有助于发动机模式转换的方法

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有助于发动机模式转换的方法

时间:2019-11-26本站浏览次数:500

       

有助于发动机模式转换的方法

一种将发动机的汽缸从火花点火模式转换到均质进气压缩点火模式的方法,该汽缸具有至少一个电动进气门及至少一个排气门,该方法包括在转换之前,在火花点火模式中用进气门开启事件与排气门开启事件之间的至少部分重叠操作汽缸;响应于转换请求,用进气门开启事件与排气门开启事件之间的至少部分负重叠操作汽缸,以不同的量延迟进气门开启和关闭正时,并延迟点火正时;及进一步增加负重叠并执行均质进气压缩点火模式。

技术领域

图3示出有助于从SI模式到HCCI模式的转换的示例控制策略。例如,开始于310,评估发动机和/或汽车的工况。在该示例中,如本文中所述的发动机24这样的发动机初始以火花点火模式操作,然而从其他模式到HCCI模式的转换在某些工况下也可以使用类似的策略实现。在312,判断是否请求了HCCI模式的操作。在至少一个示例中,如果310处评估的工况如图2所示那样处在HCCI操作区域内,则请求HCCI模式。如果312处的回答为否,则例程结束,或返回310以进行后续的循环。

应理解,可以在本文中参考图3所述的方法之前、之后和/或期间执行其他控制操作。例如,可以在转换期间改变节气门位置和/或由涡轮增压器提供的增压,以控制进气歧管压力。此外,可以正好在进入HCCI模式的转换之前和/或在HCCI模式期间增加进气加热和/或EGR以有助于自燃。

在一种方法中,如美国专利6,336,436所述,通过改变进气门和排气门的正时,借助中间的分层稀混合气火花点火模式来实现均质混合气的火花点火燃烧和压缩点火燃烧之间的燃烧转换。

然而,点火正时延迟量可能在某些工况下受到限制,从而限制可在转换期间执行的控制的量。因此,在另一种方法中,可以使用可变进气门正时使进气门开启在转换期间的一个或多个循环中较晚发生(如,在进气行程的TDC之后)。该较晚的进气门开启可用于允许更多的点火延迟,从而增加转换期间可用的控制的量。以此方式,可以增加转换的健壮性和可重复性,同时减少转换造成的不连续性的发生。

图2示出示例发动机控制策略的模式图。图2的模式图在纵轴上示出发动机负荷(或发动机扭矩),在横轴上示出发动机转速。SI模式操作区域如图所示以左边的纵轴、下边的横轴,及发动机操作包络线为边界。如上所述,由于使用火花开始的燃烧,SI模式比其他压缩点火模式,如HCCI模式更加健壮。以此方式,可以在宽范围的工况下在发动机操作包络线内使用SI模式。总体上由虚线界定的矩形区域表示的HCCI区域如图所示处在SI模式操作区域内。在某些工况下,如在发动机负荷和转速处在HCCI模式操作区域内时,发动机24可以在HCCI模式下操作,以实现改进的燃料经济性和/或减少的排放。在其他工况期间,例如,在HCCI区域之外的工况下,发动机可以用SI模式操作。

图1示出示例汽车发动机的一个汽缸。

图2示出示例发动机控制策略的模式图。图2的模式图在纵轴上示出发动机负荷(或发动机扭矩),在横轴上示出发动机转速。SI模式操作区域如图所示以左边的纵轴、下边的横轴,及发动机操作包络线为边界。如上所述,由于使用火花开始的燃烧,SI模式比其他压缩点火模式,如HCCI模式更加健壮。以此方式,可以在宽范围的工况下在发动机操作包络线内使用SI模式。总体上由虚线界定的矩形区域表示的HCCI区域如图所示处在SI模式操作区域内。在某些工况下,如在发动机负荷和转速处在HCCI模式操作区域内时,发动机24可以在HCCI模式下操作,以实现改进的燃料经济性和/或减少的排放。在其他工况期间,例如,在HCCI区域之外的工况下,发动机可以用SI模式操作。

发动机燃烧模式转换可以使用对气门正时和/或点火正时进行的各种调节。如下文进一步描述,在一种示例方法中,可以使用改变气门重叠和/或相对进气门和排气门持续时间和操作模式转换期间的正时的气门正时调节来改进转换。此外,可以使用与上述气门正时调节相协调的点火正时调节来进一步改进转换。

具体实施方式

在某些工况下,由于在SI模式期间使用的进气温度在开始HCCI模式之后的一个或多个循环中比期望的低和/或点火火花不连续,从SI模式到HCCI模式的转换可能难以实现。如果在转换期间不控制工况,则可能发生失火、爆震、噪声振动平稳性(NVH)和/或扭矩波动,或不能实现期望的转换。因此,用于执行进入或转出使用自燃的压缩点火模式(如,HCCI)的转换的控制策略会影响转换的可重复性和健壮性。

注意,本文中包括的示例控制和估计例程可用于各种发动机配置。本文所述的具体例程可以表示任何数量的处理策略中的一种或多种,如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此,所示的各种步骤或功能可以按所示的顺序执行、并行执行,或在某些情况下略去。类似地,处理的顺序并非实现本文所述的示例实施例的特征和优点所必须,而是为了便于演示和说明而提供。取决于所使用的具体策略,可以重复执行所示步骤或功能中的一个或多个。此外,所述步骤可以用图形表示编程到发动机控制系统中的控制器48中的计算机可读存储媒体中的代码。

图2示出示例发动机控制策略的模式图。图2的模式图在纵轴上示出发动机负荷(或发动机扭矩),在横轴上示出发动机转速。SI模式操作区域如图所示以左边的纵轴、下边的横轴,及发动机操作包络线为边界。如上所述,由于使用火花开始的燃烧,SI模式比其他压缩点火模式,如HCCI模式更加健壮。以此方式,可以在宽范围的工况下在发动机操作包络线内使用SI模式。总体上由虚线界定的矩形区域表示的HCCI区域如图所示处在SI模式操作区域内。在某些工况下,如在发动机负荷和转速处在HCCI模式操作区域内时,发动机24可以在HCCI模式下操作,以实现改进的燃料经济性和/或减少的排放。在其他工况期间,例如,在HCCI区域之外的工况下,发动机可以用SI模式操作。

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