DE102014002893A1 - Funkenzündungsmotor, Regel- bzw. Steuervorrichtung dafür, Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines Motors und Computerprogrammprodukt - Google Patents

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Abstract

Ein Funkenzündungsmotor, eine Regel- bzw. Steuervorrichtung für einen Funkenzündungsmotor, ein Verfahren für ein Regeln bzw. Steuern eines Motors und ein Computerprogrammprodukt werden zur Verfügung gestellt. Der Motor umfasst ein Kraftstoffeinspritzventil, eine Zündkerze und eine Regel- bzw. Steuereinrichtung. Gemäß einem Motorbetriebszustand schaltet die Regel- bzw. Steuereinrichtung zwischen einem Verdichtungszündungsmodus, in welchem eine Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird, und einem Funkenzündungsmodus um, in welchem eine Funkenzündungsverbrennung durchgeführt wird. Die Regel- bzw. Steuereinrichtung schaltet von dem Funkenzündungsmodus zu dem Verdichtungszündungsmodus durch ein Durchführen in einer Reihenfolge einer ersten Stufe, wo ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases auf einen vorbestimmten Wert festgelegt ist und die Funkenzündungsverbrennung durchgeführt wird, einer zweiten Stufe, wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases magerer als die erste Stufe eingestellt ist und die Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird, und einer dritten Stufe um, wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases fetter als die zweite Stufe eingestellt ist und die Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird.

Description

  • HINTERGRUND
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Funkenzündungsmotor, auf eine Regel- bzw. Steuervorrichtung für einen Funkenzündungsmotor, 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, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Mischgases vergleichsweise mager zu machen, um die Abgastemperatur zu verringern. Somit wird, unmittelbar nachdem die Verbrennung zu der Verdichtungszündungsverbrennung umgeschaltet wird, die Zylinderinnentemperatur, wenn das Abgas in den Zylinder eingebracht wird, verringert bzw. abgesenkt, 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, und wobei der Zündungsmodus von dem Funkenzündungsmodus zu dem Verdichtungszündungsmodus umgeschaltet oder umschaltbar ist, indem in einer Reihenfolge eine erste Stufe, wo ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases auf einen vorbestimmten Wert festgelegt ist und die Funkenzündungsverbrennung durchgeführt wird, eine zweite Stufe, wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases magerer als in der ersten Stufe eingestellt ist und die Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird, und eine dritte Stufe durchgeführt werden, wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases fetter bzw. reicher als in der zweiten Stufe eingestellt ist und die Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird.
  • Gemäß einem Betriebszustand des Motors wird ein Zündungsmodus zwischen einem Kompressions- bzw. Verdichtungszündungsmodus, in welchem eine Kompressions- bzw. Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird, indem das Mischgas zu einem Selbstzünden und Verbrennen veranlasst wird, und einem Funkenzündungsmodus umgeschaltet, in welchem eine Funkenzündungsverbrennung durch ein Zünden des Mischgases mit der Zündkerze durchgeführt wird, um das Mischgas zu verbrennen. Der Zündungsmodus wird von dem Funkenzündungsmodus zu dem Verdichtungszündungsmodus umgeschaltet, indem in einer Reihenfolge eine erste Stufe, wo ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases auf einen vorbestimmten Wert eingestellt bzw. festgelegt ist und die Funkenzündungsverbrennung durchgeführt wird, eine zweite Stufe, wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases magerer als in der ersten Stufe eingestellt bzw. festgelegt ist und die Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird, und eine dritte Stufe durchgeführt werden, wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases fetter bzw. reicher als in der zweiten Stufe eingestellt bzw. festgelegt ist und die Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird.
  • Hier kann ”die erste Stufe” die Stufe sein, wo der Funkenzündungsmodus vor dem Schalten bzw. Umschalten des Modus durchgeführt wird. In ähnlicher Weise kann die ”dritte Stufe” die Stufe sein, wo der Verdichtungszündungsmodus nach dem Umschalten des Modus durchgeführt wird. Von der ”zweiten Stufe” kann gesagt werden, dass sie der Übergangsmodus ist, welcher zwischen dem Funkenzündungsmodus und dem Verdichtungszündungsmodus liegt bzw. zwischengeschaltet ist, wenn von dem Funkenzündungsmodus zu dem Verdichtungszündungsmodus umgeschaltet wird. Die zweite Stufe, welche der Übergangsmodus ist, kann über einen Motorzyklus oder kontinuierlich über eine Mehrzahl von Motorzyklen durchgeführt werden.
  • Mit dieser Konfiguration wird bei einem Umschalten von dem Funkenzündungsmodus zu dem Verdichtungszündungsmodus die zweite Stufe, wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F) des Mischgases relativ mager verglichen mit demjenigen in dem ersten Zyklus ist und die Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird, zwischen der ersten Stufe, wo die Funkenzündungsverbrennung durchgeführt wird, und der dritten Stufe durchgeführt, wo die Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird. In der zweiten Stufe wird durch ein Einstellen des A/F des Mischgases auf mager die Gasmenge relativ zu der Kraftstoffmenge erhöht, und daher wird eine Temperatur eines verbrennenden bzw. Verbrennungsgases im Vergleich zu der ersten Stufe verringert bzw. abgesenkt. Als ein Resultat wird eine Temperatur eines Abgases verringert. Darüber hinaus kann in der zweiten Stufe, da die Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird, auch dadurch die Temperatur des Abgases verglichen mit der ersten Stufe abgesenkt bzw. verringert werden, wo die Funkenzündungsverbrennung durchgeführt wird. Als ein Resultat kann in der dritten Stufe, nachfolgend auf die zweite Stufe, die Temperatur im Inneren des Zylinders niedrig sein, und in einem Fall eines Einbringens des Abgases in den Zylinder wird das Abgas mit einer relativ niedrigen Temperatur, welches in der zweiten Stufe erzeugt wird, in den Zylinder eingebracht. Somit kann in dem dritten Zyklus eine Vorzündung, welche durch das Mischgas im Inneren des Zylinders bewirkt wird, vermieden werden, und das Mischgas kann für eine Zündung zu einem geeigneten Zeitpunkt verdichtet bzw. komprimiert werden. Mit anderen Worten kann bei einem Umschalten von dem Funkenzündungsmodus zu dem Verdichtungszündungsmodus durch ein Durchführen der Übergangsregelung bzw. -steuerung, in welcher die erste bis dritte Stufe in dieser Reihenfolge durchgeführt werden, ein rascher Anstieg im Druck vermieden werden, und als ein Resultat kann ein Anstieg in bzw. von Verbrennungsgeräuschen ebenfalls vermieden werden.
  • Der Motor kann darüber hinaus eine Einstelleinrichtung für eine interne Abgasrezirkulation oder ein EGR System für ein Einstellen einer Gasmenge, welche innerhalb eines Zylinders des Motors in einer Periode von einem Auslasshub zu einem Einlasshub verbleibt, durch ein Regeln bzw. Steuern wenigstens eines eines Auslassventils (22) und eines Einlassventils (21) des Motors beinhalten, wobei in der ersten und zweiten Stufe der Betrieb der internen EGR Einstelleinrichtung gestoppt ist bzw. wird, um die Abgasmenge zu reduzieren, welche innerhalb des Zylinders verbleibt, und in der dritten Stufe die interne EGR Einstelleinrichtung betrieben wird, um die Abgasmenge zu erhöhen, welche innerhalb des Zylinders verbleibt.
  • Hier kann die ”interne EGR Einstelleinrichtung” jegliches Verfahren einsetzen bzw. anwenden, beinhaltend eine Regelung bzw. Steuerung mit zweimaligem Öffnen des Auslasses, in welchem das Auslassventil auch an dem Einlasshub geöffnet wird, eine Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens eines Einlasses, in welchem das Einlassventil auch an dem Auslasshub geöffnet wird, und eine Regelung bzw. Steuerung eines negativen Überlappens, in welcher das Einlass- und Auslassventil beide nahe einem oberen Auslasstotpunkt geschlossen sind. Wie dies oben beschrieben ist, wird in einem Fall eines Annehmens bzw. Übernehmens der Konfiguration eines Umschaltens eines Nockens des Einlassventils bei einem Umschalten von der ersten Stufe zu der zweiten Stufe, durch ein Anwenden einer Konfiguration eines Umschaltens eines Nockens des Auslassventils und eines Startens der Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens des Auslasses bei einem Umschalten von der zweiten Stufe zu der dritten Stufe die Übergangsregelung bzw. -steuerung, welche die erste bis dritte Stufe enthält, vorteilhaft, indem sie sanft und mit einem hohen Ansprechverhalten abläuft bzw. durchgeführt wird.
  • Mit der oben beschriebenen Konfiguration wird als ein Resultat davon, dass die interne EGR Einstelleinrichtung in der dritten Stufe betrieben wird, die Abgasmenge, welche innerhalb des Zylinders von dem Auslasshub zu dem Einlasshub verbleibt, erhöht. Da die Temperatur des Abgases in der zweiten Stufe verringert wird, wie dies oben beschrieben ist, wird die Temperatur im Inneren des Zylinders auf eine Temperatur eingestellt, bei welcher die Verdichtungszündungsverbrennung stabil durchgeführt werden kann. Somit ist bzw. wird das Umschalten von dem Funkenzündungsmodus zu dem Verdichtungszündungsmodus abgeschlossen. Andererseits wird in der ersten und zweiten Stufe durch ein Stoppen bzw. Anhalten des Betriebs der internen EGR Einstelleinrichtung nicht nur in der ersten Stufe, wo es für die Temperatur im Inneren des Zylinders nicht erforderlich ist, hoch zu sein, um die Funkenzündungsverbrennung durchzuführen, sondern auch in der zweiten Stufe, welche auf die erste Stufe folgt, die Abgasmenge, welche innerhalb des Zylinders von dem Auslasshub zu dem Einlasshub verbleibt (d. h. das Abgas mit einer vergleichsweise hohen Temperatur, welches in der ersten Stufe ausgebracht wird, wo die Funkenzündungsverbrennung durchgeführt wird) im Wesentlichen auf Null reduziert, und somit kann ein übermäßiger Anstieg der Temperatur im Inneren des Zylinders vermieden werden. Dies ist vorteilhaft beim Unterdrücken einer Vorzündung in der zweiten Stufe, wo die Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird.
  • Der Motor kann darüber hinaus einen Einlassventil-Betätigungsmechanismus für ein Betätigen bzw. Betreiben des Einlassventils umfassen,
    wobei der Einlassventil-Betätigungsmechanismus in einem eines ersten Modus, in welchem das Einlassventil mit einer ersten Hubeigenschaft geöffnet und geschlossen wird, und eines zweiten Modus betrieben oder betreibbar ist, in welchem das Einlassventil mit einer zweiten Hubeigenschaft geöffnet und geschlossen wird, wobei die Frischluftmenge durch die zweite Hubeigenschaft verglichen mit derjenigen mit bzw. bei der ersten Hubeigenschaft vergrößert wird, und
    wobei das Einlassventil in dem ersten Modus während der ersten Stufe und in dem zweiten Modus während der zweiten Stufe betrieben bzw. betätigt wird.
  • Spezifisch wird in der ersten Stufe durch ein Betätigen des Einlassventils in dem ersten Modus die Menge an Frischluft, welche in den Zylinder eingebracht wird, relativ reguliert, während in der zweiten Stufe die Menge an Frischluft, welche in den Zylinder eingebracht wird, durch ein Umschalten zu dem zweiten Modus erhöht wird. Als ein Resultat kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases magerer als in der ersten Stufe sein, wenn die Stufe zu der fortschreitenden bzw. nachfolgenden zweiten Stufe umgeschaltet wird. Ein derartiger Einlassventil-Betätigungsmechanismus kann einen Nockenumschaltmechanismus für ein Schalten bzw. Umschalten zwischen einem Nocken mit großem Hub, welcher einen relativ großen Hub und dadurch eine lange offene bzw. Öffnungsperiode (entsprechend der ersten Hubeigenschaft) aufweist, und einem Nocken mit geringem Hub beinhalten, welcher einen relativ geringen Hub und dadurch eine kurze offene bzw. Öffnungsperiode (entsprechend der zweiten Hubeigenschaft) aufweist. Mit anderen Worten kann durch ein Umschalten von dem Nocken mit großem Hub zu dem Nocken mit kleinem Hub ein Schließzeitpunkt des Einlassventils sofort bzw. augenblicklich von einem späten Zeitpunkt nach einem unteren Totpunkt des Einlasses (IBDC) auf nahe zu dem IBDC geändert werden, und als ein Resultat kann in der zweiten Stufe die Menge an Frischluft, welche in den Zylinder eingebracht wird, erhöht werden. Dies ist insbesondere effektiv beim Erhöhen des Ansprechverhaltens der Übergangsregelung bzw. -steuerung, welche die erste bis dritte Stufe enthält, und bei einem sanften Durchführen der Übergangsregelung bzw. -steuerung.
  • Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases ist vorzugsweise etwa auf ein theoretisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Funkenzündungsmodus eingestellt bzw. festgelegt, welcher die erste Stufe enthält.
  • Hier beinhaltet ein Einstellen bzw. Festlegen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Mischgases auf das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein Einstellen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf das im Wesentlichen theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (d. h. das Luft-Überschussverhältnis λ ≈ 1). Beispielsweise kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases innerhalb eines Bereichs eingestellt werden, wo ein gewünschtes Reinigungsverhältnis mit einem Dreiweg-Katalysator sichergestellt werden kann, und spezifisch ist das Luft-Kraftstoff-Verhältnis 14,7 ± 0,5:1. Spezifisch kann in dem Funkenzündungsmodus, welcher die erste Stufe beinhaltet, durch ein Einstellen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Mischgases auf das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Dreiweg-Katalysator verwendet werden. Andererseits wird in der zweiten Stufe das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases magerer als das theoretische Verhältnis; jedoch kann in der zweiten Stufe durch ein Durchführen der Verdichtungszündungsverbrennung eine gewünschte Abgasemissionsleistung sichergestellt werden, ohne den Dreiweg-Katalysator zu verwenden.
  • Der Funkenzündungsmodus ist bzw. wird vorzugsweise umgeschaltet oder umschaltbar von dem Funkenzündungsmodus, wo eine Motorlast bei einer vorbestimmten hohen Last liegt, zu dem Verdichtungszündungsmodus, wo die Motorlast niedriger als die vorbestimmte hohe Last ist.
  • Wenn die Motorlast hoch ist, kann aufgrund des Anstiegs in der Kraftstoffmenge die Temperatur im Inneren des Zylinders erhöht werden und die Temperatur des Abgases kann auch erhöht werden. Daher tritt bei einem Umschalten von dem Funkenzündungsmodus, wo die Motorlast bei der vorbestimmten hohen Last ist bzw. liegt, zu dem Verdichtungszündungsmodus, wo die Motorlast niedriger als die vorbestimmte hohe Last ist, eine Vorzündung leicht auf; jedoch kann durch ein Durchführen der Übergangsregelung bzw. -steuerung, in welcher die erste bis dritte Stufe in dieser Reihenfolge durchgeführt werden, eine Vorzündung bei einem Umschalten von Modi verhindert werden.
  • Darüber hinaus ist bei einem Umschalten von dem Zustand der hohen Motorlast zu dem Zustand der niedrigen Motorlast ein hohes Drehmoment nicht erforderlich. Daher kann in der zweiten Stufe das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases signifikant mager eingestellt werden, wobei dies eine größere Abnahme bzw. Absenkung der Temperatur des Abgases ermöglicht und vorteilhaft beim Vermeiden von Verbrennungsgeräuschen wird.
  • Der Zündungsmodus ist bzw. wird vorzugsweise umgeschaltet oder umschaltbar von dem Funkenzündungsmodus, wo eine Motorlast bei einer vorbestimmten niedrigen Last liegt, zu dem Verdichtungszündungsmodus, wo die Motorlast bei der vorbestimmten niedrigen Last liegt.
  • Hier beinhalten spezifische Beispiele des Umschaltens von dem Funkenzündungsmodus mit der niedrigen Motorlast zu dem Verdichtungszündungsmodus mit der niedrigen Motorlast ein Umschalten von dem Funkenzündungsmodus zu dem Verdichtungszündungsmodus aufgrund des Temperaturzustands des Motors, welcher sich von einem Kaltstart zu einem aufgewärmten Zustand verschiebt, ein Umschalten von dem Funkenzündungsmodus zu dem Verdichtungszündungsmodus aufgrund eines Verschiebens des Betriebszustands des Motors von einem Leerlaufzustand zu dem Betriebszustand verschieden von dem Leerlaufzustand, und ein Umschalten von dem Funkenzündungsmodus zu dem Verdichtungszündungsmodus in einem Fall, wo eine Kraftstoffunterbrechung durchgeführt wird, wenn sich das Fahrzeug verlangsamt, die Kraftstoffzufuhr in dem Funkenzündungsmodus im Hinblick auf eine Verbrennungsstabilität gestartet wird und dann der Modus zu dem normalen Verdichtungszündungsmodus rückgeführt wird. Mit anderen Worten beinhalten die Beispiele verschiedene andere Umstände, in welchen der Funkenzündungsmodus zu dem Verdichtungszündungsmodus umgeschaltet wird, ohne wesentlich die Motorlast zu ändern. Selbst in einem derartigen Fall eines Umschaltens von dem Funkenzündungsmodus mit der niedrigen Motorlast zu dem Verdichtungszündungsmodus mit der niedrigen Motorlast ist die Übergangsregelung bzw. -steuerung, in welcher die erste bis dritte Stufe in dieser Reihenfolge durchgeführt werden, vorteilhaft beim Vermeiden des Anstiegs in bzw. von Verbrennungsgeräuschen.
  • Der Motor kann darüber hinaus eine Einstelleinrichtung für eine externe Abgasrezirkulation (EGR) für ein Zirkulieren bzw. Rückführen von Abgas, welches von dem Zylinder ausgebracht wird, zu der Einlassseite umfassen,
    wobei bei einem Umschalten von dem Funkenzündungsmodus, wo die externe EGR Einstelleinrichtung betrieben wird, zu dem Verdichtungszündungsmodus der Betrieb der externen EGR Einstelleinrichtung in der zweiten Stufe angehalten wird, und/oder
    die Anzahl von Motorzyklen der zweiten Stufe erhöht wird verglichen mit derjenigen bei einem Umschalten von dem Funkenzündungsmodus, wo die externe EGR Einstelleinrichtung nicht betrieben ist bzw. wird, zu dem Verdichtungszündungsmodus.
  • Vorzugsweise wird, wenn die Motorlast bei einer vorbestimmten niedrigen Last liegt, der Zündungsmodus zu dem Funkenzündungsmodus umgeschaltet, wo die externe EGR Einstelleinrichtung nicht betrieben wird, und es wird, wenn die Motorlast bei einer vorbestimmten hohen Last liegt, der Zünd- bzw. Zündungsmodus zu dem Funkenzündungsmodus umgeschaltet, wo die externe EGR Einstelleinrichtung betrieben wird.
  • Die externe EGR Einstelleinrichtung führt normalerweise das Abgas, welches von dem Zylinder ausgetragen bzw. ausgebracht wird, zurück zu der Einlassseite über einen EGR Durchtritt. Daher wird, selbst wenn der Betrieb der externen EGR Einstelleinrichtung gestoppt bzw. angehalten wird, das Abgas, welches in dem EGR Durchtritt oder dgl. verbleibt, in die Einlassseite eingebracht. Mit anderen Worten wird, da die externe EGR Einstelleinrichtung ein vergleichsweise niedriges Regel- bzw. Steueransprechverhalten aufweist, bei einem Umschalten von dem Funkenzündungsmodus, wo die externe EGR Einstelleinrichtung betrieben wird, zu dem Verdichtungszündungsmodus, selbst nachdem der Betrieb der externen EGR Einstelleinrichtung in der zweiten Stufe angehalten wird, das Abgas mit der vergleichsweise hohen Temperatur, welches in dem Funkenzündungsmodus erzeugt wird, in die Einlassseite eingebracht, und die Temperatur im Inneren des Zylinders kann fortgesetzt hoch sein.
  • Somit wird bei einem Umschalten von dem Funkenzündungsmodus, wo die externe EGR Einstelleinrichtung bis zu dem Verdichtungszündungsmodus betrieben wird, die Anzahl von Motorzyklen der zweiten Stufe verglichen mit derjenigen erhöht, wenn von dem Funkenzündungsmodus, wo die externe EGR Einstelleinrichtung nicht betrieben wird, zu dem Verdichtungszündungsmodus umgeschaltet wird. Durch diesen Vorgang kann die zweite Stufe zu der dritten Stufe verlagert bzw. gewechselt werden, nachdem die Temperatur im Inneren des Zylinders ausreichend in der zweiten Stufe abgesenkt wurde. Somit kann eine Vorzündung des Mischgases sicher vermieden werden, und die Verbrennungsgeräusche, welche bei einem Umschalten von dem Funkenzündungsmodus zu dem Verdichtungszündungsmodus erzeugt werden, können sicher vermieden werden.
  • Andererseits wird bei einem Umschalten von dem Funkenzündungsmodus, wo die externe EGR Einstelleinrichtung nicht betrieben wird, zu dem Verdichtungszündungsmodus das Umschalten von dem Funkenzündungsmodus zu dem Verdichtungszündungsmodus rasch abgeschlossen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Regel- bzw. Steuervorrichtung für einen Funkenzündungsmotor zur Verfügung gestellt, wobei die Vorrichtung eine Regel- bzw. Steuereinrichtung umfasst, welche den Motor betreibt und regelt bzw. steuert, indem wenigstens ein Kraftstoffeinspritzventil und eine Zündkerze des Motors geregelt bzw. gesteuert werden,
    wobei die Regel- bzw. Steuereinrichtung einen Zündungsmodus des Motors auf der Basis eines Betriebszustands davon 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 umschaltet, indem in einer Reihenfolge eine erste Stufe, wo ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases auf einen vorbestimmten Wert festgelegt ist und die Funkenzündungsverbrennung durchgeführt wird, eine zweite Stufe, wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases magerer als in der ersten Stufe eingestellt ist und die Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird, und eine dritte Stufe durchgeführt werden, wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases fetter bzw. reicher als in der zweiten Stufe eingestellt ist und die Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird.
  • Gemäß noch einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines Funkenzündungsmotors zur Verfügung gestellt, umfassend die Schritte:
    eines Schaltens bzw. Umschaltens eines Zündungsmodus des Motors auf der Basis eines Betriebszustands davon 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 der Zündkerze durchgeführt wird, um das Mischgas zu verbrennen, und
    eines Umschaltens des Zündungsmodus von dem Funkenzündungsmodus zu dem Verbrennungszündungsmodus, indem in einer Reihenfolge durchgeführt werden:
    ein Einstellen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Mischgases in einer ersten Stufe auf einen vorbestimmten Wert und ein Durchführen der Funkenzündungsverbrennung,
    ein Einstellen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Mischgases in einer zweiten Stufe magerer als in der ersten Stufe und ein Durchführen der Verdichtungszündungsverbrennung, und
    ein Einstellen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Mischgases in einer dritten Stufe fetter bzw. reicher als in der zweiten Stufe und ein Durchführen der Verdichtungszündungsverbrennung.
  • Schließlich wird ein Computerprogrammprodukt zur Verfügung gestellt, welches, wenn auf ein geeignetes System geladen und auf diesem ausgeführt, die Schritte des oben erwähnten Verfahrens 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 bei einem Umschalten von einem Bereich niedriger Motorlast des SI Modus zu einem Bereich niedriger Motorlast des CI Modus durchgeführt wird.
  • 8 ist ein Zeitdiagramm für ein Beschreiben einer Übergangsregelung bzw. -steuerung, welche bei einem Umschalten von einem Bereich hoher Motorlast des SI Modus zu dem Bereich niedriger Motorlast des CI Modus durchgeführt wird.
  • 9 ist ein Diagramm für ein Beschreiben eines Verbrennungszustands, welcher sich auf die Übergangsregelung bzw. -steuerung bezieht, in einer Karte einer Zylinderinnentemperatur bei einem Starten einer Kompression bzw. Verdichtung und einer O2 Konzentration im Inneren des Zylinders.
  • 10 ist ein Diagramm, welches beispielhaft eine Änderung in einer Abgastemperatur während der Übergangsregelung bzw. -steuerung darstellt.
  • 11 ist ein Flussdiagramm für ein Beschreiben der Übergangsregelung bzw. -steuerung, welche bei einem Umschalten von dem Bereich niedriger Motorlast des SI Modus zu dem Bereich niedriger Motorlast des CI Modus durchgeführt wird.
  • 12 ist ein Flussdiagramm für ein Beschreiben der Übergangsregelung bzw. -steuerung, welche bei einem Umschalten von dem Bereich hoher Motorlast des SI Modus zu dem Bereich niedriger Motorlast des CI Modus durchgeführt wird.
  • 13 ist ein Zeitdiagramm für ein Beschreiben einer anderen Übergangsregelung bzw. -steuerung, welche bei einem Umschalten von dem Bereich niedriger Motorlast des SI Modus zu dem Bereich niedriger Motorlast des CI Modus durchgeführt wird, verschieden von 7.
  • 14 ist ein Zeitdiagramm für ein Beschreiben einer anderen Übergangsregelung bzw. -steuerung, welche bei einem Umschalten von dem Bereich hoher Motorlast des SI Modus zu dem Bereich niedriger Motorlast des CI Modus durchgeführt wird, verschieden von 8.
  • 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 zeigen 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 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 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 Ändern 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 von Kraftstoff 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 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 einzubringen ist, 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 Zylindergehäuse 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 kann alternativ als ein Controller bzw. eine Regel- bzw. Steuereinrichtung bezeichnet werden.
  • 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 Beschleunigungseinrichtungsöffnungsmenge 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 zuzuführen ist.
  • 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 den Zustand 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 zeigt 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 eine 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 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 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 im Wesentlichen vollständig geöffnet und die Frischluftmenge und die Menge an externem EGR Gas, welche in den Zylinder 18 einzubringen sind, 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 ergibt sich in dem SI Modus entsprechend dem Bereich hoher Motorlast in einem Motor 1 mit hohem Verdichtungsverhältnis ein Problem, 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 Diagramm) 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 ist dieselbe 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 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 reagierbar 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, damit der Kraftstoff um die Zündkerze 25 gelangt; 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 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 zu behalten.
  • 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 die 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, die 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 die 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 das entsprechende 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 zunehmend bzw. schrittweise abnimmt, wenn bzw. da sich die Kurbelwelle dreht, 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 einer 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 nachdem der SI Modus, wo die Verbrennungsgastemperatur relativ hoch ist, zu dem CI Modus geschaltet bzw. umgeschaltet wird, wird, 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, 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 Bereich niedriger Motorlast des SI Modus zu dem Bereich niedriger Motorlast des CI Modus durchgeführt wird. Spezifisch illustriert 7 ein Beispiel einer Änderung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts und des Funkenzündungszeitpunkts, 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. die Zeit) in der Richtung von links nach rechts des Zeitdiagramms in 7 fort. Es ist festzuhalten, dass die Änderung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts, des Funkenzündungszeitpunkts und des Zylinderinnendrucks, welche in 7 illustriert sind, lediglich Beispiele für ein Beschreiben dieser Ausführungsform sind, und sie nicht auf die illustrierten Zeitpunkte beschränkt ist (ähnlich wie 8, etc.).
  • Zuerst wird in dem ersten Zyklus entsprechend dem am weitesten links liegenden Teil in 7 der Motor in dem Bereich niedriger Motorlast des SI Modus betrieben und hier wird der Kraftstoff in der Einlasshubperiode eingespritzt und die Funkenzündung wird nahe dem CTDC durchgeführt. Der erste Zyklus entspricht einer ersten Stufe der Übergangsregelung bzw. -steuerung. In dem ersten Zyklus ist bzw. 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 legt 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 (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 alleine 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 entsprechend dem Bereich niedriger Motorlast des SI Modus das externe EGR Gas nicht eingebracht. 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 nachfolgenden zweiten Zyklus das Abgas im Wesentlichen nicht in den Zylinder 18 eingebracht.
  • Der zweite Zyklus entspricht einem Zyklus, in welchem der SI Modus zu dem CI Modus umgeschaltet wird, und entspricht auch einer zweiten Stufe der Übergangsregelung bzw. -steuerung (d. h. Übergangsmodus). Hier ist bzw. wird das Drosselventil im Wesentlichen vollständig geöffnet und die Einlass VVL 73 schaltet den Betriebs- bzw. Betätigungsnocken 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 auf nahe zu dem IBDC umgeschaltet, und als ein Resultat steigt die Menge an Frischluft, welche in den Zylinder 18 einzubringen ist, an. Der Öffnungs- und Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 entsprechen hier den Zeitpunkten in der Regelung bzw. Steuerung mit zweimaligem Öffnen des Auslasses, welche später beschrieben wird.
  • Andererseits wird die Menge an Kraftstoff, welche durch die Einspritzeinrichtung 67 eingespritzt wird, auf nahezu dieselbe wie diejenige in dem ersten Zyklus festgelegt. In dem zweiten Zyklus ist bzw. wird das A/F des Mischgases signifikant magerer verglichen mit dem ersten Zyklus (d. h. das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis) durch die erhöhte Menge an Frischluft eingestellt bzw. festgelegt. Es ist festzuhalten, dass der Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung, wie er beispielhaft in 7 illustriert ist, festgelegt ist, um während des Einlasshubs zu liegen, und somit ein vergleichsweise homogenes mageres Mischgas im Inneren des Zylinders 18 gebildet wird.
  • Somit wird in dem zweiten Zyklus die Zündkerze 25 nicht betätigt und das Mischgas, welches magerer als das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, wird verdichtet bzw. komprimiert, um nahe dem CTDC selbst zu zünden. Indem das Mischgas mager gemacht wird, steigt die Gasmenge relativ zu der Kraftstoffmenge an. Daher ist ein derartiges mageres Mischgas vorteilhaft beim Verringern der Verbrennungsgastemperatur. Da die Verbrennungsgastemperatur verglichen mit der Funkenzündungsverbrennung selbst durch ein Durchführen der Verdichtungszündungsverbrennung verringert wird, wird die Temperatur des Abgases, welches nach der Verbrennung in dem zweiten Zyklus ausgebracht wird, signifikant abgesenkt bzw. verringert. 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 angezeigt bzw. angedeutet wird, in welchem die geringe Abstandsbreite anzeigt, dass die Temperatur des verbrannten Gases hoch ist, und die weite bzw. 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. Mit anderen Worten entspricht der dritte Zyklus einer dritten Stufe der Übergangsregelung bzw. -steuerung. 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, wie dies oben beschrieben ist, da die Temperatur des verbrannten Gases auf eine niedrige Temperatur beschränkt bzw. unterdrückt wird und die Zylinderinnentemperatur in dem zweiten Zyklus auch auf eine niedrige Temperatur beschränkt 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 des internen EGR Gases reduziert, welches in den Zylinder 18 eingebracht wird. Als ein Resultat wird das A/F des Mischgases in dem dritten Zyklus fetter bzw. reicher als dasjenige in dem zweiten Zyklus. Das A/F des Mischgases in dem dritten Zyklus kann auf das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder magerer als das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis gemäß dem Betriebszustand des Motors 1 festgelegt werden. Es ist festzuhalten, dass auch in dem dritten Zyklus der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt festgelegt wird, um während des Einlasshubs zu sein bzw. zu liegen.
  • Somit wird auch in dem dritten Zyklus 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 innerhalb 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. Nach dem dritten Zyklus, wo das Umschalten von dem SI Modus zu dem CI Modus abgeschlossen ist, wird 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 Bereich hoher Motorlast des SI Modus zu dem Bereich niedriger Motorlast des CI Modus durchgeführt wird. 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, welche 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 Bereich hoher Motorlast des SI Modus betrieben, und hier wird der Kraftstoff in einer Periode von der späten Stufe des Verdichtungshubs zu der frühen Stufe des Expansionshubs (d. h. die verzögerte Einspritzung bei hohem Druck) eingespritzt und die Funkenzündung wird nahe dem CTDC durchgeführt. 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 betätigt wird, und die VVT 72 stellt den Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 auf einen späten Zeitpunkt nach dem IBDC ein. Durch ein Schließen des Einlassventils 21 zu dem späten Zeitpunkt wird die Frischluftmenge reguliert. Darüber hinaus ist der erste Zyklus in 8 derselbe wie der erste Zyklus in 7 dahingehend, dass das Drosselventil 36 gedrosselt ist, wobei es jedoch zunehmend bzw. schrittweise weiter geöffnet wird, um für ein Umschalten zu dem CI Modus vorzubereiten. Demgegenüber sind bzw. werden in dem ersten Zyklus entsprechend dem Bereich hoher Motorlast des SI Modus, verschieden von dem Beispiel von 7, 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. Der erste Zyklus in 8 entspricht einer ersten Stufe der Übergangsregelung bzw. -steuerung. In dem ersten Zyklus, wo die Funkenzündungsverbrennung durchgeführt wird, kann die Abgastemperatur hoch werden.
  • Der folgende zweite Zyklus entspricht ähnlich zu 7 einem Zyklus, in welchem der SI Modus zu dem CI Modus umgeschaltet wird, und entspricht auch einer zweiten Stufe der Übergangsregelung bzw. -steuerung. Hier ist bzw. wird das Drosselventil etwa vollständig geöffnet, und die Einlass VVL 73 schaltet den betätigenden Nocken von dem Nocken mit großem Hub zu dem Nocken mit kleinem Hub um. Somit wird der Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 unmittelbar auf einen frühen Zeitpunkt nahe dem IBDC umgeschaltet, und als ein Resultat steigt die Menge an Frischluft, welche in den Zylinder 18 einzubringen ist, an. Darüber hinaus sind bzw. werden das EGR Ventil 511 und das EGR Kühleinrichtungs-Bypassventil 531 etwa vollständig geschlossen, um die Einbringung des externen EGR Gases in den Zylinder 18 zu unterbrechen bzw. anzuhalten. Jedoch wird, da die externe EGR ein niedriges Regel- bzw. Steueransprechverhalten aufweist, selbst nachdem das EGR Ventil 511 und das EGR Kühleinrichtungs-Bypassventil 531 vollständig geschlossen sind, das Abgas mit vergleichsweise hoher Temperatur, welches in dem EGR Durchtritt 50 verbleibt, in den Zylinder 18 in dem zweiten Zyklus eingebracht (siehe den Gaszustand, welcher in der untersten Reihe von 8 illustriert ist).
  • Die Menge des Kraftstoffs, welche durch die Einspritzeinrichtung 67 eingespritzt wird, ist bzw. wird etwa auf dieselbe wie diejenige in dem ersten Zyklus eingestellt. Somit wird in dem zweiten Zyklus das A/F des Mischgases signifikant magerer verglichen mit demjenigen in dem ersten Zyklus (d. h. das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis) festgelegt; jedoch tendiert das A/F in Richtung zu dem theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch die Menge des externen EGR Gases. Es ist festzuhalten, dass der Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung, wie er beispielhaft in 8 illustriert ist, eingestellt ist, um während des Einlasshubs zu liegen, und somit ein vergleichsweise homogenes mageres Mischgas gebildet wird.
  • Somit wird in dem zweiten Zyklus die Zündkerze 25 nicht betätigt und das Mischgas, welches magerer als das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, wird verdichtet, um nahe dem CTDC selbst zu zünden. Es ist festzuhalten, dass, wie dies oben beschrieben ist, die Abgastemperatur geringfügig hoch aufgrund der Einbringung des externen EGR Gases in den Zylinder 18 werden kann. 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 niedrigerer 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 werden.
  • Daher wird in dem Beispiel von 8 die zweite Stufe über eine Mehrzahl von Zyklen durchgeführt. Mit anderen Worten wird der dritte Zyklus, wo die Auslass VVL 71 ausgeschaltet wird, ähnlich zu dem zweiten Zyklus durchgeführt. Daher entsprechen der zweite und dritte Zyklus der zweiten Stufe der Übergangsregelung bzw. -steuerung. In dem dritten Zyklus wird, da das Abgas nicht in dem EGR Durchtritt 50 verbleibt, das Abgas nicht in den Zylinder 18 eingebracht. Als ein Resultat wird das A/F des Mischgases magerer als dasjenige in dem zweiten Zyklus. Somit wird die Temperatur des Abgases, welches ausgebracht wird, durch ein Durchführen der Verdichtungszündungsverbrennung in dem dritten Zyklus niedriger als der zweite Zyklus (d. h. das verbrannte Gas niedriger Temperatur).
  • In dem folgenden 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, welches durch die Verdichtungszündungsverbrennung in dem dritten Zyklus erzeugt wird, in den Zylinder 18 eingebracht. In dem vierten Zyklus ist die Frischluftmenge niedriger um die eingebrachte Menge des internen EGR Gases verglichen mit dem zweiten und dritten Zyklus, und als ein Resultat wird das A/F des Mischgases relativ fett bzw. reich bzw. angereichert. Somit wird auch in dem vierten Zyklus, obwohl die Zündkerze 25 nicht betätigt wird und die Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird, da die Zylinderinnentemperatur nicht übermäßig hoch wird, das vergleichsweise homogene und relativ reiche Mischgas sicher verdichtet, um nahe dem CTDC zu zünden, ohne vorgezündet zu werden, und verbrennt stabil. Als ein Resultat wird der Anstieg in Verbrennungsgeräuschen unmittelbar nach einem Umschalten von dem SI Modus zu dem CI Modus vermieden. Der vierte Zyklus entspricht einer dritten Stufe der Übergangsregelung bzw. -steuerung.
  • In dem Bereich hoher Motorlast des SI Modus kann die Zylinderinnentemperatur aufgrund des Anstiegs in einer Kraftstoffmenge hoch werden und es kann die Abgastemperatur auch hoch werden. 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, welche in 8 illustriert ist, eine Vorzündung sicher vermieden werden. Darüber hinaus kann bei einem Umschalten von dem Bereich hoher Motorlast des SI Modus zu dem Bereich niedriger Motorlast des CI Modus, da ein hohes Drehmoment nicht erforderlich ist, in der zweiten Stufe (d. h. dem zweiten und dritten Zyklus) das A/F des Mischgases signifikant mager eingestellt bzw. festgelegt werden. Dies ist vorteilhafter bei einem ausreichenden Verringern bzw. Absenken der Abgastemperatur und einem Vermeiden von Verbrennungsgeräuschen.
  • Hier ist 9 ein Diagramm, welches den Verbrennungszustand in dem CI Modus in einer Karte der Zylinderinnentemperatur bei dem Start der Verdichtung und der O2 Konzentration im Zylinder illustriert. In dem Diagramm zeigt die horizontale Achse die Zylinderinnentemperatur bei dem Start der Verdichtung an, in welcher die Temperatur höher ist bzw. wird, wenn sie nach rechts geht, und die Temperatur niedriger ist, wenn sie nach links geht. Zusätzlich zeigt die vertikale Achse die O2 Konzentration im Zylinder an, in welcher das A/F des Mischgases magerer ist, wenn es aufwärts geht, und das A/F des Mischgases fetter bzw. reicher ist, wenn es abwärts geht. Ein Bereich auf der linken Seite der strichlierten Linie in 9 zeigt an, dass die Zylinderinnentemperatur übermäßig niedrig wird und sich die Verbrennungsstabilität verschlechtert, während ein Bereich auf der rechten Seite der ungleichmäßig strichlierten Linie in 9 anzeigt, dass die Zylinderinnentemperatur übermäßig hoch wird und Verbrennungsgeräusche (d. h. dP/dθ) ansteigen. Daher ist der Bereich, welcher sandwichartig durch die strichlierte Linie und die ungleichmäßig strichlierte Linie eingeschlossen ist, ein Bereich, wo die CI Verbrennung durchgeführt werden kann. Darüber hinaus zeigt die durchgehende Linie in 9 an, dass sich das A/F des Mischgases bei dem theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis (Luft-Überschuss-Verhältnis λ = 1) befindet.
  • Der Verbrennungszustand in dem SI Modus vor einem Umschalten von dem SI Modus zu dem CI Modus erstreckt sich über das rechte Teil der Karte in 9 hinaus, da die Zylinderinnentemperatur hoch ist. Demgegenüber entspricht der Übergangsmodus dem Teil des Bereichs, welches durch den weißen Kreis in 9 angezeigt bzw. angedeutet ist, in welchem eine große Menge an Frischluft mit vergleichsweise niedriger Temperatur in den Zylinder 18 eingebracht wird, um die Zylinderinnentemperatur bei dem Start der Verdichtung abzusenken und das A/F des Mischgases mager zu machen, und somit wird die Verbrennung innerhalb des die CI Verbrennung durchführbaren Bereichs durchgeführt. Wie dies oben beschrieben ist, kann als ein Resultat der Abnahme bzw. Absenkung der Abgastemperatur im Übergangsmodus, selbst wenn das interne EGR Gas eingebracht wird, die Zylinderinnentemperatur vor dem Start der Verdichtung innerhalb des die CI Verbrennung durchführbaren Bereichs eingestellt werden und es kann das Mischgas, welches relativ reicher als der Übergangsmodus ist, komprimiert bzw. verdichtet werden, um zu zünden und zu verbrennen (siehe den ”normalen CI Modus”, welcher durch den schwarzen Kreis in 9 angezeigt ist).
  • Dementsprechend ist 10 ein Diagramm, welches beispielhaft die Änderung der Abgastemperatur bei einem Umschalten von dem SI Modus zu dem CI Modus darstellt. Die horizontale Achse in 10 zeigt den Zyklus an, in welchem die SI Verbrennung bei der strichlierten Linie und auf der linken Seite der strichlierten Linie durchgeführt wird, welche das Zentrum des Diagramms andeutet, und die CI Verbrennung wird auf der rechten Seite der strichlierten Linie durchgeführt. In 10 entspricht der Übergangsmodus, welcher oben beschrieben ist, den zwei Zyklen nach einem Umschalten zu der CI Verbrennung, und es kann verstanden werden, dass die Abgastemperatur auf nahe etwa 200°C aufgrund der Leistung bzw. Durchführung des Übergangsmodus abgesenkt bzw. verringert wird. Als ein Resultat kann, wie dies oben beschrieben ist, wenn von dem SI Modus zu dem CI Modus umgeschaltet wird, eine Vorzündung vermieden werden und es kann der Anstieg in Verbrennungsgeräuschen vermieden werden.
  • Als nächstes wird betreffend die Übergangsregelung bzw. -steuerung, welche oben beschrieben ist, ein Ablauf, welcher durch das PCM 10 durchgeführt wird, unter Bezugnahme auf 11 und 12 beschrieben. 11 ist das Flussdiagramm, welches sich auf die Übergangsregelung bzw. -steuerung bei einem Umschalten von dem Bereich niedriger Motorlast des SI Modus zu dem Bereich niedriger Motorlast des CI Modus bezieht. Der Ablauf in 11 entspricht dem Zeitdiagramm von 7. Der Ablauf startet in dem SI Modus mit dem Luft-Überschussverhältnis λ = 1 (es ist festzuhalten, dass das externe EGR Gas nicht eingebracht wird). Bei S111 nach dem Start des Ablaufs liest 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 S112 das PCM 10, ob der SI Modus zu dem CI Modus umgeschaltet werden kann. Wenn der Modus nicht umgeschaltet werden kann (d. h. S112: NEIN), wird das Bearbeiten von S111 und S112 wiederholt, während, wenn der Modus zu dem CI Modus umgeschaltet werden kann (d. h. S112: JA), schaltet bzw. gelangt der Ablauf zu S113. Spezifisch ist, wie dies oben beschrieben ist, das Resultat der Bestimmung bei S112 JA, wenn der Motor 1 von dem Kaltstart zu dem aufgewärmten Zustand umschaltet bzw. sich verschiebt, wenn sich der Betriebszustand des Motors 1 von dem Leerlaufzustand zu dem Betriebszustand mit niedriger Motorlast verschieden von dem Leerlaufzustand verschiebt, wenn sich der Motor 1 von dem Zustand, wo der SI Modus vorübergehend nach einer Wiederaufnahme von der Kraftstoffunterbrechung durchgeführt wird, zu dem normalen CI Modus verschiebt, etc. Von dem Start des Ablaufs bis S112 entspricht dem ersten Zyklus in dem Zeitdiagramm von 7, welcher der ersten Stufe der Übergangsregelung bzw. -steuerung entspricht.
  • Bei S113 schaltet die Einlass VVL 73 den betätigenden Nocken von dem Nocken mit großem Hub zu dem Nocken mit kleinem Hub (d. h. Nockenverschiebung), und bei S114 wird bestimmt, ob die Nockenverschiebung abgeschlossen ist. Wenn die Nockenverschiebung nicht abgeschlossen ist (S114: NEIN), wird die Bearbeitung von S113 fortgesetzt, und wenn die Nockenverschiebung abgeschlossen ist (S114: JA), verschiebt sich der Ablauf zu S115. Es ist festzuhalten, dass die Nockenverschiebung im Wesentlichen sofort durchgeführt wird. Bei S115 wird die Zündkerze 25 nicht betätigt, um von dem SI Modus zu dem CI Modus umzuschalten.
  • Nachfolgend auf S115 wird bei S116 bestimmt, ob die Zustandsmenge im Inneren des Zylinders eingestellt ist, mit anderen Worten, ob die Abgastemperatur auf ein vorbestimmtes Niveau verringert bzw. abgesenkt ist. Die Bestimmung hier kann basierend auf der Abgastemperatur durchgeführt werden, welche durch das PCM 10 unter Bezugnahme auf die verschiedenen gelesenen Parameter abgeschätzt wird. Wenn das Resultat der Bestimmung bei S116 NEIN ist, wird die Bearbeitung bei S116 fortgesetzt, und wenn das Resultat der Bestimmung bei S116 JA ist, verschiebt sich der Ablauf zu S117. Die Bearbeitung von S113 bis S116 entspricht dem zweiten Zyklus in dem Zeitdiagramm von 7, welcher der zweiten Stufe der Übergangsregelung bzw. -steuerung entspricht. Daher entspricht die Bestimmung bei S116 einem Bestimmen der Anzahl von Zyklen entsprechend der zweiten Stufe, wo der Übergangsmodus durchgeführt wird. Spezifisch entspricht in dem Beispiel von 7 die zweite Stufe nur dem zweiten Zyklus; jedoch kann basierend auf der Abgastemperatur die zweite Stufe (d. h. der Übergangsmodus) über eine Mehrzahl von Zyklen fortgesetzt werden.
  • Es ist festzuhalten, dass bei S116 die Anzahl von Zyklen entsprechend der zweiten Stufe basierend auf der abgeschätzten Abgastemperatur bestimmt wird; es kann jedoch so 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 S116 fortgesetzt wird.
  • Bei S117 wird nach S116 die Abgas VVL 71 eingeschaltet, um die Regelung bzw. Steuerung mit zweimaligem Öffnen des Auslasses zu starten. S117 entspricht dem dritten Zyklus in 7, welcher der dritten Stufe der Übergangsregelung bzw. -steuerung entspricht. Somit ist das Umschalten von dem Bereich niedriger Motorlast des SI Modus zu dem Bereich niedriger Motorlast des CI Modus abgeschlossen.
  • 12 ist das Flussdiagramm, welches sich auf ein Umschalten von dem Bereich hoher Motorlast des SI Modus zu dem Bereich niedriger Motorlast des CI Modus bezieht. Der Ablauf entspricht dem Zeitdiagramm in 8. Der Ablauf in 12 startet bei einem Zustand, wo das Luft-Überschussverhältnis λ = 1 in dem SI Modus ist und das externe EGR Gas eingebracht wird. Bei S121 nach dem Start des Ablaufs liest das PCM 10 die verschiedenen Parameter, um den Betriebszustand des Motors 1 zu erfassen. Dann bestimmt bei S122 das PCM 10, ob von dem SI Modus zu dem CI Modus umzuschalten ist. Wenn der Modus nicht zu dem CI Modus umzuschalten ist (d. h. S122: NEIN), wird das Bearbeiten von S121 und S122 fortgesetzt, während, wenn der Modus zu dem CI Modus umzuschalten ist (d. h. S122: JA), verschiebt sich bzw. gelangt der Ablauf zu S123. Von dem Start des Ablaufs bis S122 entspricht dem ersten Zyklus in dem Zeitdiagramm von 8, welcher der ersten Stufe der Übergangsregelung bzw. -steuerung entspricht.
  • Bei S123 werden das EGR Ventil 511 und das EGR Kühleinrichtungs-Bypassventil 531 geschlossen. Nachfolgend auf S123 schaltet bei S124 die Einlass VVL 73 den betätigenden Nocken von dem Nocken mit großem Hub zu dem Nocken mit geringem Hub, und bei S125 wird bestimmt, ob die Nockenverschiebung abgeschlossen ist. Wenn die Nockenverschiebung nicht abgeschlossen ist (S125: NEIN), wird das Bearbeiten von S124 fortgesetzt, und wenn die Nockenverschiebung abgeschlossen ist (S125: JA), verschiebt sich der Ablauf zu S126. Bei S126 wird die Zündkerze 25 nicht betätigt, um von dem SI Modus zu dem CI Modus umzuschalten.
  • Nachfolgend auf S126 wird bei S127 bestimmt, ob die Zustandsmenge im Inneren des Zylinders eingestellt ist (mit anderen Worten, ob die Abgastemperatur auf ein vorbestimmtes Niveau reduziert ist). Das Bearbeiten von S123 bis S127 entspricht dem zweiten und dritten Zyklus in dem Zeitdiagramm von 8, welches der zweiten Stufe der Übergangsregelung bzw. -steuerung entspricht. Wie dies in der detaillierten Beschreibung einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf 8 beschrieben ist, kann, wenn das externe EGR Gas in den Zylinder 18 in dem SI Modus vor dem Umschalten eingebracht wird, der Übergangsmodus über eine Mehrzahl von Zyklen durchgeführt werden. Wie dies oben beschrieben ist, kann die Bestimmung bei S127 basierend auf der Abgastemperatur durchgeführt werden, welche durch das PCM 10 abgeschätzt wird. Alternativ kann, wie dies oben beschrieben ist, die Anzahl von Zyklen, in welchen der Übergangsmodus durchgeführt wird, vorab eingestellt bzw. festgelegt werden.
  • Bei S128 wird die Abgas VVL 71 eingeschaltet, um die Regelung bzw. Steuerung mit zweimaligem Öffnen des Auslasses zu starten. S128 entspricht dem vierten Zyklus in 8, welcher der dritten Stufe der Übergangsregelung bzw. -steuerung entspricht. Somit ist das Umschalten von dem Bereich hoher Motorlast des SI Modus zu dem Bereich niedriger Motorlast des CI Modus abgeschlossen.
  • Es ist festzuhalten, dass mit bzw. 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 geringem Hub umschaltet. Der Ventilbetätigungsmechanismus des Einlassventils 21 kann anstelle der VVL eine CVVL (kontinuierlich variable Ventilanhebung) für ein kontinuierliches Variieren des Hubs bzw. Anhebens beinhalten. 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 Periode) des Einlassventils 21 kontinuierlich variiert werden.
  • 13 und 14 sind Zeitdiagramme, welche die Umschaltregelungen bzw. -steuerungen von dem SI Modus zu dem CI Modus mit der Konfiguration illustrieren, in welcher der Ventilbetätigungsmechanismus des Einlassventils 21 die CVVL beinhaltet. 13 bezieht sich auf das Umschalten von dem Bereich niedriger Motorlast des SI Modus zu dem Bereich niedriger Motorlast des CI Modus, wobei dies 7 entspricht. 14 bezieht sich auf das Umschalten von dem Bereich hoher Motorlast des SI Modus zu dem Bereich niedriger Motorlast des CI Modus, wobei dies 8 entspricht.
  • Zuerst wird in dem ersten Zyklus, welcher dem am weitesten links liegenden Teil in 13 entspricht, der Motor in dem Bereich niedriger Motorlast des SI Modus betrieben, 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 stellt den Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 auf einen vergleichsweise frühen Zeitpunkt vor dem IBDC ein. 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 alleine reguliert werden, und wird durch ein Drosseln des Drosselventils 36 kompensiert. Es ist festzuhalten, dass das Drosselventil 36 zunehmend 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 entsprechend dem Bereich niedriger Motorlast des SI Modus das externe EGR Gas nicht eingebracht. Darüber hinaus wird die Abgas VVL 71 aus- bzw. abgeschaltet.
  • In dem zweiten Zyklus wird, obwohl der SI Modus fortgesetzt wird, die VVT 72 betätigt, um den Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 zu verzögern, um für ein Durchführen der Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens des Auslasses nach einem Umschalten zu dem CI Modus vorzubereiten. Aufgrund der Tatsache, dass der Schließzeitpunkt verzögert ist bzw. wird, wird, da die Menge an Frischluft, welche in den Zylinder 18 einzubringen ist, im Vergleich zu dem ersten Zyklus erhöht wird, in dem zweiten Zyklus das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch ein Erhöhen der Kraftstoffeinspritzmenge beibehalten. Somit kann in dem zweiten Zyklus, wo der SI Modus fortgesetzt wird, ein Dreiweg-Katalysator verwendet werden, so dass die Verschlechterung der Abgasemissionsleistung vermieden wird. Darüber hinaus kann, um dasselbe Drehmoment relativ zu dem Anstieg in einer Kraftstoffeinspritzmenge beizubehalten, in dem zweiten Zyklus der Funkenzündungszeitpunkt im Vergleich zu demjenigen in dem ersten Zyklus verzögert werden. In dem zweiten Zyklus wird ähnlich zu dem ersten Zyklus die Abgastemperatur vergleichsweise hoch. In dem Zeitdiagramm von 13 entsprechen der erste und zweite Zyklus der ersten Stufe der Übergangsregelung bzw. -steuerung.
  • Der dritte Zyklus entspricht einem Zyklus, in welchem der SI Modus zu dem CI Modus umgeschaltet wird (der zweiten Stufe und dem Übergangsmodus). Hier ist bzw. wird das Drosselventil etwa vollständig geöffnet, und der Betrieb der Zündkerze 25 wird gestoppt bzw. angehalten. Darüber hinaus wird die Menge der Einspritzung durch die Einspritzeinrichtung 67 reduziert, um etwa dieselbe wie diejenige in dem ersten Zyklus zu sein. Als ein Resultat wird, da die Frischluftmenge erhöht wird, während die Kraftstoffmenge im Wesentlichen dieselbe verglichen mit dem ersten Zyklus ist, wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt ist, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases magerer als das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis. In ähnlicher Weise wird, da die Kraftstoffmenge verglichen mit dem zweiten Zyklus reduziert ist bzw. wird, wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt bzw. festgelegt ist, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases magerer selbst verglichen mit dem zweiten Zyklus. Somit wird in dem dritten Zyklus durch ein Verdichten des homogenen Mischgases, welches magerer als der erste und zweite Zyklus ist, um zu zünden und zu verbrennen, die Abgastemperatur abgesenkt.
  • Dann wird in dem folgenden vierten Zyklus die Abgas bzw. Auslass VVL 71 eingeschaltet, um die Regelung bzw. Steuerung mit zweimaligem Öffnen des Auslasses zu starten, und das Abgas mit einer vergleichsweise geringen Temperatur wird in den Zylinder 18 eingebracht. Somit wird das A/F des Mischgases mehr angereichert als dasjenige in dem dritten Zyklus, um stabil die Verdichtungszündungsverbrennung durchzuführen. Der vierte Zyklus entspricht der dritten Stufe der Übergangsregelung bzw. -steuerung.
  • Als nächstes wird in dem ersten Zyklus entsprechend dem am weitesten links liegenden Teil in 14 der Motor in dem Bereich hoher Motorlast des SI Modus betrieben und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases wird etwa auf das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ ≈ 1) eingestellt. Um die Frischluftmenge einzustellen, um der Menge des Kraftstoffs zu entsprechen, welche durch die verzögerte Einspritzung eingespritzt wird, 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. Somit wird die Frischluftmenge reguliert. Darüber hinaus wird in dem ersten Zyklus das externe EGR Gas in den Zylinder 18 eingebracht. Darüber hinaus wird die Auslass VVL 71 ausgeschaltet.
  • In dem zweiten Zyklus wird ähnlich zu dem zweiten Zyklus in 13 der SI Modus fortgesetzt und der Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 wird verzögert, um für die Regelung bzw. Steuerung mit zweimaligem Öffnen des Auslasses vorzubereiten. Die Kraftstoffeinspritzmenge wird erhöht, um der Frischluftmenge zu entsprechen, welche aufgrund des verzögerten Schließzeitpunkts erhöht ist bzw. wird. Somit wird auch in dem zweiten Zyklus das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases etwa auf das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt bzw. festgelegt. Daher entsprechen auch in 14 der erste und zweite Zyklus der ersten Stufe der Übergangsregelung bzw. -steuerung.
  • Der dritte Zyklus entspricht einem Zyklus, in welchem der SI Modus zu dem CI Modus (der zweiten Stufe, dem Übergangsmodus) umgeschaltet wird. 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. Darüber hinaus wird die Menge des Kraftstoffs, welche durch die Einspritzeinrichtung 67 eingespritzt wird, reduziert, um im Wesentlichen dieselbe wie diejenige in dem ersten Zyklus zu sein. Als ein Resultat wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases in dem dritten Zyklus magerer als das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Somit wird in dem dritten Zyklus durch ein Verdichten des homogenen Mischgases, welches magerer als der erste und zweite Zyklus ist, um zu zünden und zu verbrennen, die Abgastemperatur verringert. Es ist festzuhalten, dass in 14 das externe Abgas in dem ersten und zweiten Zyklus eingebracht wird, und das verbrannte Gas, welches in dem EGR Durchtritt 50 verbleibt, in den Zylinder 18 eingebracht wird, selbst nachdem sowohl das EGR Ventil 511 als auch das EGR Kühleinrichtungs-Bypassventil 531 geschlossen sind bzw. werden. Als ein Resultat wird die Abgastemperatur nicht ausreichend verringert bzw. abgesenkt. Daher wird der Übergangsmodus auch in dem folgenden vierten Zyklus durchgeführt, um die zweite Stufe fortzusetzen. Somit wird die Temperatur des Abgases ausreichend abgesenkt, so dass, wenn die Auslass VVL 71 eingeschaltet wird, um die Regelung bzw. Steuerung mit zweimaligem Öffnen des Auslasses im folgenden fünften Zyklus zu starten, die Verdichtungszündungsverbrennung stabil durch ein Einbringen des Abgases mit niedriger Temperatur in den Zylinder 18 durchgeführt werden kann, ohne eine Vorzündung zu bewirken. Der fünfte Zyklus entspricht der dritten Stufe der Übergangsregelung bzw. -steuerung.
  • Wie dies oben beschrieben ist, kann auch mit dem Ventilbetätigungsmechanismus des Einlassventils 21, beinhaltend die CVVL, eine ähnliche Übergangsregelung bzw. -steuerung, beinhaltend die erste, zweite und dritte Stufe, durchgeführt werden. Es ist festzuhalten, dass die VVL 73 sofort die Stufe der Übergangsregelung bzw. -steuerung von der ersten Stufe zu der zweiten Stufe 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
    21
    Einlassventil
    22
    Auslassventil
    25
    Zündkerze
    50
    EGR Durchtritt (externe EGR einstellendes Teil)
    51
    Hauptdurchtritt (externe EGR einstellendes Teil)
    511
    EGR Ventil (externe EGR einstellendes Teil)
    52
    EGR Kühleinrichtung (externe EGR einstellendes Teil)
    53
    EGR Kühleinrichtungs-Bypassdurchtritt (externe EGR einstellendes Teil)
    531
    EGR Kühleinrichtungs-Bypassventil (externe EGR einstellendes Teil)
    67
    Einspritzeinrichtung (Kraftstoffeinspritzventil)
    71
    Auslass VVL (interne EGR einstellendes Teil)
  • 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, und wobei der Zündungsmodus von dem Funkenzündungsmodus zu dem Verdichtungszündungsmodus umgeschaltet oder umschaltbar ist, indem in einer Reihenfolge eine erste Stufe, wo ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases auf einen vorbestimmten Wert festgelegt ist und die Funkenzündungsverbrennung durchgeführt wird, eine zweite Stufe, wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases magerer als die erste Stufe eingestellt ist und die Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird, und eine dritte Stufe durchgeführt werden, wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases fetter als die zweite Stufe eingestellt ist und die Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird.
  2. Motor nach Anspruch 1, darüber hinaus umfassend eine Einstelleinrichtung für eine interne Abgasrezirkulation (EGR) für ein Einstellen einer Abgasmenge, welche innerhalb eines Zylinders (18) des Motors in einer Periode von einem Auslasshub zu einem Einlasshub verbleibt, durch ein Regeln bzw. Steuern wenigstens eines eines Auslassventils (22) und eines Einlassventils (21) des Motors, wobei in der ersten und zweiten Stufe der Betrieb der internen EGR Einstelleinrichtung gestoppt ist, um die Abgasmenge zu reduzieren, welche innerhalb des Zylinders (18) verbleibt, und in der dritten Stufe die interne EGR Einstelleinrichtung betrieben wird, um die Abgasmenge zu erhöhen, welche innerhalb des Zylinders (18) verbleibt.
  3. Motor nach Anspruch 1 oder 2, darüber hinaus umfassend einen Einlassventil-Betätigungsmechanismus für ein Betätigen eines Einlassventils (21), wobei der Einlassventil-Betätigungsmechanismus in einem eines ersten Modus, in welchem das Einlassventil (21) mit einer ersten Hubeigenschaft geöffnet und geschlossen wird, und eines zweiten Modus betrieben oder betreibbar ist, in welchem das Einlassventil (21) mit einer zweiten Hubeigenschaft geöffnet und geschlossen wird, wobei die Frischluftmenge durch die zweite Hubeigenschaft verglichen mit derjenigen mit der ersten Hubeigenschaft vergrößert ist bzw. wird, und wobei das Einlassventil (21) in dem ersten Modus während der ersten Stufe und in dem zweiten Modus während der zweiten Stufe betrieben wird.
  4. Motor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases etwa auf ein theoretisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Funkenzündungsmodus, beinhaltend die erste Stufe, eingestellt bzw. festgelegt ist.
  5. Motor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Zündungsmodus von dem Funkenzündungsmodus, wo eine Motorlast bei einer vorbestimmten hohen Last liegt, zu dem Verdichtungszündungsmodus umgeschaltet oder umschaltbar ist, wo die Motorlast niedriger als die vorbestimmte hohe Last ist, oder von dem Funkenzündungsmodus, wo eine Motorlast bei einer vorbestimmten niedrigen Last liegt, zu dem Verdichtungszündungsmodus, wo die Motorlast bei der vorbestimmten niedrigen Last liegt.
  6. 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 (18) ausgetragen wird, zu der Einlassseite, wobei bei einem Umschalten von dem Funkenzündungsmodus, wo die externe EGR Einstelleinrichtung betrieben wird, zu dem Verdichtungszündungsmodus der Betrieb der externen EGR Einstelleinrichtung in der zweiten Stufe angehalten wird, und/oder die Anzahl von Motorzyklen der zweiten Stufe erhöht wird verglichen mit derjenigen bei einem Umschalten von dem Funkenzündungsmodus, wo die externe EGR Einstelleinrichtung nicht betrieben ist, zu dem Verdichtungszündungsmodus.
  7. Motor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei, wenn die Motorlast bei einer vorbestimmten niedrigen Last liegt, der Zündungsmodus zu dem Funkenzündungsmodus umgeschaltet wird, wo die externe EGR Einstelleinrichtung nicht betrieben wird, und wenn die Motorlast bei einer vorbestimmten hohen Last liegt, der Zündungsmodus zu dem Funkenzündungsmodus umgeschaltet wird, wo die externe EGR Einstelleinrichtung betrieben wird.
  8. Regel- bzw. Steuervorrichtung für einen Funkenzündungsmotor, wobei die Vorrichtung eine Regel- bzw. Steuereinrichtung (10) umfasst, welche den Motor betreibt und regelt bzw. steuert, indem wenigstens ein Kraftstoffeinspritzventil (67) und eine Zündkerze (25) des Motors geregelt bzw. gesteuert werden, wobei die Regel- bzw. Steuereinrichtung (10) einen Zündungsmodus des Motors auf der Basis eines Betriebszustands davon 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 umschaltet, indem in einer Reihenfolge eine erste Stufe, wo ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases auf einen vorbestimmten Wert festgelegt ist und die Funkenzündungsverbrennung durchgeführt wird, eine zweite Stufe, wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases magerer als in der ersten Stufe eingestellt ist und die Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird, und eine dritte Stufe durchgeführt werden, wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mischgases fetter als in der zweiten Stufe eingestellt ist und die Verdichtungszündungsverbrennung durchgeführt wird.
  9. Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines Funkenzündungsmotors, umfassend die Schritte: eines Schaltens bzw. Umschaltens eines Zündungsmodus des Motors auf der Basis eines Betriebszustands davon 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 der Zündkerze (25) durchgeführt wird, um das Mischgas zu verbrennen, und eines Umschaltens des Zündungsmodus von dem Funkenzündungsmodus zu dem Verbrennungszündungsmodus, indem in einer Reihenfolge durchgeführt werden: ein Einstellen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Mischgases in einer ersten Stufe auf einen vorbestimmten Wert und ein Durchführen der Funkenzündungsverbrennung, ein Einstellen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Mischgases in einer zweiten Stufe magerer als in der ersten Stufe und ein Durchführen der Verdichtungszündungsverbrennung, und ein Einstellen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Mischgases in einer dritten Stufe fetter als in der zweiten Stufe und ein Durchführen der Verdichtungszündungsverbrennung.
  10. Computerprogrammprodukt, welches, wenn auf ein geeignetes System geladen und auf diesem ausgeführt, die Schritte des Verfahrens von Anspruch 9 durchführen kann.
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