明旨在不但覆蓋這些示例性實施方式，而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種替換、修改、等效形式以及其它實施方式。
[0039]下面將參考所附附圖對本發(fā)明的示例性實施方式進行具體描述。
[0040]做出本發(fā)明以改進現(xiàn)有柴油-汽油混合物燃燒發(fā)動機的問題，特別是在低負載行駛區(qū)域內(nèi)不穩(wěn)定點火以及在高負載行駛區(qū)域內(nèi)爆震的問題；柴油-汽油混合物燃燒發(fā)動機具有混合物燃燒模式以及汽油燃燒模式作為燃燒模式，混合物燃燒模式中柴油和汽油被混合并燃燒，汽油燃燒模式中只有汽油燃燒；而且本發(fā)明根據(jù)在行駛期間所選的燃燒模式可變地控制壓縮比以在全部行駛區(qū)域內(nèi)解決上述問題。
[0041]混合物燃燒模式中，在進氣沖程期間噴射汽油以產(chǎn)生預混合物，并且在壓縮沖程期間將用于點火控制的柴油噴射入在燃燒室中壓縮的高溫和高壓混合物中以進行柴油-汽油混合物的燃燒。
[0042]該混合物燃燒模式可以避免現(xiàn)有HCCI燃燒的問題，特別地，該混合物燃燒模式是通過使用汽油作為待預混合的主燃料同時直接噴射柴油作為點火控制燃料以便確保燃燒控制穩(wěn)定性的均質(zhì)混合物、稀薄燃燒、自點火點火的燃燒模式；混合物燃燒模式中柴油壓縮點火燃燒(低燃料比)和汽油預混合燃燒(清潔廢氣)被混合。
[0043]圖1A、圖1B、圖1C和圖1D是示出具有柴油-汽油混合物燃燒模式的發(fā)動機以及在柴油-汽油混合物燃燒模式中的燃燒周期的視圖。下面將參考圖1A、圖1B、圖1C和圖1D具體描述混合物燃燒模式。
[0044]如圖所示，進氣閥門11打開而活塞13朝著下止點向下移動的進氣沖程期間，汽油通過安裝在進氣歧管的進氣端口 I的第一噴射器14噴射(汽油PFI)，同時通過進氣端口 I引入到燃燒室中的空氣與噴射的汽油通過第一噴射器14預先混合。
[0045]然后，通過進氣端口 I引入的預混合物與被廢氣再循環(huán)(EGR)裝置引入到燃燒室中的再循環(huán)廢氣(廢氣再循環(huán)(EGR)氣體)混合而成的混合物在燃燒室內(nèi)形成，使得在燃燒室內(nèi)建立了均質(zhì)預混合狀態(tài)以及燃燒條件。
[0046]接下來，進氣閥門11和排氣閥門12關(guān)閉而活塞13朝著上止點向上移動的壓縮沖程(步驟I)期間，用于點火的柴油通過安裝于燃燒室中的第二噴射器15噴射，使得用于點火的柴油液滴分布于預混合物中(確保了穩(wěn)定點火源)。
[0047]另外，預混合物中的多個柴油液滴在高溫和高壓條件下自身點火的壓縮點火在壓縮沖程(步驟2)期間進行，汽油被作為點火源的多個自點火柴油點火而且火焰在膨脹沖程期間傳播。
[0048]膨脹沖程期間，主熱能由汽油預混合物產(chǎn)生，汽油混合物燃燒引起的爆炸力移動活塞13以產(chǎn)生驅(qū)動動力。
[0049]盡管圖1A、圖1B、圖1C和圖1D省略了排氣沖程，但是在燃燒之后廢氣在排氣沖程期間通過排氣端口 2以及排氣歧管排出，排氣沖程期間排氣閥門12打開而活塞13朝著上止點向上運動。
[0050]同樣，因為在混合物燃燒模式中點火是由分布于預混合物中的柴油滴進行的，所以通過多點壓縮點火的汽油點火來確保穩(wěn)定點火源以及改進不穩(wěn)定點火和現(xiàn)有汽油HCCI的燃燒效率的缺點是可能的。
[0051]另外，主熱能和驅(qū)動動力是由柴油壓縮點火引起的汽油預混合物燃燒產(chǎn)生的，相較于現(xiàn)有汽油HCCI和柴油HCCI，考慮到清潔廢氣、極佳的響應(yīng)、安靜度、改進的燃料比、不穩(wěn)定燃燒的改善以及高效率，本發(fā)明是有益的。
[0052]本發(fā)明的示例性實施方式中所采用的汽油燃燒利用了通過火花點火的汽油預混合物燃燒模式，其中，汽油通過第一噴射器14噴射以將空氣和預混合物引入到燃燒室中并且預混合物由安裝于燃燒室中的火花塞16點火并燃燒，而在燃燒后的膨脹沖程期間不噴射柴油。
[0053]因為汽油燃燒模式具有與現(xiàn)有汽油發(fā)動機相似的燃燒周期，其具體描述將被省略。
[0054]如上所述，本發(fā)明采用了點火式的汽油燃燒模式以及現(xiàn)有混合物燃燒發(fā)動機所采用的作為發(fā)動機燃燒模式的壓縮點火式的柴油-汽油混合物燃燒模式，本發(fā)明還包括點火裝置，該點火裝置具有在汽油燃燒模式中作為用于點火的硬件的火花塞16，因為現(xiàn)有混合物燃燒發(fā)動機中已經(jīng)提供了汽油燃料供給系統(tǒng)。
[0055]同時，本發(fā)明的示例性實施方式中，混合物燃燒模式和汽油燃燒模式中的任意一個是根據(jù)發(fā)動機的行駛狀態(tài)選擇的，并且進行了用以執(zhí)行所選燃燒模式的控制。
[0056]特別地，本發(fā)明的示例性實施方式中，在所選燃燒模式期間，壓縮比是用對應(yīng)于所選燃燒模式的值控制的，以便在發(fā)動機的全部行駛區(qū)域內(nèi)改善諸如爆震以及非正常點火的問題，這樣就有可能達成相對現(xiàn)有混合物燃燒有所改進的均質(zhì)混合物燃燒、稀薄燃燒以及壓縮自點火燃燒。
[0057]為實現(xiàn)本發(fā)明，應(yīng)用混合物燃燒模式的區(qū)域和應(yīng)用汽油燃燒模式的區(qū)域是根據(jù)發(fā)動機的行駛狀態(tài)預設(shè)的，而且在區(qū)域是根據(jù)駕駛狀態(tài)來選擇的狀態(tài)下，相應(yīng)的燃燒模式是基于發(fā)動機的當前行駛狀態(tài)信息來選擇并確定的，該當前行駛狀態(tài)信息是在發(fā)動機行駛期間檢測到的。
[0058]由來自駕駛狀態(tài)檢測器的信號確定的發(fā)動機RPM以及發(fā)動機負載可以作為用來確定燃燒模式的駕駛狀態(tài)信息，該來自駕駛狀態(tài)檢測器的信號是來自車輛的各自的傳感器或者加速器踏板的位置信息的檢測信號，而不是來自發(fā)動機負載的檢測信號。
[0059]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式確定燃燒模式的映射圖的實例的視圖，其示出了例如預設(shè)區(qū)域的實例，在該預設(shè)區(qū)域上根據(jù)發(fā)動機的行駛狀態(tài)應(yīng)用燃燒模式，圖中的三個區(qū)域是根據(jù)發(fā)動機RPM和發(fā)動機負載)設(shè)定的。
[0060]圖2中設(shè)定為中間區(qū)域的標記‘A’表示應(yīng)用汽油預混合物燃燒以及壓縮點火燃燒的行駛區(qū)域；設(shè)定為高負載和高速度區(qū)域的標記‘B’表示應(yīng)用汽油燃燒模式的行駛區(qū)域；而設(shè)定為低負載區(qū)域的標記‘C’表示應(yīng)用火花點火燃燒模式的行駛區(qū)域，在該區(qū)域，應(yīng)用混合物燃燒模式時，不穩(wěn)定燃燒可能出現(xiàn)。
[0061]例如，在發(fā)動機的高負載行駛區(qū)域和低負載行駛區(qū)域中選擇汽油燃燒模式，在中間行駛區(qū)域中選擇混合物燃燒模式，使得發(fā)動機中的燃燒被控制在所選燃燒模式下。
[0062]另外，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的燃燒控制方法進一步包括基于所選燃燒模式來控制壓縮比變化設(shè)備以可變地控制用于汽油混合物燃燒模式以及混合物燃燒模式的最佳燃燒條件的壓縮比。
[0063]這種情況下，通過壓縮比可變控制，壓縮比在汽油燃燒模式下減小而在混合物燃燒模式下相對于汽油燃燒模式較高。
[0064]這些是通過考慮汽油燃燒模式和柴油-汽油混合物燃燒模式之間不同的最佳壓縮條件而得到的。在高負載行駛區(qū)域和低負載行駛區(qū)域內(nèi)選擇汽油燃燒模式的情況下，燃燒優(yōu)選在與一般汽油發(fā)動機相同的壓縮比條件(例如，9到11的壓縮比)下進行，而中間行駛區(qū)域內(nèi)所選的柴油-汽油混合物燃燒優(yōu)選在高于邊界條件的壓縮比條件(例如，13到14的壓縮比)下進行，所述邊界條件是使柴油壓縮點火可行的邊界條件。
[0065]因為在混合物燃燒模式中應(yīng)當保證壓縮點火之后立即需要的溫度(例如，700K)以及使柴油壓縮點火可行的壓縮比，所以能夠保證柴油壓縮點火的最小壓縮比以及更高的壓縮比應(yīng)當?shù)玫娇刂啤Ｈ欢?，為了在汽油燃燒模式中減少爆震，優(yōu)選使用小于最小壓縮比的壓縮比。
[0066]如果汽缸的壓縮比固定在基于混合燃燒的高位，在汽油燃燒模式中可能出現(xiàn)爆震。相反，壓縮比固定在基于汽油燃燒模式的低位，在混合物燃燒模式中柴油壓縮點火是不可能的。因此，如果進行壓縮可變控制以在兩種燃燒模式下都滿足優(yōu)選的壓縮比條件，那么可以在發(fā)動機的全部行駛區(qū)域上解決爆震以及不穩(wěn)定壓縮點火。
[0067]在進行可變壓縮比控制的示例性實施方式中，通過使用安裝于發(fā)動機的可變閥門正時設(shè)備，進行改變進氣閥門關(guān)閉(intake valve closing, IVC:未顯示)的正時的可變閥門正時控制，以便根據(jù)燃燒模式改變壓縮比。燃料混合物的壓縮比通過由可變閥門正時設(shè)備進行的進氣閥門提前關(guān)閉(early intake valve closing, EIVC)變高,通過進氣閥門延遲關(guān)閉(late intake valve closing, LIVC)變低。
[0068]同樣，本發(fā)明的本示例性實施方式采用的可變閥門正時設(shè)備充當壓縮比變化設(shè)備以改變IVC的正時，以便改變有效熱力學壓縮比。當控制器根據(jù)燃燒模式輸出用于可變壓縮比的閥門正時控制信號時，根據(jù)來自控制器的閥門正時控制信號控制可變閥門正時設(shè)備以改變IVC。
[0069]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的燃燒控制方法的流程圖。下面將參考圖3對本發(fā)明的本示例性實施方式進行更為具體的描述。
[0070]首先，控制器可以檢測柴油噴射觸發(fā)信號以確定對應(yīng)于發(fā)動機的當前行駛狀態(tài)的燃燒模式。
[0071]如果控制器檢測到柴油噴射觸發(fā)信號(檢測到柴油噴射觸發(fā)信號的上升沿)，控制器確定混合物燃燒模式的開始(SI和S2)并且執(zhí)行EIVC以便相對于最小壓縮比來提高壓縮比(S3)，所述最小壓縮比是使柴油壓縮點火可能的壓縮比。
[0072]相反，當控制器沒有檢測到柴油噴射觸發(fā)信號時，控制器確定汽油燃燒模式(SI和S2’)并且執(zhí)行進氣閥門延遲關(guān)閉(LIVC)以便相對于混合物