本發(fā)明涉及能夠使用含有酒精的燃料的靈活燃料發(fā)動機(jī)。

背景技術(shù)：

已知有為了削減石油消費(fèi)等而搭載了靈活燃料發(fā)動機(jī)的靈活燃料汽車(ffv：flexiblefuelvehicle)，所述靈活燃料發(fā)動機(jī)能夠使用含有可再生資源的乙醇等酒精的燃料。

作為上述的酒精燃料，例如有如下的燃料等：含有100％的乙醇(更具體而言為含5％的水的含水乙醇)的燃料(稱作e100)、以及含有22％的乙醇和78％的汽油的混合燃料(稱作e22)。此處，因地域(國家等)的不同，作為靈活燃料汽車的燃料除了使用上述的酒精燃料之外有時還會并用汽油亦即不含酒精的燃料(稱作e0)。即，作為汽車用燃料有時會并用酒精含有率被任意地設(shè)定在0至100％之間的各種燃料(e0至100)。

然而，由于乙醇的汽化性能低可點(diǎn)火性低而汽油的可點(diǎn)火性高，因而基于酒精含有率的不同而會使燃料的可點(diǎn)火性有很大的不同，因此，在并用這些燃料時會產(chǎn)生各種問題。

例如，專利文獻(xiàn)1中公開了如下內(nèi)容：存在著因所使用的燃料的不同而產(chǎn)生爆燃的容易程度也不相同的問題，為了解決該問題，利用燃料傳感器來檢測燃料箱內(nèi)的燃料的種類，根據(jù)該檢測結(jié)果來變更進(jìn)氣門的氣門關(guān)閉時期。

此外，還已知有因所述可點(diǎn)火性的不同而難以確保啟動性的問題。對于這樣的問題，以往采用如下的做法：除了通常的燃料箱還另外設(shè)置啟動用的輔助燃料箱，并且預(yù)先將乙醇含有率低可點(diǎn)火性高的燃料導(dǎo)入該輔助燃料箱中，在啟動時利用該輔助燃料箱內(nèi)的燃料來啟動發(fā)動機(jī)，在之后的通常運(yùn)轉(zhuǎn)中，使用通常的燃料箱內(nèi)的燃料。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利公開公報特開2008-106766號

然而，若如上述那樣除了通常的燃料箱還另外設(shè)置輔助燃料箱時，不僅成本增大而且燃料供應(yīng)系統(tǒng)變?yōu)閮蓚€系統(tǒng)而會使系統(tǒng)變得復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明鑒于上述般的情況而作，其目的在于提供一種如下的靈活燃料發(fā)動機(jī)：以更簡單的結(jié)構(gòu)便能夠不依所使用的燃料的酒精含有率而確?？蓡有?。

本發(fā)明人針對上述的課題經(jīng)過銳意研究，得到如下結(jié)果：若將氣缸的幾何壓縮比提高到12以上，即使是可點(diǎn)火性低的100％酒精的燃料也能夠在啟動時在氣缸內(nèi)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)娜紵己玫貑影l(fā)動機(jī)。然而，在僅單純地提高氣缸的幾何壓縮比的情況下，使用酒精含有率低而可點(diǎn)火性高的燃料時，會發(fā)生早燃亦即發(fā)生在點(diǎn)火單元點(diǎn)火前混合氣開始燃燒這樣的現(xiàn)象，從而使噪音等惡化。對此，本發(fā)明人進(jìn)一步進(jìn)行了研究，得出了如下的結(jié)果：若使氣缸的幾何壓縮比提高到12以上并且將發(fā)動機(jī)啟動時的進(jìn)氣門的氣門關(guān)閉時期設(shè)定在特定的范圍內(nèi)，則在酒精含有率低的燃料中能夠避免早燃。

本發(fā)明基于上述的見解而作，其是一種作為在氣缸內(nèi)燃燒的燃料而能夠使用含有酒精的燃料的靈活燃料發(fā)動機(jī)，該靈活燃料發(fā)動機(jī)包括：燃料噴射單元，將燃料直接噴射到所述氣缸內(nèi)；點(diǎn)火單元，對所述氣缸內(nèi)的燃料與空氣的混合氣進(jìn)行點(diǎn)火；其中，所述氣缸的幾何壓縮比被設(shè)定為12以上，而且在發(fā)動機(jī)啟動時利用含有所述酒精的燃料進(jìn)行啟動，并且發(fā)動機(jī)啟動時的進(jìn)氣門的氣門關(guān)閉時期被設(shè)定于相對于進(jìn)氣下止點(diǎn)處于延遲角側(cè)而且比預(yù)先設(shè)定的第一基準(zhǔn)時期更靠提前角側(cè)且比第二基準(zhǔn)時期更靠延遲角側(cè)，所述第一基準(zhǔn)時期被設(shè)定于在預(yù)先設(shè)定的第一進(jìn)氣溫度下使100％酒精的燃料在氣缸內(nèi)燃燒之際能夠使發(fā)動機(jī)啟動的進(jìn)氣門的氣門關(guān)閉時期中最靠延遲角側(cè)的時期，所述第二基準(zhǔn)時期被設(shè)定于在比所述第一進(jìn)氣溫度更高的第二進(jìn)氣溫度下啟動發(fā)動機(jī)時使100％汽油的燃料在氣缸內(nèi)燃燒之際不會發(fā)生早燃的進(jìn)氣門的氣門關(guān)閉時期中最靠提前角側(cè)的時期。

根據(jù)本發(fā)明，以簡單的結(jié)構(gòu)便能夠不依所使用的燃料的酒精含有率而確?？蓡有?。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的發(fā)動機(jī)的整體結(jié)構(gòu)圖。

圖2是表示了恰當(dāng)區(qū)域的圖形。

圖3是表示了能夠確保e100燃料的冷機(jī)可啟動性的范圍的圖形。

圖4是表示了進(jìn)氣門關(guān)閉時期與啟動時間的關(guān)系的圖形。

圖5是表示了熱機(jī)啟動時能夠避免e0燃料的早燃的范圍的圖形。

圖6是表示了進(jìn)氣門關(guān)閉時期與最大缸內(nèi)壓力的關(guān)系的圖形。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的靈活燃料發(fā)動機(jī)。

(1)整體結(jié)構(gòu)

如圖1所示，本實(shí)施方式所涉及的發(fā)動機(jī)1為具有多個氣缸2(圖1中僅圖示了一個)的火花點(diǎn)火式四沖程發(fā)動機(jī)，其具有：將曲軸3轉(zhuǎn)動自如地支撐的氣缸體4；設(shè)置在氣缸體4上方的氣缸蓋5；設(shè)置在氣缸體4下方的油底殼6；設(shè)置在氣缸蓋5上方的缸蓋罩7。

各氣缸2中收容有滑動自如的活塞9，該活塞9經(jīng)由連桿8而連結(jié)于曲軸3，在活塞9上方形成有燃燒室10。氣缸蓋5中設(shè)置有將燃料直接噴射到燃燒室10的噴射器(燃料噴射單元)11，在燃燒室10的頂壁部設(shè)置有用于將燃燒室10內(nèi)的燃料與空氣的混合氣點(diǎn)燃的火花塞(點(diǎn)火單元)12。燃料箱40內(nèi)的燃料經(jīng)由燃料供應(yīng)管41而被供應(yīng)到噴射器11，該噴射器11將該燃料直接噴射到燃燒室10。本實(shí)施方式中，為了促進(jìn)燃料的微?；鴮⒐?yīng)到噴射器11的燃料的壓力設(shè)定為例如40至120mpa左右比較高的壓力。此外，燃料在壓縮行程被直接噴射到燃燒室10。

此外，氣缸蓋5中設(shè)置有用于開閉進(jìn)氣道13的進(jìn)氣門14和用于開閉排氣道15的排氣門16。

進(jìn)氣門14及排氣門16分別被進(jìn)氣門傳動機(jī)構(gòu)17及排氣門傳動機(jī)構(gòu)18驅(qū)動而開閉。進(jìn)氣門傳動機(jī)構(gòu)17及排氣門傳動機(jī)構(gòu)18分別具有經(jīng)由周知的鏈條鏈輪機(jī)構(gòu)等而連結(jié)于曲軸3的進(jìn)氣凸輪軸(未圖示)及排氣凸輪軸(未圖示)，并且與曲軸3連動地使進(jìn)氣門14及排氣門16開閉。

進(jìn)氣門傳動機(jī)構(gòu)17包含用于變更進(jìn)氣門14的開閉時期的進(jìn)氣門定時可變機(jī)構(gòu)(進(jìn)氣開閉時期變更單元)17a。進(jìn)氣門定時可變機(jī)構(gòu)17a通過變更進(jìn)氣凸輪軸的相對于曲軸3的相位來變更進(jìn)氣門14的開閉時期。本實(shí)施方式中，進(jìn)氣門定時可變機(jī)構(gòu)17a為液壓式，其基于所被供應(yīng)的液壓來變更進(jìn)氣門14的開閉時期。具體而言，車輛中設(shè)置有被曲軸3驅(qū)動的機(jī)油泵(未圖示)，進(jìn)氣門定時可變機(jī)構(gòu)17a接受由該機(jī)油泵壓力輸送來的液壓而進(jìn)行驅(qū)動，從而變更進(jìn)氣門14的開閉時期。此外，本實(shí)施方式中，進(jìn)氣門定時可變機(jī)構(gòu)17a在將進(jìn)氣門14的氣門打開期間維持于一定的情況下變更該進(jìn)氣門14的開閉時期。

進(jìn)氣門定時可變機(jī)構(gòu)17a中設(shè)置有將進(jìn)氣門14的開閉時期固定在指定時期的鎖定機(jī)構(gòu)。該鎖定機(jī)構(gòu)將進(jìn)氣凸輪軸的相對于曲軸3的相位鎖定于指定的位置，由此，使進(jìn)氣門14的開閉時期不依液壓如何而固定于指定的時期。作為該鎖定機(jī)構(gòu)，例如可使用如下的機(jī)構(gòu)：具有將和曲軸一體地轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動件與進(jìn)氣凸輪軸不能相對轉(zhuǎn)動地予以連結(jié)的鎖銷，基于該鎖銷而將進(jìn)氣凸輪軸的相位予以固定。

進(jìn)氣通道20連接于進(jìn)氣道13，排氣通道30連接于排氣道15。進(jìn)氣通道20中設(shè)置有用于調(diào)節(jié)空氣吸入量的節(jié)流閥21，排氣通道30中設(shè)置有收容為了凈化排氣氣體的省略圖示的三效催化劑的催化裝置31。

在曲軸箱與進(jìn)氣通道20中的比節(jié)流閥21更下游側(cè)的部分之間設(shè)有pcv(positivecrankcaseventilation，曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng))軟管23，所述曲軸箱為氣缸體4下部至油底殼6上部的范圍的空間，所述pcv軟管23使從燃燒室10泄出到曲軸箱的未燃混合氣(竄氣氣體)回流到進(jìn)氣通道20。在缸蓋罩7與進(jìn)氣通道20中的比節(jié)流閥21更上游側(cè)的部分之間設(shè)有用于通氣的通風(fēng)軟管24。

此外，在發(fā)動機(jī)1中設(shè)有在其啟動時使曲軸轉(zhuǎn)動的起動機(jī)馬達(dá)(未圖示)。

上述各裝置被圖1所示的ecu(發(fā)動機(jī)控制單元)50集中控制。ecu50是由周知的cpu、rom、ram等構(gòu)成的微處理器。ecu50例如控制供應(yīng)給進(jìn)氣門定時可變機(jī)構(gòu)17a的液壓(機(jī)油泵)，以便按照運(yùn)轉(zhuǎn)條件來將進(jìn)氣門14的開閉時期變更為恰當(dāng)?shù)臅r期。

(2)幾何壓縮比和啟動時的進(jìn)氣門關(guān)閉時期的設(shè)定

如以上那樣構(gòu)成的發(fā)動機(jī)1是能夠使用含有乙醇(酒精)的燃料及汽油100％的燃料的靈活燃料發(fā)動機(jī)，其被搭載于ffv(靈活燃料汽車)中。因此，例如e100(含有100％的含水乙醇(含水5％)的燃料)及e22(含有22％的乙醇及78％的汽油的混合燃料)等含乙醇燃料、以及e0的100％汽油的燃料被加進(jìn)燃料箱40。即，乙醇含有率(酒精含有率)被設(shè)定在0至100％之間的任意比例后的燃料被供應(yīng)給燃料箱40，乙醇含有率不同的各種燃料被供應(yīng)到燃燒室10。

此處，由于乙醇為沒有低沸點(diǎn)成分的單一成分的燃料，因此，其汽化性能低，其可點(diǎn)火性比汽油低。特別是在乙醇的精制過程中水分未被充分地除去的含有水分的e100的汽化性能較低。此外，若處于低溫時，乙醇的汽化性能會急劇地惡化。因此，當(dāng)采用如e100等般的乙醇含有率高的燃料時，存在著確保啟動性尤其是在冷機(jī)啟動時確保啟動性的課題。

對此，若提高氣缸的幾何壓縮比，便可以提高壓縮終點(diǎn)溫度來促進(jìn)燃料的汽化，從而提高可啟動性。然而，若僅單純地提高幾何壓縮比，則在使用e0等不含乙醇的燃料或乙醇含有率低而可點(diǎn)火性高的燃料時，會發(fā)生早燃的現(xiàn)象亦即在火花塞12點(diǎn)火前混合氣便發(fā)生燃燒這樣的現(xiàn)象，從而產(chǎn)生使噪音惡化的問題。

針對這樣的問題，本發(fā)明人經(jīng)過銳意研究，得到了如下的結(jié)果：若將幾何壓縮比和啟動時的進(jìn)氣門關(guān)閉時期設(shè)定為圖2所示的恰當(dāng)區(qū)域a內(nèi)的值，便能夠不依乙醇含有率而兼顧確?？蓡有院捅苊庠缛?。即，本發(fā)明人得到了如下的結(jié)果：存在著能夠兼顧確?？蓡有院捅苊庠缛嫉膸缀螇嚎s比與啟動時的進(jìn)氣門關(guān)閉時期的范圍。

基于這樣的見解，本實(shí)施方式中，幾何壓縮比和啟動時的進(jìn)氣門關(guān)閉時期被設(shè)定于恰當(dāng)區(qū)域a中所包含的指定的壓縮比及時期(恰當(dāng)時期)。

如圖2所示，恰當(dāng)區(qū)域a是幾何壓縮比為12以上且進(jìn)氣門關(guān)閉時期相對于進(jìn)氣下止點(diǎn)處于延遲角側(cè)的區(qū)域，而且是進(jìn)氣門關(guān)閉時期比第一線(第一基準(zhǔn)時期)l1更靠提前角側(cè)且比第二線(第二基準(zhǔn)時期)l2更靠延遲角側(cè)的區(qū)域。

第一線l1是將圖3所示的區(qū)域b1中的各幾何壓縮比中成為最靠延遲角側(cè)的進(jìn)氣門關(guān)閉時期連結(jié)而成的線。區(qū)域b1是如上所述那樣使用汽化性能最低的e100的燃料且進(jìn)氣溫度為指定的第一進(jìn)氣溫度時在啟動發(fā)動機(jī)1之際能夠確?？蓡有缘膮^(qū)域。本實(shí)施方式中，區(qū)域b1為如下的區(qū)域：在冷機(jī)時以發(fā)動機(jī)水溫及外部氣溫為-5℃的條件下放置發(fā)動機(jī)以使發(fā)動機(jī)1的溫度穩(wěn)定在指定溫度的狀態(tài)下亦即在進(jìn)氣溫度(被吸入各氣缸的空氣的溫度)與外部氣溫大致相同而為-5℃左右的狀態(tài)下來啟動發(fā)動機(jī)的情形被定義為冷機(jī)啟動時。

下面，利用圖4作具體說明。圖4是調(diào)查了在使幾何壓縮比被設(shè)定為指定的值的發(fā)動機(jī)冷機(jī)啟動的情況下啟動時間的變化相對于進(jìn)氣門關(guān)閉時期的變化而得的圖。啟動時間是從接通起動馬達(dá)之后至發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速上升到指定值為止的時間。如該圖4所示，在幾何壓縮比為一定的情況下，啟動時間隨著進(jìn)氣門關(guān)閉時期越靠延遲角側(cè)而變得越長，可啟動性惡化。此外，該傾向即使在幾何壓縮比的值有變化時也同樣。本實(shí)施方式中，在該啟動時間為指定時間t1以下時判定為可啟動性得以確保。因此，所述區(qū)域b1是進(jìn)氣門關(guān)閉時期比啟動時間成為所述指定時間t1的時期ivc1更靠提前角側(cè)的區(qū)域，該進(jìn)氣門關(guān)閉時期ivc1為第一線l1上的點(diǎn)。即，本發(fā)明人對幾何壓縮比進(jìn)行了各種各樣的變更，然后針對每一幾何壓縮比調(diào)查了進(jìn)氣門關(guān)閉時期與啟動時間的關(guān)系。而且，針對各幾何壓縮比抽取啟動時間為指定時間t1的進(jìn)氣門關(guān)閉時期，并將它們相連從而確定了第一線l1。

此處，如圖3所示，第一線l1是幾何壓縮比越高則進(jìn)氣門關(guān)閉時期越靠延遲角側(cè)的線。這是由于幾何壓縮比越高則壓縮終點(diǎn)溫度便越高，因而即使比較遲地關(guān)閉進(jìn)氣門也能夠較高地維持壓縮終點(diǎn)溫度而實(shí)現(xiàn)恰當(dāng)?shù)狞c(diǎn)火亦即能夠確?？蓡有?。此外，第一線l1處于幾何壓縮比為12以上的區(qū)域。

另一方面，第二線l2是將圖5所示的區(qū)域b2中的各幾何壓縮比中成為最靠提前角側(cè)的進(jìn)氣門關(guān)閉時期連結(jié)而成的線。區(qū)域b2是在使用可點(diǎn)火性最高的e0亦即100％汽油的燃料且進(jìn)氣溫度為比所述第一進(jìn)氣溫度更高的第二進(jìn)氣溫度的情況下并且在啟動時及此后的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)等低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時不發(fā)生早燃的區(qū)域。本實(shí)施方式中，區(qū)域b2被設(shè)定為如下的區(qū)域：在熱機(jī)啟動時例如在發(fā)動機(jī)冷卻水溫度為100℃左右且進(jìn)氣溫度至少為比所述冷機(jī)啟動時的進(jìn)氣溫度亦即-5℃更高的溫度(例如20℃左右)的情況下啟動發(fā)動機(jī)時不發(fā)生早燃。

下面，利用圖6作具體說明。圖6是調(diào)查了在使幾何壓縮比被設(shè)定為指定的值的發(fā)動機(jī)熱機(jī)啟動的情況下啟動時的氣缸內(nèi)壓力的最大值(最大缸內(nèi)壓力)pmax的變化相對于進(jìn)氣門關(guān)閉時期的變化而得的圖。如該圖6所示，在幾何壓縮比為一定的情況下，最大缸內(nèi)壓力pmax隨著進(jìn)氣門關(guān)閉時期越靠提前角側(cè)而變得越高。于是，在該最大缸內(nèi)壓力pmax為指定值pmax1以上時便發(fā)生早燃。因此，所述區(qū)域b2是進(jìn)氣門關(guān)閉時期比最大缸內(nèi)壓力pmax成為所述指定值pmax1的進(jìn)氣門關(guān)閉時期ivc_p1更靠延遲角側(cè)的區(qū)域，該進(jìn)氣門關(guān)閉時期ivc_p1為第二線l2上的點(diǎn)。即，本發(fā)明人對幾何壓縮進(jìn)行了各種各樣的變更，然后針對每一幾何壓縮比調(diào)查了進(jìn)氣門關(guān)閉時期與最大缸內(nèi)壓力pmax的關(guān)系。而且，針對各幾何壓縮比抽取最大缸內(nèi)壓力pmax為指定值p1的進(jìn)氣門關(guān)閉時期，并將它們相連從而確定了第二線l2。

這樣，本實(shí)施方式中，恰當(dāng)區(qū)域a被設(shè)定于由所述線l1、l2所包圍的區(qū)域，恰當(dāng)區(qū)域a為如下的區(qū)域：在冷機(jī)啟動時即使使用e100的燃料來啟動發(fā)動機(jī)也能夠確?？蓡有?，而且在熱機(jī)啟動時即使使用e0的燃料來啟動發(fā)動機(jī)也能夠避免早燃的發(fā)生。

而且，如上所述，在本實(shí)施方式所涉及的發(fā)動機(jī)1中，以幾何壓縮比為12以上而且?guī)缀螇嚎s比和啟動時的進(jìn)氣門關(guān)閉時期成為恰當(dāng)區(qū)域a中所包含的壓縮比及時期的方式予以設(shè)定。例如幾何壓縮比被設(shè)定為14左右，恰當(dāng)時期被設(shè)定于abdc(進(jìn)氣下止點(diǎn)后)50至60°ca左右。

此處，如上所述，本實(shí)施方式中，變更進(jìn)氣門關(guān)閉時期的進(jìn)氣門定時可變機(jī)構(gòu)17a為液壓式。因此，啟動時在不能確保液壓的情況下，有可能不能將進(jìn)氣門關(guān)閉時期變更為所述恰當(dāng)時期。即，由于供應(yīng)液壓的機(jī)油泵被發(fā)動機(jī)驅(qū)動，因此，在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低的啟動時，有可能不能對進(jìn)氣門定時可變機(jī)構(gòu)17a供應(yīng)用于將進(jìn)氣門14的氣門關(guān)閉時期變更為恰當(dāng)時期的液壓。

因此，本實(shí)施方式中，在啟動前預(yù)先將進(jìn)氣門關(guān)閉時期變更為所述恰當(dāng)時期，并且將其固定(鎖定)。具體而言，在發(fā)動機(jī)停止時(例如發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為指定值以下時)，通過進(jìn)氣門定時可變機(jī)構(gòu)17a，將進(jìn)氣門關(guān)閉時期變更為恰當(dāng)時期并且使其鎖定于該恰當(dāng)時期。此處，在本實(shí)施方式中，該恰當(dāng)時期基于進(jìn)氣門定時可變機(jī)構(gòu)17a而被設(shè)定于可變更的進(jìn)氣門關(guān)閉時期中最靠延遲角側(cè)的時期。因此，進(jìn)氣門定時可變機(jī)構(gòu)17a(鎖定機(jī)構(gòu))在發(fā)動機(jī)停止時將進(jìn)氣門關(guān)閉時期變更為最大延遲角時期并予以鎖定。此外，在發(fā)動機(jī)啟動后而供應(yīng)給進(jìn)氣門定時可變機(jī)構(gòu)17a的液壓得以確保時，進(jìn)氣門定時可變機(jī)構(gòu)17a根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件而使進(jìn)氣門的開閉時期相應(yīng)地提前，以便在氣缸內(nèi)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)娜紵?/p>

此外，本發(fā)明人得出了如下的見解：在將啟動時的進(jìn)氣門關(guān)閉時期設(shè)定于如上述般所設(shè)定的恰當(dāng)時期的情況下，為了在發(fā)動機(jī)啟動時及此后的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時確保導(dǎo)入氣缸中的空氣量(進(jìn)氣量)從而確保燃燒穩(wěn)定性及發(fā)動機(jī)輸出，較為理想的是使發(fā)動機(jī)啟動時的進(jìn)氣門14的氣門開始打開時期與排氣門16的氣門關(guān)閉時期之差處于-5°ca至5°ca的范圍，亦即使進(jìn)氣門14的氣門打開期間與排氣門16的氣門打開期間重疊的期間亦即重疊期間處于-5°ca至5°ca的范圍。因此，在本實(shí)施方式中，發(fā)動機(jī)啟動時的進(jìn)氣門14的氣門開始打開時期以滿足如下條件亦即所述重疊期間處于-5°ca至5°ca的范圍這樣的條件的方式來設(shè)定。此處，如上所述，本實(shí)施方式中，進(jìn)氣門定時可變機(jī)構(gòu)17a在使進(jìn)氣門14的氣門打開期間維持在一定的情況下來變更該開閉時期。因此，基于發(fā)動機(jī)啟動時的進(jìn)氣門14的氣門開始打開時期如上述般而被設(shè)定，并且發(fā)動機(jī)啟動時的進(jìn)氣門14的氣門關(guān)閉時期如上述般而被設(shè)定，從而進(jìn)氣門14的氣門打開期間被決定為指定的期間。此外，重疊期間為負(fù)值意味著進(jìn)氣門14的氣門打開期間與排氣門的氣門打開期間未重疊，負(fù)值的期間是指從排氣門16的氣門關(guān)閉時期至進(jìn)氣門的氣門打開時期的期間。

如上所述，本實(shí)施方式所涉及的靈活燃料發(fā)動機(jī)中，幾何壓縮比被設(shè)定為12以上，并且?guī)缀螇嚎s比和啟動時的進(jìn)氣門關(guān)閉時期被設(shè)定為如下的恰當(dāng)區(qū)域a內(nèi)的值：在進(jìn)氣溫度比較低的第一進(jìn)氣溫度的情況下的啟動時即使使用e100的燃料來啟動發(fā)動機(jī)也能夠確?？蓡有?，而且，在進(jìn)氣溫度比較高的第二進(jìn)氣溫度的情況下的啟動時即使使用e0的燃料來啟動發(fā)動機(jī)也能夠避免早燃的發(fā)生。e100的燃料是有可能被使用的e0至e100的燃料中可點(diǎn)火性最低的燃料。因此，若如上述那樣在進(jìn)氣溫度低而難以確?？蓡有缘臈l件下在e100的燃料中能夠確?？蓡有裕瑒t在其它的燃料中也能夠確?？蓡有?。此外，e0的燃料是上述燃料中可點(diǎn)火性最高而易于發(fā)生早燃的燃料。因此，若如上述那樣在進(jìn)氣溫度高而易于發(fā)生早燃的條件下在e0的燃料中能夠避免早燃，則在其它的燃料中也能夠避免早燃。

因此，由于幾何壓縮比和啟動時的進(jìn)氣門關(guān)閉時期如上述般而被設(shè)定，因此，在本實(shí)施方式所涉及的靈活燃料發(fā)動機(jī)中，均能夠以e0至e100的燃料亦即乙醇的含有率被任意地設(shè)定在0至100％之間的所有的燃料來恰當(dāng)?shù)貑影l(fā)動機(jī)而不會產(chǎn)生早燃。而且，采用本實(shí)施方式，無需為了在啟動時將可啟動性高的燃料另行供應(yīng)給發(fā)動機(jī)而另行設(shè)置與通常的燃料箱不同的輔助燃料箱以及無需設(shè)置兩個燃料供應(yīng)系統(tǒng)，能夠使結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)簡潔化并且能夠降低成本。

特別是在本實(shí)施方式中，第一線l1被設(shè)定為即使在冷機(jī)啟動時而難以啟動發(fā)動機(jī)的條件下也能夠以e100的燃料恰當(dāng)?shù)貑影l(fā)動機(jī)的線。因此，若幾何壓縮比和啟動時的進(jìn)氣門關(guān)閉時期設(shè)為恰當(dāng)區(qū)域a內(nèi)的值，則即使在熱機(jī)啟動時亦即不管是冷機(jī)啟動還是熱機(jī)啟動，均能夠切實(shí)地在所有的燃料中確?？蓡有?。

此外，本實(shí)施方式中，第二線l2被設(shè)定為即使在熱機(jī)啟動時而易于發(fā)生早燃的條件下也能夠以e0的燃料在發(fā)動機(jī)啟動時避免早燃發(fā)生的線。因此，不管是冷機(jī)啟動時還是熱機(jī)啟動時均能夠切實(shí)地在所有的燃料中避免早燃的發(fā)生。

此外，本實(shí)施方式中，通過進(jìn)氣門定時可變機(jī)構(gòu)17a的鎖定機(jī)構(gòu)在啟動前將進(jìn)氣門關(guān)閉時期鎖定于所述恰當(dāng)時期，因此，在啟動時能夠?qū)⑦M(jìn)氣門關(guān)閉時期切實(shí)地設(shè)定于該恰當(dāng)時期，能夠在避免早燃的情況下恰當(dāng)?shù)貑影l(fā)動機(jī)。

(3)變形例

此處，在所述實(shí)施方式中，對第一線l1被設(shè)定為在冷機(jī)啟動時能夠以e100的燃料恰當(dāng)?shù)貑影l(fā)動機(jī)的線的情形進(jìn)行了說明，不過，第一線l1也可以被設(shè)定為熱機(jī)啟動時或進(jìn)氣溫度為比所述的-5℃更高的溫度時的線。不過，若采用上述那樣的實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，不管是冷機(jī)啟動時還是熱機(jī)啟動時均能夠確?？蓡有浴４送?，所述實(shí)施方式中，以外部氣溫(進(jìn)氣溫度)在-5℃的條件下的啟動作為冷機(jī)啟動時的情形來進(jìn)行了說明，不過，冷機(jī)啟動的定義并不僅限于此，也可以將發(fā)動機(jī)水溫為指定溫度以下的啟動作為冷機(jī)啟動。此外，例如也可以將本實(shí)施方式所涉及的靈活燃料汽車所被使用的地區(qū)的外部氣溫的最低溫度的條件下的啟動作為冷機(jī)啟動。

此外，所述實(shí)施方式中，以發(fā)動機(jī)水溫為100℃左右的啟動作為熱機(jī)啟動來進(jìn)行了說明，不過，熱機(jī)啟動的定義并不僅限于此，也可以將發(fā)動機(jī)水溫為不同的溫度以上的啟動作為熱機(jī)啟動。此外，第二進(jìn)氣溫度并不僅限于該冷機(jī)啟動時的進(jìn)氣溫度，其只要是高于第一進(jìn)氣溫度的溫度便可。

此外，所述實(shí)施方式中，對進(jìn)氣門定時可變機(jī)構(gòu)17a為液壓式的情形進(jìn)行了說明，不過，該進(jìn)氣門定時可變機(jī)構(gòu)17a也可以是電動式等。不過，在液壓式的情況下，如上所述，有可能在發(fā)動機(jī)剛啟動后不能由進(jìn)氣門定時可變機(jī)構(gòu)17a來恰當(dāng)?shù)刈兏M(jìn)氣門關(guān)閉時期。因此，此情況下，較為理想的是通過進(jìn)氣門定時可變機(jī)構(gòu)17a中所包含的鎖定機(jī)構(gòu)，在發(fā)動機(jī)停止時將進(jìn)氣門關(guān)閉時期預(yù)先鎖定在上述恰當(dāng)時期。

以上所說明的本發(fā)明總結(jié)如下。

本發(fā)明是一種作為在氣缸內(nèi)燃燒的燃料而能夠使用含有酒精的燃料的靈活燃料發(fā)動機(jī)，該靈活燃料發(fā)動機(jī)包括：燃料噴射單元，將燃料直接噴射到所述氣缸內(nèi)；點(diǎn)火單元，對所述氣缸內(nèi)的燃料與空氣的混合氣進(jìn)行點(diǎn)火；其中，所述氣缸的幾何壓縮比被設(shè)定為12以上，而且在發(fā)動機(jī)啟動時利用含有所述酒精的燃料進(jìn)行啟動，并且發(fā)動機(jī)啟動時的進(jìn)氣門的氣門關(guān)閉時期被設(shè)定于相對于進(jìn)氣下止點(diǎn)處于延遲角側(cè)而且比預(yù)先設(shè)定的第一基準(zhǔn)時期更靠提前角側(cè)且比第二基準(zhǔn)時期更靠延遲角側(cè)，所述第一基準(zhǔn)時期被設(shè)定于在預(yù)先設(shè)定的第一進(jìn)氣溫度下使100％酒精的燃料在氣缸內(nèi)燃燒之際能夠使發(fā)動機(jī)啟動的進(jìn)氣門的氣門關(guān)閉時期中最靠延遲角側(cè)的時期，所述第二基準(zhǔn)時期被設(shè)定于在比所述第一進(jìn)氣溫度更高的第二進(jìn)氣溫度下啟動發(fā)動機(jī)時使100％汽油的燃料在氣缸內(nèi)燃燒之際不會發(fā)生早燃的進(jìn)氣門的氣門關(guān)閉時期中最靠提前角側(cè)的時期。

根據(jù)該發(fā)動機(jī)，無需設(shè)置用于存儲啟動用燃料的輔助燃料箱，以簡單的結(jié)構(gòu)便能夠不依所使用的燃料的酒精含有率如何，即使在進(jìn)氣溫度(被吸入各氣缸的空氣的溫度)為比較低而可啟動性易于惡化的條件下也能夠確?？蓡有?，并且即使在進(jìn)氣溫度為比較高而易于發(fā)生早燃的條件下也能夠更切實(shí)地避免早燃的發(fā)生。

所述第一基準(zhǔn)時期及所述第二基準(zhǔn)時期例如可以以幾何壓縮比越高則該第一基準(zhǔn)時期及該第二基準(zhǔn)時期越靠延遲角側(cè)的方式而被設(shè)定。

本發(fā)明中較為理想的是還包括：液壓式的進(jìn)氣開閉時期變更單元，變更所述進(jìn)氣門的開閉時期；其中，所述進(jìn)氣開閉時期變更單元具有鎖定機(jī)構(gòu)，該鎖定機(jī)構(gòu)至少在發(fā)動機(jī)停止時將所述進(jìn)氣門的氣門關(guān)閉時期鎖定于所述第一基準(zhǔn)時期與所述第二基準(zhǔn)時期之間的指定的時期。

采用這樣的結(jié)構(gòu)，在發(fā)動機(jī)啟動時能夠更切實(shí)地將進(jìn)氣門關(guān)閉時期設(shè)于第一基準(zhǔn)時期與第二基準(zhǔn)時期之間的恰當(dāng)?shù)臅r期，能夠確?？蓡有?。具體而言，在供應(yīng)給進(jìn)氣開閉時期變更單元的液壓不能得以確保時，有可能不能通過該進(jìn)氣開閉時期變更單元來將進(jìn)氣門關(guān)閉時期變更為第一基準(zhǔn)時期與第二基準(zhǔn)時期之間的時期。對此，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在發(fā)動機(jī)停止時，進(jìn)氣門關(guān)閉時期被鎖定于第一基準(zhǔn)時期與第二基準(zhǔn)時期之間的時期，因此，在發(fā)動機(jī)啟動時，能夠更切實(shí)地將進(jìn)氣門關(guān)閉時期設(shè)于恰當(dāng)?shù)臅r期。

上述結(jié)構(gòu)中，所述發(fā)動機(jī)停止時被鎖定的所述進(jìn)氣門的氣門關(guān)閉時期例如也可以被設(shè)定于該氣門關(guān)閉時期的可變更范圍中最靠延遲角側(cè)的時期。

此外，本發(fā)明中較為理想的是，發(fā)動機(jī)啟動時的所述進(jìn)氣門的氣門開始打開時期以發(fā)動機(jī)啟動時該進(jìn)氣門的氣門打開期間與所述氣缸中所設(shè)置的排氣門的氣門打開期間重疊的期間處于-5°ca至5°ca的范圍的方式而被設(shè)定。

采用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)訒r的進(jìn)氣門關(guān)閉時期設(shè)于第一基準(zhǔn)時期與第二基準(zhǔn)時期之間的恰當(dāng)?shù)臅r期，并且在啟動時及此后的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)等低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時，能夠?qū)⑦M(jìn)氣門與排氣門的重疊期間設(shè)為能夠確保進(jìn)氣量成為恰當(dāng)量的期間亦即-5°ca至5°ca的期間，從而能夠較高地維持燃燒穩(wěn)定性。

此外，本發(fā)明中較為理想的是，所述第一基準(zhǔn)時期被設(shè)定于冷機(jī)啟動時使100％酒精的燃料在氣缸內(nèi)燃燒之際能夠使發(fā)動機(jī)啟動的進(jìn)氣門的氣門關(guān)閉時期中最靠延遲角側(cè)的時期。

采用這樣的結(jié)構(gòu)，即使在啟動困難的冷機(jī)啟動時也能夠更切實(shí)地啟動發(fā)動機(jī)。

此外，本發(fā)明中較為理想的是，所述第二基準(zhǔn)時期被設(shè)定于熱機(jī)啟動時使100％汽油的燃料在氣缸內(nèi)燃燒之際不會發(fā)生早燃的進(jìn)氣門的氣門關(guān)閉時期中最靠提前角側(cè)的時期。

采用這樣的結(jié)構(gòu)，即使在容易發(fā)生早燃的熱機(jī)啟動時也能夠更切實(shí)地避免早燃的發(fā)生。