[发明专利]使用完全柔性气门致动和汽缸压力反馈的缸间平衡

说明书

政府权利声明

根据美国政府合约号DE-FC26-05NT42415研发了本发明的部分或全部。因此美国政府可拥有本发明的某些权利。

技术领域

本公开涉及内燃发动机并且更加具体地涉及气门控制系统和方法。

背景技术

这里提供的背景描述是用于大体呈现本公开背景的目的。本发明人在这个背景技术部分中所描述的工作以及在申请时没有作为现有技术被描述的各方面既不明确地也不暗示地被认为是抵触本公开内容的现有技术。

空气通过进气歧管被吸入到发动机内。节气门和/或进气门正时控制进入发动机内的气流。空气与来自一个或更多个燃料喷射器的燃料混合以形成空气/燃料混合物。空气/燃料混合物在发动机的一个或更多个汽缸内燃烧。空气/燃料混合物的燃烧可以是例如通过燃料的喷射或通过火花塞提供的火花而被起燃。

空气/燃料混合物的燃烧产生扭矩和排气气体。在空气/燃料混合物的燃烧期间经由热释放和膨胀产生扭矩。发动机经由曲轴将扭矩传递到向变速器，并且变速器经由传动系将扭矩传递到一个或更多个车轮。排气气体从汽缸排出到排气系统。

发动机控制模块（ECM）控制发动机的扭矩输出。ECM可以基于驾驶员输入和/或其他输入来控制发动机的扭矩输出。驾驶员输入可以包括例如加速器踏板位置、制动踏板位置和/或一个或更多个其他合适的驾驶员输入。其他输入可以包括例如使用汽缸压力传感器测量的汽缸压力、基于测量的汽缸压力所确定的一个或更多个变量、和/或一个或更多个其他合适的值。

发明内容

在一种示例中，用于发动机的控制系统包括进气门致动器、汽缸压力模块和气门控制模块。进气门致动器在汽缸的第一燃烧循环期间在第一目标打开正时处打开汽缸的进气门。汽缸压力模块接收汽缸的汽缸压力传感器所测量的汽缸压力，并且在第一燃烧循环期间在进气门打开之后的预定曲轴转角处将气门打开压力设定成等于该汽缸压力。气门控制模块接收参考汽缸压力并且基于气门打开压力和参考汽缸压力产生汽缸的第二燃烧循环的第二目标打开正时。第二燃烧循环是在第一燃烧循环之后。在第二燃烧循环期间，进气门致动器在第二目标打开正时处打开进气门。

在一种示例中，用于发动机的控制系统包括排气门致动器、汽缸压力模块和气门控制模块。排气门致动器在汽缸的第一燃烧循环期间在第一目标打开正时处打开汽缸的排气门。汽缸压力模块接收汽缸的汽缸压力传感器所测量的汽缸压力，并且在第一燃烧循环期间在排气门打开之后的预定曲轴转角处将气门打开压力设定成等于该汽缸压力。气门控制模块接收参考汽缸压力并且基于气门打开压力和参考汽缸压力产生汽缸的第二燃烧循环的第二目标打开正时。第二燃烧循环是在第一燃烧循环之后。在第二燃烧循环期间，排气门致动器在第二目标打开正时处打开排气门。

本发明还提供了以下技术方案。

方案1. 一种用于发动机的控制系统，包括：

进气门致动器，所述进气门致动器在汽缸的第一燃烧循环期间在第一目标打开正时处打开所述汽缸的进气门；

汽缸压力模块，所述汽缸压力模块接收所述汽缸的汽缸压力传感器所测量的汽缸压力，并且在所述第一燃烧循环期间在所述进气门打开之后的预定曲轴转角处，将气门打开压力设定成等于所述汽缸压力； 和

气门控制模块，所述气门控制模块接收参考汽缸压力并且基于所述气门打开压力和所述参考汽缸压力产生所述汽缸的第二燃烧循环的第二目标打开正时，

其中所述第二燃烧循环是在所述第一燃烧循环之后，以及

其中，在所述第二燃烧循环期间，所述进气门致动器在所述第二目标打开正时处打开所述进气门。

方案2. 根据方案1所述的控制系统，其中所述气门控制模块基于所述气门打开压力和所述参考汽缸压力之间的差来确定所述进气门的所述第二目标打开正时。

方案3. 根据方案2所述的控制系统，其中所述气门控制模块：

确定所述进气门的所需打开正时；以及

基于所述差来选择性地调节所述所需打开正时以便产生所述第二目标打开正时。

方案4. 根据方案3所述的控制系统，其中所述气门控制模块：

根据所述差来确定正时调节；以及

通过所述正时调节对所述所需打开正时选择性地进行提前和延迟中的一者以便产生所述第二目标打开正时。

方案5. 根据方案3所述的控制系统，其中所述气门控制模块：

根据所述差来确定正时调节；以及

将所述第二目标打开正时设定成等于所述所需打开正时和所述正时调节之和。