專利名稱：控制多汽缸均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火引擎內(nèi)的燃燒的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及內(nèi)燃引擎(或內(nèi)燃機(jī))控制系統(tǒng)，更具體
地，涉及對(duì)均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火引擎進(jìn)行的操作。
背景技術(shù)：
為改進(jìn)汽油內(nèi)燃引擎的熱效率，采用空氣或者再循環(huán)的排放 氣體來稀釋燃燒，提高了熱效率并降低了 NOx排放。然而，由于一個(gè)或 多個(gè)汽缸內(nèi)的緩慢燃燒會(huì)導(dǎo)致不點(diǎn)火和燃燒不穩(wěn)定，因此引擎采用稀釋 混合物進(jìn)行操作時(shí)存在稀釋極限。擴(kuò)展稀釋極限的已知方法包括1) 通過加強(qiáng)點(diǎn)火和燃料制備來改善混合物的點(diǎn)火性，2)通過引入充量運(yùn) 動(dòng)和湍流來提高火焰速度，和3)使用受控的自動(dòng)點(diǎn)火燃燒過程來操作 引擎。受控的自動(dòng)點(diǎn)火過程也稱為均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火("HCCI")過 程。在該過程中，燃燒氣體、空氣和燃料的混合物(稱為燃燒充量)形 成，并且在壓縮期間從混合物中的許多點(diǎn)火位置同步地開始進(jìn)行自動(dòng)點(diǎn) 火，從而獲得穩(wěn)定的動(dòng)力輸出和高的熱效率。由于燃燒被高度稀釋且在 整個(gè)燃燒充量上均勻分布，燃燒氣體的溫度以及因此的NOx排放量大大 低于傳統(tǒng)火花點(diǎn)火引擎(基于傳播的火焰前鋒)的NOx排放量以及傳統(tǒng) 柴油引擎(基于附帶的擴(kuò)散火焰)的NOx排放量。燃燒定相為燃燒過程 的重要方面，包括汽缸內(nèi)燃燒參數(shù)相對(duì)于活塞位置的定時(shí)，且通常是通 過曲軸轉(zhuǎn)角測(cè)量。汽缸內(nèi)燃燒參數(shù)包括的參數(shù)例如有峰值壓力位置 (LPP)以及燃燒了 50%的燃燒充量時(shí)的引擎曲柄角(CA-50)。在受控自動(dòng)點(diǎn)火燃燒下運(yùn)行的引擎取決于的因素包括在關(guān)閉 以控制燃燒定相的進(jìn)氣閥處的汽缸充量成分、溫度和壓力。因此，對(duì)于 引擎的控制輸入，例如燃料噴射量和定時(shí)(相對(duì)于活塞位置)和進(jìn)氣/ 排氣閥輪廓，必須小心調(diào)整以確保健壯的自動(dòng)點(diǎn)火燃燒。 一般而言，為 了獲得最佳的燃料經(jīng)濟(jì)性，HCCI引擎在非節(jié)流且稀空燃混合物的情況 下操作。在使用排氣再壓縮閥方案的HCCI引擎中，在負(fù)岡重疊(NVO)周期期間，通過截留來自先前燃燒循環(huán)的熱殘留氣體，來控制 每個(gè)汽缸中的燃燒充量溫度。NVO周期被定義為由引擎曲柄角表征的范 圍，在該周期期間，給定汽缸的進(jìn)氣閥和排氣閥被關(guān)閉，并且該周期在 TDC進(jìn)氣周圍發(fā)生。在燃燒循環(huán)的每個(gè)進(jìn)氣相位期間，通過提前關(guān)閉 (即，較早地關(guān)閉)排氣閥，優(yōu)選與對(duì)應(yīng)進(jìn)氣閥的延遲打開(即，滯后 打開)結(jié)合，而且優(yōu)選關(guān)于上死點(diǎn)(TDC)對(duì)稱地出現(xiàn)NVO周期期間 的再壓縮。燃燒充量成分和溫度均受到排氣閥關(guān)閉定時(shí)的強(qiáng)烈影響。具 體而言，隨著排氣閥的提前關(guān)閉，能夠保留更多的來自先前燃燒循環(huán)的 熱殘留氣體，這使得剩下的用于輸入新鮮空氣量的空間較少。最終結(jié)果 包括燃燒充量的溫度更高，燃燒充量的氧氣濃度更低。受控地使用 NVO使得能夠控制每個(gè)汽缸中截留的熱殘留氣體量。在每個(gè)NVO周期 期間，燃料量能夠在燃燒室內(nèi)被噴射和重整。
在帶有多個(gè)汽缸的HCCI引擎中，由于各個(gè)汽缸間熱邊界狀 況的差異，以及進(jìn)氣狀況的差異(例如空氣進(jìn)氣、燃料噴射、再循環(huán)的 排放氣體以及火花的不同)，使得各個(gè)汽缸間的燃燒定相大不相同。
已知的是，通過使用從燃料重整過程釋放的過量的熱來改變 汽缸充量溫度和燃燒定相，從而可控制燃燒定相。然而，過量的燃料重 整增加了燃料消耗，因此，優(yōu)選設(shè)計(jì)一種控制方案，其使用最少的燃料 重整來實(shí)現(xiàn)汽缸間平衡，并且使燃燒定相誤差最小。
需要一種系統(tǒng)，其在解決上述問題的同時(shí)，改善了 HCCI引 擎的性能。發(fā)明內(nèi)容
因此，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，提供了一種方法和裝置，其 以受控自動(dòng)點(diǎn)火模式控制多汽缸內(nèi)燃引擎中的燃燒。這包括監(jiān)視每個(gè) 汽缸內(nèi)的燃燒，并確定目標(biāo)燃燒定相。對(duì)每個(gè)汽缸的燃料傳送被選擇性 地控制，以有效實(shí)現(xiàn)目標(biāo)燃燒定相，而且有效實(shí)現(xiàn)目標(biāo)燃燒定相進(jìn)一步 包括控制燃料傳送，以有效地對(duì)汽缸的燃燒定相進(jìn)行平衡。[OOIO]對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言， 一旦閱讀和理解了下文對(duì)各實(shí)施例 的詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和其它方面將變得明顯。


本發(fā)明可在某些部件和部件布局中具體實(shí)現(xiàn)，下文將詳細(xì)描 述并且在附圖中示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述附圖包括
圖1是根據(jù)本發(fā)明的控制方案的示意性圖示；和
圖2A和2B是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)曲線圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參照附圖，其中這些圖僅僅是用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行示例說 明的目的，而不是限制本發(fā)明的目的。圖1示出了用于對(duì)內(nèi)燃引擎10 進(jìn)行控制的控制方案的示意性圖示，該內(nèi)燃引擎10已根據(jù)本發(fā)明的實(shí) 施例構(gòu)建而成。所述控制方案包括控制邏輯，其優(yōu)選在控制模塊5中作 為至少一種算法被執(zhí)行，控制模塊5可操作以控制整個(gè)引擎操作的一方 面。電子控制模塊監(jiān)視和處理來自引擎10的多個(gè)輸入，并用于控制一 個(gè)或多個(gè)引擎致動(dòng)器，所有這些都基于控制邏輯。盡管未詳細(xì)示出，然而可以理解的是，本發(fā)明可應(yīng)用于可在
受控自動(dòng)點(diǎn)火過程(即，上文提到的均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火，或者說HCCI)
下運(yùn)行的多汽缸直接噴射四沖程內(nèi)燃引擎。引擎配置優(yōu)選包括傳統(tǒng)的內(nèi) 燃引擎，其具有多個(gè)一端封閉的汽缸，其中每個(gè)端部封閉的汽缸具有插
于其中的可運(yùn)動(dòng)活塞，該活塞與汽缸一起限定了容積可變的燃燒室。進(jìn) 氣端口將空氣供給到燃燒室，而空氣在一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣閥的控制下流入 燃燒室。燃燒的氣體從燃燒室經(jīng)由排氣端口流動(dòng)，而燃燒氣體流在一個(gè) 或多個(gè)排氣閥的控制下通過排氣端口 。對(duì)進(jìn)氣閥和排氣閥的打開和關(guān)閉 進(jìn)行控制的系統(tǒng)可包括如下裝置和控制策略，其控制閥抬升或閥打開的 幅度、閥打開的持續(xù)時(shí)間、和閥打開的定時(shí)，并且通常包含用于所有引 擎汽缸的進(jìn)氣閥和/或排氣閥。曲軸^L連接桿連結(jié)到每個(gè)活塞，在引擎正 在操作運(yùn)行期間每個(gè)活塞在每個(gè)汽缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)。所述引擎優(yōu)選裝配有 點(diǎn)火系統(tǒng)，其包括插于每個(gè)燃燒室內(nèi)的火花塞。曲軸傳感器監(jiān)視曲軸的 旋轉(zhuǎn)位置。燃料噴射器可操作以將燃料直接噴射到每個(gè)燃燒室中，并受 控制模塊5控制。燃料噴射器在單一噴射模式或分段噴射模式中是可控 制的。在分段噴射模式中，在每個(gè)燃燒周期期間存在可用于燃料重整的 第一燃料噴射事件和可用于為引擎提供動(dòng)力的第二主燃料噴射事件。在 所述實(shí)施例中，每個(gè)汽缸包括汽缸壓力傳感器，其用于在操作運(yùn)行期間 監(jiān)視汽缸內(nèi)的壓力。來自汽缸壓力傳感器的信息被用于該控制方案，以識(shí)別特定的燃燒特性，例如峰值汽缸壓力的位置?？梢岳斫獾氖牵诒?發(fā)明范圍內(nèi)，控制方案可使用對(duì)特定燃燒參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視和確定的替代性 裝置和方法。替代性裝置和方法例如包括火花電離電流監(jiān)視和曲軸速度 變化監(jiān)視，每種都是可操作的，以提供燃燒定相的相關(guān)參數(shù)。所述引擎 優(yōu)選裝配有雙等可變凸輪定相控制裝置，其控制進(jìn)氣閥和排氣閥的打開和關(guān)閉?？勺兺馆喍ㄏ嗥饔煽刂颇K5控制，并且由電動(dòng)液壓式、液壓 式以及電動(dòng)式凸輪相位器致動(dòng)器中的一種操作。
通過調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥和排氣閥的重疊(包括負(fù)閥重疊(NVO))， 以及其它引擎操作參數(shù)，例如噴射量和定時(shí)、火花定時(shí)、節(jié)流閥位置以 及EGR閥位置，可控制在受控自動(dòng)點(diǎn)火引擎操作期間的燃燒定相?？?以使用多種機(jī)構(gòu)來調(diào)節(jié)NVO量，所述機(jī)構(gòu)例如為全柔性閥致動(dòng)(FFVA) 系統(tǒng)、前面提到的雙等凸輪定相系統(tǒng)、和機(jī)械式兩階段閥系統(tǒng)。負(fù)閥重 疊(NVO)的定義是給定汽缸的進(jìn)氣閥和排氣閥均關(guān)閉的曲柄角周期， 在特定活塞所處一個(gè)周期中發(fā)生的負(fù)閥重疊在每個(gè)引擎周期的進(jìn)氣部 分期間靠近上死點(diǎn)(TDC-進(jìn)氣)。NVO在本發(fā)明中用于控制截留于汽 缸中的熱殘留氣體量。
通過節(jié)流閥位置和EGR閥位置來影響這個(gè)示例性多汽缸引 擎的燃燒定相，這一影響對(duì)所有汽缸而言是全局性的。因此，節(jié)流閥位 置控制和EGR閥位置控制對(duì)于控制單個(gè)汽缸的燃燒定相而言是無效的。
燃料噴射控制需要實(shí)現(xiàn)針對(duì)大范圍引擎負(fù)載的自動(dòng)點(diǎn)火燃 燒。舉例而言，在4氐引擎負(fù)載下(例如，1000rpm時(shí)的燃料加注率小于 7毫克/周期)，當(dāng)使用NVO的最高實(shí)際值時(shí)，燃燒充量可能并未熱得能 夠足以穩(wěn)定自動(dòng)點(diǎn)火燃燒，從而導(dǎo)致燃燒充量局部燃燒或不點(diǎn)火。通過 在再壓縮和NVO期間，在TDC進(jìn)氣附近預(yù)噴射少量的燃料，可升高燃 燒充量的溫度，從而導(dǎo)致燃料重整，即，燃料被轉(zhuǎn)換成氫氣、CO和輕 HC分子的混合物。在再壓縮期間，至少部分預(yù)噴射燃料由于高溫高壓 而重整。由于燃料重整而釋放的熱量能夠幫助補(bǔ)償由于引擎熱傳遞和液 態(tài)燃料蒸發(fā)造成的熱損失，并且將汽缸充量溫度升高，從而足以對(duì)隨后 主燃料噴射事件期間產(chǎn)生的燃燒充量進(jìn)行自動(dòng)點(diǎn)火。在再壓縮期間重整 的預(yù)噴射燃料量取決于許多變量，例如噴射量、噴射定時(shí)和截留排氣的 溫度和壓力。通過在NVO周期期間控制噴射定時(shí)或者控制燃料噴射量， 可利用來自燃料重整過程的熱釋放來改變汽缸充量的溫度。因此，HCCI燃燒得到控制，并接著進(jìn)行第二主燃料噴射。為了節(jié)約燃料，希望用于 重整和汽缸平衡的燃料量減至最少。如上所提，控制模塊5優(yōu)選為總控制系統(tǒng)的一個(gè)部件，其中 總控制系統(tǒng)包括分布式控制模塊架構(gòu)，其可操作以提供協(xié)調(diào)的動(dòng)力傳動(dòng) 系控制。控制模塊5綜合相關(guān)信息和來自傳感裝置(包括曲柄傳感器、 汽缸壓力傳感器、排氣傳感器、和其它引擎?zhèn)鞲衅?的輸入，并執(zhí)行算 法以控制各種致動(dòng)器(例如燃料噴射器和可變閥致動(dòng)器)的操作，從而 實(shí)現(xiàn)操作者的轉(zhuǎn)矩要求，并且管理引擎運(yùn)行，以滿足包括排放、燃料經(jīng) 濟(jì)性、驅(qū)動(dòng)能力等各種因素的有關(guān)的控制目標(biāo)。控制模塊5優(yōu)選為通用數(shù)字電子計(jì)算機(jī)，其一般包括微處 理器或中央處理單元、存儲(chǔ)介質(zhì)、高速時(shí)鐘、模數(shù)(A/D)及數(shù)模(D/A) 電路、和輸入/輸出電路及裝置(I/O)以及適當(dāng)?shù)男盘?hào)調(diào)整和緩沖電路， 其中存儲(chǔ)介質(zhì)包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、電 可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)。 一組控制算法(包括可由中央處理單元 執(zhí)行的常駐程序指令)和標(biāo)定被存儲(chǔ)在ROM中，并被執(zhí)行以提供相應(yīng) 功能。算法通常是在預(yù)設(shè)的循環(huán)中執(zhí)行，從而使得每種算法在每一循環(huán) 中被至少執(zhí)行一次。存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)裝置中的算法由中央處理單元 執(zhí)行，并可操作以用于監(jiān)視來自傳感裝置的輸入，并執(zhí)行控制和診斷例 程，以使用預(yù)設(shè)的標(biāo)定來控制相應(yīng)裝置的運(yùn)行。在引擎運(yùn)轉(zhuǎn)和車輛運(yùn)行 期間，這些循環(huán)通常是按規(guī)律的時(shí)間間隔來執(zhí)行，例如每隔3.125、 6.25、 12.5、 25和100毫秒。或者，可以響應(yīng)某個(gè)事件的發(fā)生來執(zhí)行算法。再次參照?qǐng)D1,示出了根據(jù)本發(fā)明的控制方案的圖形表示， 當(dāng)引擎以受控自動(dòng)點(diǎn)火模式運(yùn)行時(shí)，所述方案所包含的方法和裝置用于 控制燃燒定相，以平衡各引擎汽缸之間的燃燒。在以受控自動(dòng)點(diǎn)火模式運(yùn)行期間，待噴射到每個(gè)燃燒室中的 總?cè)剂狭繚M足操作者的力矩需求，并為引擎提供動(dòng)力。通過控制每個(gè)汽 缸中的燃料重整來控制燃燒定相，該燃燒定相包括汽缸內(nèi)燃燒參數(shù)相對(duì) 于活塞位置的定時(shí)。控制方案操作如下對(duì)于每個(gè)汽缸周期k期間的j個(gè)汽釭中 的每一個(gè)，監(jiān)視每個(gè)汽缸中的燃燒，并且監(jiān)視來自每個(gè)汽缸的燃燒參數(shù) (塊20)，以確定燃燒定相參數(shù)，T(k)、 T2(k)、…、Tj(k)。在本實(shí)施例 中，對(duì)于每個(gè)汽缸，要監(jiān)視作為曲柄角函數(shù)的汽缸內(nèi)壓力。燃燒監(jiān)視包括在每個(gè)引擎周期期間確定用于每個(gè)汽缸的操作參數(shù)，例如包括其處 的汽缸內(nèi)燃燒壓力達(dá)到峰值壓力的引擎曲柄角(通常稱為峰值壓力位 置，LPP)。替代性地，燃燒監(jiān)視包括其處50%的燃燒充量被燃燒的引擎 曲柄角(CA-50)。也可釆用使用其它監(jiān)視方案的其它燃燒參數(shù)。
確定目標(biāo)燃燒定相TT,其優(yōu)選從在每個(gè)引擎周期期間確定的 燃燒定相參數(shù)L、 T2、 ...、 Tj中選出(塊22)。選定的目標(biāo)燃燒定相TT 進(jìn)一步包括可由每個(gè)帶燃料重整的汽缸實(shí)現(xiàn)的定相。如下的方程1示出 了用于選擇引擎周期k處的目標(biāo)燃燒定相丁t(k)的邏輯
TT(k) = min {Tn(k)| In(k) < s} [1]其中，Tn(k)是引擎周期k處的第n個(gè)汽缸的燃燒定相，Uk)是汽缸周期k處的用于第n個(gè)汽缸的積分控制器的積分器值，s為可調(diào)節(jié)參數(shù)。參數(shù)￡通常被標(biāo)定為非常小正數(shù)。值In(k)直接相關(guān)于為實(shí)現(xiàn)接近Tt的實(shí)際燃燒定相Tn而由控制器所需的燃料重整量。用于積分器參數(shù)的關(guān)系 為對(duì)于所有的n和k, In(k)S0。如果可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)燃燒定相TT,則隨著Tn接近TT,積分器In中的每一個(gè)均收斂。在每個(gè)引擎周期確定每個(gè)引 擎事件Tn和TT,并且誤差en被確定為上述值之間的差。每個(gè)誤差en被 算術(shù)地添加到積分器In的初始值，以確定用于L的新值(塊24)。目標(biāo) 定相TT輸出到優(yōu)選駐留在控制模塊5中的全局燃燒定相控制器，以確定用于NVO、 EGR、節(jié)流閥的指令參數(shù)，以及燃料噴射量和定時(shí)，包括 在以分段噴射模式運(yùn)行時(shí)的第一燃料噴射事件和主燃料噴射事件(塊 26)。燃料重整過程使汽缸溫度升高，結(jié)果使燃燒定相提前。在燃料重 整量最小的情況下具有最大提前燃燒定相的其中一個(gè)汽缸的燃燒定相 被選作目標(biāo)燃燒定相，從而使其它汽缸可在燃料重整量最小的情況下實(shí)現(xiàn)目標(biāo)燃燒定相。在不能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)燃燒定相的運(yùn)行狀況下，在目標(biāo)燃燒 定相和其它燃燒定相之間的誤差優(yōu)選對(duì)于至少一個(gè)汽缸為最小，即使在燃料重整量最小情況下燃料重整最大時(shí)亦是如此。
汽缸控制方案優(yōu)選與全局燃燒定相控制器(塊26 )—起工作， 以將目標(biāo)燃燒定相TT引向燃燒定相的希望值Td,上述過程基于這兩個(gè) 值之間的誤差。從控制器(塊26)輸出的針對(duì)燃料噴射量和定時(shí)的指令 參數(shù)被積分器In所調(diào)節(jié)，以根據(jù)每個(gè)噴射事件的定時(shí)和在每個(gè)噴射事件 期間噴射的燃料量，來產(chǎn)生用于控制單獨(dú)燃料噴射器的指令(塊28)。
針對(duì)每個(gè)汽缸的第一燃料噴射的量或者定時(shí)被獨(dú)立的積分控制器控制，以使測(cè)得的燃燒定相和目標(biāo)燃燒定相之間的差異減至最小。 所傳送的燃料量典型地通過控制噴射器脈沖寬度得到調(diào)節(jié)，并且通常是 基于與引擎曲柄角和活塞位置相關(guān)的每個(gè)噴射事件的起始或終止的控 制，來控制噴射的定時(shí)。各個(gè)獨(dú)立的積分器In總是大于或等于0,并用 針對(duì)所有引擎事件的最大值限制。通過控制模塊的動(dòng)作調(diào)節(jié)包括凸輪定
相在內(nèi)的其它致動(dòng)器，以調(diào)節(jié)NVO、 EGR流和節(jié)流閥，,人而就能夠?qū)?目標(biāo)燃燒定相引向所希望的燃燒定相。因此，如果目標(biāo)燃燒定相對(duì)于所 有汽缸而言是可實(shí)現(xiàn)的，那么來自每個(gè)汽缸的燃燒定相收斂到所希望的 燃燒定相?，F(xiàn)在參照?qǐng)D2A和2B,示出了在1000 RPM引擎速度下示例 性HCCI的仿真操作所得出的結(jié)果。如圖所示，在大約IO秒的操作之后 啟動(dòng)汽缸平衡控制方案。結(jié)果表明，當(dāng)控制方案如上文所述進(jìn)行操作時(shí)， 僅僅數(shù)秒操作之后，來自四個(gè)汽缸中每一個(gè)的峰值壓力位置(LPP)收 斂到目標(biāo)LPP值。圖2B示出了針對(duì)n個(gè)汽缸中每一個(gè)的對(duì)應(yīng)的積分器
值In。所述控制方案提供了一種方法，其選擇目標(biāo)燃燒定相并計(jì)算 合適的燃料重整量，以降低汽缸之間的燃燒定相差。在所述控制方案中， 獨(dú)立的汽缸調(diào)節(jié)被限制，并且在燃料重整量最少的情況下，汽缸間的燃 燒定相差為最小量。控制方案確定并控制第一噴射事件的定時(shí)，以調(diào)節(jié) 在每個(gè)汽缸中的燃料重整水平，從而降低在汽缸之間的燃燒定相差。替
代性地，控制方案確定并控制將在第一噴射事件期間噴射的燃料量，以 調(diào)節(jié)在每個(gè)汽缸中的燃料重整水平，從而降低汽缸之間的燃燒定相差。 替代性地，燃料量和第一噴射事件的定時(shí)均在控制方案內(nèi)得到控制，以 調(diào)節(jié)在每個(gè)汽缸中的燃料重整的水平，從而降低在汽缸之間的燃燒定相 差異。該例被圖示為僅釆用分段噴射模式下的第一噴射燃料定時(shí)?？梢?理解的是，也可以將相同的算法應(yīng)用于每個(gè)周期的單一燃料噴射事件， 其中該噴射事件的定時(shí)被控制，并且所噴射的燃料足以實(shí)現(xiàn)一定程度的 重整，并對(duì)引擎提供動(dòng)力。采用本文所述方式在HCCI模式期間操作引擎的益處包括， 引擎穩(wěn)定性得到改進(jìn)，即，COVIMEP得到降低。這種方式也可以用于 增大HCCI模式的操作范圍，導(dǎo)致增大引擎效率并更加節(jié)省車輛燃料。 進(jìn)一步的益處包括降低從引擎輸出的NOx的排放量，從而拓展了 HCCI技術(shù)應(yīng)用范圍。本發(fā)明提供了一種汽缸平衡燃料噴射策略，其調(diào)節(jié)獨(dú)立的汽 缸燃燒定相，以實(shí)現(xiàn)在以受控自動(dòng)點(diǎn)火模式運(yùn)行期間在每個(gè)汽缸中基本 上相等地定時(shí)的燃燒事件。通過在NVO周期中發(fā)生的第一重整燃料噴 射事件期間控制燃料噴射的噴射定時(shí)或噴射量中的一種，由燃料重整過 程釋放的熱可用于改變汽缸充量溫度。優(yōu)選接著進(jìn)行笫二主燃料噴射事 件。通過調(diào)節(jié)噴射定時(shí)來控制燃料重整過程和燃燒定相，所述方法也可 適用于單一燃料噴射。多汽缸HCCI引擎的每個(gè)汽缸所用的燃燒定相采用本發(fā)明中 的燃料重整來進(jìn)行獨(dú)立控制。這就降低了汽缸間燃料定相的差異，并改 散在HCCI運(yùn)行期間的燃燒穩(wěn)定性。所述算法在燃料重整量最少的情況 下實(shí)現(xiàn)了汽缸平衡，從而維持HCCI引擎的燃料經(jīng)濟(jì)性能特性。已經(jīng)具體參照各實(shí)施例和修改對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。在此描 述的控制方案及相關(guān)結(jié)果的具體細(xì)節(jié)是對(duì)權(quán)利要求所述的發(fā)明進(jìn)行解 釋說明。在閱讀并理解了本說明書之后，可以另行構(gòu)建其它的修改和替 代方案。本發(fā)明理應(yīng)包括所有這類修改和替代方案，只要它們落在本發(fā) 明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1 、 一種對(duì)操作于受控自動(dòng)點(diǎn)火模式的多汽缸內(nèi)燃引擎內(nèi)的燃燒進(jìn)行控制的方法，包括監(jiān)視每個(gè)汽缸內(nèi)的燃燒； 確定目標(biāo)燃燒定相；以及選擇性地控制對(duì)每個(gè)汽缸的燃料傳送，以有效實(shí)現(xiàn)所述目標(biāo)燃燒定相。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，監(jiān)視每個(gè)汽缸內(nèi)的燃燒包 括確定每個(gè)汽缸中的燃燒事件的定相。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，確定每個(gè)汽缸中的燃燒事 件的定相進(jìn)一步包括確定在所述燃燒事件期間每個(gè)汽缸內(nèi)的峰值汽缸 壓力的位置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，確定每個(gè)汽缸中的燃燒事 件的定相進(jìn)一步包括確定如下曲柄角位置，在該曲柄角位置處，每個(gè) 汽缸內(nèi)在所述燃燒事件期間燃燒了百分之五十的燃燒充量。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定目標(biāo)燃燒定相包括 選擇出利用燃料重整在每個(gè)汽缸內(nèi)可實(shí)現(xiàn)的、所述汽缸中 一個(gè)汽缸的最大提前燃燒定相。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，選擇性地控制對(duì)每個(gè)汽缸 的燃料傳送以有效地實(shí)現(xiàn)所述目標(biāo)燃燒定相進(jìn)一步包括控制所述燃料 傳送，以有效地平衡所述汽缸的燃燒定相。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，控制所述燃料傳送進(jìn)一步 包括執(zhí)行分段燃料噴射模式，并控制第一燃料噴射，以有效地基本上 重整所噴射的燃料。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括控制所述第一燃料 噴射，使其基本上發(fā)生在負(fù)閥重疊周期期間。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，控制所述第一燃料噴射事 件以有效地基本上重整所噴射的燃料包括控制所述第一燃料噴射期間 噴射的燃料量。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，控制所述第一燃料噴射事 件以有效地基本上重整所噴射的燃料包括控制所述第 一燃料噴射的燃 料量和定時(shí)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，控制所述燃料傳送進(jìn)一步 包括執(zhí)行單一燃料噴射，以有效重整一部分所噴射的燃料，并有效地 對(duì)所述引擎提供動(dòng)力。
12、 一種對(duì)多汽缸內(nèi)燃引擎中的燃燒進(jìn)行平衡的方法，包括 監(jiān)視在以受控自動(dòng)點(diǎn)火模式運(yùn)行期間每個(gè)所述汽缸內(nèi)的燃燒； 選擇針對(duì)所有所述汽缸的目標(biāo)燃燒定相；在每個(gè)汽缸內(nèi)執(zhí)行笫一燃料噴射事件，這包括選擇性地控制燃料 傳送的定時(shí)和傳送量中的一種；以及在每個(gè)汽缸中執(zhí)行第二燃料噴射事件，以有效地基本滿足操作者的 轉(zhuǎn)矩要求。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，在每個(gè)汽缸內(nèi)執(zhí)行所述 第一燃料噴射事件進(jìn)一步包括選擇性地控制燃料傳送的定時(shí)和傳送量 中的一種，以有效平衡所述汽缸的燃燒定相。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括基于針對(duì)汽缸內(nèi) 燃燒的目標(biāo)燃燒定相，在每個(gè)汽缸內(nèi)執(zhí)行所述第一燃料噴射事件。
15、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，執(zhí)行所述第一燃料噴射 事件包括控制所述第一燃料噴射事件，使其基本上在負(fù)閥重疊周期期 間發(fā)生。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括控制所述笫一燃料噴射事件，以有效地基本上重整所噴射的燃料。
17、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，選擇針對(duì)汽缸內(nèi)燃燒的 所述目標(biāo)燃燒定相包括選擇可由每個(gè)進(jìn)行燃料重整的汽缸實(shí)現(xiàn)的、所 述汽缸中 一個(gè)汽缸的最大提前燃燒定相。
18、 一種產(chǎn)品，包括存儲(chǔ)介質(zhì)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)具有編碼在其中的機(jī) 器可執(zhí)行代碼，以有效控制在多汽缸內(nèi)燃引擎中的燃燒，所述代碼包括監(jiān)視在以受控自動(dòng)點(diǎn)火模式運(yùn)行期間每個(gè)所述汽缸內(nèi)的燃燒的代碼；確定目標(biāo)燃燒定相的代碼；和選擇性地控制針對(duì)每個(gè)汽缸的燃料傳送以有效實(shí)現(xiàn)所述目標(biāo)燃燒 定相并有效平衡所述汽缸的燃燒定相的代碼。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的產(chǎn)品，其中，監(jiān)視燃燒的代碼包括 監(jiān)視引擎燃燒壓力以確定在以受控自動(dòng)點(diǎn)火模式運(yùn)行期間每個(gè)燃燒室的燃燒定相的代碼。
20、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的產(chǎn)品，其中，監(jiān)視燃燒的代碼包括 監(jiān)視曲柄角速度變化以確定在釆用受控自動(dòng)點(diǎn)火模式運(yùn)行期間每個(gè)燃 燒室的燃燒定相的代碼。
21、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的產(chǎn)品，其中，監(jiān)視燃燒的代碼包括 監(jiān)視火花電離電流以確定在以受控自動(dòng)點(diǎn)火模式運(yùn)行期間每個(gè)燃燒室 的燃燒定相的代碼。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種方法和裝置，其使用最少的燃料重整對(duì)操作于受控自動(dòng)點(diǎn)火模式的多汽缸內(nèi)燃引擎內(nèi)的燃燒進(jìn)行控制，并且使燃燒定相誤差最小。這包括監(jiān)視每個(gè)汽缸內(nèi)的燃燒，并確定目標(biāo)燃燒定相。每個(gè)汽缸的燃料傳送被選擇性地控制，以有效實(shí)現(xiàn)目標(biāo)燃燒定相，并且有效實(shí)現(xiàn)目標(biāo)燃燒定相進(jìn)一步包括控制燃料傳送，以有效平衡汽缸的燃燒定相。
文檔編號(hào)F02B3/00GK101313134SQ200680043888
公開日2008年11月26日 申請(qǐng)日期2006年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月23日
發(fā)明者姜俊模, 張振芳, 郭棠煒, 陳志信 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司