[發明專利]HCCI/SI燃燒轉換控制系統和方法

有效

• 申請號: 200910129008.7
• 申請日: 2009-03-13
• 公開（公告）號: CN101532445A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: A·B·雷爾;J·-M·康;V·拉馬潘;M·A·威爾斯;H·允;P·卡法尼克
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作公司
• 主分類號: F02D43/00
• 分類號: F02D43/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 溫大鵬;曹 若

相關申請的交叉引用

本申請要求2008年3月13日申請的美國臨時申請61/036280的權 益，上述申請所披露的內容在此全部并入作為參考。

技術領域

本發明涉及發動機控制系統，更特別地涉及用于既在火花點火又在 均質充氣壓縮點火(HCCI)模式中運行的發動機的發動機控制系統。

背景技術

這里提供的背景描述是為了一般地介紹本發明的背景，在本背景部 分中描述的目前署名的發明者的工作，以及在申請時可能沒有被另外構 成現有技術的描述的多個方面，既不被清楚地也不被隱含地承認為本發 明的現有技術。

發動機可以在火花點火(SI)模式和均質充氣壓縮點火(HCCI)模 式中運行，HCCI模式涉及將燃料和氧化劑的混合物壓縮到自燃點，可 以基于發動機轉速和負荷選擇所述模式之一。在HCCI模式中，點火每 次發生在幾個位置，這使燃料/空氣混合物幾乎同時燃燒。HCCI模式接 近理想的奧托循環進行，提供了改進的運行效率，并且與SI模式相比產 生較低的排放水平。然而，由于沒有直接的燃燒引發器，所以點火過程 趨向于更難以控制。

為了調節HCCI模式期間的運行，控制系統可以改變誘發燃燒的條 件。例如，控制系統可以調節壓縮比、誘發氣體溫度、誘發氣體壓力、 或保留的或再次引入的排氣的數量。幾種方法用來執行所述調節，從而 擴大了HCCI運行區域。

一種控制方法采用可變的氣門正時來調節壓縮比。例如，能通過調 節進氣門關閉時間來控制壓縮比。能通過氣門重開啟和/或氣門重疊來控 制留在燃燒室中的廢氣數量。

另一種方法使用“2步式”進氣門升程方法，其包括在高升程狀態 和低升程狀態之間轉換進氣門模式。在高升程狀態期間，進氣門被提升 到高水平以允許適量的空氣進入相應的氣缸。在低升程狀態期間，進氣 門被提升到具有較短持續時間的低水平，相對于高升程狀態，其允許較 少量的空氣進入相應的氣缸。

在沒有補償的情況下，2步式氣門升程方法趨向于在SI和HCCI模 式之間具有突然的且非均勻的轉變，換句話說，在轉變期間可能有討厭 的轉矩擾動。

發明內容

根據本發明的發動機控制系統使汽油機在SI模式和HCCI模式中運 行。HCCI模式減少燃料消耗但僅僅可在發動機轉矩和轉速的有限范圍 上利用。

在本發明的一個方面中，一種控制發動機的方法包括將發動機控制 從火花點火(SI)模式改變成預-均質充氣壓縮(HCCI)模式，將發動 機控制從預-HCCI模式改變成HCCI模式和將發動機控制從HCCI模式 改變成SI模式。

在本發明的另一個方面中，一種用于發動機的控制系統包括在火花 點火模式中控制發動機的火花點火(SI)控制模塊，在火花點火模式之 后在HCCI模式中控制發動機的預-均質充氣壓縮(HCCI)模塊，和在 預-HCCI模式之后在HCCI模式中控制發動機的HCCI模塊。SI模塊在 HCCI模式之后在SI模式中控制發動機。

根據這里提供的描述，應用的其他范圍將變得顯而易見。應該懂得， 所述描述和具體實施例僅僅為了說明的目的而非用來限制本發明的范 圍。

附圖說明

根據詳細描述和附圖，本發明將被更充分地理解，其中：

圖1A是根據本發明的在SI和HCCI燃燒模式中運行的發動機控制 系統的功能框圖；

圖1B是示范性的氣門升程調節系統的功能框圖；

圖1C是示范性的發動機控制模塊的功能框圖；

圖2表示用于從SI模式轉變到預-HCCI模式的方法的步驟；

圖3表示用于從預-HCCI模式轉變到HCCI模式的方法的步驟；和

圖4表示用于從HCCI模式轉變到SI模式的方法的步驟。

具體實施方式

下面的描述實質上僅僅是示范性的，決不是用來限制本發明、其應 用或用途。為了清楚，相同的附圖標記將在附圖中用來表示相似的元件。 當用在這里時，短語A、B和C中的至少一個應該被解釋成意指一種邏 輯(A或B或C)，其利用非排他的邏輯“或”。應該懂得，在不改變 本發明的原理的情況下，可以以不同順序執行方法內的步驟。