :)乘以微分常數Kd3來計算出對節(jié)流閥17的驅動電壓的微分項Ed3。接著，在步驟204中，通過對比例項Epl、積分項Eil以及微分項Edl進行相加來計算出對可變氣門正時機構B的驅動電壓E1，通過對比例項Ep2、積分項Ei2以及微分項Ed2進行相加來計算出對可變壓縮比機構A的驅動電壓E2，通過對比例項Ep3、積分項Ei3以及微分項Ed3進行相加來計算出對節(jié)流閥17的驅動電壓E3。當按照上述驅動電壓EpE2、E3來分別驅動可變氣門正時機構B、可變壓縮比機構A以及節(jié)流閥17時，進氣閥閉閥正時、機械壓縮比以及節(jié)流閥開度分別向依次變化的目標值變化。符號說明I...曲軸箱2...氣缸體3...氣缸蓋4…活塞5...燃燒室7...進氣閥17...節(jié)流閥70...進氣閥驅動用凸輪軸
A. 可變壓縮比機構B...可變氣門正 時機構
權利要求
1.一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，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(qū)域，以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(qū)域內，當要求進入空氣量變化了時，計算從當前動作點朝向滿足要求進入空氣量的動作點在不侵入到所述侵入禁止區(qū)域內的情況下能夠在一定時間后到達的目標動作點，并使得機械壓縮比和進氣閥閉閥正時向目標動作點變化。
2.如權利要求I所述的火花點火式內燃機，其中， 所述目標動作點是在從當前動作點朝向滿足要求進入空氣量的動作點在不侵入到所述侵入禁止區(qū)域內的情況下能夠在一定時間后到達的動作點中距離當前動作點最遠的動作點。
3.如權利要求2所述的火花點火式內燃機，其中， 所述內燃機包括用于控制進入空氣量的節(jié)流閥， 當節(jié)流閥被維持在全開狀態(tài)時，所述目標動作點在處于所述侵入禁止區(qū)域的外部并沿所述侵入禁止區(qū)域的外緣延伸的最小耗油率動作線上移動。
4.如權利要求I所述的火花點火式內燃機，其中， 所述可變壓縮比機構通過使用了旋轉的凸輪的曲軸機構來改變曲軸箱與氣缸體間的相對位置，從而改變機械壓縮比，當要求進入空氣量變化了時，根據內燃機負荷來改變能夠在一定時間后到達的機械壓縮比的到達值。
5.如權利要求4所述的火花點火式內燃機，其中， 當要求進入空氣量變化了時，根據所述凸輪的旋轉角度來改變能夠在一定時間后到達的機械壓縮比的到達值。
6.如權利要求I所述的火花點火式內燃機，其中， 設定高負荷側的區(qū)域和低負荷側的區(qū)域這兩個區(qū)域作為所述侵入禁止區(qū)域。
7.如權利要求I所述的火花點火式內燃機，其中， 所述內燃機包括用于控制進入空氣量的節(jié)流閥， 在所述內燃機中，對于機械壓縮比、進氣閥閉閥正時以及節(jié)流閥開度的組合設定了三維侵入禁止區(qū)域，當要求進入空氣量變化了時，關于機械壓縮比和進氣閥閉閥正時，計算從當前動作點朝向滿足要求進入空氣量的動作點在不侵入到所述三維侵入禁止區(qū)域內的情況下能夠在一定時間后到達的目標動作點，并且使機械壓縮比和進氣閥閉閥正時向算出的目標動作點變化，并在此時使節(jié)流閥開度以不侵入到所述三維侵入禁止區(qū)域的方式根據要求進入空氣量而變化。
8.如權利要求7所述的火花點火式內燃機，其中， 所述目標動作點是從當前動作點朝向滿足要求進入空氣量的動作點并在不侵入到所述三維侵入禁止區(qū)域內的情況下能夠在一定時間后到達的動作點中距離當前動作點最遠的動作點。
9.如權利要求7所述的火花點火式內燃機，其中， 當要求進入空氣量減少了時，關于機械壓縮比和進氣閥閉閥正時，計算從當前動作點朝向滿足要求進入空氣量的動作點在不侵入到當前進入空氣量的侵入禁止區(qū)域內的情況下能夠在一定時間后到達的目標動作點，并且使機械壓縮比和進氣閥閉閥正時向算出的目標動作點變化，關于節(jié)流閥開度，計算在算出的所述目標動作點處滿足要求進入空氣量的目標開度，并且只要所述目標開度不在所述三維侵入禁止區(qū)域內就使節(jié)流閥開度變化至所述目標開度。
10.如權利要求7所述的火花點火式內燃機，其中， 在要求進入空氣量發(fā)生了變化時滿足要求進入空氣量的節(jié)流閥開度進入所述三維侵入禁止區(qū)域內的情況下，使節(jié)流閥開度變化至就要侵入到所述三維侵入禁止區(qū)域內之前的開度，接著，使表示機械壓縮比、進氣閥閉閥正時以及節(jié)流閥開度的組合的動作點在不侵入到所述三維侵入禁止區(qū)域內的情況下向滿足要求進入空氣量的動作點變化。
全文摘要
在內燃機中，包括能夠改變機械壓縮比的可變壓縮比機構(A)以及能夠控制進氣閥(7)的閉閥正時的可變氣門正時機構(B)。當要求進入空氣量變化時，相對于表示機械壓縮比和進氣閥閉閥正時的組合的動作點，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(qū)域(X1，X2)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該目標動作點變化。
文檔編號F02D13/02GK102753802SQ201080062729
公開日2012年10月24日 申請日期2010年1月28日 優(yōu)先權日2010年1月28日
發(fā)明者中坂幸博, 坂柳佳宏, 河崎高志, 田中宏幸 申請人:豐田自動車株式會社