[发明专利]具有不同的进气和排气超前模式的内燃机气阀机构控制系统

说明书

相关申请的交叉引用

[0001]该申请要求2007年9月7日提交的美国临时申请No.60/993,047的优先权，上述申请的公开内容在这里通过引证全面并入。

技术领域

本发明涉及内燃机，并且更具体的涉及内燃机的气阀机构系统及其控制。

背景技术

在这里提供的背景技术说明总体上是为了介绍本公开的来龙去脉。一定程度上在该背景技术部分中描述的本发明人的工作，以及在提出时不能作为先有技术的一些描述，既不明确的也不含蓄的表示为本公开的先有技术。

均质压燃(HCCI)是指内燃机当中的一种内燃形式。HCCI将燃油和氧化剂的混合物压缩到自燃点。所述自燃释放出被转换为功和热量的化学能。在HCCI发动机中，点火发生在使燃油/空气混合物几乎同时燃烧的若干位置。HCCI发动机更接近于理想的奥托循环，其提供了改进的工作效率(更稀的运行)，并且比火花点火发动机产生更少的排放物。然而，由于没有直接的燃烧点火器，对点火过程的控制本身是有挑战的。

为了在HCCI发动机中实现动态操作，控制系统可以改变引起燃烧的条件。例如，控制系统可以调节压缩比、吸入气体温度、吸入气体压力、或者保留或再吸入的排气量。已经有一些方法用于执行所述调节，并且通过提供对燃烧室内的温度-压力-时间关系曲线的更好控制，从而扩展了HCCI的工作范围。

一种方法是可变气门正时。通过调整进气阀关闭的时间可以控制压缩比。通过阀的再打开和/或气门重叠可以控制残留在燃烧室内的废气量。可变气门正时在对自燃过程的控制中受到限制。

另一种用于进一步增强控制的方法称为＂2级＂进气阀提升方法。所述2级进气阀提升方法包括在具有相应升程轮廓的高升程模式和低升程模式之间转换进气阀的工作模式。在所述高升程模式期间，进气阀被提升到一个高水平以允许预定量的空气进入相应汽缸。在所述低升程模式期间，进气阀被提升到一个低水平，其允许相对于高升程模式较少的预定量空气进入相应的汽缸。现行的2级方法易于呈现不协调和不均匀的升程变化，并且从而导致不协调的最终结果。

发明内容

在一个典型实施例中，一种内燃机的阀门控制系统，其包括阀门致动系统，所述阀门致动系统在N个打开升程模式(open lift modes)之间驱动每一个进气阀和排气阀，其中N是大于1的整数。控制模块限定具有以进气阀时间为基准的起动时间和以排气阀时间为基准的终止时间的转换窗口。所述控制模块根据所述转换窗口允许进气及排气阀中的至少一个在N个打开升程模式之间转换。

在其它方面，提供一种内燃机的阀门控制系统，所述系统包括产生升程模式指令信号以使进气阀和排气阀中的至少一个在N个打开升程模式之间转换的车辆控制模块，其中N是大于1的整数。时间模块产生表示执行所述转换的持续时间的响应时间信号和禁止转换的升程限制信号。所述时间模块根据当前升程模式信号和状态信号产生响应时间信号和升程限制信号。当前升程模式信号表示进气阀和排气阀中的至少一个的当前升程状态。状态信号表示升程控制阀门的状态。所述升程控制阀门驱动进气阀和排气阀的至少一个。事件模块根据升程指令信号、响应时间信号和升程限制信号产生当前升程模式信号和状态信号。时间和事件模块中的至少一个启动所述转换。

在其它方面，提供一种内燃机的阀门控制系统，所述系统包括在N个打开升程模式之间驱动进气阀和排气阀中的至少一个的阀门致动系统，其中N是大于1的整数。控制模块根据机油压力信号、升程控制阀门温度和机油温度中的至少一个启动进气及排气阀中的至少一个在所述N个打开升程模式之间的转换。

在其它方面，提供一种包括阀门致动系统的内燃机阀门控制系统。所述阀门致动系统包括第一和第二结构中的至少一个。所述第一结构包括一个在N个打开升程模式之间驱动进气阀和排气阀的共享的升程控制阀门，其中N是大于1的整数。第二结构包括在N个打开升程模式之间驱动进气阀而不驱动排气阀的第一升程控制阀门以及驱动排气阀而不驱动进气阀的第二升程控制阀门。允许进气及排气阀中的至少一个在N个打开升程模式之间转换的控制模块应用于所述第一和第二结构。

在其它方面，提供一种包括阀门驱动系统的内燃机阀门控制系统。所述阀门驱动系统包括在N个打开升程模式之间驱动进气阀和排气阀中的至少一个的升程控制阀，其中N是大于1的整数。控制模块根据所述转换窗口允许进气及排气阀中的至少一个在N个打开升程模式之间的转换。所述控制模块随着曲轴和气阀机构正时在N个打开升程模式之间同步转换。所述控制模块根据所述转换产生发动机位置同步信号。