CN101363378B

CN101363378B - 自燃燃烧期间的发动机控制方法和装置

Info

Publication number: CN101363378B
Application number: CN2008101611064A
Authority: CN
Inventors: R·B·拉斯克; P·M·纳特
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-07-27
Filing date: 2008-07-25
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2028-07-25
Also published as: US7412322B1; DE102008034555A1; DE102008034555B4; CN101363378A

Abstract

本发明涉及自燃燃烧期间的发动机控制方法和装置，具体而言本发明包含一种发动机系统，其可选择性地在自燃燃烧模式下工作。控制模块监测发动机工作状态和控制发动机工作。控制子系统根据监测到的发动机工作状态控制发动机工作。该发动机控制子系统在自燃燃烧模式下运转发动机并且根据发动机工作状态确定内燃机气缸结构有效温度。确定发动机工作点。根据气缸结构有效温度和发动机工作点执行包含发动机前馈控制模式。通过监测已过时段的发动机功率来确定气缸结构有效温度。

Description

自燃燃烧期间的发动机控制方法和装置

技术领域

本发明涉及一种内燃机，更具体地是涉及控制其工作。

背景技术

本节的陈述只提供与本发明相关的背景信息，并可能不构成现有技术。

内燃机，特别是汽车内燃机，通常属于两种类型之一，即火花点火式发动机和压燃式发动机。传统的火花点火式发动机，例如汽油机，通常是通过将燃料/空气混合物引入燃烧气缸中而工作，然后该燃料/空气混合物在压缩冲程被压缩并且由火花塞点火。传统的压燃式发动机，例如柴油机，通常是通过在压缩冲程的上止点(TDC)附近将增压燃料引入或喷入燃烧气缸中而工作，其在喷射时着火。传统汽油机和柴油机两者的燃烧都包括预混合或扩散火焰，它们由流体力学控制。每种类型的发动机都有优点和缺点。汽油机总的来说产生的排放物较少但是效率较低，而柴油机总的来说效率较高但产生的排放物较多。

更近以来，已经给内燃机提供了其它类型的燃烧方法。现有技术中公知的这些燃烧原理中的一种是均质充气压燃(HCCI)。该HCCI燃烧模式包括分布式、无焰、自燃燃烧过程，其由氧化化学控制而不是由流体力学控制。在HCCI燃烧模式下工作的典型发动机中，气缸充气的组分、温度和进气气门关闭时的剩余量是接近均质的。在HCCI燃烧模式下工作的典型发动机还可以用分层充气燃料喷射来工作以控制和改变燃烧过程，包括用分层充气燃烧来触发HCCI燃烧。因为自燃是分布式的、动力受控的燃烧过程，所以发动机在非常稀的燃料/空气混合物(即，贫的燃料/空气当量点)下工作并且具有相对低的峰值燃烧温度，由此形成非常低的NO_x排放物。用于自燃的燃料/空气混合物与用于柴油机的分层燃料/空气燃烧混合物相比是相对均质的，因此，基本上消除了柴油机中形成烟和颗粒排放物的富混合物区域。因为这种非常稀的燃料/空气混合物，自燃燃烧模式下工作的发动机可以无节流地工作以获得如同柴油机的燃料经济性。HCCI发动机可以在当量比下工作，有相当大的EGR量以获得高效燃烧。

在发动机中速和中负载时，已经发现气门外形和定时(如，排气再压缩和排气再排气(re-breathe))以及燃料喷射策略的组合对向气缸充气提供足够热能有效的，因此，压缩冲程过程中的自燃引起低噪声的稳定燃烧。自燃燃烧模式下高效工作发动机的一个主要问题是适当地控制燃烧过程，由此可以在工作条件范围内获得形成低排放、最佳放热率和低噪声的强烈、稳定燃烧。自燃燃烧的好处已经知道数年了。然而产品实施的主要障碍是不能控制自燃燃烧过程，也就是，燃烧相位和燃烧速度。延迟的相位或非常缓慢的燃烧将导致部分燃烧，甚至可能不着火。太提前的相位或太快速的燃烧将引起爆震。

自燃模式下工作的发动机没有直接控制燃烧的开始，因为气缸充气的化学动力学决定燃烧的开始和进程。化学动力学易受温度的影响，因而，受控自燃燃烧过程也易受温度的影响。影响起燃和燃烧过程的重要变量是气缸结构有效温度，也就是气缸壁、盖、气门和活塞顶部的温度。

发动机瞬态工况期间的气缸结构有效温度可能不同于特定转速和负载下的持续稳态工况之后所获得的。当发动机从高转速/负载工作点过渡到较低转速/负载工作点时，由于气缸结构的热滞后和热容量，温度通常高于该工作点的稳态温度一段时间。同样，当发动机从低转速/负载工作级过渡到较高转速/负载工作点时，温度通常低于工作点的稳态温度。当气缸结构的温度不同于工作点的稳态温度时，需要将发动机控制从稳态控制设定调整成保持一致的自燃燃烧。几个发动机控制参数(包括，如EGR、燃料压力和凸轮相位)使控制系统的稳态值滞后。

因此，需要一种发动机控制系统，其能根据气缸结构的热滞后和热容量调节发动机控制。

发明内容

一种用于控制均质充气压燃式发动机的方法，包括提供发动机冷却剂测定温度并且根据发动机功率历史确定发动机冷却剂温度偏差。发动机冷却剂温度偏差施加给发动机冷却剂测定温度以确定发动机冷却剂有效温度。根据发动机冷却剂有效温度的函数控制发动机驱动器。在一个实施例中，根据发动机功率历史确定发动机冷却剂温度偏差包括监测发动机功率的移动平均值并且根据发动机功率的移动平均值确定发动机冷却剂温度偏差。在另一个实施例中，根据发动机功率历史确定发动机冷却剂温度偏差包括监测发动机燃料流量的移动平均值并且根据发动机燃料流量的移动平均值确定发动机冷却剂温度偏差。

根据本发明的一个实施例，提供了一种内燃机系统，包括可选择性地在自燃燃烧模式下工作的内燃机。有适用于监测发动机工作状态和控制发动机工作的控制模块。在控制模块中可执行发动机控制子系统来根据监测到的发动机工作状态控制发动机工作。该发动机控制子系统包括在自燃燃烧模式下运转发动机并且根据发动机工作状态确定内燃机气缸结构有效温度的代码。确定发动机工作点。根据气缸结构有效温度和发动机工作点执行包含发动机前馈控制的代码。通过监测已过时段的发动机功率(也就是发动机功率历史)，来确定内燃机气缸结构有效温度。

附图说明

本发明可以是某些零件和零件配置的实物形态，本发明的实施例在构成其一部分的附图中详细描述和图示，其中：

图1是本发明的发动机系统的示意图；

图2是本发明的数据曲线图；

图3是本发明的发动机控制子系统的示意框图；以及

图4-6是本发明的数据曲线图。

具体实施方式

现在参照附图，其中，描述只是用作说明本发明的目的，而不用作限制其的目的，图1描述了根据本发明的实施例构造的内燃机10和附属控制模块5的示意图。

示例性发动机10包括具有在气缸内可滑动的往复移动活塞14的多缸直喷式四冲程内燃机，该活塞14限定出变容燃烧室16。每个活塞都连接到旋转曲轴12(‘CS’)上，活塞的线性往复运动通过旋转曲轴12转换成旋转运动。进气系统提供进气给进气歧管，所述进气歧管将进入进气通道29的空气引入并分给每个燃烧室16。进气系统包括用于监测和控制气流的气流管道系统和装置。这些装置优选地包括用于监测空气质量流量(‘MAF’)和进气温度(‘Tin’)的空气质量流量传感器32。有节流阀34，优选为电控装置，响应来自控制模块的控制信号(‘ETC’)控制流向发动机的气流。歧管中有压力传感器来监测歧管绝对压力(‘MAP’)和大气压(‘BARO’)。有用于将废气从发动机排气再循环到进气歧管的外部流道，其具有流量控制阀，称作废气再循环(‘EGR’)阀38。控制模块5操作成通过控制EGR阀的开度来控制流向发动机进气的废气质量流量。本文所用的术语“气缸结构”指的是形成每个燃烧室的发动机部件和零件，也就是气缸的壁部、活塞和气缸盖，包括进气气门和排气气门。

从进气通道29流入每个燃烧室16的气流由一个或多个进气气门20控制。从每个燃烧室经由排气通道39流到排气歧管的燃烧后的气体流量由一个或多个排气气门18控制。进气气门和排气气门的打开和关闭优选为用双凸轮轴(如图所示)控制，该双凸轮轴的旋转用曲轴12的旋转相关联和指引。发动机装有用于控制进气气门和排气气门的相位、升程和开启持续时间的装置，优选为使用可变升程控制(‘VLC’)和可变凸轮相位(‘VCP’)系统。可变气门升程系统包括可操作将气门升程或开度控制成两个不同级别中的一个的装置，如用于低速、低负载工作的低升程气门开度(约3-6mm)和用于高速、高负载工作的高升程气门开度(约8-10mm)。替代地，可以采用连续可变升程机构以提供额外的控制灵活性。VCP系统可操作成相对于曲轴和活塞位置改变气门打开和关闭定时(也就是相位)超过由两级VLC升程达到的范围。发动机进气有VCP/VLC系统22，发动机排气有VCP/VLC系统24。VCP/VLC系统22、24都由控制模块5控制，并且向控制模块提供信号反馈，包括用于进气凸轮轴和排气凸轮轴的凸轮轴旋转位置。当发动机在带有排气再压缩策略的自燃模式下工作时，通常采用低升程工作，而当发动机在火花点火式燃烧模式下工作时，通常采用高升程工作。

如本领域技术人员所知，VCP/VLC系统在控制进气气门和排气气门的打开和关闭上的工作范围有限。典型的VCP系统具有30°-90°的凸轮轴旋转的相位工作范围，由此使控制系统有可能提前或延迟发动机气门的打开和关闭。相位工作范围由VCP的硬件以及驱动VCP的控制系统限定和限制。VCP/VLC系统用由控制模块5控制的电动液压、液压和电控力中的一个驱动。

发动机具有燃料喷射系统，其包括多个高压燃料喷射器28，每个喷射器都适用于响应来自控制模块的发动机控制信号(‘INJ_PW’)将大量燃料直接喷入一个燃烧室。燃料喷射器28从燃料分配系统(未示出)供应增压燃料。

发动机具有火花点火系统，通过该系统向火花塞26提供火花能量以响应来自控制模块的发动机控制信号(‘IGN’)来点燃或助燃每个燃烧室中的气缸充气。在某些状态下(如，冷起动期间，接近低负载工作限值，以及普通SI发动机燃烧工作期间)，火花塞26提高了发动机的点火定时控制。

发动机装有用于监测发动机工作状态的各种传感装置，包括有输出值RPM的曲轴转速传感器42、适用于监测燃烧有输出值COMBUSTION的传感器30以及适用于监测废气有输出值EXH的传感器40(通常为宽范围空气/燃料比传感器)以及有输出值COOLANT的冷却剂传感器35。燃烧传感器包括可操作成监测燃烧参数的传感装置并且描述成气缸压力传感器以监测缸内燃烧压力。应当明白，用于监测气缸压力或其它可转化为燃烧相位的燃烧参数的其它传感系统也落入本发明的范围，如离子灵敏点火系统。

将发动机设计为在扩大的发动机转速和负载范围内用自燃燃烧(‘HCCI燃烧’)基于汽油或类似混合燃料无节流工作。在不利于HCCI燃烧模式工作以及不利于获得满足操作者的转矩需求(‘To_req’)的最大发动机功率的状态下，发动机在火花点火燃烧模式下工作，带有用传统或改进的控制方法的受控节流操作。宽泛可用等级的汽油及其轻质乙醇混合物是优选燃料；然而，本发明的实施中可以使用代用液体和气体燃料，如较高分子乙醇混合物(如E80、E85)、无铅乙醇(E99)、无铅甲醇(M100)、丁醇汽油混合物、无铅丁醇、天然气、氢气、沼气、各种重整油、合成气等等。

控制模块5优选为通用的数字计算机(通常包括微处理器或中央处理器)、存储介质(包括只读存储器(ROM)和电可编程只读存储器(EPROM)的固定存储器和随机存取存储器(RAM))、高速计时器、模拟-数字转换(A/D)和数字-模拟转换(D/A)电路、输入/输出电路和装置(I/O)以及适用的信号调节和缓冲电路。控制模块有一组控制算法，包括存储在固定存储器中的常驻程序指令和校准，并且执行其以提供每个计算的各种功能。通常在预定循环期间执行这些算法，这样，每个算法在每个循环中都至少执行一次。这些算法由中央处理器执行并且可操作成监测来自前述传感装置的输入值，并且使用预定校准执行控制和诊断程序以控制驱动器的操作。通常以规则间隔执行这些循环，例如在进行中的发动机和车辆工作期间每3.125、6.25、12.5、25和100毫秒。替代地，可以响应如特定曲轴转角位置等事件的发生来执行这些算法。

控制模块5执行存储在其中的算法代码来控制前述驱动器到特定控制状态以控制发动机工作，包括：节流阀位置(ETC)；火花定时和停顿(IGN)；燃油喷射量和定时(INJ_PW)；进气气门和/或排气气门的相位、升程和开启持续时间(VCP/VLC)；以及，控制再循环废气流量的EGR阀位置(EGR)。进气气门和/或排气气门的相位、升程和开启持续时间包括气门负重叠(排气再压缩策略中的NVO)和排气气门重开启升程(在排气再排气策略中)。控制模块适用于监测来自操作者的输入信号(如，加速踏板位置和刹车踏板位置)以确定操作者转矩需求(To_req)，并且适用于监测来自传感器的发动机工作状态，包括发动机转速(RPM)、发动机负载(用MAF、MAP或INJ_PW)、冷却剂温度(COOLANT)、进气温度(Tin)以及其它环境条件，以确定发动机工作点(主要是与发动机转速和负载相关的工作点)。

控制模块5操作成根据存储在存储器中的预定查询表和等式来确定发动机各种驱动器的控制状态，包括发动机气门驱动相位、升程、开启持续时间(VCP/VLC INTAKE、VCP/VLC EXHAUST)，每个循环有多次喷射的燃料喷射定时和脉宽(ING_PW)、火花定时和停顿(IGN)、EGR阀位置(EGR)和节流阀位置(ETC)，这将在下文中描述。控制模块可操作成监测转矩或者负载以及发动机转速，根据这些可以计算发动机功率。

控制模块还监测发动机工作状态以补偿发动机瞬态工况对气缸结构有效温度的影响。监测发动机工作状态的目的是为了确定和气缸结构的稳态温度与发动机瞬态工况期间的气缸结构有效温度之间的差值相关的参数，其影响自燃燃烧定时和燃烧速度。

控制模块监测发动机工作状态以确定并量化发动机总功率或累积功率，也就是发动机功率历史，其包括最近的发动机工作和功率输出。当前发动机功率与发动机功率历史之间的差值和当前速度和负载的工作状态下的气缸结构稳态温度与发动机瞬态工况期间的气缸结构有效温度之间的差值相关，这是本领域普通技术人员所公知的。

发动机功率历史的状态优选为由正在进行的对一个或多个与发动机功率相关的发动机工作状态的监测以及对监测到的状态的累积来确定。在一个实施例中，对监测到的状态的累积包括将状态输给移动平均等式，其使用已过时段求平均值。用于求平均值的已过时段是根据气缸结构的热容量确定，通常以传热时间常数的形式。在另一个实施例中，对监测到的状态的累积包括将状态输给加权移动平均等式，其将已过时段用于求平均值，对最近监测到的状态给予优先加权。监测到的可用作发动机功率历史的替代者的一种发动机状态包括发动机燃料流量，根据INJ_PW指令和发动机转速计算瞬间喷射器流量INJ_FLO，从其可以确定平均燃料流量INJ_AVG。用于监测和确定发动机瞬态工况期间的气缸结构有效温度以及发动机功率历史的状态的其它方法，只要落入本发明的范围，都包含在本发明中。

现在参照图2，示例性发动机选择性地在多个燃烧模式中的一个下工作，以发动机工作状态为依据，在该实施例中包括转速(RPM)和发动机负载，发动机负载可从发动机工作参数如喷射器燃料流量(INJ_PW，以毫克为单位)或空气质量流量(MAF)或歧管压力(MAP)推导出来。发动机燃烧模式包括喷射导向的火花点火(SI-SG)模式、单点喷射自燃(HCCI-SI)模式和双喷射自燃(HCCI-DI)模式，以及均质火花点火(SI-H)模式。每种燃烧模式的优选转速和负载工作范围是以最佳发动机工作参数为依据，包括燃烧稳定性、燃料消耗量、排放物、发动机转矩输出等等。限定优选转速和负载工作范围以描述燃烧模式的边界通常在试生产发动机的校准和研制过程中确定，并且在发动机控制模块中执行。在实施中，控制系统监测发动机转速(RPM)和发动机负载，并且根据这些指挥发动机工作进入发动机燃烧模式中的一种，如参照图2做出的描述。因此，在低转速/负载状态下，指定SI-SG燃烧，然而在中转速/负载工况下，指定自燃燃烧。

本发明包括在自燃燃烧模式(HCCI)下如上所述地控制发动机工作，包括在瞬态工况期间。根据发动机工作状态确定发动机工作点和内燃机的气缸结构有效温度。根据气缸结构有效温度和发动机工作点使用前馈控制模式控制发动机工作。当有效温度不同于稳态温度时，必须将发动机控制状态调节到不同于在发动机工作点所用的稳态数值的数值。已经知道几种发动机状态如EGR、燃料压力、凸轮相位用于延迟控制状态的指令变化，归因于装置和受控元件的实际响应时间。控制系统优选为调节延迟以确定稳态工作。现在对其作更详细的描述。

现在参照图3，描述本发明的自燃燃烧模式下的发动机的控制和工作的详细内容。发动机控制子系统优选为包括存储在发动机控制模块5的一个存储装置中以在其中执行的算法代码和校准表。发动机控制子系统综合处理操作者输入、环境条件、发动机工作状态以及燃烧性能测定，并且执行算法以确定各种驱动器的优选控制状态从而满足操作者的转矩需求并且达到发动机工作目标值。燃烧性能测定(‘Combustion’)优选为可转化为在受控自燃燃烧期间发生的点火定时和燃烧持续时间的测定。受控自燃燃烧的点火定时定义为曲轴转角位置，以上止点(‘deg aTDC’)之后的度数测定，在此处，燃烧了燃烧室充气的质量分数的10％(’CA10)。燃烧的燃烧持续时间定义为曲轴转角间隔，是燃烧了10％—90％之间的质量分数时的曲轴转角角度(‘CAD’)。

发动机控制子系统包括前馈控制模式55和反馈控制模式65。发动机控制子系统优选为作为进行中的发动机控制的一部分来执行以获得对工作状态变化的快速、高效的系统响应，通常响应操作者输入和环境条件的变化。

前馈控制模式55包括两种主要元素：包含预校准查询表和算法的控制模型60以及多个限速器。控制模型的预校准查询表和算法包括存储在一个存储装置中的机器可搜索的阵列和机器可执行的算法，用以根据发动机工作状态如发动机转速、负载、进气温度、冷却剂温度、排气以及气缸结构有效温度确定每个发动机控制驱动器的控制状态。根据发动机转速和负载确定发动机工作点。在所述实施例中，基于INJ_FLO的燃料流量的控制状态用于形成平均燃料流量，也就是发动机功率历史的指示者INJ_AVG，其成为气缸结构有效温度的替代者，如上所述。

根据发动机工作状态和发动机功率历史确定每个驱动器的特定控制状态。每个发动机控制驱动器的控制状态包括用于控制驱动器工作的驱动器适应性指令信号。如图所示，查询表的输出通过多个前馈限速器中的一个。

现在参照图4，示出用于一个前馈控制模式的校准，作为控制模型60的一个元素执行。该校准描述了指定或优选负气门重叠(NVO)，其基于发动机冷却剂温度(COOLANT)和发动机负载确定。前馈模型监测COOLANT和发动机负载，并且确定NVO的大小以传达通过气门驱动系统22、24。瞬间燃料流量INJ_FLO和平均燃料流量INJ_AVG在瞬态工况期间是不同的，例如操作者转矩需求的变化或工作状态的变化，如行进一个等级。根据瞬间燃料流量ING_FLO和平均燃料流量ING_AVG确定温度修正或温度偏差，如图5所示。将COOLANT加上(或减去)温度偏差，其成为有效冷却剂温度，也就是COOLANT_EFF。控制模式使用有效冷却剂温度，也就是COOLANT_EFF，以根据负载确定给NVO的指令。

因此，在正常、稳态工况期间，瞬间燃料流量INJ_FLO和平均燃料流量INJ_AVG大致相同，有效冷却剂温度基本上等于冷却剂温度，因此不调整NVO。在瞬态工况期间，瞬间燃料流量INJ_FLO不同于平均燃料流量INJ_AVG。当瞬间燃料流量INJ_FLO小于平均燃料流量INJ_AVG时，就表示发动机功率历史较大，由此气缸结构的温度大于发动机工作点所指示的温度。因此，在测得的冷却剂温度上增加一个偏差，这有效减小了工作状态的指定NVO。当瞬间燃料流量INJ_FLO大于平均燃料流量INJ_AVG时，就表示发动机功率历史较小，由此气缸结构的温度小于发动机工作点所指示的温度。因此，从测得的冷却剂温度中减去一个偏差，这就有效增大了工作状态的指定NVO。本领域技术人员很容易将本文所述的控制观念转化为其它的依靠冷却剂温度为控制参数的控制状态。

前馈限速器优选为驱动器控制因子，其包括每个受控驱动器的状态的最大和最小变化速率。每个限速器补偿部件和系统的性能和动态特性。部件性能的例子包括对各种驱动器的响应时间、燃料喷射器的动态工作范围以及引起气门/活塞碰撞的气门动作。系统和部件动态特性的例子包括，如与气流在气缸-气缸之间的不均衡相关的空气和燃料的动态特性、燃料、EGR百分率以及气缸温度。对各种驱动器确定发动机控制系统限速器80是公知的，本文不作详细描述。

反馈控制模式65优选为发动机控制子系统的一个元素，并且包括对每个发动机控制驱动器的控制信号的调整以保持和控制发动机工作稳定性，可由来自燃烧性能测定的反馈确定。COMBUSTION和EXH的状态用作对气门驱动、燃料喷射(定时和脉宽)、火花停顿和定时、EGR阀位置以及节流阀位置的发动机控制状态的调整的反馈。这样的操作试图保持发动机10的工作以满足上述需求。

现在参照图6，用图表描述了用于进行中的发动机工作的瞬间燃料流量INJ_FLO和移动平均燃料流量INJ_AVG的测量。同样的结果可用于描述气缸结构有效温度与用于根据稳态工况确定的发动机工作点的设定点温度的比较。在特定工作状态下，气缸结构有效温度小于设定点温度，需要在自燃期间提前燃烧的发动机工作。在其它特定工作状态下，气缸结构有效温度大于设定点温度，需要在自燃期间延迟燃烧的发动机工作。

如前所述，根据与参照图2所述的每个燃烧模式的最佳转速和负载工作范围相比的瞬间发动机转速和负载确定特定燃烧模式。当平均燃料流量INJ_AVG用作确定气缸结构有效温度的替代者且瞬间燃料流量INJ_FLO用作发动机负载的指示者时，平均燃料流量INJ_AVG可用于扩大燃烧模式的边界，如，将发动机的性能扩展到在HCCI模式下工作一个时段，在这期间，在瞬态工况时调整有效气缸温度。因此，在HCCI模式下工作时，当操作者转矩需求和负载增大时，其命令变化到SI工作模式，发动机继续以HCCI模式工作一个时段，气缸结构具有较低温度而没有发动机爆震或其它不利影响。而且，在HCCI模式下工作时，当操作者转矩需求和负载减小时，其命令变化到SI工作模式，发动机继续以HCCI模式工作一个时段，而不使气缸结构温度下降至低于自燃燃烧所需的温度。

尽管参照一些实施例对本发明作了说明，但应当理解，在本发明所述观念的精神和范围内允许存在变化。因此，本发明不受所公开的实施例限制，而具有下列权利要求的文字所允许的全部范围。

Claims

1.一种内燃发动机系统，包括：

可选择性地在自燃燃烧模式下工作的内燃发动机；

适用于监测发动机工作状态和控制发动机工作的控制模块；以及

发动机控制子系统，所述发动机控制子系统包括存储在控制模块中的机器可执行的以根据监测的发动机工作状态用于控制发动机工作的代码，所述代码包括：

a)用于在自燃燃烧模式下运转发动机的代码；

b)用于根据发动机工作状态确定内燃发动机气缸结构有效温度的代码；

c)用于确定发动机工作点的代码；以及

d)包含根据气缸结构有效温度和发动机工作点对发动机进行前馈控制的代码；

其中，用于确定内燃发动机气缸结构有效温度的代码包括用于监测已过时段的发动机功率的代码。

2.如权利要求1所述的内燃发动机系统，其中，用于监测已过时段的发动机功率的代码包括用于监测已过时段上的发动机燃料流量的代码。

3.如权利要求2所述的内燃发动机系统，其中，用于监测已过时段上的发动机燃料流量的代码还包括用于确定已过时段上的发动机燃料流量的平均值的代码。

4.如权利要求2所述的内燃发动机系统，其中，用于监测已过时段上的发动机燃料流量的代码还包括用于确定已过时段上的发动机燃料流量的加权平均值的代码。

5.如权利要求2所述的内燃发动机系统，其中，根据气缸结构的热容量确定该时段。

6.如权利要求1所述的内燃发动机系统，其中，用于监测已过时段的发动机功率的代码包括用于监测该时段上的发动机负载的代码。

7.如权利要求1所述的内燃发动机系统，其中，包含根据气缸结构有效温度和发动机工作点对发动机进行前馈控制的代码包括：

用于根据发动机工作点确定多个发动机控制状态的代码；以及

用于根据气缸结构有效温度调整一个发动机控制状态的代码。

8.如权利要求7所述的内燃发动机系统，其中，用于根据气缸结构有效温度调整一个发动机控制状态的代码还包括用于根据气缸结构有效温度与该发动机工作点处的气缸结构稳态温度之间的差值调整一个发动机控制状态。

9.如权利要求8所述的内燃发动机系统，其中，用于根据气缸结构有效温度调整一个发动机控制状态的代码还包括用于调整发动机控制状态以控制燃烧定时和气缸充气燃烧速度中的一者的代码。

10.如权利要求1所述的内燃发动机系统，其中，包含根据气缸结构有效温度和发动机工作点对发动机进行前馈控制的代码还包括用于控制气缸充气的定时和燃烧速度的代码。

11.如权利要求10所述的内燃发动机系统，其中，包含根据气缸结构有效温度和发动机工作点对发动机进行前馈控制的代码还包括用于在发动机工作点降低之后延迟自燃燃烧的代码。

12.如权利要求10所述的内燃发动机系统，其中，包含根据气缸结构有效温度和发动机工作点对发动机进行前馈控制的代码还包括用于在发动机工作点增大之后提前自燃燃烧的代码。

13.如权利要求10所述的内燃发动机系统，其中，用于控制发动机工作的代码还包括用于控制启动燃料喷射器的定时和脉宽的代码。

14.如权利要求10所述的内燃发动机系统，其中，用于控制发动机工作的代码还包括用于控制发动机气门驱动的代码。

15.如权利要求14所述的内燃发动机系统，其中，控制发动机气门驱动的代码还包括用于控制进气气门和排气气门的打开和关闭相位中的一个以及两级可变升程控制装置的位置的代码。

16.如权利要求1所述的内燃发动机系统，其中，用于控制发动机工作的代码还包括：用于执行反馈控制策略以根据发动机工作状态和发动机燃烧调整发动机工作的代码。

17.一种内燃发动机系统，包括：

可选择性地在自燃燃烧模式和火花点火模式下工作的内燃发动机；

发动机控制子系统，所述发动机控制子系统可在控制模块中执行来根据监测到的发动机工作状态控制发动机工作，所述发动机控制子系统包括：

a)用于在自燃燃烧模式下运转发动机的代码；

b)用于监测已过时段上的发动机功率以确定气缸结构有效温度的代码；

c)用于确定发动机工作点的代码；以及

d)根据气缸结构有效温度和发动机工作点执行前馈控制策略以根据发动机工作点和操作者转矩需求确定多个发动机控制状态的代码，该前馈控制策略可操作成根据监测到的已过时段上的发动机功率调整一个发动机控制状态。

18.如权利要求17所述的内燃发动机系统，其中，适用于控制发动机工作的控制模块包括适用于控制发动机控制状态的控制模块。

19.如权利要求17所述的内燃发动机系统，其中，包含根据气缸结构有效温度和发动机工作点对发动机进行前馈控制的代码还包括用于控制气缸充气的定时和燃烧速度的代码。

20.如权利要求19所述的内燃发动机系统，其中，包含根据气缸结构有效温度和发动机工作点对发动机进行前馈控制的代码还包括用于在发动机工作点降低之后延迟自燃燃烧的代码。

21.如权利要求20所述的内燃发动机系统，其中，包含根据气缸结构有效温度和发动机工作点对发动机进行前馈控制的代码还包括用于在发动机工作点增大之后提前自燃燃烧的代码。

22.如权利要求17所述的内燃发动机系统，其中，所述发动机控制子系统还包括根据监测到的已过时段上的发动机功率和发动机工作点将自燃燃烧模式转换为火花点火模式的代码；其中，用于监测已过时段上的发动机功率的代码包括用于监测已过时段上的发动机燃料流量的代码以确定已过时段上的发动机燃料流量的平均值。

23.一种用于控制均质充气压燃式发动机的方法，包括：

提供发动机冷却剂测定温度；

根据已过时段的发动机功率确定发动机冷却剂温度偏差；

将发动机冷却剂温度偏差应用于发动机冷却剂测定温度以建立发动机冷却剂有效温度；以及

作为发动机冷却剂有效温度的函数控制发动机驱动器；

其中根据气缸结构的热容量确定该已过时段。

24.如权利要求23所述的用于控制均质充气压燃式发动机的方法，其中，根据已过时段的发动机功率确定发动机冷却剂温度偏差包括：

监测发动机功率的移动平均值；以及

根据发动机功率的移动平均值确定发动机冷却剂温度偏差。

25.如权利要求23所述的用于控制均质充气压燃式发动机的方法，其中，根据已过时段的发动机功率确定发动机冷却剂温度偏差包括：

监测发动机燃料流量的移动平均值；以及

根据发动机燃料流量的移动平均值确定发动机冷却剂温度偏差。