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      壓縮自動點(diǎn)火式發(fā)動的制造方法

      文檔序號:5153535閱讀:118來源:國知局
      壓縮自動點(diǎn)火式發(fā)動的制造方法
      【專利摘要】本發(fā)明提供壓縮自動點(diǎn)火式發(fā)動機(jī),發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣通路(20)具有設(shè)置有加熱進(jìn)氣的加熱裝置(26)的高溫通路(22)、設(shè)置有冷卻進(jìn)氣的冷卻裝置(27)的低溫通路(23)、集合高溫通路(22)及低溫通路(23)的集合部(24)、和連接集合部和發(fā)動機(jī)主體(1)的下游側(cè)通路(25)。在高溫通路(22)及低溫通路(23)上設(shè)置有調(diào)節(jié)進(jìn)氣的流量的節(jié)氣門(28、29)。這些各節(jié)氣門(28、29)的開度,在執(zhí)行CI燃燒的運(yùn)行區(qū)域中,以使集合部(24)中的進(jìn)氣的溫度進(jìn)入預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的溫度范圍內(nèi)的方式進(jìn)行控制。
      【專利說明】壓縮自動點(diǎn)火式發(fā)動機(jī)

      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明涉及在至少一部分的運(yùn)行區(qū)域可執(zhí)行使含有汽油的燃料通過自動點(diǎn)火燃燒的Cl燃燒的壓縮自動點(diǎn)火式發(fā)動機(jī)。

      【背景技術(shù)】
      [0002]以往,在汽油發(fā)動機(jī)領(lǐng)域,通常采用使混合氣通過火花塞的火花點(diǎn)火而強(qiáng)制燃燒的火花點(diǎn)火燃燒,但是近年來,取代這樣的火花點(diǎn)火燃燒而將所謂的壓縮自動點(diǎn)火燃燒應(yīng)用于汽油發(fā)動機(jī)中的研究正在進(jìn)行。壓縮自動點(diǎn)火燃燒是指在通過活塞的壓縮制造出的高溫?高壓的環(huán)境下使混合氣通過自動點(diǎn)火進(jìn)行燃燒的燃燒。壓縮自動點(diǎn)火燃燒是混合氣同時多發(fā)性地自動點(diǎn)火的燃燒,被認(rèn)為燃燒期間比通過火焰?zhèn)鞑ブ饾u擴(kuò)大燃燒的火花點(diǎn)火燃燒短,得到更高的熱效率。另外,以下,將火花點(diǎn)火燃燒(spark ignit1n combust1n)簡稱為“SI燃燒”,將壓縮自動點(diǎn)火燃燒(compress1n self-1gnit1n combust1n)簡稱為“Cl燃燒”。
      [0003]上述Cl燃燒在燃料噴射量少且熱發(fā)生量少的發(fā)動機(jī)的低負(fù)荷域上難以發(fā)生。因此,為了在這樣的低負(fù)荷域上也使Cl燃燒確實(shí)地發(fā)生,而提出了設(shè)置將導(dǎo)入至發(fā)動機(jī)主體的進(jìn)氣強(qiáng)制性地加熱的進(jìn)氣加熱單元。例如,作為具備進(jìn)氣加熱單元的壓縮自動點(diǎn)火式發(fā)動機(jī),已知有下述的專利文獻(xiàn)I及專利文獻(xiàn)2。
      [0004]在專利文獻(xiàn)1中公開了將通過與排氣的熱交換對進(jìn)氣進(jìn)行加熱的熱交換器設(shè)置在排氣通路上的發(fā)動機(jī)。在該發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣通路和排氣通路之間設(shè)置有從進(jìn)氣通路分叉并通過熱交換器后再次向進(jìn)氣通路返回的旁通通路。在旁通通路的下游端部和進(jìn)氣通路的連接部上設(shè)置有切換閥,通過該切換閥的開度控制進(jìn)氣的分叉流動。具體而言,在該專利文獻(xiàn)I的發(fā)動機(jī)中,在該部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時,控制切換閥以允許向旁通通路的分叉流動。借助于此,進(jìn)氣通過旁通通路導(dǎo)入至熱交換器中,在該熱交換器中加熱的進(jìn)氣導(dǎo)入至發(fā)動機(jī)主體內(nèi),以此促進(jìn)Cl燃燒。另一方面,在該狀態(tài)下發(fā)動機(jī)負(fù)荷增大時,存在發(fā)生爆震的擔(dān)憂。因此,在判定為發(fā)生了爆震的情況下,控制切換閥以切斷向旁通通路的分叉流動,停止進(jìn)氣的加熱。此外,在發(fā)動機(jī)的全負(fù)荷域上,進(jìn)氣的加熱被停止的基礎(chǔ)上,燃燒形式由Cl燃燒切換為SI燃燒。
      [0005]在專利文獻(xiàn)2中公開了在繞過進(jìn)氣通路的旁通通路上設(shè)置作為進(jìn)氣加熱單元的加熱器的發(fā)動機(jī)。在旁通通路的下游端部(與進(jìn)氣通路的連接部)設(shè)置有三通電磁閥,通過該三通電磁閥的切換控制,由將經(jīng)過加熱器而被加熱的高溫的進(jìn)氣導(dǎo)入至發(fā)動機(jī)主體的狀態(tài)向?qū)⒉唤?jīng)過加熱器的未加熱的進(jìn)氣導(dǎo)入至發(fā)動機(jī)主體的狀態(tài)(或者與此相反的方向)進(jìn)行切換。
      [0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開平11-62589號公報(bào);
      專利文獻(xiàn)2:日本特開2006-283618號公報(bào)。


      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0007]根據(jù)上述專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2,可以根據(jù)發(fā)動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)等,對于要將被加熱單元加熱的高溫的進(jìn)氣導(dǎo)入至發(fā)動機(jī)主體還是將未加熱的進(jìn)氣導(dǎo)入至發(fā)動機(jī)主體進(jìn)行切換,因此具有能夠擴(kuò)大可執(zhí)行適當(dāng)?shù)腃l燃燒的區(qū)域的優(yōu)點(diǎn)。
      [0008]然而,通過加熱單元產(chǎn)生的加熱溫度并不能確保總是保持一定。尤其是,如專利文獻(xiàn)I所述,在將通過與發(fā)動機(jī)的排氣的熱交換對進(jìn)氣進(jìn)行加熱的熱交換器作為加熱單元設(shè)置的情況下,排氣的溫度隨著發(fā)動機(jī)的暖機(jī)的進(jìn)行情況和運(yùn)行狀態(tài)等而變化,因此進(jìn)氣的加熱溫度也隨之變化。又,在將不通過加熱單元的未加熱的進(jìn)氣供給至發(fā)動機(jī)主體的情況下,該未加熱的進(jìn)氣的溫度因外氣溫度而直接地變化。
      [0009]在上述專利文獻(xiàn)I和專利文獻(xiàn)2中,均在從進(jìn)氣通路分叉的旁通通路上設(shè)置有加熱單元,并且在旁通通路的下游端部(與進(jìn)氣通路的連接部)設(shè)置有例如三通電磁閥那樣的切換閥,因此基本上只能對是否通過加熱單元加熱進(jìn)氣(向旁通通路的分叉流動的有無)進(jìn)行切換。因此,導(dǎo)入至發(fā)動機(jī)主體的進(jìn)氣的溫度只能根據(jù)加熱單元的熱源(例如排氣)的溫度和外氣溫度等而變化。這將導(dǎo)致難以穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)腃l燃燒,并且引起失火和異常燃作坐
      寸ο
      [0010]本發(fā)明是鑒于上述問題而形成的,其目的是提供在Cl燃燒的執(zhí)行區(qū)域可以高精度地控制進(jìn)氣的溫度的壓縮自動點(diǎn)火式發(fā)動機(jī)。
      [0011]為了解決上述問題,本發(fā)明是具備通過含有汽油的燃料驅(qū)動的發(fā)動機(jī)主體、和使導(dǎo)入至發(fā)動機(jī)主體的進(jìn)氣流通的進(jìn)氣通路,并且能夠在至少一部分的運(yùn)行區(qū)域中執(zhí)行使上述燃料通過自動點(diǎn)火燃燒的Cl燃燒的壓縮自動點(diǎn)火式發(fā)動機(jī),其中,上述進(jìn)氣通路具有設(shè)置有加熱進(jìn)氣的加熱裝置的高溫通路、與高溫通路并列延伸且設(shè)置有冷卻進(jìn)氣的冷卻裝置的低溫通路、集合高溫通路及低溫通路的集合部、連接集合部和上述發(fā)動機(jī)主體的下游側(cè)通路;在上述高溫通路及低溫通路上分別設(shè)置有調(diào)節(jié)進(jìn)氣的流量的節(jié)氣門;用于上述高溫通路及低溫通路的各節(jié)氣門的開度,至少在執(zhí)行上述Cl燃燒的運(yùn)行區(qū)域中,以使上述集合部中的進(jìn)氣的溫度進(jìn)入預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的溫度范圍內(nèi)的方式基于上述加熱裝置及冷卻裝置的溫度條件進(jìn)行控制。
      [0012]在本發(fā)明中,加熱裝置和冷卻裝置設(shè)置在獨(dú)立的通路(高溫通路及低溫通路)中,此外,在各通路中設(shè)置有用于調(diào)節(jié)流量的節(jié)氣門。因此,即使在加熱裝置及冷卻裝置的溫度條件根據(jù)狀況(例如根據(jù)暖機(jī)的進(jìn)行程度和外氣溫度等)而進(jìn)行各種變化的情況下,也可以通過自如地調(diào)節(jié)來自于高溫通路及低溫通路的進(jìn)氣的混合比例,以此使混合后的進(jìn)氣的溫度、即在集合部中合流后導(dǎo)入至發(fā)動機(jī)主體的進(jìn)氣的溫度以高精度進(jìn)入上述規(guī)定的溫度范圍內(nèi)。此外,能夠通過上述各節(jié)氣門個別地控制高溫通路及低溫通路的各流量,因此能夠以優(yōu)異的響應(yīng)性調(diào)節(jié)上述混合后的進(jìn)氣的溫度。借助于此,在執(zhí)行Cl燃燒的運(yùn)行區(qū)域中,可以確實(shí)地形成在適當(dāng)?shù)恼龝r使燃料自動點(diǎn)火的環(huán)境,可以提高Cl燃燒的穩(wěn)定性。
      [0013]優(yōu)選的是本發(fā)明的壓縮自動點(diǎn)火式發(fā)動機(jī)還具備檢測上述加熱裝置的加熱源的溫度的加熱溫度檢測裝置、和檢測上述冷卻裝置的冷卻源的溫度的冷卻溫度檢測裝置;用于上述高溫通路及低溫通路的各節(jié)氣門的開度基于通過上述加熱溫度檢測裝置及冷卻溫度檢測裝置檢測的各檢測值進(jìn)行控制。
      [0014]根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),可以基于對通過加熱裝置后的進(jìn)氣的溫度進(jìn)行支配的加熱源的溫度、和對通過冷卻裝置后的進(jìn)氣的溫度進(jìn)行支配的冷卻源的溫度,通過上述節(jié)氣門適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)高溫通路及低溫通路的各流量,并且可以更加提高上述溫度控制的精度。
      [0015]在本發(fā)明中,優(yōu)選的是在上述加熱裝置中流通的進(jìn)氣的流通阻力和在上述冷卻裝置中流通的進(jìn)氣的流通阻力之差在相同流量下達(dá)到±20%以內(nèi)。
      [0016]根據(jù)該結(jié)構(gòu),在改變了上述各節(jié)氣門的開度時,在與此相對應(yīng)地變化的高溫通路及低溫通路的各流量的響應(yīng)延遲上不會發(fā)生顯著的差異,因此可以使導(dǎo)入至發(fā)動機(jī)主體的進(jìn)氣的溫度簡單且確實(shí)地進(jìn)入上述規(guī)定的溫度范圍內(nèi)。
      [0017]在本發(fā)明中,優(yōu)選的是用于上述高溫通路及低溫通路的各節(jié)氣門均為蝶式節(jié)氣門;用于上述高溫通路的節(jié)氣門的孔徑設(shè)定為比用于上述低溫通路的節(jié)氣門的孔徑小。
      [0018]根據(jù)該結(jié)構(gòu),可以減少在使用于高溫通路的節(jié)氣門全閉時產(chǎn)生的泄漏量,因此在進(jìn)氣的溫度上升反而阻礙燃燒穩(wěn)定性的運(yùn)行區(qū)域、例如發(fā)動機(jī)的最高負(fù)荷附近的運(yùn)行區(qū)域中,可以有效地防止爆震等的異常燃燒的發(fā)生。
      [0019]在上述結(jié)構(gòu)中,更優(yōu)選的是用于上述高溫通路的節(jié)氣門設(shè)置在高溫通路中的比上述加熱裝置靠近下游側(cè)的位置上。
      [0020]根據(jù)該結(jié)構(gòu),與假設(shè)將用于高溫通路的節(jié)氣門設(shè)置在比加熱裝置靠近上游側(cè)的位置的情況相比,可以減小存在于節(jié)氣門的下游側(cè)的高溫的進(jìn)氣的容量,因此在使該節(jié)氣門全閉時,之后高溫的進(jìn)氣以極短的時間在發(fā)動機(jī)主體的各汽缸中消耗。借助于此,避免高溫的進(jìn)氣在不適當(dāng)?shù)恼龝r導(dǎo)入至發(fā)動機(jī)主體,因此可以有效地防止在過渡性的狀況下可能引起的異常燃燒的發(fā)生。
      [0021]如以上所述,根據(jù)本發(fā)明的壓縮自動點(diǎn)火式發(fā)動機(jī),能夠在Cl燃燒的執(zhí)行區(qū)域以高精度控制進(jìn)氣的溫度,因此可以提高Cl燃燒的穩(wěn)定性。

      【專利附圖】

      【附圖說明】
      [0022]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施形態(tài)的壓縮自動點(diǎn)火式發(fā)動機(jī)的整體結(jié)構(gòu)的圖;
      圖2是示意性地示出上述發(fā)動機(jī)所具備的高溫通路及低溫通路的結(jié)構(gòu)的說明圖;
      圖3是示出上述發(fā)動機(jī)的控制系統(tǒng)的框圖;
      圖4是將上述發(fā)動機(jī)的運(yùn)行區(qū)域根據(jù)燃燒形態(tài)的不同分成多個區(qū)域的映射圖(map); 圖5是示出在上述發(fā)動機(jī)的運(yùn)行中執(zhí)行的控制的步驟的流程圖;
      圖6是示出上述發(fā)動機(jī)的負(fù)荷發(fā)生變化的情況下的各種狀態(tài)量的變遷的圖;
      符號說明:
      I發(fā)動機(jī)主體;
      20 進(jìn)氣通路;
      22高溫通路;
      23低溫通路;
      24緩沖罐(集合部);
      25獨(dú)立通路(下游側(cè)通路);
      26內(nèi)加溫器(加熱裝置);
      27中冷器(冷卻裝置);
      28(用于高溫通路的)節(jié)氣門; 29(用于低溫通路的)節(jié)氣門;
      SN2 水溫傳感器(加熱溫度檢測裝置);
      SN5 外氣溫度傳感器(冷卻溫度檢測裝置)。

      【具體實(shí)施方式】
      [0023]( I)發(fā)動機(jī)的整體結(jié)構(gòu)
      圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施形態(tài)的壓縮自動點(diǎn)火式發(fā)動機(jī)的整體結(jié)構(gòu)的圖。在該圖中示出的發(fā)動機(jī)是作為行駛用動力源搭載在車輛上的四沖程汽油發(fā)動機(jī)。具體而言,該發(fā)動機(jī)具備:具有在與紙面正交的方向上成列地排列的多個汽缸2(圖1中僅表示其中的一個汽缸)的發(fā)動機(jī)主體I ;用于向發(fā)動機(jī)主體I導(dǎo)入空氣的進(jìn)氣通路20 ;用于排出在發(fā)動機(jī)主體I中產(chǎn)生的排氣的排氣通路30 ;用于使在排氣通路30內(nèi)流通的排氣的一部分回流至進(jìn)氣通路20的EGR裝置40 ;和通過排氣的能量進(jìn)行驅(qū)動的渦輪增壓器50。
      [0024]發(fā)動機(jī)主體I具有內(nèi)部形成有上述多個汽缸2的汽缸體3、設(shè)置于汽缸體3的上部的汽缸蓋4、和可往復(fù)滑動地插入于各汽缸2內(nèi)的活塞5。
      [0025]在活塞5的上方形成有燃燒室10,通過來自于下述的噴射器11的噴射向該燃燒室10供給燃料。而且,噴射的燃料在燃燒室10中燃燒,被該燃燒引起的膨脹力向下按壓的活塞5在上下方向上往復(fù)運(yùn)動。另外,由于該實(shí)施形態(tài)的發(fā)動機(jī)是汽油發(fā)動機(jī),因此作為燃料使用汽油。然而,沒有必要使燃料的全部由汽油構(gòu)成,也可以在燃料中含有例如酒精等的副成分。
      [0026]活塞5通過連桿16與作為發(fā)動機(jī)主體I的輸出軸的曲軸15連接,曲軸15根據(jù)上述活塞5的往復(fù)運(yùn)動繞中心軸旋轉(zhuǎn)。
      [0027]各汽缸2的幾何壓縮比、即活塞5位于下死點(diǎn)時的燃燒室10的容積和活塞5位于上死點(diǎn)時的燃燒室10的容積之比設(shè)定為作為汽油發(fā)動機(jī)來說相當(dāng)高的值的17以上23以下。這是因?yàn)闉榱藢?shí)現(xiàn)通過自動點(diǎn)火使汽油燃燒的Cl燃燒,而有必要使燃燒室10大幅度高溫.高壓化。
      [0028]在汽缸蓋4上設(shè)置有用于將從進(jìn)氣通路20供給的空氣(以下也稱為進(jìn)氣)導(dǎo)入至各汽缸2的燃燒室10內(nèi)的進(jìn)氣道6、用于將在各汽缸2的燃燒室10中產(chǎn)生的排氣導(dǎo)出至排氣通路30的排氣道7、對進(jìn)氣道6的燃燒室10側(cè)的開口進(jìn)行開閉的進(jìn)氣門8、和對排氣道7的燃燒室10側(cè)的開口進(jìn)行開閉的排氣門9。
      [0029]進(jìn)氣門8及排氣門9分別通過包含配設(shè)在汽缸蓋4上的一對凸輪軸等的配氣機(jī)構(gòu)18、19與曲軸15的旋轉(zhuǎn)連動地開閉驅(qū)動。
      [0030]在用于進(jìn)氣門8的配氣機(jī)構(gòu)18中組裝有可連續(xù)地(無級地)變更進(jìn)氣門8的升程量的可變機(jī)構(gòu)18a。這樣的結(jié)構(gòu)的可變機(jī)構(gòu)18a作為連續(xù)可變氣門升程機(jī)構(gòu)(CVVL)等已是公知的,作為具體的構(gòu)成示例,可以例舉具備使用于驅(qū)動進(jìn)氣門8的凸輪與凸輪軸的旋轉(zhuǎn)連動地往復(fù)搖動運(yùn)動的連桿機(jī)構(gòu)、可變地設(shè)定連桿機(jī)構(gòu)的配置(杠桿比)的控制臂、和通過電氣驅(qū)動控制臂以此變更上述凸輪的搖動量(向下按壓進(jìn)氣門8的量和期間)的步進(jìn)馬達(dá)的結(jié)構(gòu)。
      [0031]在用于排氣門9的配氣機(jī)構(gòu)19中組裝有使在進(jìn)氣行程中向下按壓排氣門9的功能變得有效或無效的切換機(jī)構(gòu)19a。即,該切換機(jī)構(gòu)19a具有不僅在排氣行程中而且在進(jìn)氣行程中也可以使排氣門9開閥,并且具有對執(zhí)行還是停止該進(jìn)氣行程中的排氣門9的開閥動作(所謂的排氣門9的二次打開)進(jìn)行切換的功能。
      [0032]這樣的結(jié)構(gòu)的切換機(jī)構(gòu)19a已是公知的,作為其具體示例,可以例舉具備與用于驅(qū)動排氣門9的通常的凸輪(在排氣行程中向下按壓排氣門9的凸輪)不同地在進(jìn)氣行程中向下按壓排氣門9的副凸輪、和使該副凸輪的驅(qū)動力向排氣門9的傳遞變得有效或無效的所謂的空轉(zhuǎn)(lost mot1n)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
      [0033]在通過上述切換機(jī)構(gòu)19a的副凸輪的排氣門9的向下按壓變得有效時,使排氣門9不僅在排氣行程中開閥,而且在進(jìn)氣行程中也開閥,因此實(shí)現(xiàn)高溫的排氣從排氣道7逆流至燃燒室10內(nèi)的所謂的內(nèi)部EGR,從而謀求燃燒室10的高溫化,并且減少導(dǎo)入至燃燒室10內(nèi)的進(jìn)氣的量。
      [0034]在汽缸蓋4上,對每個汽缸2分別設(shè)置有一組的向燃燒室10噴射燃料(汽油)的噴射器11、和對從噴射器11噴射的燃料和空氣的混合氣通過火花放電供給點(diǎn)火能量的火花塞12。
      [0035]噴射器11以面向活塞5的上表面的姿勢設(shè)置于汽缸蓋4上。各汽缸2的噴射器11分別與燃料供給管13連接,通過各燃料供給管13供給的燃料(汽油)從設(shè)置于噴射器11的梢端部上的多個噴孔(圖示省略)噴射。
      [0036]更具體而言,在燃料供給管13的上游側(cè)設(shè)置有由通過發(fā)動機(jī)主體I驅(qū)動的柱塞式的泵等構(gòu)成的供給泵14,并且在該供給泵14和燃料供給管13之間設(shè)置有全汽缸共用的蓄壓用的共軌(圖示省略)。而且,在該共軌內(nèi)蓄壓的燃料被供給至各汽缸2的噴射器11中,以此從各噴射器11可噴射最大達(dá)到120MPa左右的較高壓力的燃料。
      [0037]從噴射器11噴射的燃料的噴射壓力(以下簡稱為燃料壓力)可以通過增減從供給泵14壓送的燃料的一部分回流至燃料箱側(cè)的量(燃料的泄放量)以此進(jìn)行調(diào)節(jié)。S卩,在供給泵14內(nèi)設(shè)有用于調(diào)節(jié)燃料的泄放量的燃料壓力控制閥14a (參照圖3),可以使用該燃料壓力控制閥14a在規(guī)定范圍內(nèi)(例如20?120MPa之間)調(diào)節(jié)燃料壓力。
      [0038]進(jìn)氣通路20具有一個共通通路21、從共通通路21的下游端部(進(jìn)氣的流動方向下游側(cè)的端部)分叉為二股狀的高溫通路22及低溫通路23、與兩個通路22、23的各下游端部連接的規(guī)定容積的緩沖罐24、和從緩沖罐24向下游側(cè)延伸并分別與各汽缸2的進(jìn)氣道6連通的多個獨(dú)立通路25 (圖1中僅示出其中的一個)。另外,緩沖罐24相當(dāng)于根據(jù)本發(fā)明的“集合部”,獨(dú)立通路25相當(dāng)于根據(jù)本發(fā)明的“下游側(cè)通路”。
      [0039]在高溫通路22上設(shè)置有加熱進(jìn)氣的內(nèi)加溫器26。內(nèi)加溫器26是通過與冷卻發(fā)動機(jī)主體I的冷卻水的熱交換對進(jìn)氣進(jìn)行加熱的熱交換器,相當(dāng)于根據(jù)本發(fā)明的“加熱裝置”。詳細(xì)圖示省略,在內(nèi)加溫器26的內(nèi)部配設(shè)有使進(jìn)氣可流通的多個管道,發(fā)動機(jī)的冷卻水被導(dǎo)入至該管道的周圍區(qū)域。流入高溫通路22的進(jìn)氣在內(nèi)加溫器26內(nèi)分配到上述多個管道中進(jìn)行流通,在該過程中,通過與發(fā)動機(jī)的冷卻水的熱交換進(jìn)行加熱。其結(jié)果是,通過內(nèi)加溫器26后的進(jìn)氣的溫度上升至與發(fā)動機(jī)的冷卻水的溫度(暖機(jī)結(jié)束的溫態(tài)時約75?90°C)大致相同的溫度。
      [0040]在低溫通路23上設(shè)置有冷卻進(jìn)氣的中冷器27。中冷器27是通過與導(dǎo)入至車輛的發(fā)動機(jī)室內(nèi)的行駛風(fēng)的熱交換冷卻進(jìn)氣的空冷式的熱交換器,相當(dāng)于根據(jù)本發(fā)明的“冷卻裝置”。詳細(xì)圖示省略,在中冷器27的內(nèi)部配設(shè)有可以使進(jìn)氣流通的多個管道,行駛風(fēng)被導(dǎo)入至該管道的周圍區(qū)域。流入低溫通路23的進(jìn)氣在中冷器27內(nèi)分配到上述多個管道中進(jìn)行流通,并且在該過程中,通過與行駛風(fēng)的熱交換進(jìn)行冷卻。借助于此,在進(jìn)氣通路20的共通通路21內(nèi)流動的過程中升溫的進(jìn)氣、尤其是在渦輪增壓器50中壓縮而升溫的進(jìn)氣經(jīng)過中冷器27后再次冷卻至與外氣相同程度的溫度。
      [0041]內(nèi)加溫器26及中冷器27的結(jié)構(gòu)、更具體的是設(shè)置在其內(nèi)的上述熱交換用的管道的內(nèi)徑和長度等設(shè)定為使內(nèi)加溫器26及中冷器27的流通阻力之差在相同流量下達(dá)到±20%以內(nèi)。在這里,流通阻力是指將壓力損失以力進(jìn)行表示的值。因此,流通阻力之差為±20%以內(nèi)表不壓力損失之差為±20%以內(nèi)。
      [0042]使用圖2更詳細(xì)地說明該情況。壓力損失之差為±20%以內(nèi)是指,在內(nèi)加溫器26及中冷器27內(nèi)流動著相同流量的進(jìn)氣的前提下,將從內(nèi)加溫器26上游側(cè)的點(diǎn)Yl上的壓力減去下游側(cè)的點(diǎn)Y2上的壓力后的壓力損失作為Λ P1,將從中冷器27上游側(cè)的點(diǎn)Zl上的壓力減去下游側(cè)的點(diǎn)Ζ2上的壓力后的壓力損失作為Λ Ρ2時,滿足I Λ Pl —Δ Ρ2 I / Λ PlXlOO≤20這樣的關(guān)系。
      [0043]在該實(shí)施形態(tài)中,設(shè)定為通過調(diào)節(jié)內(nèi)設(shè)在內(nèi)加溫器26及中冷器27內(nèi)的上述熱交換用的管道的內(nèi)徑和長度等,以此使上述關(guān)系成立。另外,為了改善熱交換效率,在管道的內(nèi)部設(shè)置有多個翅片,在這樣的情況下,對翅片的形狀和數(shù)量等也進(jìn)行考慮。
      [0044]再次返回到圖1繼續(xù)說明發(fā)動機(jī)。在高溫通路22中的比內(nèi)加溫器26靠近下游側(cè)的位置(內(nèi)加溫器26和緩沖罐24之間)上設(shè)置有調(diào)節(jié)在高溫通路22內(nèi)流通的進(jìn)氣的流量的節(jié)氣門28。同樣地,在低溫通路23中的比中冷器27靠近下游側(cè)的位置(中冷器27和緩沖罐24之間)上設(shè)置有調(diào)節(jié)在低溫通路232中流通的進(jìn)氣的流量的節(jié)氣門29。
      [0045]詳細(xì)的圖示省略,用于高溫通路22及低溫通路23的各節(jié)氣門28、29均為具備圓筒狀的閥身、在閥身內(nèi)部可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置的盤狀的閥體、和作為使閥體旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動源的電動馬達(dá)的電動式蝶閥。在高溫通路22及低溫通路23中流通的各進(jìn)氣的流量基于被電動馬達(dá)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的閥體的旋轉(zhuǎn)角度(開度)進(jìn)行調(diào)節(jié)。又,閥體的驅(qū)動源為電動馬達(dá),因此與例如使用機(jī)械式的節(jié)氣門(與車輛中具備的加速器踏板通過金屬線等連接)的情況不同,可以與加速器踏板的開度無關(guān)地自由地變更節(jié)氣門28、29的開度。
      [0046]像這樣,在該實(shí)施形態(tài)中,將相同結(jié)構(gòu)的蝶閥作為節(jié)氣門28、29使用。然而,在將各節(jié)氣門的孔徑、即將盤狀的閥體就坐的部分的位置上的閥身的內(nèi)徑進(jìn)行比較時,在該實(shí)施形態(tài)中,用于高溫通路22的節(jié)氣門28的孔徑的一方設(shè)定為比用于低溫通路23的節(jié)氣門29的孔徑小。
      [0047]排氣通路30具有與各汽缸2的排氣道7連通的多個獨(dú)立通路31 (圖1中僅圖示其中的一個)、將獨(dú)立通路31的各下游端部(排氣的流動方向下游側(cè)的端部)集合的排氣集合部32、和從排氣集合部32向下游側(cè)延伸的一個共通通路33。
      [0048]EGR裝置40具有將排氣通路30和進(jìn)氣通路20相互連通的EGR通路41、設(shè)置于EGR通路41的中途部的EGR冷卻器42以及低溫EGR閥43、以從EGR通路41分叉的方式設(shè)置的旁通通路45、和設(shè)置于旁通通路45的高溫EGR閥46。
      [0049]EGR通路41是用于使在排氣通路30中流通的排氣的一部分回流至進(jìn)氣通路20的通路,在該實(shí)施形態(tài)中,使排氣通路30的排氣集合部32和進(jìn)氣通路20的獨(dú)立通路25相互連通。另外,盡管未圖示,EGR通路41的下游部(進(jìn)氣通路20側(cè)的端部)與每個汽缸2所設(shè)置的獨(dú)立通路25的數(shù)量相對應(yīng)地分叉為多條,與各獨(dú)立通路25 —對一地連接。
      [0050]EGR冷卻器42是用于冷卻在EGR通路41中流通的排氣的水冷式的熱交換器。即,在EGR冷卻器42中,通過與導(dǎo)入至其內(nèi)部的冷卻水的熱交換冷卻排氣。在EGR冷卻器42中使用的冷卻水也可以使用與用于冷卻發(fā)動機(jī)主體I的冷卻水(發(fā)動機(jī)冷卻水)相同的冷卻水,但是在該實(shí)施形態(tài)中,為了得到更高的冷卻效果,使用與發(fā)動機(jī)冷卻水不同的冷卻水。因此,在該實(shí)施形態(tài)的車輛的發(fā)動機(jī)室內(nèi),與用于通過與外氣的熱交換冷卻發(fā)動機(jī)冷卻水的主散熱器不同地設(shè)置有用于將EGR冷卻器42用的冷卻水進(jìn)行冷卻的副散熱器(任意一個都圖示省略)。
      [0051]低溫EGR閥43是設(shè)置于在EGR通路41中比EGR冷卻器42靠近下游側(cè)的位置上的電動式閥,根據(jù)其開閉動作調(diào)節(jié)通過EGR通路41回流至進(jìn)氣通路20的排氣的量。
      [0052]旁通通路45以繞過EGR冷卻器42及EGR閥43兩者的方式設(shè)置,并且使EGR通路41中的EGR冷卻器42的上游側(cè)部位和EGR閥43的下游側(cè)部位相互連通。
      [0053]高溫EGR閥46是設(shè)置于旁通通路45中的電動式閥,根據(jù)其開閉動作調(diào)節(jié)從EGR通路41向旁通通路45分流的排氣的量。
      [0054]在如以上的EGR裝置40中,在低溫EGR閥43及高溫EGR閥46兩者被關(guān)閉時,在EGR通路41或旁通通路45中流通的排氣的流動被阻斷,從而回流至進(jìn)氣通路20的排氣的量實(shí)質(zhì)上變?yōu)榱?。另一方面,在低溫EGR閥43打開而高溫EGR閥46關(guān)閉時,排氣僅通過EGR通路41向進(jìn)氣通路20回流。因此,回流至進(jìn)氣通路20的排氣全部變成被EGR冷卻器42冷卻的低溫的排氣。在由該狀態(tài)進(jìn)一步打開高溫EGR閥46時,即在低溫EGR閥43及高溫EGR閥46兩者被打開時,排氣分配至EGR通路41及旁通通路45后向進(jìn)氣通路20回流。因此,回流至進(jìn)氣通路20的排氣是由通過EGR冷卻器42冷卻的低溫的排氣、和未通過EGR冷卻器42冷卻的高溫的排氣混合而成的。
      [0055]渦輪增壓器50具有設(shè)置于排氣通路30的共通通路33中的渦輪51、設(shè)置于進(jìn)氣通路20的共通通路21中的壓縮機(jī)52、和將這些渦輪51及壓縮機(jī)52相互連接的連接軸53。在發(fā)動機(jī)的運(yùn)行中,當(dāng)排氣從發(fā)動機(jī)主體I的各汽缸2向排氣通路30排出時,該排氣通過渦輪增壓器50的渦輪51,以此渦輪51接收排氣的能量而高速旋轉(zhuǎn)。又,通過連接軸53與渦輪51連接的壓縮機(jī)52以與渦輪51相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),以此在進(jìn)氣通路20中通過的進(jìn)氣被加壓,而向發(fā)動機(jī)主體I的各汽缸2壓送。
      [0056](2)控制系統(tǒng)
      接著,使用圖3說明發(fā)動機(jī)的控制系統(tǒng)。該實(shí)施形態(tài)的發(fā)動機(jī)的各部由ECU(發(fā)動機(jī)控制單元)60統(tǒng)一地控制。E⑶60如眾所周知的那樣由包含CPU、ROM、RAM等的微型處理器構(gòu)成。
      [0057]在ECU 60內(nèi)輸入來自于在發(fā)動機(jī)以及搭載發(fā)動機(jī)的車輛中設(shè)置的多個傳感器的各種信息。
      [0058]具體而言,在發(fā)動機(jī)中如圖1及圖3所示設(shè)置有檢測發(fā)動機(jī)主體I的曲軸15的轉(zhuǎn)速的發(fā)動機(jī)速度傳感器SN1、檢測發(fā)動機(jī)主體I的冷卻水的溫度的水溫傳感器SN2、檢測通過緩沖罐24的進(jìn)氣的溫度的進(jìn)氣溫度傳感器SN3、和檢測通過緩沖罐24的進(jìn)氣的流量的空氣流量傳感器SM。又,在車輛中設(shè)置有檢測外氣溫度的外氣溫度傳感器SN5、和檢測由駕駛員操作的圖外的加速器踏板的開度(加速器開度)的加速器開度傳感器SN6。ECU 60與這些傳感器SNl~SN6電氣連接,基于從每個傳感器輸入的信號得到上述各種信息(發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速、冷卻水的溫度、進(jìn)氣的溫度……等)。另外,水溫傳感器SN2檢測作為內(nèi)加溫器26的加熱源的發(fā)動機(jī)冷卻水的溫度,因此相當(dāng)于根據(jù)本發(fā)明的“加熱溫度檢測裝置”。又,外氣溫度傳感器SN5檢測作為中冷器27的冷卻源的外氣的溫度,因此相當(dāng)于根據(jù)本發(fā)明的“冷卻溫度檢測裝置”。
      [0059]又,E⑶60基于來自于上述各傳感器SNl~SN6的輸入信號執(zhí)行各種運(yùn)算等,并且控制發(fā)動機(jī)的各部。即,E⑶60與噴射器11、火花塞12、燃料壓力控制閥14a、用于進(jìn)氣門8的可變機(jī)構(gòu)18a、用于排氣門9的切換機(jī)構(gòu)19a、用于高溫通路22的節(jié)氣門28、用于低溫通路23的節(jié)氣門29、低溫EGR閥43、以及高溫EGR閥46電氣連接,并且基于上述運(yùn)算的結(jié)果等向這些設(shè)備分別輸出驅(qū)動用的控制信號。
      [0060](3)與運(yùn)行狀態(tài)相對應(yīng)的控制
      接著,使用圖4及圖5說明與運(yùn)行狀態(tài)相對應(yīng)的發(fā)動機(jī)控制的具體內(nèi)容。
      [0061]圖4是將發(fā)動機(jī)負(fù)荷及轉(zhuǎn)速作為縱軸及橫軸表示的發(fā)動機(jī)的運(yùn)行區(qū)域根據(jù)燃燒形態(tài)的不同分成多個區(qū)域的映射圖。該映射圖包含設(shè)定于發(fā)動機(jī)的高負(fù)荷域及高速域上的SI區(qū)域B、和設(shè)定在除SI區(qū)域B以外的部分負(fù)荷的區(qū)域上的Cl區(qū)域A。此外,Cl區(qū)域A分成第一 Cl區(qū)域Al、和比第一區(qū)域Al負(fù)荷高的第二 Cl區(qū)域A2。
      [0062]接著,使用圖5的流程圖說明在上述發(fā)動機(jī)的各區(qū)域A1、A2、B中發(fā)動機(jī)如何被控制。然而,在這里,主要說明在圖4的映射圖的各運(yùn)行區(qū)域A1、A2、B中執(zhí)行的燃燒控制的粗略的內(nèi)容、和用于高溫通路22及低溫通路232的各節(jié)氣門28、29的開度控制,除此以外的詳細(xì)的控制的內(nèi)容在下述的“(4)負(fù)荷方向的控制的具體示例”中說明。
      [0063]在開始圖5的流程圖所示的處理時,E⑶60執(zhí)行讀取各種傳感器值的處理(步驟SI)。即,E⑶60從發(fā)動機(jī)速度傳感器SNl、水溫傳感器SN2、進(jìn)氣溫度傳感器SN3、空氣流量傳感器SM、外氣溫度傳感器SN5以及加速器開度傳感器SN6讀取各個檢測信號,基于這些信號獲得發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速、冷卻水的溫度、緩沖罐24內(nèi)的進(jìn)氣溫度及進(jìn)氣流量、外氣溫度以及加速器開度等的各種信息。
      [0064]接著,E⑶60執(zhí)行基于在上述步驟SI中從水溫傳感器SN2得到的信息,判定發(fā)動機(jī)的冷卻水的溫度是否為規(guī)定值(例如60°C)以上的處理(步驟S2)。
      [0065]在上述步驟S2中判定為“是”而確認(rèn)為冷卻水溫為規(guī)定值以上時,E⑶60為了執(zhí)行按照圖4所示的映射圖的基本燃燒控制,執(zhí)行讀取與該映射圖對應(yīng)的數(shù)據(jù)(每個運(yùn)行區(qū)域的各種控制目標(biāo)值等)的處理(步驟S3)。
      [0066]接著,ECU 60執(zhí)行基于上述步驟SI中得到的信息,判定發(fā)動機(jī)是否在圖4的映射圖的Cl區(qū)域A中運(yùn)行的處理(步驟S4)。即,E⑶60基于從發(fā)動機(jī)速度傳感器SN1、空氣流量傳感器SM以及加速器開度傳感器SN6等得到的信息特別指定發(fā)動機(jī)的負(fù)荷及轉(zhuǎn)速,并且判定從兩者的值求得的發(fā)動機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)是否包含在圖4所示的Cl區(qū)域A中。
      [0067]在上述步驟S4中判定為“是”而確認(rèn)為在Cl區(qū)域A中運(yùn)行時,E⑶60進(jìn)一步執(zhí)行判定發(fā)動機(jī)是否在Cl區(qū)域A中低負(fù)荷側(cè)的第一 Cl區(qū)域Al中運(yùn)行的處理(步驟S5)。
      [0068]在上述步驟S5中判定為“是”而確認(rèn)為在第一 Cl區(qū)域Al中運(yùn)行時,E⑶60執(zhí)行根據(jù)HCCI (homogeneous charge compress1n ignit1n ;均質(zhì)充量壓燃)模式的燃燒控制(步驟S6)。HCCI模式是指使預(yù)先混合燃料和空氣得到的混合氣(預(yù)混合氣)通過壓縮自動點(diǎn)火的燃燒控制。
      [0069]具體而言,在HCCI模式中,在比壓縮上死點(diǎn)充分早的階段(例如在進(jìn)氣行程中)中,從噴射器11向燃燒室10噴射燃料。噴射的燃料在直至活塞5到達(dá)壓縮上死點(diǎn)的期間與空氣充分混合,借助于此形成比較均質(zhì)的混合氣。該混合氣在燃燒室10充分高溫?高壓化的壓縮上死點(diǎn)的附近自動點(diǎn)火,并且燃燒。
      [0070]然而,在選擇HCCI模式的第一 Cl區(qū)域Al中,發(fā)動機(jī)的負(fù)荷比較低,因此原本就難以使燃燒室10升溫至混合氣能夠自動點(diǎn)火的溫度。因此,伴隨著HCCI模式的執(zhí)行,ECU 60執(zhí)行控制節(jié)氣門28、29的處理以使被內(nèi)加溫器26加熱的進(jìn)氣和被中冷器27冷卻的進(jìn)氣以適當(dāng)?shù)谋壤旌?步驟S7),使混合后的進(jìn)氣的溫度、即緩沖罐24內(nèi)的進(jìn)氣的溫度上升至預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的溫度范圍(例如50±5°C)。借助于此,在升溫至該規(guī)定的溫度范圍的溫暖的進(jìn)氣通過獨(dú)立通路25后導(dǎo)入至發(fā)動機(jī)主體I的各汽缸2,因此促進(jìn)在各汽缸2中的混合氣的自動點(diǎn)火,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的Cl燃燒。另外,在圖5的流程圖中,將用于高溫通路22的節(jié)氣門28標(biāo)記為“HTV”,將用于低溫通路23的節(jié)氣門29標(biāo)記為“CTV”。
      [0071]具體而言,在步驟S7中,基于在上述步驟SI中得到的外氣溫度和發(fā)動機(jī)冷卻水的溫度控制用于高溫通路22及低溫通路23的各節(jié)氣門28、29的開度,從而調(diào)節(jié)通過內(nèi)加溫器26后的高溫的進(jìn)氣(與發(fā)動機(jī)冷卻水大致相同溫度的進(jìn)氣)、和通過中冷器27后的低溫的進(jìn)氣(與外氣大致相同溫度的進(jìn)氣)的混合比例。借助于此,使混合后的進(jìn)氣的溫度進(jìn)入上述規(guī)定的溫度范圍內(nèi)。
      [0072]例如,發(fā)動機(jī)冷卻水的溫度越高,通過利用發(fā)動機(jī)冷卻水的上述內(nèi)加溫器26加熱的進(jìn)氣的溫度越高。因此,當(dāng)假設(shè)為低溫通路23側(cè)的進(jìn)氣的溫度相同時,發(fā)動機(jī)冷卻水的溫度越高,為了使混合后的進(jìn)氣的溫度進(jìn)入上述規(guī)定的溫度范圍內(nèi)而所需的高溫通路22側(cè)的進(jìn)氣的流量越少。另一方面,外氣溫度越高,通過利用行駛風(fēng)的上述中冷器27冷卻的進(jìn)氣的溫度越高。因此,當(dāng)假設(shè)為高溫通路22側(cè)的進(jìn)氣的溫度相同時,外氣溫度越高,為了使混合后的進(jìn)氣的溫度進(jìn)入上述規(guī)定的溫度范圍內(nèi)而所需的低溫通路23側(cè)的進(jìn)氣的流量越多。
      [0073]考慮到這樣的情況,在E⑶60中存儲有用于基于發(fā)動機(jī)冷卻水的溫度和外氣溫度決定用于高溫通路22及低溫通路23的各節(jié)氣門28、29的開度的映射圖數(shù)據(jù)。在上述步驟S7中,ECU 60基于從水溫傳感器SN2得到的發(fā)動機(jī)冷卻水的溫度、從外氣溫度傳感器SN5得到的外氣溫度、和上述映射圖數(shù)據(jù)決定應(yīng)設(shè)定的各節(jié)氣門28、29的開度(目標(biāo)開度),與該目標(biāo)開度匹配地控制各節(jié)氣門28、29。此外,E⑶60反饋在緩沖罐24內(nèi)檢測的實(shí)際的進(jìn)氣的溫度(進(jìn)氣溫度傳感器SN3的檢測值)且修正各節(jié)氣門28、29的開度。借助于此,在緩沖罐24中混合后的進(jìn)氣的溫度以高的精度進(jìn)入上述規(guī)定的溫度范圍內(nèi)。
      [0074]接著,說明在上述步驟S5中判定為“否”的情況、即發(fā)動機(jī)在第二 Cl區(qū)域A2中運(yùn)行的情況下的控制動作。在該情況下,ECU 60執(zhí)行根據(jù)延遲Cl模式的燃燒控制(步驟S8)。延遲Cl模式是指將應(yīng)噴射的燃料的至少一部分在壓縮上死點(diǎn)附近噴射,并且在短時間內(nèi)使該燃料達(dá)到自動點(diǎn)火的燃燒控制。
      [0075]具體而言,在延遲Cl模式中,驅(qū)動供給泵14的燃料壓力控制閥14a而提高來自于噴射器11的燃料噴射壓力(燃料壓力),在此基礎(chǔ)上,在壓縮上死點(diǎn)的附近的較晚的正時從噴射器11噴射燃料。在這樣的正時(燃燒室10充分升溫的正時)高壓噴射的燃料在燃燒室10內(nèi)立亥I愾化后,在過了壓縮上死點(diǎn)的適當(dāng)?shù)恼龝r達(dá)到自動點(diǎn)火,并且燃燒。像這樣,在比第一 Cl區(qū)域Al負(fù)荷高的第二 Cl區(qū)域A2中,選擇延遲燃料噴射的正時的延遲Cl模式的原因是,假設(shè)在與第一 Cl區(qū)域Al相同的正時噴射燃料時,混合氣自動點(diǎn)火的正時過早,存在發(fā)生異常燃燒和過大的燃燒噪聲等的擔(dān)憂。另外,在延遲Cl模式中,沒有必要將應(yīng)噴射的燃料全部在壓縮上死點(diǎn)的附近噴射,也可以使一部分的燃料在進(jìn)氣行程等中噴射。
      [0076]在上述延遲Cl模式中,也以與之前的HCCI模式時相同的形態(tài),控制用于高溫通路22及低溫通路23的各節(jié)氣門28、29的開度(步驟S7)。即,通過上述各節(jié)氣門28、29的開度控制調(diào)節(jié)通過內(nèi)加溫器26后的高溫的進(jìn)氣和通過中冷器27后的低溫的進(jìn)氣的混合比例,以此使混合后的進(jìn)氣的溫度、即緩沖罐24內(nèi)的進(jìn)氣的溫度進(jìn)入規(guī)定的溫度范圍(例如50±5。0。
      [0077]接著,說明在上述步驟S4中判定為“否”的情況、即發(fā)動機(jī)在SI區(qū)域B中運(yùn)行的情況下的控制動作。在該情況下,ECU 60執(zhí)行根據(jù)延遲SI模式的燃燒控制(步驟S9)。延遲SI模式是指使應(yīng)噴射的燃料的至少一部分在壓縮上死點(diǎn)的附近噴射,并且通過之后不久執(zhí)行的火花點(diǎn)火強(qiáng)制燃燒的控制。
      [0078]具體而言,在延遲SI模式中,驅(qū)動供給泵14的燃料壓力控制閥14a而提高來自于噴射器11的燃料噴射壓力(燃料壓力),在此基礎(chǔ)上,在壓縮上死點(diǎn)的附近的較晚的正時從噴射器11噴射燃料。此外,在之后不久的正時驅(qū)動火花塞12,通過火花點(diǎn)火供給點(diǎn)火能量。在壓縮上死點(diǎn)的附近的相當(dāng)晚的正時(燃燒室10充分升溫的正時)高壓噴射來自于噴射器11的燃料,以此在燃燒室10內(nèi)立刻氣化,并且該氣化的燃料以之后的火花點(diǎn)火為契機(jī)在過了壓縮上死點(diǎn)的適當(dāng)?shù)恼龝r開始燃燒。此時的燃燒形態(tài)與上述HCCI模式或延遲Cl模式時不同地成為通過火焰?zhèn)鞑セ饎葜饾u蔓延的燃燒(SI燃燒),但是在高壓噴射燃料后不久成為在較高的湍流能量下進(jìn)行的燃燒,因此實(shí)現(xiàn)其燃燒期間充分短、熱效率較高的比較急速的SI燃燒。又,燃料的噴射正時充分延遲,因此也能夠避免在高負(fù)荷時容易引起的爆震和提前點(diǎn)火(preignit1n)等的異常燃燒。另外,在延遲SI模式中,沒有必要將應(yīng)噴射的燃料全部在壓縮上死點(diǎn)附近噴射,也可以將一部分的燃料在進(jìn)氣行程等中噴射。
      [0079]如上所述,延遲SI模式的燃燒形態(tài)為通過火花點(diǎn)火使混合氣強(qiáng)制燃燒的SI燃燒,因此沒有必要故意提升燃燒室10的溫度。因此,伴隨著延遲SI模式的執(zhí)行,E⑶60執(zhí)行使用于高溫通路22的節(jié)氣門28全閉的處理(步驟S10)。借助于此,高溫通路22被阻斷,因此在內(nèi)加溫器26中加熱的高溫的進(jìn)氣不會流入至緩沖罐24,其結(jié)果是導(dǎo)入至發(fā)動機(jī)主體I的進(jìn)氣全部變成在中冷器27中冷卻的低溫的(與外氣大致相同溫度的)進(jìn)氣。
      [0080]接著,說明在上述步驟S2中判定為“否”的情況、即發(fā)動機(jī)冷卻水的溫度小于上述規(guī)定值(例如60°C)的情況下的控制動作。在該情況下,ECU 60執(zhí)行作為不依賴圖4的映射圖的控制的、在發(fā)動機(jī)的所有運(yùn)行區(qū)域執(zhí)行SI燃燒的全域SI控制(步驟Sll)。S卩,在發(fā)動機(jī)冷卻水的溫度較低時,使用內(nèi)加溫器26不能充分加熱進(jìn)氣,又,由于燃燒室10的壁面的溫度也較低,因此難以使混合氣自動點(diǎn)火。因此,在這樣的情況下,在發(fā)動機(jī)的所有的運(yùn)行區(qū)域執(zhí)行根據(jù)火花點(diǎn)火的強(qiáng)制燃燒、即SI燃燒。
      [0081](4)負(fù)荷方向的控制的具體示例接著,關(guān)于在執(zhí)行基于圖4的映射圖的基本燃燒控制(圖5的步驟S3?S10)時發(fā)動機(jī)的各種狀態(tài)量如何變化,基于圖6具體地進(jìn)行說明。在這里示出在圖4的映射圖中發(fā)動機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)如箭頭X所示變化時,即運(yùn)行點(diǎn)以第一 Cl區(qū)域Al、第二 Cl區(qū)域A2、SI區(qū)域B的順序移動地向負(fù)荷方向變化時的各種狀態(tài)量的變遷。在圖6中,Lmin為發(fā)動機(jī)的最低負(fù)荷,Lmax為發(fā)動機(jī)的最高負(fù)荷,存在于兩者之間的負(fù)荷L1、L2、L3、L5、L6、L7為任意一個控制的變更點(diǎn)的負(fù)荷。另外,對應(yīng)于第一 Cl區(qū)域Al (HCCI模式)的負(fù)荷域是從Lmin到L5,對應(yīng)于第二 Cl區(qū)域A2 (延遲Cl模式)的負(fù)荷域是從L5至L6,對應(yīng)于SI區(qū)域B (延遲SI模式)的負(fù)荷域是從L6到Lmax。
      [0082]圖6的(a)表示導(dǎo)入至各汽缸2的燃燒室10的填充氣體的詳細(xì)內(nèi)容、即在各個負(fù)荷中將在燃燒室10中可填充的最大填充量設(shè)為100%時的填充氣體的成分比例。在該圖中,“內(nèi)部EGR”是指通過排氣門9的二次打開(開啟(ON)切換機(jī)構(gòu)19a而使排氣門9不僅在排氣行程中開閥而且在進(jìn)氣行程中也開閥)使排氣從排氣道7逆流而通過該操作殘留在燃燒室10內(nèi)的高溫的排氣。又,“熱-EGR”是指通過EGR裝置40的旁通通路45后回流至燃燒室10內(nèi)的高溫的排氣,“冷-EGR”是指通過EGR裝置40的EGR通路41后(即被EGR冷卻器42冷卻后)回流至燃燒室10內(nèi)的低溫的排氣。此外,“熱-空氣”是指通過進(jìn)氣通路20的高溫通路22后導(dǎo)入至燃燒室10內(nèi)的高溫的進(jìn)氣(新氣),“冷-空氣”是指通過進(jìn)氣通路20的低溫通路23后導(dǎo)入至燃燒室10內(nèi)的低溫的進(jìn)氣(新氣)。
      [0083]在上述圖6的(a)以外的圖表中,分別表示如下的狀態(tài)量。即,(b)表示進(jìn)氣門8的打開時期(IVO)及關(guān)閉時期(IVC),(C)表示排氣門9的打開時期(EVO)及關(guān)閉時期(EVC),Cd)表示用于高溫通路22的節(jié)氣門28 (HTV)的開度,Ce)表示用于低溫通路23的節(jié)氣門29 (CTV)的開度,Cf)表示低溫EGR閥43的開度,(g)表示高溫EGR閥46的開度,(h)表示來自于噴射器11的燃料的噴射時期,(i)表示來自于噴射器11的燃料的噴射壓力(燃料壓力),(j)表示燃燒室10內(nèi)的空燃比。另外,在(j)的空燃比中,A/F是指導(dǎo)入至燃燒室10內(nèi)的進(jìn)氣(新氣)的質(zhì)量除以燃料的質(zhì)量的值,G/F是指導(dǎo)入至燃燒室10內(nèi)的總氣體質(zhì)量除以燃料的質(zhì)量的值(氣體空燃比)。
      [0084]如圖6 (b)所示,關(guān)于進(jìn)氣門8,在發(fā)動機(jī)負(fù)荷從Lmin至LI的區(qū)間,進(jìn)氣門8的升程量通過可變機(jī)構(gòu)18a設(shè)定為規(guī)定的小升程,隨之進(jìn)氣門8的開閥期間(IV0?IVC的期間)較短地被設(shè)定。另一方面,在發(fā)動機(jī)負(fù)荷從LI至L3的區(qū)間,進(jìn)氣門8的升程量(開閥期間)逐漸增大,在比L3高負(fù)荷側(cè)的位置上以最大值保持一定。
      [0085]如圖6 (C)所示,關(guān)于排氣門9,在發(fā)動機(jī)負(fù)荷從Lmin至L4的區(qū)間,通過開啟(ON)切換機(jī)構(gòu)19a,以此使排氣門9不僅在排氣行程中打開而且在進(jìn)氣行程中也打開(二次打開)。另一方面,在發(fā)動機(jī)負(fù)荷從L4至Lmax的區(qū)間,切換機(jī)構(gòu)19a被關(guān)閉(OFF),停止排氣門9的二次打開。
      [0086]如圖6 Cd)所示,用于高溫通路22的節(jié)氣門28的開度在從負(fù)荷Lmin至L6的區(qū)間設(shè)定為規(guī)定的中間開度(在圖5的步驟S7中決定的開度)。當(dāng)超過負(fù)荷L6時,節(jié)氣門28的開度降低至全閉(0%),直到負(fù)荷Lmax維持全閉。
      [0087]如圖6 Ce)所示,用于低溫通路23的節(jié)氣門29的開度在從負(fù)荷Lmin至L6的區(qū)間設(shè)定為規(guī)定的中間開度(在圖5的步驟S7中決定的開度)。當(dāng)超過負(fù)荷L6時,節(jié)氣門29的開度增大至全開(100%),直至負(fù)荷Lmax維持全開。
      [0088]如圖6 Cf)所示,低溫EGR閥43的開度在從負(fù)荷Lmin至LI的區(qū)間設(shè)定為全閉(0%)。當(dāng)超過負(fù)荷LI時,開度逐漸增大,而在負(fù)荷L2上達(dá)到全開(100%)。在從負(fù)荷L2至L5的區(qū)間,開度維持全開(100%),但是當(dāng)超過負(fù)荷L5時,開度再次減少,在負(fù)荷Lmax上恢復(fù)至全閉(0%)。
      [0089]如圖6 (g)所示,高溫EGR閥46的開度在從負(fù)荷Lmin至L4的區(qū)間,設(shè)定為全閉(0%)。當(dāng)超過負(fù)荷L4時,開度一瞬間增大至全開(100%),但是之后逐漸地減少,而在負(fù)荷L7上變成全閉(0%)。此外,在從負(fù)荷L7至Lmax —律為全閉(0%)。
      [0090]如圖6 (h)所示,來自于噴射器11的燃料的噴射時期在從負(fù)荷Lmin至L5的區(qū)間設(shè)定在進(jìn)氣行程的規(guī)定時期(BDC和TDC之間)。當(dāng)超過負(fù)荷L5時,噴射時期延遲至壓縮上死點(diǎn)(壓縮TDC)的附近,直至負(fù)荷Lmax維持同樣的時期。然而,更具體而言,比負(fù)荷L5靠近高負(fù)荷側(cè)的噴射時期是越靠近負(fù)荷Lmax,越一點(diǎn)點(diǎn)地延遲。
      [0091]如圖6 (i)所示,燃料的噴射壓力(燃料壓力)在從負(fù)荷Lmin至L5的區(qū)間設(shè)定為20MPa左右。當(dāng)超過負(fù)荷L5時,燃料壓力增大至IOOMPa以上,直至負(fù)荷Lmax維持同樣的值。
      [0092]燃燒室10內(nèi)的氣體的詳細(xì)內(nèi)容基于與如以上的負(fù)荷相對應(yīng)的各種狀態(tài)量的變化如下變化。
      [0093]在發(fā)動機(jī)負(fù)荷位于從Lmin至LI的區(qū)間時,占據(jù)燃燒室10的氣體的種類為從高溫通路22導(dǎo)入的高溫的進(jìn)氣(熱-空氣)、從低溫通路23導(dǎo)入的低溫的進(jìn)氣(冷-空氣)和通過排氣門9的二次打開導(dǎo)入的高溫的排氣(內(nèi)部EGR)這樣的三種(圖6 (a))。其中,尤其是通過內(nèi)部EGR導(dǎo)入的排氣較多,燃燒室10的大半部分被高溫的排氣所占據(jù)。
      [0094]在發(fā)動機(jī)負(fù)荷位于從LI至L4的區(qū)間時,占據(jù)燃燒室10的氣體的種類為從高溫通路22導(dǎo)入的高溫的進(jìn)氣(熱-空氣)、從低溫通路23導(dǎo)入的低溫的進(jìn)氣(冷-空氣)、在EGR冷卻器42中冷卻后被導(dǎo)入的低溫的排氣(冷-EGR)、通過排氣門9的二次打開導(dǎo)入的高溫的排氣(內(nèi)部EGR)這樣的四種(圖6 (a))。進(jìn)氣的量、即高溫的進(jìn)氣和低溫的進(jìn)氣混合的總的新氣的量隨著負(fù)荷的上升而逐漸增加。另一方面,通過內(nèi)部EGR導(dǎo)入的排氣的量隨著負(fù)荷的上升而逐漸減少。
      [0095]在發(fā)動機(jī)負(fù)荷位于從L4至L6的區(qū)間時,占據(jù)燃燒室10的氣體的種類為從高溫通路22導(dǎo)入的高溫的進(jìn)氣(熱-空氣)、從低溫通路23導(dǎo)入的低溫的進(jìn)氣(冷-空氣)、在EGR冷卻器42中冷卻后被導(dǎo)入的低溫的排氣(冷-EGR)和在EGR冷卻器42中沒有被冷卻的狀態(tài)下導(dǎo)入的高溫的排氣(熱-EGR)這樣的四種。隨著負(fù)荷從L4上升至L6,高溫的排氣(熱-EGR)的量逐漸減少,取而代之進(jìn)氣的量增加。
      [0096]在發(fā)動機(jī)負(fù)荷位于從L6至Lmax的區(qū)間時,占據(jù)燃燒室10的氣體的種類基本上為從低溫通路23導(dǎo)入的低溫的進(jìn)氣(冷-空氣)和在EGR冷卻器42中冷卻后被導(dǎo)入的低溫的排氣(冷-EGR)這樣的兩種。然而,在靠近負(fù)荷L6的低負(fù)荷側(cè)的一部分上,在EGR冷卻器42中沒有被冷卻的高溫的排氣(熱-EGR)少量導(dǎo)入至燃燒室10內(nèi)。在EGR冷卻器42中冷卻后被導(dǎo)入的低溫的排氣(冷-EGR)隨著負(fù)荷從L6上升至Lmax而逐漸減少,取而代之進(jìn)氣(在這里是全部為低溫的進(jìn)氣)的量逐漸增加。
      [0097]而且,以如上所述每個負(fù)荷單獨(dú)形成的燃燒室10的環(huán)境為前提,如已經(jīng)在圖5的流程圖中說明那樣,在該實(shí)施形態(tài)中,在第一 Cl區(qū)域Al (負(fù)荷Lmin?L5)上執(zhí)行根據(jù)HCCI模式的燃燒控制,在第二 Cl區(qū)域A2 (負(fù)荷L5?L6)上執(zhí)行根據(jù)延遲Cl模式的燃燒控制,在SI區(qū)域B (負(fù)荷L6?Lmax)上執(zhí)行根據(jù)延遲SI模式的燃燒控制。
      [0098]即,在第一 Cl區(qū)域Al中,用于高溫通路22的節(jié)氣門28和用于低溫通路23的節(jié)氣門29均打開(圖6 Cd) Ce)),以此進(jìn)氣的一部分在通過高溫通路22后加熱的基礎(chǔ)上被導(dǎo)入至燃燒室10中。又,通過執(zhí)行排氣門9的二次打開(圖6 (C))、或者高溫EGR閥46被打開(圖6 (g)),以此從排氣道7逆流的高溫的排氣或者不通過EGR冷卻器42回流的高溫的排氣被導(dǎo)入至燃燒室10中。借助于此,謀求燃燒室10的溫度上升。在進(jìn)氣行程中從噴射器11噴射燃料(圖6 (h)),此時的燃料壓力設(shè)定為20MPa左右(圖6 (i))?;趪娚涞娜剂系目杖急華/F在Lmin?L2的負(fù)荷域中設(shè)定為比理論空燃比(=14.7)大的稀的值,在L2以上的負(fù)荷域中設(shè)定為理論空燃比(圖6 (j))。這些控制的結(jié)果是,在第一 Cl區(qū)域Al中,充分混合的預(yù)混合氣在壓縮上死點(diǎn)的附近自動點(diǎn)火,并且燃燒(HCCI模式)。
      [0099]在第二 Cl區(qū)域A2中,與上述第一 Cl區(qū)域Al內(nèi)的高負(fù)荷域(負(fù)荷L4?L5)相同地,用于高溫通路22的節(jié)氣門28和用于低溫通路23的節(jié)氣門29均被打開(圖6(d)(e)),且高溫EGR閥46被打開(圖6(g)),以此謀求燃燒室10的高溫化。又,來自于噴射器11的燃料的噴射正時延遲至壓縮上死點(diǎn)附近(圖6(h)),此時的燃料壓力增大至IOOMPa以上(圖6 (i))?;趪娚涞娜剂系目杖急華/F設(shè)定為理論空燃比(=14.7)(圖6 (j))。這些控制的結(jié)果是,在第二 Cl區(qū)域A2中,燃料被噴射后不久在過了壓縮上死點(diǎn)的正時自動點(diǎn)火,而燃燒(延遲Cl模式)。
      [0100]在SI區(qū)域B中,用于高溫通路22的節(jié)氣門28的開度設(shè)定為全閉(0%),僅打開用于低溫通路23的節(jié)氣門29 (圖6 (d) (e))。借助于此,被內(nèi)加溫器26加熱的高溫的進(jìn)氣不會被導(dǎo)入至燃燒室10中,謀求燃燒室10的溫度降低。又,來自于噴射器11的噴射正時設(shè)定為壓縮上死點(diǎn)以后(圖6 (h)),燃料壓力為IOOMPa以上(圖6 (i))。此外,在圖6中未圖示,在燃料噴射后不久的正時通過火花塞12執(zhí)行火花點(diǎn)火?;趪娚涞娜剂系目杖急華/F設(shè)定為理論空燃比(=14.7)(圖6 (j))。這些控制的結(jié)果是,在SI區(qū)域B中,噴射后不久的燃料在過了壓縮上死點(diǎn)的正時通過火花點(diǎn)火強(qiáng)制燃燒(延遲SI模式)。
      [0101](5)作用等
      如以上說明那樣,在該實(shí)施形態(tài)的壓縮自動點(diǎn)火式發(fā)動機(jī)中,作為燃料使用含有汽油的燃料,在除發(fā)動機(jī)的高負(fù)荷域及高速域外的一部分的運(yùn)行區(qū)域、即Cl區(qū)域A (第一 Cl區(qū)域Al及第二 Cl區(qū)域A2)中,執(zhí)行使上述燃料通過自動點(diǎn)火燃燒的Cl燃燒。該發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣通路20具有設(shè)置有加熱進(jìn)氣的內(nèi)加溫器26 (加熱裝置)的高溫通路22、與高溫通路22并列延伸且設(shè)置有冷卻進(jìn)氣的中冷器27 (冷卻裝置)的低溫通路23、集合高溫通路22及低溫通路23的緩沖罐24 (集合部)、和連接緩沖罐24和發(fā)動機(jī)主體I的獨(dú)立通路25 (下游側(cè)通路)。在高溫通路22及低溫通路23中設(shè)置有調(diào)節(jié)進(jìn)氣的流量的節(jié)氣門28、29。這些各節(jié)氣門28、29的開度在上述Cl區(qū)域A中以使緩沖罐24中的進(jìn)氣的溫度進(jìn)入預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的溫度范圍(例如50±5°C)的方式進(jìn)行控制。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),在執(zhí)行Cl燃燒的運(yùn)行區(qū)域(即Cl區(qū)域A)中具有能夠以高精度控制進(jìn)氣的溫度的優(yōu)點(diǎn)。
      [0102]即,在上述實(shí)施形態(tài)中,加熱進(jìn)氣的內(nèi)加溫器26和冷卻進(jìn)氣的中冷器27設(shè)置在獨(dú)立的通路(高溫通路22及低溫通路23)中,此外,在各通路22、23中設(shè)置有用于調(diào)節(jié)流量的節(jié)氣門28、29。因此,即使在內(nèi)加溫器26及中冷器27的溫度條件根據(jù)狀況(例如根據(jù)暖機(jī)的進(jìn)行程度和外氣溫度等)而進(jìn)行各種變化的情況下,也可以通過自如地調(diào)節(jié)來自于高溫通路22及低溫通路23的進(jìn)氣的混合比例,以此使混合后的進(jìn)氣的溫度、即在緩沖罐24中合流后導(dǎo)入至發(fā)動機(jī)主體I的進(jìn)氣的溫度以高精度進(jìn)入上述規(guī)定的溫度范圍內(nèi)。此外,能夠通過上述各節(jié)氣門28、29個別地控制高溫通路22及低溫通路23的各流量,因此能夠以優(yōu)異的響應(yīng)性調(diào)節(jié)上述混合后的進(jìn)氣的溫度。借助于此,在執(zhí)行Cl燃燒的運(yùn)行區(qū)域(Cl區(qū)域A)中,可以確實(shí)地形成在適當(dāng)?shù)恼龝r使燃料自動點(diǎn)火的環(huán)境,可以提高Cl燃燒的穩(wěn)定性。
      [0103]更具體而言,在上述實(shí)施形態(tài)的發(fā)動機(jī)中設(shè)置有檢測作為內(nèi)加溫器26的加熱源的發(fā)動機(jī)冷卻水的溫度的水溫傳感器SN2 (加熱溫度檢測裝置)、和檢測作為中冷器27的冷卻源的外氣的溫度的外氣溫度傳感器SN5 (冷卻溫度檢測裝置)。而且,用于高溫通路22及低溫通路23的各節(jié)氣門28、29的開度基于上述各傳感器SN2、SN5的檢測值進(jìn)行控制。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),可以基于對通過內(nèi)加溫器26后的進(jìn)氣的溫度進(jìn)行支配的加熱源的溫度、和對通過中冷器27后的進(jìn)氣的溫度進(jìn)行支配的冷卻源的溫度,通過上述節(jié)氣門28、29適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)高溫通路22及低溫通路23的各流量,并且可以更加提高上述溫度控制的精度。
      [0104]又,在上述實(shí)施形態(tài)中,在內(nèi)加溫器26中流通的進(jìn)氣的流通阻力、和在中冷器27中流通的進(jìn)氣的流通阻力之差在相同流量下設(shè)定為±20%以內(nèi)。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),在改變上述節(jié)氣門28、29的開度時,在與此相對應(yīng)地變化的高溫通路22及低溫通路23的各流量的響應(yīng)延遲上不會發(fā)生顯著的差異,因此可以使導(dǎo)入至發(fā)動機(jī)主體I的進(jìn)氣的溫度簡單且確實(shí)地進(jìn)入上述規(guī)定的溫度范圍內(nèi)。
      [0105]例如,在內(nèi)加溫器26的流通阻力和中冷器27的流通阻力較大地不同的情況下,相對于用于高溫通路22的節(jié)氣門28的開度控制的流量變化的響應(yīng)延遲、和相對于用于低溫通路23的節(jié)氣門29的開度控制的流量變化的響應(yīng)延遲之間的差異成為不能忽視的值,因此有必要在考慮該響應(yīng)延遲的差異的基礎(chǔ)上控制上述各節(jié)氣門28、29的開度,控制變得復(fù)雜化。相對于此,如上述實(shí)施形態(tài)所述,在流通阻力的差值較小地設(shè)定的情況下,只要將上述兩個節(jié)氣門28、29基本上以相同的正時控制即可,因此控制簡單,并且也可以提高溫度控制的精度。
      [0106]又,在上述實(shí)施形態(tài)中,用于高溫通路22及低溫通路23的各節(jié)氣門28、29均由蝶式的節(jié)氣門構(gòu)成,用于高溫通路22的節(jié)氣門28的孔徑設(shè)定為比用于低溫通路23的節(jié)氣門29的孔徑小。像這樣,在將用于高溫通路22的節(jié)氣門28的孔徑較小地設(shè)定的情況下,可以減少在使該節(jié)氣門28全閉時產(chǎn)生的泄漏量,因此在進(jìn)氣的溫度上升反而阻礙燃燒穩(wěn)定性的運(yùn)行區(qū)域、例如發(fā)動機(jī)的最高負(fù)荷Lmax附近的運(yùn)行區(qū)域中,可以有效地防止爆震等的異常燃燒的發(fā)生。
      [0107]蝶式的節(jié)氣門盡管在流量的控制性的方面優(yōu)異,但是存在即使關(guān)閉至相當(dāng)于全閉的開度也不能避免多少會有泄漏發(fā)生的性質(zhì)。因此,假設(shè)用于高溫通路22的節(jié)氣門28的孔徑較大,則在該節(jié)氣門28設(shè)定為全閉的SI區(qū)域B中,比較多的高溫的進(jìn)氣泄漏至節(jié)氣門28的下游側(cè),從而燃燒室10無用地高溫化。相對于此,在上述實(shí)施形態(tài)中,用于高溫通路22的節(jié)氣門28的孔徑小于用于低溫通路23的節(jié)氣門29的孔徑,因此氣密性改善,可以減少在使節(jié)氣門28全閉時的泄漏量。借助于此,在SI區(qū)域B中尤其是高負(fù)荷側(cè)(最高負(fù)荷Lmax的附近),能夠避免高溫的進(jìn)氣大量泄漏至全閉的節(jié)氣門28的下游側(cè),因此可以有效地防止爆震等的異常燃燒的發(fā)生。
      [0108]又,在上述實(shí)施形態(tài)中,用于高溫通路22的節(jié)氣門28設(shè)置在高溫通路22中的比內(nèi)加溫器26靠近下游側(cè)的位置上。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),與假設(shè)將用于高溫通路22的節(jié)氣門28設(shè)置在比內(nèi)加溫器26靠近上游側(cè)的位置的情況相比,可以減小存在于節(jié)氣門28的下游側(cè)的高溫的進(jìn)氣的容量,因此在使該節(jié)氣門28全閉時,之后高溫的進(jìn)氣以極短的時間在發(fā)動機(jī)主體I的各汽缸2中消耗。借助于此,避免高溫的進(jìn)氣在不適當(dāng)?shù)恼龝r導(dǎo)入至發(fā)動機(jī)主體1,因此可以有效地防止在過渡性的狀況下可能引起的異常燃燒的發(fā)生。
      [0109]另外,在上述實(shí)施形態(tài)中,基于檢測作為內(nèi)加溫器26的加熱源的發(fā)動機(jī)冷卻水的溫度的水溫傳感器SN2的檢測值、和檢測作為中冷器27的冷卻源的外氣的溫度的外氣溫度傳感器SN5的檢測值,控制用于高溫通路22及低溫通路23的各節(jié)氣門28、29的開度,但是只要基于內(nèi)加溫器26及中冷器27的溫度條件(換而言之,基于代表通過了內(nèi)加溫器26及中冷器27后的各進(jìn)氣的溫度的狀態(tài)量)控制節(jié)氣門28、29即可,其具體的手法除此以外也能想到多種。例如也可以在比內(nèi)加溫器26靠近下游側(cè)的高溫通路22和比中冷器27靠近下游側(cè)的低溫通路23上分別設(shè)置溫度傳感器,基于通過各溫度傳感器檢測的加熱或冷卻后的進(jìn)氣的溫度控制上述各節(jié)氣門28、29的開度。
      [0110]又,在上述實(shí)施形態(tài)中,將發(fā)動機(jī)的冷卻水作為內(nèi)加溫器26的加熱源使用,并且將外氣(行駛風(fēng))作為中冷器27的冷卻源使用,這些加熱源及冷卻源只要能夠加熱或冷卻進(jìn)氣即可,可以有多種替代方式。例如,也可以將電熱式的加熱器作為內(nèi)加溫器26使用,也可以將水冷式的熱交換器作為中冷器27使用。
      [0111]又,在上述實(shí)施形態(tài)中,在執(zhí)行Cl燃燒的Cl區(qū)域A(第一 Cl區(qū)域Al及第二 Cl區(qū)域A2)中運(yùn)行時,通過將來自于高溫通路22的進(jìn)氣和來自于低溫通路23的進(jìn)氣混合(即,通過使節(jié)氣門28、29兩者開閥),以此將混合后的進(jìn)氣的溫度提高至一律相同的溫度范圍(例如50±5°C),但是作為目標(biāo)的溫度范圍(規(guī)定的溫度范圍)也可以是根據(jù)發(fā)動機(jī)的負(fù)荷或轉(zhuǎn)速而不同的值。
      [0112]又,在上述實(shí)施形態(tài)中,在執(zhí)行SI燃燒的SI區(qū)域B中運(yùn)行時,通過將用于高溫通路22的節(jié)氣門28 —律設(shè)置為全閉,以此禁止加熱的高溫的進(jìn)氣導(dǎo)入至發(fā)動機(jī)主體I中,但是例如在SI區(qū)域B中的低負(fù)荷側(cè)上,比較多的排氣通過EGR裝置40導(dǎo)入至燃燒室10內(nèi)(參照圖6 (a)),因此存在燃燒不穩(wěn)定化的擔(dān)憂。因此,在SI區(qū)域B中,也可以僅限于該低負(fù)荷側(cè)的一部分(例如從負(fù)荷L6至L7的區(qū)間),使用于高溫通路22的節(jié)氣門28開閥。
      [0113]又,在上述實(shí)施形態(tài)中,在發(fā)動機(jī)主體I的各汽缸2中分別設(shè)置一個火花塞12,但是也可以在各汽缸2中設(shè)置多個(例如兩個)火花塞。借助于此,在SI區(qū)域B中執(zhí)行的SI燃燒的燃燒速度加快,因此可以期待更加改善熱效率。
      【權(quán)利要求】
      1.一種壓縮自動點(diǎn)火式發(fā)動機(jī),是具備通過含有汽油的燃料驅(qū)動的發(fā)動機(jī)主體、和使導(dǎo)入至發(fā)動機(jī)主體的進(jìn)氣流通的進(jìn)氣通路,并且能夠在至少一部分的運(yùn)行區(qū)域中執(zhí)行使所述燃料通過自動點(diǎn)火燃燒的壓縮自動點(diǎn)火燃燒的壓縮自動點(diǎn)火式發(fā)動機(jī),其特征在于, 所述進(jìn)氣通路具有設(shè)置有加熱進(jìn)氣的加熱裝置的高溫通路、與高溫通路并列延伸且設(shè)置有冷卻進(jìn)氣的冷卻裝置的低溫通路、集合高溫通路及低溫通路的集合部、和連接集合部和所述發(fā)動機(jī)主體的下游側(cè)通路; 在所述高溫通路及低溫通路上分別設(shè)置有調(diào)節(jié)進(jìn)氣的流量的節(jié)氣門; 用于所述高溫通路及低溫通路的各節(jié)氣門的開度,至少在執(zhí)行所述壓縮自動點(diǎn)火燃燒的運(yùn)行區(qū)域中,以使所述集合部中的進(jìn)氣的溫度進(jìn)入預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的溫度范圍內(nèi)的方式基于所述加熱裝置及冷卻裝置的溫度條件進(jìn)行控制。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮自動點(diǎn)火式發(fā)動機(jī),其特征在于,還具備: 檢測所述加熱裝置的加熱源的溫度的加熱溫度檢測裝置;和 檢測所述冷卻裝置的冷卻源的溫度的冷卻溫度檢測裝置; 用于所述高溫通路及低溫通路的各節(jié)氣門的開度基于通過所述加熱溫度檢測裝置及冷卻溫度檢測裝置檢測的各檢測值進(jìn)行控制。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮自動點(diǎn)火式發(fā)動機(jī),其特征在于,在所述加熱裝置中流通的進(jìn)氣的流通阻力和在所述冷卻裝置中流通的進(jìn)氣的流通阻力之差在相同流量下達(dá)到±20%以內(nèi)。
      4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓縮自動點(diǎn)火式發(fā)動機(jī),其特征在于,在所述加熱裝置中流通的進(jìn)氣的流通阻力和在所述冷卻裝置中流通的進(jìn)氣的流通阻力之差在相同流量下達(dá)到±20%以內(nèi)。
      5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的壓縮自動點(diǎn)火式發(fā)動機(jī),其特征在于, 用于所述高溫通路及低溫通路的各節(jié)氣門均為蝶式節(jié)氣門; 用于所述高溫通路的節(jié)氣門的孔徑設(shè)定為比用于所述低溫通路的節(jié)氣門的孔徑小。
      6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的壓縮自動點(diǎn)火式發(fā)動機(jī),其特征在于,用于所述高溫通路的節(jié)氣門設(shè)置在高溫通路中的比所述加熱裝置靠近下游側(cè)的位置上。
      7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓縮自動點(diǎn)火式發(fā)動機(jī),其特征在于,用于所述高溫通路的節(jié)氣門設(shè)置在高溫通路中的比所述加熱裝置靠近下游側(cè)的位置上。
      【文檔編號】F02M31/20GK104047766SQ201410048701
      【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年2月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月11日
      【發(fā)明者】早田光則, 山形直之, 楠友邦, 濱田拓哉 申請人:馬自達(dá)汽車株式會社
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