專利名稱：用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒穩(wěn)定性的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，且更具體地涉及用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒穩(wěn)定性的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在此提供的背景說明是為了總體上介紹本發(fā)明背景的目的。當(dāng)前所署名發(fā)明人的 工作(在背景技術(shù)部分描述的程度上)和本描述中否則不足以作為申請時(shí)的現(xiàn)有技術(shù)的各方面，既不明顯地也非隱含地被承認(rèn)為與本發(fā)明相抵觸的現(xiàn)有技術(shù)。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在氣缸內(nèi)燃燒空氣/燃料(A/F)混合物以驅(qū)動(dòng)活塞，活塞轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸且產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩。均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)火(HCCI)發(fā)動(dòng)機(jī)能以不同模式操作。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)能以常規(guī)火花點(diǎn)火(SI)燃燒模式或各種HCCI燃燒模式(包括HCCI燃燒模式和混合HCCI燃燒模式)操作。在SI燃燒模式中，氣缸內(nèi)的A/F混合物被壓縮且經(jīng)由來自于火花塞的火花點(diǎn)火。在HCCI燃燒模式中，A/F混合物被壓縮直到A/F混合物自點(diǎn)火。例如，在超過臨界壓力或溫度閾值之后，A/F混合物可自動(dòng)地燃燒。然而，HCCI燃燒模式比SI燃燒模式更難控制，因而可能限于在特定操作狀況期間使用。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)，包括第一模塊和第二模塊。所述第一模塊確定發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管中的氧濃度。所述第二模塊基于所確定的氧濃度來調(diào)節(jié)進(jìn)入進(jìn)氣歧管的排氣再循環(huán)(EGR)流量。在均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)火(HCCI)發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述第二模塊還可以基于氧濃度來禁用HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的HCCI燃燒模式。一種用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，包括確定發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管中的氧濃度；以及基于所確定的氧濃度來調(diào)節(jié)進(jìn)入進(jìn)氣歧管的排氣再循環(huán)(EGR)流量。在均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)火(HCCI)發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述方法還包括基于氧濃度來禁用HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的HCCI燃燒模式。方案I. 一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括
第一模塊，所述第一模塊確定發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管中的氧濃度；和
第二模塊，所述第二模塊基于所確定的氧濃度來調(diào)節(jié)進(jìn)入進(jìn)氣歧管的排氣再循環(huán)(EGR)流量。方案2.根據(jù)方案I所述的控制系統(tǒng)，其中，所述第二模塊通過基于所確定的氧濃度和氧濃度目標(biāo)值來控制EGR閥而調(diào)節(jié)進(jìn)入進(jìn)氣歧管的EGR流量。方案3.根據(jù)方案2所述的控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)所確定的氧濃度大于氧濃度目標(biāo)值時(shí)，所述第二模塊增加EGR閥的開度。
方案4.根據(jù)方案2所述的控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)滿足以下條件時(shí)，所述第二模塊減小EGR閥的開度(i)所確定的氧濃度小于氧濃度目標(biāo)值以及(ii) EGR閥未關(guān)閉。方案5.根據(jù)方案4所述的控制系統(tǒng)，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)是均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)火(HCCI)發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，當(dāng)滿足以下條件時(shí)，所述第二模塊禁用HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的HCCI燃燒模式
(i)所確定的氧濃度小于氧濃度目標(biāo)值以及(ii) EGR閥關(guān)閉。方案6.根據(jù)方案5所述的控制系統(tǒng)，其中，所述第二模塊通過以下方法禁用HCCI燃燒模式(i )控制火花塞和(ii )調(diào)節(jié)燃料噴射量和燃料噴射定時(shí)中的至少一個(gè)。方案7.根據(jù)方案I所述的控制系統(tǒng)，其中，所述第一模塊基于來自于進(jìn)氣歧管中的氧傳感器的測量值來確定發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管中的氧濃度。 方案8.根據(jù)方案2所述的控制系統(tǒng)，還包括第三模塊，所述第三模塊基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載來確定氧濃度目標(biāo)值。方案9.根據(jù)方案8所述的控制系統(tǒng)，其中，所述第三模塊還基于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度參數(shù)來確定氧濃度目標(biāo)值。方案10.根據(jù)方案9所述的控制系統(tǒng)，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)溫度參數(shù)基于進(jìn)氣空氣溫度(IAT)、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ECT)和發(fā)動(dòng)機(jī)油溫度(EOT)中的至少一個(gè)。方案11. 一種用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，所述方法包括
確定發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管中的氧濃度；以及
基于所確定的氧濃度來調(diào)節(jié)進(jìn)入進(jìn)氣歧管的排氣再循環(huán)(EGR)流量。方案12.根據(jù)方案11所述的方法，還包括通過基于所確定的氧濃度和氧濃度目標(biāo)值來控制EGR閥而調(diào)節(jié)進(jìn)入進(jìn)氣歧管的EGR流量。方案13.根據(jù)方案12所述的方法，還包括當(dāng)所確定的氧濃度大于氧濃度目標(biāo)值時(shí)，增加EGR閥的開度。方案14.根據(jù)方案12所述的方法，還包括當(dāng)滿足以下條件時(shí)，減小EGR閥的開度(i )所確定的氧濃度小于氧濃度目標(biāo)值以及(ii ) EGR閥未關(guān)閉。方案15.根據(jù)方案14所述的方法，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)是均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)火(HCCI)發(fā)動(dòng)機(jī)，且所述方法還包括當(dāng)滿足以下條件時(shí)，禁用HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的HCCI燃燒模式(i)所確定的氧濃度小于氧濃度目標(biāo)值以及(ii) EGR閥關(guān)閉。方案16.根據(jù)方案15所述的方法，還包括通過以下方法禁用HCCI燃燒模式
(i)控制火花塞和(ii)調(diào)節(jié)燃料噴射量和燃料噴射定時(shí)中的至少一個(gè)。方案17.根據(jù)方案11所述的方法,還包括基于來自于進(jìn)氣歧管中的氧傳感器的測量值來確定發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管中的氧濃度。方案18.根據(jù)方案12所述的方法，還包括基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載來確定氧濃度目標(biāo)值。方案19.根據(jù)方案18所述的方法，還包括還基于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度參數(shù)來確定氧濃度目標(biāo)值。方案20.根據(jù)方案19所述的方法，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)溫度參數(shù)基于進(jìn)氣空氣溫度(IAT)、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ECT)和發(fā)動(dòng)機(jī)油溫度(EOT)中的至少一個(gè)。從下文所提供的詳細(xì)描述可清楚本發(fā)明的其他應(yīng)用領(lǐng)域。應(yīng)當(dāng)理解，這些詳細(xì)描述和特定示例僅僅旨在用于說明目的，而不旨在限制本發(fā)明的范圍。


通過詳細(xì)描述和附圖將更完整地理解本發(fā)明，其中
圖I是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的示例性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的功能框 圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的氣缸的截面 圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的示例性控制模塊的功能框 圖4A是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于控制燃燒穩(wěn)定性的方法的示例的流程圖；和
圖4B是圖示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的用于控制均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)火(HCCI)發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒穩(wěn)定性的方法的示例的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下描述在本質(zhì)上僅僅是說明性的，且絕不旨在限制本發(fā)明、其應(yīng)用或者使用。為清楚起見，在附圖中將使用相同的附圖標(biāo)記，以表示類似的元件。如本文使用的，短語“A、B和C中的至少一個(gè)”應(yīng)當(dāng)被理解為表示使用非排他邏輯“或”的邏輯(A或B或C)。應(yīng)當(dāng)理解，方法中的各個(gè)步驟可在不改變本發(fā)明的基本原理的情況下以不同的順序執(zhí)行。如本文所使用的，措辭“模塊”可以指代以下項(xiàng)、是以下項(xiàng)的一部分、或者包括以下項(xiàng)專用集成電路(ASIC);電子電路；組合邏輯電路；現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA);執(zhí)行代碼的處理器(共享、專用或者群組)；提供所述功能的其它合適部件；或者上述中的一些或全部的組合，例如在系統(tǒng)級芯片中。措辭“模塊”可以包括存儲由處理器執(zhí)行的代碼的存儲器(共享、專用或者群組)。如上使用的措辭“代碼”可以包括軟件、固件和/或微碼，可指程序、例程、函數(shù)、類和/或?qū)ο?。如上使用的措辭“共享”表示可使用單個(gè)(共享)處理器執(zhí)行來自多個(gè)模塊的一些或全部代碼。另外，來自多個(gè)模塊的一些或全部代碼可由單個(gè)(共享)存儲器存儲。如上使用的措辭“群組”表示可使用一組處理器或一組執(zhí)行引擎執(zhí)行來自單個(gè)模塊的一些或全部代碼。例如，處理器的多個(gè)核和/或多個(gè)線程可被認(rèn)為是執(zhí)行引擎。在各個(gè)實(shí)施方式中，執(zhí)行引擎可以跨過處理器、跨過多個(gè)處理器、以及跨過處于多個(gè)位置的處理器(例如，處于并行處理設(shè)置的多個(gè)服務(wù)器)成組。另外，來自單個(gè)模塊的一些或全部代碼可使用一組存儲器來存儲。本文所述的設(shè)備和方法可通過由一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序來實(shí)施。計(jì)算機(jī)程序包括存儲在非臨時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的處理器可執(zhí)行指令。計(jì)算機(jī)程序還可包括存儲數(shù)據(jù)。非臨時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的非限制性示例為非易失性存儲器、磁性存儲器和光存儲器。均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)火(HCCI)發(fā)動(dòng)機(jī)能以多個(gè)燃燒模式操作，例如火花點(diǎn)火(SI)燃燒模式和HCCI燃燒模式。在HCCI燃燒模式中，空氣/燃料(A/F)混合物的燃燒可能更難控制。例如，在低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載時(shí)，HCCI燃燒模式可能難以控制(S卩，較不穩(wěn)定)。因而，HCCI燃燒模式可限于在特定操作狀況期間使用。例如，HCCI燃燒模式可在發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載大于預(yù)定負(fù)載閾值時(shí)使用。欠佳HCCI燃燒可增加噪音、振動(dòng)和/或聲振粗糙度(NVH)，從而降低駕駛性能和駕駛員舒適性。此外，欠佳HCCI燃燒可使得HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)失速或不點(diǎn)火。
HCCI燃燒的穩(wěn)定性還可能由于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載之外的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)而變化。例如，HCCI燃燒穩(wěn)定性可隨著進(jìn)氣歧管中的氧濃度減少而降低。進(jìn)氣歧管中的氧濃度可由于排氣再循環(huán)(EGR)、漏氣蒸汽、揮發(fā)性排放物系統(tǒng)流率、部件(例如，EGR閥)的各部分之間的制造差異、和/或環(huán)境差異(例如，大氣壓和濕度變化)而變化。EGR可通過控制EGR閥來調(diào)節(jié)。然而，EGR閥可能泄漏，使得附加排氣進(jìn)入進(jìn)氣歧管。此外，漏氣可基于發(fā)動(dòng)機(jī)的年齡(即，磨損)而變化。進(jìn)氣歧管中的附加排氣和/或漏氣蒸汽可降低氧濃度，從而影響A/F混合物的期望燃燒定相和/或自動(dòng)點(diǎn)火性。因而，提出一種用于改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒穩(wěn)定性控制的系統(tǒng)和方法。所述系統(tǒng)和方法可首先確定發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管中的氧濃度。例如，所述氧濃度可使用來自于位于進(jìn)氣歧管內(nèi)的氧傳感器的測量值確定。所述系統(tǒng)和方法可基于氧濃度調(diào)節(jié)進(jìn)入進(jìn)氣歧管的EGR流量。具體地，所述系統(tǒng)和方法可將氧濃度和氧濃度目標(biāo)值進(jìn)行比較且調(diào)節(jié)EGR流量以 與氧濃度目標(biāo)值匹配(在EGR閥致動(dòng)器約束內(nèi))。這允許所述系統(tǒng)和方法補(bǔ)償由于諸如漏氣和/或各部分之間的制造差異的因素引起的前述未知差異。所述氧濃度目標(biāo)值可基于發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)。例如，所述發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)可包括發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和發(fā)動(dòng)機(jī)速度。所述氧濃度目標(biāo)值還可基于附加發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)，例如發(fā)動(dòng)機(jī)溫度參數(shù)。例如，所述發(fā)動(dòng)機(jī)溫度參數(shù)可基于進(jìn)氣空氣溫度(IAT)、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ECT)和發(fā)動(dòng)機(jī)油溫度(EOT)中的至少一個(gè)。所述系統(tǒng)和方法可通過控制EGR閥來調(diào)節(jié)進(jìn)入進(jìn)氣歧管的EGR流量。具體地，當(dāng)氧濃度大于氧濃度目標(biāo)值時(shí)，所述系統(tǒng)和方法可增加EGR閥的開度，從而減少進(jìn)氣歧管中的氧濃度(朝向氧濃度目標(biāo)值)?？蛇x地，當(dāng)滿足以下條件時(shí)，所述系統(tǒng)和方法可減小EGR閥的開度，從而增加進(jìn)氣歧管中的氧濃度(朝向氧濃度目標(biāo)值)(i)氧濃度小于氧濃度目標(biāo)值和(ii)EGR閥未關(guān)閉。然而，在HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)中，當(dāng)氧濃度小于氧濃度目標(biāo)值且EGR閥關(guān)閉時(shí)，所述系統(tǒng)和方法可禁用HCCI燃燒模式。換句話說，EGR閥控制可能不足以校正氧濃度，因而HCCI燃燒可能太不穩(wěn)定。僅作為示例，如果HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)以HCCI燃燒模式操作，所述系統(tǒng)和方法可禁用HCCI燃燒模式且切換到SI燃燒模式。例如，所述系統(tǒng)和方法可通過控制火花塞和控制燃料噴射器以調(diào)節(jié)(i)燃料噴射量和(ii)燃料噴射定時(shí)中的至少一個(gè)而禁用HCCI燃燒模式。具體地，所述系統(tǒng)和方法可啟用/再次啟用火花塞或調(diào)節(jié)火花定時(shí)?，F(xiàn)在參考圖1，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10包括發(fā)動(dòng)機(jī)12。僅作為示例，發(fā)動(dòng)機(jī)12可以是火花點(diǎn)火(SI)發(fā)動(dòng)機(jī)或HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10還可以包括附加部件，例如電動(dòng)馬達(dá)和蓄電池系統(tǒng)(未示出)。發(fā)動(dòng)機(jī)12通過進(jìn)氣系統(tǒng)14將空氣抽吸到進(jìn)氣歧管18中，進(jìn)氣系統(tǒng)14可由節(jié)氣門16調(diào)節(jié)。例如，節(jié)氣門16可以使用電子節(jié)氣門控制(ETC)來電動(dòng)地控制。進(jìn)氣系統(tǒng)14可以包括空氣過濾器殼體20和空氣過濾器22。空氣過濾器22可過濾抽吸到進(jìn)氣歧管18中的空氣以去除顆粒?？諝赓|(zhì)量流量(MAF)傳感器21測量通過節(jié)氣門16進(jìn)入進(jìn)氣歧管18的空氣流率。例如，測量的MAF流率可以表示發(fā)動(dòng)機(jī)12的負(fù)載。氧傳感器24測量進(jìn)氣歧管18內(nèi)部的空氣的氧濃度。然而，氧傳感器24還可以位于進(jìn)氣系統(tǒng)14內(nèi)的其它合適位置。進(jìn)氣歧管18中的空氣分配給多個(gè)氣缸26。雖然示出了六個(gè)氣缸，但是發(fā)動(dòng)機(jī)12可包括其它數(shù)量的氣缸。燃料噴射器28將燃料噴射到氣缸26的進(jìn)氣端口中(端口燃料噴射)或者直接噴射到氣缸26中(直接燃料噴射)。在SI燃燒模式中，火花塞30可點(diǎn)火氣缸26中的壓縮A/F混合物，以驅(qū)動(dòng)活塞，所述活塞轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸32且產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩。然而，在HCCI燃燒模式中，A/F混合物可被壓縮，直到由于超過臨界壓力和/或溫度而自點(diǎn)火。曲軸32可相應(yīng)地連接到氣缸26的活塞(未示出)，且容納在曲軸箱34中，曲軸箱34包括用于潤滑移動(dòng)部件的油。PCV系統(tǒng)36可將漏氣蒸汽從曲軸箱34抽吸且在空氣過濾器22下游的位置處進(jìn)入空氣入口管道23。PCV系統(tǒng)36可包括將曲軸箱34連接到進(jìn)氣歧管18的PCV軟管38。PCV系統(tǒng)36還可包括PCV閥或者其它流量調(diào)節(jié)器40，其調(diào)節(jié)從曲軸箱34到進(jìn)氣歧管18的漏氣蒸汽流量。例如，PCV閥40可包括基于曲軸箱34和進(jìn)氣歧管18之間的壓力差打開的彈簧加載閥(或者限流孔或其它空氣流量調(diào)節(jié)裝置)。 PCV閥40還可以是另一合適類型的閥或其它流量調(diào)節(jié)器，例如由控制模塊60控制的電子閥。在一些實(shí)施方式中，PCV系統(tǒng)36還可以包括通氣管42，所述通氣管42在空氣過濾器22下游的位置處將曲軸箱連接到空氣過濾器殼體20或者連接到進(jìn)氣系統(tǒng)14的空氣入口管道23。通氣管42允許新鮮空氣在曲軸箱34中循環(huán)，從而進(jìn)一步稀釋漏氣蒸汽且防止油污染(即，改進(jìn)循環(huán))。發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器43測量發(fā)動(dòng)機(jī)12的溫度。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器43可測量IAT、ECT或EOT。因而，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器43可位于其它合適位置。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器43可測量其它合適溫度。在一些實(shí)施方式中，可采用兩個(gè)或更多發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器43。發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器44測量曲軸32的旋轉(zhuǎn)速度(即，發(fā)動(dòng)機(jī)速度)。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器44能以轉(zhuǎn)每分(RPM)為單位測量發(fā)動(dòng)機(jī)速度。變速器46將驅(qū)動(dòng)扭矩從曲軸32傳輸給車輛的傳動(dòng)系(例如，車輪)。在一些實(shí)施方式中，變速器46可經(jīng)由流體聯(lián)接裝置(例如，變矩器(未示出))聯(lián)接到曲軸32。變速器輸出軸速度(TOSS)傳感器48測量變速器46的輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度。例如，TOSS傳感器48能以RPM為單位測量TOSS。來自于TOSS傳感器48的測量值可以用于確定車輛速度。燃燒得到的排氣可從氣缸26排出到排氣歧管50中。在將排氣釋放到大氣之前，排氣處理系統(tǒng)(ETS)52可處理排氣歧管50中的排氣以去除顆粒和/或減少排放物。例如，ETS 52可包括氧化催化劑、氮氧化物吸收器/吸附器、選擇性催化還原系統(tǒng)、顆粒物質(zhì)過濾器和三效催化轉(zhuǎn)換器中的至少一種。EGR系統(tǒng)54將排氣從排氣歧管50循環(huán)回到進(jìn)氣歧管18。EGR系統(tǒng)54包括將排氣歧管50和進(jìn)氣歧管18連接的EGR管線56。EGR系統(tǒng)54還包括調(diào)節(jié)進(jìn)入進(jìn)氣歧管18的排氣流量的EGR閥58?？刂颇K60控制發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10的操作?？刂颇K60可從節(jié)氣門16、MAF傳感器21、氧傳感器24、燃料噴射器28、火花塞30、PCV閥40、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器43、發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器44、變速器46、T0SS傳感器48、ETS 52和/或EGR閥58接收信號?？刂颇K60可控制節(jié)氣門16、燃料噴射器28、火花塞30、PCV閥40、變速器46、ETS 52和/或EGR閥58?？刂颇K60還可以實(shí)施本發(fā)明的系統(tǒng)或方法。現(xiàn)在參考圖2，示出了多個(gè)氣缸26中的一個(gè)的示例。除了 PCV系統(tǒng)36之外，示例性氣缸26圖示了附加氣缸部件。氣缸26經(jīng)由進(jìn)氣閥70從進(jìn)氣歧管18吸入空氣。在一些實(shí)施方式中，氣缸26可在進(jìn)氣閥70之前的位置將燃料噴射到空氣中以形成A/F混合物(端口燃料噴射)。氣缸26經(jīng)由排氣閥72將燃燒期間產(chǎn)生的排氣排出到排氣歧管50中。進(jìn)氣閥70和排氣閥72可由一個(gè)或多個(gè)凸輪軸(未示出)致動(dòng)。控制模塊60還可以控制進(jìn)氣閥70和/或排氣閥72的定時(shí)?？刂颇K60還可以控制進(jìn)氣閥70和/或排氣閥72的升程高度和開啟持續(xù)時(shí)間。氣缸26還包括活塞74。活塞74在發(fā)動(dòng)機(jī)12的壓縮沖程期間壓縮氣缸26中的A/F混合物。A/F混合物被燃燒(例如，自動(dòng)點(diǎn)火或者經(jīng)由來自于火花塞30的輔助)，且驅(qū)動(dòng)活塞74向下，從而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩。驅(qū)動(dòng)扭矩旋轉(zhuǎn)曲軸32，曲軸32使用連桿76連接到活塞74。曲軸32可連接到配重78。曲軸箱34容納氣缸26的各個(gè)部件。具體地，曲軸箱34包括潤滑氣缸26的移動(dòng)部件的油80。如前文所述，漏氣蒸汽可進(jìn)入曲軸箱34且污染油80，從而引起損害和/或降低性能。然而，PCV系統(tǒng)36從曲軸箱34排放漏氣蒸汽。具體地，PCV軟管38可在節(jié)氣門16下游的位置處將曲軸箱34連接到進(jìn)氣歧管18。PCV閥40可在漏氣蒸汽積聚到超過臨界壓力時(shí)打開，從而將漏氣蒸汽從曲軸箱34排放到進(jìn)氣歧管18中。此外，如前文所述，PCV系統(tǒng)36還可包括通氣管42，所述通氣管42在空氣過濾器22下游的位置處將曲軸箱34連接到空氣入口管道23。換句話說，過濾空氣可流經(jīng)通氣管42進(jìn)入曲軸箱34，從而進(jìn)一步稀釋漏氣蒸汽且改進(jìn)循環(huán)，這改進(jìn)PCV系統(tǒng)36的性能?，F(xiàn)在參考圖3，示出了控制模塊60的示例?？刂颇K60可包括氧濃度確定模塊100、目標(biāo)值確定模塊104和燃燒控制模塊108。氧濃度確定模塊100從進(jìn)氣歧管18中的氧傳感器24接收測量值。氧濃度確定模塊100基于來自于氧傳感器24的測量值確定進(jìn)氣歧管18中的空氣的氧濃度。目標(biāo)值確定模塊104基于發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)確定氧濃度目標(biāo)值。發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)可包括發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和發(fā)動(dòng)機(jī)速度。發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載可基于來自于MAF傳感器21的測量值或者估計(jì)輸送燃料質(zhì)量。發(fā)動(dòng)機(jī)速度可基于來自于發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器44的測量值。發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)還可以包括其它合適參數(shù)，例如發(fā)動(dòng)機(jī)溫度參數(shù)。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度參數(shù)可以是IAT、ECT和EOT中的一個(gè)(由發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器43測量)。僅作為示例，氧濃度目標(biāo)值可以使用查詢表基于發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)確定。燃燒控制模塊108從氧濃度確定模塊100接收氧濃度。燃燒控制模塊108還從目標(biāo)值確定模塊104接收氧濃度目標(biāo)值。燃燒控制模塊108基于氧濃度、氧濃度目標(biāo)值和EGR閥58是否關(guān)閉來選擇性地控制(i ) EGR閥58或(ii )在HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)12的燃燒模式。當(dāng)氧濃度大于氧濃度目標(biāo)值時(shí)，燃燒控制模塊108可增加EGR閥58的開度。增加的EGR可降低進(jìn)氣歧管18中的氧濃度(朝向氧濃度目標(biāo)值)，從而改進(jìn)燃燒穩(wěn)定性。當(dāng)(i)氧濃度小于氧濃度目標(biāo)值且(ii) EGR閥58未關(guān)閉時(shí)，燃燒控制模塊108可減小EGR閥58的開度。減少的EGR可增加進(jìn)氣歧管18中的氧濃度(朝向氧濃度目標(biāo)值)，從而改進(jìn)燃燒穩(wěn)定性和定相。然而，在HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)中，當(dāng)(i)氧濃度小于氧濃度目標(biāo)值且(ii)EGR閥58關(guān)閉時(shí)，可設(shè)定指示符且存儲在存儲器中。例如，指示符可指示HCCI燃燒模式可能不能使用。換句話說，由于EGR閥58已經(jīng)關(guān)閉，控制EGR閥58不能增加進(jìn)氣歧管18中的氧濃度，因而，禁用HCCI燃燒模式。僅作為示例，如果HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)12以HCCI燃燒模式操作，燃燒控制模塊108可切換到SI燃燒模式。此外，例如，燃燒控制模塊108可通過控制火花塞和控制燃料噴、射器以調(diào)節(jié)(i)燃料噴射量和(ii)燃料噴射定時(shí)中的至少一個(gè)而禁用HCCI燃燒模式?，F(xiàn)在參考圖4A，用于控制燃燒穩(wěn)定性的第一示例性方法在150開始。雖然示出了單個(gè)控制回路，但是控制回路可以重復(fù)多于一次。僅作為示例，控制回路可連續(xù)地運(yùn)行。在150，控制模塊60確定進(jìn)氣歧管18中的氧濃度(02)。在154，控制模塊60基于發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)確定氧濃度目標(biāo)值(02t)。在158，控制模塊60確定氧濃度02是否小于氧濃度目標(biāo)值02t。如果為真，那么控制方法可前進(jìn)到162。如果為假，那么控制方法可前進(jìn)到174。在162，控制模塊60確定EGR閥58是否關(guān)閉。如果為真，那么控制方法可前進(jìn)到166。如果為假，那么控制方法可前進(jìn)到170。在166，控制模塊60可減小EGR閥58的開度，從而增加進(jìn)氣歧管18中的氧濃度?？刂品椒ㄈ缓罂梢越Y(jié)束(對于該控制回路)。在170，控制模塊60可設(shè)定并存儲指示符，以指示EGR閥58的控制不足以增加氧濃度?？刂品椒ㄈ缓罂梢越Y(jié)束(對于該控制回路)。然而，在HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)中，由于低氧濃度和EGR閥控制不能增加氧濃度，控制模塊60然后還可以禁用HCCI燃燒模式。、在174，控制模塊60確定氧濃度02是否大于氧濃度目標(biāo)值02T。如果為真，那么控制方法可前進(jìn)到178。如果為假(即，氧濃度02等于氧濃度目標(biāo)值02T)，那么控制方法可結(jié)束。在178，控制模塊60可增加EGR閥58的開度，從而減少進(jìn)氣歧管18中的氧濃度?？刂品椒ㄈ缓罂梢越Y(jié)束(對于該控制回路)?，F(xiàn)在參考圖4B，用于控制HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒穩(wěn)定性的方法的示例在200開始。雖然示出了單個(gè)控制回路，但是控制回路可以重復(fù)多于一次。僅作為示例，控制回路可連續(xù)地運(yùn)行。在200，控制模塊60可確定進(jìn)氣歧管18中的氧濃度(02)。在204，控制模塊60基于發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)確定氧濃度目標(biāo)值(02t)。在208，控制模塊60可確定氧濃度02是否小于氧濃度目標(biāo)值02t。如果為假，那么控制方法可結(jié)束(對于該控制回路)，因?yàn)檠鯘舛?2等于氧濃度目標(biāo)值02t或大于氧濃度目標(biāo)值02t，因而能經(jīng)由EGR閥控制校正。然而，如果為真，那么控制方法可前進(jìn)到212。在212，控制模塊60可確定EGR閥58是否關(guān)閉。如果為真，那么控制方法可前進(jìn)到216。如果為假，那么控制方法可結(jié)束(對于該控制回路)，因?yàn)檠鯘舛?2能經(jīng)由EGR閥控制校正。在216，由于氧濃度02小于氧濃度目標(biāo)值02t且不能經(jīng)由EGR閥控制校正，因而，控制模塊60可禁用HCCI燃燒模式(因而，可切換到SI燃燒模式)?？刂品椒ㄈ缓罂梢越Y(jié)束(對于該控制回路)。本發(fā)明的廣泛教導(dǎo)可以以多種形式實(shí)施。因此，盡管本發(fā)明包括特定示例，但是本發(fā)明的實(shí)際范圍不應(yīng)當(dāng)如此限制，因?yàn)橥ㄟ^對附圖、說明書和所附權(quán)利要求的研究，其它修改對于技術(shù)人員也是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.ー種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括 第一模塊，所述第一模塊確定發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管中的氧濃度；和 第二模塊，所述第二模塊基于所確定的氧濃度來調(diào)節(jié)進(jìn)入進(jìn)氣歧管的排氣再循環(huán)(EGR)流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制系統(tǒng)，其中，所述第二模塊通過基于所確定的氧濃度和氧濃度目標(biāo)值來控制EGR閥而調(diào)節(jié)進(jìn)入進(jìn)氣歧管的EGR流量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)所確定的氧濃度大于氧濃度目標(biāo)值時(shí)，所述第二模塊增加EGR閥的開度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)滿足以下條件時(shí)，所述第二模塊減小EGR閥的開度(i )所確定的氧濃度小于氧濃度目標(biāo)值以及(ii ) EGR閥未關(guān)閉。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制系統(tǒng)，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)是均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)火(HCCI)發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，當(dāng)滿足以下條件時(shí)，所述第二模塊禁用HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的HCCI燃燒模式(i)所確定的氧濃度小于氧濃度目標(biāo)值以及(ii) EGR閥關(guān)閉。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制系統(tǒng)，其中，所述第二模塊通過以下方法禁用HCCI燃燒模式(i)控制火花塞和(ii)調(diào)節(jié)燃料噴射量和燃料噴射定時(shí)中的至少ー個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制系統(tǒng)，其中，所述第一模塊基于來自于進(jìn)氣歧管中的氧傳感器的測量值來確定發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管中的氧濃度。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，還包括第三模塊，所述第三模塊基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載來確定氧濃度目標(biāo)值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制系統(tǒng)，其中，所述第三模塊還基于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度參數(shù)來確定氧濃度目標(biāo)值。
10.一種用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的方法,所述方法包括 確定發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管中的氧濃度；以及 基于所確定的氧濃度來調(diào)節(jié)進(jìn)入進(jìn)氣歧管的排氣再循環(huán)(EGR)流量。
全文摘要
一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)，包括第一模塊和第二模塊。所述第一模塊確定發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管中的氧濃度。所述第二模塊基于所確定的氧濃度來調(diào)節(jié)進(jìn)入進(jìn)氣歧管的排氣再循環(huán)(EGR)流量。在均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)火(HCCI)發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述第二模塊還可以基于氧濃度來禁用HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的HCCI燃燒模式。
文檔編號F02M25/07GK102734002SQ201210089729
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者B.J.宋, D.W.伯利, V.拉馬潘 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司