CN101688471B - 用于控制内燃机的燃烧模式过渡的方法和设备 - Google Patents

Abstract

提供用于在从第一燃烧模式过渡至第二燃烧模式期间控制发动机操作的方法。发动机包括可控节气门阀、用于控制进气阀和排气阀的开启和关闭的可变阀致动***、以及进气和排气装置。确定以第二燃烧模式操作发动机且满足操作者扭矩请求的空气质量流量、进气歧管压力和气缸容积。确定空气质量流量、进气歧管压力和气缸容积的当前状态。在过渡至第二燃烧模式期间，基于空气质量流量、进气歧管压力和气缸容积的当前状态与空气质量流量、进气歧管压力和气缸容积之间的差来控制所述可控节气门阀的开启位置以及进气阀和排气阀的开启和关闭。

Description

用于控制内燃机的燃烧模式过渡的方法和设备

技术领域

本发明涉及内燃机，且更具体地涉及控制内燃机的操作。

背景技术

该部分的内容仅提供与本发明有关的背景信息，且可能不构成现有技术。

内燃机，尤其是机动车内燃机，通常落入以下两类之一，即火花点火发动机和压缩点火发动机。传统的火花点火发动机，例如，汽油发动机，通常通过将燃料/空气混合物引入燃烧气缸中来运行，所述燃料/空气混合物然后在压缩冲程中被压缩且由火花塞点火。传统的压缩点火发动机，例如柴油发动机，通常通过在压缩冲程的上止点(TDC)附近将增压燃料引导到或者喷射到燃烧气缸中来运行，所述燃料/空气混合物在喷射时点火。传统的汽油发动机和柴油发动机两者的燃烧都包括由流体力学控制的预混合或扩散火焰。每种发动机都具有优势和缺陷。总体来说，汽油发动机产生较少的排放但是效率较低，而总体来说，柴油发动机效率较高但产生较多的排放。

更近以来，内燃机已经引入其它类型的燃烧方法。这些燃烧构思中的一种在本领域中称为均质充气压缩点火(HCCI)。HCCI燃烧模式包括由氧化化学而不是流体力学控制的分布式无焰自动点火燃烧过程。在以HCCI燃烧模式操作的典型发动机中，气缸充气的组分、温度和在进气阀关闭时间时的残余水平是几乎均质的。由于自动点火是分布式动力学控制燃烧过程，因此发动机是以非常稀的燃料/空气混合物(即，比燃料/空气当量点稀)操作且具有相对低的峰值燃烧温度，从而形成非常少的NO_X排放。与柴油发动机中所使用的分层燃料/空气燃烧混合物相比，自动点火的燃料/空气混合物是相对均质的，因而基本上消除在柴油发动机中形成烟和微粒排放物的浓区域。由于该非常稀的燃料/空气混合物，以自动点火燃烧模式操作的发动机能够以不限流的方式操作，以实现类似柴油燃料的经济性。

在中等发动机速度和负载时，已经发现，阀曲线和定时(例如，排气再压缩和排气再换气)以及燃料供应方案的组合对于提供足够的热量给气缸充气是有效的，使得在压缩冲程期间的自动点火引起具有低噪音的稳定燃烧。以自动点火燃烧模式有效地操作发动机的主要问题之一是适当地控制燃烧过程，使得能够在操作状况范围内实现导致低排放、最佳放热速率和低噪音的稳固且稳定的燃烧。多年来已经知道自动点火燃烧的益处。然而，产品实施的主要障碍是不能控制自动点火燃烧过程。

在能够以自动点火燃烧模式操作的火花点火直接喷射(SIDI)发动机(SIDI/HCCI发动机)中，发动机空气流通过使用可变阀致动(VVA)***调整进气节气门位置或者调整进气阀的开启和关闭时间和/或曲线来控制。具有VVA的SIDI/HCCI发动机(例如包括提供两个或更多阀升程曲线的多级凸轮凸角的发动机)通常在部分负载和较低发动机速度状况时以自动点火燃烧模式操作且在高负载和高速状况时以常规火花点火燃烧模式操作。然而，这两种燃烧模式需要非常不同的发动机操作来保持稳固燃烧。例如，在自动点火燃烧模式中，发动机在节气门全开的情况下以稀燃料空气比操作以使得发动机泵送损失最小化。相比而言，在火花点火燃烧模式中，节气门被控制成限制进气空气流且发动机以当量燃料空气比操作。

需要在持续进行的发动机操作期间在这两种燃烧模式之间平滑过渡，以保持连续的发动机输出扭矩并防止在过渡期间有任何发动机不点火或者部分燃烧。

因而，需要准确地控制发动机的空气流以防止在过渡期间过稀或者过浓的发动机操作。因而，非常重要的是，在节气门位置和VVA***的操作期间协调。

还期望控制燃烧模式之间的任何过渡以在过渡期间实现稳固和稳定的燃烧、低排放、最佳放热速率和低噪音。

下文所述的发明包括用于确定操作发动机的优选燃烧模式并将发动机控制为所述优选燃烧模式的方法和控制方案。

发明内容

根据本发明的一个实施例，提供用于在从第一燃烧模式过渡至第二燃烧模式期间控制发动机操作的方法和控制方案。内燃机包括可控节气门阀、用于控制进气阀和排气阀的开启和关闭的可变阀致动***、以及进气和排气装置。所述方法包括确定以第二燃烧模式操作发动机且满足操作者扭矩请求的空气质量流量、进气歧管压力和气缸容积。确定空气质量流量、进气歧管压力和气缸容积的当前状态。在过渡至第二燃烧模式期间，基于空气质量流量、进气歧管压力和气缸容积的当前状态与以第二燃烧模式操作发动机且满足操作者扭矩请求的空气质量流量、进气歧管压力和气缸容积之间的差来控制所述可控节气门阀的开启位置以及进气阀和排气阀的开启和关闭。

附图说明

本发明可以在某些部件和部件设置中采用物理形式，本发明的实施例被详细描述且在形成本发明一部分的附图中示出，且在附图中：

图1是根据本发明的发动机***的示意图；

图2是根据本发明的数据曲线图；

图3是根据本发明的控制方案的示例性框图；和

图4是根据本发明的数据曲线图。

具体实施方式

现在参考附图，其中所示的内容仅仅是为了说明本发明，而非为了限制本发明，图1示出了根据本发明的实施方式构造的内燃机10和附随控制模块5的示意图。

示例性发动机10包括具有往复活塞14的多缸直接喷射四冲程内燃机，活塞14可在气缸中滑动移动，气缸限定可变容积燃烧室16。每个活塞连接到旋转曲轴12(CS)，活塞的线性往复运动通过旋转曲轴12转换成旋转运动。空气进气***提供进气空气给进气歧管，进气歧管将空气引导并分配到进气流道29中，到达每个燃烧室16。空气进气***包括用于监测和控制空气流量的空气流管道和装置。所述装置优选包括用于监测空气质量流量(MAF)和进气空气温度(T_IN)的空气质量流量传感器32。节气门阀34，优选为电子控制装置，响应于来自于控制模块的控制信号(ETC)控制发动机的空气流量。在歧管中有压力传感器36，压力传感器36适合于监测歧管绝对压力(MAP)和大气压力(BARO)。有用于将排气从发动机排气再循环到进气歧管的外部流动通道，外部流动通道具有流量控制阀，称为排气再循环(EGR)阀38。控制模块5可操作通过控制EGR阀的开度来控制至发动机空气进气的排气的质量流量。

从进气流道29进入每个燃烧室16的空气流由一个或多个进气阀20控制。从每个燃烧室经由排气流道39到排气歧管的燃烧气体的流量由一个或多个排气阀18控制。进气阀和排气阀的开启和关闭优选用双凸轮轴(如图所示)控制，双凸轮轴的旋转由曲轴12的旋转来关联和标引。发动机配备有用于控制进气阀和排气阀的阀升程的装置，称为可变升程控制器(VLC)。可变阀升程***包括可操作将阀升程或开度控制为两个不同级(例如，用于负载速度(load speed)、低负载操作的低升程阀开度(约4-6mm)和用于高速、高负载操作的高升程阀开度(约8-10mm))之一的装置。发动机还配备有用于控制进气阀和排气阀的开启和关闭的定相(即，相对定时)的装置，称为可变凸轮定相(VCP)，以控制超过由两级VLC升程所实现的定相。有用于发动机进气的VCP/VLC***22和用于发动机排气的VCP/VLC***24。VCP/VLC***22、24由控制模块控制，且提供信号反馈给控制模块，所述信号反馈包括进气凸轮轴和排气凸轮轴的凸轮轴旋转位置。当发动机用排气再压缩阀方案运行于自动点火模式时，通常使用低升程操作，且当发动机运行于火花点火燃烧模式时，通常使用高升程操作。如技术人员已知的那样，VCP/VLC***具有有限的权限范围，在此权限范围内，进气和排气阀的开启和关闭能得到控制。可变凸轮定相***可操作改变相对于曲轴和活塞位置的阀开启时间，称为定相。典型的VCP***具有30°-50°的凸轮轴旋转的定相权限的范围，因此允许控制***提前或延迟开启和关闭发动机阀。定相权限的范围受到VCP的硬件和致动VCP的控制***的限定和限制。定相权限的范围由VCP的硬件和致动VCP的控制***限定和限制。VCP/VLC***使用由控制模块5控制的电动-液压、液压和电控力中的一种来致动。

发动机包括燃料喷射***，燃料喷射***包括多个高压燃料喷射器28，每个燃料喷射器28适合于响应于来自于控制模块的信号(INJ_PW)将一定质量的燃料直接喷射进燃烧室之一中。从燃料分配***(未示出)供应增压燃料给燃料喷射器28。

发动机包括火花点火***，火花能量响应于来自于控制模块的信号(IGN)由火花点火***提供给火花塞26，以点火或者辅助点火每个燃烧室中的气缸充气。火花塞26在某些状况下(例如，在冷启动和接近低负载操作极限期间)增强发动机的点火定时控制。

发动机配备有各种传感装置以监测发动机操作，传感装置包括具有输出RPM的曲轴旋转速度传感器42、适合于监测燃烧的具有输出COMBUSTION的传感器30、和适用于监测排气的具有输出EXH的传感器40(通常是宽范围的空气/燃料比传感器)。燃烧传感器包括可操作监测燃烧参数的传感器装置，且示出为气缸压力传感器以监测缸内燃烧压力。应当理解，在本发明的范围内包括用于监测气缸压力或者能够转换成燃烧定相的其它燃烧参数的其它传感***，例如，离子传感点火***。

发动机设计成在发动机速度和负载的扩展范围内用自动点火燃烧(HCCI燃烧)基于汽油或类似燃料混合物以不限流的方式操作。在不利于HCCI燃烧模式操作的状况下，发动机借助于常规或改进控制方法以受控节气门操作运行于火花点火燃烧模式，以获得满足操作者扭矩请求的最大发动机功率。燃料供应优选包括将燃料喷射引导到每个燃烧室中。可广泛获得的类别的汽油及其轻乙醇混合物是优选燃料；然而，在本发明的实施方式中可使用替代液体和气体燃料，例如较高乙醇的混合物(例如，E80、E85)、纯乙醇(E99)、纯甲醇(M100)、天然气、氢气、沼气、各种重整物、合成气等。

控制模块5优选地包含通用数字计算机，通用数字计算机大体包括微处理器或中央处理单元、存储介质(包括非易失性存储器和随机存取存储器(RAM)，非易失性存储器包括只读存储器(ROM)和电可编程只读存储器(EPROM))、高速时钟、模数(D/A)和数模(A/D)电路、输入/输出电路和装置(I/O)以及合适的信号调节和缓冲电路。控制模块具有一组控制算法，所述控制算法包括存储在非易失性存储器中并被执行以提供每个计算机的各自功能的常驻程序指令和标定值。所述算法可以在预定循环期间被执行使得每个算法在每个循环中至少被执行一次。算法由中央处理单元执行，且可操作监测来自前述传感装置的输入并且执行控制和诊断程序从而用预定标定值控制致动器的操作。在持续进行的发动机和车辆操作期间，循环通常以固定间隔例如每3.125、6.25、12.5、25和100毫秒被执行。替代性地，算法可响应于事件的发生而被执行。

控制模块5执行存储在其中的算法代码，以控制前述致动器来控制发动机操作，包括节气门位置、火花正时、燃料喷射质量和定时、进气和/或排气阀定时和定相、和控制再循环排气流量的EGR阀位置。阀定时和定相包括负阀重叠(NVO，在排气再压缩方案中)和排气阀再次开启的升程(在排气再换气方案中)。控制模块适于接收来自操作员的输入信号(例如，节气门踏板位置和制动踏板位置)从而确定操作员扭矩请求(T_{O_REQ})，且适于接收来自传感器的输入信号(表示发动机速度(RPM)、进气空气温度(T_IN)、冷却剂温度和其他环境条件)。控制模块5操作以根据存储器中的查询表确定火花正时(在需要时)、EGR阀位置、进气阀和排气阀定时和/或升程设定点、以及燃料喷射定时的瞬时控制设置，并计算进气和排气***中的燃烧气体比例。

现在参考图2，示例性发动机能基于发动机参数的状态选择性地以多个燃烧模式中的一个操作，在该实施例中，所述发动机参数包括可从发动机操作参数(例如，发动机燃料流量(INJ-PW，单位毫克)或歧管压力(MAP))获得的速度(RPM)和负载(LOAD)。发动机燃烧模式包括喷雾引导式火花点火(SI-G)模式、单喷射自动点火(HCCI-SI)模式、和双喷射自动点火(HCCI-DI)模式以及均质火花点火(SI-H)模式。每个燃烧模式的优选速度和负载操作范围基于最佳发动机操作参数，包括燃烧稳定性、燃料消耗、排放、发动机扭矩输出等。限定优选速度和负载操作范围以划定燃烧模式的边界通常在生产前发动机标定和研发期间被确定，且在发动机控制模块中作为区域来执行。

现在参考图3，现在描述根据本发明的示例性控制方案。在控制模块中作为一个或多个算法执行的控制方案包括基于模型的控制方法，用于在燃烧模式之间过渡(尤其是在HCCI燃烧模式和SI燃烧模式之间过渡)期间控制进入示例性内燃机10的空气质量流量。控制方案用于确定以第二或目标燃烧模式操作发动机的空气质量流量、进气歧管压力和气缸容积的期望状态。所述期望状态基于操作者扭矩请求(通常是节气门和制动踏板(未示出)的操作者输入的形式)来确定。使用前述MAF和MAP传感器32、36来确定空气质量流量和进气歧管压力的当前状态。在进气阀关闭且排气阀关闭时基于slider等式和曲轴位置使用已知气缸几何形状来确定气缸容积。控制所述可控节气门阀34的开启位置。在过渡到第二燃烧模式期间基于空气质量流量、进气歧管压力和气缸容积的当前状态与以第二燃烧模式操作发动机且满足操作者扭矩请求的空气质量流量、进气歧管压力和气缸容积之间的差使用VCP/VLC***22、24来控制进气阀20和排气阀18的开启和关闭(包括例如两级阀升程和可变凸轮定相)。现在将更详细地描述。

在操作中，控制***中有指令，以基于发动机速度/负载操作点的变化来从一个燃烧模式变为另一个第二燃烧模式，如上文参考图2所述。期望燃烧模式(由符号ζ表示)输入给虚拟滤波开关，其中ζ表示燃烧模式，0表示HCCI燃烧模式，或者1表示SI燃烧模式。虚拟滤波开关包括一阶滞后滤波器，具有在0和1之间的范围内的输出γ。通过计算满足操作者扭矩请求所需要的燃料供应速率和预先标定的空气/燃料比来确定期望空气质量流量。当发动机以SI燃烧模式操作时，空气/燃料比被控制为λ＝1，即当量比。当发动机以HCCI燃烧模式操作时，空气/燃料比被控制为λ≈1.6-1.9，即稀于当量比。因而，通过将燃料供应速率和期望燃烧模式的空气/燃料比结合来确定空气质量流量。

基于期望燃烧模式来确定第二或期望进气歧管压力。当目标燃烧模式是HCCI燃烧时，期望歧管压力是在开启宽的节气门的节气门角度的情况下的环境或大气压力。当目标燃烧模式是SI燃烧时，期望歧管压力基于发动机负载和实现当量比操作的发动机燃料供应来确定。

基于期望燃烧模式来确定第二或期望气缸容积，如下文参考等式和控制方案描述的那样。

以第二或目标燃烧模式操作发动机的空气质量流量、进气歧管压力和气缸容积的期望状态连同节气门角度和凸轮角度和升程的前馈控制一起输入给控制方案。控制方案计算气缸容积，监测来自于MAP和MAF传感器的反馈，并确定MAP、MAF和气缸容积的期望状态，所述期望状态与前馈凸轮角度和升程、前馈节气门角度和滤波燃烧模式γ组合，以提供控制信号给节气门34以及进气和排气VCP/VLC22、24。

现在将更详细地描述在燃烧模式之间过渡期间控制进入示例性内燃机10的空气质量流量的基于模型的控制方法。

在进气阀关闭时气缸中捕获的新鲜空气的质量流率的计算值

使用能量平衡和理想气体定律来确定。进气歧管动态被认为最小，因为进气歧管压力由节气门阀快速控制。而且，外部EGR的量被认为是总体扰动的一部分且假设为0。空气质量流量模型表达为如下等式1： ${\stackrel{\·}{m}}_{\mathrm{air}}=\frac{p_i{V}_{\mathrm{IVC}}+p_e{V}_{\mathrm{EVC}}}{{\mathrm{\τRT}}_i}=\frac{{-\mathrm{\ΔpV}}_{\mathrm{IVC}}+p_e\mathrm{\ΔV}}{{\mathrm{\τRT}}_i}=-{\mathrm{\αu}}_1+{\mathrm{\βu}}_2,---\left[1\right]$ 其中：

u₁＝Δp＝p_e-p_i；

u₂＝ΔV＝V_IVC-V_EVC；

$\mathrm{\α}=\frac{V_{\mathrm{IVC}}}{{\mathrm{\τRT}}_i};$

$\mathrm{\β}=\frac{p_e}{{\mathrm{\τRT}}_i},$

且其中，p_i和p_e分别是进气歧管和排气歧管中的压力，V_IVC和V_EVC分别是进气阀关闭(IVC)和排气阀关闭(EVC)时的气缸容积，T_i是进气歧管的空气温度，即T_IN，τ是发动机循环经过的时间，R是气体常数。进气歧管与排气歧管之间的压力差(u₁)和EVC与IVC之间的气缸容积差(u₂)是***的两个输入。根据所述等式和控制方案设计多输入多输出(MIMO)控制器，以控制新鲜空气的质量流率和稳态气缸容积差ΔV。质量流率

由MAF传感器32测量，且ΔV基于进气阀和排气阀凸轮定相角度和与曲轴角相关的活塞位置来计算。MAF传感器的动态特性由一阶滞后装置来建模。此外，两个积分器增加到模型中以去除稳态误差。

控制器的总体状态等式表示为如下等式2： $\stackrel{\·}{x}=-\frac{1}{\mathrm{\κ}}x+\frac{1}{\mathrm{\κ}}{\stackrel{\·}{m}}_{\mathrm{air}}=-\frac{1}{\mathrm{\κ}}x+\frac{1}{\mathrm{\κ}}(-\mathrm{\α}(u_1^0+{\mathrm{\Δu}}_1)+\mathrm{\β}(u_2^0+{\mathrm{\Δu}}_2))$ ${\stackrel{\·}{q}}_1=x-r_1$ ${\stackrel{\·}{q}}_2=u_2^0+{\mathrm{\Δu}}_2-r_2---\left[2\right]$

其中，x是MAF传感器的测量值，κ是时间常数，u₁ ⁰和u₂ ⁰是在自动点火发动机中操作发动机的输入的前馈部分，Δu₁和Δu₂是反馈部分，r₁是新鲜空气的期望质量流率，r₂是期望气缸容积。通过假设α和β的恒定状态(或随时间缓慢变化的状态)，基于状态方程使用各种控制设计方法设计稳固的线性反馈控制定律ΔU＝-KX，其中ΔU＝[Δu₁，Δu₂]^T，X＝[x，q₁，q₂]^T。在时间t→∞时，控制器实现x→r₁，不管燃烧模式如何，而对于未限流的稀操作在自动点火燃烧模式中需要 $\mathrm{\Δp}\→u_1^0.$ 这通过使用如下等式3的反馈控制器定律ΔU来实现： $u_1=\mathrm{\Δp}=u_1^0+{\mathrm{\γ\Δu}}_1$ $u_2=\mathrm{\ΔV}=u_2^0+{\mathrm{\Δu}}_2-\frac{\mathrm{\α}}{\mathrm{\β}}(1-\mathrm{\γ}){\mathrm{\Δu}}_1$ [3] $\stackrel{\·}{\mathrm{\γ}}=-\frac{1}{{\mathrm{\κ}}_{\mathrm{\γ}}}\mathrm{\γ}+\frac{1}{{\mathrm{\κ}}_{\mathrm{\γ}}}\mathrm{\ζ}\·$

在上述等式3中，如上所述，ζ表示燃烧模式，0表示自动点火燃烧模式，或者1表示火花点火燃烧模式。符号κ_γ是调节ζ的变化速率的低通滤波器的时间常数。将上述等式组合在一起，可以验证确实通过参考等式4所示的相同等式来描述 ${\stackrel{\·}{m}}_{\mathrm{air}}=-\mathrm{\α}(u_1^0+{\mathrm{\γ\Δu}}_1)+\mathrm{\β}(u_2^0+{\mathrm{\Δu}}_2-\frac{\mathrm{\α}}{\mathrm{\β}}(1-\mathrm{\γ}){\mathrm{\Δu}}_1)---\left[4\right]$ $=-\mathrm{\α}(u_1^0+{\mathrm{\Δu}}_1)+\mathrm{\β}(u_2^0+{\mathrm{\Δu}}_2).$

在此，在自动点火燃烧模式(ζ＝0)中，在t→∞时， $\mathrm{\Δp}\→u_1^0.$

现在参考图4，示出了使用线性二次调节(LQR)方法设计的参考图3所述的空气流控制方案的闭环模拟结果。在所述模拟中，发动机速度设定为2000rpm，发动机控制在火花点火燃烧模式和自动点火燃烧模式之间过渡，期望气缸容积(r₂)基于燃烧模式变化。描述空气质量流量、滤波输出γ、进气压力p_i、和容积ΔV在一定时间内的结果指示，不管燃烧模式如何，控制器都实现x→r₁，且在自动点火燃烧模式中仍实现未限流状况。

为了在上述示例性发动机中实施上述空气流量管理算法，分别通过控制节气门位置和阀定时和曲线来实现控制输入Δp和ΔV。低水平高带宽MAP控制器独立地设计为控制节气门位置以实现控制输入Δp。控制输入ΔV通过确定进气和排气凸轮移相器的角度来实现，使得V_IVC-V_EVC等于ΔV，同时使得在燃烧模式过渡期间进气阀和排气阀曲线的梯级式变化效果最小。

在第二燃烧模式包括自动点火燃烧模式时，控制方案包括在过渡到第二燃烧模式期间控制可控节气门阀至开启宽的节气门位置并控制进气阀和排气阀的开启和关闭。

在第二燃烧模式包括火花点火燃烧模式时，控制方案包括在过渡到第二燃烧模式期间控制可控节气门阀。

虽然本发明已经参考某些实施例描述，但是应当理解的是在所述的发明构思的精神和范围内可以作出变化。因此，本发明并不打算限制为所公开的实施例，本发明将具有由所附权利要求的语言所允许的全部范围。

Claims (21)

1.一种用于在从第一燃烧模式过渡至第二燃烧模式期间控制内燃机的方法，所述内燃机包括可控节气门阀、用于控制进气阀和排气阀的开启和关闭的可变阀致动***、以及进气和排气装置，所述方法包括：

确定以第二燃烧模式操作发动机且满足操作者扭矩请求的空气质量流量、进气歧管压力和气缸容积；

确定空气质量流量、进气歧管压力和气缸容积的当前状态；和

在过渡至第二燃烧模式期间，基于空气质量流量、进气歧管压力和气缸容积的当前状态与以第二燃烧模式操作发动机且满足操作者扭矩请求的空气质量流量、进气歧管压力和气缸容积之间的差来控制所述可控节气门阀的开启位置以及进气阀和排气阀的开启和关闭。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定以第二燃烧模式操作发动机以满足操作者扭矩请求的空气质量流量包括确定满足操作者扭矩请求的燃料供应速率和确定过渡期间的空气/燃料比。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在第二燃烧模式包括自动点火燃烧模式时，确定以第二燃烧模式操作发动机的进气歧管压力包括设定进气歧管压力为环境压力。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定以第二燃烧模式操作发动机的气缸容积还包括基于空气质量流量和进气歧管压力来确定进气阀关闭且排气阀关闭时的气缸容积。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，在过渡至第二燃烧模式期间，控制进气阀和排气阀的开启和关闭还包括改变两级可变升程控制装置的位置。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，在过渡至第二燃烧模式期间，控制进气阀和排气阀的开启和关闭还包括改变进气阀和排气阀的开启和关闭的定相。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，第二燃烧模式包括火花点火模式和自动点火燃烧模式之一。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：在第二燃烧模式包括自动点火燃烧模式时，在过渡至第二燃烧模式期间，控制可控节气门阀至开启宽的节气门位置且控制进气阀和排气阀的开启和关闭。

9.根据权利要求7所述的方法，还包括：在第二燃烧模式包括火花点火燃烧模式时，在过渡至第二燃烧模式期间，控制可控节气门阀。

10.一种用于控制发动机的进气空气流量的方法，所述发动机包括可控节气门阀、用于控制进气阀和排气阀的开启和关闭的可变阀致动***、以及进气和排气装置，所述方法包括：

命令从第一燃烧模式过渡至第二燃烧模式；

确定以第二燃烧模式操作发动机且满足操作者扭矩请求的空气质量流量、进气歧管压力和气缸容积；

确定空气质量流量、进气歧管压力和气缸容积的当前状态；和

在过渡至第二燃烧模式期间，基于空气质量流量、进气歧管压力和气缸容积的当前状态与以第二燃烧模式操作发动机且满足操作者扭矩请求的空气质量流量、进气歧管压力和气缸容积之间的差来控制所述可控节气门阀的开启位置以及进气阀和排气阀的开启和关闭。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，确定以第二燃烧模式操作发动机以满足操作者扭矩请求的空气质量流量包括确定满足操作者扭矩请求的燃料供应速率和确定过渡期间的空气/燃料比。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，在第二燃烧模式包括自动点火燃烧模式时，确定以第二燃烧模式操作发动机的进气歧管压力包括设定进气歧管压力为环境压力。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，确定以第二燃烧模式操作发动机的气缸容积还包括基于空气质量流量和进气歧管压力来确定进气阀关闭且排气阀关闭时的气缸容积。

14.根据权利要求10所述的方法，其中，在过渡至第二燃烧模式期间，控制进气阀和排气阀的开启和关闭还包括改变两级可变升程控制装置的位置。

15.根据权利要求10所述的方法，其中，在过渡至第二燃烧模式期间，控制进气阀和排气阀的开启和关闭还包括改变进气阀和排气阀的开启和关闭的定相。

16.根据权利要求10所述的方法，其中，第二燃烧模式包括火花点火模式和自动点火燃烧模式之一。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括：在第二燃烧模式包括自动点火燃烧模式时，在过渡至第二燃烧模式期间，控制可控节气门阀至开启宽的节气门位置且控制进气阀和排气阀的开启和关闭。

18.根据权利要求16所述的方法，还包括：在第二燃烧模式包括火花点火燃烧模式时，在过渡至第二燃烧模式期间，控制可控节气门阀。

19.一种用于在火花点火燃烧模式和自动点火燃烧模式之间过渡期间控制发动机的进气空气流量的方法，所述方法包括：

确定满足操作者扭矩请求且以发动机正在过渡至的燃烧模式操作发动机的空气质量流量、进气歧管压力和气缸容积；

确定空气质量流量、进气歧管压力和气缸容积的当前状态；和

在过渡期间，基于空气质量流量、进气歧管压力和气缸容积的当前状态与满足操作者扭矩请求且以发动机正在过渡至的燃烧模式操作发动机的空气质量流量、进气歧管压力和气缸容积之间的差来控制可控节气门阀的开启位置以及进气阀和排气阀的开启和关闭。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括：在第二燃烧模式包括自动点火燃烧模式时，在过渡至第二燃烧模式期间，控制可控节气门阀至开启宽的节气门位置且控制进气阀和排气阀的开启和关闭。

21.根据权利要求19所述的方法，还包括：在第二燃烧模式包括火花点火燃烧模式时，在过渡至第二燃烧模式期间，控制可控节气门阀。

Images