[发明专利]具有基于时间和事件的控制的内燃机气门机构控制系统

说明书

本申请要求于2007年9月7日提交的美国临时申请 No.60/993,047的优先权。上述申请的内容通过参考包含于本文。

技术领域

本发明涉及内燃机，尤其内燃机的气门机构系统及其控制。

背景技术

这里提供的背景描述是为了总地示出本公开内容的目的。 本发明人在该背景技术部分中所作描述的内容，以及其叙述在描写时 不会以其它方式被认为是现有技术的方面，既不特别地也不含蓄地认 为是破坏本公开的现有技术。

均质充气压燃(HCCI)指的是在内燃机中的一种内燃烧形 式。HCCI将燃料与氧化物的混合物压缩到自燃点。自燃释放出转换为 功和热的化学能。在HCCI发动机中，在燃料/空气混合物几乎同时燃 烧时，在几个位置处出现燃烧。HCCI发动机运行更加接近理想OTTO 循环，提高了运行效率(运行更加稀薄)，并且产生比火花点燃式发 动机更少的排放。但是，由于没有燃烧的直接引发者，所以燃烧过程 实质上是难以控制的。

为了获得HCCI发动机中的动态操作，控制系统可改变引起 燃烧的条件。例如，控制系统可调节压缩比、引起的气体温度、引起 的气体压力、或者残留或重新引入废气的量。已经使用了几种方法来 执行所述调节，从而通过在燃烧室内的温度-压力-时间历程上提供 更好的控制来扩展HCCI运行区域。

一种方法是可变气门正时。压缩比可通过调节进气门何时 关闭来控制。残留在燃烧室中的废气量可通过气门再开启和/或气门重 叠来控制。可变气门正时控制限制在自燃过程的控制中。

用于改进控制的另一种方法称为“2级”进气门升程方法。 2级进气门升程方法包括将进气门的运行模式在HIGH升程模式与 LOW升程模式之间切换，这两种升程模式具有相应的升程曲线。在 HIGH升程模式期间，进气门升至HIGH水平，以允许预定容量的空气 进入相应的汽缸。在LOW升程模式期间，进气门升至LOW水平，允 许比HIGH升程模式更小的预定容量的空气进入相应的汽缸。当前，2 级方法往往具有不协调和不一致的升程转换，从而造成不一致的最终 结果。

发明内容

在一个具体实施例中，用于内燃机的气门控制系统包括气 门致动模块，其在N个开启升程模式之间致动进气门和排气门中每一 个，其中N为大于一的整数。控制模块限定具有基于进气门正时的起 始时间和基于排气门正时的结束时间的转换窗口。所述控制模块基于 所述转换窗口使能所述进气和排气门中的至少一个在所述N个开启升 程之间的转变。

在其它方面，提供了一种用于内燃机的气门控制系统，包 括车辆控制模块，其产生升程模式指令信号以将进气门和排气门中至 少一个在N个开启升程模式之间转变，其中N为大于一的整数。时间 模块产生指示执行所述转变的持续时间的响应时间和禁止所述转变的 升程限制信号。所述时间模块基于当前升程模式信号和状态信号产生 所述响应时间信号和所述升程限制信号。所述当前升程模式信号指示 所述进气门和所述排气门中至少一个的当前升程状态。所述状态信号 指示升程控制阀的状态。所述升程控制阀致动所述进气门和所述排气 门中至少一个。事件模块基于所述升程指令信号、所述响应时间信号 和所述升程限制信号产生所述当前升程模式信号和所述状态信号。所 述时间和事件模块中的至少一个使能所述转变。

在其它方面，提供了一种用于内燃机的气门控制系统，包 括气门致动模块，其在N个开启升程模式之间致动进气门和排气门中 的至少一个，其中N为大于一的整数。控制模块基于油压信号、升程 控制阀温度和油温中的至少一个使能所述进气和排气门中的至少一个 在所述N个开启升程之间的转变。

在其它方面，提供了一种用于内燃机的气门控制系统，包 括气门致动系统。所述气门致动系统包括第一和第二结构中的至少一 种。所述第一结构包括将进气门和排气门在N个开启升程模式之间致 动的共用升程控制阀，其中N为大于一的整数。第二结构包括第一升 程控制阀和第二升程控制阀，所述第一升程控制阀在所述N个开启升 程模式之间致动所述进气门而不是所述排气门，所述第二升程控制阀 在所述N个开启升程模式之间致动所述排气门而不是所述进气门。控 制模块使能所述进气门和排气门中至少一个在所述第一和第二结构的 N个开启升程模式之间的转变。