[发明专利]HCCI发动机系统中燃料喷射器的诊断系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及均质充量压缩点火(HCCI)发动机系统，更具体地，涉及用于直喷式HCCI发动机系统中燃料喷射器的诊断系统和方法。

背景技术

本文提供的背景技术描述是为了从总体上介绍本发明的背景。发明人的一部分工作在背景技术部分中被描述，这部分内容以及在提交申请时该描述中不另构成现有技术的方面，既不明确也不暗示地被承认是破坏本发明的现有技术。

均质充量压缩点火(HCCI)发动机在汽缸内燃烧空气/燃料(A/F)混合物以产生驱动转矩。HCCI发动机可在不同的燃烧模式下燃烧A/F混合物。例如，在HCCI燃烧模式下，A/F混合物在被活塞压缩时可以被自动点燃(即，压缩点火)。可替代地，例如，在火花点火(SI)燃烧模式下，A/F混合物可在活塞压缩该A/F混合物之后由汽缸中的火花塞点燃。

与SI燃烧模式相比，HCCI燃烧模式可提高发动机效率和/或燃料经济性。然而，为了减少燃烧噪声和防止发动机因与HCCI相关的过度压力增大而被损坏，HCCI操作可被限于预定的HCCI操作区域。因此，压力传感器可实施在一个或多个汽缸中并可用于监测汽缸压力，尤其是在HCCI燃烧模式期间。

HCCI燃烧模式可需要比SI燃烧模式更少的燃料。然而，HCCI燃烧模式还可能需要比SI燃烧模式更精确的A/F比控制，以便防止排放物增加和/或噪音、振动和/或声振粗糙度(NVH)的增大。更具体地，HCCI燃烧模式期间的较低峰值温度可能在燃料喷射未被精确控制时导致燃料的不完全燃烧。

燃料的不完全燃烧可能在HCCI燃烧模式期间导致更多的一氧化碳(CO)和/或碳氢化合物(HC)之类的催化剂前排放物。例如，在HCCI燃烧模式期间，增加的CO和/或HC排放物可能分别由于不完全氧化和/或被困的裂隙气体而更多。相反地，在HCCI燃烧模式期间，不充分的燃料可能在燃烧期间导致增加的汽缸压力，其可能导致增加的NVH。

发明内容

本节提供了本发明的一般概况，并不是其全部范围或所有特征的全面公开。

用于均质充量压缩点火(HCCI)发动机的发动机控制系统包括燃料喷射器温度确定模块和燃料喷射器控制模块。燃料喷射器温度确定模块当HCCI发动机在HCCI燃烧模式下操作时基于第一温度模型来确定燃料喷射器尖端的温度，并且当HCCI发动机在火花点火(SI)燃烧模式下操作时基于第二温度模型来确定燃料喷射器尖端的温度。燃料喷射器控制模块基于确定的温度和预定温度阈值来控制燃料喷射器脉宽，其中，当确定的温度高于预定温度阈值时燃料喷射器脉宽增加。

用于控制均质充量压缩点火(HCCI)发动机的方法包括，当HCCI发动机在HCCI燃烧模式下操作时基于第一温度模型来确定燃料喷射器尖端的温度，当HCCI发动机在火花点火(SI)燃烧模式下操作时基于第二温度模型来确定燃料喷射器尖端的温度，并基于确定的温度和预定温度阈值来控制燃料喷射器脉宽，其中，当确定的温度高于预定温度阈值时燃料喷射器脉宽增加。

本发明还包括以下方案：

方案1.一种用于均质充量压缩点火发动机的发动机控制系统，包括：

燃料喷射器温度确定模块，其当所述均质充量压缩点火发动机在均质充量压缩点火燃烧模式下操作时基于第一温度模型来确定燃料喷射器尖端的温度，并且当所述均质充量压缩点火发动机在火花点火燃烧模式下操作时基于第二温度模型来确定所述燃料喷射器尖端的温度；以及

燃料喷射器控制模块，其基于所述确定的温度和预定温度阈值来控制燃料喷射器脉宽，其中当所述确定的温度高于所述预定温度阈值时所述燃料喷射器脉宽增加。

方案2.如方案1所述的发动机控制系统，其特征在于，所述燃料喷射器确定模块当所述均质充量压缩点火发动机正在燃烧模式之间进行过渡时基于第三温度模型来确定所述燃料喷射器尖端的温度。

方案3.如方案2所述的发动机控制系统，其特征在于，其中所述第一温度模型包括第一温度范围，其中所述第二温度模型包括第二温度范围，其中所述第三温度模型包括第三温度范围，其中所述第一温度范围和所述第三温度范围的一部分小于所述第二温度范围，其中所述第一温度范围的一部分小于所述第三温度范围。

方案4.如方案2所述的发动机控制系统，其特征在于，所述燃料喷射器温度确定模块基于到所述燃料喷射器的燃料流量和所述第一温度模型、所述第二温度模型和所述第三温度模型中的一个来确定所述燃料喷射器尖端的温度。

方案5.如方案1所述的发动机控制系统，其特征在于，所述燃料喷射器控制模块基于所述确定的温度和多个温度阈值来控制所述燃料喷射器脉宽。