用于改善發動機啟動的方法和系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及用于改善發動機啟動的方法和系統。介紹了用于重新啟動發動機的系統和方法。在一個示例中，在停止發動機之前將燃料噴射到汽缸進氣道，以便在發動機重新啟動被請求之前沒有噴射的燃料吸入汽缸。該方法可以改善發動機重新啟動期間的燃料汽化。
【專利說明】用于改善發動機啟動的方法和系統
【技術領域】
[0001]本說明涉及用于改善發動機啟動的系統和方法。該方法對以隨醇含量變化的燃料運轉的發動機特別有用。
【背景技術】
[0002]車輛的發動機可以在車輛運轉期間自動停止，以節省燃料。發動機也可以響應于工況而自動重新啟動。如果駕駛員壓低加速器踏板或應用另一裝置來命令車輛移動，則可能希望迅速地重新啟動發動機，以便車輛和發動機可以符合駕駛員的請求。如果車輛和發動機不能以適宜的方式符合駕駛員的請求，駕駛員會不滿意車輛的響應。一種改善發動機和車輛對駕駛員的請求的響應的方法是在接收燃料的汽缸的進氣門開啟時將燃料噴射到發動機汽缸以便可以在更短的時間段內啟動發動機。然而，開啟的氣門燃料噴射可以允許燃料對汽缸壁造成沖擊，并進入發動機曲軸箱或減少汽缸壁上的油膜。
【發明內容】
[0003]發明人在此已經認識到上述缺點，并且已經開發了一種用于使發動機運轉的方法，其包含:終止發動機汽缸中的燃燒；當發動機正在旋轉并且第一汽缸的進氣門關閉時，進氣道將燃料噴射到第一汽缸；停止發動機，而并沒有將進氣道噴射的燃料吸入第一汽缸；以及在第二汽缸的進氣門開啟時進氣道將燃料噴射到第二汽缸之后，使進氣道噴射的燃料在第一汽缸中燃燒。
[0004]通過在發動機停止期間進氣道將燃料噴射到具有關閉的進氣門的汽缸，改善在自發動機停止以后的首次發動機循環的開啟氣門狀況下沒有向其提供燃料的發動機汽缸的燃料汽化是可能的。例如，燃料可以在發動機停止之前被噴射到接近發動機關閉的末端(例如，從發動機停止請求到實際發動機停止的時刻)并且在發動機停止期間具有關閉的進氣門的第一發動機汽缸組。當燃料與變暖的發動機進氣門或汽缸進氣道接觸的時間量增加時，將燃料噴射到關閉的進氣門可以改善汽化進氣道噴射的燃料的可能性。在重新啟動發動機的請求之后，燃料可以被進氣道噴射到具有開啟的進氣門的第二汽缸組，以減少發動機啟動時間。當發動機旋轉并且進氣門開啟時，在發動機接近停止狀態時被噴射到關閉的進氣門的燃料可以在汽化的狀態下被吸入汽缸。
[0005]因此，一部分發動機汽缸可以在自發動機停止以后的首次汽缸循環期間接收開啟氣門噴射的燃料，而另一部分發動機汽缸在發動機停止期間吸入被噴射到關閉的進氣門的燃料。以此方式，可以通過開啟的氣門噴射來迅速地啟動發動機，并且通過關閉的氣門噴射可以改善發動機排放和燃燒穩定性。另外，由于少于全部的發動機汽缸在發動機重新啟動期間接收開啟的氣門噴射，可以減少碰到汽缸壁并進入發動機曲軸箱的燃料量。
[0006]本發明可以提供若干優點。具體地，該方法可以改善發動機啟動期間的發動機排放和燃燒穩定性。另外，該方法可以改善當具有更高的醇濃度的燃料被噴射到發動機時的發動機啟動。此外，該方法可以通過減少進入發動機汽缸的液體燃料量來降低發動機退化的可能性。
[0007]當單獨或結合附圖參照以下【具體實施方式】時，本發明的上述優點和其它優點以及特征將是顯而易見的。
[0008]應當理解，提供以上概述以便以簡化的形式介紹在【具體實施方式】中進一步描述的一些概念。這并不意味著辨別要求保護的主題的關鍵或基本特征，要求保護的主題的范圍由隨附在具體實施例之后的權利要求唯一地限定。此外，要求保護的主題不限于解決在上面或在本公開的任何部分提及的任何缺點的實施方式。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]當單獨或關于附圖參照【具體實施方式】時，通過閱讀實施例的示例，將會更充分地理解本文中所描述的優勢，其中:
[0010]圖1是發動機的示意圖；
[0011]圖2是預料的第一發動機停止與啟動的示例；
[0012]圖3是預料的第二發動機停止與啟動的示例；和
[0013]圖4是示出了一種用于使發動機運轉的示例方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0014]本說明涉及控制發動機停止與啟動。基于車輛狀況，發動機可以自動停止以及啟動。圖1示出了可以自動停止以及啟動的示例發動機。圖2和圖3示出了根據圖4的方法的示例發動機停止與啟動順序。在圖4中示出了用于在發動機停止與啟動期間調整發動機致動器的方法。
[0015]參照圖1，內燃發動機10由電子發動機控制器12控制，其中發動機10包含多個汽缸，在圖1中示出了多個汽缸中的一個汽缸。發動機10包括燃燒室30和汽缸壁32，活塞36被設置在其中并被連接至曲軸40。飛輪97和環形齒輪99被耦連至曲軸40。啟動器96包括小齒輪軸98和小齒輪95。小齒輪軸98可以選擇性地推進小齒輪95以嚙合環形齒輪99。啟動器96可以被直接安裝在發動機的前面或發動機的后面。在一些示例中，啟動器96可以經由帶或鏈向曲軸40選擇性地供應扭矩。在一個示例中，當不與發動機曲軸接合時，啟動器96處于基本狀態。燃燒室30被顯示為經由各自的進氣門52和排氣門54與進氣歧管44和排氣歧管48連通。每一個進氣和排氣門可以通過進氣凸輪51和排氣凸輪53運轉。進氣凸輪51的位置可以由進氣凸輪傳感器55確定。排氣凸輪53的位置可以由排氣凸輪傳感器57確定。可以經由可變進氣凸輪致動器59和可變排氣凸輪致動器60使進氣凸輪51和排氣凸輪53相對于曲軸40運動。
[0016]燃料噴射器66被示為設置為將燃料直接噴射到汽缸進氣道49內，本領域技術人員稱之為進氣道燃料噴射。燃料噴射器66與來自控制器12的信號的脈沖寬度成比例地輸送液體燃料。燃料通過包括燃料箱、燃料泵和燃料軌道(未示出)的燃料系統(未示出)輸送至燃料噴射器66。此外，進氣歧管44被顯示為與可選電子節氣門62連通，電子節氣門62調整節流板64的位置，以控制從進氣裝置42到進氣歧管44的空氣流量。在一些示例中，節氣門62和節流板64可以被設置在進氣門52與進氣歧管44之間，使得節氣門62是進氣道節氣門。
[0017]響應于控制器12，無分電器點火系統88經由火花塞92向燃燒室30提供點火火花。通用排氣氧(UEGO)傳感器126被顯示為耦連至催化轉換器70上游的排氣歧管48。可替代地，雙態排氣氧傳感器可以替代UEGO傳感器126。
[0018]在一個示例中，轉換器70可以包括多塊催化劑磚。在另一示例中，可以使用每一個均具有多塊磚的多個排放控制裝置。在一個示例中，轉換器70可以是三元型催化劑。
[0019]控制器12在圖1中被示為傳統的微型計算機，其包括:微處理單元(CPU) 102、輸入/輸出端口(I/o) 104、只讀存儲器(ROM) 106(即非臨時性存儲器)、隨機存取存儲器(RAM) 108、保活存儲器(KAM) 110和傳統的數據總線。控制器12可以接收來自耦連至發動機10的傳感器的各種信號，除了之前所討論的那些信號外，還包括:來自耦連至冷卻套筒114的溫度傳感器112的發動機冷卻液溫度(ECT);耦連至加速器踏板130用于感測由足部132施加的力的位置傳感器134 ;來自耦連至進氣歧管44的壓力傳感器122的發動機歧管壓力(MAP)的測量；來自感測曲軸40位置的霍爾效應傳感器118的發動機位置傳感器；來自傳感器120的進入發動機的空氣質量的測量；以及來自傳感器58的節氣門位置的測量。大氣壓力也可以被感測(傳感器未示出)，由控制器12進行處理。在本說明的優選方面，發動機位置傳感器118在曲軸的每次旋轉產生預定數量的等間距脈沖，根據其可以確定發動機轉速(RPM)。
[0020]在運轉期間，發動機10內的每一個汽缸通常經歷四個行程循環:循環包括進氣行程、壓縮行程、膨脹行程和排氣行程。一般來說，在進氣行程期間，排氣門54關閉，而進氣門52開啟。空氣經由進氣歧管44引入燃燒室30，并且活塞36移動至汽缸的底部，以便增加燃燒室30內的容積。活塞36靠近汽缸的底部并在其行程結束的位置(例如，當燃燒室30處于其最大容積時)通常被本領域技術人員稱為下止點(BDC)。在壓縮行程期間，進氣門52和排氣門54關閉。活塞36朝向汽缸蓋移動，以便壓縮燃燒室30內空氣。活塞36在其行程結束并最靠近汽缸蓋的點(例如，當燃燒室30處于其最小容積時)通常被本領域技術人員稱為上止點(TDC)。在下文中被稱為噴射的過程中，燃料被引入燃燒室。在下文中被稱為點火的過程中，被噴射的燃料通過已知的點火手段如火花塞92點燃，從而導致燃燒。在膨脹行程期間，膨脹的氣體將活塞36推回至BDC。曲軸40將活塞運動轉換為旋轉軸的旋轉扭矩。最后，在排氣行程期間，排氣門54開啟，以便將燃燒的空氣-燃料混合物釋放至排氣歧管48，并且活塞返回至TDC。注意，上述內容僅作為示例示出，并且進氣和排氣門開啟和/或關閉正時可以改變，諸如以提供正或負氣門重疊、進氣門延遲關閉或各種其他示例。
[0021]因此，圖1的系統提供了一種車輛系統，其包含:發動機，其包括第一和第二汽缸組與可調整進氣門系統；以及控制器，其包括非臨時性指令，指令可執行為:在發動機停止期間終止第一和第二汽缸中的燃燒，在發動機停止之前進氣道將燃料噴射到第一汽缸組的關閉的進氣門，以及響應于發動機啟動而執行第二汽缸組的汽缸中的首次燃燒事件，燃料被進氣道噴射到第二汽缸組的開啟的進氣門。該車輛系統還包含響應于停止發動機的請求而增加燃料壓力的可執行的額外指令。
[0022]在一些示例中，該車輛系統還包含響應于向發動機供應的燃料的醇含量而增加燃料壓力的可執行的額外指令。該車輛系統還包含響應于停止發動機的請求而提前進氣門正時的額外指令。該車輛系統包括，第一汽缸組是發動機汽缸的總數量的一半。該車輛系統還包含估計發動機停止位置的額外指令。
[0023]圖2根據圖4的方法的預料的第一示例發動機停止與啟動。第一示例示出了用于供應具有低醇濃度的燃料的發動機的發動機停止與啟動。可以經由圖1的系統執行被存儲在非臨時性存儲器中的根據圖4的方法的指令來提供圖2的運轉順序。豎直標識T0-T2表示所述順序期間的特別感興趣的時間。圖2中的所有曲線都參照相同的X軸線刻度。發動機啟動與停止順序用于具有點火順序1-3-4-2的四缸四行程發動機。
[0024]自圖2頂部的第一曲線是燃料噴射壓力隨發動機位置變化的曲線。X軸線表示發動機位置，并且可以通過圖2的第二至第五曲線中示出的汽缸1-4的位置來確定發動機位置。沿X軸線的豎直標識表示不同發動機汽缸的上止點或下止點位置。Y軸線表示燃料噴射壓力，并且燃料噴射壓力沿Y軸線箭頭的方向增加。
[0025]自圖2頂部的第二曲線是I號汽缸的行程曲線。當發動機旋轉通過從圖2的左手側到圖2的右手側的行程時，I號汽缸處在第二曲線中所識別的行程上。所述行程根據四行程發動機的行程而發生改變。INT.是進氣行程的縮寫，CMP.是壓縮行程的縮寫，EXP.是膨脹行程的縮寫，而EXH.是排氣行程的縮寫。通過I號汽缸的行程標簽下面的粗實線來表示用于I號汽缸的進氣門的進氣門開啟時間。通過行程標簽下面的*來表示用于I號汽缸的火花正時。通過I號汽缸的行程標簽下面的斜線框來表示燃料噴射正時。豎線分開不同的汽缸行程，并且表示汽缸的活塞處在下止點或上止點。例如，進氣行程與壓縮行程之間的豎線是下止點進氣或壓縮行程。
[0026]自圖2頂部的第三曲線是3號汽缸的行程曲線。當發動機旋轉通過從圖2的左手側到圖2的右手側的行程時，3號汽缸處在第三曲線中所識別的行程上。通過3號汽缸的行程標簽下面的粗實線來表示用于3號汽缸的進氣門的進氣門開啟時間。通過3號汽缸的行程標簽下面的*來表示用于3號汽缸的火花正時。通過行程標簽下面的斜線框來表示燃料噴射正時。豎線分開不同的汽缸行程，并且表示汽缸的活塞處在下止點或上止點。
[0027]自圖2頂部的第四曲線是4號汽缸的行程曲線。當發動機旋轉通過從圖2的左手側到圖2的右手側的行程時，4號汽缸處在第四曲線中所識別的行程上。通過4號汽缸的行程標簽下面的粗實線來表示用于4號汽缸的進氣門的進氣門開啟時間。通過4號汽缸的行程標簽下面的*來表示用于4號汽缸的火花正時。通過行程標簽下面的斜線框來表示燃料噴射正時。豎線分開不同的汽缸行程，并且表示汽缸的活塞處在下止點或上止點。
[0028]自圖2頂部的第五曲線是2號汽缸的行程曲線。當發動機旋轉通過從圖2的左手側到圖2的右手側的行程時，2號汽缸處在第五曲線中所識別的行程上。通過2號汽缸的行程標簽下面的粗實線來表示用于2號汽缸的進氣門的進氣門開啟時間。通過2號汽缸的行程標簽下面的*來表示用于2號汽缸的火花正時。通過行程標簽下面的斜線框來表示燃料噴射正時。豎線分開不同的汽缸行程，并且表示汽缸的活塞處在下止點或上止點。
[0029]自圖2頂部的第六曲線是燃料醇含量隨發動機位置變化的曲線。X軸線表示發動機位置，并且可以通過圖2的第二至第五曲線中示出的汽缸1-4的位置來確定發動機位置。沿X軸線的豎直標識表示不同發動機汽缸的上止點或下止點位置。Y軸線表示向發動機提供的燃料中的醇含量，并且醇含量沿Y軸線箭頭的方向增加。應當注意，當發動機轉速增加或降低時，汽缸行程之間的時間可以隨之改變；然而，行程之間的發動機角度數是恒定且固定的。
[0030]在TO處，發動機正在旋轉，并且正在燃燒空氣燃料混合物。燃料噴射壓力是中等水平壓力，并且向發動機提供的燃料具有較低的醇濃度。1號汽缸正在進入進氣行程，3號汽缸正在進入排氣行程，4號汽缸正在進入膨脹行程，而2號汽缸正在進入壓縮行程。
[0031]在10與II之間，發動機繼續旋轉，并且汽缸前行通過所表示的行程。燃料噴射在每一個汽缸中發生且是經由進氣道燃料噴射器，并且用于將燃料噴射到每一個汽缸的正時是在接收燃料的汽缸的進氣門開啟之前。用于接收燃料的汽缸的火花在壓縮行程期間發生。在這個示例中，在10與II之間的進氣門開啟正時開始開啟在上止點進氣行程處的每一個汽缸的進氣門，并且在下止點壓縮行程之后關閉。
[0032]在II處，作出停止發動機的請求(未示出可以經由駕駛員運轉開關或經由控制器確定需要自動停止發動機的狀況來做出停止發動機的請求。例如，如果車輛速度為零、車輛制動器被作用并且駕駛員要求的扭矩小于閾值扭矩，發動機控制器可以確定需要停止發動機。響應于發動機停止請求，發動機停止或關閉過程開始。
[0033]在II與12之間，響應于停止發動機的請求，發動機被關閉。具體地，燃料到汽缸的進氣道噴射被停止。對于進氣道燃料噴射已經開始的汽缸(諸如3號汽缸)，完成已開始的燃料噴射。在燃料噴射被停止之后，火花也被停止。向在發動機停止之前已經吸入最后燃料量的汽缸提供火花，以便在發動機停止之前基本所有噴射的和吸入的燃料(例如，大于85%)都在發動機汽缸中被燃燒。發動機繼續旋轉，并通過發動機摩擦和泵氣損失來降低發動機轉速(未示出)。
[0034]在到發動機汽缸的燃料噴射自發動機停止請求以后首次被停止之后，增加燃料噴射壓力。通過增加燃料噴射壓力，可以改善接近發動機停止位置噴射到關閉的進氣門的燃料的汽化。在一個示例中，表或函數包括基于發動機溫度和向發動機供應的燃料中的醇量以經驗確定的燃料噴射壓力。表輸出期望的燃料噴射壓力，并且燃料泵輸出壓力被增加至期望的燃料噴射壓力。
[0035]圖1的發動機控制器12還在發動機停止之前(例如，在II與12之間)估計發動機停止位置。在一個示例中，當發動機轉速被降至閾值轉速時，估計發動機停止位置。可以基于各汽缸在發動機轉速到達閾值轉速時的行程估計發動機停止位置。例如，可以通過1號汽缸在發動機到達閾值轉速時的行程來給以經驗確定的發動機停止位置的表或函數編索引。表或函數于是輸出估計的發動機停止位置。例如，在1號汽缸的上止點壓縮行程之后，表或函數可以估計發動機停止位置為90度曲軸角度。
[0036]在其他示例中，可以基于發動機摩擦模型和發動機轉速被降至閾值轉速時的發動機位置估計發動機停止位置。例如，發動機摩擦模型估計從發動機轉速被降至閾值轉速時直至發動機停止旋轉為止旋轉的發動機曲軸角度數。估計的曲軸角度數被加到發動機轉速到達閾值轉速時的發動機位置，從而確定發動機停止位置。
[0037]根據估計的發動機停止位置和進氣凸輪正時來確定在發動機停止旋轉時具有關閉的進氣門的發動機汽缸。在一個示例中，可以基于經驗確定的進氣門開啟時間的表和相對于基本凸輪位置的凸輪位置為每一個汽缸確定進氣門關閉時間或可替代地進氣門開啟時間。
[0038]燃料被噴射到具有希望在汽缸的進氣門關閉時停止的活塞的汽缸的至少一部分的進氣道。燃料可以被噴射到具有希望在希望的發動機停止之前的最后時間內關閉氣缸的進氣門之后停止的活塞的汽缸的至少一部分的進氣道。如果在期望量的燃料被噴射到特定汽缸之前發動機停止旋轉，燃料噴射可以繼續，而發動機被停止直至期望量的燃料被噴射為止。
[0039]在一些示例(諸如圖2所示的示例)中，燃料被噴射到預定數量的具有希望在汽缸的進氣門關閉時停止的活塞的發動機汽缸(例如，發動機汽缸數量的一半其余發動機汽缸在進氣門開啟時的各汽缸進氣行程期間接收進氣道噴射的燃料，即使具有關閉的進氣門的發動機停止多于發動機汽缸的一半。具體地，在3號汽缸中被停止之后，燃料噴射被重新啟動。當發動機減速并且當3號汽缸的進氣門關閉時，燃料被噴射到3號汽缸。在！'2處，到3號汽缸的燃料噴射停止。在4號汽缸的進氣門關閉之后不久并且發動機在12處停止之前，燃料被噴射到4號汽缸。發動機在12處停止之前，燃料沒有被噴射到1和2號汽缸。通過將燃料噴射到3和4號汽缸的進氣道，噴射的燃料具有更多時間以汽化，以便它可以在隨后的發動機重新啟動期間被很容易地燃燒。當發動機在12處停止旋轉時，燃料壓力保持在較高水平。
[0040]取決于工況，發動機可以在12處停止幾秒或更長時間。當發動機在12處停止時，做出發動機重新啟動(未示出)請求。在發動機啟動請求之后，發動機通過啟動器而開始旋轉，并且基于發動機位置和發動機點火順序，燃料被噴射到2和1號汽缸。當2和1號汽缸的進氣門開啟時，燃料被噴射到2和1號汽缸的進氣道。因此，2和1號汽缸接收開啟的氣門進氣道燃料噴射。通過向開啟的進氣門供應進氣道噴射的燃料，發動機可以更快地啟動，因為2和1號汽缸是自發動機在12處停止以后最先燃燒空氣燃料混合物的兩個汽缸。
[0041]隨著發動機繼續旋轉，在發動機關閉期間噴射到3和4號汽缸的進氣道的燃料被吸入，并且在沒有噴射到3和4號汽缸的額外燃料下被燃燒。然而，如果發動機停止時間大于閾值時間量，額外燃料可以被進氣道噴射到就在發動機停止之前接收進氣道噴射的汽缸。根據發動機的燃燒順序，空氣與燃料混合物在3和4號汽缸中被燃燒。在發動機關閉期間噴射的燃料被吸入3和4號汽缸之后，到3和4號汽缸的燃料噴射恢復。在如圖所示的各汽缸中的每一個中的首次燃燒事件之后，1和2號汽缸轉變為關閉的氣門噴射。
[0042]以此方式，可以使一部分發動機汽缸為發動機停止之后的隨后的發動機重新啟動作準備。另外，可以通過在發動機停止期間增加燃料噴射壓力來進一步改善在發動機停止時具有關閉氣門的汽缸的燃料汽化。在發動機停止時具有開啟的氣門或在發動機旋轉之后處在預定的曲軸角度數內的汽缸可以接收在進氣門開啟時噴射的燃料。
[0043]現在參照圖3，示出了根據圖4的方法的第二示例發動機停止與啟動。第二示例發動機停止與啟動示出了用于供應具有較高醇濃度的燃料的發動機的發動機停止與啟動。可以通過圖1的系統執行被存儲在非臨時性存儲器中的根據圖4的方法的指令來提供圖3的運轉順序。豎直標識110-112表示所述順序期間的特別感興趣的時間。圖3中的所有曲線都參照相同的X軸線刻度。發動機啟動與停止順序用于具有點火順序1-3-4-2的四缸四行程發動機。
[0044]圖3的第一至第六曲線具有圖2中所描述的相同變量。因此，為了簡便起見，省略了每一條曲線的描述。燃料噴射、進氣門正時和火花指定也與針對圖2所描述的相同。
[0045]在110處，發動機正在旋轉，并且正在燃燒空氣燃料混合物。燃料噴射壓力是中等水平壓力，并且向發動機提供的燃料具有較高的醇濃度。1號汽缸正在進入進氣行程，3號汽缸正在進入排氣行程，4號汽缸正在進入膨脹行程，而2號汽缸正在進入壓縮行程。
[0046]在110與111之間，發動機繼續旋轉，并且汽缸前行通過所表示的行程。燃料噴射在每一個汽缸中發生且是通過進氣道燃料噴射器，并且用于將燃料噴射到每一個汽缸的正時是在接收燃料的汽缸的進氣門開啟之前。用于接收燃料的汽缸的火花在壓縮行程期間發生。在這個示例中，在110與111之間的進氣門開啟正時開始開啟在上止點進氣行程處的每一個汽缸，并且在下止點壓縮行程之后關閉。
[0047]在111處，做出停止發動機的請求(未示出)。可以經由駕駛員運轉開關或經由控制器確定需要自動停止發動機的狀況來做出停止發動機的請求。響應于發動機停止請求，發動機停止或關閉過程開始。
[0048]在111與112之間，響應于停止發動機的請求，發動機被關閉。具體地，在發動機停止之前且在發動機停止請求之后，燃料到汽缸的進氣道噴射首次被停止，并且發動機汽缸中燃燒被終止。對于進氣道燃料噴射已經開始的汽缸(諸如3號汽缸)，完成已開始的燃料噴射。在燃料噴射被停止之后，火花也被停止。向在發動機停止之前已經吸入最后燃料量的汽缸提供火花，以便在發動機停止之前基本所有噴射的和吸入的燃料(例如，大于85% )都在發動機汽缸中被燃燒。發動機繼續旋轉，并通過發動機摩擦和泵氣損失來降低發動機轉速(未示出
[0049]在到發動機汽缸的燃料噴射自發動機停止請求以后首次被停止之后，增加燃料噴射壓力。通過增加燃料噴射壓力，可以改善接近發動機停止位置噴射到關閉的進氣門的具有較高醇濃度的燃料的汽化。在一個示例中，表或函數包括基于發動機溫度和向發動機供應的燃料中的醇量以經驗確定的燃料噴射壓力。表輸出期望的燃料噴射壓力，并且燃料泵輸出壓力被增加至期望的燃料噴射壓力。在這個示例中，燃料噴射壓力被增加至大于圖2所示的燃料噴射壓力的水平，使得燃料中的醇可以表現出改善的汽化。
[0050]響應于發動機停止請求和噴射到發動機的燃料中的醇含量而提前進氣門正時。通過提前進氣門關閉時間，噴射到關閉的進氣門的燃料可以具有甚至更長的時間段以汽化。
[0051]圖1的發動機控制器12還在發動機停止之前(例如，在111與112之間)估計發動機停止位置。根據估計的發動機停止位置和進氣凸輪正時來確定在發動機停止旋轉時具有關閉的進氣門的發動機汽缸。在一個示例中，可以基于經驗確定的進氣門開啟時間的表和相對于基本凸輪位置的凸輪位置為每一個汽缸確定進氣門關閉時間或可替代地進氣門開啟時間。
[0052]燃料被噴射到具有希望在汽缸的進氣門關閉時停止的活塞的汽缸的至少一部分的進氣道。燃料可以被噴射到具有希望在希望的發動機停止之前的最后時間內關閉氣缸的進氣門之后停止的活塞的汽缸的至少一部分的進氣道。如果在期望量的燃料被噴射到特定汽缸之前發動機停止旋轉，燃料噴射可以繼續，而發動機被停止直至期望量的燃料被噴射為止。
[0053]在一些示例(諸如圖3所示的示例)中，燃料被噴射到預定數量的具有希望在汽缸的進氣門關閉時停止的活塞的發動機汽缸(例如，發動機汽缸數量的一半其余發動機汽缸在各汽缸在進氣門開啟時的進氣行程期間接收進氣道噴射的燃料，即使具有關閉的進氣門的發動機停止多于發動機汽缸的一半。具體地，在3號汽缸中被停止之后，燃料噴射被重新啟動。當發動機減速并且當3號汽缸的進氣門關閉時，燃料被噴射到3號汽缸。在丁12處，到3號汽缸的燃料噴射停止。在4號汽缸的進氣門關閉之后不久并且發動機在丁12處停止之前，燃料被噴射到4號汽缸。發動機在112處停止之前，燃料沒有被噴射到1和2號汽缸。通過將燃料噴射到3和4號汽缸的進氣道，噴射的燃料具有更多時間以，以便它可以在隨后的發動機重新啟動期間被很容易地燃燒。當發動機在112處停止旋轉時，燃料壓力保持在較高水平。
[0054]取決于工況，發動機可以在112處停止幾秒或更長時間。當發動機在112處停止時，做出發動機重新啟動(未示出)請求。在發動機啟動請求之后，發動機經由啟動器而開始旋轉，并且基于發動機位置和發動機點火順序，燃料被噴射到2和1號汽缸。當2和1號汽缸的進氣門開啟時，燃料被噴射到2和1號汽缸的進氣道。因此，2和1號汽缸接收開啟的氣門進氣道燃料噴射，以便向具有自發動機停止以后最早開啟的進氣門的汽缸供應開啟的氣門燃料噴射。在一個示例中，向預定數量的具有自發動機啟動以后最早開啟的進氣門的汽缸供應在接收燃料的汽缸的進氣門開啟期間噴射的燃料。通過向開啟的進氣門供應進氣道噴射的燃料，發動機可以更快地啟動，因為2和1號汽缸是自發動機在112處停止以后最先燃燒空氣燃料混合物的兩個汽缸。
[0055]隨著發動機繼續旋轉，在發動機關閉期間噴射到3和4號汽缸的進氣道的燃料被吸入，并且在沒有噴射到3和4號汽缸的額外燃料被燃燒。然而，如果發動機停止時間大于閾值時間量，額外燃料可以被進氣道噴射到就在發動機停止之前接收進氣道噴射的汽缸。根據發動機的燃燒順序，空氣與燃料混合物在3和4號汽缸中被燃燒。在發動機關閉期間噴射的燃料被吸入3和4號汽缸之后，到3和4號汽缸的燃料噴射恢復。在如圖所示的各汽缸中的每一個中的首次燃燒事件之后，1和2號汽缸轉變為關閉氣門噴射。進氣門正時被延遲回到基本進氣門正時。
[0056]以此方式，可以使一部分發動機汽缸為發動機停止之后的隨后的發動機重新啟動作準備。另外，可以通過在發動機停止期間增加燃料噴射壓力并提前進氣門關閉時間來進一步改善在發動機停止時具有關閉氣門的汽缸的燃料汽化。在發動機停止時具有開啟的氣門或在發動機旋轉之后在預定的曲軸角度數內的汽缸可以接收在進氣門開啟時噴射的燃料。
[0057]現在參照圖4，示出了一種用于使發動機運轉的方法。圖4的方法可以作為用于如圖1所示的系統的可執行指令被存儲在非臨時性存儲器中。圖4的方法可以提供圖2和圖3所示的運轉順序。
[0058]在402處，方法400確定向發動機供應的燃料的醇含量和大氣壓力。可以經由壓力傳感器(諸如圖1的嫩？傳感器122)來確定大氣壓力。可替代地，可以經由圖1所示的發動機空氣流量計120來確定大氣壓力。可以經由燃料傳感器或通過當化學計量空燃比隨著燃料中的醇含量變化而變化的燃料噴射變量來確定燃料的醇含量。在燃料的醇含量和大氣壓力被確定之后，方法400進入到404。
[0059]在404處，方法400判斷是否已經做出發動機停止請求。可以經由駕駛員或控制器作出發動機停止請求。駕駛員可以經由按鈕或開關來做出發動機停止請求。響應于車輛工況，控制器(諸如圖2的控制器12)可以做出發動機停止請求。例如，當車輛速度為零、車輛制動器被作用時并且當駕駛員要求的扭矩小于閾值水平時，控制器可以請求發動機停止。如果方法400判斷發動機停止請求存在，方法400進入到406。否則，方法400退出。
[0060]在406處，方法400終止將燃料噴射到汽缸進氣道并且停止到汽缸的火花。對于在發動機停止請求時其中沒有正在噴射燃料的發動機汽缸，燃料噴射被停止。對于在發動機停止請求時其中正在噴射燃料的發動機汽缸，燃料噴射在沒有中斷的情況下被完成。對于在發動機停止請求時沒有吸入燃料的汽缸，火花被終止。對于在發動機停止請求時已經吸入燃料的汽缸，在吸入的燃料被燃燒之后，火花被終止。以此方式，發動機汽缸中的燃燒以順序的方式被停止，并且響應于發動機摩擦和泵氣損失，發動機開始減速。在發動機汽缸中的燃燒被停止之后，方法400進入到408。
[0061]在408處，方法400估計發動機停止位置。在一個示例中，當發動機轉速被降至閾值轉速時，估計發動機停止位置。可以基于各汽缸在發動機轉速到達閾值轉速時的行程來估計發動機停止位置。例如，可以通過相對于1號汽缸在發動機到達閾值轉速時的上止點壓縮行程的行程或曲軸角度來給以經驗確定的發動機停止位置(例如，相對于1號汽缸的上止點壓縮行程的曲軸角度)的表或函數編索引。表或函數于是輸出估計的發動機停止位置。例如，在1號汽缸的上止點壓縮行程之后，表或函數可以估計發動機停止位置為90度曲軸角度。
[0062]在其他示例中，可以基于發動機摩擦模型和發動機轉速被降至閾值轉速時的發動機位置估計發動機停止位置。例如，發動機摩擦模型估計從發動機轉速被降至閾值轉速時直至發動機停止旋轉為止的發動機曲軸角度數。估計的曲軸角度數被加到發動機轉速到達閾值轉速時的發動機位置，從而確定估計的發動機停止位置。在發動機停止位置被估計之后，方法400進入到410。
[0063]在410處，方法400自為預期的隨后的發動機啟動作準備而接收關閉氣門燃料噴射的發動機汽缸的總數量中選擇第一發動機汽缸組。在一個不例中，自發動機汽缸的總數量中選擇的第一發動機汽缸組由發動機汽缸的總數量的一半組成。第一組中的具體汽缸的識別基于發動機停止位置、發動機汽缸的進氣門正時和發動機點火順序。
[0064]例如，對于具有點火順序1-3-4-2的希望在如圖2所示的2號汽缸的進氣行程的中間停止的四缸四行程發動機，第一發動機汽缸組由3和2號汽缸組成，因為3和2號汽缸在發動機停止位置具有關閉的進氣門。另外，3和2號汽缸被安排接收進氣道噴射的燃料，因為它們在包含自發動機停止以后的第一發動機循環(例如，兩次發動機旋轉)中最后燃燒空氣燃料混合物的發動機汽缸的總數量的一半的發動機汽缸組中。此外，3和2號汽缸是在發動機停止之前最后使進氣門關閉的汽缸，并且噴射也可以基于這種狀況。當然，在其他示例中，燃料在關閉的進氣門的情況下被噴射到汽缸進氣道期間接收燃料噴射的第一組發動機汽缸可以由比發動機汽缸的總數量的一半更少或更多的數量組成。在第一發動機汽缸組中的發動機汽缸被選擇之后，方法400進入到412。
[0065]在412處，方法400選擇第二發動機汽缸組，當第二汽缸組的進氣門開啟時向其提供燃料。在一個示例中，第二汽缸組中的發動機汽缸的數量是發動機汽缸的總數量的一半。另外，自第二發動機汽缸組中選擇的汽缸開始于在發動機停止時具有開啟的進氣門的汽缸，并且基于發動機點火順序，額外的汽缸被加到第二發動機汽缸組，直至發動機汽缸的總數量的一半或可替代數量被分配給第二汽缸組為止。
[0066]例如，在發動機在2號汽缸的進氣門開啟的位置停止并且發動機點火順序為1-3-4-2的上述示例中，首先為第二汽缸組選擇2號汽缸，并且然后1號汽缸被加到第二汽缸組，因為它是發動機點火順序中的下一個。在1號汽缸被加到第二汽缸組之后，汽缸到第二汽缸組的分配結束，因為發動機汽缸的總數量的一半被分配給第二發動機汽缸組。當然，在其他發動機停止位置并且對于具有更少或額外汽缸的發動機，可以做出到第二汽缸組的類似分配。在汽缸被分配給第二汽缸組之后，方法400進入到414。
[0067]在414處，響應于發動機停止請求和正被輸送到發動機的燃料中的醇含量，方法400調整燃料噴射壓力。在一個示例中，基于向發動機供應的燃料中的醇濃度給包括以經驗確定的提高燃料汽化的燃料壓力的表或函數編索引。表或函數輸出期望的燃料壓力，并且燃料泵壓力被增加到至期望的燃料壓力。在一個示例中，當燃料中的醇濃度增加時增加期望的燃料壓力，并且發動機停止請求之后的期望的燃料壓力大于發動機停止請求之前的期望的燃料壓力。在燃料壓力被調整之后，方法400進入到416。
[0068]在416處，響應于發動機停止請求和正被輸送到發動機的燃料中的醇含量，方法400提前進氣門正時。在一個示例中，基于向發動機供應的燃料中的醇濃度給包括以經驗確定的進氣門正時的表或函數編索引。表或函數輸出期望的進氣門正時，并且進氣門正時被提前至期望的進氣門正時。在一個示例中，當燃料中的醇濃度增加時，提前期望的進氣門正時。在進氣門正時被提前之后，方法400進入到418。
[0069]在418處，方法400將燃料噴射到第一汽缸組中的汽缸的進氣道。方法400在發動機停止之前并且在第一汽缸組中的進氣門在發動機停止之前最后一次關閉之后將燃料噴射到第一汽缸組中的汽缸的進氣道。
[0070]例如，在發動機被預測在2號汽缸處于進氣門開啟的進氣行程的位置停止的上述示例中，在3號汽缸的進氣門在發動機停止之前最后一次關閉之后，燃料被噴射到3號汽缸。同樣，在4號汽缸的進氣門在發動機停止之前最后一次關閉之后,燃料被噴射到4號汽缸。圖2示出了這樣的示例。
[0071]在發動機啟動期間，可以基于發動機停止之后的發動機汽缸中的燃燒順序來改變噴射到第一汽缸組中的每一個汽缸的燃料量。另外，在從起動轉動速度到怠速速度的發動機加速期間，可以基于接收燃料的汽缸中的第一吸入事件期間的希望的歧管壓力來改變噴射到每一個汽缸的燃料量。因此，在發動機停止之前，自發動機停止以后更接近發動機停止首次點火的汽缸接收比自發動機停止以后在時間上更遠離發動機停止首次點火的汽缸更大量的燃料。此外，基于大氣壓力來改變噴射的燃料量，即使發動機在所有燃料都被噴射之前停止，也會噴射被安排噴射的燃料量。當進氣門正時被提前時，噴射正時的開始被提前，因此燃料遇到進氣門的時間量可以被增加。在關閉的氣門正時期間到第一發動機汽缸組的燃料噴射開始之后，方法400進入到420。
[0072]在420處，方法400停止發動機。發動機被停止是因為，通過終止燃料流和火花而停止了發動機汽缸中的燃燒。同樣，在418處向發動機供應的燃料不會在發動機重新啟動之前參與燃燒，或不會在發動機重新啟動之前進入發動機汽缸，除通過進氣門的泄漏外。在發動機停止之后，方法400進入到422。
[0073]在422處，方法400判斷發動機啟動請求是否存在。可以通過駕駛員操作按鈕或開關而開始發動機啟動請求。可替代地，可以通過控制器對車輛狀況作出響應而做出發動機啟動請求。例如，可以響應于駕駛員釋放制動踏板而做出發動機啟動請求。如果發動機啟動請求存在，回答是是，并且方法400進入到424。否則，回答是否，并且方法400返回到422。
[0074]在424處，當第二汽缸組的汽缸中的進氣門開啟時，方法400開始經由啟動器起動轉動發動機并向第二汽缸組中的汽缸供應燃料。當接收燃料的汽缸的進氣門開啟時，燃料被噴射到第二汽缸組中的每一個汽缸。例如，如圖2所不，自發動機在2號汽缸的進氣門開啟的位置停止以后，向2號汽缸提供自發動機停止以后的首次燃料噴射。當1號汽缸的進氣門開啟時，向1號汽缸供應下一次燃料噴射。
[0075]自第一汽缸組在發動機停止之前接收燃料以后，控制器不會對于自發動機停止以后的首次發動機循環向第一汽缸組的汽缸供應燃料。然而，如果發動機停止長于閾值時間量，可以在自發動機停止以后的首次發動機循環期間向第一汽缸組供應額外的燃料。以此方式，噴射到第一汽缸組中的汽缸的燃料可以比在自發動機停止以后的首次發動機循環期間噴射的燃料更完全地汽化。在燃料噴射開始之后，方法400進入到428。
[0076]在428處，方法400使進氣門正時延遲回到基本進氣門正時。然而，如果可以在發動機被停止期間調整進氣門正時，則在發動機停止階段期間調整進氣門正時。此外，在第一發動機循環之后，噴射到所有發動機汽缸的燃料被轉變為關閉的氣門噴射。在進氣門正時被調整之后，方法400進入到退出。
[0077]因此，圖4的方法提供了一種用于使發動機運轉的方法，其包括:終止發動機汽缸中的燃燒；當發動機正在旋轉并且第一汽缸的進氣門關閉時，進氣道將燃料噴射到第一汽缸；停止發動機，而沒有將進氣道噴射的燃料吸入第一汽缸；以及在第二汽缸的進氣門開啟時進氣道將燃料噴射到第二汽缸之后，使進氣道噴射的燃料在第一汽缸中燃燒。該方法包括，在到第二汽缸的進氣道噴射的燃料被燃燒之后，到第一汽缸的進氣道噴射的燃料被燃燒。該方法包括，在沒有開啟第一汽缸的進氣門并且在進氣道將燃料噴射到第一汽缸之后，發動機被停止。該方法包括，第一汽缸是第一汽缸組中的一個汽缸，并且第二汽缸是第二汽缸組中的一個汽缸，并且當接收燃料的每一個汽缸的進氣門在發動機啟動期間開啟時，燃料被噴射到第二汽缸組中的每一個汽缸。
[0078]在一些示例中，該方法包括，第一汽缸是第一汽缸組中的一個汽缸，并且第二汽缸是第二汽缸組中的一個汽缸，并且當接收燃料的每一個汽缸的進氣門在發動機停止期間關閉時，燃料被噴射到第一汽缸組中的每一個汽缸。該方法包括，在發動機停止期間噴射到第一汽缸組中的每一個汽缸的燃料沒有被燃燒，直至發動機啟動為止。該方法還包括，響應于正被噴射到發動機的燃料的醇含量而調整發動機停止期間的燃料噴射時間的開始。
[0079]圖4的方法還提供了用于使發動機運轉的方法，其包括:提前發動機停止期間的進氣門正時；提前噴射開始時間，并響應于進氣門正時提前進氣道將燃料噴射到第一汽缸；在沒有將進氣道噴射的燃料吸入第一汽缸的情況下停止發動機；以及在第二汽缸的進氣門開啟時進氣道將燃料噴射到第二汽缸之后，使進氣道噴射的燃料在第一汽缸中燃燒。該方法包括，提前到第一汽缸的進氣道噴射的燃料的噴射開始時間在發動機正旋轉時發生。
[0080]在一些示例中，該方法包括，到第二汽缸的進氣道噴射的燃料在到第一汽缸的進氣道噴射的燃料之前被燃燒。該方法包括，響應于向發動機供應的燃料的醇濃度而提前進氣門正時。該方法還包括，響應于向發動機供應的燃料的醇濃度而增加發動機停止期間的燃料噴射壓力。該方法包括，第一汽缸是發動機的汽缸的一半中的一個汽缸，并且發動機的汽缸的一半中的每一個汽缸在接收燃料的汽缸的關閉的進氣門事件期間接收燃料。該方法還包括，估計發動機的停止位置，并基于估計的停止位置進氣道將燃料噴射到第一汽缸。
[0081]本領域的技術人員應當理解，圖4中所描述的方法可以表示任何數目處理策略中的一個或更多個，諸如事件驅動、中斷驅動、多任務、多線程等。因此，所示的各種步驟或功能可以以所示的順序進行、同時進行或在省略的一些情況下進行。同樣，為了實現這里所述目的、特征和優點，處理的次序不是必需要求的，而是為了容易示出和描述的目的而提供。盡管沒有明確地示出，但本領域的普通技術人員將意識到，一個或更多個所示的步驟或功能可以根據所用的特定策略而重復地進行。
[0082]在此結束本說明書。本領域的技術人員閱讀本說明書將會想到不脫離本發明的精神和范圍的許多變化和修改。例如，以天然氣、汽油、柴油或可替代的燃料配置運行的13、14、153638310^712發動機可以利用本說明書以受益。
【權利要求】
1.一種用于使發動機運轉的方法，其包含: 終止發動機汽缸中的燃燒； 當所述發動機正在旋轉并且第一汽缸的進氣門關閉時，進氣道燃料噴射到所述第一汽缸； 停止所述發動機，而沒有將所述進氣道噴射的燃料吸入所述第一汽缸；以及 在第二汽缸的進氣門開啟時進氣道燃料噴射到所述第二汽缸之后，使所述進氣道噴射的燃料在所述第一汽缸中燃燒。
2.根據權利要求1所述的方法，其中在到所述第二汽缸的進氣道噴射的燃料被燃燒之后，到所述第一汽缸的進氣道噴射的燃料被燃燒。
3.根據權利要求2所述的方法，其中沒有開啟所述第一汽缸的所述進氣門并且在進氣道燃料噴射到所述第一汽缸之后，所述發動機被停止。
4.根據權利要求1所述的方法，其中所述第一汽缸是第一汽缸組中的一個汽缸，并且其中所述第二汽缸是第二汽缸組中的一個汽缸，并且其中燃料被噴射到所述第二汽缸組中的每一個汽缸，同時接收燃料的每一個汽缸的進氣門在發動機啟動期間開啟。
5.根據權利要求1所述的方法，其中所述第一汽缸是第一汽缸組中的一個汽缸，并且其中所述第二汽缸是第二汽缸組中的一個汽缸，并且其中燃料被噴射到所述第一汽缸組中的每一個汽缸，同時接收燃料的每一個汽缸的進氣門在發動機停止期間關閉。
6.根據權利要求5所述的方法，其中在所述發動機停止期間噴射到所述第一汽缸組中的每一個汽缸的燃料沒有被燃燒，直至發動機啟動為止。
7.根據權利要求1所述的方法，其還包含，響應于被噴射到所述發動機的燃料的醇含量而調整發動機停止期間的燃料噴射正時的開始。
8.一種用于使發動機運轉的方法，其包含: 提前發動機停止期間的進氣門正時； 提前噴射開始時間，并響應于進氣門正時提前進氣道燃料噴射到第一汽缸； 停止所述發動機，而沒有將所述進氣道噴射的燃料吸入所述第一汽缸；以及 在第二汽缸的進氣門開啟時進氣道燃料噴射到所述第二汽缸之后，使所述進氣道噴射的燃料在所述第一汽缸中燃燒。
9.根據權利要求8所述的方法，其中所述第一汽缸的進氣道噴射的燃料的提前噴射開始時間發生在所述發動機正旋轉時。
10.根據權利要求8所述的方法，其中所述第二汽缸的所述進氣道噴射的燃料在所述第一汽缸的所述進氣道噴射的燃料之前被燃燒。
11.根據權利要求8所述的方法，其中響應于向所述發動機供應的燃料的醇濃度而提前進氣門正時。
12.根據權利要求11所述的方法，其還包含，響應于向所述發動機供應的所述燃料的所述醇濃度而增加所述發動機停止期間的燃料噴射壓力。
13.根據權利要求8所述的方法，其中所述第一汽缸是所述發動機的汽缸的一半中的一個汽缸，并且其中所述發動機的汽缸的所述一半中的每一個汽缸在接收燃料的汽缸的關閉的進氣門事件期間接收燃料。
14.根據權利要求8所述的方法，其還包含，估計所述發動機的停止位置，并基于所述估計的停止位置進氣道燃料噴射到所述第一汽缸。
15.—種車輛系統，其包含: 發動機，其包括第一和第二汽缸組與可調整進氣門系統；和 控制器，其包括非臨時性指令，所述指令可執行為:在發動機停止期間終止所述第一和第二汽缸組中的燃燒，在所述發動機停止之前進氣道將燃料噴射到所述第一汽缸組的關閉的進氣門，以及響應于發動機啟動而執行所述第二汽缸組的汽缸中的首次燃燒事件，其中燃料被進氣道噴射到所述第二汽缸組的開啟的進氣門。
16.根據權利要求15所述的車輛系統，其還包含響應于停止所述發動機的請求而增加燃料壓力的可執行的額外指令。
17.根據權利要求16所述的車輛系統，其還包含響應于向所述發動機供應的燃料的醇含量而增加燃料壓力的可執行的額外指令。
18.根據權利要求15所述的車輛系統，其還包含響應于停止所述發動機的請求而提前進氣門正時的額外指令。
19.根據權利要求15所述的車輛系統，其中所述第一汽缸組是發動機汽缸的總數量的一半。
20.根據權利要求15所述的車輛系統，其還包含估計發動機停止位置的額外指令。
【文檔編號】F02D17/04GK104295389SQ201410337648
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年7月16日 優先權日:2013年7月18日
【發明者】A·O`C·吉布森, B·A·范德韋格, D·奧欣斯蓋 申請人:福特環球技術公司