專利名稱：Hcci發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中燃料噴射器的診斷系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火(HCCI)發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，更具體地，涉及用于直噴式 HCCI發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中燃料噴射器的診斷系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
本文提供的背景技術(shù)描述是為了從總體上介紹本發(fā)明的背景。發(fā)明人的一部分工 作在背景技術(shù)部分中被描述，這部分內(nèi)容以及在提交申請時該描述中不另構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的 方面，既不明確也不暗示地被承認(rèn)是破壞本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。
均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火(HCCI)發(fā)動機(jī)在汽缸內(nèi)燃燒空氣/燃料(A/F)混合物以產(chǎn)生 驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。HCCI發(fā)動機(jī)可在不同的燃燒模式下燃燒A/F混合物。例如，在HCCI燃燒模式 下，A/F混合物在被活塞壓縮時可以被自動點(diǎn)燃(即，壓縮點(diǎn)火)?？商娲兀?，在火花 點(diǎn)火(Si)燃燒模式下，A/F混合物可在活塞壓縮該A/F混合物之后由汽缸中的火花塞點(diǎn)燃。
與SI燃燒模式相比，HCCI燃燒模式可提高發(fā)動機(jī)效率和/或燃料經(jīng)濟(jì)性。然而， 為了減少燃燒噪聲和防止發(fā)動機(jī)因與HCCI相關(guān)的過度壓力增大而被損壞，HCCI操作可被 限于預(yù)定的HCCI操作區(qū)域。因此，壓力傳感器可實(shí)施在一個或多個汽缸中并可用于監(jiān)測汽 缸壓力，尤其是在HCCI燃燒模式期間。
HCCI燃燒模式可需要比SI燃燒模式更少的燃料。然而，HCCI燃燒模式還可能需 要比SI燃燒模式更精確的A/F比控制，以便防止排放物增加和/或噪音、振動和/或聲振 粗糙度(NVH)的增大。更具體地，HCCI燃燒模式期間的較低峰值溫度可能在燃料噴射未被 精確控制時導(dǎo)致燃料的不完全燃燒。
燃料的不完全燃燒可能在HCCI燃燒模式期間導(dǎo)致更多的一氧化碳(CO)和/或碳 氫化合物(HC)之類的催化劑前排放物。例如，在HCCI燃燒模式期間，增加的CO和/或HC 排放物可能分別由于不完全氧化和/或被困的裂隙氣體而更多。相反地，在HCCI燃燒模式 期間，不充分的燃料可能在燃燒期間導(dǎo)致增加的汽缸壓力，其可能導(dǎo)致增加的NVH。發(fā)明內(nèi)容
本節(jié)提供了本發(fā)明的一般概況，并不是其全部范圍或所有特征的全面公開。
用于均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火(HCCI)發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)包括燃料噴射器溫度確 定模塊和燃料噴射器控制模塊。燃料噴射器溫度確定模塊當(dāng)HCCI發(fā)動機(jī)在HCCI燃燒模式 下操作時基于第一溫度模型來確定燃料噴射器尖端的溫度，并且當(dāng)HCCI發(fā)動機(jī)在火花點(diǎn) 火(Si)燃燒模式下操作時基于第二溫度模型來確定燃料噴射器尖端的溫度。燃料噴射器 控制模塊基于確定的溫度和預(yù)定溫度閾值來控制燃料噴射器脈寬，其中，當(dāng)確定的溫度高 于預(yù)定溫度閾值時燃料噴射器脈寬增加。
用于控制均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火(HCCI)發(fā)動機(jī)的方法包括，當(dāng)HCCI發(fā)動機(jī)在HCCI燃 燒模式下操作時基于第一溫度模型來確定燃料噴射器尖端的溫度，當(dāng)HCCI發(fā)動機(jī)在火花 點(diǎn)火(Si)燃燒模式下操作時基于第二溫度模型來確定燃料噴射器尖端的溫度，并基于確定的溫度和預(yù)定溫度閾值來控制燃料噴射器脈寬，其中，當(dāng)確定的溫度高于預(yù)定溫度閾值 時燃料噴射器脈寬增加。
本發(fā)明還包括以下方案
方案1. 一種用于均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，包括
燃料噴射器溫度確定模塊，其當(dāng)所述均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)在均質(zhì)充量壓縮點(diǎn) 火燃燒模式下操作時基于第一溫度模型來確定燃料噴射器尖端的溫度，并且當(dāng)所述均質(zhì)充 量壓縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)在火花點(diǎn)火燃燒模式下操作時基于第二溫度模型來確定所述燃料噴射 器尖端的溫度；以及
燃料噴射器控制模塊，其基于所述確定的溫度和預(yù)定溫度閾值來控制燃料噴射器 脈寬，其中當(dāng)所述確定的溫度高于所述預(yù)定溫度閾值時所述燃料噴射器脈寬增加。
方案2.如方案1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料噴射器確定模塊 當(dāng)所述均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)正在燃燒模式之間進(jìn)行過渡時基于第三溫度模型來確定 所述燃料噴射器尖端的溫度。
方案3.如方案2所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，其中所述第一溫度模型包 括第一溫度范圍，其中所述第二溫度模型包括第二溫度范圍，其中所述第三溫度模型包括 第三溫度范圍，其中所述第一溫度范圍和所述第三溫度范圍的一部分小于所述第二溫度范 圍，其中所述第一溫度范圍的一部分小于所述第三溫度范圍。
方案4.如方案2所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料噴射器溫度確定 模塊基于到所述燃料噴射器的燃料流量和所述第一溫度模型、所述第二溫度模型和所述第 三溫度模型中的一個來確定所述燃料噴射器尖端的溫度。
方案5.如方案1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料噴射器控制模塊 基于所述確定的溫度和多個溫度閾值來控制所述燃料噴射器脈寬。
方案6.如方案5所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述多個溫度閾值中的每 一個均對應(yīng)于燃料密度和所述燃料噴射器的打開及關(guān)閉之一中的延遲中的一個。
方案7.如方案5所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述確定的溫度高于所 述多個溫度閾值中的一個時，所述燃料噴射器控制模塊增加所述燃料噴射器脈寬。
方案8.如方案1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括
燃燒模式確定模塊，其確定所述均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)的操作模式；
其中所述操作模式是所述火花點(diǎn)火燃燒模式、所述均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火燃燒模式和 在模式之間的過渡中的一個。
方案9.如方案8所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述燃燒模式確定模塊基 于節(jié)氣門位置、火花塞狀態(tài)和所述均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)的汽缸壓力中的至少一個來確 定所述均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)的操作模式。
方案10.如方案1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料噴射器控制模塊 通過生成脈寬調(diào)制控制信號來控制所述燃料噴射器脈寬。
方案11. 一種用于控制均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)的方法，包括
當(dāng)所述均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)在均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火燃燒模式下操作時基于第 一溫度模型來確定燃料噴射器尖端的溫度；
當(dāng)所述均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)在火花點(diǎn)火燃燒模式下操作時基于第二溫度模型來確定所述燃料噴射器尖端的溫度；以及
基于所述確定的溫度和預(yù)定溫度閾值來控制燃料噴射器脈寬，其中，當(dāng)所述確定 的溫度高于所述預(yù)定溫度閾值時所述燃料噴射器脈寬增加。
方案12.如方案11所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括
當(dāng)所述均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)正在燃燒模式之間進(jìn)行過渡時基于第三溫度模 型來確定所述燃料噴射器尖端的溫度。
方案13.如方案12所述的方法，其特征在于，其中所述第一溫度模型包括第一溫 度范圍，其中所述第二溫度模型包括第二溫度范圍，其中所述第三溫度模型包括第三溫度 范圍，其中所述第一溫度范圍和所述第三溫度范圍的一部分小于所述第二溫度范圍，其中 所述第一溫度范圍的一部分小于所述第三溫度范圍。
方案14.如方案12所述的方法，進(jìn)一步包括
基于到所述燃料噴射器的燃料流量和所述第一溫度模型、所述第二溫度模型和所 述第三溫度模型中的一個確定所述燃料噴射器尖端的溫度。
方案15.如方案11所述的方法，進(jìn)一步包括
基于所述確定的溫度和多個溫度閾值控制所述燃料噴射器脈寬。
方案16.如方案15所述的方法，其特征在于，所述多個溫度閾值中的每一個都對 應(yīng)于燃料密度和所述燃料噴射器的打開及關(guān)閉之一中的延遲中的一個。
方案17.如方案15所述的方法，進(jìn)一步包括
當(dāng)所述確定的溫度高于所述多個溫度閾值中的一個時，增加所述燃料噴射器脈覓ο
方案18.如方案11所述的方法，進(jìn)一步包括
確定所述均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)的操作模式，其中所述操作模式是所述火花點(diǎn) 火燃燒模式、所述均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火燃燒模式和在模式之間的過渡中的一個。
方案19.如方案18所述的方法，進(jìn)一步包括
基于節(jié)氣門位置、火花塞狀態(tài)和所述均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)的汽缸壓力中的至 少一個來確定所述均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)的操作模式。
方案20.如方案11所述的方法，進(jìn)一步包括
通過生成脈寬調(diào)制控制信號來控制所述燃料噴射器脈寬。
從本文提供的描述中，其它應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊蔑@而易見。在發(fā)明內(nèi)容部分中的描述 和具體示例僅用于說明之目的，并不意圖限制本發(fā)明的范圍。


此處描述的附圖僅用于示出所選實(shí)施例的目的，而并不是所有可能的實(shí)施方式， 也并不意圖限制本發(fā)明的范圍。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火(HCCI)發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的功能框圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性控制模塊的功能框圖；以及
圖3是根據(jù)本發(fā)明的用于確定和補(bǔ)償HCCI發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中燃料噴射器溫度的方法 的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面的描述實(shí)質(zhì)上僅僅是示例性的，絕不意圖限制本發(fā)明及其應(yīng)用或使用。為清 楚起見，附圖中將使用相同的附圖標(biāo)記來表示相似的元件。用在本文中時，短語“A、B和C 中的至少一個”應(yīng)當(dāng)解釋為是指使用了非排他性邏輯“或”的邏輯(A或B或C)。應(yīng)當(dāng)理解， 在不改變本發(fā)明原理的情況下，可以以不同的順序執(zhí)行方法中的步驟。
用在本文中時，術(shù)語“模塊”是指專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一種或多種 軟件或固件程序的處理器(共享的、專用的或成組的)和存儲器、組合邏輯電路、和/或提 供所述功能的其它合適構(gòu)件。
HCCI燃燒模式可能需要精確的A/F比控制來防止排放物增加和/或噪音、振動和 /或聲振粗糙度(NVH)的增大。過高的燃料溫度可能會由于燃料密度減小的緣故而導(dǎo)致噴 射比所希望的液體燃料更少的液體燃料。僅舉例來說，溫度增加100°C，可導(dǎo)致10%的燃料 密度減小。此外，過高的燃料溫度可增加噴射器線圈的溫度，導(dǎo)致打開/關(guān)閉燃料噴射器需 要更長的時間量。對由于溫度導(dǎo)致的燃料計量變化進(jìn)行補(bǔ)償?shù)倪^程可稱作“熱燃料處理”。
例如，在直噴式(DI)發(fā)動機(jī)中，每個燃料噴射器的尖端均位于相應(yīng)汽缸內(nèi)。因此， 每個燃料噴射器的尖端可由于在壓縮和/或燃燒期間產(chǎn)生的熱而被加熱。由此，當(dāng)燃料噴 射器尖端具有高于特定溫度閾值的溫度時，可噴射比所希望的燃料更少的燃料。更具體地， 由于減小的燃料密度和/或打開/關(guān)閉燃料噴射器的延遲，所以可噴射比所希望的燃料更 少的燃料。比所希望的燃料量更少的燃料量可導(dǎo)致排放物增加和/或NVH增大。
因此，燃料噴射器尖端的溫度可模型化，然后燃料噴射器的脈寬可基于該模型化 的溫度來控制。例如，當(dāng)燃料噴射器尖端的溫度增加時脈寬可增加。然而，基于SI燃燒模 式特性來使燃料噴射器的溫度模型化可能導(dǎo)致當(dāng)發(fā)動機(jī)在HCCI燃燒模式下操作時對燃料 噴射器尖端溫度的不精確模型化。換言之，與HCCI燃燒模式相比，在SI燃燒模式下時汽缸 的熱釋放分布(heat release profiles)可能更高，因此在HCCI燃燒模式中時燃料噴射器 尖端溫度可能更低。
例如，當(dāng)在發(fā)動機(jī)在HCCI燃燒模式下操作而基于SI燃燒特性來使燃料噴射器尖 端溫度模型化時，更高的模型化溫度可導(dǎo)致所噴射的比所希望的更多。過量的燃料可導(dǎo)致 在燃燒期間燃料的不完全燃燒，其可增加一氧化碳(CO)和/或碳?xì)浠衔?HC)這樣的催 化劑前排放物?？商娲?，例如噴射比所希望的燃料更少量的燃料則可導(dǎo)致增加的汽缸壓 力，其可增加NVH。
此外，燃料噴射器尖端溫度可以在從SI燃燒模式到HCCI燃燒模式的過渡期間被 模型化，或者反之亦然。換言之，兩個模式的溫度分布(temperature profiles)之間具有 逐漸轉(zhuǎn)變。因此，第三溫度模型(此后稱為過渡溫度模型)可以被實(shí)施在燃燒模式之間的 過渡時間段期間。例如，過渡溫度模型可包括比SI燃燒模式溫度模型大體上更低的溫度， 但是比HCCI燃燒模式溫度模型大體上更高的溫度。
因此，提供了這樣的系統(tǒng)和方法，其中基于發(fā)動機(jī)是在SI燃燒模式下進(jìn)行操作， 在HCCI燃燒模式下進(jìn)行操作，或是在這些模式之間的過渡時間段期間進(jìn)行操作，來對燃料 噴射器尖端溫度進(jìn)行模型化。換言之，所提供的系統(tǒng)和方法可基于三個或更多個不同的溫 度模型來使燃料噴射器尖端溫度模型化。例如，可應(yīng)用多個不同的過渡溫度模型。
因而，所提供的系統(tǒng)和方法然后可基于更精確模型化的燃料噴射器尖端溫度來控制燃料噴射器脈沖。僅舉例來說，更寬(即，更長)燃料噴射器脈沖(即，更多液體燃料)可 被應(yīng)用以便對比預(yù)定溫度閾值更高的燃料噴射器尖端溫度進(jìn)行補(bǔ)償。此外，所提供的系統(tǒng) 和方法可以防止過多的燃料噴射，從而可以導(dǎo)致增加的燃料經(jīng)濟(jì)性和/或減少的排放物。
現(xiàn)在參照圖1，其示出了 HCCI發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100的示例性實(shí)施方式。HCCI發(fā)動機(jī)系 統(tǒng)100包括HCCI發(fā)動機(jī)102、進(jìn)氣口 104、節(jié)氣門106、TPS傳感器108、MAF傳感器110、進(jìn) 氣歧管112、以及MAP傳感器114。
空氣通過進(jìn)氣口 104被吸入到HCCI發(fā)動機(jī)102的進(jìn)氣歧管112中，進(jìn)氣口 104由 節(jié)氣門106調(diào)節(jié)。TPS傳感器108可基于節(jié)氣門106的相對位置(例如，范圍從0%或關(guān)閉 到100%或敞開)來生成TPS信號。MAF傳感器110可基于進(jìn)入HCCI發(fā)動機(jī)102的質(zhì)量空 氣流量來生成MAF信號。例如，可基于來自MAF傳感器110的信號確定發(fā)動機(jī)負(fù)載。MAP傳 感器114可基于進(jìn)氣歧管112內(nèi)的壓力生成MAP信號。
HCCI發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100還包括燃料系統(tǒng)116、多個汽缸118、凸輪軸120、多個燃料噴 射器122、點(diǎn)火系統(tǒng)124、多個火花塞126、多個汽缸壓力傳感器128、曲軸130、以及曲軸傳感 器 132。
可將進(jìn)氣歧管112內(nèi)的空氣分配給所述多個汽缸118。更具體地，凸輪軸120致動 進(jìn)氣門(未示出)，進(jìn)氣門選擇性地打開和關(guān)閉以使來自進(jìn)氣歧管112的空氣能夠進(jìn)入汽缸 118。雖然只示出了一個凸輪軸120，但可以認(rèn)識到，可實(shí)施一個以上的凸輪軸(S卩，雙頂置 凸輪軸或D0HC)。另外，雖然僅示出了四個汽缸118，但可以認(rèn)識到，HCCI發(fā)動機(jī)102可包 括其他數(shù)量的汽缸。
燃料系統(tǒng)116可將燃料供給到多個燃料噴射器122。例如，燃料系統(tǒng)可包括燃料 箱、燃料泵和/或燃料軌。多個燃料噴射器122可將燃料直接噴射到汽缸118中。空氣與 所噴射的燃料混合以在汽缸118中產(chǎn)生A/F混合物。多個汽缸壓力傳感器1 分別持續(xù)測 量多個汽缸118內(nèi)的壓力。
汽缸118內(nèi)的活塞(未示出)壓縮A/F混合物。在低到中等發(fā)動機(jī)負(fù)載和低到中 等發(fā)動機(jī)速度時，A/F混合物在受到壓縮時自動點(diǎn)燃。此時，HCCI發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100在HCCI 燃燒模式下操作。否則，在HCCI操作期間點(diǎn)火系統(tǒng)IM可通過火花塞1 提供火花輔助或 點(diǎn)燃A/F混合物。此時，HCCI發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100在SI燃燒模式下操作。A/F混合物的燃燒驅(qū) 動活塞向下，從而驅(qū)動曲軸130并產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。曲軸傳感器132可基于曲軸130的旋轉(zhuǎn) 速度(例如，以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(或RPM)為單位)生成發(fā)動機(jī)速度信號。
HCCI發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100還包括排氣歧管134、排氣口 136、排氣背壓(EBP)傳感器 138、排氣再循環(huán)(EGR)管線140、以及EGR閥142。
凸輪軸120還致動排氣門(未示出)，排氣門選擇性地打開和關(guān)閉以使來自汽缸 118的燃燒排氣進(jìn)入排氣歧管134。然后，可通過排氣口 136迫使排氣從發(fā)動機(jī)系統(tǒng)排出。 EBP傳感器138可測量排氣歧管134中排氣的壓力。
EGR管線140和EGR閥142還可將排氣引入進(jìn)氣歧管112中。更具體地，EGR管 線140從排氣歧管134延伸至EGR閥142，而EGR閥142可安裝在進(jìn)氣歧管112上(如圖所 示)。這樣，EGR閥142可選擇性地打開和關(guān)閉以使排氣能夠進(jìn)入進(jìn)氣歧管112。例如，排 氣的再循環(huán)可降低峰值燃燒溫度，從而可提高HCCI發(fā)動機(jī)102的效率。
控制模塊150基于駕駛員輸入和各種發(fā)動機(jī)操作參數(shù)控制HCCI發(fā)動機(jī)系統(tǒng)1007的操作。更具體地，控制模塊150接收來自駕駛員輸入模塊160的駕駛員輸入。僅作為示 例，駕駛員輸入模塊160可以是加速踏板，駕駛員輸入可對應(yīng)于加速踏板的位置。
控制模塊150可控制和/或與HCCI發(fā)動機(jī)102、節(jié)氣門106( S卩，電子節(jié)氣門控制 或ETC)、燃料系統(tǒng)116、點(diǎn)火系統(tǒng)124、以及/或EGR閥140通信?？刂颇K120還可接收來 自TPS傳感器108、MAF傳感器110、MAP傳感器114、汽缸壓力傳感器128、曲軸傳感器132、 和/或EBP傳感器138的信號。
現(xiàn)在參照圖2，其更詳細(xì)地示出了控制模塊150?？刂颇K150包括燃燒模式確定 模塊200、燃料噴射器溫度確定模塊210、以及燃料噴射器控制模塊220。
燃燒模式確定模塊200接收多個對應(yīng)于HCCI發(fā)動機(jī)102的燃燒模式的信號。燃 燒模式確定模塊200基于接收到的信號來確定發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100正在哪個燃燒模式下操作。 換句話說，燃燒模式確定模塊200可確定發(fā)動機(jī)102是在SI燃燒模式下操作還是在HCCI 燃燒模式下操作。燃燒模式確定模塊200還可確定發(fā)動機(jī)102是否處于這些燃燒模式之間 的過渡時間段內(nèi)。
例如，在一個實(shí)施例中，燃燒模式確定模塊200可接收來自TPS傳感器108、火花 塞126、和/或汽缸壓力傳感器1 的信號。然而，可以認(rèn)識到，其它狀態(tài)信號也可用于確定 HCCI發(fā)動機(jī)102的燃燒模式。
僅作為示例，當(dāng)TPS傳感器108在一段時間內(nèi)沒有變化(S卩，節(jié)氣門106保持打 開)時，燃燒模式確定模塊200可確定HCCI發(fā)動機(jī)102正在HCCI燃燒模式下操作?？商?代地，僅作為示例，當(dāng)火花塞126已被去激活時，燃燒模式確定模塊200可確定HCCI發(fā)動機(jī) 102正在HCCI燃燒模式下操作。最后，僅作為示例，當(dāng)汽缸壓力小于預(yù)定閾值時，燃燒模式 確定模塊200可確定HCCI發(fā)動機(jī)102在HCCI燃燒模式下操作。
燃料噴射器溫度確定模塊210接收HCCI發(fā)動機(jī)102的模式。燃料噴射器溫度確 定模塊210基于至少三個溫度模型中的一個和燃料流量來確定燃料噴射器122中的一個的 尖端的溫度。僅作為示例，燃料噴射器溫度確定模塊210可基于三個模型中的一個確定燃 料噴射器尖端溫度SI溫度模型、HCCI溫度模型和過渡溫度模型。在一個實(shí)施例中，燃料 噴射器尖端溫度是基于燃料噴射(即，來自燃料噴射器12 速率以及三個溫度模型(即， SI、HCCI和過渡)中的一個。然而，可認(rèn)識到的是，其他信號可用于確定燃料噴射器尖端溫 度和/或可使用多于三個的溫度模型。僅作為示例，可使用更多溫度模型，其中每一個溫度 模型對應(yīng)于不同的發(fā)動機(jī)操作范圍。
燃料噴射器控制模塊220接收確定的燃料噴射器尖端溫度。燃料噴射器控制模塊 220基于確定的燃料噴射器尖端溫度和多個預(yù)定的溫度閾值生成燃料噴射器控制信號。例 如，燃料噴射器控制模塊220可為一個或多個燃料噴射器122生成脈寬控制信號。多個預(yù) 定的溫度閾值可對應(yīng)于不同的燃料密度和/或打開/關(guān)閉燃料噴射器中的不同延遲。換言 之，確定的燃料噴射器尖端溫度可高于多個預(yù)定的溫度閾值中的一個或多個。因此，燃料噴 射器控制模塊220可生成燃料噴射器控制信號以便對燃料密度和/或打開/關(guān)閉燃料噴射 器中的延遲中的變化進(jìn)行補(bǔ)償。
現(xiàn)在參照圖3，操作HCCI發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100的方法開始于步驟250。在步驟252中， 控制模塊150確定HCCI發(fā)動機(jī)102是在SI燃燒模式下操作，或在HCCI燃燒模式下操作， 或者正在模式之間進(jìn)行過渡。如果HCCI發(fā)動機(jī)102在SI燃燒模式下操作，則控制方法可進(jìn)行到步驟254。如果HCCI發(fā)動機(jī)102在HCCI燃燒模式下操作，則控制方法可進(jìn)行到步 驟256。如果HCCI發(fā)動機(jī)102正在這些燃燒模式之間進(jìn)行過渡，則控制方法可進(jìn)行到步驟 258。
在步驟254中，控制模塊150可根據(jù)SI溫度模型確定燃料噴射器尖端溫度。然后 控制方法可進(jìn)行到步驟260。在步驟256中，控制模塊150可根據(jù)HCCI溫度模型確定燃料 噴射器尖端溫度。然后控制方法可進(jìn)行到步驟260。在步驟258中，控制模塊150可根據(jù)過 渡溫度模型確定燃料噴射器尖端溫度，然后控制方法可進(jìn)行到步驟260。
在步驟沈0中，控制模塊150可基于確定的燃料噴射器尖端溫度和多個預(yù)定的溫 度閾值生成燃料噴射器控制信號。然后控制方法可返回到步驟252。
以上對實(shí)施例的描述是為了說明和描述的目的而提供的。該描述并不意圖是窮盡 性的，也不意圖限制本發(fā)明。特定實(shí)施例的各個獨(dú)立元件或特征一般并不被局限于該特定 實(shí)施例，而是在適用的情況下即使沒有專門示出或描述也可以互換并可用于選定的實(shí)施例 中。實(shí)施例也可以很多方式進(jìn)行變化。這些變型不被視為偏離了本發(fā)明，而是，所有這些修 改均應(yīng)被包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，包括燃料噴射器溫度確定模塊，其當(dāng)所述均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)在均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火燃 燒模式下操作時基于第一溫度模型來確定燃料噴射器尖端的溫度，并且當(dāng)所述均質(zhì)充量壓 縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)在火花點(diǎn)火燃燒模式下操作時基于第二溫度模型來確定所述燃料噴射器尖 端的溫度；以及燃料噴射器控制模塊，其基于所述確定的溫度和預(yù)定溫度閾值來控制燃料噴射器脈 寬，其中當(dāng)所述確定的溫度高于所述預(yù)定溫度閾值時所述燃料噴射器脈寬增加。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料噴射器確定模塊當(dāng)所 述均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)正在燃燒模式之間進(jìn)行過渡時基于第三溫度模型來確定所述 燃料噴射器尖端的溫度。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，其中所述第一溫度模型包括第 一溫度范圍，其中所述第二溫度模型包括第二溫度范圍，其中所述第三溫度模型包括第三 溫度范圍，其中所述第一溫度范圍和所述第三溫度范圍的一部分小于所述第二溫度范圍， 其中所述第一溫度范圍的一部分小于所述第三溫度范圍。
4.如權(quán)利要求2所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料噴射器溫度確定模塊 基于到所述燃料噴射器的燃料流量和所述第一溫度模型、所述第二溫度模型和所述第三溫 度模型中的一個來確定所述燃料噴射器尖端的溫度。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料噴射器控制模塊基于 所述確定的溫度和多個溫度閾值來控制所述燃料噴射器脈寬。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述多個溫度閾值中的每一個 均對應(yīng)于燃料密度和所述燃料噴射器的打開及關(guān)閉之一中的延遲中的一個。
7.如權(quán)利要求5所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述確定的溫度高于所述多 個溫度閾值中的一個時，所述燃料噴射器控制模塊增加所述燃料噴射器脈寬。
8.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括燃燒模式確定模塊，其確定所述均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)的操作模式；其中所述操作模式是所述火花點(diǎn)火燃燒模式、所述均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火燃燒模式和在模 式之間的過渡中的一個。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述燃燒模式確定模塊基于節(jié) 氣門位置、火花塞狀態(tài)和所述均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)的汽缸壓力中的至少一個來確定所 述均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)的操作模式。
10.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料噴射器控制模塊通過 生成脈寬調(diào)制控制信號來控制所述燃料噴射器脈寬。
全文摘要
本發(fā)明涉及HCCI發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中燃料噴射器的診斷系統(tǒng)和方法。具體地，提供了用于均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火HCCI發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其包括燃料噴射器溫度確定模塊和燃料噴射器控制模塊。燃料噴射器溫度確定模塊當(dāng)HCCI發(fā)動機(jī)在HCCI燃燒模式下操作時基于第一溫度模型確定燃料噴射器尖端的溫度，并且當(dāng)HCCI發(fā)動機(jī)在火花點(diǎn)火SI燃燒模式下操作時基于第二溫度模型確定燃料噴射器尖端的溫度。燃料噴射器控制模塊基于確定的溫度和預(yù)定溫度閾值控制燃料噴射器脈寬，其中，當(dāng)確定的溫度高于預(yù)定溫度閾值時燃料噴射器脈寬增加。
文檔編號F02D41/22GK102032063SQ20101050227
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月6日
發(fā)明者A·P·巴納斯科, J·T·施巴塔, V·拉馬潘 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司