定的燃燒波動(dòng)來推定塞附近流速。進(jìn)一步地，當(dāng)測(cè)量值偏離內(nèi)燃機(jī)10的工作期間塞附近流速的目標(biāo)值時(shí)，可以執(zhí)行反饋控制以調(diào)整TCV開度，使得塞附近流速的測(cè)量值落在最佳點(diǎn)火范圍內(nèi)。進(jìn)一步地，當(dāng)出現(xiàn)上述偏離情況時(shí)，可以執(zhí)行這樣的反饋控制來替代TCV開度的反饋控制:即，通過該這樣的反饋控制調(diào)整缸體內(nèi)的A/F或點(diǎn)火能量。對(duì)于缸體內(nèi)的A/F，優(yōu)選地將A/F控制為偏濃，以便改善燃燒，并且當(dāng)控制點(diǎn)火能量時(shí)，基于相同的原因優(yōu)選地增加點(diǎn)火能量。上述反饋控制類型可以與下面描述的任一實(shí)施例組合。
[0100]在本發(fā)明的上述第一方面，根據(jù)本發(fā)明一方面的“電子控制單元”通過使用ECU40執(zhí)行步驟108到114的處理來實(shí)現(xiàn)。
[0101]下面將參考圖12A到12C以及13來解釋本發(fā)明的實(shí)施例2。該實(shí)施例的系統(tǒng)可通過使用圖1所示的硬件配置以及在ECU 40中執(zhí)行下面描述的圖13所示的例程(而非圖11所示的例程)來實(shí)現(xiàn)。
[0102]圖12A到12C用于解釋本發(fā)明的實(shí)施例2中用于通過以下方式控制點(diǎn)火時(shí)的塞附近流速的方法:即，通過使用TCV 24改變滾流比來控制具有ω滾動(dòng)形狀的滾流的產(chǎn)生和不產(chǎn)生。通過該實(shí)施例中用于控制滾流的方法，創(chuàng)建其中塞附近流速相對(duì)于引擎轉(zhuǎn)速的變化基本保持恒定的引擎轉(zhuǎn)速區(qū)域，以便通過使用TCV 24控制具有ω滾動(dòng)形狀的滾流的產(chǎn)生和不產(chǎn)生，使塞附近流速落在稀薄燃燒區(qū)域中的最佳點(diǎn)火范圍內(nèi)。
[0103]更具體地說，在稀薄燃燒工作區(qū)域中的相對(duì)于第二引擎轉(zhuǎn)速ΝΕ2的低旋轉(zhuǎn)側(cè)的區(qū)域(也稱為第一引擎轉(zhuǎn)速區(qū)域Rl)中，TCV開度被控制為用于產(chǎn)生具有通常滾動(dòng)形狀的滾流的第三TCV開度。第三TCV開度是這樣的開度:在該TCV開度，獲得接近適合于產(chǎn)生具有ω滾動(dòng)形狀的滾流的滾流比范圍的邊界(此處所述的邊界在圖12Α到12C所示的實(shí)例中的上限處示出)的滾流比。
[0104]如圖12C所示，在稀薄燃燒工作區(qū)域中的從第二引擎轉(zhuǎn)速ΝΕ2到第三引擎轉(zhuǎn)速ΝΕ3的引擎轉(zhuǎn)速區(qū)域(被包括在第二引擎轉(zhuǎn)速區(qū)域R2中)中，在引擎轉(zhuǎn)速的增加之后，TCV開度從第三TCV開度逐漸增加到第四TCV開度。如圖12Β所示，隨著引擎轉(zhuǎn)速增加，滾流比從接近上述邊界的值逐漸減小，以便一個(gè)行程中的缸內(nèi)氣體的旋轉(zhuǎn)角接近滾流比范圍內(nèi)的最佳滾流比(參考圖7Α和7Β解釋的滾流比)。因此，在引擎轉(zhuǎn)速區(qū)域(ΝΕ2到ΝΕ3)中，產(chǎn)生具有ω滾動(dòng)形狀的滾流，并且通過在引擎轉(zhuǎn)速增加之后增大滾流的渦心偏移度來增強(qiáng)所產(chǎn)生的具有ω滾動(dòng)形狀的流。
[0105]當(dāng)滾流比恒定時(shí)，隨著引擎轉(zhuǎn)速升高，塞附近流速單調(diào)遞增。進(jìn)一步地，隨著具有ω滾動(dòng)形狀的流被增強(qiáng)，點(diǎn)火時(shí)的塞附近流速可被減小。因此，在引擎轉(zhuǎn)速區(qū)域(ΝΕ2到ΝΕ3)中，增加TCV開度，以便通過減小塞附近流速的動(dòng)作(增強(qiáng)具有ω滾動(dòng)形狀的流所造成)抵消隨著引擎轉(zhuǎn)速升高而增大塞附近流速的動(dòng)作。因此可以獲得塞附近流速相對(duì)于弓I擎轉(zhuǎn)速的變化基本保持恒定的性質(zhì)。在圖12Α到12C所示的情況下，在稀薄燃燒工作區(qū)域中的相對(duì)于第三引擎轉(zhuǎn)速ΝΕ3的高旋轉(zhuǎn)側(cè)的區(qū)域(該區(qū)域也稱為第二引擎轉(zhuǎn)速區(qū)域R2)中，由于TCV開度被固定在第四TCV開度，因此隨著引擎轉(zhuǎn)速升高，塞附近流速單調(diào)遞增。
[0106]圖13是示出由ECU40執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例2中的特定控制的控制例程的流程圖。在圖13中，與涉及實(shí)施例1的圖11所示的步驟相同的步驟被賦予相同的附圖標(biāo)記，這些步驟的解釋被省略或簡(jiǎn)化。
[0107]在圖13所示的例程中，ECU40在步驟106確定點(diǎn)火能量，然后判定當(dāng)前的引擎轉(zhuǎn)速NE是否低于第二引擎轉(zhuǎn)速ΝΕ2(步驟200)。第二引擎轉(zhuǎn)速ΝΕ2是用于根據(jù)稀薄燃燒工作區(qū)域中的引擎轉(zhuǎn)速改變滾流形狀的閾值。
[0108]當(dāng)在步驟200做出肯定的判定時(shí)(NE〈NE2)，E⑶40通過使用第三TCV開度確定流速控制值(目標(biāo)TCV開度)，以及根據(jù)預(yù)定的映射等確定用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)A/F下的所需轉(zhuǎn)矩的節(jié)流閥開度、燃料噴射量以及點(diǎn)火時(shí)間的目標(biāo)值(步驟202)。同時(shí)，當(dāng)在步驟200做出否定的判定時(shí)，ECU 40接著判定當(dāng)前的引擎轉(zhuǎn)速NE是否等于或高于第二引擎轉(zhuǎn)速NE2并且低于第三引擎轉(zhuǎn)速NE3(步驟204)。
[0109]當(dāng)在步驟204做出肯定的判定時(shí)(NE2 < NE〈NE3)，ECU 40接著確定流速控制值(在實(shí)施例中，是指目標(biāo)TCV開度)，以使塞附近流速相對(duì)于引擎轉(zhuǎn)速的變化基本保持恒定，以及根據(jù)預(yù)定的映射等確定用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)A/F下的所需轉(zhuǎn)矩的節(jié)流閥開度、燃料噴射量以及點(diǎn)火時(shí)間的目標(biāo)值(步驟206)。更具體地說，ECU 40存儲(chǔ)映射(圖中未示出)，在該映射中，與引擎轉(zhuǎn)速相關(guān)地，通過測(cè)試等已經(jīng)提前設(shè)定TCV目標(biāo)開度，以便確定要在稀薄燃燒工作區(qū)域中使用的目標(biāo)TCV開度，使得減小塞附近流速的動(dòng)作(增強(qiáng)具有ω滾動(dòng)形狀的流所造成)可以抵消隨著引擎轉(zhuǎn)速升高而增大塞附近流速的動(dòng)作。在該步驟206，ECU 40通過參考該映射來確定與當(dāng)前的引擎轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的目標(biāo)TCV開度(流速控制值)。
[0110]同時(shí)，當(dāng)在步驟204做出否定的判定時(shí)(NE3^NE)，ECU40通過使用第四TCV開度確定流速控制值(目標(biāo)TCV開度)，以及根據(jù)預(yù)定的映射等確定用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)A/F下的所需轉(zhuǎn)矩的節(jié)流閥開度、燃料噴射量以及點(diǎn)火時(shí)間的目標(biāo)值(步驟208)。
[0111]對(duì)于圖13所示的上述例程，通過使用TCV24根據(jù)引擎轉(zhuǎn)速在通常滾動(dòng)形狀與ω滾動(dòng)形狀之間改變滾流形狀，可以將其中執(zhí)行稀薄燃燒工作的引擎轉(zhuǎn)速區(qū)域中的點(diǎn)火時(shí)的塞附近流速控制為相對(duì)于引擎轉(zhuǎn)速的變化基本保持恒定。因此，可以有利地使點(diǎn)火時(shí)的塞附近流速落在最佳點(diǎn)火范圍內(nèi)。
[0112]最佳點(diǎn)火范圍內(nèi)的塞附近流速具有最佳值，在該最佳值，點(diǎn)火延遲為最小值。通過該實(shí)施例的控制方法，可以比實(shí)施例1的控制方法更容易地控制塞附近流速以獲得該最佳值。因此，可以在提高稀薄燃燒工作期間的空氣-燃料混合物的點(diǎn)火能力的同時(shí)擴(kuò)大稀薄界限。
[0113]在上述實(shí)施例2中，TCV開度被控制在第三TCV開度與第四TCV開度之間，以獲得塞附近流速相對(duì)于其中執(zhí)行稀薄燃燒工作的引擎轉(zhuǎn)速區(qū)域中的引擎轉(zhuǎn)速的變化基本保持恒定的性質(zhì)，在第三TCV開度，可以獲得這樣的滾流比:該滾流比接近適合于產(chǎn)生具有ω滾動(dòng)形狀的滾流的滾流比范圍的邊界(上限)，在第四TCV開度，可獲得適合于產(chǎn)生具有ω滾動(dòng)形狀的滾流的范圍內(nèi)的滾流比。但是，用于此控制的TCV開度可以是預(yù)定的TCV開度(而非第三TCV開度)，在該預(yù)定的TCV開度，可獲得這樣的滾流比:該滾流比接近適合于產(chǎn)生具有ω滾動(dòng)形狀的滾流的滾流比范圍的邊界(下限)。更具體地說，在稀薄燃燒工作區(qū)域中的引擎轉(zhuǎn)速區(qū)域中，隨著引擎轉(zhuǎn)速增加，TCV開度可以從預(yù)定的TCV開度朝著第四TCV開度逐漸減小。因此，隨著引擎轉(zhuǎn)速增加，滾流比從接近上述邊界的值逐漸增大，以便一個(gè)行程中的缸內(nèi)氣體的旋轉(zhuǎn)角接近滾流比范圍內(nèi)的最佳滾流比。因此，對(duì)于該備選方法，在引擎轉(zhuǎn)速區(qū)域中，也產(chǎn)生具有ω滾動(dòng)形狀的滾流，并且通過在引擎轉(zhuǎn)速增加之后增大滾流的渦心偏移度來增強(qiáng)所產(chǎn)生的具有ω滾動(dòng)形狀的流。
[0114]在上述實(shí)施例2中，根據(jù)本發(fā)明第一到第四方面的“電子控制單元”通過使用ECU40執(zhí)行步驟200到208的處理來實(shí)現(xiàn)。
[0115]下面將參考圖14和15來解釋本發(fā)明的實(shí)施例3。首先將解釋系統(tǒng)配置。圖14是用于解釋本發(fā)明的實(shí)施例3的內(nèi)燃機(jī)50的系統(tǒng)配置的示意性配置。在圖14中，與圖1所示的構(gòu)成部件相同的構(gòu)成部件被賦予相同的附圖標(biāo)記，這些構(gòu)成部件的解釋被省略或簡(jiǎn)化。
[0116]該實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)50與上述內(nèi)燃機(jī)10的配置方式相同，除了缸體內(nèi)的滾流可以通過進(jìn)氣通道52的進(jìn)氣端口 52a的形狀產(chǎn)生，而不需要提供TCV 24，以及除了設(shè)置有進(jìn)氣可變閥裝置54。進(jìn)氣可變閥裝置54具有兩個(gè)外形不同的用于驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣閥26的凸輪，并且可以通過切換凸輪分兩個(gè)階段改變進(jìn)氣閥26的閥升程特征。能夠分兩個(gè)階段切換閥升程特征的閥裝置本身是可得到的，此處省略對(duì)其具體配置的解釋。
[0117]圖15用于解釋由圖14所示的進(jìn)氣可變閥裝置54所改變的進(jìn)氣閥26的閥升程特征。如圖15所示，進(jìn)氣可變閥裝置54在虛線所示的具有典型形狀的閥升程特征與以下閥升程特征(由實(shí)線示出)之間切換閥升程特征:在由實(shí)線示出的閥升程特征中，與虛線所示的閥升程特征相比，其中閥升程量具有最大值的時(shí)間段更長(zhǎng)。
[0118]下面解釋在實(shí)施例3中執(zhí)行的控制的特定部分。圖16A和16B用于解釋在圖15所示的閥升程特征的切換之后，缸體內(nèi)氣體流動(dòng)的變化。圖16A和16B表示接近這樣的時(shí)間(進(jìn)氣行程的中間時(shí)段)的時(shí)間段:在該時(shí)間上，進(jìn)氣行程中的活塞12的速度具有最大值，并且因?yàn)檫M(jìn)氣閥26的閥升程量大，進(jìn)氣以大流量的狀態(tài)流入缸體。
[0119]如圖16A所示，當(dāng)選定具有長(zhǎng)的閥升程最大值時(shí)間段的閥升程特征時(shí)，在其中進(jìn)氣以大流量的狀態(tài)流入的時(shí)間附近，進(jìn)氣以分散狀態(tài)(不形成大團(tuán))流入缸體。同時(shí)，如圖16B所示，當(dāng)選定具有短的閥升程最大值時(shí)間段的閥升程特征時(shí)，在上述的時(shí)間附近，進(jìn)氣作為聚集的大團(tuán)流入缸體。因此，可以改變其中閥升程具有最大值的時(shí)間段的進(jìn)氣可變閥裝置54是影響缸體內(nèi)氣體流動(dòng)的致動(dòng)器。
[0120]通過延長(zhǎng)閥升程最大值時(shí)間段以及分散進(jìn)氣團(tuán)，可以抑制壓縮行程的后半段中的滾流的渦心相對(duì)于燃燒室14的容積中心的偏移。因此，抑制具有ω滾動(dòng)形狀的流的產(chǎn)生，并且產(chǎn)生具有通常滾動(dòng)形狀的滾流，從而可以增加點(diǎn)火時(shí)的塞附近流速。同時(shí)，通過縮短閥升程最大值時(shí)間段以及使進(jìn)氣團(tuán)聚集，可以產(chǎn)生滾流的渦心偏移。因此產(chǎn)生具有ω滾動(dòng)形狀的滾流，這樣，與產(chǎn)生具有通常滾動(dòng)形狀的滾流的情況相比，塞附近流速減小。為了在通過控制縮短閥升程最大值時(shí)間段時(shí)有效地產(chǎn)生具有ω滾動(dòng)形狀的滾流，在內(nèi)燃機(jī)50中設(shè)置的進(jìn)氣端口 52a優(yōu)選地被配置為獲得適合于產(chǎn)生具有ω滾動(dòng)形狀的滾流的滾流比(參考圖7Α和7Β解釋的滾流比)。
[0121]因此，在該實(shí)施例中，通過以下方式在通常滾動(dòng)形狀與ω滾動(dòng)形狀之間切換滾流形狀:即，在稀薄燃燒工作區(qū)域中使用進(jìn)氣可變閥裝置54來根據(jù)引擎轉(zhuǎn)速改變進(jìn)氣閥26的閥升程最大值時(shí)間段。更具體地說，在稀薄燃燒工作區(qū)域中的低旋轉(zhuǎn)側(cè)的區(qū)域(也稱為第一引擎轉(zhuǎn)速區(qū)域Rl)中，選定具有長(zhǎng)閥升程最大值時(shí)間段的閥升程特征，并且在高旋轉(zhuǎn)側(cè)的區(qū)域(也稱為第二引擎轉(zhuǎn)速區(qū)域R2)中，選定具有短閥升程最大值時(shí)間段的閥升程特征。
[0122]下面解釋在實(shí)施例3中執(zhí)行特定控制的具體實(shí)例。圖17Α和17Β用于解釋用于通過以下方式控制點(diǎn)火時(shí)的塞附近流速的方法:即，通過使用進(jìn)氣可變閥裝置54切換閥升程最大值時(shí)間段來控制具有ω滾動(dòng)形狀的滾流的產(chǎn)生和不產(chǎn)生。
[0123]如圖17Α和17Β所示，當(dāng)連續(xù)地使用具有長(zhǎng)閥升程最大值時(shí)間段的閥升程特征時(shí)，不管引擎轉(zhuǎn)速如何，塞附近流速偏離稀薄燃燒工作區(qū)域中的高旋轉(zhuǎn)側(cè)的區(qū)域中的最佳點(diǎn)火范圍，這是因?yàn)樵谝孓D(zhuǎn)速增加之后，氣體的流速也增加。同樣，當(dāng)連續(xù)地使用具有短閥升程最大值時(shí)間段的閥升程特征時(shí)，塞附近流速偏離低旋轉(zhuǎn)側(cè)的區(qū)域中的最佳點(diǎn)火范圍。
[0124]在圖17A和17B所示的情況下，在稀薄燃燒工作區(qū)域中的低旋轉(zhuǎn)側(cè)的區(qū)域Rl中，可以使用具有通常滾動(dòng)形狀的滾流，并且可以通過使用具有長(zhǎng)閥升程最大值時(shí)間段的閥升程特征使塞附近流速落在最佳點(diǎn)火范圍內(nèi)。因此，在該實(shí)施例中，當(dāng)在低于第四引擎轉(zhuǎn)速NE4(第四引擎轉(zhuǎn)速NE4達(dá)到最佳點(diǎn)火范圍的上限)的引擎轉(zhuǎn)速區(qū)域Rl中連續(xù)地使用具有長(zhǎng)閥升程最大值時(shí)間段的閥升程特征的同時(shí)，選定具有長(zhǎng)閥升程最大值時(shí)間段的閥升程特征。
[0125]同時(shí)，在等于或高于第四引擎轉(zhuǎn)速NE4的引擎轉(zhuǎn)速區(qū)域R2中，選定具有短閥升程最大值時(shí)間段的閥升程特征。因此，通過產(chǎn)生具有ω滾動(dòng)形狀的滾流，塞附近流速可在第四引擎轉(zhuǎn)速ΝΕ4附近減小，在第四引擎轉(zhuǎn)速ΝΕ4，改變滾流形狀，如圖17Α所示。通過這樣根據(jù)弓I擎轉(zhuǎn)速改變滾流形狀，可以將稀薄燃燒工作區(qū)域中點(diǎn)火時(shí)的塞附近流速保持在最佳點(diǎn)火范圍內(nèi)。在閥升程特征的切換期間，調(diào)整節(jié)流閥22的開度以抵消進(jìn)氣量的變化。
[0126]進(jìn)一步地。對(duì)于圖17Α和17Β所示的方法，在相對(duì)于第四引擎轉(zhuǎn)速ΝΕ4的高旋轉(zhuǎn)側(cè)的區(qū)域R2中，使用具有短閥升程最大值時(shí)間段的單一閥升程特征。但是，替代上述方法，為了驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣閥26，也可以通過使用電磁驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)或者其中通過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)凸輪的系統(tǒng)的可變閥裝置，根據(jù)引擎轉(zhuǎn)速連續(xù)地改變稀薄燃燒工作區(qū)域中