[發明專利]有助于發動機模式轉換的方法

有效

• 申請號: 200710153948.0
• 申請日: 2007-09-14
• 公開（公告）號: CN101144438A
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發明（設計）人: 托馬斯·梅格利;內特·特拉斯克;唐納德·J·劉易斯
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F02D43/00
• 分類號: F02D43/00
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 衷誠宣

技術領域

本發明涉及一種有助于發動機模式轉換的方法。

背景技術

具有內燃發動機的汽車在驅動循環中可以在一定范圍的工況下操作。因此，發動機可以配置為基于工況在一種或多種模式之間改變操作來實現每種操作模式的各種益處。例如，發動機可以配置為在某些工況期間以均質進氣壓縮點火(HCCI)模式(即，可控自燃或CAI模式)操作，以便實現與火花點火(SI)模式相比改進的燃料經濟性和/或減少的排放。然而，在某些工況下以HCCI模式難以實現可靠的燃燒，這時可以選擇性地使用SI模式。以此方式，發動機可以配置為通過選擇性地在SI模式和HCCI模式之間進行轉換來響應工況。

然而，在某些工況下，在SI模式和HCCI模式之間的轉換可能難以實現。例如，SI模式使用近似于環境溫度的初始空氣和燃料進氣，而HCCI模式使用具有高得多的溫度的初始進氣。這兩種模式的工況差異會在轉換期間產生不期望的不連續性，如扭矩擾動、噪聲振動平穩性(NVH)、失火、提前點火，和/或爆震。因此，有各種控制策略將目標定為改進這兩種操作模式之間的轉換。

在一種方法中，如美國專利6,336,436所述，通過改變進氣門和排氣門的正時，借助中間的分層稀混合氣火花點火模式來實現均質混合氣的火花點火燃燒和壓縮點火燃燒之間的燃燒轉換。

發明人在此認識到該方法的幾個缺點。具體來說，在上述方法中，使用中間的分層進氣燃燒模式來幫助均質SI模式和HCCI模式之間的轉換，這至少在某些工況下會帶來較長的轉換期、潛在的扭矩擾動，和/或降低的效率。此外，進氣門正時和排氣門正時是通過機械氣門驅動改變的，這會限制進氣門正時和排氣門正時響應于轉換進行變換的方式，從而限制發動機控制的其他方面，例如點火正時。

發明內容

在本文中公開的另一種方法中，可以通過一種將發動機的汽缸從火花點火模式轉換到均質進氣壓縮點火模式的方法來解決上述問題，其中該汽缸具有至少一個電動進氣門及至少一個排氣門，該方法包括在轉換之前，在火花點火模式中用進氣門開啟事件與排氣門開啟事件之間的至少部分重疊操作汽缸；響應于轉換請求，用進氣門開啟事件與排氣門開啟事件之間的至少部分負重疊操作汽缸，以不同的量延遲進氣門開啟和關閉正時，并延遲點火正時；及進一步增加負重疊并執行均質進氣壓縮點火模式。

通過使用這樣的操作，可以改進均質SI模式和HCCI模式之間的轉換而不需要中間的分層模式，雖然如果需要的話也可以使用這樣的中間模式。

附圖說明

圖1示出示例汽車發動機的一個汽缸。

圖2示出示例發動機控制策略的模式圖。

圖3示出用于實現從SI模式到HCCI模式的轉換的示例控制策略。

圖4示出從SI模式到HCCI模式的示例轉換的正時圖。

具體實施方式

發動機燃燒模式轉換可以使用對氣門正時和/或點火正時進行的各種調節。如下文進一步描述，在一種示例方法中，可以使用改變氣門重疊和/或相對進氣門和排氣門持續時間和操作模式轉換期間的正時的氣門正時調節來改進轉換。此外，可以使用與上述氣門正時調節相協調的點火正時調節來進一步改進轉換。

具體來說，可以在從SI模式到HCCI模式的轉換期間使用這樣的操作來減少準備進入HCCI模式操作而調節工況時產生的爆震和/或扭矩波動。例如，初始進氣(即，空氣和/或燃料的初始混合氣)的溫度可能在轉換期間由于進氣加熱和/或增加的EGR等而增加，從而增加爆震的可能性。因此，可以延遲點火正時(如，可以將點火正時調節到動力行程的TDC之后晚些發生)以減少爆震的發生和/或嚴重性和/或發動機產生的扭矩量。此外，可以在開始HCCI模式之前使用延遲的點火正時來加熱汽缸。作為一個示例，通過延遲點火正時，可以升高排氣溫度，而排氣可作為高溫EGR重新吸入汽缸，從而促進HCCI。

然而，點火正時延遲量可能在某些工況下受到限制，從而限制可在轉換期間執行的控制的量。因此，在另一種方法中，可以使用可變進氣門正時使進氣門開啟在轉換期間的一個或多個循環中較晚發生(如，在進氣行程的TDC之后)。該較晚的進氣門開啟可用于允許更多的點火延遲，從而增加轉換期間可用的控制的量。以此方式，可以增加轉換的健壯性和可重復性，同時減少轉換造成的不連續性的發生。