[发明专利]有助于发动机模式转换的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有助于发动机模式转换的方法。

背景技术

具有内燃发动机的汽车在驱动循环中可以在一定范围的工况下操作。因此，发动机可以配置为基于工况在一种或多种模式之间改变操作来实现每种操作模式的各种益处。例如，发动机可以配置为在某些工况期间以均质进气压缩点火(HCCI)模式(即，可控自燃或CAI模式)操作，以便实现与火花点火(SI)模式相比改进的燃料经济性和/或减少的排放。然而，在某些工况下以HCCI模式难以实现可靠的燃烧，这时可以选择性地使用SI模式。以此方式，发动机可以配置为通过选择性地在SI模式和HCCI模式之间进行转换来响应工况。

然而，在某些工况下，在SI模式和HCCI模式之间的转换可能难以实现。例如，SI模式使用近似于环境温度的初始空气和燃料进气，而HCCI模式使用具有高得多的温度的初始进气。这两种模式的工况差异会在转换期间产生不期望的不连续性，如扭矩扰动、噪声振动平稳性(NVH)、失火、提前点火，和/或爆震。因此，有各种控制策略将目标定为改进这两种操作模式之间的转换。

在一种方法中，如美国专利6,336,436所述，通过改变进气门和排气门的正时，借助中间的分层稀混合气火花点火模式来实现均质混合气的火花点火燃烧和压缩点火燃烧之间的燃烧转换。

发明人在此认识到该方法的几个缺点。具体来说，在上述方法中，使用中间的分层进气燃烧模式来帮助均质SI模式和HCCI模式之间的转换，这至少在某些工况下会带来较长的转换期、潜在的扭矩扰动，和/或降低的效率。此外，进气门正时和排气门正时是通过机械气门驱动改变的，这会限制进气门正时和排气门正时响应于转换进行变换的方式，从而限制发动机控制的其他方面，例如点火正时。

发明内容

在本文中公开的另一种方法中，可以通过一种将发动机的汽缸从火花点火模式转换到均质进气压缩点火模式的方法来解决上述问题，其中该汽缸具有至少一个电动进气门及至少一个排气门，该方法包括在转换之前，在火花点火模式中用进气门开启事件与排气门开启事件之间的至少部分重叠操作汽缸；响应于转换请求，用进气门开启事件与排气门开启事件之间的至少部分负重叠操作汽缸，以不同的量延迟进气门开启和关闭正时，并延迟点火正时；及进一步增加负重叠并执行均质进气压缩点火模式。

通过使用这样的操作，可以改进均质SI模式和HCCI模式之间的转换而不需要中间的分层模式，虽然如果需要的话也可以使用这样的中间模式。

附图说明

图1示出示例汽车发动机的一个汽缸。

图2示出示例发动机控制策略的模式图。

图3示出用于实现从SI模式到HCCI模式的转换的示例控制策略。

图4示出从SI模式到HCCI模式的示例转换的正时图。

具体实施方式

发动机燃烧模式转换可以使用对气门正时和/或点火正时进行的各种调节。如下文进一步描述，在一种示例方法中，可以使用改变气门重叠和/或相对进气门和排气门持续时间和操作模式转换期间的正时的气门正时调节来改进转换。此外，可以使用与上述气门正时调节相协调的点火正时调节来进一步改进转换。

具体来说，可以在从SI模式到HCCI模式的转换期间使用这样的操作来减少准备进入HCCI模式操作而调节工况时产生的爆震和/或扭矩波动。例如，初始进气(即，空气和/或燃料的初始混合气)的温度可能在转换期间由于进气加热和/或增加的EGR等而增加，从而增加爆震的可能性。因此，可以延迟点火正时(如，可以将点火正时调节到动力行程的TDC之后晚些发生)以减少爆震的发生和/或严重性和/或发动机产生的扭矩量。此外，可以在开始HCCI模式之前使用延迟的点火正时来加热汽缸。作为一个示例，通过延迟点火正时，可以升高排气温度，而排气可作为高温EGR重新吸入汽缸，从而促进HCCI。

然而，点火正时延迟量可能在某些工况下受到限制，从而限制可在转换期间执行的控制的量。因此，在另一种方法中，可以使用可变进气门正时使进气门开启在转换期间的一个或多个循环中较晚发生(如，在进气行程的TDC之后)。该较晚的进气门开启可用于允许更多的点火延迟，从而增加转换期间可用的控制的量。以此方式，可以增加转换的健壮性和可重复性，同时减少转换造成的不连续性的发生。