專利名稱：用于均質(zhì)充量壓縮點火(hcci)發(fā)動機的控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及用于均質(zhì)充量壓縮點火(HCCI)發(fā)動機的控制系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
此處提供的背景技術(shù)的描述的目的是總體地給出本公開的背景。當(dāng)前署名的發(fā)明人的工作，在該背景技術(shù)部分所描述的程度，以及在提交時可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的本發(fā)明的方面并非明示或暗示地接受為本公開的現(xiàn)有技術(shù)。均質(zhì)充量壓縮點火(HCCI)發(fā)動機將火花點火(SI)發(fā)動機和分層充量壓縮點火(SCCI)發(fā)動機的方面結(jié)合在一起以獲得類似于SI發(fā)動機的排放和類似于SCCI發(fā)動機的燃料效率。在SI發(fā)動機中，空氣和燃料混合在一起，并且火花點燃空氣燃料混合物。在SCCI 發(fā)動機中，空氣和燃料混合在一起，并且由于壓縮而在空氣/燃料混合的邊界發(fā)生燃燒。在HCCI發(fā)動機中，每次在多個位置發(fā)生點火，這使得空氣/燃料混合物的燃燒比SI或SCCI發(fā)動機更快。已經(jīng)開發(fā)了動力系控制系統(tǒng)和方法在扭矩域控制動力系構(gòu)件(諸如發(fā)動機和電動馬達(dá))，以協(xié)調(diào)各構(gòu)件的扭矩輸出。這些控制系統(tǒng)和方法可以估計由SI或SCCI發(fā)動機產(chǎn)生的扭矩。然而，這些控制系統(tǒng)和方法不估計由HCCI發(fā)動機產(chǎn)生的扭矩。

發(fā)明內(nèi)容
—種系統(tǒng)，其包括質(zhì)量確定模塊和扭矩估計模塊。質(zhì)量確定模塊確定對于氣缸中的燃燒事件而噴射到均質(zhì)充量壓縮點火(HCCI)發(fā)動機的氣缸中的燃料質(zhì)量。扭矩估計模塊基于燃料質(zhì)量來估計HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。此外，本發(fā)明還涉及以下技術(shù)方案。I. 一種系統(tǒng)，包括
質(zhì)量確定模塊，所述質(zhì)量確定模塊確定對于氣缸中的燃燒事件而噴射到均質(zhì)充量壓縮點火(HCCI)發(fā)動機的氣缸中的燃料質(zhì)量；以及
扭矩估計模塊，所述扭矩估計模塊基于所述燃料質(zhì)量來估計所述HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。2.如技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，還包括確定所述HCCI發(fā)動機的發(fā)動機速度的速度確定模塊，其中，所述扭矩估計模塊基于所述發(fā)動機速度來估計所述HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。3.如技術(shù)方案2所述的系統(tǒng)，還包括確定通過排氣再循環(huán)閥的質(zhì)量流率的流量確定模塊，其中，所述扭矩估計模塊基于所述質(zhì)量流率來估計所述HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。4.如技術(shù)方案2所述的系統(tǒng),還包括重疊確定模塊,所述重疊確定模塊基于排氣閥關(guān)閉時的第一曲柄角和進(jìn)氣閥打開時的第二曲柄角之間的差來確定閥重疊，其中，所述扭矩估計模塊基于所述閥重疊來估計所述HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。
5.如技術(shù)方案2所述的系統(tǒng)，其中，所述質(zhì)量確定模塊基于期望的扭矩請求和所述發(fā)動機速度來確定所述燃料質(zhì)量。6.如技術(shù)方案2所述的系統(tǒng)，還包括確定所述HCCI發(fā)動機的空氣/燃料比的空氣/燃料比確定模塊，其中，所述扭矩估計模塊基于所述空氣/燃料比來估計所述HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。7.如技術(shù)方案6所述的系統(tǒng)，還包括確定燃料噴射開始或停止時的噴射角的噴射確定模塊，其中，所述扭矩估計模塊選擇性地基于所述噴射角來估計所述HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。8.如技術(shù)方案7所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述空氣/燃料比為稀的時，所述扭矩估計模塊基于所述噴射角來估計所述HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。9.如技術(shù)方案6所述的系統(tǒng),還包括確定所述HCCI發(fā)動機的火花提前量的火花 確定模塊，其中，所述扭矩估計模塊選擇性地基于所述火花提前量來估計所述HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。10.如技術(shù)方案9所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述空氣/燃料比為化學(xué)計量比時，所述扭矩估計模塊基于所述火花提前量來估計所述HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。11. 一種方法，包括
確定對于氣缸中的燃燒事件而噴射到均質(zhì)充量壓縮點火(HCCI)發(fā)動機的氣缸中的燃料質(zhì)量；以及
基于所述燃料質(zhì)量來估計所述HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。12.如技術(shù)方案11所述的方法，還包括
確定所述HCCI發(fā)動機的發(fā)動機速度；以及
基于所述發(fā)動機速度來估計所述HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。13.如技術(shù)方案12所述的方法，還包括
確定通過排氣再循環(huán)閥的質(zhì)量流率；以及
基于所述質(zhì)量流率來估計所述HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。14.如技術(shù)方案12所述的方法，還包括
基于排氣閥關(guān)閉時的第一曲柄角和進(jìn)氣閥打開時的第二曲柄角之間的差確定閥重疊；
以及
基于所述閥重疊來估計所述HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。15.如技術(shù)方案12所述的方法，還包括基于期望的扭矩請求和所述發(fā)動機速度來確定所述燃料質(zhì)量。16.如技術(shù)方案12所述的方法，還包括
確定所述HCCI發(fā)動機的空氣/燃料比；以及
基于所述空氣/燃料比來估計所述HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。17.如技術(shù)方案16所述的方法，還包括
確定燃料噴射開始或停止時的噴射角；以及
選擇性地基于所述噴射角來估計所述HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。18.如技術(shù)方案17所述的方法，還包括當(dāng)所述空氣/燃料比為稀的時基于所述噴射角來估計所述HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。
19.如技術(shù)方案16所述的方法，還包括
確定所述HCCI發(fā)動機的火花提前量；以及
選擇性地基于所述火花提前量來估計所述HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。20.如技術(shù)方案19所述的方法，還包括當(dāng)所述空氣/燃料比為化學(xué)計量比時基于所述火花提前量來估計所述HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。本公開的可應(yīng)用的其它領(lǐng)域?qū)囊韵绿峁┑脑敿?xì)說明變得清楚。應(yīng)該理解，詳細(xì)說明和具體示例僅是用于說明的目的，并且不限定本公開的范圍。


從詳細(xì)說明及附圖，本公開將被更完全地理解，附圖中圖I是根據(jù)本發(fā)明原理的示例動力系系統(tǒng)的功能框 圖2是根據(jù)本發(fā)明原理的示例動力系控制系統(tǒng)的功能框 圖3是示出根據(jù)本發(fā)明原理的示例動力系控制方法的流程圖；以及 圖4和圖5是示出根據(jù)本發(fā)明原理的示例估計的發(fā)動機扭矩的圖。
具體實施例方式以下描述在本質(zhì)上僅僅是說明性的，并且絕不意圖限制本公開，其應(yīng)用或用途。為了清楚，在附圖中使用相同的標(biāo)號來表示相似的元件。如本文所用，短語A，B和C中的至少一個應(yīng)被理解為表示邏輯(A或B或C)，使用的是非排他的邏輯或。應(yīng)該懂得，方法中的步驟可以以不同的順序執(zhí)行，而不改變本公開的原理。如本文所用，術(shù)語模塊可以指一部分為或包括專用集成電路(ASIC);電路；組合邏輯電路；場可編程門陣列(FPGA);執(zhí)行代碼的處理器(共享的、專用的或成組的)；提供所需功能的其它合適的構(gòu)件；或者以上所述的一些的組合，諸如片上系統(tǒng)。術(shù)語模塊可包括存儲由處理器執(zhí)行的代碼的存儲器(共享的、專用的或成組的)。術(shù)語代碼，如以上用，可包括軟件、固件和/或微代碼，并且可以指程序、例程、函數(shù)、類和/或?qū)ο?。術(shù)語共享的，如上所用，指的是來自多個模塊的一些或所有代碼可以利用單個(共享的)處理器來執(zhí)行。另外，來自多個模塊的一些或所有代碼可以由單個(共享的)存儲器來存儲。術(shù)語成組的，如上所用，指的是來自單個模塊的一些或所有代碼可以利用一組處理器來執(zhí)行。另外，來自單個模塊的一些或所有代碼可以利用一組存儲器來存儲。本文所述的裝置和方法可以由一個或多個處理器所執(zhí)行的一個或多個計算機程序來實施。計算機程序包括存儲在非暫時性有形計算機可讀介質(zhì)上的處理器可執(zhí)行指令。計算機程序還可以包括存儲的數(shù)據(jù)。非暫時性有形計算機可讀介質(zhì)的非限制性示例是非易失性存儲器、磁存儲裝置和光學(xué)存儲裝置。均質(zhì)充量壓縮點火(HCCI)發(fā)動機中的燃燒與火花點火(SI)發(fā)動機或分層充量壓縮點火(SCCI)發(fā)動機中的燃燒不同。HCCI發(fā)動機可以利用對于每個氣缸燃燒事件的多個燃料噴射脈沖來操作，并且HCCI發(fā)動機中的燃燒持續(xù)時間比SI發(fā)動機短。由于HCCI發(fā)動機與SI或SCCI發(fā)動機不同地操作，必須使用不同的模型來估計HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。根據(jù)本發(fā)明原理的控制系統(tǒng)和方法基于對HCCI發(fā)動機的每個氣缸燃燒事件所噴射的燃料質(zhì)量來估計HCCI發(fā)動機的扭矩輸出?？梢曰诎l(fā)動機速度、通過排氣再循環(huán)閥的質(zhì)量流率、進(jìn)氣歧管中的氧水平、閥重疊、和/或空氣/燃料比來估計扭矩輸出。閥重疊是排氣閥關(guān)閉時的第一曲柄角和進(jìn)氣閥打開時的第二曲柄角之間的差。當(dāng)空氣/燃料比是稀的時，可以基于燃料噴射開始或停止時的角度來估計扭矩輸出，并且當(dāng)空氣/燃料比是化學(xué)計量比時，可以基于火花提前量來估計扭矩輸出。根據(jù)本發(fā)明原理的控制系統(tǒng)和方法可以利用扭矩估計模型來估計HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。扭矩估計模型可以包括等式和/或查詢表，該等式和/或查詢表可用于基于一個或多個上述因素來確定扭矩輸出。扭矩估計模型可以被求逆以獲得質(zhì)量確定模型，質(zhì)量確定模型可用于基于一個或多個上述因素和期望的扭矩請求來確定燃料質(zhì)量?，F(xiàn)在參照圖1，給出了示例動力系系統(tǒng)100的功能框圖。動力系系統(tǒng)100包括發(fā)動機102，發(fā)動機102基于來自駕駛員輸入模塊104的駕駛員輸入燃燒空氣/燃料混合物，從而產(chǎn)生用于車輛的驅(qū)動扭矩?？諝饨?jīng)進(jìn)氣系統(tǒng)108被吸入發(fā)動機102。僅舉例，進(jìn)氣系統(tǒng)108可以包括進(jìn)氣歧管110和節(jié)氣門閥112。僅作為示例，節(jié)氣門閥112可包括具有可旋轉(zhuǎn)葉片的蝶形閥。發(fā)動機控制模塊(ECM) 114控制節(jié)氣門致動器模塊116，節(jié)氣門致動器模塊 116調(diào)節(jié)節(jié)氣門閥112的開度以控制吸入進(jìn)氣岐管110的空氣的量。來自進(jìn)氣歧管110的空氣被吸入發(fā)動機102的氣缸內(nèi)。雖然發(fā)動機102可包括多個氣缸，為了說明的目的，僅示出了單一的代表性氣缸118。僅作為示例，發(fā)動機102可包括
2、3、4、5、6、8、10和/或12個氣缸。ECMl 14可命令氣缸致動器模塊120選擇性地停用一些氣缸，這可在一定的發(fā)動機操作條件下改善燃料經(jīng)濟性。發(fā)動機102可利用四沖程循環(huán)來操作。下面描述的四個沖程被稱為進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、燃燒沖程和排氣沖程。在曲軸(未不出)的每一次旋轉(zhuǎn)期間，在氣缸118內(nèi)發(fā)生所述四個沖程中的兩個。因此，對于氣缸118來說為了經(jīng)歷全部四個沖程，兩次曲軸旋轉(zhuǎn)是必要的。在進(jìn)氣沖程期間，來自進(jìn)氣歧管110的空氣通過進(jìn)氣閥122被吸入到氣缸118中。ECMl 14控制燃料致動器模塊124，該燃料致動器模塊124可調(diào)節(jié)燃料的噴射以實現(xiàn)期望的空氣/燃料比和/或期望的扭矩。在中心位置處或在多個位置處，例如靠近每個氣缸的進(jìn)氣閥122，可將燃料噴入進(jìn)氣歧管110中。在各種實施方式(未示出)中，可將燃料直接噴入氣缸中或噴入與氣缸相關(guān)聯(lián)的混合室中。燃料致動器模塊124可停止向停用的氣缸噴射燃料。所噴射的燃料與空氣相混合并且在氣缸118內(nèi)產(chǎn)生空氣/燃料混合物。在壓縮沖程期間，氣缸118內(nèi)的活塞(未示出)壓縮空氣/燃料混合物。發(fā)動機102可以是均質(zhì)充量壓縮點火(HCCI)發(fā)動機，并且在氣缸118內(nèi)的壓縮可以點燃空氣/燃料混合物?；蛘撸趤碜訣CM114的信號，火花致動器模塊126可以對氣缸118中的火花塞128供能，火花塞128點燃空氣/燃料混合物?？上鄬τ诨钊幱谄渥罡呶恢?稱為上止點，TDC)的時間來規(guī)定火花的正時?；鸹ㄖ聞悠髂K126可由指示在TDC之前或之后多遠(yuǎn)來產(chǎn)生火花的正時信號來控制。因為活塞位置與曲軸旋轉(zhuǎn)直接相關(guān)，所以火花致動器模塊126的操作可以用曲軸角同步。在各種實施方式中，火花致動器模塊126可停止向停用的氣缸供應(yīng)火花。產(chǎn)生火花可被稱為點火事件?；鸹ㄖ聞悠髂K126能夠為每次點火事件改變火花正時?；鸹ㄖ聞悠髂K126甚至能夠當(dāng)火花正時信號在上一次點火事件和下一次點火事件之間改變時改變下一點火事件的火花正時。在燃燒沖程期間，空氣/燃料混合物的燃燒驅(qū)動活塞向下，由此驅(qū)動曲軸。燃燒沖程可被限定為在活塞到達(dá)TDC與活塞返回到下止點(BDC)的時刻之間的時間。在排氣沖程期間，活塞開始從BDC向上運動并且經(jīng)排氣閥130排出燃燒的副產(chǎn)物。燃燒副產(chǎn)物經(jīng)由排氣系統(tǒng)134從車輛排出?？梢允褂门艢庋?E02)傳感器135來測量排氣系統(tǒng)134中的氧水平。進(jìn)氣閥122可由進(jìn)氣凸輪軸140控制，而排氣閥130可由排氣凸輪軸142控制。在各種實施方式中，多個進(jìn)氣凸輪軸(包括進(jìn)氣凸輪軸140)可控制氣缸118的多個進(jìn)氣閥(包括進(jìn)氣閥122)和/或可控制多個氣缸(包括氣缸118)組的進(jìn)氣閥(包括進(jìn)氣閥122)。類似地，多個排氣凸輪軸(包括排氣凸輪軸142)可控制氣缸118的多個排氣閥和/或可控制多組氣缸(包括氣缸118)的排氣閥(包括排氣閥130)。
氣缸致動器模塊120可通過禁止進(jìn)氣閥122和/或排氣閥130的打開來停用氣缸118。在各種其它實施方式中，進(jìn)氣閥122和/或排氣閥130可由凸輪軸以外的裝置例如電磁致動器來控制。進(jìn)氣閥122的打開時間可相對于活塞TDC通過進(jìn)氣凸輪相位器148改變。排氣閥130的打開時間可相對于活塞TDC通過排氣凸輪相位器150改變。閥致動器模塊158可基于來自ECM114的信號控制進(jìn)氣凸輪相位器148和排氣凸輪相位器150。當(dāng)實施時，可變閥升程(未示出)也可由閥致動器模塊158控制。動力系系統(tǒng)100可包括增壓裝置，該增壓裝置向進(jìn)氣歧管110提供加壓空氣。例如，圖I示出包括熱渦輪機160-1的渦輪增壓器，熱渦輪機160-1由流過排氣系統(tǒng)134的熱排氣驅(qū)動。渦輪增壓器還包括由渦輪機160-1驅(qū)動的將導(dǎo)引到節(jié)氣門閥112的空氣進(jìn)行壓縮的冷空氣壓縮機160-2。在各種實施方式中，由曲軸驅(qū)動的增壓器(未示出)可壓縮來自節(jié)氣門閥112的空氣并將壓縮空氣傳送到進(jìn)氣歧管110。廢氣門162可允許排氣繞過渦輪機160-1，從而減小渦輪增壓器的增壓(進(jìn)氣空氣壓縮的量)。ECM114可通過增壓致動器模塊164控制渦輪增壓器。增壓致動器模塊164可以通過控制廢氣門162的位置調(diào)節(jié)渦輪增壓器的增壓。在各種實施方式中，可通過增壓致動器模塊164控制多個渦輪增壓器。渦輪增壓器可具有可由增壓致動器模塊164控制的可變幾何結(jié)構(gòu)。中冷器(未不出)可耗散包含在壓縮空氣充量中的一些熱量，該熱量在空氣被壓縮時產(chǎn)生。壓縮空氣充量還可具有從排氣系統(tǒng)134的構(gòu)件吸收的熱。雖然為了說明目的而分開示出，但是渦輪機160-1和壓縮機160-2可彼此附接，從而使進(jìn)氣空氣與熱排氣緊密接近。動力系系統(tǒng)100可包括排氣再循環(huán)(EGR)閥170，其選擇性地將排氣再引導(dǎo)回進(jìn)氣岐管110。EGR閥170可定位在渦輪增壓器的渦輪機160-1的上游。EGR閥170可由EGR致動器模塊172控制。進(jìn)入EGR閥170的排氣的壓力可以利用上游排氣壓力(UEP)傳感器174來測量，離開EGR閥170的排氣的壓力可以利用下游排氣壓力(DEP)傳感器176來測量。動力系系統(tǒng)100可以使用曲軸位置傳感器(CPS) 180測量曲軸的位置。曲軸位置可以稱為曲柄角。可使用發(fā)動機冷卻劑溫度(ECT)傳感器182測量發(fā)動機冷卻劑的溫度。ECT傳感器182可位于發(fā)動機102內(nèi)或者位于冷卻劑所循環(huán)的其它位置，例如散熱器(未示出)?？墒褂闷绻芙^對壓力(MAP)傳感器184測量進(jìn)氣歧管110內(nèi)的壓力。在各種實施方式中，可測量發(fā)動機真空度，發(fā)動機真空度是環(huán)境空氣壓力和進(jìn)氣岐管110內(nèi)的壓力之間的差?？墒褂眠M(jìn)氣氧(102)傳感器185測量進(jìn)氣歧管內(nèi)的氧水平?？墒褂觅|(zhì)量空氣流量(MAF)傳感器186測量流入進(jìn)氣歧管110的空氣的質(zhì)量流率。在各種實施方式中，MAF傳感器186可位于殼體內(nèi)，該殼體還包括節(jié)氣門閥112。節(jié)氣門致動器模塊116可使用一個或多個節(jié)氣門位置傳感器(TPS) 190來監(jiān)測節(jié)氣門閥112的位置。可使用進(jìn)氣空氣溫度(IAT)傳感器192測量被吸入發(fā)動機102的空氣的環(huán)境溫度。ECM114可使用來自這些傳感器的信號來做出用于動力系系統(tǒng)100的控制決策。ECMl 14可與變速器控制模塊194通信以協(xié)調(diào)在變速器(未示出)內(nèi)的換檔。例如，ECMl 14可在換檔過程中降低發(fā)動機扭矩。ECM114可與混合動力控制模塊196通信以協(xié)調(diào)、發(fā)動機102和電動馬達(dá)198的操作。電動馬達(dá)198也可充當(dāng)發(fā)電機，并且可用于產(chǎn)生電能以供車輛電力系統(tǒng)使用和/或儲存在電池中。在各種實施方式中，ECMl 14、變速器控制模塊194以及混合動力控制模塊196的各種功能可集成到一個或多個模塊中。每個改變發(fā)動機參數(shù)的系統(tǒng)均可稱為接收致動器值的致動器。例如，節(jié)氣門致動器模塊116可稱為致動器，而節(jié)氣門開度面積可稱為致動器值。在圖I的示例中，節(jié)氣門致動器模塊116通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門閥112的葉片的角度來獲得節(jié)氣門開度面積。類似地，火花致動器模塊126可稱為致動器，而對應(yīng)的致動器值可以是相對于氣缸TDC的火花提前量。其它致動器可包括氣缸致動器模塊120、燃料致動器模塊124、閥致動器模塊158、增壓致動器模塊164和EGR致動器模塊172。對于這些致動器，致動器值可分別對應(yīng)激活的氣缸的數(shù)量、給燃料速率、進(jìn)氣和排氣凸輪相位器角度、增壓壓力，以及EGR閥開度面積。ECM114可控制致動器值以使發(fā)動機102產(chǎn)生期望的發(fā)動機輸出扭矩。ECMl 14根據(jù)本公開的原理估計發(fā)動機102的扭矩輸出。ECM114可以利用將發(fā)動機操作條件與估計的扭矩聯(lián)系起來的扭矩估計模型來估計發(fā)動機102的扭矩輸出。扭矩估計模型可以特定于HCCI發(fā)動機。ECM114可以基于扭矩估計模型或?qū)l(fā)動機操作條件與估計的質(zhì)量聯(lián)系起來的質(zhì)量確定模型的逆來確定為每個氣缸燃燒事件所噴射的燃料質(zhì)量?，F(xiàn)在參見圖2，ECMl 14包括質(zhì)量確定模塊202和扭矩估計模塊204。扭矩估計模塊204基于發(fā)動機操作條件來估計發(fā)動機102的扭矩輸出。扭矩估計模塊204可以利用將發(fā)動機操作條件與估計的扭矩聯(lián)系起來的扭矩估計模型(諸如等式和/或查詢表)來估計扭矩輸出。例如，可以限定諸如這樣的扭矩關(guān)系
(I)
Ts =/(Ngr Nm m f, 9spark, SOI, EGRrAFR)
其中，估計的扭矩(Te)是發(fā)動機速度(Ng)、負(fù)閥重疊(NVO)、燃料質(zhì)量(mf)、火花提前量(espaA)、噴射開始時的曲柄角(SOI)、通過EGR閥170的質(zhì)量流率(EGR)、和空氣/燃料比(AFR)的函數(shù)。對于不同的發(fā)動機操作條件(諸如不同的空氣/燃料比和/或不同的燃料噴射模式)，扭矩估計模塊204可以使用不同的扭矩估計模型。ECM114可以調(diào)整發(fā)動機102的空氣/燃料比，和/或在各種燃料噴射模式之間切換以最大化燃料效率，同時滿足駕駛員扭矩請求。所選的燃料噴射模式可以影響每個氣缸燃燒事件所噴射的燃料脈沖的數(shù)量、燃料噴射正時、和/或燃料噴射量。在燃料噴射模式之間切換HCCI發(fā)動機的操作的進(jìn)一步討論可見于共同受讓的題目為“HCCI Mode Switching Control System and Method”的美國專利申請 12/634082。 對于不同的發(fā)動機操作條件，扭矩估計模塊204可以使用不同的扭矩估計模型，以最小化存儲器使用。例如，如果扭矩估計模型利用單個查詢表來表示，則每個噴射模式可以指數(shù)地增加所需的存儲器位置的數(shù)目。相對比地，如果扭矩估計模型利用多個等式和/或多個查詢表來表示，則存儲器位置的數(shù)目可以降低。對于六個不同的燃料噴射模式，扭矩估計模塊204可以使用六個扭矩估計模型，扭矩估計模塊204可以使用查詢表來確定包括在六個等式中的一個或多個變量。當(dāng)ECMl 14對于每個氣缸燃燒事件命令單個噴射脈沖，并且ECMl 14調(diào)節(jié)空氣/燃料比為化學(xué)計量比，則扭矩估計模塊204可以使用以下扭矩關(guān)系
(2)
5 =崎十摩g (mj-)十a(chǎn).2 _ S (，)+ 兩 * / (-SPif2》+ ■ F4(SPK) + 0 (m, *SPK)
&PK~ ) + Gij mFj * EClP ) 4-+ GJa *m SQR},
其中，a，￠, y, s和e是發(fā)動機速度和空氣/燃料比或負(fù)閥重疊的函數(shù)，并且a，￠, Y , S和e可以使用查詢表來確定。當(dāng)ECMl 14對于每個氣缸燃燒事件命令單個噴射脈沖，并且ECMl 14調(diào)節(jié)空氣/燃料比為稀的，則扭矩估計模塊204可以使用以下扭矩關(guān)系
(3)
=( |) + < f) + ^ (SOI2) + 爲(wèi) ^P4(SOl) + 馬*F3(Wf *50/)
+爲(wèi)*SOI2) + mPj(EOM2) + ^ mF^(SOR) + 爲(wèi) mF9(pnj *￡GR)
當(dāng)ECM114切換到對于每個氣缸燃燒事件包括多個噴射脈沖的噴射模式時，ECMl 14可以調(diào)節(jié)噴射正時和/或噴射量以造成重整。重整是放熱反應(yīng)，不像壓縮點火事件，并且由火花啟動。ECM114可以使用用于重整的初始噴射脈沖來加熱氣缸壁，使得接下來的噴射脈沖導(dǎo)致壓縮點火。ECM114可以在第一曲柄角噴射第一量的燃料以造成重整，并且在第二曲柄角噴射第二量的燃料以造成燃燒。第二量可以大于第一量，并且第二曲柄角可以大于第一曲柄角。當(dāng)ECM114對于每個氣缸燃燒事件命令帶有重整的雙噴射脈沖時，扭矩估計模塊204可以使用以下扭矩關(guān)系
(4)
t€ = r0 +>i *F,(.* rr)+,r2 + hr4(^f y<
P6 (mf ^SOil2) + n (SOR2 ) + *Fs (BGS) +y9 *i| (mf EGR)十巧 0 竄巧 0 ( f)
+)\I I ) + Tl2 ^(*^ ) + h3 m^Vi (mf *沒)h) + l4 **^4(mf mHi").
當(dāng)ECMl 14對于每個氣缸燃燒事件命令不帶有重整的雙噴射脈沖時，扭矩估計模塊204可以使用以下扭矩關(guān)系
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括 質(zhì)量確定模塊，所述質(zhì)量確定模塊確定對于氣缸中的燃燒事件而噴射到均質(zhì)充量壓縮點火(HCCI)發(fā)動機的氣缸中的燃料質(zhì)量；以及 扭矩估計模塊，所述扭矩估計模塊基于所述燃料質(zhì)量來估計所述HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，還包括確定所述HCCI發(fā)動機的發(fā)動機速度的速度確定模塊，其中，所述扭矩估計模塊基于所述發(fā)動機速度來估計所述HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，還包括確定通過排氣再循環(huán)閥的質(zhì)量流率的流量確定模塊，其中，所述扭矩估計模塊基于所述質(zhì)量流率來估計所述HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。
4.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，還包括重疊確定模塊，所述重疊確定模塊基于排氣閥關(guān) 閉時的第一曲柄角和進(jìn)氣閥打開時的第二曲柄角之間的差來確定閥重疊，其中，所述扭矩估計模塊基于所述閥重疊來估計所述HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。
5.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述質(zhì)量確定模塊基于期望的扭矩請求和所述發(fā)動機速度來確定所述燃料質(zhì)量。
6.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，還包括確定所述HCCI發(fā)動機的空氣/燃料比的空氣/燃料比確定模塊，其中，所述扭矩估計模塊基于所述空氣/燃料比來估計所述HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，還包括確定燃料噴射開始或停止時的噴射角的噴射確定模塊，其中，所述扭矩估計模塊選擇性地基于所述噴射角來估計所述HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述空氣/燃料比為稀的時，所述扭矩估計模塊基于所述噴射角來估計所述HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。
9.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，還包括確定所述HCCI發(fā)動機的火花提前量的火花確定模塊，其中，所述扭矩估計模塊選擇性地基于所述火花提前量來估計所述HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。
10.一種方法，包括 確定對于氣缸中的燃燒事件而噴射到均質(zhì)充量壓縮點火(HCCI)發(fā)動機的氣缸中的燃料質(zhì)量；以及 基于所述燃料質(zhì)量來估計所述HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于HCCI發(fā)動機的控制系統(tǒng)，其包括質(zhì)量確定模塊和扭矩估計模塊。質(zhì)量確定模塊確定對于氣缸中的燃燒事件而噴射到均質(zhì)充量壓縮點火(HCCI)發(fā)動機的氣缸中的燃料質(zhì)量。扭矩估計模塊基于燃料質(zhì)量來估計HCCI發(fā)動機的扭矩輸出。
文檔編號F02D43/00GK102733978SQ201210104028
公開日2012年10月17日 申請日期2012年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月11日
發(fā)明者G.P.馬修斯 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司