[發(fā)明專利]HCCI發(fā)動機(jī)中的EGR控制

有效

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• 申請日: 2010-12-17
• 公開（公告）號: CN102102590A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J-M.康;H.允
• 申請（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
• 主分類號: F02D21/08
• 分類號: F02D21/08;F02D9/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 彭武

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及均質(zhì)充氣壓縮點火（HCCI）火花點火發(fā)動機(jī)。

背景技術(shù)

該部分的內(nèi)容僅提供與本發(fā)明有關(guān)的背景信息，且可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

火花點火（SI）發(fā)動機(jī)可被設(shè)置用于在預(yù)定速度/負(fù)載操作條件下以均質(zhì)充氣壓縮點火（HCCI）燃燒模式操作，也可互換地稱為受控自動點火（HCCI）燃燒。受控自動點火（HCCI）燃燒包括由氧化化學(xué)作用控制的分布式、無火焰、自動點火燃燒過程。

受控自動點火（HCCI）燃燒是一種分布式動力學(xué)控制的燃燒過程，其中發(fā)動機(jī)用稀薄的空氣/燃料混合物（即，稀于空氣/燃料化學(xué)計量比點）操作，具有相對低的峰值燃燒溫度，從而得到低氮氧化物（NO_X）排放。均質(zhì)空氣/燃料混合物使得形成煙霧和顆粒排放物的濃區(qū)域的出現(xiàn)最小化。

在HCCI發(fā)動機(jī)中，自動點火燃燒的定相很大程度上取決于進(jìn)氣門關(guān)閉時的氣缸充氣溫度、組分、和氣缸壓力。因此，發(fā)動機(jī)的控制輸入必須被仔細(xì)協(xié)調(diào)以確保這些關(guān)鍵氣缸變量處于能夠穩(wěn)固地實現(xiàn)自動點火燃燒的范圍內(nèi)，該控制輸入例如為燃料量、燃料噴射正時、火花正時、EGR閥開啟位置、以及進(jìn)氣門和排氣門曲線。在這些輸入之中，發(fā)動機(jī)可用的EGR量由EGR閥的開啟位置控制，并且可按照EGR質(zhì)量流率來考慮。EGR閥的控制權(quán)限涉及通過調(diào)節(jié)EGR閥的開啟位置來調(diào)節(jié)EGR質(zhì)量流率的能力。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，EGR閥可具有能夠被控制在0%至100%之間的開啟位置，而EGR質(zhì)量流率可針對在例如0%至30%之間的EGR閥開啟位置被調(diào)節(jié)，這取決于發(fā)動機(jī)操作狀況。將EGR閥開啟位置增加到高于控制權(quán)限閾值不會導(dǎo)致在發(fā)動機(jī)操作狀況下的附加EGR質(zhì)量流率，因為例如在本示例中，當(dāng)EGR閥開啟超過30%之后，EGR閥的有效面積將不會大量增加。EGR閥的控制權(quán)限可基于各個反饋參數(shù)由發(fā)動機(jī)控制模塊確定，該反饋參數(shù)例如為進(jìn)氣歧管壓力、絕對壓力、燃燒定相、溫度、以及其它發(fā)動機(jī)參數(shù)。

可用于發(fā)動機(jī)的EGR質(zhì)量流率由與進(jìn)氣歧管內(nèi)壓力和EGR閥開度有關(guān)的數(shù)量限制，例如當(dāng)進(jìn)氣歧管壓力高時，在EGR閥達(dá)到完全開啟位置之前可限制最大EGR質(zhì)量流率。此限制約束可使用的發(fā)動機(jī)范圍，因為大量的EGR在高負(fù)載和高速時是必要的，以便減緩氣缸壓力升高，藉此降低燃燒噪音并且實現(xiàn)較高的最大燃料速率。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)動機(jī)包括EGR閥、節(jié)氣門閥以及燃燒定相控制器，所述燃燒定相控制器在HCCI燃燒模式下的操作期間控制燃燒。一種用于控制內(nèi)燃機(jī)操作的方法包括在HCCI燃燒模式模式將發(fā)動機(jī)以非節(jié)流條件操作；確定優(yōu)選燃燒定相；指令對應(yīng)于優(yōu)選燃燒定相的EGR質(zhì)量流率；控制EGR閥至相應(yīng)預(yù)定位置，以實現(xiàn)所指令的EGR質(zhì)量流率；以及在所指令的EGR質(zhì)量流率超過EGR閥的控制權(quán)限閾值時控制節(jié)氣門閥至相應(yīng)預(yù)定位置，以實現(xiàn)所指令的EGR質(zhì)量流率。

本發(fā)明涉及下述技術(shù)方案。

1.?一種用于控制可操作在HCCI燃燒模式中的內(nèi)燃機(jī)的操作的方法，所述發(fā)動機(jī)包括EGR閥、節(jié)氣門閥、和燃燒定相控制器，所述燃燒定相控制器控制在以HCCI燃燒模式操作期間的燃燒，所述方法包括：

在HCCI燃燒模式中以非節(jié)流狀況操作發(fā)動機(jī)；

確定優(yōu)選燃燒定相；

指令對應(yīng)于優(yōu)選燃燒定相的EGR質(zhì)量流率；

控制EGR閥至相應(yīng)預(yù)定位置，以實現(xiàn)所指令的EGR質(zhì)量流率；以及

當(dāng)所指令的EGR質(zhì)量流率超過EGR閥的控制權(quán)限閾值時，控制節(jié)氣門閥至相應(yīng)預(yù)定位置，以實現(xiàn)所指令的EGR質(zhì)量流率。

2.?根據(jù)方案1所述的方法，其中，確定優(yōu)選燃燒定相包括響應(yīng)于操作者扭矩請求確定與在HCCI燃燒模式中以非節(jié)流狀況操作發(fā)動機(jī)相關(guān)的優(yōu)選燃燒定相。

3.?根據(jù)方案2所述的方法，其中，確定優(yōu)選燃燒定相包括監(jiān)測氣缸壓力和曲軸角。

4.?根據(jù)方案1所述的方法，其中，EGR閥的控制權(quán)限閾值根據(jù)一個或多個發(fā)動機(jī)操作狀況而確定。

5.?根據(jù)方案1所述的方法，其中，通過將EGR閥的控制權(quán)限閾值與EGR閥的操作進(jìn)行比較來確定節(jié)氣門閥的預(yù)定位置。

6.?根據(jù)方案1所述的方法，其中，控制節(jié)氣門閥至預(yù)定位置包括控制節(jié)氣門閥至逐漸關(guān)閉的位置，以降低進(jìn)氣歧管壓力。

7.?根據(jù)方案6所述的方法，其中，控制節(jié)氣門閥基于進(jìn)氣歧管壓力與進(jìn)氣歧管壓力閾值的比較。

8.?根據(jù)方案7所述的方法，其中，進(jìn)氣歧管壓力閾值包括最小壓力，在低于所述最小壓力時節(jié)氣門閥將不被進(jìn)一步調(diào)節(jié)。

9.?一種控制內(nèi)燃機(jī)的操作的方法，所述內(nèi)燃機(jī)能在HCCI燃燒模式中非節(jié)流地操作并且具有燃燒定相控制器，所述方法包括：