[发明专利]HCCI模式转换控制系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及发动机控制系统，更具体地，涉及用于以火花点火(SI)和均质充气压缩点火(HCCI)模式操作的发动机的发动机控制系统。

背景技术

在此提供的背景描述是为了大体地介绍本发明的背景。发明人的一部分工作在背景技术部分中被描述，这部分内容以及在提交申请时该描述中不另构成现有技术的方面，既不明确也不暗示地被承认是破坏本发明的现有技术。

发动机可按照火花点火(SI)模式和均质充气压缩点火(HCCI)模式操作。HCCI模式包括将燃料和氧化剂压缩至自动点火的点。可基于发动机转速和载荷来选择上述模式中的一种。在HCCI模式中，点火同时出现在多个位置，这使燃料/空气混合物几乎同时燃烧。与SI模式相比较，HCCI模式进行接近理想的等定容循环（即，奥托循环），提供了改善的运行效率，并产生较低的排放水平。然而，由于不存在直接的燃烧引发器，所以点火过程倾向于更难于控制。

取决于发动机转速和载荷，HCCI模式可具有不同的子模式。

发明内容

在本发明的一个方面中，一种方法包括确定发动机转速、确定发动机温度、基于发动机转速和发动机温度确定多种燃烧模式(CM)的阈值、确定发动机载荷、将发动机载荷和多种CM模式的阀值进行比较、以及响应于比较来改变发动机的CM。

在本发明的另一方面中，用于发动机的控制系统包括控制系统，而用于操作发动机的方法包括阀值确定模块，该阀值确定模块基于发动机转速和发动机温度确定多个CM阀值。控制模块还包括转变模块，其将发动机载荷和多个CM阀值进行比较，并响应于比较发动机载荷和多个CM阀值来改变发动机的CM。

本发明还提供了以下方案：

方案1. 一种控制发动机的方法，包括：

确定发动机转速；

确定发动机温度；

基于所述发动机转速和所述发动机温度来确定多个燃烧模式阀值；

确定发动机载荷；

将所述发动机载荷和所述多个燃烧模式阀值进行比较；以及

响应于比较来改变所述发动机的燃烧模式。

方案2. 根据方案1所述的方法，其中，改变燃烧模式包括将燃烧模式从第一均质充气压缩点火模式改变成第二均质充气压缩点火模式。

方案3. 根据方案1所述的方法，其中，改变燃烧模式包括将燃烧模式从火花点火模式改变成第一均质充气压缩点火模式。

方案4. 根据方案1所述的方法，其中，改变燃烧模式包括将燃烧模式从第一均质充气压缩点火模式改变成火花点火模式。

方案5. 根据方案1所述的方法，其中，改变燃烧模式包括将燃烧模式从第一均质充气压缩点火模式改变成混合均质充气压缩点火模式。

方案6. 根据方案1所述的方法，其中，确定发动机温度包括确定发动机冷却剂温度。

方案7. 根据方案1所述的方法，其中，确定多个燃烧模式阀值包括确定所述多个燃烧模式阀值和多个滞后阀值。

方案8. 根据方案1所述的方法，其中，确定多个燃烧模式阀值包括基于发动机温度和变速器档位来确定所述多个燃烧模式阀值。

方案9. 根据方案1所述的方法，其中，确定多个燃烧模式阀值包括基于发动机温度和制动器真空度来确定所述多个燃烧模式阀值。

方案10. 根据方案1所述的方法，其中，确定多个燃烧模式阀值包括基于发动机温度、制动器真空度和变速器档位来确定所述多个燃烧模式阀值。

方案11. 根据方案1所述的方法，其中，确定多个燃烧模式阀值包括基于发动机温度和大气压来确定所述多个燃烧模式阀值。

方案12. 根据方案1所述的方法，其中，确定多个燃烧模式阀值包括基于发动机温度、大气压、变速器档位和制动器真空度中的多于三项来确定所述多个燃烧模式阀值。

方案13. 一种用于发动机的控制系统，包括：

阀值确定模块，其基于发动机转速和发动机温度来确定多个燃烧模式阀值；以及

转变模块，其将发动机载荷和所述多个燃烧模式阀值进行比较，并响应于比较所述发动机载荷和所述多个阀值来改变所述发动机的燃烧模式。

方案14. 根据方案13所述的控制系统，其中，所述转变模块将所述燃烧模式从第一均质充气压缩点火模式改变成第二均质充气压缩点火模式。

方案15. 根据方案13所述的控制系统，其中，所述转变模块将所述燃烧模式从火花点火模式改变成第一均质充气压缩点火模式。

方案16. 根据方案13所述的控制系统，其中，所述转变模块将所述燃烧模式从第一均质充气压缩点火模式改变成火花点火模式。