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)包括能夠改變機(jī)械壓縮比的可變壓縮比機(jī)構(gòu)以及能夠控制進(jìn)氣閥的閉閥正時(shí)的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)，并且與內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷無關(guān)地將實(shí)際壓縮比維持為大致恒定(例如參照專利文獻(xiàn)I)。在該內(nèi)燃機(jī)中，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變高，即隨著要求進(jìn)入空氣量變多，進(jìn)氣閥的閉閥正時(shí)以靠近進(jìn)氣下止點(diǎn)的方式被提前，此時(shí)，隨著為了將實(shí)際壓縮比維持為大致恒定而要求進(jìn)入空氣量變多，使得機(jī)械壓縮比下降。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本專利文獻(xiàn)特開2007-303423號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題然而，當(dāng)如上地根據(jù)要求進(jìn)入空氣量的變化來改變進(jìn)氣閥的閉閥正時(shí)和機(jī)械壓縮比時(shí)，在進(jìn)氣閥的閉閥正時(shí)和機(jī)械壓縮比中，通?？筛淖兯鼈兊乃俣炔煌?，一般而言，改變機(jī)械壓縮比時(shí)與改變進(jìn)氣閥的閉閥正時(shí)時(shí)相比更需要時(shí)間。因此，例如當(dāng)要求進(jìn)入空氣量增大時(shí)，與機(jī)械壓縮比的下降速度相比，進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的提前速度更快，這樣在機(jī)械壓縮比高時(shí)使得進(jìn)入空氣量增大。其結(jié)果是，燃燒室內(nèi)的壓縮端壓力變高，從而產(chǎn)生爆震的問題。與此相對(duì)，如果當(dāng)要求進(jìn)入空氣量增大時(shí)使進(jìn)氣閥的閉閥正時(shí)緩慢地提前，則進(jìn)入空氣量只能緩慢地增大，其結(jié)果是產(chǎn)生這次無法確保響應(yīng)性好的加速運(yùn)轉(zhuǎn)的問題。另一方面，如果當(dāng)要求進(jìn)入空氣量減少時(shí)使進(jìn)氣閥的閉閥正時(shí)快速地延遲，則在機(jī)械壓縮比沒有變高時(shí)，進(jìn)入空氣量就減少，其結(jié)果是產(chǎn)生壓縮端壓力變低而無法得到良好的燃燒的問題。與此相對(duì)，如果當(dāng)要求進(jìn)入空氣量減少時(shí)使進(jìn)氣閥的閉閥正時(shí)緩慢地延遲，則存在這次無法確保響應(yīng)性好的減速運(yùn)轉(zhuǎn)的問題。S卩，為了當(dāng)要求進(jìn)入空氣量變化時(shí)確保響應(yīng)性好的加減速運(yùn)轉(zhuǎn)，需要在確保良好的燃燒的同時(shí)盡可能快地改變進(jìn)氣閥的閉閥正時(shí)。但是，上述的內(nèi)燃機(jī)未考慮上述的情況。本發(fā)明的目的在于提供當(dāng)要求進(jìn)入空氣量變化時(shí)能夠維持良好的燃燒并且確保響應(yīng)性好的運(yùn)轉(zhuǎn)的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)。用于解決問題的手段根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，包括能夠改變機(jī)械壓縮比的可變壓縮比機(jī)構(gòu)以及能夠控制進(jìn)氣閥的閉閥正時(shí)的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)，在所述內(nèi)燃機(jī)中，相對(duì)于機(jī)械壓縮比與進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的組合設(shè)定侵入禁止區(qū)域，并禁止表示機(jī)械壓縮比與進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的組合的動(dòng)作點(diǎn)侵入到所述侵入禁止區(qū)域內(nèi)，當(dāng)要求進(jìn)入空氣量變化時(shí)，計(jì)算出從當(dāng)前的動(dòng)作點(diǎn)向滿足要求進(jìn)入空氣量的動(dòng)作點(diǎn)在不侵入到侵入禁止區(qū)域內(nèi)的情況下能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)，并使機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)向目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)變化。發(fā)明效果當(dāng)要求進(jìn)入空氣量變化時(shí)，優(yōu)選為了確保響應(yīng)性好的運(yùn)轉(zhuǎn)而使機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的動(dòng)作點(diǎn)盡快地變化到滿足要求進(jìn)入空氣量的動(dòng)作點(diǎn)。但是，此時(shí)，如果動(dòng)作點(diǎn)在變化中侵入到侵入禁止區(qū)域內(nèi)，則燃燒會(huì)惡化。因此，在本發(fā)明中，首先計(jì)算出不侵入到侵入禁止區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)，使機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)向該計(jì)算出的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)變化。這樣一來，動(dòng)作點(diǎn)能夠在不侵入到侵入禁止區(qū)域內(nèi)的情況下盡早地到達(dá)滿足要求進(jìn)入空氣量的動(dòng)作點(diǎn)，從而能夠在維持良好的燃燒的同時(shí)確保響應(yīng)性好的運(yùn)轉(zhuǎn)。



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是圖解性地示出的內(nèi)燃機(jī)的側(cè)面截面圖；圖4是表示可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)的圖；圖5是表不進(jìn)氣閥和排氣閥的升程量的圖；圖6是用于說明機(jī)械壓縮比、實(shí)際壓縮比以及膨脹比的圖；圖7是表示理論熱效率與膨脹比的關(guān)系的圖；圖8是用于說明通常的周期和超高膨脹比周期的圖；圖9是表示與內(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是表示侵入禁止區(qū)域和目標(biāo)動(dòng)作線的圖；圖11是表示侵入禁止區(qū)域和目標(biāo)動(dòng)作線的圖；圖12是表示侵入禁止區(qū)域的圖；圖13是表示目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)和動(dòng)作點(diǎn)的圖；圖14是表示目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)和動(dòng)作點(diǎn)的圖；圖15是表示機(jī)械壓縮比、進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)以及節(jié)流閥開度的變化的圖；圖16是表示一定時(shí)間內(nèi)的機(jī)械壓縮比的可改變量的圖；圖17是表示一定時(shí)間內(nèi)的機(jī)械壓縮比的可改變量的圖；圖18是表示一定時(shí)間內(nèi)的機(jī)械壓縮比的可改變量的圖；圖19是表示一定時(shí)間內(nèi)的機(jī)械壓縮比的可改變量的圖；圖20是表示機(jī)械壓縮比、進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)以及節(jié)流閥開度的變化的圖；圖21是表示目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)和動(dòng)作點(diǎn)的圖；圖22是表示目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)和動(dòng)作點(diǎn)的圖；圖23是表示目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)和動(dòng)作點(diǎn)的圖；圖24是表示目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)和動(dòng)作點(diǎn)的圖；圖25是表示目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)和動(dòng)作點(diǎn)的圖；圖26是表示目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)和動(dòng)作點(diǎn)的圖27是表示目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)和動(dòng)作點(diǎn)的圖；圖28是表示目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)和動(dòng)作點(diǎn)的圖；圖29是表示機(jī)械壓縮比、進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)以及節(jié)流閥開度等的變化的時(shí)序圖；圖30是表示目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)和動(dòng)作點(diǎn)的圖；圖31是表示目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)和動(dòng)作點(diǎn)的圖；圖32是表示目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)和動(dòng)作點(diǎn)的圖；圖33是表示目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)和動(dòng)作點(diǎn)的圖；圖34是表示目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)和動(dòng)作點(diǎn)的
圖35是表示機(jī)械壓縮比、進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)以及節(jié)流閥開度等的變化的時(shí)序圖；圖36是用于計(jì)算目標(biāo)值的流程圖；圖37是用于進(jìn)行可變壓縮比機(jī)構(gòu)等的驅(qū)動(dòng)控制的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖I表示火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的側(cè)面截面圖。參照?qǐng)D1，I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表不被配置于燃燒室5的項(xiàng)面中央部的火花塞,7表不進(jìn)氣閥,8表不進(jìn)氣口，9表不排氣閥，10表示排氣口。進(jìn)氣口 8經(jīng)由進(jìn)氣支管11與浪涌調(diào)整槽12連結(jié)，在各進(jìn)氣支管11中配置用于向各自對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣口 8內(nèi)噴射燃料的燃料噴射閥13。另外，燃料噴射閥13也可以配置在各燃燒室5內(nèi)而取代安裝到各進(jìn)氣支管11。浪涌調(diào)整槽12經(jīng)由進(jìn)氣管道14與空氣濾清器15連結(jié)，在進(jìn)氣管道14內(nèi)配置有被執(zhí)行器16驅(qū)動(dòng)的節(jié)流閥17和例如使用了熱線的進(jìn)入空氣量檢測(cè)器18。另另一方面面，排氣口 10經(jīng)由排氣歧管19與例如內(nèi)置有三效催化劑的催化轉(zhuǎn)化器20連結(jié)，在排氣歧管19內(nèi)配置有空燃比傳感器21。另一方面，在圖I所示的實(shí)施例中，在曲軸箱I與氣缸體2的連結(jié)部上設(shè)置有可變壓縮比機(jī)構(gòu)A，所述可變壓縮比機(jī)構(gòu)A能夠通過改變曲軸箱I和氣缸體2在氣缸軸線方向上的相對(duì)位置來改變活塞4位于壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積，并且在上述連結(jié)部上還設(shè)置有能夠改變實(shí)際的壓縮作用的開始正時(shí)的實(shí)際壓縮作用開始正時(shí)改變機(jī)構(gòu)B。另外在圖I所示的實(shí)施例中，該實(shí)際壓縮作用開始正時(shí)改變機(jī)構(gòu)B包括能夠控制進(jìn)氣閥7的閉閥正時(shí)的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)。如圖I所示，在曲軸箱I和氣缸體2上安裝有用于檢測(cè)曲軸箱I與氣缸體2之間的相對(duì)位置關(guān)系的相對(duì)位置傳感器22,從該相對(duì)位置傳感器22輸出表不曲軸箱I與氣缸體2的間隔的變化的輸出信號(hào)。另外，在可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B上安裝有產(chǎn)生表示進(jìn)氣閥7的閉閥正時(shí)的輸出信號(hào)的氣門正時(shí)傳感器23，在節(jié)流閥驅(qū)動(dòng)用的執(zhí)行器16上安裝有產(chǎn)生表示節(jié)流閥開度的輸出信號(hào)的節(jié)流閥開度傳感器24。電子控制單元30由數(shù)字計(jì)算機(jī)構(gòu)成，并包括由雙向性母線31相互連接的ROM (只讀存儲(chǔ)器)32、RAM (隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)33、CPU (微處理器)34、輸入口 35以及輸出口 36。進(jìn)入空氣量檢測(cè)器18、空燃比傳感器21、相對(duì)位置傳感器22、氣門正時(shí)傳感器23以及節(jié)流閥開度傳感器24的輸出信號(hào)分別經(jīng)由對(duì)應(yīng)的AD變換器37被輸入到輸入口 35。另夕卜，產(chǎn)生與加速踏板40的踏入量L成比例的輸出電壓的負(fù)荷傳感器41被連接在加速踏板40上，負(fù)荷傳感器41的輸出電壓經(jīng)由對(duì)應(yīng)的AD變換器37被輸入到輸入口 35。并且，每當(dāng)曲軸例如旋轉(zhuǎn)30°就產(chǎn)生輸出脈沖的曲軸角傳感器42與輸入口 35連接。另一方面，輸出口 36經(jīng)由對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路38與火花塞6、燃料噴射閥13、節(jié)流閥驅(qū)動(dòng)用執(zhí)行器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連接。圖2示出了圖I所示的可變壓縮比機(jī)構(gòu)A的分解立體圖，圖3示出了以圖解方式表示的內(nèi)燃機(jī)的側(cè)面截面圖。參照?qǐng)D2，在氣缸體2的兩側(cè)壁的下方形成有互相隔開間隔的多個(gè)突出部50，在各突出部50內(nèi)形成有截面分別為圓形的凸輪插入孔51。另一方面，在曲軸箱I的上壁面上形成有互相隔開間隔并分別嵌入到對(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)也分別形成有截面為圓形的凸輪插入孔53。如圖2所示，設(shè)置有一對(duì)凸輪軸54、55，在各凸輪軸54、55上交替地固定有可旋轉(zhuǎn) 地插入到各凸輪插入孔53內(nèi)的圓形凸輪58。這些圓形凸輪58具有與各凸輪軸54、55的旋轉(zhuǎn)軸線相同的軸線。另一方面，如圖3所示相對(duì)于各凸輪軸54、55的旋轉(zhuǎn)軸線偏心配置的偏心軸57在各圓形凸輪58的兩側(cè)延伸，其他的圓形凸輪56偏心地且可旋轉(zhuǎn)地安裝在該偏心軸57上。如圖2所示，這些圓形凸輪56被配置在各圓形凸輪58的兩側(cè)，這些圓形凸輪56可旋轉(zhuǎn)地插入到對(duì)應(yīng)的各凸輪插入孔51內(nèi)。另外，如圖2所示，在凸輪軸55上安裝有產(chǎn)生表示凸輪軸55的旋轉(zhuǎn)角度的輸出信號(hào)的凸輪旋轉(zhuǎn)角度傳感器25。一旦使固定在各凸輪軸54、55上的圓形凸輪58從圖3(A)所示的狀態(tài)如圖3(A)中以箭頭所示的那樣彼此向相反方向旋轉(zhuǎn)，則偏心軸57向互相分離的方向移動(dòng)，因此圓形凸輪56在凸輪插入孔51內(nèi)向與圓形凸輪58相反的方向旋轉(zhuǎn)，如圖3 (B)所示偏心軸57的位置從高的位置變?yōu)橹虚g高度位置。接著，一旦使圓形凸輪58向以箭頭所示的方向進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，則如圖3(C)所示偏心軸57處于最低的位置。另外，圖3 (A)、圖3 (B)、圖3 (C)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、以及圓形凸輪56的中心c的位置關(guān)系。通過比較圖3(A)至圖3(C)可知，曲軸箱I和氣缸體2的相對(duì)位置根據(jù)圓形凸輪58的中心a與圓形凸輪56的中心c的距離而確定，圓形凸輪58的中心a與圓形凸輪56的中心c的距離越大，氣缸體2越遠(yuǎn)離曲軸箱I。即，可變壓縮比機(jī)構(gòu)A通過使用了旋轉(zhuǎn)的凸輪的曲軸機(jī)構(gòu)來改變曲軸箱I與氣缸體2之間的相對(duì)位置。一旦氣缸體2離開曲軸箱1，則活塞4位于壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積增大，因此通過使各凸輪軸54、55旋轉(zhuǎn)，能夠改變活塞4位于壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積。如圖2所示，為了使各凸輪軸54、55分別向相反方向旋轉(zhuǎn)，在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)59的旋轉(zhuǎn)軸上分別安裝有螺旋方向反向的一對(duì)蝸桿61、62，與這些蝸桿61、62嚙合的蝸輪63、64分別被固定在各凸輪軸54、55的端部。在該實(shí)施例中，通過對(duì)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)59進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，能夠在大的范圍內(nèi)改變活塞4位于壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積。另一方面，圖4示出了圖I中用于驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣閥7的被安裝在凸輪軸70的端部的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B。參照?qǐng)D4，該可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B包括正時(shí)帶輪71，所述正時(shí)帶輪71通過內(nèi)燃機(jī)的曲軸經(jīng)由正時(shí)帶向箭頭方向旋轉(zhuǎn)；圓筒狀殼體72，所述圓筒狀殼體72與正時(shí)帶輪71 一起旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)軸73，所述旋轉(zhuǎn)軸73能夠與進(jìn)氣閥驅(qū)動(dòng)用凸輪軸70 —起旋轉(zhuǎn)，并且能夠相對(duì)于圓筒狀殼體72相對(duì)旋轉(zhuǎn)；多個(gè)間隔壁74，所述間隔壁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，所述葉片75在各間隔壁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)分別形成有提前用油壓室76和延遲用油壓室77。向各油壓室76、77供應(yīng)工作油的控制由工作油供應(yīng)控制閥78進(jìn)行。該工作油供應(yīng)控制閥78包括與各油壓室76、77分別連結(jié)的油壓口 79、80、用于從油壓泵81噴出的工作油的供應(yīng)口 82、一對(duì)排放口 83、84、以及進(jìn)行各口 79、80、82、83、84之間的連通截?cái)嗫刂频幕y85。當(dāng)應(yīng)該提前進(jìn)氣閥驅(qū)動(dòng)用凸輪軸70的凸輪的相位時(shí)，在圖4中滑閥85被向右方移動(dòng)，從供應(yīng)口 82供應(yīng)的工作油經(jīng)由油壓口 79被供應(yīng)給提前用油壓室76，并且延遲用油壓室77內(nèi)的工作油從排放口 84排出。此時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸73相對(duì)于圓筒狀殼體72沿箭頭方向相對(duì)旋轉(zhuǎn)。與此相對(duì)，當(dāng)應(yīng)該延遲進(jìn)氣閥驅(qū)動(dòng)用凸輪軸70的凸輪的相位時(shí)，在圖4中滑閥85 被向左方移動(dòng)，從供應(yīng)口 82供應(yīng)的工作油經(jīng)由油壓口 80被供應(yīng)給延遲用油壓室77，并且提前用油壓室76內(nèi)的工作油從排放口 83排出。此時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸73相對(duì)于圓筒狀殼體72沿與箭頭相反的方向相對(duì)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸73相對(duì)于圓筒狀殼體72相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，如果滑閥85被返回到圖4所示的中立位置，則旋轉(zhuǎn)軸73的相對(duì)旋轉(zhuǎn)動(dòng)作被停止，旋轉(zhuǎn)軸73被保持在此時(shí)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位置。因此，通過可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B可以將進(jìn)氣閥驅(qū)動(dòng)用凸輪軸70的凸輪的相位提前期望的量，也可以將其延遲期望的量。在圖5中，實(shí)線示出了進(jìn)氣閥驅(qū)動(dòng)用凸輪軸70的凸輪的相位通過可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B提前最大的情況，虛線示出了進(jìn)氣閥驅(qū)動(dòng)用凸輪軸70的凸輪的相位通過可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B延遲最大的情況。因此，進(jìn)氣閥7的開閥期間可以在圖5中以實(shí)線表示的范圍和以虛線表示的范圍之間任意設(shè)定，因此進(jìn)氣閥7的閉閥正時(shí)可以設(shè)定為圖5中以箭頭C表示的范圍內(nèi)的任意的曲軸角。圖I和圖4所示的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B示出一個(gè)例子，可以使用例如能夠在將進(jìn)氣閥的開閥正時(shí)維持為恒定的情況下僅改變進(jìn)氣閥的閉閥正時(shí)的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)等各種形式的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)。接著，參照?qǐng)D6對(duì)在本申請(qǐng)中使用的用語(yǔ)的含義進(jìn)行說明。另外，圖6的(A)、(B)、(C)示出了燃燒室容積為50ml、活塞的行程容積為500ml的發(fā)動(dòng)機(jī)以用于說明，在圖6的(A)、(B)、(C)中，燃燒室容積示出了活塞位于壓縮上止點(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來機(jī)械地確定的值，該機(jī)械壓縮比以(燃燒室容積+行程容積)/燃燒室容積來表示。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)際開始了壓縮作用時(shí)起至活塞達(dá)到上止點(diǎn)的實(shí)際的活塞行程容積和燃燒室容積而確定的值，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，即使在壓縮行程中活塞開始上升，在進(jìn)氣閥開閥的期間也不進(jìn)行壓縮作用，從進(jìn)氣閥閉閥時(shí)起開始實(shí)際的壓縮作用。因此，實(shí)際壓縮比使用實(shí)際的行程容積如上地表示。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)的活塞的行程容積和燃燒室容積而確定的值，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。接著，參照?qǐng)D7和圖8對(duì)本發(fā)明中使用的超膨脹比周期進(jìn)行說明。另外，圖7示出了理論熱效率與膨脹比的關(guān)系，圖8示出了本發(fā)明中根據(jù)負(fù)荷分開使用的通常的周期與超高膨脹比周期的比較。圖8(A)示出了進(jìn)氣閥在下止點(diǎn)附近閉閥、大致從進(jìn)氣下止點(diǎn)附近開始活塞的壓縮作用時(shí)的通常的周期。在該圖8㈧所示的例子中，也與圖6的(A)、(B)、(C)所示的例子相同，燃燒室容積為50ml，活塞的行程容積為500ml。由圖8 (A)可知，在通常的周期中機(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)際壓縮比和膨脹比大概相
坐寸ο 圖7中的實(shí)線示出了實(shí)際壓縮比與膨脹比大致相等時(shí)、即通常的周期中的理論熱效率的變化。在此情況下，膨脹比越大，即實(shí)際壓縮比越高，理論熱效率越高。因此，為了在通常的周期中提高理論熱效率，提高實(shí)際壓縮比即可。但是，由于內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)爆震產(chǎn)生的限制，實(shí)際壓縮比最大只能提高至12左右，從而在通常的周期中無法充分地提高理論熱效率。另ー方面，在這樣的情況下，研究在嚴(yán)格地區(qū)分機(jī)械壓縮比和實(shí)際壓縮比的同時(shí)提高理論熱效率，其結(jié)果是發(fā)現(xiàn)，膨脹比支配理論熱效率，實(shí)際壓縮比對(duì)理論熱效率幾乎不施加影響。即，如果提高實(shí)際壓縮比，則爆發(fā)カ會(huì)提高，但是為了進(jìn)行壓縮需要大的能量，這樣即使提高實(shí)際壓縮比，理論熱效率也幾乎不會(huì)提高。與此相對(duì)，如果增大膨脹比，則在膨脹行程時(shí)按下力作用于活塞的期間變長(zhǎng)，從而活塞對(duì)曲軸施加旋轉(zhuǎn)カ的期間變長(zhǎng)。因此，膨脹比越大，理論熱效率越高。圖7的虛線ε=10示出了在使實(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。如上所述在將實(shí)際壓縮比ε維持為低值的狀態(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)線所示那樣實(shí)際壓縮比也與膨脹比一起増大時(shí)的理論熱效率的上升量沒有大的差異。如果如上地實(shí)際壓縮比被維持為低值，則不會(huì)發(fā)生爆震，因此如果在將實(shí)際壓縮比維持為低值的狀態(tài)下提高膨脹比，則能夠阻止爆震的發(fā)生并且大幅度地提高理論熱效率。圖8(B)示出了使用可變壓縮比機(jī)構(gòu)A和可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B將實(shí)際壓縮比維持為低值并且提高膨脹比時(shí)的ー個(gè)例子。參照?qǐng)D8(B)，在該例子中，通過可變壓縮比機(jī)構(gòu)A將燃燒室容積從50ml減少至20ml。另ー方面，通過可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B將進(jìn)氣閥的閉閥正時(shí)延遲至實(shí)際的活塞行程容積從500ml變?yōu)?00ml。其結(jié)果是，在該例子中實(shí)際壓縮比為(20ml+200ml)/20ml = 11，膨脹比為(20ml+500ml)/20ml = 26。在圖8(A)所示的通常的周期中，如上所述實(shí)際壓縮比大致為11，膨脹比為11，與該情況相比，圖8(B)所示的場(chǎng)合下，僅膨脹比提高至26。這是被稱為超高膨脹比周期的原因。 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，因此為了提高內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的熱效率，即為了改善耗油率，需要提高內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷低時(shí)的熱效率。另ー方面，在圖8(B)所示的超高膨脹比周期中，壓縮行程時(shí)的實(shí)際的活塞行程容積被減小，因此可進(jìn)入燃燒室5內(nèi)的進(jìn)入空氣量變少，因而只能在內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷較低時(shí)采用該超高膨脹比周期。因此，在本發(fā)明中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷較低時(shí)為圖8(B)所示的超高膨脹比周期，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)為圖8(A)所示的通常的周期。接著，參照?qǐng)D9對(duì)整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)控制進(jìn)行簡(jiǎn)要說明。圖9示出了與某個(gè)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速下的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷相應(yīng)的進(jìn)入空氣量、進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)、機(jī)械壓縮比、膨脹比、實(shí)際壓縮比以及節(jié)流閥17的開度的各變化。另外，圖9示出了為了能夠通過催化轉(zhuǎn)化器20內(nèi)的三效催化劑同時(shí)降低排出氣體中的未燃燒HC、C0以及吸而燃燒室5內(nèi)的平均空燃比基于空燃比傳感器21的輸出信號(hào)被反饋控制為理論空燃比的情況。另外，如上所述，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)執(zhí)行圖8(A)所示的通常的周期。因此，如圖9所示，此時(shí)，由于機(jī)械壓縮比被降低，因此膨脹比變低，如圖9中以實(shí)線所示那樣，進(jìn)氣閥7的閉閥正時(shí)如在圖5中以實(shí)線所示那樣被提前。另外，此時(shí)進(jìn)入空氣量多，此時(shí)節(jié)流閥 17的開度被保持為全開，因此泵送損失為零。另ー方面，當(dāng)如圖9中以實(shí)線所示的那樣內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變低，則隨之為了減少進(jìn)入空氣量，進(jìn)氣閥7的閉閥正時(shí)被延遲。另外，此時(shí)，為了使實(shí)際壓縮比大致保持恒定，如圖9所示那樣隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變低，機(jī)械壓縮比被増大，因此隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變低，膨脹比也被増大。另外，此時(shí)節(jié)流閥17被保持為全開狀態(tài)，因此被供應(yīng)到燃燒室5內(nèi)的進(jìn)入空氣量不依賴于節(jié)流閥17而通過改變進(jìn)氣閥7的閉閥正時(shí)而被控制。當(dāng)如上地內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷從內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)變低時(shí)，在實(shí)際壓縮比大致恒定的情況下隨著進(jìn)入空氣量減少，機(jī)械壓縮比被増大。即，活塞4到達(dá)壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積與進(jìn)入空氣量的減少成比例地被減少。因此，活塞4到達(dá)壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積與進(jìn)入空氣量成比例地變化。另外，此時(shí)，在圖9所示的例子中，燃燒室5內(nèi)的空燃比為理論空燃比，因此活塞4到達(dá)壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室5的容積與燃料量成比例地變化。如果內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷進(jìn)ー步變低，則機(jī)械壓縮比被進(jìn)ー步増大，如果內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷大概下降至靠近低負(fù)荷的中負(fù)荷L1，則機(jī)械壓縮比到達(dá)作為燃燒室5的構(gòu)造上極限的極限機(jī)械壓縮比。一旦機(jī)械壓縮比到達(dá)極限機(jī)械壓縮比，則在負(fù)荷比機(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L1低的區(qū)域，機(jī)械壓縮比被保持為極限機(jī)械壓縮比。因此，當(dāng)?shù)拓?fù)荷側(cè)的內(nèi)燃機(jī)中負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)和內(nèi)燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，即在內(nèi)燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)側(cè)，機(jī)械壓縮比最大，膨脹比也最大。換言之，在內(nèi)燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)側(cè)，使機(jī)械壓縮比最大，以能夠得到最大的膨脹比。另ー方面，在圖9所示的實(shí)施例中，一旦內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷下降至L1，則進(jìn)氣閥7的閉閥正時(shí)變?yōu)榭煽刂票还?yīng)到燃燒室5內(nèi)的進(jìn)入空氣量的極限閉閥正吋。一旦進(jìn)氣閥7的閉閥正時(shí)達(dá)到極限閉閥正時(shí)，則在負(fù)荷比進(jìn)氣閥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L1低的區(qū)域，進(jìn)氣閥7的閉閥正時(shí)被保持為極限閉閥正吋。一旦進(jìn)氣閥7的閉閥正時(shí)被保持為極限閉閥正時(shí)，則已經(jīng)無法通過進(jìn)氣閥7的閉閥正時(shí)的變化來控制進(jìn)入空氣量。在圖9所示的實(shí)施例中，在負(fù)荷比此時(shí)、即進(jìn)氣閥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L1低的區(qū)域，通過節(jié)流閥17來控制被供應(yīng)給燃燒室5內(nèi)的進(jìn)入空氣量，內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷越低，節(jié)流閥17的開度越被減小。另ー方面，在圖9中如虛線所示，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變低，通過提前進(jìn)氣閥7的閉閥正時(shí)而不依賴于節(jié)流閥17也能夠控制進(jìn)入空氣量。因此，當(dāng)可均包含圖9中以實(shí)線表示的情況和以虛線表示的情況來表現(xiàn)時(shí)，在本發(fā)明的實(shí)施例中，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷變低，進(jìn)氣閥7的閉閥正時(shí)在離開進(jìn)氣下止點(diǎn)BDC的方向上移動(dòng)到可控制被供應(yīng)到燃燒室內(nèi)的進(jìn)入空氣量的極限閉閥正時(shí)U。這樣，即使進(jìn)氣閥7的閉閥正時(shí)如圖9中以實(shí)線所示的那樣變化，也能夠控制進(jìn)入空氣量，并且即使進(jìn)氣閥7的閉閥正時(shí)如圖9中以虛線所示的那樣變化，也能夠控制進(jìn)入空氣量，以下，對(duì)于本發(fā)明，以使進(jìn)氣閥7的閉閥正時(shí)如圖9中以實(shí)線所示的那樣變化的情況為例進(jìn)行說明。然而，如上所述，在圖8(B)所示的超高膨脹比周期中膨脹比為26。該膨脹比越高越好，但是由圖7可知，如果對(duì)于實(shí)用上可使用的下限實(shí)際壓縮比ε =5，膨脹比為20以上，則能夠得到很高的理論熱效率。因此，在本發(fā)明中，以膨脹比為20以上的方式形成了可變壓縮比機(jī)構(gòu)Α。接著，參照?qǐng)D10至圖12來說明侵入禁止區(qū)域和對(duì)機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的基準(zhǔn)動(dòng)作線。 圖10示出了為得到要求的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷所需的進(jìn)入空氣量、即要求進(jìn)入空氣量、機(jī)械壓縮比以及進(jìn)氣閥閉閥正吋。另外，在圖10中，要求進(jìn)入空氣量隨著離開原點(diǎn)O而増大，機(jī)械壓縮比隨著離開原點(diǎn)O而増大。另外，在圖10中，進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)以進(jìn)氣下止點(diǎn)后(ABDC)的曲軸角表示，因此進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)隨著離開原點(diǎn)O而被延遲。另ー方面，在圖10中，QpQ2、Q3、Q4、Q5分別表示同一進(jìn)入空氣量面，Q6表示節(jié)流閥17全開的節(jié)流閥全開面。由圖10可知，該節(jié)流閥全開面Q6由向上凸的彎曲面形成。在該節(jié)流閥全開面Q6的下方的區(qū)域越靠向下方，則節(jié)流閥開度越小。圖10中以陰影線表不的區(qū)域不出了各同一進(jìn)入空氣量面Qp Q2> Q3> Q4> Q5內(nèi)的侵入禁止區(qū)域。另ー方面，圖11示出了從圖10的上部觀看到的部位，圖12(A)示出了從箭頭方向觀看圖10中的左側(cè)面S1的部位，圖12(B)示出了從箭頭方向觀看圖10中的右側(cè)面S2的部位，在該圖11和圖12(A)、(B)中也以陰影線表示的區(qū)域示出了侵入禁止區(qū)域。由圖10、圖11、圖12(A)、(B)可知，侵入禁止區(qū)域三維地?cái)U(kuò)展，并且該侵入禁止區(qū)域包括高負(fù)荷側(cè)的區(qū)域X1以及低負(fù)荷側(cè)的區(qū)域X2這兩個(gè)區(qū)域。另外，由圖10、圖11、圖12(A)、(B)可知，對(duì)于高負(fù)荷側(cè)侵入禁止區(qū)域X1，要求進(jìn)入空氣量多，進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)被形成在提前側(cè)，機(jī)械壓縮比被形成在高側(cè)，對(duì)于低負(fù)荷側(cè)侵入禁止區(qū)域X2，要求進(jìn)入空氣量少，進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)被形成在延遲側(cè)，機(jī)械壓縮比被形成在低側(cè)。另外，圖9示出了相對(duì)于要求進(jìn)入空氣量能夠得到最小耗油率的、進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)、機(jī)械壓縮比、實(shí)際壓縮比以及節(jié)流閥開度的關(guān)系，滿足這些關(guān)系的線在圖10和圖11中以實(shí)線W示出。由圖10可知，該線W在進(jìn)入空氣量比同一進(jìn)入空氣量面Q3多的那側(cè)在節(jié)流閥全開面Q6上延伸，在進(jìn)入空氣量比同一進(jìn)入空氣量面Q3少的那側(cè)在右側(cè)面S2上延伸。該同一進(jìn)入空氣量面Q3對(duì)應(yīng)于圖9的負(fù)荷U。S卩，在圖9中內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷比L1高的區(qū)域，內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷越高，即要求進(jìn)入空氣量越大，在節(jié)流閥17被保持為全開的狀態(tài)下進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)越被提前，此時(shí)，為了使實(shí)際壓縮比恒定，要求進(jìn)入空氣量越大，機(jī)械壓縮比越被降低。此時(shí)的機(jī)械壓縮比與進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的關(guān)系以圖10的節(jié)流閥全開面Q6上的線W表示。S卩，如圖10所示，在進(jìn)入空氣量比同一進(jìn)入空氣量面Q3多的那側(cè)，要求進(jìn)入空氣量越大，在節(jié)流閥17被保持為全開的狀態(tài)下進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)越被提前，此時(shí)為了使實(shí)際壓縮比恒定，要求進(jìn)入空氣量越大，機(jī)械壓縮比越被降低。另ー方面，圖9中，在內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷比L1低的區(qū)域，機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)被保持為恒定，內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷越低，即要求進(jìn)入空氣量越少，節(jié)流閥17的開度越被減少。此時(shí)的機(jī)械壓縮比與進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的關(guān)系以圖10的右側(cè)面S2上的線W表示。S卩，如圖10所示，在進(jìn)入空氣量比同一進(jìn)入空氣量面Q3少的那側(cè)，機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)被保持為恒定，內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷越低，即要求進(jìn)入空氣量越少，節(jié)流閥17的開度越被減少。在本申請(qǐng)說明書中，當(dāng)要求進(jìn)入空氣量變化時(shí)，將機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)追尋的線稱為動(dòng)作線，尤其是圖10所示的線W稱為基準(zhǔn)動(dòng)作線。另外，如上所述，該基準(zhǔn)動(dòng)作線表示能夠得到最小耗油率的最小耗油率動(dòng)作線。如上所述，在該基準(zhǔn)動(dòng)作線W上，實(shí)際壓縮比恒定。實(shí)際壓縮比與節(jié)流閥17的開度無關(guān)而僅根據(jù)機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)確定，因此在圖10中經(jīng)過基準(zhǔn)動(dòng)作線W并沿垂直方向延伸的曲面上為同一實(shí)際壓縮比。在此情況下，在機(jī)械壓縮比高于該曲面的那側(cè)， 實(shí)際壓縮比變高，在機(jī)械壓縮比低于該曲面的那側(cè)，實(shí)際壓縮比變低。即，大體上說，高負(fù)荷側(cè)侵入禁止區(qū)域X1位于實(shí)際壓縮比高于基準(zhǔn)動(dòng)作線W上的實(shí)際壓縮比的區(qū)域，低負(fù)荷側(cè)侵入禁止區(qū)域X2位于實(shí)際壓縮比低于基準(zhǔn)動(dòng)作線W上的實(shí)際壓縮比的區(qū)域。另外，如果為了改善耗油率而提高實(shí)際壓縮比，則會(huì)產(chǎn)生爆震，如果為了阻止爆震的產(chǎn)生而延遲點(diǎn)火正吋，則燃燒會(huì)變得不穩(wěn)定，而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩變動(dòng)。高負(fù)荷側(cè)侵入禁止區(qū)域X1是產(chǎn)生這樣的轉(zhuǎn)矩變動(dòng)的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域，因此在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)需要避免內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)入產(chǎn)生這樣的轉(zhuǎn)矩變動(dòng)的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)。另ー方面，如果進(jìn)入空氣量變少、實(shí)際壓縮比變低，則變得難以燃燒，如果節(jié)流閥17的開度變小、壓縮端壓カ變低，則燃燒會(huì)惡化，而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩變動(dòng)。低負(fù)荷側(cè)侵入禁止區(qū)域X2是產(chǎn)生這樣的轉(zhuǎn)矩變動(dòng)的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域，因此在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)需要避免內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)也進(jìn)入該運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)。另ー方面，實(shí)際壓縮比越高，越可改善耗油率，因此在不產(chǎn)生爆震或轉(zhuǎn)矩變動(dòng)的情況下能夠得到最小的耗油率的最小耗油率動(dòng)作線在圖10和圖11中如以W所示的那樣在高負(fù)荷側(cè)侵入禁止區(qū)域X1的外部沿高負(fù)荷側(cè)侵入禁止區(qū)域X1的外緣延伸。如上所述，在本發(fā)明的實(shí)施例中，該最小燃燒動(dòng)作線為基準(zhǔn)動(dòng)作線W，基本上說根據(jù)要求進(jìn)入空氣量來控制機(jī)械壓縮比、進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)以及節(jié)流閥17的開度，以使表示機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的組合的動(dòng)作點(diǎn)在該基本動(dòng)作線W上移動(dòng)。另外，當(dāng)前的動(dòng)作點(diǎn)始終由相對(duì)位置傳感器22、氣門正時(shí)傳感器23以及節(jié)流閥開度傳感器24檢測(cè)。接著，對(duì)本發(fā)明涉及的機(jī)械壓縮比、進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)以及節(jié)流閥17的開度的控制方法從基本的控制方法起進(jìn)行說明。該基本的控制方法表示在圖13至圖15中。S卩，圖13示出了當(dāng)機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)被維持為基準(zhǔn)動(dòng)作線W上的m點(diǎn)的值時(shí)要求進(jìn)入空氣量被増大的情況。但是，在本發(fā)明涉及的實(shí)施例中，例如每隔預(yù)定的時(shí)間計(jì)算出要求進(jìn)入空氣量，并依次計(jì)算出滿足每隔該預(yù)定的時(shí)間計(jì)算出的要求進(jìn)入空氣量的基準(zhǔn)動(dòng)作線W上的動(dòng)作點(diǎn)。滿足該要求進(jìn)入空氣量的動(dòng)作點(diǎn)、即要求動(dòng)作點(diǎn)的一個(gè)例子在圖13中以&1、&2、&3、&4、&5、&6表示。即，在該例子中，在要求進(jìn)入空氣量被增大之后，滿足最初檢測(cè)出的要求進(jìn)入空氣量的要求動(dòng)作點(diǎn)是&1，滿足接著檢測(cè)出的要求進(jìn)入空氣量的要求動(dòng)作點(diǎn)是a2,滿足接著檢測(cè)出的要求進(jìn)入空氣量的要求動(dòng)作點(diǎn)是a3。一旦要求動(dòng)作點(diǎn)變化，則表示機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的動(dòng)作點(diǎn)會(huì)向新的要求動(dòng)作點(diǎn)變化。即，在圖13所示的例子中，當(dāng)要求動(dòng)作點(diǎn)為S1時(shí),表示機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的動(dòng)作點(diǎn)從m點(diǎn)向S1點(diǎn)變化，當(dāng)要求動(dòng)作點(diǎn)為a2時(shí),表示機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的動(dòng)作點(diǎn)向&2變化。在此情況下，如果在要求動(dòng)作點(diǎn)變化之前機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)到達(dá)要求動(dòng)作點(diǎn)，則機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)毫無問題地追隨要求動(dòng)作點(diǎn)的變化而變化。但是，當(dāng)在要求動(dòng)作點(diǎn)變化之前機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)未到達(dá)要求動(dòng)作點(diǎn)時(shí)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生問題。S卩，當(dāng)在圖13中機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)處于點(diǎn)m時(shí)，在要求動(dòng)作點(diǎn)為B1時(shí)，機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥正時(shí)未變化，此時(shí)，為了滿足要求進(jìn)入空氣量，節(jié)流閥17的開度被增大。執(zhí)行器16對(duì)節(jié)流閥17的開度變化的響應(yīng)性極快，因此一旦要求動(dòng)作點(diǎn)變?yōu)锽1，則表示機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的動(dòng)作點(diǎn)從m點(diǎn)直接移動(dòng)到ai點(diǎn)。接著，一旦要求動(dòng)作點(diǎn)變?yōu)閍2，則機(jī)械壓縮比稍稍被降低，并且進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)被稍稍提前，同時(shí)節(jié)流閥17被全部打開。此時(shí)，當(dāng)計(jì)算出下ー個(gè)要求動(dòng)作點(diǎn)a3時(shí)，機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)到達(dá)要求動(dòng)作點(diǎn)a2的附近。此時(shí)到達(dá)的機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正 時(shí)在表示從圖13的上方觀看的部位的圖14中以動(dòng)作點(diǎn)b2表示。一旦計(jì)算出要求動(dòng)作點(diǎn)a3，則機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)從動(dòng)作點(diǎn)b2向要求動(dòng)作點(diǎn)a3開始移動(dòng)。S卩，在節(jié)流閥17全部打開的狀態(tài)下，機(jī)械壓縮比被降低，進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)被提前。但是，可變壓縮比機(jī)構(gòu)A的機(jī)械壓縮比變化的響應(yīng)性以及可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B的進(jìn)氣閥7的閉閥正時(shí)變化的響應(yīng)性不那么快，尤其是可變壓縮比機(jī)構(gòu)A的機(jī)械壓縮比變化的響應(yīng)性相當(dāng)慢。因此，當(dāng)要求進(jìn)入空氣量的增大速度快時(shí)，要求動(dòng)作點(diǎn)與表示機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的實(shí)際的值的動(dòng)作點(diǎn)逐漸地分離。例如當(dāng)在圖14中要求動(dòng)作點(diǎn)移動(dòng)到％時(shí)，產(chǎn)生表示機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的實(shí)際的值的動(dòng)作點(diǎn)仍然位〒b2附近的狀態(tài)。但是，在這樣的情況下，如果使機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)不侵入到侵入禁止區(qū)域X1內(nèi)而通過反饋控制向要求動(dòng)作點(diǎn)移動(dòng)，則機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)到達(dá)要求動(dòng)作點(diǎn)需要時(shí)間。即，在此情況下，當(dāng)由于使進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)提前而動(dòng)作點(diǎn)將要侵入到侵入禁止區(qū)域X1內(nèi)時(shí)，停止進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的提前作用，接著機(jī)械壓縮比被減少一定量。當(dāng)機(jī)械壓縮比被減少一定量，則進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)被再次提前，當(dāng)動(dòng)作點(diǎn)將要侵入到侵入禁止區(qū)域X1內(nèi)時(shí)，停止進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的提前作用。以下，反復(fù)進(jìn)行上述動(dòng)作。S卩，如果使機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)通過反饋控制向要求動(dòng)作點(diǎn)移動(dòng)，則表示機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的動(dòng)作點(diǎn)沿侵入禁止區(qū)域X1的外緣呈鋸齒狀移動(dòng)，從而機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)到達(dá)要求動(dòng)作點(diǎn)需要時(shí)間。其結(jié)果是，無法相對(duì)于要求進(jìn)入空氣量的變化得到良好的內(nèi)燃機(jī)的響應(yīng)性。因此，在本發(fā)明中，當(dāng)要求進(jìn)入空氣量變化時(shí)，計(jì)算出機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)能夠從當(dāng)前的動(dòng)作點(diǎn)向滿足要求進(jìn)入空氣量的要求動(dòng)作點(diǎn)在不侵入到侵入禁止區(qū)域XpX2內(nèi)的情況下在一定時(shí)間后到達(dá)的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)，使機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)向該目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)變化。接著，對(duì)將該本發(fā)明具體化后的一個(gè)實(shí)施例參照表示節(jié)流閥全開面Q6的圖14進(jìn)行說明。如上所述，圖14示出了當(dāng)要求動(dòng)作點(diǎn)變?yōu)?amp;3時(shí)表示機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的動(dòng)作點(diǎn)為b2的情況。在該情況下，箭頭R2表示機(jī)械壓縮比向要求動(dòng)作點(diǎn)a3能夠以預(yù)定的一定時(shí)間到達(dá)的量，箭頭S2表示進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)向要求動(dòng)作點(diǎn)a3能夠以預(yù)定的一定時(shí)間到達(dá)的量。另外，在圖14中，C2示出了從當(dāng)前的動(dòng)作Ab2向滿足要求進(jìn)入空氣量的要求動(dòng)作點(diǎn)a3在不侵入到侵入禁止區(qū)域X1內(nèi)的情況下能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)。如圖14所示，當(dāng)要求進(jìn)入空氣量被增大且動(dòng)作點(diǎn)b2和要求動(dòng)作點(diǎn)a3處于節(jié)流閥全開面Q6上時(shí)，該目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)C2位于基準(zhǔn)動(dòng)作線W上,在圖14所示的例子中位于最小耗油率動(dòng)作線W上。即,在圖14所示的例子中，當(dāng)節(jié)流閥17被維持為全開狀態(tài)時(shí)，目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)在位于侵入禁止區(qū)域X1的外部、沿侵入禁止區(qū)域X1的外緣延伸的最小耗油率動(dòng)作線W上移動(dòng)。另外，如果在圖14中當(dāng)要求動(dòng)作點(diǎn)為a6時(shí)表示機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的動(dòng)作點(diǎn)Sbi,則在此情況下目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)為基準(zhǔn)動(dòng)作線W上的點(diǎn)Citj另外,在圖14中，箭頭Ri同樣表示機(jī)械壓縮比能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的量，箭頭Si同樣表示進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的量。

如上所述,在圖14所示的例子中，當(dāng)動(dòng)作點(diǎn)為b2時(shí),如果計(jì)算出目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)C2,則表示機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的動(dòng)作點(diǎn)在一定時(shí)間后到達(dá)目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)C2。此時(shí),計(jì)算出從當(dāng)前的動(dòng)作點(diǎn)C2向滿足要求進(jìn)入空氣量的要求動(dòng)作點(diǎn)在不侵入到侵入禁止區(qū)域X1內(nèi)的情況下能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的下一個(gè)新的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)，動(dòng)作點(diǎn)在一定時(shí)間后到達(dá)該新的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)。在此情況下，在本發(fā)明涉及的實(shí)施例中，機(jī)械壓縮比、進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)以及節(jié)流閥17的開度通過PID(比例積分微分)控制到達(dá)目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)。這樣，在圖14所示的例子中，表示機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的動(dòng)作點(diǎn)沿基準(zhǔn)動(dòng)作線W不停滯地順暢移動(dòng)。S卩，當(dāng)在圖13中機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)被維持為m點(diǎn)時(shí)，如果要求進(jìn)入空氣量被增大，則機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)在圖15中如以箭頭所示的那樣沿基準(zhǔn)動(dòng)作線W不停滯地順暢變化。其結(jié)果是，能夠相對(duì)于要求進(jìn)入空氣量的變化確保良好的內(nèi)燃機(jī)的響應(yīng)性。在此情況下，為了進(jìn)一步提高內(nèi)燃機(jī)對(duì)要求進(jìn)入空氣量的響應(yīng)性，優(yōu)選使目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)C2Ai盡量離開分別對(duì)應(yīng)的當(dāng)前的動(dòng)作點(diǎn)b2、bi。因此,在本發(fā)明涉及的實(shí)施例中，目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)c2、Ci是在從對(duì)應(yīng)的當(dāng)前的動(dòng)作點(diǎn)b2、bi向滿足要求進(jìn)入空氣量的要求動(dòng)作點(diǎn)在不侵入到侵入禁止區(qū)域X1內(nèi)的情況下能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的動(dòng)作點(diǎn)中從當(dāng)前的動(dòng)作點(diǎn)b2、h離開最遠(yuǎn)的動(dòng)作點(diǎn)。S卩，在當(dāng)前的動(dòng)作點(diǎn)為b2的情況下，距動(dòng)作點(diǎn)b2的機(jī)械壓縮比的到達(dá)極限為目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)C2,對(duì)于進(jìn)氣閥閉閥正時(shí),該目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)C2靠近距動(dòng)作點(diǎn)b2的進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的到達(dá)極限。因此，此時(shí)，機(jī)械壓縮比以可能的最大速度被降低，進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)以比可能的最大速度慢的速度被提前。與此相對(duì)，在當(dāng)前的動(dòng)作點(diǎn)為h的情況下，距動(dòng)作點(diǎn)h的進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的到達(dá)極限為目標(biāo)動(dòng)作Aci,對(duì)于機(jī)械壓縮比,該目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)Ci靠近距動(dòng)作點(diǎn)bi的進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的到達(dá)極限。因此，此時(shí)，進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)以可能的最大速度被提前，機(jī)械壓縮比以比可能的最大速度慢的速度被減少。進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的可能的最大變化速度、即能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的值幾乎不受到內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的影響，因此，進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的值與內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)無關(guān)而成為恒定。與此相對(duì)，機(jī)械壓縮比的可能的最大變化速度、即能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的值會(huì)受到內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)等的很大的影響。接著，對(duì)這些情況參照?qǐng)D16至圖19進(jìn)行說明。圖16示出了一定時(shí)間內(nèi)的機(jī)械壓縮比的可改變量、即當(dāng)前的機(jī)械壓縮比與能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的機(jī)械壓縮比的壓縮比差、和內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷的關(guān)系。另外，圖16示出了機(jī)械壓縮比為某個(gè)機(jī)械壓縮比時(shí)的壓縮比可改變量，在圖16中，點(diǎn)劃線Ftl表示內(nèi)燃機(jī)已停止時(shí)的壓縮比可改變量。另外，圖16通過虛線示出了通過燃燒壓施加給可變壓縮比機(jī)構(gòu)A的轉(zhuǎn)矩。該轉(zhuǎn)矩作用于使氣缸體2離開曲軸箱I的方向、即降低壓縮比的方向上。該轉(zhuǎn)矩如以虛線所示的那樣，燃燒壓越高、即內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷越高而越大。如上所述，該轉(zhuǎn)矩在降低壓縮比的方向上作用于可變壓縮比機(jī)構(gòu)A，因此在降低機(jī)械壓縮比的情況下，機(jī)械壓縮比容易下降，因此此時(shí)，壓縮比可改變量變大。在圖16中，實(shí)線F1表示此時(shí)的壓縮比可改變量，此時(shí)的壓縮比可改變量隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷越高而越大。與此相對(duì)，該轉(zhuǎn)矩抵抗機(jī)械壓縮比的增大，因此在增大機(jī)械壓縮比的情況下，與降低機(jī)械壓縮比的情況相比，壓縮比可改變量變小。在圖16中，實(shí)線F2表示使機(jī)械壓縮比增大時(shí)的壓縮比可改變量，此時(shí)的壓縮比可改變量隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷越高而越小。 在本發(fā)明涉及的一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)先存儲(chǔ)有作為圖16中以Ftl表示的基準(zhǔn)的壓縮比可改變量，通過圖16中以F1和F2所示的關(guān)系來修正該基準(zhǔn)壓縮比可改變量，從而計(jì)算出與內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷相應(yīng)的壓縮比可改變量。接著根據(jù)該計(jì)算出的壓縮比可改變量來計(jì)算出能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的機(jī)械壓縮比的到達(dá)值。即，在該實(shí)施例中，當(dāng)要求進(jìn)入空氣量變化時(shí)，可根據(jù)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷來改變能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的機(jī)械壓縮比的到達(dá)值。圖17示出了一定時(shí)間內(nèi)的機(jī)械壓縮比的可改變量與凸輪軸54、55的旋轉(zhuǎn)角度、SP圓形凸輪58的旋轉(zhuǎn)角度的關(guān)系。另外，圖17中橫軸的左端示出了圖3(A)所示的機(jī)械壓縮比最低的狀態(tài)時(shí)，圖17中橫軸的右端示出了圖3(C)所示的機(jī)械壓縮比最高的狀態(tài)時(shí)。另夕卜，圖17示出了內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷為某個(gè)負(fù)荷時(shí)的壓縮比可改變量，圖17中，虛線表示通過燃燒壓施加給可變壓縮比機(jī)構(gòu)A的轉(zhuǎn)矩。在圖2所示的實(shí)施例中，使用了不能通過作為蝸輪的蝸輪63、64來旋轉(zhuǎn)蝸桿61、62的型式的、即蝸桿61、62具有阻止蝸輪63、64的反轉(zhuǎn)的作用的型式的蝸輪，圖17的點(diǎn)劃線Gtl示出了在使用了這樣的蝸輪的情況下內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)被停止時(shí)的壓縮比可改變量。由圖3(A)、(B)、(C)可知，當(dāng)機(jī)械壓縮比為中間的時(shí)，即當(dāng)如圖3(B)所示時(shí)，凸輪軸54、55的每單位旋轉(zhuǎn)角度的壓縮比度化量最大，因此，如以圖17的點(diǎn)劃線Gtl所示的那樣，當(dāng)機(jī)械壓縮比為中間的時(shí)，壓縮比可改變量最大。另外，當(dāng)如圖3(B)所示時(shí)，即當(dāng)機(jī)械壓縮比為中間的時(shí)，圖17中如以虛線所示的那樣通過燃燒壓施加給可變壓縮比機(jī)構(gòu)A的轉(zhuǎn)矩最高。另一方面，圖17中實(shí)線G1示出了降低機(jī)械壓縮比的情況，實(shí)線G2示出了增大機(jī)械壓縮比的情況。如圖17所示，降低機(jī)械壓縮比時(shí)的壓縮比可改變量G1大于增大機(jī)械壓縮比時(shí)的壓縮比可改變量G2。另外，當(dāng)機(jī)械壓縮比為中間的時(shí)，基于燃燒壓的轉(zhuǎn)矩最高，因此此時(shí)壓縮比可改變量G1變高，壓縮比可改變量G2下降。在本發(fā)明涉及的一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)先存儲(chǔ)有作為圖17中以Gtl表示的基準(zhǔn)的壓縮比可改變量，通過圖17中以G1和G2所示的關(guān)系來修正該基準(zhǔn)壓縮比可改變量，從而計(jì)算出與凸輪軸54、55的旋轉(zhuǎn)角度相應(yīng)的壓縮比可改變量。并且，通過圖16中以F1和F2所示的關(guān)系來修正該壓縮比可改變量，從而計(jì)算出與凸輪軸54、55的旋轉(zhuǎn)角度和內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷相應(yīng)的壓縮比可改變量。接著，根據(jù)該計(jì)算出的壓縮比可改變量來計(jì)算出能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的機(jī)械壓縮比的到達(dá)值。S卩，在該實(shí)施例中，當(dāng)要求進(jìn)入空氣量變化時(shí)，能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的機(jī)械壓縮比的到達(dá)值可根據(jù)旋轉(zhuǎn)的凸輪58的旋轉(zhuǎn)角度和內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷而變化。另一方面，圖18示出了在由滑動(dòng)軸承構(gòu)成可變壓縮比機(jī)構(gòu)A的全部的軸承的情況下滑動(dòng)軸承的潤(rùn)滑狀態(tài)對(duì)壓縮比可改變量施加的影響。即，內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷越高，越容易成為開始產(chǎn)生油膜不足的界限潤(rùn)滑區(qū)域，并且，軸承面上的動(dòng)作速度越慢，越容易成為界限潤(rùn)滑區(qū)域。因此，如果如圖18所示(內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷/動(dòng)作速度)超過某個(gè)極限值，則潤(rùn)滑狀態(tài)變?yōu)榻缦逎?rùn)滑區(qū)域，其結(jié)果是滑動(dòng)軸承上的摩擦力增大，因此壓縮比可改變量變小。在本發(fā)明涉及的其他的實(shí)施例中，也考慮滑動(dòng)軸承上的潤(rùn)滑狀態(tài)來計(jì)算壓縮比可改變量。通過圖16中以F1和F2所示的關(guān)系來修正例如圖16中以Ftl所示的基準(zhǔn)壓縮比可改變量，通過圖17中以G1和G2所示的關(guān)系來修正被修正了的壓縮比可改變量，通過圖18所 示的關(guān)系來修正被修正了的壓縮比可改變量，由此計(jì)算出與內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷、凸輪軸54、55的旋轉(zhuǎn)角度以及(內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷/動(dòng)作速度)相應(yīng)的壓縮比可改變量。接著，根據(jù)該計(jì)算出的壓縮比可改變量來計(jì)算出能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的機(jī)械壓縮比的到達(dá)值。圖19示出了檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷的變動(dòng)、并基于被檢測(cè)出的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷的變動(dòng)來計(jì)算出壓縮比可改變量的實(shí)施例。一旦燃燒壓在周期間或氣缸間發(fā)生變動(dòng)，則偏心軸57產(chǎn)生撓曲，氣缸體2與曲軸箱I的相對(duì)位置發(fā)生變化。該氣缸體2與曲軸箱I的相對(duì)位置的變化、即氣缸體2與曲軸箱I的間隔的變化由相對(duì)位置傳感器22檢測(cè)出。該氣缸體2與曲軸箱I的間隔隨著燃燒壓變高而變大。如上所述，通過燃燒壓對(duì)可變壓縮比機(jī)構(gòu)A施加轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩在降低壓縮比的方向上作用于可變壓縮比機(jī)構(gòu)A。因此，一旦燃燒壓變高，則能夠通過可變壓縮比機(jī)構(gòu)A容易降低機(jī)械壓縮比。圖19的H1表示降低機(jī)械壓縮比時(shí)的壓縮比可改變量，圖19的H2表示增大機(jī)械壓縮比時(shí)的壓縮比改變量。根據(jù)該壓縮比可改變量來計(jì)算出能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的機(jī)械壓縮比的到達(dá)值。在該實(shí)施例中，能夠根據(jù)燃燒壓的變動(dòng)來適當(dāng)?shù)乜刂茐嚎s比可改變量。尤其是，如果如圖16所示地根據(jù)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷來控制壓縮比可改變量，此時(shí)如圖19所示地基于燃燒壓的變動(dòng)進(jìn)一步控制壓縮比可改變量，則能夠?qū)嚎s比可改變量精密地控制為最優(yōu)的壓縮比可改變量。另外，如果使用能夠通過作為蝸輪的蝸輪63、64來旋轉(zhuǎn)蝸桿61、62的型式的蝸輪，則燃燒壓變動(dòng)時(shí)的偏心軸57的彎曲進(jìn)一步變大，其結(jié)果是，能夠通過相對(duì)位置傳感器22進(jìn)一步高精度地檢測(cè)出通過燃燒壓作用于可變壓縮比機(jī)構(gòu)A的轉(zhuǎn)矩的變動(dòng)。接著，參照?qǐng)D20至圖35對(duì)要求進(jìn)入空氣量被減少的情況進(jìn)行說明。另外，在圖20至圖35中，圖20和圖21示出了要求進(jìn)入空氣量被緩慢地減少的情況，圖22至圖29示出了要求進(jìn)入空氣量被較快地減少的情況，圖30至圖35示出了要求進(jìn)入空氣量被急劇地減少的情況。另外，圖20至圖35示出了當(dāng)表示機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的組合的動(dòng)作點(diǎn)處于基準(zhǔn)動(dòng)作線W上的n點(diǎn)時(shí)開始要求進(jìn)入空氣量的減少作用的情況。首先，參照?qǐng)D20和圖21來說明要求進(jìn)入空氣量被緩慢地減少的情況。另外，圖21示出了與圖14相同的節(jié)流閥全開面Q6。圖21示出了此情況下的當(dāng)前的動(dòng)作點(diǎn)與要求動(dòng)作點(diǎn)的關(guān)系。S卩，圖21中以Cli示出了當(dāng)前的動(dòng)作點(diǎn)為ei時(shí)的要求動(dòng)作點(diǎn)，此時(shí)，以Ri示出了機(jī)械壓縮比能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的量，此時(shí)，以Si示出了進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的量。另外，圖21中，以dj示出了當(dāng)前的動(dòng)作點(diǎn)為ej時(shí)的要求動(dòng)作點(diǎn),此時(shí)，以Rj示出了機(jī)械壓縮比能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的量，此時(shí)，以I示出了進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的量。在此情況下，要求動(dòng)作點(diǎn)Cli靠近機(jī)械壓縮比的到達(dá)極限，并靠近進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的到達(dá)極限，因此要求動(dòng)作點(diǎn)Cli為目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)。同樣地，要求動(dòng)作點(diǎn)4靠近機(jī)械壓縮比的到達(dá)極限，并靠近進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的到達(dá)極限，因此要求動(dòng)作點(diǎn)4為目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)。因此，在此情況下，動(dòng)作點(diǎn)沿基準(zhǔn)動(dòng)作線W移動(dòng)。即，當(dāng)要求進(jìn)入空氣量緩慢地減少時(shí)，在節(jié)流閥17被保持為全開的狀態(tài)下進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)被慢慢地延遲，并且機(jī)械壓縮比以實(shí)際壓縮比為恒定的方式被慢慢地增大。接著，參照?qǐng)D22至圖29來說明要求進(jìn)入空氣量被較快地減少的情況。如上所述，在本發(fā)明涉及的實(shí)施例中，例如每隔預(yù)定的時(shí)間計(jì)算出要求進(jìn)入空氣量，滿足依次計(jì)算出的要求進(jìn)入空氣量的基準(zhǔn)動(dòng)作線W上的要求動(dòng)作點(diǎn)在圖22中以dl、d2、d3、d4、d5表示。 另外，為了能夠容易理解本發(fā)明的控制，圖22示出了要求動(dòng)作點(diǎn)Cl1的要求進(jìn)入空氣量為Q5,要求動(dòng)作點(diǎn)d2的要求進(jìn)入空氣量為Q5與Q4的中間值，要求動(dòng)作點(diǎn)d3的要求進(jìn)入空氣量為Q4，要求動(dòng)作點(diǎn)d4的要求進(jìn)入空氣量為Q4與Q3的中間值,要求動(dòng)作點(diǎn)d5的要求進(jìn)入空氣量為Q3的情況。即，示出了依次計(jì)算出的要求進(jìn)入空氣量從Q6Oi點(diǎn))變化到Q5、Q5與Q4的中間值、Q4> Q4與Q3的中間值、Q3的情況。另外，圖23示出了節(jié)流閥全開面Q6，圖24示出了進(jìn)入空氣量為Q5的同一進(jìn)入空氣量面，圖25示出了進(jìn)入空氣量為Q5與Q4的中間值的同一進(jìn)入空氣量面，圖26示出了進(jìn)入空氣量為Q4的同一進(jìn)入空氣量面，圖27示出了進(jìn)入空氣量為Q4與Q3的中間值的同一進(jìn)入空氣量面，圖28示出了進(jìn)入空氣量為Q3的同一進(jìn)入空氣量面。另外，如果當(dāng)機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)被保持為圖22所示的動(dòng)作點(diǎn)n時(shí)要求進(jìn)入空氣量從Q6變化到Q5，其結(jié)果是要求動(dòng)作點(diǎn)變?yōu)镃l1，則首先如圖23所示的那樣在節(jié)流閥全開面Q6上計(jì)算出目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)ei。該目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)ei的算出方法與以前描述的算出方法相同，根據(jù)機(jī)械壓縮比能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的量和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)能夠在一定時(shí)間到達(dá)的量來計(jì)算出不侵入到侵入禁止區(qū)域X1內(nèi)而最靠近要求動(dòng)作點(diǎn)Cl1的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)ei。在圖23所示的例子中，該目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)ei位于基準(zhǔn)動(dòng)作線W上。然而，該目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)ei的進(jìn)入空氣量是Q6與Q5的中間值，并且處于大于要求進(jìn)入空氣量Q5的狀態(tài)。但是，優(yōu)選進(jìn)入空氣量盡可能地與要求進(jìn)入空氣量一致。但是，當(dāng)要求進(jìn)入空氣量被減少時(shí)，能夠通過改變節(jié)流閥17的開度來調(diào)整進(jìn)入空氣量。因此，當(dāng)目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)ei的進(jìn)入空氣量處于大于要求進(jìn)入空氣量Q5的狀態(tài)時(shí)，在與機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)相對(duì)的目標(biāo)值不變化的情況下使節(jié)流閥17關(guān)閉至使進(jìn)入空氣量成為要求進(jìn)入空氣量Q5所需的目標(biāo)開度。S卩，在圖22中，位于圖23所示的節(jié)流閥全開面Q6上的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)ei的正下方的同一進(jìn)入空氣量面Q5上的點(diǎn)為最終的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)％。該同一進(jìn)入空氣量面Q5上的最終的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)ei表示在圖22和圖24中，機(jī)械壓縮比、進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)以及節(jié)流閥17的開度向該最終的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)ei變化。即，此時(shí)，機(jī)械壓縮比被增大，進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)被延遲，節(jié)流閥17的開度從全開狀態(tài)減小。
接著，如果要求進(jìn)入空氣量變?yōu)镼5與Q4的中間值、要求動(dòng)作點(diǎn)變?yōu)閐2，則這次如圖24所示的那樣在當(dāng)前的進(jìn)入空氣量Q5的同一進(jìn)入空氣量面上計(jì)算出目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)e2。該目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)e2的算出方法也與以前描述的算出方法相同，根據(jù)機(jī)械壓縮比能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的量和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)能夠在一定時(shí)間到達(dá)的量來計(jì)算出不侵入到侵入禁止區(qū)域X1內(nèi)的情況下最靠近要求動(dòng)作點(diǎn)d2的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)e2。在圖24所示的例子中，該目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)%位于同一進(jìn)入空氣量面Q5內(nèi)的基準(zhǔn)動(dòng)作線W上。然而，在此情況下，目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)e2的進(jìn)入空氣量也處于大于要求進(jìn)入空氣量的狀態(tài)。因此，在此情況下，在圖22中，位于圖24所示的同一進(jìn)入空氣量面Q5上的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)%的正下方的同一進(jìn)入空氣量面(05與04的中間值)上的點(diǎn)為最終的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)e2。該同一進(jìn)入空氣量面(Q5與Q4的中間值)上的最終的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)e2表示在圖22和圖25中，機(jī)械壓縮比、進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)以及節(jié)流閥17的開度向該最終的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)e2變化。此時(shí)，機(jī)械壓縮比被增大，進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)被延遲，節(jié)流閥17的開度從全開狀態(tài)減小。當(dāng)接著要求進(jìn)入空氣量變?yōu)镼4、然后變?yōu)镼4與Q3的中間值、接著變?yōu)镼3時(shí)，依次 反復(fù)進(jìn)行同樣的動(dòng)作。即，當(dāng)要求進(jìn)入空氣量變?yōu)镼4時(shí)，如圖26所示計(jì)算出同一進(jìn)入空氣量面Q4上的最終的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)e3，當(dāng)要求進(jìn)入空氣量變?yōu)镼4與Q3的中間值時(shí)，如圖27所示計(jì)算出同一進(jìn)入空氣量面(94與93的中間值)上的最終的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)^，接著當(dāng)要求進(jìn)入空氣量變?yōu)镼3時(shí)，如圖28所示計(jì)算出同一進(jìn)入空氣量面Q3上的最終的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)e5。在此期間，即在機(jī)械壓縮比、進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)以及節(jié)流閥17的開度依次向最終的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)e3、e4、e5變化的期間，機(jī)械壓縮比被增大，進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)被延遲，節(jié)流閥17的開度被減小。當(dāng)要求進(jìn)入空氣量變?yōu)镼3時(shí)，如圖28所示在同一進(jìn)入空氣量面Q3上依次計(jì)算出最終的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)e6、e7、e8、e9、e1(l，機(jī)械壓縮比、進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)以及節(jié)流閥17的開度依次經(jīng)過這些最終的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)e6，e7, e8, e9, e10而變化到要求動(dòng)作點(diǎn)d5。在此期間，機(jī)械壓縮比被增大，進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)被延遲至達(dá)到e8，如果節(jié)流閥17的開度被慢慢增大達(dá)到e8則被全部打開。圖29示出了如圖22所示目標(biāo)進(jìn)入空氣量從Q6 (n點(diǎn))較快地減少至Q3 (目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)(15)時(shí)的進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)、機(jī)械壓縮比、實(shí)際壓縮比、節(jié)流閥開度的變化。由圖29可知，在此情況下，在要求進(jìn)入空氣量變?yōu)槟繕?biāo)值之后(動(dòng)作點(diǎn)e4)，進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的延遲作用結(jié)束(動(dòng)作點(diǎn)％)，接著機(jī)械壓縮比的增大作用結(jié)束(目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)d5)。另一方面，實(shí)際壓縮比慢慢減少至進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的延遲作用結(jié)束(動(dòng)作點(diǎn)d8)，之后慢慢上升。另外，節(jié)流閥開度從全開狀態(tài)慢慢下降至動(dòng)作點(diǎn)為同一進(jìn)入空氣量面Q3上的動(dòng)作點(diǎn)e5,接著慢慢打開至進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的延遲作用結(jié)束(動(dòng)作點(diǎn)e8)，并且至全開狀態(tài)。當(dāng)如圖22至圖29所示要求進(jìn)入空氣量較快地被減少時(shí)，除了進(jìn)行機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的控制以外，也控制節(jié)流閥開度。在本發(fā)明中，此時(shí)，相對(duì)于機(jī)械壓縮比、進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)以及節(jié)流閥開度的組合設(shè)定了三維的侵入禁止區(qū)域XpX2，禁止表示機(jī)械壓縮比、進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)以及節(jié)流閥開度的組合的動(dòng)作點(diǎn)侵入到該三維的侵入禁止區(qū)域XpX2內(nèi)。另外，在此情況下，當(dāng)要求進(jìn)入空氣量變化時(shí)，針對(duì)機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)，計(jì)算出從當(dāng)前的動(dòng)作點(diǎn)向滿足要求進(jìn)入空氣量的動(dòng)作點(diǎn)在不侵入到三維的侵入禁止區(qū)域Xp X2內(nèi)的情況下能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)，并且機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)向被計(jì)算出的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)變化。另外，在此情況下，當(dāng)要求進(jìn)入空氣量變化時(shí)，節(jié)流閥開度根據(jù)要求進(jìn)入空氣量變化，以免侵入到三維的侵入禁止區(qū)域Xp x2。另外，在此情況下，為了機(jī)械壓縮比、進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)以及節(jié)流閥開度盡快地達(dá)到滿足要求進(jìn)入空氣量的要求動(dòng)作點(diǎn)，目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)被設(shè)定為從當(dāng)前的動(dòng)作點(diǎn)向滿足要求進(jìn)入空氣量的動(dòng)作點(diǎn)在不侵入到三維的侵入禁止區(qū)域Xp X2內(nèi)的情況下能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的動(dòng)作點(diǎn)中距離當(dāng)前的動(dòng)作點(diǎn)最遠(yuǎn)的動(dòng)作點(diǎn)。另外，在此情況下，在本發(fā)明涉及的實(shí)施例中，當(dāng)要求進(jìn)入空氣量減少時(shí)，針對(duì)機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)，計(jì)算出從當(dāng)前的動(dòng)作點(diǎn)向滿足要求進(jìn)入空氣量的動(dòng)作點(diǎn)在不侵入到當(dāng)前的進(jìn)入空氣量的侵入禁止區(qū)域Xp X2內(nèi)的情況下能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)，并且機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)向被計(jì)算出的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)變化。另一方面，在此情況下，在針對(duì)節(jié)流閥開度計(jì)算出的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)中計(jì)算出滿足要求進(jìn)入空氣量的目標(biāo)開度，并且在目標(biāo)開度不處于三維的侵入禁止區(qū)域Xp X2的限度內(nèi)節(jié)流閥開度變化至目標(biāo)開 度。接著，參照?qǐng)D30至圖35來說明要求進(jìn)入空氣量急劇地減少至最小進(jìn)入空氣量Q1的情況。如上所述，在本發(fā)明涉及的實(shí)施例中，例如每隔預(yù)定的時(shí)間計(jì)算出要求進(jìn)入空氣量，滿足依次計(jì)算出的要求進(jìn)入空氣量的基準(zhǔn)動(dòng)作線W上的要求動(dòng)作點(diǎn)在圖30中以dpdyd3表不。另外，在此情況下，為了能夠容易理解本發(fā)明涉及的控制，圖30示出了要求動(dòng)作點(diǎn)Cl1的要求進(jìn)入空氣量為Q4，要求動(dòng)作點(diǎn)d2的要求進(jìn)入空氣量為Q2與Q3的中間值，要求動(dòng)作點(diǎn)d3的要求進(jìn)入空氣量為Q1的情況。即，示出了依次計(jì)算出的要求進(jìn)入空氣量從Q6(n點(diǎn))變化到Q4、Q3與Q2的中間值、Q1的情況。另外，圖31示出了節(jié)流閥全開面Q6，圖32示出了進(jìn)入空氣量為Q4的同一進(jìn)入空氣量面，圖33示出了進(jìn)入空氣量為Q3與Q2的中間值的同一進(jìn)入空氣量面，圖34示出了進(jìn)入空氣量為Q1的同一進(jìn)入空氣量面。另外，如果當(dāng)機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)保持為圖30所示的動(dòng)作點(diǎn)n時(shí)要求進(jìn)入空氣量從Q6變化到Q4，其結(jié)果是要求動(dòng)作點(diǎn)變化為Cl1，則首先如圖31所示在節(jié)流閥全開面Q6上計(jì)算出目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)ep該目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)ei的算出方法與圖23所示的算出方法相同，根據(jù)機(jī)械壓縮比能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的量和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)能夠在一定時(shí)間到達(dá)的量來計(jì)算出不侵入到侵入禁止區(qū)域X1內(nèi)而最靠近要求動(dòng)作點(diǎn)Cl1的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)ei。在圖31所示的例子中，該目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)C1位于基準(zhǔn)動(dòng)作線W上。另一方面，此時(shí)與圖22所示的情況同樣地，在與機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)相對(duì)的目標(biāo)值不變化的情況下，節(jié)流閥17被關(guān)閉至使進(jìn)入空氣量成為要求進(jìn)入空氣量Q4所需的目標(biāo)開度。S卩，在圖30中，位于圖31所示的節(jié)流閥全開面Q6上的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)ei的正下方的同一進(jìn)入空氣量面Q4上的點(diǎn)被設(shè)定為最終的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)ei。該同一進(jìn)入空氣量面Q4上的最終的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)ei表示在圖30和圖32中，機(jī)械壓縮比、進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)以及節(jié)流閥17的開度向該最終的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)ei變化。此時(shí)，機(jī)械壓縮比被增大，進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)被延遲，節(jié)流閥17的開度從全開狀態(tài)減小。
接著，當(dāng)要求進(jìn)入空氣量變?yōu)镼3與Q2的中間值、要求動(dòng)作點(diǎn)變?yōu)閐2時(shí)，這次如圖32所示在當(dāng)前的進(jìn)入空氣量Q4的同一進(jìn)入空氣量面上計(jì)算出目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)e2。該目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)e2的算出方法也與以前描述的算出方法相同，根據(jù)機(jī)械壓縮比能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的量和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)能夠在一定時(shí)間到達(dá)的量來計(jì)算出不侵入到侵入禁止區(qū)域X1內(nèi)而最靠近要求動(dòng)作點(diǎn)d2的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)e2。在該情況下，在圖30中，位于圖32所示的同一進(jìn)入空氣量面Q4上的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)e2的正下方的同一進(jìn)入空氣量面(Q3與Q2的中間值)上的點(diǎn)被設(shè)定為最終的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)e2。該同一進(jìn)入空氣量面(03與02的中間值)上的最終的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)e2表示在圖30和圖33中。接著，當(dāng)要求進(jìn)入空氣量變?yōu)镼1、要求動(dòng)作點(diǎn)變?yōu)橥蜁r(shí)，如圖33所示在同一進(jìn)入空氣量面(93與92的中間值)上計(jì)算出目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)e3，接著如圖34所示計(jì)算出同一進(jìn)入空氣量面Q1上的最終的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)e3。當(dāng)計(jì)算出最終的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)e3時(shí),機(jī)械壓縮比、進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)以及節(jié)流閥17的開度向該最終的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)e3變化。此時(shí)，機(jī)械壓縮比被增大，進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)被延遲，節(jié)流閥17的開度從全開狀態(tài)減小。

然而，當(dāng)如上所述要求進(jìn)入空氣量變小時(shí)，在同一進(jìn)入空氣量面內(nèi)出現(xiàn)低負(fù)荷側(cè)侵入禁止區(qū)域X2。該同一進(jìn)入空氣量面內(nèi)出現(xiàn)的低負(fù)荷側(cè)侵入禁止區(qū)域X2隨著進(jìn)入空氣量越小而越大，當(dāng)如圖34所示要求進(jìn)入空氣量變?yōu)樽钚1時(shí)，該同一進(jìn)入空氣量面出現(xiàn)的低負(fù)荷側(cè)侵入禁止區(qū)域X2最大。另外，在本發(fā)明涉及的實(shí)施例中，在該低負(fù)荷側(cè)侵入禁止區(qū)域X2的周圍距低負(fù)荷側(cè)侵入禁止區(qū)域X2隔開一點(diǎn)點(diǎn)間隔而預(yù)先設(shè)定有用于防止動(dòng)作點(diǎn)侵入到低負(fù)荷侵入禁止區(qū)域X2內(nèi)的侵入阻止面，作為該侵入阻止面與同一進(jìn)入空氣量面的交線的侵入阻止線在圖34中以WX表示。另外，在本發(fā)明涉及的實(shí)施例中，當(dāng)進(jìn)入空氣量變?yōu)橐筮M(jìn)入空氣量Q1時(shí)，如圖34所示在同一進(jìn)入空氣量面Q1上根據(jù)機(jī)械壓縮比能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的量和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)能夠在一定時(shí)間到達(dá)的量依次計(jì)算出最靠近要求動(dòng)作點(diǎn)d3的各目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)e4、e5、e6、e7、e8、e9、e1(l、en、e12。在此情況下，當(dāng)如目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)e4那樣，最靠近要求動(dòng)作點(diǎn)d3而計(jì)算出的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)相對(duì)于侵入阻止線WX位于侵入禁止區(qū)域X2的相反側(cè)時(shí)，被計(jì)算出的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)被設(shè)定為目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)e4。與此相對(duì),當(dāng)最靠近要求動(dòng)作點(diǎn)d3而計(jì)算出的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)處于比侵入阻止線WX靠近侵入禁止區(qū)域X2的那側(cè)時(shí)，作為機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)中的任一個(gè)的到達(dá)極限的侵入阻止線WX上的點(diǎn)被設(shè)定為目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)e5、e6、e7、e8、e9。S卩，當(dāng)要求進(jìn)入空氣量變?yōu)镼1時(shí)，機(jī)械壓縮比、進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)以及節(jié)流閥17的開度在同一進(jìn)入空氣量面Q1上依次經(jīng)過最終的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)e4、e5、e6、e7、e8、e9、e1(l、en、e12變化到要求動(dòng)作點(diǎn)d3。在此期間，機(jī)械壓縮比被增大，進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)被延遲至達(dá)到e1(l，節(jié)流閥17的開度被慢慢增大。圖35示出了如圖30所示目標(biāo)進(jìn)入空氣量從Q6 (n點(diǎn))急劇減少至Q1 (目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn) d3)時(shí)的進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)、機(jī)械壓縮比、實(shí)際壓縮比、節(jié)流閥開度的變化。由圖35可知，在此情況下，在要求進(jìn)入空氣量變?yōu)槟繕?biāo)值之后(動(dòng)作點(diǎn)e2)，進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的延遲作用結(jié)束(動(dòng)作點(diǎn)e1(l)，接著機(jī)械壓縮比的增大作用結(jié)束(目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)d3)。另一方面，實(shí)際壓縮比慢慢減少至進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的延遲作用結(jié)束(動(dòng)作點(diǎn)e1(l)，之后慢慢上升。另外，節(jié)流閥開度從全開狀態(tài)降低至動(dòng)作點(diǎn)變?yōu)橥贿M(jìn)入空氣量面Q1上的動(dòng)作點(diǎn)e3,接著,慢慢打開至進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的延遲作用結(jié)束(動(dòng)作點(diǎn)e1(l)。
另外，當(dāng)要求進(jìn)入空氣量變化時(shí)，滿足要求進(jìn)入空氣量的節(jié)流閥17的開度有時(shí)會(huì)處于三維侵入禁止區(qū)域內(nèi)、即低負(fù)荷側(cè)侵入禁止區(qū)域X2內(nèi)。在此情況下，節(jié)流閥17的開度變化到前述的侵入阻止面、即侵入到三維侵入禁止區(qū)域內(nèi)的跟前，接著，表示機(jī)械壓縮比、進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)以及節(jié)流閥開度的組合的動(dòng)作點(diǎn)向滿足要求進(jìn)入空氣量的動(dòng)作點(diǎn)在不侵入到三維侵入禁止區(qū)域內(nèi)的情況下變化。圖36示出了用于計(jì)算出能夠從當(dāng)前的動(dòng)作點(diǎn)在預(yù)定的一定時(shí)間后到達(dá)的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)的、即用于計(jì)算出機(jī)械壓縮比、進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)以及節(jié)流閥開度的目標(biāo)值的例程。在該例程中，能夠在預(yù)定的一定時(shí)間后到達(dá)的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)每隔該預(yù)定的一定時(shí)間而被計(jì)算出。因此，圖36所示的例程通過每隔該預(yù)定的時(shí)間的中斷而被執(zhí)行。該預(yù)定的時(shí)間可以任意設(shè)定，但是在本發(fā)明涉及的實(shí)施例中該預(yù)定的一定時(shí)間為8msec。因此，在本發(fā)明涉及的實(shí)施例中，圖36所示的目標(biāo)值的算出例程每隔8msec被執(zhí)行，能夠從當(dāng)前的動(dòng)作點(diǎn)在8msec后到達(dá)的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)每隔8msec被計(jì)算出。 參照?qǐng)D36，首先在步驟100中計(jì)算出要求進(jìn)入空氣量GX。該要求進(jìn)入空氣量GX例如作為加速踏板40的踏入量和內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)而預(yù)先存儲(chǔ)在R0M32內(nèi)。接著，在步驟101中，計(jì)算出與要求進(jìn)入空氣量GX相應(yīng)的基準(zhǔn)動(dòng)作線W上的要求動(dòng)作點(diǎn)。接著，在步驟102中判斷當(dāng)前的動(dòng)作點(diǎn)是否是要求動(dòng)作點(diǎn),在當(dāng)前的動(dòng)作點(diǎn)是要求動(dòng)作點(diǎn)時(shí)，結(jié)束處理周期。與此相對(duì)，在當(dāng)前的動(dòng)作點(diǎn)不是要求動(dòng)作點(diǎn)時(shí)，前進(jìn)到步驟103而判斷要求進(jìn)入空氣量GX是否大于當(dāng)前的動(dòng)作點(diǎn)的進(jìn)入空氣量GA。當(dāng)GX > GA時(shí)，即當(dāng)應(yīng)該增大進(jìn)入空氣量時(shí)，前進(jìn)到步驟104，以基于圖13至圖15說明的方式，來確定目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)。即，在步驟104中計(jì)算出與要求進(jìn)入空氣量GX相應(yīng)的目標(biāo)節(jié)流閥開度。當(dāng)要求動(dòng)作點(diǎn)位于節(jié)流閥全開面Q6上時(shí)，該目標(biāo)節(jié)流閥開度通常全部打開。接著，在步驟105中，計(jì)算出能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)，接著在步驟106中 計(jì)算出能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的機(jī)械壓縮比。此時(shí)，考慮參照?qǐng)D16至圖19進(jìn)行說明的機(jī)械壓縮比的可改變量來計(jì)算出能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的機(jī)械壓縮比。接著，在步驟107中，通過基于圖14說明的方法來確定目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)。接著，在步驟108中根據(jù)確定出的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)來計(jì)算出機(jī)械壓縮比的目標(biāo)值和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的目標(biāo)值。節(jié)流閥開度的目標(biāo)值在步驟104中已經(jīng)作為目標(biāo)節(jié)流閥開度而被計(jì)算出。另一方面，當(dāng)在步驟103中判斷出GX ( GA時(shí)，即當(dāng)應(yīng)該減少進(jìn)入空氣量或者進(jìn)入空氣量為要求進(jìn)入空氣量時(shí)，前進(jìn)到步驟109，以基于圖20至圖35說明的方式來確定目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)。即，在步驟109中，計(jì)算出能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)，接著在步驟110中計(jì)算出能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的機(jī)械壓縮比。此時(shí)，考慮參照?qǐng)D16至圖19說明的機(jī)械壓縮比的可改變量來計(jì)算出能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的機(jī)械壓縮比。接著，在步驟112中計(jì)算出滿足要求進(jìn)入空氣量的目標(biāo)節(jié)流閥開度，該目標(biāo)節(jié)流閥開度被設(shè)定為節(jié)流閥開度的目標(biāo)值。但是，當(dāng)滿足要求進(jìn)入空氣量GX的節(jié)流閥開度處于侵入禁止區(qū)域內(nèi)時(shí)，目標(biāo)節(jié)流閥開度被設(shè)定為前述的侵入阻止面上的值，隨著機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)靠近要求動(dòng)作點(diǎn)，目標(biāo)節(jié)流閥開度沿侵入阻止面變化。另外，以前未進(jìn)行說明，但是當(dāng)要求進(jìn)入空氣量增大時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生同樣的情況。例如，當(dāng)動(dòng)作點(diǎn)在圖13中位于高負(fù)荷側(cè)侵入禁止區(qū)域X1的下方區(qū)域時(shí)，如果要求進(jìn)入空氣量增大，則目標(biāo)節(jié)流閥開度有時(shí)會(huì)處于高負(fù)荷側(cè)侵入禁止區(qū)域X1內(nèi)。此時(shí)，目標(biāo)節(jié)流閥開度為包含相對(duì)于各同一進(jìn)入空氣量面預(yù)先設(shè)定的各基準(zhǔn)動(dòng)作線W的基準(zhǔn)動(dòng)作面上的值，隨著機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)靠近要求動(dòng)作點(diǎn)，目標(biāo)節(jié)流閥開度沿該基準(zhǔn)動(dòng)作面而變化。圖37示出了使用PID控制驅(qū)動(dòng)可變壓縮比機(jī)構(gòu)A、可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B以及節(jié)流閥17以使機(jī)械壓縮比、進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)以及節(jié)流閥開度成為圖36所示的例程中計(jì)算出的目標(biāo)值的驅(qū)動(dòng)例程。該例程當(dāng)開始內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)被反復(fù)執(zhí)行。參照?qǐng)D37，在步驟200中，計(jì)算出進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的目標(biāo)值ITtl與當(dāng)前的進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)IT的差A(yù) IT( = ITtl-IT)，計(jì)算出機(jī)械壓縮比的目標(biāo)值CR。與當(dāng)前的機(jī)械壓縮比CR的差A(yù)CR( = CRtl-CR),計(jì)算出節(jié)流閥開度的目標(biāo)值Qtl與當(dāng)前的節(jié)流閥開度0的差 A 9 (00_0)。接著，在步驟201中通過對(duì)A IT乘以比例常數(shù)Kpl，來計(jì)算出對(duì)可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B的驅(qū)動(dòng)電壓的比例項(xiàng)Epl，通過對(duì)A CR乘以比例常數(shù)Kp2來計(jì)算出對(duì)可變壓縮比機(jī)構(gòu)A的驅(qū)動(dòng)電壓的比例項(xiàng)Ep2，通過對(duì)A 0乘以比例常數(shù)Kp3來計(jì)算出對(duì)節(jié)流閥17的驅(qū)動(dòng)電壓的比例項(xiàng)Ep3。接著，在步驟202中，通過對(duì)A IT乘以積分常數(shù)Kil并對(duì)該相乘結(jié)果(Kil AIT)進(jìn)行累計(jì)計(jì)算，來計(jì)算出對(duì)可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B的驅(qū)動(dòng)電壓的積分項(xiàng)Eil，通過對(duì)A CR乘以積分常數(shù)Ki2并對(duì)該相乘結(jié)果(Ki2 A CR)進(jìn)行累計(jì)計(jì)算來計(jì)算出對(duì)可變壓縮比機(jī)構(gòu)A的驅(qū)動(dòng)電壓的積分項(xiàng)Ei2，通過對(duì)A 0乘以積分常數(shù)Ki3并對(duì)該相乘結(jié)果(Ki3* A 0)進(jìn)行累計(jì)計(jì)算來計(jì)算出對(duì)節(jié)流閥17的驅(qū)動(dòng)電壓的積分項(xiàng)Ei3。接著，在步驟203中，通過對(duì)當(dāng)前的AIT與前次算出的A IT1的差(AIT-AIT1)乘以微分常數(shù)Kdl來計(jì)算出對(duì)可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B的驅(qū)動(dòng)電壓的微分項(xiàng)Edl，通過對(duì)當(dāng)前的A CR與前次算出的ACR1的差(ACR-ACR1)乘以微分常數(shù)Kd2來計(jì)算出對(duì)可變壓縮比機(jī)構(gòu)A的驅(qū)動(dòng)電壓的微分項(xiàng)Ed2，通過對(duì)當(dāng)前的A 0與前次算出的A 0 I的差(A 0 -A 0 :)乘以微分常數(shù)Kd3來計(jì)算出對(duì)節(jié)流閥17的驅(qū)動(dòng)電壓的微分項(xiàng)Ed3。接著，在步驟204中，通過對(duì)比例項(xiàng)Epl、積分項(xiàng)Eil以及微分項(xiàng)Edl進(jìn)行相加來計(jì)算出對(duì)可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B的驅(qū)動(dòng)電壓E1，通過對(duì)比例項(xiàng)Ep2、積分項(xiàng)Ei2以及微分項(xiàng)Ed2進(jìn)行相加來計(jì)算出對(duì)可變壓縮比機(jī)構(gòu)A的驅(qū)動(dòng)電壓E2，通過對(duì)比例項(xiàng)Ep3、積分項(xiàng)Ei3以及微分項(xiàng)Ed3進(jìn)行相加來計(jì)算出對(duì)節(jié)流閥17的驅(qū)動(dòng)電壓E3。當(dāng)按照上述驅(qū)動(dòng)電壓EpE2、E3來分別驅(qū)動(dòng)可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)B、可變壓縮比機(jī)構(gòu)A以及節(jié)流閥17時(shí)，進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)、機(jī)械壓縮比以及節(jié)流閥開度分別向依次變化的目標(biāo)值變化。符號(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)氣閥17...節(jié)流閥70...進(jìn)氣閥驅(qū)動(dòng)用凸輪軸
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)，包括能夠改變機(jī)械壓縮比的可變壓縮比機(jī)構(gòu)以及能夠控制進(jìn)氣閥的閉閥正時(shí)的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)，在所述內(nèi)燃機(jī)中，對(duì)于機(jī)械壓縮比與進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的組合設(shè)定侵入禁止區(qū)域，以禁止表示機(jī)械壓縮比與進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的組合的動(dòng)作點(diǎn)侵入到所述侵入禁止區(qū)域內(nèi)，當(dāng)要求進(jìn)入空氣量變化了時(shí)，計(jì)算從當(dāng)前動(dòng)作點(diǎn)朝向滿足要求進(jìn)入空氣量的動(dòng)作點(diǎn)在不侵入到所述侵入禁止區(qū)域內(nèi)的情況下能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)，并使得機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)向目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)變化。
2.如權(quán)利要求I所述的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，其中， 所述目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)是在從當(dāng)前動(dòng)作點(diǎn)朝向滿足要求進(jìn)入空氣量的動(dòng)作點(diǎn)在不侵入到所述侵入禁止區(qū)域內(nèi)的情況下能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的動(dòng)作點(diǎn)中距離當(dāng)前動(dòng)作點(diǎn)最遠(yuǎn)的動(dòng)作點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求2所述的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，其中， 所述內(nèi)燃機(jī)包括用于控制進(jìn)入空氣量的節(jié)流閥， 當(dāng)節(jié)流閥被維持在全開狀態(tài)時(shí)，所述目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)在處于所述侵入禁止區(qū)域的外部并沿所述侵入禁止區(qū)域的外緣延伸的最小耗油率動(dòng)作線上移動(dòng)。
4.如權(quán)利要求I所述的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，其中， 所述可變壓縮比機(jī)構(gòu)通過使用了旋轉(zhuǎn)的凸輪的曲軸機(jī)構(gòu)來改變曲軸箱與氣缸體間的相對(duì)位置，從而改變機(jī)械壓縮比，當(dāng)要求進(jìn)入空氣量變化了時(shí)，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷來改變能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的機(jī)械壓縮比的到達(dá)值。
5.如權(quán)利要求4所述的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，其中， 當(dāng)要求進(jìn)入空氣量變化了時(shí)，根據(jù)所述凸輪的旋轉(zhuǎn)角度來改變能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的機(jī)械壓縮比的到達(dá)值。
6.如權(quán)利要求I所述的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，其中， 設(shè)定高負(fù)荷側(cè)的區(qū)域和低負(fù)荷側(cè)的區(qū)域這兩個(gè)區(qū)域作為所述侵入禁止區(qū)域。
7.如權(quán)利要求I所述的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，其中， 所述內(nèi)燃機(jī)包括用于控制進(jìn)入空氣量的節(jié)流閥， 在所述內(nèi)燃機(jī)中，對(duì)于機(jī)械壓縮比、進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)以及節(jié)流閥開度的組合設(shè)定了三維侵入禁止區(qū)域，當(dāng)要求進(jìn)入空氣量變化了時(shí)，關(guān)于機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)，計(jì)算從當(dāng)前動(dòng)作點(diǎn)朝向滿足要求進(jìn)入空氣量的動(dòng)作點(diǎn)在不侵入到所述三維侵入禁止區(qū)域內(nèi)的情況下能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)，并且使機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)向算出的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)變化，并在此時(shí)使節(jié)流閥開度以不侵入到所述三維侵入禁止區(qū)域的方式根據(jù)要求進(jìn)入空氣量而變化。
8.如權(quán)利要求7所述的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，其中， 所述目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)是從當(dāng)前動(dòng)作點(diǎn)朝向滿足要求進(jìn)入空氣量的動(dòng)作點(diǎn)并在不侵入到所述三維侵入禁止區(qū)域內(nèi)的情況下能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的動(dòng)作點(diǎn)中距離當(dāng)前動(dòng)作點(diǎn)最遠(yuǎn)的動(dòng)作點(diǎn)。
9.如權(quán)利要求7所述的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，其中， 當(dāng)要求進(jìn)入空氣量減少了時(shí)，關(guān)于機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)，計(jì)算從當(dāng)前動(dòng)作點(diǎn)朝向滿足要求進(jìn)入空氣量的動(dòng)作點(diǎn)在不侵入到當(dāng)前進(jìn)入空氣量的侵入禁止區(qū)域內(nèi)的情況下能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)，并且使機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)向算出的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)變化，關(guān)于節(jié)流閥開度，計(jì)算在算出的所述目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)處滿足要求進(jìn)入空氣量的目標(biāo)開度，并且只要所述目標(biāo)開度不在所述三維侵入禁止區(qū)域內(nèi)就使節(jié)流閥開度變化至所述目標(biāo)開度。
10.如權(quán)利要求7所述的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，其中， 在要求進(jìn)入空氣量發(fā)生了變化時(shí)滿足要求進(jìn)入空氣量的節(jié)流閥開度進(jìn)入所述三維侵入禁止區(qū)域內(nèi)的情況下，使節(jié)流閥開度變化至就要侵入到所述三維侵入禁止區(qū)域內(nèi)之前的開度，接著，使表示機(jī)械壓縮比、進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)以及節(jié)流閥開度的組合的動(dòng)作點(diǎn)在不侵入到所述三維侵入禁止區(qū)域內(nèi)的情況下向滿足要求進(jìn)入空氣量的動(dòng)作點(diǎn)變化。
全文摘要
在內(nèi)燃機(jī)中，包括能夠改變機(jī)械壓縮比的可變壓縮比機(jī)構(gòu)(A)以及能夠控制進(jìn)氣閥(7)的閉閥正時(shí)的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)(B)。當(dāng)要求進(jìn)入空氣量變化時(shí)，相對(duì)于表示機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)的組合的動(dòng)作點(diǎn)，計(jì)算出從當(dāng)前的動(dòng)作點(diǎn)向滿足要求進(jìn)入空氣量的動(dòng)作點(diǎn)在不侵入到侵入禁止區(qū)域(X1，X2)內(nèi)的情況下能夠在一定時(shí)間后到達(dá)的目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)，并使機(jī)械壓縮比和進(jìn)氣閥閉閥正時(shí)向該目標(biāo)動(dòng)作點(diǎn)變化。
文檔編號(hào)F02D13/02GK102753802SQ201080062729
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2010年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月28日
發(fā)明者中坂幸博, 坂柳佳宏, 河崎高志, 田中宏幸 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社