[发明专利]用于改进发动机燃烧模式之间的转换的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及均质充量压缩点火(HCCI)发动机，更具体地涉及一种用于在均质充量压缩点火发动机的燃烧模式之间的转换期间控制燃料喷射正时和火花正时的系统和方法。

背景技术

在此提供的背景描述用于总体上呈现本发明的背景。在本背景技术描述的范围内，当前署名的发明人的成果，以及该描述的、在提交申请时可能不构成现有技术的那些方面，既非明示也非暗示地被认为是本发明的现有技术。

内燃机通过可用节流阀调节的进气系统将空气吸入进气歧管。进气歧管中的空气可被分送至多个气缸并与燃料混合以形成空气／燃料(A／F)混合物。燃料可通过定位在气缸的进气端口处(即端口燃料喷射)或定位在气缸中(即直接燃料喷射)的多个燃料喷射器提供。A／F混合物可被活塞压缩并且在气缸内燃烧以驱动活塞并可旋转地转动曲轴从而生成驱动扭矩。

均质充量压缩点火(HCCI)发动机可根据运转状态(例如发动机负载)在多个燃烧模式下运转。所述多个燃烧模式可包括HCCI燃烧、火花点火(SI)燃烧和混合模式燃烧(例如HCCI燃烧和SI燃烧的组合)。更具体地说，例如，HCCI发动机可通过混合模式燃烧以低发动机负载、通过HCCI燃烧以中发动机负载以及通过SI燃烧以高发动机负载运转。

SI燃烧包括压缩A／F混合物和通过来自火花塞的火花点燃压缩的A／F混合物。另一方面，HCCI燃烧包括压缩A／F混合物直至达到临界压力和／或温度并且A／F混合物自动燃烧。如前所述，混合模式燃烧包括HCCI燃烧和SI燃烧的组合。更具体地说，混合模式燃烧包括HCCI燃烧加上通过来自火花塞的火花进行的“辅助”A／F混合物燃烧。

发明内容

一种用于均质充量压缩点火(HCCI)发动机的控制系统，该控制系统包括正时调节模块和燃烧控制模块。在每个燃烧事件中，正时调节模块在从HCCI燃烧到混合模式燃烧的转换期间提前N个燃料喷射的正时并延迟M个燃料喷射和火花的正时。燃烧控制模块随后分别延迟所述N个燃料喷射的正时并提前所述M个燃料喷射和火花的正时至期望正时，其中N个燃料喷射和M个燃料喷射在HCCI发动机的每个燃烧事件期间顺序地发生，并且其中N和M是大于或等于零的整数。

一种用于控制均质充量压缩点火(HCCI)发动机的方法，该方法包括：在每个燃烧事件中，在从HCCI燃烧到混合模式燃烧的转换期间，提前N个燃料喷射的正时并延迟M个燃料喷射和火花的正时；以及随后分别延迟所述N个燃料喷射的正时并提前所述M个燃料喷射和火花的正时至期望正时，其中N个燃料喷射和M个燃料喷射在HCCI发动机的每个燃烧事件期间顺序地发生，并且其中N和M是大于或等于零的整数。

在另外一些其他特征中，上面描述的系统和方法由计算机程序实施，而计算机程序由一个或多个处理器执行。所述计算机程序可存储于实体计算机可读介质上，例如但不限于存储器、非易失性数据存储器和／或其他适当的实体存储介质。

方案1. 一种用于均质充量压缩点火(HCCI)发动机的控制系统，所述控制系统包括：

正时调节模块，在每个燃烧事件中，所述正时调节模块在从HCCI燃烧到混合模式燃烧的转换期间提前N个燃料喷射的正时并延迟M个燃料喷射和火花的正时；以及

燃烧控制模块，所述燃烧控制模块随后延迟所述N个燃料喷射的正时至期望正时并分别提前所述M个燃料喷射和火花的正时至期望正时；

其中所述N个燃料喷射和M个燃料喷射在所述HCCI发动机的每个燃烧事件期间顺序地发生，并且其中N和M是大于或等于零的整数。

方案2. 如方案1所述的控制系统，其中N是大于或等于2的整数并且M是大于或等于1的整数。

方案3. 如方案1所述的控制系统，其中当发动机负载减小至低于HCCI燃烧阈值时发生从HCCI燃烧到混合模式燃烧的转换。

方案4. 如方案1所述的控制系统，其中所述正时调节模块提前所述N个燃料喷射的正时至预定正时并分别延迟所述M个燃料喷射和火花的正时至预定正时。

方案5. 如方案1所述的控制系统，其中在所述正时调节模块提前所述N个燃料喷射的正时并延迟所述M个燃料喷射和火花的正时之后的一段期间，所述燃烧控制模块延迟所述N个燃料喷射的正时至期望正时并提前所述M个燃料喷射和火花的正时至期望正时。

方案6. 如方案5所述的控制系统，其中所述期间包括预定期间和基于从HCCI燃烧到混合模式燃烧的转换速度的期间中的一种。