专利名称：停止/起动发动机电热塞加热器的控制的制作方法
停止/起动发动机电热塞加热器的控制技术领域：
本发明涉及停止/起动发动机电热塞加热器的控制。背景技术：
柴油发动机压缩空气-燃料混合物以发起燃烧。当汽缸内存在足够的温度和压力时空气-燃料混合物自动点燃而不需要专用点火源比如火花塞。在发动机起动期间以及在发动机起动之后的一段时间可能希望在汽缸内提供有助于压缩点火燃烧的环境。改善柴油发动机汽缸内的状况用于改善自动点火的一种方法是将电热塞安装进汽缸。每次发动机起动时，电热塞加热汽缸的一部分并在汽缸内提供的局部区域，其中该局部区域处的温度升高以促进汽缸中的压缩点火和燃烧。用于改善汽缸中用于自动点火的状况的另一种方法是通过格栅加热器(grid heater)增加进入发动机汽缸的空气的温度。每个发动机起动期间激活格栅加热器以增加进入发动机汽缸的空气的温度使得当压缩空气-燃料混合物时汽缸内的空气-燃料混合物能接近其自动点火温度。这些方法中，发动机起动期间压燃式发动机的自动点火得到了改善。然而，如果以频繁的间隔起动和停止发动机，由于过于频繁的激活使电热塞和/或格栅加热器劣化。
发明内容
发明人在此已经认识到上述缺点并已经开发了一种运转发动机的方法，包括:不需要专用驾驶员请求来停止发动机而使发动机自动停止；以及在发动机自动起动期间选择性地激活加热发动机汽缸容纳物(contents)的第一加热器,发起发动机自动起动而不需要专用驾驶员发动机起动请求。
通过在发动机自动起动和停止期间选择性地激活加热汽缸的容纳物的装置，可减少加热器劣化，因为加热器更少地遭受激活期间电流涌入加热器的状况。此外，在可能希望加热汽缸的容纳物以改善发动机起动并减少发动机排放的发动机自动起动状况期间，可重新激活加热器。这样，可选择性地运转电热塞和/或格栅加热器以改善发动机排放和起动以及减少电热塞和/或格栅加热器的劣化。
本发明可提供多个优点。例如，在其中加热器的运转几乎不能提供益处的发动机频繁起停期间，该方法通过禁止加热器运转可以提供减轻加热器劣化的优点。此外，在发动机起动期间当发动机失火的机率增加时该方法可通过激活加热器而减少发动机排放。
单独或结合附图阅读下面的具体实施方式
，本发明的上述优点和其它优点以及特征将变得显而易见。
根据本发明的一个实施例，发动机的温度是发动机冷却剂温度、发动机机油温度和发动机汽缸盖温度中的至少一者。
根据本发明的一个实施例，进一步包括激活第一加热器和第二加热器持续不同的时间。
根据本发明的一个实施例，响应于当发动机自动停止时和当接收到发动机自动起动请求时之间的时间段小于阈值时间量时的发动机自动起动请求而不激活第一加热器和第二加热器。
根据本发明的一个实施例，在发动机自动停止期间不停用第一加热器。
根据本发明，提供一种系统，包括:发动机；位于发动机汽缸中的电热塞；专用驾驶员操作的发动机起动输入装置；驾驶员车辆控制输入装置；以及控制器，其包括指令用于响应于驾驶员改变专用驾驶员操作的发动机起动输入装置的状态而起动发动机，以及指令用于响应于驾驶员车辆控制输入装置的状态并且不需要驾驶员改变专用驾驶员操作的发动机起动输入装置的状态而自动激活电热塞并起动发动机。
根据本发明的一个实施例，驾驶员车辆控制输入装置是制动器踏板或加速器踏板。
根据 本发明的一个实施例，进一步包括格栅加热器以及进一步的控制器指令用于响应于驾驶员车辆控制输入装置的状态并且不需要驾驶员改变专用驾驶员操作的发动机起动输入装置的状态而自动激活格栅加热器并起动发动机。
根据本发明的一个实施例，进一步包括额外的控制器指令用于在驾驶员没有改变专用驾驶员操作的发动机起动输入装置的状态的发动机自动起动期间不激活电热塞。
根据本发明的一个实施例，进一步包括额外的控制器指令用于使发动机自动停止。
根据本发明的一个实施例，进一步包括额外的控制器指令用于响应于发动机自动起动期间发动机的温度而选择性地激活电热塞。
应理解，提供上述概要用于以简化形式引入一系列原理，其将在具体实施方式
中进一步进行描述。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或实质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由权利要求书确定。此外，所要求保护的主题并不局限于解决上文或本说明书中任意部分所提到的缺点的实施方式。
图1显示了发动机的示意图2和图3显示了重复的发动机起停期间模拟的加热器运转序列；以及
图4显示了用于运转加热器以改善压缩点火发动机中燃烧的示例方法的流程图。
具体实施方式
本发明涉及通过选择性地运转电热塞和/或发动机进气格栅加热器而改善发动机运转。可在车辆系统中执行发动机自动停止和起动以节省供应至发动机的燃料。图1显示了自动起停的压缩点火发动机的一个示例。图1中的发动机系统根据图4中的方法可以按照图2和3中显示的那样运转。
现在参考图1，内燃发动机10包括由电子发动机控制器12控制的多个汽缸(图1中只显示了一个汽缸)。发动机10包括燃烧室30和活塞36位于其中并连接至曲轴40的汽缸壁32。燃烧室30显示为通过各自的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。可通过进气凸轮51和排气凸轮53运转每个进气和排气门。可通过进气凸轮传感器55确定进气凸轮51的位置。可通过排气凸轮传感器57确定排气凸轮53的位置。
燃料喷射器66显示为设置用于直接将燃料喷射进燃烧室30，本领域中的技术人员将其称为直接喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的信号FPW的脉冲宽度成比例地传输燃料。通过包括燃料箱、燃料泵、燃料导轨(未显示)的燃料系统(未显示)将燃料输送至燃料喷射器66。可通过改变用于调整至燃料泵(未显示)的流动的位置阀门而调节燃料系统输送的燃料压力。此外，计量阀可在燃料导轨中或附近用于燃料闭环控制。泵计量阀也可调整至燃料泵的燃料流动，从而减少泵送至高压燃料泵的燃料。
进气歧管44显示为与可选电子节气门62通信，电子节气门62调节节流板64的位置以控制来自进气增压室46的气流。压缩器162从进气入口 42吸取空气供应至增压室46。排气旋转通过轴161连接至压缩机162的涡轮164。在一些示例中，可提供增压空气冷却器。格栅加热器41通过将电能转化为热能而加热进入发动机进气口 42的环境空气。在其它示例中，格栅加热器41可位于压缩器162的下游。压缩器旁通阀158允许在压缩器162的出口处压缩的空气返回至压缩器162的入口。这样，可降低压缩器162的效率以影响压缩器162的流动并降低进气歧管压力。
随着活塞36接近上止点压缩冲程当燃料自动点火时在燃烧室30中发起燃烧。在一些示例中，通用或宽域排气氧(UEGO)传感器126可连接至排放装置70上游的排气歧管48。在其它示例中，UEGO传感器可位于一个或多个排气后处理装置的下游。此外，在一些示例中，可通过具有感应氮氧化合物(NOx)和氧成分两者的传感元件的NOx传感器取代UEGO传感器。
发动机温度较低时电热塞68可将电能转化为热能以增加燃烧室30中的温度。通过增加燃烧室30的温度，更容易通过压缩点燃汽缸中的空气-燃料混合物。
在一个示例中，排放装置70可包括微粒过滤器和催化剂砖。在另一个示例中，可使用多个排气控制装置，其每个具有多个催化剂砖。在一个示例中，排气装置70可包括氧化催化剂。在其它示例中，排气装置可包括稀化的NOx捕集器或选择性催化还原(SCR)和/或柴油微粒过滤器(DPF)。
发动机起动机96可包括使连接至曲轴40的飞轮98旋转的电动马达。控制器12通过经由电池或其它能量存储装置(未显示)向起动机96供应电流而选择性地运转起动机96。
图1中控制器12显示为常规的微型计算机，包括:微处理器单元102、输入/输出端口 104、只读存储器106、随机存取存储器108、不失效(ke印alive)存储器110和常规数据总线。控制器12显示为接收来自和发动机10相连的传感器的各种信号，除了上文讨论的那些信号，还包括:来自和冷却套筒114相连的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT);和加速踏板130相连的用于感应通过脚132调整的加速踏板位置的位置传感器134的信号；来自连接至制动踏板154的用于感应用脚151调节的制动器位置的位置传感器153的信号；来自专用驾驶员发动机起动输入91 (例如钥匙或按钮)的信号；来自和进气歧管44相连的压力传感器121的发动机歧管压力(MAP)测量值；来自压力传感器122的增压压力；来自氧传感器126的排气氧浓度；来自感应曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器信号；来自传感器120 (例如热线式空气流量计)的进入发动机的空气质量的测量值；来自传感器58的节气门位置的测量值。也可感应大气压力(传感器未示出)用于通过控制器12处理。在本发明的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴每个旋转时产生预订数目的等距脉冲，根据其可确定发动机转速(RPM)。
在运转期间，发动机10内的每个汽缸通常经历四冲程循环:循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程中，通常排气门54关闭且进气门52打开。空气通过进气歧管44流入燃烧室30，并且活塞36移动到汽缸的底部以便增加燃烧室30内的容积。本领域技术人员通常将活塞36接近汽缸的底部并且在其冲程的终点时(例如当燃烧室30处于最大容积时)所处的位置称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门52和排气门54关闭。活塞36向汽缸的顶部运动以便压缩燃烧室30内的空气。本领域技术人员将活塞36处于其冲程的终点并且接近汽缸的顶部时(例如当燃烧室30处于最小容积时)所处的位置称为上止点(TDC)。在下文称为喷射的过程中，将燃料引入燃烧室。在一些示例中，在单个汽缸循环期间可多次向汽缸喷射燃料。在下文称为点火的过程中，通过压缩点火点燃喷射的燃料致使燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞36推回至下止点。曲轴40将活塞的运动转换为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气过程期间，排气门54打开以将燃烧过的空气燃料混合物释放至排气歧管48，并且活塞回到上止点。需要指出的是上文仅描述为实施例，并且进气门、排气门的打开和/或关闭正时可以改变，例如以提供正气门重叠或负气门重叠、推迟进气门关闭，或多种其它的示例。此外，在一些实施例中，可使用两冲程循环而不是四冲程循环。
从而，图1中的系统提供了:发动机；设置在发动机汽缸中的电热塞；专用驾驶员操作的发动机起动输入装置；驾驶员车辆控制输入装置；以及控制器，其包括指令用于响应于驾驶员改变专用驾驶员操作的发动机起动输入装置的状态而起动发动机，以及包括指令用于响应于驾驶员车辆控制输入装置的状态以及不需要驾驶员改变专用驾驶员操作的发动机起动输入装置的状态而自动激活电热塞并且起动发动机。
系统还包括在其中驾驶员车辆控制输入装置是制动器踏板或加速器踏板。系统进一步包括格栅加热器和进一步的控制器指令用于响应于驾驶员车辆控制输入装置的状态以及不需要驾驶员改变专用驾驶员操作的发动机起动输入装置的状态而自动激活格栅加热器并起动发动机。系统进一步包括的额外的控制器指令用于在发动机自动起动期间驾驶员没有改变专用驾驶员操作的发动机起动输入装置的状态而不激活电热塞。系统进一步包括的额外的控制器指令用于使发动机自动停止。在一些示例中，系统进一步包括的额外的控制器指令用于在发动机自动起动期间响应于发动机的温度而选择性地激活电热塞。
现在参考图2和图3，显示了重复的发动机起停期间模拟的加热器运转序列。可通过图1中显示的系统根据图4中的方法执行指令而提供图2和图3的序列。
图2顶部起的第一幅图代表相对于时间的发动机转速。X轴代表时间并且时间从图的左侧向右侧增加。Y轴代表发动机转速并且发动机转速朝Y轴箭头方向增加。
图2顶部起的第二幅图代表相对于时间的电热塞状态。X轴代表时间并且时间从图的左侧向右侧增加。Y轴代表电热塞状态。当电热塞状态为较高水平时电热塞是开启的。当电热塞状态为接近X轴的低水平时电热塞是关闭的。
图2顶部起的第三幅图代表相对于时间的格栅加热器状态。X轴代表时间并且时间从图的左侧向右侧增加。Y轴代表格栅加热器状态。当格栅加热器状态为较高水平时格栅加热器是打开的。当格栅加热器为接近X轴的低水平时格栅加热器是关闭的。
图2顶部起的第四幅图代表相对于时间的发动机自动起动/停止控制状态。X轴代表时间并且时间从图的左侧向右侧增加。Y轴代表发动机自动起动/停止控制状态。当发动机自动停止/启动控制状态为较高水平时发动机自动启动/停止控制状态指示发动机是启动的或者即将自动启动(例如从低状态向高状态转变时)。当发动机自动停止/启动控制状态为接近X轴的低水平时发动机是关闭的或指令的关闭(例如从高状态向低状态转变时)。
从图2顶部的第五幅图代表相对于时间的驾驶员发动机起动/运转状态。X轴代表时间并且时间从图的左侧向右侧增加。Y轴代表驾驶员发动机起动/运转控制状态。当驾驶员发动机停止/起动控制状态处于较高水平时驾驶员发动机起动/停止控制状态指示发动机按照驾驶员请求起动或将起动发动机(例如从低状态向高状态转变时)。当驾驶员发动机停止/起动控制状态为接近X轴的低水平时发动机为关闭的或者由驾驶员指令关闭(例如从高状态向低状态转变时)。
图2顶部起的第六幅图代表控制器是否已经确定发动机何时达到暖机(warmedup)状态。X轴代表时间并且时间从图的左侧向右侧增加。Y轴代表发动机暖机状态。当发动机暖机标记处于较高水平时确定发动机是暖机。当发动机暖机标记处于接近X轴的低水平时确定发动机不是暖机。
图3顶部起的第一幅图代表相对于时间的发动机冷却剂温度(ECT)。X轴代表时间并且时间从图的左侧向右侧增加。Y轴代表发动机冷却剂温度。发动机冷却剂温度朝Y轴方向增加。水平线302代表阈值发动机冷却剂温度。
图3顶部起的第二幅图代表相对于时间的汽缸盖温度(CHT)。X轴代表时间并且时间从图的左侧向右侧增加。Y轴代表汽缸盖温度。汽缸盖温度朝Y轴方向增加。水平线304代表阈值汽缸盖温度。
图3顶部起的第三幅图代表相对于时间的发动机机油温度。X轴代表时间并且时间从图的左侧向右侧增加。Y轴代表发动机机油温度。发动机机油温度朝Y轴方向增加。水平线306代表阈值发动机机油温度。
在时间Ttl处，发动机是停止的并且发动机没有运转。其后的短时间内，如从低水平转变为较高水平的驾驶员起动/运转控制状态标记指示的，通过只具有发起发动机起动功能(例如钥匙开关或按钮)的专用驾驶员输入确定驾驶员起动请求。响应于驾驶员请求起动发动机而激活发动机电热塞和格栅加热器。电热塞运转状态标记和格栅加热器运转状态标记从低状态转变为高状态以指示电热塞和格栅加热器是激活的。发动机在初期不是暖机所以发动机暖机标记为低状态。发动机起动时发动机冷却剂温度、汽缸盖温度和机油温度处于低水平。
在时间Ttl和时间T1之间，起动并运转发动机。随着发动机运转时间和发动机负荷的增加，发动机冷却剂温度、汽缸盖温度和机油温度增加。电热塞和格栅加热器还保持处于激活状态以改善燃烧稳定性。在一些示例中，当驾驶员起动/运转控制状态响应于专用驾驶输入而转变为较高水平时可给电热塞提供第一较高的水平的电流。随后电流可随发动机运转和发动机温度开始增加而减小到较低水平。发动机冷却剂温度、汽缸盖温度和机油温度随发动机运转时间的增加而继续增加。发动机机油温度在达到时间T1之前超过机油温度阈值306。
在时间T1处，发动机暖机标记转变为较高水平。发动机暖机状态标记的运转状态可以基于发动机温度、自发动机停止起的时间以及其它的发动机工况。电热塞运转状态显示了从较高水平转变为较低水平以指示通过停止电流流向电热塞而关闭电热塞。在一个示例中，电热塞在初始激活之后保持开启至少直到设置发动机暖机标记以指示发动机是暖机。发动机汽缸盖温度在达到时间T2之前超过汽缸盖温阈值304。
在时间T2处，格栅加热器运转状态从较高水平转变为较低水平以指示通过停止电流流向格栅加热器而关闭格栅加热器。可响应于自发动机停止起的时间或响应于发动机进气口中的温度而停用格栅加热器。从Ttl短时间之后至T2发动机自动开启/关闭(on/off)控制状态仍然有效(asserted)以指示发动机根据可响应于发动机和车辆工况使发动机自动停止的程序机(scheduler)应该保持运转。
在时间T3处，发动机转速已经下降到怠速并且状况适合发动机自动停止。在一个示例中，当发动机转速小于阈值发动机转速并且同时发动机设置在其中的车辆停止时发动机自动停止。发动机自动开启/关闭控制状态从较高水平转变为较低水平以指示发动机将自动停止而不需要来自驾驶员请求发动机停止的直接输入。发动机自动开启/关闭状态转变为较低水平后短时间内发动机转速降低到零。发动机停止时发动机电热塞和格栅加热器保持关闭。
在时间T3和时间T4之间，发动机是停止的并且自动开启/关闭控制状态仍然处于低状态。发动机停止后发动机冷却剂温度下降并且保持低于发动机温度阈值302。发动机停止后汽缸盖温度下降到汽缸盖温度阈值304之下。发动机机油温度保持高于发动机机油温度阈值306。
在时间T4处，发动机自动起动/停止控制状态从低水平转变为高水平以指示发动机将自动起动而不需要请求发动机起动的单个功能的专用具有驾驶员输入。例如，发动机自动起动/停止状态可响应于驾驶员松开制动器踏板或者响应于电池的运转状态而改变状态。响应于通过转变为较高水平的发动机自动起动/停止控制状态指示的发动机自动起动请求而激活电热塞和格栅加热器。驾驶员起动/运转控制状态仍然有效以指示驾驶员没有通过只具有使发动机起动和/或停止功能的专用输入而请求发动机停止。发动机暖机状态仍然保持较高水平以指示当自动再起动时发动机是暖机。
在时间T5处，电热塞运转状态从较高水平转变为较低水平以指示电热塞是停用的。电热塞可响应于自发动机停止起的时间、发动机冷却剂温度或其它的发动机控制参数转变为关闭状态。在此之后短时间内在时间T6处格栅加热器也转变为关闭状态。
在时间T6和时间T7之间，没有激活电热塞或格栅加热器而运转发动机。发动机冷却剂温度、汽缸盖温度和发动机机油温度分别高于温度阈值302、304、306。
在时间T7处，发动机自动起动/停止控制状态从较高水平转变为较低水平以指示发动机自动停止请求。发动机转速降低到零并且发动机停止。在时间T7和时间T8之间，发动机冷却剂温度和汽缸盖温度下降到阈值水平302和304以下。
在时间T8处,发动机自动再起动的请求通过发动机自动停止/起动控制状态从较低状态转变为较高状态指示。在一个示例中，当发动机冷却剂温度、发动机汽缸盖温度和发动机机油温度中的至少一者低于预定阈值温度302、304、306时响应于发动机自动起动请求可重新启用电热塞。在该示例中，发动机冷却剂温度和汽缸盖温度都低于阈值水平所以响应于发动机自动起动请求电热塞和格栅加热器两者都被重新启用。在时间T8和时间T9之间发动机起动并继续运转。在其它示例中，可以只激活格栅加热器或电热塞而其中的另一者保持未停用。
在时间T9处，停用电热塞加热器。类似地，在时间Tltl处停用格栅加热器。当电热塞和格栅加热器停用时发动机冷却剂温度、汽缸盖温度和机油温度高于各自的阈值温度302,304 和 306。
在时间T11-T16之间，如通过发动机自动开启/关闭控制状态从低状态转变为高状态所指示的发动机连续地自动停止并再起动，并且反之亦然。具体地，在时间Tn、T13和T15处停止发动机。在时间Τ12、τ14和T16处再起动发动机。在连续的发动机停止和起动期间电热塞和格栅加热器显示为保持处于关闭状态。在一些示例中，在快速的连续的发动机自动停止和起动期间可保持电热塞和/或格栅加热器状态。当发动机停止请求和发动机起动请求之间的时间小于阈值时间量时可确定是快速和连续的发动机起动。在其它示例中，可通过发动机停止和起请求之间的温度差(drop)确定快速连续的起动。如果发动机停止和起动之间的发动机温度差小于阈值量，可确定停止和起动是快速连续的停止和起动。在其它示例中，电热塞和/或格栅加热器可响应于快速连续的发动机停止和起动而设置为激活或停用。
在时间T17处，如自动开启/关闭控制状态转变为低状态所指示的发动机自动停止。与时间T11和T16之间的发动机关闭时间相比发动机保持关闭更长的时间段。发动机冷却剂温度和发动机汽缸盖温度下降到温度阈值302和304之下。在时间T18处当发动机自动再起动时重新启用电热塞和格栅加热器。发动机冷却剂温度和汽缸盖温度低于各自阈值允许重新启用电热塞和格栅加热器。
这样，柴油压缩点火发动机的电热塞和格栅加热器可在自动停止/起动的车辆中运转以改善发动机起动期间的燃烧稳定性和排放。由于不是必须在每个发动机起动期间运转电热塞和格栅加热器，可延长电热塞和格栅加热器的使用寿命。
当发动机冷却剂温度低于阈值时、当汽缸盖温度低于阈值时以及当发动机机油温度低于阈值时在驾驶员发起的起动期间可激活电热塞和格栅加热器。当发动机冷却剂温度高于阈值时、当汽缸盖温度高于阈值时以及当发动机机油温度高于阈值时在驾驶员发起的起动期间电热塞和格栅加热器可保持关闭或停用。
在其中驾驶员没有通过只具有使发动机起动和停止功能的专用输入而请求发动机起动的发动机自动起动期间，当满足发动机冷却剂温度低于阈值发动机冷却剂温度、汽缸盖温度低于阈值发动机汽缸盖温度时以及发动机机油温度低于阈值发动机机油温度中的一者时可激活电热塞加热器和格栅加热器。在其中驾驶员没有通过只具有使发动机起动和停止功能的专用输入请求发动机起动的发动机自动起动期间，当发动机冷却剂温度高于阈值发动机冷却剂温度、汽缸盖温度高于阈值发动机汽缸盖温度时且发动机机油温度高于阈值发动机机油温度时可停用电热塞加热器和格栅加热器。
现在参考图4，显示了 一种用于运转自动起停的发动机的电热塞和格栅加热器。图4中的方法可在系统中(比如图1中显示的系统)提供图2和图3中显示的序列。可通过控制器(比如图1中的控制器)的指令执行图4中的方法。此外，可响应于发动机自动停止请求之后的发动机自动起动请求而运行图4中的方法，其中通过控制器作出发动机自动停止请求和发动机自动起动请求而没有来自只具有使发动机起动和/或停止功能的输入的驾驶员或操作员输入(例如没有来自发动机起动/停止钥匙或按钮的输入)。可在发动机自动停止之后启动图4中的方法。
在402处，方法400确定发动机工况。发动机工况可包括但不限于发动机转速、发动机负荷、车速、制动器踏板位置、加速器踏板位置、发动机温度、汽缸盖温度和发动机机油温度。在确定发动机工况之后方法400前进至404。
在404处，方法400判断发动机是否已经暖机。方法400在发动机运转预定时间量之后或基于发动机温度(例如发动机冷却剂温度)可确定发动机是暖机。如果方法400判断发动机是暖机，方法400前进至406。否则，方法400前进至430。
在430处，当发动机还没有达到暖机状态时方法400激活发动机电热塞和/或格栅加热器。在一些示例中，可基于发动机工况调节供应至电热塞和/或格栅加热器的电流。例如，当首次激活时可向电热塞和/或格栅加热器供应第一较高的电流。随时间推移供应至电热塞和/或格栅加热器的电流量可随发动机的暖机而减小。激活电热塞和/或格栅加热器之后方法400前进至退出。
在406处,方法400判断发动机当前是否经历快速连续的停止和起动。在一个示例中，当发动机停止请求和发动机起动请求之间的时间小于阈值时间量时方法400可确定发生了快速连续的停止/起动。在其它示例中，方法400可考虑发动机停止请求之间的时间以及发动机停止和起动请求之间的时间。例如，如果两个发动机起动请求之间的时间小于第一阈值时间并且发动机停止请求和发动机起动请求之间的时间小于第二阈值时间，方法400可判断出现快速连续的起动/停止。如果方法400确定出现快速连续的停止/起动，方法400前进至退出。从而，可保持电热塞和格栅加热器的状态。在其它示例中，当确定连续的发动机起动/停止时电热塞和/或格栅加热器的状态可设置为期望的状态(例如开启或关闭)。如果方法400确定不存在连续的停止/起动，方法400前进至408。
在408处，方法400判断发动机温度是否小于预定的阈值温度。在一个示例中，方法400判断发动机冷却剂温度是否小于阈值温度、发动机汽缸盖温度是否小于阈值温度以及发动机机油温度是否小于阈值温度。如果至少上述温度中的一者小于阈值温度，方法400前进至410。否则，方法400前进至420。
在410处，方法400判断电热塞运转的计时器是否小于阈值时间量。在一个示例中，电热塞运转的计时器时间量基于经验确定的电热塞运转时间，而该电热塞运转时间为发动机冷却剂温度、发动机汽缸盖温度和发动机机油温度的函数。例如，可通过发动机冷却剂温度、发动机汽缸盖温度和发动机机油温度索引函数或表格。函数每次输出各个时间并且来自表格或函数的最大时间输出是阈值时间量。当激活电热塞时启动电热塞运转的计时器。如果电热塞时间量小于阈值时间量，方法400前进至414。否则，方法400前进至412。
在412处，方法400通过停止流向电热塞的电流而停用电热塞。这样，当运转电热塞的益处减小时可关闭电热塞。这样的运转可改善燃料经济性，因为当停用电热塞时可减小连接至发动机的交流发电机的负荷。停用电热塞后方法400前进至420。
在414处，方法400判断电热塞当前是否是开启的或激活的。当存储器中的字节有效(asserted)时可确定电热塞是开启的。如果确定电热塞是启动的或激活的，方法400前进至420。否则，方法400前进至416。
在416处，方法400激活电热塞。可通过向电热塞供应电流而激活电热塞。电池和/或交流发电机可向电热塞供应电流。激活电热塞之后方法400前进至418。
在418处，方法400重设电热塞运转的计时器。电热塞运转的计时器在重设之后可从零开始并随时间增加。在重设电热塞计时器之后方法400前进至420。
在420处，方法400判断格栅加热器运转的计时器是否小于阈值时间量。在一个示例中，格栅加热器计时器基于经验确定的格栅加热器运转时间，该格栅加热器运转时间为发动机冷却剂温度、发动机汽缸盖温度和发动机机油温度的函数。例如，函数或表格可通过发动机冷却剂温度、发动机汽缸盖温度和发动机机油温度索引。函数每次输出各个时间并且来自表格或函数的最大时间输出为阈值时间量。当激活格栅加热器时启动格栅加热器运转的计时器。如果格栅加热器运转的计时器小于阈值时间量，方法400前进至424。否贝丨J，方法400前进至422。
在422处，方法400通过停止流向格栅加热器的电流而停用格栅加热器。这样，当运转格栅加热器的益处减小时可关闭格栅加热器。这样的运转可改善燃料经济性，因为当停用格栅加热器时可减小连接至发动机的交流发电机的负荷。在停用格栅加热器之后方法400前进至退出。
在424处，方法400判断格栅加热器当前是不是开启的或激活的。当存储器中的字节有效时可确定格栅加热器是开启的。如果确定格栅加热器是开启的或激活的，方法400前进至退出。否则，方法400前进至426。
在426处，方法400激活格栅加热器。可通过向格栅加热器供应电流而激活格栅加热器。电池和/或交流发电机可向格栅加热器供应电流。在激活格栅加热器之后方法400前进至428。
在428处，方法400重设格栅加热器计时器。格栅加热器计时器在重设之后可从零开始并随时间增加。在重设格栅加热器之后方法400前进至退出。
因此，图4提供了一种运转发动机的方法，其包括:不需要专用驾驶员请求停止发动机而使发动机自动停止；以及在发动机起动期间选择性地激活加热发动机汽缸的容纳物的第一加热器，不需要专用驾驶员发动机起动请求发起发动机自动起动。该方法包括其中第一加热器是电热塞。该方法包括其中第一加热器是进气口格栅加热器。这样，对于自动起停的发动机在起动状况期间可运转车辆的电热塞和格栅加热器以改善发动机排放和燃烧稳定性。
在一些示例中，该方法包括在预定时间段内在发动机连续的自动停止和自动起动的状况期间在发动机暖机之后不激活第一加热器。该方法还包括预定时间量随周围的环境状况改变。该方法进一步包括在发动机自动起动期间选择性地激活第二加热器并加热发动机汽缸的容纳物。该方法还包括其中第一加热器是电热塞并且其中第二加热器是进气口格栅加热器。
图4中的方法还提供了一种运转发动机的方法，其包括:在驾驶员发起的发动机起动期间通过激活加热汽缸的容纳物的第一加热器而起动发动机；不需要专用驾驶员请求停止发动机而使发动机自动停止；以及响应于发动机自动起动请求而选择性地激活第一加热器并加热发动机汽缸的容纳物，不需要专用驾驶员发动机起动请求发起发动机自动起动请求，进一步响应于发动机的温度而激活第一加热器。该方法进一步包括响应于发动机自动起动请求而选择地激活第二加热器并加热发动机汽缸的容纳物。
在一些示例中，该方法包括其中第一加热器是电热塞并且其中第二加热器是进气口格栅加热器。该方法还包括其中发动机的温度是发动机冷却剂温度、发动机机油温度和发动机汽缸盖温度中的至少一者。该方法进一步包括激活第一加热器和第二加热器持续不同的时间。该方法还包括当发动机自动停止时和当接收到发动机自动起动请求时之间的期间小于阈值时间量时响应于发动机自动起动请求而不激活第一加热器和第二加热器。该方法包括在发动机自动停止期间不停用第一加热器。
本领域内的一个普通技术人员所理解的，图4中描述的方法代表任意数量处理策略中的一个或多个，比如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。这样，所描述的各个步骤和功能可以描述的顺序、并行执行，或在某些情况下有所省略。同样，由于便于说明和描述，处理顺序并非达到本文描述的目标、功能和优点所必需的，而提供用于说明和描述的方便。即使没有明确地描述，本领域内的普通技术人员可理解根据使用的特定策略可反复执行一个或多个描述的步骤或功能。
总而言之，本领域技术人员阅读本说明书之后，可想到多种替代和变型而不背离描述的实质和范围。例如，可用天然气、汽油、柴油或替代燃料配置运转的单缸、12、13、14、15、V6、V8、V10、V12和V16发动机可使用本发明来优化。
权利要求
1.一种用于运转发动机的方法，包括: 不需要专用驾驶员请求停止所述发动机而使所述发动机自动停止；以及 在发动机自动起动期间选择性地激活加热发动机汽缸的容纳物的第一加热器，不需要专用驾驶员发动机起动请求而发起所述发动机自动起动。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一加热器是电热塞。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一加热器是进气口格栅加热器。
4.根据权利要求1所述的方法，其中在预定时间段中所述发动机连续的自动停止和自动起动的状况期间在发动机暖机之后不激活所述第一加热器。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述预定时间量随周围的环境状况改变。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在所述发动机自动起动期间选择性地激活第二加热器并加热所述发动机汽缸的容纳物。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一加热器是电热塞并且其中所述第二加热器是进气口格栅加热器。
8.一种用于运转发动机的方法，包括: 在驾驶员发起的发动机起动期间通过激活加热汽缸的容纳物的第一加热器而起动所述发动机； 不需要专用驾驶员请求停止所述发动机而使所述发动机自动停止；以及 响应于发动机自动起动请求而选择性地激活所述第一加热器并加热发动机汽缸的容纳物，不需要专用驾驶员发动机起动请求而发起所述发动机自动起动请求，所述第一加热器激活进一步响应于所述发动机的温度。
9.根据权利要求8所述的方法,进一步包括响应于所述发动机自动起动请求而选择性地激活第二加热器并加热所述发动机汽缸的容纳物。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一加热器是电热塞并且其中所述第二加热器是进气口格栅加热器。
全文摘要
本发明公开了一种用于运转电热塞的方法和系统。在一个示例中，在发动机自动起动期间选择性地运转压缩点火发动机的电热塞。该方法和系统对于减小电热塞劣化是有用的并且改善了发动机自动起动的排放。
文档编号F02N19/04GK103161621SQ201210546079
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者V·Q·汤, B·L·福尔顿, J·R·布兰肯西普 申请人:福特环球技术公司