專(zhuān)利名稱(chēng)：火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。
背景技術(shù)：
本申請(qǐng)的申請(qǐng)人在日本特開(kāi)2007-303423號(hào)公報(bào)中，提出了一種火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，其具有能夠變更機(jī)械壓縮比的可變壓縮比機(jī)構(gòu)和能夠變更進(jìn)氣門(mén)的關(guān)閉正時(shí)的可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)，在內(nèi)燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)與內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)相比提高機(jī)械壓縮比而將膨脹比被設(shè)為20以上。在這種火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)中，在內(nèi)燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)將機(jī)械壓縮比(膨脹比)設(shè)為20以上并且將進(jìn)氣門(mén)的關(guān)閉正時(shí)設(shè)為從吸氣下止點(diǎn)離開(kāi)的正時(shí)，由此相對(duì)于機(jī)械壓縮比將實(shí)際壓縮比維持為比較低，抑制實(shí)際壓縮比變高而導(dǎo)致的爆震的發(fā)生，同時(shí)實(shí)現(xiàn)極高的熱效率。然而，在使用如日本特開(kāi)2007-303423號(hào)公報(bào)所記載的可變壓縮比機(jī)構(gòu)的情況下，機(jī)械壓縮比越高，活塞處于上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室容積就越變小，因此面容比(寸一 7工^ ^ # 'J工一K >〉才)(燃燒室的表面積與容積的比。以下，稱(chēng)為“S/V比”)變得越大。若如此s/ν比變大，火焰波及不到的區(qū)域(々工> ★(消炎)區(qū)域。越接近燃燒室的壁面則火焰越不能到達(dá)的區(qū)域)相對(duì)變大。由于即使是燃燒室內(nèi)的混合氣燃燒而火焰也到達(dá)不了， 所以包含在該火焰波及不到的區(qū)域內(nèi)的混合氣中的HC不燃燒。另一方面，包含在該火焰波及不到的區(qū)域內(nèi)的混合氣中的HC伴隨著混合氣的燃燒而暴露于高溫，所以一部分變換成氫(H2)。即，若使用可變壓縮比機(jī)構(gòu)來(lái)提高機(jī)械壓縮比，則S/V比增大，由此排氣中的吐增大。另一方面，在較多的內(nèi)燃機(jī)中以提高燃燒的效率化以及排氣排放為目的，為了將供給到燃燒室內(nèi)的混合氣的空燃比維持為目標(biāo)空燃比(例如，理論空燃比)，使用氧傳感器以及空燃比傳感器。然而，氧傳感器和空燃比傳感器對(duì)吐的靈敏度高，若吐的發(fā)生量變多， 則具有輸出值向濃側(cè)偏移的傾向。特別地，在上述那樣的機(jī)械壓縮比成為20以上的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)中，S/V比極端地變大，伴隨于此從燃燒室排出的H2的量也變多。因此，導(dǎo)致氧傳感器及空燃比傳感器的輸出值以不能無(wú)視的程度較大地向濃側(cè)偏移，從而不能正確地檢測(cè)排氣中的氧濃度等。其結(jié)果，不能適當(dāng)?shù)乜刂瓶杖急?，存在招致燃燒效率的惡化及排氣排放的惡化的情況。

發(fā)明內(nèi)容
于是，鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，即使伴隨著 S/ν比的增大在排氣中的氫濃度增大，也能適當(dāng)?shù)乜刂苾?nèi)燃機(jī)。本發(fā)明作為解決上述課題的手段，提供如權(quán)利要求書(shū)的各權(quán)利要求所述的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)。在本發(fā)明的第1方式中，提供一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，具有能夠變更燃燒室的S/V比的S/V比變更機(jī)構(gòu)、輸出值根據(jù)伴隨著S/V比的增大而增大的排氣中的氫濃度而變化的檢測(cè)裝置，基于該檢測(cè)裝置的輸出值控制內(nèi)燃機(jī)，其中，根據(jù)上述S/V比變更機(jī)構(gòu)的S/V比， 對(duì)上述檢測(cè)裝置的輸出值或關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行的參數(shù)進(jìn)行修正。在本發(fā)明的第2方式中，進(jìn)行上述檢測(cè)裝置的輸出值或關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行的參數(shù)的修正，使得伴隨著S/V比的增大而增大的排氣中的氫濃度的影響變小。在本發(fā)明的第3方式中，上述檢測(cè)裝置是檢測(cè)氫以外的排氣中的特定的成分的濃度的裝置，根據(jù)上述s/ν比變更機(jī)構(gòu)的s/ν比，對(duì)由上述檢測(cè)裝置檢測(cè)出的特定的成分的濃度進(jìn)行修正。在本發(fā)明的第4方式中，上述檢測(cè)裝置是檢測(cè)氫以外的排氣中的特定的成分的濃度的裝置，根據(jù)上述S/ν比變更機(jī)構(gòu)的s/ν比，對(duì)關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行的參數(shù)進(jìn)行修正。在本發(fā)明的第5方式中，上述檢測(cè)裝置是檢測(cè)排氣中的氧濃度或空燃比的氧傳感器或空燃比傳感器。在本發(fā)明的第6方式中，關(guān)于上述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行的參數(shù)是目標(biāo)空燃比。在本發(fā)明的第7方式中，上述檢測(cè)裝置是檢測(cè)排氣中的NOx濃度的NOx傳感器。在本發(fā)明的第8方式中，還具有能夠控制進(jìn)氣門(mén)的關(guān)閉正時(shí)的可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)，除了上述s/ν比變更機(jī)構(gòu)的s/ν比以外，還根據(jù)進(jìn)氣門(mén)的關(guān)閉正時(shí)，對(duì)上述檢測(cè)裝置的輸出值或關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行的參數(shù)進(jìn)行修正。在本發(fā)明的第9方式中，還具有連通內(nèi)燃機(jī)吸氣通路和內(nèi)燃機(jī)排氣通路的EGR通路、開(kāi)閉該EGR通路的EGR閥，除了上述S/V比變更機(jī)構(gòu)的S/V比以夕卜，還根據(jù)EGR閥的開(kāi)度，對(duì)上述檢測(cè)裝置的輸出值或關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行的參數(shù)進(jìn)行修正。在本發(fā)明的第10方式中，還具有配置于內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)的排氣凈化催化劑，上述檢測(cè)裝置具有配置于上述排氣凈化催化劑的上游側(cè)的上游側(cè)的氧傳感器或空燃比傳感器、和配置于該排氣凈化催化劑的下游側(cè)的下游側(cè)的氧傳感器或空燃比傳感器，基于上述上游側(cè)的氧傳感器或空燃比傳感器的輸出值控制燃料供給量使得排氣空燃比變?yōu)槟繕?biāo)空燃比，在上述上游側(cè)的氧傳感器或空燃比傳感器的輸出值從實(shí)際的排氣空燃比偏移了的情況下，基于上述下游側(cè)的氧傳感器或空燃比傳感器的輸出值對(duì)上游側(cè)的氧傳感器或空燃比傳感器的輸出值或者燃料供給量進(jìn)行修正，根據(jù)上述S/ν比變更機(jī)構(gòu)的s/ν比，對(duì)基于上述下游側(cè)的氧傳感器或空燃比傳感器的輸出值的上述上游側(cè)的氧傳感器或空燃比傳感器的輸出值或者燃料供給量的修正量進(jìn)行修正。在本發(fā)明的第11方式中，上述S/V比變更機(jī)構(gòu)是能夠變更機(jī)械壓縮比的可變壓縮比機(jī)構(gòu)。在本發(fā)明的第12方式中，還具有能夠控制進(jìn)氣門(mén)的關(guān)閉正時(shí)的可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)，供給到燃燒室內(nèi)的吸入空氣量主要通過(guò)改變進(jìn)氣門(mén)的關(guān)閉正時(shí)來(lái)控制，在內(nèi)燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)與內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)相比，機(jī)械壓縮比被增高。在本發(fā)明的第13方式中，在內(nèi)燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)機(jī)械壓縮比被設(shè)定為最大機(jī)械壓縮比。在本發(fā)明的第14方式中，在內(nèi)燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)膨脹比被設(shè)為20以上。以下，從附圖和本發(fā)明的最佳實(shí)施方式的記載，可以進(jìn)一步充分地理解本發(fā)明。


圖1是火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的總體圖。圖2是可變壓縮比機(jī)構(gòu)的分解立體圖。圖3A及圖;3B是圖解表示的內(nèi)燃機(jī)的側(cè)面剖視圖。圖4是表示可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)的圖。圖5A和圖5B是表示進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)的升程(lift)量的圖。圖6A 圖6C是用于說(shuō)明機(jī)械壓縮比、實(shí)際壓縮比和膨脹比的圖。圖7是表示理論熱效率和膨脹比的關(guān)系的圖。圖8A及圖8B是用于說(shuō)明通常的循環(huán)和超高膨脹比循環(huán)的圖。圖9是示出根據(jù)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷的機(jī)械壓縮比等的變化的圖。圖10是示出算出來(lái)自燃料噴射閥的目標(biāo)燃料供給量的控制的控制例程的流程圖。圖11是示出算出燃料修正量的F/B控制的控制例程的流程圖。圖12是示出機(jī)械壓縮比和目標(biāo)空燃比的關(guān)系的圖。圖13是示出機(jī)械壓縮比和目標(biāo)空燃比的關(guān)系的圖。圖14是示出機(jī)械壓縮比和目標(biāo)空燃比的關(guān)系的圖。圖15是示出設(shè)定目標(biāo)空燃比的控制的控制例程的流程圖。圖16A 圖16C是示出各參數(shù)和目標(biāo)空燃比的修正量的映射的圖。圖17是示出機(jī)械壓縮比和空燃比傳感器的輸出值的向稀側(cè)的修正量的關(guān)系的圖。圖18是示出機(jī)械壓縮比和空燃比傳感器的輸出值的向稀側(cè)的修正量的關(guān)系的圖。圖19是第四實(shí)施方式的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的全體圖。圖20實(shí)際的排氣空燃比、氧傳感器的輸出值、空燃比傳感器的輸出修正值的時(shí)間圖。圖21是示出機(jī)械壓縮比和升高修正值的關(guān)系的圖。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。而且，在以下的說(shuō)明中，對(duì)同樣的構(gòu)成元件賦予相同的參照標(biāo)號(hào)。圖1表示火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的側(cè)面剖視圖。參照?qǐng)D1，附圖標(biāo)記1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表示配置在燃燒室5的頂面中央部的火花塞、7表示進(jìn)氣門(mén)、8表示進(jìn)氣口、9表示排氣門(mén)、10表示排氣口。進(jìn)氣口 8通過(guò)進(jìn)氣支管11被連接到調(diào)整槽(surge tank,穩(wěn)壓箱)12，在各進(jìn)氣支管11分別配置用于向?qū)?yīng)的進(jìn)氣口 8內(nèi)噴射燃料的燃料噴射閥13。另外，也可代替將燃料噴射閥13安裝于各進(jìn)氣支管11，而將燃燒噴射閥13配置在各燃燒室5 內(nèi)。調(diào)整槽12通過(guò)進(jìn)氣道14被連接到空氣濾清器15，在進(jìn)氣道14內(nèi)配置由致動(dòng)器 16驅(qū)動(dòng)的節(jié)氣門(mén)17和使用例如紅外線(熱線)的吸入空氣量檢測(cè)器18。另一方面，排氣口 10通過(guò)排氣歧管19被連接到內(nèi)置了例如三元催化劑21的催化劑轉(zhuǎn)換器20，在排氣歧管 19內(nèi)配置空燃比傳感器22。排氣歧管19和吸氣支管11 (或者進(jìn)氣口 8、調(diào)整槽12)經(jīng)由用于再循環(huán)排氣(以下，稱(chēng)為EGR氣體)的EGR通路23彼此連接，在該EGR通路23內(nèi)配置有EGR控制閥M。此外在EGR通路23周?chē)渲糜杏糜诶鋮s在EGR通路23內(nèi)流動(dòng)的EGR氣體的EGR冷卻裝置 25。在圖1所示的內(nèi)燃機(jī)中，內(nèi)燃機(jī)冷卻水被引導(dǎo)至EGR冷卻裝置25內(nèi)，EGR氣體由該內(nèi)燃機(jī)冷卻水冷卻。而且，在以下的說(shuō)明中，將進(jìn)氣口 8、吸氣支管11、調(diào)整槽12、吸氣管道14 總稱(chēng)為內(nèi)燃機(jī)吸氣通路。另一方面，在如圖1所示的實(shí)施例中，在曲軸箱1和氣缸體2的連接部設(shè)置有可變壓縮比機(jī)構(gòu)A，該可變壓縮比機(jī)構(gòu)A可通過(guò)改變曲軸箱1和氣缸體2的氣缸軸線方向的相對(duì)位置來(lái)改變活塞4位于壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積；另外，還設(shè)置有能夠控制進(jìn)氣門(mén)7 的關(guān)閉正時(shí)的可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)B。電子控制單元30由數(shù)字計(jì)算機(jī)構(gòu)成，具備通過(guò)雙方向性總線31互相連接的 ROM (只讀存儲(chǔ)器)32、RAM(隨機(jī)存儲(chǔ)器)33、CPU(中央處理器)34、輸入端口 35以及輸出端口 36。吸入空氣量檢測(cè)器18的輸出信號(hào)、空燃比傳感器22的輸出信號(hào)分別經(jīng)由對(duì)應(yīng)的 AD轉(zhuǎn)換器37向輸入端口 35輸入。另外，在加速踏板40上連接有產(chǎn)生與加速踏板40的踩踏量成比例的輸出電壓的負(fù)荷傳感器41，負(fù)荷傳感器41的輸出電壓經(jīng)由對(duì)應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換器 37向輸入端口 35輸入。進(jìn)而，在輸入端口 35上連接有曲軸每旋轉(zhuǎn)例如30°時(shí)產(chǎn)生輸出脈沖的曲軸轉(zhuǎn)角傳感器42。另一方面，輸出端口 36經(jīng)由對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路38連接于火花塞6、 燃料噴射閥13、節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)用致動(dòng)器16、EGR控制閥24、可變壓縮比機(jī)構(gòu)A以及可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)B。圖2表示圖1所示的可變壓縮比機(jī)構(gòu)A的分解立體圖；圖3A及圖;3B示出圖解性表示的內(nèi)燃機(jī)的側(cè)剖圖。如果參照?qǐng)D2，在氣缸體2的兩側(cè)壁的下方形成有互相隔著間隔的多個(gè)突出部50，在各突出部50內(nèi)分別形成有截面圓形的凸輪插入孔51。另一方面，在曲軸箱1的上壁面上互相隔著間隔地形成有分別嵌合在對(duì)應(yīng)的突出部50之間的多個(gè)突出部 52，在這些各突出部52內(nèi)也分別形成有截面圓形的凸輪插入孔53。如圖2所示那樣設(shè)有一對(duì)凸輪軸M、55，在各凸輪軸M、55上每隔一個(gè)地固定有能夠旋轉(zhuǎn)地插入各凸輪插入孔51內(nèi)的圓形凸輪56。這些圓形凸輪56與各凸輪軸M、55的旋轉(zhuǎn)軸線共軸。另一方面，在各圓形凸輪56之間，如圖3A及圖;3B中陰影所示，延長(zhǎng)有相對(duì)于各凸輪軸M、55的旋轉(zhuǎn)軸線偏心配置的偏心軸57，在該偏心軸57上偏心地能夠旋轉(zhuǎn)地安裝有另外的圓形凸輪58。如圖2所示，這些圓形凸輪58配置在各圓形凸輪56之間，這些圓形凸輪58能夠旋轉(zhuǎn)地插入對(duì)應(yīng)的各凸輪插入孔53內(nèi)。在從圖3A所示的狀態(tài)使固定在各凸輪軸54、55上的圓形凸輪56如圖3A中實(shí)線的箭頭所示那樣互相向相反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，偏心軸57向下方中央移動(dòng)，所以圓形凸輪58在凸輪插入孔53內(nèi)如圖3A中虛線的箭頭所示那樣向與圓形凸輪56相反的方向旋轉(zhuǎn)；在如圖;3B 所示那樣，偏心軸57移動(dòng)到下方中央時(shí)，圓形凸輪58的中心向偏心軸57的下方移動(dòng)。將圖3A與圖;3B進(jìn)行比較可知，曲軸箱1與氣缸體2的相對(duì)位置由圓形凸輪56的中心與圓形凸輪58的中心的距離確定，圓形凸輪56的中心與圓形凸輪58的中心的距離變得越大，氣缸體2越遠(yuǎn)離曲軸箱1。在氣缸體2遠(yuǎn)離曲軸箱1時(shí)，活塞4位于壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積增大，因此能夠通過(guò)使各凸輪軸M、55旋轉(zhuǎn)而變更活塞4位于壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積。如圖2所示那樣，為了使各凸輪軸M、55分別向相反方向旋轉(zhuǎn)，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)59的旋轉(zhuǎn)軸上安裝有螺旋方向分別相反的一對(duì)蝸輪61、62，與這些蝸輪61、62嚙合的齒輪63、64 分別固定于各凸輪軸M、55的端部。在該實(shí)施例中能夠通過(guò)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)59而使活塞4 位于壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積在較大的范圍內(nèi)變更。另外，圖1至圖3所示的可變壓縮比機(jī)構(gòu)A僅表示一例，可以使用任何形式的可變壓縮比機(jī)構(gòu)。另一方面，圖4表示相對(duì)于在圖1中用于驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門(mén)7的凸輪軸70設(shè)置的可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)B。如圖4所示，可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)B由安裝在凸輪軸70的一端、用于變更凸輪軸70的凸輪的相位的凸輪相位變更部Bl和配置在凸輪軸70與進(jìn)氣門(mén)7的氣門(mén)挺桿沈之間、將凸輪軸70的凸輪的作用角變更為不同的作用角而向進(jìn)氣門(mén)7傳遞的凸輪作用角變更部B2構(gòu)成。另外，在圖4中對(duì)于凸輪作用角變更部B2表示出側(cè)剖圖與俯視圖。首先，如果最先對(duì)可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)B的凸輪相位變更部Bl進(jìn)行說(shuō)明，該凸輪相位變更部Bl具備通過(guò)內(nèi)燃機(jī)的曲軸經(jīng)由正時(shí)帶向箭頭方向旋轉(zhuǎn)的正時(shí)帶輪71，與正時(shí)帶輪71 一起旋轉(zhuǎn)的圓筒狀外殼72，與凸輪軸70 —起旋轉(zhuǎn)并且能夠相對(duì)于圓筒狀外殼72相對(duì)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸73，從圓筒狀外殼72的內(nèi)周面延伸到旋轉(zhuǎn)軸73的外周面的多個(gè)分隔壁74， 和在各分隔壁74之間從旋轉(zhuǎn)軸73的外周面延伸到圓筒狀外殼72的內(nèi)周面的葉片75 ；在各葉片75的兩側(cè)分別形成有提前角用油壓室76和延遲角用油壓室77。向各油壓室76、77供給工作油的供給控制通過(guò)工作油供給控制閥78進(jìn)行。該工作油供給控制閥78具備分別連接于各油壓室76、77的油壓口 79、80，從油壓泵81排出的工作油的供給口 82，一對(duì)排油口 83、84，和進(jìn)行各口 79、80、82、83、84之間的連通切斷控制的滑閥 85 (spool valve)。在應(yīng)該使凸輪軸70的凸輪的相位提前時(shí)，在圖4中使滑閥85向下方移動(dòng)，從供給口 82供給的工作油經(jīng)由油壓口 79向提前角用油壓室76供給，同時(shí)延遲角用油壓室77內(nèi)的工作油從排油口 84排出。此時(shí)旋轉(zhuǎn)軸73相對(duì)于圓筒狀外殼72向箭頭X方向相對(duì)旋轉(zhuǎn)。與此相對(duì)，在應(yīng)該使凸輪軸70的凸輪的相位滯后時(shí)在圖4中使滑閥85向上方移動(dòng)，從供給口 82供給的工作油經(jīng)由油壓口 80向延遲角用油壓室77供給，同時(shí)提前角用油壓室76內(nèi)的工作油從排油口 83排出。此時(shí)旋轉(zhuǎn)軸73相對(duì)于圓筒狀外殼72向與箭頭X相反的方向相對(duì)旋轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)軸73相對(duì)于圓筒狀外殼72相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，若滑閥85返回到圖4所示的中立位置，旋轉(zhuǎn)軸73的相對(duì)旋轉(zhuǎn)動(dòng)作停止，旋轉(zhuǎn)軸73被保持為此時(shí)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位置。因此能夠通過(guò)凸輪相位變更部Bl如圖5A所示使凸輪軸70的凸輪的相位提前或者滯后所希望的量。 即，能夠通過(guò)凸輪相位變更部Bl使進(jìn)氣門(mén)7的開(kāi)啟正時(shí)任意地提前或者延遲(滯后)。接下來(lái)，如果對(duì)可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)B的凸輪作用角變更部B2進(jìn)行說(shuō)明，該凸輪作用角變更部B2具備與凸輪軸70平行地并列配置并且通過(guò)致動(dòng)器91而在軸線方向上移動(dòng)的控制桿90，與凸輪軸70的凸輪92配合(接合)并且能夠滑動(dòng)地嵌合于被形成在控制桿90上的在軸線方向上延伸的花鍵93的中間凸輪94，和為了驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門(mén)7而與氣門(mén)挺桿沈配合并且能夠滑動(dòng)地嵌合于被形成在控制桿90上的螺旋狀地延伸的花鍵95的擺動(dòng)凸輪 96 ；在擺動(dòng)凸輪96上形成有凸輪97。
在凸輪軸70旋轉(zhuǎn)時(shí)，由凸輪92使中間凸輪94 一直以一定的角度擺動(dòng)(搖動(dòng))，此時(shí)也使擺動(dòng)凸輪96以一定的角度擺動(dòng)。另一方面，中間凸輪94以及擺動(dòng)凸輪96被支撐得在控制桿90的軸線方向上不能移動(dòng)，因此在通過(guò)致動(dòng)器91使控制桿90在軸線方向上移動(dòng)時(shí)，擺動(dòng)凸輪96相對(duì)于中間凸輪94相對(duì)旋轉(zhuǎn)。在由中間凸輪94與擺動(dòng)凸輪96的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位置關(guān)系使得凸輪軸70的凸輪92與中間凸輪94開(kāi)始配合時(shí)，在擺動(dòng)凸輪96的凸輪97開(kāi)始與氣門(mén)挺桿沈配合的情況下，此時(shí)如圖5B中a所示，進(jìn)氣門(mén)7的開(kāi)啟期間以及升程量變?yōu)樽畲蟆Ｅc此相對(duì)，在通過(guò)致動(dòng)器91 使擺動(dòng)凸輪96相對(duì)于中間凸輪94向圖4的箭頭Y方向相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，凸輪軸70的凸輪92 與中間凸輪94配合后，一段時(shí)間后擺動(dòng)凸輪96的凸輪97與氣門(mén)挺桿沈配合。此時(shí)，如圖 5B中b所示，進(jìn)氣門(mén)7的開(kāi)啟期間以及升程量變得比a小。在使擺動(dòng)凸輪96相對(duì)于中間凸輪94向圖4的箭頭Y方向進(jìn)一步相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，如圖5B中c所示，進(jìn)氣門(mén)7的開(kāi)啟期間以及升程量進(jìn)一步變小。即，通過(guò)致動(dòng)器91變更中間凸輪94與擺動(dòng)凸輪96的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位置，由此能夠任意地變更進(jìn)氣門(mén)7的開(kāi)啟期間(作用角)。但是，此時(shí)，進(jìn)氣門(mén)7的開(kāi)啟期間變得越短，則進(jìn)氣門(mén)7的升程量變得越小。這樣通過(guò)凸輪相位變更部Bl能夠任意地變更進(jìn)氣門(mén)7的開(kāi)啟正時(shí)，通過(guò)凸輪作用角變更部B2能夠任意地變更進(jìn)氣門(mén)7的打開(kāi)期間，所以通過(guò)凸輪相位變更部Bl與凸輪作用角變更部B2雙方，即通過(guò)可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)B，能夠任意地變更進(jìn)氣門(mén)7的開(kāi)啟正時(shí)與打開(kāi)期間，即進(jìn)氣門(mén)7的開(kāi)啟正時(shí)與關(guān)閉正時(shí)。另外，圖1以及圖4所示的可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)B表示一例，可以使用圖1以及圖4 所示的例子以外的各種形式的可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)。特別地，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，只要是能夠變更進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)的可變關(guān)閉正時(shí)機(jī)構(gòu)，可以使用任何形式的機(jī)構(gòu)。此外，對(duì)于排氣門(mén)9也可以設(shè)置與進(jìn)氣門(mén)7的可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)B同樣的可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)。接下來(lái)一邊參照?qǐng)D6A 圖6C—邊對(duì)本申請(qǐng)中使用的用語(yǔ)的意思進(jìn)行說(shuō)明。另外， 在圖6A 圖6C中，為了說(shuō)明，表示了燃燒室容積為50ml、活塞的行程容積為500ml的發(fā)動(dòng)機(jī)(內(nèi)燃機(jī))，在這些圖6A 圖6C中，所謂燃燒室容積，表示活塞位于壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室的容積。圖6A對(duì)機(jī)械壓縮比進(jìn)行說(shuō)明。該機(jī)械壓縮比是僅由壓縮行程時(shí)的活塞的行程容積與燃燒室容積機(jī)械式確定的值，該機(jī)械壓縮比通過(guò)(燃燒室容積+行程容積)/燃燒室容積表示。在圖6A所示的例子中該機(jī)械壓縮比為(50ml+500ml)/50ml = 11。圖6B對(duì)實(shí)際壓縮比進(jìn)行說(shuō)明。該實(shí)際壓縮比是由從實(shí)際開(kāi)始?jí)嚎s作用時(shí)到活塞到達(dá)上止點(diǎn)為止的實(shí)際的活塞行程容積與燃燒室容積確定的值，該實(shí)際壓縮比通過(guò)(燃燒室容積+實(shí)際的行程容積)/燃燒室容積表示。即，如圖6B所示，在壓縮行程中，在活塞開(kāi)始上升但進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟的期間內(nèi)不進(jìn)行壓縮作用，從進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉了時(shí)開(kāi)始實(shí)際的壓縮作用。因此，實(shí)際壓縮比使用實(shí)際的行程容積如上所述那樣表示。在圖6B所示的例子中實(shí)際壓縮比為(50ml+450ml)/50ml = 10。圖6C對(duì)膨脹比進(jìn)行說(shuō)明。膨脹比是由膨脹行程時(shí)的活塞的行程容積與燃燒室容積確定的值，該膨脹比通過(guò)(燃燒室容積+行程容積)/燃燒室容積表示。在圖6C所示的例子中該膨脹比為(50ml+500ml)/50ml = 11。接下來(lái)一邊參照?qǐng)D7以及圖8A和圖8B—邊對(duì)本發(fā)明中的基本特征進(jìn)行說(shuō)明。另外，圖7表示理論熱效率與實(shí)際膨脹比的關(guān)系，圖8A和圖8B表示在本發(fā)明中根據(jù)負(fù)荷分別使用的通常的循環(huán)以及超高膨脹比循環(huán)的比較。圖8A表示進(jìn)氣門(mén)在下止點(diǎn)附近關(guān)閉、從大致壓縮下止點(diǎn)附近開(kāi)始由活塞引起的壓縮作用時(shí)的通常的循環(huán)。在該圖8A所示的例子中，與圖6A 圖6C所示的例子同樣，燃燒室容積設(shè)為50ml，活塞的行程容積設(shè)為500ml。如從圖8A可知，在通常的循環(huán)中，機(jī)械壓縮比為(50ml+500ml)/50ml = 11，實(shí)際壓縮比也大致為11，膨脹比也為(50ml+500ml)/50ml =11。即，在通常的內(nèi)燃機(jī)中，機(jī)械壓縮比、實(shí)際壓縮比、膨脹比大致相等。圖7中的實(shí)線表示實(shí)際壓縮比與膨脹比大致相等時(shí)的、即通常的循環(huán)中的理論熱效率的變化?？芍藭r(shí)膨脹比越大，即實(shí)際壓縮比越高，理論熱效率越高。因此在通常的循環(huán)中，為了提高理論熱效率，提高實(shí)際壓縮比即可。然而，為了制約內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的爆震的產(chǎn)生，實(shí)際壓縮比最大只能提高到12左右，這樣一來(lái)在通常的循環(huán)中不能充分提高理論熱效率。另一方面，若嚴(yán)密區(qū)分機(jī)械壓縮比與實(shí)際壓縮比而對(duì)提高理論熱效率進(jìn)行研究， 結(jié)果發(fā)現(xiàn)理論熱效率受實(shí)際膨脹比支配，實(shí)際壓縮比幾乎不對(duì)理論熱效率帶來(lái)影響。即，在提高實(shí)際壓縮比時(shí)，爆發(fā)力提高，但因?yàn)橐M(jìn)行壓縮，需要較大的能量，這樣一來(lái)，即使提高實(shí)際壓縮比，理論熱效率也幾乎不提高。與此相對(duì)，在增大膨脹比時(shí)，在膨脹行程時(shí)按壓力對(duì)活塞進(jìn)行作用的時(shí)間變長(zhǎng)，這樣一來(lái)活塞向曲軸給予旋轉(zhuǎn)力的期間變長(zhǎng)。因此膨脹比越增大，理論熱效率越提高。圖7 的虛線ε = 10表示在將實(shí)際壓縮比固定為10的狀態(tài)下提高膨脹比時(shí)的理論熱效率。這樣可知，在將實(shí)際壓縮比維持為較低的值的狀態(tài)下提高膨脹比時(shí)的理論熱效率的上升量與如圖7的實(shí)線所示那樣實(shí)際壓縮比也與膨脹比同時(shí)增大時(shí)的理論熱效率的上升量沒(méi)有較大的差。在這樣將實(shí)際壓縮比維持為較低的值時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生爆震，因此當(dāng)在將實(shí)際壓縮比維持為較低的值的狀態(tài)下提高膨脹比時(shí)，能夠一邊阻止爆震的產(chǎn)生一邊大幅度提高理論熱效率。圖8Β表示使用可變壓縮比機(jī)構(gòu)A以及可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)B —邊將實(shí)際壓縮比維持為較低的值一邊提高膨脹比時(shí)的一例。參照?qǐng)D8Β，在該例中通過(guò)可變壓縮比機(jī)構(gòu)A將燃燒室容積從50ml減少到20ml。 另一方面，通過(guò)可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)B使進(jìn)氣門(mén)的關(guān)閉正時(shí)滯后直到實(shí)際的活塞行程容積從 500ml減少到200ml。其結(jié)果，在該例中實(shí)際壓縮比為(20ml+200ml)/20ml = 11，膨脹比成為(20ml+500ml)/20ml = 26。在圖8A所示的通常的循環(huán)中如上所述，實(shí)際壓縮比大致為 11并且膨脹比為11，與此情況相比，在圖8B所示的情況下，僅膨脹比提高到26。因此將圖 8B所示的循環(huán)稱(chēng)為超高膨脹比循環(huán)。如前所述，一般而言，在內(nèi)燃機(jī)中內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷越低，熱效率越差，因此為了提高車(chē)輛行駛時(shí)的熱效率，即為了提高燃料經(jīng)濟(jì)性，需要提高內(nèi)燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的熱效率。另一方面，在圖8B所示的超高膨脹比循環(huán)中，減小了壓縮行程時(shí)的實(shí)際的活塞行程容積，所以能夠吸入燃燒室5內(nèi)的吸入空氣量變少，因此該超高膨脹比循環(huán)僅能夠在內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷比較低時(shí)采用。因此在本發(fā)明中在內(nèi)燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)設(shè)為圖8B所示的超高膨脹比循環(huán)，在內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)設(shè)為圖8A所示的通常的循環(huán)。 接下來(lái)一邊參照?qǐng)D9 一邊對(duì)整個(gè)運(yùn)行控制進(jìn)行說(shuō)明。
在圖9中表示某一內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速下的與內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷相適應(yīng)的機(jī)械壓縮比、膨脹比、 進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)、實(shí)際壓縮比、吸入空氣量、節(jié)氣門(mén)17的開(kāi)度以及泵送損失(抽吸動(dòng)力損失)的各變化。另外，在本發(fā)明的實(shí)施例中為了能夠通過(guò)催化轉(zhuǎn)換器22內(nèi)的三元催化劑 21同時(shí)降低排氣中的未燃燒HC(未燃HC)、一氧化炭(CO)以及氧化氮(N0X)，通常燃燒室5 內(nèi)的平均空燃比基于空燃比傳感器22的輸出信號(hào)反饋控制為理論空燃比。而且，如上所述，在內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)執(zhí)行圖8A所示的通常的循環(huán)。因此如圖 9所示，此時(shí)機(jī)械壓縮比降低，因此膨脹變低，在圖9中如實(shí)線所示，進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)提前。另外，此時(shí)吸入空氣量較多，此時(shí)節(jié)氣門(mén)17的開(kāi)度保持為全開(kāi)或者大致全開(kāi)，所以泵送損失為零。另一方面，如在圖9中如實(shí)線所示，在內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變低時(shí)，伴隨于此，為了減少吸入空氣量，使進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)延遲。另外此時(shí)為了將實(shí)際壓縮比大致保持為一定，如圖 9所示那樣隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變低而使機(jī)械壓縮比增大，因此隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變低，膨脹比也增大。另外，此時(shí)節(jié)氣門(mén)17也保持為全開(kāi)或者大致全開(kāi)，因此不通過(guò)節(jié)氣門(mén)17而通過(guò)變更進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)而控制向燃燒室5內(nèi)供給的吸入空氣量。此時(shí)泵送損失也為零。這樣在內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷從內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)降低時(shí)，在實(shí)際壓縮比大致一定的情況下，隨著吸入空氣量減少而增大機(jī)械壓縮比。即，與吸入空氣量的減少成比例地減少活塞 4到達(dá)了壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積。因此活塞4到達(dá)了壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積與吸入空氣量成比例地變化。另外，此時(shí)燃燒室5內(nèi)的空燃比為理論空燃比，所以活塞 4到達(dá)了壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積與燃料量成比例地變化。在內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變得更低時(shí)，機(jī)械壓縮比進(jìn)一步增大，在內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷降低到稍偏靠低負(fù)荷附近的中負(fù)荷L1時(shí)，機(jī)械壓縮比到達(dá)構(gòu)成為燃燒室5的構(gòu)造上限的界限機(jī)械壓縮比。在機(jī)械壓縮比到達(dá)界限機(jī)械壓縮比時(shí)，在負(fù)荷比機(jī)械壓縮比到達(dá)了界限機(jī)械壓縮比時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L1低的區(qū)域，機(jī)械壓縮比被維持為界限機(jī)械壓縮比。因此在低負(fù)荷側(cè)的內(nèi)燃機(jī)中負(fù)荷運(yùn)行時(shí)以及內(nèi)燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，機(jī)械壓縮比變?yōu)樽畲?，膨脹比也變?yōu)樽畲蟆Q而言之，在低負(fù)荷側(cè)的內(nèi)燃機(jī)中負(fù)荷運(yùn)行時(shí)和內(nèi)燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，為了得到最大的膨脹比， 將機(jī)械壓縮比設(shè)為最大。另一方面，在圖9所示的實(shí)施例中，即使內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變得比L1低，也如圖9中實(shí)線所示，進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變低而滯后，在內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷降低到L2時(shí)，進(jìn)氣門(mén) 7的關(guān)閉正時(shí)變?yōu)槟軌蚩刂葡蛉紵?內(nèi)供給的吸入空氣量的界限關(guān)閉正時(shí)。在進(jìn)氣門(mén)7 的關(guān)閉正時(shí)到達(dá)界限關(guān)閉正時(shí)時(shí)，在負(fù)荷比進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)到達(dá)了界限關(guān)閉正時(shí)時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L2低的區(qū)域，將進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)保持為界限關(guān)閉正時(shí)。在將進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)保持為界限關(guān)閉正時(shí)時(shí)，已經(jīng)不能通過(guò)進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)的變化控制吸入空氣量。在圖9所示的實(shí)施例中，在此時(shí)即負(fù)荷比進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)到達(dá)了界限關(guān)閉正時(shí)時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L2低的區(qū)域，通過(guò)節(jié)氣門(mén)17控制向燃燒室5內(nèi)供給的吸入空氣量。但是，在通過(guò)節(jié)氣門(mén)17進(jìn)行吸入空氣量的控制時(shí)，如圖9所示，泵送損失增大。而且，為了不發(fā)生這樣的泵送損失，在負(fù)荷比進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)達(dá)到了限界關(guān)閉正時(shí)時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L2低的區(qū)域中，在將節(jié)氣門(mén)17保持全開(kāi)或大致全開(kāi)的狀態(tài)下，可以設(shè)置成內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷越低則使空燃比越大。此時(shí)優(yōu)選將燃料噴射閥13配置于燃燒室5內(nèi)進(jìn)行成層燃燒。或者在負(fù)荷比進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)達(dá)到了限界關(guān)閉正時(shí)時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷1^2低的區(qū)域中，在將節(jié)氣門(mén)17保持全開(kāi)或大致全開(kāi)的狀態(tài)下，設(shè)置成內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷越低則使EGR 閥對(duì)的開(kāi)度越大。而且，在負(fù)荷比機(jī)械壓縮比達(dá)到了限界機(jī)械壓縮比時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L1低的運(yùn)行區(qū)域中，也不必一定要如上述控制進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)以及節(jié)氣門(mén)17的開(kāi)度，在這樣的運(yùn)行區(qū)域中，可以通過(guò)控制進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)以及節(jié)氣門(mén)17的開(kāi)度中的任一方來(lái)控制吸入空氣量。另一方面，如圖9所示，在內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷KL1高時(shí)，即在高負(fù)荷側(cè)的內(nèi)燃機(jī)中負(fù)荷運(yùn)行時(shí)和內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，實(shí)際壓縮比相對(duì)于同一的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速維持于大致同一的實(shí)際壓縮比。與此相對(duì)，在內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷比L1低時(shí)，即機(jī)械壓縮比保持為限界機(jī)械壓縮比時(shí)，實(shí)際壓縮比由進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)決定，若如內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷處于L1和L2之間那樣延遲進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)，則實(shí)際壓縮比降低，若如內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷處于比L2低的運(yùn)行區(qū)域那樣將進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)保持為限界關(guān)閉正時(shí)，則實(shí)際壓縮比被維持為一定值。而且，若內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速變高則在燃燒室5內(nèi)的混合氣中發(fā)生紊亂流，所以難以發(fā)生爆震，因此，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速越高，則使實(shí)際壓縮比越高。另一方面，如前述在圖8B中所示的超高膨脹比循環(huán)中膨脹比設(shè)為26。雖然該膨脹比越高越好，但如從圖7可知，即使對(duì)于實(shí)際上可使用的下限實(shí)際壓縮比ε =5，也只要為20以上就可得到相當(dāng)高的理論熱效率。因此，在本發(fā)明中以使膨脹比變?yōu)?0以上的方式形成可變壓縮比機(jī)構(gòu)Α。此外，在圖9所示示例中，使機(jī)械壓縮比對(duì)應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷連續(xù)變化。然而，也可以使機(jī)械壓縮比對(duì)應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷分階段變化。另一方面，如在圖9中虛線所示，還可通過(guò)隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷的降低提前進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)來(lái)控制吸入空氣量而不是由節(jié)氣門(mén)17來(lái)控制吸入空氣量。因此，若表現(xiàn)為可包含圖9中由實(shí)線表示的情況和由虛線表示的情況中任一種情況，則在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，使進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷的降低，而向從壓縮下止點(diǎn)離開(kāi)的方向移動(dòng)直到能夠控制供給燃燒室內(nèi)的吸入空氣量的界限關(guān)閉正時(shí)L2。然而，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，如上所述，為了由三元催化劑21同時(shí)減低排氣中的未燃HC，CO和NOx，基于空燃比傳感器22的輸出信號(hào)將燃燒室5內(nèi)的平均空燃比反饋控制為理論空燃比(以下稱(chēng)為“F/B控制”)。即，在本實(shí)施方式中，由配置在三元催化劑21的排氣上游側(cè)的空燃比傳感器22檢測(cè)排氣空燃比(三元催化劑21上游側(cè)的排氣通路，供給燃燒室5和吸氣通路的空氣與燃料的比率)，并且，對(duì)來(lái)自燃料噴射閥13的燃料供給量進(jìn)行 F/B控制以使得空燃比傳感器22的輸出值成為理論空燃比。以下，關(guān)于F/B控制具體地進(jìn)行說(shuō)明。首先，在本實(shí)施方式中，由下述式(1)算出應(yīng)從燃料噴射閥13向各氣缸供給的燃料量(以下，稱(chēng)為“目標(biāo)燃料供給量”)Qft (η)。Qft (η) = Mc (η) /AFT+DQf (η-1) ... (1)其中，在上述式(1)中，η是表示ECU30中的計(jì)算次數(shù)值，例如Qft (η)表示由第η 次的計(jì)算(即在時(shí)刻η)算出的目標(biāo)燃料供給量。而且，Mc (η)表示在進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉時(shí)之前假想吸入各氣缸的缸內(nèi)的空氣量(以下，稱(chēng)為“缸內(nèi)吸入空氣量”)。缸內(nèi)吸入空氣量 Mc (η)例如通過(guò)預(yù)先實(shí)驗(yàn)性地或通過(guò)計(jì)算求出將內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速Ne和由吸入空氣量檢測(cè)器18檢測(cè)的空氣流量mt作為參數(shù)的映射或計(jì)算式，將此映射或計(jì)算式保存于ECU30的R0M32，在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行期間檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速Ne以及空氣流量mt，基于這些檢測(cè)值通過(guò)上述映射或計(jì)算式來(lái)算出。而且，AFT是目標(biāo)空燃比，在本實(shí)施方式中為理論空燃比。而且，DQf是關(guān)于后述的F/B控制而算出的燃料修正量。在燃料噴射閥13中噴射與如此算出的目標(biāo)燃料供給量相對(duì)應(yīng)量的燃料。而且，在上述說(shuō)明中，缸內(nèi)吸入空氣量Mc (η)是基于將內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速Ne和空氣流量 mt作為參數(shù)的映射等算出的，然而例如也可以由基于進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)，節(jié)氣門(mén)17的開(kāi)度以及大氣壓等的計(jì)算式等其他的方法來(lái)求取。圖10是示出算出來(lái)自燃料噴射閥13的目標(biāo)燃料供給量Qft (η)的目標(biāo)燃料供給量算出控制的控制例程的流程圖。圖示的控制例程以預(yù)定時(shí)間間隔的中斷進(jìn)行。首先，步驟11中，由曲軸轉(zhuǎn)角傳感器42以及吸入空氣量檢測(cè)器18檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速Ne以及空氣流量mt。接著，在步驟12基于在步驟11中檢測(cè)的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速Ne以及吸氣管通過(guò)空氣流量mt通過(guò)映射或通過(guò)計(jì)算式算出時(shí)刻η的缸內(nèi)吸入空氣量Mc(n)。接著，在步驟13中，基于在步驟12中算出的缸內(nèi)吸入空氣量Mc (η)以及在后述F/B控制中算出的時(shí)刻n-1的燃料修正量DQf (n-1)，通過(guò)上述式(1)算出目標(biāo)燃料供給量Qft (η)，結(jié)束控制例程。在燃料噴射閥13中噴射與如此算出的目標(biāo)燃料供給量Qft (η)相當(dāng)量的燃料。其次，關(guān)于F/B控制進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施方式中，作為F/B控制，在各計(jì)算時(shí)算出基于空燃比傳感器22的輸出值而計(jì)算的實(shí)際的燃料供給量與上述的目標(biāo)燃料供給量Qft 之間的燃料偏差量AQf,以使得此燃料偏差量AQf成為零的方式算出燃料修正量DQf。具體地，燃料修正量DQf由下述式⑵算出。而且，在下述式(2)中，DQf (n-1)是第n_l次的計(jì)算，即前一次的計(jì)算的燃料修正量，Kmp表示比例增益，Kmi表示積分增益。這些比例增益 Kmp、積分增益Kmi可以是預(yù)先確定的一定的值，也可以根據(jù)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行狀態(tài)而變化的值。
ηDQf(n) = DQf(n-1) + Kmp · AQf(n) + Kmi. ^ AQf(k)
... (2)圖11是示出算出燃料修正量DQf的F/B控制的控制例程的流程圖。圖示的控制例程以預(yù)定時(shí)間間隔的中斷進(jìn)行。首先，在步驟S21中，判定F/B控制的執(zhí)行條件是否成立。所謂F/B控制的執(zhí)行條件成立的情況，例如可以列舉不是內(nèi)燃機(jī)的冷態(tài)起動(dòng)期間(即，內(nèi)燃機(jī)冷卻水溫為一定溫度以上且不進(jìn)行起動(dòng)時(shí)燃料增量等)，不是在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行中停止從燃料噴射閥的燃料噴射的燃料切斷控制期間等。在步驟S21中判定F/B控制的執(zhí)行條件成立的情況下進(jìn)入步驟 S22。在步驟S22，檢測(cè)第η次的計(jì)算時(shí)的空燃比傳感器22的輸出值VAF (η)。接著，在步驟S23，基于在步驟22檢測(cè)的輸出值VAF(n)算出時(shí)刻η的實(shí)際空燃比AFR(η)。如此算出的實(shí)際空燃比AFR(η)通常為與第η次的計(jì)算時(shí)的流入三元催化劑21的排氣的實(shí)際的空燃比大致一致的值。接著，在步驟S24中，通過(guò)下述式C3)，算出基于空燃比傳感器22的輸出值而算出的燃料供給量與目標(biāo)燃料供給量Qft的燃料偏差量AQf。而且，在下述式C3)中，關(guān)于缸內(nèi)吸入空氣量Mc以及目標(biāo)燃料供給量Qft使用第η次的計(jì)算時(shí)的值，然而也可使用第η次的計(jì)算時(shí)之前的值。
AQf (n) = Mc (η) /AFR (η) -Qft (η) ... (3)在步驟S25中，通過(guò)上述式(2)算出時(shí)刻η的燃料修正量DQf (η)，結(jié)束控制例程。 算出的燃料修正量DQf (η)在算出目標(biāo)燃料供給量時(shí)使用于上述式(1)中。另一方面，在步驟S21中判定F/B控制的執(zhí)行條件不成立的情況，不更新燃料修正量DQf (η)而結(jié)束控制例程。而且，在上述實(shí)施方式中，作為向基于空燃比傳感器22的輸出信號(hào)的理論空燃比的F/B控制，示出進(jìn)行PI控制的情況，然而F/B控制不限于上述控制，可以進(jìn)行各種各樣的控制。然而，在使用如上所述的可變壓縮比機(jī)構(gòu)A的情況下，機(jī)械壓縮比越高，則活塞位于壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室容積越小，其結(jié)果，面容比(活塞位于壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的表面積與容積的比。以下，稱(chēng)為“S/V比”)越大。當(dāng)如此S/V比變大時(shí)，占燃燒室5全體的火焰波及不到的區(qū)域(消炎區(qū)域。接近燃燒室的壁面等火焰不能到達(dá)的區(qū)域)相對(duì)地變大。 由于基本上即使燃燒室5內(nèi)的混合氣燃燒時(shí)火焰也不能到達(dá)，所以此火焰波及不到的區(qū)域內(nèi)的混合氣中所包含的HC不燃燒。因此，若機(jī)械壓縮比變高，S/V比增大，則即使是燃燒室 5內(nèi)的混合氣發(fā)生燃燒，而不進(jìn)行燃燒的HC的量相對(duì)地增大。另一方面，若燃燒室5內(nèi)的混合氣發(fā)生燃燒，則燃燒室5內(nèi)變成為高溫?；鹧娌安坏降膮^(qū)域內(nèi)的HC若如此暴露于高溫，則一部分要變換成氫(H2)。該H2之后在燃燒室5內(nèi)不進(jìn)行燃燒而是從燃燒室5排出。因此，若通過(guò)可變壓縮比機(jī)構(gòu)A提高機(jī)械壓縮比高，則S/ V比增大，其結(jié)果，排氣中所包含吐的量增大。特別地，在本實(shí)施方式中，機(jī)械壓縮比被設(shè)為 20以上很高的壓縮比，所以，與通常的內(nèi)燃機(jī)(機(jī)械壓縮比被控制為12左右的內(nèi)燃機(jī))相比s/ν比變得極端地大，與此相伴隨，排氣中所包含的吐的量也變多。另一方面，在本實(shí)施方式中，在F/B控制空燃比時(shí)，使用空燃比傳感器22的輸出值。此外，此空燃比傳感器22對(duì)H2靈敏度高。因此，若排氣中的H2濃度高，則空燃比傳感器22的輸出值有向濃側(cè)偏移的傾向。即使是空燃比傳感器22的輸出值如此發(fā)生了偏移，只要不使用可變壓縮比機(jī)構(gòu) Α，排氣中所包含的吐的比例總是大致均一，由此空燃比傳感器22的輸出值的偏移程度總是大致均一，所以，通過(guò)予先進(jìn)行一定的修正就可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行補(bǔ)償。但是，若使用可變壓縮比機(jī)構(gòu)Α，排氣中所包含的壓的比例根據(jù)機(jī)械壓縮比、即根據(jù)S/V比而變化，所以即使是進(jìn)行一定的修正也不能適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行補(bǔ)償。而且，在通常的內(nèi)燃機(jī)中，排氣中所包含的H2的量并不是那么多，由此空燃比傳感器22的輸出值的偏移也是可以無(wú)視的程度的量。但是，在機(jī)械壓縮比為20以上的很高壓縮比的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)中，存在S/V比極端地變大的情況，與此相伴隨，排氣中所包含的 H2的比例也變高。因此，導(dǎo)致空燃比傳感器22的輸出值變成為不能無(wú)視的程度地增大而向濃側(cè)偏移，不能夠正確地檢測(cè)排氣的空燃比。其結(jié)果，存在不再能適當(dāng)?shù)乜刂瓶杖急?，招致燃燒效率的惡化及排氣排放的惡化的情況。于是，在本發(fā)明的第一實(shí)施方式中，根據(jù)機(jī)械壓縮比控制目標(biāo)空燃比。圖12是示出機(jī)械壓縮比和目標(biāo)空燃比的關(guān)系的圖。從圖12可知，在機(jī)械壓縮比高時(shí)與低時(shí)相比目標(biāo)空燃比設(shè)定得較低(設(shè)定在濃側(cè))。更具體地，隨著機(jī)械壓縮比變高， 目標(biāo)空燃比設(shè)定成較低。換而言之，在本實(shí)施方式中，隨著S/ν比變高，目標(biāo)空燃比設(shè)定成較低。在此，如上所述，排氣中所包含的H2的量隨著機(jī)械壓縮比變高而增多。而且，排氣中所包含的吐的量變得越多，空燃比傳感器22的輸出值向濃側(cè)偏移的程度越大。因此，隨著機(jī)械壓縮比變高，空燃比傳感器22的輸出值向濃側(cè)偏移的程度變大。在本實(shí)施方式中，隨著機(jī)械壓縮比變高，目標(biāo)空燃比向濃側(cè)設(shè)定。因此，即使是機(jī)械壓縮比變高而空燃比傳感器22的輸出值向濃側(cè)偏移，由于目標(biāo)空燃比以相應(yīng)的量向濃側(cè)設(shè)定，結(jié)果，就被F/B控制而使得排氣的空燃比成為實(shí)際的目標(biāo)空燃比(即理論空燃比)。 即，根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)以由機(jī)械壓縮比變高而在空燃比傳感器22的輸出值中產(chǎn)生的偏移的量來(lái)修正目標(biāo)空燃比，在空燃比傳感器22的輸出值中產(chǎn)生的偏移得到補(bǔ)償。換而言之，在本實(shí)施方式中，對(duì)作為關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行的參數(shù)的目標(biāo)空燃比進(jìn)行修正，而使得由變更機(jī)械壓縮比而變化的壓濃度的影響變小。而且，在本發(fā)明的第一實(shí)施方式中，根據(jù)進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)控制目標(biāo)空燃比。圖13是示出機(jī)械壓縮比和目標(biāo)空燃比的關(guān)系的圖。圖中的實(shí)線是進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)設(shè)定為延遲側(cè)的情況，圖中的虛線是進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)設(shè)定為提前側(cè)的情況，圖中的單點(diǎn)劃線示出進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)設(shè)定為中間程度的正時(shí)的情況。從圖13可知，進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)處于提前側(cè)時(shí)與處于延遲側(cè)時(shí)相比，目標(biāo)空燃比設(shè)定得低(濃側(cè))。更具體地，隨著進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)提前，目標(biāo)空燃比設(shè)定為較低。然而，若進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)提前，則實(shí)際的壓縮作用開(kāi)始得早，其結(jié)果，實(shí)際壓縮比變高。若實(shí)際壓縮比變高，活塞位于壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室5內(nèi)的混合氣的密度變高。 因此，火焰波及不到的區(qū)域內(nèi)存在的HC的量增大，由此，燃燒室5內(nèi)發(fā)生的H2的量也增大。 若如此吐的量增大，空燃比傳感器22產(chǎn)生的偏移變大。對(duì)以上進(jìn)行綜合，若進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)提前，則空燃比傳感器22產(chǎn)生的偏移變大。在此，在本實(shí)施方式中，隨著進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)提前，目標(biāo)空燃比設(shè)定在濃側(cè)。 因此，即使是進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)提前而空燃比傳感器22的輸出值偏移到濃側(cè)，目標(biāo)空燃比以相應(yīng)的量設(shè)定到濃側(cè)，結(jié)果，被進(jìn)行F/B控制使得排氣的空燃比成為實(shí)際的目標(biāo)空燃比(即，理論空燃比)。即，根據(jù)本實(shí)施方式，以由進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)提前而在空燃比傳感器22的輸出值中產(chǎn)生的偏移的量對(duì)目標(biāo)空燃比修正，使得空燃比傳感器22的輸出值中產(chǎn)生的偏移得到補(bǔ)償。換而言之，在本實(shí)施方式中，對(duì)作為關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行參數(shù)的目標(biāo)空燃比進(jìn)行了修正，使得由變更進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)而變化的H2濃度的影響變小。進(jìn)而，在本發(fā)明的第一實(shí)施方式中，根據(jù)EGR閥M的開(kāi)度控制目標(biāo)空燃比。圖14是示出機(jī)械壓縮比和目標(biāo)空燃比的關(guān)系的圖。圖中的實(shí)線示出EGR閥M的開(kāi)度大的情況，圖中的虛線示出EGR閥的開(kāi)度小的情況，圖中的單點(diǎn)劃線示出EGR閥M的開(kāi)度為中間程度的情況。從圖14可知，EGR閥M的開(kāi)度小時(shí)與大時(shí)相比，目標(biāo)空燃比設(shè)定得低(濃側(cè))。更具體地，隨著EGR閥M的開(kāi)度變小，目標(biāo)空燃比設(shè)定得低。然而，若EGR閥M的開(kāi)度變大，供給到燃燒室5內(nèi)的EGR氣體的量增大。如此向燃燒室5內(nèi)供給的EGR氣體的量增大，相對(duì)地向燃燒室5內(nèi)供給的空氣和燃料的混合氣的量減少，燃燒室5內(nèi)的混合氣的密度降低。因此，火焰波及不到的區(qū)域內(nèi)存在的HC的量減少，由此在燃燒室5內(nèi)發(fā)生的H2的量減少。若如此H2的量減少，則在空燃比傳感器22中產(chǎn)生的偏移變小。結(jié)合以上可知，若EGR閥M的開(kāi)度變大，則在空燃比傳感器22中產(chǎn)生的偏移變小。逆而言之，若EGR閥M的開(kāi)度小，則空燃比傳感器22中產(chǎn)生的偏移變大。在此，在本實(shí)施方式中，隨著EGR閥M的開(kāi)度變小，目標(biāo)空燃比設(shè)定為濃側(cè)。因此， 即使EGR閥M的開(kāi)度變小而空燃比傳感器22的輸出值向濃側(cè)偏移，目標(biāo)空燃比以相應(yīng)的量向濃側(cè)設(shè)定，結(jié)果，被F/B控制使得排氣的空燃比成為實(shí)際的目標(biāo)空燃比(即，理論空燃比)。即，根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)以由EGR閥M的開(kāi)度變小而在空燃比傳感器22的輸出值產(chǎn)生的偏移的量對(duì)目標(biāo)空燃比修正，在空燃比傳感器22的輸出值產(chǎn)生的偏移得到補(bǔ)償。換言之，在本實(shí)施方式中，對(duì)作為關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行的參數(shù)的目標(biāo)空燃比進(jìn)行了修正，使得由變更EGR閥M的開(kāi)度而變化的壓濃度的影響變小。而且，在上述實(shí)施方式中，在執(zhí)行F/B控制時(shí)，使用空燃比傳感器22。但是，也可取代空燃比傳感器22而使用氧傳感器來(lái)執(zhí)行F/B控制。而且，氧傳感器和空燃比傳感器22 同樣對(duì)吐的靈敏度高。因此，也可以取代空燃比傳感器22而使用氧傳感器，在此情況下， 與使用上述空燃比傳感器22的情況執(zhí)行同樣的控制。而且，除了空燃比傳感器及氧傳感器以外，還存在對(duì)吐的靈敏度高的傳感器。作為這樣的傳感器的例子，例如可以列舉檢測(cè)排氣中的NOxW濃度的NOx傳感器。在NOx傳感器中，存在排氣中的吐濃度越高則檢測(cè)出越低的NOx濃度的傾向。于是，在基于NOx傳感器的輸出值控制內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行的情況下，對(duì)關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行的參數(shù)進(jìn)行修正，使得執(zhí)行機(jī)械壓縮比越高則NOx濃度越比NOx傳感器檢測(cè)的NOx濃度高時(shí)所進(jìn)行的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行控制。例如，在機(jī)械壓縮比高時(shí)，將目標(biāo)空燃比修正得低(濃側(cè))、 或者進(jìn)行修正使得執(zhí)行使排氣空燃比暫時(shí)變濃的暫時(shí)濃空燃比7 7 〃 4々)控制的
頻度變多。綜上所述，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，是以伴隨著機(jī)械壓縮比的增大而增大的排氣中的吐濃度的影響變小的方式，根據(jù)機(jī)械壓縮比對(duì)關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行的參數(shù)進(jìn)行修正。而且，在上述實(shí)施方式中，根據(jù)機(jī)械壓縮比控制目標(biāo)空燃比。但是，若S/V比發(fā)生變更則排氣中的H2的濃度變化而產(chǎn)生同樣的問(wèn)題，所以，如上所述的控制，不限于可變壓縮比機(jī)構(gòu)A，也可以適用于具有能夠變更S/V比的S/V比變更機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)。而且，在上述實(shí)施方式中，作為排氣凈化催化劑使用了三元催化劑，也可以使用 NOxK藏還原催化劑等其他的排氣凈化催化劑。而且，在上述實(shí)施方式中，將目標(biāo)空燃比設(shè)為理論空燃比，但是目標(biāo)空燃比不一定非要設(shè)為理論空燃比，例如也可以將相比理論空燃比靠稀側(cè)的空燃比設(shè)為目標(biāo)空燃比。圖15是示出設(shè)定目標(biāo)空燃比的控制的控制例程的流程圖。如圖15所示的，首先， 在步驟S31檢測(cè)機(jī)械壓縮比。接著，在步驟S32中檢測(cè)進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)。接著，在步驟 S33檢測(cè)EGR閥M的開(kāi)度。在步驟S34基于在步驟S31檢測(cè)的機(jī)械壓縮比使用圖16A所示的映射算出基于機(jī)械壓縮比的目標(biāo)空燃比的修正量k ε m。接著，在步驟S35基于在步驟 S32檢測(cè)的進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)使用圖16B所示的映射算出基于進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉正時(shí)的目標(biāo)空燃比的修正量kivc。在步驟S36中，基于在步驟S33檢測(cè)的EGR閥M的開(kāi)度使用圖16C 所示的映射算出基于EGR閥開(kāi)度的目標(biāo)空燃比的修正量kegr。接著，在步驟S37中將從實(shí)際的目標(biāo)空燃比AFTbase減去在步驟S34 步驟S36中算出的修正量的值設(shè)為目標(biāo)空燃比 AFT。如此算出的目標(biāo)空燃比AFT在圖10的步驟S13中使用。而且，在上述實(shí)施方式中，基于進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)以及EGR閥M的開(kāi)度算出目標(biāo)空燃比的修正量，也可以基于進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)以及EGR閥M的開(kāi)度算出目標(biāo)空燃比的修正系數(shù)，將如此算出的修正系數(shù)乘以基于機(jī)械壓縮比算出的目標(biāo)空燃比的修正量。其次，關(guān)于本發(fā)明的第二實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置進(jìn)行說(shuō)明。第二實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的構(gòu)成基本上與第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的構(gòu)成是同樣的。 但是，在第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中，是根據(jù)機(jī)械壓縮比等來(lái)變更關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行的參數(shù)的值，與此相對(duì)，在第二實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中，根據(jù)機(jī)械壓縮比等對(duì)檢測(cè)裝置的輸出值進(jìn)行修正。圖17是示出機(jī)械壓縮比和空燃比傳感器22的輸出值的向稀側(cè)的修正量的關(guān)系的圖。圖中的實(shí)線示出進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)設(shè)定為延遲側(cè)的情況，圖中的虛線示出進(jìn)氣門(mén)7 的關(guān)閉正時(shí)設(shè)定為提前側(cè)的情況，圖中的單點(diǎn)劃線示出進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)設(shè)定為中間程度的正時(shí)的情況。從圖17可知，在機(jī)械壓縮比高時(shí)與低時(shí)相比，空燃比傳感器22的向稀側(cè)的修正量變大。更具體地，隨著機(jī)械壓縮比增高，空燃比傳感器22的向稀側(cè)的修正量變大。換言之， 在本實(shí)施方式中，隨著S/V比變高，空燃比傳感器22的向稀側(cè)的修正量變大。根據(jù)本實(shí)施方式，即使機(jī)械壓縮比變高而空燃比傳感器22的輸出值向濃側(cè)偏移， 空燃比傳感器22的輸出值向稀側(cè)修正相應(yīng)的量，結(jié)果，空燃比傳感器22的修正后的輸出值示出實(shí)際的排氣的空燃比。即，根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)由機(jī)械壓縮比變高而在空燃比傳感器 22的輸出值中產(chǎn)生的偏移的量來(lái)修正空燃比傳感器22的輸出值，從而在空燃比傳感器22 的輸出值中產(chǎn)生的偏移得到補(bǔ)償。換言之，在本實(shí)施方式中，是以由變更機(jī)械壓縮比而變化的H2濃度的影響變小的方式，來(lái)修正輸出值根據(jù)吐的濃度變化的檢測(cè)裝置的輸出值。而且，從圖17可知，在進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)處于提前側(cè)時(shí)與處于延遲側(cè)時(shí)相比，空燃比傳感器22的向稀側(cè)的修正量變大。更具體地，隨著進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)提前，空燃比傳感器22的向稀側(cè)的修正量變大。根據(jù)本實(shí)施方式，即使進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)提前而空燃比傳感器22的輸出值向濃側(cè)偏移，空燃比傳感器22的輸出值也向稀側(cè)修正相應(yīng)的量，結(jié)果，空燃比傳感器22的修正的輸出值表示實(shí)際的排氣的空燃比。即，根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)以因進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)提前而在空燃比傳感器22的輸出值中產(chǎn)生的偏移的量對(duì)空燃比傳感器22的輸出值進(jìn)行修正，使得在空燃比傳感器22的輸出值中產(chǎn)生的偏移得到補(bǔ)償。換言之，在本實(shí)施方式中，以因變更進(jìn)氣門(mén)7的關(guān)閉正時(shí)而變化的H2濃度的影響變小的方式，對(duì)輸出值根據(jù)H2濃度而變化的檢測(cè)裝置的輸出值進(jìn)行修正。而且，在EGR閥M的開(kāi)度小時(shí)與大時(shí)相比，也可以使空燃比傳感器22的向稀側(cè)的修正量變大。在此情況下，更具體地，隨著EGR閥M的開(kāi)度變小，空燃比傳感器22的向稀側(cè)的修正量變大。由此，即使EGR閥M的開(kāi)度變小而空燃比傳感器22的輸出值向濃側(cè)偏移，空燃比傳感器22的輸出值也向稀側(cè)修正相應(yīng)的量，所以空燃比傳感器22的被修正的輸出值成為表示實(shí)際的排氣的空燃比。而且，在本實(shí)施方式中，與上述第一實(shí)施方式同樣地，在取代空燃比傳感器22使用氧傳感器及NOx傳感器的情況下也進(jìn)行同樣的控制。因此，綜上所述，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，將檢測(cè)排氣中的特定的成分的濃度的檢測(cè)裝置、即輸出值根據(jù)排氣中的氫濃度而變化的檢測(cè)裝置的輸出值(即，排氣中的特定的成分的濃度)根據(jù)機(jī)械壓縮比來(lái)修正。
其次，關(guān)于本發(fā)明的第三實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置進(jìn)行說(shuō)明。第三實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的構(gòu)成基本上與第二實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的構(gòu)成同樣。但是，在本實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中，空燃比傳感器22的輸出值根據(jù)目標(biāo)空燃比而被修正。然而，在上述實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)中，目標(biāo)空燃比為理論空燃比被設(shè)為大致一定。與此相對(duì)，在本實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)中，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行狀態(tài)變更目標(biāo)空燃比。例如，在本實(shí)施方式中，作為排氣凈化催化劑使用NOx吸藏還原催化劑，在通常運(yùn)行時(shí)目標(biāo)空燃比設(shè)為稀， 并且，在要使NOx吸藏還原催化劑所吸藏的NOx脫離時(shí)將目標(biāo)空燃比設(shè)為濃。如此，對(duì)于目標(biāo)空燃比根據(jù)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行狀態(tài)而變化的內(nèi)燃機(jī)，在第三實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中， 根據(jù)目標(biāo)空燃比變更空燃比傳感器22的向稀側(cè)的修正量。圖18是示出機(jī)械壓縮比和空燃比傳感器22的輸出值的向稀側(cè)的修正量的關(guān)系的圖。圖中的實(shí)線示出目標(biāo)空燃比設(shè)定為稀側(cè)的情況，圖中的虛線示出目標(biāo)空燃比設(shè)定為濃側(cè)的情況，圖中的單點(diǎn)劃線示出目標(biāo)空燃比設(shè)定為大致理論空燃比的情況。從圖18可知，在目標(biāo)空燃比低(處于濃側(cè))時(shí)與高(處于稀側(cè))時(shí)相比將空燃比傳感器22的向稀側(cè)的修正量設(shè)為較大。更具體地，隨著目標(biāo)空燃比變低，空燃比傳感器22 的向稀側(cè)的修正量變大。在此，若燃燒室5內(nèi)的混合氣的空燃比變低，則混合氣中的HC濃度增大。若混合氣中的HC濃度高，則火焰波及不到的區(qū)域內(nèi)存在的HC的量增大，由此燃燒室5內(nèi)發(fā)生的H2 的量增大。若如此H2的量增大，空燃比傳感器22產(chǎn)生的偏移變大。綜上所述，若燃燒室5 內(nèi)的混合氣的空燃比降低，空燃比傳感器22的輸出值向濃側(cè)偏移。在此，在本實(shí)施方式中，隨著目標(biāo)空燃比降低，將空燃比傳感器22的向稀側(cè)的修正量設(shè)為較大。因此，即使目標(biāo)空燃比變低，空燃比傳感器22的輸出值向濃側(cè)偏移，空燃比傳感器22的輸出值也將向稀側(cè)修正相應(yīng)的量，結(jié)果，空燃比傳感器22的修正后的輸出值成為表示實(shí)際的排氣的空燃比。即，根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)以因目標(biāo)空燃比變低而在空燃比傳感器22的輸出值中產(chǎn)生的偏移的量對(duì)空燃比傳感器22的輸出值進(jìn)行修正，使得在空燃比傳感器22的輸出值中產(chǎn)生的偏移得到補(bǔ)償。換言之，在本實(shí)施方式中，以因變更目標(biāo)空燃比而變化的H2濃度的影響變小的方式，對(duì)輸出值根據(jù)H2濃度變化的檢測(cè)裝置的輸出值進(jìn)行修正。其次，關(guān)于本發(fā)明的第四實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置進(jìn)行說(shuō)明。第四實(shí)施方式的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，如圖19所示的，除了配置在三元催化劑21的排氣上游側(cè)的空燃比傳感器22以外，還具備配置在三元催化劑21的排氣下游側(cè)的氧傳感器22’。此外，存在空燃比傳感器22的輸出值因空燃比傳感器22由排氣的熱而劣化等而發(fā)生偏移的情況。若如此空燃比傳感器22的輸出值發(fā)生偏移，則會(huì)致使空燃比傳感器22例如本來(lái)在排氣空燃比為理論空燃比時(shí)所發(fā)生的輸出電壓在與理論空燃比相比為稀時(shí)發(fā)生。 在本實(shí)施方式中，通過(guò)使用下游側(cè)的氧傳感器22’的副F/B控制對(duì)在空燃比傳感器22的輸出值中產(chǎn)生的偏移進(jìn)行補(bǔ)償，使得空燃比傳感器22的輸出值成為與實(shí)際的排氣空燃比對(duì)應(yīng)的值。S卩，氧傳感器22’可以檢測(cè)排氣空燃比相比理論空燃比是濃還是稀，在實(shí)際的排氣空燃比為稀時(shí)，氧傳感器24的輸出電壓成為低值，在實(shí)際的排氣空燃比為濃時(shí)，氧傳感器24的輸出電壓成為高值。因此，在實(shí)際的排氣空燃比為大致理論空燃比時(shí)，即在理論空燃比附近上下反復(fù)時(shí)，氧傳感器22’的輸出電壓在高值和低值之間反復(fù)反轉(zhuǎn)。從此觀點(diǎn)看，在本實(shí)施方式中，對(duì)空燃比傳感器22的輸出值進(jìn)行了修正，使得氧傳感器22’的輸出電壓在高值和低值之間反復(fù)反轉(zhuǎn)。圖20是實(shí)際的排氣空燃比、氧傳感器的輸出值、空燃比傳感器22的輸出修正值 efsfb的時(shí)間圖。圖20的時(shí)間圖，與以實(shí)際的排氣空燃比成為理論空燃比的控制無(wú)關(guān)，示出在空燃比傳感器22發(fā)生偏移時(shí)實(shí)際的排氣空燃比未成為理論空燃比的情況下，空燃比傳感器22產(chǎn)生的偏移要得到補(bǔ)償?shù)臓顩r。在圖20所示的例子中，在時(shí)刻t0，實(shí)際的排氣空燃比未成為理論空燃比，相比理論空燃比為稀。這是因?yàn)椋诳杖急葌鞲衅?2發(fā)生偏移，實(shí)際的排氣空燃比相比理論空燃比為稀的空燃比時(shí)，由空燃比傳感器22輸出與理論空燃比對(duì)應(yīng)的輸出值。此時(shí)氧傳感器 22’的輸出值為低值?？杖急葌鞲衅?2的輸出修正值efsfb是對(duì)在圖11的步驟S22算出的輸出值VAF 進(jìn)行加算的修正值，在圖11的步驟S23中，基于對(duì)在步驟S22算出的輸出值VAF加上該輸出修正值efsfb而得到的值算出實(shí)際空燃比AFR(η)。因此，在此輸出修正值efsfb為正值的情況下，空燃比傳感器22的輸出值向稀側(cè)修正，為負(fù)值的情況下空燃比傳感器22的輸出值向濃側(cè)修正。從而，輸出修正值efsfb的絕對(duì)值越大，則空燃比傳感器22的輸出值進(jìn)行越大的修正。與空燃比傳感器22的輸出值為大致理論空燃比時(shí)無(wú)關(guān)地，在氧傳感器22’的輸出值為低值時(shí)，意味著空燃比傳感器22的輸出值向濃側(cè)偏移了。于是，在本實(shí)施方式中，在氧傳感器22’的輸出值為低值時(shí)，如圖20所示的，使輸出修正值efsfb的值增大，將空燃比傳感器22的輸出值向稀側(cè)修正。另一方面，與空燃比傳感器22的輸出值為大致理論空燃比無(wú)關(guān)地，在氧傳感器24的輸出值為高值時(shí)，使輸出修正值efsfb的值減少，將空燃比傳感器 22的輸出值向濃側(cè)修正。具體地，輸出修正值efsfb的值通過(guò)下述式(4)計(jì)算。而且，在下述式(4)中， efsfb (n-1)是第n-1次，即前一次的計(jì)算時(shí)的輸出修正值，Ksp表示比例增益，Ksi表示積分增益。而且，Δ VO(η)表示第η次的計(jì)算時(shí)的氧傳感器22’的輸出值和目標(biāo)輸出值(在本實(shí)施方式中，與理論空燃比對(duì)應(yīng)的值)的輸出偏差。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，具有能夠變更燃燒室的S/V比的s/ν比變更機(jī)構(gòu)、輸出值根據(jù)伴隨著S/ν比的增大而增大的排氣中的氫濃度而變化的檢測(cè)裝置，基于該檢測(cè)裝置的輸出值控制內(nèi)燃機(jī)，其中，根據(jù)上述S/ν比變更機(jī)構(gòu)的s/ν比，對(duì)上述檢測(cè)裝置的輸出值或關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行的參數(shù)進(jìn)行修正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其中，進(jìn)行上述檢測(cè)裝置的輸出值或關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行的參數(shù)的修正，使得伴隨著S/ν比的增大而增大的排氣中的氫濃度的影響變小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其中，上述檢測(cè)裝置是檢測(cè)氫以外的排氣中的特定的成分的濃度的裝置，根據(jù)上述S/ν比變更機(jī)構(gòu)的s/ν比，對(duì)由上述檢測(cè)裝置檢測(cè)出的特定的成分的濃度進(jìn)行修正。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其中，上述檢測(cè)裝置是檢測(cè)氫以外的排氣中的特定的成分的濃度的裝置，根據(jù)上述S/V比變更機(jī)構(gòu)的S/V比，對(duì)關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行的參數(shù)進(jìn)行修正。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其中，上述檢測(cè)裝置是檢測(cè)排氣中的氧濃度或空燃比的氧傳感器或空燃比傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其中，上述關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行的參數(shù)是目標(biāo)空燃比。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其中，上述檢測(cè)裝置是檢測(cè)排氣中的 NOx濃度的NOx傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其中，還具有能夠控制進(jìn)氣門(mén)的關(guān)閉正時(shí)的可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)，除了根據(jù)上述S/V比變更機(jī)構(gòu)的S/V比以外，還根據(jù)進(jìn)氣門(mén)的關(guān)閉正時(shí)，對(duì)上述檢測(cè)裝置的輸出值或關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行的參數(shù)進(jìn)行修正。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其中，還具有連通內(nèi)燃機(jī)吸氣通路和內(nèi)燃機(jī)排氣通路的EGR通路、開(kāi)閉該EGR通路的EGR閥，除了根據(jù)上述S/V比變更機(jī)構(gòu)的S/ V比以外，還根據(jù)EGR閥的開(kāi)度，對(duì)上述檢測(cè)裝置的輸出值或關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行的參數(shù)進(jìn)行修正。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其中，還具有配置于內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)的排氣凈化催化劑，上述檢測(cè)裝置具有配置于上述排氣凈化催化劑的上游側(cè)的上游側(cè)的氧傳感器或空燃比傳感器、和配置于該排氣凈化催化劑的下游側(cè)的下游側(cè)的氧傳感器或空燃比傳感器，基于上述上游側(cè)的氧傳感器或空燃比傳感器的輸出值控制燃料供給量使得排氣空燃比變?yōu)槟繕?biāo)空燃比，在上述上游側(cè)的氧傳感器或空燃比傳感器的輸出值從實(shí)際的排氣空燃比偏移了的情況下，基于上述下游側(cè)的氧傳感器或空燃比傳感器的輸出值對(duì)上游側(cè)的氧傳感器或空燃比傳感器的輸出值或者燃料供給量進(jìn)行修正，根據(jù)上述S/ν比變更機(jī)構(gòu)的s/ν比，對(duì)基于上述下游側(cè)的氧傳感器或空燃比傳感器的輸出值的上述上游側(cè)的氧傳感器或空燃比傳感器的輸出值或者燃料供給量的修正量進(jìn)行修正。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其中，上述S/ν比變更機(jī)構(gòu)是能夠變更機(jī)械壓縮比的可變壓縮比機(jī)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其中，還具有能夠控制進(jìn)氣門(mén)的關(guān)閉正時(shí)的可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)，供給到燃燒室內(nèi)的吸入空氣量主要通過(guò)改變進(jìn)氣門(mén)的關(guān)閉正時(shí)來(lái)控制，在內(nèi)燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)與內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)相比，機(jī)械壓縮比被增高。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其中，在內(nèi)燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，機(jī)械壓縮比被設(shè)定為最大機(jī)械壓縮比。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其中，在內(nèi)燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，膨脹比被設(shè)為20以上。
全文摘要
本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置具有能夠變更燃燒室的S/V比的S/V比變更機(jī)構(gòu)、輸出值根據(jù)伴隨著S/V比的增大而增大的排氣中的氫濃度而變化的檢測(cè)裝置，基于該檢測(cè)裝置的輸出值控制內(nèi)燃機(jī)。而且，根據(jù)S/V比變更機(jī)構(gòu)的S/V比，對(duì)檢測(cè)裝置的輸出值或關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行的參數(shù)進(jìn)行修正。由此，即使伴隨著S/V比的增大而排氣中的氫濃度增大，也可以適當(dāng)?shù)乜刂苾?nèi)燃機(jī)。
文檔編號(hào)F02D19/02GK102325982SQ200980157149
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2009年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月20日
發(fā)明者岡崎俊太郎, 加古純一 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社