本发明专利技术涉及一种内燃机燃烧模式切换的控制策略，具体而言涉及一种可选择地在多种燃烧模式的一种下运行的内燃机。监测发动机操作状态并且并行地执行程序代码以在第一燃烧模式和第二燃烧模式下运行发动机。当所述发动机运行在所述第二燃烧模式的预定运行区域内时，优先地在所述第二燃烧模式下运行所述发动机，且基于监测到的发动机运行状态可选择地在所述第一燃烧模式下运行所述发动机。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及内燃机的操作和控制。
技术介绍
本部分的描述仅仅提供与本专利技术相关的背景信息，可能不构成现有技术。已知的火花-点火(以下称作'sr)发动机将空，燃料混合物吸入^1^缸， 空，燃料混合物在压缩冲程中被压缩并通过火花塞点燃。己知的压縮点火发动 机是在接近压缩冲程的上止点(以下称,'TDC)时将增压燃料喷入燃烧气缸， 燃料在喷射时点燃。汽油发动机和柴油机的燃烧都包括由流体力学控制的预混 合的或扩散的火焰。SI发动机可在各种不同燃烧模式下进行操作，包括均质SI(以下称怍'SWT ) 燃烧模式或分层充气SI (以下称怍'SI-SC)燃烧模式。在SI-H燃烧模式下， 火花-点火正时时，所述气缸充气成分、温度和残余戯都是均质的。在所述压 缩冲程结束时发生点火正时，燃料质量在所述气缸中均匀分布。 地，空， 燃料比是化学当量比。在SI-SC燃烧模式下，所述空^燃料比可为稀的化学当 量比。所述燃料在气缸室中分层，所述火花塞由浓混合气层包围，而更外层为 稀空^/燃料区域。燃料正时要紧接火花正时以防止所述空，燃料混合物均质化 而成为均匀分布的混合物。燃料脉冲宽度可终止于所述火花作用开始或大体上 提前的位置。点火时，浓混合气层能快速而有效地燃烧。当所述燃烧进行至所 述稀混合气层时，所述火焰前端快速7賴卩从而产生低的NOx排放物。在预定速獻负荷运行割牛下，SI发动机适于在均质充气压缩-点火(以下称作Hccr)燃烧模式(也称作受控自动-点火燃烧模式)下运行。所述受控自动-点火燃鹏括由氧化反应控制的分布式、无焰、自沐点火燃烧过程。HCCI燃烧模式下运行的发动机在进气门关闭时刻，优选地得到组分、温度和残余废气均质的气缸充气。雜自动-点火燃烧是发动机在稀空，燃料混合物下的分布式 动力学控制燃烧过程，也就是，在稀空^燃料化学当量比下，具有相对低的峰 <1^烧温度，并带来低的NOX排方爐。所述均质空，燃料混合物使得产生黑烟 和微粒排放物的高浓度区最小。在配置多种燃烧模式发动机中，不同燃烧模式下进行切换是有利的。在类 似的速衝负荷状态下，不同的燃烧模式在发动机稳定性、排放和燃油经济性方 面会有不同的性能差异。因此，雌地，在特殊的状态下要根据其最好的性能 来切换至特殊的模式。选择发动机运行的燃烧模式可基于在特殊的发动机负荷 和转速下哪个燃烧模式表现出较好的性能。当发动机速度和/或负荷的变化想要 在不同燃烧模式间切换时，将执行切换策略并将所述发动机将切换至不同的燃 烧模式。当增加燃烧模式的数量时，燃烧模式间的切换和协调切换将变得复杂。所 述发动机控制模块必须能够操作发动机的各燃烧模式，并且在它们之间无缝地 切换。没有切换策略，会引发大量不完全燃烧和熄火、带来转矩失调和域不理 想排放的瞬态反应。
技术实现思路
内燃机可选地在第一和第二燃烧模式的一种中来操作。操作发动机方法包括监测发动机运行点；并行地执行可操作在第一燃烧模式下控制发动机的第一 算法和执行可操作在第二燃烧模式下控制发动机的第二算法。当所述发动机运 行点处于第二燃烧模式预定的运行区域时，发动机优先地在第二燃烧模式下操 作，并可选地在所述第一燃烧模式下操作。 附图说明参照相关附图，作为示例，描述一个或更多的实施例，其中图1是本专利技术的示例性发动机系统的示意图2图示了本专利技术示例性的不同燃烧模式的速度和负荷运行区域；图3图示了本专利技术示例性的叠加在缺省燃烧模式上的皿-负荷图4是本专利技术的控制方案的示意性框图；和图5A和5B图示了本专利技术的示例性的切换方案。具体实;^但方式fl参照附图，其中，所述描述仅仅是为了说明某些示例性的实施例，而不是对其本身的限定。图1示意性地示出了内燃机10和相关控制模块5。所述发动机10可选择地在雜自沐点火燃烧模式、均质火花-点火模式和分层充气火花-点火模式下运行。所述示例发动机10包括具有可在气缸15中滑动运动的往复活塞14的多缸 直喷式四冲程内燃机，气缸15限定了不同容积的燃烧室16。每个活塞14连接 至旋转曲轴12，由此将活塞的线性往复运动转换为旋转运动。进气系统向进气 歧管29供气，所述进气歧管引导并分配空气aA每个燃烧室16的进气流道。 所述进气系统包括用来监观蝌控制所述空气流的空气流管道和装置。 地， 进气装置包括用来监测空气质量流量和进气鹏的空气质量流量传麟32。优 选地，节气门包括电子控制装置，其响应于来自控制模块5的控制信号('ETC') 来控制流到发动机10的空气流。所述歧管中的压力传繊36用于监测歧管绝 对压力和大气压力。外部流动通道将发动机废气再t盾环至进气歧管，该流动通 道具有称作再循环('EGR')阀38的流量控制阀。ffiil控制所述EGR阀38的开度，所述控制模i央5可操作地控制流到所皿气歧管29的废气质量流量。/Aifi气歧管29流到^h燃烧室16的空气流由一个或多个进气门20来控制。 从^tit烧室16至鹏夂气歧管39的燃烧废气流由一个或多个排气门18来控制。 im地，M双凸轮轴(如图所示)来控制所皿气和排气门20和18的打开 和关闭，其中该双凸轮轴的旋转与曲轴12的旋转联动并由其指引。发动机10 设置有控制进气门和排气门气门升程的装置，可称作可变升程控制(以下称作 'VLC，)装置。该实施例中，可变升程控制装置可操作地控制气门的升程或开度 至两个不同位置之一，例如，当发动机在低速、低负荷运行时的低升程气门开 度(大约4-6mm)，当发动机在高速、高负荷运行时的高升程气门开度(大约 8-10mm)。所述发动机还具有装置，其用于控制所述进气和排气门20和18打 开和关闭的相位调整(即相对正时)，称作可变凸轮相位调整('VCF)，以在超 过所述两级VLC升程作用之外控制相位调整。VCP/VLC系统22用于进气门 20而VCP/VLC系统24用于发动机排气门18。所述VCP/VLC系统22和24由 所述控制模块5来控制，并且，例如，通3iiS气凸轮轴和排气凸轮轴的凸轮轴 旋转位置传感器向控制模块5提供反馈信号。当发动机10在具有废气再压缩气 门策略的HCCI燃烧模式下运行时，tm地，控制所述VCP/VLC系统22和24 到所述低升程气门开度。当发动机10在所述均质火花-点火燃烧模式下运行时，tti^地，控制所述VCP/VLC系统22和24至i術述的高升程气门幵度，以使泵入 损失最小化。在HCCI燃烧模式运行时，可命令低升程气门开度和负气门重叠 以在燃烧气缸16中产生重整产品。由于系统的物理和机械性质，在命令 VCP/VLC系统22和24中的一个改变凸轮相位和/或气门升程与执行切换之间会 有时间延时。所腿气和排气VCP/VLC系统22和24具有受限制的权限范围，舰其来 控制所述进气和排气门18和20的打开和关闭。VCP系统22具有凸轮轴旋转大 约60°-90°的定相权限的范围，由此允许控制模块5提前或推迟气门的打开和关 闭。定相权限的范围由所述VCP的硬件和驱动所述VCP的控制系统来确定和 限制。所皿气和排气VCP/VLC系统22和24可l顿由所述控制模块5控制的 电动-液压、液压以及电控制力来驱动。进气和排气门20和18的气门重叠角指 的是在气缸中排气门18的关闭相对于进气门20的打开而限定的时段。所述气 门重叠角可本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种运行内燃机的方法，该内燃机可选择地在第一和第二燃烧模式下运行并可操作地与具有多个可执行算法的控制模块相连接，该方法包括： 监测发动机运行点； 并行地执行可操作地在第一燃烧模式下控制发动机的第一算法和执行可操作以在第二燃烧模式 下控制发动机第二算法； 当所述发动机运行点在所述第二燃烧模式的预定运行区域内时，优先地在所述第二燃烧模式下运行所述发动机；且 可选择地在所述第一燃烧模式下运行所述发动机。
【技术特征摘要】
US 2007-8-13 60/955635;US 2008-7-29 12/1813481. 一种运行内燃机的方法，该内燃机可选择地在第一和第二燃烧模式下运行并可操作地与具有多个可执行算法的控制模块相连接，该方法包括监测发动机运行点；并行地执行可操作地在第一燃烧模式下控制发动机的第一算法和执行可操作以在第二燃烧模式下控制发动机第二算法；当所述发动机运行点在所述第二燃烧模式的预定运行区域内时，优先地在所述第二燃烧模式下运行所述发动机；且可选择地在所述第一燃烧模式下运行所述发动机。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二燃烧模式的预定运行区域 小于所述第一燃烧模式的齡运行区域。3. 根据权利要求2所述的方法，还包括.-监测发动机运行；和在所述发动机运行中检测到故障时，可选择地在第--燃烧模式下运行所述 发动机。4. 根据权利要求3所述的方法，还包括在检测到发动机故障时，将发动机运纟f从所述第二燃烧模式切换至所述第 一燃烧模式。5. 根据权利要求4所述的方法，还包括在识别到发动机零部件的故障时，将发动机运行从所述第二燃烧模式切换 至所述第一燃烧模式，其中所述零部件包括燃烧传感器、可变凸轮相位系统以 及可变升程控制装置中的一个。6. 根据权利要求1所述的方法，还包括经由第一燃烧模式下的中间发动机运行状态，将发动机运行/A^f述第二燃 烧模式切换至第三燃烧模式。7. 根据权利要求6所述的方法，还包括中止执行可操作以在所述第二燃烧模式下控制所述发动机的第二算法；和 执行可操作以在所述第三燃烧模式下控制所述发动机的第三算法。8. 根据权利要求7所述的方法，还包括在发动运行期间，连续执行可操作^f 述第^燃烧模式下控制所述发动机的第一算法。9. 根据权利要求1所述的方法，其中所述第^燃烧模式包括火花-点 烧 模式，而所述第二燃烧模式包括引导-喷雾火花-点火燃烧模式、单喷射自动-点 火燃烧模式和双喷射自动-点火燃烧模式中的一种。10. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述第Ht烧模式包括压缩-点火燃 烧模式，而所述第二燃烧模式包括预混合-充气压缩点火燃烧模式。11. 根据权利要求l所述的方法，其中，所述第^燃烧模式包括缺省燃烧模 式，而所述第二燃烧模式包括可选燃烧模式。12. —种运行内燃机的方法，该内燃机可选择地...
【专利技术属性】
技术研发人员：CF常，JM康，JS陈，张曼锋，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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