專利名稱：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)明涉及火花點(diǎn)火 式內(nèi)燃機(jī)。
背景技術(shù)：
公知有如下的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)該火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)具備可變壓縮比機(jī)構(gòu)，該可變壓縮比機(jī)構(gòu)能夠變更機(jī)械壓縮比；以及可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)，該可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)能夠?qū)M(jìn)氣門的閉閥正時(shí)進(jìn)行控制，主要通過改變進(jìn)氣門的閉閥正時(shí)來對(duì)朝燃燒室內(nèi)供給的進(jìn)氣量進(jìn)行控制，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，與內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)相比較，機(jī)械壓縮比變高(例如參照專利文獻(xiàn)I)。特別地，由于與實(shí)際壓縮比相比機(jī)械壓縮比(即膨脹比)對(duì)理論熱效率造成的影響更大，因此，在專利文獻(xiàn)I所記載的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)中，在內(nèi)燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)將實(shí)際壓縮比維持在較低的值，并將機(jī)械壓縮比設(shè)定成例如20以上的較高的值。由此，在專利文獻(xiàn)I所記載的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)中，能夠使理論熱效率極高，伴隨與此，燃料消耗率得到大
幅改善。專利文獻(xiàn)I :日本特開2007-303423號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本特開昭62-085142號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本實(shí)開昭56-122735號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本特開2002-256950號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5 日本特開2002-349304號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)6 :日本特開2005-127216號(hào)公報(bào)然而，在專利文獻(xiàn)I所記載的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)中，內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷越低，則越使機(jī)械壓縮比増大。但是，在可變壓縮比機(jī)構(gòu)中，并不能夠使機(jī)械壓縮比無限制地增高，因燃燒室5的構(gòu)造的原因，無法使機(jī)械壓縮比高于某一一定的機(jī)械壓縮比(極限機(jī)械壓縮比)。因此，在上述火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)中，在負(fù)荷低于機(jī)械壓縮比達(dá)到極限機(jī)械壓縮比時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷的區(qū)域中，機(jī)械壓縮比被保持在極限機(jī)械壓縮比。 并且，在專利文獻(xiàn)I所記載的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)中，主要通過改變進(jìn)氣門的閉閥正時(shí)來對(duì)朝燃燒室內(nèi)供給的進(jìn)氣量進(jìn)行控制，因此，內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷越低，則進(jìn)氣門的閉閥正時(shí)越是朝遠(yuǎn)離進(jìn)氣下死點(diǎn)的方向滯后。然而，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變低而應(yīng)當(dāng)朝燃燒室內(nèi)供給的進(jìn)氣量減少時(shí)，根據(jù)進(jìn)氣門的閉閥正時(shí)仍然無法對(duì)朝燃燒室內(nèi)供給的進(jìn)氣量進(jìn)行控制。因此，在負(fù)荷低于進(jìn)氣門的閉閥正時(shí)達(dá)到能夠?qū)Τ紵覂?nèi)供給的進(jìn)氣量進(jìn)行控制的極限閉閥正時(shí)時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷的區(qū)域中，利用節(jié)氣門對(duì)朝燃燒室內(nèi)供給的進(jìn)氣量進(jìn)行控制。這樣，在內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷低的區(qū)域中，機(jī)械壓縮比被保持在極限機(jī)械壓縮比，并且，利用節(jié)氣門對(duì)朝燃燒室內(nèi)供給的進(jìn)氣量進(jìn)行控制。因此，在該區(qū)域中，無法充分地提高熱效率
發(fā)明內(nèi)容
因此，鑒于上述問題，本發(fā)明提供一種即便是在內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷低的區(qū)域中也能夠?qū)崿F(xiàn)高的熱效率的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)。作為用于解決上述課題的手段，本發(fā)明提供權(quán)利要求 書的各項(xiàng)權(quán)利要求所記載的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。在本發(fā)明的第一方式中，火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)具備多個(gè)氣缸，能夠使這些氣缸中的一部分氣缸中的燃燒停止，其中，上述火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)具備可變壓縮比機(jī)構(gòu)，該可變壓縮比機(jī)構(gòu)能夠變更機(jī)械壓縮比；以及可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)，該可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)能夠?qū)M(jìn)氣門的閉閥正時(shí)進(jìn)行控制，當(dāng)使一部分氣缸停止時(shí)或者使停止氣缸增加時(shí)，使進(jìn)氣門的閉閥正時(shí)朝接近進(jìn)氣下死點(diǎn)側(cè)的方向移動(dòng)，并且使工作中的氣缸的機(jī)械壓縮比降低。在本發(fā)明的第二方式中，當(dāng)使上述一部分氣缸停止時(shí)或者使停止氣缸增加時(shí)，使節(jié)氣門的開度増大。在本發(fā)明的第三方式中，當(dāng)使上述一部分氣缸停止時(shí)或者使停止氣缸增加時(shí)，使工作中的氣缸的實(shí)際壓縮比増大。在本發(fā)明的第四方式中，當(dāng)使上述一部分氣缸停止時(shí)或者使停止氣缸增加時(shí)，在開始由可變壓縮比機(jī)構(gòu)進(jìn)行的使工作中的氣缸的機(jī)械壓縮比下降的下降動(dòng)作之后，開始由可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)進(jìn)行的對(duì)進(jìn)氣門的閉閥正時(shí)的移動(dòng)。在本發(fā)明的第五方式中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷低于切換負(fù)荷時(shí)，該火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行使一部分氣缸停止的減缸運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷在切換負(fù)荷以上時(shí)，該火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行使所有的氣缸工作的全缸運(yùn)轉(zhuǎn)，在內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷低于切換負(fù)荷時(shí)，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷朝低于切換負(fù)荷的規(guī)定負(fù)荷降低，使機(jī)械壓縮比増大并使實(shí)際壓縮比保持恒定。在本發(fā)明的第六方式中，上述規(guī)定負(fù)荷是隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷從切換負(fù)荷降低而使機(jī)械壓縮比増大的情況下，當(dāng)機(jī)械壓縮比達(dá)到最大機(jī)械壓縮比時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷。在本發(fā)明的第七方式中，上述切換負(fù)荷是最大內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷的一半以下的負(fù)荷。在本發(fā)明的第八方式中，在進(jìn)行全缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，上述切換負(fù)荷在熱效率最大的負(fù)荷以下，在進(jìn)行減缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，上述切換負(fù)荷在熱效率最大的負(fù)荷以上。在本發(fā)明的第九方式中，上述切換負(fù)荷是進(jìn)行減缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的熱效率和進(jìn)行全缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的熱效率相等時(shí)的負(fù)荷。以下，根據(jù)附圖和本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的記載，能夠更充分地理解本發(fā)明。


圖I是火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的整體圖。圖2是可變壓縮比機(jī)構(gòu)的分解立體圖。圖3是粗略地示出的內(nèi)燃機(jī)的側(cè)視剖視圖。圖4是示出可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)的圖。圖5是示出進(jìn)氣門以及排氣門的升程量的圖。圖6是用于對(duì)機(jī)械壓縮比、實(shí)際壓縮比以及膨脹比進(jìn)行說明的圖。圖7是示出理論熱效率與膨脹比之間的關(guān)系的圖。圖8是用于對(duì)通常的循環(huán)以及超高膨脹比循環(huán)進(jìn)行說明的圖。圖9是示出與內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷相應(yīng)的機(jī)械壓縮比等的變化的圖。
圖10是將圖9的低負(fù)荷區(qū)域放大后的圖。圖11是示出本實(shí)施方式的火花點(diǎn) 火式內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)控制的控制程序的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。另外，在以下的說明中，對(duì)同樣的構(gòu)成要素賦予同一參考標(biāo)號(hào)。圖I中示出火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的側(cè)視剖視圖。參照?qǐng)DI, I表不曲軸箱,2表不氣缸體,3表不氣缸蓋,4表不活塞,5表不燃燒室，6表不配置于燃燒室5的頂面中央部的火花塞,7表不進(jìn)氣門，8表不進(jìn)氣ロ，9表不排氣門，10表示排氣ロ。進(jìn)氣ロ 8經(jīng)由進(jìn)氣支管11連結(jié)于浪涌調(diào)整槽12，在各進(jìn)氣支管11分別配置有用于朝對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣ロ 8內(nèi)噴射燃料的燃料噴射閥13。另外，燃料噴射閥13也可以代替安裝于各進(jìn)氣支管11而配置在各燃燒室5內(nèi)。浪涌調(diào)整槽12經(jīng)由進(jìn)氣道14連結(jié)于空氣濾清器15，在進(jìn)氣道14內(nèi)配置有由致動(dòng)器16驅(qū)動(dòng)的節(jié)氣門17和使用例如熱線的進(jìn)氣量檢測(cè)器18。另ー方面，排氣ロ 10經(jīng)由排氣歧管19與內(nèi)置有例如三元催化劑的催化轉(zhuǎn)換器20連結(jié)，在排氣歧管19內(nèi)配置有空燃比傳感器21。另ー方面，在圖I所示的實(shí)施方式中，在曲軸箱I與氣缸體2之間的連結(jié)部設(shè)置有可變壓縮比機(jī)構(gòu)A，此外，還設(shè)置有可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B，上述可變壓縮比機(jī)構(gòu)A能夠通過使曲軸箱I和氣缸體2的在氣缸軸線方向的相對(duì)位置變化而變更當(dāng)活塞4位于壓縮上死點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積，上述可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B能夠?qū)M(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)進(jìn)行控制。電子控制単元30由數(shù)字計(jì)算機(jī)構(gòu)成，且具備由雙向總線31相互連接的ROM(只讀存儲(chǔ)器)32、RAM (隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器)33、CPU (微處理器)34、輸入端ロ 35以及輸出端ロ 36。進(jìn)氣量檢測(cè)器18的輸出信號(hào)、空燃比傳感器21的輸出信號(hào)經(jīng)由各自對(duì)應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換器37輸入至輸入端ロ 35。并且，在加速踏板40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輸入至輸入端ロ 35。此外，在輸入端ロ 35連接有曲軸轉(zhuǎn)角傳感器42，該曲軸轉(zhuǎn)角傳感器42在曲軸每轉(zhuǎn)過例如10°時(shí)即產(chǎn)生輸出脈沖。另ー方面，輸出端ロ 36經(jīng)由對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)回路38連接于火花塞6、燃料噴射閥13、節(jié)氣門驅(qū)動(dòng)用的致動(dòng)器16、可變壓縮比機(jī)構(gòu)A以及可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B。本實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)是直列四缸式的內(nèi)燃機(jī)，能夠切換成使四個(gè)氣缸全都工作的全缸運(yùn)轉(zhuǎn)、和僅使四個(gè)氣缸中的兩個(gè)氣缸工作而使其余的兩個(gè)氣缸停止的減缸運(yùn)轉(zhuǎn)。在本實(shí)施方式中，在減缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的兩個(gè)停止中的氣缸中，并不進(jìn)行從燃料噴射閥13噴射燃料的燃料噴射，由此使燃燒室5內(nèi)的燃燒停止。然而，即便是在停止中的氣缸中，也與其他的エ作中的兩個(gè)氣缸同樣進(jìn)行進(jìn)氣門7以及排氣門9的開閉。因而，在本實(shí)施方式中，可以說在減缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，針對(duì)所有的氣缸以同樣的正時(shí)進(jìn)行進(jìn)氣門7的開閉，但僅針對(duì)工作中的氣缸進(jìn)行從燃料噴射閥13噴射燃料的燃料噴射。另外，在本實(shí)施方式中，作為內(nèi)燃機(jī)使用直列四缸式的內(nèi)燃機(jī)，但只要是具備多個(gè)氣缸的內(nèi)燃機(jī)即可，可以使用直列六缸內(nèi)燃機(jī)、V型排列八缸內(nèi)燃機(jī)等任意的內(nèi)燃機(jī)。并且，在本實(shí)施方式中，在減缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使兩個(gè)氣缸中的燃燒停止，但只要僅使所有氣缸中的一部分氣缸的燃燒停止即可，可以使幾個(gè)氣缸的燃燒停止。此外，在本實(shí)施方式中，在減缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，針對(duì)停止中的氣缸也與其他的工作中的氣缸同樣進(jìn)行進(jìn)氣門7以及排氣門9的開閉。然而，也可以是針對(duì)停止中的氣缸，除了使燃燒停止之外，也使進(jìn)氣門7、排氣門9的動(dòng)作停止，將 進(jìn)氣門7、排氣門9維持在關(guān)閉狀態(tài)。作為這樣針對(duì)停止中的氣缸將進(jìn)氣門7等維持在關(guān)閉狀態(tài)的方法，例如可以考慮如下方法作為可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B使用能夠任意地對(duì)進(jìn)氣門7的開閉進(jìn)行控制的電磁驅(qū)動(dòng)閥從而針對(duì)停止中的氣缸使進(jìn)氣門7不會(huì)打開，或者，作為內(nèi)燃機(jī)使用V型的內(nèi)燃機(jī)而在減缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)針對(duì)一方的氣缸組的所有氣缸使該氣缸組的凸輪軸在進(jìn)氣門7關(guān)閉的位置停止。圖2示出圖I所示的可變壓縮比機(jī)構(gòu)A的分解立體圖，圖3示出粗略地表示的內(nèi)燃機(jī)的側(cè)視剖視圖。參照?qǐng)D2，在氣缸體2的兩側(cè)壁的下方形成有相互隔開間隔的多個(gè)突出部50，在各突出部50內(nèi)分別形成有截面呈圓形的凸輪插入孔51。另ー方面，在曲軸箱I的上壁面上形成有相互隔開間隔且嵌合在各自所對(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)也分別形成有截面呈圓形的凸輪插入孔53。如圖2所示，設(shè)置有ー對(duì)凸輪軸54、55，在各凸輪軸54、55上以之間空余ー個(gè)位置的方式固定有圓形凸輪58，該圓形凸輪58以能夠旋轉(zhuǎn)的方式插入于各凸輪插入孔51內(nèi)。這些圓形凸輪58的軸線與各凸輪軸54、55的旋轉(zhuǎn)軸線共軸。另ー方面，如圖3所示，在各圓形凸輪58之間延伸有相對(duì)于各凸輪軸54、55的旋轉(zhuǎn)軸線偏心配置的偏心軸57，在該偏心軸57上以能夠偏心地旋轉(zhuǎn)的方式安裝有另外的圓形凸輪56。如圖2所示，這些圓形凸輪56配置在各圓形凸輪58的兩側(cè)，這些圓形凸輪56以能夠旋轉(zhuǎn)的方式插入于對(duì)應(yīng)的各凸輪插入孔51內(nèi)。從圖3(A)所示的狀態(tài)使固定于各凸輪軸54、55上的圓形凸輪58如圖3(A)中以箭頭所示那樣相互朝相反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，偏心軸57朝相互離開的方向移動(dòng)，因此，圓形凸輪56在凸輪插入孔51內(nèi)朝與圓形凸輪58相反方向旋轉(zhuǎn)，如圖3(B)所示，如圖3(B)所示，偏心軸57的位置從高位置變成中間高度位置。接著，當(dāng)進(jìn)ー步使圓形凸輪58朝箭頭所示的方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，如圖3(C)所示，偏心軸57成為最低位置。另外，在圖3(A)、圖3(B)、圖3 (C)中示出了各個(gè)狀態(tài)下的圓形凸輪58的中心a、偏心軸57的中心b、圓形凸輪56的中心c之間的位置關(guān)系。對(duì)圖3(A)至圖3(C)進(jìn)行比較可知，曲軸箱I與氣缸體2之間的相對(duì)位置由圓形凸輪58的中心a與圓形凸輪56的中心c之間的距離確定，圓形凸輪58的中心a與圓形凸輪56的中心c之間的距離越大，則氣缸體2越是遠(yuǎn)離曲軸箱I。即，可變壓縮比機(jī)構(gòu)A利用使用旋轉(zhuǎn)的凸輪的曲軸機(jī)構(gòu)使曲軸箱I與氣缸體2之間的相對(duì)位置變化。當(dāng)氣缸體2從曲軸箱I離開時(shí)，活塞4位于壓縮上死點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積増大，因而，通過使各凸輪軸54,55旋轉(zhuǎn)，能夠變更活塞4位于壓縮上死點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積。如圖2所示，為了使各凸輪軸54、55分別朝相反方向旋轉(zhuǎn)，在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)59的旋轉(zhuǎn)軸分別安裝有螺旋方向相反的一對(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54、55的端部。在本實(shí)施方式中，通過對(duì)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)59進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，能夠使活塞4位于壓縮上死點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積遍及廣范圍變更。另外，圖I至圖3所示的可變壓縮比機(jī)構(gòu)A示出一例，任何形式的可變壓縮比機(jī)構(gòu)都能使用。另ー方面，圖4示出在圖I中相對(duì)于用于驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門7的凸輪軸70設(shè)置的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B。如圖4所示，可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B由凸輪相位變更部BI和凸輪作用角變更部B2構(gòu)成，凸輪相位變更部BI安裝于凸輪軸70的一端，用于變更凸輪軸70的凸輪的相位，凸輪作用角變更部B2配置在凸輪軸70與進(jìn)氣門7的 氣門挺桿26之間，將凸輪軸70的凸輪的作用角變更成不同的作用角并傳遞至進(jìn)氣門7。另外，對(duì)于凸輪作用角變更部B2，在圖4中以側(cè)視剖視圖和俯視圖示出。首先，最初對(duì)可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B的凸輪相位變更部BI進(jìn)行說明，該凸輪相位變更部BI具備正時(shí)帶輪71，利用內(nèi)燃機(jī)的曲軸經(jīng)由正時(shí)皮帶使該正時(shí)帶輪71朝箭頭方向旋轉(zhuǎn)；圓筒狀殼體72，該圓筒狀殼體72與正時(shí)帶輪71—起旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)軸73，該旋轉(zhuǎn)軸73與凸輪軸70 —起旋轉(zhuǎn)，且能夠相對(duì)于圓筒狀殼體72相對(duì)旋轉(zhuǎn)；多個(gè)分隔壁74，這些分隔壁74從圓筒狀殼體72的內(nèi)周面延伸到旋轉(zhuǎn)軸73的外周面；以及葉片75，葉片75在各分隔壁74之間從旋轉(zhuǎn)軸73的外周面延伸到圓筒狀殼體72的內(nèi)周面，在各葉片75的兩側(cè)分別形成有提前角用液壓室76和滯后角用液壓室77。向各液壓室76、77供給工作油的供給控制由工作油供給控制閥78進(jìn)行。該工作油供給控制閥78具備分別連結(jié)于各液壓室76、77的液壓ロ 79、80 ;從液壓泵81排出的エ作油的供給ロ 82 ;—對(duì)排泄ロ 83、84 ;以及用于進(jìn)行各ロ 79、80、82、83、84之間的連通遮斷的滑閥85。當(dāng)應(yīng)當(dāng)使凸輪軸70的凸輪的相位提前時(shí)，在圖4中，使滑閥85朝下方移動(dòng)，從供給ロ 82供給的工作油經(jīng)由液壓ロ 79被供給到提前角用液壓室76，并且滯后角用液壓室77內(nèi)的工作油從排泄ロ 84被排出。此時(shí)，使旋轉(zhuǎn)軸73相對(duì)于圓筒狀殼體72朝箭頭X方向相對(duì)旋轉(zhuǎn)。與此相対，當(dāng)應(yīng)當(dāng)使凸輪軸70的凸輪的相位滯后時(shí)，在圖4中，使滑閥85朝上方移動(dòng)，從供給ロ 82供給的工作油經(jīng)由液壓ロ 80被供給到滯后角用液壓室77，并且提前角用液壓室76內(nèi)的工作油從排泄ロ 83被排出。此時(shí)，使旋轉(zhuǎn)軸73相對(duì)于圓筒狀殼體72朝與箭頭X相反方向相對(duì)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)使旋轉(zhuǎn)軸73相對(duì)于圓筒狀殼體72相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，若滑閥85返回圖4所示的中立位置則使旋轉(zhuǎn)軸73的相對(duì)旋轉(zhuǎn)動(dòng)作停止，旋轉(zhuǎn)軸73被保持在此時(shí)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位置。因而，能夠利用凸輪相位變更部BI如圖5(A)所示使凸輪軸70的凸輪的相位提前或者滯后期望的量。即，能夠利用凸輪相位變更部BI使進(jìn)氣門7的開閥正時(shí)任意地提前或者滯后。其次，對(duì)可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B的凸輪作用角變更部B2進(jìn)行說明，該凸輪作用角變更部B2具備控制桿90，該控制桿90與凸輪軸70平行地并列配置，且利用致動(dòng)器91使該控制桿90沿軸線方向移動(dòng)；中間凸輪94，該中間凸輪94與凸輪軸70的凸輪92卡合，且以能夠滑動(dòng)的方式與形成在控制桿90上的沿軸線方向延伸的花鍵93嵌合；以及擺動(dòng)凸輪96，該擺動(dòng)凸輪96與氣門挺桿26卡合以便對(duì)進(jìn)氣門7進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并且，以能夠滑動(dòng)的方式與形成在控制桿90上的呈螺旋狀延伸的花鍵95嵌合，在擺動(dòng)凸輪96上形成有凸輪97。當(dāng)凸輪軸70旋轉(zhuǎn)時(shí)，利用凸輪92使中間凸輪94始終以恒定的角度擺動(dòng)，此吋，使擺動(dòng)凸輪96也以恒定的角度擺動(dòng)。另ー方面，中間凸輪94以及擺動(dòng)凸輪96被支承為不能沿控制桿90的軸線方向移動(dòng)，因而，當(dāng)利用致動(dòng)器91使控制桿90沿軸線方向移動(dòng)時(shí)，使擺動(dòng)凸輪96相對(duì)于中間凸輪94相對(duì)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)因中間凸輪94與擺動(dòng)凸輪96之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位置關(guān)系而在凸輪軸70的凸輪92開始與中間凸輪94卡合時(shí)擺動(dòng)凸輪96的凸輪97開始與氣門挺桿26卡合的情況下，如圖5(B)中以a所示那樣進(jìn)氣門7 的開閥期間以及升程最大。與此相對(duì)，當(dāng)利用致動(dòng)器91使擺動(dòng)凸輪96相對(duì)于中間凸輪94朝圖4的箭頭Y方向相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，在凸輪軸70的凸輪92與中間凸輪94卡合之后，稍后擺動(dòng)凸輪96的凸輪97與氣門挺桿26卡合。在該情況下，如圖5(B)中以b所示那樣進(jìn)氣門7的開閥期間以及升程量小于a的情況下的開閥期間以及升程量。當(dāng)使擺動(dòng)凸輪96相對(duì)于中間凸輪94朝圖4的箭頭Y方向進(jìn)ー步相對(duì)旋轉(zhuǎn)吋，如圖5(B)中以c所示那樣進(jìn)氣門7的開閥期間以及升程量變得更小。S卩，通過利用致動(dòng)器91變更中間凸輪94和擺動(dòng)凸輪96的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位置，能夠任意地改變進(jìn)氣門7的開閥期間(作用角)。但是，在該情況下，進(jìn)氣門7的開閥期間越短，進(jìn)氣門7的升程量越小。這樣，由于能夠利用凸輪相位變更部BI任意地變更進(jìn)氣門7的開閥正時(shí)，能夠利用凸輪作用角變更部B2任意地變更進(jìn)氣門7的開閥期間，因此能夠利用凸輪相位變更部BI和凸輪作用角變更部B2雙方、即利用可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B任意地變更進(jìn)氣門7的開閥正時(shí)和開閥期間、即進(jìn)氣門7的開閥正時(shí)和閉閥正吋。另外，圖I以及圖4所示的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B示出一例，能夠采用圖I以及圖4所示的例子以外的各種形式的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)。特別是在本發(fā)明的實(shí)施方式中，只要是能夠變更進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)的可變閉閥正時(shí)機(jī)構(gòu)即可，可以使用任何形式的機(jī)構(gòu)。并且，相對(duì)于排氣門9也可以設(shè)置與進(jìn)氣門7的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B同樣的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)。其次，參照?qǐng)D6對(duì)在本申請(qǐng)中使用的用語的意思進(jìn)行說明。另外，圖6 (A)、(B)、(C)中，為了進(jìn)行說明而示出了燃燒室容積為50ml且活塞的行程容積為500ml的發(fā)動(dòng)機(jī)，在圖6(A)、(B)、(C)中，燃燒室容積表示活塞位于壓縮上死點(diǎn)時(shí)的燃燒室的容積。圖6(A)對(duì)機(jī)械壓縮比進(jìn)行說明。機(jī)械壓縮比是僅根據(jù)壓縮行程時(shí)的活塞的行程容積和燃燒室容積機(jī)械地確定的值，該機(jī)械壓縮比以(燃燒室容積+行程容積)/燃燒室容積表示。在圖6(A)所示的例子中，該機(jī)械壓縮比為(50ml+500ml)/50ml = 11。圖6(B)對(duì)實(shí)際壓縮比進(jìn)行說明。該實(shí)際壓縮比是根據(jù)從實(shí)際開始?jí)嚎s作用時(shí)開始直到活塞到達(dá)上死點(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)際壓縮比以(燃燒室容積+實(shí)際的行程容積)/燃燒室容積表示。即，如圖6(B)所示，在壓縮行程中，即便活塞開始上升，在進(jìn)氣門開閥的期間并不進(jìn)行壓縮作用，從進(jìn)氣門閉閥開始才開始進(jìn)行實(shí)際的壓縮作用。因而，實(shí)際壓縮比使用實(shí)際的行程容積以上述方式表示。在圖6(B)所示的例子中，實(shí)際壓縮比為(50ml+450ml)/50ml = 10。圖6(C)對(duì)膨脹比進(jìn)行說明。膨脹比是根據(jù)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。其次，參照?qǐng)D7以及圖8對(duì)在本發(fā)明中使用的超高膨脹比循環(huán)進(jìn)行說明。另外，圖7示出理論熱效率與膨脹比之間的關(guān)系，圖8示出在本發(fā)明中根據(jù)載荷不同而區(qū)分使用的通常的循環(huán)和超高膨脹比循環(huán)之間的比較。圖8(A)示出進(jìn)氣門在下死點(diǎn)附近閉閥，從大致壓縮下死點(diǎn)附近起開始進(jìn)行基于活塞的壓縮作用的情況下的通常的循環(huán)。在該圖8(A)所示的例子中，與圖6(A)、(B)、(C)所示的例子同樣，燃燒室容積設(shè)定成50ml，活塞的行程容積設(shè)定成500ml。從圖8(A)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的實(shí)線示出實(shí)際壓縮比與膨脹比大致相等的情況下、即通常的循環(huán)中的理論熱效率的變化?？芍谠撉?況下，膨脹比越大、即實(shí)際壓縮比越高，則理論熱效率越高。因而，在通常的循環(huán)中，為了提高理論熱效率，只要提高實(shí)際壓縮比即可。然而，因內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的爆震的產(chǎn)生的制約，實(shí)際壓縮比最大也只能提高到12左右，這樣，在通常的循環(huán)中無法充分地提高理論熱效率。另ー方面，在這種狀況下，研究嚴(yán)格地區(qū)分機(jī)械壓縮比和實(shí)際壓縮比從而提高理論熱效率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)理論熱效率由膨脹比支配，實(shí)際壓縮比幾乎不會(huì)對(duì)理論熱效率造成影響。即，如果提高實(shí)際壓縮比，則爆發(fā)カ提高，但為了進(jìn)行壓縮需要大的能量，這樣，即便提高實(shí)際壓縮比，理論熱效率也幾乎不會(huì)增高。與此相對(duì)，如果增大膨脹比，則膨脹行程時(shí)相對(duì)于活塞作用有下壓カ的期間變長(zhǎng)，這樣，活塞對(duì)曲軸賦予旋轉(zhuǎn)カ的期間變長(zhǎng)。因而，膨脹比越大則理論熱效率越高。圖7的虛線e =10示出在將實(shí)際壓縮比固定于10的狀態(tài)下提高膨脹比的情況下的理論熱效率?？芍赃@種方式在將實(shí)際壓縮比維持于較低值的狀態(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)線所示使實(shí)際壓縮比和膨脹比一起増大的情況下的理論熱效率的上升量并無大的差異。如果以這種方式將實(shí)際壓縮比維持于較低值則不會(huì)發(fā)生爆震，因而，如果在將實(shí)際壓縮比維持于較低值的狀態(tài)下提高膨脹比，則能夠阻止發(fā)生爆震且能夠大幅地提高理論熱效率。圖8(B)示出使用可變壓縮比機(jī)構(gòu)A以及可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B將實(shí)際壓縮比維持于較低值并提高膨脹比的情況的一例。參照?qǐng)D8(B)，在該例中，利用可變壓縮比機(jī)構(gòu)A使燃燒室容積從50ml減少到20ml。另ー方面，利用可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B使進(jìn)氣門的閉閥正時(shí)延遲，直到實(shí)際的活塞行程容積從500ml減少到200ml。結(jié)果，在該例中，實(shí)際壓縮比為(20ml+200ml)/20ml = 11，膨脹比為(20ml+500ml)/20ml = 26。在圖8(A)所示的通常的循環(huán)中，如前面所述,實(shí)際壓縮比大致為11，膨脹比為11，與該情況比較可知在圖8(B)所示的情況下，僅膨脹比提高至26。因此，將圖8(B)所示的循環(huán)稱作超高膨脹比循環(huán)。如前面所述，一般而言，在內(nèi)燃機(jī)中，內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷越低則熱效率越差，因而，為了提高車輛行駛時(shí)的熱效率、即為了提高燃料利用率，需要提高內(nèi)燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的熱效率。另ー方面，在圖8(B)所示的超高膨脹比循環(huán)中，壓縮行程時(shí)的實(shí)際的活塞行程容積變小，因此能夠吸入到燃燒室5內(nèi)的進(jìn)氣量變少，因而，該超高膨脹比循環(huán)僅能在內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷比較低時(shí)采用。因而，在本發(fā)明中，在內(nèi)燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)設(shè)定成圖8(B)所示的超高膨脹比循環(huán)，在內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)設(shè)定成圖8(A)所示的通常的循環(huán)。其次，參照?qǐng)D9以及圖10對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)控制進(jìn)行全面說明。圖9以及圖10示出與某一內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速下的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷相應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)切換狀態(tài)、機(jī)械壓縮比、進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)、實(shí)際壓縮比、節(jié)氣門17的開度、每ー氣缸的進(jìn)氣量以及凈熱效率的各自的變化。圖10示出圖9的整個(gè)負(fù)荷區(qū)域中的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷低的區(qū)域的各變化。另夕卜，圖中的實(shí)線以及虛線X示出進(jìn)行全缸運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下的凈熱效率，圖中的實(shí)線以及虛線Y示出進(jìn)行減缸運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下的凈熱效率。并且，在圖示的例子中，基于空燃比傳感器21的輸出信號(hào)對(duì)燃燒室5內(nèi)的平均空燃比進(jìn)行反饋控制，使其成為理論空燃比，以便能夠利用催化轉(zhuǎn)換器20內(nèi)的三元催化劑同時(shí)減少廢氣中的未燃燒烴(未燃燒HC)、一氧化碳(CO)以及氮氧化物(NOx)。從圖9以及圖10可知在本實(shí)施方式的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷高于L3時(shí)進(jìn)行全缸運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷低于L3時(shí)進(jìn)行減缸運(yùn)轉(zhuǎn)。即，在本實(shí)施方式的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)中，在內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L3前后使內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)在全缸運(yùn)轉(zhuǎn)與減缸運(yùn)轉(zhuǎn)間切換。因此，以下，將與內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷相應(yīng)的控制分成如下控制進(jìn)行說明內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷高于L3而進(jìn)行全缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的控制；內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷為L(zhǎng)3時(shí)進(jìn)行的全 缸運(yùn)轉(zhuǎn)與減缸運(yùn)轉(zhuǎn)的切換時(shí)的控制；以及內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷低于L3而進(jìn)行減缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的控制。首先，對(duì)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷高于L3而進(jìn)行全缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的控制進(jìn)行說明。如上所述，在內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，執(zhí)行圖8(A)所示的通常的循環(huán)。因而，如圖9所示，在內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)械壓縮比低，因此膨脹比低，且進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)提前。并且，此時(shí)進(jìn)氣量多，此時(shí)節(jié)氣門17的開度被保持在全開或者大致全開狀態(tài)。另外，由于這樣節(jié)氣門17的開度被保持在全開或者大致全開狀態(tài)，因此泵浦損失大致為零。另ー方面，當(dāng)如圖9所示內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變低時(shí)，伴隨與此，進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)延遲以減少進(jìn)氣量。并且，此時(shí)，實(shí)際壓縮比保持大致恒定，如圖9所示隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變低而機(jī)械壓縮比増大，因而，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變低膨脹比也増大。另外，此時(shí)節(jié)氣門17被保持在全開或者大致全開狀態(tài)，因而，朝燃燒室5內(nèi)供給的進(jìn)氣量并非由節(jié)氣門17控制而是通過改變進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)來進(jìn)行控制。此時(shí)節(jié)氣門17也被保持在全開或者大致全開狀態(tài)，因此泵浦損失大致為零。并且，此時(shí)，實(shí)際壓縮比在不會(huì)發(fā)生爆震的范圍內(nèi)被保持在最高值
e cho這樣，當(dāng)從內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)起內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變低時(shí)，在實(shí)際壓縮比大致恒定的基礎(chǔ)上，隨著進(jìn)氣量減少而使機(jī)械壓縮比増大。即，與進(jìn)氣量的減少成比例地使活塞4到達(dá)壓縮上死點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積減少。因而，活塞4到達(dá)壓縮上死點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積與進(jìn)氣量成比例地變化。另外，由于此時(shí)燃燒室5內(nèi)的空燃比為理論空燃比，因此活塞4到達(dá)壓縮上死點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積與燃料量成比例地變化。 當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷進(jìn)一步降低時(shí),使機(jī)械壓縮比進(jìn)ー步増大，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷降低至略靠低負(fù)荷側(cè)的中等負(fù)荷L1時(shí)，機(jī)械壓縮比達(dá)到成為燃燒室5的構(gòu)造上極限的極限機(jī)械壓縮比。進(jìn)而，在負(fù)荷低于機(jī)械壓縮比達(dá)到極限機(jī)械壓縮比時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L1且負(fù)荷高于內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L3的區(qū)域中，機(jī)械壓縮比被保持在極限機(jī)械壓縮比。因而，在負(fù)荷低于內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L1且負(fù)荷高于內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L3的的區(qū)域，機(jī)械壓縮比最大，膨脹比也最大。換言之，在負(fù)荷低于內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L1且負(fù)荷高于內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L3的區(qū)域中機(jī)械壓縮比最大，以能夠得到最大的膨脹比。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷從機(jī)械壓縮比達(dá)到極限機(jī)械壓縮比時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L1進(jìn)ー步降低時(shí)，機(jī)械壓縮比被保持在極限機(jī)械壓縮比，且進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)延遲。因此，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷從機(jī)械壓縮比達(dá)到極限機(jī)械壓縮比時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L1降低，使實(shí)際壓縮比降低。并且，在圖9以及圖10所示的例子中，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷從內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)降低而進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)延遲，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷降低至低于機(jī)械壓縮比達(dá)到極限機(jī)械壓縮比時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L1的L2吋，進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)成為能夠?qū)Τ紵?內(nèi)供給的進(jìn)氣量進(jìn)行控制的極限閉閥正吋。進(jìn)而，在負(fù)荷低于進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)達(dá)到極限閉閥正時(shí)時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L2且負(fù)荷高于內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L3的區(qū)域中，進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)被保持在極限閉閥正吋。這樣，在負(fù)荷低于進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)達(dá)到極限閉閥正時(shí)時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L2的區(qū)域中，機(jī)械壓縮比被保持在極限機(jī)械壓縮比，并且進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)被保持在極限閉閥正吋。因而，在該區(qū)域中，實(shí)際壓縮比 保持大致恒定。即，在圖9以及圖10所示的例子中，在負(fù)荷高于機(jī)械壓縮比達(dá)到極限機(jī)械壓縮比時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L1的區(qū)域、和負(fù)荷低于進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)達(dá)到極限閉閥正時(shí)時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L2且高于內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L3的區(qū)域中，在各區(qū)域內(nèi)實(shí)際壓縮比保持大致恒定，并且，在內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷為L(zhǎng)1和內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L2之間的區(qū)域中，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷降低而使實(shí)際壓縮比降低。另ー方面，如果進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)被保持在極限閉閥正時(shí)，則仍然無法通過進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)的變化來對(duì)進(jìn)氣量進(jìn)行控制。在圖9以及圖10所示的例子中，在負(fù)荷低于此時(shí)、即進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)達(dá)到極限閉閥正時(shí)時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L2的區(qū)域中，利用節(jié)氣門17對(duì)朝燃燒室5內(nèi)供給的進(jìn)氣量進(jìn)行控制。但是，當(dāng)進(jìn)行基于進(jìn)氣門17的進(jìn)氣量的控制時(shí)，泵浦損失増大。其次，對(duì)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷為L(zhǎng)3時(shí)進(jìn)行的全缸運(yùn)轉(zhuǎn)和減缸運(yùn)轉(zhuǎn)的切換時(shí)的控制進(jìn)行說明。如上所述，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷比L3略高時(shí)，機(jī)械壓縮比被保持在極限機(jī)械壓縮比，并且進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)被保持在極限閉閥正吋。并且，實(shí)際壓縮比設(shè)定成低于內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的實(shí)際壓縮比e Ch的壓縮比e Cl，節(jié)氣門17的開度成為關(guān)閉一定程度的開度。當(dāng)從這種狀態(tài)開始內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷下降而達(dá)到L3從而內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)從全缸運(yùn)轉(zhuǎn)朝減缸運(yùn)轉(zhuǎn)切換時(shí)，工作氣缸數(shù)減少，因此需要使單個(gè)氣缸的進(jìn)氣量増大。因此，使節(jié)氣門17的開度増大。特別地，在圖9以及圖10所示的例子中，節(jié)氣門17的開度從關(guān)閉一定程度的開度變成全開或者大致全開狀態(tài)。并且，為了增大單個(gè)氣缸的進(jìn)氣量，使進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)從極限閉閥正時(shí)朝進(jìn)氣下死點(diǎn)側(cè)、即提前角側(cè)移動(dòng)。另外，對(duì)于此時(shí)的進(jìn)氣門的閉閥正時(shí)，朝工作氣缸的燃燒室5內(nèi)供給的進(jìn)氣量設(shè)定成即便使工作氣缸數(shù)減少，也能夠產(chǎn)生與工作氣缸數(shù)減少之前同等程度的輸出或者扭矩的量。這樣，通過伴隨著內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)的切換而增大進(jìn)氣門17的開度且使進(jìn)氣門的閉閥正時(shí)提前，能夠使朝燃燒室5內(nèi)供給的進(jìn)氣量適當(dāng)，因此能夠在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)切換的前后抑制輸出或者扭矩的變動(dòng)。并且，如圖9以及圖10所示，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)從全缸運(yùn)轉(zhuǎn)切換至減缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，使機(jī)械壓縮比降低。此處，如上所述，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)從全缸運(yùn)轉(zhuǎn)切換至減缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，使進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)提前。此時(shí)，如果將機(jī)械壓縮比保持為極限機(jī)械壓縮比不變，則實(shí)際壓縮比會(huì)增高而超過不發(fā)生爆震的范圍的最高值e ch，存在工作氣缸中產(chǎn)生爆震的可能性。在本實(shí)施方式中，由于在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)從全缸運(yùn)轉(zhuǎn)切換至減缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使機(jī)械壓縮比降低，因此能夠抑制實(shí)際壓縮比的過度増大。特別地，在本實(shí)施方式中，根據(jù)與進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)之間的關(guān)系，以使得實(shí)際壓縮比成為不會(huì)發(fā)生爆震的范圍的最高值e ch的方式設(shè)定機(jī)械壓縮比。另外，在上述說明中，示出了內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷從高于L3的狀態(tài)朝低于L3的狀態(tài)變化的情況下的控制，但在內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷從低于し3的狀態(tài)朝高于L3的狀態(tài)變化的情況下進(jìn)行與此相反的控制。即，在內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷從低于L3的狀態(tài)朝高于L3的狀態(tài)變化的情況下，在使節(jié)氣門17的開度減小的同時(shí)，使進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)朝遠(yuǎn)離進(jìn)氣下死點(diǎn)的方向、即滯后角側(cè)移動(dòng)。此外，在使機(jī)械壓縮比提高的同吋，使實(shí)際壓縮比降低。最后，對(duì)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷低于L3而進(jìn)行減缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的控制進(jìn)行說明。如圖9以及圖10所示，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷從L3降低時(shí)，伴隨與此，進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)延遲，以減少朝工作氣缸的燃燒室5內(nèi)供給的進(jìn)氣量。并且，此時(shí)，如圖9以及圖10所示，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變低而機(jī)械壓縮比增大以便將實(shí)際壓縮比在e ch 保持大致恒定，因而，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變低，膨脹比也増大。另外，此時(shí)節(jié)氣門17被保持在全開或者大致全開狀態(tài)，因而，朝燃燒室5內(nèi)供給的進(jìn)氣量并不由進(jìn)氣門17控制，而是通過改變進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)來進(jìn)行控制。此時(shí)，節(jié)氣門17被保持在全開或者大致全開狀態(tài)，因此泵浦損失大致為零。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷進(jìn)ー步降低時(shí),使機(jī)械壓縮比進(jìn)ー步増大，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷降低至L4時(shí)，機(jī)械壓縮比再次達(dá)到極限機(jī)械壓縮比。當(dāng)機(jī)械壓縮比達(dá)到極限機(jī)械壓縮比時(shí)，在負(fù)荷低于機(jī)械壓縮比到達(dá)極限機(jī)械壓縮比時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L4的區(qū)域中，機(jī)械壓縮比被保持在極限機(jī)械壓縮比。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷從機(jī)械壓縮比達(dá)到極限機(jī)械壓縮比時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L4進(jìn)ー步降低時(shí)，機(jī)械壓縮比被保持在極限機(jī)械壓縮比，并且進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)延遲。因此，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷從機(jī)械壓縮比達(dá)到極限機(jī)械壓縮比時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L4降低，使實(shí)際壓縮比降低。并且，在圖9以及圖10所示的例子中，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷從L3降低，進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)進(jìn)ー步延遲，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷降低至低于機(jī)械壓縮比達(dá)到極限機(jī)械壓縮比時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L4的L5吋，進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)成為極限閉閥正吋。當(dāng)進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)達(dá)到極限閉閥正時(shí)時(shí)，在負(fù)荷低于進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)達(dá)到極限閉閥正時(shí)時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L5的區(qū)域，進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)被保持在極限閉閥正吋。這樣，在負(fù)荷低于進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)達(dá)到極限閉閥正時(shí)時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L5的區(qū)域中，機(jī)械壓縮比被保持在極限機(jī)械壓縮比，并且，進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)被保持在極限閉閥正吋。因而，在該區(qū)域，實(shí)際壓縮比保持大致恒定。另ー方面，當(dāng)進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)被保持在極限閉閥正時(shí)吋，仍然無法通過進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)的變化來對(duì)進(jìn)氣量進(jìn)行控制。在圖9以及圖10所示的例子中，在負(fù)荷低于此時(shí)、即進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)達(dá)到極限閉閥正時(shí)時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L2的區(qū)域中，利用節(jié)氣門17對(duì)朝燃燒室5內(nèi)供給的進(jìn)氣量進(jìn)行控制。其次，對(duì)通過進(jìn)行圖9以及圖10所示的運(yùn)轉(zhuǎn)控制而產(chǎn)生的效果進(jìn)行說明。首先，對(duì)進(jìn)行全缸運(yùn)轉(zhuǎn)的情況進(jìn)行說明。如圖9以及圖10所示，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷從最高負(fù)荷朝L1降低，機(jī)械壓縮比増大，另ー方面，實(shí)際壓縮比保持大致恒定。此處，如圖7所示，即便是在將實(shí)際壓縮比維持恒定的情況下，膨脹比越高則熱效率越高。換言之，在本實(shí)施方式中，使膨脹比與機(jī)械壓縮比大致相同，因此，可以說即便在將實(shí)際壓縮比維持恒定的情況下，機(jī)械壓縮比越高則熱效率越高。結(jié)果，如圖9以及圖10中以實(shí)線X所示，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷從內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)朝L1降低吋，凈熱效率増大。另ー方面，在機(jī)械壓縮比達(dá)到極限機(jī)械壓縮比時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L1與進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)達(dá)到極限閉閥正時(shí)時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L2之間的區(qū)域中，機(jī)械壓縮比被保持在極限機(jī)械壓縮比，并且隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變低而使實(shí)際壓縮比降低。此處，一般地，當(dāng)實(shí)際壓縮比降低時(shí)凈熱效率也降低。并且，在該區(qū)域中，進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)設(shè)定在比較靠滯后角側(cè)的位置，如果這樣將進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)設(shè)定在滯后角側(cè)，則暫時(shí)流入燃燒室5內(nèi)而從燃燒室5的壁面受熱升溫而后被從燃燒室5朝進(jìn)氣ロ 8內(nèi)吹回的進(jìn)氣的量變多。由此，最終朝燃燒室5內(nèi)供給的進(jìn)氣的溫度變高，由此，凈熱效率降低。因此，在該區(qū)域中，如圖9以及圖10中以實(shí)線X所示，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷降低而凈熱效率降低。此外，在負(fù)荷低于進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)達(dá)到極限閉閥正時(shí)時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L2的區(qū)域中，機(jī)械壓縮比被保持在極限機(jī)械壓 縮比，并且實(shí)際壓縮比也在eel保持大致恒定。此夕卜，伴隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷降低，節(jié)氣門17的開度變小。如上所述，當(dāng)節(jié)氣門17的開度變小吋，會(huì)發(fā)生泵浦損失，結(jié)果，凈熱效率降低。因而，在該區(qū)域中，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷降低而凈熱效率降低。特別地，如圖9以及圖10中以虛線X所示，當(dāng)即便是在負(fù)荷低于內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L3的區(qū)域中也繼續(xù)進(jìn)行全缸運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，伴隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷的降低，凈熱效率持續(xù)降低。結(jié)果，可知在進(jìn)行全缸運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷為L(zhǎng)1時(shí)凈熱效率達(dá)到峰值，且隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷從L1離開而凈熱效率降低。另ー方面，在進(jìn)行減缸運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，如圖9以及圖10所示，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷從最低負(fù)荷朝L5增高而節(jié)氣門17的開度増大，另ー方面，機(jī)械壓縮比以及實(shí)際壓縮比保持大致恒定。因此，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷增高而泵浦損失降低，因此，如圖9以及圖10中以實(shí)線Y所示，凈熱效率變高。并且，在進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)達(dá)到極限閉閥正時(shí)時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L5與機(jī)械壓縮比達(dá)到極限機(jī)械壓縮比時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L4之間的區(qū)域中，機(jī)械壓縮比被保持在極限機(jī)械壓縮比，并且伴隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷增高而實(shí)際壓縮比増大。因此，在該區(qū)域中，如圖9以及圖10中以實(shí)線Y所示，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷增高而凈熱效率増大。并且，在該區(qū)域中，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷增高而使進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)提前，結(jié)果，暫時(shí)流入燃燒室5內(nèi)后被朝進(jìn)氣ロ 8內(nèi)吹回的進(jìn)氣的量減少。因此，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷增高而凈熱效率増大。另ー方面，在負(fù)荷高于機(jī)械壓縮比達(dá)到極限機(jī)械壓縮比時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L4的區(qū)域中，伴隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷增高而使機(jī)械壓縮比降低，另ー方面，實(shí)際壓縮比保持大致恒定。因而，在該區(qū)域中，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷增高而凈熱效率降低。特別地，如圖9以及圖10中以虛線Y所示，當(dāng)在負(fù)荷高于內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L3的區(qū)域中也繼續(xù)進(jìn)行減缸運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，伴隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷的上升而凈熱效率持續(xù)降低。根據(jù)以上情況可知在進(jìn)行減缸運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，在內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷為L(zhǎng)4時(shí)凈熱效率達(dá)到峰值，且隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷從L4離開而凈熱效率降低。此處，根據(jù)圖9以及圖10可知在負(fù)荷高于內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L3的區(qū)域中，進(jìn)行全缸運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下的凈熱效率高于進(jìn)行減缸運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下的凈熱效率。另ー方面，在負(fù)荷低于內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L3的區(qū)域中，進(jìn)行減缸運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下的凈熱效率高于進(jìn)行全缸運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下的凈熱效率。在本實(shí)施方式中，如上所述，在負(fù)荷高于內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L3的區(qū)域中進(jìn)行全缸運(yùn)轉(zhuǎn)，在負(fù)荷低于內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L3的區(qū)域中進(jìn)行減缸運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，能夠遍及整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域都使凈熱效率非常高。換言之，根據(jù)本實(shí)施方式，即便是在進(jìn)行全缸運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下無法提高凈熱效率的內(nèi)燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域中，也能夠通過進(jìn)行減缸運(yùn)轉(zhuǎn)而提高凈熱效率。另外，在上述實(shí)施方式中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷成為進(jìn)行全缸運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下的凈熱效率和進(jìn)行減缸運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下的凈熱效率相等的負(fù)荷L3時(shí)進(jìn)行全缸運(yùn)轉(zhuǎn)和減缸運(yùn)轉(zhuǎn)的切換。然而，全缸運(yùn)轉(zhuǎn)和減缸運(yùn)轉(zhuǎn)的切換并非必須在內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷為L(zhǎng)3時(shí)進(jìn)行，只要在進(jìn)行全缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)凈熱效率最大的負(fù)荷L1以下、且在進(jìn)行減缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)凈熱效率最大的負(fù)荷L4以上進(jìn)行即可?；蛘撸走\(yùn)轉(zhuǎn)和減缸運(yùn)轉(zhuǎn)的切換只要在全缸運(yùn)轉(zhuǎn)中機(jī)械壓縮比成為極限機(jī)械壓縮比的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷或者進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)成為極限閉閥正時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷以下、且在減缸運(yùn)轉(zhuǎn)中機(jī)械壓縮比成為極限機(jī)械壓縮比的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷或者進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)成為極限閉閥正時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷以上進(jìn)行即可。
并且，一般地，進(jìn)行全缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)凈熱效率最大的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L1是最大內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷的1/2左右。如上所述，全缸運(yùn)轉(zhuǎn)和減缸運(yùn)轉(zhuǎn)的切換在進(jìn)行全缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)凈熱效率最大的負(fù)荷L1以下進(jìn)行，因此可以說是在最大內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷的1/2以下進(jìn)行。此外，在上述實(shí)施方式中，當(dāng)從全缸運(yùn)轉(zhuǎn)變換至減缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)、也就是使多個(gè)氣缸中的一部分氣缸停止時(shí)，或者從減缸運(yùn)轉(zhuǎn)變換至全缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)、也就是使停止的氣缸全部工作時(shí)，進(jìn)行機(jī)械壓縮比等的控制。使停止氣缸增加時(shí)、例如使停止氣缸的數(shù)量從兩缸増加到四缸時(shí)，以及使停止氣缸減少時(shí)、例如使停止氣缸的數(shù)量從四缸減少至兩缸吋，同樣的控制也能夠分別應(yīng)用從全缸運(yùn)轉(zhuǎn)變換至減缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的機(jī)械壓縮比等的控制、以及從減缸運(yùn)轉(zhuǎn)變換至全缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的機(jī)械壓縮比等的控制。另外，在上述的例子中，機(jī)械壓縮比達(dá)到極限機(jī)械壓縮比時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L1以及L4分別設(shè)定成比進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)達(dá)到極限閉閥正時(shí)時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L2以及L5高的負(fù)荷，但是，根據(jù)可變壓縮比機(jī)構(gòu)A、可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B的結(jié)構(gòu)不同，存在機(jī)械壓縮比達(dá)到極限機(jī)械壓縮比時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L1以及L4分別低于進(jìn)氣門7達(dá)到極限閉閥正時(shí)時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L2以及L5的情況。在該情況下，在進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)達(dá)到極限閉閥正時(shí)時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L2和機(jī)械壓縮比達(dá)到極限機(jī)械壓縮比時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L1之間的區(qū)域、以及進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)達(dá)到極限閉閥正時(shí)時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L5和機(jī)械壓縮比達(dá)到極限機(jī)械壓縮比時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L4之間的區(qū)域中，將進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)保持在極限閉閥正時(shí)，并且機(jī)械壓縮比也保持大致恒定。因此，在該區(qū)域中，實(shí)際壓縮比保持大致恒定。并且，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速高時(shí)會(huì)在燃燒室5內(nèi)的混合氣產(chǎn)生紊流，因此難以產(chǎn)生爆震，因而，在基于本發(fā)明的實(shí)施方式中，內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速越高則實(shí)際壓縮比越高。此外，如上所述，在圖8 (B)所示的超高膨脹比循環(huán)中，膨脹比設(shè)定成26。該膨脹比越高越好，但是，從圖7可知，即便是相對(duì)于實(shí)際上能夠使用的下限實(shí)際壓縮比e =5，若膨脹比在20以上則能夠得到相當(dāng)高的理論熱效率。因而，在本發(fā)明中，可變壓縮比機(jī)構(gòu)A形成為使得膨脹比在20以上。并且，在圖9中以虛線所示的例子中，機(jī)械壓縮比與內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷相應(yīng)地連續(xù)變化。然而，機(jī)械壓縮比也可以與內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷相應(yīng)地階段性變化。圖11是示出本實(shí)施方式的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)控制的控制程序的流程圖。如圖11所示，首先，在步驟Sll中，判定是否處于全缸運(yùn)轉(zhuǎn)中。當(dāng)在步驟Sll中判定為處于全缸運(yùn)轉(zhuǎn)中的情況下，進(jìn)入步驟S12。在步驟S12中，判定利用負(fù)荷傳感器41檢測(cè)出的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L是否在L3以上。當(dāng)判定為內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L在L3以上的情況下，進(jìn)入步驟S13，在步驟S13 S18中直接進(jìn)行全缸運(yùn)轉(zhuǎn)執(zhí)行控制(詳細(xì)情況后面說明)。另ー方面，當(dāng)在步驟S12中判定為利用負(fù)荷傳感器41檢測(cè)出的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L低于L3的情況下，進(jìn)入步驟S20，在步驟S20 S25中，內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)從全缸運(yùn)轉(zhuǎn)切換至減缸運(yùn)轉(zhuǎn)。在步驟S20中，使用減缸運(yùn)轉(zhuǎn)用的映射圖或者計(jì)算式并利用內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L和基于曲軸轉(zhuǎn)角傳感器42算出的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速算出進(jìn)氣門7的目標(biāo)閉閥正吋。特別地，進(jìn)氣門7的目標(biāo)閉閥正時(shí)設(shè)定成使得單個(gè)工作氣缸的進(jìn)氣量成為合適的進(jìn)氣量。從圖9以及圖10可知，此時(shí)算出的進(jìn)氣門7的目標(biāo)閉閥正時(shí)設(shè)定成比至此為止的閉閥正時(shí)靠提前角側(cè)的正吋。接著，在步驟S21中，使用減缸運(yùn)轉(zhuǎn)用的映射圖或者計(jì)算式利用內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L和內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速算出節(jié)氣門17的目標(biāo)開度。從圖9以 及圖10可知，此時(shí)算出的節(jié)氣門17的目標(biāo)開度大于至此為止的節(jié)氣門17的開度，例如設(shè)定成全開。接著，在步驟S22中，使用減缸運(yùn)轉(zhuǎn)用的映射圖或者計(jì)算式利用內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L和內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速算出目標(biāo)機(jī)械壓縮比。特別地，目標(biāo)機(jī)械壓縮比根據(jù)與進(jìn)氣門7的目標(biāo)閉閥正時(shí)之間的關(guān)系設(shè)定，使得工作氣缸的實(shí)際壓縮比成為合適的實(shí)際壓縮比。從圖9以及圖10可知，此時(shí)算出的目標(biāo)機(jī)械壓縮比低于至此為止的機(jī)械壓縮比。在步驟S23中，執(zhí)行減缸運(yùn)轉(zhuǎn)，針對(duì)一部分氣缸使從燃料噴射閥13噴射燃料的燃料噴射停止。接著，在步驟S24中，以使得機(jī)械壓縮比成為在步驟S22中算出的目標(biāo)機(jī)械壓縮比的方式對(duì)可變壓縮比機(jī)構(gòu)A進(jìn)行控制，接著，在步驟S25中，以使得進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)成為在步驟S20中算出的目標(biāo)閉閥正時(shí)的方式對(duì)可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B進(jìn)行控制，并且，以使得節(jié)氣門17的開度成為在步驟S21中算出的目標(biāo)開度的方式對(duì)節(jié)氣門17進(jìn)行控制，控制程序結(jié)束。此處，從步驟24以及步驟25的關(guān)系可知在本實(shí)施方式中，當(dāng)進(jìn)行從全缸運(yùn)轉(zhuǎn)朝減缸運(yùn)轉(zhuǎn)的切換時(shí)，基于可變壓縮比機(jī)構(gòu)A的機(jī)械壓縮比的變更動(dòng)作先于基于可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B的進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)的變更動(dòng)作以及基于節(jié)氣門17的開度的變更動(dòng)作而開始。這是因?yàn)?，可變壓縮比機(jī)構(gòu)A的變更動(dòng)作比可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B、節(jié)氣門17的變更動(dòng)作耗費(fèi)時(shí)間，如果可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B、節(jié)氣門17先動(dòng)作，則盡管進(jìn)氣量變多但機(jī)械壓縮比仍處于高的狀態(tài)，會(huì)招致爆震。另ー方面，當(dāng)在步驟Sll中判定為處于減缸運(yùn)轉(zhuǎn)中的情況下，進(jìn)入步驟S19。在步驟S19中，判定利用負(fù)荷傳感器41檢測(cè)出的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L是否低于L3。當(dāng)判定為內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L低于L3的情況下，進(jìn)入步驟S20，在步驟S20 S25中直接進(jìn)行減缸運(yùn)轉(zhuǎn)控制。另ー方面，當(dāng)在步驟S19中判定為利用負(fù)荷傳感器41檢測(cè)出的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L在L3以上的情況下，進(jìn)入步驟S13，在步驟S13 S18中，內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)從減缸運(yùn)轉(zhuǎn)切換至全缸運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，步驟S13 步驟S15與步驟S20 S22同樣，因此省略說明。在步驟S16中執(zhí)行全缸運(yùn)轉(zhuǎn)，針對(duì)所有氣缸執(zhí)行從燃燒噴射閥13噴射燃料的燃料噴射。接著，在步驟S17中，以使得進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)成為在步驟S13中算出的目標(biāo)閉閥正時(shí)的方式對(duì)可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B進(jìn)行控制，并且，以使得節(jié)氣門17的開度成為在步驟S14中算出的目標(biāo)開度的方式對(duì)節(jié)氣門17進(jìn)行控制。接著，在步驟S18中，以使得機(jī)械壓縮比成為在步驟S22中算出的目標(biāo)機(jī)械壓縮比的方式對(duì)可變壓縮比機(jī)構(gòu)A進(jìn)行控制，控制程序結(jié)束。此處，根據(jù)步驟S17以及步驟S18的關(guān)系可知在本實(shí)施方式中，當(dāng)進(jìn)行從減缸運(yùn)轉(zhuǎn)朝全缸運(yùn)轉(zhuǎn)的切換時(shí)，基于可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B的進(jìn)氣門7的閉閥正時(shí)的變更動(dòng)作、基于節(jié)氣門17的開度的變更動(dòng)作先于基于可變壓縮比機(jī)構(gòu)A的機(jī)械壓縮比的變更動(dòng)作開始。這是因?yàn)槿绻勺儔嚎s比機(jī)構(gòu)A先動(dòng)作，則盡管進(jìn)氣量減少但機(jī)械壓縮比較高，會(huì)招致爆震。另外，在上述例子中，進(jìn)行從全缸運(yùn)轉(zhuǎn)朝減缸運(yùn)轉(zhuǎn)的切換的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷、和進(jìn)行從減缸運(yùn)轉(zhuǎn)朝全缸運(yùn)轉(zhuǎn)的切換的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷均為L(zhǎng)3而相同，但也可以使進(jìn)行從全缸運(yùn)轉(zhuǎn)朝減缸運(yùn)轉(zhuǎn)的切換的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷低于進(jìn)行從減缸運(yùn)轉(zhuǎn)朝全缸運(yùn)轉(zhuǎn)的切換的負(fù)荷而使其具有滯后性。
另外，基于特定的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)敘述，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求書的范圍和思想的范圍進(jìn)行各種變更、修正。標(biāo)號(hào)說明I...曲軸箱；2...氣缸體；3...氣缸蓋；4...活塞；5...燃燒室；7...進(jìn)氣門；8...進(jìn)氣ロ ；13...燃料噴射閥；17...節(jié)氣門；30...電子控制單元；A...可變壓縮比機(jī)構(gòu);B...可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，該火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)具備多個(gè)氣缸，能夠使這些氣缸中的一部分氣缸中的燃燒停止，其中， 上述火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)具備可變壓縮比機(jī)構(gòu)，該可變壓縮比機(jī)構(gòu)能夠變更機(jī)械壓縮比；以及可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)，該可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)能夠?qū)M(jìn)氣門的閉閥正時(shí)進(jìn)行控制， 當(dāng)使一部分氣缸停止時(shí)或者使停止氣缸增加時(shí)，使進(jìn)氣門的閉閥正時(shí)朝接近進(jìn)氣下死點(diǎn)側(cè)的方向移動(dòng)，并且使工作中的氣缸的機(jī)械壓縮比降低。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，其中， 當(dāng)使上述一部分氣缸停止時(shí)或者使停止氣缸增加時(shí)，使節(jié)氣門的開度增大。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，其中， 當(dāng)使上述一部分氣缸停止時(shí)或者使停止氣缸增加時(shí)，使工作中的氣缸的實(shí)際壓縮比增大。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，其中， 當(dāng)使上述一部分氣缸停止時(shí)或者使停止氣缸增加時(shí)，在由可變壓縮比機(jī)構(gòu)進(jìn)行的使工作中的氣缸的機(jī)械壓縮比下降的下降動(dòng)作開始之后，開始由可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)進(jìn)行的對(duì)進(jìn)氣門的閉閥正時(shí)的移動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，其中， 當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷低于切換負(fù)荷時(shí)，該火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行使一部分氣缸停止的減缸運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷在切換負(fù)荷以上時(shí)，該火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行使所有的氣缸工作的全缸運(yùn)轉(zhuǎn)，在內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷低于切換負(fù)荷時(shí)，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷朝低于切換負(fù)荷的規(guī)定負(fù)荷降低，使機(jī)械壓縮比增大并使實(shí)際壓縮比保持恒定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，其中， 上述規(guī)定負(fù)荷是隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷從切換負(fù)荷起降低而使機(jī)械壓縮比增大、當(dāng)機(jī)械壓縮比達(dá)到最大機(jī)械壓縮比時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，其中， 上述切換負(fù)荷是最大內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷的一半以下的負(fù)荷。
8.根據(jù)權(quán)利要求5 7中任一項(xiàng)所述的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，其中， 在進(jìn)行全缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，上述切換負(fù)荷在熱效率最大的負(fù)荷以下，在進(jìn)行減缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，上述切換負(fù)荷在熱效率最大的負(fù)荷以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求5 8中任一項(xiàng)所述的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，其中， 上述切換負(fù)荷是進(jìn)行減缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的熱效率和進(jìn)行全缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的熱效率相等時(shí)的負(fù)荷。
全文摘要
火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)具備多個(gè)氣缸，能夠使這些氣缸中的一部分氣缸中的燃燒停止。并且，火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)具備可變壓縮比機(jī)構(gòu)(A)，該可變壓縮比機(jī)構(gòu)(A)能夠變更機(jī)械壓縮比；以及可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)(B)，該可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)(B)能夠?qū)M(jìn)氣門的閉閥正時(shí)進(jìn)行控制，當(dāng)使一部分氣缸停止時(shí)或者使停止氣缸增加時(shí)，使進(jìn)氣門(7)的閉閥正時(shí)朝接近進(jìn)氣下死點(diǎn)側(cè)的方向移動(dòng)，并且使工作中的氣缸的機(jī)械壓縮比降低。這樣，通過使多個(gè)氣缸的一部分停止，即便是在內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷低的區(qū)域中也能夠?qū)崿F(xiàn)高的熱效率。
文檔編號(hào)F02D13/02GK102713213SQ20098016104
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2009年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者久湊直人, 神山榮一, 立野學(xué) 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社