火花点火式内燃机制造技术

在内燃机中，具有能够改变机械压缩比的可变压缩比机构（A）和能够控制进气门（7）的闭门正时的可变气门正时机构（B）。在可变压缩比机构（A）发生了故障时使机械压缩比以及进气门闭门正时从当前的工作点向低机械压缩比侧的要求工作点（dX）不侵入禁止侵入区域（X1、X2）内地变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及火花点火式内燃机。
技术介绍
已知如下的内燃机具有由能够绕轴线旋转的中空套筒(sleeve)、和与在中空套筒内螺旋设置的母螺纹螺合且当使中空套筒旋转时沿中空套筒的轴线方向移动的控制棒构成的传递机构，控制棒与控制活塞冲程的连接机构联结，通过由电动马达使中空套筒旋转来使控制棒移动，由此使活塞的冲程变化、即使机械压缩比变化(例如参考专利文献I)。在该内燃机中，传递机构形成为不可逆式，使得即使压缩压力或燃烧压发生变化活塞冲程也不变化即控制棒不移动。 现有技术文献专利文献I :日本特开2006-052682号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，若使用如此不可逆式的传递机构，则在电动马达发生了故障的情况下传递机构的控制棒不能移动，因此机械压缩比被维持在电动马达故障时的压缩比。该情况下，若机械压缩比被维持在高压缩比，则会出现发生爆震等问题，该情况下，为了不产生这种问题，需要使机械压缩比降低。然而专利文献I对该情况没有作出任何考虑。在除了机械压缩比还控制进气门的闭门正时的情况下，对于机械压缩比和进气门闭门正时的组合，存在由于燃烧恶化而不能侵入的内燃机的运转区域、即禁止侵入区域。因此，在故障时使机械压缩比降低的情况下，需要使机械压缩比和进气门闭门正时的组合不侵入该禁止侵入区域内。本专利技术的目的在于，提供一种在可变压缩比机构发生了故障时确保良好的燃烧并使机械压缩比降低的火花点火式内燃机。用于解决问题的技术方案根据本专利技术，提供一种火花点火式内燃机，其具有能够改变机械压缩比的可变压缩比机构和能够控制进气门的闭门正时的可变气门正时机构，对机械压缩比和进气门闭门正时的组合设定禁止侵入区域，禁止表示机械压缩比和进气门闭门正时的组合的工作点侵入该禁止侵入区域内，在可变压缩比机构发生了故障时使机械压缩比以及进气门闭门正时从当前的工作点向低机械压缩比侧的要求工作点不禁止侵入区域内地变化。专利技术的效果在可变压缩比机构发生了故障时使机械压缩比降低，此时机械压缩比以及进气门闭门正时不会侵入禁止侵入区域内，因此能够确保良好的燃烧。附图说明图I是火花点火式内燃机的整体图。图2是可变压缩比机构的分解立体图。图3是以图解方式表示的内燃机的侧面剖面图。图4是表示可变气门正时机构的图。图5是表示进气门以及排气门的升程量的图。图6是用于说明机械压缩比、实际压缩比以及膨胀比的图。图7是表示理论热效率与膨胀比的关系的图。图8是用于说明通常周期以及超高膨胀比周期的图。 图9是表示与内燃机负荷相应的机械压缩比等的变化的图。图10是表示禁止侵入区域和目标工作线的图。图11是表示禁止侵入区域和目标工作线的图。图12是表示禁止侵入区域的图。图13是表示可变压缩比机构发生了故障时的工作点的各种变化的图。图14是表示可变压缩比机构发生了故障时的工作点的各种变化的图。图15是以图解方式表示的内燃机的侧面剖面图。图16是表示蜗杆和蜗轮的图。图17是表示传递效率的图。图18是表示凸轮轴的旋转角度的变化速度的图。图19是表示目标工作点和工作点的图。图20是表示目标工作点和工作点的图。图21是表示机械压缩比、进气门闭门正时和节气门开度的变化的图。图22是表示一定时间内的机械压缩比的可变更量的图。图23是表示一定时间内的机械压缩比的可变更量的图。图24是表示机械压缩比、进气门闭门正时和节气门开度的变化的图。图25是表示目标工作点和工作点的图。图26是表示目标工作点和工作点的图。图27是表示目标工作点和工作点的图。图28是表示目标工作点和工作点的图。图29是表示目标工作点和工作点的图。图30是表示目标工作点和工作点的图。图31是表示目标工作点和工作点的图。图32是表示目标工作点和工作点的图。图33是表示机械压缩比、进气门闭门正时和节气门开度等的变化的时间图。图34是表示目标工作点和工作点的图。图35是表示目标工作点和工作点的图。图36是表示目标工作点和工作点的图。图37是表示目标工作点和工作点的图。图38是表示目标工作点和工作点的图。图39是表示机械压缩比、进气门闭门正时和节气门开度等的变化的时间图。图40是表示目标工作点和工作点的图。图41是表示目标工作点和工作点的图。图42是表示目标工作点和工作点的图。图43是表示机械压缩比、进气门闭门正时和节气门开度等的变化的时间图。图44是表示机械压缩比、进气门闭门正时和节气门开度等的变化的时间图。图45是用于进行驱动马达的故障诊断的流程图。图46是用于算出目标值的流程图。图47是用于算出目标值的流程图。·图48是用于进行可变压缩比机构等的驱动控制的流程图。图49是用于说明变形例的图。图50是表示另一实施例的内燃机的侧面剖面图。图51是表示蜗杆以及蜗轮的另一实施例的图。具体实施例方式图I中示出火花点火式内燃机的侧面剖面图。参照图I, I表不曲轴箱,2表不气缸体,3表不气缸盖,4表不活塞,5表不燃烧室，6表不配置于燃烧室5的顶面中央部的火花塞,7表不进气门，8表不进气口，9表不排气门，10表示排气口。进气口 8经由进气支管11连接于气室12，在各进气支管11配置有用于向分别对应的进气口 8内喷射燃料的燃料喷射阀13。此外，燃料喷射阀13可以配置在各燃烧室5内来代替安装于各进气支管11。气室12经由进气管14联结于空气滤清器15，在进气管14内配置有由促动器16驱动的节气门17和使用了例如红外线的吸入空气量检测器18。另一方面，排气口 10经由排气支管19连接于内置有例如三元催化剂的催化剂转换器20，在排气支管19内配置有空燃比传感器21。另一方面，在图I所示的实施例中，在曲轴箱I与气缸体2的联结部设置有可变压缩比机构A，该可变压缩比机构A能够通过使曲轴箱I与气缸体2在气缸轴线方向上的相对位置变化来改变活塞4位于压缩上死点时的燃烧室5的容积，还设置有能够改变实际压缩作用的开始正时的实际压缩作用开始正时变更机构B。此外，在图I所示的实施例中，该实际压缩作用开始正时变更机构B由能够控制进气门7的闭门正时的可变气门正时机构构成。如图I所示，在曲轴箱I和气缸体2安装有用于检测曲轴箱I与气缸体2之间的相对位置关系的相对位置传感器22,从该相对位置传感器22输出表不曲轴箱I与气缸体2的间隔的变化的输出信号。另外，在可变气门正时机构B安装有产生表示进气门7的闭门正时的输出信号的气门正时传感器23，在节气门驱动用的促动器16安装有产生表示节气门开度的输出信号的节气门开度传感器24。电子控制单元30由数字计算机构成，具备由双向总线31相互连接的ROM (readonly memory,只读存储器)32、RAM(random access memory,随机存取存储器)33、CPU(microprocessor，微处理器)34、输入端口 35以及输出端口 36。吸入空气量检测器18、空燃比传感器21、相对位置传感器22、气门正时传感器23以及节气门开度传感器24的输出信号分别经由对应的AD变换器37输入到输入端口 35。此外，在加速踏板40连接有产生与加速踏板40的踏下量L成比例的输出电压的负荷传感器41,负荷传感器41的输出电压经由对应的AD变换器37输入到输入端口 35。而且，在输入端口 35还连接有当曲轴每旋转例如30°时产生输出脉冲的曲轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种火花点火式内燃机，具有能够改变机械压缩比的可变压缩比机构和能够控制进气门的闭门正时的可变气门正时机构，对机械压缩比和进气门闭门正时的组合设定禁止侵入区域，禁止表示机械压缩比和进气门闭门正时的组合的工作点侵入该禁止侵入区域内，在可变压缩比机构发生了故障时，使机械压缩比以及进气门闭门正时从当前的工作点向低机械压缩比侧的要求工作点不侵入该禁止侵入区域内地变化。2.根据权利要求I所述的火花点火式内燃机， 上述可变压缩比机构构成为当该可变压缩比机构发生故障时通过燃烧压使机械压缩比逐渐降低，在该可变压缩比机构发生故障而机械压缩比逐渐降低时使机械压缩比以及进气门闭门正时从当前的工作点向要求工作点不侵入该禁止侵入区域内地变化。3.根据权利要求2所述的火花点火式内燃机， 在上述可变压缩比机构发生了故障时，算出从当前的工作点向要求工作点不侵入该禁止侵入区域内地变化一定时间后可到达的目标工作点，使机械压缩比以及进气门闭门正时向目标工作点变化。4.根据权利要求3所述的火花点火式内燃机， 根据在一定时间后可到达的进气门闭门正时和所存储的机械压缩比的压缩比变更量，算出上述目标工作点。5.根据权利要求4所述的火花点火式内燃机， 上述目标工作点，被设为从当前的工作点向要求工作点不侵...

【专利技术属性】
技术研发人员：河崎高志，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：
国别省市：