BR112018009517B1

BR112018009517B1 - Método de controle e dispositivo de controle de motor de combustão interna

Info

Publication number: BR112018009517B1
Application number: BR112018009517-6A
Authority: BR
Inventors: Yoshihiko IWABUCHI; Daisuke Tanaka; Ryo Uchida
Original assignee: Nissan Motor Co., Ltd; Renault S.A.S
Priority date: 2015-11-10
Filing date: 2015-11-10
Publication date: 2022-09-27
Also published as: WO2017081755A1; RU2690702C1; US11473493B2; MX2018005751A; CA3004539C; MY188898A; KR102018012B1; EP3376019A4; BR112018009517A2; KR20180070646A; JP6551535B2; CN108368817B; EP3376019B1; CA3004539A1; CN108368817A; JPWO2017081755A1; EP3376019A1; US20180328262A1

Abstract

MÉTODO DE CONTROLE E DISPOSITIVO DE CONTROLE DE MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA. A presente invenção refere-se a um método de controle de um motor de combustão interna incluindo uma válvula de injeção de combustível tendo uma pluralidade de furos de injeção e adaptada para injetar diretamente um combustível em um cilindro e uma vela de ignição adaptada para gerar um canal de descarga de vela, após a injeção de combustível, a ignição por centelha é executada enquanto a turbulência em um fluxo de ar é gerada pela injeção de combustível por uma vela de ignição disposta de forma que uma região de descarga esteja entre aspersões de combustível injetadas a partir dos dois furos de injeção adjacentes e localizados dentro de uma faixa onde a turbulência no fluxo de ar é gerada.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001] A presente invenção refere-se a um método de controle e a um dispositivo de controle de um motor de combustão interna.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] JP2009-85012A descreve o aprimoramento da homogeneidade de uma mistura em um cilindro executando injeção de combustível principal durante um ciclo de admissão e executando subinjeção combustível durante um ciclo de compressão, de modo a reforçar o fluxo rotativo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[003] No entanto, o fluxo rotativo é gradualmente enfraquecido à medida que o ciclo de compressão progride e é quebrado no final e assim, mesmo se o fluxo rotativo é reforçado como no documento mencionado acima, o fluxo rotativo não pode ser mantido até o momento da ignição facilmente. Então, quanto mais fraco o fluxo de gás no cilindro estiver no momento da ignição, menor será a estabilidade de combustão. Ou seja, a homogeneidade da mistura no cilindro pode ser aprimorada reforçando-se o fluxo rotativo como no documento mencionado acima, mas mesmo se a mistura for homogeneizada, não se pode esperar ignição confiável sem extensão suficiente de um canal de descarga de vela em uma vela de ignição.

[004] Um objetivo da presente invenção é aprimorar a capacidade de ignição em um motor de combustão interna de injeção direta em cilindro.

[005] De acordo com uma modalidade da presente invenção, um método de controle de um motor de combustão interna compreendendo uma válvula de injeção de combustível tendo uma pluralidade de orifícios de injeção e adaptada para injetar diretamente um combustível em um cilindro e uma vela de ignição adaptada para inflamar o combustível injetado é fornecido. No método de controle, a injeção de combustível é executada a partir da válvula de injeção de combustível e a ignição é executada enquanto a turbulência em um fluxo de ar é gerada pela injeção de combustível pela vela de ignição disposta de forma que uma região de descarga seja colocada entre aspersões de combustíveis injetadas a partir dos dois orifícios de injeção adjacentes e está localizada dentro de uma faixa onde a turbulência no fluxo de ar é gerada.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[006] A Figura 1 é uma vista explicativa da configuração inteira de um sistema de motor de combustão interna.

[007] A Figura 2 é uma vista explicativa de um fluxo rotativo gerado em um cilindro.

[008] A Figura 3 é uma vista explicativa da quebra do fluxo de tombo.

[009] A Figura 4A é uma vista que ilustra uma relação entre o tempo de injeção de combustível e o tempo de ignição.

[010] A Figura 4B é uma vista que ilustra uma relação entre o tempo de injeção de combustível e o tempo de ignição.

[011] A Figura 5 é uma vista explicativa da fluidez conferida na vizinhança de uma vela.

[012] A Figura 6 é uma vista explicativa de um aumento em um fluxo turbulento por uma válvula de injeção de combustível.

[013] A Figura 7 é uma vista explicativa de um canal de descarga de vela na vizinhança de uma vela de ignição.

[014] A Figura 8 é uma vista que ilustra uma forma de injeção de uma válvula de injeção de combustível.

[015] A Figura 9 é uma vista para explicar um feixe de aspersão.

[016] A Figura 10 é uma vista que ilustra uma disposição da vela de ignição e da válvula de injeção de combustível em uma primeira modalidade.

[017] A Figura 11 é uma vista para explicar um fluxo contraído.

[018] A Figura 12 é uma vista que ilustra uma relação entre uma região de descarga e o feixe de aspersão.

[019] A Figura 13 é uma vista para explicar uma posição da vela de ignição e a estabilidade da combustão.

[020] A Figura 14 é uma vista que ilustra uma relação entre a posição da vela de ignição e a estabilidade da combustão.

[021] A Figura 15 é uma vista que ilustra uma relação entre a região de descarga e o feixe de aspersão.

[022] A Figura 16 é uma vista que ilustra uma relação entre a posição da vela de ignição e uma relação equivalente.

[023] A Figura 17 é uma vista que ilustra um caso em que uma superfície da parede da câmara de combustão está localizada em uma posição mais próxima do que o feixe de aspersão adjacente.

[024] A Figura 18 é um fluxograma do controle da extensão do canal de descarga da vela.

[025] A Figura 19 é uma vista que ilustra uma relação entre uma velocidade de fluxo na vizinhança da vela de ignição e um período de combustão.

[026] A Figura 20 é uma vista que ilustra uma relação entre a velocidade de fluxo na vizinhança da vela de ignição e uma quantidade de operação da válvula de injeção de combustível.

[027] A Figura 21 é uma vista explicativa de um efeito do aprimoramento da resistência à prova de A / F por transmissão de fluidez.

[028] A Figura 22 é uma vista explicativa de uma região de operação à qual esta modalidade é aplicada.

[029] A Figura 23 é uma vista que ilustra uma disposição de uma vela de ignição e uma válvula de injeção de combustível em uma segunda modalidade.

[030] A Figura 24 é uma vista que ilustra uma relação entre um feixe de aspersão e uma região de descarga em uma terceira modalidade.

[031] A Figura 25 é uma vista para explicar uma posição da vela de ignição e a estabilidade da combustão.

[032] A Figura 26 é uma vista que ilustra uma relação entre a estabilidade da combustão e uma pressão de injeção de combustível.

[033] A Figura 27 é um fluxograma que ilustra uma rotina de controle em uma quarta modalidade.

[034] A Figura 28 é uma vista que ilustra outro exemplo de um motor de combustão interna ao qual a primeira modalidade da quarta modalidade pode ser aplicada.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[035] As modalidades da presente invenção serão explicadas abaixo com relação aos desenhos em anexo e similares.

[Primeira Modalidade]

[036] A Figura 1 é uma vista explicativa da configuração inteira de um sistema de motor de combustão interna. No sistema de motor de combustão interna 1, um motor de combustão interna 10 é conectado a uma passagem de admissão 51. O motor de combustão interna 10 é também conectado a uma passagem de escape 52.

[037] Na passagem de admissão 51, uma válvula de controle de rotação 16 é fornecida. A válvula de controle de rotação 16 gera fluidez da rotação em um cilindro fechando uma parte de uma seção de canal da passagem de admissão 51.

[038] Na passagem de admissão 51, um tanque coletor 46 é fornecido. Ao tanque coletor 46, uma passagem EGR 53b é conectada.

[039] Na passagem de admissão 51, um medidor de fluxo de ar 33 é fornecido. Um controlador 50 conectado ao medidor de fluxo de ar 33 obtém uma quantidade de admissão na passagem de admissão 51 a partir de um medidor de fluxo de ar 33. Além disso, na passagem de admissão 51, um sensor de temperatura de admissão 34 é fornecido. O controlador 50 conectado ao sensor de temperatura de admissão 34 obtém uma temperatura de um ar que passa através da passagem de admissão 51 a partir do sensor de temperatura de admissão 34.

[040] Além disso, na passagem de admissão 51, um acelerador eletrônico de controle 41 é fornecido, e a abertura do acelerador é controlada pelo controlador 50.

[041] Na passagem de escape 52, são fornecidos catalisadores de purificação de gases de escape 44 e 45 para purificação de escape. Catalisadores de três vias ou similares são usados para os catalisadores de purificação de gás de escape 44 e 45. A passagem de escape 52 se ramifica em uma passagem EGR 53 conectada ao tanque coletor 46 no meio.

[042] Na passagem EGR 53, um refrigerador EGR 43 é fornecido. Na passagem 53 de EGR, é fornecida uma válvula EGR 42. A válvula EGR 42 é conectada ao controlador 50. Então, a abertura da válvula EGR 42 é controlada pelo controlador 50 de acordo com uma condição de operação do motor de combustão interna 10.

[043] O motor de combustão interna 10 inclui uma vela de ignição 11, uma válvula de injeção de combustível 12, um mecanismo de controle de tempo de válvula no lado de admissão 13, um mecanismo de controle de tempo de válvula no lado de escape 14, e uma bomba de injeção de combustível 15. A válvula de injeção de combustível 12 é uma válvula de injeção acima à direita e é fornecida na vizinhança da vela de ignição 11.

[044] A vela de ignição 11 executa a ignição por centelha em uma câmara de combustão do motor de combustão interna 10. A vela de ignição 11 é conectada ao controlador 50, e o tempo de ignição por centelha é controlado pelo controlador 50. A vela de ignição 11 também é operada como um sensor de velocidade de fluxo 23 como será descrito posteriormente. Um método para detectar uma velocidade de fluxo será descrito posteriormente.

[045] A válvula de injeção de combustível 12 injeta diretamente um combustível na câmara de combustão do motor de combustão interna 10. A válvula de injeção de combustível 12 é conectada ao controlador 50 de modo que o tempo de injeção de combustível é controlado. Nesta modalidade, a chamada injeção de múltiplos estágios, na qual a injeção de combustível, incluindo o ciclo de admissão, é executada, é executada diversas vezes. A bomba de injeção de combustível 15 fornece um combustível pressurizado a um duto de fornecimento de combustível conectado a essa válvula de injeção de combustível 12.

[046] O mecanismo de controle de tempo da válvula no lado de admissão 13 altera o tempo de abertura / fechamento de uma válvula de admissão. O mecanismo de controle do tempo da válvula no lado do escape 14 altera o tempo de abertura / fechamento de uma válvula de escape. O mecanismo de controle do tempo da válvula no lado de admissão 13 e o mecanismo de controle do tempo da válvula no lado de escape 14 estão conectados ao controlador 50. Então, seu tempo de abertura / fechamento é controlado pelo controlador 50. Aqui, o mecanismo de controle do tempo da válvula no lado de admissão 13 e o mecanismo de controle do tempo da válvula no lado de escape 14 são mostrados, mas qualquer um deles pode ser fornecido.

[047] No motor de combustão interna 10, um sensor de ângulo de manivela 27 e um sensor de pressão em cilindro 35 são fornecidos. O sensor de ângulo de manivela 27 detecta um ângulo de manivela no motor de combustão interna 10. O sensor de ângulo de manivela 26 é conectado ao controlador 50 e envia um ângulo de manivela do motor de combustão interna 10 para o controlador 50.

[048] O sensor de pressão em cilindro 35 detecta uma pressão da câmara de combustão no motor de combustão interna 10. O sensor de pressão em cilindro 35 é conectado ao controlador 50. Em seguida, ele envia uma pressão na câmara de combustão no motor de combustão interna 10 para o controlador 50.

[049] Além disso, o motor de combustão interna 10 pode incluir um sensor de detonação 21 e um sensor de pressão de combustão 24. O controlador 50 lê as saídas dos vários sensores mencionados acima e dos outros sensores, não mostrados, e controla o tempo da ignição, tempo da válvula, uma relação ar- combustível e similares com base neles. Além disso, o controlador 50 executa o controle de extensão de canal de descarga da vela, que será descrito posteriormente.

[050] A Figura 2 é uma vista explicativa da fluidez da rotação gerada no cilindro. A Figura 3 é uma vista explicativa da quebra da fluidez da rotação. Nestas figuras, a passagem de admissão 51, a passagem de escape 52, a vela de ignição 11, a válvula de injeção de combustível 12 e uma válvula de controle de rotação 16 são ilustradas. Além disso, um eletrodo central 11a e um eletrodo externo 11b da vela de ignição 11 são ilustrados. Além disso, na Figura 2, a fluidez da rotação no cilindro no ciclo de admissão é indicada por uma seta. Na Figura 3, a fluidez da rotação no cilindro no ciclo de compressão é indicada por uma seta.

[051] No ciclo de admissão, quando a válvula de controle de rotação 16 é fechada, a admissão flui mais próxima de um lado superior na figura da passagem de admissão 51 e flui para o cilindro. Como um resultado, a fluidez da rotação virando em uma direção vertical é formada no cilindro, conforme ilustrado. Depois disso, com uma elevação de um pistão no ciclo de compressão, a câmara de combustão no cilindro é estreitada. Quando a câmara de combustão é estreitada, a fluidez da rotação é esmagada, e a manutenção da fluidez torna-se gradualmente difícil (Figura 3) e é quebrada no final.

[052] Enquanto a fluidez da rotação é mantida, uma mistura do combustível e da admissão é promovida. Assim, a mistura no cilindro é homogeneizada após a quebra da fluidez da rotação. No entanto, após a quebra da fluidez da rotação, a fluidez é enfraquecida no cilindro, e um canal de descarga de vela CN não é mais suficientemente estendido na vela de ignição. Particularmente, se a fluidez na vizinhança da vela de ignição enfraquecer, um núcleo de chama gerado pela ignição por centelha não pode crescer facilmente, o que causa falha de ignição ou queima parcial facilmente.

[053] Assim, nesta modalidade, fluidez é conferida à vizinhança da vela de ignição no tempo na vizinhança da ignição de modo que o canal de descarga de vela CN seja suficientemente estendido na vela de ignição após o ponto morto superior de compressão. Especificamente, além do ciclo de admissão e um ciclo de expansão na injeção de múltiplos estágios, a injeção de combustível pode ser adicionalmente executada durante um período após a quebra da fluidez de rotação até a geração do canal de descarga de vela (Figura 4A) ou a injeção de curso de expansão da injeção de múltiplos estágios pode ser executada durante um período após a quebra da fluidez de rotação até a geração do canal de descarga de vela (Figura 4B). Contudo, considerando uma possibilidade de adesão de uma parte da aspersão aos eletrodos 11a e 11b da vela de ignição 11 devido à turbulência em um fluxo de ar na aspersão de combustível que será descrita posteriormente, uma pequena quantidade (aproximadamente 10% da quantidade total de injeção) do combustível é de preferência injetada apenas para estender o canal de descarga de vela CN após a injeção do ciclo de expansão como na Figura 4A.

[054] O “canal de descarga de vela” significa aqui um arco gerado entre os eletrodos 11a e 11b da vela de ignição. Uma vez que a válvula de injeção de combustível 12 está disposta na vizinhança da vela de ignição 11, uma parte do combustível injetado passa na vizinhança da vela de ignição 11. Como um resultado, a fluidez é conferida à vizinhança da vela de ignição 11.

[055] Além disso, ao conferir fluidez para que o canal de descarga de vela seja estendido, o crescimento do núcleo de chama é promovido, onde um aprimoramento maior da capacidade de combustão é esperado. A extensão do canal de descarga de vela será descrita posteriormente.

[056] A Figura 5 é uma vista explicativa da fluidez conferida na vizinhança da vela. Como descrito acima, a válvula de injeção de combustível 12 é uma válvula de injeção acima à direita e é fornecida na vizinhança da vela de ignição 11. Assim, uma parte do combustível injetado passa na vizinhança de um espaço de descarga. Assim, a injeção de combustível é executada após a fluidez da rotação ser quebrada, e a fluidez pode ser conferida à vizinhança da vela de ignição. Uma forma de aspersão de combustível injetada a partir da válvula de injeção de combustível 12 e uma relação de posição entre a aspersão de combustível e a vela de ignição 11 serão descritas posteriormente.

[057] A Figura 6 é uma vista explicativa de um aumento na turbulência por uma válvula de injeção de combustível. A Figura 6 ilustra a intensidade da turbulência no cilindro quando a injeção de combustível é executada em tempo arbitrário. Em um gráfico na Figura 6, um eixo lateral indica um ângulo de manivela a partir de um ponto morto inferior de admissão para um ponto morto superior de compressão, e um eixo vertical indica a intensidade de turbulência. A fluidez da rotação é quebrada no ciclo de compressão, conforme descrito acima. Assim, a intensidade da turbulência enfraquece gradualmente no ciclo de compressão. No entanto, como ilustrado na Figura 6, sabe-se que a intensidade da turbulência pode ser aumentada executando-se a injeção de combustível em tempo arbitrário. Ou seja, a fluidez pode ser conferida executando-se a injeção de combustível.

[058] A Figura 7 é uma vista explicativa do canal de descarga de vela na vizinhança da vela de ignição. A Figura 7 ilustra o eletrodo central 11a e o eletrodo externo 11b da vela de ignição 11. Ademais, o canal de descarga de vela estendido CN é ilustrado. Aqui, a fim de chamar a atenção para um estado do canal de descarga de vela CN, a válvula de injeção de combustível 12 é omitida, mas é fornecida mais próxima da passagem de admissão 51 similarmente à Figura 5 descrita acima. Se a fluidez puder ser conferida à vizinhança da vela de ignição de modo que o canal de descarga de vela CN seja suficientemente estendido, a extremidade distal da válvula de injeção de combustível 12 não precisa necessariamente ser direcionada à vela de ignição 11, mas uma modalidade pode ser tal que a extremidade distal é direcionada para uma direção diferente, mas a reflexão na câmara de combustão transmite fluidez à vizinhança da vela de ignição.

[059] A fluidez na vizinhança da vela de ignição 11, após a quebra da fluidez da rotação, é pequena. Assim, quando a ignição por centelha é executada, o canal de descarga de vela CN é normalmente gerado através do eletrodo central 11a e o eletrodo externo 11b é substancialmente linear. No entanto, nesta modalidade, durante um período após a quebra da fluidez da rotação até a geração do canal de descarga de vela CN, a fluidez é conferida à vizinhança da vela de ignição 11 pela injeção de combustível pela válvula de injeção de combustível 12. Então, por meio da fluidez conferida, o canal de descarga de vela CN entre o eletrodo central 11a e o eletrodo externo 11b é estendido como ilustrado na Figura 7.

[060] Ao configurar como acima, o canal de descarga de vela CN pode ser estendido conferindo fluidez à câmara de combustão após a quebra da fluidez de rotação e, portanto, a queima parcial e a falha de ignição podem ser suprimidas e a estabilidade de combustão pode ser melhorada. Particularmente, mesmo sob circunstâncias em que a combustão da propagação da chama é menos fácil do que o habitual, tal como um caso em que o EGR é usado ou a combustão pobre é empregada como descrito posteriormente, a ignição por centelha pode ser executada de forma estável.

[061] Posteriormente, uma forma de aspersão de combustível injetado a partir da válvula de injeção de combustível 12 e a relação de posição entre a aspersão de combustível e a vela de ignição 11 será explicada.

[062] A Figura 8 ilustra uma forma da aspersão de combustível injetado a partir da válvula de injeção de combustível 12. A Figura 9 é uma vista de um plano que inclui um círculo A na Figura 8 quando visto a partir de uma direção de seta IX na Figura 8.

[063] Na válvula de injeção de combustível 12 nesta modalidade, o combustível é injetado a partir de seis orifícios de injeção. Assumindo-se que as aspersões de combustível injetado a partir dos seis orifícios de injeção (a seguir, também chamado de um feixe de aspersão) são de B1 a B6, cada um dos feixes de aspersão tem uma forma cônica na qual uma seção de aspersão fica mais ampla à medida que vai além do orifício de injeção. Além disso, uma seção obtida cortando- se os feixes de aspersão B1 a B6 em um plano que inclui o círculo A, eles estão dispostos anularmente em intervalos iguais, como ilustrado na Figura 9.

[064] A Figura 10 é uma vista que ilustra a relação de posição entre os feixes de aspersão B1 a B6 e a vela de ignição 11. A válvula de injeção de combustível 12 está disposta em uma linha pontilhada C que é uma linha bissetora de um ângulo formado por um eixo central B2c do feixe de aspersão B2 e um eixo central B3c do feixe de aspersão B3.

[065] A Figura 11 é uma vista para explicar um efeito obtido pela disposição como na Figura 10.

[066] O combustível injetado a partir da válvula de injeção de combustível 12 é dividido em gotículas e torna-se aspersões, e elas avançam enquanto entrando no ar ambiente, como indicado por setas em negrito na figura. Como um resultado, a turbulência no fluxo de ar é gerada em torno das aspersões.

[067] Além disso, quando há um objeto (incluindo um fluido) ao redor, um fluido é atraído para o objeto pelo chamado efeito Coanda e flui ao longo do objeto. Isto é, na disposição da Figura 10, o feixe de aspersão B2 e o feixe de aspersão B3 são atraídos um para o outro, como indicado pelas setas finas na Figura 11 e é gerado um chamado fluxo contraído.

[068] Como um resultado, uma turbulência extremamente forte é gerada entre o feixe de aspersão B2 e o feixe de aspersão B3, e o canal de descarga de vela CN pode ser estendido por esta turbulência.

[069] A Figura 12 é uma vista que ilustra uma relação de posição entre a vela de ignição 11 e o feixe de aspersão B3 quando a Figura 10 é vista a partir de uma direção de uma seta XII. Na Figura 12, uma região de descarga localizada entre i eletrodo central 11a e o eletrodo externo 11b está disposta dentro de uma faixa localizada entre uma borda externa em um lado superior na figura e uma borda externa em um lado inferior na figura do feixe de aspersão B3. Embora não seja mostrado, quando a Figura 10 é vista a partir de uma direção oposta a uma seta XII, a relação de posição entre a vela de ignição 11 e o feixe de aspersão B2 torna-se simétrica à da Figura 12, e a região de descarga está disposta dentro de uma faixa localizada entre a borda externa no lado superior e a borda externa no lado inferior do feixe de aspersão B2. Isto é, a vela de ignição 11 é disposta de modo que a região de descarga esteja disposta dentro de uma faixa localizada entre um plano incluindo a borda externa no lado superior do feixe de aspersão B2 e a bordo externa no lado superior do feixe de aspersão B3 e um plano incluindo a bordo externa no lado inferior do feixe de aspersão B2 e a borda externa no lado inferior do feixe de aspersão B3.

[070] Ao empregar uma disposição como acima, a turbulência mencionada acima no fluxo de ar entre os feixes de aspersão pode ser usada de forma mais eficaz no aprimoramento da estabilidade de combustão. A disposição mencionada acima pode usar a turbulência no fluxo de ar com mais eficiência, mas se a região de descarga estiver disposta dentro da faixa onde a turbulência no fluxo de ar é gerada entre os feixes de aspersão adjacentes, o canal de descarga de vela é estendido pela turbulência no fluxo de ar, e um efeito de aprimorar a estabilidade de combustão pode ser obtido.

[071] Aqui, uma relação entre a posição da vela de ignição 11 e a estabilidade de combustão será explicada.

[072] A Figura 13 é uma vista que ilustra um estado em que a posição da direção z da vela de ignição 11 é desviada enquanto a posição da válvula de injeção de combustível 12 é fixada. (b) é uma disposição similar à Figura 12. (a) é um estado onde a posição direcional do eixo Z da vela de ignição 11 é desviada para um lado negativo do que (b), e (c) ilustra um estado similarmente desviado para um lado positivo. A Figura 14 é uma vista que ilustra uma relação entre a posição direcional do eixo Z da vela de ignição 11 e a estabilidade de combustão. Um eixo vertical na Figura 14 indica a estabilidade da combustão, e a estabilidade da combustão torna-se maior no lado inferior da figura.

[073] No caso de (a), não há nenhuma região de descarga dentro de uma faixa localizada entre um plano incluindo o eixo central do feixe de aspersão B2 e o eixo central do feixe de aspersão B3 e um plano incluindo a borda externa no lado superior do feixe de aspersão B2 e a borda externa no lado superior do feixe de aspersão B3. Assim, uma influência da turbulência no fluxo de ar gerado entre ambos os feixes de aspersão não atinge facilmente a região de descarga. Ou seja, na disposição em (a), o efeito de estender o canal de descarga de vela CN é menor do que em (b).

[074] No caso de (c), a influência da turbulência no fluxo de ar não atinge a região de descarga similarmente ao caso de (a), e além disso, existe também a preocupação de que os feixes de aspersão B2 e B3 colidam contra a vela de ignição 11. Ou seja, na disposição (c), o efeito de estender o canal de descarga de vela CN é menor do que em (b).

[075] Como um resultado, como ilustrado na Figura 14, a estabilidade da combustão é maior no caso de (b) do que os casos de (a) e (c). Quando a região de descarga está disposta dentro da faixa localizada entre o plano incluindo o eixo central do feixe de aspersão B2 e o eixo central do feixe de aspersão B3 e o plano incluindo a borda externa no lado superior do feixe de aspersão B2 e a borda externa no lado superior do feixe de aspersão B3 ou o plano incluindo a borda externa no lado inferior do feixe de aspersão B2 e a borda externa no lado inferior do feixe de aspersão B3, também, a estabilidade de combustão mais próxima do caso de (b) pode ser obtida.

[076] A posição direcional específica do eixo Z é diferente dependendo da válvula de injeção de combustível 12 em uso. No caso da válvula de injeção de combustível 12 de um tipo chamado multiorifício, quanto maior o diâmetro do orifício de injeção, maior o ângulo do cone ilustrado na Figura 12 tende a se tornar, e quanto maior o ângulo do cone, menor a distância entre os feixes de aspersão adjacentes. Assim, se o ângulo do cone for maior que o ilustrado na Figura 12, por exemplo, maior estabilidade de combustão pode ser obtida deslocando-se a posição direcional do eixo Z da vela de ignição 11 para mais próximo do lado negativo do que o caso da Figura 12.

[077] Subsequentemente, a distância do orifício de injeção da válvula de injeção de combustível 12 até a vela de ignição 11 será explicada. A distância aqui significa, como ilustrado na Figura 15, um comprimento na direção do eixo X assumindo-se que a direção do eixo central da válvula de injeção de combustível 12 é o eixo X e a posição do orifício de injeção é 0.

[078] A Figura 16 é uma vista que ilustra uma relação entre a distância x na direção do eixo X e uma razão de mistura (relação equivalente Φ) dentro do feixe de uma seção de aspersão na distância x. A razão equivalente Φ é um número recíproco de uma relação excessiva de ar À.

[079] Como ilustrado na Figura 16, quanto maior a distância x, mais a relação equivalente Φ dentro da aspersão da seção de aspersão na distância x diminui. Isto é indicado pela teoria cinética (equação (1)) de aspersão de Waguri e outros em relação à troca de momentos entre a aspersão de combustível e o ar quando a aspersão de combustível avança enquanto captura o ar ambiente.[Equação 1]

X: relação ar - combustível Lth: relação estequiométrica ar - combustível pa: densidade atmosférica (ar) pt: densidade do combustível x: distância de alcance da aspersão d: diâmetro do orifício de injeção θ: ângulo de aspersão c: coeficiente

[080] Como em uma operação de aquecimento de catalisador, por exemplo, em uma forma de combustão na qual uma mistura estratificada é formada em torno da vela de ignição por injeção de ciclo de expansão e a ignição é executada durante o ciclo de expansão após a injeção de combustível, a fluidez de rotação foi quebrada no momento da ignição, e não há turbulência no cilindro além da turbulência no fluxo de ar pela injeção de combustível para estender o canal de descarga de vela CN. Ou seja, pode-se considerar que há pouca turbulência no fluxo de ar em vista do cilindro inteiro. Quando não há turbulência no fluxo de ar, a velocidade de combustão laminar é dominante na combustão, e a velocidade de combustão laminar é máxima quando a relação equivalente Φ é maior do que 1. Ou seja, a combustão é a mais fácil. Por outro lado, quanto menor a relação equivalente Φ, mais difícil será a queima.

[081] Se a relação equivalente Φ ao redor da região de descarga não for apropriada, mesmo se o canal de descarga de vela CN for estendido pela turbulência no fluxo de ar pela aspersão de combustível mencionada acima, a combustão se torna difícil. Assim, uma faixa da relação equivalente que pode assegurar a estabilidade de combustão é definida como uma faixa de relação equivalente alvo, e a vela de ignição 11 é disposta de modo que a região de descarga esteja localizada dentro da faixa de xmin a xmax é essa faixa de relação equivalente alvo.

[082] Ao dispor a vela de ignição 11 e a válvula de injeção de combustível 12 como explicado acima, o canal de descarga de vela CN pode ser estendido pela injeção de combustível, e a estabilidade de combustão pode ser garantida.

[083] Na disposição mencionada acima da vela de ignição 11 e da válvula de injeção de combustível 12, é baseada no fato de que a distância (distância entre as superfícies da parede de aspersão) a partir do feixe de aspersão B2 ou do feixe de aspersão B3 até a superfície da parede (incluindo uma superfície do teto) da câmara de combustão é maior do que a distância (distância entre aspersões) entre o feixe de aspersão B2 e o feixe de aspersão B3. Isto é devido ao seguinte motivo. Se uma distância entre aspersões L1 for inferior a uma distância entre aspersões L2 entre as superfícies da parede de aspersão a partir do feixe de aspersão B3 à superfície da parede da câmara de combustão, o feixe de aspersão B3 é atraído para a superfície de parede da câmara de combustão mais fortemente do que o feixe de aspersão B2, como ilustrado na Figura 17. Como um resultado, a turbulência no fluxo de ar não é mais gerada facilmente entre o feixe de aspersão B2 e o feixe de aspersão B3, e o efeito de estender o canal de descarga de vela CN não pode mais ser obtido facilmente. A distância entre aspersões L1 é uma distância entre as bordas externas do feixe de aspersão opostas e torna-se maior à medida que se afasta do orifício de injeção.

[084] Subsequentemente, o controle para estender o canal de descarga de vela CN será explicado.

[085] A Figura 18 é um fluxograma de controle para estender o canal de descarga de vela. Essa rotina é executada repetidamente pelo controlador 50 em um curto intervalo de aproximadamente 10 milissegundos, por exemplo.

[086] O controlador 50 detecta um estado de combustão do motor de combustão interna 10 (S1). O estado de combustão do motor de combustão interna 10 pode ser detectado com base na flutuação da velocidade de rotação do motor de combustão interna 10, por exemplo. Neste momento, se a flutuação da velocidade de rotação do motor de combustão interna 10 for menor do que uma quantidade predeterminada, pode ser determinado que o estado de combustão do motor de combustão interna 10 é favorável. A flutuação da velocidade de rotação do motor de combustão interna 10 pode ser adquirida com base na saída a partir do sensor de ângulo de manivela 27.

[087] O estado de combustão do motor de combustão interna 10 pode ser detectado com base na flutuação de pressão em cilindro obtida a partir do sensor de pressão em cilindro 35 fornecido no motor de combustão interna 10. Neste caso, quando a flutuação de pressão em cilindro é menor do que uma quantidade predeterminada, pode ser determinado que o estado de combustão do motor de combustão interna 10 é favorável. Além disso, ao fornecer um sensor de torque, a estabilidade de combustão pode ser detectada com base na flutuação de torque. Alternativamente, fornecendo um sensor de íons, a estabilidade de combustão pode ser detectada com base na flutuação da concentração de íons.

[088] Subsequentemente, o controlador 50 determina se a medição de fluidez deve ser feita ou não (S2). Se a medição da fluidez deve ser feita ou não pode ser determinado com base no estado de combustão do motor de combustão interna 10 adquirido na Etapa S1. Então, se o estado de combustão do motor de combustão interna 10 não for favorável, o controlador 50 mede a fluidez na vizinhança da vela de ignição 11 na etapa subsequente (S3). Especificamente, a velocidade de fluxo na vizinhança da vela de ignição 11 é medida. Por outro lado, se o estado de combustão do motor de combustão interna 10 for favorável, este controle é finalizado.

[089] Se a medição da fluidez deve ser feita pode ser determinado com base em uma taxa de EGR. Especificamente, quando a taxa de EGR é maior que um valor predeterminado, pode ser determinado que a medição de fluidez deve ser feita. Isso ocorre porque quando a taxa de EGR é alta, a falha de ignição ou queima parcial pode ocorrer facilmente.

[090] Além disso, se a medição de fluidez deve ser feita pode ser determinado de tal forma que, quando um valor de A / F é maior do que um valor predeterminado em uma operação de combustão pobre, isto é, quando a operação está sendo executada com a relação ar - combustível mais próxima de um lado pobre do que o valor predeterminado, a medição de fluidez é feita. Isso ocorre porque, mesmo que a operação esteja sendo executada no lado pobre, a falha de ignição ou queima parcial pode ocorrer facilmente.

[091] Na Etapa S3, o controlador 50 mede a fluidez na vizinhança da vela de ignição 11. A medição de fluidez é feita em uma segunda metade do ciclo de compressão. O sensor de velocidade de fluxo para medir a fluidez na vizinhança da vela de ignição 11 pode ser constituído da seguinte forma usando a vela de ignição 11, por exemplo.

[092] Um amperímetro para medir um valor de corrente que flui através do eletrodo central 11a da vela de ignição 11 é fornecido. Além disso, é fornecido um amperímetro para medir um valor de corrente que flui através do eletrodo externo 11b da vela de ignição. Então, no momento de medir a velocidade do fluxo na vizinhança da vela de ignição 11, um campo elétrico com um pulso curto é conferido a um espaço entre o eletrodo central 11a e o eletrodo externo 11b. Este campo elétrico com pulso curto é um campo elétrico fraco a tal ponto que não cause ignição por centelha.

[093] Quando uma tensão é aplicada a um espaço entre os eletrodos 11a e 11b, os elétrons são emitidos a partir do eletrodo central 11a. Os elétrons emitidos fluem pela fluidez entre os eletrodos 11a e 11b. Quanto mais rápida a velocidade do fluxo, mais elétrons não alcançam o eletrodo externo 11b. Assim, quanto mais rápida for a velocidade do fluxo, a corrente medida no lado do eletrodo externo 11b torna- se menor do que a corrente medida no lado do eletrodo central 11a.

[094] A relação entre uma diferença entre estes valores de corrente e a velocidade de fluxo é adquirida antecipadamente. Então, um pulso curto é aplicado a um espaço entre os eletrodos 11a e 11b no momento em que a velocidade de fluxo é adquirida. Então, ao adquirir uma diferença entre o valor de corrente do eletrodo central 11a e o valor de corrente do eletrodo externo 11b, a velocidade do fluxo pode ser adquirida.

[095] A Figura 19 é uma vista que ilustra uma relação entre a velocidade de fluxo na vizinhança da vela de ignição e o período de combustão. Em um gráfico da Figura 19, um eixo lateral indica uma velocidade de fluxo na vizinhança da vela de ignição 11 e um eixo vertical indica um período de combustão. Quanto mais rápida a velocidade de fluxo na vizinhança da vela de ignição 11, mais rápida é a velocidade de combustão e, portanto, tem uma relação em que o período de combustão se torna curto. Se o período de combustão torna-se mais longo do que um determinado comprimento, a combustão não pode ser concluída. Assim, um valor adaptativo está presente para o período de combustão. De modo que o período de combustão não se torne mais longo do que este valor adaptativo, se a velocidade de fluxo medida for menor que a velocidade de fluxo correspondente a este valor adaptativo, é determinado que a velocidade de fluxo é insuficiente e a fluidez é conferida.

[096] Para esse efeito, o controlador 50 determina se a fluidez é insuficiente ou não (S4). Se a fluidez é insuficiente ou não pode ser determinado com base em se a velocidade de fluxo medida é mais lenta do que uma velocidade predeterminada ou não. Aqui, a velocidade predeterminada é uma velocidade de fluxo na vizinhança da vela de ignição 11 correspondente ao valor adaptativo mencionado acima. Então, se for determinado que a velocidade de fluxo medida é menor do que a velocidade predeterminada e a fluidez é insuficiente, o controlador 50 calcula uma quantidade de operação da válvula de injeção de combustível 12 (S5).

[097] A Figura 20 é uma vista que ilustra uma relação entre a velocidade de fluxo na vizinhança da vela de ignição e a quantidade de operação da válvula de injeção de combustível. Em um gráfico na Figura 20, um eixo lateral indica uma velocidade de fluxo na vizinhança da vela de ignição e um eixo vertical indica uma quantidade de operação da válvula de injeção de combustível. Então, um limite superior permitido da quantidade de operação é indicado na quantidade de operação predeterminada da válvula de injeção de combustível.

[098] Se a quantidade de operação calculada for muito grande, a injeção do combustível nessa quantidade de operação causa a mistura insuficiente de combustível em alguns casos. Se a mistura do combustível for insuficiente, os desempenhos de escape se deterioram. Assim, o limite superior permitido da quantidade de operação é definido de modo que o combustível a um grau que não causa mistura insuficiente do combustível é injetado.

[099] Se a quantidade calculada de operação da válvula de injeção for menor do que o limite superior permitido de operação, o controlador 50 faz com que a válvula de injeção de combustível injete o combustível na quantidade de operação calculada (S7). Então, a fluidez é conferida à vizinhança da vela de ignição. Neste momento, é preferencial que o tempo de injeção de combustível, que pode conferir a maior fluidez em relação ao tempo de ignição por centelha, seja calculado e a fluidez seja conferida pela injeção do combustível no momento da injeção de combustível calculado.

[0100] Por outro lado, se a quantidade calculada de operação da válvula de injeção de combustível não for menor do que o limite superior permitido de operação, o controlador 50 faz com que a válvula de injeção de combustível 12 injete o combustível na quantidade de operação de limite superior permitido (S8). Então, o controlador 50 faz com que a válvula de injeção de combustível 12 confira ao máximo fluidez na quantidade de operação.

[0101] Ao configurar como acima, mesmo se a fluidez de rotação é quebrada e a fluidez na vizinhança da vela de ignição não é suficiente, a fluidez pode ser conferida, e o canal de descarga de vela CN pode ser estendido para melhorar a estabilidade da combustão. Além disso, em EGR, uma vez que a falha de ignição e a queima parcial podem ser suprimidas, a alta combustão do EGR pode ser executada.

[0102] Na modalidade mencionada acima, a fluidez é conferida em um ciclo em que a velocidade do fluxo na vizinhança da vela de ignição é insuficiente. No entanto, a fluidez pode ser conferida em cada ciclo. Particularmente, na operação de queima pobre, a transmissão de fluidez pode ser executada em cada ciclo. Configurando como acima, uma velocidade de propagação de chama de uma mistura pobre é assegurada, e a ocorrência de falha de ignição e queima parcial na operação de queima pobre pode ser suprimida. Além disso, quando um ciclo em que a fluidez é estatisticamente enfraquecida a uma probabilidade predeterminada é gerada como o resultado da análise, a fluidez pode ser transmitida nesse ciclo.

[0103] A Figura 21 é uma vista explicativa de um efeito de aprimoramento da tensão à prova de A / F por transmissão de fluidez. Em um gráfico na Figura 21, um eixo lateral indica uma relação A / F (relação ar - combustível), e um eixo vertical indica uma intensidade de turbulência. Aqui, o aprimoramento da tensão de prova de A / F significa que a combustão pode ser executada de forma estável em um estado mais pobre. Além disso, no gráfico da Figura 21, uma linha limite de combustão em relação à intensidade de turbulência é indicada. Na Figura 21, a combustão estável é difícil no lado esquerdo da linha limite de combustão.

[0104] Na Figura 21, quando a intensidade de turbulência é de aproximadamente 3,2 (m / s), o limite de combustão A / F é de aproximadamente 19,5. Por outro lado, quando a intensidade de turbulência é aumentada para aproximadamente 3,8 (m / s) transmitindo fluidez, o limite de combustão A / F melhora até 21,5. Isto é, a tensão à prova de A / F é melhorada.

[0105] Como descrito acima, a injeção de combustível pode transmitir fluidez para a vizinhança da vela. Como um resultado, a intensidade de turbulência no cilindro é também reforçada, e o canal de descarga de vela CN é estendido e assim, o efeito de aprimoramento da tensão à prova de A / F, como ilustrado na Figura 21, pode ser obtido.

[0106] Além disso, o controle mencionado acima pode ser executado em um motor de combustão interna, incluindo um supercompressor e realizando combustão pobre de supercompressão. Neste momento, uma válvula de injeção direita acima pode ser fornecida em cada cilindro como descrito acima e uma injeção de múltiplas portas na qual a injeção é fornecida em uma porta de admissão de cada cilindro pode ser empregada. Além disso, a válvula de injeção direita acima pode ser fornecida em cada cilindro, e uma válvula de injeção lateral pode ser fornecida em cada cilindro.

[0107] A Figura 22 é uma vista explicativa de uma região de operação à qual esta modalidade é aplicada. Em um gráfico na Figura 22, um eixo lateral indica uma velocidade de rotação de um motor de combustão interna e um eixo vertical indica uma carga. De modo a melhorar a homogeneidade da mistura e obter o efeito do aumento de turbulência como nesta modalidade, é preferencial que uma pressão de combustível possa ser aumentada e uma quantidade de injeção de combustível imediatamente antes da ignição é pequena. Em uma região onde a velocidade do motor de combustão interna e a carga são altas, a quantidade de injeção de combustível torna-se grande. Assim, a injeção de múltiplos estágios pode ser executada com alta pressão. Assim, esta modalidade pode ser aplicada de forma eficaz em uma região de rajada pobre (região A na figura).

[0108] Quando a injeção de combustível é executada no ciclo de compressão, como descrito acima, a relação ar - combustível da mistura na câmara de combustão pode ser mais rica do que uma relação estequiométrica ar - combustível em alguns casos. A medição de uma velocidade de fluxo é feita em uma segunda metade do ciclo de compressão. No caso da injeção de múltiplos estágios e quando a injeção de combustível é executada antes do ciclo de compressão, a injeção de combustível em uma quantidade que realiza a relação estequiométrica ar - combustível pode ter sido concluída antes do ciclo de compressão. Neste momento, se a injeção de combustível é executada adicionalmente após a quebra da fluidez de rotação, a relação ar - combustível da mistura em um cilindro torna-se mais rica do que a relação estequiométrica ar - combustível.

[0109] Em tal caso, o controlador 50 controla a quantidade de injeção de combustível de modo que a relação ar - combustível da mistura nos outros cilindros se torna mais pobre do que a relação estequiométrica ar - combustível. Em seguida, controla a quantidade de injeção de combustível de modo que a relação ar - combustível da mistura total em uma pluralidade de cilindros se torne a relação estequiométrica ar - combustível. Se um cilindro em quatro cilindros tem uma relação ar - combustível mais rica do que a relação estequiométrica ar - combustível, por exemplo, a relação ar - combustível nos três cilindros restantes torna-se mais pobre do que a relação estequiométrica ar - combustível. Em seguida, a quantidade de injeção de combustível é controlada de modo que a relação ar - combustível nos quatro cilindros em geral se torne a relação estequiométrica ar - combustível. Executando como acima, o catalisador de três vias pode ser feito para trabalhar eficazmente, e os desempenhos de escape podem também ser melhorados.

[0110] Quando o combustível é injetado após a quebra da fluidez de rotação em cada ciclo sem medir a velocidade de fluxo, uma quantidade de injeção pode ser determinada antecipadamente em cada injeção da injeção de múltiplos estágios. Assim, neste caso, a relação ar - combustível da mistura em 1 ciclo é feita para obter a relação estequiométrica ar - combustível em cada cilindro ajustando-se uma quantidade de injeção de cada injeção. Executando como acima, o catalisador de três vias pode ser feito para trabalhar eficazmente, e os desempenhos de escape podem também ser melhorados.

[0111] Na modalidade mencionada acima, a velocidade de fluxo é medida usando a vela de ignição 11, mas um método de medição da velocidade de fluxo não está limitado ao método mencionado acima. A velocidade de fluxo pode ser medida por um medidor de velocidade de fluxo fornecido no cilindro, por exemplo. Alternativamente, a velocidade de fluxo pode ser medida com base na detecção de uma corrente de íons no cilindro ou flutuação do sensor de pressão em cilindro 35.

[0112] Além disso, quando o canal de descarga de vela CN é estendido, uma tensão de descarga de vela 11 pode ser elevada. Se o canal de descarga de vela CN puder ser estendido, a fluidez pode ser transmitida não antes da geração do canal de descarga de vela, mas na geração do canal de descarga de vela.

[0113] A injeção de combustível para transmissão de fluidez é executada no ciclo de compressão. Uma condição de restrição do tempo de injeção de combustível no ciclo de compressão é a falta de homogeneidade da mistura. Se a injeção de combustível é executada no momento muito tardio, a estabilidade da combustão é perdida devido à falta de homogeneidade da mistura. Assim, a robustez pode ser aumentada pela execução de controle de retorno do momento da injeção de combustível para a transmissão de fluidez com base na estabilidade da combustão.

[0114] Subsequentemente, um efeito desta modalidade será explicado.

[0115] Como descrito acima, nesta modalidade, o motor de combustão interna incluindo a válvula de injeção de combustível 12 que tem uma pluralidade de orifícios de injeção e injeta diretamente um combustível no cilindro e a vela de ignição 11 que inflama o combustível injetado é controlada de modo a executar a injeção de combustível a partir da válvula de injeção de combustível 12, e a ignição por centelha é executada enquanto a turbulência no fluxo de ar é gerada pela injeção de combustível pela vela de ignição 11 disposta de modo que a região de descarga é colocada entre as aspersões de combustível injetado a partir dos dois orifícios de injeção adjacentes e localizados dentro da faixa onde a turbulência no fluxo de ar é gerada. O fluxo contraído é gerado nas duas aspersões de combustível por um efeito de arrastamento que leva em um ar ambiente, e a turbulência no fluxo de ar gerado por isso estende o canal de descarga de vela, onde a propagação da chama é promovida. Como um resultado, a estabilidade da combustão é melhorada.

[0116] Além disso, nesta modalidade, quando a combustão retardada é executada por injeção de combustível durante o ciclo de expansão, a ignição por centelha é executada pela vela de ignição enquanto a turbulência no fluxo de ar é gerada pela injeção de combustível. A combustão retardada aqui é uma forma de combustível na qual a ignição por centelha é executada durante o ciclo de expansão após a injeção de combustível durante o ciclo de expansão. Esta modalidade pode também ser aplicada a um caso em que uma mistura estratificada é gerada em torno da vela de ignição pela injeção do ciclo de expansão, e a ignição é executada durante o ciclo de expansão como na operação de combustão pobre para promover o aquecimento do catalisador, por exemplo. Ou seja, depois que a mistura estratificada é formada ao redor da vela de ignição pela injeção do ciclo de expansão, a injeção de combustível é executada e a ignição por centelha é executada pela vela de ignição enquanto a turbulência no fluxo de ar é gerada pela última injeção de combustível. Na operação de combustão pobre, uma vez que o tempo de ignição é retardado para o ciclo de expansão e o motor de combustão interna 10 está a uma temperatura baixa, o que é um estado desvantajoso para combustão, mas aplicando esta modalidade, a estabilidade de combustão pode ser melhorada.

(Segunda Modalidade)

[0117] Esta modalidade é similar à primeira modalidade em termos de configuração básica e controle da extensão do canal de descarga de vela, mas as formas dos feixes de aspersão B1 a B6 são diferentes da primeira modalidade.

[0118] A Figura 23 é uma vista que ilustra uma relação de posição entre os feixes de aspersão B1 a B6 e a vela de ignição 11 nesta modalidade.

[0119] Na primeira modalidade, os feixes de aspersão B1 a B6 são formados em intervalos iguais, mas nesta modalidade, um ângulo α formado pelo feixe de aspersão B2 e o feixe de aspersão B3 é menor do que um ângulo y formado pelo feixe de aspersão B2 e o feixe de aspersão B1 e um ângulo β formado pelo feixe de aspersão B3 e pelo feixe de aspersão B4. O ângulo formado por dois feixes de aspersão é um ângulo entre os eixos centrais dos respectivos feixes de aspersão.

[0120] Como um resultado, o feixe de aspersão B2 é atraído para o feixe de aspersão B3 mais fortemente do que para o feixe de aspersão B1, e o feixe de aspersão B3 é atraído para o feixe de aspersão B2 mais fortemente do que para o feixe de aspersão B4. Como um resultado, em comparação com o caso em que os respectivos feixes de aspersão B1 a B6 são formados em intervalos iguais, um fluxo contraído entre o feixe de aspersão B2 e o feixe de aspersão B3 é promovido, e a turbulência mais forte em um fluxo de ar pode ser gerada.

[0121] Como descrito acima, nesta modalidade, o ângulo formado por duas aspersões de combustível (feixes de aspersão B2 e B3) imprensando a região de descarga é menor do que o ângulo formado por cada uma das duas aspersões de combustível e outra aspersão de combustível adjacente (feixes de aspersão B1 e B4). Como um resultado, um fluxo contraído pode ser gerado mais facilmente entre as duas aspersões de combustível que imprensam a região de descarga, e uma maior turbulência em um fluxo de ar pode ser gerada.

[Terceira Modalidade)

[0122] Esta modalidade é similar à primeira modalidade em termos de configuração básica e controle para estender o canal de descarga de vela, mas uma relação de posição entre o feixe de aspersão B2 e o feixe de aspersão B3 que imprensa a vela de ignição 11 é diferente da primeira modalidade.

[0123] Na primeira modalidade, quando visto a partir de uma direção da seta XII na Figura 10, o feixe de aspersão B2 e o feixe de aspersão B3 sobrepõem-se um ao outro. Contudo, nesta modalidade, assumindo-se que um ângulo formado por uma linha de referência em paralelo com um eixo de cilindro e passando através de um orifício de injeção e o feixe de aspersão B2 é θ1 e um ângulo formado pela linha de referência e o feixe de aspersão B3 é θ2 como ilustrado na Figura 24, é θ1 # θ2.

[0124] Quando um mecanismo para manter uma das válvulas de admissão em um estado de válvula fechada sem operá-la de acordo com o estado de operação é fornecido em um motor de combustão interna de dupla válvula admissão 10 ou quando a fluidez em cilindro está em um estado em que um fluxo de rotação e um fluxo de redemoinho são misturados, a forma de aspersão mencionada acima é empregada em alguns casos para promover a mistura entre o ar e um combustível.

[0125] Mesmo no caso de θ1 « θ2 como acima, uma ideia de definir a relação de posição entre a vela de ignição 11 e a válvula de injeção de combustível 12 é similar.

[0126] Ou seja, a posição da vela de ignição 11 na direção do eixo Z é definida de modo que um plano incluindo o eixo central do feixe de aspersão B2 e o eixo central do feixe de aspersão B3 e um plano incluindo a borda externa no lado superior do feixe de aspersão B2 e a borda externa no lado superior do feixe de aspersão B3 passam através da região de descarga.

[0127] Além disso, a distância x na direção do eixo X entre a vela de ignição 11 e a válvula de injeção de combustível 12 é ajustada, definindo uma faixa da relação equivalente que pode garantir a estabilidade de combustão como uma faixa de relação equivalente desejada, a região de descarga está localizada dentro da faixa de xmin a xmax, que é essa faixa de relação equivalente desejada.

[0128] Como descrito acima, nesta modalidade, as duas aspersões de combustível que imprensam a região de descarga têm ângulos formados com o eixo do cilindro diferentes entre si. Como um resultado, pode-se obter o efeito de que a estabilidade da combustão é melhorada estendendo-se o canal de descarga de vela de acordo com várias formas de operação que podem ser usadas pelo motor de combustão interna 10.

(Quarta Modalidade)

[0129] Mesmo se a disposição da vela de ignição 11 e da válvula de injeção de combustível 12 é definida como explicado na primeira modalidade à terceira modalidade, a disposição de acordo com a configuração não pode ser obtida em alguns casos devido a um erro de fabricação, variação nos processos de montagem e similares. Se a disposição de acordo com a configuração não for obtida, a estabilidade da combustão diminui.

[0130] Se uma parte roscada da vela de ignição 11 for menor do que um valor especificado devido a um erro de fabricação, por exemplo, a posição na direção do eixo Z da vela de ignição 11 é desviada para a direção negativa a partir da disposição definida (ponto A na Figura 25). Se a vela de ignição 11 estiver muito apertada no processo de montagem, a posição na direção do eixo Z da vela de ignição 11 é desviada para a direção positiva a partir da disposição definida (ponto C na Figura 25). Em qualquer caso, a estabilidade de combustão diminui em comparação com um caso de acordo com a disposição definida (ponto B na Figura 25). Um “valor alvo” na Figura 25 é definido como estabilidade de combustão sem um problema na operação do motor de combustão interna 10.

[0131] A Figura 26 é uma vista que ilustra uma relação entre uma carga, estabilidade de combustão, e uma pressão de injeção de combustível (também conhecida como uma pressão de combustível) do motor de combustão interna 10, e um eixo vertical indica a estabilidade de combustão, um eixo lateral indica uma carga, e uma curva na figura indica uma linha de pressão de combustível igual. Como ilustrado na Figura 26, quando a carga do motor de combustão interna 10 é constante, a estabilidade de combustão tem sensibilidade à pressão de injeção de combustível (também chamada de uma pressão de combustível).

[0132] Assim, nesta modalidade, uma rotina de controle explicada abaixo é executada durante uma operação do motor de combustão interna 10 de modo que a estabilidade de combustão satisfaz o valor alvo mesmo se houver o erro de fabricação mencionado acima ou similar.

[0133] A Figura 27 é um fluxograma ilustrando a rotina de controle executada pelo controlador 50.

[0134] Quando o motor de combustão interna 10 é operado, o controlador 50 determina se a estabilidade de combustão satisfaz ou não o valor alvo (S20). A estabilidade de combustão é obtida pesquisando um mapa preparado antecipadamente utilizando um sinal de detecção do sensor de detonação 21 incluído no motor de combustão interna 10, por exemplo. Alternativamente, uma pressão média efetiva ilustrada Pi pode ser calculada com base em um valor detectado do sensor de pressão em cilindro 35, e a estabilidade de combustão pode ser obtida com base na sua variação de ciclo.

[0135] Quando o controlador 50 determina na Etapa S20 que a estabilidade de combustão satisfaz o valor alvo, ele termina a rotina desta vez, enquanto determina que o valor alvo não é satisfeito, ele executa o processamento na Etapa S30.

[0136] Na Etapa S30, o controlador 50 aumenta a pressão de combustível. Uma quantidade elevada pode ser definida com base em um mapa preparado antecipadamente em uma relação ilustrada na Figura 26, por exemplo.

[0137] Como descrito acima, nesta modalidade, se a combustão é estável ou não é determinada, e se não for estável, a pressão de injeção de combustível é aumentada. Se a estabilidade de combustão alcançou o valor alvo definido com antecedência ou não é determinado, e se o valor alvo não é alcançado, a pressão de combustível é elevada, por exemplo. Ao elevar a pressão do combustível, a velocidade de fluxo da aspersão de combustível é aumentada, e a turbulência no fluxo de ar é aumentada e, portanto, mesmo que a aspersão de combustível se desvie da posição da região de descarga devido ao erro de fabricação ou variações no processo de montagem, o efeito de que a estabilidade de combustão é melhorada estendendo-se o canal de descarga de vela pode ser obtido.

[0138] As modalidades da presente invenção foram explicadas, mas as modalidades mencionadas acima ilustram apenas uma parte dos exemplos de aplicação da presente invenção e não se destinam a limitar a faixa técnica da presente invenção à configuração específica das modalidades mencionadas acima. Por exemplo, o caso do assim chamado tipo de injeção imediatamente acima, no qual a válvula de injeção de combustível 12 é disposta na vizinhança de um centro na superfície de teto da câmara de combustão é explicada em cada modalidade, mas isto não é limitante. Como ilustrado na Figura 28, em adição à vela de ignição 11 no centro da superfície de teto, a presente invenção pode também ser aplicada de forma similar a tal configuração que a vela de ignição 11 está incluída em uma parte de parede lateral da câmara de combustão, e a válvula de injeção de combustível 12 está incluída na vizinhança da vela de ignição 11 na parte de parede lateral, por exemplo. Além disso, em adição à válvula de injeção de combustível 12 voltada para a câmara de combustão, a presente invenção pode também ser aplicada a um motor de combustão interna incluindo uma válvula de injeção de combustível voltada para a passagem de admissão 51.

[0139] Cada uma das modalidades mencionadas acima é explicada como uma única modalidade, respectivamente, mas elas podem ser combinadas conforme apropriado.

Claims

1. Método de controle de um motor de combustão interna (10), o motor de combustão interna (10) compreendendo: uma válvula de injeção de combustível (12) tendo uma pluralidade de orifícios de injeção e adaptada para injetar diretamente combustível em um cilindro e uma vela de ignição (11) adaptada para inflamar o combustível injetado, CARACTERIZADO pelo fato de que no método de controle: ao executar a combustão retardada na qual a injeção de combustível é executada durante um curso de expansão, a ignição por centelha é executada durante um curso de expansão subsequente e a ignição por centelha é executada enquanto a turbulência em um fluxo de ar for gerada nas vizinhanças da vela de ignição (11) devido à injeção de combustível durante o curso de expansão para estender um canal de descarga de vela através da injeção de combustível pela vela de ignição (11) disposta de modo que uma região de descarga da vela de ignição (11) esteja entre aspersões de combustível injetadas a partir de dois orifícios de injeção adjacentes dentre os orifícios de injeção e tendo um ângulo formado pelas duas aspersões de combustível injetadas que é menor do que um ângulo formado entre cada uma das duas aspersões de combustível e outra aspersão de combustível adjacente e está localizada dentro de uma faixa entre um plano contendo a borda externa do lado superior de uma dentre as duas aspersões de combustível e a borda externa do lado superior da outra aspersão de combustível e um plano contendo a borda externa do lado inferior de uma dentre as duas aspersões de combustível e a borda externa do lado inferior da outra aspersão de combustível.

2. Método de controle de um motor de combustão interna (10), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que se a combustão está estável ou não é determinada; e se a combustão não está estável, uma pressão de injeção de combustível é elevada.

3. Método de controle de um motor de combustão interna (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que duas aspersões de combustível imprensando a região de descarga têm ângulos formados com um eixo de cilindro, respectivamente, diferentes entre si.

4. Dispositivo de controle de um motor de combustão interna (10), o motor de combustão interna (10) compreendendo: uma válvula de injeção de combustível (12) tendo uma pluralidade de orifícios de injeção e adaptada para injetar diretamente combustível em um cilindro e uma vela de ignição (11) adaptada para inflamar o combustível injetado, CARACTERIZADO pelo fato de que: a válvula de injeção de combustível (12) e a vela de ignição (11) são dispostas de modo que uma região de descarga da vela de ignição (11) esteja entre aspersões de combustível injetadas a partir de dois orifícios de injeção adjacentes dentre os orifícios de injeção e está localizada dentro de uma faixa entre um plano contendo a borda externa do lado superior de uma dentre as duas aspersões de combustível e a borda externa do lado superior da outra aspersão de combustível, e um plano contendo a borda externa do lado inferior de uma dentre as duas aspersões de combustível e a borda externa do lado inferior da outra aspersão de combustível; um ângulo formado pelas duas aspersões de combustível imprensando a região de descarga é menor do que um ângulo formado entre cada uma das duas aspersões de combustível e outra aspersão de combustível adjacente; e uma unidade de controle (50) é fornecida, a qual é adaptada ao executar a combustão retardada na qual a injeção de combustível é executada durante um curso de expansão, para executar a ignição por centelha durante um curso de expansão subsequente e para executar a ignição por centelha através da vela de ignição (11) quando a injeção de combustível for executada e enquanto a turbulência em um fluxo de ar que é gerada pela injeção de combustível for fornecida nas vizinhanças da vela de ignição (11) devido à injeção de combustível durante o curso de expansão para estender um canal de descarga de vela.