專利名稱：具有hcci發(fā)動機的混合動力系統(tǒng)中的瞬態(tài)燃燒噪聲控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合動力系統(tǒng)，其包括可運行在HCCI燃燒模式的發(fā)動機和扭矩
產(chǎn)生裝置。
背景技術(shù)：
在本節(jié)中的描述僅僅提供與本發(fā)明相關(guān)的背景信息，而不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。已知的火花-點火(Si)發(fā)動機將空氣/燃料混合物引入每個氣缸中，它們在壓縮沖程中被壓縮并且由火花塞點燃。已知的壓燃式發(fā)動機在壓縮沖程的上止點(TDC)附近將加壓的燃料噴射到燃燒氣缸中，這些燃料在噴射后燃燒。汽油機和柴油機兩者的燃燒均涉及由流體力學(xué)控制的預(yù)混或者擴散的火焰。SI發(fā)動機可運行在多種不同的燃燒模式下，包括均質(zhì)SI燃燒模式和分層充氣SI 燃燒模式。SI發(fā)動機可構(gòu)造成在預(yù)定的速度/負(fù)荷運行條件下，運行在均質(zhì)壓燃(HCCI)燃燒模式，其還稱為受控自燃燃燒。HCCI燃燒包括由氧化化學(xué)作用所控制的分布式無焰的自燃燃燒過程。運行在HCCI燃燒模式下的發(fā)動機具有氣缸充氣，其優(yōu)選在進氣門關(guān)閉時在成分、溫度以及剩余排氣方面是均質(zhì)的。HCCI燃燒是一種分布式動力受控的燃燒過程，其中發(fā)動機運行在稀薄的空氣/燃料混合物下，也就是貧的化學(xué)計量空氣/燃料點，而且處于相對低的峰值燃燒溫度，從而產(chǎn)生低的NOx排放。該均質(zhì)空氣/燃料混合物使得形成煙霧和微粒排放的濃區(qū)域的出現(xiàn)最小化。在發(fā)動機運行中，通過有選擇地調(diào)節(jié)節(jié)氣門的位置以及進氣門和排氣門的打開和關(guān)閉來控制發(fā)動機氣流。在如此裝備的發(fā)動機系統(tǒng)中，進氣門和排氣門的打開和關(guān)閉可采用可變閥致動系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)，該可變閥致動系統(tǒng)包括可變凸輪相位和可選擇的多級閥門升程，例如提供兩個或更多閥門升程位置的多級凸輪凸角。與節(jié)氣門位置改變相反，多級閥門升程機構(gòu)的閥門位置的變化是離散變化，而不是連續(xù)的。當(dāng)發(fā)動機運行在HCCI燃燒模式時，發(fā)動機運行在貧的或者化學(xué)計量的空燃比操作中，其中節(jié)氣門較寬的打開以最小化發(fā)動機泵送損失。在HCCI燃燒模式下的發(fā)動機扭矩響應(yīng)受到充氣溫度和成分的限制。因此，如果運行條件發(fā)生突然改變，例如需求扭矩的突然增加，對扭矩需求的響應(yīng)受到較慢的氣門正時和廢氣再循環(huán)(EGR)響應(yīng)的限制。當(dāng)發(fā)動機響應(yīng)于扭矩需求而被控制時，會產(chǎn)生討厭的燃燒噪聲或者響聲。在具體的實施例中，壓燃式發(fā)動機運行在15:1和22:1，和更大的范圍的較高幾何壓縮比下。高壓縮比增加了壓燃發(fā)動機的熱效率。壓燃式發(fā)動機通過將未節(jié)流的空氣引入燃燒室中來進行操作，從而通過減少泵送損失來增加效率。在壓燃式發(fā)動機中，通過對燃油噴射定時來控制點燃正時，公知為至燃燒室內(nèi)的噴射開始(S0I)，在壓縮沖程結(jié)束附近，當(dāng)燃燒室內(nèi)捕獲的空氣處于或者高于燃料的自燃溫度時或者燃燒開始(SOC)時。燃燒過程的熱釋放導(dǎo)致缸內(nèi)壓力增加，以與點燃式發(fā)動機相同的方式，迫使活塞向下。壓燃式發(fā)動機的一個實施例包括發(fā)動機運行在預(yù)混-充氣壓燃(PCCI)燃燒模式中。PCCI燃燒模式與壓燃式燃燒系統(tǒng)相結(jié)合，具有較高流速的冷卻廢氣再循環(huán)(EGR)和較早的SOI定時。結(jié)合高的EGR率和較早的SOI會導(dǎo)致在SOC之前較長的著火延遲期。在 PCCI燃燒期間，著火延遲期超過燃料噴射持續(xù)時間，會導(dǎo)致在SOC處的預(yù)混燃燒事件。燃料和空氣的充分預(yù)混合，與較高的EGR流速一起，降低了有助于顆粒物質(zhì)形成的局部富區(qū)域的形成。較高的EGR率作為充氣稀釋，會將燃燒溫度抑制低于形成大量NOx的溫度。在發(fā)動機運行在HCCI或者PCCI燃燒模式下，在低負(fù)荷到高負(fù)荷之間的轉(zhuǎn)變是復(fù)雜的。發(fā)動機控制模塊必須調(diào)整多個裝置的致動，以便提供不令人討厭的燃燒過程。在低到高負(fù)荷要求的轉(zhuǎn)變期間，充氣溫度和成分的改變受到凸輪定相中時間-速率改變、氣門正時和EGR流的限制。直到實現(xiàn)了所需的充氣溫度和成分，可能發(fā)生不完全燃燒或者響聲， 從而分別導(dǎo)致扭矩干擾和令人討厭的燃燒噪聲。

發(fā)明內(nèi)容
一種控制直噴內(nèi)燃發(fā)動機和扭矩機械的方法，其中該內(nèi)燃機和扭矩機械構(gòu)造城響應(yīng)于操作者的扭矩需求將扭矩傳送到傳動系統(tǒng)上，該方法包括運行直噴式內(nèi)燃發(fā)動機以傳送扭矩到傳動系統(tǒng)中，監(jiān)測操作者扭矩需求，確定與操作者扭矩需求相關(guān)的時間常數(shù)，檢測與操作者扭矩需求相關(guān)的快速的瞬變狀態(tài)，提供與操作者扭矩需求和所述時間常數(shù)成函數(shù)關(guān)系的受限的發(fā)動機扭矩命令，且在快速的瞬變狀態(tài)期間控制發(fā)動機運行以實現(xiàn)所述受限的發(fā)動機扭矩命令，和響應(yīng)于電動機扭矩命令來運行扭矩機械，該電動機扭矩命令對應(yīng)于在操作者扭矩需求和受限的發(fā)動機扭矩命令之間的差異。 本發(fā)明提供下列技術(shù)方案。技術(shù)方案1 一種用于控制直噴式內(nèi)燃發(fā)動機以及扭矩機械的方法，該內(nèi)燃發(fā)動機和扭矩機械構(gòu)造成響應(yīng)于操作者扭矩需求傳送扭矩到傳動系統(tǒng)，該方法包括
操作所述直噴式內(nèi)燃發(fā)動機以傳送扭矩到所述傳動系統(tǒng)； 監(jiān)測所述操作者扭矩需求； 確定與所述操作者扭矩需求相關(guān)的時間常數(shù)； 檢測與所述操作者扭矩需求相關(guān)的快速的瞬變狀態(tài)；
提供作為所述操作者扭矩需求和所述時間常數(shù)的函數(shù)的限制的發(fā)動機扭矩命令；和在快速的瞬變狀態(tài)期間，控制發(fā)動機運行以實現(xiàn)所述限制的發(fā)動機扭矩命令，并且響應(yīng)于電動機扭矩命令來運行所述扭矩機械，所述電動機扭矩命令對應(yīng)于在所述操作者扭矩需求和所述限制的發(fā)動機扭矩命令之間的差。技術(shù)方案2 如技術(shù)方案1所述的方法，其中操作所述直噴式內(nèi)燃發(fā)動機包括使所述直噴式內(nèi)燃發(fā)動機運行在均質(zhì)充氣壓燃燃燒模式下。技術(shù)方案3 如技術(shù)方案1所述的方法，其中操作所述直噴式內(nèi)燃發(fā)動機包括使所述直噴式內(nèi)燃發(fā)動機運行在預(yù)混充氣壓燃燃燒模式下。技術(shù)方案4 如技術(shù)方案1所述的方法，其中檢測與所述操作者扭矩需求相關(guān)的所述快速的瞬變狀態(tài)包括檢測所述操作者扭矩需求中的時間-速率變化超出預(yù)定的時間-速
率變化。技術(shù)方案5 如技術(shù)方案1所述的方法，其中確定與所述操作者扭矩需求相關(guān)的時間常數(shù)包括，基于所述操作者扭矩需求、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和發(fā)動機參數(shù)確定所述時間常數(shù)。技術(shù)方案6 如技術(shù)方案5所述的方法，其中基于所述操作者扭矩需求、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和發(fā)動機參數(shù)確定所述時間常數(shù)包括確定發(fā)動機致動器的響應(yīng)時間。技術(shù)方案7 如技術(shù)方案1所述的方法，其中通過所述時間常數(shù)調(diào)節(jié)所述操作者扭矩需求以提供所述限制的發(fā)動機扭矩命令包括，在過濾器中采用所述時間常數(shù)以減弱所述操作者扭矩需求從而確定所述限制的發(fā)動機扭矩命令。技術(shù)方案8 一種用于操作可在均質(zhì)充氣壓燃燃燒模式下運行的直噴式內(nèi)燃發(fā)動機并一致地操作扭矩機械的方法，該直噴式內(nèi)燃發(fā)動機和扭矩機械構(gòu)造成響應(yīng)操作者扭矩需求共同地傳送扭矩到傳動系統(tǒng)，該方法包括；
監(jiān)測操作者扭矩需求；
檢測與所述操作者扭矩需求相關(guān)的低到高扭矩的快速瞬變狀態(tài)；和在所述低到高扭矩的快速瞬變狀態(tài)期間，限制至所述直噴式內(nèi)燃發(fā)動機的發(fā)動機扭矩命令，并且響應(yīng)于所述操作者扭矩需求為所述扭矩機械提供電動機扭矩命令。技術(shù)方案9 如技術(shù)方案8所述的方法，其中限制所述發(fā)動機扭矩命令包括過濾所述操作者扭矩需求。技術(shù)方案10 如技術(shù)方案9所述的方法，其中過濾所述操作者扭矩需求在均質(zhì)充氣的壓燃發(fā)動機運行中保持可接受的燃燒噪聲限制。技術(shù)方案11 如技術(shù)方案9所述的方法，其中所述電動機扭矩命令包括在所述操作者扭矩需求和所述限制的發(fā)動機扭矩命令之間的差異。技術(shù)方案12 —種響應(yīng)于操作者扭矩需求提供扭矩到傳動系統(tǒng)的裝置，其包括 混合動力系統(tǒng)，其包括直噴式內(nèi)燃發(fā)動機、電動機、傳動系統(tǒng)和可操作連接到所述發(fā)動
機、所述電動機和所述傳動系統(tǒng)的變速器，其中所述傳動系統(tǒng)接收來自所述變速器的扭矩， 所述扭矩包括發(fā)動機輸出扭矩和電動機輸出扭矩的總和；和用于所述混合動力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其包括
響應(yīng)于發(fā)動機扭矩命令以控制所述發(fā)動機輸出扭矩的發(fā)動機控制模塊， 響應(yīng)于電動機扭矩命令以控制所述電動機輸出扭矩的電動機控制模塊， 基于所述操作者扭矩需求和預(yù)定的時間常數(shù)提供限制的發(fā)動機扭矩命令的過濾器模
塊；
檢測所述操作者扭矩需求超過預(yù)定閾值的時間-速率變化的快速瞬變狀態(tài)檢測模塊； 發(fā)動機切換模塊，其響應(yīng)于檢測所述操作員扭矩需求超出所述預(yù)定閾值的時間-速率變化，用以提供所述限制的發(fā)動機扭矩命令作為給所述發(fā)動機控制模塊的所述發(fā)動機扭矩命令，
電動機切換模塊，其響應(yīng)于檢測所述操作員扭矩需求超出所述預(yù)定閾值的時間-速率變化，用以提供所述操作者扭矩需求和所述限制的發(fā)動機扭矩命令之間的差值作為給所述發(fā)動機控制模塊的電動機扭矩命令，和
提供操作者扭矩需求的操作者扭矩需求模塊。


參見附圖，通過舉例方式，一個或多個實施例現(xiàn)在將得到描述，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例構(gòu)造的內(nèi)燃發(fā)動機和相應(yīng)的發(fā)動機控制模塊的剖視圖； 圖2是在低到高的快速瞬變狀態(tài)期間，從運行在HCCI燃燒模式的已知發(fā)動機中獲取的圖解數(shù)據(jù)，包括燃料燃燒階段的發(fā)動機參數(shù)狀態(tài)和響聲指數(shù)。圖3是根據(jù)本發(fā)明的，包括發(fā)動機和扭矩機械的混合動力系統(tǒng)的示意描述。圖4根據(jù)本發(fā)明，圖示地描述了包括混合動力系統(tǒng)的車輛的運行，例如，參見圖1 和圖3所述的，響應(yīng)于包括快速瞬變狀態(tài)的操作者的扭矩需求。圖5根據(jù)本發(fā)明，圖示地描述了具有發(fā)動機的車輛的運行，其中發(fā)動機運行在 HCCI燃燒模式下并且具有動力增加裝置，例如渦輪增壓器，描述了在快速瞬變狀態(tài)期間，隨著時間的操作者扭矩需求和進氣歧管壓力；和
圖6是根據(jù)本發(fā)明的混合動力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的示意圖，該混合動力系統(tǒng)包括在快速瞬變期間運行在HCCI燃燒模式下的發(fā)動機，并且由電動機扭矩增補的受限的發(fā)動機扭矩優(yōu)選作為算法代碼在發(fā)動機模塊中執(zhí)行。
具體實施例方式現(xiàn)在參見附圖，其中附圖描述的目的僅僅為了說明某些示例性實施例，而不是為了限制本發(fā)明，圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例構(gòu)造的內(nèi)燃發(fā)動機10和伴隨的發(fā)動機控制模塊5 的剖視示意圖。發(fā)動機10可選擇地運行在多個燃燒模式下，包括均質(zhì)充氣壓燃(HCCI)燃燒模式和均質(zhì)點燃燃燒模式(Si)。發(fā)動機10可選擇地運行在化學(xué)計量的空燃比和基本上貧的化學(xué)計算的空燃比下。本發(fā)明可應(yīng)用于不同的內(nèi)燃發(fā)動機系統(tǒng)和燃燒循環(huán)。示例的發(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中可往復(fù)滑動移動的活塞14，這限定了可變?nèi)莘e的燃燒室16。每個活塞14連接到旋轉(zhuǎn)曲軸12上，借此直線往復(fù)運動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運動。進氣系統(tǒng)提供進氣到進氣歧管四中，其引導(dǎo)和分配空氣進入內(nèi)燃發(fā)動機16的進氣管道中。進氣系統(tǒng)具有氣流管道以及用于監(jiān)測并控制氣流的裝置。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)選包括電子控制裝置，該裝置響應(yīng)于來自發(fā)動機控制模塊5的控制信號(ETC)控制到發(fā)動機10的氣流。在進氣歧管36中的壓力傳感器36構(gòu)造來監(jiān)測歧管絕對壓力和大氣壓。外部的流道從發(fā)動機排氣中再循環(huán)排出氣體到進氣歧管四中，并且具有稱為廢氣再循環(huán)(EGR)閥38的流量控制閥。通過控制EGR閥38的打開，發(fā)動機控制模塊5可操作來控制進入進氣歧管四的排氣質(zhì)量流量。從進氣歧管四進入燃燒室16的氣流由一個或多個進氣門20控制。從燃燒室16 排出的到排氣歧管39的排氣流由一個或多個排氣門18控制。發(fā)動機10裝配有控制和調(diào)整進氣及排氣門20和18的開閉的系統(tǒng)。在一個實施例中，通過分別控制進氣和排氣可變凸輪相位/可變升程控制(VCP/VLC)裝置22和M，進氣及排氣門20和18的開閉得到控制和調(diào)整。進氣和排氣VCP/VLC裝置22和M構(gòu)造來分別控制和運行進氣凸輪軸21和排氣凸輪軸23。進氣和排氣凸輪軸21和23的旋轉(zhuǎn)與曲軸12的旋轉(zhuǎn)相關(guān)聯(lián)并且受其指引，從而將進氣及排氣門20和18的開閉與曲軸12和活塞14的位置相關(guān)連。進氣VCP/VLC裝置22優(yōu)選包括響應(yīng)于來自發(fā)動機控制模塊5的控制信號 (INTAKE)，可操作以切換和控制進氣門20的閥門升程(VLC)和可變地調(diào)控每個氣缸15的進氣凸輪軸21的相位(VCP)的機構(gòu)。排氣VCP/VLC裝置M優(yōu)選包括響應(yīng)于來自發(fā)動機控制模塊5的控制信號(EXHAUST)，可操作以可變地切換和控制排氣門18的閥門升程(VLC)和可變地調(diào)控每個氣缸15的排氣凸輪軸23的相位(VCP)的可控機構(gòu)。
進氣和排氣VCP/VLC裝置22和M每個優(yōu)選包括可控的兩級VLC機構(gòu)，其可操作以將閥門升程的大小，或者進氣及排氣門20和18的開度分別控制為兩個離散的階段中的一個。兩個離散的階段優(yōu)選包括優(yōu)選用于低速、低負(fù)荷運行的低升程閥門打開位置(在一個實施例中大約4-6mm)，和優(yōu)選用于高速、高負(fù)荷運行的高升程閥門打開位置(在一個實施例中大約8-13mm)。進氣和排氣VCP/VLC裝置22和M每個優(yōu)選包括可變凸輪相位(此后稱 VCP)機構(gòu)，以分別控制和調(diào)整進氣門20和排氣門18的開閉的相位(即相對定時)。調(diào)整相位是指在相應(yīng)的汽缸15中，相對于曲軸12和活塞14的位置，切換進氣及排氣門20和18的打開定時。進氣和排氣VCP/VLC裝置22和M的VCP機構(gòu)每個優(yōu)選具有曲柄旋轉(zhuǎn)的大約60 度到90度范圍的相位權(quán)限，因而允許發(fā)動機控制模塊5相對于每個氣缸15的活塞14的位置，提前和延遲進氣及排氣門20和18中一個的開閉。相位權(quán)限的范圍由進氣和排氣VCP/ VLC裝置22和M定義和限制。進氣和排氣VCP/VLC裝置22和M包括凸輪軸位置傳感器， 以確定進氣和排氣凸輪軸21和23的旋轉(zhuǎn)位置。由發(fā)動機控制模塊5控制，利用電動液壓的、液壓的和電控制作用力中的一個致動該VCP/VLC裝置22和24。發(fā)動機10包括燃料噴射系統(tǒng)，其具有多個高壓燃料噴射器觀，每個噴射器均構(gòu)造成響應(yīng)于發(fā)動機控制模塊5的信號(INJ_PW)直接噴射大量的燃料到其中一個燃燒室16中。 由燃料分配系統(tǒng)供給加壓燃料到燃料噴射器觀中。發(fā)動機10包括火花點火系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)，火花能量可以被提供給火花塞26，以響應(yīng)于發(fā)動機控制模塊5的信號(IGN)點燃或者輔助點燃每個燃燒室16中的氣缸充氣。發(fā)動機10可包括動力增加裝置44，例如渦輪增壓器或者增壓器，用于增加進入進氣歧管四的氣流。動力增加裝置44為渦輪增壓器并且具有殼體，其包括由中間軸間隔開并且互連的壓縮器葉輪和渦輪。該渦輪和壓縮器葉輪由多個葉片構(gòu)成，以接收和控制排氣流和進氣流。渦輪位于排氣流中，使得渦輪的葉片接受排氣流，從而導(dǎo)致渦輪的旋轉(zhuǎn)運動。渦輪具有可調(diào)葉片，以幫助增加、保持和降低渦輪的旋轉(zhuǎn)運行，這可由控制模塊5的信號(VGT)進行控制。葉片角度由VGT位置傳感器測量。渦輪的旋轉(zhuǎn)運動帶動中間軸旋轉(zhuǎn)， 從而引起壓縮器葉輪的旋轉(zhuǎn)。壓縮器葉輪位于進氣系統(tǒng)內(nèi)。當(dāng)壓縮器葉輪旋轉(zhuǎn)時，葉片使得進氣系統(tǒng)內(nèi)的空氣加速，從而增加進氣氣流以及進氣歧管四內(nèi)的絕對壓力。動力增加裝置44為增壓器并且包括直接連接到曲軸12上并且位于進氣系統(tǒng)內(nèi)的壓縮機。該壓縮機可為葉輪式(如上所述)，螺旋式或者本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的其他壓縮機。直接驅(qū)動可以是與其他旋轉(zhuǎn)元件互聯(lián)的皮帶或者軸驅(qū)動，這些旋轉(zhuǎn)元件在發(fā)動機10 的曲軸內(nèi)部或連接到其上。因此，在發(fā)動機RPM和壓縮機轉(zhuǎn)速之間存在直接關(guān)系。當(dāng)壓縮機旋轉(zhuǎn)時，其加速在進氣系統(tǒng)內(nèi)的空氣，這會將進氣歧管內(nèi)的進氣流量增加到由控制模塊5 和信號(VGT)設(shè)置可控的水平。發(fā)動機10裝配有監(jiān)測發(fā)動機運行的多個傳感裝置，包括具有輸出轉(zhuǎn)速且可操作地監(jiān)測曲軸旋轉(zhuǎn)位置(在一個實施例中，即曲軸轉(zhuǎn)角和速度)的曲柄傳感器42，用于監(jiān)測燃燒的燃燒傳感器30，和用于監(jiān)測排氣的排氣傳感器40，通常是空燃比傳感器。燃燒傳感器 30具有可操作以監(jiān)測燃燒參數(shù)狀態(tài)的傳感器裝置并且描述為可操作地監(jiān)測缸內(nèi)燃燒壓力的氣缸壓力傳感器。燃燒傳感器30和曲柄傳感器42的輸出由發(fā)動機控制模塊5監(jiān)測，確定燃燒階段，即，相對于每個燃燒循環(huán)的每個氣缸15的曲軸12的曲柄轉(zhuǎn)角的燃燒壓力的定時。然而，燃燒階段還可通過本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的類似方法來確定。燃燒傳感器30
8還可由發(fā)動機控制模塊5監(jiān)測，以確定每個燃燒循環(huán)每個氣缸15的平均有效壓力(IMEP)。 優(yōu)選的，發(fā)動機10和發(fā)動機控制模塊5被機械化，以在每個氣缸點火事件期間，監(jiān)測和確定每個發(fā)動機氣缸15的IMEP的狀態(tài)?？蛇x擇地，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可利用其他的傳感系統(tǒng)來監(jiān)測其他燃燒參數(shù)的狀態(tài)，例如，離子-感應(yīng)點火系統(tǒng)和非侵入的氣缸壓力傳感器。控制模塊、模塊、控制器、控制單元、處理器和類似術(shù)語意味著下述中任何合適的一個或者多個的結(jié)合專用集成電路(ASIC)、電子電路、中央處理器(優(yōu)選微處理器)和執(zhí)行一個或多個軟件或者固件程序的相關(guān)的內(nèi)存和存儲器(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、適當(dāng)?shù)男盘栒{(diào)節(jié)和緩沖電路以及其他適當(dāng)?shù)奶峁┧龉δ艿牟考??？刂颇K5具有一組控制算法，包括儲存在內(nèi)存中并且執(zhí)行以提供所需功能的常駐軟件程序指令和標(biāo)定。該算法優(yōu)選在預(yù)置的循環(huán)周期期間執(zhí)行。算法由諸如中央處理器執(zhí)行，且可操作以監(jiān)測來自傳感器和其他聯(lián)網(wǎng)的控制模塊的輸入，并且執(zhí)行控制和診斷程序來控制致動器的運行。在正在運行的發(fā)動機和車輛運行期間，循環(huán)周期可以每隔一定間隔執(zhí)行，例如每3. 125,6. 25、12. 5、25和100毫秒?？蛇x擇的，響應(yīng)于事件的發(fā)生來執(zhí)行算法。在運行中，發(fā)動機控制模塊5監(jiān)測來自上述傳感器的輸入，以確定發(fā)動機參數(shù)的狀態(tài)。發(fā)動機控制模塊5構(gòu)造成接收操作者的輸入信號(例如，經(jīng)由加速踏板和制動踏板)， 以確定操作者扭矩需求。發(fā)動機控制模塊5監(jiān)測顯示發(fā)動機轉(zhuǎn)速和進氣溫度、冷卻劑溫度和其他環(huán)境條件的傳感器。發(fā)動機控制模塊5執(zhí)行儲存在其中的算法代碼以控制上述致動器來形成氣缸充氣，包括控制節(jié)氣門位置(ETC)、點火正時(IGN)、燃料噴射質(zhì)量和定時(INJ_PW)、控制再循環(huán)排氣(EGR)流量的EGR閥位置、進氣和/或排氣門定時和相位(分別為進氣和排氣)和在發(fā)動機上如此裝配的動力增加裝置(VGT)的調(diào)整。在一個實施例中，氣門正時和相位包括負(fù)的氣門重疊(NVO)和排氣門再打開的升程(在排氣再呼吸策略中)。在行進的車輛運行期間，發(fā)動機控制模塊5可操作以使得發(fā)動機10運行和停止，并且可操作以通過燃料和點火以及閥停用的控制來可選擇地使燃燒室15的一部分或者進氣及排氣門20和18的一部分停用。發(fā)動機控制模塊5可基于排氣傳感器40的反饋控制空燃比。在發(fā)動機運行在HCCI燃燒模式期間，節(jié)氣門34優(yōu)選大體上全開，其中發(fā)動機10 控制在貧的或者化學(xué)計量的空燃比下。進氣及排氣門20和18處于較低升程的閥門打開位置，并且進氣和排氣相位采用NVO運行。大體上全開的節(jié)氣門可包括完全未節(jié)流或者稍微節(jié)流的運行，以在進氣歧管四中產(chǎn)生真空來實現(xiàn)EGR流。在一個實施例中，氣缸充氣被控制為高的稀釋率，例如，大于氣缸充氣的40%。在發(fā)動機循環(huán)期間可執(zhí)行一個或多個燃料噴射事件，包括在壓縮階段期間至少一次噴射。在發(fā)動機運行在SI模式期間，控制節(jié)氣門34來調(diào)節(jié)氣流?？刂瓢l(fā)動機10為化學(xué)計量的空燃比，進氣及排氣門20和18處于較高升程的閥門打開位置，并且進氣和排氣升程定時以正的氣門重疊運行。優(yōu)選的，在發(fā)動機循環(huán)的壓縮階段期間實施燃料噴射事件，優(yōu)選大體上在TDC之前?；鸹c火優(yōu)選是在氣缸內(nèi)的充氣大體上為均質(zhì)時在燃料噴射之后的預(yù)定時間放電。發(fā)動機控制模塊5將發(fā)動機的運行轉(zhuǎn)換到與發(fā)動機10相關(guān)的優(yōu)選燃燒模式，以增加燃料效率和發(fā)動機穩(wěn)定性，和/或降低排放。其中一個發(fā)動機參數(shù)的變化，例如速度和負(fù)荷，會使發(fā)動機運行模式發(fā)生變化。發(fā)動機控制模塊5命令優(yōu)選燃燒模式發(fā)生與發(fā)動機運行模式變化相關(guān)的變化。在燃燒模式過渡期間，控制發(fā)動機10運行在優(yōu)選的空燃比下并且控制進氣流量以實現(xiàn)優(yōu)選的空燃比。這包括基于發(fā)動機在所選燃燒模式下運行來估計氣缸充氣?？刂乒?jié)氣門；34和進氣和排氣VCP/VLC裝置22和24，以基于估計的氣缸充氣實現(xiàn)進氣流率，包括在SI和HCCI燃燒模式之間的過渡期間。通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門34和進氣和排氣VCP/VLC裝置 22和M來控制氣流，以控制進氣及排氣門20和18的相位和升程。就進氣及排氣門20和 18的閥門相位和升程以及用于節(jié)氣門位置的節(jié)氣門34而言，在兩個燃燒模式下的運行需要進氣和排氣VCP/VLC裝置22和M的不同設(shè)定。圖1的示意圖還可用來描述壓燃式發(fā)動機，通常用10’表示，其可操作在壓縮點火 (Cl)和預(yù)混充氣壓縮點火(PCCI)模式之間。發(fā)動機10’在CI或者PCCI模式的運行不需要火花來對燃料/空氣充氣進行點火，并且運行在持續(xù)大開的節(jié)氣門位置，類似于HCCI燃燒的運行，如上所述。由于CI和PCCI燃燒模式都不需要節(jié)流控制或者火花塞點火，因此可去除火花塞沈和相關(guān)的控制。該CI發(fā)動機10’包括類似的剩余部件，其中包括發(fā)動機控制器5，該控制器控制從由一個或多個進氣門20控制的進氣歧管四進入燃燒室16的氣流。從燃燒室16出來排向排氣歧管39的排氣流由一個或多個排氣門18控制。該CI發(fā)動機10’裝配有可變凸輪相位/可變升程控制(VCP/VLC)裝置22和24，以控制操作相應(yīng)的進氣及排氣門20，18的進氣和排氣凸輪軸21，23。發(fā)動機控制模塊5具有類似的結(jié)構(gòu)并且 SI發(fā)動機10的控制如上定義。在CI模式下的發(fā)動機10’的運行包括進氣及排氣門20和18處于較高升程的閥門打開位置，以及進氣和排氣升程定時以正的氣門重疊運行。優(yōu)選的，在燃燒發(fā)生時，在發(fā)動機循環(huán)的壓縮階段期間，在TDC附近實施燃料噴射事件。在PCCI燃燒模式下的發(fā)動機10’的運行包括，在較低升程的閥門打開位置運行并且進氣和排氣相位以NVO操作。PCCI運行具有類似的取決于EGR的過渡運行特征，來幫助控制燃燒溫度和定時，如相對于HCCI燃燒在其他處所描述的，并且因而，在下文中描述的方法適用于PCCI燃燒模式。圖2是在低到高的快速瞬變狀態(tài)期間，從運行在HCCI燃燒模式下的已知發(fā)動機中取出的圖示數(shù)據(jù)，包括用于燃料的發(fā)動機參數(shù)狀態(tài)(INJ_PW)、燃燒相位和響聲指數(shù)。操作者扭矩需求的增加需要發(fā)動機負(fù)荷的增加，從而導(dǎo)致燃料參數(shù)增加，這允許發(fā)動機扭矩輸出匹配操作者扭矩需求。如果操作者扭矩需求在短時期發(fā)生變化，則可能導(dǎo)致快速的瞬變狀態(tài)。當(dāng)在操作者扭矩需求的時間-速率變化超過預(yù)定閾值時，發(fā)生快速瞬變狀態(tài)。該預(yù)定閾值與導(dǎo)致不能接受大小的可聽燃燒噪音的操作者扭矩需求的時間-速率變化相關(guān)，在一個實施例中燃燒噪音通過響聲指數(shù)表示。聽得見的燃燒噪聲是由于在發(fā)動機運行在包括進氣及排氣門被控制在低升程閥門打開位置的HCCI燃燒模式下在發(fā)動機內(nèi)不能產(chǎn)生足夠的充氣稀釋而引起的。如果基于發(fā)動機負(fù)荷和速度，響聲指數(shù)超過預(yù)定閾值，這會導(dǎo)致令人討厭的可聽噪聲并且可能是 HCCI燃燒的限制因素。如所示的，燃料參數(shù)在大約6毫克處開始穩(wěn)定狀態(tài)。在2秒標(biāo)記附近發(fā)生對應(yīng)于快速瞬變狀態(tài)的額外燃料要求。由于充氣溫度和成分受對排氣門18、進氣門 20和EGR響應(yīng)的調(diào)節(jié)的限制，燃料增加的需求導(dǎo)致燃燒相位的提前，從而導(dǎo)致響聲指數(shù)增加。由于閥門相位和EGR流率被調(diào)節(jié)以滿足響應(yīng)于操作者扭矩需求的新燃料參數(shù)所需的條件，在燃燒相位延遲的同時，響聲指數(shù)降低。在大約3. 2秒處，響聲指數(shù)和燃燒相位都被控制成適于所述新的燃料參數(shù)。對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是，上述描述沒有考慮到平穩(wěn)的瞬變響應(yīng)，由于提前的燃燒相位會導(dǎo)致發(fā)動機扭矩輸出的潛在擾動以及增加的可聽燃燒噪聲。為了防止上述狀況發(fā)生并響應(yīng)于快速的瞬變狀態(tài)促進平穩(wěn)的發(fā)動機運行，可對燃料命令(INJ_PW)增加過濾，從而在快速的瞬變狀態(tài)期間限制可用燃料的時間-速率變化。對燃料參數(shù)而言，限制可用燃料的時間-速率變化會導(dǎo)致發(fā)動機10不能匹配操作者扭矩需求的時間-速率變化，但是保持可接受的響聲指數(shù)以及燃燒相位狀態(tài)，導(dǎo)致雖然更緩慢但更平穩(wěn)的扭矩過渡響應(yīng)。圖3示意地描述了利用發(fā)動機10和扭矩機械145的一個實施例的混合動力系統(tǒng)。 應(yīng)該注意到混合動力系統(tǒng)是為了說明本發(fā)明，不應(yīng)該認(rèn)為構(gòu)成限制。發(fā)動機10可連接到傳動裝置100上，以將牽引力傳送到車輛的傳動系統(tǒng)105。在一個實施例中，傳動系統(tǒng)105包括機械地連接到軸120或者半軸上的差速齒輪裝置115，該軸120或半軸機械地連接到車輪 125上。差速齒輪裝置115連接到混合動力系統(tǒng)的輸出元件130上，該系統(tǒng)通常以135示出。傳動系統(tǒng)105通過車輪125在變速器100和路面之間傳送牽引力。混合動力系統(tǒng)135包括貯能裝置(ESD) 140，該貯能裝置140描述為儲存勢能的電池并且連接到一個或多個扭矩機械145上以在它們之間傳送動力，該扭矩機械145描述為電動機。當(dāng)ESD140和扭矩機械145包括電動發(fā)電機時，可在其間設(shè)置可控的功率變換器 150用于將電能從直流轉(zhuǎn)換為交流，以及從交流轉(zhuǎn)換回直流。扭矩機械145將儲能轉(zhuǎn)換為機械動力，并且將機械動力轉(zhuǎn)換為存儲在ESD140中的能量。發(fā)動機10轉(zhuǎn)換車輛儲存的燃料為機械動力。來自發(fā)動機10的機械動力可以傳遞給變速器100。來自扭矩機械145的機械動力可以傳遞給變速器100。來自傳動系統(tǒng)105的機械動力經(jīng)由輸出元件130可傳送給發(fā)動機 10，扭矩機械145和變速器100。傳送的機械動力可以為用于車輛推進的牽引扭矩的形式， 以及為與再生制動功能相關(guān)的車輛制動的反作用扭矩的形式。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，雖然描述并且詳細(xì)說明的是電動扭矩機械145，但是也可利用其他的扭矩裝置，例如液壓的或者機械的。此外，顯然可以利用其他混合動力結(jié)構(gòu)，例如，串聯(lián)混合，并聯(lián)混合或者復(fù)合混合驅(qū)動，并沒有背離本發(fā)明的范圍。利用發(fā)動機10與扭矩機械145相結(jié)合，以將扭矩傳送給傳動系統(tǒng)105，從而通過車輪125提供牽引扭矩。當(dāng)發(fā)動機10運行在HCCI燃燒模式時，燃燒相位受到氣缸充氣溫度和成分的影響。因此，保持氣缸充氣溫度和成分，對于與發(fā)動機扭矩有直接關(guān)系的相應(yīng)的燃燒相位來說是重要的。當(dāng)充氣溫度和成分不滿足特定的燃燒相位要求時，會導(dǎo)致燃燒回響以及聽得見的燃燒噪聲。在高負(fù)荷、高速度條件期間以及在快速的瞬變狀態(tài)期間，燃燒回響是對HCCI燃燒模式下發(fā)動機扭矩輸出的限制因素。而且，由于可聽燃燒噪聲的大小，在HCCI 燃燒模式下的發(fā)動機運行會受到限制，包括發(fā)動機轉(zhuǎn)換到運行在火花點燃燃燒模式下?？陕犎紵肼暱赏ㄟ^響聲指數(shù)參數(shù)化。圖4圖示描述了在包括混合動力系統(tǒng)的車輛中，例如參見圖1和3描述的，本發(fā)明實施例的運行情況，響應(yīng)于包括快速的瞬變狀態(tài)的操作者扭矩需求。操作者扭矩需求181開始于穩(wěn)態(tài)(L，Init)0操作者扭矩需求181包括低到高的快速瞬變狀態(tài)，需要在短期內(nèi)從初始狀態(tài)(L，Init)到最終狀態(tài)(L，F(xiàn)inal)的附加扭矩輸出。檢測到快速瞬變，并且向發(fā)動機控制模塊5提供限制的發(fā)動機扭矩命令170，以限制噴射的燃料量(INJ_PW)，從而控制發(fā)動機扭矩小于操作者扭矩需求181，進而保持平穩(wěn)的發(fā)動機運行以及防止在燃燒過程中過度的響聲。控制系統(tǒng)確定相對于操作者扭矩需求181不足的扭矩，并且指令電動機扭矩命令175增加以匹配該不足。因此，電動機扭矩命令175增補該限制的發(fā)動機扭矩命令170 以滿足操作者扭矩需求181。限制的發(fā)動機扭矩命令170和電動機扭矩命令175的結(jié)合允許，當(dāng)運行在HCCI燃燒模式下時，發(fā)動機10平穩(wěn)地增加扭矩輸出，并且滿足在一時間常數(shù)內(nèi)操作者扭矩需求181。電動機扭矩命令175繼續(xù)，直到發(fā)動機10基于時間常數(shù)能響應(yīng)于操作者扭矩需求181產(chǎn)生扭矩的這個時刻，如下所述。圖5圖示地描述了車輛中本發(fā)明的一個實施例的運行，其中發(fā)動機運行在HCCI燃燒模式下并且具有動力增加裝置44，例如渦輪增壓器，描述了如圖1和3所述的快速的瞬變狀態(tài)期間，隨著時間的操作者扭矩需求和進氣歧管壓力。已知高的進氣歧管壓力用于降低在HCCI燃燒模式下的燃燒噪聲。動力增加裝置 44，例如渦輪增壓器，能夠增加進氣歧管壓力，但是具有限制低到高的快速的扭矩瞬態(tài)的相對緩慢的時間響應(yīng)。操作者扭矩需求180開始于穩(wěn)態(tài)(To，hit)。操作者扭矩需求180包括低到高的快速的瞬變狀態(tài)，需要在短期內(nèi)從初始狀態(tài)(To，Init)到最終狀態(tài)(To，F(xiàn)inal) 的附加扭矩輸出。快速的瞬變狀態(tài)還表現(xiàn)在進氣歧管壓力曲線上，虛線表示所需的進氣歧管壓力185，其跟隨在操作者扭矩需求181曲線中基于發(fā)動機負(fù)荷和速度從初始壓力水平 (Po，hit)到預(yù)定的最終壓力水平(P0，F(xiàn)inal)的快速瞬變狀態(tài)的增長。快速的瞬變狀態(tài)被檢測，并且發(fā)動機控制模塊5限制燃料參數(shù)(INJ_PW)，以限制發(fā)動機10運行，直到由于系統(tǒng)的響應(yīng)時間的延遲導(dǎo)致實際的進氣歧管壓力190達(dá)到最終的壓力水平(Po，F(xiàn)inal)，該系統(tǒng)包括動力增加裝置。在限制的發(fā)動機扭矩命令170和操作者扭矩需求181之間的扭矩不足被確定，然后指令電動機扭矩命令175增加以匹配該不足。因此，電動機扭矩命令175增補了該限制的發(fā)動機扭矩命令170以滿足操作者扭矩需求181。限制的發(fā)動機扭矩命令170 和電動機扭矩命令175的結(jié)合允許當(dāng)運行在HCCI燃燒模式時，發(fā)動機10平穩(wěn)地增加扭矩輸出并且滿足在一時間常數(shù)內(nèi)的總的操作者扭矩需求180。電動機扭矩命令175繼續(xù)，直到發(fā)動機10基于時間常數(shù)能產(chǎn)生響應(yīng)于操作者扭矩需求181的扭矩的這個時刻，如下所述。圖6示意地示出了與混合動力系統(tǒng)的控制操作相關(guān)的控制方案，包括發(fā)動機響應(yīng)于操作者扭矩需求運行在HCCI燃燒模式下。示例的發(fā)動機參見圖1示出，并且示例的混合動力系統(tǒng)參見圖3示出。該控制方案包括時間常數(shù)模塊210、操作者扭矩需求模塊180、過濾器模塊230、快速的瞬變狀態(tài)檢測模塊220、有選擇地引導(dǎo)發(fā)動機扭矩命令到發(fā)動機控制模塊5的發(fā)動機切換模塊250，和有選擇地引導(dǎo)電動機扭矩命令到發(fā)動機控制模塊260的電動機切換模塊M0。該控制方案監(jiān)測來自模塊180的操作者扭矩需求181以檢測快速的瞬變狀態(tài)。當(dāng)檢測到快速的瞬變狀態(tài)時，控制方案將來自模塊180的操作者扭矩需求181分離成限制的發(fā)動機扭矩命令170和電動機扭矩命令175。在一個實施例中，基于對加速踏板的操作者輸入(踏板位置)和當(dāng)前發(fā)動機轉(zhuǎn)速(發(fā)動機轉(zhuǎn)速)來確定來自模塊180的操作者扭矩需求181?；趯铀偬ぐ宓牟僮髡咻斎?，當(dāng)前的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和發(fā)動機參數(shù)來確定來自模塊210的時間常數(shù)211。影響該時間常數(shù)的發(fā)動機參數(shù)可包括，例如，燃料噴射定時、火花定時和命令的EGR流量以及不同發(fā)動機致動器(例如廢氣再循環(huán)閥、渦輪增壓器、用于進氣和排氣門的可變凸輪相位器以及電子節(jié)氣門控制)的響應(yīng)時間。時間常數(shù)211是一個合成的術(shù)語，其考慮了上述發(fā)動機參數(shù)以及不同發(fā)動機致動器的響應(yīng)時間，以確保發(fā)動機10運行在小于預(yù)定限值的可接受的燃燒噪聲水平。來自模塊210的時間常數(shù)211輸入到過濾器模塊 230中，以產(chǎn)生在沒有過度燃燒噪聲情況下可實現(xiàn)的限制的發(fā)動機扭矩命令170。當(dāng)發(fā)動機切換模塊250處于第一“位置“時，操作者扭矩需求181是能夠未過濾地被傳送給發(fā)動機控制模塊5的連續(xù)參數(shù)。當(dāng)發(fā)動機切換模塊250處于第二位置時，發(fā)動機控制模塊5還可接收從過濾器模塊230輸出的限制的發(fā)動機扭矩命令170。通過利用時間常數(shù)211來減弱操作者扭矩需求，該過濾器模塊230用于確定限制的發(fā)動機扭矩命令170。 當(dāng)在快速的瞬變狀態(tài)檢測模塊220中發(fā)生低到高的快速瞬變狀態(tài)檢測時，本領(lǐng)域技術(shù)人員明白利用時間常數(shù)211以及過濾器模塊230來減弱操作者扭矩需求181。當(dāng)快速的瞬變狀態(tài)檢測模塊220沒有檢測到快速的瞬變狀態(tài)時，電動機切換模塊240處于第一的零扭矩要求“位置“。如果在模塊220檢測到快速的瞬變，利用加法函數(shù)280通過限制的發(fā)動機扭矩命令170與操作者扭矩需求181的差異來確定電動機扭矩命令175，并且該電動機扭矩命令175通過第二位置的電動機切換模塊240傳送到電動機控制模塊沈0?？焖俚乃沧儬顟B(tài)檢測模塊220具有離散的輸出，以啟用或者重置過濾器模塊230，并且在相應(yīng)的第一和第二位置之間切換電動機切換模塊240和發(fā)動機切換模塊250。在運行中，持續(xù)地監(jiān)測踏板位置和發(fā)動機轉(zhuǎn)速，以確定操作者扭矩需求181。踏板位置、發(fā)動機轉(zhuǎn)速以及其他的發(fā)動機工作參數(shù)被持續(xù)地監(jiān)測以確定時間常數(shù)211。如果在模塊220處未檢測到快速的瞬變狀態(tài)，電動機切換模塊240和發(fā)動機切換模塊250處于各自的第一位置，并且操作者扭矩需求181被直接傳送給控制模塊5。如上所述，通過控制不同的參數(shù)，包括燃料(INJ_PW)、點火定時(IGN)、EGR流量(EGR)、進氣和排氣VCP/VLC (分別為INTAKE、EXHAUST),控制模塊5響應(yīng)于操作者扭矩需求181，在不同的燃燒模式下，控制發(fā)動機10和動力增加裝置(VGT)(如果裝配的話)。通過比較操作者扭矩需求181與來自過濾器模塊230的限制的發(fā)動機扭矩命令 170，在模塊220檢測快速的瞬變狀態(tài)。如果快速的瞬變狀態(tài)存在，通過將電動機和發(fā)動機切換模塊240和250分別切換到相應(yīng)的第二位置并且啟動過濾器模塊230的運行，開始低到高的扭矩過渡。確定時間常數(shù)211并且將其輸入到過濾器模塊230中。如上所述，過濾器模塊230采用時間常數(shù)211來產(chǎn)生限制的發(fā)動機扭矩命令170，從而防止或者最小化在 HCCI燃燒過程中過度的燃燒噪聲，并且保持平穩(wěn)的發(fā)動機運行。由于發(fā)動機切換模塊250處于第二離散位置，發(fā)動機控制模塊5從過濾器模塊230 接收限制的發(fā)動機扭矩命令170，并且基于限制的發(fā)動機扭矩命令170控制發(fā)動機10。加法函數(shù)280確定電動機扭矩命令175作為操作者扭矩需求181與限制的發(fā)動機扭矩命令170 之間的差異，并且通過電動機控制模塊MO的第二位置將該電動機扭矩命令175輸入到電動機控制模塊沈0。電動機控制模塊260例如經(jīng)由電動機電流命令I(lǐng)mtk指令扭矩機械145 來產(chǎn)生電動機扭矩命令175。限制的發(fā)動機扭矩命令170和電動機扭矩命令175的結(jié)合實現(xiàn)所需求的速度和大小的操作者扭矩需求181。因為這是一個迭代的過程，在不超出來自過濾器模塊230的限制的發(fā)動機扭矩命令170的情況下，當(dāng)發(fā)動機10變得能夠產(chǎn)生操作者扭矩需求181，并且具有來自扭矩機械145的幫助時，快速的瞬變狀態(tài)停止被檢測到。當(dāng)快速的瞬變狀態(tài)檢測模塊220檢測到快速的瞬變狀態(tài)已經(jīng)終止時，電動機和發(fā)動機切換模塊240和250分別返回到各自的第一位置，并且過濾器模塊230被重置。因此， 發(fā)動機切換模塊250將無限制的操作者扭矩需求181傳送到發(fā)動機控制模塊5，并且電動機切換模塊240不再提供輸入到電動機控制模塊沈0。因此，控制結(jié)構(gòu)允許發(fā)動機10在低到高的快速瞬變狀態(tài)期間運行在HCCI燃燒模式下，同時在大小和速率方面滿足操作者扭矩需求181而沒有過分的燃燒噪聲。本發(fā)明已經(jīng)描述了一些優(yōu)選實施例和對其進行的修改。在閱讀和理解本說明書后，本領(lǐng)域其他技術(shù)人員可想到進一步的修改和變更。因此，本發(fā)明并不意圖受限于作為實施本發(fā)明的最佳方式而公開的具體實施例，而是本發(fā)明將包括落入所附的權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實施例。
權(quán)利要求
1.一種用于控制直噴式內(nèi)燃發(fā)動機以及扭矩機械的方法，該內(nèi)燃發(fā)動機和扭矩機械構(gòu)造成響應(yīng)于操作者扭矩需求傳送扭矩到傳動系統(tǒng)，該方法包括操作所述直噴式內(nèi)燃發(fā)動機以傳送扭矩到所述傳動系統(tǒng)； 監(jiān)測所述操作者扭矩需求； 確定與所述操作者扭矩需求相關(guān)的時間常數(shù)； 檢測與所述操作者扭矩需求相關(guān)的快速的瞬變狀態(tài)；提供作為所述操作者扭矩需求和所述時間常數(shù)的函數(shù)的限制的發(fā)動機扭矩命令；和在快速的瞬變狀態(tài)期間，控制發(fā)動機運行以實現(xiàn)所述限制的發(fā)動機扭矩命令，并且響應(yīng)于電動機扭矩命令來運行所述扭矩機械，所述電動機扭矩命令對應(yīng)于在所述操作者扭矩需求和所述限制的發(fā)動機扭矩命令之間的差。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中操作所述直噴式內(nèi)燃發(fā)動機包括使所述直噴式內(nèi)燃發(fā)動機運行在均質(zhì)充氣壓燃燃燒模式下。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中操作所述直噴式內(nèi)燃發(fā)動機包括使所述直噴式內(nèi)燃發(fā)動機運行在預(yù)混充氣壓燃燃燒模式下。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中檢測與所述操作者扭矩需求相關(guān)的所述快速的瞬變狀態(tài)包括檢測所述操作者扭矩需求中的時間-速率變化超出預(yù)定的時間-速率變化。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中確定與所述操作者扭矩需求相關(guān)的時間常數(shù)包括， 基于所述操作者扭矩需求、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和發(fā)動機參數(shù)確定所述時間常數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中基于所述操作者扭矩需求、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和發(fā)動機參數(shù)確定所述時間常數(shù)包括確定發(fā)動機致動器的響應(yīng)時間。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中通過所述時間常數(shù)來調(diào)節(jié)所述操作者扭矩需求以提供所述限制的發(fā)動機扭矩命令包括，在過濾器中采用所述時間常數(shù)以減弱所述操作者扭矩需求從而確定所述限制的發(fā)動機扭矩命令。
8.一種用于操作可在均質(zhì)充氣壓燃燃燒模式下運行的直噴式內(nèi)燃發(fā)動機并一致地操作扭矩機械的方法，該直噴式內(nèi)燃發(fā)動機和扭矩機械構(gòu)造成響應(yīng)操作者扭矩需求共同地傳送扭矩到傳動系統(tǒng)，該方法包括；監(jiān)測操作者扭矩需求；檢測與所述操作者扭矩需求相關(guān)的低到高扭矩的快速瞬變狀態(tài)；和在所述低到高扭矩的快速瞬變狀態(tài)期間，限制至所述直噴式內(nèi)燃發(fā)動機的發(fā)動機扭矩命令，并且響應(yīng)于所述操作者扭矩需求為所述扭矩機械提供電動機扭矩命令。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中限制所述發(fā)動機扭矩命令包括過濾所述操作者扭矩需求。
10.一種響應(yīng)于操作者扭矩需求提供扭矩到傳動系統(tǒng)的裝置，其包括混合動力系統(tǒng)，其包括直噴式內(nèi)燃發(fā)動機、電動機、傳動系統(tǒng)和可操作連接到所述發(fā)動機、所述電動機和所述傳動系統(tǒng)的變速器，其中所述傳動系統(tǒng)接收來自所述變速器的扭矩， 所述扭矩包括發(fā)動機輸出扭矩和電動機輸出扭矩的總和；和用于所述混合動力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其包括響應(yīng)于發(fā)動機扭矩命令以控制所述發(fā)動機輸出扭矩的發(fā)動機控制模塊， 響應(yīng)于電動機扭矩命令以控制所述電動機輸出扭矩的電動機控制模塊，基于所述操作者扭矩需求和預(yù)定的時間常數(shù)提供限制的發(fā)動機扭矩命令的過濾器模塊；檢測所述操作者扭矩需求超過預(yù)定閾值的時間-速率變化的快速瞬變狀態(tài)檢測模塊； 發(fā)動機切換模塊，其響應(yīng)于檢測所述操作員扭矩需求超出所述預(yù)定閾值的時間-速率變化，用以提供所述限制的發(fā)動機扭矩命令作為給所述發(fā)動機控制模塊的所述發(fā)動機扭矩命令，電動機切換模塊，其響應(yīng)于檢測所述操作員扭矩需求超出所述預(yù)定閾值的時間-速率變化，用以提供所述操作者扭矩需求和所述限制的發(fā)動機扭矩命令之間的差值作為給所述發(fā)動機控制模塊的電動機扭矩命令，和提供操作者扭矩需求的操作者扭矩需求模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有HCCI發(fā)動機的混合動力系統(tǒng)中的瞬態(tài)燃燒噪聲控制，提供一種用于控制構(gòu)造來響應(yīng)操作者扭矩需求傳送扭矩到傳動系統(tǒng)的直噴式內(nèi)燃發(fā)動機以及扭矩機械的方法，該方法包括操作直噴式內(nèi)燃發(fā)動機以傳送扭矩到傳動系統(tǒng)；監(jiān)測操作者扭矩需求；確定與所述操作者扭矩需求相關(guān)的時間常數(shù)；檢測與所述操作者扭矩需求相關(guān)的快速的瞬變狀態(tài)；提供作為所述操作者扭矩需求和所述時間常數(shù)的函數(shù)的限制的發(fā)動機扭矩命令；和在快速的瞬變條件期間，控制發(fā)動機運行以實現(xiàn)所述限制的發(fā)動機扭矩命令，并且響應(yīng)于電動機扭矩命令來運行所述扭矩機械，其中所述電動機扭矩命令對應(yīng)于在所述操作者扭矩需求和限制的發(fā)動機扭矩命令之間的差異。
文檔編號B60W10/08GK102233876SQ20111011386
公開日2011年11月9日 申請日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月4日
發(fā)明者常 C-F., 康 J-M., 張曼鋒 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司