專利名稱：具有hcci發(fā)動(dòng)機(jī)的混合動(dòng)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(dòng)力系統(tǒng)，其包括可運(yùn)行在HCCI燃燒模式的發(fā)動(dòng)機(jī)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(diǎn)火(Si)發(fā)動(dòng)機(jī)將空氣/燃料混合物引入每個(gè)氣缸中，它們在壓縮沖程中被壓縮并且由火花塞點(diǎn)燃。已知的壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)在壓縮沖程的上止點(diǎn)(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(jī)和柴油機(jī)兩者的燃燒均涉及由流體力學(xué)控制的預(yù)混或者擴(kuò)散的火焰。SI發(fā)動(dòng)機(jī)可運(yùn)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(dòng)機(jī)可構(gòu)造成在預(yù)定的速度/負(fù)荷運(yùn)行條件下，運(yùn)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(yùn)行在HCCI燃燒模式下的發(fā)動(dòng)機(jī)具有氣缸充氣，其優(yōu)選在進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)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(dòng)力受控的燃燒過程，其中發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在稀薄的空氣/燃料混合物下，也就是貧的化學(xué)計(jì)量空氣/燃料點(diǎn)，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(dòng)機(jī)運(yùn)行中，通過有選擇地調(diào)節(jié)節(jié)氣門的位置以及進(jìn)氣門和排氣門的打開和關(guān)閉來控制發(fā)動(dòng)機(jī)氣流。在如此裝備的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中，進(jìn)氣門和排氣門的打開和關(guān)閉可采用可變閥致動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，該可變閥致動(dòng)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(gè)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(jī)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(dòng)機(jī)運(yùn)行在HCCI燃燒模式時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在貧的或者化學(xué)計(jì)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(dòng)機(jī)泵送損失。在HCCI燃燒模式下的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩響應(yīng)受到充氣溫度和成分的限制。因此，如果運(yùn)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(shí)和廢氣再循環(huán)(EGR)響應(yīng)的限制。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)于扭矩需求而被控制時(shí)，會產(chǎn)生討厭的燃燒噪聲或者響聲。在具體的實(shí)施例中，壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)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(dòng)機(jī)的熱效率。壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)通過將未節(jié)流的空氣引入燃燒室中來進(jìn)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(dòng)機(jī)中，通過對燃油噴射定時(shí)來控制點(diǎn)燃正時(shí)，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(shí)或者燃燒開始(SOC)時(shí)。燃燒過程的熱釋放導(dǎo)致缸內(nèi)壓力增加，以與點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)相同的方式，迫使活塞向下。壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)實(shí)施例包括發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)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(shí)。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(shí)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(dòng)機(jī)運(yùn)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(dòng)機(jī)控制模塊必須調(diào)整多個(gè)裝置的致動(dòng)，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(shí)間-速率改變、氣門正時(shí)和EGR流的限制。直到實(shí)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(dòng)機(jī)和扭矩機(jī)械的方法，其中該內(nèi)燃機(jī)和扭矩機(jī)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(dòng)系統(tǒng)上，該方法包括運(yùn)行直噴式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以傳送扭矩到傳動(dòng)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(shí)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(shí)間常數(shù)成函數(shù)關(guān)系的受限的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩命令，且在快速的瞬變狀態(tài)期間控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)所述受限的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩命令，和響應(yīng)于電動(dòng)機(jī)扭矩命令來運(yùn)行扭矩機(jī)械，該電動(dòng)機(jī)扭矩命令對應(yīng)于在操作者扭矩需求和受限的發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)以及扭矩機(jī)械的方法，該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和扭矩機(jī)械構(gòu)造成響應(yīng)于操作者扭矩需求傳送扭矩到傳動(dòng)系統(tǒng)，該方法包括
操作所述直噴式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以傳送扭矩到所述傳動(dòng)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(shí)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(shí)間常數(shù)的函數(shù)的限制的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩命令；和在快速的瞬變狀態(tài)期間，控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)所述限制的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩命令，并且響應(yīng)于電動(dòng)機(jī)扭矩命令來運(yùn)行所述扭矩機(jī)械，所述電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)包括使所述直噴式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)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(dòng)機(jī)包括使所述直噴式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)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(shí)間-速率變化超出預(yù)定的時(shí)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(shí)間常數(shù)包括，基于所述操作者扭矩需求、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)確定所述時(shí)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)確定所述時(shí)間常數(shù)包括確定發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器的響應(yīng)時(shí)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(shí)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(dòng)機(jī)扭矩命令包括，在過濾器中采用所述時(shí)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(dòng)機(jī)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(yùn)行的直噴式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)并一致地操作扭矩機(jī)械的方法，該直噴式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和扭矩機(jī)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(dòng)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(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)械提供電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)運(yùn)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(dòng)系統(tǒng)的裝置，其包括 混合動(dòng)力系統(tǒng)，其包括直噴式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)和可操作連接到所述發(fā)動(dòng)
機(jī)、所述電動(dòng)機(jī)和所述傳動(dòng)系統(tǒng)的變速器，其中所述傳動(dòng)系統(tǒng)接收來自所述變速器的扭矩， 所述扭矩包括發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩和電動(dòng)機(jī)輸出扭矩的總和；和用于所述混合動(dòng)力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其包括
響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩命令以控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊， 響應(yīng)于電動(dòng)機(jī)扭矩命令以控制所述電動(dòng)機(jī)輸出扭矩的電動(dòng)機(jī)控制模塊， 基于所述操作者扭矩需求和預(yù)定的時(shí)間常數(shù)提供限制的發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)間-速率變化的快速瞬變狀態(tài)檢測模塊； 發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)間-速率變化，用以提供所述限制的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩命令作為給所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊的所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩命令，
電動(dòng)機(jī)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(shí)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(dòng)機(jī)扭矩命令之間的差值作為給所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊的電動(dòng)機(jī)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(gè)或多個(gè)實(shí)施例現(xiàn)在將得到描述，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例構(gòu)造的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)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(yùn)行在HCCI燃燒模式的已知發(fā)動(dòng)機(jī)中獲取的圖解數(shù)據(jù)，包括燃料燃燒階段的發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)和扭矩機(jī)械的混合動(dòng)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(dòng)力系統(tǒng)的車輛的運(yùn)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(dòng)機(jī)的車輛的運(yùn)行，其中發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在 HCCI燃燒模式下并且具有動(dòng)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(shí)間的操作者扭矩需求和進(jìn)氣歧管壓力；和
圖6是根據(jù)本發(fā)明的混合動(dòng)力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的示意圖，該混合動(dòng)力系統(tǒng)包括在快速瞬變期間運(yùn)行在HCCI燃燒模式下的發(fā)動(dòng)機(jī)，并且由電動(dòng)機(jī)扭矩增補(bǔ)的受限的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩優(yōu)選作為算法代碼在發(fā)動(dòng)機(jī)模塊中執(zhí)行。
具體實(shí)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(shí)施例，而不是為了限制本發(fā)明，圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例構(gòu)造的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10和伴隨的發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊5 的剖視示意圖。發(fā)動(dòng)機(jī)10可選擇地運(yùn)行在多個(gè)燃燒模式下，包括均質(zhì)充氣壓燃(HCCI)燃燒模式和均質(zhì)點(diǎn)燃燃燒模式(Si)。發(fā)動(dòng)機(jī)10可選擇地運(yùn)行在化學(xué)計(jì)量的空燃比和基本上貧的化學(xué)計(jì)算的空燃比下。本發(fā)明可應(yīng)用于不同的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)和燃燒循環(huán)。示例的發(fā)動(dòng)機(jī)10包括多缸直噴四沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有在氣缸15中可往復(fù)滑動(dòng)移動(dòng)的活塞14，這限定了可變?nèi)莘e的燃燒室16。每個(gè)活塞14連接到旋轉(zhuǎn)曲軸12上，借此直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)氣系統(tǒng)提供進(jìn)氣到進(jìn)氣歧管四中，其引導(dǎo)和分配空氣進(jìn)入內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)16的進(jìn)氣管道中。進(jìn)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(jìn)氣裝置優(yōu)選包括用于監(jiān)測質(zhì)量空氣流量和進(jìn)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(dòng)機(jī)控制模塊5的控制信號(ETC)控制到發(fā)動(dòng)機(jī)10的氣流。在進(jìn)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(dòng)機(jī)排氣中再循環(huán)排出氣體到進(jìn)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(dòng)機(jī)控制模塊5可操作來控制進(jìn)入進(jìn)氣歧管四的排氣質(zhì)量流量。從進(jìn)氣歧管四進(jìn)入燃燒室16的氣流由一個(gè)或多個(gè)進(jìn)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(gè)或多個(gè)排氣門18控制。發(fā)動(dòng)機(jī)10裝配有控制和調(diào)整進(jìn)氣及排氣門20和18的開閉的系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，通過分別控制進(jìn)氣和排氣可變凸輪相位/可變升程控制(VCP/VLC)裝置22和M，進(jìn)氣及排氣門20和18的開閉得到控制和調(diào)整。進(jìn)氣和排氣VCP/VLC裝置22和M構(gòu)造來分別控制和運(yùn)行進(jìn)氣凸輪軸21和排氣凸輪軸23。進(jìn)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(jìn)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(jìn)氣VCP/VLC裝置22優(yōu)選包括響應(yīng)于來自發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊5的控制信號 (INTAKE)，可操作以切換和控制進(jìn)氣門20的閥門升程(VLC)和可變地調(diào)控每個(gè)氣缸15的進(jìn)氣凸輪軸21的相位(VCP)的機(jī)構(gòu)。排氣VCP/VLC裝置M優(yōu)選包括響應(yīng)于來自發(fā)動(dòng)機(jī)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(gè)氣缸15的排氣凸輪軸23的相位(VCP)的可控機(jī)構(gòu)。
進(jìn)氣和排氣VCP/VLC裝置22和M每個(gè)優(yōu)選包括可控的兩級VLC機(jī)構(gòu)，其可操作以將閥門升程的大小，或者進(jìn)氣及排氣門20和18的開度分別控制為兩個(gè)離散的階段中的一個(gè)。兩個(gè)離散的階段優(yōu)選包括優(yōu)選用于低速、低負(fù)荷運(yùn)行的低升程閥門打開位置(在一個(gè)實(shí)施例中大約4-6mm)，和優(yōu)選用于高速、高負(fù)荷運(yùn)行的高升程閥門打開位置(在一個(gè)實(shí)施例中大約8-13mm)。進(jìn)氣和排氣VCP/VLC裝置22和M每個(gè)優(yōu)選包括可變凸輪相位(此后稱 VCP)機(jī)構(gòu)，以分別控制和調(diào)整進(jìn)氣門20和排氣門18的開閉的相位(即相對定時(shí))。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(jìn)氣及排氣門20和18的打開定時(shí)。進(jìn)氣和排氣VCP/VLC裝置22和M的VCP機(jī)構(gòu)每個(gè)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(dòng)機(jī)控制模塊5相對于每個(gè)氣缸15的活塞14的位置，提前和延遲進(jìn)氣及排氣門20和18中一個(gè)的開閉。相位權(quán)限的范圍由進(jìn)氣和排氣VCP/ VLC裝置22和M定義和限制。進(jìn)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(jìn)氣和排氣凸輪軸21和23的旋轉(zhuǎn)位置。由發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊5控制，利用電動(dòng)液壓的、液壓的和電控制作用力中的一個(gè)致動(dòng)該VCP/VLC裝置22和24。發(fā)動(dòng)機(jī)10包括燃料噴射系統(tǒng)，其具有多個(gè)高壓燃料噴射器觀，每個(gè)噴射器均構(gòu)造成響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊5的信號(INJ_PW)直接噴射大量的燃料到其中一個(gè)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(dòng)機(jī)10包括火花點(diǎn)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(dòng)機(jī)控制模塊5的信號(IGN)點(diǎn)燃或者輔助點(diǎn)燃每個(gè)燃燒室16中的氣缸充氣。發(fā)動(dòng)機(jī)10可包括動(dòng)力增加裝置44，例如渦輪增壓器或者增壓器，用于增加進(jìn)入進(jìn)氣歧管四的氣流。動(dòng)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(gè)葉片構(gòu)成，以接收和控制排氣流和進(jìn)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(yùn)動(dòng)。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(yùn)行，這可由控制模塊5的信號(VGT)進(jìn)行控制。葉片角度由VGT位置傳感器測量。渦輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)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(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)。當(dāng)壓縮器葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片使得進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)的空氣加速，從而增加進(jìn)氣氣流以及進(jìn)氣歧管四內(nèi)的絕對壓力。動(dòng)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(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)的壓縮機(jī)。該壓縮機(jī)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(jī)。直接驅(qū)動(dòng)可以是與其他旋轉(zhuǎn)元件互聯(lián)的皮帶或者軸驅(qū)動(dòng)，這些旋轉(zhuǎn)元件在發(fā)動(dòng)機(jī)10 的曲軸內(nèi)部或連接到其上。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)RPM和壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速之間存在直接關(guān)系。當(dāng)壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，其加速在進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)的空氣，這會將進(jìn)氣歧管內(nèi)的進(jìn)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(dòng)機(jī)10裝配有監(jiān)測發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的多個(gè)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(gè)實(shí)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(dòng)機(jī)控制模塊5監(jiān)測，確定燃燒階段，即，相對于每個(gè)燃燒循環(huán)的每個(gè)氣缸15的曲軸12的曲柄轉(zhuǎn)角的燃燒壓力的定時(shí)。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(dòng)機(jī)控制模塊5監(jiān)測，以確定每個(gè)燃燒循環(huán)每個(gè)氣缸15的平均有效壓力(IMEP)。 優(yōu)選的，發(fā)動(dòng)機(jī)10和發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊5被機(jī)械化，以在每個(gè)氣缸點(diǎn)火事件期間，監(jiān)測和確定每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸15的IMEP的狀態(tài)。可選擇地，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(diǎn)火系統(tǒng)和非侵入的氣缸壓力傳感器?？刂颇K、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(gè)或者多個(gè)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(gè)或多個(gè)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(jī)存取、硬盤驅(qū)動(dòng)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(dòng)器的運(yùn)行。在正在運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)和車輛運(yùn)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(yùn)行中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊5監(jiān)測來自上述傳感器的輸入，以確定發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的狀態(tài)。發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)踏板)， 以確定操作者扭矩需求。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊5監(jiān)測顯示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣溫度、冷卻劑溫度和其他環(huán)境條件的傳感器。發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)器來形成氣缸充氣，包括控制節(jié)氣門位置(ETC)、點(diǎn)火正時(shí)(IGN)、燃料噴射質(zhì)量和定時(shí)(INJ_PW)、控制再循環(huán)排氣(EGR)流量的EGR閥位置、進(jìn)氣和/或排氣門定時(shí)和相位(分別為進(jìn)氣和排氣)和在發(fā)動(dòng)機(jī)上如此裝配的動(dòng)力增加裝置(VGT)的調(diào)整。在一個(gè)實(shí)施例中，氣門正時(shí)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(jìn)的車輛運(yùn)行期間，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊5可操作以使得發(fā)動(dòng)機(jī)10運(yùn)行和停止，并且可操作以通過燃料和點(diǎn)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(jìn)氣及排氣門20和18的一部分停用。發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)運(yùn)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(dòng)機(jī)10 控制在貧的或者化學(xué)計(jì)量的空燃比下。進(jìn)氣及排氣門20和18處于較低升程的閥門打開位置，并且進(jìn)氣和排氣相位采用NVO運(yùn)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(yùn)行，以在進(jìn)氣歧管四中產(chǎn)生真空來實(shí)現(xiàn)EGR流。在一個(gè)實(shí)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(dòng)機(jī)循環(huán)期間可執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)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(dòng)機(jī)運(yùn)行在SI模式期間，控制節(jié)氣門34來調(diào)節(jié)氣流。控制發(fā)動(dòng)機(jī)10為化學(xué)計(jì)量的空燃比，進(jìn)氣及排氣門20和18處于較高升程的閥門打開位置，并且進(jìn)氣和排氣升程定時(shí)以正的氣門重疊運(yùn)行。優(yōu)選的，在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的壓縮階段期間實(shí)施燃料噴射事件，優(yōu)選大體上在TDC之前?；鸹c(diǎn)火優(yōu)選是在氣缸內(nèi)的充氣大體上為均質(zhì)時(shí)在燃料噴射之后的預(yù)定時(shí)間放電。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊5將發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)換到與發(fā)動(dòng)機(jī)10相關(guān)的優(yōu)選燃燒模式，以增加燃料效率和發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定性，和/或降低排放。其中一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的變化，例如速度和負(fù)荷，會使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式發(fā)生變化。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊5命令優(yōu)選燃燒模式發(fā)生與發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)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(dòng)機(jī)10運(yùn)行在優(yōu)選的空燃比下并且控制進(jìn)氣流量以實(shí)現(xiàn)優(yōu)選的空燃比。這包括基于發(fā)動(dòng)機(jī)在所選燃燒模式下運(yùn)行來估計(jì)氣缸充氣?？刂乒?jié)氣門；34和進(jìn)氣和排氣VCP/VLC裝置22和24，以基于估計(jì)的氣缸充氣實(shí)現(xiàn)進(jìn)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(jìn)氣和排氣VCP/VLC裝置 22和M來控制氣流，以控制進(jìn)氣及排氣門20和18的相位和升程。就進(jìn)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(gè)燃燒模式下的運(yùn)行需要進(jìn)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(dòng)機(jī)，通常用10’表示，其可操作在壓縮點(diǎn)火 (Cl)和預(yù)混充氣壓縮點(diǎn)火(PCCI)模式之間。發(fā)動(dòng)機(jī)10’在CI或者PCCI模式的運(yùn)行不需要火花來對燃料/空氣充氣進(jìn)行點(diǎn)火，并且運(yùn)行在持續(xù)大開的節(jié)氣門位置，類似于HCCI燃燒的運(yùn)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(diǎn)火，因此可去除火花塞沈和相關(guān)的控制。該CI發(fā)動(dòng)機(jī)10’包括類似的剩余部件，其中包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制器5，該控制器控制從由一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣門20控制的進(jìn)氣歧管四進(jìn)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(gè)或多個(gè)排氣門18控制。該CI發(fā)動(dòng)機(jī)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(jìn)氣及排氣門20，18的進(jìn)氣和排氣凸輪軸21，23。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊5具有類似的結(jié)構(gòu)并且 SI發(fā)動(dòng)機(jī)10的控制如上定義。在CI模式下的發(fā)動(dòng)機(jī)10’的運(yùn)行包括進(jìn)氣及排氣門20和18處于較高升程的閥門打開位置，以及進(jìn)氣和排氣升程定時(shí)以正的氣門重疊運(yùn)行。優(yōu)選的，在燃燒發(fā)生時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的壓縮階段期間，在TDC附近實(shí)施燃料噴射事件。在PCCI燃燒模式下的發(fā)動(dòng)機(jī)10’的運(yùn)行包括，在較低升程的閥門打開位置運(yùn)行并且進(jìn)氣和排氣相位以NVO操作。PCCI運(yùn)行具有類似的取決于EGR的過渡運(yùn)行特征，來幫助控制燃燒溫度和定時(shí)，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(yùn)行在HCCI燃燒模式下的已知發(fā)動(dòng)機(jī)中取出的圖示數(shù)據(jù)，包括用于燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加，從而導(dǎo)致燃料參數(shù)增加，這允許發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)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(shí)間-速率變化超過預(yù)定閾值時(shí)，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(shí)間-速率變化相關(guān)，在一個(gè)實(shí)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(dòng)機(jī)運(yùn)行在包括進(jìn)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(jìn)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(shí)，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(dòng)機(jī)扭矩輸出的潛在擾動(dòng)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(jìn)平穩(wěn)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)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(shí)間-速率變化。對燃料參數(shù)而言，限制可用燃料的時(shí)間-速率變化會導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)10不能匹配操作者扭矩需求的時(shí)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(dòng)機(jī)10和扭矩機(jī)械145的一個(gè)實(shí)施例的混合動(dòng)力系統(tǒng)。 應(yīng)該注意到混合動(dòng)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(dòng)機(jī)10可連接到傳動(dòng)裝置100上，以將牽引力傳送到車輛的傳動(dòng)系統(tǒng)105。在一個(gè)實(shí)施例中，傳動(dòng)系統(tǒng)105包括機(jī)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(jī)械地連接到車輪 125上。差速齒輪裝置115連接到混合動(dòng)力系統(tǒng)的輸出元件130上，該系統(tǒng)通常以135示出。傳動(dòng)系統(tǒng)105通過車輪125在變速器100和路面之間傳送牽引力?；旌蟿?dòng)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(gè)或多個(gè)扭矩機(jī)械145上以在它們之間傳送動(dòng)力，該扭矩機(jī)械145描述為電動(dòng)機(jī)。當(dāng)ESD140和扭矩機(jī)械145包括電動(dòng)發(fā)電機(jī)時(shí)，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(jī)械145將儲能轉(zhuǎn)換為機(jī)械動(dòng)力，并且將機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)換為存儲在ESD140中的能量。發(fā)動(dòng)機(jī)10轉(zhuǎn)換車輛儲存的燃料為機(jī)械動(dòng)力。來自發(fā)動(dòng)機(jī)10的機(jī)械動(dòng)力可以傳遞給變速器100。來自扭矩機(jī)械145的機(jī)械動(dòng)力可以傳遞給變速器100。來自傳動(dòng)系統(tǒng)105的機(jī)械動(dòng)力經(jīng)由輸出元件130可傳送給發(fā)動(dòng)機(jī) 10，扭矩機(jī)械145和變速器100。傳送的機(jī)械動(dòng)力可以為用于車輛推進(jìn)的牽引扭矩的形式， 以及為與再生制動(dòng)功能相關(guān)的車輛制動(dòng)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(dòng)扭矩機(jī)械145，但是也可利用其他的扭矩裝置，例如液壓的或者機(jī)械的。此外，顯然可以利用其他混合動(dòng)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(dòng)，并沒有背離本發(fā)明的范圍。利用發(fā)動(dòng)機(jī)10與扭矩機(jī)械145相結(jié)合，以將扭矩傳送給傳動(dòng)系統(tǒng)105，從而通過車輪125提供牽引扭矩。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10運(yùn)行在HCCI燃燒模式時(shí)，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(dòng)機(jī)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(shí)，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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)運(yùn)行會受到限制，包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換到運(yùn)行在火花點(diǎn)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(dòng)力系統(tǒng)的車輛中，例如參見圖1和3描述的，本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)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(dòng)機(jī)控制模塊5提供限制的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩命令170，以限制噴射的燃料量(INJ_PW)，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩小于操作者扭矩需求181，進(jìn)而保持平穩(wěn)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行以及防止在燃燒過程中過度的響聲?？刂葡到y(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(dòng)機(jī)扭矩命令175增加以匹配該不足。因此，電動(dòng)機(jī)扭矩命令175增補(bǔ)該限制的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩命令170 以滿足操作者扭矩需求181。限制的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩命令170和電動(dòng)機(jī)扭矩命令175的結(jié)合允許，當(dāng)運(yùn)行在HCCI燃燒模式下時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)10平穩(wěn)地增加扭矩輸出，并且滿足在一時(shí)間常數(shù)內(nèi)操作者扭矩需求181。電動(dòng)機(jī)扭矩命令175繼續(xù)，直到發(fā)動(dòng)機(jī)10基于時(shí)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(gè)時(shí)刻，如下所述。圖5圖示地描述了車輛中本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的運(yùn)行，其中發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在HCCI燃燒模式下并且具有動(dòng)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(shí)間的操作者扭矩需求和進(jìn)氣歧管壓力。已知高的進(jìn)氣歧管壓力用于降低在HCCI燃燒模式下的燃燒噪聲。動(dòng)力增加裝置 44，例如渦輪增壓器，能夠增加進(jìn)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(shí)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?？焖俚乃沧儬顟B(tài)還表現(xiàn)在進(jìn)氣歧管壓力曲線上，虛線表示所需的進(jìn)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(dòng)機(jī)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?？焖俚乃沧儬顟B(tài)被檢測，并且發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊5限制燃料參數(shù)(INJ_PW)，以限制發(fā)動(dòng)機(jī)10運(yùn)行，直到由于系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間的延遲導(dǎo)致實(shí)際的進(jìn)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(dòng)力增加裝置。在限制的發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)扭矩命令175增加以匹配該不足。因此，電動(dòng)機(jī)扭矩命令175增補(bǔ)了該限制的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩命令170以滿足操作者扭矩需求181。限制的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩命令170 和電動(dòng)機(jī)扭矩命令175的結(jié)合允許當(dāng)運(yùn)行在HCCI燃燒模式時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)10平穩(wěn)地增加扭矩輸出并且滿足在一時(shí)間常數(shù)內(nèi)的總的操作者扭矩需求180。電動(dòng)機(jī)扭矩命令175繼續(xù)，直到發(fā)動(dòng)機(jī)10基于時(shí)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(gè)時(shí)刻，如下所述。圖6示意地示出了與混合動(dòng)力系統(tǒng)的控制操作相關(guān)的控制方案，包括發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)于操作者扭矩需求運(yùn)行在HCCI燃燒模式下。示例的發(fā)動(dòng)機(jī)參見圖1示出，并且示例的混合動(dòng)力系統(tǒng)參見圖3示出。該控制方案包括時(shí)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(dòng)機(jī)扭矩命令到發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊5的發(fā)動(dòng)機(jī)切換模塊250，和有選擇地引導(dǎo)電動(dòng)機(jī)扭矩命令到發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊260的電動(dòng)機(jī)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(shí)，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(dòng)機(jī)扭矩命令170和電動(dòng)機(jī)扭矩命令175。在一個(gè)實(shí)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(發(fā)動(dòng)機(jī)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耄?dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)來確定來自模塊210的時(shí)間常數(shù)211。影響該時(shí)間常數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)可包括，例如，燃料噴射定時(shí)、火花定時(shí)和命令的EGR流量以及不同發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器(例如廢氣再循環(huán)閥、渦輪增壓器、用于進(jìn)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(shí)間。時(shí)間常數(shù)211是一個(gè)合成的術(shù)語，其考慮了上述發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)以及不同發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器的響應(yīng)時(shí)間，以確保發(fā)動(dòng)機(jī)10運(yùn)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(shí)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(shí)現(xiàn)的限制的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩命令170。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)切換模塊250處于第一“位置“時(shí)，操作者扭矩需求181是能夠未過濾地被傳送給發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊5的連續(xù)參數(shù)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)切換模塊250處于第二位置時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)扭矩命令170。通過利用時(shí)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(dòng)機(jī)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(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員明白利用時(shí)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(shí)，電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)扭矩命令170與操作者扭矩需求181的差異來確定電動(dòng)機(jī)扭矩命令175，并且該電動(dòng)機(jī)扭矩命令175通過第二位置的電動(dòng)機(jī)切換模塊240傳送到電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)切換模塊240和發(fā)動(dòng)機(jī)切換模塊250。在運(yùn)行中，持續(xù)地監(jiān)測踏板位置和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以確定操作者扭矩需求181。踏板位置、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及其他的發(fā)動(dòng)機(jī)工作參數(shù)被持續(xù)地監(jiān)測以確定時(shí)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(dòng)機(jī)切換模塊240和發(fā)動(dòng)機(jī)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(diǎn)火定時(shí)(IGN)、EGR流量(EGR)、進(jìn)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(dòng)機(jī)10和動(dòng)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)切換模塊240和250分別切換到相應(yīng)的第二位置并且啟動(dòng)過濾器模塊230的運(yùn)行，開始低到高的扭矩過渡。確定時(shí)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(shí)間常數(shù)211來產(chǎn)生限制的發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)運(yùn)行。由于發(fā)動(dòng)機(jī)切換模塊250處于第二離散位置，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊5從過濾器模塊230 接收限制的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩命令170，并且基于限制的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩命令170控制發(fā)動(dòng)機(jī)10。加法函數(shù)280確定電動(dòng)機(jī)扭矩命令175作為操作者扭矩需求181與限制的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩命令170 之間的差異，并且通過電動(dòng)機(jī)控制模塊MO的第二位置將該電動(dòng)機(jī)扭矩命令175輸入到電動(dòng)機(jī)控制模塊沈0。電動(dòng)機(jī)控制模塊260例如經(jīng)由電動(dòng)機(jī)電流命令I(lǐng)mtk指令扭矩機(jī)械145 來產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)扭矩命令175。限制的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩命令170和電動(dòng)機(jī)扭矩命令175的結(jié)合實(shí)現(xiàn)所需求的速度和大小的操作者扭矩需求181。因?yàn)檫@是一個(gè)迭代的過程，在不超出來自過濾器模塊230的限制的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩命令170的情況下，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)械145的幫助時(shí)，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(shí)，電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)切換模塊250將無限制的操作者扭矩需求181傳送到發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊5，并且電動(dòng)機(jī)切換模塊240不再提供輸入到電動(dòng)機(jī)控制模塊沈0。因此，控制結(jié)構(gòu)允許發(fā)動(dòng)機(jī)10在低到高的快速瞬變狀態(tài)期間運(yùn)行在HCCI燃燒模式下，同時(shí)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(shí)施例和對其進(jìn)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(jìn)一步的修改和變更。因此，本發(fā)明并不意圖受限于作為實(shí)施本發(fā)明的最佳方式而公開的具體實(shí)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(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于控制直噴式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以及扭矩機(jī)械的方法，該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和扭矩機(jī)械構(gòu)造成響應(yīng)于操作者扭矩需求傳送扭矩到傳動(dòng)系統(tǒng)，該方法包括操作所述直噴式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以傳送扭矩到所述傳動(dòng)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(shí)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(shí)間常數(shù)的函數(shù)的限制的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩命令；和在快速的瞬變狀態(tài)期間，控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)所述限制的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩命令，并且響應(yīng)于電動(dòng)機(jī)扭矩命令來運(yùn)行所述扭矩機(jī)械，所述電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)包括使所述直噴式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)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(dòng)機(jī)包括使所述直噴式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)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(shí)間-速率變化超出預(yù)定的時(shí)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(shí)間常數(shù)包括， 基于所述操作者扭矩需求、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)確定所述時(shí)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)確定所述時(shí)間常數(shù)包括確定發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器的響應(yīng)時(shí)間。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中通過所述時(shí)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(dòng)機(jī)扭矩命令包括，在過濾器中采用所述時(shí)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(dòng)機(jī)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(yùn)行的直噴式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)并一致地操作扭矩機(jī)械的方法，該直噴式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和扭矩機(jī)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(dòng)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(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)械提供電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(dòng)系統(tǒng)的裝置，其包括混合動(dòng)力系統(tǒng)，其包括直噴式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)和可操作連接到所述發(fā)動(dòng)機(jī)、所述電動(dòng)機(jī)和所述傳動(dòng)系統(tǒng)的變速器，其中所述傳動(dòng)系統(tǒng)接收來自所述變速器的扭矩， 所述扭矩包括發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩和電動(dòng)機(jī)輸出扭矩的總和；和用于所述混合動(dòng)力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其包括響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩命令以控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊， 響應(yīng)于電動(dòng)機(jī)扭矩命令以控制所述電動(dòng)機(jī)輸出扭矩的電動(dòng)機(jī)控制模塊，基于所述操作者扭矩需求和預(yù)定的時(shí)間常數(shù)提供限制的發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)間-速率變化的快速瞬變狀態(tài)檢測模塊； 發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)間-速率變化，用以提供所述限制的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩命令作為給所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊的所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩命令，電動(dòng)機(jī)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(shí)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(dòng)機(jī)扭矩命令之間的差值作為給所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊的電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的混合動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)的直噴式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以及扭矩機(jī)械的方法，該方法包括操作直噴式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以傳送扭矩到傳動(dòng)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(shí)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(shí)間常數(shù)的函數(shù)的限制的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩命令；和在快速的瞬變條件期間，控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)所述限制的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩命令，并且響應(yīng)于電動(dòng)機(jī)扭矩命令來運(yùn)行所述扭矩機(jī)械，其中所述電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(yùn)作有限責(zé)任公司