[发明专利]用于控制发动机进气流量的方法

说明书

与相关申请的交叉参考

本申请要求了2007年8月17日提交的美国临时专利申请No 60/956,398的优先权，在此通过参考将其合并。

技术领域

本披露涉及对内燃机运行的控制。

背景技术

在此部分中的陈述仅提供了涉及本披露的背景信息且不组成现有 技术。

已知的火花点燃(在后文中称为“SI”)的发动机将空气/燃料混合 物引入到每个气缸内，该混合物在压缩冲程中被压缩且通过火花塞点 燃。已知的压燃式发动机在压缩冲程的上止点(在后文中称为“TDC”) 附近将加压的燃料喷射到燃烧气缸内，其在喷射时点燃。用于汽油发动 机和柴油发动机的燃烧涉及通过流体力学控制的预混合或扩散火焰。

SI发动机可以以多种不同的燃烧模式运行，包括均匀SI(在后文中 称为“SI-H”)燃烧模式或分层进给SI(在后文中称为“SI-SC”)燃 烧模式。在SI-H燃烧模式中，在火花点燃定时处气缸进给在成分、温度 和残余排气上是均匀的。燃料质量在火花定时处均匀地围绕气缸室分 配，该火花定时发生在压缩冲程结束附近。空燃比优选地是化学计量比。 在SI-SC燃烧模式中，空燃比可以是稀薄的化学计量比。燃料质量在气 缸室内分层，其中富集层围绕火花塞且较稀薄的空气/燃料区在外面。燃 料定时可以接近火花定时，以防止空气/燃料混合物均质化为均匀分配的 混合物。燃料脉宽可以在火花情况开始时或大体上在其以前结束。在点 燃时，富集层快速且有效地燃烧。当燃烧过程前进到较稀薄区时，火焰 前锋迅速冷却从而导致较低的NOx排放。

SI发动机可以适合于在预先确定的速度/负荷运行条件下在均匀进 给压缩点燃(在后文中称为“HCCI”)的燃烧模式中运行，也称为受控 自点燃燃烧。受控的自点燃燃烧包括分配的无火焰的自点燃燃烧过程， 该过程通过氧化化学反应来控制。在HCCI燃烧模式中运行的发动机在 进气门关闭时具有优选地在成分、温度和残余排气上均匀的气缸进给。 受控的自点燃燃烧是分配的运动学受控的燃烧过程，其中发动机以稀释 的空气/燃料混合物运行，即比空气/燃料化学计量点稀薄地运行，带有 相对地低的峰值燃烧温度，从而导致低的NOx排放。均匀的空气/燃料 混合物最小化了形成了烟和微粒排放物的富集区的发生。

在构造为用于多燃烧模式的发动机中，在不同的燃烧模式之间的切 换可以是有利的。在类似的速度/负荷情况中的不同的燃烧模式可以具有 在发动机稳定性、排放和燃料经济性上的性能差异。因此，优选地是过 渡到在特定的情况中带有最佳性能的特定模式。通常基于在特定的发动 机负荷和速度下哪个燃烧模式进行得更好来选择运行的燃烧模式。当速 度和/或发动机负荷改变保证了切换到不同的燃烧模式时，将进行过渡策 略且发动机将过渡到不同的燃烧模式。

当燃烧模式数增加时，在燃烧模式之间的过渡和协调的过渡可能是 复杂的。发动机控制模块必须能在多种燃烧模式中运行发动机且在多种 运行模式之间平滑地切换。无稳健的切换策略则可能发生明显的瞬态响 应，从而导致不完全的燃烧和不点火，从而引起转矩扰动和/或不希望的 排放。

发明内容

内燃机包括可控制的节气门和可控制的发动机气门，且选择地在多 个燃烧模式中的一个模式中运行。发动机控制方法包括：监测发动机运 行，确定希望的空气流量，估计气缸空气进给和估计进气分压。基于进 气分压和气缸空气进给来控制节气门控制设备和发动机气门以实现希 望的空气流量。

附图说明

现在将例如参考附图描述一个或多个实施例，其中：

图1是根据本披露的发动机系统的示意图；

图2是根据本披露的数据曲线图；

图3是根据本披露的控制方法的示意性方框图；

图4是根据本披露的控制方法的示意性方框图；

图5A和图5B是根据本披露的控制方法的示意性方框图；和

图6是根据本披露的数据曲线图。

具体实施方式

现在参考附图，其中描绘仅用于图示一些典型实施例的目的且不用 于限制实施例的目的，图1示意性地示出了内燃机10和伴随的控制模 块5。发动机10选择地以受控自点燃燃烧模式、均匀火花点燃燃烧模式 和分层进给火花点燃燃烧模式运行。