专利名称：冷起动系统和方法
技术领域：
本发明涉及内燃发动机，更具体来说，本发明涉及选择性停缸。
背景技术：
本文中提供的背景技术描述是为了总体上呈现本发明的背景。当前提及的发明人 的工作-以在此背景技术部分中所描述的为限-以及在提交时否则可能不构成现有技术的 该描述的各方面，既不明示地也不默示地被承认为针对本发明的现有技术。发动机燃烧空气/燃料混合物以产生用于车辆的驱动扭矩。空气经节气门和进气 歧管被吸入发动机。通过一个或多个燃料喷射器来提供燃料。空气/燃料混合物在一个或 多个发动机汽缸内燃烧。通过例如燃料喷射和/或由火花塞提供的火花来引发空气/燃料 混合物的燃烧。空气/燃料混合物的燃烧会产生废气。废气从汽缸被排放至排气系统。发动机控制模块(ECM)控制发动机的扭矩输出。仅仅是例示，发动机控制模块根 据驾驶员的输入和/或其它输入来控制发动机的扭矩输出。驾驶员的输入可以包括例如 加速器踏板位置、刹车踏板位置、对巡航控制系统的输入、和/或其它的驾驶员输入。其它 的输入可以包括来自各种车辆系统(诸如变速器控制系统)的输入。
发明内容
一种停缸系统，包括燃料喷射模块和冷起动控制模块。在发动机发动期间，燃料喷 射模块将期望量的燃料喷射入发动机的汽缸中。若空气温度和冷却剂温度中的至少一个温 度低于预定的冷起动温度，则在喷射期望量的燃料时冷起动控制模块将与汽缸相关联的进 气门和排气门保持在各自的关闭位置。在其它特征中，预定的冷起动温度低于零摄氏度。在另外的特征中，停缸系统还包括燃料确定模块。该燃料确定模块根据空气温度 来确定燃料的期望量。在进一步的特征中，燃料确定模块还根据燃料的类型来确定燃料的期望量。在又进一步的特征中，冷起动控制模块将期望量燃料的喷射分成至少两个单独的 燃料喷射事件。在其它特征中，在将期望量的燃料分别喷射入发动机的其它汽缸中时，冷起动控 制模块将与所述其它汽缸相关联的进气门和排气门分别保持在关闭位置。在另外的特征中，在喷射期望量的燃料时，冷起动控制模块禁止进气门和排气门 的打开达至少两周的曲轴旋转。在进一步特征中，冷起动控制模块禁止向汽缸提供火花达至少两周的曲轴旋转。一种停缸系统，包括燃料喷射模块和冷起动控制模块。在发动机发动期间，燃料喷 射模块将期望量的燃料喷射入发动机的汽缸中。若燃料的期望量大于在一次汽缸循环期间 可喷射的燃料的预定最大量，则在喷射期望量的燃料时冷起动控制模块将与汽缸相关联的 进气门和排气门保持在各自的关闭位置。
在其它特征中，停缸系统还包括燃料确定模块。该燃料确定模块根据空气温度和 燃料类型来确定燃料的期望量。在另外的特征中，冷起动控制模块将期望量燃料的喷射分成至少两个单独的燃料 喷射事件。在进一步的特征中，在将期望量的燃料分别喷射入发动机的其它汽缸中时，冷起 动控制模块将与所述其它汽缸相关联的进气门和排气门分别保持在关闭位置。在又进一步的特征中，在喷射期望量的燃料时，冷起动控制模块禁止进气门和排 气门的打开达至少两周的曲轴旋转。在其它特征中，冷起动控制模块禁止向汽缸提供火花达至少两周的曲轴旋转。一种停缸方法，包括在发动机发动期间，将期望量的燃料喷射入发动机的汽缸 中；以及，若空气温度和冷却剂温度中的至少一个温度低于预定的冷起动温度，则在喷射期 望量的燃料时将与汽缸相关联的进气门和排气门保持在各自的关闭位置。在其它特征中，预定的冷起动温度低于零摄氏度。在另外的特征中，停缸方法还包括将期望量燃料的喷射分成至少两个单独的燃 料喷射事件。在进一步的特征中，停缸方法还包括在将期望量的燃料分别喷射入发动机的其 它汽缸中时，将与所述其它汽缸相关联的进气门和排气门分别保持在关闭位置。在又进一步的特征中，停缸方法还包括在喷射期望量的燃料时，禁止进气门和排 气门的打开达至少两周的曲轴旋转。在其它特征中，停缸方法还包括禁止向汽缸提供火花达至少两周的曲轴旋转。本发明还涉及以下技术方案方案1. 一种停缸系统，包括燃料喷射模块，其在发动机进行发动期间将期望量的燃料喷射入发动机的汽缸 中；以及冷起动控制模块，若空气温度和冷却剂温度中的至少一个温度低于预定的冷起动 温度，则在喷射所述期望量的燃料时所述冷起动控制模块将与所述汽缸相关联的进气门和 排气门保持在各自的关闭位置。方案2.如方案1所述的停缸系统，其特征在于，所述预定的冷起动温度低于零摄 氏度ο方案3.如方案1所述的停缸系统，还包括燃料确定模块，所述燃料确定模块根据 所述空气温度来确定所述燃料的期望量。方案4.如方案3所述的停缸系统，其特征在于，所述燃料确定模块还根据所述燃 料的类型来确定所述燃料的期望量。方案5.如方案1所述的停缸系统，其特征在于，所述冷起动控制模块将所述期望 量的燃料的所述喷射分成至少两个单独的燃料喷射事件。方案6.如方案1所述的停缸系统，其特征在于，在将期望量的燃料分别喷射入所 述发动机的其它汽缸中时，所述冷起动控制模块将与所述其它汽缸相关联的进气门和排气 门分别保持在关闭位置。方案7.如方案1所述的停缸系统，其特征在于，在喷射所述期望量的燃料时，所述冷起动控制模块禁止所述进气门和排气门的打开达至少两周的曲轴旋转。方案8.如方案1所述的停缸系统，其特征在于，所述冷起动控制模块禁止向所述 汽缸提供火花达至少两周的曲轴旋转。方案9. 一种停缸系统，包括燃料喷射模块，其在发动机进行发动期间将期望量的燃料喷射入发动机的汽缸 中；以及冷起动控制模块，若所述燃料的期望量大于在一次汽缸循环中能够喷射的燃料的 预定最大量，则在喷射所述期望量的燃料时所述冷起动控制模块将与所述汽缸相关联的进 气门和排气门保持在各自的关闭位置。方案10.如方案9所述的停缸系统，还包括燃料确定模块，所述燃料确定模块根据 空气温度和所述燃料的类型来确定所述的燃料的期望量。方案11.如方案9所述的停缸系统，其特征在于，所述冷起动控制模块将所述期望 量的燃料的所述喷射分成至少两个单独的燃料喷射事件。方案12.如方案9所述的停缸系统，其特征在于，在将期望量的燃料分别喷射入所 述发动机的其它汽缸中时，所述冷起动控制模块将与所述其它汽缸相关联的进气门和排气 门分别保持在关闭位置。方案13.如方案9所述的停缸系统，其特征在于，在喷射所述期望量的燃料时，所 述冷起动控制模块禁止所述进气门和排气门的打开达至少两周的曲轴旋转。方案14.如方案9所述的停缸系统，其特征在于，所述冷起动控制模块禁止向所述 汽缸提供火花达至少两周的曲轴旋转。方案15. —种停缸方法，包括在发动机进行发动期间，将期望量的燃料喷射入发动机的汽缸中；以及若空气温度和冷却剂温度中的至少一个温度低于预定的冷起动温度，则在喷射所 述期望量的燃料时将与所述汽缸相关联的进气门和排气门保持在各自的关闭位置。方案16.如方案15所述的停缸方法，其特征在于，所述预定的冷起动温度低于零 摄氏度。方案17.如方案15所述的停缸方法，还包括将所述期望量的燃料的所述喷射分 成至少两个单独的燃料喷射事件。方案18.如方案15所述的停缸方法，还包括在将期望量的燃料分别喷射入所 述发动机的其它汽缸中时，将与所述其它汽缸相关联的进气门和排气门分别保持在关闭位置。方案19.如方案15所述的停缸方法，还包括在喷射所述期望量的燃料时，禁止所 述进气门和排气门的打开达至少两周的曲轴旋转。方案20.如方案15所述的停缸方法，还包括禁止向所述汽缸提供火花达至少两 周的曲轴旋转。从下文中提供的详细描述中，本发明的其它应用领域将会变得显而易见。应当了 解，详细描述和具体实例仅仅是为了例示的目的，而不是意图限制本发明的范围。
图1是根据本发明原理的示例性发动机系统的功能框图；图2是根据本发明原理的停缸系统的示例性实施例的功能框图；图3是描述了在被根据本发明的停缸系统控制时的发动机参数的示例性图示；以及图4是描述了根据本发明原理的示例性方法的流程图。
具体实施例方式以下描述在性质上仅仅是示例性的，而绝不是意图限制本发明、其应用或使用。为 了清楚起见，在附图中将使用相同的附图标记来指示相似的元件。本文中所使用的短语“A、 B禾口 C中的至少一个”应当被解释为使用了非排他性的逻辑“或”来表示的逻辑(A或B或 C)。应当了解，在不改变本发明原理的情况下，方法中的步骤可以按不同的顺序来执行。本文中所使用的术语“模块”是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多 个软件程序或固件程序的处理器(共享的、专用的、或者成组的)和存储器、组合逻辑电路、 和/或提供所述功能的其它合适部件。在发动机起动时，起动器接合并驱动发动机的曲轴旋转。在发动机进行发动期间， 发动机控制模块(ECM)将期望量的燃料提供给发动机的汽缸并燃烧燃料，从而开始发动机 的正常运行。在发动机进行发动期间，若温度低，则进行适当燃烧所需的燃料期望量可能会 超过由发动机所驱动的燃料泵所能够提供的燃料量。本发明的发动机控制模块根据空气温度来确定燃料的期望量。在汽缸的燃烧循环 期间，在喷射期望量的燃料的同时，发动机控制模块禁止与汽缸相关联的进气门和排气门 的打开。换句话说，在喷射期望量的燃料时，发动机控制模块将进气门和排气门保持在各自 的关闭位置。在将期望量的燃料分别喷射入其它汽缸中时，发动机控制模块亦可以停用发 动机的其它汽缸。现在参见图1，图中示出了示例性发动机系统100的功能框图。发动机系统100包 括发动机102，发动机102根据驾驶员输入和其它输入来燃烧空气/燃料混合物，以产生用 于车辆的驱动扭矩。驾驶员输入是由驾驶员输入模块104提供的。空气经节气门108被吸 入进气歧管106中。仅仅是例示，节气门108可以包括具有可旋转叶片的蝶阀。发动机控 制模块(ECM) 110控制节气门致动器模块112，节气门致动器模块112调节节气门108的开 度以控制吸入进气歧管106中的空气量。来自进气歧管106的空气被吸入发动机102的汽缸中。虽然发动机102可以包括 多个汽缸，但为了说明的目的而仅示出了单个代表性的汽缸114。仅仅是例示，发动机102 可以包括2、3、4、5、6、8、10和/或12个汽缸。发动机控制模块110可以指令汽缸致动器模 块116选择性地停用一些汽缸，这样可以在某些发动机工况下改善燃料经济性。来自进气歧管106的空气经进气门118被吸入汽缸114中。发动机控制模块110 控制燃料致动器模块120，燃料致动器模块120调节由燃料喷射器121所喷射的燃料的量以 获得期望的空气/燃料比。燃料可以直接喷射入汽缸或者喷射到汽缸内的混合室中。在发 动机正常运行期间，燃料致动器模块120可以中止到被停用的汽缸的燃料喷射，从而使燃 料消耗最小化。通过低压燃料泵和高压燃料泵(未示出)将燃料提供至燃料喷射器121。 低压燃料泵从燃料箱中抽吸出燃料并以低压将燃料提供至高压燃料泵。高压燃料泵选择性地进一步给燃料加压，以便例如用于直接喷射入汽缸。喷射的燃料与空气在汽缸114中混合而产生空气/燃料混合物。汽缸114内的活 塞(未示出)压缩该空气/燃料混合物。火花致动器模块122根据来自发动机控制模块 110的信号给汽缸114中的火花塞IM通电，以点燃空气/燃料混合物。可以相对于活塞处 于其最高位置(称为上止点(TDC))时的时刻来指定点火正时。空气/燃料混合物的燃烧驱动活塞向下，由此驱动旋转曲轴(未示出)。然后，活 塞开始再次向上移动并经排气门126排出燃烧的副产物。燃烧的副产物经由排气系统127 从车辆中被排放出来。火花致动器模块122可以被由发动机控制模块110提供的正时信号所控制，该正 时信号指明应该在上止点之前或之后多久提供火花。因此，火花致动器模块122的操作可 以与曲轴的旋转同步。在各种实施例中，火花致动器模块122可以中止向被停用的汽缸提 供火花。从一个汽缸的观点来看，一次燃烧循环包括曲轴的两周旋转(即，720°的曲轴旋 转)。一个汽缸的一次燃烧循环可以用四个阶段来描述进气阶段、压缩阶段、膨胀阶段、和 排气阶段。仅仅是例示，在进气阶段期间，活塞向着下止点位置下降并且空气被吸入汽缸 114中。在压缩阶段期间，活塞向着上止点位置升高并且压缩汽缸114的内容物。通过膨胀 阶段的开始，燃料被供给至汽缸114并且在接近燃烧阶段的末期时燃烧。在膨胀阶段期间， 燃烧驱动活塞向下止点位置移动。在排气阶段期间，活塞向着上止点升高，从而将产生的废 气从汽缸114中排出。进气门118可以由进气凸轮轴1 进行控制，而排气门1 可以由排气凸轮轴130 进行控制。在各种实施例中，多个进气凸轮轴可以控制每个汽缸的多个进气门和/或可以 控制多个汽缸排的进气门。类似地，多个排气凸轮轴可以控制每个汽缸的多个排气门和/ 或可以控制多个汽缸排的排气门。汽缸致动器模块116通过禁止进气门118和排气门1 的打开来选择性地停用汽 缸114。换句话说，汽缸致动器模块116通过在进气门118和/或排气门1 否则会打开时 将进气门118和排气门1 保持在关闭位置来选择性地停用汽缸114。仅仅是例示，汽缸致 动器模块116可以通过停止液压间隙调节器(亦称为挺杆总成)的工作或者以另一种合适 方式来禁止进气门118和排气门1 的打开。相对于上止点位置将进气门118打开的时刻，可以由进气凸轮相位器132来改变。 相对于上止点位置将排气门1 打开的时刻，可以由排气凸轮相位器134来改变。相位器 致动器模块136根据来自发动机控制模块110的信号来控制进气凸轮相位器132和排气凸 轮相位器134。当被实施时，可变气门升程亦可以由相位器致动器模块136进行控制。发动机系统100可以包括向进气歧管106提供加压空气的增压装置(未示出)。 例如，发动机系统100可以包括一个或多个涡轮增压器和/或机械增压器(supercharger)。 发动机系统100亦可以包括废气再循环(EGR)阀(未示出)，该废气再循环阀选择性地将废 气重新引导回至进气歧管106。发动机控制模块110可以使用来自传感器的信号而做出对发动机系统100的控制 决策。仅仅是例示，空气温度传感器138测量空气温度，并且相应地输出空气温度信号。仅 仅是例示，空气温度传感器138可以根据进气温度(IAT)和/或环境空气温度来测量空气7温度。发动机冷却剂温度传感器139测量发动机冷却剂的温度，并且相应地输出冷却剂温 度信号。其它传感器可以包括质量空气流量(MAF)传感器、歧管绝对压力(MAP)传感器、 和其它合适的传感器。发动机控制模块110亦接收来自曲轴传感器140的曲轴位置信号。曲轴传感器 140测量曲轴的位置，并相应地输出曲轴位置信号。仅仅是例示，曲轴传感器140可以包括 可变磁阻(VR)传感器或者另外的合适类型的曲轴传感器。曲轴位置信号可以包括脉冲串。该脉冲串的每个脉冲可以在随曲轴旋转的具有N 个齿的轮(未示出)的齿通过可变磁阻传感器时产生。因此，每个脉冲对应于曲轴的角旋 转，旋转量为等于360°除以N个齿的量。具有N个齿的轮亦可以包括具有一个或多个缺失 齿的间隙，可以将该间隙用作曲轴的一次完整旋转(即，360°的曲轴旋转)的指示物。发动机控制模块110可以与各种车辆模块进行通信。仅仅是例示，发动机控制模 块110可以与变速器控制模块(未示出)进行通信，以协调在变速器(未示出)中的换挡。 例如，发动机控制模块110可以在换挡时减小发动机扭矩。发动机控制模块110亦可以与 混合动力控制模块(未示出)进行通信，从而协调发动机102与电动机或电动机-发电机 (未示出)的运行。改变发动机参数的各个系统可以称为致动器。被改变的发动机参数可以称为致动 器值。例如，节气门致动器模块112可以称为致动器，节气门打开面积可以称为致动器值。类似地，火花致动器模块122可以称为致动器，而相应的致动器值可以是相对于 上止点位置的火花提前量。其它致动器可以包括例如相位器致动器模块136、燃料致动器 模块120、和汽缸致动器模块116。对于这些致动器来说，致动器值可以分别对应于进气凸 轮相位器角和排气凸轮相位器角、被喷射燃料的量(例如，质量)、和被停用的汽缸的数量。 发动机控制模块110可以控制致动器值，以便从发动机102中获得期望扭矩。在发动机进行发动期间，起动器(未示出)接合并驱动曲轴旋转。当起动器接合并 驱动曲轴旋转时，发动机进行发动的时段开始。发动机进行发动的时段可以延长至，例如， 发动机转速超过预定转速(例如，大约500转/分)达预定次数的燃烧事件之时。发动机 进行发动期间，发动机控制模块110将期望量的燃料提供给发动机102的各个汽缸并燃烧 燃料，从而开始发动机的正常运行。然而，发动机进行发动时，若温度(例如，空气温度和发动机温度)低，则进行适当 燃烧所需的燃料的期望量增加。这个燃料期望量的增加可能是由于被喷射燃料在低温下有 限的蒸发能力所致。在低温下进行适当燃烧所需的燃料的期望量，亦取决于被燃烧燃料的类型。例如， 在发动机进行发动期间，为了在低温下实现适当燃烧，可能需要更大量的E85燃料(相对于 汽油来说)。本发明的发动机控制模块110包括停缸模块170，停缸模块170在发动机进行发 动期间选择性地停用发动机102的汽缸。虽然下面将在停缸模块170涉及单个代表性汽缸 114的停用时对其进行讨论，但是停缸模块170可以类似地或同样地控制发动机102的其它汽缸。停缸模块170选择性地将汽缸114的进气门118和排气门1 保持在各自的完全 关闭位置，直到将期望量的燃料提供给汽缸114。停缸模块170亦迟延汽缸114内的燃烧启动，直到已将期望量的燃料喷射入汽缸114中。在已提供期望量的燃料后，停缸模块170可 以使进气门118和排气门1 能够正常打开和关闭。现在参见图2，图中示出了描述示例性停缸系统200的功能框图。停缸模块170包 括燃料确定模块202、启用/禁用模块204、冷起动控制模块206、和致动器控制模块208。在发动机进行发动期间，燃料确定模块202确定用于在汽缸114内燃烧的燃料的 期望量。发动机102的各个其它汽缸的燃料的期望量可以与汽缸114的燃料的期望量相同 或者不同。燃料确定模块202根据一个或多个温度来确定燃料的期望量。仅仅是例示，燃料 确定模块202可以根据环境空气温度、进气温度、或者另外的合适的空气温度测量值来确 定燃料的期望量。可以使用空气温度来确定被捕集在汽缸114中的空气质量(即，捕集的空 气质量)，并且可以根据捕集的空气质量来确定燃料的期望量。当发动机102已停机(即， 关闭)达至少预定时段时，燃料确定模块202亦可以根据发动机冷却剂的温度来确定燃料 的期望量。仅仅是例示，燃料的期望量可以随温度的降低而增加。燃料确定模块202亦可以根据将要被燃烧的燃料的类型来确定燃料的期望量。仅 仅是例示，燃料确定模块202可以根据燃料中的乙醇含量来确定燃料的期望量，燃料中的 乙醇含量可以在上一次发动机102停机之前被确定和存储。亦可以使用该类型燃料的甲醇 含量或者另外的合适测量值。在发动机进行发动期间，燃料确定模块202向致动器控制模 块208提供燃料的期望量，用于提供给汽缸114。启用/禁用模块204根据发动机冷却剂的温度来选择性地启用和禁用冷起动控制 模块206。更具体地，若发动机冷却剂的温度低于预定的冷起动温度，则启用/禁用模块204 可以启用冷起动控制模块206。仅仅是例示，预定的冷起动温度可以大约为-20. 0°C。在一 些实施中，另外地或可替代地，启用/禁用模块204可以确保在启用冷起动控制模块206之 前空气温度低于预定的冷起动温度。启用/禁用模块204亦可以根据在一次燃料喷射事件期间是否能够喷射期望量的 燃料来选择性地启用和禁用冷起动控制模块206。换句话说，启用/禁用模块204可以确定 在汽缸114的进气阶段和压缩阶段(一周曲轴旋转)期间是否能够喷射期望量的燃料。若 在一次燃料喷射事件期间不能喷射期望量的燃料，则启用/禁用模块204启用冷起动控制 模块206。仅仅是例示，若燃料的期望量大于预定量，则启用/禁用模块204可以启用冷起 动控制模块206。该预定量可以对应于在一次发动机循环的进气阶段和压缩阶段期间燃料 泵能够以充分压力向燃料喷射器121所提供燃料的最大量。换句话说，若冷却剂温度高于预定的冷起动温度或者期望燃料量小于预定量，则 启用/禁用模块204禁用冷起动控制模块206。可以根据在一周曲轴旋转(即，360°的曲 轴旋转)期间能够以充分压力输送给汽缸114的燃料的最大量来设定燃料的预定量。在发动机进行发动期间，冷起动控制模块206在被启用时命令汽缸114停用。例 如，在发动机进行发动期间，冷起动控制模块206命令汽缸114的进气门118和排气门126 停用。换句话说，在发动机进行发动期间，冷起动控制模块206命令致动器控制模块208将 进气门118和排气门1 保持在各自的关闭位置。冷起动控制模块206可以命令发动机 102的所有汽缸停用。然而，在将进气门118和排气门1 保持在各自的关闭位置时，冷起动控制模块206命令喷射期望量的燃料。冷起动控制模块206亦迟延汽缸114的内容物的燃烧，直到已 将期望量的燃料喷射入汽缸114中。换句话说，冷起动控制模块206禁止向汽缸114提供 火花，直到已喷射期望量的燃料。在已喷射完期望量的燃料后，冷起动控制模块206启用汽 缸114的内容物的燃烧。冷起动控制模块206可以根据燃料的期望量来指定停缸时间(例如，曲轴旋转的 周数)。仅仅是例示，当将被喷射燃料的期望量增加时，冷起动控制模块206可以增加停缸 时间。在一个实施例中，冷起动控制模块206可以将停缸时间限制在两次燃烧循环(即，曲 轴旋转四周或者说曲轴旋转1440° )。致动器控制模块208根据来自冷起动控制模块206的命令来控制发动机致动器。 更具体地，致动器控制模块208根据冷起动控制模块206的命令而提供信号给汽缸致动器 模块116、燃料致动器模块120、和火花致动器模块122。在发动机的发动已经终止后或者在 发动机进行发动期间当冷起动控制模块206被禁用时，致动器控制模块208可以进入到对 发动机致动器的正常控制。图3是描述在被停缸系统200控制时与汽缸114关联的各种发动机参数的图示。 示例性的迹线302跟踪排气门1 的打开和关闭。示例性的迹线304跟踪进气门118的打 开和关闭。示例性的迹线306跟踪燃料喷射器121的打开和关闭。示例性的迹线308跟踪 由来自火花塞124的火花所引发的燃烧。开始发动机起动，并且发动机发动在零时刻开始。图3中的时间流逝是用曲轴的 旋转来度量的。示例性的时刻TDC1、TDC2、TDC3、TDC4、和TDC5分别对应于汽缸114内的活 塞到达上止点位置的第一时刻、第二时刻、第三时刻、第四时刻、和第五时刻。在发动机开始进行发动时或者在零时刻后不久，燃料确定模块202确定向汽缸 114所提供燃料的期望量。启用/禁用模块204监测发动机冷却剂的温度和燃料的期望量， 并且选择性地启用冷起动控制模块206。启用/禁用模块204亦可以监测空气温度，并根据 空气温度来选择性地启用冷起动控制模块206。进气门118大约在时刻TDCl处打开，如进气门位置的迹线304所示。冷起动控制 模块206亦大约在时刻TDCl处开始向汽缸114提供期望量的燃料。冷起动控制模块206 可以在两次或更多次的单独的燃料喷射中向汽缸114提供期望量的燃料。仅仅是例示，在 图3中，冷起动控制模块206在第一次单独喷射310和第二次单独喷射312中提供期望量 的燃料。冷起动控制模块206亦可以根据例如曲轴位置来指定燃料喷射的正时。仅仅是例 示，在汽缸114的一个燃烧循环的进气阶段和压缩阶段期间，冷起动控制模块206向汽缸提 供第一次喷射310。冷起动控制模块206亦可以在第一次喷射310与第二次喷射312之间 继续提供燃料喷射(例如，根据燃料的期望量)。在燃烧循环的进气阶段之后(即，大约在时刻314处)，冷起动控制模块206停用 汽缸114。更具体地，冷起动控制模块206禁止进气门118和排气门1 的打开和关闭，并 且禁止汽缸114的内容物的燃烧。示例性的虚线316和318跟踪在发动机正常运行期间排气门126和进气门118的 打开。示例性的虚线320跟踪汽缸114内的示例性燃烧。冷起动控制模块206禁止向汽缸 114提供火花并将进气门118和排气门1 保持在各自的关闭位置，直到将期望量的燃料输送至汽缸114。因此，在第一次喷射310期间向汽缸114所提供的燃料被捕集在汽缸114内。大 约在时刻TDC3处开始向汽缸114进行第二次喷射312，以提供燃料的期望量与第一次喷射 310所提供量之间的差量。在其它的实施例中，可以在两次以上的单独喷射中来将期望量的 燃料提供给汽缸114。冷起动控制模块206大约在示例性时刻TDC4处引发期望量燃料的燃烧。在各种 实施例中，可以在活塞于时刻TDC4处到达上止点位置之前或之后引发燃烧。冷起动控制模 块206亦大约在时刻TDC4处使进气门118和排气门1 能够打开和关闭。于是，将排气门 126打开以排出来自汽缸114的燃烧副产物，如在322处所示，并且将进气门118打开以吸 入新鲜空气，如在3M处所示。现在参见图4，图中示出了描述示例性方法400的流程图。方法400在步骤402中 发动机开始进行发动时开始，在该步骤402中方法400确定发动机冷却剂的温度是否低于 预定的冷起动温度。在步骤402中，方法400亦可以确定空气的温度是否低于预定的冷起 动温度。若为“是”，则方法400继续至步骤404，若为“否”，则方法400结束。在步骤404中，方法400确定要向汽缸114提供的燃料的期望量。在步骤406中， 方法400确定是否可以在一次燃料喷射中喷射期望量的燃料。换句话说，在步骤406中，方 法400确定在汽缸114的燃烧循环的进气阶段和压缩阶段期间(一周曲轴旋转)是否可以 喷射期望量的燃料。若为“是”，则方法400结束，若为“否”，则方法400继续至步骤408。仅 仅是例示，若燃料的期望量小于预定量，则可以在一次燃料喷射中喷射期望量的燃料。在步骤408中，方法400向汽缸114提供燃料的第一次喷射。在步骤408中，方法 400亦可以确定燃料的期望量中有多少应当被分配到各次单独的燃料喷射中。在步骤410 中，方法400禁止在汽缸114的燃烧，并且停用进气门118和排气门126。在步骤412中，方法400向汽缸114提供另一次(例如，第二次)的燃料喷射。在 于两次单独的喷射中提供期望量燃料的实施例中，第二次燃料喷射提供了期望量燃料的剩 余部分。在其它实施例中，亦可以在步骤414之前执行一次或多次额外的燃料喷射。在步 骤414中，方法400确定是否已经喷射完期望量的燃料。若为“是”，则该方法前进至步骤 416，若为“否”，则该方法返回至步骤412以提供另一次燃料喷射。在步骤416中，方法400 点燃汽缸114中的内容物。然后方法400结束并且可以进入发动机的正常运行。本发明的广泛教示可以通过多种形式来实施。因此，虽然本发明包括具体实例，但 本发明的真实范围不应受如此限制，因为本领域技术人员在研究了附图、说明书和所附权 利要求之后可以了解其它修改。
权利要求
1.一种停缸系统，包括燃料喷射模块，其在发动机进行发动期间将期望量的燃料喷射入发动机的汽缸中；以及冷起动控制模块，若空气温度和冷却剂温度中的至少一个温度低于预定的冷起动温 度，则在喷射所述期望量的燃料时所述冷起动控制模块将与所述汽缸相关联的进气门和排 气门保持在各自的关闭位置。
2.如权利要求1所述的停缸系统，其特征在于，所述预定的冷起动温度低于零摄氏度。
3.如权利要求1所述的停缸系统，还包括燃料确定模块，所述燃料确定模块根据所述 空气温度来确定所述燃料的期望量。
4.如权利要求3所述的停缸系统，其特征在于，所述燃料确定模块还根据所述燃料的 类型来确定所述燃料的期望量。
5.如权利要求1所述的停缸系统，其特征在于，所述冷起动控制模块将所述期望量的 燃料的所述喷射分成至少两个单独的燃料喷射事件。
6.如权利要求1所述的停缸系统，其特征在于，在将期望量的燃料分别喷射入所述发 动机的其它汽缸中时，所述冷起动控制模块将与所述其它汽缸相关联的进气门和排气门分 别保持在关闭位置。
7.如权利要求1所述的停缸系统，其特征在于，在喷射所述期望量的燃料时，所述冷起 动控制模块禁止所述进气门和排气门的打开达至少两周的曲轴旋转。
8.如权利要求1所述的停缸系统，其特征在于，所述冷起动控制模块禁止向所述汽缸 提供火花达至少两周的曲轴旋转。
9.一种停缸系统，包括燃料喷射模块，其在发动机进行发动期间将期望量的燃料喷射入发动机的汽缸中；以及冷起动控制模块，若所述燃料的期望量大于在一次汽缸循环中能够喷射的燃料的预定 最大量，则在喷射所述期望量的燃料时所述冷起动控制模块将与所述汽缸相关联的进气门 和排气门保持在各自的关闭位置。
10.如权利要求9所述的停缸系统，还包括燃料确定模块，所述燃料确定模块根据空气 温度和所述燃料的类型来确定所述的燃料的期望量。
全文摘要
本发明涉及冷起动系统和方法。具体地，提供了一种包括燃料喷射模块和冷起动控制模块的停缸系统。在发动机进行发动期间，燃料喷射模块将期望量的燃料喷射入发动机的汽缸中。若空气温度和冷却剂温度中的至少一个温度低于预定的冷起动温度，则在喷射期望量的燃料时冷起动控制模块将与汽缸相关联的进气门和排气门保持在各自的关闭位置。
文档编号F02D41/06GK102042102SQ20101051689
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月20日 优先权日2009年10月20日
发明者D·J·克利里, D·P·绍马克, J·张 申请人:通用汽车环球科技运作公司