CN1090282C - 气缸内喷射式内燃机控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及气缸内喷射式内燃机控制装置,包括电子控制单元与可使发动机吸气系统的空气流改变的可变吸气装置,所述电子控制单元按照发动机运转状态在压缩行程喷射模式和吸气行程喷射模式的燃料喷射模式中选择一种模式,同时在发动机按压缩行程喷射模式运转时控制可变吸气装置,以提高在燃烧室内所产生的吸气流层状程度,具有能使压缩行程喷射模式的燃烧稳定化、改燃料消耗以及提高发动机的输出功率和等效果。

Description

气缸内喷射式内燃机控制装置
本发明涉及气缸内喷射式内燃机,特别涉及使在燃烧室内产生的吸气流的层状程度适应燃料喷射模式、改善燃料消耗及提高发动机输出功率的气缸内喷射式内燃机控制装置。
火花点火式多缸内燃机的吸气系统由具备气门阀的吸气管以及把吸管内空气向各气缸分配的分配总管构成。并且,吸气系统内的空气压力随着各气缸内活塞的上下运动及吸气阀的开闭周期性变化。
若因空气压力脉动的正压力波到达正在打开的吸气阀,就促进吸气,也就是因吸气脉动产生过供给效果。此外,当气缸的吸气阀打开时所产生的负压力波到达其他气缸的吸气阀时,就抑制吸气。也就是说在气缸间产生吸气干扰。此外,在向气缸一侧传送吸气过程中还产生吸气惯性。此吸气惯性也产生过供给效果。吸气惯性随发动机转速提高与吸气管长度的增长而增大。
考虑到以上因素而构成使吸气效率提高的吸气系统。为减少吸气干扰,在吸气管与吸气分配总管间设置缓冲箱。此外,构成利用吸气惯性及吸气脉动获得过供给效果的吸气系统。然而,为获得过供给效果所需的最适当的吸气管长度随发动机转速而变化,但另一方面吸气管的长度通常为一定。因此,难以在发动机转速的整个范围取得过供给效果。
因此,已出现使吸气管长度按发动机运转状态而变化的可变吸气装置的各种方案。例如,已知有具备通过开闭吸气控制阀对设置在吸气分配总管的流入部与流出部间的迂回吸气通路进行有效选择、使有效长度增长、将吸气分配总管的有效长度作两级转换的可变吸气装置。该装置在发动机的低转速区关闭吸气控制阀,使吸气经迂回吸气通路流入吸气分配总管流出部,另外,在高转速区打开吸气控制阀、使吸气不经迂回吸气通路而直接流入吸气分配总管流出部。这样,通过使有效管长按发动机转速变化。使吸气效率在整个转速范围内都得以提高。
然而,在火花点火式内燃机中,以往的吸气管喷射式内燃机已由将燃料直接向燃烧室内喷射的气缸内喷射式内燃机代替。在典型的气缸内喷射式内燃机中,在低负荷运转时,通过在压缩行程将燃料从燃料喷射阀向设置在活塞顶部的腔内喷射,在点火时刻、在火花塞周围生成大致为理论混合气,在其周围生成稀薄混合气。当用这样的压缩行程喷射模式(后期喷射模式)的燃料喷射进行层状供气时,从气缸内整体来看,即使是稀薄混合气也能着火,减少排气有害成份的排出量的同时,又大幅度改了了燃料消耗。此外,在中高负荷运转时,在吸气行程喷射燃料,在气缸内均匀形成理论混合气或富混合气、既能防止富失火又能获得所需的发动机功率输出。
在以压缩行程喷射模式的层状供气、以至在使层状燃烧稳定化上需要进一步采取措施。例如,提出使在活塞顶部的腔内发生吸气涡流(或所谓旋转流),用涡流的作用在活塞的腔内保持接近于理论空燃比的混合气。
本发明者为了更进一步改善燃料消耗并提高功率输出进行了利用可变吸气装置的试验。实验表明通过内燃机燃料喷射模式与可变吸气装置的动作模式(吸气管的有效长度)的组合未能获得稳定的燃烧。例如,在采用为进行通路长度调整而需有足够长度且要配置成不与周围部件发生干扰而具有复杂形状的迂回通路的可变吸气装置的场合,在发动机以压缩行程喷射模式进行运转时,当使有效管长变长、未能得到稳定的燃烧。此外,在使用另外一种型式的、即从具有长的有效管长而其剖面形状变化小的第1吸气管路和具有短的有效管长而其剖面形状变化大的第2吸气管路中选择一种的可变吸气装置的场合,当选择第2管路、使有效管长变短时也未得到稳定的燃烧。根据本发明者的见解,为了使发动机在压缩行程喷射模式运转时燃烧稳定化,必须产生强的涡流、提高吸气流的层状程度以及层状供气程度。而得不到稳定燃煤的理由可认为是由于虽得到所需的吸气流层状程度但未生成足够强度的涡流。涡流强度可用例如涡流比(相对发动机转速的涡流转速比)来表示,涡流比越大,涡流强度也越大。此外,发动机在中、高负荷以吸气行程喷射模式(前期喷射模式)运转中,涡流能促进气缸内混合气的均匀化,然而涡流强度对燃烧稳定性并不发生太大的影响。
本发明的目的在于提供使吸气流层状程度适应燃料喷射模式以达到燃烧稳定化、改为燃料消耗并提高发动机功率输出的气缸内喷射式内燃机控制装置。
根据本发明可提供在压缩行程进行燃料喷射的压缩行程喷射模式或者在吸气行程进行燃料喷射的吸气行程喷射模式中至少选择一种模式以适应发动机运转状态的气缸内喷射式内燃机控制装置。
该控制装置包括将空气导入所述内燃机燃烧室内、同时改变空气流的空气流变更装置以及按照上述选定的喷射模式、使上述空气流变更装置动作、改变已导入上述燃烧室内空气所生成的吸气流层状程度的层状程度变更装置。在所述压缩行程喷射模式,所述层状程度变更装置使所述空气流变更装置动作,以提高所述吸气流的层状程度。
本发明优点在于能使吸气流层状程度适应燃料喷射模式(发动机运转状态)、在气缸内喷射式内燃机中达到稳定燃烧、改为燃料消耗、提高发动机功率输出。特别是,在易受吸气流层状程度影响的发动机按压缩行程喷射模式运转时、能改变吸气系统的空气流,提高吸气流的层状程度。其结果,能达到使层状供气稳定化、层状燃烧稳定地进行。
本发明中,所述空气流变更装置最好形成具有让所述空气流动的吸气通路,且能改变所述通路的有效长度。更好的是,在所述内燃机按所述压缩行程喷射模式运转时,所述层状程度变更装置使所述空气流变更装置动作、使所述吸气通路的有效长度变短或变长,所述吸气流的层状程度增强。
若构成上述最佳装置、能将吸气通路长度按照喷射模式变更成最佳长度,使吸气流的层状程度适应喷射模式。特别是在使用使吸气通路长度变短、空气流动良好的空气流变更装置的场合,能使发动机在按压缩行程喷射模式运转时的吸气通路长度变短。反之,在使用使吸气通路长度变长、空气流动良好的空气流变更装置的场合,能使吸气通路长度变长。无论在哪一种场合,都能使在压缩行程模式的吸气流的层状程度增强、使燃烧稳定化以及改善燃料消耗。在压缩行程喷射模式下使吸气通路长度变长的场合,能够提高在压缩行程喷射模式的体积效率,增大发动机的功率输出以及提高燃烧稳定性。
对附图的简单说明。
图1为装有本发明第1实施例控制装置的气缸内喷射式内燃机简图,
图2为表示作为本发明第1实施例控制装置的空气流变更装置用的可变吸气装置的简图,
图3为用于图1所示内燃机燃料喷射控制的分区图,
图4为表示作为本发明第2实施例控制装置的空气流变更装置用的可变吸气装置的简图。
以下,对装有本发明一实施例的控制装置的火花点火、气缸内喷射式内燃机(以下称发动机)进行说明。
参照图1,在各气缸1的气缸头2上分别安装火花塞3与电磁式燃料喷射阀4,据此,形成将燃料直接向燃烧室5内喷射。另外,在可上下自由滑动地保持在气缸6内的活塞7的顶面上形成半球形凹腔8。此外,将此发动机1的压缩比设定成比吸气管喷射型的要高(本实施例约为12)。采用DOHC4阀作为动阀机构,在气缸头2的上部设置分别驱动吸排气阀9、10的吸气侧凸轮轴11、排气侧凸轮轴12。
在气缸头2上形成从两凸轮轴11、12间竖直穿过的吸气口13,能使通过此吸气口13的吸气流在燃烧室5内发生涡流。与通常的发动机一样,沿大致水平方向形成排气口14,使大直径的EGR口15向斜下方分支。在发动机上设置检测冷却水温度Tw的水温传感器16以及能在各气缸的规定曲柄位置输出曲轴角度信号SGT的曲柄角度传感器17,此曲轴角度传感器根据曲柄角度信号SGT可检测发动机转速Ne。另外还设置了向火花塞3输出高压电的点火线圈19。此外,在以二分之一曲轴转速旋转的凸轮轴上还设置输出气缸判别信号SGC的气缸判别传感器(未图示),能判别曲柄角度信号SGT为那一个气缸的。
使具有气门体23、具备作为吸气量校正功能的步进电动机式的第1空气旁路阀(#1ABV)24以及空气过滤器22的吸气管25通过吸气分配总管21与吸气口13相连。此外,把从气门体23迂回、将吸气吸入吸气分配总管21的大直径空气旁路管26设置成与吸气管25并列,在此管路上设置筒筒形电磁线圈式大型第2空气旁路阀(#2ABV)27。空气旁路管路26具有与吸气管25相近的流路面积,成为在#2ABV阀27全开时,能吸入发动机在中低速范围要求的量的空气。另外,#1ABV阀24具有比#2ABV阀27还小的流路面积,用于对吸气量进行微调整的场合。
在气门体23上具备开闭流路的蝶式气门阀28、检测气门阀28的开度θth的气门位置传感器29以及检测气门阀28的全关闭状态、即发动机怠速状态的怠速开关30。此外,在空气滤清器22的内部设置为球出吸气密度的大气压传感器、吸气温度传感器(均未图示),且输出对应大气压、吸气温度的信号。此外,在吸气管25的入口附近设置检测吸入空气量Qa的卡门涡旋式空气流传感器32,输出与每一吸气行程的体积的空气流量成比例的涡流发生信号。此外,也可设置检测吸气管25内的吸气压的增压传感器以取代空气流传感器。
在发动机1上配置了用来为使导入燃烧室内的空气所形成的吸气流的层状程度与燃料喷射模式相适应的控制装置。控制装置包含有使发动机1的吸气系统的空气流变化的空气流变更装置以及按照喷射模式使此装置动作、改变吸气流层化程度的层化程度变化机构。在本实施例中,用后述电子控制单元(ECU)70构成层状程度变化机构,用有效管长度变换式可变吸气装置18构成空气流变更装置。
参照图2,可变吸气装置18具有构成吸气管25的流出部分的第1吸气管路18a,管路18a的流出端部构成缓冲箱。使第2吸气管路(迂回管路)的流入端与第1管路18a的流出端相连。18b表示第2管路的一种。将两管路18a、18b的连接部位称作第1连通部。在与第1连通部相邻接的第2连通部、使与第2管路18b配合构成有效长度可变的吸气分配总管21的第3吸气管路的流入端与第1管路18a的流出端相连。18c表示第3管路的一种。在第2连通部设置容许或阻止管路18a、18c连通的吸气控制阀(18d表示其中之一)。在与第2连通部相邻的第3连通部,使第2管路18b的流出端与第3管路18c的流入端相连。使第3管路18c的流出端与发动机1的各气缸的吸气口13的流入端相连。
将可变吸气装置18的管路18a、18b及18c配置成与设置发动机1的车辆的发动机室内的各种部件和罩盖不相干扰。除这样的一般必要条件外,还必须满足形成使其流入、流出端与第3管路18c的流出端相连形状的条件以及为具有使吸气分配总管21有效长度增大功能的足够长度的必要条件。具体是第2管路18b具有相当长的长度、具有沿长度方向变弯曲的形状以及具有随长度方向位置而变化的截面形状。从而,使第2管路18b的空气阻力变大。
尤其,在所谓直立口式V型发动机中,由于发动机上部与罩盖间的空间狭小,形成将可变吸气装置18设置在发动机的左右气缸间。在此场合,为了避免与发动机各部件干扰,更应使第2管路1 8b的截面积变化大。此外,使第1与第3管路18a、18c的弯曲或截面形状变化较小。
使配置在管路18a与18c相连的第2连通部上的吸气控制阀18d通过未图示的杠杆等连接构件与筒形电磁线圈33的可动杆33a相连。筒形电磁线圈33具有已与电子控制装置(ECU)70的输出侧相连的激磁线圈。吸气控制阀18d例如在使筒形电磁线圈33通电时,成为和管路18a、18c连通的接通位置(图2的虚线所示);在使筒形电磁线圈33断电时,成为阻止两管路连通的截止位置。
当吸气控制阀18d成为截止位置时,第1管路18a通过第2管路18b与第3管路18c相连,吸气分配总管21的管路(更一般地为发动机吸气系统的吸气管路长度)变长。使从吸气管25供给的空气如图2的实线所示,经管路18a、18b、18c流动。此时,仅是第2管路18b的那部分吸气阻力使可变吸气装置18的管路内的空气流动恶化,在燃烧室5内形成的涡流变弱。另外,当吸气控制阀18d成连通位置,使第2管路18b短路、第1管路18a直接与第3管路18c相连,吸气分配总管21的管路长度变短。此外,使吸气分配总管21的管路弯曲变小,其截面积变化也减少。吸入空气如图2的虚线所示,经管路18a、18c流动。此时、仅因第2管路18b的空气阻力不存在而使可变吸气装置18的通路内空气流动顺利,涡流加强。
使具备三元催化体42或未图示的消音器等的排气管43通过安装有O2传感器40的排气分配总管41与排气口14相连。此外,使上述EGR口15通过大直径的EGR管44与气门阀28的流出部、且与吸气分配总管21的流入部相连,在其管路上设置步进电动机式EGR阀45。
使用电动式低压燃料泵51从燃料箱50吸上的低压油通过低压供油管52送至发动机1的一侧。用安装在回油管53的管路上的第1燃料调压器54把低压供管52内的燃料压力调整到较低压力。用安装在气缸头2上的高压燃料泵55把送至发动机1的一侧的燃料通过高压供油管56和输送管57送至各燃料喷射阀4。用凸轮轴11或12驱动高压燃料泵55,在发动机1的怠速运转时也能发生5MPa-7MPa以上的排出压力。用安装在返回管58的管路上的第2燃料调压器59把输送管57内的燃料压力调整到比较高的压力。安装在第2燃料调压器59上的燃料转换阀60在接通状态时能将燃料减压,使输送管57内的燃料成为低压燃料。回流管61使进行过高压燃料泵55的润滑、冷却等的一部的燃料返回至燃料箱50。
在机房内设置具备输出、入装置、由控制程序、控制图等的存储提供的存储装置(ROM、RAM、不挥发性RAM等)、中央处理装置(CPU)和计时器等的ECU(电子控制单元)70,用此ECU进行发动机1的综合控制。
ECU70的输出侧连接着在开始工作时使上述各种传感器类成为发动机1的负荷的空调装置、动力操纵装置、检测自动变速装置等的工作状况的开关类(均未图示),向ECU70供给各检测信号。此外,在ECU70的输出侧连接着上述各种传感器类、开关类以外的未图示的多个开关、传感器类、在其输出侧也连接各种警告灯、机器等。
ECU70基于来自上述各种传感器类及开关类的检测信号、把燃料喷射模式作为开始、决定燃料喷射量、燃料喷射结束时间、点火时间、EGR气体导入量等,对燃料喷射阀4、点火线圈19、EGR阀45等进行驱动控制。
下面,简单说明上述发动机1的控制。
当操作者合上点火开关,ECU70就使低压燃料泵51与燃压转换阀60闭合,向燃料喷射阀4供给低压燃料。这是因为在转动发动机1的动力输出轴时高压燃料泵55仅是不完全工作。
接着,当操作者起动点火开关、用未图示的起动器转动发动机1的动力输出轴,同时ECU70开始控制燃料喷射。此时、ECU70选择吸气行程喷射模式(前期喷射模式),同时为成为较富的空燃比而进行增加燃料的喷射。这是因为冷机时燃料的气化率低。就是通过为增加燃料充分确保燃烧所需的燃料。此外,ECU70在此起动时,由于#2ABV阀27关阀、故通过气门阀28与吸气管25的周壁间的间隙或者配置了#1ABV阀24的旁路向燃烧室供给吸气。当起动结束、发动机1开始怠速运转时,高压燃料泵55开始额定的排出动作。与此相应,ECU70使燃料压力转换阀60关闭,向燃料喷射阀4供给高压燃料。而且,直到冷却水温Tw上升至规定值,ECU70和起动时一样选择吸气行程喷射模式喷射燃料,在确保富的空燃比的同时,也继续关闭#2ABV阀27。而与空调器等辅机类负荷增减相对应的怠速转速的控制则与以往的吸气管喷射型发动机同样、用#1ABV阀24来进行。此外,当发生O2传感器40活性化时,ECU70按照O2传感器40的输出电压开始空燃比反馈控制,用三元催化体42净化有害排出气体成份。这样,在冷机时,进行和吸气管喷射式发动机大致一样的燃料喷射控制。气缸内喷射式发动机由于燃料不会滴附在吸气分配总管21的壁面,故可提高控制的响应性和精度。
当一完成发动机1的暖机,ECU70基于从吸入空气量Qa或气门开度θth等得到的目标有效平均压(目标负荷)Pe和发动机转数(转速),从图3的燃料喷射控制图上查找现在的燃料喷射控制区域、决定燃料喷射模式、燃料喷射量以及燃料喷射时间,驱动燃料喷射阀4,还进行#2、#22ABV阀24、27、EGR阀45的开阀控制等。
在怠速运转时等的低负荷、低转速运转时,由于成为压缩行程喷射贫区(后期喷射贫区)如图3的图所示,ECU70选择压缩行程喷射模式(后期喷射模式),同时按照运转状态使#2ABV阀27与EGR阀45打开,使成为贫的空燃比(例如约30-40)而喷射燃料。
从吸气口流入燃烧室5的吸气形成涡流,因涡流的作用将燃料喷雾保存在活塞7的腔8内。其结果是在点火时刻、在火花塞周围、使接近理论空燃比的混合气形成层状,从整体而言,即使是贫的空燃比,也能点火。据此,能将CO、HC的排放量抑制到极少量,同时,随着泵损失减少。大幅度地改善了燃料消耗。由于通过使燃料喷射量按照辅机负荷等的增减而增减的怠速转速的控制,与以往那样对吸气进行的控制相比,控制的响应性非常高。此外,ECU70在此控制区域通过打开EGR阀45、向燃烧室5内导入大量(例如30%以上)的EGR气体、也使NOx大幅降低。
此外,在定速运行时等的中等负荷区域,由于按照发动机负荷或发动机转速Ne、图3中的吸气行程喷射贫区(前期喷射贫区)或理论空燃比反馈区(计算反馈区)或开环区,ECU70在选择吸气行程喷射模式(前期喷射模式)的同时,为成为适应各运转区的规定的空燃比进行喷射燃料。就是在吸气行程喷射贫区,为形成比较贫的空燃比(例如约20-23)、控制#1、#2ABV阀24、27的阀开度及燃料喷射量,关闭EGR阀45。此外,在理论空燃比反馈区,控制#2ABV阀27及EGR阀45的开闭,同时按照O2传感器40的输出电压进行空燃比反馈控制以使空燃比接近理论空燃比。
在吸气行程贫喷射区,由于将从吸气口13流入的吸气流形成涡流,通过因涡流造成的湍流效应,成为即使贫的空燃比也能点火。此外,在理论空燃比反馈区,由于比较高的压缩比而得到大的输出功率,同时用三元催化体42对排出有害气体成份进行净化,同时控制EGR阀45,将适量的EGR气体导入燃烧室5内,而减少NOx的生成。
由于急剧加速时或高速运行时等的高负荷区成为图3中的开环区,ECU70在选择吸气喷射模式(富模式)的同时关闭#2ABV阀27,按照吸入空气量Qa或气门开度和发动机转速Ne等,为成为较富的空燃比(比理论空燃比还浓的空燃比)进行燃料喷射。此外,由于在中高速运行中的惰性运转时成为燃料供给切断区,ECU70使燃料喷射停止。据此,在改善燃料消耗的同时还降低了排出有害气体成份的排出量。此燃料供给切断在发动机转速Ne比回复转速低的场合、操纵者踏下加速踏板就立即中止。
现参照图2对采用控制吸气流层状程度的可变吸气装置18与ECU70(层状程度变更装置)来实施吸气分配总管21的管长控制进行说明。
在图2所示的可变吸气装置18中,当使吸气控制阀18d关闭,即构成由吸气通路18a、18b及18c所组成的有效长度长的低速型口,当使吸气控制阀18d打开,即构成由吸气通路18a、18c所组成的有效长度短的高速型口。低速型口与高速型口相比,仅吸气通路18b的部分的有效长度较长且剖面形状变化大。而且,由通过低速型口向燃烧室5供给的吸气形成的涡流的强度(吸气流层状程度)变弱。此外,通过高速型口供给的吸气的涡流的强度变强。这样,涡流的强度随吸气分配总管21(可变吸气装置18的吸气通路)的有效长度而变化。如前所述,涡流强度影响气缸内喷射式内燃机的燃烧状态。特别,由于在压缩喷射模式下涡流弱、从而吸气流层状程度变低、而容易产生燃烧不稳定,故有必要提高吸气流的层状程度。
在本实施例中,通过按照图3的分区图选择的燃料喷射模式,用ECU70对吸气控制阀18d进行开闭控制,使吸气通路的有效长度适应燃料喷射模式,得到适应喷射模式的涡流强度(适应喷射模式的层状程度的吸气流)。如后所述,在富喷射模式中,在发动机处于开环区的低速区时与高速区时实行不同的吸气控制阀控制。
具体说,按以下进行各燃料喷射模式的吸气控制阀18的开关控制。
在发动机1处于开环区的低区部分(低速高负荷运转区)、以吸气行程富喷射模式运行时,关闭吸气控制阀18d、构成吸气分配总管21(可变吸气装18的吸气通路)的有效长度加长的低速型口。其结果,促进了惯性过供给效果,提高了吸气效率,使发动机输出扭矩增大。
另外,在发动机1处于开环区的低区部分以外的运转区运转时,打开吸气控制阀18d,形成吸气分配总管21的有效长度缩短的高速型口。其结果,在发动机的各运转区,发动机1与可变吸气装置18按以下所述发挥作用。
发动机按压缩行程喷射模式运转时,当打开吸气控制阀18d、而吸气分配总管21的有效长度变短时,从吸气管25、通过吸气分配总管21顺利地被吸入燃烧室5的空气在燃烧室5内的活塞7顶的腔8内形成强的涡流。就是提高了吸气流的层状程度。在压缩行程后期、用强的涡流作用将喷射的燃料可靠保持在腔8内,在点火期,在火花塞3的周围稳定形成较浓的混合气体。因此,因燃烧稳定、减少了排气中有害成分的排出量,改善了燃料消耗。
在发动机按吸气行程喷射贫模式运行时,当打开吸气控制阀18d、燃烧室5的吸入空气量就增加。由此能使燃烧室内的燃料迅速燃烧,稳定进行在均匀稀薄混合气下的燃烧。
此外,在发动机按吸气行程喷射计算模式运转时,当打开吸气控制阀18d,则燃烧速度及抗爆燃性能提高,能使点火时期使用超前角,以改善燃料消耗。
此外,在发动机1处于开环区的高速区按吸气行程富喷射模式运转时,当打开吸气控制阀18d,就能提高吸气效率增大扭矩。
以下,说明本发明第2实施例的控制装置。
本实施例控制装置的特点在于:与具有可将吸气分配总管的有效长度转换成两级的可变吸气装置的第1实施例装置相比,它具有含两组吸气通路、可选择适应燃料喷射模式的所需一组的可变吸气装置。就是在本实施例中,把与图2的可变吸气装置不同的图4的可变吸气装置80作为空气流变换装置使用。在其它方面两实施例的结构相同。
参照图4,可变吸气装置80具有分别与发动机1的气缸对应的低速用第1吸气通路(用标号81表示其中的一种)与高速用第2吸气通路(用标号82表示其中的一种),由第1、第2管路81、82构成发动机的吸气分配总管21(图1)。
为使从发动机1的吸气管25(图1)向缓冲箱85供给的空气顺利地流向管路81内,将第1管路81的流入端与缓冲箱85相连。使第1管路81从缓冲箱85以大的圆弧半径圆滑地弯曲延伸。为使来自管路81的空气顺利流入吸气口13,使第1管路81的流出端与吸气口13的流入端相连。
将第2管路82的流入端与第1管路81的流入端连通,使其从缓冲箱85直线状地延伸,使其流出端向第1管路81的流出端部开口。在第2管路82的流入流出端、使第2管路82的轴线与第1管路81的轴线大致垂直。因此,空气通过第2管路82的开口流入端流入管路82、且从第2管路的开口流出端流入第1管路81时产生比较大的流路阻力。
可变吸气装置80具有设置在第2管路82的开口流出端上、在图4上用虚线表示开阀位置和用实线表示闭阀位置中选择一个位置的吸气控制阀83,以及与ECU70的输出侧电气相连、在ECU70的控制下、对吸气控制阀83进行开闭驱动的筒形电磁线圈84。ECU70按照燃料喷射模式或发动机运转状态。驱动筒形电磁线圈84,开闭吸气控制阀83,选择第1管路81或第2管路82。
当关闭吸气控制阀83而在第2管路82的流出端隔断了第1管路81与第2管路82的连通时、从吸气管25向缓冲箱85供给的空气如图4中实线箭头所示,通过第1管路流入吸气口13。第1管路81使可变吸气装置80的有效长度加长,然而,由于管路缓慢弯曲,故管路81内的空气流动状况良好。其结果:对在燃烧室5内形成涡流不产生阻碍,使吸气流的层状程度提高。
另外,当打开吸气控制阀83,在第2管路82的流出端允许第1管路81与第2管路82连通时、如图4中的虚线箭头所示、空气通过第1管路81和第2管路82流向吸气口13。第2管路82的管长变短、然而,使其流入端及流出端分别与缓冲箱85及吸气口13(实际为第1管路81)成大致直角相连。因此,特别是在第2管路82与缓冲箱85的连通部和第2管路82与吸气口13的连通部都对空气流产生阻碍。此外,当打开吸气控制阀83时,其一半部分向第1管路81内伸出,使从第2管路82流入第1管路81的空气形成湍流,同时从第1管路81流入吸气口13的空气也形成湍流。其结果,使通过管路81、82流入吸气口13的空气流的状况恶化,在燃烧室5内的涡流变弱、吸气流的层状程度降低。
如上所述,在图4的可变吸气装置中,在选择仅以管长较长的第1管路81作为吸气通路场合的空气流要比选择加上管长较短的第2管路82一起使用的场合更流畅,对燃烧室5内形成涡流不产生阻碍。
因此,ECU(层状程度变更装置)70至少在发动机以压缩行程喷射模式运转时驱动可变吸气装置80的筒形电磁线圈84,开关吸气控制阀83,选择仅通过第1管路81向吸气口13供给空气。据此,能促进涡流的形成,提高燃烧室5内的吸气流层状程度使燃烧稳定化。另外,例如,在发动机以压缩行程喷射模式以外的喷射模式运转时,在ECU70的控制下打开吸气控制阀83,通过第1、第2管路81、82向吸气口13供给空气。
本发明不只限于上述第1、第2实施例,还可有各种变形形式,例如,构成本发明控制装置的空气流变更装置只要是能使发动机吸气系统的空气流可变、燃烧室内吸气流的层状程度可变就可以。

Claims (3)

1.气缸内喷射式内燃机控制装置,该装置可按照发动机的运转状态,在压缩行程进行燃料喷射的压缩行程喷射模式和在吸气行程进行喷射燃料的吸气行程喷射模式中选择一种模式,其特征在于,包括:向所述内燃机(1)的燃燃室(5)导入空气、同时改变空气流的空气流变更装置(18或80);以及按照所述选定的喷射模式使所述空气流变更装置(18或80)动作、改变导入所述燃烧室(5)的空气所形成的吸气流的层状程度的层状程度变更装置(70),在所述压缩行程喷射模式中,所述层状程度变更装置(70)使所述空气流变更装置(18或80)动作、以提高所述吸气流的层状程度:所述空气流变更装置(18或80)具有让所述空气流动的吸气通路(18a、18b、18c;或81,82),使所述吸气通路(18a、18b、18c;或81、82)的有效长度改变。
2.根据权利要求1所述控制,其特征在于,在所述内燃机(1)以所述压缩行程喷射模式运转时、所述层状程度变更装置(70)使所述空气流变更装置(18)动作,使所述吸气通路(18a、18b、18c)的有效长度变短,使所述吸气流层状程度增强。
3.根据权利要求1所述控制装置,其特征在于,在所述内燃机(1)以所述压缩行程喷射模式运转时,所述层状程度变更装置(70)使所述空气流变更装置(80)动作、使所述吸气通路(81、82)的有效长度变长,使所述吸气流层状程度增强。
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