專利名稱：燃燒模式轉(zhuǎn)換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及火花點燃直噴(SIDI)內(nèi)燃發(fā)動機。
背景技術(shù)：
這一部分的內(nèi)容僅僅是提供與本公開相關(guān)的背景技術(shù)。因此，該內(nèi)容并不意欲構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。內(nèi)燃發(fā)動機利用氣門正時或相位策略來實施改變發(fā)動機操作和性能。氣門開閉正時影響熱力學循環(huán)和燃燒過程，包括燃料效率、排放和發(fā)動機扭矩水平。已知許多種提前燃燒策略。一種策略包括延遲進氣門關(guān)閉(LIVC)火花點燃。另一種包括均質(zhì)充量壓燃(HCCI)。HCCI策略設(shè)計成通過降低泵送功、改進燃燒過程和改善熱力學的組合來提高內(nèi)燃發(fā)動機的效率和排放。

發(fā)明內(nèi)容
內(nèi)燃發(fā)動機包括可選擇的進排氣門升程輪廓和相位可控制的進排氣門凸輪。當前燃燒模式包括具有低升程進排氣門輪廓的均質(zhì)充量壓燃(HCCI)和具有高升程進排氣門輪廓的火花點燃(SI)之中的一種。期望燃燒模式是具有低升程進排氣門輪廓的均質(zhì)充量壓燃(HCCI)和具有高升程進排氣門輪廓的火花點燃(SI)之中的另一種。從所述當前燃燒模式轉(zhuǎn)換為所述期望燃燒模式的方法包括，在提升調(diào)節(jié)敏感氣門和調(diào)節(jié)不敏感氣門之前，基于期望燃燒模式的期望相位，對于期望燃燒模式中的給定相位調(diào)節(jié)而對進排氣門中對有效氣缸容積展現(xiàn)更大影響的一個進行相位調(diào)節(jié)。本發(fā)明提供下列技術(shù)方案。技術(shù)方案1:內(nèi)燃發(fā)動機中從當前燃燒模式轉(zhuǎn)換為期望燃燒模式的方法，所述內(nèi)燃發(fā)動機包括可選擇的進排氣門升程輪廓和相位可控制的進排氣門凸輪，所述當前燃燒模式包括具有低升程進排氣門輪廓的均質(zhì)充量壓燃(HCCI)和具有高升程進排氣門輪廓的火花點燃(SI)之中的一種，所述期望燃燒模式包括具有低升程進排氣門輪廓的均質(zhì)充量壓燃(HCCI)和具有高升程進排氣門輪廓的火花點燃(SI)之中的另一種，所述方法包括
在調(diào)節(jié)敏感氣門和不敏感氣門的升程之前，基于所述期望燃燒模式的期望相位調(diào)節(jié)所述敏感氣門的相位；
其中所述敏感氣門包括進排氣門中對用于所述期望燃燒模式中的給定相位調(diào)節(jié)的有效氣缸容積具有更大影響的一個。技術(shù)方案2 :如技術(shù)方案I的方法，其中所述期望相位基于所述期望燃燒模式的期望有效氣缸容積。技術(shù)方案3 :如技術(shù)方案2的方法，其中所述期望相位還基于對調(diào)節(jié)所述不敏感氣門的補償。技術(shù)方案4 :如技術(shù)方案I的方法，其中在調(diào)節(jié)所述不敏感氣門之前發(fā)生所述敏感氣門的升程調(diào)節(jié)。
技術(shù)方案5 :如技術(shù)方案4的方法，其中調(diào)節(jié)所述不敏感氣門包括調(diào)節(jié)所述不敏感氣門的升程；和調(diào)節(jié)所述不敏感氣門的相位。
技術(shù)方案6 :如技術(shù)方案I的方法，其中調(diào)節(jié)所述不敏感氣門包括調(diào)節(jié)所述不敏感氣門的升程；和調(diào)節(jié)所述不敏感氣門的相位。
技術(shù)方案7 :如技術(shù)方案6的方法，其中調(diào)節(jié)所述不敏感氣門的相位實現(xiàn)相對于活 塞的上止點與敏感氣門的調(diào)節(jié)相位對稱。
技術(shù)方案8 :如技術(shù)方案I的方法其中所述期望燃燒模式包括均質(zhì)充量壓燃；以及 其中所述敏感氣門為排氣門。
技術(shù)方案9 :如技術(shù)方案I的方法其中所述期望燃燒模式包括火花點燃；以及 其中所述敏感氣門為進氣門。
技術(shù)方案10 :內(nèi)燃發(fā)動機中在具有低升程進排氣門輪廓的均質(zhì)充量壓燃(HCCI) 燃燒模式與具有高升程進排氣門輪廓的火花點燃(SI)燃燒模式之間轉(zhuǎn)換的方法，所述內(nèi)燃 發(fā)動機包括可選擇的進排氣門升程輪廓和相位可控制的進排氣門凸輪，所述方法包括從具有進排氣門低升程輪廓的所述HCCI燃燒模式轉(zhuǎn)換為具有進排氣門高升程輪廓的 所述SI燃燒模式，按順序包括當進排氣門都保持在各自的低升程輪廓時，調(diào)節(jié)所述進氣凸輪的相位至預定進氣門相 位設(shè)定，如果所述進氣門處于相應(yīng)的高升程輪廓中，那么所述預定進氣門相位設(shè)定會建立 對應(yīng)于期望有效氣缸容積的進氣門關(guān)閉；將所述進排氣門從各自的低升程輪廓轉(zhuǎn)換為各自的高升程輪廓；以及 當進排氣門都保持在各自的高升程輪廓時，調(diào)節(jié)所述排氣凸輪的相位至對應(yīng)于所述SI 燃燒模式的預定排氣門相位設(shè)定；和從具有進排氣門高升程輪廓的所述SI燃燒模式轉(zhuǎn)換為具有進排氣門低升程輪廓的所 述HCCI燃燒模式，按順序包括當進排氣門都保持在各自的高升程輪廓時，調(diào)節(jié)所述排氣凸輪的相位至預定排氣門相 位設(shè)定，如果所述排氣門處于相應(yīng)的低升程輪廓中，那么所述預定排氣門相位設(shè)定會建立 對應(yīng)于期望有效氣缸容積的排氣門關(guān)閉；將所述進排氣門從各自的高升程輪廓轉(zhuǎn)換為各自的低升程輪廓；以及 當進排氣門都保持在各自的低升程輪廓時，調(diào)節(jié)所述進氣凸輪的相位至對應(yīng)于所述 HCCI燃燒模式的預定進氣門相位設(shè)定。
技術(shù)方案11 :如技術(shù)方案10的方法，其中如果所述進氣門處于相應(yīng)的高升程輪廓 則對應(yīng)于期望有效氣缸容積的進氣門關(guān)閉包括，在活塞下止點位置之后的進氣門關(guān)閉。


現(xiàn)在參考附圖，通過例子描述一個或多個實施例，其中圖1示意性地示出了根據(jù)本公開的內(nèi)燃發(fā)動機和相關(guān)的控制模塊； 圖2以圖形示出了根據(jù)本公開的改變氣門升程和氣門相位對示例性氣缸的有效氣缸容積的影響；
圖3以圖形示出了根據(jù)本公開的從HCCI模式到SI模式的示例性轉(zhuǎn)換次序和然后從SI模式回到HCCI模式的示例性轉(zhuǎn)換次序的操作；
圖4示出了根據(jù)本公開的燃燒模式之間轉(zhuǎn)換的示例性過程；以及 圖5示出了根據(jù)本公開的用于控制燃燒模式轉(zhuǎn)換的控制模塊中的示例性信息流。
具體實施例方式現(xiàn)在參考附圖，其中該附圖僅用于示出特定示例性實施例的目的，而不是為限制特定示例性實施例的目的，圖1示意性地示出了內(nèi)燃發(fā)動機10和相關(guān)的控制模塊5。發(fā)動機10有選擇地操作于受控自燃燃燒模式、均質(zhì)火花點燃燃燒模式、和分層充量火花點燃燃燒模式。示例性發(fā)動機10包括多缸直噴四沖程內(nèi)燃發(fā)動機，其具有在氣缸15中可滑動地移動的往復運動活塞14，氣缸15限定了可變?nèi)莘e燃燒室16。每個活塞14都連接至旋轉(zhuǎn)曲軸12，它們的線性往復運動通過曲軸12轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動。進氣系統(tǒng)向進氣歧管29提供進氣，進氣歧管29將空氣引導并分配至進氣管道到各燃燒室16。進氣系統(tǒng)包括氣流管道以及用于監(jiān)測和控制氣流的裝置。進氣裝置優(yōu)選包括用于監(jiān)測質(zhì)量空氣流量和進氣溫度的質(zhì)量空氣流量傳感器32。節(jié)氣門34優(yōu)選包括響應(yīng)于來自控制模塊5的控制信號(ETC)控制到發(fā)動機10的空氣流的電子受控裝置。歧管中的壓力傳感器36適于監(jiān)測歧管絕對壓力和大氣壓力。外部流動通道將廢氣從發(fā)動機排氣歧管再循環(huán)回進氣歧管，該通道具有稱為廢氣再循環(huán)(EGR)閥38的流量控制閥?？刂颇K5可操作，以通過控制EGR閥38的開度而控制到進氣歧管29的廢氣的質(zhì)量流量。從進氣歧管29進入各燃燒室16的空氣流由一個或多個進氣門20控制。燃燒氣體從各燃燒室16到排氣歧管39的流量由一個或多個排氣門18控制。進排氣門20、18的開閉優(yōu)選由雙凸輪軸控制，所述雙凸輪軸的旋轉(zhuǎn)與曲軸12的旋轉(zhuǎn)相連并通過其標引。發(fā)動機10配備有用于控制進氣門和排氣門的氣門升程的裝置，稱為可變升程控制(VLC)裝置。該實施例中的可變升程控制裝置可操作以將氣門升程或打開控制為兩個不同步驟之一，例如用于低速低負載發(fā)動機操作的低升程氣門開度(約4-6 mm)、和用于高速高負載發(fā)動機操作的高升程氣門開度(約8-10 mm)。發(fā)動機還配備有用于控制進排氣門20、18的打開和關(guān)閉的相位(即，相對正時)的裝置，稱為可變凸輪相位(VCP)，以控制相位超過由兩步VLC升程實施的相位。具有用于進氣門20的VCP/VLC系統(tǒng)22和用于發(fā)動機排氣門18的VCP/VLC系統(tǒng)24。VCP/VLC系統(tǒng)22和24由控制模塊5控制，并向控制模塊5提供信號反饋，例如通過用于進氣凸輪軸和排氣凸輪軸的凸輪軸旋轉(zhuǎn)位置傳感器。當發(fā)動機10以廢氣再壓縮氣門策略操作于HCCI燃燒模式時，VCP/VLC系統(tǒng)22和24優(yōu)選被控制為低升程氣門開度。當發(fā)動機操作于均質(zhì)火花點燃燃燒模式時，VCP/VLC系統(tǒng)22和24優(yōu)選控制為高升程氣門開度。當操作于HCCI燃燒模式時，低升程氣門開度和負氣門重疊可被指令成在燃燒室16中產(chǎn)生重整油。由于系統(tǒng)的物理和機械特性，在改變VCP/VLC系統(tǒng)22和24之一的凸輪相位和/或氣門升程的指令與轉(zhuǎn)換的執(zhí)行之間存在時間滯后。進排氣VCP/VLC系統(tǒng)22和24具有有限的授權(quán)范圍，進排氣門18和20的開閉可被控制在該授權(quán)范圍內(nèi)。VCP系統(tǒng)可具有約60° -90°的凸輪軸旋轉(zhuǎn)的相位授權(quán)范圍，從 而允許控制模塊5提前或延遲氣門打開和關(guān)閉。相位授權(quán)范圍由VCP的硬件和致動VCP的 控制系統(tǒng)定義和限制。進排氣門VCP/VLC系統(tǒng)22和24可使用由控制模塊5控制的電動液 壓、液壓和電動控制力之一來致動。進排氣門20和18的氣門重疊指的是對于氣缸來說，限 定排氣門18的關(guān)閉相對于進氣門20的打開的時期。氣門重疊可以曲軸角度來測量，其中 正氣門重疊(PVO)指的是排氣門18和進氣門20都同時打開的時期，而負氣門重疊(NVO)指 的是排氣門18關(guān)閉與進氣門20隨后打開之間的時期，其中進氣門20和排氣門18都同時 關(guān)閉。當操作于HCCI燃燒模式時，進排氣門可具有作為排氣再壓縮策略的一部分的NV0。 在SI均質(zhì)燃燒模式中，進排氣門可具有NVO，但是更通常的具有PVO。
特別地，當進氣門操作于高升程設(shè)定時，其中氣門打開的曲軸角度跨度比較大，進 氣門關(guān)閉的正時或相位可基于期望的燃燒特征來調(diào)節(jié)。在正?；驑朔Q條件下，進氣門在上 止點附近打開并在下止點附近關(guān)閉，最大化氣缸中的新鮮空氣或氧氣含量。通過調(diào)節(jié)進氣 門關(guān)閉事件直到在下止點之后，可操縱產(chǎn)生的燃燒的特性。延遲進氣門關(guān)閉可稱為進氣門 晚關(guān)閉(LIVC)。LIVC可用于在低或部分負載操作中提高燃燒效率，在活塞達到下止點之后 或壓縮沖程期間關(guān)閉進氣門，使得由于進氣門關(guān)閉時的高氣缸壓力降低燃燒循環(huán)的泵送損 失。在壓縮沖程期間關(guān)閉進氣門允許進入氣缸的充量的一部分逸回進氣歧管，使得對于低 或部分負載操作可獲得期望量的充量。
發(fā)動機10包括燃料噴射系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個高壓燃料噴射器28，每個噴射器都 適于響應(yīng)于來自控制模塊5的信號(INJ_PW)而將一定量的燃料直接噴射進其中一個燃燒 室16。燃料噴射器28從燃料分配系統(tǒng)被供給增壓燃料。
發(fā)動機10包括火花點燃系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)向火花塞26提供火花能量，用以響應(yīng)于 來自控制模塊5的信號(IGN)點燃或輔助點燃各燃燒室16中的氣缸充量?；鸹ㄈ?6可增 強特定情形下發(fā)動機的點火過程，例如對于HCCI燃燒模式(例如，在冷發(fā)動機情形和靠近 低負載操作極限期間)。
發(fā)動機10配備有用于監(jiān)測發(fā)動機操作的各種感測裝置，包括監(jiān)測曲軸旋轉(zhuǎn)位置 (即，曲軸角度和速度)。感測裝置包括曲軸旋轉(zhuǎn)速度傳感器(曲軸傳感器)44、適于監(jiān)測燃燒 的燃燒傳感器30和適于監(jiān)測廢氣的廢氣傳感器80，例如使用空氣/燃料比傳感器。燃燒傳 感器30包括可操作以監(jiān)測燃燒參數(shù)狀態(tài)的傳感器裝置，其被表述為可操作以監(jiān)測缸內(nèi)燃 燒壓力的氣缸壓力傳感器。燃燒傳感器30、廢氣傳感器80和曲軸傳感器44的輸出被控制 模塊5監(jiān)測，該控制模塊5確定對于各燃燒循環(huán)的各氣缸15的燃燒相位，即，相對于曲軸12 的曲柄角的燃燒壓力正時。燃燒傳感器30也可被控制模塊5監(jiān)測，以確定各燃燒循環(huán)的各 氣缸15的平均有效壓力(MEP)。優(yōu)選地，發(fā)動機10和控制模塊5機械化成監(jiān)測和確定各 氣缸點火事件期間各發(fā)動機氣缸15的IMEP的狀態(tài)?？蛇x地，在本公開的范圍內(nèi)，可使用其 它感測系統(tǒng)來監(jiān)測其它燃燒參數(shù)的狀態(tài)，例如，離子感測點火系統(tǒng)和非侵入式氣缸壓力傳 感器。
發(fā)動機10設(shè)計成在發(fā)動機速度和負載的延伸區(qū)域以受控自燃燃燒模式對汽油或 類似的燃料混合物未節(jié)流地操作。然而，在無助于受控自燃燃燒模式的情形下，可利用火花 點燃和節(jié)氣門控制操作來獲得最大發(fā)動機功率以通過由發(fā)動機速度和負載限定的發(fā)動機 功率滿足操作員扭矩需求。大量可用等級的汽油與其較低乙醇混合物是優(yōu)選的燃料；然而，也可使用替代的液體和氣體燃料，例如更高乙醇混合物(例如，E80、E85)，純乙醇(E99)、純甲醇(M100)、天然氣、氫氣、沼氣、各種重整油、合成氣體及其它燃料。控制模塊5為總體車輛控制系統(tǒng)的一個元件，優(yōu)選包括可操作以提供協(xié)調(diào)系統(tǒng)控制的分布式控制模塊架構(gòu)?？刂颇K5可操作，以綜合來自前述感測裝置的相關(guān)信息和輸入，并執(zhí)行程序以控制多個致動器，從而獲得燃料經(jīng)濟性、排放、性能、駕駛性能和硬件保護的控制，如下所述。控制模塊、模塊、控制、控制器、控制單元、處理器及類似術(shù)語意味著下列項目中的一個或多個的任意一種或多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定程序或程式的中央處理單元(優(yōu)選為微處理器)及相關(guān)貯存器和存儲器(只讀、可編程只讀、隨機存取、硬盤驅(qū)動器等)，組合邏輯電路，輸入/輸出電路和裝置，恰當?shù)男盘柼幚砗途彌_電路，以及提供所述功能的其它部件。軟件、固件、程序、指令、程式、代碼、算法及類似術(shù)語意味著任意控制器可執(zhí)行的指令組，包括標定值和查尋表?？刂颇K具有被執(zhí)行以提供期望功能的一組控制程序。程序被例如中央處理單元執(zhí)行，并可操作以監(jiān)測來自感測裝置及其它聯(lián)網(wǎng)控制模塊的輸入，并執(zhí)行控制和診斷程序以控制致動器的操作。程序可以以規(guī)則的間隔執(zhí)行，例如當前運行的發(fā)動機和車輛操作期間的每3. 125,6. 25、12.5、25和100毫秒?？蛇x地，程序可響應(yīng)于事件的發(fā)生來執(zhí)行。SI燃燒模式中的操作可包括在高負載時使排氣門和進氣門在高升程設(shè)定時的操作。在SI模式中于低或部分負載的操作可包括具有LIVC的操作。SI模式中具有LIVC的操作允許在低負載時比SI模式中沒有LIVC的操作更高的效率。HCCI燃燒模式中的操作可包括在低負載時使排氣門和進氣門在低升程設(shè)定時的操作。SI中具有LIVC的操作或HCCI中的操作對氣門正時的變化敏感。燃燒模式之間需要轉(zhuǎn)換，使得由于發(fā)動機變化所需的負載，發(fā)動機可利用不同的燃燒模式。氣門在高升程設(shè)定的操作與氣門在低升程設(shè)定的操作之間的轉(zhuǎn)換需要氣門升程的轉(zhuǎn)換。另外，這種轉(zhuǎn)換可包括氣門相位或正時的變化。調(diào)節(jié)氣門升程或相位每個都可改變從進氣歧管吸入氣缸的進氣充氣量?？捎糜跍y量吸入氣缸中的進氣充氣量的該變化的一個參數(shù)是有效氣缸容積，或者作為從排氣門關(guān)閉時到進氣門關(guān)閉時的容積差而測量的燃燒室容積差，或者進入氣缸的引入氣流。凸輪致動氣門相位無法立即轉(zhuǎn)換，在氣門于燃燒模式之間轉(zhuǎn)換時可能需要多個燃燒循環(huán)。氣門轉(zhuǎn)換期間氣缸中進氣充氣量的突然或不利變化會影響燃燒特性，包括發(fā)動機扭矩輸出、排放、燃燒熄火、及影響駕駛性能的其它因素。圖2以圖形示出了改變氣門升程和氣門相位對在高升程設(shè)定中具有進氣門晚關(guān)閉的示例性氣缸的有效氣缸容積的影響。橫軸示出了氣門相位。縱軸示出了有效氣缸容積變化。曲線100示出了操作于低升程的排氣門。曲線110示出了操作于高升程的排氣門。曲線120示出了操作于高升程的進氣門。曲線130示出了操作于低升程的進氣門。曲線110和130示出了存在于較低斜率區(qū)域的曲線，表示處于高升程設(shè)定的排氣門和處于低升程設(shè)定的進氣門，在各氣門的相位變化時，每個都很少改變有效氣缸容積。相反，曲線100和120示出了相對較高斜率區(qū)域，表示隨著各氣門相位的變化，有效氣缸容積的變化相對較大量。對于給定量的氣門相位變化而較大量改變有效氣缸容積的氣門稱為敏感氣門。對于給定量氣門相位變化而僅很小量改變有效氣缸容積的氣門稱為不敏感氣門。依賴于氣門升程，每個氣門都展現(xiàn)了作為敏感氣門和不敏感氣門之一的行為。圖2示出，基于期望的燃燒模式和相應(yīng)的氣門升程設(shè)定，可選擇排氣門和進氣門之一作為敏感氣門，選擇另一個作為不敏 感氣門。例如，對于從HCCI燃燒模式到SI燃燒模式的指令轉(zhuǎn)換，其中SI燃燒模式為期望 燃燒模式，氣門會轉(zhuǎn)換為期望燃燒模式中的高升程設(shè)定。圖2示出，在向高升程設(shè)定的轉(zhuǎn)換 中，進氣門可被選擇作為敏感氣門，排氣門被選擇作為不敏感氣門。在另一實例中，對于從 SI燃燒模式到HCCI燃燒模式的指令轉(zhuǎn)換，其中HCCI燃燒模式為期望燃燒模式，氣門會轉(zhuǎn)換 為期望燃燒模式中的低升程設(shè)定。圖2示出，在向低升程設(shè)定的轉(zhuǎn)換中，排氣門可被選擇作 為敏感氣門，進氣門可被選擇作為不敏感氣門。
燃燒模式之間的轉(zhuǎn)換包括對應(yīng)于模式變化的期望有效氣缸容積變化。從HCCI燃 燒模式到SI燃燒模式的變化包括對應(yīng)于SI燃燒模式中燃燒的進氣充量空氣容量需求的期 望有效氣缸容積變化。用于一種燃燒模式的期望有效氣缸容積可例如根據(jù)期望發(fā)動機負 載、期望發(fā)動機速度和期望AFR來確定。可選地，可比較進入氣缸的期望空氣流和進入氣缸 的監(jiān)測空氣流，并可基于該比較確定期望氣缸容積或容積變化。根據(jù)該后面的實施例，應(yīng)當 清楚，由于對不敏感氣門進行了改變，所以將包括進入氣缸的測量氣流和期望氣流的比較， 并且該比較可用于補償不敏感氣門轉(zhuǎn)換對有效氣缸容積的所有影響。類似地，從SI燃燒模 式到HCCI燃燒模式的改變包括對應(yīng)于HCCI燃燒模式中燃燒的進氣充量空氣容量需求的期 望有效氣缸容積變化。期望燃燒模式中的有效氣缸容積可稱為期望有效氣缸容積。除了對 應(yīng)于期望燃燒模式中操作的期望有效氣缸容積變化，模式之間的轉(zhuǎn)換可操作成在有效氣缸 容積中包括盡可能少的變化。圖2中所示氣門的有效氣缸容積敏感和不敏感行為的觀察可 用于控制這種轉(zhuǎn)換，最小化或消除通過轉(zhuǎn)換的有效氣缸容積的變化。根據(jù)一個實施例，可利 用氣門轉(zhuǎn)換次序，其中，第一，敏感氣門的相位可變?yōu)槠谕辔弧Ｒ驗槊舾袣忾T仍處于當前 或原始燃燒模式，其保持不敏感，或者對于氣門相位的給定變化并不改變有效氣缸容積較 大量。例如，可通過利用有關(guān)期望燃燒模式中的敏感氣門的數(shù)據(jù)來選擇敏感氣門的期望相 位。參考圖2，根據(jù)曲線100或120的期望燃燒模式中的敏感氣門數(shù)據(jù)可用來基于期望有效 氣缸容積與由相應(yīng)曲線所示的有效氣缸容積的匹配來選擇氣門的期望相位。轉(zhuǎn)換次序中的 該第一步驟導致有效氣缸容積的小變化，如相應(yīng)曲線110和130所示。根據(jù)一個實施例，可 通過調(diào)節(jié)其它氣門的相位補償該小變化，包括對有效氣缸容積的已知影響。
一旦轉(zhuǎn)換次序的第一步驟完成，那么就可改變敏感氣門的升程設(shè)定，改變不敏感 氣門的升程設(shè)定和改變不敏感氣門的相位。不敏感氣門的相位可根據(jù)多種考慮來選擇。不 敏感氣門的相位可選擇成在HCCI模式中將排氣門和進氣門的打開對稱地定中上止點附 近。不敏感氣門的相位可基于具有LIVC的期望操作來選擇。根據(jù)一個實施例，可調(diào)節(jié)敏感 氣門的相位，以補償不敏感氣門的相位和升程變化期間發(fā)生的有效氣缸容積變化，使與調(diào) 節(jié)不敏感氣門相關(guān)的有效氣缸容積變化盡可能小。根據(jù)一個實施例，可如下操作轉(zhuǎn)換次序: 第一，將敏感氣門的相位調(diào)節(jié)為期望相位；第二，基于期望燃燒模式調(diào)節(jié)敏感氣門的升程設(shè) 定；第三，調(diào)節(jié)不敏感氣門的升程設(shè)定；以及第四，調(diào)節(jié)不敏感氣門的相位。
圖3以圖形示出了具有恒定發(fā)動機負載和速度時從SI模式到HCCI模式的示例性 轉(zhuǎn)換次序、和然后從HCCI模式回到SI模式的示例性轉(zhuǎn)換次序的操作。圖中示出了四個不 同部分，每個都示出了通過共同時間跨度的不同值。附圖的最上部包括橫軸和縱軸，橫軸以 單位秒表示圖的共同時間跨度，縱軸表示燃燒模式，其中較高的值表示在HCCI燃燒模式中 的操作，較低的值表示在SI燃燒模式中的操作。曲線200示出發(fā)動機首先操作于SI模式，變?yōu)镠CCI模式，然后變回SI模式。距附圖頂部的第二部分包括示出以秒表示圖的共同時間跨度的橫軸和表示期望排氣門相位的縱軸?？v軸上的較高值表示用于SI燃燒模式中操作的期望排氣門相位，較低值表示用于HCCI燃燒模式中操作的期望排氣門相位。曲線205 表示通過所示時間跨度的期望排氣門相位值。距附圖底部的第二部分包括示出以秒表示圖的共同時間跨度的橫軸和表示期望進氣門相位的縱軸。縱軸上的較高值表示用于SI燃燒模式中操作的期望進氣門相位，較低值表示用于HCCI燃燒模式中操作的期望進氣門相位。 曲線210示出了通過所示時間跨度的期望進氣門相位值。附圖底部包括示出以秒表示圖的共同時間跨度的橫軸和表示用于進排氣門的氣門升程指令的縱軸。縱軸上的較高值表示高升程設(shè)定，較低值表示低升程設(shè)定。曲線215示出了通過所示時間跨度的升程指令。
圖3示出在第二氣門相對于相位基本保持固定時的第一氣門調(diào)節(jié)相位，和然后在第一氣門相對于相位基本保持固定時的第二氣門調(diào)節(jié)相位。然而，在一個實施例中，由于其它氣門調(diào)節(jié)相位，所以可稍微調(diào)節(jié)在其它氣門調(diào)節(jié)相位時保持固定的所示氣門，以保持影響燃燒的參數(shù)的穩(wěn)定性，例如，保持固定有效氣缸容積。
圖4示出了燃燒模式之間轉(zhuǎn)換的示例性過程。表格I被提供為圖4的關(guān)鍵，其中數(shù)字標記框和對應(yīng)的功能描述如下。
表格I
權(quán)利要求
1.內(nèi)燃發(fā)動機中從當前燃燒模式轉(zhuǎn)換為期望燃燒模式的方法，所述內(nèi)燃發(fā)動機包括可選擇的進排氣門升程輪廓和相位可控制的進排氣門凸輪，所述當前燃燒模式包括具有低升程進排氣門輪廓的均質(zhì)充量壓燃(HCCI)和具有高升程進排氣門輪廓的火花點燃(SI)之中的一種，所述期望燃燒模式包括具有低升程進排氣門輪廓的均質(zhì)充量壓燃(HCCI)和具有高升程進排氣門輪廓的火花點燃(SI)之中的另一種，所述方法包括在調(diào)節(jié)敏感氣門和不敏感氣門的升程之前，基于所述期望燃燒模式的期望相位調(diào)節(jié)所述敏感氣門的相位；其中所述敏感氣門包括進排氣門中對用于所述期望燃燒模式中的給定相位調(diào)節(jié)的有效氣缸容積具有更大影響的一個。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中所述期望相位基于所述期望燃燒模式的期望有效氣缸容積。
3.如權(quán)利要求2的方法，其中所述期望相位還基于對調(diào)節(jié)所述不敏感氣門的補償。
4.如權(quán)利要求1的方法，其中在調(diào)節(jié)所述不敏感氣門之前發(fā)生所述敏感氣門的升程調(diào)節(jié)。
5.如權(quán)利要求4的方法，其中調(diào)節(jié)所述不敏感氣門包括調(diào)節(jié)所述不敏感氣門的升程；和調(diào)節(jié)所述不敏感氣門的相位。
6.如權(quán)利要求1的方法，其中調(diào)節(jié)所述不敏感氣門包括調(diào)節(jié)所述不敏感氣門的升程；和調(diào)節(jié)所述不敏感氣門的相位。
7.如權(quán)利要求6的方法，其中調(diào)節(jié)所述不敏感氣門的相位實現(xiàn)相對于活塞的上止點與敏感氣門的調(diào)節(jié)相位對稱。
8.如權(quán)利要求1的方法其中所述期望燃燒模式包括均質(zhì)充量壓燃；以及其中所述敏感氣門為排氣門。
9.如權(quán)利要求1的方法其中所述期望燃燒模式包括火花點燃；以及其中所述敏感氣門為進氣門。
10.內(nèi)燃發(fā)動機中在具有低升程進排氣門輪廓的均質(zhì)充量壓燃(HCCI)燃燒模式與具有高升程進排氣門輪廓的火花點燃(SI)燃燒模式之間轉(zhuǎn)換的方法，所述內(nèi)燃發(fā)動機包括可選擇的進排氣門升程輪廓和相位可控制的進排氣門凸輪，所述方法包括從具有進排氣門低升程輪廓的所述HCCI燃燒模式轉(zhuǎn)換為具有進排氣門高升程輪廓的所述SI燃燒模式，按順序包括當進排氣門都保持在各自的低升程輪廓時，調(diào)節(jié)所述進氣凸輪的相位至預定進氣門相位設(shè)定，如果所述進氣門處于相應(yīng)的高升程輪廓中，那么所述預定進氣門相位設(shè)定會建立對應(yīng)于期望有效氣缸容積的進氣門關(guān)閉；將所述進排氣門從各自的低升程輪廓轉(zhuǎn)換為各自的高升程輪廓；以及當進排氣門都保持在各自的高升程輪廓時，調(diào)節(jié)所述排氣凸輪的相位至對應(yīng)于所述SI燃燒模式的預定排氣門相位設(shè)定；和從具有進排氣門高升程輪廓的所述SI燃燒模式轉(zhuǎn)換為具有進排氣門低升程輪廓的所述HCCI燃燒模式，按順序包括當進排氣門都保持在各自的高升程輪廓時，調(diào)節(jié)所述排氣凸輪的相位至預定排氣門相位設(shè)定，如果所述排氣門處于相應(yīng)的低升程輪廓中，那么所述預定排氣門相位設(shè)定會建立對應(yīng)于期望有效氣缸容積的排氣門關(guān)閉；將所述進排氣門從各自的高升程輪廓轉(zhuǎn)換為各自的低升程輪廓；以及當進排氣門都保持在各自的低升程輪廓時，調(diào)節(jié)所述進氣凸輪的相位至對應(yīng)于所述HCCI燃燒模式的預定進氣門相位設(shè)定。
全文摘要
本發(fā)明涉及燃料模式轉(zhuǎn)換方法。內(nèi)燃機可選擇地操作于具有低升程進排氣門輪廓的均質(zhì)充量壓燃(HCCI)模式與具有高升程進排氣門輪廓的火花點燃(SI)模式之一。從當前燃燒模式到期望燃燒模式的轉(zhuǎn)換包括在調(diào)節(jié)進排氣門之一的升程和調(diào)節(jié)進排氣門中另一個升程之前，基于期望燃燒模式的期望相位，調(diào)節(jié)進排氣門中對用于期望燃燒模式中的給定相位調(diào)節(jié)的有效氣缸容積展現(xiàn)更大影響的一個的相位。
文檔編號F02D13/02GK103032180SQ20121036684
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月6日
發(fā)明者J-M.康, J-S.陳, C-F.常 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司