專利名稱：火花輔助hcci燃燒模式中的瞬態(tài)控制策略的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火(HCCI)發(fā)動機(jī)的操作和控制。
背景技術(shù)：
本部分的陳述僅提供與本公開相關(guān)的背景信息，并可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，尤其是汽車內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，通常分為兩種類型火花點(diǎn)火和壓縮點(diǎn)火。 火花點(diǎn)火發(fā)動機(jī)，諸如汽油發(fā)動機(jī)，將燃料/空氣混合物引入燃燒氣缸，然后該燃料/空氣混合物在壓縮沖程中壓縮并由火花塞點(diǎn)火。壓縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)(諸如柴油發(fā)動機(jī))在壓縮沖程的上止點(diǎn)(TDC)附近將加壓燃料引入或噴入燃燒氣缸內(nèi)，該加壓燃料在噴射后被點(diǎn)火。汽油發(fā)動機(jī)和柴油發(fā)動機(jī)的燃燒涉及通過流體力學(xué)控制的預(yù)混火焰或擴(kuò)散火焰。各類型的發(fā)動機(jī)具有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)?？傮w而言，汽油發(fā)動機(jī)產(chǎn)生較少的排放，但是效率較差?？傮w而言， 柴油發(fā)動機(jī)更有效率，但產(chǎn)生更多的排放。最近，其它類型的燃燒方法已經(jīng)被引入內(nèi)燃發(fā)動機(jī)中。這些燃燒概念中的一種在本領(lǐng)域中已知為均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火(HCCI)。HCCI燃燒模式包括分布式的、無火焰、自動點(diǎn)火燃燒過程，其由氧化化學(xué)而不是流體力學(xué)來控制。在典型的操作于HCCI燃燒模式的發(fā)動機(jī)中，在進(jìn)氣閥關(guān)閉時刻，氣缸充量的成分和溫度接近均勻。操作于HCCI燃燒模式的典型的發(fā)動機(jī)還可以利用分層充量燃料噴射操作，來控制和改變?nèi)紵^程，包括使用分層充量燃燒來觸發(fā)HCCI燃燒。因?yàn)樽詣狱c(diǎn)火是分布式動力學(xué)控制的燃燒過程，因此，發(fā)動機(jī)操作于非常稀的燃料/空氣混合物(即，燃料/空氣化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的貧側(cè))并具有相對低的峰值燃燒溫度，因此形成非常低的氮氧化物(NOx)的排放。自動點(diǎn)火的燃料/空氣混合物與柴油發(fā)動機(jī)中使用的分層的燃料/空氣燃燒混合物相比是相對較均勻的。因此，在柴油發(fā)動機(jī)中形成煙和顆粒排放物的濃區(qū)域基本上被除去。由于這種非常稀的燃料/空氣混合物，操作在自動點(diǎn)火燃燒模式的發(fā)動機(jī)能夠非節(jié)流地操作以獲得柴油發(fā)動機(jī)般的燃料經(jīng)濟(jì)性。HCCI 發(fā)動機(jī)能夠以大量的排氣再循環(huán)(EGR)操作于化學(xué)計(jì)量點(diǎn)，從而獲得有效的燃燒。對操作于自動點(diǎn)火模式的發(fā)動機(jī)燃燒的起始沒有直接的控制，因?yàn)闅飧壮淞康幕瘜W(xué)動力學(xué)決定了燃燒的起始和過程?；瘜W(xué)動力學(xué)對溫度是敏感的，因此，受控的自動點(diǎn)火燃燒過程對溫度是敏感的。影響燃燒開始和過程的一個重要變量是氣缸結(jié)構(gòu)的有效溫度，即， 氣缸壁、蓋、閥和活塞冠的溫度。另外，已知火花輔助點(diǎn)火在某些操作范圍內(nèi)有助于燃燒。在較高的負(fù)荷操作于HCCI模式可能是很困難的，因?yàn)槿紵覂?nèi)的能量隨著增加的負(fù)荷而增加。這種增加的能量，由例如正在燃燒的空氣燃料充量中的較高的溫度來表現(xiàn)， 增加了空氣燃料充量在期望的燃燒點(diǎn)之前燃燒的可能性，導(dǎo)致來自燃燒室的不期望的壓力波動或激振。

發(fā)明內(nèi)容
用于控制多氣缸直噴內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的方法包括將外部排氣再循環(huán)閥從當(dāng)前位置建立至目標(biāo)位置以獲得目標(biāo)排氣再循環(huán)，以及當(dāng)實(shí)際排氣再循環(huán)從對應(yīng)于外部排氣再循環(huán)閥的當(dāng)前位置的第一排氣再循環(huán)值改變至對應(yīng)于外部排氣再循環(huán)閥的目標(biāo)位置的第二排氣再循環(huán)值時，將燃燒開始正時與實(shí)際排氣再循環(huán)同步。此外，本發(fā)明涉及以下技術(shù)方案。1. 一種用于控制多氣缸直噴內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的方法，包括
將外部排氣再循環(huán)閥從當(dāng)前位置建立到目標(biāo)位置，以獲得目標(biāo)排氣再循環(huán)；以及當(dāng)實(shí)際排氣再循環(huán)從對應(yīng)于所述外部排氣再循環(huán)閥的當(dāng)前位置的第一排氣再循環(huán)值改變至對應(yīng)于所述外部排氣再循環(huán)閥的目標(biāo)位置的第二排氣再循環(huán)值時，將燃燒開始正時與實(shí)際排氣再循環(huán)同步。2.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述目標(biāo)排氣再循環(huán)對應(yīng)于增加的發(fā)動機(jī)負(fù)荷，并且其中，將燃燒開始正時與實(shí)際排氣再循環(huán)同步包括延遲燃料質(zhì)量噴射和火花放出中的至少一個。3.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述目標(biāo)排氣再循環(huán)對應(yīng)于降低的發(fā)動機(jī)負(fù)荷，并且其中，將燃燒開始正時與實(shí)際排氣再循環(huán)同步包括使燃料質(zhì)量噴射和火花放出提
、r -4. 一種用于控制多氣缸火花點(diǎn)火直噴內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的方法，包括
響應(yīng)于噴射燃料質(zhì)量瞬態(tài)，將外部排氣再循環(huán)調(diào)節(jié)到對應(yīng)于噴射的燃料質(zhì)量的值；以
及
以根據(jù)外部排氣再循環(huán)動態(tài)特性的速率來調(diào)節(jié)燃燒開始正時來保持魯棒的燃燒，所述外部排氣再循環(huán)動態(tài)特性與所述調(diào)節(jié)的外部排氣再循環(huán)的瞬態(tài)相關(guān)聯(lián)。5.如技術(shù)方案4所述的方法，其中，所述噴射的燃料質(zhì)量瞬態(tài)被選擇為足以獲得操作員扭矩請求的瞬態(tài)質(zhì)量，并且，調(diào)節(jié)所述外部排氣再循環(huán)包括調(diào)節(jié)所述外部排氣再循環(huán)以保持化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的空氣燃料比。6.如技術(shù)方案4所述的方法，其中，調(diào)節(jié)所述外部排氣再循環(huán)包括 響應(yīng)于增加的操作員扭矩請求而增加噴射的燃料質(zhì)量；以及
降低所述外部排氣再循環(huán)以獲得對應(yīng)于所述增加的噴射燃料質(zhì)量的值。7.如技術(shù)方案6所述的方法，其中，調(diào)節(jié)燃燒開始正時包括
以補(bǔ)償外部排氣再循環(huán)動態(tài)特性的速率來降低燃燒開始正時，其中，所述外部排氣再循環(huán)動態(tài)特性初始以過量的外部排氣再循環(huán)來操作所述發(fā)動機(jī)，直到所述降低的外部排氣再循環(huán)獲得對應(yīng)于所述增加的噴射燃料質(zhì)量的值。8.如技術(shù)方案7所述的方法，其中，以補(bǔ)償外部排氣再循環(huán)動態(tài)特性的速率來降低燃燒開始正時包括延遲燃燒定相以顯著地降低由于初始過量的外部排氣再循環(huán)導(dǎo)致的燃燒滅火和部分燃燒。9.如技術(shù)方案4所述的方法，其中，調(diào)節(jié)所述外部排氣再循環(huán)包括 響應(yīng)于降低的操作員扭矩請求而降低噴射的燃料質(zhì)量；以及
增加所述外部排氣再循環(huán)以獲得對應(yīng)于所述降低的噴射燃料質(zhì)量的值。10.如技術(shù)方案9所述的方法，其中，調(diào)節(jié)燃燒開始正時包括
以補(bǔ)償外部排氣再循環(huán)動態(tài)特性的速率來增加燃燒開始正時，其中，所述外部排氣再循環(huán)動態(tài)特性初始以不足的外部排氣再循環(huán)來操作所述發(fā)動機(jī)，直到所述增加的外部排氣再循環(huán)獲得對應(yīng)于所述降低的噴射燃料質(zhì)量的值。
11.如技術(shù)方案10所述的方法，其中，以補(bǔ)償外部排氣再循環(huán)動態(tài)特性的速率來增加燃燒開始正時包括使燃燒定相提前以顯著地降低由于初始不足的外部排氣再循環(huán)導(dǎo)致的過度燃燒噪聲。12.如技術(shù)方案4所述的方法，其中，所述多氣缸火花點(diǎn)火直噴內(nèi)燃發(fā)動機(jī)操作在包括火花輔助點(diǎn)火的高負(fù)荷均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火模式，所述火花輔助點(diǎn)火包括
在進(jìn)氣沖程期間利用單次噴射將噴射的燃料質(zhì)量輸送到所述發(fā)動機(jī)； 在壓縮沖程期間，在所述單次噴射之后對所述噴射的燃料質(zhì)量進(jìn)行火花點(diǎn)火，以開始火焰?zhèn)鞑?；以?br> 當(dāng)由于火焰?zhèn)鞑ザ顾鶋嚎s的噴射燃料質(zhì)量的溫度增加到足以自動點(diǎn)火的溫度，對噴射的燃料質(zhì)量的其余部分進(jìn)行自動點(diǎn)火。13.如技術(shù)方案12所述的方法，其中，使噴射的燃料質(zhì)量火花點(diǎn)火延遲自動點(diǎn)火以擴(kuò)展受控自動點(diǎn)火燃燒的高負(fù)荷操作極限，其中，延遲所述火花正時降低過度燃燒噪聲， 將所述火花正時提前降低燃燒滅火和部分燃燒。14. 一種用于控制多氣缸火花點(diǎn)火直噴內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的方法，包括 將所述發(fā)動機(jī)操作在火花輔助均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火模式；
監(jiān)測扭矩請求；
響應(yīng)于對應(yīng)于瞬態(tài)扭矩請求的負(fù)荷瞬態(tài)，調(diào)節(jié)外部排氣再循環(huán)以獲得對應(yīng)于所述負(fù)荷瞬態(tài)的值以保持基本上化學(xué)計(jì)量比的燃燒；以及
使燃燒開始正時與外部排氣再循環(huán)動態(tài)特性同步，所述外部排氣再循環(huán)動態(tài)特性與經(jīng)調(diào)節(jié)的外部排氣再循環(huán)獲得對應(yīng)于所述負(fù)荷瞬態(tài)的值的速率有關(guān)，其中，所述外部排氣再循環(huán)動態(tài)特性包括當(dāng)外部排氣再循環(huán)增加時的填充動態(tài)特性以及當(dāng)外部排氣再循環(huán)降低時的排出動態(tài)特性。15.如技術(shù)方案14所述的方法，其中，使燃燒開始正時與外部排氣再循環(huán)動態(tài)特性同步包括
對應(yīng)于增加的扭矩請求而增加負(fù)荷；
降低所述外部排氣再循環(huán)以獲得對應(yīng)于所述增加的負(fù)荷的值；以及以與排出動態(tài)特性同步的速率來延遲噴射燃料質(zhì)量正時，以補(bǔ)償由排出動態(tài)特性導(dǎo)致的初始過量的外部排氣再循環(huán)，直到經(jīng)調(diào)節(jié)的外部排氣再循環(huán)獲得對應(yīng)于所述增加的負(fù)荷的值。16.如技術(shù)方案14所述的方法，其中，使燃燒開始正時與外部排氣再循環(huán)動態(tài)特性同步包括
對應(yīng)于降低的扭矩請求而降低負(fù)荷；
增加所述外部排氣再循環(huán)以獲得對應(yīng)于所述降低的負(fù)荷的值；以及以與填充動態(tài)特性同步的速率來使噴射燃料質(zhì)量正時提前，以補(bǔ)償由填充動態(tài)特性導(dǎo)致的初始不足的外部排氣再循環(huán)，直到經(jīng)調(diào)節(jié)的外部排氣再循環(huán)獲得對應(yīng)于所述降低的負(fù)荷的值。17.如技術(shù)方案14所述的方法，其中，使燃燒開始正時與外部排氣再循環(huán)動態(tài)特性同步包括
對應(yīng)于增加的扭矩請求而增加負(fù)荷；降低所述外部排氣再循環(huán)以獲得對應(yīng)于所述增加的負(fù)荷的值； 基于所述增加的發(fā)動機(jī)負(fù)荷而開始自動點(diǎn)火正時包括利用選擇的火花正時來燃燒一部分空氣燃料充量，其中，所述火花正時以與排出動態(tài)特性同步的速率被延遲以補(bǔ)償由排出動態(tài)特性導(dǎo)致的初始過量的外部排氣再循環(huán)，直到經(jīng)調(diào)節(jié)的外部排氣再循環(huán)獲得對應(yīng)于所述增加的負(fù)荷的值。18.如技術(shù)方案17所述的方法，還包括
以與排出動態(tài)特性同步的速率來延遲噴射燃料質(zhì)量正時，以補(bǔ)償由排出動態(tài)特性導(dǎo)致的初始過量的外部排氣再循環(huán)，直到經(jīng)調(diào)節(jié)的外部排氣再循環(huán)獲得對應(yīng)于所述增加的負(fù)荷的值。19.如技術(shù)方案14所述的方法，其中，使燃燒開始正時與外部排氣再循環(huán)動態(tài)特性同步包括
對應(yīng)于降低的扭矩請求而降低負(fù)荷；
增加所述外部排氣再循環(huán)以獲得對應(yīng)于所述降低的負(fù)荷的值； 基于所述降低的負(fù)荷而開始自動點(diǎn)火正時包括利用選擇的火花正時來燃燒一部分空氣燃料充量以便開始預(yù)測的自動點(diǎn)火正時，其中，所述火花正時以與填充動態(tài)特性同步的速率被提前以補(bǔ)償由填充動態(tài)特性導(dǎo)致的初始不足的外部排氣再循環(huán)，直到經(jīng)調(diào)節(jié)的外部排氣再循環(huán)獲得對應(yīng)于所述降低的負(fù)荷的值。20.如技術(shù)方案19所述的方法，還包括
以與填充動態(tài)特性同步的速率來使噴射燃料質(zhì)量正時提前，以補(bǔ)償由填充動態(tài)特性導(dǎo)致的初始不足的外部排氣再循環(huán)，直到經(jīng)調(diào)節(jié)的外部排氣再循環(huán)獲得對應(yīng)于所述降低的負(fù)荷的值。


現(xiàn)在參考附圖，通過實(shí)例描述一個或多個實(shí)施例，其中 圖1是根據(jù)本公開的示例性發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的示意圖2是描述根據(jù)本公開的在火花輔助HCCI燃燒期間的熱釋放速率曲線的圖； 圖3是根據(jù)本公開的燃料噴射質(zhì)量302與維持火花輔助HCCI燃燒的期望化學(xué)計(jì)量點(diǎn)所需的外部排氣再循環(huán)(EGR)百分比301的關(guān)系的圖4示意性地示出了根據(jù)不公開的外部EGR補(bǔ)償控制器400，其用于在火花輔助的 HCCI燃燒模式的負(fù)荷瞬態(tài)期間調(diào)整燃料噴射和/或火花正時以與外部EGR的排出和填充同
止
少；
圖5圖形地示出了根據(jù)本公開的來自示例性發(fā)動機(jī)的實(shí)驗(yàn)和導(dǎo)出數(shù)據(jù)，示出了燃料噴射質(zhì)量501、燃料噴射正時503、火花點(diǎn)火正時505、EGR閥開度507、CA50 (即，50%燃料質(zhì)量燃燒的曲軸角位置)509和平均IMEP511與時間502的關(guān)系；以及
圖6圖形地示出了根據(jù)本公開的來自示例性發(fā)動機(jī)的實(shí)驗(yàn)和導(dǎo)出數(shù)據(jù)，示出了燃料噴射質(zhì)量601、燃料噴射正時603、火花點(diǎn)火正時605、EGR閥開度607、CA50 (即，50%燃料質(zhì)量燃燒的曲軸角位置)609和平均IMEP611與時間602的關(guān)系。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在參考附圖，其中的描繪僅僅是用于對某些示例性實(shí)施例進(jìn)行說明的目的，而不是用于對其進(jìn)行限制，圖1示意性示出了根據(jù)本公開的一個實(shí)施例構(gòu)造的示例性內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10和所附控制模塊5。發(fā)動機(jī)10選擇性地操作在多種燃燒模式，包括受控自動點(diǎn)火 (HCCI)燃燒模式和均質(zhì)火花點(diǎn)火(Si)燃燒模式。發(fā)動機(jī)10可選擇性地以化學(xué)計(jì)量比空氣 /燃料比操作以及以主要在化學(xué)計(jì)量比的貧側(cè)的空氣/燃料比操作。要認(rèn)識到的是，本公開中的概念可以應(yīng)用到其它內(nèi)燃發(fā)動機(jī)系統(tǒng)和燃燒循環(huán)。在一個實(shí)施例中，發(fā)動機(jī)10可聯(lián)接到變速器裝置，以將牽引功率傳輸給車輛的傳動系。變速器可包括具有扭矩機(jī)器的混合動力變速器，該扭矩機(jī)器可操作將牽引功率傳輸給傳動系。示例性發(fā)動機(jī)10包括多氣缸、直噴式四沖程內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，具有在氣缸15內(nèi)可滑動地移動的往復(fù)活塞14，其限定可變體積的燃燒室16。每個活塞14連接到旋轉(zhuǎn)的曲軸12， 線性往復(fù)運(yùn)動通過該曲軸12轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動?？諝膺M(jìn)氣系統(tǒng)將進(jìn)氣空氣提供給進(jìn)氣歧管 29，該進(jìn)氣歧管四將空氣引導(dǎo)并分配到燃燒室16的進(jìn)氣流道中?？諝膺M(jìn)氣系統(tǒng)包括氣流管道系統(tǒng)和用于監(jiān)測和控制氣流的裝置?？諝膺M(jìn)氣裝置優(yōu)選地包括用于監(jiān)測質(zhì)量空氣流量和進(jìn)氣空氣溫度的質(zhì)量空氣流量傳感器32。節(jié)氣門閥34優(yōu)選地包括用于響應(yīng)于來自控制模塊5的控制信號(ETC)控制到發(fā)動機(jī)10的氣流的電子控制裝置。進(jìn)氣歧管四內(nèi)的壓力傳感器36配置為監(jiān)測歧管絕對壓力和大氣壓力。外部流通道再循環(huán)來自發(fā)動機(jī)排氣的排氣到進(jìn)氣歧管四，其具有被稱為排氣再循環(huán)(EGR)閥38的流量控制閥?？刂颇K5可操作以通過控制EGR閥38的開度來控制流向進(jìn)氣歧管四的排氣的質(zhì)量流量。從進(jìn)氣歧管四進(jìn)入到燃燒室16中的空氣流由一個或多個進(jìn)氣閥20控制。通過一個或多個排氣閥18來控制離開燃燒室16進(jìn)入排氣歧管39的排氣流。發(fā)動機(jī)10配備有控制并調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥20和排氣閥18的打開和關(guān)閉的系統(tǒng)。在一個實(shí)施例中，進(jìn)氣閥20和排氣閥18的打開和關(guān)閉可通過分別控制進(jìn)氣和排氣可變凸輪定相/可變升程控制(VCP/VLC) 裝置22和M來控制并調(diào)節(jié)。進(jìn)氣和排氣VCP/VLC裝置22和M配置成分別控制和操作進(jìn)氣凸輪軸21和排氣凸輪軸23。進(jìn)氣凸輪軸21和排氣凸輪軸23的旋轉(zhuǎn)被聯(lián)系到曲軸12的旋轉(zhuǎn)并以曲軸12的旋轉(zhuǎn)來分度(indexed),因此，將進(jìn)氣閥20和排氣閥18的打開和關(guān)閉與曲軸12和活塞14的位置聯(lián)系起來。進(jìn)氣VCP/VLC裝置22優(yōu)選包括可操作以響應(yīng)于控制模塊5的控制信號(INTAKE) 來切換和控制一個或多個進(jìn)氣閥20的閥升程并可變地調(diào)節(jié)和控制每個氣缸15的進(jìn)氣凸輪軸21的定相的機(jī)構(gòu)。排氣VCP/VLC裝置M優(yōu)選包括可操作以響應(yīng)于控制模塊5的控制信號(EXHAUST)來可變地切換和控制一個或多個排氣閥18的閥升程并可變地調(diào)節(jié)和控制每個氣缸15的排氣凸輪軸23的定相的可控機(jī)構(gòu)。進(jìn)氣和排氣VCP/VLC裝置22和M均優(yōu)選包括可操作以分別將一個或多個進(jìn)氣閥20和排氣閥18的閥升程大小或開度控制為兩個離散級之一的可控兩級可變升程控制 (VLC)機(jī)構(gòu)。優(yōu)選地，兩個離散級包括優(yōu)選用于低速和低負(fù)荷操作的低升程閥打開位置(在一個實(shí)施例中為大約4-6mm)和優(yōu)選用于高速和高負(fù)荷操作的高升程閥打開位置(在一個實(shí)施例中為大約8-13mm)。進(jìn)氣和排氣VCP/VLC裝置22和M每個都優(yōu)選包括可變凸輪定相(VCP)機(jī)構(gòu)，以便分別控制和調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥20和排氣閥18的打開和關(guān)閉的定相(即相對正時)。調(diào)節(jié)定相指的是相對于各個氣缸15中的曲軸12和活塞14的位置來變換進(jìn)氣閥20和排氣閥18的打開時間。進(jìn)氣和排氣VCP/VLC裝置22和M的VCP機(jī)構(gòu)每個都優(yōu)選地具有大約60° -90°的曲柄旋轉(zhuǎn)的定相權(quán)度的范圍，從而允許控制模塊5相對于每個氣缸15 的活塞14的位置使進(jìn)氣閥20和排氣閥18中的一個的打開和關(guān)閉超前或延遲。進(jìn)氣和排氣VCP/VLC裝置22和M限定且限制了定相權(quán)度的范圍。進(jìn)氣和排氣VCP/VLC裝置22和 M包括凸輪軸位置傳感器，以便確定進(jìn)氣和排氣凸輪軸21和23的旋轉(zhuǎn)位置。采用由控制模塊5控制的電動液壓、液壓或電控制力中的一種來對VCP/VLC裝置22和M加以致動。發(fā)動機(jī)10包括燃料噴射系統(tǒng)，包括多個高壓燃料噴射器觀，每個高壓燃料噴射器觀均配置成響應(yīng)于來自控制模塊5的信號將一定質(zhì)量的燃料直接噴射到一個燃燒室16中。 從燃料分配系統(tǒng)向燃料噴射器觀供給加壓的燃料。發(fā)動機(jī)10包括火花點(diǎn)火系統(tǒng)，火花點(diǎn)火系統(tǒng)可將火花能量提供給火花塞沈，用于響應(yīng)于來自控制模塊5的信號(IGN)對每個燃燒室16中的氣缸充量進(jìn)行點(diǎn)火或輔助點(diǎn)火。發(fā)動機(jī)10裝備有各種傳感裝置用于監(jiān)測發(fā)動機(jī)操作，包括具有輸出RPM并操作成監(jiān)測曲軸旋轉(zhuǎn)位置(即曲柄角和速度)的曲柄傳感器42，在一個實(shí)施例中，包括構(gòu)造成監(jiān)測燃燒的燃燒傳感器30和構(gòu)造成監(jiān)測排氣的排氣傳感器40，例如空氣/燃料比傳感器。燃燒傳感器30包括可操作監(jiān)測燃燒參數(shù)狀態(tài)的傳感器裝置并被示出為可操作監(jiān)測缸內(nèi)燃燒壓力的氣缸壓力傳感器。燃燒傳感器30和曲柄傳感器42的輸出由控制模塊5監(jiān)測，控制模塊5確定燃燒定相，即對于每個燃燒循環(huán)中的每個氣缸15，燃燒壓力相對于曲軸12的曲柄角度的正時。燃燒傳感器30也能夠由控制模塊5監(jiān)測，以確定每個燃燒循環(huán)中每個氣缸 15的平均有效壓力(IMEP)。優(yōu)選地，發(fā)動機(jī)10和控制模塊5均設(shè)計(jì)為在每個氣缸點(diǎn)火事件期間針對每個發(fā)動機(jī)氣缸15監(jiān)測并確定IMEP的狀態(tài)。替代性地，其它傳感系統(tǒng)可以用來監(jiān)測本公開范圍內(nèi)的其它燃燒參數(shù)的狀態(tài)，例如離子傳感點(diǎn)火系統(tǒng)以及非侵入式氣缸壓力傳感器?？刂颇K、模塊、控制器、控制單元、處理器及類似的術(shù)語意味著下列項(xiàng)中的一個或多個的任意恰當(dāng)?shù)囊环N或各種組合專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一種或多種軟件或固件程序的中央處理單元(優(yōu)選為微處理器)和相關(guān)聯(lián)的存儲器和存儲裝置(只讀、 可編程只讀、隨機(jī)存取、硬盤等)、組合邏輯電路、輸入/輸出電路和裝置、恰當(dāng)?shù)男盘栒{(diào)節(jié)和緩沖電路、及提供所述功能的其它適當(dāng)構(gòu)件。控制模塊5具有一組控制算法，包括存儲在存儲器中并被執(zhí)行以提供所需功能的常駐軟件程序指令和校準(zhǔn)。算法優(yōu)選地在預(yù)設(shè)循環(huán)周期期間執(zhí)行?？梢酝ㄟ^例如中央處理單元來執(zhí)行算法，并且該算法可操作以監(jiān)測來自傳感裝置和其他聯(lián)網(wǎng)控制模塊的輸入，并且執(zhí)行控制和診斷例程從而控制致動器的操作。循環(huán)周期可以規(guī)則的時間間隔執(zhí)行，例如在進(jìn)行著的發(fā)動機(jī)和車輛操作期間每3. 125,6. 25,12. 5、 25和100毫秒?？商娲兀惴梢皂憫?yīng)事件的發(fā)生而執(zhí)行。在操作中，控制模塊5監(jiān)測來自于前述傳感器的輸入以確定發(fā)動機(jī)參數(shù)的狀態(tài)。 控制模塊5被構(gòu)造成接收來自操作員的輸入信號(例如，通過加速踏板和制動踏板)，從而確定扭曲請求(To_req)。要認(rèn)識到的是，扭矩請求能夠響應(yīng)操作員的輸入(例如，通過加速踏板和制動踏板)，或者扭矩請求能夠響應(yīng)于由控制模塊5監(jiān)測到的自動起動情況?？刂颇K 5監(jiān)測指示發(fā)動機(jī)速度和進(jìn)氣空氣溫度、以及冷卻劑溫度和其它周圍環(huán)境狀況的傳感器。控制模塊5執(zhí)行存儲在其中的算法代碼以控制上述致動器從而形成氣缸充量，包括控制節(jié)氣門位置、火花點(diǎn)火正時、燃料噴射質(zhì)量和正時、EGR閥位置開度以控制再循環(huán)排氣流量，以及在配備有進(jìn)氣和/或排氣閥的發(fā)動機(jī)上控制進(jìn)氣和/或排氣閥正時和定相。在一個實(shí)施例中，閥正時和定相可以包括負(fù)閥重疊(NVO)和排氣閥再開升程(在排氣再吸入策略中)?？刂颇K5可操作以在運(yùn)行的車輛操作期間將發(fā)動機(jī)10開啟和關(guān)閉，并且可操作通過控制燃料和火花以及閥的停用來選擇性地停用一部分燃燒室16或一部分的進(jìn)氣閥20 和排氣閥18?？刂颇K5可基于來自排氣傳感器40的反饋控制空氣/燃料比。在發(fā)動機(jī)操作期間，節(jié)氣門閥34優(yōu)選在受控自動點(diǎn)火(HCCI)燃燒模式(例如，單次和雙重噴射受控自動點(diǎn)火(HCCI)燃燒模式)下基本全開，其中發(fā)動機(jī)10被控制在稀的空氣/燃料比?；救_的節(jié)氣門可包括完全非節(jié)流或輕微節(jié)流地操作以在進(jìn)氣歧管四內(nèi)產(chǎn)生真空以影響EGR流量。在一個實(shí)施例中，缸內(nèi)的EGR質(zhì)量被控制到較高的稀釋率。進(jìn)氣閥20和排氣閥18在低升程閥位置且進(jìn)氣和排氣升程正時以NVO方式操作。在發(fā)動機(jī)循環(huán)期間能夠執(zhí)行一個或多個燃料噴射事件，包括在壓縮階段期間的至少一個燃料噴射事件。在發(fā)動機(jī)操作在均質(zhì)火花點(diǎn)火(Si)燃燒模式期間，控制節(jié)氣門閥34以調(diào)節(jié)空氣流量。將發(fā)動機(jī)10控制到化學(xué)計(jì)量比的空氣/燃料比，進(jìn)氣閥20和排氣閥18處于高升程閥打開位置且進(jìn)氣和排氣升程正時以正閥重疊的方式操作。優(yōu)選地，在發(fā)動機(jī)循環(huán)的壓縮階段(優(yōu)選基本上在TDC之前)執(zhí)行燃料噴射事件。當(dāng)氣缸內(nèi)空氣充量基本均勻時，火花點(diǎn)火優(yōu)選在燃料噴射之后的預(yù)先確定時刻放出。參照圖2，圖2是描述根據(jù)本公開的在火花輔助HCCI (自動點(diǎn)火)燃燒期間的熱釋放速率曲線200的圖。χ軸202表示燃燒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(％)，y軸201表示熱釋放速率(J/deg)。 受控自動點(diǎn)火(HCCI)的高負(fù)荷操作極限可以通過在由虛線60表示的自動點(diǎn)火點(diǎn)之前對空氣燃料充量火花點(diǎn)火而擴(kuò)展。將空氣燃料充量點(diǎn)燃將開始火焰?zhèn)鞑?，其中，利用火焰?zhèn)鞑硌舆t自動點(diǎn)火而擴(kuò)展高負(fù)荷操作極限，因此實(shí)現(xiàn)可接受的燃燒噪聲。在高負(fù)荷操作期間，火花輔助的自動點(diǎn)火包括在進(jìn)氣沖程期間利用單次噴射將燃料質(zhì)量輸送到發(fā)動機(jī)，在壓縮沖程期間對噴射的燃料質(zhì)量火花點(diǎn)火，開始火焰?zhèn)鞑?，并且?dāng)由于火焰?zhèn)鞑ナ箽飧壮淞康臏囟壬仙阶阋宰詣狱c(diǎn)火的溫度時，對噴射的燃料質(zhì)量的剩余部分進(jìn)行自動點(diǎn)火?；鹧?zhèn)鞑グl(fā)生至虛線60并且由箭頭58表示。自動點(diǎn)火發(fā)生在虛線60并且由箭頭62表示。如將變得清楚的，通過增加或降低火花正時和/或噴射的燃料質(zhì)量正時(即，燃燒初始正時)，可以在發(fā)動機(jī)負(fù)荷瞬態(tài)期間顯著地降低燃燒噪聲和燃燒滅火，同時保持魯棒的燃燒穩(wěn)定性。具體而言，延遲火花正時和/或噴射的燃料質(zhì)量正時將延遲燃燒定相并降低燃燒噪聲。使火花正時和/或噴射的燃料質(zhì)量正時提前將使燃燒定相提前并降低燃燒滅火和部分燃燒。將認(rèn)識到，火花點(diǎn)火的空氣燃料充量能夠包括基本處于化學(xué)計(jì)量比的空氣燃料比來使用三元催化轉(zhuǎn)換器滿足期望的NOx排放標(biāo)準(zhǔn)。本文討論的實(shí)施例采用控制策略，在負(fù)荷瞬態(tài)期間保持魯棒的燃燒，同時將發(fā)動機(jī)操作在受控自動點(diǎn)火(HCCI)模式，包括在高負(fù)荷操作期間火花輔助點(diǎn)火。將認(rèn)識到，控制策略不限于高負(fù)荷自動點(diǎn)火(HCCI)操作，能夠類似地應(yīng)用于帶有或不帶有火花輔助點(diǎn)火的低負(fù)荷和中等負(fù)荷自動點(diǎn)火(HCCI)操作。負(fù)荷瞬態(tài)能夠響應(yīng)于操作員扭矩請求而發(fā)生，并且能夠包括響應(yīng)于快速操作員扭矩請求的快速負(fù)荷瞬態(tài)。將理解的是，發(fā)動機(jī)負(fù)荷對應(yīng)于實(shí)現(xiàn)操作員扭矩請求所需的噴射燃料質(zhì)量。發(fā)動機(jī)負(fù)荷和噴射燃料質(zhì)量在本文中將可互換地使用。噴射燃料質(zhì)量被增加或降低以便分別滿足增加或降低的操作員扭矩請求。如前所述，操作員扭矩請求由控制模塊5監(jiān)測，并且能夠包括加速踏板和制動踏板輸入。當(dāng)發(fā)生發(fā)動機(jī)負(fù)荷瞬態(tài)時，必須調(diào)節(jié)外部 EGR的量來實(shí)現(xiàn)對應(yīng)于發(fā)動機(jī)負(fù)荷(即，噴射燃料質(zhì)量)的值，以保持期望的空氣燃料比和可接受的燃燒噪聲。例如，期望的空氣燃料比可以基本上是化學(xué)計(jì)量比，以滿足期望的NOx排放水平，在高發(fā)動機(jī)負(fù)荷應(yīng)用三元催化轉(zhuǎn)換器。對應(yīng)于發(fā)動機(jī)負(fù)荷瞬態(tài)的噴射燃料質(zhì)量是足以實(shí)現(xiàn)操作員扭矩請求的質(zhì)量。利用控制模塊5來調(diào)節(jié)外部EGR的量來通過控制EGR閥 38的打開百分比而控制流到進(jìn)氣歧管四的排氣的質(zhì)量流量。因此，響應(yīng)于與瞬態(tài)操作員扭矩請求相關(guān)聯(lián)的噴射燃料質(zhì)量瞬態(tài)(即，發(fā)動機(jī)負(fù)荷瞬態(tài))，調(diào)節(jié)外部EGR閥38的打開百分比，以獲得對應(yīng)于噴射燃料質(zhì)量瞬態(tài)的值來保持期望的空氣燃料比(例如，基本上化學(xué)計(jì)量比)和可接受的燃燒噪聲。外部EGR的量還將稱為外部EGR百分比?，F(xiàn)在參考圖3，根據(jù)本公開，示出了噴射燃料質(zhì)量與保持期望的空氣燃料比(例如， 化學(xué)計(jì)量比)和可接受的燃燒噪聲同時獲得火花輔助的HCCI燃燒的最佳燃料效率和排放所需的外部EGR百分比之間的關(guān)系的圖。χ軸302表示燃料質(zhì)量(mg/循環(huán))，y軸301表示外部EGR百分比(％)。曲線300表示期望的外部EGR百分比。如對于超過特定質(zhì)量的燃料所示，隨著燃料質(zhì)量增加，外部EGR百分比下降。與燃料質(zhì)量噴射相比，外部EGR具有相對慢的動態(tài)特性(外部EGR動態(tài)特性)。換句話說，與調(diào)節(jié)噴射燃料質(zhì)量相比，調(diào)節(jié)外部EGR百分比花費(fèi)的時間更長。外部EGR動態(tài)特性與調(diào)節(jié)外部EGR百分比來獲得對應(yīng)于噴射燃料質(zhì)量的值的速率相關(guān)聯(lián)。在發(fā)動機(jī)負(fù)荷瞬態(tài)期間對于兩種不同的噴射燃料質(zhì)量所需的外部EGR百分比的量的不同可以對這些瞬態(tài)期間的燃燒穩(wěn)定性具有很大影響。例如，如果噴射燃料質(zhì)量由于增加的操作員扭矩請求而快速增加，則由于外部EGR百分比降低時的慢速排出動態(tài)特性，發(fā)動機(jī)最初以過量的外部EGR 百分比操作，直到排出的動態(tài)特性實(shí)現(xiàn)對應(yīng)于增加的噴射燃料質(zhì)量的外部EGR百分比值。 慢速排出動態(tài)特性能夠比所期望的延遲更多的燃燒定相，導(dǎo)致部分燃燒或燃燒滅火。類似地，如果噴射燃料質(zhì)量由于降低的操作員扭矩請求而快速下降，則由于外部EGR百分比增加時的慢速填充動態(tài)特性，發(fā)動機(jī)最初以不足量的外部EGR百分比操作，直到填充的動態(tài)特性實(shí)現(xiàn)對應(yīng)于降低的噴射燃料質(zhì)量的外部EGR百分比值以保持期望的空氣燃料比。慢速填充動態(tài)特性能夠比所期望的提前更多的燃燒定相，導(dǎo)致過度的燃燒噪聲。為了補(bǔ)償慢速外部EGR動態(tài)特性，以根據(jù)外部EGR動態(tài)特性(例如，排出或填充動態(tài)特性)的速率來調(diào)節(jié)燃燒開始正時，以保持魯棒的燃燒和基本上防止燃燒滅火和過度的燃燒噪聲。換句話說，燃燒開始正時與外部EGR動態(tài)特性(例如，排出或填充動態(tài)特性)同步， 以保持魯棒的燃燒并防止燃燒滅火和過度的燃燒噪聲，而不是基于靜態(tài)校準(zhǔn)將燃燒開始正時與噴射燃料質(zhì)量瞬態(tài)(即，負(fù)荷瞬態(tài))同步，因?yàn)橥獠縀GR百分比由于慢速外部EGR動態(tài)特性而不能夠被快速地調(diào)節(jié)。燃燒開始正時能夠包括噴射正時和火花正時。例如，如果由于增加的操作員扭矩請求而使噴射燃料質(zhì)量快速增加并且外部EGR百分比降低以實(shí)現(xiàn)對應(yīng)于增加的噴射燃料質(zhì)量的值，則燃燒開始正時能夠慢速降低以補(bǔ)償慢速排出動態(tài)特性。緩慢地降低燃燒開始正時包括緩慢地延遲燃燒定相以便顯著地降低由于初始過度的外部EGR 百分比導(dǎo)致的燃燒滅火和部分燃燒。類似地，如果由于降低的操作員扭矩請求而使噴射燃料質(zhì)量快速降低并且外部EGR百分比增加以實(shí)現(xiàn)對應(yīng)于降低的噴射燃料質(zhì)量的值，則燃燒開始正時能夠慢速增加以補(bǔ)償慢速填充動態(tài)特性。慢速增加的燃燒開始正時包括緩慢地使燃燒定相提前以基本上防止初始不足的外部EGR百分比導(dǎo)致的過度燃燒噪聲。
如前所述，燃燒開始正時能夠包括燃料噴射正時和火花正時。應(yīng)該認(rèn)識到，調(diào)節(jié)燃料噴射正時和火花正時能夠補(bǔ)償慢速外部EGR動態(tài)特性對燃燒定相的影響。燃燒定相描述了循環(huán)中燃燒的進(jìn)程，由循環(huán)的曲柄角測量。判斷燃燒定相的一種度量是CA50，或者說是空氣燃料充量的50%被燃燒時的曲柄角。燃燒循環(huán)的性質(zhì)，諸如效率，受到循環(huán)的CA50的影響。然而，諸如噴射正時和火花正時的其它因素也能夠影響CA50。噴射正時和火花正時可以利用外部EGR動態(tài)特性來調(diào)節(jié)和同步，以補(bǔ)償慢速外部EGR動態(tài)特性，或者噴射正時或火花正時中的一個可以利用外部EGR動態(tài)特性來調(diào)節(jié)和同步，以補(bǔ)償慢速外部EGR動態(tài)特性?？梢岳谜{(diào)節(jié)噴射正時來調(diào)整由慢速外部EGR動態(tài)特性得到的燃燒定相。噴射正時對燃燒定相的影響取決于所得到的燃燒室內(nèi)情況。例如，較晚的或降低的噴射正時能夠造成燃燒開始得較晚，從而延遲燃燒定相。因此，當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)荷與增加的操作員扭矩請求相關(guān)聯(lián)地增加并且外部EGR百分比降低以實(shí)現(xiàn)對應(yīng)于增加的發(fā)動機(jī)負(fù)荷的值時，以與外部 EGR百分比的排出動態(tài)特性同步的速率來降低燃料噴射正時能夠補(bǔ)償由慢速排出動態(tài)特性導(dǎo)致的初始過量外部EGR百分比，直到調(diào)節(jié)的外部EGR百分比獲得對應(yīng)于增加的發(fā)動機(jī)負(fù)荷的值。在另一示例中，增加的或較早的噴射能夠造成燃燒開始得較早，從而使燃燒定相提前。因此，當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)荷與降低的操作員扭矩請求相關(guān)聯(lián)地降低并且外部EGR百分比增加以獲得對應(yīng)于降低的發(fā)動機(jī)負(fù)荷的值時，以與外部EGR百分比的填充動態(tài)特性同步的速率來增加燃料噴射正時能夠補(bǔ)償由慢速填充動態(tài)特性導(dǎo)致的初始不足的外部EGR百分比，直到調(diào)節(jié)的外部EGR百分比獲得對應(yīng)于降低的發(fā)動機(jī)負(fù)荷的值。還可以利用調(diào)節(jié)火花正時來調(diào)整由慢速外部EGR動態(tài)特性導(dǎo)致的燃燒定相。自動點(diǎn)火(HCCI)燃燒的火花輔助點(diǎn)火包括利用火花在尚未處于能導(dǎo)致受控自動點(diǎn)火(HCCI)的能量水平的空氣燃料充量的燃燒室內(nèi)導(dǎo)致燃燒?；鸹ㄒ鸬娜紵谌紵覂?nèi)產(chǎn)生能量的釋放，包括壓力波動。該能量的釋放傳播到燃燒室的其余部分，并且有助于空氣燃料充量的其余部分實(shí)現(xiàn)自動點(diǎn)火(HCCI)。盡管自動點(diǎn)火最理想地不帶有火花點(diǎn)火地操作，但也已知期望火花輔助自動點(diǎn)火操作的情況。例如，在冷起動或低速和低負(fù)荷情況下，火花輔助的HCCI 利用從火花點(diǎn)火釋放的能量來有助于在自動點(diǎn)火可能不穩(wěn)定或不能夠進(jìn)行的區(qū)域進(jìn)行充量的自動點(diǎn)火。在當(dāng)前情況下，為了能夠在較高負(fù)荷下進(jìn)行HCCI操作，可以使用火花輔助點(diǎn)火來開始充量的燃燒以開始受控自動點(diǎn)火(HCCI)，由此允許通過調(diào)整火花正時來控制燃燒定相。測試已經(jīng)表明，當(dāng)能夠根據(jù)噴射正時、得到的CA50、和其它相關(guān)參數(shù)做出這種選擇時，對提前的火花正時的選擇能夠有利于在自動點(diǎn)火開始之前燃燒空氣燃料充量的20%。在一個示例中，當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)荷與增加的扭矩請求相關(guān)聯(lián)地增加并且外部排氣再循環(huán)百分比降低以獲得對應(yīng)于增加的負(fù)荷的值時，可以選擇火花正時來燃燒空氣燃料充量的一部分來開始自動點(diǎn)火正時?；鸹ㄕ龝r以與外部EGR百分比的排放動態(tài)特性同步的速率降低，以補(bǔ)償由慢速排出動態(tài)特性導(dǎo)致的初始過量的外部EGR百分比，直到調(diào)節(jié)的外部EGR百分比獲得對應(yīng)于增加的負(fù)荷的值。在另一個示例中，當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)荷對應(yīng)于降低的扭矩請求而降低并且外部排氣再循環(huán)百分比增加以獲得對應(yīng)于降低的發(fā)動機(jī)負(fù)荷的值時，可以選擇火花正時來燃燒空氣燃料充量的一部分來開始自動點(diǎn)火正時?；鸹ㄕ龝r以與填充動態(tài)特性同步的速率增加，以補(bǔ)償由慢速填充動態(tài)特性導(dǎo)致的初始不足的外部EGR百分比，直到調(diào)節(jié)的外部 EGR百分比獲得對應(yīng)于降低的發(fā)動機(jī)負(fù)荷的值?，F(xiàn)在參考圖4，根據(jù)本公開示出了補(bǔ)償控制器400，該補(bǔ)償控制器400用于在火花輔助的HCCI (自動點(diǎn)火)燃燒模式中的發(fā)動機(jī)負(fù)荷瞬態(tài)期間調(diào)節(jié)燃燒開始正時，以便與外部 EGR動態(tài)特性(例如，填充/排出動態(tài)特性)同步。補(bǔ)償控制器包括燃燒模式確定模塊402、校準(zhǔn)表模塊404、時間常數(shù)確定模塊406、低通濾波器模塊408和燃燒開始正時切換模塊410。 期望的負(fù)荷瞬態(tài)412和相關(guān)聯(lián)的期望發(fā)動機(jī)速度被輸入到燃燒模式確定模塊402、校準(zhǔn)表模塊404和時間常數(shù)確定模塊406。期望的負(fù)荷瞬態(tài)基于例如操作員扭矩請求，其中，操作員扭矩請求能夠包括操作員給致動器的輸入，包括加速踏板和制動踏板，如上所述。另外， 應(yīng)該認(rèn)識到，補(bǔ)償控制器400與控制模塊5相關(guān)聯(lián)。如果燃燒模式確定模塊402基于期望的負(fù)荷瞬態(tài)412和相關(guān)聯(lián)的發(fā)動機(jī)速度確定了火花輔助自動點(diǎn)火模式，則指示火花輔助自動點(diǎn)火模式的信號414被輸入到切換模塊410和低通濾波器模塊408。校準(zhǔn)表404將指示燃燒開始正時的靜態(tài)校準(zhǔn)的信號416輸入到低通濾波器模塊408和切換模塊410，其中，信號416基于期望的負(fù)荷瞬態(tài)412和相關(guān)聯(lián)的發(fā)動機(jī)速度。時間常數(shù)確定模塊406基于期望的負(fù)荷瞬態(tài)412和相關(guān)聯(lián)的發(fā)動機(jī)速度產(chǎn)生時間常數(shù)信號418，其中，時間常數(shù)信號418輸入到低通濾波器模塊408。低通濾波器模塊408產(chǎn)生經(jīng)濾波的信號420，該信號420被輸入到切換模塊410。經(jīng)濾波的信號420基于時間常數(shù)信號418和指示燃燒開始正時的靜態(tài)校準(zhǔn)的信號416。切換模塊410確定與外部EGR動態(tài)特性同步以便在負(fù)荷瞬態(tài)期間補(bǔ)償慢速外部EGR動態(tài)特性的經(jīng)調(diào)節(jié)的燃燒開始正時422。經(jīng)調(diào)節(jié)的燃燒開始正時422包括燃料噴射正時和火花正時，并且基于指示火花輔助自動點(diǎn)火模式的信號414、指示燃燒開始正時的靜態(tài)校準(zhǔn)的信號416和時間常數(shù)信號418?，F(xiàn)在參考圖5，示出了根據(jù)本公開的來自示例性發(fā)動機(jī)的實(shí)驗(yàn)和導(dǎo)出數(shù)據(jù)，示出了噴射燃料質(zhì)量501、燃料噴射正時503 (在TDC之前)、火花點(diǎn)火正時505 (在TDC之前)、EGR 閥開度507、CA50 (即，50%燃料質(zhì)量燃燒的曲軸角位置)509和平均IMEP511與時間502的關(guān)系。在各個數(shù)據(jù)曲線503、505、507、509和511中，虛線曲線包括補(bǔ)償慢速外部EGR動態(tài)特性的調(diào)節(jié)，而實(shí)線曲線不包括補(bǔ)償慢速外部EGR動態(tài)特性的調(diào)節(jié)。當(dāng)噴射的燃料質(zhì)量增加500時，繪制出了補(bǔ)償?shù)娜剂蠂娚湔龝r504與無補(bǔ)償?shù)娜剂蠂娚湔龝r506 ；繪制出了補(bǔ)償?shù)幕鸹c(diǎn)火正時508與無補(bǔ)償?shù)幕鸹c(diǎn)火正時510 ；繪制出了補(bǔ)償?shù)腅GR閥開度512與無補(bǔ)償?shù)腅GR閥開度514，其實(shí)時調(diào)節(jié)以保持期望的CA50曲線516 ；以及補(bǔ)償?shù)腎MEP522與無補(bǔ)償?shù)腎MEP5M。應(yīng)該認(rèn)識到，當(dāng)采用對慢速外部EGR排出動態(tài)特性進(jìn)行補(bǔ)償時，補(bǔ)償?shù)腃A50 曲線520保持期望的CA50曲線516，與不對外部EGR排出動態(tài)特性進(jìn)行補(bǔ)償?shù)腃A50曲線 518形成對比。現(xiàn)在參考圖6，示出了根據(jù)本公開的來自示例性發(fā)動機(jī)的實(shí)驗(yàn)和導(dǎo)出數(shù)據(jù)，示出了噴射燃料質(zhì)量601、燃料噴射正時603 (在TDC之前)、火花點(diǎn)火正時605 (在TDC之前)、EGR 閥開度607、CA50 (即，50%燃料質(zhì)量燃燒的曲軸角位置)609和平均IMEP611與時間602的關(guān)系。在各個數(shù)據(jù)曲線603、605、607、609和611中，虛線曲線包括補(bǔ)償慢速外部EGR動態(tài)特性的調(diào)節(jié)，而實(shí)線曲線不包括補(bǔ)償慢速外部EGR動態(tài)特性的調(diào)節(jié)。當(dāng)噴射的燃料質(zhì)量降低600時，繪制出了補(bǔ)償?shù)娜剂蠂娚湔龝r604與無補(bǔ)償?shù)娜剂蠂娚湔龝r606 ；繪制出了補(bǔ)償?shù)幕鸹c(diǎn)火正時608與無補(bǔ)償?shù)幕鸹c(diǎn)火正時610 ；繪制出了補(bǔ)償?shù)腅GR閥開度612與無補(bǔ)償?shù)腅GR閥開度614，其實(shí)時調(diào)節(jié)以保持期望的CA50曲線616 ；以及補(bǔ)償?shù)腎MEP622與無補(bǔ)償?shù)腎MEP6M。應(yīng)該認(rèn)識到，當(dāng)采用對慢速外部EGR排出動態(tài)特性進(jìn)行補(bǔ)償時，補(bǔ)償?shù)腃A50 曲線618更加緊密地保持期望的CA50曲線616，與不對外部EGR排出動態(tài)特性進(jìn)行補(bǔ)償?shù)腃A50曲線620形成對比。 本公開已經(jīng)描述了特定優(yōu)選實(shí)施例及其改型。在閱讀和理解本說明書的情況下可以進(jìn)行其它改型和替代。因此，本發(fā)明不限于作為用于實(shí)現(xiàn)本公開的最佳模式而公開的一個(多個)具體實(shí)施例，而是本公開將包括落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于控制多氣缸直噴內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的方法，包括將外部排氣再循環(huán)閥從當(dāng)前位置建立到目標(biāo)位置，以獲得目標(biāo)排氣再循環(huán)；以及當(dāng)實(shí)際排氣再循環(huán)從對應(yīng)于所述外部排氣再循環(huán)閥的當(dāng)前位置的第一排氣再循環(huán)值改變至對應(yīng)于所述外部排氣再循環(huán)閥的目標(biāo)位置的第二排氣再循環(huán)值時，將燃燒開始正時與實(shí)際排氣再循環(huán)同步。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述目標(biāo)排氣再循環(huán)對應(yīng)于增加的發(fā)動機(jī)負(fù)荷，并且其中，將燃燒開始正時與實(shí)際排氣再循環(huán)同步包括延遲燃料質(zhì)量噴射和火花放出中的至少一個。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述目標(biāo)排氣再循環(huán)對應(yīng)于降低的發(fā)動機(jī)負(fù)荷，并且其中，將燃燒開始正時與實(shí)際排氣再循環(huán)同步包括使燃料質(zhì)量噴射和火花放出提前。
4.一種用于控制多氣缸火花點(diǎn)火直噴內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的方法，包括響應(yīng)于噴射燃料質(zhì)量瞬態(tài)，將外部排氣再循環(huán)調(diào)節(jié)到對應(yīng)于噴射的燃料質(zhì)量的值；以及以根據(jù)外部排氣再循環(huán)動態(tài)特性的速率來調(diào)節(jié)燃燒開始正時來保持魯棒的燃燒，所述外部排氣再循環(huán)動態(tài)特性與所述調(diào)節(jié)的外部排氣再循環(huán)的瞬態(tài)相關(guān)聯(lián)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述噴射的燃料質(zhì)量瞬態(tài)被選擇為足以獲得操作員扭矩請求的瞬態(tài)質(zhì)量，并且，調(diào)節(jié)所述外部排氣再循環(huán)包括調(diào)節(jié)所述外部排氣再循環(huán)以保持化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的空氣燃料比。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，調(diào)節(jié)所述外部排氣再循環(huán)包括響應(yīng)于增加的操作員扭矩請求而增加噴射的燃料質(zhì)量；以及降低所述外部排氣再循環(huán)以獲得對應(yīng)于所述增加的噴射燃料質(zhì)量的值。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，調(diào)節(jié)燃燒開始正時包括以補(bǔ)償外部排氣再循環(huán)動態(tài)特性的速率來降低燃燒開始正時，其中，所述外部排氣再循環(huán)動態(tài)特性初始以過量的外部排氣再循環(huán)來操作所述發(fā)動機(jī)，直到所述降低的外部排氣再循環(huán)獲得對應(yīng)于所述增加的噴射燃料質(zhì)量的值。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，以補(bǔ)償外部排氣再循環(huán)動態(tài)特性的速率來降低燃燒開始正時包括延遲燃燒定相以顯著地降低由于初始過量的外部排氣再循環(huán)導(dǎo)致的燃燒滅火和部分燃燒。
9.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，調(diào)節(jié)所述外部排氣再循環(huán)包括響應(yīng)于降低的操作員扭矩請求而降低噴射的燃料質(zhì)量；以及增加所述外部排氣再循環(huán)以獲得對應(yīng)于所述降低的噴射燃料質(zhì)量的值。
10.一種用于控制多氣缸火花點(diǎn)火直噴內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的方法，包括將所述發(fā)動機(jī)操作在火花輔助均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火模式；監(jiān)測扭矩請求；響應(yīng)于對應(yīng)于瞬態(tài)扭矩請求的負(fù)荷瞬態(tài)，調(diào)節(jié)外部排氣再循環(huán)以獲得對應(yīng)于所述負(fù)荷瞬態(tài)的值以保持基本上化學(xué)計(jì)量比的燃燒；以及使燃燒開始正時與外部排氣再循環(huán)動態(tài)特性同步，所述外部排氣再循環(huán)動態(tài)特性與經(jīng)調(diào)節(jié)的外部排氣再循環(huán)獲得對應(yīng)于所述負(fù)荷瞬態(tài)的值的速率有關(guān)，其中，所述外部排氣再循環(huán)動態(tài)特性包括當(dāng)外部排氣再循環(huán)增加時的填充動態(tài)特性以及當(dāng)外部排氣再循環(huán)降低時的排出動態(tài)特性。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于控制多氣缸直噴內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的方法，包括將外部排氣再循環(huán)閥從當(dāng)前位置建立至目標(biāo)位置以獲得目標(biāo)排氣再循環(huán)，以及當(dāng)實(shí)際排氣再循環(huán)從對應(yīng)于外部排氣再循環(huán)閥的當(dāng)前位置的第一排氣再循環(huán)值改變至對應(yīng)于外部排氣再循環(huán)閥的目標(biāo)位置的第二排氣再循環(huán)值時，將燃燒開始正時與實(shí)際排氣再循環(huán)同步。
文檔編號F02D43/00GK102465784SQ20111036301
公開日2012年5月23日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
發(fā)明者常 C-F., 允 H., 康 J-M. 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司