[go: up one dir, main page]

DE102014002894A1 - Funkenzündungsmotor, Regel- bzw. Steuerungsvorrichtung hierfür, Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines Motors und Computerprogrammprodukt - Google Patents

Funkenzündungsmotor, Regel- bzw. Steuerungsvorrichtung hierfür, Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines Motors und Computerprogrammprodukt Download PDF

Info

Publication number
DE102014002894A1
DE102014002894A1 DE102014002894.1A DE102014002894A DE102014002894A1 DE 102014002894 A1 DE102014002894 A1 DE 102014002894A1 DE 102014002894 A DE102014002894 A DE 102014002894A DE 102014002894 A1 DE102014002894 A1 DE 102014002894A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mode
ignition
engine
combustion
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102014002894.1A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102014002894B4 (de
Inventor
Toshiaki Takahashi
Junichi Taga
Kouhei Iwai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Publication of DE102014002894A1 publication Critical patent/DE102014002894A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102014002894B4 publication Critical patent/DE102014002894B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
    • F02D13/0207—Variable control of intake and exhaust valves changing valve lift or valve lift and timing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F02D41/0057—Specific combustion modes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3064—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion with special control during transition between modes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/1502—Digital data processing using one central computing unit
    • F02P5/1504—Digital data processing using one central computing unit with particular means during a transient phase, e.g. acceleration, deceleration, gear change
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D2041/3052—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used the mode being the stratified charge compression-ignition mode
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3023—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3035—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the premixed charge compression-ignition mode
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

Ein Funkenzündungsmotor wird zur Verfügung gestellt. Die Regel- bzw. Steuervorrichtung beinhaltet einen Hauptkörper des Motors, ein Kraftstoffeinspritzventil, eine Zündkerze und eine Regel- bzw. Steuereinrichtung. Gemäß einem Betriebszustand des Motors schaltet die Regel- bzw. Steuereinrichtung einen Zündungsmodus zwischen einem Verdichtungszündungsmodus, in welchem eine Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird, indem das Mischgas zu einem Selbstzünden und Verbrennen veranlasst wird, und einem Funkenzündungsmodus um, in welchem eine Funkenzündungsverbrennung durch ein Zünden des Mischgases mit der Zündkerze für ein Verbrennen durchgeführt wird. Die Regel- bzw. Steuereinrichtung schaltet den Zündungsmodus von dem Funkenzündungsmodus zu dem Verdichtungszündungsmodus durch ein Durchführen eines Übergangsmodus um, in welchem eine Temperatur im Inneren eines Zylinders zwangsweise abgesenkt wird und eine Verbrennung durchgeführt wird.

Description

  • HINTERGRUND
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Funkenzündungsmotor, auf eine Regel- bzw. Steuervorrichtung hierfür, auf ein Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines Motors und auf ein Computerprogrammprodukt.
  • Zugänge gemäß dem Stand der Technik für ein Verbessern sowohl einer Abgasemissionsleistung als auch einer thermischen Effizienz sind bekannt. Beispielsweise offenbart JP2007-154859A ein Verwenden eines Verbrennungsmodus eines Komprimierens bzw. Verdichtens, um ein Mischgas im Inneren eines Zylinders zu zünden. Jedoch tritt eine Verdichtungszündungsverbrennung mit einem signifikanten Anstieg im Druck auf, wenn die Motorlast ansteigt, wobei dies einen Anstieg in Verbrennungsgeräuschen bewirkt. Somit wurde, wie dies in JP2007-154859A geoffenbart ist, selbst bei Motoren, welche eine Kompressions- bzw. Verdichtungszündungsverbrennung durchführen, innerhalb eines Betriebsbereichs auf einer Seite einer hohen Motorlast anstelle einer Verdichtungszündungsverbrennung eine Funkenzündungsverbrennung durch einen Betrieb einer Zündkerze allgemein durchgeführt.
  • JP2009-197740A offenbart einen Motor, welcher eine Verdichtungszündungsverbrennung innerhalb eines Betriebsbereichs einer niedrigen Motorlast mit einer niedrigen Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl ähnlich zu dem Motor durchführt, welcher in JP2007-154859A geoffenbart ist. Mit dem Motor innerhalb des eine Verdichtungszündungsverbrennung durchführenden Bereichs sind bzw. werden offene bzw. Öffnungsperioden von Einlass- und Auslassventilen eingestellt, um verbranntes Gas bei einer hohen Temperatur im Inneren eines Zylinders zurückzulassen, so dass die Zylinderinnentemperatur bzw. Temperatur im Zylinder erhöht wird, um die Verdichtungszündungsverbrennung zu stimulieren. Demgegenüber wird innerhalb eines Teils des die Verdichtungszündungsverbrennung durchführenden Bereichs, wo die Motorlast relativ hoch ist und die Motorgeschwindigkeit relativ hoch ist, der Öffnungszeitpunkt eines Einlassventils vorgerückt bzw. vorgestellt, so dass verbranntes Gas im Inneren des Zylinders einmal zurück zu der Seite der Einlassöffnung geblasen und dann in den Zylinder wiederum gemeinsam mit Frischluft eingebracht wird. Auf diese Weise nimmt die Temperatur des verbrannten Gases aufgrund der Frischluft ab, und somit kann innerhalb des Bereichs relativ hoher Motorgeschwindigkeit und hoher Motorlast, wo die Temperatur und der Druck an dem Ende des Kompressions- bzw. Verdichtungshubs hoch werden, der signifikante Druckanstieg aufgrund der Verdichtungszündungsverbrennung unterdrückt werden.
  • Mittlerweile steigt in einer Funkenzündungsverbrennung, da eine thermische Effizienz relativ gering ist, die Verbrennungsgastemperatur an. Demgegenüber wird bei einer. Verdichtungszündungsverbrennung, wie dies in JP2007-154859A und JP2009-197740A beschrieben ist, das verbrannte Gas hoher Temperatur in den Zylinder eingebracht, um die Entzündbarkeit sicherzustellen. Daher ist bei Motoren, in welchen der Verbrennungsmodus gemäß dem Motorbetriebszustand umgeschaltet wird, eine Temperaturumgebung im Inneren des Zylinders vergleichsweise hoch und das verbrannte Gas hoher Temperatur, welches durch die Funkenzündungsverbrennung erzeugt wird, wird in den Zylinder eingebracht, unmittelbar nachdem die Funkenzündungsverbrennung zu der Verdichtungszündungsverbrennung umgeschaltet wird, wobei dies in einem übermäßigen Anstieg in der Zylinderinnentemperatur resultiert. Dieser übermäßige Anstieg kann eine Vorzündung bewirken, so dass das Mischgas im Inneren des Zylinders komprimiert bzw. verdichtet wird, um beispielsweise in einer Verdichtungshubperiode zu zünden, und eine Druckanstiegsrate (dP/dθ) im Inneren des Zylinders kann signifikant hoch werden, um laute Verbrennungsgeräusche zu bewirken.
  • Es ist festzuhalten, dass ein Umschalten von der Funkenzündungsverbrennung zu der Verdichtungszündungsverbrennung nicht darauf beschränkt ist, gemäß der Abnahme der Motorlast durchgeführt zu werden, sondern auch durchgeführt werden kann, während die Motorlast stabil ist, als auch wenn eine Motortemperatur von einem Kaltstartzustand zu einem aufgewärmten Zustand und unter anderen Umständen ansteigt.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der obigen Situationen gemacht und vermeidet einen Anstieg in Verbrennungsgeräuschen, wenn von einer Funkenzündungsverbrennung zu einer Verdichtungszündungsverbrennung umgeschaltet wird.
  • In der vorliegenden Erfindung liegt bei einem Umschalten von einer Funkenzündungsverbrennung zu einer Verdichtungszündungsverbrennung ein Verbrennungsmodus dazwischen, in welchem eine Zylinderinnentemperatur zwangsweise abgesenkt bzw. verringert wird. Somit wird die Temperatur des Abgases, welches in den Zylinder eingebracht wird, unmittelbar nachdem die Verbrennung zu der Verdichtungszündungsverbrennung umgeschaltet wird, abgesenkt bzw. verringert, um die Zylinderinnentemperatur zu verringern, und daher wird eine Vorzündung des Mischgases vermieden, um eine Erzeugung von Verbrennungsgeräuschen zu verhindern.
  • Gemäß einem Aspekt wird ein Funkenzündungsmotor zur Verfügung gestellt, welcher in einem Verdichtungszündungsmodus, in welchem eine Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird, indem das Mischgas zu einem Selbstzünden und Verbrennen veranlasst wird, und einem Funkenzündungsmodus betreibbar ist, in welchem eine Funkenzündungsverbrennung durch ein Zünden des Mischgases mit einer Zündkerze durchgeführt wird, um das Mischgas zu verbrennen, wobei der Zündungsmodus von dem Funkenzündungsmodus zu dem Verdichtungszündungsmodus durch ein Durchführen eines Übergangsmodus umgeschaltet oder umschaltbar ist, in welchem eine Temperatur im Inneren eines Zylinders des Motors zwangsweise abgesenkt bzw. verringert wird und eine Verbrennung durchgeführt wird.
  • Hier beinhaltet ”ein Umschalten des Zündungsmodus (zwischen dem Verdichtungszündungsmodus und dem Funkenzündungsmodus) gemäß dem Betriebszustand des Motors” einen Fall eines Schaltens bzw. Umschaltens zwischen dem Verdichtungszündungsmodus und dem Funkenzündungsmodus gemäß einer Änderung einer Motorlast, einen Fall eines Umschaltens von dem Funkenzündungsmodus zu dem Verdichtungszündungsmodus aufgrund einer Änderung eines Motortemperaturzustands, welcher sich von einem eines Kaltstarts und eines aufgewärmten Zustands, wo die Motortemperatur unter einem vorbestimmten Wert ist bzw. liegt, zu einem aufgewärmten Zustand ändert, einen Fall eines Umschaltens zu dem Verdichtungszündungsmodus aufgrund eines Verschiebens bzw. Schaltens des Motors in dem Funkenzündungsmodus eines Leerlaufzustands zu einem Betriebsbereich verschieden von dem Leerlaufzustand, und einen Fall eines Umschaltens zu dem normalen Verdichtungszündungsmodus nach einer Wiederaufnahme von einer Kraftstoffunterbrechung durch eine Verzögerung bzw. Abbremsung in dem Funkenzündungsmodus, wenn die Kraftstoffzufuhr gestartet wird. Darüber hinaus gibt es auch einen Fall eines Umschaltens zwischen dem Verdichtungszündungsmodus und dem Funkenzündungsmodus ohne jegliche wesentliche Änderung der Motorlast.
  • Mit bzw. bei der obigen Konfiguration wird bei einem Umschalten von dem Funkenzündungsmodus zu dem Verdichtungszündungsmodus der Übergangsmodus durchgeführt. Der Übergangsmodus ist ein Modus, in welchem die Temperatur im Inneren des Zylinders zwangsweise verringert bzw. abgesenkt wird und die Verbrennung durchgeführt wird, und in diesem Modus wird die Temperatur im Inneren des Zylinders, welche vergleichsweise hoch in dem Funkenzündungsmodus angestiegen ist, verringert und die Temperatur des Abgases, welches nach der Verbrennung ausgebracht bzw. ausgetragen wird, wird auch verringert bzw. abgesenkt. Wenn die Zündung zu dem Verdichtungszündungsmodus verschoben bzw. geschaltet wird und das Abgas in den Zylinder nach einem Durchführen des Übergangsmodus eingebracht wird, wird das Abgas mit einer vergleichsweise geringen Temperatur in den Zylinder eingebracht bzw. eingetragen. Als ein Resultat kann in dem Verdichtungszündungsmodus eine Vorzündung, welche durch das Mischgas im Inneren des Zylinders bewirkt wird, vermieden werden, und das Mischgas kann komprimiert bzw. verdichtet werden, um zu einem geeigneten Zeitpunkt zu zünden. Somit kann bei einem Umschalten von dem Funkenzündungsmodus zu dem Verdichtungszündungsmodus durch ein Zwischenschalten des Übergangsmodus ein rascher Anstieg im Druck im Inneren des Zylinders vermieden werden und als ein Resultat kann ein Anstieg in Verbrennungsgeräuschen ebenso vermieden werden. Hier kann der Übergangsmodus über einen Motorzyklus oder kontinuierlich über eine Mehrzahl von Motorzyklen durchgeführt werden, bis die Temperatur im Inneren des Zylinders und die Temperatur des Abgases ausreichend abgesenkt sind.
  • Vorzugsweise wird der Verdichtungszündungsmodus durch ein Einspritzen des Kraftstoffs mit einem Kraftstoffeinspritzventil des Motors von einem Einlasshub bis zu einer frühen Stufe eines Verdichtungshubs in dem Verdichtungszündungsmodus und wenigstens nach einer mittleren Stufe des Verdichtungshubs in dem Übergangsmodus durchgeführt.
  • Hier können ”die frühe Stufe des Verdichtungshubs” und ”die mittlere Stufe des Verdichtungshubs” als die frühe Stufe und die mittlere Stufe definiert sein bzw. werden, wenn der Kompressions- bzw. Verdichtungshub in drei Stufen einer frühen Stufe, einer mittleren Stufe und einer späten Stufe unterteilt wird. In diesem Fall beinhaltet ”nach der mittlerer Stufe des Verdichtungshubs” die mittlere und späte Stufe und den Expansionshub.
  • In dem Verdichtungszündungsmodus wird beispielsweise der Kraftstoff in den Zylinder von dem Einlasshub bis zu der frühen Stufe des Verdichtungshubs eingespritzt. Dadurch kann ein vergleichsweise homogenes Mischgas gebildet werden und die Verdichtungszündungsverbrennung kann geeignet durchgeführt werden; jedoch kann, da die reagierbare Zeitdauer des Mischgases länger wird, in einem Fall, wo die Temperatur im Inneren des Zylinders übermäßig hoch wird, eine Vorzündung auftreten.
  • Demgegenüber wird in dem Übergangsmodus der Kraftstoff in den Zylinder wenigstens nach der mittleren Stufe des Verdichtungshubs eingespritzt. Mit anderen Worten wird der Kraftstoff in den Zylinder eingespritzt, nachdem die Einlassluft in den Zylinder eingebracht wurde und der Verdichtungshub im Wesentlichen gestartet wurde. Somit wird die Temperatur im Inneren des Zylinders durch eine latente Wärme einer Verdampfung bzw. Zerstäubung des Kraftstoffs verringert bzw. abgesenkt. Darüber hinaus tritt, da ein Kraftstoffeinspritzzeitpunkt relativ spät ist und die reagierbare Zeitdauer des Mischgases kurz wird, eine Vorzündung nicht leicht auf. Somit wird in dem Übergangsmodus selbst in einer Umgebung, welche unmittelbar nach dem Funkenzündungsmodus liegt und wo die Temperatur im Inneren des Zylinders vergleichsweise hoch sein kann, die Verdichtungszündungsverbrennung geeignet durchgeführt, eine Temperatur eines verbrennenden Gases durch die Verdichtungszündungsverbrennung mit hoher thermischer Effizienz wird abgesenkt und als ein Resultat kann die Temperatur des Abgases abgesenkt bzw. verringert werden.
  • Als ein Resultat eines Durchführens eines derartigen Übergangsmodus kann der Zündungsmodus zu dem Verdichtungszündungsmodus verschoben bzw. geschaltet werden, nachdem die Temperatur im Inneren des Zylinders und die Temperatur des Abgases ausreichend abgesenkt sind, und in dem Verdichtungszündungsmodus kann eine Vorzündung, welche durch das Mischgas im Inneren des Zylinders bewirkt wird, vermieden werden. Mit anderen Worten kann bei einem Umschalten von dem Funkenzündungsmodus zu dem Verdichtungszündungsmodus ein rascher Anstieg im Druck im Inneren des Zylinders vermieden werden und als ein Resultat kann ein Anstieg in Verbrennungsgeräuschen vermieden werden.
  • Es ist festzuhalten, dass in dem Übergangsmodus der Kraftstoff in den Zylinder nach der mittleren Stufe des Verdichtungshubs (d. h. gemeinsame Einspritzung) eingespritzt werden kann, oder unterteilte Einspritzungen durch ein Einspritzen des Kraftstoffs von dem Einlasshub bis zu der frühen Stufe des Verdichtungshubs und ein Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylinder nach der mittleren Stufe des Verdichtungshubs durchgeführt werden können. In dem Fall eines Durchführens der unterteilten Einspritzungen ist für die Menge an Kraftstoff, welche nach der mittleren Stufe des Verdichtungshubs eingespritzt wird, bevorzugt, relativ groß zu sein, um eine ausreichende Reduktion in der Temperatur im Inneren des Zylinders auszuüben.
  • Darüber hinaus bevorzugt ist bzw. wird eine Menge an Frischluft, welche in den Zylinder eingebracht wird, in dem Übergangsmodus erhöht, und/oder eine Menge des Kraftstoffs, welche in den Zylinder (18) eingespritzt wird, ist bzw. wird entsprechend dem Anstieg in der Frischluftmenge erhöht.
  • Der Anstieg in Frischluft kann durch eine einer Einstellung einer Öffnung eines Drosselventils und einer Änderung in den Öffnungs/Schließ-Vorgängen der Einlass- und Auslassventile durchgeführt werden.
  • Durch ein Erhöhen der Menge an Frischluft, welche in den Zylinder in dem Übergangsmodus eingebracht wird, wird eine ausreichende Menge an Frischluft mit einer relativ niedrigen Temperatur in den Zylinder eingebracht, wobei dies vorteilhaft beim Verringern bzw. Absenken der Temperatur im Inneren des Zylinders wird. Mit der Kombination der erhöhten Frischluftmenge und der Kraftstoffeinspritzung nach der mittleren Stufe des Verdichtungshubs kann ein Anstieg in Verbrennungsgeräuschen effektiver bei einem Umschalten von dem Funkenzündungsmodus zu dem Verdichtungszündungsmodus vermieden werden.
  • Durch ein Erhöhen der Menge des Kraftstoffs, welche in den Zylinder eingebracht wird, kann ein Ausmaß, um welches die Temperatur abgesenkt wird, durch die latente Wärme einer Verdampfung erhöht werden. Als ein Resultat wird die erhöhte Kraftstoffmenge vorteilhaft beim Absenken der Temperatur im Inneren des Zylinders. Darüber hinaus wird, selbst obwohl die Kraftstoffmenge erhöht wird, da die Menge der Frischluft, welche in den Zylinder eingebracht wird, auch erhöht wird, eine Verschlechterung der Abgasemissionsleistung vermieden.
  • Vorzugsweise wird in dem Übergangsmodus die Funkenzündungsverbrennung durchgeführt und eine Temperatur eines verbrennenden Gases ist bzw. wird durch ein Vorstellen eines Zündzeitpunkts der Zündkerze um wenigstens ein minimales Vorstellen bzw. Vorrücken für ein bestes Drehmoment verringert bzw. abgesenkt.
  • Mit dieser Konfiguration wird in dem Übergangsmodus verschieden von der obigen Beschreibung die Funkenzündungsverbrennung durchgeführt und der Zündzeitpunkt davon wird um wenigstens das minimale Vorrücken bzw. Vorstellen für ein bestes Drehmoment (MBT) vorgestellt bzw. vorgerückt. Dadurch kann die Temperatur des verbrennenden Gases verringert bzw. abgesenkt werden, während kaum das erzeugte bzw. generierte Drehmoment reduziert wird. Als ein Resultat wird ähnlich zu der obigen Beschreibung, wenn der Zündungsmodus zu dem Verdichtungszündungsmodus nach einem Durchführen des Übergangsmodus umgeschaltet wird und das Abgas in den Zylinder eingebracht wird, das Abgas mit einer vergleichsweise geringen Temperatur in den Zylinder eingebracht. Somit können in dem Verdichtungszündungsmodus eine Vorzündung, welche durch das Mischgas im Inneren des Zylinders bewirkt wird, und eine Erhöhung in Verbrennungsgeräuschen vermieden werden.
  • Darüber hinaus bevorzugt umfasst der Motor eine Einstelleinrichtung für eine externe Abgasrezirkulation für ein Rückführen von Abgas, welches aus dem Zylinder ausgebracht wird, zurück zu der Einlassseite, wobei bei einem Umschalten von dem Funkenzündungsmodus, wo die externe EGR Einstelleinrichtung betrieben ist, um das Abgas in den Zylinder rückzuführen, zu dem Verdichtungszündungsmodus in dem Übergangsmodus die Funkenzündungsverbrennung durchgeführt wird und der Zündzeitpunkt der Zündkerze um wenigstens das minimale Vorstellen für ein bestes Drehmoment vorgestellt ist bzw. wird, und/oder die Verdichtungszündungsverbrennung in dem Übergangsmodus bei einem Umschalten von dem Funkenzündungsmodus, wo die externe EGR Einstelleinrichtung nicht betätigt ist, zu dem Verdichtungszündungsmodus durchgeführt wird.
  • Vorzugsweise ist bzw. wird, wenn die Motorlast bei einer vorbestimmten hohen Last liegt, der Zündungsmodus auf den Funkenzündungsmodus eingestellt, wo die externe EGR Einstelleinrichtung betätigt ist, und wenn die Motorlast bei einer vorbestimmten niedrigen Last liegt, ist bzw. wird der Zündungsmodus auf den Funkenzündungsmodus eingestellt, wo die externe EGR Einstelleinrichtung nicht betätigt bzw. betrieben ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Regel- bzw. Steuervorrichtung für einen Funkenzündungsmotor zur Verfügung gestellt, wobei die Vorrichtung eine Regel- bzw. Steuereinrichtung für ein Betreiben des Motors durch ein Regeln bzw. Steuern wenigstens eines Kraftstoffeinspritzventils und einer Zündkerze des Motors umfasst,
    wobei gemäß einem Betriebszustand des Motors die Regel- bzw. Steuereinrichtung einen Zündungsmodus zwischen einem Verdichtungszündungsmodus, in welchem eine Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird, indem das Mischgas zu einem Selbstzünden und Verbrennen veranlasst wird, und einem Funkenzündungsmodus umschaltet, in welchem eine Funkenzündungsverbrennung durch ein Zünden des Mischgases mit der Zündkerze durchgeführt wird, um das Mischgas zu verbrennen, und
    wobei die Regel- bzw. Steuereinrichtung den Zündungsmodus von dem Funkenzündungsmodus zu dem Verdichtungszündungsmodus durch ein Durchführen eines Übergangsmodus umschaltet, in welchem eine Temperatur im Inneren eines Zylinders des Motors zwangsweise abgesenkt wird und eine Verbrennung durchgeführt wird.
  • Gemäß noch einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines Funkenzündungsmotors zur Verfügung gestellt, umfassend die Schritte:
    eines Umschaltens zwischen einem Verdichtungszündungsmodus, in welchem eine Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird, indem das Mischgas zu einem Selbstzünden und Verbrennen veranlasst wird, und einem Funkenzündungsmodus, in welchem eine Funkenzündungsverbrennung durch ein Zünden des Mischgases mit einer Zündkerze durchgeführt wird, um das Mischgas zu verbrennen, und
    eines Umschaltens des Zündungsmodus von dem Funkenzündungsmodus zu dem Verdichtungszündungsmodus durch ein Durchführen eines Übergangsmodus, in welchem eine Temperatur im Inneren eines Zylinders des Motors zwangsweise verringert bzw. abgesenkt wird und eine Verbrennung durchgeführt wird.
  • Vorzugsweise umfasst das Verfahren darüber hinaus die Schritte:
    eines Durchführens der Verdichtungszündungsverbrennung durch ein Einspritzen des Kraftstoffs mit einem Kraftstoffeinspritzventil des Motors von einem Einlasshub bis zu einer frühen Stufe eines Verdichtungshubs in dem Verdichtungszündungsmodus und wenigstens nach einer mittlerer Stufe des Verdichtungshubs in dem Übergangsmodus, und/oder
    eines Erhöhens einer Menge an Frischluft, welche in den Zylinder eingebracht wird, in dem Übergangsmodus.
  • Schließlich wird ein Computerprogrammprodukt zur Verfügung gestellt, welches, wenn auf ein geeignetes System geladen und auf diesem ausgeführt, die Schritte der oben erwähnten Verfahren durchführen kann.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein schematisches Diagramm, welches eine Konfiguration eines Funkenzündungsmotors illustriert.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, welches sich auf eine Regelung bzw. Steuerung des Funkenzündungsmotors bezieht.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Verbrennungskammer in einer vergrößerten Weise illustriert.
  • 4 ist ein Diagramm, welches einen Betriebsbereich des Motors beispielhaft darstellt.
  • 5A illustriert ein Beispiel eines Kraftstoffeinspritzzeitpunkts in einem Fall, wo eine Einlasshubeinspritzung in einem Verdichtungszündungs (CI) Modus durchgeführt wird, und einer Wärmefreigaberate einer CI Verbrennung, welche durch die Einlasshubeinspritzung begleitet wird, 5B illustriert ein Beispiel eines Kraftstoffeinspritzzeitpunkts in einem Fall, wo eine verzögerte Einspritzung bei hohem Druck in dem CI Modus durchgeführt wird, und einer Wärmefreigaberate der CI Verbrennung, welche durch die verzögerte Einspritzung bei hohem Druck begleitet wird, 5C illustriert ein Beispiel eines Kraftstoffeinspritzzeitpunkts und eines Zündzeitpunkts in einem Fall, wo die verzögerte Einspritzung bei hohem Druck in einem Funkenzündungs (SI) Modus durchgeführt wird, und einer Wärmefreisetzungs- bzw. -freigaberate der SI Verbrennung, welche durch die verzögerte Einspritzung bei hohem Druck begleitet wird, und 5D illustriert ein Beispiel eines Kraftstoffeinspritzzeitpunkts und eines Zündzeitpunkts in einem Fall, wo unterteilte Einspritzungen der Einlasshubeinspritzung und der verzögerten Einspritzung bei hohem Druck in dem SI Modus durchgeführt werden, und einer Wärmefreigaberate der SI Verbrennung, welche durch die unterteilten Einspritzungen begleitet wird.
  • 6 ist ein zusammengesetztes Diagramm, welches zwischen einem Zustand der SI Verbrennung, welche durch die verzögerte Einspritzung bei hohem Druck bewirkt wird, und einem Zustand der konventionellen SI Verbrennung vergleicht.
  • 7 ist ein Zeitdiagramm für ein Beschreiben einer Übergangsregelung bzw. -steuerung, welche durchgeführt wird, wenn von einem Teil des SI Modus, wo ein externes EGR Gas nicht eingebracht wird, zu dem CI Modus umgeschaltet wird.
  • 8 ist ein Zeitdiagramm für ein Beschreiben einer Übergangsregelung bzw. -steuerung, welche durchgeführt wird, wenn von einem Teil des SI Modus, wo das externe EGR Gas eingebracht wird, zu dem CI Modus umgeschaltet wird.
  • 9 ist ein Flussdiagramm der Übergangsregelung bzw. -steuerung bei einem Umschalten von dem SI Modus zu dem CI Modus.
  • 10 ist ein Zeitdiagramm für ein Beschreiben einer Übergangsregelung bzw. -steuerung verschieden von 7, welche durchgeführt wird, wenn von dem Teil des SI Modus, wo das externe EGR Gas nicht eingebracht wird, zu dem CI Modus umgeschaltet wird.
  • 11 ist ein Zeitdiagramm für ein Beschreiben einer Übergangsregelung bzw. -steuerung verschieden von 8, welche durchgeführt wird, wenn von dem Teil des SI Modus, wo das externe EGR Gas eingebracht wird, zu dem CI Modus umgeschaltet wird.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM
  • Nachfolgend wird ein Funkenzündungs-Direkteinspritzungsmotor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen beschrieben. Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform ist eine Illustration. 1 und 2 illustrieren eine schematische Konfiguration eines Motors 1 (Motorkörpers) dieser Ausführungsform. Der Motor 1 ist ein Funkenzündungs-Benzinmotor, welcher in einem Fahrzeug angeordnet und mit einem Kraftstoff versorgt wird, welcher wenigstens Benzin enthält. Der Motor 1 beinhaltet einen Zylinderblock 11, welcher mit einer Mehrzahl von Zylindern 18 versehen ist (es ist festzuhalten, dass, obwohl nur ein Zylinder in 1 illustriert ist, vier Zylinder linear in dieser Ausführungsform vorgesehen sind), einen Zylinderkopf 12, welcher auf dem Zylinderblock 11 angeordnet ist, und eine Ölwanne 13, welche unter dem Zylinderblock 11 angeordnet ist, wo ein Schmiermittel gespeichert ist. Im Inneren der Zylinder 18 sind hin- und hergehende Kolben 14, welche mit einer Kurbelwelle 15 über jeweilige Verbindungsstangen 142 gekoppelt sind, eingepasst. Wie dies in 3 in einer vergrößerten Weise illustriert ist, ist ein Hohlraum 141, welcher eine rückspringende Form bzw. Gestalt, wie beispielsweise die Form aufweist, welche allgemein in einem Dieselmotor verwendet wird, an einer oberen Fläche bzw. Seite jedes Kolbens 14 ausgebildet. Wenn sich der Kolben 14 an einer Position nahe einem oberen Totpunkt einer Verdichtung bzw. Kompression (CTDC) befindet, ist der Hohlraum 141 in Richtung zu einer Einspritzeinrichtung 67 gerichtet, welche später beschrieben wird. Der Zylinderkopf 12, die Zylinder 18 und die Kolben 14 sind jeweils mit den Hohlraum 141 unterteilenden Verbrennungskammern 19 ausgebildet. Es ist festzuhalten, dass die Form bzw. Gestalt der Verbrennungskammer 19 nicht auf die Form in den Zeichnungen beschränkt ist. Beispielsweise können die Form des Hohlraums 141, die Form der oberen Fläche des Kolbens 14 und die Form eines Deckenteils der Verbrennungskammer 19 geeignet geändert werden.
  • Ein geometrisches Kompressions- bzw. Verdichtungsverhältnis des Motors 1 ist vergleichsweise hoch auf etwa 15:1 oder darüber eingestellt bzw. festgelegt, um eine theoretische thermische Effizienz zu verbessern und eine Verdichtungszündungsverbrennung (später beschrieben) zu stabilisieren. Es ist festzuhalten, dass das geometrische Verdichtungsverhältnis in geeigneter Weise innerhalb eines Bereichs von etwa 15:1 bis etwa 20:1 eingestellt werden kann. Beispielsweise ist bzw. beträgt das geometrische Verdichtungsverhältnis des Motors 1 dieser Ausführungsform ungefähr 18:1.
  • In dem Zylinderkopf 12 ist jeder der Zylinder 18 mit einer Einlassöffnung bzw. einem Einlassport 16 und einer Auslassöffnung bzw. einem Auslassport 17 ausgebildet, und mit einem Einlassventil 21 für ein Öffnen und Schließen der Öffnung der Einlassöffnung 16 an der Seite der Verbrennungskammer 19 und einem Auslassventil 22 für ein Öffnen und Schließen der Öffnung der Auslassöffnung 17 an der Seite der Verbrennungskammer 19 versehen.
  • In einem Ventiltrieb- bzw. -steuerungssystem des Motors 1 für ein Betreiben bzw. Betätigen der Einlass- und Auslassventile 21 und 22 ist beispielsweise ein hydraulisch betätigter variabler Ventilmechanismus 71 (siehe 2 nachfolgend, kann als die VVL (variable Ventilanhebung, Variable Valve Lift) bezeichnet werden) für ein Umschalten eines Betriebsmodus des Auslassventils 22 zwischen einem normalen Modus und einem speziellen Modus an einer Auslassseite vorgesehen. Die VVL 71 (die detaillierte Konfiguration ist nicht illustriert) auf der Auslassseite (Auslass VVL) beinhaltet zwei Arten von Nocken mit verschiedenen Nockenprofilen, in welchen ein erster Nocken eine Nockennase aufweist und ein zweiter Nocken zwei Nockennasen aufweist; und einen Totgangmechanismus für ein selektives Übertragen eines Betriebs- bzw. Betätigungszustands von irgendeinem des ersten und zweiten Nockens auf das Auslassventil. Während der Totgangmechanismus den Betätigungszustand des ersten Nockens auf das Auslassventil 22 überträgt, arbeitet das Auslassventil 22 in dem normalen Modus, wo es nur einmal während eines Auslasshubs öffnet. Andererseits arbeitet, während der Totgangmechanismus den Betätigungszustand des zweiten Nockens auf das Auslassventil 22 überträgt, das Auslassventil 22 in dem speziellen Modus, welcher eine sogenannte Auslassregelung bzw. -steuerung mit zweimaligem Öffnen ist, wo es einmal während des Auslasshubs und noch einmal während des Einlasshubs öffnet (siehe 7, etc.). Zwischen dem normalen und speziellen Modus der Auslass VVL 71 wird gemäß einem Betriebszustand des Motors umgeschaltet. Spezifisch wird der spezielle Modus für eine Regelung bzw. Steuerung verwendet, welche sich auf eine interne EGR bezieht. Nachfolgend kann der Prozess eines Betätigens bzw. Betreibens der Auslass VVL 71 in dem normalen Modus, wo die Regelung bzw. Steuerung mit zweimaligem Öffnen des Auslasses nicht durchgeführt wird, als ”Ausschalten der VVL 71” bezeichnet werden, und der Prozess eines Betätigens bzw. Betreibens der Auslass VVL 71 in dem speziellen Modus, wo die Regelung bzw. Steuerung mit zweimaligem Öffnen des Auslasses durchgeführt wird, kann als ”Einschalten der VVL 71” bezeichnet werden.
  • Hier beinhaltet die Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens des Auslasses zusätzlich zu einer Hub- bzw. Anhebeeigenschaft, in welcher das Auslassventil 22 im Wesentlichen an dem Auslasshub geschlossen ist bzw. wird und dann wiederum bei bzw. an dem Einlasshub geöffnet wird (d. h. die Hubeigenschaft, in welcher zwei Nasen bzw. Vorsprünge einer Hubkurve des Auslassventils 22 in einer fortschreitenden Richtung eines Kurbelwellenwinkels ausgerichtet sind), eine Hubeigenschaft, in welcher das Auslassventil 22, welches einmal an dem Auslasshub geöffnet wird, eine vorbestimmte Öffnung bis zu dem Einlasshub, ohne geschlossen zu werden, beibehält (d. h. die Hubeigenschaft, in welcher, obwohl die Nase der Hubkurve des Auslassventils 22 im Wesentlichen eine ist, sich das Fußteil der Nase bzw. des Vorsprungs in der fortschreitenden Richtung des Kurbelwellenwinkels erstreckt). Es ist festzuhalten, dass für ein Ermöglichen des Schaltens bzw. Umschaltens zwischen dem normalen Modus und dem speziellen Modus ein elektromagnetisches Ventiltrieb- bzw. -steuerungssystem, welches das Auslassventil 22 mit einem elektromagnetischen Stellglied betätigt bzw. betreibt, angewandt bzw. eingesetzt werden kann.
  • Darüber hinaus ist die Ausführung der internen EGR nicht darauf beschränkt, nur durch die Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens des Auslasses erzielt zu werden. Beispielsweise kann die interne EGR Regelung bzw. Steuerung durch eine Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens des Einlasses durchgeführt werden, in welcher das Einlassventil 21 zweimal öffnet. Ähnlich zu der Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens des Auslasses beinhaltet die Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens des Einlasses zusätzlich zu einer Hubeigenschaft, in welcher das Einlassventil 21 im Wesentlichen an dem Auslasshub geschlossen ist bzw. wird und dann wiederum an dem Einlasshub geöffnet wird (d. h. die Hubeigenschaft, in welcher zwei Nasen der Hubkurve des Einlassventils 21 in einer fortschreitenden Richtung des Kurbelwellenwinkels ausgerichtet sind), eine Hubeigenschaft, in welcher das Einlassventil 21, welches an dem Auslasshub einmal angehoben ist bzw. wird, eine vorbestimmte Öffnung bis zu dem Einlasshub beibehält, ohne geschlossen zu werden (d. h. die Hubeigenschaft, in welcher, obwohl die Nase der Hubkurve des Einlassventils 21 im Wesentlichen eine ist, sich das Fußteil der Nase in einer entgegengesetzten Richtung zu der fortschreitenden Richtung des Kurbelwellenwinkels erstreckt). Darüber hinaus kann eine interne EGR Regelung bzw. Steuerung, in welcher verbranntes Gas im Inneren des Zylinders 18 verbleibt, durch ein Bereitstellen einer negativen Überlappungsperiode durchgeführt werden, in welcher sowohl das Einlass- als auch das Auslassventil 21 und 22 an dem Auslasshub oder dem Einlasshub geschlossen sind bzw. werden.
  • Eine Einlassseite des Ventilsteuerungssystems beinhaltet eine VVL 73 ähnlich zu der Auslassseite des Ventilsteuerungssystems, welches mit der VVL 71 versehen ist. Es ist festzuhalten, dass die VVL 73 an der Einlassseite (Einlass VVL), verschieden von der VVL 71 an der Auslassseite, zwei Arten von Nocken mit unterschiedlichen Nockenprofilen beinhaltet, in welchen ein Nocken mit großem Hub relativ den Hub des Einlassventils 21 erhöht und ein Nocken mit kleinem Hub relativ den Hub des Einlassventils 21 reduziert; und einen Totgangmechanismus für ein selektives Übertragen eines Betriebs- bzw. Betätigungszustands von einem der Nocken mit großem und kleinem Hub auf das Einlassventil 21. Während der Totgangmechanismus den Betätigungszustand des Nockens mit großem Hub auf das Einlassventil 21 überträgt, öffnet das Einlassventil 21 mit einem relativ großen Hub und eine offene bzw. Öffnungsperiode davon ist lang. Andererseits öffnet, während der Totgangmechanismus den Betätigungszustand des Nockens mit kleinem Hub auf das Einlassventil 21 überträgt, das Einlassventil 21 mit einem relativ geringen Hub, und die offene bzw. Öffnungsperiode davon ist lang (siehe 7, etc.). Darüber hinaus ist bzw. wird, wie dies in 2 illustriert ist, ein phasenvariabler Mechanismus 72 (kann nachfolgend als die VVT (variable Ventilzeitgebung) bezeichnet werden) für ein Andern einer Rotations- bzw. Drehphase einer Einlassnockenwelle relativ zu der Kurbelwelle 15 an der Einlassseite des Ventilsteuerungssystems vorgesehen. Eine bekannte hydraulische, elektromagnetische oder mechanische Struktur kann geeignet für die VVT 72 angewandt werden (eine detaillierte Struktur ist nicht illustriert). Die Öffnungs- und Schließzeitpunkte und der Hub des Einlassventils 21 können durch die VVT 72 bzw. die VVL 73 geändert werden.
  • Für jeden Zylinder 18 ist bzw. wird die Einspritzeinrichtung 67 für ein direktes Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylinder 18 an dem Zylinderkopf 12 festgelegt. Wie dies in einer vergrößerten Weise in 3 gezeigt ist, ist ein Düsenloch der Einspritzeinrichtung 67 in einem zentralen Abschnitt der Deckenfläche der Verbrennungskammer 19 angeordnet, um in Richtung zum Inneren der Verbrennungskammer 19 orientiert zu sein. Die Einspritzeinrichtung 67 spritzt den Kraftstoff direkt in die Verbrennungskammer 19 in einer Menge gemäß dem Betriebs- bzw. Betätigungszustand des Motors 1 zu einem Einspritzzeitpunkt ein, welcher gemäß dem Betriebszustand des Motors 1 eingestellt bzw. festgelegt ist. In dieser Ausführungsform ist die Einspritzeinrichtung 67 (eine detaillierte Konfiguration ist nicht illustriert) eine Mehrloch-Einspritzeinrichtung, welche mit einer Vielzahl von Düsenlöchern ausgebildet ist. Somit spritzt die Einspritzeinrichtung 67 den Kraftstoff derart ein, dass sich der Kraftstoffstrahl radial von der zentralen Position der Verbrennungskammer 19 verteilt. Wie dies durch die Pfeile in 3 angedeutet ist, fließt bzw. strömt zu einem Zeitpunkt, wenn der Kolben 14 nahe zu dem CTDC gelangt, der Kraftstoffstrahl, welcher eingespritzt wird, um sich radial von dem zentralen Abschnitt der Verbrennungskammer 19 zu verteilen, entlang einer Wandoberfläche des Hohlraums 141, welcher an der Kolbenoberseite ausgebildet ist. Daher kann gesagt werden, dass der Hohlraum 141 ausgebildet ist, um darin den Kraftstoffstrahl zu enthalten bzw. zu begrenzen, welcher zu dem Zeitpunkt eingespritzt wird, wenn der Kolben 14 nahe zu dem CTDC gelangt. Die Kombination der Mehrloch-Einspritzeinrichtung 67 und des Hohlraums 141 ist, nachdem der Kraftstoff eingespritzt wird, vorteilhaft bei einem Verkürzen einer Mischgas-Ausbildungsperiode und der Verbrennungsperiode. Es ist festzuhalten, dass die Einspritzeinrichtung 67 nicht auf die Mehrloch-Einspritzeinrichtung beschränkt ist und eine Einspritzeinrichtung vom Typ eines nach außen öffnenden Ventils sein kann.
  • Ein Kraftstoffzufuhrpfad bzw. -weg koppelt zwischen einem Kraftstofftank bzw. -behälter (nicht illustriert) und den Einspritzeinrichtungen 67. Ein Kraftstoffzufuhrsystem 62 für ein Zuführen des Kraftstoffs zu jeder der Einspritzeinrichtungen 67 bei einem vergleichsweise hohen Kraftstoffdruck, welches vorzugsweise eine Kraftstoffpumpe 63 und eine Common Rail bzw. gemeinsame Kraftstoffleitung 64 aufweist, ist innerhalb des Kraftstoffzufuhrpfads vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt. Die Kraftstoffpumpe 63 pumpt den Kraftstoff von dem Kraftstoffbehälter zu der gemeinsamen Kraftstoffleitung 64, und die gemeinsame Kraftstoffleitung 64 kann den gepumpten Kraftstoff bei einem vergleichsweise hohen Kraftstoffdruck sammeln bzw. speichern. Durch ein Öffnen der Düsenlöcher der Einspritzeinrichtung 67 wird der Kraftstoff, welcher in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 64 gesammelt bzw. gespeichert ist, von den Düsenlöchern der Einspritzeinrichtung 67 eingespritzt. Hier ist die Kraftstoffpumpe 63 eine Kolben- bzw. Plungertyppumpe (nicht illustriert) und wird durch den Motor 1 betrieben. Das Kraftstoffzufuhrsystem 62, welches die durch den Motor betriebene Pumpe enthält, ermöglicht die Zufuhr des Kraftstoffs zu der Einspritzeinrichtung 67 bei einem hohen Kraftstoffdruck von etwa 30 MPa oder darüber. Der Kraftstoffdruck kann auf etwa 120 MPa maximal eingestellt bzw. festgelegt sein. Wie dies später beschrieben wird, wird der Druck des Kraftstoffs, welcher zu der Einspritzeinrichtung 67 zugeführt wird, gemäß dem Betriebszustand des Motors 1 geändert. Es ist festzuhalten, dass das Kraftstoffzufuhrsystem 62 nicht auf die obige Konfiguration beschränkt ist.
  • Darüber hinaus ist, wie dies in 3 gezeigt ist, eine Zündkerze 25 für ein Zünden des Mischgases im Inneren der Verbrennungskammer 19 an dem Zylinderkopf 12 für jeden Zylinder 18 festgelegt. In dieser Ausführungsform ist die Zündkerze 25 den Zylinderkopf 12 durchdringend angeordnet, um sich schräg nach unten von der Auslassseite des Motors 1 zu erstrecken. Wie dies in 3 gezeigt ist, ist eine Spitze der Zündkerze 25 in Richtung zum Inneren des Hohlraums 141 des Kolbens 14 bei dem CTDC gerichtet bzw. orientiert.
  • An einer Seitenoberfläche des Motors 1 ist bzw. wird, wie dies in 1 illustriert ist, ein Einlassdurchtritt 30 angeschlossen bzw. verbunden, um mit der Einlassöffnung 16 jedes Zylinders 18 zu kommunizieren bzw. in Verbindung zu stehen. An der anderen Seite des Motors 1 ist bzw. wird ein Auslassdurchtritt 40 angeschlossen, um das verbrannte Gas (Abgas) herauszuführen, welches von jeder der Verbrennungskammern 19 der Zylinder 18 ausgebracht wird.
  • Eine Luftreinigungseinrichtung 31 für ein Filtern von Einlassluft ist in einem stromaufwärtigen Endteil des Einlassdurchtritts 30 angeordnet. Ein Druckausgleichsbehälter 33 ist nahe einem stromabwärtigen Ende des Einlassdurchtritts 30 angeordnet. Ein Teil des Einlassdurchtritts 30 stromabwärts von dem Druckausgleichsbehälter 33 ist verzweigt, um unabhängige Durchtritte darzustellen, welche sich in Richtung zu den jeweiligen Zylindern 18 erstrecken, und stromabwärtige Enden der unabhängigen Durchtritte sind jeweils mit den Einlassöffnungen bzw. -ports 16 der Zylinder 18 verbunden.
  • Ein Zwischenkühler/Wärmer 34 vom wassergekühlten Typ für ein Kühlen oder Erhitzen bzw. Erwärmen von Luft und ein Drosselventil 36 für ein Einstellen einer Einlassluftmenge zu jedem Zylinder 18 sind zwischen der Luftreinigungseinrichtung 31 und dem Druckausgleichsbehälter 33 in dem Einlassdurchtritt 30 angeordnet. Darüber hinaus ist ein Zwischenkühler-Bypassdurchtritt 35 für ein Umgehen des Zwischenkühlers/Wärmers 34 mit dem Einlassdurchtritt 30 verbunden, und ein Zwischenkühler-Bypassventil 351 für ein Einstellen einer Luftströmungsrate, welche durch den Durchtritt 35 hindurchtritt, ist innerhalb des Zwischenkühler-Bypassdurchtritts 35 angeordnet. Ein Verhältnis einer Fluss- bzw. Strömungsrate innerhalb des Zwischenkühler-Bypassdurchtritts 35 mit einer Strömungsrate innerhalb des Zwischenkühlers/Wärmers 34 ist bzw. wird durch ein Regeln bzw. Steuern einer Öffnung des Zwischenkühler-Bypassventils 351 eingestellt, und dadurch kann eine Temperatur von Frischluft, welche in den Zylinder 18 eingebracht wird, eingestellt werden.
  • Ein stromaufwärtiger Abschnitt des Auslassdurchtritts 40 beinhaltet einen Abgassammler bzw. Auslassverteiler. Der Auslassverteiler weist unabhängige Durchtritte, welche in Richtung zu den jeweiligen Zylindern 18 verzweigt sind und mit jeweiligen äußeren bzw. externen Enden der Auslassöffnungen bzw. -ports 17 verbunden sind, und einen Sammler- bzw. Verteilerquerschnitt auf, wo sich die unabhängigen Durchtritte miteinander vereinigen. In einem Teil des Abgas- bzw. Auslassdurchtritts 40 an der stromabwärtigen Seite des Auslassverteilers sind ein direkter Katalysator 41 und ein Unterbaukatalysator 42 als ein Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuersystem für ein Reinigen von gefährlichen Komponenten verbunden bzw. angeschlossen, welche in dem Abgas enthalten sind. Jeder des direkten Katalysators 41 und des Unterbaukatalysators 42 beinhaltet ein zylindrisches Gehäuse und beispielsweise einen Dreiweg-Katalysator, welcher in einem Strömungspfad innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
  • Ein Teil des Einlassdurchtritts 30 zwischen dem Druckausgleichsbehälter 33 und dem Drosselventil 36 ist mit einem Teil des Auslassdurchtritts 40 an der stromaufwärtigen Seite des direkten Katalysators 41 über einen EGR Durchtritt 50 für ein Rezirkulieren bzw. Rückführen eines Teils des Abgases zurück zu dem Einlassdurchtritt 30 verbunden. Der EGR Durchtritt 50 beinhaltet einen Hauptdurchtritt 51, welcher mit einer EGR Kühleinrichtung 52 für ein Kühlen des Abgases durch ein Motorkühlmittel angeordnet ist, und einen EGR Kühleinrichtungs-Bypassdurchtritt 53 für ein Umgehen der EGR Kühleinrichtung 52. Ein EGR Ventil 511 für ein Einstellen einer Zirkulations- bzw. Rückführmenge des Abgases zu dem Einlassdurchtritt 30 ist innerhalb des Hauptdurchtritts 51 angeordnet. Ein EGR Kühleinrichtungs-Bypassventil 531 für ein Einstellen einer Strömungsrate des Abgases, welches durch den EGR Kühleinrichtungs-Bypassdurchtritt 53 strömt bzw. fließt, ist innerhalb des EGR Kühleinrichtungs-Bypassdurchtritts 53 angeordnet.
  • Der Motor 1 mit der Konfiguration, wie sie oben beschrieben ist, wird durch ein Antriebsstrang-Regel- bzw. -Steuermodul 10 geregelt bzw. gesteuert (nachfolgend kann dies als das PCM bezeichnet werden). Das PCM 10 besteht aus einem Mikroprozessor, beinhaltend eine CPU, einem Speicher, einer Zähler-Zeitgeber-Gruppe, einem Interface und Pfaden für ein Verbinden dieser Einheiten. Das PCM 10 konfiguriert den Controller bzw. die Regel- bzw. Steuereinrichtung.
  • Wie dies in 1 und 2 illustriert ist, werden Detektionssignale von verschiedenen Arten von Sensoren SW1 bis SW16 zu dem PCM 10 eingegeben. Die verschiedenen Arten von Sensoren beinhalten die folgenden Sensoren: einen Luftstromsensor SW1 für ein Detektieren der Fluss- bzw. Strömungsrate der Frischluft und einen Einlassluft-Temperatursensor SW2 für ein Detektieren der Temperatur der Frischluft, welche an der stromabwärtigen Seite der Luftreinigungseinrichtung 31 angeordnet sind; einen zweiten Einlassluft-Temperatursensor SW3, welcher an der stromabwärtigen Seite des Zwischenkühlers/Wärmers 34 angeordnet ist, für ein Detektieren der Temperatur der Frischluft nach einem Passieren durch den Zwischenkühler/Wärmer 34; einen EGR Gas-Temperatursensor SW4, welcher nahe einem verbindenden bzw. Verbindungsteil des EGR Durchtritts 50 mit dem Einlassdurchtritt 30 angeordnet ist, für ein Detektieren der Temperatur von externem EGR Gas; einen Einlassöffnungs-Temperatursensor SW5, welcher an der Einlassöffnung 16 festgelegt ist, für ein Detektieren der Temperatur der Einlassluft unmittelbar vor einem Strömen in den Zylinder 18; einen Zylinderinnendrucksensor SW6, welcher an dem Zylinderkopf 12 festgelegt ist, für ein Detektieren des Drucks im Inneren des Zylinders 18; einen Abgastemperatursensor SW7 und einen Abgasdrucksensor SW8, welche nahe zu einem Verbindungsteil des Auslassdurchtritts 40 mit dem EGR Durchtritt 50 angeordnet sind, für ein Detektieren der Abgastemperatur bzw. des Abgasdrucks; einen linearen O2 Sensor SW9, welcher an der stromabwärtigen Seite des direkten Katalysators 41 angeordnet ist, für ein Detektieren einer Sauerstoffkonzentration innerhalb des Abgases; einen Lambda O2 Sensor SW10, welcher zwischen dem direkten Katalysator 41 und dem Unterbaukatalysator 42 angeordnet ist, für ein Detektieren einer Sauerstoffkonzentration innerhalb des Abgases; einen Fluidtemperatursensor SW11 für ein Detektieren einer Temperatur des Motorkühlmittels; einen Kurbelwellenwinkelsensor SW12 für ein Detektieren eines Drehwinkels der Kurbelwelle 15; einen Beschleunigungseinrichtungs-Positionssensor SW13 für ein Detektieren einer Beschleunigungseinrichtungsöffnung entsprechend einem Winkel eines Beschleunigungs- bzw. Gaspedals (nicht illustriert) des Fahrzeugs; einen Einlass-Nockenwinkelsensor SW14 und einen Auslass-Nockenwinkelsensor SW15; und einen Kraftstoffdrucksensor SW16, welcher an der gemeinsamen Kraftstoffleitung 64 des Kraftstoffzufuhrsystems 62 festgelegt ist, für ein Detektieren des Kraftstoffdrucks, welcher zu der Einspritzeinrichtung 67 zugeführt wird.
  • Durch ein Durchführen von verschiedenen Arten von Vorgängen bzw. Betätigungen basierend auf diesen Detektionssignalen bestimmt das PCM 10 den Zustand des Motors 1 und darüber hinaus des Fahrzeugs und gibt Regel- bzw. Steuersignale zu den Einspritzeinrichtungen 67, den Zündkerzen 25, der VVT 72 und der Einlass VVL 73, der Auslass VVL 71, dem Kraftstoffzufuhrsystem 62 und den Betätigungseinrichtungen bzw. Stellgliedern der verschiedenen Arten von Ventilen (dem Drosselventil 36, dem Zwischenkühler/Wärmer-Bypassventil 351, dem EGR Ventil 511 und dem EGR Kühleinrichtungs-Bypassventil 531) gemäß dem bestimmten Zustand aus. Auf diese Weise betreibt das PCM 10 den Motor 1.
  • 4 illustriert ein Beispiel eines Betriebsbereichs des Motors 1 in einem aufgewärmten Zustand. Innerhalb eines Bereichs niedriger Motorlast, wo eine Motorlast relativ niedrig ist, führt der Motor 1 eine Verdichtungszündungsverbrennung durch eine Verbrennung, welche von einer Verdichtungsselbstzündung erzeugt bzw. generiert wird, ohne ein Durchführen einer Zündung durch die Zündkerze 25 durch, um einen Kraftstoffverbrauch und eine Abgasemissionsleistung zu verbessern. Jedoch wird mit der Verdichtungszündungsverbrennung die Geschwindigkeit der Verbrennung übermäßig rasch, wenn die Last bzw. Belastung des Motors ansteigt, wobei dies ein Problem von Verbrennungsgeräuschen, etc. bewirkt. Daher wird bei dem Motor 1 innerhalb eines Bereichs hoher Motorlast, wo die Motorlast relativ hoch ist, die Verdichtungszündungsverbrennung aufgehoben bzw. angehalten und zu einer Funkenzündungsverbrennung unter Verwendung der Zündkerze 25 umgeschaltet. Wie dies oben beschrieben ist, ist der Motor 1 konfiguriert, um einen Verbrennungsmodus gemäß dem Betriebs- bzw. Betätigungszustand des Motors 1, insbesondere gemäß der Last des Motors 1, zwischen einem CI Modus (Compression-Ignition, Verdichtungszündung), wo die Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird, und einem SI Modus (Spark Ignition, Funkenzündung) umzuschalten, wo die Funkenzündungsverbrennung durchgeführt wird. Es ist zu beachten, dass die Grenze eines Umschaltens des Modus nicht auf das Beispiel in der Illustration bzw. Darstellung beschränkt ist. Darüber hinaus ist, wie dies später beschrieben wird, der Motor 1 konfiguriert, um den Modus unter verschiedenen Umständen gemäß seinem Betriebszustand verschieden von dem Niveau der Motorlast umzuschalten.
  • Der CI Modus ist bzw. wird in zwei Bereiche gemäß dem Niveau der Motorlast unterteilt. Spezifisch wird innerhalb eines Bereichs (1), wo die Motorlast niedrig bis durchschnittlich innerhalb des CI Modus ist, heißes EGR Gas mit relativ hoher Temperatur in den Zylinder 18 eingebracht, um eine Entzündbarkeit und Stabilität der Verdichtungszündungsverbrennung zu verbessern. Dies wird dadurch erzielt, indem die Auslass VVL 71 eingeschaltet wird und die Regelung bzw. Steuerung mit zweimaligem Öffnen des Auslasses eines Öffnens des Auslassventils 22 während des Einlasshubs durchgeführt wird. Die Einbringung des heißen EGR Gases erhöht die Zylinderinnentemperatur an dem Ende des Verdichtungshubs und ist vorteilhaft beim Verbessern der Entzündbarkeit und der Stabilität der Verdichtungszündungsverbrennung innerhalb des Bereichs (1). Darüber hinaus spritzt innerhalb des Bereichs (1), wie dies in 5A illustriert ist, die Einspritzeinrichtung 67 den Kraftstoff in den Zylinder 18 wenigstens in einer Periode von dem Einlasshub bis zu der mittleren Stufe des Verdichtungshubs ein, und somit wird ein homogenes Mischgas gebildet. Innerhalb des Bereichs (1) ist bzw. wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases im Wesentlichen auf das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F = 14,7 ± 0,5, ein Luftüberschussverhältnis λ ≈ 1) eingestellt bzw. festgelegt. Es ist festzuhalten, dass, wie dies durch die strichlierte bzw. unterbrochene Linie in 4 angezeigt ist, innerhalb eines Teils des Bereichs (1), wo die Motorlast und die Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl relativ niedrig sind, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases magerer als das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt ist bzw. wird.
  • Somit wird innerhalb des Bereichs (1) das Mischgas im Inneren der Verbrennungskammer 19 komprimiert bzw. verdichtet, um nahe dem CTDC selbst zu zünden, wie dies in 5A illustriert ist.
  • In dem CI Modus ist bzw. wird innerhalb eines Bereichs (2), wo die Motorlast höher als der Bereich (1) ist, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases auf das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ ≈ 1) eingestellt bzw. festgelegt. Durch ein Einstellen auf das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis kann der Dreiweg-Katalysator verwendet werden und es wird, wie dies später beschrieben wird, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis auch in dem SI Modus. Somit ist bzw. wird die Regelung bzw. Steuerung, welche bei einem Umschalten zwischen dem SI Modus und dem CI Modus durchgeführt wird, vereinfacht, und es trägt darüber hinaus zu einem Erweitern des Bereichs des CI Modus zu der Seite höherer Motorlast bei.
  • Darüber hinaus wird innerhalb des Bereichs (2), da die Zylinderinnentemperatur naturgemäß gemäß dem Anstieg der Motorlast ansteigt, die Menge an heißem EGR Gas reduziert, um eine Vorzündung zu vermeiden. Diese Reduktion wird durch ein Einstellen der Menge des internen EGR Gases erzielt, welches in den Zylinder 18 eingebracht wird. Darüber hinaus kann durch ein Einstellen der Menge an externem EGR Gas, welches die EGR Kühleinrichtung 52 bzw. den EGR Kühler umgeht, die Menge an heißem EGR Gas eingestellt werden.
  • Darüber hinaus wird innerhalb des Bereichs (2) gekühltes EGR Gas mit einer relativ niedrigen Temperatur in den Zylinder 18 eingebracht. Somit ist bzw. wird durch ein Einbringen des heißen EGR Gases mit einer hohen Temperatur und des gekühlten EGR Gases mit einer niedrigen Temperatur in den Zylinder 18 bei einem geeigneten Verhältnis die Zylinderinnentemperatur an dem Ende des Verdichtungshubs geeignet eingestellt, eine rasche Verbrennung wird vermieden, während die Entzündbarkeit der Kompressions- bzw. Verdichtungszündung sichergestellt wird, und die Verdichtungszündungsverbrennung wird stabilisiert.
  • Somit kann innerhalb des Bereichs (2), beinhaltend die Schalt- bzw. Umschaltgrenze zwischen dem CI Modus und dem SI Modus, obwohl die Zylinderinnentemperatur abgesenkt bzw. verringert wird, die Zylinderinnentemperatur weiter an dem Ende des Verdichtungshubs ansteigen. Wenn der Kraftstoff in den Zylinder 18 in der Periode von dem Einlasshub zu der mittleren Stufe des Verdichtungshubs ähnlich zu dem Bereich (1) eingespritzt wird, kann dies eine abnormale Verbrennung (z. B. Vorzündung) bewirken. Andererseits wird, wenn eine große Menge an gekühltem EGR Gas mit einer niedrigen Temperatur eingebracht wird, um die Zylinderinnentemperatur an dem Ende des Verdichtungshubs abzusenken bzw. zu verringern, sich dann die Entzündbarkeit der Verdichtungszündung verschlechtern. Mit anderen Worten kann, da die Verdichtungszündungsverbrennung nicht stabil nur durch ein Regeln bzw. Steuern der Zylinderinnentemperatur innerhalb des Bereichs (2) durchgeführt werden kann, durch ein Einstellen des Kraftstoffeinspritzmodus zusätzlich zu der Regelung bzw. Steuerung der Zylinderinnentemperatur die Verdichtungszündungsverbrennung stabilisiert werden, während eine abnormale Verbrennung (z. B. Vorzündung) vermieden wird. Spezifisch wird in diesem Kraftstoffeinspritzmodus, wie dies in 5B illustriert ist, der Kraftstoff in den Zylinder 18 wenigstens in einer Periode von der späten Stufe des Verdichtungshubs und der frühen Stufe eines Expansionshubs (nachfolgend als die Verzögerungsperiode bezeichnet) bei einem signifikant höheren Kraftstoffdruck verglichen zu dem konventionellen Modus eingespritzt. Nachfolgend wird dieser charakteristische Kraftstoffeinspritzmodus als die ”verzögerte Einspritzung bei hohem Druck” oder einfach ”verzögerte Einspritzung” bezeichnet. Durch die verzögerte Einspritzung bei hohem Druck kann die Verdichtungszündungsverbrennung stabilisiert werden, während die abnormale Verbrennung innerhalb des Bereichs (2) vermieden wird. Die Details der verzögerten Einspritzung bei hohem Druck werden später beschrieben werden.
  • Während der CI Modus die zwei unterteilten Bereiche gemäß dem Niveau der Motorlast aufweist, ist bzw. wird der SI Modus in zwei Bereiche (3) und (4) gemäß dem Niveau einer Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl unterteilt. Wenn der Betriebsbereich des Motors 1 in zwei Bereiche einer hohen und niedrigen Geschwindigkeit bzw. Drehzahl in 4 unterteilt wird, entspricht der Bereich (3) dem Bereich niedriger Geschwindigkeit und einem Teil niedrigerer Last des Bereichs hoher Geschwindigkeit, und es entspricht der Bereich (4) einem Teil höherer Last des Bereichs hoher Geschwindigkeit. Es ist festzuhalten, dass die Grenze zwischen den Bereichen (3) und (4) nicht auf die Illustration beschränkt ist.
  • In jedem der Bereiche (3) und (4) ist bzw. wird das Mischgas auf das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ ≈ 1) ähnlich zu dem Bereich (2) eingestellt bzw. festgelegt. Daher ist bzw. wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases auf das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ ≈ 1) über die Grenze zwischen dem CI Modus und dem SI Modus fixiert. Darüber hinaus ist bzw. wird in dem SI Modus (d. h. den Bereichen (3) und (4)) das Drosselventil 36 grundlegend im Wesentlichen vollständig geöffnet und die Frischluftmenge und die Menge an externem EGR Gas, welche in den Zylinder 18 eingebracht werden, werden durch ein Regeln bzw. Steuern einer Öffnung des EGR Ventils 511 eingestellt. Es ist festzuhalten, dass selbst innerhalb des Bereichs des SI Modus innerhalb eines Teils des Bereichs, wo die Motorlast relativ niedrig ist, das Drosselventil 36 gedrosselt werden kann. Die Einstellung des Verhältnisses an Gas, welches in den Zylinder 18 eingebracht wird, reduziert einen Pumpenverlust, und durch ein Einbringen einer großen Menge an EGR Gas in den Zylinder 18 wird die Temperatur der Funkenzündungsverbrennung auf niedrig unterdrückt bzw. reduziert und es kann ein Kühlverlust reduziert werden. Innerhalb der Bereiche des SI Modus wird das externe EGR Gas, welches hauptsächlich durch ein Hindurchtreten durch die EGR Kühleinrichtung 52 gekühlt wird, in den Zylinder 18 eingebracht. Dies wird vorteilhaft beim Vermeiden einer abnormalen Verbrennung als auch bei einem Unterdrücken bzw. Verringern einer Erzeugung von rohem NOx. Es ist festzuhalten, dass innerhalb eines Bereichs voller Motorlast das EGR Ventil 511 im Wesentlichen vollständig geschlossen ist, um die externe EGR aufzuheben.
  • Es ist festzuhalten, dass innerhalb des Bereichs des SI Modus die Frischluftmenge, welche in den Zylinder 18 eingebracht wird, eingestellt werden kann, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ ≈ 1) durch ein Regeln bzw. Steuern der Öffnung des Drosselventils 36 gemäß der Kraftstoffeinspritzmenge festzulegen, während die Einbringung des EGR Gases aufgehoben bzw. unterbrochen wird.
  • Das geometrische Kompressions- bzw. Verdichtungsverhältnis des Motors 1 ist bzw. wird, wie oben beschrieben, auf etwa 15:1 oder darüber (z. B. etwa 18:1) eingestellt. Da ein hohes Verdichtungsverhältnis die Zylinderinnentemperatur und den Zylinderinnendruck an dem Ende des Verdichtungshubs erhöht, ist es vorteilhaft beim Stabilisieren der Verdichtungszündungsverbrennung in dem CI Modus, insbesondere innerhalb eines Teils niedriger Motorlast des Bereichs des CI Modus (z. B. des Bereichs (1)). Demgegenüber bewirkt in dem SI Modus entsprechend dem Bereich hoher Motorlast ein derartiges hohes Verdichtungsverhältnis ein Problem in einem Motor 1, dass eine abnormale Verbrennung (z. B. Vorzündung und Klopfen) leicht auftritt.
  • Somit wird mit bzw. bei dem Motor 1 die verzögerte Einspritzung bei hohem Druck innerhalb der Bereiche (3) und (4) des SI Modus durchgeführt, um eine abnormale Verbrennung zu vermeiden. Spezifisch wird innerhalb des Bereichs (3) bei einem hohen Kraftstoffdruck von etwa 30 MPa oder darüber, wie dies in 5C illustriert ist, nur die verzögerte Einspritzung bei hohem Druck eines Einspritzens des Kraftstoffs in den Zylinder 18 in der Verzögerungsperiode von der späten Stufe des Verdichtungshubs bis zu der frühen Stufe des Expansionshubs durchgeführt. Andererseits wird innerhalb des Bereichs (4), wie dies in 5D illustriert ist, ein Teil des eingespritzten Kraftstoffs in den Zylinder 18 in einer Einlasshubperiode eingespritzt, wo das Einlassventil 21 öffnet, und der Rest des eingespritzten Kraftstoffs wird in den Zylinder 18 innerhalb der Verzögerungsperiode eingespritzt. Mit anderen Worten wird innerhalb des Bereichs (4) eine unterteilte Einspritzung des Kraftstoffs durchgeführt. Hier ist die Einlasshubperiode, wo das Einlassventil 21 öffnet, eine Periode, welche basierend auf Öffnungs- und Schließzeitpunkten des Einlassventils definiert wird, und nicht eine Periode, welche basierend auf der Kolbenposition definiert wird. Hier kann das Ende des Einlasshubs relativ zu dem Zeitpunkt, zu welchem der Kolben einen unteren Einlasstotpunkt (IBDC) erreicht, in Abhängigkeit von dem Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 variieren, welcher durch die VVL 73 und die VVT 72 geändert wird.
  • Als nächstes wird die verzögerte Einspritzung bei hohem Druck in dem SI Modus unter Bezugnahme auf 6 beschrieben, welche ein zusammengesetztes Diagramm zeigt, welches Unterschiede in einer Wärmefreisetzungs- bzw. -freigaberate (oberes Diagramm) und eines Ausmaßes einer Reaktion von nicht verbranntem Mischgas (unteres Diagram) zwischen einer SI Verbrennung, welche durch die verzögerte Einspritzung bei hohem Druck bewirkt wird, welche oben beschrieben ist (durchgehende Linie), und der konventionellen SI Verbrennung vergleicht, in welcher die Kraftstoffeinspritzung während des Einlasshubs durchgeführt wird (unterbrochene Linie). Die laterale Achse in 6 zeigt den Kurbelwellenwinkel an. Der Vergleich wird unter einer Bedingung durchgeführt, dass sich der Betriebs- bzw. Betätigungszustand des Motors 1 innerhalb des Bereichs niedriger Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl mit einer hohen Motorlast (d. h. Bereich (3)) befindet, und eine eingespritzte Kraftstoffmenge dieselbe ist zwischen der SI Verbrennung, welche durch die verzögerte Einspritzung bei hohem Druck bewirkt wird, und der konventionellen SI Verbrennung.
  • Zuerst wird für die konventionelle SI Verbrennung eine vorbestimmte Menge an Kraftstoff in den Zylinder 18 während des Einlasshubs eingespritzt (unterbrochene bzw. strichlierte Linie in dem oberen Diagramm). Nach der Kraftstoffeinspritzung wird ein vergleichsweise homogenes Mischgas im Inneren des Zylinders 18 gebildet, bevor der Kolben 14 den CTDC erreicht. Darüber hinaus wird in diesem Fall die Zündung zu einem vorbestimmten Zeitpunkt durchgeführt, welcher durch den ersten weißen Kreis nach dem CTDC angedeutet ist, um die Verbrennung zu starten. Nachdem die Verbrennung startet, wie dies durch die unterbrochene Linie in dem oberen Diagramm von 6 angezeigt ist, endet die Verbrennung nach einem Fortschreiten durch eine Spitze bzw. einen Peak in der Wärmefreigabe- bzw. -freisetzungsrate. Eine Periode von dem Start der Kraftstoffeinspritzung bis zu dem Ende der Verbrennung entspricht einer reagierbaren Zeitdauer von nicht verbranntem Mischgas (nachfolgend kann dies einfach als die reagierbare bzw. Reaktionszeitdauer bezeichnet werden) und es schreitet, wie dies durch die unterbrochene Linie in dem unteren Diagramm von 6 angedeutet bzw. angezeigt ist, die Reaktion des nicht verbrannten Mischgases fortnehmend bzw. schrittweise innerhalb der reagierbaren Zeitdauer weiter. Die gepunktete Linie in dem unteren Diagramm zeigt einen Zündungsschwellwert an (d. h. eine Reaktivität des nicht verbrannten Mischgases, welches gezündet wird). Die konventionelle SI Verbrennung wird innerhalb des Bereichs einer niedrigen Motorgeschwindigkeit durchgeführt und sie weist eine extrem lange reagierbare Zeitdauer auf. Die Reaktion des nicht verbrannten Mischgases hält ein Fortschreiten für bzw. über die reagierbare Zeitdauer aufrecht, und daher überschreitet die Reaktivität des nicht verbrannten Mischgases den Zündungsschwellwert um den Zündzeitpunkt, wodurch eine abnormale Verbrennung (z. B. eine Vorzündung und ein Klopfen) bewirkt wird.
  • Andererseits zielt die verzögerte Einspritzung bei hohem Druck darauf ab, eine abnormale Verbrennung durch ein Verkürzen der reagierbaren Zeitdauer zu vermeiden. Wie dies in 6 illustriert ist, ist die reagierbare Zeitdauer in diesem Fall eine gesamte Zeitdauer einer Periode, wo die Einspritzeinrichtung 67 den Kraftstoff einspritzt ((1) eine Einspritzperiode), einer Periode von dem Ende der Einspritzung, bis verbrennbares Mischgas um die Zündkerze 25 gebildet wird ((2) eine ein Mischgas bildende Periode), und einer Periode von dem Start der Verbrennung, welche durch die Zündung gestartet wird, bis die Verbrennung endet ((3) eine Verbrennungsperiode), mit anderen Worten (1) + (2) + (3). Die verzögerte Einspritzung bei hohem Druck verkürzt jede der Einspritzperioden, der das Mischgas bildenden Periode und der Verbrennungsperiode, und verkürzt dadurch die reagierbare Zeitdauer. Die Verfahren eines Verkürzens der Perioden werden aufeinanderfolgend unten beschrieben.
  • Zuerst erhöht ein hoher Kraftstoffdruck relativ die Kraftstoffeinspritzmenge, welche von der Einspritzeinrichtung 67 pro Zeiteinheit eingespritzt wird. Daher wird in einem Fall, wo die Kraftstoffeinspritzmenge festgelegt ist, eine Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruck und der Einspritzperiode des Kraftstoffs im Wesentlichen wie folgt: die Einspritzperiode erstreckt bzw. verlängert sich, wenn der Kraftstoffdruck abnimmt, und die Einspritzperiode wird kürzer bzw. verkürzt sich, wenn der Kraftstoffdruck ansteigt. Daher verkürzt die verzögerte Einspritzung bei hohem Druck, in welcher der Kraftstoffdruck signifikant höher als der konventionelle Druck eingestellt bzw. festgelegt ist, die Einspritzperiode.
  • Darüber hinaus ist der hohe Kraftstoffdruck vorteilhaft beim Zerstäuben des Kraftstoffstrahls, welcher in den Zylinder 18 eingespritzt wird, und erstreckt darüber hinaus einen sich verteilenden bzw. Verteilungsabstand des Kraftstoffstrahls. Daher wird eine Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruck und einer Zeitdauer einer Kraftstoffvernebelung bzw. -zerstäubung im Wesentlichen wie folgt: die Zeitdauer einer Kraftstoffvernebelung erstreckt bzw. verlängert sich, wenn der Kraftstoffdruck abnimmt, und die Zeitdauer einer Kraftstoffvernebelung verkürzt sich, wenn der Kraftstoffdruck ansteigt. Darüber hinaus wird eine Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruck und einer Zeitdauer, bis der Kraftstoffstrahl den Bereich um die Zündkerze 25 erreicht (die Zeitdauer eines Erreichens des Kraftstoffstrahls), im Wesentlichen wie folgt: die Zeitdauer eines Erreichens des Kraftstoffstrahls verlängert sich, wenn der Kraftstoffdruck absinkt, und die Zeitdauer eines Erreichens des Kraftstoffstrahls wird kürzer, wenn der Kraftstoffdruck ansteigt. Die ein Mischgas bildende Periode entspricht einer gesamten Zeitdauer der Zeitdauer einer Kraftstoffzerstäubung und der Zeitdauer eines Erreichens des Kraftstoffstrahls, welche erforderlich ist, um um die Zündkerze 25 zu gelangen; daher verkürzt sich die ein Mischgas bildende Periode, wenn der Kraftstoffdruck ansteigt. Daher verkürzt die verzögerte Einspritzung bei hohem Druck, in welcher der Kraftstoffdruck signifikant höher als der konventionelle Druck eingestellt wird, die Zeitdauer einer Kraftstoffzerstäubung und die Zeitdauer eines Erreichens des Kraftstoffstrahls, welche erforderlich ist, um um die Zündkerze 25 zu gelangen, und verkürzt als ein Resultat die ein Mischgas bildende Periode. Andererseits ist, wie dies durch die weißen Kreise des Diagramms in 6 angedeutet ist, bei der konventionellen Einspritzung im Einlasshub mit dem niedrigen Kraftstoffdruck die ein Mischgas bildende Periode signifikant länger. Es ist festzuhalten, dass in dem SI Modus die Kombination der Mehrloch-Einspritzeinrichtung 67 und des Hohlraums 141 die Zeitdauer von dem Ende der Kraftstoffeinspritzung bis dahin verkürzt, wenn der Kraftstoffstrahl um die Zündkerze 25 gelangt, und als ein Resultat vorteilhaft beim Verkürzen der ein Mischgas bildenden Periode wird.
  • Wie dies oben beschrieben ist, ermöglicht ein Verkürzen der Einspritzperiode und der das Mischgas bildenden Periode ein Verzögern des Einspritzzeitpunkts des Kraftstoffs, präziser ein Verzögern des Einspritzungs-Startzeitpunkts auf einen vergleichsweise späten Zeitpunkt. Daher wird bei der verzögerten Einspritzung bei hohem Druck, wie dies in dem oberen Diagramm von 6 illustriert ist, die Kraftstoffeinspritzung innerhalb der Verzögerungsperiode von der späten Stufe des Verdichtungshubs bis zu der frühen Stufe des Expansionshubs durchgeführt. Obwohl eine Strömungsturbulenz im Inneren des Zylinders stärker wird und eine kinetische Energie der Turbulenz im Inneren des Zylinders 18 aufgrund eines Einspritzens des Kraftstoffs in den Zylinder 18 bei dem hohen Kraftstoffdruck ansteigt, ist die hohe kinetische Energie der Turbulenz vorteilhaft beim Verkürzen der Verbrennungsperiode in Kombination mit einem Verzögern des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts auf den vergleichsweise späten Zeitpunkt.
  • Mit anderen Worten wird in einem Fall, wo die Kraftstoffeinspritzung innerhalb der Verzögerungsperiode durchgeführt wird, eine Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruck und der kinetischen Energie der Turbulenz innerhalb der Verbrennungsperiode im Wesentlichen wie folgt: die kinetische Energie der Turbulenz nimmt ab, wenn der Kraftstoffdruck abnimmt, und die kinetische Energie der Turbulenz steigt an, wenn der Kraftstoffdruck ansteigt. Hier nimmt, selbst wenn der Kraftstoff in den Zylinder 18 bei dem hohen Kraftstoffdruck eingespritzt wird, in dem Fall, wo sich der Einspritzzeitpunkt an dem Einlasshub befindet, da die Zeitdauer bis zu dem Zündzeitpunkt lang ist und das Innere des Zylinders 18 an dem Verdichtungshub nach dem Einlasshub verdichtet wird, die Turbulenz im Inneren des Zylinders 18 ab bzw. klingt ab bzw. wird verringert. Als ein Resultat wird in dem Fall, wo die Kraftstoffeinspritzung während des Einlasshubs durchgeführt wird, die kinetische Energie der Turbulenz innerhalb der Verbrennungsperiode vergleichsweise niedrig unabhängig von dem Kraftstoffdruck.
  • Eine Beziehung zwischen der kinetischen Energie der Turbulenz innerhalb der Verbrennungsperiode und der Verbrennungsperiode wird im Wesentlichen wie folgt: die Verbrennungsperiode erstreckt bzw. verlängert sich, wenn die kinetische Energie der Turbulenz abnimmt, und die Verbrennungsperiode verkürzt sich, wenn die kinetische Energie der Turbulenz ansteigt. Daher wird eine Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruck und der Verbrennungsperiode wie folgt: die Verbrennungsperiode erstreckt sich, wenn der Kraftstoffdruck abnimmt, und die Verbrennungsperiode verkürzt sich, wenn der Kraftstoffdruck ansteigt. Mit anderen Worten verkürzt die verzögerte Einspritzung bei hohem Druck die Verbrennungsperiode. Andererseits erstreckt bzw. verlängert sich mit bzw. bei der konventionellen Einspritzung im Einlasshub mit dem niedrigen Kraftstoffdruck die Verbrennungsperiode. Es ist festzuhalten, dass die Mehrloch-Einspritzeinrichtung 67 vorteilhaft beim Erhöhen der kinetischen Energie der Turbulenz im Inneren des Zylinders 18 und Verkürzen der Verbrennungsperiode ist. Darüber hinaus ist sie auch vorteilhaft beim Verkürzen der Verbrennungsperiode, um den Kraftstoffstrahl innerhalb des Hohlraums 141 durch die Kombination der Mehrloch-Einspritzeinrichtung 67 und des Hohlraums 141 eingeschlossen zu halten.
  • Wie oben, verkürzt die verzögerte Einspritzung bei hohem Druck jede der Einspritzperiode, der das Mischgas bildenden Periode und der Verbrennungsperiode, und als ein Resultat kann, wie dies in 6 illustriert ist, die verzögerte Einspritzung bei hohem Druck signifikant die reagierbare Zeitdauer des nicht verbrannten Mischgases von einem Kraftstoffeinspritzungs-Startzeitpunkt SOI bis zu einem Verbrennungsendzeitpunkt θend im Vergleich zu dem konventionellen Fall verkürzen, wo die Kraftstoffeinspritzung während des Einlasshubs durchgeführt wird. Als ein Resultat eines Verkürzens der reagierbaren Zeitdauer wird, wie dies in dem oberen Diagramm von 6 illustriert ist, während das Ausmaß einer Reaktion des nicht verbrannten Mischgases an dem Ende der Verbrennung den Zündungsschwellwert überschreitet und eine abnormale Verbrennung mit bzw. bei der konventionellen Einspritzung im Einlasshub mit dem niedrigen Kraftstoffdruck auftritt, wie dies durch den weißen Kreis angedeutet ist, mit bzw. bei der verzögerten Einspritzung bei hohem Druck, wie dies durch den schwarzen Kreis angedeutet ist, das Fortschreiten der Reaktion des nicht verbrannten Mischgases an dem Ende der Verbrennung unterdrückt und eine abnormale Verbrennung kann vermieden werden. Es ist festzuhalten, dass die Zündzeitpunkte für Fälle, welche durch den weißen und schwarzen Kreis in dem oberen Diagramm von 6 angedeutet sind, auf denselben Zeitpunkt eingestellt bzw. festgelegt sind.
  • Durch ein Einstellen des Kraftstoffdrucks auf beispielsweise etwa 30 MPa oder darüber kann die Verbrennungsperiode effektiv verkürzt werden. Darüber hinaus kann der Kraftstoffdruck von etwa 30 MPa oder darüber auch effektiv die Einspritzperiode und die das Mischgas bildende Periode verkürzen. Es ist festzuhalten, dass der Kraftstoffdruck in geeigneter Weise gemäß einer Art von verwendetem Kraftstoff eingestellt werden kann, welcher wenigstens Benzin enthält. Der obere Grenzwert des Kraftstoffdrucks kann etwa 120 MPa, etc. sein.
  • Die verzögerte Einspritzung bei hohem Druck vermeidet das Auftreten einer abnormalen Verbrennung in dem SI Modus durch ein Einstellen des Modus der Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder 18. Alternativ zu einer derartigen verzögerten Einspritzung bei hohem Druck ist ein konventionell bekanntes Verfahren, eine abnormale Verbrennung durch ein Verzögern des Zündzeitpunkts zu vermeiden. Der verzögerte Zündzeitpunkt unterdrückt den Anstieg in der Temperatur und dem Druck des nicht verbrannten Mischgases und unterdrückt dadurch das Fortschreiten der Reaktion des nicht verbrannten Mischgases. Jedoch kann, während der verzögerte Zündzeitpunkt eine Verschlechterung der thermischen Effizienz und eine Reduktion des Drehmoments bewirkt, in dem Fall eines Durchführens der verzögerten Einspritzung bei hohem Druck, da eine abnormale Verbrennung durch ein Einstellen des Modus der Kraftstoffeinspritzung vermieden wird, der Zündzeitpunkt vorgestellt bzw. vorgerückt werden, und es kann derart die thermische Effizienz verbessert werden und das Drehmoment kann erhöht werden. Mit anderen Worten kann die verzögerte Einspritzung bei hohem Druck nicht nur eine abnormale Verbrennung vermeiden, sondern auch ein entsprechendes Vorstellen des Zündzeitpunkts ermöglichen, und ist dadurch vorteilhaft beim Verbessern eines Kraftstoffverbrauchs.
  • Wie dies oben beschrieben ist, kann die verzögerte Einspritzung bei hohem Druck in dem SI Modus jede der Einspritzperiode, der das Mischgas bildenden Periode und der Verbrennungsperiode verkürzen, während die verzögerte Einspritzung bei hohem Druck, welche innerhalb des Bereichs (2) des CI Modus durchgeführt wird, die Einspritzperiode und die das Mischgas bildende Periode verkürzen kann. Mit anderen Worten wird durch ein Einspritzen des Kraftstoffs bei dem hohen Kraftstoffdruck in den Zylinder 18, um die Turbulenz im Inneren des Zylinders 18 zu erhöhen, der zerstäubte Kraftstoff feiner gemischt, und selbst wenn die Kraftstoffeinspritzung zu dem späten Zeitpunkt nahe dem CTDC durchgeführt wird, kann das vergleichsweise homogene Mischgas rasch gebildet werden.
  • Mit der verzögerten Einspritzung bei hohem Druck in dem CI Modus wird durch ein Einspritzen des Kraftstoffs zu dem späten Zeitpunkt nahe dem CTDC innerhalb des Bereichs vergleichsweise hoher Motorlast ein im Wesentliches homogenes Mischgas rasch gebildet, wie dies oben beschrieben ist, während eine Vorzündung beispielsweise in einer Periode eines Verdichtungshubs verhindert wird. Daher kann nach dem CTDC die Verdichtungszündung sicher durchgeführt werden. Darüber hinaus klingt durch ein Durchführen der Verdichtungszündungsverbrennung in einer Periode eines Expansionshubs, wo der Druck im Inneren des Zylinders 18 aufgrund eines Antreibens zunehmend bzw. schrittweise abnimmt, die Verbrennung ab, und ein übermäßiger Anstieg des Drucks (dP/dθ) im Inneren des Zylinders 18 aufgrund der Verdichtungszündungsverbrennung kann vermieden werden. Somit wird eine Beschränkung von Geräusch, Vibration und Rauheit (NVH) aufgehoben und als ein Resultat erstreckt sich der für den CI Modus anwendbare Bereich auf die Seite des Bereichs hoher Last.
  • Zurückkommend zu dem SI Modus verkürzt, wie oben beschrieben, die verzögerte Einspritzung bei hohem Druck in dem SI Modus die reagierbare Zeitdauer des nicht verbrannten Mischgases durch ein Durchführen der Kraftstoffeinspritzung in der Verzögerungsperiode; jedoch ist, obwohl das Verkürzen der reagierbaren Zeitdauer vorteilhaft innerhalb des Bereichs niedriger Motorgeschwindigkeit ist, wo die Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl relativ niedrig ist, da die tatsächliche reagierbare Zeitdauer gegenüber der Änderung des Kurbelwellenwinkels lang ist, innerhalb des Bereichs hoher Motorgeschwindigkeit, wo die Motorgeschwindigkeit vergleichsweise hoch ist, da die tatsächliche reagierbare Zeitdauer gegenüber der Änderung des Kurbelwellenwinkels kurz ist, dies weniger vorteilhaft. Andererseits wird mit der verzögerten Einspritzung, da der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt auf nahe dem CTDC an dem Verdichtungshub eingestellt ist, das Gas im Zylinder, welches nicht den Kraftstoff enthält, mit anderen Worten Luft bei einem hohen spezifischen Wärmeverhältnis komprimiert. Als ein Resultat wird innerhalb des Bereichs hoher Motorgeschwindigkeit die Temperatur im Inneren des Zylinders an dem Ende des Verdichtungshubs hoch, und diese erhöhte Zylinderinnentemperatur an dem Ende des Verdichtungshubs kann ein Klopfen bewirken. Daher kann, wenn nur die verzögerte Einspritzung innerhalb des Bereichs (4) durchgeführt wird, wo die Motorlast und die Motorgeschwindigkeit hoch sind und die eingespritzte Kraftstoffmenge ansteigt, es einen Fall geben, wo es erforderlich ist, den Zündzeitpunkt zu verzögern, um ein Klopfen zu vermeiden.
  • Daher wird innerhalb des Bereichs (4), wo die Motorgeschwindigkeit relativ hoch ist und die Motorlast hoch in dem SI Modus ist, wie dies in 4 illustriert ist, ein Teil des eingespritzten Kraftstoffs in den Zylinder 18 in der Periode des Einlasshubs eingespritzt, und der Rest des eingespritzten Kraftstoffs wird in den Zylinder 18 in der Verzögerungsperiode eingespritzt, wie dies in 5D illustriert ist. Mit der Einspritzung im Einlasshub kann das Verhältnis der spezifischen Wärme des Gases im Zylinder an dem Verdichtungshub (d. h. des Mischgases, beinhaltend den Kraftstoff) reduziert werden, um die Zylinderinnentemperatur an dem Ende des Verdichtungshubs zu unterdrücken bzw. zu verringern. Durch ein Verringern bzw. Absenken der Zylinderinnentemperatur an dem Ende des Verdichtungshubs wie oben kann ein Klopfen unterdrückt werden, und es kann daher der Zündzeitpunkt vorgestellt werden.
  • Darüber hinaus wird durch ein Durchführen der verzögerten Einspritzung bei hohem Druck, wie dies oben beschrieben ist, die Turbulenz im Inneren des Zylinders 18 (in der Verbrennungskammer 19) nahe dem CTDC stark, und die Verbrennungsperiode wird kürzer. Diese kürzere Verbrennungsperiode ist auch vorteilhaft beim Unterdrücken eines Klopfens, und der Zündzeitpunkt kann weiter vorgestellt werden. Somit kann innerhalb des Bereichs (4) durch ein Durchführen der unterteilten Einspritzung, beinhaltend die Einspritzung im Einlasshub und die verzögerte Einspritzung bei hohem Druck, die thermische Effizienz verbessert werden, während eine abnormale Verbrennung vermieden wird.
  • Es ist festzuhalten, dass anstelle eines Durchführens der verzögerten Einspritzung bei hohem Druck ein Mehrpunkt-Zündsystem angewandt bzw. eingesetzt werden kann, um die Verbrennungsperiode innerhalb des Bereichs (4) zu verkürzen. Spezifisch wird eine Mehrzahl von Zündkerzen angeordnet, um in Richtung zum Inneren der Verbrennungskammer 19 orientiert bzw. gerichtet zu sein, und es wird innerhalb des Bereichs (4) die Einspritzung im Einlasshub durchgeführt und jede der Vielzahl von Zündkerzen wird geregelt bzw. gesteuert, um eine Mehrpunktzündung durchzuführen. In diesem Fall verteilt sich, da sich eine Flamme von jeder der Vielzahl von Feuerquellen im Inneren der Verbrennungskammer 19 verteilt, die Flamme rasch und die Verbrennungsperiode wird kürzer. Als ein Resultat wird die Verbrennungsperiode ähnlich dazu verkürzt, als wenn die verzögerte Einspritzung bei hohem Druck angewandt wird, und diese verkürzte Verbrennungsperiode ist vorteilhaft beim Verbessern der thermischen Effizienz.
  • (Regelung bzw. Steuerung beim Umschalten vom SI Modus zum CI Modus)
  • Da eine Funkenzündungsverbrennung eine niedrige thermische Effizienz verglichen mit einer Verdichtungszündungsverbrennung aufweist, ist die Verbrennungsgastemperatur relativ hoch bei der Funkenzündungsverbrennung. Andererseits wird in dem CI Modus, wo die Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird, da die Entzündbarkeit der Verdichtungszündung sichergestellt wird, wie dies oben beschrieben ist, wenigstens das interne EGR Gas in den Zylinder 18 eingebracht, um die Temperatur im Inneren des Zylinders 18 zu erhöhen.
  • Unmittelbar nach dem SI Modus, wo die Verbrennungsgastemperatur relativ hoch ist, wird zu dem CI Modus geschaltet bzw. umgeschaltet, da der Zustand im Inneren des Zylinders 18 eine Hochtemperaturumgebung ist und das Abgas mit hoher Temperatur, welche durch die Funkenzündungsverbrennung bewirkt wird, in den Zylinder 18 eingebracht wird. Es wird somit die Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt, während die Temperatur im Inneren des Zylinders 18 hoch ist. In diesem Fall wird, wenn der Kraftstoff in den Zylinder 18 zu einem vergleichsweise frühen Zeitpunkt (z. B. während des Einlasshubs) eingespritzt wird, die Vorzündung in der Verdichtungshubperiode bewirkt, und die Druckanstiegsrate (dP/dθ) im Inneren des Zylinders 18 kann signifikant hoch werden und laute Verbrennungsgeräusche bewirken.
  • Daher wird mit bzw. bei dem Motor 1 eine Übergangsregelung bzw. -steuerung für ein Vermeiden der Vorzündung bei einem Umschalten von dem SI Modus zu dem CI Modus und für ein Vermeiden des Anstiegs von Verbrennungsgeräuschen durchgeführt.
  • Hier kann in der Betriebskarte in dem aufgewärmten Zustand, welcher in 4 illustriert ist, das Umschalten von dem SI Modus zu dem CI Modus einem Verschieben von dem Bereich hoher Motorlast, wo die Last des Motors 1 dem SI Modus entspricht, zu dem Bereich niedriger Motorlast entsprechen, wo die Last des Motors 1 dem CI Modus entspricht. Mit anderen Worten wird aufgrund der Reduktion der Last des Motors 1 der SI Modus zu dem CI Modus umgeschaltet. Es ist festzuhalten, dass nahe der Grenze zwischen dem SI und CI Modus der SI Modus zu dem CI Modus in dem Zustand umgeschaltet werden kann, wo die Last des Motors 1 stabil ist.
  • Darüber hinaus wird in einem Kaltstart- oder Aufwärmzustand, wo die Temperatur des Motors 1 unter einer vorbestimmten Temperatur ist bzw. liegt, da die Verdichtungszündungsverbrennung nicht stabil ist, der CI Modus nicht durchgeführt (nicht illustriert), und der SI Modus wird stattdessen in dem gesamten Betriebsbereich des Motors 1 durchgeführt. Andererseits wird, wie dies in 4 illustriert ist, der CI Modus in dem aufgewärmten Zustand durchgeführt, wo die Temperatur des Motors 1 über der vorbestimmten Temperatur liegt. Daher kann der SI Modus zu dem CI Modus, während die Motorlast stabil ist, gemäß der Temperatur des Motors 1 umgeschaltet werden, welche zu dem aufgewärmten Zustand ansteigt.
  • Darüber hinaus wird im Hinblick auf die Verbrennungsstabilität, da sich der Motor 1 in dem SI Modus in einem Leerlaufzustand befindet, wenn von dem Leerlaufzustand zu dem Bereich niedriger Motorlast umgeschaltet bzw. verschoben wird, wo der CI Modus durchgeführt wird, das Umschalten von dem Bereich niedriger Motorlast des SI Modus zu dem Bereich niedriger Motorlast des CI Modus durchgeführt. Zusätzlich ist der Motor 1 konfiguriert, um eine Kraftstoffunterbrechung auszuführen, während sich das Fahrzeug verlangsamt bzw. abbremst. Da die Zylinderinnentemperatur während der Kraftstoffunterbrechung abnimmt, gibt es unmittelbar nach einer Wiederaufnahme von der Kraftstoffunterbrechung Fälle, wo die Verdichtungszündungsverbrennung nicht durchgeführt werden kann. Daher ist bzw. wird bei dem Motor 1 dieser Ausführungsform unmittelbar nach einer Wiederaufnahme von der Kraftstoffunterbrechung der Modus auf den SI Modus selbst innerhalb des Bereichs des CI Modus eingestellt bzw. festgelegt, um die Verbrennungsstabilität sicherzustellen, und wenn die Zylinderinnentemperatur ansteigt, um zu dem normalen CI Modus danach zu verschieben, wird das Umschalten von dem Bereich niedriger Motorlast des SI Modus zu dem Bereich niedriger Motorlast des CI Modus durchgeführt. Wie dies oben beschrieben ist, wird das Umschalten von dem Bereich niedriger Motorlast des SI Modus zu dem Bereich niedriger Motorlast des CI Modus, mit anderen Worten das Umschalten von dem SI Modus zu dem CI Modus ohne eine wesentliche Änderung in der Last des Motors 1 unter verschiedenen Umständen durchgeführt.
  • 7 ist ein Zeitdiagramm für eine Übergangsregelung bzw. -steuerung, welche bei einem Umschalten von dem Teil des SI Modus, wo das externe EGR Gas nicht eingebracht wird, zu dem CI Modus durchgeführt wird. Spezifisch illustriert 7 ein Beispiel einer Änderung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts und des Funkenzündzeitpunkts, eine Änderung des Zylinderinnendrucks, eine Änderung des offenen Zustands des Einlass- und Auslassventils, eine Änderung der Öffnung des Drosselventils und eine Änderung eines Gaszustands im Inneren des Zylinders bei einem Umschalten von dem SI Modus zu dem CI Modus. Hier schreitet der Kurbelwellenwinkel (d. h. Zeit) in der Richtung von links nach rechts des Zeitdiagramms in 7 fort. Es ist festzuhalten, dass die Änderung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts, des Funkenzündzeitpunkts und des Zylinderinnendrucks, welche in 7 illustriert sind, lediglich Beispiele für ein Beschreiben dieser Ausführungsform sind, und dass diese nicht auf die illustrierten Zeitpunkte beschränkt ist (ähnlich wie 8, etc.). Hier entspricht das Teil des SI Modus, wo das externe EGR Gas nicht eingebracht wird, als ein Beispiel einer Situation, in welcher der SI Modus durchgeführt wird, während die Motorlast niedrig ist. Das Zeitdiagramm in 7 entspricht einer Situation eines Umschaltens von dem Bereich niedriger Motorlast des SI Modus zu dem Bereich niedriger Motorlast des CI Modus.
  • Zuerst wird in dem ersten Zyklus entsprechend dem am weitesten links liegenden Teil in 7 der Motor in dem SI Modus betrieben und hier wird der Kraftstoff in der Einlasshubperiode eingespritzt und die Funkenzündung wird nahe dem CTDC durchgeführt. In dem ersten Zyklus wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases etwa auf das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ ≈ 1) eingestellt bzw. festgelegt, und um die Frischluftmenge einzustellen, um der Kraftstoffeinspritzmenge zu entsprechen, regelt bzw. steuert die Einlass VVL 73 das Einlassventil 21, um mit dem Nocken mit großem Hub betrieben bzw. betätigt zu werden, und die VVT 72 setzt den Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 auf einen späten Zeitpunkt nach dem IBDC fest. Durch ein Schließen des Einlassventils 21 zu dem späten Zeitpunkt wird die Frischluftmenge reguliert (siehe den Gaszustand im Inneren des Zylinders, welcher in der untersten Reihe von 7 illustriert ist). Darüber hinaus kann in dem Beispiel von 7 in dem ersten Zyklus die Menge an Frischluft nicht ausreichend durch die Regelung bzw. Steuerung des Einlassventils 21 allein reguliert werden und wird durch ein Drosseln des Drosselventils 36 kompensiert. Es ist festzuhalten, dass das Drosselventil 36 zunehmend bzw. schrittweise weiter geöffnet wird, um für ein Umschalten zu dem CI Modus vorzubereiten, wo das Drosselventil eingestellt ist, um im Wesentlichen vollständig geöffnet zu sein. Darüber hinaus wird in dem SI Modus in dem ersten Zyklus von 7 das externe EGR Gas nicht eingebracht, wie dies oben beschrieben ist. Darüber hinaus wird die Auslass VVL 71 abgeschaltet, mit anderen Worten wird das interne EGR Gas auch nicht eingebracht. Somit wird in dem ersten Zyklus, wo die Funkenzündungsverbrennung durchgeführt wird, die Abgastemperatur hoch (verbranntes Gas hoher Temperatur), wobei jedoch sowohl das externe als auch das interne EGR Gas nicht in den Zylinder 18 eingebracht werden. Daher wird in dem folgenden zweiten Zyklus das Abgas im Wesentlichen nicht in den Zylinder 18 eingebracht.
  • Der zweite Zyklus entspricht einem Zyklus bei einem Umschalten von dem SI Modus zu dem CI Modus und entspricht auch einem Übergangsmodus. Hier wird der Betrieb der Zündkerze 25 gestoppt, um die Verdichtungszündungsverbrennung durchzuführen. Darüber hinaus ist bzw. wird in dem zweiten Zyklus das Drosselventil im Wesentlichen vollständig geöffnet und die Einlass VVL 73 schaltet den betreibenden Nocken von dem Nocken mit großem Hub zu dem Nocken mit kleinem Hub um. Es ist festzuhalten, dass die VVT 72 hier nicht betätigt wird und die Phase des Einlassventils 21 nicht geändert wird. Somit wird der Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 unmittelbar von dem verzögerten Zeitpunkt in dem ersten Zyklus auf nahe zu dem IBDC umgeschaltet, und als ein Resultat steigt die Menge an Frischluft, welche in den Zylinder 18 eingebracht wird, an. Es ist festzuhalten, dass der Öffnungs- und Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 hier den Zeitpunkten in der Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens des Auslasses entsprechen, welche später beschrieben wird.
  • Darüber hinaus wird in dem zweiten Zyklus der Zeitpunkt der Einspritzung durch die Einspritzeinrichtung 67 eingestellt, um nach der mittleren Stufe des Verdichtungshubs zu liegen, und die Kraftstoffeinspritzmenge wird verglichen mit derjenigen in dem ersten Zyklus erhöht. Da die Frischluftmenge in dem zweiten Zyklus erhöht ist bzw. wird, wird das A/F des Mischgases im Wesentlichen bei dem theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis gehalten bzw. beibehalten. Darüber hinaus wird, wie dies oben beschrieben ist, in dem zweiten Zyklus das Abgas (das externe EGR Gas und das interne EGR Gas) nicht eingebracht.
  • Somit wird in dem zweiten Zyklus, da eine große Menge an Frischluft mit vergleichsweise niedriger Temperatur in den Zylinder 18 eingebracht wird, indem die Menge an Frischluft erhöht wird, welche in den Zylinder 18 eingebracht wird, die Zylinderinnentemperatur abgesenkt bzw. verringert. Darüber hinaus wird, da der Kraftstoff in den Zylinder 18 nach der mittleren Stufe des Verdichtungshubs eingespritzt wird, durch die latente Wärme einer Verdampfung bzw. Zerstäubung von Kraftstoff die Zylinderinnentemperatur weiter abgesenkt. Weiterhin kann, da die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht wird, die Menge, um welche die Zylinderinnentemperatur durch die latente Wärme einer Verdampfung abgesenkt wird, weiter erhöht werden. Darüber hinaus wird, da der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt verzögert wird, die reagierbare Zeitlänge bzw. -dauer des Mischgases verkürzt. Als ein Resultat kann in dem zweiten Zyklus, welcher der Zyklus ist, welcher dem ersten Zyklus entsprechend dem SI Modus folgt, und wo die Zylinderinnentemperatur leicht vergleichsweise hoch wird, die Verdichtungszündungsverbrennung zu einem geeigneten Zeitpunkt gestartet werden. Aufgrund der abgesenkten Zylinderinnentemperatur und der Verdichtungszündungsverbrennung mit einer hohen thermischen Effizienz wird die Temperatur des verbrennenden Gases stark abgesenkt bzw. verringert und die Abgastemperatur ist bzw. wird abgesenkt. Es ist festzuhalten, dass in dem Gaszustand, welcher in der untersten Reihe von 7 illustriert ist, die relative Temperatur des ”verbrannten Gases” durch die Abstandsbreite des schraffierten Musters angedeutet bzw. angezeigt ist, in welcher die schmale Abstandsbreite anzeigt, dass die Temperatur des verbrannten Gases hoch ist, und die breite Abstandsbreite anzeigt, dass die Temperatur des verbrannten Gases niedrig ist.
  • Der folgende dritte Zyklus entspricht dem Zyklus unmittelbar nach einem Umschalten von dem SI Modus zu dem CI Modus. In dem dritten Zyklus wird die Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens des Auslasses durch ein Einschalten der Auslass VVL 71 durchgeführt. Somit wird ein Teil des verbrannten Gases, welches durch die Verdichtungszündungsverbrennung in dem zweiten Zyklus erzeugt wird, in den Zylinder 18 eingebracht; jedoch wird die Temperatur des verbrannten Gases auf eine niedrige Temperatur unterdrückt bzw. verringert, wie dies oben beschrieben ist. Darüber hinaus wird, da die Zylinderinnentemperatur in dem zweiten Zyklus auf eine niedrige Temperatur unterdrückt bzw. verringert wird, die Zylinderinnentemperatur in dem dritten Zyklus nicht signifikant hoch. Darüber hinaus wird in dem dritten Zyklus, da das Einlassventil 21 unverändert einen geringen Hub aufweist und das Drosselventil 36 im Wesentlichen vollständig geöffnet ist, wobei dies gleich wie in dem zweiten Zyklus ist, wie dies in 7 illustriert ist, die Frischluftmenge um die Menge bzw. das Ausmaß des internen EGR Gases reduziert, welches in den Zylinder 18 eingebracht wird.
  • Da der dritte Zyklus dem normalen CI Modus entspricht, ist bzw. wird der Zeitpunkt der Einspritzung durch die Einspritzeinrichtung 67 eingestellt, um zwischen dem Einlasshub und der frühen Stufe des Verdichtungshubs zu sein bzw. zu liegen, und die Kraftstoffeinspritzmenge wird verglichen mit derjenigen in dem zweiten Zyklus reduziert. Somit wird das A/F des Mischgases in dem dritten Zyklus auf das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder magerer als das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis gemäß dem Betriebszustand des Motors 1 eingestellt bzw. festgelegt.
  • Auch in dem dritten Zyklus wird ähnlich zu dem zweiten Zyklus die Zündkerze 25 nicht betätigt. Wie dies oben beschrieben ist, wird in dem dritten Zyklus, da die Zylinderinnentemperatur nicht übermäßig ansteigt, durch ein Einspritzen des Kraftstoffs während des Einlasshubs das vergleichsweise homogene Mischgas, welches im Inneren des Zylinders 18 gebildet wird, sicher verdichtet, um nahe dem CTDC zu zünden, und verbrennt stabil, ohne eine Vorzündung zu bewirken. Somit wird der Anstieg in Verbrennungsgeräuschen unmittelbar nach einem Umschalten von dem SI Modus zu dem CI Modus vermieden. Das Umschalten von dem SI Modus zu dem CI Modus ist bzw. wird abgeschlossen, wie dies oben beschrieben ist, und daher wird nach dem dritten Zyklus eine Verbrennungsregelung bzw. -steuerung gemäß dem Betriebszustand des Motors 1 durchgeführt.
  • 8 ist ein Zeitdiagramm für eine Übergangsregelung bzw. steuerung, welche bei einem Umschalten von dem Teil des SI Modus, wo das externe EGR Gas eingebracht wird, zu dem CI Modus durchgeführt wird. Dieses Zeitdiagramm entspricht beispielsweise einer Situation eines Umschaltens von dem Bereich hoher Motorlast des SI Modus zu dem Bereich niedriger Motorlast des CI Modus. 8 illustriert ein Beispiel des Übergangs von dem Bereich (3) (oder dem Bereich (4)) in dem SI Modus zu dem Bereich (1) (oder dem Bereich (2)) in dem CI Modus in der Betriebskarte in dem aufgewärmten Zustand, welcher in 4 illustriert ist.
  • Mit anderen Worten wird in dem ersten Zyklus entsprechend dem am weitesten links liegenden Teil in 8 der Motor in dem SI Modus betrieben und hier wird der Kraftstoff in einer Periode von der späten Stufe des Verdichtungshubs zu der frühen Stufe des Expansionshubs eingespritzt (d. h. die verzögerte Einspritzung bei hohem Druck) und die Funkenzündung wird nahe dem CTDC durchgeführt. Dies entspricht der Zündung bei dem MBT. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases wird etwa auf das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ ≈ 1) eingestellt bzw. festgelegt, und um die Frischluftmenge einzustellen, um der Kraftstoffeinspritzmenge zu entsprechen, regelt bzw. steuert die Einlass VVL 73 das Einlassventil 21, welches mit dem Nocken mit großem Hub betrieben wird, und die VVT 72 setzt den Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 auf einen späten Zeitpunkt nach dem IBDC fest. Durch ein Schließen des Einlassventils 21 zu dem späten Zeitpunkt ist bzw. wird die Frischluftmenge reguliert. Darüber hinaus ist der erste Zyklus in 8 derselbe wie der erste Zyklus in 7 in dem Sinn, dass das Drosselventil 36 gedrosselt ist bzw. wird, jedoch zunehmend weiter geöffnet wird, um für ein Umschalten zu dem CI Modus vorzubereiten. Demgegenüber sind in dem ersten Zyklus in 8, wie dies oben beschrieben ist, das EGR Ventil 511 und/oder das EGR Kühleinrichtungs-Bypassventil 531 geöffnet, um das externe EGR Gas in den Zylinder 18 einzubringen. Es ist festzuhalten, dass die Auslass VVL 71 ausgeschaltet ist und das interne EGR Gas nicht eingebracht wird. In dem ersten Zyklus, wo die Funkenzündungsverbrennung durchgeführt wird, kann die Abgastemperatur hoch werden.
  • Der folgende zweite Zyklus entspricht einem Zyklus bei einem Umschalten von dem SI Modus zu dem CI Modus und entspricht auch dem Übergangsmodus. In dem Übergangsmodus wird hier die Funkenzündungsverbrennung durchgeführt. Mit anderen Worten ist bzw. wird in dem zweiten Zyklus das Drosselventil etwa vollständig geöffnet und die Einlass VVL 73 behält den Nocken mit großem Hub bei. Darüber hinaus sind bzw. werden das EGR Ventil 511 und das EGR Kühleinrichtungs-Bypassventil 531 geöffnet, und das externe EGR Gas wird in den Zylinder 18 eingebracht. Daher ist der Gaszustand im Inneren des Zylinders nicht wesentlich verschieden von dem ersten Zyklus.
  • Die Menge des Kraftstoffs, welcher durch die Einspritzeinrichtung 67 eingespritzt wird, wird etwa auf dieselbe wie diejenige in dem ersten Zyklus eingestellt bzw. festgelegt. Somit ist bzw. wird in dem zweiten Zyklus das A/F des Mischgases im Wesentlichen auf das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis festgelegt. Es ist festzuhalten, dass, wie dies später beschrieben werden wird, der Zündzeitpunkt früher als in dem ersten Zyklus vorgestellt bzw. vorgerückt wird, und daher der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt früher als in dem ersten Zyklus vorgestellt wird, wo die verzögerte Einspritzung bei hohem Druck eingestellt bzw. festgelegt ist.
  • Der Zündzeitpunkt in dem zweiten Zyklus wird früher als in dem ersten Zyklus vorgestellt, mit anderen Worten, um mehr als das MBT vorgestellt. Somit wird, während das erzeugte Drehmoment im Wesentlichen dasselbe wie dasjenige in dem ersten Zyklus ist, die Temperatur des verbrennenden Gases abgesenkt bzw. verringert, und als ein Resultat wird die Temperatur des ausgebrachten Abgases abgesenkt. Hier wird für den Zweck einer Vereinfachung einer Erklärung das verbrannte Gas als das verbrannte Gas mittlerer Temperatur bezeichnet, um anzuzeigen, dass das verbrannte Gas eine Temperatur um die Mitte zwischen dem verbrannten Gas hoher Temperatur und dem verbrannten Gas niedriger Temperatur aufweist. In dem folgenden dritten Zyklus kann, wenn die Auslass VVL 73 eingeschaltet wird und eine große Menge an verbranntem Gas mittlerer Temperatur in den Zylinder 18 eingebracht wird, die Zylinderinnentemperatur übermäßig hoch in der Verdichtungszündungsverbrennung werden.
  • Der folgende dritte Zyklus entspricht dem zweiten Zyklus in dem Zeitdiagramm von 7 und entspricht auch dem Übergangsmodus. Mit anderen Worten wird in dem Zeitdiagramm von 8 der Übergangsmodus nicht nur über einen Zyklus, sondern über eine Mehrzahl von Zyklen durchgeführt.
  • In dem dritten Zyklus wird der Betrieb der Zündkerze 25 gestoppt, um die Verdichtungszündungsverbrennung durchzuführen. Darüber hinaus wird in dem dritten Zyklus das Drosselventil im Wesentlichen vollständig offen gehalten und die Einlass VVL 73 schaltet den betätigenden Nocken von dem Nocken mit großem Hub zu dem Nocken mit geringem Hub um. Somit wird der Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 unmittelbar auf den frühen Zeitpunkt nahe dem IBDC umgeschaltet, und als ein Resultat wird die Menge an Frischluft, welche in den Zylinder 18 eingebracht wird, erhöht.
  • Auch sind bzw. werden in dem dritten Zyklus das EGR Ventil 511 und das EGR Kühleinrichtungs-Bypassventil 531 vollständig geschlossen, um die Einbringung des externen EGR Gases in den Zylinder 18 zu stoppen bzw. zu unterbrechen. Jedoch weist die externe EGR ein niedriges Regel- bzw. Steueransprechverhalten auf. Daher wird, selbst nachdem das EGR Ventil 511 und das EGR Kühleinrichtungs-Bypassventil 531 vollständig geschlossen sind, das Abgas mittlerer Temperatur, welches in dem EGR Durchtritt 50 verbleibt, in den Zylinder 18 in dem dritten Zyklus eingebracht (siehe den Gaszustand, welcher in der untersten Reihe von 8 illustriert ist).
  • Darüber hinaus wird in dem dritten Zyklus ähnlich zu der obigen Beschreibung der Zeitpunkt der Einspritzung durch die Einspritzeinrichtung 67 eingestellt, um nach der mittleren Stufe des Verdichtungshubs zu liegen, und die Kraftstoffeinspritzmenge wird verglichen mit derjenigen in dem ersten und zweiten Zyklus erhöht.
  • Somit wird in dem dritten Zyklus, wie dies oben beschrieben ist, durch ein Erhöhen der Menge an Frischluft mit vergleichsweise niedriger Temperatur, welche in den Zylinder 18 eingebracht wird, die Zylinderinnentemperatur abgesenkt bzw. verringert, und dann wird durch ein Einspritzen einer großen Menge an Kraftstoff in den Zylinder 18 nach der mittleren Stufe des Verdichtungshubs die Zylinderinnentemperatur weiter durch die latente Wärme einer Verdampfung bzw. Zerstäubung des Kraftstoffs abgesenkt. Als ein Resultat kann in dem dritten Zyklus die Verdichtungszündungsverbrennung zu einem geeigneten Zeitpunkt gestartet werden und aufgrund der verringerten Zylinderinnentemperatur und der Verdichtungszündungsverbrennung mit einer hohen thermischen Effizienz kann die Abgastemperatur signifikant abgesenkt werden (d. h. verbranntes Gas geringer Temperatur kann erzeugt werden).
  • Der vierte Zyklus entspricht dem Zyklus unmittelbar nach einem Umschalten von dem SI Modus zu dem CI Modus und entspricht auch dem dritten Zyklus in dem Zeitdiagramm von 7. In dem vierten Zyklus wird die Auslass VVL 71 eingeschaltet, um die Regelung bzw. Steuerung mit zweimaligem Öffnen des Auslasses durchzuführen. Somit wird ein Teil des verbrannten Gases mit niedriger Temperatur, welches durch die Verdichtungszündungsverbrennung in dem dritten Zyklus erzeugt wird, in den Zylinder 18 eingebracht. Als ein Resultat wird die Zylinderinnentemperatur in dem vierten Zyklus nicht signifikant hoch. Darüber hinaus wird in dem vierten Zyklus, da das Einlassventil 21 unverändert einen geringen Hub aufweist und das Drosselventil 36 im Wesentlichen vollständig geöffnet ist, die Frischluftmenge um die Menge des internen EGR Gases reduziert, welches in den Zylinder 18 eingebracht wird.
  • Da der vierte Zyklus dem normalen CI Modus entspricht, ist bzw. wird der Zeitpunkt der Einspritzung durch die Einspritzeinrichtung 67 eingestellt, um zwischen dem Einlasshub und der frühen Stufe des Verdichtungshubs zu liegen, und die Kraftstoffeinspritzmenge wird verglichen mit derjenigen in dem dritten Zyklus entsprechend dem Übergangsmodus reduziert. Somit wird das A/F des Mischgases in dem vierten Zyklus auf das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder magerer als das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis gemäß dem Betriebszustand des Motors 1 eingestellt.
  • In dem vierten Zyklus wird die Verdichtungszündungsverbrennung durch ein Stoppen des Betriebs der Zündkerze 25 durchgeführt. Wie dies oben beschrieben ist, wird, da die Zylinderinnentemperatur nicht übermäßig hoch ist, indem der Kraftstoff während des Einlasshubs eingespritzt wird, das vergleichsweise homogene Mischgas, welches innerhalb des Zylinders 18 gebildet wird, sicher verdichtet, um nahe dem CTDC zu zünden, und verbrennt stabil, ohne eine Vorzündung zu bewirken.
  • Wie dies in 8 illustriert ist, kann beispielsweise in dem Bereich hoher Motorlast des SI Modus die Zylinderinnentemperatur aufgrund des Anstiegs in einer Kraftstoffmenge ansteigen, und die Abgastemperatur kann auch ansteigen. Somit kann eine Vorzündung leicht auftreten, insbesondere wenn von dem Bereich hoher Motorlast des SI Modus zu dem Bereich niedriger Motorlast des CI Modus umgeschaltet wird; jedoch kann durch ein Durchführen der Übergangsregelung bzw. -steuerung über zwei Zyklen entsprechend dem Übergangsmodus, wo die Funkenzündungsverbrennung durchgeführt wird, und des Übergangsmodus, wo die Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird, wie dies in 8 illustriert ist, eine Vorzündung sicher vermieden werden.
  • Als nächstes wird betreffend die Übergangsregelung bzw. -steuerung, welche oben beschrieben ist, ein Regel- bzw. Steuerablauf, welcher durch das PCM 10 durchgeführt wird, unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Dieser Ablauf startet in dem SI Modus mit dem Luftüberschussverhältnis λ = 1. Bei S91 liest nach dem Start des Ablaufs bzw. Flussdiagramms das PCM 10 die verschiedenen Parameter (z. B. die Motorkühlmitteltemperatur, eine Außenlufttemperatur, die Motorlast, die Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl, den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, den Kraftstoffdruck, den Zündzeitpunkt, den Öffnungs- und Schließzeitpunkt des Einlassventils, den Öffnungs- und Schließzeitpunkt des Auslassventils), um den Betriebszustand des Motors 1 zu erfassen. Dann bestimmt bei S92 das PCM 10, ob der SI Modus zu dem CI Modus umzuschalten ist. Wenn der Modus nicht umzuschalten ist (d. h. S92: NEIN), wird das Bearbeiten von S91 und S92 wiederholt, während, wenn der Modus zu dem CI Modus umzuschalten ist (d. h. S92: JA), der Ablauf zu S93 fortschreitet bzw. gelangt. Spezifisch ist, wie dies oben beschrieben ist, das Resultat der Bestimmung bei S92 JA, wenn der Motor 1 von dem Kaltstart zu dem aufgewärmten Zustand umschaltet bzw. sich verschiebt, wenn der Betriebszustand des Motors 1 von dem Leerlaufzustand zu dem Betriebszustand niedriger Motorlast verschieden von dem Leerlaufzustand umschaltet bzw. verschiebt, wenn der Motor 1 von dem Zustand, wo der SI Modus vorübergehend nach einer Wiederaufnahme von der Kraftstoffunterbrechung durchgeführt wird, zu dem normalen CI Modus umschaltet, etc. Darüber hinaus ist das Resultat der Bestimmung auch JA, wenn die Motorlast abgesenkt bzw. verringert wird und der Betriebszustand von dem Bereich hoher Motorlast des SI Modus zu dem Bereich niedriger Motorlast des CI Modus verschoben bzw. umgeschaltet wird. Von dem Start des Ablaufs bis zu S92 entspricht dem ersten Zyklus in den Zeitdiagrammen von 7 und 8.
  • Bei S93 wird bestimmt, ob das externe EGR Gas eingebracht wird, und wenn das externe EGR Gas eingebracht wird (d. h. S93: NEIN), gelangt der Ablauf zu S94, während, wenn das externe EGR Gas nicht eingebracht wird (d. h. S93: JA), der Ablauf zu S96 gelangt. Bei S94 wird der Zündzeitpunkt vorgestellt und die Funkenzündungsverbrennung wird durchgeführt. S94 entspricht dem zweiten Zyklus in dem Zeitdiagramm von 8. Bei dem folgenden S95 sind bzw. werden sowohl das EGR Ventil 511 als auch das EGR Kühleinrichtungs-Bypassventil 531 vollständig geschlossen, und dann gelangt der Ablauf zu S96.
  • Bei S96 schaltet die Einlass VVL 73 den betätigenden Nocken von dem Nocken mit großem Hub zu dem Nocken mit geringem Hub um. Dann wird bei S97 der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt eingestellt, um nach der mittleren Stufe des Verdichtungshubs zu sein bzw. zu liegen, und die Kraftstoffeinspritzmenge wird erhöht, und dann wird bei S98 die Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt. Die Bearbeitung von S96 bis S98 entspricht dem zweiten Zyklus in dem Zeitdiagramm von 7 und entspricht auch dem dritten Zyklus in dem Zeitdiagramm von 8.
  • Weiterhin wird bei S99 die Auslass VVL 71 eingeschaltet, um die Regelung bzw. Steuerung mit zweimaligem Öffnen des Auslasses zu starten. Dann wird bei S910 der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt geändert, um während des Einlasshubs zu liegen, und die Verdichtungszündungsverbrennung wird durchgeführt. Somit ist das Umschalten zu dem normalen CI Modus abgeschlossen. Das Bearbeiten bei S99 und S910 entspricht demjenigen des dritten Zyklus in 7 und des vierten Zylinders in 8.
  • Hier tritt bei der oben beschriebenen Konfiguration bei einem Umschalten von dem SI Modus zu dem CI Modus der Übergangsmodus über einen einzigen Zyklus (7) oder zwei Zyklen (8) dazwischen; jedoch kann es derart sein, dass bestimmt wird, ob die Abgastemperatur auf ein vorbestimmtes Niveau abgesenkt bzw. verringert wurde, und der Übergangsmodus fortgesetzt wird, bis die Abgastemperatur das vorbestimmte Niveau erreicht. Die Abgastemperatur kann beispielsweise basierend auf den verschiedenen Parameter abgeschätzt werden, welche durch das PCM 10 gelesen werden.
  • Darüber hinaus kann es derart konfiguriert sein, dass durch ein vorhergehendes Einstellen bzw. Festlegen der Anzahl von Zyklen, wo der Übergangsmodus durchgeführt wird, und Speichern derselben in dem PCM 10 basierend beispielsweise auf dem Betriebszustand des Motors 1 geringfügig vor oder nach dem Umschalten von dem SI Modus zu dem CI Modus der Übergangsmodus über die festgelegte Anzahl von Zyklen bei einem Umschalten von dem SI Modus zu dem CI Modus durchgeführt wird.
  • Darüber hinaus entspricht in dem Zeitdiagramm von 8 der Übergangsmodus der Kombination des Zyklus, wo die Funkenzündungsverbrennung durchgeführt wird, und des Zyklus, wo die Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird; jedoch kann der Übergangsmodus nur dem Zyklus entsprechen, wo die Funkenzündungsverbrennung durchgeführt wird.
  • Es ist festzuhalten, dass bei der oben beschriebenen Konfiguration der Ventilbetätigungsmechanismus des Einlassventils 21 die VVL 73 beinhaltet, welche zwischen dem Nocken mit großem Hub und dem Nocken mit kleinem Hub umschaltet. Der Ventilbetätigungsmechanismus des Einlassventils 21 kann darüber hinaus anstelle der VVL eine CVVL (kontinuierliche variable Ventilanhebung) für ein kontinuierliches Variieren des Hubs aufweisen. Die CVVL kann in geeigneter Weise verschiedene bekannte Strukturen annehmen (eine detaillierte Struktur davon ist nicht illustriert). Mit der VVT und der CVVL können die Öffnungs- und Schließzeitpunkte und der Hub (und die offene bzw. Öffnungsperiode) des Einlassventils 21 kontinuierlich variiert werden.
  • 10 und 11 sind Zeitdiagramme, welche die Schalt- bzw. Umschaltregelungen bzw. -steuerungen von dem SI Modus zu dem CI Modus mit bzw. bei der Konfiguration illustrieren, in welcher der Ventilbetätigungsmechanismus des Einlassventils 21 die CVVL beinhaltet. 10 bezieht sich auf das Umschalten von dem Teil des SI Modus, wo das externe EGR Gas nicht eingebracht wird, zu dem CI Modus, welches 7 entspricht. 11 bezieht sich auf das Umschalten von dem Teil des SI Modus, wo das externe EGR Gas eingebracht wird, zu dem CI Modus, welches 8 entspricht.
  • Zuerst wird in dem ersten Zyklus entsprechend dem am weitesten links liegenden Teil in 10 der Motor in dem SI Modus betrieben, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases wird etwa auf das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ ≈ 1) eingestellt bzw. festgelegt. Um die Frischluftmenge einzustellen, um der Kraftstoffeinspritzmenge zu entsprechen, betätigt die CVVL des Einlassventils 21 das Einlassventil 21 mit einem vergleichsweise geringen Hub und die VVT 72 legt den Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 auf einen vergleichsweise frühen Zeitpunkt vor dem IBDC fest. Durch ein Schließen des Einlassventils 21 zu dem frühen Zeitpunkt wird die Frischluftmenge reguliert. Darüber hinaus kann in dem ersten Zyklus die Menge an Frischluft nicht ausreichend durch die Regelung bzw. Steuerung des Einlassventils 21 allein reguliert werden und wird durch ein Drosseln des Drosselventils 36 kompensiert. Es ist festzuhalten, dass das Drosselventil 36 zunehmend bzw. schrittweise weiter geöffnet wird, um für ein Umschalten zu dem CI Modus vorzubereiten, wo das Drosselventil eingestellt ist, um im Wesentlichen vollständig geöffnet zu sein. Darüber hinaus wird in dem ersten Zyklus das externe EGR Gas nicht eingebracht, wie dies oben beschrieben ist. Darüber hinaus ist bzw. wird die Auslass VVL 71 ausgeschaltet.
  • Der zweite Zyklus entspricht dem Übergangsmodus, und hier wird die VVT 72 betätigt, um den Schließzeitpunkt des Einlassventils auf nahe zu dem IBDC zu verzögern. Dadurch wird die Frischluftmenge, welche in den Zylinder 18 eingebracht wird, verglichen mit derjenigen in dem ersten Zyklus erhöht. Darüber hinaus wird in dem zweiten Zyklus der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt eingestellt, um nach der mittleren Stufe des Verdichtungshubs zu liegen, und die Kraftstoffeinspritzmenge wird erhöht. Somit werden in dem zweiten Zyklus, wie dies oben beschrieben ist, die Absenkung bzw. Verringerung der Zylinderinnentemperatur vor dem Verdichtungshub durch ein Einbringen einer großen Menge an Frischluft in den Zylinder 18 und die Absenkung der Zylinderinnentemperatur an dem Ende des Verdichtungshubs durch ein Einspritzen einer großen Kraftstoffmenge in den Zylinder an dem Verdichtungshub und durch ein Verwenden der latenten Wärme einer Verdampfung bzw. Zerstäubung des Kraftstoffs erzielt, und die Zylinderinnentemperatur nach dem Verdichtungshub ist bzw. wird signifikant abgesenkt. Somit wird in dem zweiten Zyklus der Betrieb der Zündkerze 25 gestoppt, um die Verdichtungshubverbrennung durchzuführen, und die Temperatur des Abgases, welches ausgebracht wird, ist bzw. wird abgesenkt bzw. verringert.
  • Der dritte Zyklus entspricht dem Zyklus nach einem Umschalten zu dem CI Modus. Hier wird die Auslass VVL 71 eingeschaltet, um die Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens des Auslasses zu starten. Somit wird durch ein Einbringen des Abgases mit niedriger Temperatur in den Zylinder 18 die Verdichtungszündungsverbrennung stabil durchgeführt.
  • Als nächstes befindet sich der erste Zyklus entsprechend dem am weitesten links liegenden Teil in 11 in dem Bereich hoher Motorlast des SI Modus, wo das externe EGR Gas eingebracht wird, und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases wird etwa auf das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ ≈ 1) eingestellt. Um die Frischluftmenge einzustellen, um der Kraftstoffeinspritzmenge zu entsprechen, betätigt die CVVL des Einlassventils 21 das Einlassventil 21 mit einem vergleichsweise geringen Hub und die VVT 72 setzt den Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 auf einen vergleichsweise frühen Zeitpunkt vor dem IBDC fest. Somit wird die Frischluftmenge reguliert. Darüber hinaus wird in dem ersten Zyklus das externe EGR Gas in den Zylinder 18 eingebracht. Darüber hinaus ist bzw. wird die Auslass VVL 71 ausgeschaltet.
  • Der zweite Zyklus entspricht dem Übergangsmodus mit der Funkenzündungsverbrennung. In dem zweiten Zyklus ist bzw. wird der Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 nicht geändert, sondern es wird der Zündzeitpunkt um mehr als das MBT vorgestellt. Es ist festzuhalten, dass der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt auch aufgrund des Vorrückens bzw. Vorstellens des Zündzeitpunkts vorgestellt wird. Somit wird die Temperatur des verbrennenden Gases abgesenkt, um das Abgas mittlerer Temperatur ohne ein Reduzieren des Drehmoments zu erzeugen.
  • Der dritte Zyklus entspricht dem Übergangsmodus mit der Verdichtungszündungsverbrennung. Hier sind bzw. werden sowohl das EGR Ventil 511 als auch das EGR Kühleinrichtungs-Bypassventil 531 geschlossen und der Betrieb der Zündkerze 25 wird gestoppt. Es ist festzuhalten, dass in diesem Zyklus ein Teil des verbrannten Gases, welches in dem EGR Durchtritt 50 verbleibt, in den Zylinder 18 eingebracht wird. Darüber hinaus wird der Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 auf nahe zu dem IBDC verzögert, um die Frischluftmenge zu erhöhen. Weiterhin wird der Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung durch die Einspritzeinrichtung 67 eingestellt, um nach der mittleren Stufe des Verdichtungshubs zu liegen, und die Kraftstoffeinspritzmenge wird erhöht.
  • Somit wird in dem dritten Zyklus die Zylinderinnentemperatur durch den Anstieg in der Menge an Frischluft, welche in den Zylinder 18 eingebracht wird, abgesenkt, die Zylinderinnentemperatur wird durch ein Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylinder 18 nach der mittleren Stufe des Verdichtungshubs abgesenkt, und die Zylinderinnentemperatur wird weiter durch den Anstieg in der Kraftstoffeinspritzmenge abgesenkt bzw. verringert. Daher kann die Verdichtungszündungsverbrennung zu einem geeigneten Zeitpunkt gestartet werden. Als ein Resultat ist bzw. wird die Abgastemperatur abgesenkt.
  • In dem folgenden vierten Zyklus wird die Auslass VVL 71 eingeschaltet, um die Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens des Auslasses zu starten, und durch ein Einbringen des Abgases niedriger Temperatur kann die Verdichtungszündungsverbrennung stabil ohne ein Bewirken einer Vorzündung durchgeführt werden.
  • Wie dies oben beschrieben ist, kann auch mit dem Ventilbetätigungsmechanismus des Einlassventils 21, beinhaltend die CVVL, eine ähnliche Übergangsregelung bzw. -steuerung durchgeführt werden. Es ist festzuhalten, dass die VVL 73 sofort die Einlassweise bzw. -art in der Übergangsregelung bzw. -steuerung umschalten kann, und exzellent bzw. hervorragend im Hinblick auf ein Verbessern eines Ansprechens bzw. Ansprechverhaltens der Übergangsregelung bzw. -steuerung und ein sanftes Umschalten des Modus ist.
  • Es ist festzuhalten, dass die Anwendung der hierin geoffenbarten Lehre nicht auf die oben beschriebene Motorkonfiguration beschränkt ist. Beispielsweise kann die Kraftstoffeinspritzung in der Einlasshubperiode in die Einlassöffnung 16 durch eine Öffnungseinspritzeinrichtung, welche getrennt in der Einlassöffnung bzw. dem Einlassport 16 vorgesehen ist, anstelle der Einspritzeinrichtung 67 durchgeführt werden, welche in dem Zylinder 18 vorgesehen ist.
  • Darüber hinaus ist der Motor 1 nicht auf den Reihen-Vierzylindermotor beschränkt, welcher oben beschrieben ist, und kann auf einen Reihen-Dreizylindermotor, einen Reihen-Zweizylindermotor, einen Reihen-Sechszylindermotor, etc. angewandt werden. Weiterhin ist der Motor 1 auf verschiedene Arten von Motoren anwendbar, wie beispielsweise einen V6 Motor, einen V8 Motor und einen Vierzylinder-Boxermotor.
  • Darüber hinaus sind die Betriebsbereiche, welche in 4 illustriert sind, lediglich ein Beispiel, und andere verschiedene Betriebsbereiche können vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt sein.
  • Es sollte verstanden werden, dass die Ausführungsformen hierin illustrativ und nicht beschränkend sind, da der Bereich bzw. Umfang der Erfindung durch die beigeschlossenen Ansprüche definiert wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Motor (Motorkörper)
    10
    PCM (Controller bzw. Regel- bzw. Steuereinrichtung)
    18
    Zylinder
    25
    Zündkerze
    67
    Einspritzeinrichtung (Kraftstoffeinspritzventil)
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2007-154859 A [0002, 0002, 0003, 0004]
    • JP 2009-197740 A [0003, 0004]

Claims (10)

  1. Funkenzündungsmotor, welcher in einem Verdichtungszündungsmodus, in welchem eine Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird, indem das Mischgas zu einem Selbstzünden und Verbrennen veranlasst wird, und einem Funkenzündungsmodus betreibbar ist, in welchem eine Funkenzündungsverbrennung durch ein Zünden des Mischgases mit einer Zündkerze (25) durchgeführt wird, um das Mischgas zu verbrennen, wobei der Zündungsmodus von dem Funkenzündungsmodus zu dem Verdichtungszündungsmodus durch ein Durchführen eines Übergangsmodus umgeschaltet oder umschaltbar ist, in welchem eine Temperatur im Inneren eines Zylinders (18) des Motors zwangsweise verringert bzw. abgesenkt wird und eine Verbrennung durchgeführt wird.
  2. Motor nach Anspruch 1, wobei die Verdichtungszündungsverbrennung durch ein Einspritzen des Kraftstoffs mit einem Kraftstoffeinspritzventil (67) des Motors von einem Einlasshub bis zu einer frühen Stufe eines Verdichtungshubs in dem Verdichtungszündungsmodus und wenigstens nach einer mittleren Stufe des Verdichtungshubs in dem Übergangsmodus durchgeführt wird.
  3. Motor nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Menge an Frischluft, welche in den Zylinder (18) eingebracht wird, in dem Übergangsmodus erhöht ist bzw. wird, und/oder eine Menge des Kraftstoffs, welche in den Zylinder (18) eingespritzt wird, entsprechend dem Anstieg in der Frischluftmenge erhöht ist bzw. wird.
  4. Motor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in dem Übergangsmodus die Funkenzündungsverbrennung durchgeführt wird und eine Temperatur eines verbrennenden Gases durch ein Vorstellen eines Zündzeitpunkts der Zündkerze (25) um wenigstens ein minimales Vorstellen für ein bestes Drehmoment verringert bzw. abgesenkt ist bzw. wird.
  5. Motor nach einem der vorangehenden Ansprüche, darüber hinaus umfassend eine Einstelleinrichtung für eine externe Abgasrezirkulation (EGR) für ein Rückführen von Abgas, welches aus dem Zylinder ausgebracht wird, zurück zu der Einlassseite, wobei bei einem Umschalten von dem Funkenzündungsmodus, wo die externe EGR Einstelleinrichtung betrieben ist, um das Abgas in den Zylinder (18) rückzuführen, zu dem Verdichtungszündungsmodus in dem Übergangsmodus die Funkenzündungsverbrennung durchgeführt wird und der Zündzeitpunkt der Zündkerze (25) um wenigstens das minimale Vorstellen für ein bestes Drehmoment vorgestellt ist bzw. wird, und/oder die Verdichtungszündungsverbrennung in dem Übergangsmodus bei einem Umschalten von dem Funkenzündungsmodus, wo die externe EGR Einstelleinrichtung nicht betätigt ist, zu dem Verdichtungszündungsmodus durchgeführt wird.
  6. Motor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei, wenn die Motorlast bei einer vorbestimmten hohen Last liegt, der Zündungsmodus auf den Funkenzündungsmodus eingestellt ist, wo die externe EGR Einstelleinrichtung betätigt ist, und wenn die Motorlast bei einer vorbestimmten niedrigen Last liegt, der Zündungsmodus auf den Funkenzündungsmodus eingestellt ist, wo die externe EGR Einstelleinrichtung nicht betätigt bzw. betrieben ist.
  7. Regel- bzw. Steuervorrichtung für einen Funkenzündungsmotor, wobei die Vorrichtung eine Regel- bzw. Steuereinrichtung (10) für ein Betreiben des Motors durch ein Regeln bzw. Steuern wenigstens eines Kraftstoffeinspritzventils (67) und einer Zündkerze (25) des Motors umfasst, wobei gemäß einem Betriebszustand des Motors die Regel- bzw. Steuereinrichtung (10) einen Zündungsmodus zwischen einem Verdichtungszündungsmodus, in welchem eine Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird, indem das Mischgas zu einem Selbstzünden und Verbrennen veranlasst wird, und einem Funkenzündungsmodus umschaltet, in welchem eine Funkenzündungsverbrennung durch ein Zünden des Mischgases mit der Zündkerze (25) durchgeführt wird, um das Mischgas zu verbrennen, und wobei die Regel- bzw. Steuereinrichtung (10) den Zündungsmodus von dem Funkenzündungsmodus zu dem Verdichtungszündungsmodus durch ein Durchführen eines Übergangsmodus umschaltet, in welchem eine Temperatur im Inneren eines Zylinders (18) des Motors zwangsweise abgesenkt wird und eine Verbrennung durchgeführt wird.
  8. Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines Funkenzündungsmotors, umfassend die Schritte: eines Umschaltens zwischen einem Verdichtungszündungsmodus, in welchem eine Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird, indem das Mischgas zu einem Selbstzünden und Verbrennen veranlasst wird, und einem Funkenzündungsmodus, in welchem eine Funkenzündungsverbrennung durch ein Zünden des Mischgases mit einer Zündkerze (25) durchgeführt wird, um das Mischgas zu verbrennen, und eines Umschaltens des Zündungsmodus von dem Funkenzündungsmodus zu dem Verdichtungszündungsmodus durch ein Durchführen eines Übergangsmodus, in welchem eine Temperatur im Inneren eines Zylinders (18) des Motors zwangsweise abgesenkt wird und eine Verbrennung durchgeführt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, darüber hinaus umfassend die Schritte: eines Durchführens der Verdichtungszündungsverbrennung durch ein Einspritzen des Kraftstoffs mit einem Kraftstoffeinspritzventil (67) des Motors von einem Einlasshub bis zu einer frühen Stufe eines Verdichtungshubs in dem Verdichtungszündungsmodus und wenigstens nach einer mittleren Stufe des Verdichtungshubs in dem Übergangsmodus, und/oder eines Erhöhens einer Menge an Frischluft, welche in den Zylinder (18) eingebracht wird, in dem Übergangsmodus.
  10. Computerprogrammprodukt, welches, wenn auf ein geeignetes System geladen und auf diesem ausgeführt, die Schritte des Verfahrens von Anspruch 8 oder Anspruch 9 durchführen kann.
DE102014002894.1A 2013-03-25 2014-02-27 Funkenzündungsmotor, Regel- bzw. Steuerungsvorrichtung hierfür, Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines Motors und Computerprogrammprodukt Active DE102014002894B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013062677A JP5870951B2 (ja) 2013-03-25 2013-03-25 火花点火式エンジンの制御装置
JP2013-062677 2013-03-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102014002894A1 true DE102014002894A1 (de) 2014-09-25
DE102014002894B4 DE102014002894B4 (de) 2020-02-27

Family

ID=51484773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014002894.1A Active DE102014002894B4 (de) 2013-03-25 2014-02-27 Funkenzündungsmotor, Regel- bzw. Steuerungsvorrichtung hierfür, Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines Motors und Computerprogrammprodukt

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9695770B2 (de)
JP (1) JP5870951B2 (de)
CN (1) CN104074663B (de)
DE (1) DE102014002894B4 (de)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104603425B (zh) * 2012-09-07 2017-06-06 马自达汽车株式会社 火花点火式发动机
JP5915472B2 (ja) * 2012-09-07 2016-05-11 マツダ株式会社 火花点火式直噴エンジン
JP6268864B2 (ja) * 2013-09-25 2018-01-31 マツダ株式会社 圧縮着火式エンジンの制御装置
WO2016203686A1 (ja) * 2015-06-15 2016-12-22 ヤマハ発動機株式会社 エンジンシステムおよび鞍乗り型車両
JP6350573B2 (ja) * 2016-03-29 2018-07-04 マツダ株式会社 エンジンの排気装置
JP6738716B2 (ja) * 2016-11-24 2020-08-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御装置
CN106545426A (zh) * 2016-11-24 2017-03-29 天津大学 一种部分预混合压燃燃烧发动机的控制方法
EP3333394A1 (de) * 2016-12-08 2018-06-13 Makita Corporation Steuerung einer fremdgezündeten brennkraftmaschine
EP3333412A1 (de) * 2016-12-08 2018-06-13 Makita Corporation Steuerung einer fremdgezündeten brennkraftmaschine
EP3333397A1 (de) * 2016-12-08 2018-06-13 Makita Corporation Steuerung einer fremdgezündeten brennkraftmaschine
EP3333410A1 (de) * 2016-12-08 2018-06-13 Makita Corporation Steuerung einer fremdgezündeten brennkraftmaschine
JP6973111B2 (ja) * 2018-01-23 2021-11-24 マツダ株式会社 エンジンの制御方法及びエンジンシステム
JP6973112B2 (ja) * 2018-01-23 2021-11-24 マツダ株式会社 エンジンの制御方法及びエンジンシステム
JP2020002844A (ja) * 2018-06-27 2020-01-09 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御システム
CN110685792A (zh) * 2018-07-04 2020-01-14 张龙兆 环绕气门进气换热均质压燃发动机
CN110206642A (zh) * 2019-04-16 2019-09-06 温州大学瓯江学院 活塞式内燃机基于多区燃烧的放热率主动控制系统及其控制方法
JP7379966B2 (ja) * 2019-09-10 2023-11-15 マツダ株式会社 ディーゼルエンジンの制御装置
JP7408962B2 (ja) * 2019-09-10 2024-01-09 マツダ株式会社 ディーゼルエンジンの制御装置
JP7468307B2 (ja) * 2020-11-13 2024-04-16 マツダ株式会社 エンジンシステム
US11698034B2 (en) * 2021-04-13 2023-07-11 GM Global Technology Operations LLC Method of transient control for robust enrichment operation in low temperature combustion engine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007154859A (ja) 2005-12-08 2007-06-21 Mazda Motor Corp 火花点火式ガソリンエンジンの制御装置
JP2009197740A (ja) 2008-02-22 2009-09-03 Mazda Motor Corp エンジンの吸排気制御方法および吸排気制御装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19923413B4 (de) * 1999-05-21 2011-02-17 Daimler Ag Verfahren zum Betrieb einer im Viertakt arbeitenden Hubkolben-Brennkraftmaschine mit wechselnder Kompressions- und Fremdzündung
JP4253426B2 (ja) * 1999-09-14 2009-04-15 日産自動車株式会社 圧縮自己着火式ガソリン機関
JP3927395B2 (ja) * 2001-09-28 2007-06-06 株式会社日立製作所 圧縮着火エンジンの制御装置
JP4165210B2 (ja) * 2002-12-25 2008-10-15 トヨタ自動車株式会社 エンジン制御装置およびその方法
US6968825B2 (en) * 2003-06-06 2005-11-29 Mazda Motor Corporation Control device for spark-ignition engine
JP4259255B2 (ja) * 2003-09-30 2009-04-30 マツダ株式会社 火花点火式エンジンの制御装置
JP4838666B2 (ja) * 2006-08-31 2011-12-14 ヤンマー株式会社 予混合圧縮自着火式エンジンの運転方法
US7748355B2 (en) * 2006-09-15 2010-07-06 Ford Global Technologies, Llc Approach for facilitating engine mode transitions
JP2008291720A (ja) * 2007-05-23 2008-12-04 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
JP4924353B2 (ja) * 2007-10-16 2012-04-25 株式会社豊田自動織機 予混合圧縮自着火機関
US8155862B2 (en) * 2008-02-28 2012-04-10 Mazda Motor Corporation Internal combustion engine control method and internal combustion engine system
JP5040772B2 (ja) * 2008-03-28 2012-10-03 マツダ株式会社 エンジンの吸気弁制御方法及び吸気弁制御装置
JP4642095B2 (ja) * 2008-06-13 2011-03-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 エンジンの制御装置及び制御方法
US7899601B2 (en) * 2009-03-02 2011-03-01 GM Global Technology Operations LLC Methodology for extending the high load limit of HCCI operation by adjusting injection timing and spark timing
US8322324B2 (en) * 2009-04-30 2012-12-04 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling transient switching between HCCI mode and SI mode of an engine
US8118010B2 (en) * 2009-10-06 2012-02-21 GM Global Technology Operations LLC Diagnostic systems and methods for fuel injectors in homogenous charge compression ignition engine systems
JP5334791B2 (ja) * 2009-10-19 2013-11-06 三菱電機株式会社 内燃機関の制御装置
US8955492B2 (en) 2010-05-24 2015-02-17 GM Global Technology Operations LLC Control strategy for transitions between homogeneous-charge compression-ignition and spark-ignition combustion modes
JP5447408B2 (ja) * 2011-02-24 2014-03-19 マツダ株式会社 火花点火式ガソリンエンジンの制御装置
JP5994700B2 (ja) * 2013-03-25 2016-09-21 マツダ株式会社 火花点火式エンジンの制御装置
US9371783B2 (en) * 2013-11-08 2016-06-21 Ford Global Technologies, Llc Method and system for improved dilution tolerance

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007154859A (ja) 2005-12-08 2007-06-21 Mazda Motor Corp 火花点火式ガソリンエンジンの制御装置
JP2009197740A (ja) 2008-02-22 2009-09-03 Mazda Motor Corp エンジンの吸排気制御方法および吸排気制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
US9695770B2 (en) 2017-07-04
CN104074663A (zh) 2014-10-01
CN104074663B (zh) 2016-03-23
JP2014185623A (ja) 2014-10-02
JP5870951B2 (ja) 2016-03-01
DE102014002894B4 (de) 2020-02-27
US20140283785A1 (en) 2014-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014002894B4 (de) Funkenzündungsmotor, Regel- bzw. Steuerungsvorrichtung hierfür, Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines Motors und Computerprogrammprodukt
DE102013014412B4 (de) Funkenzündungs-Direkteinspritzungsmotor, Verfahren eines Betreibens eines Funkenzündungs-Direkteinspritzungsmotors und Computerprogrammprodukt
DE102013013620B4 (de) Funkenzündungs-Direkteinspritzungsmotor, Steuereinrichtung für diesen, Verfahren zum Steuern eines Motors und Computerprogrammprodukt
DE102013013619B4 (de) Funkenzündungs-Direkteinspritzungsmotor, Verfahren zum Steuern eines Funkenzündungs-Direkteinspritzungsmotors und Computerprogrammprodukt
DE102011104996B4 (de) Dieselmotor und verfahren zum regeln bzw. steuern des dieselmotors
DE112013004282B4 (de) Fremdgezündeter Direkteinspritzmotor
DE102013013527B4 (de) Funkenzündungs-direkteinspritzungsmotor
DE102012002135B4 (de) Fremdgezündeter Benzinmotor, Verfahren zu dessen Steuerung, Steuervorrichtung und Computerprogrammprodukt
DE102014002893A1 (de) Funkenzündungsmotor, Regel- bzw. Steuervorrichtung dafür, Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines Motors und Computerprogrammprodukt
DE102012002315B4 (de) Fremdgezündeter Benzinmotor, Verfahren zu dessen Steuerung, Steuervorrichtung und Computerprogrammprodukt
DE102012002134B4 (de) Fremdgezündeter Benzinmotor, Verfahren zu dessen Steuerung, Steuervorrichtung und Computerprogrammprodukt
DE102011105907B4 (de) Dieselmotor, Verfahren zum Steuern und Regeln des Dieselmotors und Computerprogrammprodukt
DE102018006837B4 (de) Aufgeladener Motor, Verfahren zur Motorregelung bzw. -steuerung und Computerprogrammprodukt
DE102011109315B4 (de) Dieselmotor mit Aufladungssystem, Verfahren und Vorrichtung zum Steuern desselben, und Computerprogrammprodukt
DE102011109336B4 (de) Dieselmotor und Verfahren zum Steuern desselben
DE102014013880B4 (de) Kompressionszündungsmotor, Regel- bzw. Steuervorrichtung für einen Motor, Verfahren zum Regeln bzw. Steuern einer Kraftstoffunterbrechung und Computerprogrammprodukt
DE102014013884B4 (de) Kompressionszündungsmotor, Regel- bzw. Steuervorrichtung hierfür, Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines Motors und Computerprogrammprodukt
DE112013004385T5 (de) Fremdzündungsmotor
DE112011101619B4 (de) Dieselmotor für Automobil, Steuervorrichtung und Steuerverfahren
DE112012003727B4 (de) Benzineinspritzmotor und Verfahren zur Kontrolle des Benzineinspritzmotors
DE102018006370B4 (de) Kompressionszündungsmotor, Regel- bzw. Steuersystem hierfür, Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines Motors und Computerprogrammprodukt
DE112012003878B4 (de) Steuersystem und Steuerverfahren eines Ottomotors
DE102013014430A1 (de) Funkenzündungs-Direkteinspritzungsmotor, Verfahren zum Regeln bzw. Steuern desselben und Computerprogrammprodukt
DE112014004936B4 (de) Steuervorrichtung für Kompressionszündungsmotor
DE102011121641B4 (de) Dieselmotor für ein Fahrzeug und Verfahren zum Regeln bzw. Steuern desselben

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final