用于内燃机的控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于内燃机的控制器，更特别地，涉及用于火花点火型内燃机的控制器。
【背景技术】
[0002]公开号为2012-021501的日本专利申请(JP 2012-021501A)公开一种用于这样的内燃机的控制器:该内燃机配备有在缸体内产生滚流的滚流控制阀。在这种传统控制器中，基于设置在节流阀上游的第一空气流量计的检测值和直接设置在滚流控制阀(TCV)下方的第二空气流量计的检测值计算推定滚流比。对TCV的开度执行反馈控制，以使所计算的推定滚流比遵循目标滚流比。目标滚流比被设定为处于允许的控制范围内，以避免哑火和燃耗不稳定性。
[0003]尽管滚流比(滚流的流速与引擎转速的比)被控制在固定范围内，但是当引擎转速改变时，滚流的速度也改变。在空气-燃料混合物中的燃料浓度低的情况下执行的稀薄燃烧工作(例如，以高于理论配比的空气-燃料比(A/F)执行的操作，或者其中包含大量EGR气体的空气被燃烧的排气再循环(EGR)工作)期间，点火时的火花塞(sparkplug)周围的气体流速或者太高或者太低，并且难以实现稳定的点火。
【发明内容】
[0004]考虑到上述问题，本发明提供一种用于内燃机的控制器，该控制器有助于改善在空气-燃料混合物中的燃料浓度低的条件下执行的稀薄燃烧工作期间的空气-燃料混合物的点火。
[0005]本发明的一方面提供一种用于内燃机的控制器，该内燃机包括燃烧室和火花塞。所述火花塞被布置在所述燃烧室的上壁面的中心部附近，并且用于点燃空气-燃料混合物。对于所述内燃机，在稀薄燃烧工作期间，在所述燃烧室的缸体内产生滚流。所述用于内燃机的控制器配备电子控制单元。所述电子控制单元被配置为根据引擎转速在第一滚动形状与第二滚动形状之间改变所述滚流的形状，所述第一滚动形状被设置为，使得在所述内燃机点火时，所述火花塞周围的气体的流动方向在压缩行程的后半段中是从进气阀侧朝向排气阀侧的方向，以及所述第二滚动形状被设置为，使得在缸内气体在所述压缩行程中被压缩的过程中，由于改变为从所述燃烧室上方观察时具有旋转方向彼此相反的两个旋流成分的所述滚流，所述气体的流动方向在所述压缩行程的后半段中自从所述进气阀侧朝向所述排气阀侧的方向反转为从所述排气阀侧朝向所述进气阀侧的方向。
[0006]当产生具有所述第二滚动形状的所述滚流时，与产生具有所述第一滚动形状的所述滚流的情况相比，所述火花塞周围的气体流速在所述压缩行程中在更早的时间开始减小，并且所述气体流动的方向不久反转。因此，通过具有上述配置的控制器，点火时的所述火花塞周围的气体流速可通过根据引擎转速在所述第一滚动形状与所述第二滚动形状之间改变所述滚流的形状而被控制，所述第一滚动形状使得所述火花塞周围的气体流动方向在压缩行程的后半段中不反转，所述第二滚动形状使得所述气体流动方向反转。因此，可以提供一种用于内燃机的控制器，该控制器提高在空气-燃料混合物中的燃料浓度低的条件下执行的稀薄燃烧工作期间的空气-燃料混合物的点火能力。
[0007]在所述控制器中，所述电子控制单元可被配置为，通过根据所述引擎转速在所述第一滚动形状与所述第二滚动形状之间改变所述滚流的形状，将点火时的所述火花塞周围的气体流速控制在预定流速范围内。
[0008]通过具有上述配置的控制器，点火时的所述火花塞周围的气体流速可被控制在适合于点火的范围内，而不管所述引擎转速如何。
[0009]在所述控制器中，所述电子控制单元可被配置为，在第一引擎转速区域内将所述滚流的形状改变为所述第一滚动形状，以及所述电子控制单元可被配置为，在第二引擎转速区域内将所述滚流的形状改变为所述第二滚动形状，所述第二引擎转速区域是高于所述第一引擎转速区域的引擎转速区域。
[0010]流入缸体的气体的流速与所述引擎转速成比例。因此，当不对点火时的所述火花塞周围的气体流速执行任何控制时，所述气体流速与所述引擎转速成比例地单调递增。因此，通过具有上述配置的控制器，在所述第一引擎转速区域中，通过选择所述第一滚动形状以及抑制产生具有所述第二滚动形状的流，可以抑制点火时的所述火花塞周围的气体流速减小，而在位于高旋转侧的所述第二引擎转速区域中，通过选择所述第二滚动形状，可以抑制点火时的所述火花塞周围的气体流速的减小。
[0011]进一步地，在所述控制器中，所述电子控制单元可被配置为，通过以下方式将所述滚流的形状改变为所述第二滚动形状:即，增大在所述内燃机的所述压缩行程的后半段中在进气-排气方向上穿过所述燃烧室的缸径中心的剖面附近的滚流的涡心相对于所述燃烧室的容积中心的偏移。
[0012]进一步地，在所述控制器中，所述电子控制单元可被配置为，当在所述第二引擎转速区域内产生所述第二滚动形状时，在所述引擎转速高的情况下增大相对于所述燃烧室的容积中心的偏移。
[0013]通过具有上述配置的控制器，具有所述第二滚动形状的所述滚流可通过以下方式产生:即，增大在所述压缩行程的后半段中在进气-排气方向上穿过所述缸径中心的剖面附近的所述滚流的涡心相对于所述燃烧室的容积中心的偏移。
[0014]进一步地，在所述控制器中，所述电子控制单元可被配置为，通过以下方式将所述滚流的形状改变为所述第二滚动形状:即，增大在所述内燃机的进气行程中流入所述燃烧室的进气的流量中从进气端口朝向所述燃烧室的中心部的进气的流量的比例。
[0015]通过具有上述配置的控制器，具有所述第二滚动形状的所述滚流可通过以下方式产生:即，增大在所述进气行程中流入所述燃烧室的进气的流量中从进气端口朝向所述燃烧室的中心部的进气的流量的比例。
[0016]在所述控制器中，所述内燃机可配备进气可变阀装置，所述进气可变阀装置改变所述进气阀的升程量。除了所述燃烧室的中心侧的区域之外，可在所述燃烧室的壁面上设置突出物，以围绕所述进气端口的出口。所述电子控制单元可被配置为，控制所述进气可变阀装置，以便当所述引擎转速高时，所述进气阀的升程量与所述引擎转速低时的所述进气阀的升程量相比较小。
[0017]在所述控制器中，所述电子控制单元可被配置为，控制所述进气可变阀装置，以便当所述引擎转速高时，所述进气阀的升程量是与所述引擎转速低时的所述进气阀的升程量相比较小的预定升程量。进一步地，所述电子控制单元可被配置为，控制所述进气可变阀装置，以便当所述引擎转速高时，随着所述引擎转速增加，所述进气阀的升程量持续减小到与所述引擎转速低时的所述进气阀的升程量相比较小的升程量。
[0018]当所述进气阀的升程量小时，与升程量大的情况相比，通过所述突出物便利所述进气朝着所述燃烧室的中心流动。因此，便利产生具有所述第二滚动形状的所述滚流。因此，通过上述控制器，当所述引擎转速低时，通过抑制具有所述第二滚动形状的所述滚流的产生，可阻止点火时的所述火花塞周围的气体流速的减小。同时，当所述引擎转速高时，可以控制点火时的所述火花塞周围的气体流速。因此，点火时的所述火花塞周围的气体流速可被控制在适合于点火的范围内，而不管所述引擎转速如何。
[0019]进一步地，在所述控制器中，所述内燃机可配备进气可变阀装置，所述进气可变阀装置改变所述进气阀的升程量。在所述燃烧室的中心侧的区域中，可以在所述燃烧室的壁面上设置突出物，以围绕所述进气端口的出口。所述电子控制单元可被配置为，控制所述进气可变阀装置，以便当所述引擎转速高时，所述进气阀的升程量与所述引擎转速低时的所述进气阀的升程量相比较大。
[0020]在所述控制器中，所述电子控制单元可被配置为，控制所述进气可变阀装置，以便当所述引擎转速高时，所述进气阀的升程量是与所述引擎转速低时的所述进气阀的升程量相比较大的预定升程量。进一步地，在所述控制器中，所述电子控制单元被配置为，控制所述进气可变阀装置，以便当所述引擎转速高时，随着所述引擎转速增加，所述进气阀的升程量持续增加到与所述引擎转速低时的所述进气阀的升程量相比较大的升程量。
[0021]通过上述控制器，当所述进气阀的升程量大时，与升程量小的情况相比，通过所述突出物便利所述进气朝着所述燃烧室的中心流动。因此，便利产生具有所述第二滚动形状的所述滚流。因此，通过上述控制器，当所述引擎转速低时，通过抑制具有所述第二滚动形状的所述滚流的产生，可阻止点火时的所述火花塞周围的气体流速的减小。同时，当所述引擎转速高时，通过产生具有所述第二滚动形状的所述滚流，可阻止点火时的所述火花塞周围的气体流速的增加。因此，点火时的所述火花塞周围的气体流速可被控制在适合于点火的范围内，而不管所述引擎转速如何。
[0022]在所述控制器中，当所述气体流动方向的反转时间在所述火花塞的点火时间之后时，产生所述第二滚动形状。所述内燃机可配备进气可变阀装置。所述进气可变阀装置可被配置为，改变具有所述进气阀的阀升程量当中的最大阀升程的时间段。所述电子控制单元可被配置为，控制所述进气可变阀装置，以便当所述引擎转速高时，具有所述最大阀升程的时间段与所述引擎转速低时的具有所述最大阀升程的时间段相比较短。
[0023]在所述控制器中，所述电子控制单元可被配置为，控制所述进气可变阀装置，以便当所述引擎转速高时，具有所述最大阀升程的时间段是与所述引擎转速低时的具有所述最大阀升程的时间段相比较短的预定时间段。进一步地，在所述控制器中，所述电子控制单元可被配置为，控制所述进气可变阀装置，以便当所述引擎转速高时，随着所述引擎转速增加，具有所述最大阀升程的时间段持续减小到与所述引擎转速低时的具有所述最大阀升程的时间段相比较短的时间段。
[0024]当具有所述进气阀的最大阀升程的时间段延长时，所述进气易于以分散的状态流入所述缸体内，而不会形成团。同时，当具有所述进气阀的最大阀升程的时间段缩短时，所述进气易于作为聚集的团流入所述缸体内。当所述进气作为聚集的团流入缸体内时，很容易产生具有所述第二滚动形状的所述滚流。因此，通过上述控制器，当所述引擎转速低时，抑制具有所述第二滚动形状的所述滚流的产生，从而可以抑制点火时的所述火花塞周围的气体流速的减小，在该引擎转速，具有所述最大阀升程的时间段被控制为相对长的值。同时，当所述引擎转速高时，抑制具有所述第二滚动形状的所述滚流的产生，从而可以抑制点火时的所述火花塞周围的气体流速的增加，在该引擎转速，具有所述最大阀升程的时间段被控制为相对小的值。因此，点火时的所述火花塞周围的气体流速可被控制在适合于点火的范围内，而不管所述引擎转速如何。
【附图说明】
[0025]下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点和技术及工业意义，在这些附图中，相同的附图标记表示相同的要素，其中:
[0026]图1是用于解释本发明的实施例1的内燃机的系统配置的示意图；
[0027]图2表示空气-燃料混合物的点火延迟、火花塞周围的气体流速以及空气-燃料混合物的燃料浓度之间的关系；
[0028]图3按时间顺序示出在内燃机中出现放电中断的情况下，放电时间段内的放电火花的行为；
[0029 ]图4A、4B和4C用于解释当缸体内产生的滚流在内燃机中具有通常滚动形状时实现的具体特征；
[0030]图5A、5B和5C用于解释当缸体内产生的滚流在内燃机中具有ω滚动形状时实现的具体特征；
[0031 ]图6Α和6Β表示当产生具有ω滚动形状的滚流时，在压缩行程的后半段中缸体内的气体流速的变化；
[0032]图7Α和7Β用于解释适合于产生具有ω滚动形状的滚流的条件；
[0033]图8用于针对通常滚动形状和ω滚动形状比较和解释在压缩行程后半段中塞附近流速的变化；
[0034]图9用于解释本发明的实施例1的点火时的塞附近流速的特定控制；
[0035]图10Α、1B和1C用于解释本发明的实施例1中用于通过以下方式控制点火时的塞附近流速的方法:即，通过使用TCV调整滚流比来控制具有ω滚动形状的滚流的产生和不产生;
[0036]图11是在实施例1中执彳丁的例程的流程图；
[0037]图12Α、12Β和12C用于解释本发明的实施例2中用于通过以下方式控制点火时的塞附近流速的方法:即，通过使用TCV改变滚流比来控制具有ω滚动形状的滚流的产生和不产生;
[0038]图13是在实施例2中执彳丁的例程的流程图；
[0039]