專利名稱：可變壓縮比內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓縮比能夠改變的可變壓縮比內(nèi)燃機(jī)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，已經(jīng)提出了用于使得可以改變內(nèi)燃機(jī)壓縮比以改善內(nèi)燃機(jī)在里程油耗和功率方面的性能的技術(shù)。在已經(jīng)提出的技術(shù)中，如日本專利申請(qǐng)公報(bào)No.7-26981和2003-206771中所公開(kāi)的，氣缸體和曲軸箱以允許它們彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式聯(lián)接，并且凸輪軸設(shè)置在它們的聯(lián)接部分中以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪軸而使得所述氣缸體和曲軸箱彼此移近和移開(kāi)。
在前述的可變壓縮比內(nèi)燃機(jī)中，內(nèi)燃機(jī)的壓縮比根據(jù)其運(yùn)行狀態(tài)而改變，以防止內(nèi)燃機(jī)中的爆震并確保足夠的熱效率。
另一方面，如同例如在日本專利申請(qǐng)公報(bào)No.5-149142中所公開(kāi)的，裝配有排氣渦輪驅(qū)動(dòng)的增壓器(或者渦輪增壓器，下文將簡(jiǎn)稱為“增壓器”)的內(nèi)燃機(jī)是公知的，該增壓器由置于內(nèi)燃機(jī)排氣通道內(nèi)的排氣驅(qū)動(dòng)。增壓器是這樣一種裝置其中渦輪機(jī)使用從氣缸排出的排氣能量而轉(zhuǎn)動(dòng)，由此借助于附接至與渦輪軸相同的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的壓縮機(jī)來(lái)壓縮空氣并將壓縮空氣供應(yīng)到氣缸內(nèi)。
在結(jié)合使用上述技術(shù)的內(nèi)燃機(jī)中，如果增壓器的響應(yīng)延遲大，當(dāng)例如通過(guò)壓下加速器踏板而對(duì)內(nèi)燃機(jī)作出加速要求時(shí)，加速器踏板壓下和增壓壓力升高之間的時(shí)間延遲變長(zhǎng)，這有時(shí)使得難以獲得滿意的加速性能。與此相關(guān)的，已經(jīng)提出了各種技術(shù)日本專利申請(qǐng)公報(bào)No.2002-70601和2-163429啟示加速時(shí)根據(jù)增壓壓力的延遲而推遲壓縮比減小控制，以防止加速早期階段的扭矩下降；日本專利申請(qǐng)公報(bào)No.2001-342859啟示隨著增壓壓力的實(shí)際增加而減小壓縮比，由此防止爆震的產(chǎn)生；日本實(shí)用新型申請(qǐng)公報(bào)No.63-150048啟示以下述方式設(shè)置壓縮比負(fù)載越大，壓縮比越小，并且根據(jù)壓縮比設(shè)置作為控制目標(biāo)的增壓壓力，由此防止在加速時(shí)產(chǎn)生爆震；日本專利申請(qǐng)公報(bào)No.2004-156464啟示在加速過(guò)程中，根據(jù)中間冷卻器出口處的溫升延遲而延遲壓縮比減小控制，以在幾乎不出現(xiàn)爆震的加速早期階段中防止扭矩的下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明考慮到現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題而提出，并且目的在于提供一種可以在可變壓縮比內(nèi)燃機(jī)的加速過(guò)程中減小增壓器的響應(yīng)延遲的技術(shù)。
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的的最重要的特征在于當(dāng)可比壓縮比內(nèi)燃機(jī)處于加速時(shí)，內(nèi)燃機(jī)的壓縮比設(shè)置為低于根據(jù)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行狀態(tài)確定以獲得特定熱效率同時(shí)抑制爆震的基準(zhǔn)壓縮比的壓縮比，由此增加排氣壓力并縮短增壓器的響應(yīng)時(shí)間。
更具體地，可變壓縮比內(nèi)燃機(jī)包括能夠改變內(nèi)燃機(jī)壓縮比的壓縮比改變機(jī)構(gòu)；由來(lái)自所述內(nèi)燃機(jī)的排氣驅(qū)動(dòng)的增壓器，所述增壓器用于增壓所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣；以及基準(zhǔn)壓縮比導(dǎo)出裝置，其用于根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)來(lái)導(dǎo)出基準(zhǔn)壓縮比，通過(guò)所述基準(zhǔn)壓縮比，能夠獲得特定的熱效率同時(shí)抑制所述內(nèi)燃機(jī)中的爆震，其中當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)，所述內(nèi)燃機(jī)的壓縮比由所述壓縮比改變機(jī)構(gòu)設(shè)置為所述基準(zhǔn)壓縮比，并且，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)進(jìn)入特定的加速狀態(tài)時(shí)，所述內(nèi)燃機(jī)的壓縮比由所述壓縮比改變機(jī)構(gòu)改變?yōu)榈陀谒龌鶞?zhǔn)壓縮比的與加速相適應(yīng)的特定壓縮比。
在可變壓縮比內(nèi)燃機(jī)(下文簡(jiǎn)稱為內(nèi)燃機(jī))中，通常根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)來(lái)控制壓縮比，以將壓縮比設(shè)置為不會(huì)在內(nèi)燃機(jī)中產(chǎn)生爆震的最高可能壓縮比(在下文中將稱為“基準(zhǔn)壓縮比”)。通過(guò)此控制，確保最高可能的熱效率同時(shí)防止發(fā)生爆震。在進(jìn)行上述的壓縮比控制時(shí)，當(dāng)通過(guò)壓下加速器踏板來(lái)要求內(nèi)燃機(jī)加速時(shí)，由于上述的增壓器響應(yīng)延遲，增壓壓力可能不能夠足夠快地增加，從而在某些情況下不能獲得滿意的加速性能。
另一方面，已知的，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的壓縮比較低時(shí)，內(nèi)燃機(jī)中的熱效率通常下降，這在進(jìn)氣流量恒定的情況下將導(dǎo)致排氣壓力的增加。
在本發(fā)明中利用了此點(diǎn)，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)加速時(shí)，壓縮比設(shè)置為低于前述基準(zhǔn)壓縮比的與加速相適應(yīng)的壓縮比。通過(guò)此特征，可以使得排氣壓力高于壓縮比設(shè)置為基準(zhǔn)壓縮比時(shí)的情況，并且增壓器的啟動(dòng)時(shí)間能夠相應(yīng)地縮短。因此，可以控制加速時(shí)增壓器的響應(yīng)延遲，并且可以獲得優(yōu)良的加速性能。
前述的特定加速狀態(tài)涉及下述狀態(tài)其中所需的加速度高于或等于閾值加速度，在大于該閾值加速度時(shí)，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的壓縮比設(shè)置為前述的基準(zhǔn)壓縮比時(shí)，增壓器響應(yīng)延遲的影響變得明顯。所述閾值加速度可以根據(jù)試驗(yàn)預(yù)先確定。在下文中，類似于“加速時(shí)的內(nèi)燃機(jī)”或“對(duì)內(nèi)燃機(jī)的加速要求”的表示方法應(yīng)該意指內(nèi)燃機(jī)處在此特定的加速狀態(tài)下。
在本發(fā)明中，前述與加速相適應(yīng)的壓縮比可以是可通過(guò)前述壓縮比改變裝置來(lái)設(shè)置的最低可能壓縮比。通過(guò)采用該特征，可以在內(nèi)燃機(jī)加速時(shí)使排氣壓力盡可能高，并且可以更可靠地縮短增壓器的啟動(dòng)時(shí)間。
進(jìn)一步地，在本發(fā)明中，前述與加速相適應(yīng)的壓縮比可以確定成落在以下范圍內(nèi)在所述范圍中，將由于壓縮比從基準(zhǔn)壓縮比改變至與加速相適應(yīng)的壓縮比所導(dǎo)致的內(nèi)燃機(jī)的排氣壓力增加而引起的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的增加以及由于壓縮比從基準(zhǔn)壓縮比改變至與加速相適應(yīng)的壓縮比所導(dǎo)致的內(nèi)燃機(jī)熱效率降低而引起的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的降低加到限定成在壓縮比為基準(zhǔn)壓縮比的狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的基準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩所獲得的與加速相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩大于或等于所述基準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
在此，所述基準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩是在內(nèi)燃機(jī)壓縮比設(shè)置為前述基準(zhǔn)壓縮比時(shí)所得到的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。所述與加速相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩是將由壓縮比從基準(zhǔn)壓縮比改變至相對(duì)低的與加速相適應(yīng)的壓縮比所導(dǎo)致的增壓壓力升高時(shí)間縮短的影響以及熱效率本身降低的影響組合施加在基準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩上時(shí)所得到的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的壓縮比較低時(shí)，如前所述，導(dǎo)致排氣壓力的增加。利用此效應(yīng)，可以增加增壓器的轉(zhuǎn)速以及增加內(nèi)燃機(jī)的扭矩。另一方面，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的壓縮比較低時(shí)，內(nèi)燃機(jī)的熱效率本身降低，這導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)的扭矩減小。因此，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的壓縮比較低時(shí)，在加速過(guò)程中內(nèi)燃機(jī)的扭矩能否增加取決于排氣壓力增加的影響和熱效率本身降低的影響中哪一個(gè)是主導(dǎo)的。
考慮到以上情況，在本發(fā)明中，前述與加速相適應(yīng)的壓縮比確定成落在以下范圍內(nèi)其中，與加速相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩大于或等于前述的基準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。在此，在將由于壓縮比從基準(zhǔn)壓縮比改變至與加速相適應(yīng)的壓縮比所導(dǎo)致的內(nèi)燃機(jī)排氣壓力增加而引起的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的增加以及由于壓縮比從基準(zhǔn)壓縮改變比至與加速相適應(yīng)的壓縮比所導(dǎo)致的內(nèi)燃機(jī)熱效率降低而引起的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的降低加至限定為在壓縮比是基準(zhǔn)壓縮比的狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的基準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩時(shí)，得到所述與加速相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
通過(guò)上述的特征，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)加速時(shí)，可以通過(guò)將壓縮比設(shè)置為前述的與加速相適應(yīng)的壓縮比而增加內(nèi)燃機(jī)的扭矩，并可以更可靠地獲得優(yōu)良的加速性能。
另外，在本發(fā)明中，前述與加速相適應(yīng)的壓縮比可以是在與加速相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩變得最大時(shí)的壓縮比，所述與加速相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩通過(guò)將由于壓縮比從基準(zhǔn)壓縮比改變至與加速相適應(yīng)的壓縮比所導(dǎo)致的所述內(nèi)燃機(jī)的排氣壓力增加而引起的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的增加以及由于壓縮比從基準(zhǔn)壓縮比改變至與加速相適應(yīng)的壓縮比所導(dǎo)致的內(nèi)燃機(jī)熱效率降低而引起的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的降低加到限定成在壓縮比為基準(zhǔn)壓縮比的狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的基準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩而獲得。
由于上述的情況，將在內(nèi)燃機(jī)處于加速時(shí)設(shè)置的與加速相適應(yīng)的壓縮比被設(shè)置為使與加速相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩最大的壓縮比，所述與加速相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩通過(guò)由壓縮比從基準(zhǔn)壓縮比改變至上述壓縮比所導(dǎo)致的增壓壓力升高時(shí)間縮短的影響以及熱效率本身降低的影響而獲得。通過(guò)上述的特征，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)加速時(shí)，可以使發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩盡可能的高，并獲得所能得到的最佳加速性能。
另外，在本發(fā)明中，在所述內(nèi)燃機(jī)已經(jīng)開(kāi)始加速以后，在將由于壓縮比從基準(zhǔn)壓縮比改變至與加速相適應(yīng)的壓縮比所導(dǎo)致的內(nèi)燃機(jī)的排氣壓力增加而引起的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的增加以及由于壓縮比從基準(zhǔn)壓縮比改變至與加速相適應(yīng)的壓縮比所導(dǎo)致的內(nèi)燃機(jī)熱效率降低而引起的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的降低加到限定成在壓縮比為基準(zhǔn)壓縮比的狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的基準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩而獲得的與加速相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩大于或等于基準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的期間內(nèi)，內(nèi)燃機(jī)的壓縮比可由壓縮比改變機(jī)構(gòu)設(shè)置為所述與加速相適應(yīng)的壓縮比。
由于上述的情況，在本發(fā)明中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)入加速狀態(tài)時(shí)，壓縮比從基準(zhǔn)壓縮比改變至與加速相適應(yīng)的壓縮比。在此情況下，在加速時(shí)內(nèi)燃機(jī)的扭矩能否增加取決于增壓壓力升高時(shí)間縮短的影響和熱效率降低的影響中哪一個(gè)是主導(dǎo)的?？紤]到這一點(diǎn)，在本發(fā)明中，在前述與加速相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩大于或等于前述基準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的期間內(nèi)，壓縮比可以由壓縮比改變機(jī)構(gòu)設(shè)置為前述的與加速相適應(yīng)的壓縮比。
通過(guò)此特征，即使在前述與加速相適應(yīng)的壓縮比設(shè)計(jì)為預(yù)定的恒定壓縮比或者設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)單地比基準(zhǔn)壓縮比低恒定值的壓縮比的情況下，內(nèi)燃機(jī)的壓縮比也能夠僅在與加速相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩大于或等于基準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的期間由壓縮比改變機(jī)構(gòu)設(shè)置為這種與加速相適應(yīng)的壓縮比。由此，可以在加速時(shí)增加內(nèi)燃機(jī)扭矩并更可靠地獲得優(yōu)良的加速性能。
在本發(fā)明中，在所述內(nèi)燃機(jī)已經(jīng)開(kāi)始加速直到所述增壓器的增壓壓力大于或等于特定壓力的期間中，內(nèi)燃機(jī)的壓縮比可以由所述壓縮比改變機(jī)構(gòu)設(shè)置為所述與加速相適應(yīng)的壓縮比。在此，所述特定壓力是閾值增壓壓力，在大于所述閾值增壓壓力時(shí)獲得內(nèi)燃機(jī)所需的加速度，即在大于所述閾值增壓壓力時(shí)可以認(rèn)為增壓器的延遲基本上為零。所述特定壓力可以根據(jù)試驗(yàn)預(yù)先確定。
通過(guò)此特征，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)加速時(shí)，可僅在增壓器實(shí)際存在響應(yīng)延遲期間將內(nèi)燃機(jī)的壓縮比設(shè)置為與加速相適應(yīng)的壓縮比。因此，可以防止增壓器轉(zhuǎn)速的增加超過(guò)需要。
如前所述的用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的措施手段能夠以任何可能的組合實(shí)施。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)的分解立體圖。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)中的氣缸體相對(duì)于曲軸箱的運(yùn)動(dòng)過(guò)程的截面圖。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖4是示出內(nèi)燃機(jī)中的壓縮比和排氣壓力之間的關(guān)系的圖表。
圖5是示出增壓壓力上升特性與排氣壓力相互關(guān)系的圖表。
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的控制中的參數(shù)改變的圖表。
圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的用于改變與加速相適應(yīng)的壓縮比的程序的流程圖。
圖8是示出如何確定本發(fā)明第二實(shí)施方式中的最佳壓縮比的圖表。
圖9是示出本發(fā)明第二實(shí)施方式中與加速相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩變得大于或等于基準(zhǔn)扭矩的壓縮比范圍的圖表。
具體實(shí)施例方式
在下文中將參考附圖借助于圖示描述實(shí)施本發(fā)明的最佳實(shí)施方式。
(第一實(shí)施方式)下文將描述的內(nèi)燃機(jī)1是可變壓縮比內(nèi)燃機(jī)，其中通過(guò)沿著氣缸2的中心軸線方向相對(duì)于聯(lián)接有活塞的曲軸箱4移動(dòng)具有氣缸2的氣缸體3來(lái)改變壓縮比。
首先，將參考圖1來(lái)描述根據(jù)此實(shí)施方式的可變壓縮比內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)。如圖1中所示，氣缸體3具有多個(gè)形成在其下部?jī)蓚?cè)上的突出部。每個(gè)突出部具有形成于其中的軸承容納孔5。軸承容納孔5是圓柱形的，并垂直于氣缸2的軸向以及平行于所述多個(gè)氣缸2的設(shè)置方向延伸。位于一側(cè)上的軸承容納孔5同軸地設(shè)置，并且氣缸體3兩側(cè)上的軸承容納孔5的一對(duì)軸線彼此平行。
曲軸箱4具有立壁部以設(shè)置在上述具有軸承容納孔5的突出部之間。在各立壁部的朝外(相對(duì)于曲軸箱4)的表面上是半圓柱形凹部。還準(zhǔn)備有通過(guò)螺栓6附接至相應(yīng)立壁部的蓋7。蓋7也具有半圓柱形的凹部。當(dāng)蓋7附接至各立壁部時(shí)，形成圓柱形的凸輪容納孔8。凸輪容納孔8的形狀與上述軸承容納孔5的形狀相同。
與軸承容納孔5類似，凸輪容納孔8形成為在氣缸體3附接至曲軸箱4時(shí)垂直于氣缸2的軸向并平行于所述多個(gè)氣缸2的設(shè)置方向地延伸。這些多個(gè)凸輪容納孔8也形成在氣缸體3的兩側(cè)上，并且位于一側(cè)的所有凸輪容納孔8同軸地設(shè)置。氣缸體3兩側(cè)上的凸輪容納孔8的一對(duì)軸線彼此平行。位于一側(cè)上的軸承容納孔5與位于另一側(cè)上的軸承容納孔之間的距離等于位于一側(cè)上的凸輪容納孔8與位于另一側(cè)上的軸承容納孔之間的距離。
凸輪軸9分別插入在兩行交替設(shè)置的軸承容納孔5和凸輪容納孔8內(nèi)。如圖1中所示，凸輪軸9包括軸部9a、凸輪部9b以及可移動(dòng)的軸承部9c，每個(gè)凸輪部9b都具有完全圓形凸輪外形并且相對(duì)于軸部9a的中心軸線偏心地固定在軸部9a上，每個(gè)可移動(dòng)的軸承部9c具有與凸輪部9b相同的外形并且以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式附接至軸部9a上。凸輪部9b和可移動(dòng)的軸承部9c交替地設(shè)置。兩個(gè)凸輪軸9彼此鏡像。在凸輪軸9的一端上形成有用于齒輪10(將在下文描述)的安裝部9d。軸部9a的中心軸線和安裝部9d的中心彼此不重合，而凸輪部9b的中心和安裝部9d的中心彼此重合。
可移動(dòng)的軸承部9c也相對(duì)于軸部9a偏心，并且其偏心程度與凸輪部9b的偏心程度相同。在各凸輪軸9中，凸輪部9b沿相同方向偏心。由于可移動(dòng)軸承部9c的外形是完全圓的，其直徑與凸輪部9b的直徑相同，所以，可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)可移動(dòng)軸承部9c而將多個(gè)凸輪部9b的外表面和多個(gè)可移動(dòng)軸承部9c的外表面對(duì)齊。
在各凸輪軸9的一端附接齒輪10。附接在所述一對(duì)凸輪軸9端部處的一對(duì)齒輪10與相應(yīng)的蝸輪11a和11b接合。蝸輪11a和11b安裝在單個(gè)馬達(dá)12的單個(gè)輸出軸上。蝸輪11a和11b具有螺旋方向彼此相反的螺旋槽。因此，隨著馬達(dá)12轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)凸輪軸9通過(guò)齒輪10沿彼此相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。馬達(dá)12固定安裝在氣缸體3上并且與之一起運(yùn)動(dòng)。在圖1中示出的機(jī)構(gòu)構(gòu)成此實(shí)施方式中的壓縮比改變機(jī)構(gòu)。
在下文中將詳細(xì)描述控制具有上述結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)1中的壓縮比的方法。圖2(a)至2(c)是示出氣缸體3、曲軸箱4和設(shè)置在其間的凸輪軸9之間關(guān)系的橫截面圖。在圖2(a)至2(c)中，軸部9a的中心軸線由“a”指示，凸輪部9b的中心由“b”指示，并且可移動(dòng)軸承部9c的中心由“c”指示。在圖2(a)示出的狀態(tài)中，從沿著軸部9a的方向觀察時(shí)所有凸輪部9b和可移動(dòng)軸承部9c的外周是對(duì)齊的。在此狀態(tài)中，兩個(gè)軸部9a位于軸承容納孔5和凸輪容納孔8內(nèi)的外側(cè)位置處。
當(dāng)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)12而使軸部9a從圖2(a)所示的狀態(tài)沿箭頭指示的方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，實(shí)現(xiàn)了圖2(b)示出的狀態(tài)。由于凸輪部9b和可移動(dòng)軸承部9c相對(duì)于軸部9a的偏心方向通過(guò)此轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程而變得彼此不同，所以，氣缸體3能夠相對(duì)于曲軸箱4朝上止點(diǎn)側(cè)移動(dòng)。當(dāng)凸輪軸9轉(zhuǎn)動(dòng)至圖2(c)所示的狀態(tài)時(shí)，移動(dòng)量變得最大。在該狀態(tài)中，移動(dòng)量是凸輪部9b和可移動(dòng)軸承部9c的偏心量的兩倍。凸輪部9b和可移動(dòng)軸承部9c分別在凸輪容納孔8和軸承容納孔5內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，以允許軸部9a在凸輪容納孔8和軸承容納孔5內(nèi)移動(dòng)。
通過(guò)使用上述的機(jī)構(gòu)，可以沿著氣缸2的軸線方向相對(duì)于曲軸箱4移動(dòng)氣缸體3，由此能夠可變地控制壓縮比。
圖3示意性地示出根據(jù)此實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)1及其進(jìn)氣和排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。在圖3中，進(jìn)氣管17連接至內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣口15。增壓器(或渦輪增壓器)10的壓縮機(jī)10a安裝在進(jìn)氣管17內(nèi)。在壓縮機(jī)10a下游的進(jìn)氣管17內(nèi)，設(shè)置有用于探測(cè)進(jìn)氣量的空氣流量計(jì)20，并且在空氣流量計(jì)20的下游，設(shè)置有用于調(diào)節(jié)通過(guò)進(jìn)氣管17導(dǎo)入內(nèi)燃機(jī)1中的進(jìn)氣量的進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)19。
另一方面，排氣管18連接至內(nèi)燃機(jī)1的排氣口16。增壓器10的渦輪10b安裝在排氣管18內(nèi)。排氣管18在其下游連接有消聲器(未示出)。
用于控制內(nèi)燃機(jī)1的電子控制單元(ECU)35附接至具有上述結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)1。ECU 35是根據(jù)內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行需要和駕駛者的要求而控制內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)的裝置。ECU 35通過(guò)電線連接有空氣流量計(jì)20、用于探測(cè)加速器踏板21的壓下行程的加速器位置傳感器22以及附接至馬達(dá)12用以通過(guò)對(duì)馬達(dá)12的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行計(jì)數(shù)而探測(cè)內(nèi)燃機(jī)1的壓縮比的編碼器23等。ECU 35還通過(guò)電線連接有燃料噴射閥(未示出)、火花塞(未示出)、進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)19和馬達(dá)12?；趤?lái)自ECU 35的指令來(lái)控制各氣缸內(nèi)的燃料供應(yīng)和燃料點(diǎn)火、導(dǎo)入內(nèi)燃機(jī)1中的進(jìn)氣量以及內(nèi)燃機(jī)1的壓縮比。
ECU 35具有CPU、ROM和RAM等。ROM存儲(chǔ)用于執(zhí)行內(nèi)燃機(jī)1的各種控制的程序和包含數(shù)據(jù)的映射。存儲(chǔ)在ECU 35的ROM內(nèi)的程序的一個(gè)例子是后面將描述的用于在加速時(shí)改變壓縮比的程序。
在如上所述的內(nèi)燃機(jī)1中，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)而改變壓縮比。例如，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1處在高負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)，容易發(fā)生爆震。在此種情況下，內(nèi)燃機(jī)1的壓縮比在不會(huì)出現(xiàn)爆震的范圍內(nèi)盡可能高地設(shè)置。由此，在內(nèi)燃機(jī)1中實(shí)現(xiàn)既防止爆震又確保滿意的熱效率。在運(yùn)行中根據(jù)內(nèi)燃機(jī)1運(yùn)行狀態(tài)以此方式確定的壓縮比在下文中將稱為基準(zhǔn)壓縮比。由于該基準(zhǔn)壓縮比由ECU 35確定，因此在此實(shí)施方式中，ECU 35構(gòu)成基準(zhǔn)壓縮比導(dǎo)出裝置。
接下來(lái)，將在下文中描述在對(duì)根據(jù)此實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)1作出加速要求時(shí)所執(zhí)行的控制。當(dāng)要求內(nèi)燃機(jī)1加速時(shí)，來(lái)自內(nèi)燃機(jī)的排氣的壓力和量增加，這轉(zhuǎn)而使得增壓器10的渦輪10b的轉(zhuǎn)速增加。然后，壓縮機(jī)10a的轉(zhuǎn)速也增加，并且內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣因此增壓。因此，內(nèi)燃機(jī)1的扭矩能夠在早期階段中升高，并且實(shí)現(xiàn)符合于加速要求的加速性能。
然而，如果在加速控制過(guò)程中增壓器10的響應(yīng)慢，則從來(lái)自內(nèi)燃機(jī)1的排氣的壓力和量的增加到內(nèi)燃機(jī)1進(jìn)氣的增壓壓力足夠地升高需要很長(zhǎng)的時(shí)間。這有時(shí)影響內(nèi)燃機(jī)1的加速性能。
另一方面，如果內(nèi)燃機(jī)1的壓縮比設(shè)置得較低，則如前所述，內(nèi)燃機(jī)1的熱效率降低。已知在此種情況下，沒(méi)有用于產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的能量被提供到排氣，由此來(lái)自內(nèi)燃機(jī)1的排氣的壓力升高。此實(shí)施方式利用此現(xiàn)象來(lái)減少增壓器10的響應(yīng)延時(shí)。
圖4是示出壓縮比如何影響內(nèi)燃機(jī)1中的缸內(nèi)壓力的圖表。在圖4中，橫軸表示曲柄角，縱軸表示缸內(nèi)壓力。從圖4中可以看到，隨著內(nèi)燃機(jī)1的壓縮比減少，上止點(diǎn)附近的缸內(nèi)壓力降低。另一方面，在打開(kāi)排氣閥時(shí)的缸內(nèi)壓力增加。這意味著壓縮比越低，在打開(kāi)排氣閥時(shí)來(lái)自內(nèi)燃機(jī)1的排氣的壓力越高。
另一方面，已知來(lái)自內(nèi)燃機(jī)1的排氣的壓力增加導(dǎo)致增壓器10的啟動(dòng)特性的改善。圖5是示出排氣壓力如何影響增壓器的啟動(dòng)特性的圖表。在圖5中，橫軸表示時(shí)間，縱軸表示內(nèi)燃機(jī)1進(jìn)氣的增壓壓力。如同從圖5中可以看到的，排氣壓力的增加導(dǎo)致由增壓器10增壓的進(jìn)氣壓力的啟動(dòng)特性的改善。
在此實(shí)施方式中，當(dāng)要求內(nèi)燃機(jī)1進(jìn)行加速時(shí)，內(nèi)燃機(jī)1的壓縮比改變成低于基準(zhǔn)壓縮比的與加速適應(yīng)的壓縮比。這樣，來(lái)自內(nèi)燃機(jī)1的排氣的壓力增加，由此防止增壓器10的響應(yīng)延遲。
圖6是示出此實(shí)施方式中要求內(nèi)燃機(jī)1進(jìn)行加速的情況下的加速器開(kāi)度、壓縮比、熱效率、增壓壓力、進(jìn)氣流量以及發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的改變的圖表。在此圖中，假定通過(guò)在t1時(shí)刻至t3時(shí)刻壓下加速器踏板21來(lái)提出加速要求。圖中實(shí)線表示未實(shí)施此實(shí)施方式的情況下參數(shù)的變化，而虛線表示實(shí)施此實(shí)施方式的情況。
首先，將描述未實(shí)施此實(shí)施方式的情況。在此情況下，在時(shí)刻t1壓下加速器踏板21導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)的變化。由此，壓縮比下降到與時(shí)刻t2處的運(yùn)行狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)壓縮比，時(shí)刻t2根據(jù)加速器踏板21的壓下行程來(lái)估算。以此方式，在未實(shí)施本實(shí)施方式的情況下，以一定的時(shí)間間隔重新獲取加速器位置傳感器22的輸出。然后，基于所述輸出來(lái)估計(jì)在時(shí)間經(jīng)過(guò)(t2-t1)之后的運(yùn)行狀態(tài)，并且壓縮比改變至對(duì)應(yīng)于該估計(jì)運(yùn)行狀態(tài)的基準(zhǔn)壓縮比。如果在預(yù)定時(shí)間之后，內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)不同于所述估計(jì)，則所述壓縮比再次改變。
上述的壓縮比減小導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)1的熱效率的降低。在從時(shí)刻t1至?xí)r刻t2的時(shí)間段內(nèi)，除了如上所述由熱效率降低所導(dǎo)致的排氣壓力增加之外，每次壓下加速器踏板21也導(dǎo)致排氣壓力的增加。所以，在從時(shí)刻t1至?xí)r刻t2的時(shí)間段內(nèi)，增壓器10的轉(zhuǎn)速急劇地增加，并且因此增壓壓力也急劇地升高。當(dāng)壓縮比在時(shí)刻t2停止改變時(shí)，由熱效率降低引起的排氣壓力升高停止，且增壓壓力的升高變得緩和。從此時(shí)一直到由壓下加速器踏板21所提出的加速要求停止的時(shí)刻t3，增壓壓力繼續(xù)緩和地升高。
在從時(shí)刻t1至?xí)r刻t2的時(shí)間段內(nèi)，導(dǎo)入內(nèi)燃機(jī)1內(nèi)的進(jìn)氣的流量隨著上述增壓壓力的增加而增加，并且內(nèi)燃機(jī)的扭矩也相應(yīng)地增加。
接下來(lái)，將討論實(shí)施所述實(shí)施方式的情況。在此情況下，當(dāng)在時(shí)刻t1壓下加速器踏板21時(shí)，內(nèi)燃機(jī)1的壓縮比立即降低到可能的最低壓縮比。然后，壓縮比增加而在時(shí)刻t2處達(dá)到與估計(jì)運(yùn)行狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)壓縮比。根據(jù)此控制方式，來(lái)自內(nèi)燃機(jī)1的排氣的壓力能夠在從時(shí)刻t1至?xí)r刻t2的時(shí)間段內(nèi)盡可能大地增加。因此，與未實(shí)施此實(shí)施方式的情況相比，可以較早地增加內(nèi)燃機(jī)1的增壓壓力、空氣流量和扭矩。
如上所述，在此實(shí)施方式中，當(dāng)要求內(nèi)燃機(jī)1加速時(shí)，壓縮比立即下降到最低壓縮比，此后壓縮比改變至對(duì)應(yīng)于估計(jì)運(yùn)行狀態(tài)的基準(zhǔn)壓縮比。通過(guò)此過(guò)程，可以盡可能大地增加排氣壓力并減小增壓器10的響應(yīng)延遲。在此實(shí)施方式中，最低壓縮比對(duì)應(yīng)于與加速相適應(yīng)的壓縮比。
在此實(shí)施方式中，在壓下加速器踏板21的時(shí)刻t1之后，壓縮比立即下降到最低壓縮比，其然后增加而在預(yù)定時(shí)刻t2處達(dá)到基準(zhǔn)壓縮比。替代地，在壓下加速器踏板21的時(shí)刻t1之后，可在將壓縮比減小至最低壓縮比的同時(shí)監(jiān)測(cè)增壓壓力，并且可以在增壓壓力達(dá)到實(shí)現(xiàn)與加速器踏板21的壓下行程相對(duì)應(yīng)的加速所需要的值時(shí)控制壓縮比使之等于基準(zhǔn)壓縮比。通過(guò)此控制，可以在增壓器對(duì)加速器踏板21壓下的響應(yīng)不再有延遲時(shí)將壓縮比改變?yōu)榛鶞?zhǔn)壓縮比，并且能夠獲得更優(yōu)良的加速性能。上述實(shí)現(xiàn)與加速器踏板21的壓下行程相對(duì)應(yīng)的加速所需要的增壓壓力對(duì)應(yīng)于本實(shí)施方式中的特定壓力。
特別地，可以準(zhǔn)備包含有加速器位置傳感器22的輸出和為實(shí)現(xiàn)當(dāng)時(shí)所要求的加速度所需要的增壓壓力之間的關(guān)系的映射，并且在受監(jiān)測(cè)的增壓壓力等于或高于從所述映射讀取的與加速器位置傳感器22輸出相對(duì)應(yīng)的增壓壓力時(shí)，壓縮比可以改變至基準(zhǔn)壓縮比。
(第二實(shí)施方式)下面，將描述第二實(shí)施方式。在第二實(shí)施方式中，當(dāng)對(duì)內(nèi)燃機(jī)提出加速要求時(shí)，估算使發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩變得最大時(shí)的最佳壓縮比，并且在加速器踏板被壓下時(shí)將壓縮比改變至所述最佳壓縮比。
圖7是此實(shí)施方式中在加速時(shí)壓縮比改變程序的流程圖。此程序?yàn)榇鎯?chǔ)在ECU 35的ROM內(nèi)的程序，并且在內(nèi)燃機(jī)1啟動(dòng)后以預(yù)定的時(shí)間間隔執(zhí)行。
在執(zhí)行此過(guò)程時(shí)，首先在步驟S101中判定是否對(duì)內(nèi)燃機(jī)1作出了加速要求。特別地，由加速器位置傳感器22探測(cè)加速器踏板21的壓下行程，并且判定探測(cè)值是否大于或等于特定壓下行程。在此，特定壓下行程為加速器踏板21壓下行程的閾值，在此閾值之上，如果執(zhí)行了用于將壓縮比設(shè)置為與運(yùn)行狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)壓縮比的普通壓縮比控制，則認(rèn)為增壓器10的響應(yīng)延遲影響加速性能。
如果判定沒(méi)有提出加速要求，則認(rèn)為執(zhí)行用于將壓縮比改變?yōu)榛鶞?zhǔn)壓縮比的控制沒(méi)有不利之處，并且該程序結(jié)束。另一方面，如果判定提出了加速要求，則過(guò)程進(jìn)行至步驟S102。
在步驟S102中，獲取當(dāng)前的進(jìn)氣流量。特別是，將空氣流量計(jì)20的輸出讀入到ECU 35內(nèi)。在完成步驟S102之后，過(guò)程進(jìn)行至步驟S103。
在步驟S103中，估算在經(jīng)過(guò)時(shí)間Δt后進(jìn)行壓縮比的下一次改變時(shí)的進(jìn)氣流量。在此過(guò)程中，通過(guò)將在上次執(zhí)行此流程時(shí)獲取的進(jìn)氣流量和在當(dāng)前執(zhí)行此流程中獲取的進(jìn)氣流量之差加到在此次流程中獲取的進(jìn)氣流量而進(jìn)行所述估算。在完成步驟S103之后，過(guò)程進(jìn)行至步驟S104。
在步驟S104中，基于進(jìn)氣流量的估算值，通過(guò)參考最佳壓縮比映射來(lái)導(dǎo)出可預(yù)期得到最大發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的最佳壓縮比的值。下文將描述最佳壓縮比映射。在此實(shí)施方式中，最佳壓縮比對(duì)應(yīng)于與加速相適應(yīng)的壓縮比。在完成步驟S104之后，過(guò)程進(jìn)行至步驟S105。
在步驟S105中，進(jìn)行時(shí)間Δt的調(diào)整。特別是，在此流程中，每一次都對(duì)經(jīng)過(guò)時(shí)間Δt之后的最佳壓縮比進(jìn)行估算，并且壓縮比大致以Δt的時(shí)間間隔改變。時(shí)間Δt設(shè)置為稍微長(zhǎng)于通過(guò)操作馬達(dá)12來(lái)改變壓縮比所需的時(shí)間。在步驟S105中，在完成步驟S104之后經(jīng)過(guò)時(shí)間Δt才進(jìn)行時(shí)間調(diào)整，因?yàn)樵诓襟ES104中確定經(jīng)過(guò)時(shí)間Δt后的最佳壓縮比。在完成步驟S105之后，過(guò)程進(jìn)行至步驟S106。
在步驟S106中，通過(guò)將電能供應(yīng)至馬達(dá)12而將壓縮比改變至在步驟S104獲得的最佳壓縮比。用于實(shí)際計(jì)數(shù)編碼器23的輸出并在內(nèi)燃機(jī)1的壓縮比變?yōu)樽罴褖嚎s比時(shí)停止向馬達(dá)12供電的控制由不同于此流程的其它流程與該流程同時(shí)地進(jìn)行。在步驟S106結(jié)束后，此流程結(jié)束。
接下來(lái)，將描述在加速時(shí)改變壓縮比的上述流程中用于導(dǎo)出最佳壓縮比的最佳壓縮比映射。
如前所述，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1的壓縮比設(shè)置為較低時(shí)，排氣壓力變得較高，并且增壓器10的轉(zhuǎn)速較早地增加。結(jié)果，增壓壓力較早地升高，并且發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩較早地增加。與之相關(guān)地，已知的，由排氣壓力的增加所導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的增加程度受到該時(shí)的進(jìn)氣流量的影響。考慮到此點(diǎn)，如果知道后來(lái)的進(jìn)氣流量的值，則與該值對(duì)應(yīng)的表示壓縮比和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩之間關(guān)系的曲線得以確定。圖8示出諸如曲線A的此種曲線。
另一方面，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩還隨著由壓縮比減小所導(dǎo)致的內(nèi)燃機(jī)1熱效率的降低而改變。表示這種變化的曲線在圖8中示為曲線B。表示壓縮比和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的總體曲線通過(guò)將曲線A的影響和曲線B的影響加起來(lái)而得到。圖8中的實(shí)線表示此種曲線。最佳壓縮比ε0可導(dǎo)出為與該曲線上發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩變?yōu)樽畲蟮狞c(diǎn)所對(duì)應(yīng)的壓縮比。順帶提及的是，表示壓縮比和總發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩之間的關(guān)系的曲線是通過(guò)將根據(jù)曲線A的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩加至根據(jù)曲線B的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩而得到的，但是對(duì)于該合成的曲線，沿縱軸的比例已經(jīng)適當(dāng)?shù)販p小而使得該曲線表示于圖中的適當(dāng)位置。由該曲線表示的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩是與加速相關(guān)聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
為進(jìn)氣流量的各個(gè)值預(yù)備了與圖8中示出的曲線相似的曲線，并且從各曲線確定最佳壓縮比ε0。此實(shí)施方式中的最佳壓縮比映射包含進(jìn)氣流量和在可獲得最佳扭矩處確定的最佳壓縮比ε0之間的關(guān)系。在實(shí)際控制過(guò)程中，與在步驟S103中估算出的在經(jīng)過(guò)時(shí)間Δt之后的進(jìn)氣流量相對(duì)應(yīng)的最佳壓縮比ε0的值從最佳壓縮比映射中讀出。
如前所述，在此實(shí)施方式中，經(jīng)過(guò)時(shí)間Δt之后的進(jìn)氣流量通過(guò)當(dāng)前進(jìn)氣流量估算，其后，考慮到由壓縮比的改變所導(dǎo)致的熱效率改變和排氣壓力改變，通過(guò)該時(shí)間Δt之后的進(jìn)氣流量來(lái)導(dǎo)出在時(shí)間Δt處使得發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩最大的最佳壓縮比ε0，并且壓縮比連續(xù)地改變至最佳壓縮比。通過(guò)此特征，可以獲得改善的加速性能。
在此實(shí)施方式中，在要求內(nèi)燃機(jī)1加速時(shí)獲得能夠使得發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩最大的最佳壓縮比ε0，并且壓縮比連續(xù)地改變至所述最佳壓縮比。然而，壓縮比并不必須改變至所述最佳壓縮比ε0。當(dāng)壓縮比減小時(shí)，目標(biāo)壓縮比可確定成落在下述范圍內(nèi)其中，根據(jù)由在壓縮比減小時(shí)的排氣壓力增加所導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩增加和由熱效率的降低所導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩減小而得到的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩大于或等于在基準(zhǔn)壓縮比時(shí)獲得基準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。在此情況下，可以獲得的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩至少高于在維持基準(zhǔn)壓縮比時(shí)所獲得的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
將參考圖9來(lái)描述此種控制方式。在圖9中，橫軸表示壓縮比，縱軸表示發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。圖9中的曲線與圖8中的實(shí)線曲線相同。此曲線表示的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩也是與加速相關(guān)聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。在此，假定點(diǎn)c表示當(dāng)前壓縮比和當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，并且點(diǎn)d表示在要求內(nèi)燃機(jī)1加速時(shí)的基準(zhǔn)壓縮比和基準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。在此情況下，應(yīng)當(dāng)確定與加速相適應(yīng)的壓縮比落在區(qū)域E內(nèi)，在該區(qū)域E中，與加速相關(guān)聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩大于或等于基準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
除此實(shí)施方式的控制的上述修改之外，作為一個(gè)簡(jiǎn)單的方法，可以將預(yù)定的恒定值用作在要求內(nèi)燃機(jī)1加速時(shí)與該加速相適應(yīng)的目標(biāo)壓縮比，或者目標(biāo)壓縮比可以設(shè)置成是一個(gè)比基準(zhǔn)壓縮比小恒定值的值。
在這些方法中，僅僅在根據(jù)由在壓縮比減小時(shí)的排氣壓力增加所導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩增加和由熱效率的降低所導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩減小而得到的與加速相適應(yīng)的壓縮比大于或等于在基準(zhǔn)壓縮比時(shí)所獲得的基準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的情況下，壓縮比可以改變至與加速相適應(yīng)的壓縮比而非基準(zhǔn)壓縮比。替代地，在加速期間，壓縮比僅僅在下述期間可以改變至與加速相適應(yīng)的壓縮比而非基準(zhǔn)壓縮比在該期間中，在壓縮比減小至與加速相適應(yīng)的壓縮比的情況下，與該加速相關(guān)聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩大于或等于在基準(zhǔn)壓縮比處獲得的基準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
在此方法中，在壓縮比減小至與加速相適應(yīng)的加速比時(shí)，可以使用根據(jù)圖8和圖9中所示的實(shí)線曲線而準(zhǔn)備的映射來(lái)判斷與加速相關(guān)聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩是否大于或等于在基準(zhǔn)壓縮比時(shí)獲得的基準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。由此，能夠以較簡(jiǎn)單的控制獲得改善的加速性能。
工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明，可以在可變壓縮比內(nèi)燃機(jī)加速時(shí)控制增壓器的響應(yīng)延遲。
權(quán)利要求
1.一種可變壓縮比內(nèi)燃機(jī)，包括能夠改變所述內(nèi)燃機(jī)壓縮比的壓縮比改變機(jī)構(gòu)；由來(lái)自所述內(nèi)燃機(jī)的排氣驅(qū)動(dòng)的增壓器，所述增壓器用于增壓所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣；以及基準(zhǔn)壓縮比導(dǎo)出裝置，用于根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)來(lái)導(dǎo)出基準(zhǔn)壓縮比，通過(guò)所述基準(zhǔn)壓縮比，能夠獲得特定的熱效率同時(shí)抑制所述內(nèi)燃機(jī)中的爆震，其中當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)，所述內(nèi)燃機(jī)的壓縮比由所述壓縮比改變機(jī)構(gòu)設(shè)置為所述基準(zhǔn)壓縮比，并且，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)進(jìn)入特定的加速狀態(tài)時(shí)，所述內(nèi)燃機(jī)的壓縮比由所述壓縮比改變機(jī)構(gòu)改變?yōu)榈陀谒龌鶞?zhǔn)壓縮比的與加速相適應(yīng)的特定壓縮比。
2.如權(quán)利要求1所述的可變壓縮比內(nèi)燃機(jī)，其中所述與加速相適應(yīng)的壓縮比是所述壓縮比改變機(jī)構(gòu)所能夠設(shè)置的最低壓縮比。
3.如權(quán)利要求1所述的可變壓縮比內(nèi)燃機(jī)，其中所述與加速相適應(yīng)的壓縮比確定成落在以下范圍內(nèi)在所述范圍中，將由于所述壓縮比從所述基準(zhǔn)壓縮比改變至所述與加速相適應(yīng)的壓縮比所導(dǎo)致的所述內(nèi)燃機(jī)的排氣壓力增加而引起的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的增加以及由于所述壓縮比從所述基準(zhǔn)壓縮比改變至所述與加速相適應(yīng)的壓縮比所導(dǎo)致的所述內(nèi)燃機(jī)熱效率降低而引起的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的降低加到限定成在壓縮比為所述基準(zhǔn)壓縮比的狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的基準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩時(shí)所獲得的與加速相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩大于或等于所述基準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
4.如權(quán)利要求1所述的可變壓縮比內(nèi)燃機(jī)，其中所述與加速相適應(yīng)的壓縮比是在與加速相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩變得最大時(shí)的壓縮比，所述與加速相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩通過(guò)將由于所述壓縮比從所述基準(zhǔn)壓縮比改變至所述與加速相適應(yīng)的壓縮比所導(dǎo)致的所述內(nèi)燃機(jī)的排氣壓力增加而引起的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的增加以及由于所述壓縮比從所述基準(zhǔn)壓縮比改變至所述與加速相適應(yīng)的壓縮比所導(dǎo)致的所述內(nèi)燃機(jī)熱效率降低而引起的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的降低加到限定成在壓縮比為所述基準(zhǔn)壓縮比的狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的基準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩時(shí)獲得。
5.如權(quán)利要求1或2所述的可變壓縮比內(nèi)燃機(jī)，其中在所述內(nèi)燃機(jī)已經(jīng)開(kāi)始加速以后，在將由于所述壓縮比從所述基準(zhǔn)壓縮比改變至所述與加速相適應(yīng)的壓縮比所導(dǎo)致的所述內(nèi)燃機(jī)的排氣壓力增加而引起的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的增加以及由于所述壓縮比從所述基準(zhǔn)壓縮比改變至所述與加速相適應(yīng)的壓縮比所導(dǎo)致的內(nèi)燃機(jī)熱效率降低而引起的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的降低加到限定成在壓縮比為所述基準(zhǔn)壓縮比的狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的基準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩而獲得的與加速相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩大于或等于所述基準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的期間內(nèi)，所述內(nèi)燃機(jī)的壓縮比由所述壓縮比改變機(jī)構(gòu)設(shè)置為所述與加速相適應(yīng)的壓縮比。
6.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的可變壓縮比內(nèi)燃機(jī)，其中在所述內(nèi)燃機(jī)已經(jīng)開(kāi)始加速后直到所述增壓器的增壓壓力大于或等于特定壓力的期間內(nèi)，所述內(nèi)燃機(jī)的壓縮比由所述壓縮比改變機(jī)構(gòu)設(shè)置為所述與加速相適應(yīng)的壓縮比。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠控制可變壓縮比內(nèi)燃機(jī)的增壓器在加速時(shí)的響應(yīng)延遲的技術(shù)。當(dāng)可變壓縮比內(nèi)燃機(jī)處在加速下時(shí)，所述內(nèi)燃機(jī)的壓縮比設(shè)置為低于基準(zhǔn)壓縮比的壓縮比，由此升高排氣壓力并縮短增壓器的響應(yīng)時(shí)間，其中所述基準(zhǔn)壓縮比根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)確定以在抑制爆震的同時(shí)實(shí)現(xiàn)預(yù)定的熱效率。
文檔編號(hào)F02D23/00GK101061301SQ20068000120
公開(kāi)日2007年10月24日 申請(qǐng)日期2006年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月14日
發(fā)明者秋久大輔, 神山榮一 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社