專利名稱：用于管理內燃發動機中的燃燒模式轉變的方法和設備的制作方法
技術領域：
本公開涉及一種被配置為在兩種不同燃燒模式下運行的內燃發動機。
背景技術：
本節中的陳述只是提供與本發明相關的背景信息，并且可能不構成現有技術。已知的火花點燃(Si)發動機將空氣/燃料混合物引入每個氣缸，其在壓縮沖程被壓縮且通過火花塞點燃。已知的壓縮點燃發動機在活塞接近壓縮沖程的上止點(TDC)時將加壓的燃料注入氣缸，并且在注入時所注入的燃料點燃。汽油發動機和柴油發動機兩者的燃燒涉及通過流體機構控制的預混合或擴散火焰。SI發動機可以以各種不同燃燒模式操作，包括均勻SI燃燒模式和分層充氣SI 燃燒模式。在預定速度/負載操作條件下，SI發動機可以被配置為在均勻充氣壓縮點燃 (HCCI)燃料模式下操作，也被稱為受控自動點燃燃燒。HCCI燃燒是受氧化化學反應的分布式、無焰、自動點燃燃燒過程。在HCCI燃燒模式下操作的發動機具有在進氣門關閉時間處組分、溫度和殘留排出氣體優選地均勻的氣缸充氣。HCCI燃燒是分布式動力學控制的燃燒過程，并且發動機以相對低的最高燃燒溫度在稀釋的空氣/燃料混合物下操作，即，在貧的化學計量空氣/燃料點下操作，導致低NOx排放。均勻空氣/燃料混合物使形成煙和顆粒排放的富區的出現最少化。使用包括節氣門和進氣門和排氣門的空氣進氣系統控制發動機空氣流。在這樣配備的發動機系統上，可以使用可變氣門驅動系統調節進氣門和排氣門的打開和關閉，可變氣門驅動系統包括可變凸輪定相和可選擇的多級氣門升程，例如，提供兩個或更多個氣門升程位置的多級凸輪凸角。節氣門位置改變是連續的，而使用多級氣門升程裝置控制的進氣門和排氣門的氣門打開位置的改變是離散的。當發動機在HCCI燃燒模式下操作時，發動機以稀薄或化學計量的空氣/燃料比操作下運行，并且節氣門寬開以最小化發動機泵送損失。當發動機在SI燃燒模式下操作時， 發動機以化學計量的空氣/燃料比進行操作，并且節氣門被控制在寬打位置的0%至100% 的位置范圍內，以控制進氣空氣流從而實現化學計量的空氣/燃料比。在被配置為在SI和HCCI燃燒模式兩者下操作的發動機中，燃料模式之間的轉變可能是復雜的。已知的發動機控制系統協調多個裝置的致動以在不同模式下操作期間提供期望的空氣/燃料比。在HCCI燃燒模式和SI燃燒模式之間的轉變期間，氣門升程切換幾乎瞬間發生，對進氣空氣流具有相應效果，而對節氣門打開和凸輪定相的調節具有較慢的動態特性，并且對進氣歧管壓力和空氣流具有較慢的相應效果。已知的是由于對進氣空氣流動態的不完全理解和相應地不能有效控制供燃料和空氣/燃料比，可能在轉變期間發生導致扭矩擾動的不完全燃燒和失火。

發明內容
內燃發動機包括兩級可變升程控制裝置，其被配置為將進氣門和排氣門的氣門升程的幅度控制為兩個分立級中的一個，所述兩個分立級包括低升程氣門打開位置和高升程氣門打開位置。一種用于操作所述發動機的方法包括命令從第一燃燒模式轉變到第二燃燒模式。當命令所述轉變時，開始關閉被配置為控制進氣空氣流到多個進氣門上游處的多個進氣通路的多個輔助節氣門。然后調節所述多個輔助節氣門的位置以實現優選的空氣充氣。然后，命令兩級可變升程控制裝置從所述兩分立級的第一級切換到所述兩分立級的第二級。本發明還提供如下方案
1. 一種用于操作內燃發動機的方法，所述發動機包括兩級可變升程控制裝置，其被配置為將進氣門和排氣門的氣門升程的幅度控制為兩個分立級中的一個，所述兩個分立級包括低升程氣門打開位置和高升程氣門打開位置，所述方法包括 命令從第一燃燒模式轉變到第二燃燒模式；
在命令轉變時，開始關閉被配置為控制進氣流到多個進氣門上游處的多個進氣通路的多個輔助節氣門，然后調節所述多個輔助節氣門的位置以實現優選的空氣充氣；以及
命令所述兩級可變升程控制裝置以從所述兩個分立級中的第一級切換到所述兩個分立級中的第二級。2.如方案1所述的方法，其中，命令從第一燃燒模式轉變到第二燃燒模式包括命令從火花點燃燃燒模式轉變到均勻充氣壓縮點燃燃料模式。3.如方案2所述的方法，還包括在開始關閉所述多個輔助節氣門的同時打開位于所述多個輔助節氣門上游的進氣集氣室中的主節氣門。4.如方案3所述的方法，其中，命令所述兩級可變升程控制裝置從所述兩步分立級的第一級切換到所述兩步分立級的第二級包括
監控所述進氣集氣室中的空氣壓力；以及
當所述進氣集氣室中的空氣壓力大于預定閾值時，命令所述兩級可變升程控制裝置從高升程氣門打開位置切換到低升程氣門打開位置。5.如方案4所述的方法，還包括在命令所述兩級可變升程控制裝置從高升程氣門打開位置切換到低升程氣門打開位置之后，將燃料注入正時和點燃正時轉變到與在均勻充氣壓縮點燃燃料模式下操作相應的狀態。6.如方案1所述的方法，其中，命令從第一燃燒模式轉變到第二燃燒模式包括命令從均勻充氣壓縮點燃燃燒模式轉變到火花點燃燃料模式。7.如方案6所述的方法，還包括在開始關閉所述多個輔助節氣門的同時關閉位于所述多個輔助節氣門上游的進氣集氣室中的主節氣門。8.如方案7所述的方法，其中，命令所述兩級可變升程控制裝置從所述兩步分立級的第一級切換到所述兩步分立級的第二級包括在命令從均勻充氣壓縮點燃燃燒模式轉變到火花點燃燃料模式的同時，命令所述兩級可變升程控制裝置從低升程氣門打開位置切換到高升程氣門打開位置。9.如方案8所述的方法，還包括在命令所述兩級可變升程控制裝置從低升程氣門打開位置切換到高升程氣門打開位置的同時，將燃料注入正時和點燃正時轉變到與在火花點燃燃料模式下操作相應的狀態。10.如方案9所述的方法，其中，調整所述多個輔助節氣門的位置以實現優選空氣充氣包括將所述多個輔助節氣門的位置調整到完全打開位置。11. 一種在內燃發動機中實現從第一燃燒模式轉變到第二燃燒模式的方法，順序地包括
關閉多個輔助節氣門，所述輔助節氣門被配置為控制到多個進氣門上游的多個通路的
進氣空氣流量；
調整所述多個輔助節氣門的位置以實現優選的空氣充氣；以及命令兩級可變升程控制裝置從第一分立級切換到第二分立級。12.如方案11所述的方法，其中，所述第一燃燒模式包括火花點燃燃燒模式，所述第二燃燒模式包括均勻充氣壓縮點燃燃料模式。13.如方案12所述的方法，還包括在關閉多個輔助節氣門的同時，打開位于所述多個輔助節氣門上游的進氣集氣室中的主節氣門。14.如方案13所述的方法，其中，命令所述兩級可變升程控制裝置從第一分立級切換到第二分立級包括
監控所述進氣集氣室中的空氣壓力；以及
當所述進氣集氣室中的空氣壓力大于預定閾值時，命令所述兩級可變升程控制裝置從高升程氣門打開位置切換到低升程氣門打開位置。15.如方案14所述的方法，還包括在命令所述兩級可變升程控制裝置從高升程氣門打開位置切換到低升程氣門打開位置之后，將燃料注入正時和點燃正時轉變到與在均勻充氣壓縮點燃燃料模式下操作相應的狀態。16.如方案11所述的方法，其中，所述第一燃燒模式包括均勻充氣壓縮點燃燃料模式，所述第二燃燒模式包括火花點燃燃燒模式。17.如方案16所述的方法，還包括在關閉所述多個輔助節氣門的同時關閉位于所述多個輔助節氣門上游的進氣集氣室中的主節氣門。18.如方案17所述的方法，其中，命令所述兩級可變升程控制裝置從第一分立級切換到第二分立級包括在關閉多個輔助節氣門的同時，命令所述兩級可變升程控制裝置從低升程氣門打開位置切換到高升程氣門打開位置。19.如方案18所述的方法，還包括在命令所述兩級可變升程控制裝置從低升程氣門打開位置切換到高升程氣門打開位置的同時，將燃料注入正時和點燃正時轉變到與在火花點燃燃料模式下操作相應的狀態。20.如方案19所述的方法，其中，調整所述多個輔助節氣門的位置以實現優選的空氣充氣包括將所述多個輔助節氣門的位置調整到完全打開位置。


現將參照附圖通過示例的方式描述一個或多個實施例，其中 圖1是根據本公開的內燃發動機和伴隨的控制模塊的示意圖2示意性地以流程圖形式描述了根據本公開的控制內燃發動機的操作以影響在第一燃燒模式和第二燃燒模式之間的轉變的控制方案；以及
圖3圖解地描述了根據本公開的與通過使用影響在第一燃燒模式和第二燃燒模式之間的轉變的控制方案來操作內燃發動機相關聯的參數。
具體實施例方式現參照附圖，其中，所述描述僅是說明特定示例性實施例的目的而不是對其進行限制的目的，圖1是根據本公開實施例所構建的內燃發動機10的截面圖以及伴隨的控制模塊5的示意圖。發動機10被配置為在均勻充氣壓縮點燃(HCCI)燃燒模式和火花點燃(Si) 燃燒模式下操作。發動機10以化學計量空氣/燃料比和作為基本貧的化學計量的空氣/ 燃料比操作。本公開可以應用于各種內燃發動機系統和燃燒循環。示例性發動機10包括多氣缸直噴式四沖程內燃發動機，其具有在氣缸15內可滑動地可移動的往復活塞14，氣缸15限定可變容積的燃燒室16。每個活塞14連接到旋轉曲軸12，通過旋轉曲軸12，直線往復運動轉變為旋轉運動和扭矩。進氣系統被配置為引導進氣空氣到進氣門20，進氣門20控制到各個氣缸15的流動。空氣進氣系統包括主節氣門34，其位于進氣歧管四的上游。進氣歧管四包括集氣室 41，其引導和分配空氣進入與各個進氣門20相應的進氣通路43，以引導氣體流動到燃燒室 16。每個進氣通路43配備有輔助節氣門44。可選地，單個輔助節氣門44可以置于進氣通路43上游的進氣歧管四的集氣室41中。空氣進氣系統具有空氣流管道和設備，用于監視和控制氣流。空氣進氣設備優選地包括質量空氣流量傳感器32，其產生指示進入進氣歧管四的質量空氣流量的輸出信號63。輸出信號63還可以包括指示進氣溫度的信息。進氣歧管四中的壓力傳感器36產生與歧管絕對壓力相應的輸出信號64。輸出信號64可以用作特定條件下的氣壓的指示。外部流道將排出氣體從排氣歧管39再循環到進氣歧管四，并且包括流控制閥，其被稱為排氣再循環(EGR)閥38。主節氣門34和輔助節氣門44是電控制設備，其用于分別響應于來自控制模塊5的控制信號52和59控制到進氣門20的氣流。第一節流位置傳感器監控主節氣門34的打開位置，并且產生指示節流打開位置的輸出信號66， 優選地，以完全打開節氣門的百分比為單位表示。第二節流位置傳感器監控輔助節氣門44 的打開位置，并且產生指示打開位置的輸出信號67，優選地，以完全打開節氣門的百分比為單位表示。控制模塊5操作以通過使用控制信號53控制EGR閥38的打開來控制到進氣歧管 29的排氣的質量流量。(多個)進氣門20控制到燃燒室16的氣流。(多個)排氣門18控制從燃燒室16到排氣歧管39的排氣流。發動機10配備有控制和調整進氣門20和排氣門18的打開和關閉的系統。在一個實施例中，可以分別通過控制進氣和排氣可變凸輪定相/可變升程控制 (VCP/VLC)設備22和M來控制和調整進氣門20和排氣門18的打開和關閉。控制模塊5 產生控制信號M，55和57，58，以結合進氣凸輪軸21和排氣凸輪軸23的旋轉控制進氣和排氣VCP/VLC設備22和24，如下所述。進氣凸輪軸21和排氣凸輪軸23的旋轉鏈接到并索引到曲軸12的旋轉，因此將進氣門20和排氣門18的打開和關閉鏈接到曲軸12和活塞14 的位置。進氣和排氣VCP/VLC設備22和M的每一個優選地包括可控兩級VLC裝置，其操作以分別響應于控制信號M和57分別控制(多個)進氣門20和排氣門18的氣門升程或打開的幅度到兩個分立級中的一個。該兩個分立級優選地包括優選地用于低速低負載操作的低升程氣門打開位置(在一個實施例中大約4-6 mm)以及優選地用于高速和高負載操作的高升程氣門打開位置(在一個實施例中大約8-13 mm)。進氣和排氣VCP/VLC設備22和 24的每一個優選地包括可變凸輪定相裝置，以分別響應于控制信號55和58分別控制和調整(多個)進氣門20和(多個)排氣門18的打開和關閉的定相(即，相對正時)。調整定相是指相對于各個氣缸15中曲軸12和活塞14的位置改變(多個)進氣門20和排氣門18的打開時間。進氣和排氣VCP/VLC設備22和M的可變凸輪定相裝置的每一個優選地具有大約 60° -90°曲軸旋轉的定相授權范圍，因此允許控制模塊5相對于每個氣缸15的活塞14的位置提前或延遲(多個)進氣門20和排氣門18之一的打開和關閉。定相授權范圍通過進氣和排氣VCP/VLC設備22和M定義或限制。進氣和排氣VCP/VLC設備22和M包括凸輪軸位置傳感器，以確定進氣凸輪軸21和排氣凸輪軸23的旋轉位置。通過控制模塊5控制， 使用電動液壓、液壓和電控力之一驅動VCP/VLC設備22和24。控制信號M命令進氣VCP/ VLC設備22切換和控制(多個)進氣門20的氣門升程到所述兩個分立級中的一個。控制信號55命令進氣VCP/VLC設備22可變地調整和控制每個氣缸15的進氣凸輪軸21的定相。 控制信號57命令排氣VCP/VLC設備M切換和控制(多個)排氣門18的氣門升程到兩個分立級中的一個。控制信號58命令排氣VCP/VLC設備M可變地調整和控制每個氣缸15的排氣凸輪軸23的定相。發動機10具有燃料注入系統，包括多個高壓燃料注入器觀，每個高壓燃料注入器 28都被配置為響應于來自控制模塊5的控制信號51向燃燒室16之一直接注入燃料質量。 從燃料分配系統向燃料注入器觀提供加壓燃料。發動機10包括火花點燃系統，通過火花點燃系統，火花能量可以被提供給火花塞 26，以便響應于來自控制模塊5的控制信號56點燃或協助點燃每個燃燒室16中的氣缸充氣。發動機10配備有各種傳感設備，用于監控發動機操作，包括曲柄傳感器42，其輸出指示曲軸旋轉位置的輸出信號61，曲軸旋轉位置可以用于監控發動機曲柄角和轉速。燃燒傳感器30被配置為監控氣缸內燃燒，并且產生指示燃燒狀態例如壓力的輸出信號62。排氣傳感器40被配置為監控排氣供給流，并且產生指示相關參數例如空氣/燃料比的輸出信號65。通過控制模塊5監控分別從曲柄傳感器42和燃燒傳感器30輸出的信號61和62， 以確定燃燒定相，即，對于每個燃燒循環相對于每個氣缸15的曲軸12的曲柄角的燃燒正時。然而，還可以通過本領域技術人員會已知的類似方法確定燃燒定相。還可以通過控制模塊5監控燃燒傳感器30的信號輸出62，以確定每個燃燒循環每個氣缸15的平均有效壓力 (IMEP)。優選地，發動機10和控制模塊5被機械化，以監控和確定每個氣缸點火事件期間每個發動機氣缸15的IMEP的狀態。可選地，在本公開的范圍內，可以使用其他感測系統監控其他燃燒參數的狀態，例如，離子感測點燃系統、排氣組分和非侵入性氣缸壓力傳感器。控制模塊、模塊、控制器、處理器以及類似術語意思是下面的任何適當的一種或多種組合一個或多個專用集成電路(ASIC)、電子電路、中央處理單元(優選地，微處理器)和執行一個或多個軟件或固件程序的相關存儲器和存儲單元(只讀、可編程只讀、隨機訪問、 硬盤等)、組合邏輯電路、輸入/輸出電路和設備、適當信號調節和緩沖電路以及提供所描述功能的其他任何組件。控制模塊5具有一組控制算法，包括被存儲在存儲器中且被執行以提供所期望功能的駐留軟件程序指令和校準。在預設循環期間優選地執行算法。諸如通過中央處理單元執行算法，并且可操作算法以監控來自感測設備和其他聯網控制模塊的輸入，并且執行控制和診斷例程以控制致動器的操作。正在進行的發動機和車輛運行期間，可以按規則的間隔執行循環，例如，每3. 125，6.25，12.5，25和100毫秒。可選地，可以響應于事件發生執行算法。在操作中，控制模塊5監控來自上述傳感器的輸入以監控發動機參數。控制模塊 5被配置為接收來自操作者的輸入信號(例如，通過加速踏板和制動踏板)，以確定操作者扭矩請求。控制模塊5監控指示發動機速度和進氣空氣溫度的傳感器，以及冷卻劑溫度和其他環境條件。控制模塊5執行存儲在其中的算法代碼，以控制上述致動器來形成氣缸充氣，包括產生控制主節流位置和輔助節流位置的控制信號66和67，用于火花點燃正時的控制信號56，用于燃料注入質量和正時的控制信號51，用于EGR閥38的以控制再循環排氣流的控制信號53，以及分別用于進氣和排氣門定相和升程的控制信號M，55，57和58。控制模塊5在正在進行的車輛操作期間可以操作以打開和關閉發動機10，并且可以操作以通過控制燃料和火花和氣門去激活來選擇地去激活燃燒室15的一部分或者進氣門20和排氣門18 的一部分。控制模塊5可以基于來自排氣傳感器40的輸入信號65的反饋控制空氣/燃料比。在發動機在HCCI燃燒模式下操作期間，主節氣門34和輔助節氣門44優選地基本完全打開，其中，發動機10被控制在貧或化學計量的空氣/燃料比。進氣門20和排氣門18 處于低升程氣門打開位置，進氣和排氣升程正時以NVO操作。基本完全打開的節氣門可以包括操作主節氣門34使其完全不被節流或者稍微節流，以在進氣歧管四產生真空來影響 EGR流。在一個實施例中，將氣缸中EGR質量控制到高稀釋率，例如，大于氣缸空氣充氣的 40%。在發動機循環期間可以執行一個或多個燃料注入事件，包括壓縮期間階段的至少一次注入。在發動機在火花點燃(Si)燃燒模式下操作期間，輔助節氣門44完全打開且主節氣門34控制成調節氣流。將發動機10控制到化學計量的空氣/燃料比，進氣門20和排氣門18處于高升程氣門打開位置，進氣和排氣升程正時以正氣門重疊操作。優選地，在發動機循環的壓縮階段期間執行燃料注入事件，優選地基本在TDC之前。當氣缸內的空氣充氣基本均勻時，在燃料注入之后的預定時間優選地釋放火花點燃。控制模塊5將發動機操作轉變到與發動機10相關聯的優選燃燒模式，以增加燃料效果和發動機穩定性，和/或減少排放。發動機參數之一的改變，例如，速度和負載，可以影響發動機操作的改變，這可能引起控制模塊5命令改變優選燃燒模式。圖2以流程圖形式描述了在控制模塊5中執行以控制參照圖1描述的內燃發動機 10的操作以影響在第一燃燒模式和第二燃燒模式之間的轉變的控制方案200。這包括影響從HCCI燃燒模式到SI燃燒模式的轉變以及影響從SI燃燒模式到HCCI燃燒模式的轉變。控制方案200包括定期且持續監控來自上述傳感器的輸入以確定發動機參數的狀態，包括操作者扭矩請求。這包括監控指示發動機速度和進氣溫度的傳感器，以及冷卻劑溫度和其他環境條件(205)。這包括確定內燃發動機10當前在HCCI燃燒模式還是在SI燃燒模式操作(210)。當內燃發動機10在SI燃燒模式下操作時，監控發動機操作與確定是否存在轉變到在HCCI燃燒模式下操作的命令(212)。可以基于會與操作者扭矩請求相關聯的發動機操作點的改變或者另一操作改變確定轉變到在HCCI燃燒模式下操作的命令。當存在轉變到在HCCI燃燒模式下操作的命令時，通過控制信號52執行第一命令以打開主節氣門34，并且同時通過控制信號59執行第二命令以關閉輔助節氣門以限制氣流通過進氣門20 (214)。 輔助節氣門44的打開隨后被調整到實現和維持在燃燒室16中優選的或期望的空氣充氣， 如到燃燒室16的氣流所指示(216)。期望的空氣充氣與操作者扭矩請求相關聯。響應于操作者扭矩請求確定氣缸充氣的期望供料。將期望供料和發動機旋轉速度與優選的空氣/ 燃料比組合，以計算每個燃燒室16中的期望空氣充氣。優選地使用指示歧管絕對壓力的壓力傳感器36的信號輸出64，監控進氣歧管中的壓力(218)，歧管絕對壓力與最小閾值進行比較(218)。當進氣歧管壓力大于最小閾值時，確定發動機10處于允許在HCCI燃燒模式下操作的操作條件。轉變到在HCCI燃燒模式下操作包括將進氣門20和排氣門18切換以在低升程氣門打開位置操作，將向火花塞沈提供火花能量的控制信號56的正時調整到與在 HCCI燃燒模式下操作相應的狀態，以及將用于控制燃料注入的控制信號51的正時調整到與在HCCI燃燒模式下操作相應的注入正時(220)。與在HCCI燃燒模式下操作相應的發動機操作狀態是已知的。當內燃發動機10在HCCI燃燒模式下操作時，監控發動機操作與確定是否存在轉變到SI燃燒模式下操作的命令(222)。當存在轉變到在SI燃燒模式下操作的命令時，通過控制信號52執行第一命令以關閉主節氣門34，并且同時通過控制信號59執行第二命令以關閉輔助節氣門44以限制氣流通過進氣門20。同時，命令進氣門20和排氣門18在高升程氣門打開位置操作。同時，命令向火花塞沈提供火花能量的控制信號56的正時和用于控制燃料注入的控制信號51的正時到與在SI燃燒模式下操作相應的狀態(2M)。輔助節氣門44的打開隨后被調整到實現和維持燃燒室16中優選的或期望的空氣充氣，如到燃燒室 16的氣流所指示(2沈)。當輔助節氣門44已經實現完全打開狀態時完成轉變(2觀)。應明白，與在SI燃燒模式下操作相應的操作狀態是已知的。圖3以曲線圖描述了與通過使用參照圖2描述的以影響在第一燃燒模式和第二燃燒模式之間轉變的控制方案200操作參照圖1描述的內燃發動機10相關聯的參數。優選地使用已知氣流模擬模型來模擬所描述的與操作內燃發動機10相關聯的參數。所述參數包括與歧管絕對壓力相應的輸出信號64，命令主節氣門34的打開位置的控制信號52(優選地，以完全打開節氣門的百分比為單位)，命令輔助節氣門44的打開位置的控制信號59 (優選地，以完全打開節氣門的百分比為單位)，指示到進氣歧管四的質量空氣流量的輸出信號 63以及指示進入與各個進氣門20相應的進氣通路43的所估計或所預測的質量空氣流量的輸出數據69。隨著逝去的時間105 (以秒為單位)繪制上述參數的狀態。執行從在HCCI燃燒模式下操作切換到在SI燃燒模式下操作的命令(110)。同時， 命令進氣門20和排氣門18在高升程氣門打開位置操作，控制信號52命令主節氣門34關閉，并且控制信號59命令輔助節氣門44關閉。同時，命令進氣門20和排氣門18在高升程氣門打開位置操作。同時，命令向火花塞沈提供火花能量的控制信號56和用于控制燃料注入的正時和脈沖寬度的控制信號51到與在SI燃燒模式下操作相應的狀態(120)。在隨后的操作期間，調整對主節氣門34的控制信號52，以實現與發動機10在SI 燃燒模式下操作相關聯的歧管絕對壓力，并且調整對輔助節氣門44的控制信號59，以實現與發動機10在SI燃燒模式下操作相關聯的到氣缸的質量空氣流量。如指示進入進氣歧管四的質量空氣流量的輸出信號63和指示進入進氣通路43的所預測質量空氣流量的輸出數據69所指示，進入進氣通路43的質量空氣流量在此轉變期間保持相對穩定。當存在從在SI燃燒模式下操作切換到在HCCI燃燒模式下操作的命令(130)時， 通過控制信號52的第一命令打開主節氣門34，同時通過控制信號59的第二命令關閉輔助節氣門44。輔助節氣門44的打開隨后被調整到實現和維持燃燒室16中優選的或期望的空氣充氣，如到燃燒室16的氣流所指示。歧管絕對壓力優選地使用壓力傳感器36的信號輸出64來監控，并且與最小閾值進行比較。當歧管絕對壓力大于最小閾值時，確定發動機處于使得能夠在HCCI燃燒模式下操作的操作條件下。命令發動機切換到在HCCI燃燒模式下操作(140)，包括將進氣門20和排氣門18切換到在低升程氣門打開位置操作，將向火花塞 26提供火花能量的控制信號56的正時調整到與在HCCI燃燒模式下操作相應的狀態，以及將用于控制燃料注入的控制信號51的正時調整到與在HCCI燃燒模式下操作相應的狀態。 應明白與在HCCI燃燒模式下操作相應的操作狀態是已知的。如指示進入進氣歧管四的質量空氣流量的輸出信號63和指示通過進氣通路43 的所預測的質量空氣流量的輸出數據69所指示，進入進氣通路43的質量空氣流量在通過主節氣門34的質量空氣流量改變的同時保持相對穩定。本公開已經描述了特定優選實施例以及對其的修改。在閱讀和理解說明書的基礎上，可能出現其他修改和變形。因此，意于本公開不被限制于作為實施本公開所構思的最佳模式而公開的特定實施例，而是本公開將包括落入所附權利要求范圍內的所有實施例。
權利要求
1.一種用于操作內燃發動機的方法，所述發動機包括兩級可變升程控制裝置，其被配置為將進氣門和排氣門的氣門升程的幅度控制為兩個分立級中的一個，所述兩個分立級包括低升程氣門打開位置和高升程氣門打開位置，所述方法包括命令從第一燃燒模式轉變到第二燃燒模式；在命令轉變時，開始關閉被配置為控制進氣流到多個進氣門上游處的多個進氣通路的多個輔助節氣門，然后調節所述多個輔助節氣門的位置以實現優選的空氣充氣；以及命令所述兩級可變升程控制裝置以從所述兩個分立級中的第一級切換到所述兩個分立級中的第二級。
2.如權利要求1所述的方法，其中，命令從第一燃燒模式轉變到第二燃燒模式包括命令從火花點燃燃燒模式轉變到均勻充氣壓縮點燃燃料模式。
3.如權利要求2所述的方法，還包括在開始關閉所述多個輔助節氣門的同時打開位于所述多個輔助節氣門上游的進氣集氣室中的主節氣門。
4.如權利要求3所述的方法，其中，命令所述兩級可變升程控制裝置從所述兩步分立級的第一級切換到所述兩步分立級的第二級包括監控所述進氣集氣室中的空氣壓力；以及當所述進氣集氣室中的空氣壓力大于預定閾值時，命令所述兩級可變升程控制裝置從高升程氣門打開位置切換到低升程氣門打開位置。
5.如權利要求4所述的方法，還包括在命令所述兩級可變升程控制裝置從高升程氣門打開位置切換到低升程氣門打開位置之后，將燃料注入正時和點燃正時轉變到與在均勻充氣壓縮點燃燃料模式下操作相應的狀態。
6.如權利要求1所述的方法，其中，命令從第一燃燒模式轉變到第二燃燒模式包括命令從均勻充氣壓縮點燃燃燒模式轉變到火花點燃燃料模式。
7.如權利要求6所述的方法，還包括在開始關閉所述多個輔助節氣門的同時關閉位于所述多個輔助節氣門上游的進氣集氣室中的主節氣門。
8.如權利要求7所述的方法，其中，命令所述兩級可變升程控制裝置從所述兩步分立級的第一級切換到所述兩步分立級的第二級包括在命令從均勻充氣壓縮點燃燃燒模式轉變到火花點燃燃料模式的同時，命令所述兩級可變升程控制裝置從低升程氣門打開位置切換到高升程氣門打開位置。
9.如權利要求8所述的方法，還包括在命令所述兩級可變升程控制裝置從低升程氣門打開位置切換到高升程氣門打開位置的同時，將燃料注入正時和點燃正時轉變到與在火花點燃燃料模式下操作相應的狀態。
10.一種在內燃發動機中實現從第一燃燒模式轉變到第二燃燒模式的方法，順序地包括關閉多個輔助節氣門，所述輔助節氣門被配置為控制到多個進氣門上游的多個通路的進氣空氣流量；調整所述多個輔助節氣門的位置以實現優選的空氣充氣；以及命令兩級可變升程控制裝置從第一分立級切換到第二分立級。
全文摘要
本發明涉及用于管理內燃發動機中的燃燒模式轉變的方法和設備，具體地，內燃發動機包括兩級可變升程控制裝置，其被配置為將進氣門和排氣門的氣門升程幅度控制為兩個分立級中的一個，所述兩個分立級包括低升程氣門打開位置和高升程氣門打開位置。一種用于操作所述發動機的方法包括命令從第一燃燒模式轉變到第二燃燒模式。當命令轉變時，開始關閉被配置為控制到多個進氣門上游的多個進氣通路的進氣空氣流量的多個輔助節氣門。然后調整所述多個輔助節氣門的位置以實現優選的空氣充氣。然后，命令兩級可變升程控制裝置從兩步分立級的第一級切換到兩步分立級的第二級。
文檔編號F02D9/02GK102400796SQ20111026530
公開日2012年4月4日 申請日期2011年9月8日 優先權日2010年9月8日
發明者W. 布朗 A., 常 C-F., 康 J-M. 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司