CN101627198B - 用于控制均质充量压燃发动机中的燃料喷射的方法和设备 - Google Patents

Abstract

多缸内燃机可操作在受控自燃燃烧模式中。操作包括监测发动机操作、以及基于发动机进气气流量和空气/燃料比而总体地适应所有汽缸的燃料供给。各汽缸的燃料供给单独地基于所有汽缸的燃烧参数来适应。

Description

用于控制均质充量压燃发动机中的燃料喷射的方法和设备

技术领域

本发明涉及内燃机的操作和控制，尤其涉及均质充量压燃(“HCCI”)发动机。

背景技术

这一部分的内容仅仅是提供与本公开相关的背景技术，并不构成现有技术。

已知的火花点燃式发动机将燃料/空气混合物引入每个汽缸中，所述燃料/空气混合物在压缩冲程中被压缩，并通过火花塞点燃。已知的压燃式发动机在压缩冲程的上止点(“DTC”)附近将加压燃料喷入燃烧汽缸，该燃料在喷射时点燃。汽油机和柴油机的燃烧都涉及受流体力学控制的预混合或扩散火焰。

构造为火花点燃的发动机可适于在预定速度/负载操作条件下以均质充量压燃(“HCCI”)模式操作，也称为受控自燃燃烧。所述受控自燃燃烧包括由氧化化学控制的分布式无焰自燃燃烧过程。操作于HCCI模式的发动机在进气门关闭时刻具有成分、温度和残留排气优选为均匀的进气。受控自燃燃烧为发动机以淡燃料/空气混合物(即，稀薄燃料/空气化学计量点)操作的分布式动态控制燃烧过程，具有较低的峰值燃烧温度，导致低NOx排放。均质燃料/空气混合物使形成烟尘排放的富油区域的出现最小化。

当发动机以HCCI模式操作时，发动机控制包括稀薄空气/燃料比操作，其中节气门大开以使发动机泵送损失最小。当发动机以火花点燃燃烧模式操作时，发动机控制包括化学计量的空气/燃料比操作，在从0％到100％的大开位置的位置范围上控制节气门，以控制进气流来获得化学计量的空气/燃料比。已知，由于多缸HCCI发动机中各燃料喷射器的特性及其它因素的差异，各汽缸中的燃烧会显著不同。

发明内容

多缸内燃机可操作于受控自燃燃烧模式。操作包括监测发动机操作，并基于发动机进气质量空气流量和空气/燃料比来总体使燃料供给适于所有的汽缸。各汽缸的燃料供给基于所有汽缸的燃烧参数的状态而被单独地调节。

附图说明

参考附图，现在借助于实例描述一个或多个实施例，其中：

图1为根据本公开的发动机系统的示意图；

图2为根据本公开的数据图；

图3为根据本公开的流程图；以及

图4为根据本公开的数据图。

具体实施方式

现在参考附图，其中其图示仅用于示出特定示例性实施例的目的，而不是限制本公开，图1示意性地示出了根据本公开的实施例构造的内燃机10及伴随的控制模块5(“控制模块”)。发动机10有选择地操作于受控自燃模式和火花点燃模式。发动机10包括多缸直喷四冲程内燃机，其具有可在汽缸15中可滑动地移动的往复式活塞14，所述汽缸15限定了可变容积的燃烧室16。每个活塞14都连接到旋转曲轴12，线性往复活塞行程通过曲轴12转变为旋转运动。图1中示出了汽缸15中的一个。

进气系统将进气引导到进气歧管29，进气歧管29将空气引导并分配到各燃烧室16的进气通道。进气系统包括气流管道系统及用于监测和控制气流的装置。所述装置优选包括用于监测气流量和进气温度的气流量传感器32。优选包括电子控制装置的节气门34响应于来自控制模块5的控制信号(“ETC”)控制至发动机10的气流。压力传感器36适于监测进气歧管29中的歧管绝对压力和大气压力。通过排气再循环控制阀38(“EGR控制阀”)控制，外部流动通道(未示出)从发动机排气口将排气再循环至进气歧管29。控制模块5通过控制EGR控制阀38的开度来控制到发动机进气口的排气质量流量。

从进气通道进入燃烧室16的气流由一个或多个进气门20控制。离开燃烧室16到排气歧管39的排气流由一个或多个排气门18控制，所述排气歧管39包括多个排气通道。进气门20和排气门18的打开和关闭优选通过双凸轮轴(如所描述的)来控制，所述双凸轮轴的旋转与曲轴12的旋转相关联并随其转位。装置22优选包括可控机构，该可控机构可操作以响应于来自控制模块5的控制信号(“INTAKE”)而可变地控制各汽缸15的进气门20的气门升程(“VLC”)和凸轮相位(“VCP”)。装置24优选包括可控机构，该可控机构可操作以响应于来自控制模块5的控制信号(“EXHAUST”)而可变地控制各汽缸15的排气门18的气门升程(“VLC”)和凸轮相位(“VCP”)。装置22和24均优选包括可控双级气门提升机构，该机构可操作以将气门提升或开启的量控制为两个不连续阶段之中的一个，例如，用于负载速度、低负载操作的低升程气门开启位置(约4-6mm)及用于高速度和高负载操作的高升程气门开启位置(约8-10mm)。装置22和24包括分别控制进气门20和排气门18的开启和关闭的定相(即，相对正时)的可变凸轮相位机构。所述可变凸轮相位机构相对于曲轴12和活塞14的位置改变气门开启时刻，这称为定相。所述VCP系统优选具有约60°-90°的曲轴旋转的定相权限范围，因此允许控制模块5相对于活塞14的位置提前或延迟进气门20和排气门18之一的开启和关闭。定相权限范围由装置22和24来限定和限制。装置22和24包括凸轮轴位置传感器(未示出)，以确定进排气凸轮轴(未示出)的旋转位置。装置22和24使用由控制模块5控制的电液、液压或电子控制力来致动。

发动机10包括燃料喷射系统，该系统包括多个高压燃料喷射器28，每个喷射器都适于响应于来自控制模块5的控制信号(“INJ_PW”)而将一定量的燃料直接喷入燃烧室16中。如这里所使用的，燃料供给指的是一定量的燃料注入其中一个燃烧室16中。燃料喷射器18被从燃料分布系统(未示出)供应加压燃料。

发动机包括火花点火系统，火花能量通过该系统提供给火花塞26，以响应于来自控制模块5的控制信号(“IGN”)点燃或辅助点燃各燃烧室16中的汽缸充气。火花塞16增强了发动机10的各汽缸15在某些情况下的燃烧正时控制，例如，在冷起动或靠近低负载操作极限期间。

发动机10配备有在发动机10正在进行操作期间用于监测发动机操作的各种感测装置，包括可操作以监测曲轴旋转位置(即，曲轴角和速度)的曲轴传感器42、适于监测排气供给流中空气/燃料比的宽范围空气/燃料比传感器40、以及适于实时监测缸内燃烧的燃烧传感器30。燃烧传感器30包括可操作以监测燃烧参数状态的传感器装置，被描述为可操作以监测缸内燃烧压力的汽缸压力传感器。燃烧传感器30和曲轴传感器42的输出通过控制模块5来监测，控制模块5确定燃烧相位，即，各燃烧循环中对于各汽缸15的燃烧压力相对于曲轴12的曲轴角的正时。燃烧传感器30还可被控制模块5监测，以确定各燃烧循环中各汽缸15的平均有效压力(下文中称为“IMEP”)。可选地，可使用其它感测系统来监测可转换为燃烧相位的实时缸内燃烧参数，例如，离子感测点火系统和非介入式缸内压力监测系统。

在操作于受控自燃燃烧模式期间，发动机10在大范围的发动机速度和负载上未节流地操作汽油或其它混合燃料。在未导致受控自燃燃烧模式操作的情形下，发动机10通过受控节流操作而操作于火花点燃燃烧模式，以获得满足操作员扭矩需求的发动机功率。可广泛使用的分级汽油及其轻乙醇混合燃料是优选燃料；但是，在本公开的实施中可使用其它可选的液体和气体燃料，例如高乙醇混合物(例如，E80、E85)、纯乙醇(E99)、纯甲醇(M100)、天然气、氢气、沼气、各种重整油、合成气及其它燃料。

控制模块5优选包括通用数字计算机，所述通用数字计算机通常包括微处理器或中央处理单元、包括非易失性存储器的存储介质(包括只读存储器(ROM)和电可编程只读存储器(EPROM)、随机存取存储器(RAM))、高速时钟、模数转换电路和数模转换电路、输入/输出电路和装置、以及适当的信号处理和缓存电路。控制模块5具有一套控制算法，包括存储在非易失性存储器中的驻留程序指令和标定值，并被执行以提供各计算机各自的功能。在预定循环周期执行所述算法，使得每个循环周期至少执行一次所述算法。通过中央处理单元来执行算法，以监测前述感测装置的输入，并执行控制和诊断程序以使用预定标定值来控制致动器的操作。在正在运行的发动机和车辆操作期间，循环周期以有规则的间隔执行，例如每3.125、6.25、12.5、25和100毫秒。可选地，可响应于事件的发生来执行算法。

图2示意性地示出了基于发动机参数的状态(在该实施例中，包括可从发动机参数(包括发动机燃料流和进气歧管29的压力)获得的速度(“RPM”)和负载(“LOAD”))在火花点燃和受控自燃燃烧模式中示例性发动机10的优选操作范围。发动机燃烧模式优选包括喷射导向火花点燃(“SI-SG”)模式、单喷射受控自燃(“HCCI-SI”)模式和双喷射受控自燃(“HCCI-DI”)模式、以及均质火花点燃(“SI-H”)模式。每个燃烧模式的优选速度和负载操作范围基于发动机操作参数，包括燃烧稳定性、燃料消耗、排放、发动机扭矩输出及其它参数。限定描述前述燃烧模式中操作的优选速度和负载操作范围的界限优选事先标定，并存储在控制模块5中。

图3示出了操作内燃机10的流程图。发动机10操作在受控自燃燃烧模式(100)。监测发动机10的操作，包括发动机状态，如进气气流量、排气供给流中的空气/燃料比、以及各汽缸15中的缸内燃烧(102)。排出已燃气体分数(exhaust burned gas fraction)基于进气气流量和排气供给流中的空气/燃料比来确定(104)。基于优选的排出已燃气体分量来总体地适应汽缸15的燃料供给(106)。计算汽缸与汽缸之间缸内燃烧参数状态的不同(108)。基于计算的汽缸与汽缸之间缸内燃烧参数状态的不同而单独地适应各汽缸15的燃料供给(110)。

控制模块5基于上面参考图2描述的发动机速度和负载操作条件控制处于受控自燃模式的发动机10的操作。所述受控自燃模式优选包括通过指令气门34大开、并禁用火花点燃来操作发动机10。计算燃料喷射正时及燃料喷射量，并执行燃料喷射以在各燃烧室16中产生均质燃料/空气充量，获得满足发动机和操作员需求的发动机速度/负载操作点。该控制方法被归纳成存储在控制模块5中的可执行算法代码。所述算法代码优选包括两部分，包括基于进气气流量和排气供给流中的空气/燃料比总体地适应所有汽缸15的燃料供给的算法，和可操作以基于汽缸15中的燃烧相位而单独地适应各汽缸15的燃料供给的算法。

所述总体地适应所有汽缸15的燃料供给的算法包括监测气流量传感器32以确定进气气流量和监测宽范围空气/燃料比传感器40以确定排气供给流中的空气/燃料比，控制模块5从排气供给流中的空气/燃料比确定已燃气体分数。所述总体地适应所有汽缸15的燃料供给的算法基于下面转换为用来在控制模块5中执行的机器码的公式来执行。所述燃料供给或燃料流量通过基于喷射误差来调节所有汽缸15的燃料喷射器28的喷射脉宽来进行适应，如所描述的。在未节流的操作条件下，进气歧管29和排气歧管39中的已燃气体分数的动态模型如公式1所示： ${\stackrel{\·}{f}}_{\mathrm{int}}=\frac{(f_{\mathrm{exh}}-f_{\mathrm{int}})W_{\mathrm{EGR}}-f_{\mathrm{int}}\mathrm{MAF}}{m_{\mathrm{int}}}$ (1) ${\stackrel{\·}{f}}_{\mathrm{exh}}=\frac{(f_{\mathrm{int}}-f_{\mathrm{exh}})(W_{\mathrm{EGR}}+\mathrm{MAF})-f_{\mathrm{exh}}{W}_f+(1+{\mathrm{\λ}}_S)W_f}{m_{\mathrm{exh}}}$ 其中f_int和f_exh分别表示进气歧管29和排气歧管39中的已燃气体分数，MAF表示通过节气门34的气流量，WEGR表示通过EGR控制阀38的EGR气流量，W_f表示通过燃料喷射器28供应进汽缸15的燃料或质量燃料流量，m_int为进气歧管29的气体量，m_exh为排气歧管气体量，λ_S为燃料的化学计量空气/燃料比。由于排气歧管气体量为已燃燃料及已燃和未燃空气量的和，所以排气歧管29中的已燃气体分数可关联到排气歧管39中的空气/燃料比，如公式2中所示： $f_{\mathrm{exh}}=\frac{(1+{\mathrm{\λ}}_S)m_f}{m_f+m_a}=\frac{(1+{\mathrm{\λ}}_S)m_f}{m_f+\mathrm{\λ}{m}_f}=\frac{1+{\mathrm{\λ}}_S}{1+\mathrm{\λ}}---\left(2\right)$ 其中λ为空气燃料比，m_a为已燃和未燃空气的量，m_f为排气歧管39中已燃燃料的量。实际上，并不测量进气已燃气体分数，排气已燃气体分数可使用宽范围空气/燃料比传感器40的空气/燃料比测量来计算。并且，由于进气已燃气体分数只在瞬时期间影响排气已燃气体分数，所以在适应算法中只考虑排气已燃气体分数的动态特性，并假定稳态的进气已燃气体分数。在稳定状态操作中，可如公式3中计算进气已燃气体分数： $f_{\mathrm{int}}=\frac{W_{\mathrm{EGR}}}{(\mathrm{MAF}+W_{\mathrm{EGR}})}{f}_{\mathrm{exh}}---\left(3\right)$

产生的排气歧管39和排气供给流中的已燃气体分数动态特性如公式4中所描述： ${\stackrel{\·}{f}}_{\mathrm{exh}}=-\frac{\mathrm{MAF}+W_f}{m_{\mathrm{exh}}}{f}_{\mathrm{exh}}+\frac{1+{\mathrm{\λ}}_S}{m_{\mathrm{exh}}}{W}_f---\left(4\right)$

至汽缸15的指令燃料供给和实际燃料供给之间的比率如公式5中所定义： $\mathrm{\θ}=\frac{W_f^c}{W_f^a}---\left(5\right)$ 其中W_f ^c为至所有汽缸15的指令燃料流量或指令燃料供给，W_f ^a为至所有汽缸15的实际燃料流量或实际燃料供给。

排气供给流中已燃气体分数的误差动态特性如公式6中所示： ${\stackrel{\stackrel{\·}{^}}{f}}_{\mathrm{exh}}=-\frac{\mathrm{MAF}+W_f}{m_{\mathrm{exh}}}{\hat{f}}_{\mathrm{exh}}+\frac{1+{\mathrm{\λ}}_S}{m_{\mathrm{exh}}}{W}_f^d$ (6) $\stackrel{\·}{e}=-\frac{\mathrm{MAF}+W_f}{m_{\mathrm{exh}}}e+\frac{1+{\mathrm{\λ}}_S}{m_{\mathrm{exh}}}(W_f^a-W_f^d)=-\frac{\mathrm{MAF}+W_f}{m_{\mathrm{exh}}}e+\frac{1+{\mathrm{\λ}}_S}{m_{\mathrm{exh}}}({\mathrm{\θ}}^{-1}{W}_f^c-W_f^d)$ 其中W_f ^d为至所有汽缸15的期望燃料流量或期望燃料供给，为排气供给流中的期望已燃气体分数，e为包括实际已燃气体分数与估计已燃气体分数之差I，的误差。期望燃料供给W_f ^d为获得满足发动机需求的发动机速度/负载操作点的燃料流，所述发动机需求可获得对于所选的燃烧模式满足发动机和操作员扭矩需求的发动机速度/负载操作点。总体燃料喷射器适应算法总体调节至汽缸15的燃料流量或燃料供给，以降低喷射误差，从而使排气供给流中的测量已然气体分数与期望已燃气体分数之间的误差最小。

燃料指令如公式7中来调节： $W_f^c=\widehat{\mathrm{\θ}}{W}_f^d---\left(7\right)$ 产生误差动态，如公式8： $\stackrel{\·}{e}=-\frac{\mathrm{MAF}+W_f}{m_{\mathrm{exh}}}e+\frac{1+{\mathrm{\λ}}_S}{m_{\mathrm{exh}}}({\mathrm{\θ}}^{-1}\widehat{\mathrm{\θ}}-1)W_f^d---\left(8\right)$ 其中为θ的估计。所述算法考虑了θ随时间缓慢地变化即 $\stackrel{\·}{\mathrm{\θ}}\≈0,$ 下面公式9中的李亚普诺夫函数选择为提供适应： $V=\frac{c_1}{2}{e}^2+\frac{c_2}{2}{\mathrm{\θ}}^{-1}{(\widehat{\mathrm{\θ}}-\mathrm{\θ})}^2>0,c_1,c_2>0---\left(9\right)$ 其中c₁和c₂为常量。

V的时间导数在公式10中导出： $\frac{\mathrm{dV}}{\mathrm{dt}}=c_{1}e(-\frac{\mathrm{MAF}+W_f}{m_{\mathrm{exh}}}e+\frac{1+{\mathrm{\λ}}_S}{m_{\mathrm{exh}}}({\mathrm{\θ}}^{-1}\widehat{\mathrm{\θ}}-1)W_f^d)+c_2{\mathrm{\θ}}^{-1}(\widehat{\mathrm{\θ}}-\mathrm{\θ})\frac{d\widehat{\mathrm{\θ}}}{\mathrm{dt}}$ (10) $=-c_1\frac{\mathrm{MAF}+W_f}{m_{\mathrm{exh}}}{e}^2+c_2{\mathrm{\θ}}^{-1}(\widehat{\mathrm{\θ}}-\mathrm{\θ})(\frac{d\widehat{\mathrm{\θ}}}{\mathrm{dt}}+\frac{c_1}{c_2}\frac{1+{\mathrm{\λ}}_S}{m_{\mathrm{exh}}}e{W}_f^d)$

由于 $-c_1\frac{\mathrm{MAF}+W_f}{m_{\mathrm{exh}}}<0,\&ForAll;t,$ 所以所述适应法则(adaptionlaw)变为公式11： $\frac{d\widehat{\mathrm{\&theta;}}}{\mathrm{dt}}=-\frac{c_1}{c_2}\frac{1+{\mathrm{\&lambda;}}_S}{m_{\mathrm{exh}}}e{W}_f^d---\left(11\right)$

公式11用于获得公式12中的结果： $\stackrel{\&CenterDot;}{V}=-c_1\frac{\mathrm{MAF}+W_f}{m_{\mathrm{exh}}}{e}^2\&le;0---\left(12\right)$

在 $\stackrel{\&CenterDot;}{V}=0$ 中设定的最大恒量为 $\{e=0,\widehat{\mathrm{\&theta;}}=0\},$ 因此，由于随着时间而出现的至汽缸15的指令燃料供给与实际燃料供给之间的估计比值接近于至所有汽缸15的指令燃料供给与实际燃料供给之间的实际比值，所以公式11的适应法则导致所述误差接近于零。这样，所有汽缸15的燃料喷射器28的指令脉宽可总体地适应为获得排气歧管39和排气供给流中优选的或期望的已燃气体分数。

各燃料喷射器适应算法基于各燃烧循环期间通过监测燃烧传感器30的输出而确定的各汽缸15的燃烧参数的状态。优选的燃烧参数包括燃烧相位或IMEP的状态，每个状态都可在当前运行的操作期间通过分析燃烧传感器30的输入来确定。由燃料轨压力脉动、制造公差、喷射器污垢及其它因素引起的变化可导致各汽缸15的喷射流和喷射特性的不同。另外，喷射流和喷射特性中的不同可引起汽缸与汽缸之间在燃烧相位和IMEP方面的不同。例如，对于一个汽缸15，与其它汽缸15相比，由于其中更高的残留气体温度，所以过量的燃料流入该特定汽缸15提前了其燃烧相位。另外，燃烧相位和IMEP中的不平衡可能由其它因素引起，包括汽缸15之间在缸内充气量、温度、EGR量和其它因素方面的差异。因此，可管理产生的导致汽缸与汽缸之间燃烧相位和IMEP的不平衡的差异，并可通过适应燃料喷射器28的燃料流，即，单独地控制和调节燃料喷射器28的燃料流而使所述差异最小。

于步骤108计算汽缸与汽缸之间燃烧参数状态的不同，于步骤110基于计算的汽缸与汽缸之间燃烧参数状态的不同来单独地适应各汽缸15的燃料供给，如现在所述。各汽缸15的燃料流可如公式13中所示： $W_{\mathrm{fi}}^c={\mathrm{\&alpha;}}_i{W}_f^c,(1\&le;i\&le;n)---\left(13\right)$ 其中，“n”为汽缸数，α_i和W_fi ^c分别为燃料喷射器增益和第i个汽缸的指令燃料供给。n个燃料喷射器28的喷射器增益α₁…α_n基于在各汽缸15测量的燃烧参数状态使用这里为燃烧相位而描述的如下第一和第二控制规则来调节。

第一控制规则如下。当 $\widehat{\mathrm{\&theta;}}>1$ 时，所有汽缸15中喷射的平均燃料供给小于指令燃料供给，即 $W_f^c>W_f^a,$ 因此各燃料喷射器适应算法基于在各汽缸15测量的燃烧相位状态调节燃料喷射器增益大于或等于一。另外，为了确保各喷射器增益是界定的，所述各燃料喷射器适应算法设计成使得各汽缸15的喷射器增益为I， ${\mathrm{\&alpha;}}_i=1,\&ForAll;t.$ 各燃料喷射器增益的适应法则在公式14和15中基于喷射器增益和燃烧参数状态T_i来详述： $\frac{d{\mathrm{\&alpha;}}_i}{\mathrm{dt}}=-\mathrm{\&gamma;}(T_i-T_d),$ 如果α_i＜1，T_i＜T_d            (14)否则，采用公式15： $\frac{d{\mathrm{\&alpha;}}_i}{\mathrm{dt}}=\mathrm{\&gamma;}(T_i-T_d)---\left(15\right)$ 其中，γ＞0，T_i为第i个汽缸的燃烧相位，T_d＝min{T_k|α_k＝1，1≤k≤n}。燃料喷射器增益α_i与适应算法要求的燃料增量大小直接相关，以实现第i个汽缸的燃烧相位T_i，朝向T_d收敛，并在稳定状态保持α_i≥1。

第二控制规则如下。当 $\widehat{\mathrm{\&theta;}}<1$ 时，至各汽缸15的平均燃料供给小于指令燃料供给，即 $W_f^c<W_f^a,$ 因此各燃料喷射器适应算法基于在各汽缸15测量的燃烧相位调节燃料喷射器增益小于或等于一。另外，为了确保各喷射器增益是界定的，所述各燃料喷射器适应算法设计成使得对于其中一个汽缸i， ${\mathrm{\&alpha;}}_i=1,\&ForAll;t.$ 各燃料喷射器增益的适应法则由公式16给出： $\frac{d{\mathrm{\&alpha;}}_i}{\mathrm{dt}}=-\mathrm{\&gamma;}(T_i-T_d),$ 如果α_i＞1，T_i＞T_d              (16)否则，采用公式17： $\frac{d{\mathrm{\&alpha;}}_i}{\mathrm{dt}}=\mathrm{\&gamma;}(T_i-T_d)---\left(17\right)$ 其中，T_d＝max{T_k|α_k＝1，1≤k≤n}。燃料喷射器增益α_i与适应算法要求的燃料增量大小直接相关，以实现汽缸i的燃烧相位T_i，朝向T_d收敛，并保持在稳定状态α_i≤1₁。前述使用第一和第二控制规则给各汽缸15供给燃料的适应可同样适用于汽缸与汽缸之间其它燃烧参数状态的不同，例如IMEP。

燃料喷射器增益α_i优选存储在非易失性存储器的控制模块5中，并在发动机10操作期间随时更新。控制模块5基于如上面参考公式13所示的相应燃料喷射器增益α_i调节至各燃料喷射器28的控制信号，以控制当前发动机操作期间各汽缸15的燃料供给。

图4示出了在可有选择地操作于受控自燃模式的示例性四缸发动机10上执行上述算法的实验测试结果。用于平衡燃料喷射器28的燃烧参数为燃烧相位。发动机10以在1500RPM的恒定发动机速度下的排气再压缩阀策略以未节流方式操作，期望燃料供给设定为9毫克/循环/汽缸。空气/燃料比(“A/F”)通过使用进气/排气门正时的反馈控制器调节在18∶1。基于图3的流程图和上述用于操作内燃机10的公式而得到的控制算法在所示曲线的约9秒处激活。燃烧相位的具体状态包括在燃料燃烧点50％处的曲轴角(“CA50”)、上止点后测量的角度(“degATDC”)。所示结果包括至汽缸的指令燃料供给与实际燃料供给之间的估计比值(“”)、四个汽缸中每个汽缸的燃料喷射器增益(“α_i”)和四个汽缸中每个汽缸的汽缸压力(“IMEP”)。图4的结果示出了至汽缸15的指令燃料供给与实际燃料供给之间的比值在缓慢增大，表明汽缸15中喷射的平均燃料量小于实际指令的量。通过基于测量的燃烧相位的算法来缓慢地调节各喷射器增益α_i。从燃烧相位(“CA50”)曲线可看出燃烧相位之中改善的平衡。汽缸15的汽缸压力可被平衡，如IMEP所示。

本公开描述了特定优选实施例及其修改。通过阅读理解说明书可出现其它修改和变形。因此，本公开不限于作为实施该公开的最佳模式而公开的特定实施例，而是本公开包括落入所附权利要求范围内的所有实施方式。

Claims (20)

1.用于控制以受控自燃燃烧模式操作的多缸内燃机的操作的方法，包括：

监测发动机操作，包括发动机进气气流量、排气供给流中的空气/燃料比、和可与各汽缸中缸内燃烧相关联的发动机参数；

基于发动机进气气流量和空气/燃料比来总体地适应所有汽缸的燃料供给；以及

计算汽缸与汽缸之间缸内燃烧参数状态的不同，基于计算的汽缸与汽缸之间缸内燃烧参数状态的不同来单独地适应各汽缸的燃料供给。

2.如权利要求1所述的方法，其中总体地适应所有汽缸的燃料供给还包括：

基于所述发动机进气气流量和所述空气/燃料比确定已燃气体分数；以及

调节所有汽缸的燃料供给以获得优选的已燃气体分数。

3.如权利要求1所述的方法，其中单独地适应各汽缸的燃料供给还包括：

有选择地调节至少一个汽缸的燃料供给，以减小所述汽缸与汽缸之间燃烧参数状态的差异。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述缸内燃烧参数包括燃烧相位。

5.如权利要求3所述的方法，其中所述缸内燃烧参数包括平均有效汽缸压力。

6.如权利要求1所述的方法，包括：

调节所有汽缸的燃料供给，以获得优选的已燃气体分数；以及

有选择地调节至少一个汽缸的燃料供给，以使汽缸与汽缸之间缸内燃烧参数状态的差异最小。

7.如权利要求1所述的方法，包括：

基于所述总体地适应所有汽缸的燃料供给来基本上获得优选的已燃气体分数；以及

基于所述单独地适应至少一个汽缸的燃料供给来减小汽缸与汽缸之间缸内燃烧参数状态的差异。

8.如权利要求1所述的方法，包括：

基于发动机正在操作期间的所述进气气流量和所述空气/燃料比来总体地适应所有汽缸的燃料供给。

9.如权利要求1所述的方法，包括：

基于所有汽缸的燃烧相位的状态来单独地适应其中一个汽缸的燃料供给。

10.如权利要求1所述的方法，包括：

基于所有汽缸的平均有效压力来有选择地调节其中一个汽缸的燃料供给。

11.如权利要求1所述的方法，其中适应燃料供给包括调节汽缸的燃料喷射器的脉宽。

12.用于控制多缸内燃机的操作的方法，包括：

将发动机操作在受控自燃模式中；

监测发动机操作，包括发动机进气气流量、排气供给流中的空气/燃料比、和可与各汽缸中缸内燃烧相关联的发动机参数；

控制所述发动机的排气已燃气体分数；以及

确定汽缸与汽缸之间可与各汽缸中缸内燃烧相关联的所述发动机参数的差异，基于所述发动机参数的差异来单独地适应各汽缸的燃料供给，通过有选择地适应至少一个汽缸的燃料供给来减小汽缸与汽缸之间所述发动机参数的差异。

13.如权利要求12所述的方法，包括：

基于所述发动机进气气流量和所述排气供给流中的所述空气/燃料比来确定所述排气已燃气体分数；以及

总体地调节所有汽缸的燃料供给，以获得优选的已燃气体分数。

14.如权利要求12所述的方法，包括：

有选择地调节至少一个汽缸的燃料供给，以减小汽缸与汽缸之间所述发动机参数的差异。

15.如权利要求12所述的方法，其中可与各汽缸中缸内燃烧相关联的所述发动机参数包括燃烧相位。

16.如权利要求12所述的方法，其中可与各汽缸中缸内燃烧相关联的所述发动机参数包括平均有效压力。

17.一种发动机控制设备，用于控制处于受控自燃燃烧模式的多缸内燃机，所述设备包括：

监测来自气流量传感器、排气传感器和缸内燃烧传感器的信号输入的模块；

基于所述缸内燃烧传感器的信号输入而确定可与各汽缸中缸内燃烧相关联的发动机参数的模块；

基于来自所述气流量传感器和宽范围空气/燃料比传感器的信号输入而总体地适应所有汽缸的燃料供给的模块；以及

基于汽缸与汽缸之间可与各汽缸中缸内燃烧相关联的所述发动机参数的差异而适应各汽缸的燃料供给的模块。

18.如权利要求17所述的设备，包括：

基于来自所述气流量传感器和所述宽范围空气/燃料比传感器的信号输入而确定已燃气体分数的模块；以及

总体地适应所有汽缸的燃料供给以获得优选的已燃气体分数的模块。

19.如权利要求17所述的设备，包括：

确定可与各汽缸中缸内燃烧相关联的所述发动机参数的模块；

确定汽缸与汽缸之间可与缸内燃烧相关联的所述发动机参数的差异的模块；以及

基于所述汽缸与汽缸之间可与缸内燃烧相关联的所述发动机参数的差异而适应各汽缸之一的燃料供给的模块。

20.如权利要求17所述的设备，包括：

在各燃烧循环期间监测来自所述缸内燃烧传感器的信号输入以确定可与缸内燃烧相关联的所述发动机参数的模块。