專利名稱：控制聯接到被動選擇性催化還原后處理系統的內燃機的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及配置成以兩個分立燃燒模式操作的內燃機和排氣后處理系統。
背景技術：
該部分的內容僅提供與本發明有關的背景信息，且可能不構成現有技術。已知的火花點火(Si)發動機將空氣/燃料混合物引入每個氣缸中，空氣/燃料混合物在壓縮沖程中被壓縮并由火花塞點火。已知的壓縮點火(Cl)發動機在壓縮沖程的上止點(TDC)附近將加壓燃料噴入燃燒氣缸內，加壓燃料在噴射后被點火。SI發動機和CI發動機兩者的燃燒均包括由流體力學控制的預混合或擴散火焰。SI發動機能夠以多種不同的燃燒模式操作，包括均質SI燃燒模式和分層充氣SI 燃燒模式。SI發動機可被設置用于在預定速度/負載操作條件下以均質充氣壓縮點火 (HCCI)燃燒模式操作，也稱為受控自動點火燃燒。HCCI燃燒模式包括由氧化化學作用控制的分布式、無火焰、自動點火燃燒過程。以HCCI燃燒模式操作的發動機在進氣閥關閉時間時具有在組分、溫度以及殘余排氣方面優選是均質的氣缸充氣。HCCI燃燒是一種分布式動力受控燃燒過程，其中發動機用稀釋的空氣/燃料混合物(即，稀于化學計量比空氣/燃料點)操作，具有相對低的峰值燃燒溫度，從而得到低NOx排放。均質空氣/燃料混合物使得形成煙霧和顆粒排放物的濃缸內燃燒區域的出現最小化。發動機空氣流可以通過選擇性地調節節氣門閥的位置、以及開啟和關閉進氣閥和排氣閥來控制。在如此配備的發動機系統上，進氣閥和排氣閥的開啟和關閉可以使用可變閥致動系統來調節，所述可變閥致動系統包括可變凸輪定相和可選擇多級閥升程，例如提供兩個或更多閥升程位置的多級凸輪凸角。與節氣門位置變化不同，多級閥升程機構的閥位置的變化是離散梯級變化。當發動機以HCCI燃燒模式操作時，發動機以稀或化學計量比空氣/燃料比操作， 其中，節氣門寬開啟以使得發動機泵送損失最小化。當發動機以SI燃燒模式操作時，發動機以化學計量比空氣/燃料比操作，其中，節氣門閥在從寬開啟位置的0%至100%的位置范圍內控制，以控制進氣空氣流從而實現化學計量比空氣/燃料比。在配置成以SI和HCCI燃燒模式操作的發動機中，燃燒模式之間的過渡會是復雜的。發動機控制模塊必須協調多個裝置的致動，以便為不同模式提供期望空氣/燃料比。在 HCCI燃燒模式和SI燃燒模式之間過渡期間，幾乎瞬時地發生閥升程切換，同時對凸輪移相器和歧管壓力的調節具有較慢動態特性。可能發生不完全燃燒和不點火，直到實現期望空氣/燃料比，從而導致扭矩擾動。
在HCCI燃燒模式的發動機操作期間，自動點火燃燒的定時受到在壓縮之前和在點火之前壓縮期間的氣缸充氣溫度以及受到氣缸充氣的混合物組分影響。與最大效率相關的期望自動點火定時通過考慮影響氣缸充氣溫度的所有影響參數來實現。在自動點火燃燒模式操作的已知發動機使用標定表作為在發動機控制模塊中執行的總體發動機控制方案的一部分而考慮操作狀況。已知HCCI發動機控制方案包括用于基于有限數量的輸入參數控制發動機參數的標定值，包括例如發動機負載、發動機速度和發動機冷卻劑溫度。測量輸出參數用于控制(除了其它之外)熱殘余物的量(經由可變凸輪定相)和冷殘余物的量(經由排氣再循環速率)，因而控制缸內氣體溫度。已知控制系統使用反饋控制算法來補償環境和大氣參數對點火定時和空氣/燃料比的影響。復雜的多維標定表可用于考慮所有影響參數。在中等范圍負載狀況時以HCCI燃燒模式操作的已知發動機可在燃燒循環中增加燃料延遲，以在排氣供應流中提供附加烴，以便產生用于NOx還原的氨，從而在沒有相應扭矩益處的情況下消耗燃料。配置成以HCCI燃燒模式操作的發動機的已知后處理系統可具有用于計量進入排氣供應流以用于選擇性催化還原的尿素或其它還原劑的主動噴射系統。在燃料切斷事件之后的發動機再次點火期間，已知發動機以化學計量比或濃于化學計量比操作以消耗存儲在三效催化轉換器中的氧，且防止與稀發動機操作有關的NOx滲漏，從而在沒有相應扭矩益處的情況下消耗燃料。
發明內容
一種直接噴射內燃機流體地聯接到被動SCR系統，所述被動SCR系統包括在氨選擇性催化還原催化劑上游的三效催化轉換器。從HCCI燃燒模式過渡至SI燃燒模式包括確定SI燃燒模式期間預定發動機操作點的優選空氣/燃料比，以實現最小燃料消耗且將燃燒穩定性保持在可接受水平。燃料噴射定時、發動機火花定時和發動機閥升程基本上即時地從相應HCCI燃燒模式設置控制至相應SI燃燒模式設置。過渡至優選空氣/燃料比與發動機閥相位從相應HCCI燃燒模式設置過渡至相應SI燃燒模式相位設置協調。方案1. 一種將直接噴射內燃機從HCCI燃燒模式和SI燃燒模式過渡的方法，所述內燃機流體地聯接到被動SCR系統，所述被動SCR系統包括在氨選擇性催化還原催化劑上游的三效催化轉換器，所述方法包括
確定SI燃燒模式期間預定發動機操作點的優選空氣/燃料比，以實現最小燃料消耗且將燃燒穩定性保持在可接受水平；
將燃料噴射定時、發動機火花定時和發動機閥升程基本上即時地從相應HCCI燃燒模式設置控制至相應SI燃燒模式設置；以及
將過渡至優選空氣/燃料比與發動機閥相位從相應HCCI燃燒模式設置過渡至相應SI 燃燒模式相位設置協調。方案2.根據方案1所述的方法，還包括確定優選發動機燃料供應速率，所述優選發動機燃料供應速率包括在以SI燃燒操作時在優選空氣/燃料比實現預定發動機操作點所需的最小發動機燃料供應速率。方案3.根據方案1所述的方法，其中，發動機火花定時的所述相應SI燃燒模式設置包括平均最佳扭矩火花定時。方案4.根據方案1所述的方法，其中，發動機閥升程的所述相應SI燃燒模式設置包括高升程閥開啟位置。方案5.根據方案1所述的方法，其中，所述相應SI燃燒模式相位設置包括正閥重疊。方案6. —種操作直接噴射內燃機的方法，所述內燃機流體地聯接到被動SCR系統，所述被動SCR系統包括在氨選擇性催化還原催化劑上游的三效催化轉換器，所述方法包括
確定發動機扭矩指令；
針對與所述發動機扭矩指令相對應的發動機操作點選擇優選空氣/燃料比以及包括 HCCI燃燒模式和SI燃燒模式中的一種的優選發動機控制方案，以實現最小燃料消耗且將燃燒穩定性保持在可接受水平；
確定優選發動機燃料供應速率，所述優選發動機燃料供應速率包括在采用優選發動機控制方案時在優選空氣/燃料比實現與所述發動機扭矩指令相對應的發動機操作點所需的最小發動機燃料供應速率；以及
采用優選發動機控制方案以優選發動機燃料供應速率控制發動機。方案7.根據方案6所述的方法，還包括過渡至優選空氣/燃料比以及包括HCCI 燃燒模式和SI燃燒模式中的所述一種的優選發動機控制方案和優選空氣/燃料比。方案8.根據方案7所述的方法，其中，過渡至優選發動機控制方案包括 從HCCI燃燒模式過渡至SI燃燒模式，包括
將燃料噴射定時、發動機火花定時和發動機閥升程基本上即時地控制至相應SI燃燒模式設置；以及
將過渡至優選空氣/燃料比與發動機閥相位過渡至相應SI燃燒模式相位設置協調。方案9.根據方案8所述的方法，其中，發動機火花定時的所述相應SI燃燒模式設置包括平均最佳扭矩火花定時。方案10.根據方案8所述的方法，其中，發動機閥升程的所述相應SI燃燒模式設置包括高升程閥開啟位置。方案11.根據方案8所述的方法，其中，所述相應SI燃燒模式相位設置包括正閥重疊。方案12.根據方案6所述的方法，其中，所述發動機扭矩指令與燃料切斷事件之后的發動機再次點火事件相對應。方案13.根據方案12所述的方法，其中，所述優選發動機燃料供應速率包括以優選空氣/燃料比實現與對應于燃料切斷事件之后的發動機再次點火事件的發動機扭矩指令相對應的發動機操作點所需的最小發動機燃料供應速率。方案14. 一種直接噴射內燃機系統，包括
直接噴射內燃機，所述內燃機包括燃料噴射系統、火花點火系統、閥升程控制系統和閥相位控制系統；
三效催化轉換器，所述三效催化轉換器在氨選擇性催化還原催化劑上游聯接到來自于內燃機的排氣流；和控制器，所述控制器配置成將內燃機從HCCI燃燒模式過渡至SI燃燒模式，包括 確定SI燃燒模式期間預定發動機操作點的優選空氣/燃料比，以實現最小燃料消耗且將燃燒穩定性保持在可接受水平；
將燃料噴射定時、發動機火花定時和發動機閥升程基本上即時地從相應HCCI燃燒模式設置控制至相應SI燃燒模式設置；以及
將過渡至優選空氣/燃料比與發動機閥相位從相應HCCI燃燒模式設置過渡至相應SI 燃燒模式相位設置協調。
現在將參考附圖通過例子描述一個或更多的實施例，在附圖中
圖1是根據本發明的火花點火內燃機、被動SCR排氣后處理系統和附屬控制模塊的示意圖2是根據本發明的被動選擇性催化還原方案的流程圖，其有利地采用發動機和被動 SCR排氣后處理系統以實現NOx還原；
圖3以圖形示出了根據本發明的在發動機以HCCI燃燒模式操作時當以稀空氣/燃料比和化學計量比空氣/燃料比操作發動機的實施例時的空氣/燃料比相對于發動機負載； 圖4以圖形示出了根據本發明的在發動機以HCCI燃燒模式操作時當以稀空氣/燃料比和化學計量比空氣/燃料比操作發動機的實施例時的相應凈比燃料消耗相對于發動機負載；
圖5以圖形示出了根據本發明的在與被動SCR方案相關的經過時間段內繪制的發動機的實施例的與在HCCI燃燒模式和SI燃燒模式操作之間過渡有關的多個發動機操作和控制參數，所述發動機包括被動SCR排氣后處理系統；和
圖6以圖形示出了根據本發明的與包括配備有被動SCR排氣后處理系統的發動機的實施例且采用被動SCR方案的車輛操作有關的結果。
具體實施例方式現在參考附圖，其中附圖的目的只是為了說明某些示例性實施例并不是為了限制于此，圖1是具有根據本發明實施例構造的附屬控制模塊5的內燃機10的示意圖，內燃機 10流體地聯接到被動SCR排氣后處理系統100。示例性發動機10配置成以多種燃燒模式中的一種操作，優選地包括均質充氣壓縮點火(HCCI)燃燒模式和火花點火(SI)燃燒模式。 發動機10可以被控制以化學計量比空氣/燃料比和以根本上稀于化學計量比的空氣/燃料比操作。本發明可以適用于各種內燃機系統和燃燒循環。示例性發動機10包括具有可在氣缸15內滑動運動的往復活塞14的多缸直接噴射四沖程內燃機，氣缸15限定可變容積燃燒室16。每個活塞14連接到旋轉曲軸12，借此將線性往復運動轉化成旋轉運動。空氣進氣系統提供進氣空氣給進氣歧管四，進氣歧管四引導并分配空氣進入至燃燒室16的進氣流道。空氣進氣系統包括用以監測和控制空氣流的空氣流管道系統和裝置。空氣進氣裝置優選地包括用以監測空氣質量流量(MAF)33和進氣空氣溫度(IAT) 35的空氣質量流量傳感器32。節氣門閥34優選地包括電控裝置，用于響應來自控制模塊5的控制信號120而控制至發動機10的空氣流。進氣歧管四中的壓力傳感器36配置成監測歧管絕對壓力(MAP) 37和大氣壓力。外部流動通道使來自于發動機排氣的排氣再循環至進氣歧管四，外部流動通道具有稱為排氣再循環(EGR)閥38的流量控制閥。控制模塊5通過經由控制信號44控制EGR閥38的開度來控制至進氣歧管四的排
氣質量流量。通過一個或多個進氣閥20控制從進氣歧管四進入燃燒室16的空氣流。通過一個或多個排氣閥18控制離開燃燒室16至排氣歧管39的排氣流。發動機10配備有控制和調節進氣閥20和排氣閥18的開啟和關閉的系統。在一個實施例中，進氣閥20和排氣閥18 的開啟和關閉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)裝置22和M進行控制和調節。進氣和排氣VCP/VLC裝置22和M配置成分別控制和操作進氣凸輪軸21和排氣凸輪軸23。進氣凸輪軸21和排氣凸輪軸23的旋轉與曲軸12的旋轉相關聯且由曲軸12的旋轉標引，因此將進氣閥20和排氣閥18的開啟和關閉與曲軸12和活塞14的位置相關聯。進氣VCP/VLC裝置22優選地包括可操作響應于控制信號125切換和控制進氣閥 20的閥升程(VLC)并且響應于控制信號1 針對每個氣缸15可變地調節和控制進氣凸輪軸21的定相(VCP)的機構。排氣VCP/VLC裝置M優選地包括可操作響應于控制信號123 可變地切換和控制排氣閥18的閥升程(VLC)并且響應于控制信號IM針對每個氣缸15可變地調節和控制排氣凸輪軸23的定相(VCP)的可控機構。進氣和排氣VCP/VLC裝置22和M每個優選地包括可操作將進氣和排氣閥20和 18的閥升程的幅度或開度分別控制為兩個離散梯級中的一個的可控兩級VLC機構。兩個離散梯級優選地包括優選用于低速度、低負載操作的低升程閥開啟位置(在一個實施例中大約4-6 mm),以及優選用于高速度和高負載操作的高升程閥開啟位置(在一個實施例中大約 8-13 mm)。進氣和排氣VCP/VLC裝置22和M均優選地包括可變凸輪定相(VCP)機構，用來分別控制和調節進氣閥20和排氣閥18開啟和關閉的定相(即，相對定時)。調節定相是指相對于曲軸12和活塞14在相應氣缸15中的位置來切換進氣和排氣閥20和18的開啟時間。進氣和排氣VCP/VLC裝置22和M的VCP機構均優選地具有大約60° -90°曲軸旋轉的定相權限范圍，因此允許控制模塊5相對于每個氣缸15的活塞14的位置提前或延遲進氣和排氣閥20和18中的一個的開啟和關閉。定相權限范圍是由進氣和排氣VCP/VLC裝置22和M定義和限制的。進氣和排氣VCP/VLC裝置22和M包括確定進氣和排氣凸輪軸 21和23旋轉位置的凸輪軸位置傳感器。VCP/VLC裝置22和M響應于相應控制信號123、 124、125和1 使用電動液壓、液壓和電控力中的一種來致動。發動機10采用直接噴射燃料噴射系統，所述燃料噴射系統包括多個高壓燃料噴射器觀，高壓燃料噴射器觀配置成響應來自控制模塊5的控制信號(INJ_PW) 112將一定質量的燃料直接噴射到燃燒室16中的一個內。應當理解的是，控制信號INJ_PW 112包括脈寬持續時間、經過時間、和相對于TDC的噴射開始。燃料噴射器觀從燃料分配系統供應加壓燃料。本發明中使用的噴射定時包括在各種燃燒模式中可以采用的單次和分離噴射方案的噴射持續時間和開始。發動機10包括火花點火系統，火花能量可以通過火花點火系統提供給火花塞26， 用于響應于來自控制模塊5的控制信號(IGN)IlS點火或輔助點火每個燃燒室16中的氣缸充氣。
發動機10配備有用以監測發動機操作的各種傳感裝置，包括具有輸出RPM 43的曲軸傳感器42，輸出RPM 43表示曲軸旋轉位置，即曲軸角和速度。溫度傳感器44配置成監測冷卻劑溫度45。缸內燃燒傳感器30配置成監測燃燒31。缸內燃燒傳感器30配置成監測燃燒，且在一個實施例中包括可操作監測缸內燃燒壓力31的氣缸壓力傳感器。排氣傳感器40配置成監測排氣參數41，例如，空氣/燃料比(AFR)。燃燒壓力31和RPM 43由控制模塊5監測以確定燃燒定相，即對于每個燃燒循環而言相對于每個氣缸15的曲軸12的曲軸角度的燃燒壓力定時。應當理解的是，燃燒定相可以由其它方法確定。燃燒壓力31可以由控制模塊5監測以確定對于每個燃燒循環而言每個氣缸15的指示平均有效壓力(IMEP)。 優選地，發動機10和控制模塊5配置成在每個氣缸點火事件期間監測和確定每個發動機氣缸15的IMEP的狀態。被動SCR排氣后處理系統100流體地聯接到發動機10的排氣歧管39，且操作將發動機排氣成分轉化為惰性氣體。被動SCR排氣后處理系統100包括位于氨選擇性催化還原催化劑(SCR)120的流體上游的三效催化轉換器(TWC)llO。由于在SCR 120中用于實現 NOx還原的所有還原劑源于發動機操作期間噴射到燃燒室中的燃料，且沒有將尿素、燃料或其它物質外部注入TWC 110或SCR 120上游的排氣供應流中，因而被動SCR排氣后處理系統100被認為是被動的。被動SCR排氣后處理系統100配備有適合用于監測一種或多種排氣成分以及確定TWC 110上游、TWC 110和SCR 120之間和SCR 120下游的排氣供應流中的質量流濃度或其它參數的狀態的一個或多個傳感器，以用于發動機控制和診斷目的。控制模塊5監測來自于前述傳感器的輸入以確定發動機參數的狀態。發動機排出的排氣供應流中的排氣成分可包括烴(HC)、一氧化碳(CO)、水(H20) 和氮氧化物(N0X)。在持續操作期間，TWC 110將一些排氣成分轉化為惰性氣體。在以濃空氣 /燃料比的發動機操作期間，TWC 110可將HC和CO轉化為二氧化碳(C02)、H20和氨(NH3)。 NH3可存儲在SCR 120上。在以稀空氣/燃料比的隨后發動機操作期間，TWC 110可將排氣供應流的一部分轉化為C02和H20，且可以使用存儲在TWC 110上的02還原N0X。SCR 120 使用存儲NH3作為還原劑，以將排氣供應流中的NOx還原為其它分子，例如二原子氮氣(N2) 和H20。這些氣體反應已知。控制模塊5配置成從操作者接收輸入信號(例如，經由加速踏板和制動踏板)以確定操作者扭矩請求，根據操作者扭矩請求獲取發動機扭矩指令。控制模塊5執行存儲在其中的算法代碼，以控制前述致動器來形成氣缸充氣以響應于發動機扭矩指令產生功率，包括控制節氣門位置、火花點火定時、燃料噴射質量和定時、控制再循環排氣流量的EGR閥位置、和進氣和/或排氣閥定時和定相。閥定時和定相可以包括負閥重疊(NVO)和排氣閥再開啟(在排氣再放氣策略中)的升程、以及正閥重疊(PV0)。控制模塊5配置成執行發動機燃料切斷(FCO)事件。FCO事件可以在操作者將其腳從加速踏板移開時執行，從而導致車輛滑行。作為響應，發動機可能仍繼續旋轉，但是發動機燃料供應被切斷以減少燃料消耗。在操作者隨后施加壓力到加速踏板時，恢復發動機燃料供應，且發動機點火并產生扭矩。在持續車輛操作期間，控制模塊5可以使用自動啟動和自動關閉控制方案來控制發動機10，且可以操作通過控制燃料和火花以及閥停用而選擇性地停用燃燒室15中的一部分或者進氣和排氣閥20和18中的一部分。控制模塊5可以基于來自于排氣傳感器40的反饋控制空氣/燃料比。控制模塊5可以通過命令FCO事件來控制發動機10，例如在車輛減速事件期間，且隨后給發動機10供應燃料以便再次點火。控制模塊、模塊、控制裝置、控制器、控制單元、處理器或類似術語指的是專用集成電路(ASIC)、電子電路、執行一個或更多軟件或固件程序的中央處理單元(優選為處理器) 和相關存儲器和存儲裝置(只讀、可編程只讀、隨機存取、硬盤驅動器等)、組合邏輯電路、輸入/輸出電路和裝置、適當的信號調節和緩沖電路、以及提供所述功能的其他合適部件中的一個或多個的任何合適一種或各種組合。控制模塊具有一組控制算法，包括儲存在存儲器中并被執行用來提供需要功能的常駐軟件程序指令和標定值。算法優選地在預設循環周期期間執行。算法例如通過中央處理單元執行，并可以操作用來監測來自傳感裝置和其它聯網控制模塊的輸入且執行控制和診斷例程來控制致動器的操作。循環周期能以規則的時間間隔執行，例如在持續發動機和車輛操作期間每3. 125,6. 25,12. 5、25和100毫秒。替代地，算法可以響應事件的發生而執行。為了本發明的目的，發動機控制方案包括燃燒模式和空氣/燃料比。為了本發明的目的，燃燒模式包括對燃料噴射定時、火花定時和發動機閥(包括升程和相位)的控制或設置。以HCCI燃燒模式操作發動機10優選包括噴射定時和火花定時(例如火花輔助)的適當設置、進氣/排氣閥NVO以及低進氣/排氣閥升程。節氣門閥34優選處于大致寬開啟 (WOT)位置(完全未節流或稍微節流以在進氣歧管四中形成真空，以便實現EGR流)，且建立稀或化學計量比空氣/燃料比。在一個實施例中，缸內EGR質量被控制為高稀釋率，例如大于40%的氣缸空氣充氣。以均質火花點火燃燒(Si)模式操作發動機10優選包括噴射定時和火花定時的適當設置、進氣/排氣閥PVO以及高進氣/排氣閥升程。優選地，節氣門閥34響應于操作者扭矩請求調節空氣流，且建立稀或化學計量比空氣/燃料比。燃料噴射定時優選在TDC之前的發動機循環的進氣或壓縮沖程期間。在氣缸內的燃料/空氣充氣大致均質時，火花定時優選在燃料噴射之后預定時間放電。SI燃燒模式的火花定時在整個速度/負載操作范圍內的每個發動機操作點優選被控制為平均最佳扭矩(MBT)火花定時。可以使用已知發動機映射技術對發動機10的實施例的整個速度/負載操作范圍開發MBT火花定時映射圖。圖2是執行被動選擇性催化還原發動機控制方案(被動SCR方案)200的流程圖， 其有利地響應于發動機扭矩指令控制發動機10的操作，同時實現排放物控制，包括在被動 SCR排氣后處理系統100中的NOx還原。表1作為圖解提供，其中，數字標記塊和相應缸內闡述如下。表 權利要求
1.一種將直接噴射內燃機從HCCI燃燒模式和SI燃燒模式過渡的方法，所述內燃機流體地聯接到被動SCR系統，所述被動SCR系統包括在氨選擇性催化還原催化劑上游的三效催化轉換器，所述方法包括確定SI燃燒模式期間預定發動機操作點的優選空氣/燃料比，以實現最小燃料消耗且將燃燒穩定性保持在可接受水平；將燃料噴射定時、發動機火花定時和發動機閥升程基本上即時地從相應HCCI燃燒模式設置控制至相應SI燃燒模式設置；以及將過渡至優選空氣/燃料比與發動機閥相位從相應HCCI燃燒模式設置過渡至相應SI 燃燒模式相位設置協調。
2.根據權利要求1所述的方法，還包括確定優選發動機燃料供應速率，所述優選發動機燃料供應速率包括在以SI燃燒操作時在優選空氣/燃料比實現預定發動機操作點所需的最小發動機燃料供應速率。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，發動機火花定時的所述相應SI燃燒模式設置包括平均最佳扭矩火花定時。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，發動機閥升程的所述相應SI燃燒模式設置包括高升程閥開啟位置。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述相應SI燃燒模式相位設置包括正閥重疊。
6.一種操作直接噴射內燃機的方法，所述內燃機流體地聯接到被動SCR系統，所述被動SCR系統包括在氨選擇性催化還原催化劑上游的三效催化轉換器，所述方法包括確定發動機扭矩指令；針對與所述發動機扭矩指令相對應的發動機操作點選擇優選空氣/燃料比以及包括 HCCI燃燒模式和SI燃燒模式中的一種的優選發動機控制方案，以實現最小燃料消耗且將燃燒穩定性保持在可接受水平；確定優選發動機燃料供應速率，所述優選發動機燃料供應速率包括在采用優選發動機控制方案時在優選空氣/燃料比實現與所述發動機扭矩指令相對應的發動機操作點所需的最小發動機燃料供應速率；以及采用優選發動機控制方案以優選發動機燃料供應速率控制發動機。
7.根據權利要求6所述的方法，還包括過渡至優選空氣/燃料比以及包括HCCI燃燒模式和SI燃燒模式中的所述一種的優選發動機控制方案和優選空氣/燃料比。
8.根據權利要求7所述的方法，其中，過渡至優選發動機控制方案包括從HCCI燃燒模式過渡至SI燃燒模式，包括將燃料噴射定時、發動機火花定時和發動機閥升程基本上即時地控制至相應SI燃燒模式設置；以及將過渡至優選空氣/燃料比與發動機閥相位過渡至相應SI燃燒模式相位設置協調。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，發動機火花定時的所述相應SI燃燒模式設置包括平均最佳扭矩火花定時。
10.一種直接噴射內燃機系統，包括直接噴射內燃機，所述內燃機包括燃料噴射系統、火花點火系統、閥升程控制系統和閥相位控制系統；三效催化轉換器，所述三效催化轉換器在氨選擇性催化還原催化劑上游聯接到來自于內燃機的排氣流；和控制器，所述控制器配置成將內燃機從HCCI燃燒模式過渡至SI燃燒模式，包括 確定SI燃燒模式期間預定發動機操作點的優選空氣/燃料比，以實現最小燃料消耗且將燃燒穩定性保持在可接受水平；將燃料噴射定時、發動機火花定時和發動機閥升程基本上即時地從相應HCCI燃燒模式設置控制至相應SI燃燒模式設置；以及將過渡至優選空氣/燃料比與發動機閥相位從相應HCCI燃燒模式設置過渡至相應SI 燃燒模式相位設置協調。
全文摘要
一種直接噴射內燃機流體地聯接到被動SCR系統，所述被動SCR系統包括在氨選擇性催化還原催化劑上游的三效催化轉換器。從HCCI燃燒模式過渡至SI燃燒模式包括確定SI燃燒模式期間預定發動機操作點的優選空氣/燃料比，以實現最小燃料消耗且將燃燒穩定性保持在可接受水平。燃料噴射定時、發動機火花定時和發動機閥升程基本上即時地從相應HCCI燃燒模式設置控制至相應SI燃燒模式設置。過渡至優選空氣/燃料比與發動機閥相位從相應HCCI燃燒模式設置過渡至相應SI燃燒模式相位設置協調。
文檔編號F02D43/00GK102261287SQ201110135069
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月24日 優先權日2010年5月24日
發明者H.允, K.納拉亞納斯瓦米, N.維爾穆特, P.M.納特 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司