对发动机停机和重新起动的改进的制作方法
【专利摘要】本发明的各方面涉及使设置有CVVL系统的内燃发动机停止/起动的方法；还涉及用于利用该方法的控制单元和车辆。
【专利说明】
对发动机停机和重新起动的改进
技术领域
[0001]本公开涉及对发动机停机和重新起动的改进。本发明的实施方式涉及优化用于具有内燃发动机的车辆的停止/起动功能的方法、用于实施该方法的控制器以及配备有这种控制器的车辆。
【背景技术】
[0002]提供一种包括具有“停止/起动”功能的四冲程内燃发动机的车辆是已知的。这意味着出于燃料效率和减小不理想排放的原因，当车辆可以例如是静止的并且车辆的ICE(内燃发动机)/发动机的运转是不必要的时候，只要满足特定的条件，发动机就可以自动地停止。通常，这种停止的条件包括:车辆是静止的以及驾驶员应用了制动系统。这相当于功能上的“停止”阶段。与此相关的是“起动”功能，因此当各种条件发生变化一一比如，车辆的驾驶员释放了制动系统，或需要产生扭矩以便为车辆的另一系统比如空调系统产生动力一一时，车辆的发动机被自动地重新起动。在各条件下触发停止/起动事件的这种系统和各种装置是已知的，并且在本申请不作进一步讨论。
[0003]通常，“停止/起动”事件将发生在行程期间的给定时刻、比如在例如一系列交通灯处的车辆运动的瞬时中止或在交通拥堵的情况下，在交通拥堵情况下，车辆会行进短距离并且随后停止几秒，随后行进另一短距离。在这些情景下，并且假定在与停止/起动系统的有条件使用相关联的“发动机停止”命令和随后的“发动机重新起动”命令之间的时段相对较短，结合停止/起动系统的发动机的优选属性是发动机能够以尽可能迅速的方式停止和重新起动。那么这使得发动机停止期间的时间量最大化，这进而使发动机的零燃料使用阶段最大化，由此使系统在降低排放方面的益处最大化。
[0004]实现平顺和快速的停止/起动是理想的。然而，在一些情况下，由于在旋转中止时曲轴的加速度与减速度的大的变化，发动机在停止时会震动或抖动；曲轴可能例如进行小的反向旋转。
[0005]发动机可能需要在停止事件期间被重新起动，在这种情况下，这种反向旋转会与起动机马达的旋转冲突并且致使小齿轮碰撞。例如，如果这种情况在小于400rpm时发生，则可能需要0.4秒的起动机马达延迟以避免小齿轮碰撞;这种延迟是需要注意的，并且应当尽可能地消除。
[0006]用于中止旋转的时间还可以根据曲轴的停止位置和缸内压力而变化。重新起动时间会受到发动机气缸中的空气质量的影响，并且受到来自处于压缩冲程的气缸的缸内压力泄漏的影响。重新起动时间还会受到关于曲轴位置的燃料喷射的时刻的影响、特别是靠近TDC(上止点)的气缸的时刻的影响。
[0007]现有技术的方法和装置已经提出了在发动机停止期间对节气门位置管理以控制对气缸的进气，但这些方法和装置对于具有相对大体积的进气歧管而言不是非常有效的。在任何情况下，现有的解决方案倾向于是在发动机精细化、重新起动性能和发动机排放控制方面之间的折中方案。
[0008]在一种现有技术系统中，发动机是通过切断至发动机的燃料以及关闭节气门来停机的，关闭节气门对进入进气歧管的空气量进行控制。另一方式是切断燃料的同时保持节气门打开。这些方法中的每种方法产生不同的停机特性。
[0009]“关闭的节气门”停机与“打开的节气门”停机相比倾向于导致发动机停机具有相对良好的NVH (噪声、振动以及声振粗糙度)特性。这种情况的一个原因是，减小的气缸压缩可以降低停机震动，这进而可能受到节气门关闭的时刻的影响并且受到气缸和进气歧管的相应体积的影响。
[0010]当停机时关闭节气门允许发动机在最终停止之前继续旋转，并且在气缸上的气门继续允许空气进入处于进气冲程的气缸中。这潜在地致使进气歧管中的压力降低。当对发动机发出重新起动命令时，进气歧管中的压力因此是低的，并且相对较少的新鲜空气充入发动机气缸中直到重新获得这种压力为止。这可能产生具有不良特性的重新起动，比如在点火前不理想的长的发动时间以及在净扭矩输出可用方面的延迟。在“关闭的节气门”停机的情况下发动机用于中止旋转所花费的时间可能比当进行等效的“打开的节气门”停机的情况下发动机用于中止旋转所花费的时间更长。
[0011]在“打开的节气门”停机的情况下，进气歧管压力被保持或随着发动机旋转而升高。相对高质量的新鲜空气的进气进入发动机气缸，并且取决于特定发动机内的栗送损失和压缩损失，“打开的节气门”停机可以具有与“关闭的节气门”停机不同的时间。
[0012]“打开的节气门”停机的优点在于，一旦发动机已经停止，至少一个气缸将趋于以相对正常的充分压力进气来充气。另外，进气歧管仍然处于充分压力。这意味着当存在重新起动命令时，重新起动特性可以是相对较好的，重新起动时间以及在净扭矩输出可用之前的时间可以较短。在避免了小齿轮碰撞的前提下在发动机中止旋转之前(所谓的改变主意(COM)事件)发出重新起动命令的情况下可适用相同的优点。
[0013]然而，“打开的节气门”停机趋于导致在停机方面的相对不良的NVH性能。随着发动机减速而在发动机气缸中对相对较高的进气进行导入、压缩以及膨胀的效果是，曲轴的旋转变得不规则或“摆动”，特别是当发动机接近最终的止点时曲轴的旋转变得不规则或“摆动”。速度震荡是较大的，这是由于因对气缸中的相对较高的进气进行压缩产生的相对较大的力。最后，发动机会到达恰恰在停止之前的位置，在该位置，一个气缸中的活塞刚刚经过TDC(上止点)并且具有充分压缩的进气，这用于使发动机继续旋转，同时另一气缸具有刚刚在BDC(下止点)之后的活塞并且具有充分的进气，使得继续的旋转会用于压缩并且因此抵抗旋转。在这时，两个气缸以彼此对抗的方式作用并且这可能导致“摇摆”运动，其中，曲轴旋转地前后“弹动”直到旋转中止为止。这由驾驶员感受为另外的发动机震动或振动。与随发动机减速而“摆动”的不规则曲轴旋转相结合，这是不理想的NVH特性，特别是对于高端或奢侈机动车辆而言是不理想的NVH特性，在高端或奢侈机动车辆中，平顺性和安静是理想的特质。
[0014]因此，在现有技术中可以看到，出于停止/起动的目的而在“关闭的节气门”停机与“打开的节气门”停机之间做出权衡，其中，每种选择提供了优于另一种选择的优点但也经受相对的缺点。
[0015]需要的是一种当车辆进行停止/起动操作时提供现有技术方法的更多个优点以进行低NVH停机的同时还优选地允许快速和有效的重新起动的停机程序或方法。
[0016]近期，发动机已经配备有“可变气门”系统，其中，活动挺杆基于一个接着一个的冲程独立于或至少半独立于曲轴或其他气门控制装置提供了相关联的气门的基本上即时的操作变化。这种活动挺杆可以包括液压室，液压室的体积响应于来自发动机ECU的命令而受到电动阀比如放泄阀的控制。这种挺杆可以包括螺线管。
[0017]通常，这种可变气门系统提供了使用活动挺杆在相应的气门的每个冲程中改变进气口的大小和/或准许空气进入燃烧室的正时以及排气口的大小和/或从燃烧室排出空气或燃烧气体的正时。在现有技术中，这通常可以被完成以在发动机运转时在燃烧室中提供对空气和/或气体的所需充气，以提供对扭矩的控制和/或改善燃料效率和/或改善发动机的排气特性。
[0018]在通常的标准现有技术应用中，根据下列技术中的一种技术或多种技术，可以通过活动挺杆来控制空气充入。
[0019]-在启用循环期间改变气门升程以增大或减小菌形气门的最大开度。如果打开和关闭正时不变，则增大的升程将增加输送的空气的质量，而减小的升程将减少输送的空气的质量(如果气门在节气范围内)。
[0020]-通过再次定时气门打开或者通过再次定时气门关闭或者通过两者来改变气门打开的持续时间。如果气门升程不变，则可以使用较长的打开持续时间以增加输送的空气的质量，而可以使用较短的持续时间以减少输送的空气的质量。
[0021]-通过例如再次定时进气门的打开来改变进气门和排气门的重叠时间，以通过排气门的操作来增加或减少重叠。
[0022]减少的重叠将趋于增加燃烧可用的空气的质量，而增加的重叠将趋于减少燃烧可用的空气的质量。
[0023]燃烧可用的空气的质量可以通过直接减少新鲜空气进气的质量或通过控制气门重叠来减少，以保持燃烧气体在燃烧室内的较大比例;这种气体是惰性的并且不能有助于燃烧。
[0024]如果活动挺杆还设置成用于燃烧室的排气门，则气门重叠可以通过进气门挺杆、排气门挺杆或进气门挺杆和排气门挺杆两者来改变。
[0025]在停止/起动事件期间对发动机的停止和起动进行处理的装置和方法应优选地应用于柴油机变型和汽油机变型两者，并且因此应当易于进行变型以适于发动机的不同的停止和起动特性。
【发明内容】
[0026]有利地，已经发现如上文简要描述的可变气门系统的使用提供了改进四冲程内燃发动机的停止/起动功能的机会，如关于所描述的本发明的各实施方式所揭示的。
[0027]本发明的各方面涉及调节内燃发动机的停机的方法、控制器、发动机以及车辆。就“停机”来说，我们指的是在发出发动机运行中止的命令与发动机旋转中止之间的时段。
[0028]在本发明的一个方面中，提供了使四冲程内燃发动机的旋转中止的方法，包括:
[0029]中止燃料供给；
[0030]对从发动机进气口开始的气缸进气进行控制以使得:
[0031 ]被预测为在做功冲程停止的气缸具有在相应的进气冲程减少的进气，以及
[0032]被预测为在压缩冲程停止的气缸具有在相应的进气冲程相对充分的进气。
[0033]将理解的是，对于气缸中的每个气缸而言的相应的进气冲程指的是在发动机被预测停止所处的冲程之前的该气缸的最终进气冲程。此外，将理解的是，被预测为在做功冲程停止的气缸的相应的进气冲程减少的进气可以相对于该气缸的前一进气冲程中的进气被减少。被预测为在压缩冲程停止的气缸的相应的进气冲程的进气是相对充分的。例如，该进气可以相对于被预测为在做功冲程停止的气缸中的进气被增加。替代性地或另外地，被预测为在压缩冲程停止的气缸的相应的进气冲程的进气可以基本上等于或大于被预测为在压缩冲程停止的该气缸的相应的进气冲程紧前面的进气冲程的进气。
[0034]气缸进气可以被控制成对在进气冲程停止的气缸提供相对充分的进气。
[0035]将理解的是，被预测为在进气冲程停止的气缸的进气冲程的进气是相对充分的。例如，该进气可以相对于被预测为在做功冲程停止的气缸的相应的进气冲程的进气被增加。替代性地或另外地，该进气可以基本上等于或大于被预测为在进气冲程停止的该气缸的相应的进气冲程紧前面的进气冲程的进气。
[0036]气缸进气是可以通过调节每个相应的气缸的菌形气门的升程和/或持续时间、以及/或者打开时间和/或关闭时间来控制的。
[0037]气缸进气是可以通过调节所述发动机进气口的节气门来控制的。
[0038]气缸进气是可以通过调节相应的菌形进气门的升程和/或打开时间、以及/或者关闭时间和/或打开持续时间来确定的。
[0039]菌形进气门是可以通过活动挺杆来控制的。
[0040]在本发明的一方面中，针对多缸发动机的各个气缸的进气是变化的、例如借助于相应的活动挺杆，以在气缸充气中实现受控制的不均衡。这可以提供旋转的相对快速且平顺的中止。
[0041]对每个气缸的进气的独立控制能够基本上消除曲轴的摆动以避免“摇摆”或与反向旋转相关联的抖动。
[0042]旋转的可预测的中止，例如在可重复的曲轴转角处的中止允许起动机马达的重新接合而不存在小齿轮碰撞的风险。因此，COM事件能够相对快速地实现。特别地，能够消除曲轴旋转的最终阶段以便去除缺乏经过TDC的惯性的压缩冲程;通过这种方式，可以减少用于使发动机的旋转中止的时间。
[0043]独立的气缸控制还允许处于进气冲程或压缩冲程的气缸在旋转中止时具有相对充分的进气，从而与由于在进气歧管处的节气门关闭而被不良充气的气缸相比确保了良好重新起动性能。
[0044]受控制的气缸不均衡一一导致在旋转中止时的预定曲轴位置一一还允许在整个气缸中保持优化的充气且具有低的泄漏量。因此，发动机停止的时段可以更长的同时保持了良好的重新起动性能。
[0045]废气排放还可以通过如下方式被更好地控制:通过确保当发出重新起动命令时将要点火的第一缸被适当地充气，并且第一缸被定位成当填入燃料时基本上完全的燃烧。
[0046]在本发明的一方面，提供了使四冲程内燃发动机的旋转中止的方法，包括:
[0047]中止燃料供给；
[0048]对从发动机进气口开始的气缸进气进行控制以使得:
[0049]被预测为在做功冲程停止的气缸在相应的进气冲程的进气与被预测为不在做功冲程停止的第二气缸的相应的进气冲程的进气相比减少。
[0050]在一种实施方式中，第二气缸可以是被预测为在压缩冲程停止的气缸。因此，被预测为在做功冲程停止的气缸可以具有减少的进气，而被预测为在压缩冲程中停止的气缸可以具有相对充分的进气。
[0051 ]在本发明的一方面中，提供了一种使内燃发动机运转的方法，所述内燃发动机包括:具有可变节气门的进气歧管、两个或更多个燃烧室、以及与所述燃烧室中的每个燃烧室相关联的一个或多个气门，一个或多个所述气门设置有活动挺杆，活动挺杆用于调节或控制气门的升程特性，所述方法包括:
[0052]a)基本上中止对燃烧室的燃料供给；以及
[0053]b)控制活动挺杆并且由此控制与活动挺杆相关联的气门，以管理在相应的燃烧室中的进气从而在发动机的旋转运动中实现快速的减速。
[0054]在本发明的一方面中，提供了使内燃发动机运转的方法，所述内燃发动机包括:具有可变节气门的进气歧管、两个或更多个燃烧室、以及与所述燃烧室中的每个燃烧室相关联的一个或多个气门，一个或多个所述气门设置有活动挺杆，活动挺杆用于调节或控制气门的升程特性，所述方法包括:
[0055]a)基本上中止对燃烧室的燃料供给；以及
[0056]b)控制活动挺杆并且由此控制与活动挺杆相关联的气门，以管理在相应的燃烧室中的进气从而在发动机减速和/或停止时使发动机的不规则的旋转运动最少/减少。
[0057]当发动机迫近旋转中止时，所述方法可以包括增大所述节气门的开度，例如，如果所述进气歧管中的空气压力低于大气压力，则气缸充气将受到损害。相反地，在一些情况下，有利的是使节气门沿关闭方向移动，以减小柴油发动机中的气缸压缩压力从而确保平顺的发动机停止，同时保持用于迅速重新起动的充分的气缸充气。
[0058]在本发明的一方面，提供一种使内燃发动机运转的方法，所述内燃发动机包括:具有可变节气门的进气歧管、两个或更多个燃烧室、以及与所述燃烧室中的每个燃烧室相关联的一个或多个气门，一个或多个所述气门设置有活动挺杆，活动挺杆用于调节或控制气门的升程特性，所述方法包括:
[0059]a)基本上中止对燃烧室的燃料供给；以及
[0060]b)控制活动挺杆并且由此控制与活动挺杆相关联的气门，以确保在发动机运动中止时燃烧室被提供有充分的进气，从而便于发动机重新起动。
[0061]在本说明书中，“进气”指的是所需质量的空气充入，并且本发明的该方面可以例如增加引入至气缸中的空气质量(达到最大潜在的或最大可用的进气)一一这会中止在进气冲程或压缩冲程的运动。因此，如果在不调节气门升程特性的情况下引入至气缸中的空气质量基本上等于或大于在发动机停机过程中引入至该气缸中的空气质量，则进气可以被认为是“充分的”。
[0062]当发动机迫近旋转中止时，所述方法可以包括增大所述节气门的开度，例如，如果所述进气歧管中的空气压力低于大气压力，则气缸充气将受到损害。相反地，在一些情况下，有利的是使节气门沿关闭方向移动，以减小在柴油发动机中的气缸压缩压力从而确保平顺的发动机停止同时保持用于迅速重新起动的充分的气缸充气。
[0063]在一种实施方式中，所述方法包括针对将在膨胀(做功)冲程中止的每个气缸使进气门关闭，并且针对将在压缩冲程中止的每个气缸使进气门打开。所述方法可以包括针对将在进气冲程中止的每个气缸使进气门打开。中止意味着在气缸内的活塞将停止并且曲轴将中止旋转。
[0064]在本发明的一方面中，提供了一种使内燃发动机运转的方法，所述内燃发动机包括:具有可变节气门的进气歧管、两个或更多个燃烧室、以及与所述燃烧室中的每个燃烧室相关联的一个或多个气门，一个或多个所述气门设置有活动挺杆，活动挺杆用于调节或控制气门的升程特性，所述方法包括:
[0065]a)基本上中止对燃烧室的燃料供给；以及
[0066]b)控制活动挺杆并且由此控制与活动挺杆相关联的气门，以管理进气从而使停机的早期阶段的发动机减速最大化;以及
[0067]c)控制所述活动挺杆以管理在停机的后期阶段的进气从而使发动机震动减小或最小。
[0068]当发动机迫近旋转中止时，所述方法可以包括使所述节气门的开度增大，例如，如果所述进气歧管中的空气压力低于大气压力，则气缸充气将受到损害。相反地，在一些情况下，有利的是使节气门沿关闭方向移动，以减小柴油发动机中的气缸压缩压力从而确保平顺的发动机停机同时保持用于迅速重新起动的充分的气缸充气。
[0069]在本发明的一方面中，提供了一种在内燃发动机停机期间运转所述内燃发动机的方法，所述内燃发动机包括:具有可变节气门的进气歧管、两个或更多个燃烧室、以及与所述燃烧室中的每个燃烧室相关联的一个或多个气门，一个或多个所述气门设置有活动挺杆，活动挺杆用于调节或控制气门的升程特性，所述方法包括:
[0070]a)在停机开始时基本上中止对燃烧室的燃料供给；以及
[0071]b)控制活动挺杆并且由此控制与活动挺杆相关联的气门，以当发出重新起动命令时从所述进气歧管向相应的燃烧室提供充分的进气。
[0072]当发动机迫近旋转中止时，所述方法可以包括使所述节气门的开度增大，例如，如果所述进气歧管中的空气压力低于大气压力，则气缸充气将受到损害。相反，在一些情况下，有利的是使节气门沿关闭方向移动，以减小柴油发动机中的气缸压缩压力从而确保平顺的发动机停止同时保持用于迅速重新起动的充分的气缸充气。
[0073]在本发明的各实施方式中，每个气门可以包括菌形气门或类似物。
[0074]在本发明的一方面中，提供了使四冲程内燃发动机的旋转中止的方法，该方法包括:中止燃料供给;控制从发动机进气口的气缸进气以使得被预测为在做功冲程停止的气缸具有在前一进气冲程的减少的进气，被预测为在压缩冲程停止的气缸在前一进气冲程具有相对充分的进气。
[0075]气缸进气可以被控制成对在压缩冲程停止的气缸提供相对充分的进气。
[0076]气缸进气是可以通过调节每个相应的气缸的菌形进气门的升程和/或持续时间、以及/或者打开时间和/或关闭时间来控制的。
[0077]气缸进气是可以通过调节所述发动机进气口的节气门来控制的。
[0078]本发明的各实施方式提供了发动机正在执行停机时在燃烧或冲程循环中的各个点处对燃烧室中的一个或多个燃烧室的进气(质量)进行控制的能力。例如，相继的气缸的进气门可以被独立地控制以获得理想的停机特性。这提供了停机特性比如停机的快速性、NVH以及准备重新起动的状态可以被控制。
[0079]在一种实施方式中，发动机具有在气缸/燃烧室中的活塞的至少包括进气冲程和压缩冲程的冲程循环，并且发动机设置有相关联的活动挺杆和菌形气门。如果被控制的菌形气门是进气门，那么在发动机停机开始后(并且此时，燃料供给可能已经被切断，但进气歧管进气节气门是打开的)的进气冲程、例如燃烧室的第一进气冲程，菌形气门的升程和/或打开时间可以被增大以将更多的进气引入至气缸。该进气可以大于当发动机运转时通常引入至燃烧室中的进气。因此，在压缩冲程，随着活塞朝向TDC移动，在气缸(燃烧室)中的活塞将经受更大的阻力。这会导致对发动机旋转的更大的阻力，这会进而使发动机在到达该气缸中的TDC之前而中止旋转。因此，借助于对应的活动挺杆对菌形气门一一在该情况下为进气门一一的控制可以以这种方式有助于更快的发动机停机，或允许更快地响应于COM。
[0080]在停机的早期阶段期间可以应用该技术，在所述早期阶段，发动机速度仍然相对较高并且任何NVH冲击可以至少很可能被车辆乘员察觉到。
[0081 ]在一种实施方式中，被控制的菌形气门可以是四冲程发动机气缸的排气门。发动机停机可能已经开始并且对气缸的燃料供给被切断。因此，无需活塞的排气冲程将燃烧气体排出气缸。菌形排气门的升程和/或升程打开时间在这种情况下可以被减少或甚至被一起消除，使得排气冲程变成实际上的气缸的附加压缩冲程。这使得对发动机旋转产生了附加的阻力并且使发动机旋转更快速地减慢。以这种方式，借助于活动挺杆对菌形排气门的控制可以有助于更快速的发动机停机。
[0082]在停机的早期阶段期间可以应用该技术，在该早期阶段，发动机速度仍然是相对较高的并且任何NVH冲击可以至少很可能由车辆乘员觉察到。
[0083]在一种实施方式中，被控制的菌形气门可以是排气门，并且发动机可以是多缸发动机。发动机停机可能已经被开始，其中燃料供给已经被切断并且进气歧管节气门已经保持打开。可能出现如下情况:第一气缸中的第一活塞刚刚经过TDC并且具有充分的压缩空气进气，该充分的压缩空气进气现在起作用以使发动机的曲轴继续旋转，同时第二气缸具有位于后BDC点的第二活塞并且具有充分的进气，继续的旋转将起作用以进行压缩。在此时，两个活塞经由曲轴以彼此对抗的方式作用，并且如文中其它地方提到的，在现有技术中这可能实际上导致“摇摆”运动，其中曲轴以旋转的方式向前和向后“弹动”直到两个进气气缸之间达到平衡为止。
[0084]替代性地，发动机旋转可以当第二气缸到达TDC时减慢，但随后一旦第二气缸经过TDC再次增大，并且新压缩的进气随后还用于使曲轴旋转，从而导致在旋转的特定范围期间曲轴的不规则旋转或“摆动”的旋转。然而，根据本发明的一方面，第二气缸上的菌形排气门一一虽然处于后BDC点一一可以被控制成提升从而使气缸中的进气中的一些进气穿过排出。这可以防止或调节曲轴的旋转减速或甚至潜在的“反弹”运动。
[0085]在一种实施方式中，菌形排气门的升程被精细地控制成允许从第二后BDC气缸的进气的受控制的向外流动并且因此对曲轴提供了旋转运动的“阻尼”，伴随着不规则的旋转运动的减少。在一种实施方式中，可以使用对排气门的精细控制来允许以“阻尼”的方式使曲轴停止，使得极大地减少了或甚至消除了回弹特性。实际上，压缩能量中的一些压缩能量或所有压缩能量被释放至排气管道。
[0086]这种技术可以应用至发动机停机的后期阶段，该后期阶段为当发动机速度相对较低的时候或者发动机停止即将发生且当NVH冲击在现有技术中倾向于是最大的时候。
[0087]在一种实施方式中，在由于第一气缸和第二气缸中的相反地对抗地加压的进气而使得发动机曲轴将要停止旋转并且“弹动”将要发生的情况下，第一气缸上的进气门或排气门可以通过相关活动挺杆以受控的方式被提升以降低第一气缸中的压力并且“减弱”发动机的旋转。
[0088]将理解的是，任何对于例如第一活塞和第二活塞的引用是示意性的并且多个活塞可以以这种方式被控制，或者发动机中的多个活塞的动作可以如文中描述的类似的方式被控制。
[0089]在一种实施方式中，被控制的菌形气门可以是进气门。发动机停机可能已经开始，其中，燃料供给已经被切断并且进气歧管进气节气门已经保持打开。如在现有技术的各实施方式中，当发动机继续旋转时，进气歧管压力被保持并且充分的空气压力进气可以进入气缸。然而，如先前讨论的，这可能导致不规则的“摆动”停机特性，特别是当旋转速度最低并且/或者发动机停止即将发生的停机的后期阶段期间导致不规则的“摆动”停机特性。在一种实施方式中，进气门可以具有通过减小的升程或减少的升程时间来改变的进气循环，使得较少的进气进入处于进气冲程的气缸。允许进入气缸中的进气可以以这种方式被减少或可以被消除。这意味着对单个气缸的效果与在“关闭的节气门”停机的情况下对单个气缸的效果相同或更类似，都在于较少的进气能够进入气缸。这种效果实际上通过主动气门控制的使用可以被放大。然而，进气歧管中的压力在停机期间被保持，使得当重新起动时良好的重新起动特性是可能的。以这种方式，活动挺杆的使用允许具有如在现有技术的“关闭的节气门”停机一样良好NVH特性的停机，同时还允许如由现有技术的“打开的节气门”停机所允许的良好的重新起动特性，因为充分的压力保持在进气歧管中。
[0090]这在“改变主意(COM)”事件一一在发动机停机期间，由驾驶员或车辆中的一些自动系统要求发动机重新起动或发出发动机重新起动的命令--中也具有优点。这可以例如当车辆将要停止时“停止-起动”系统开始一个循环时发生。例如，车辆可能在路口和停车场停车；“停止-起动”系统将确认车辆的停止状态并且借机停止发动机。然而，在发动机正在停机时，驾驶员观察到在车流中有间距并且对发动机发出扭矩需要。随后需要在发动机正在停机的时候重新起动发动机。在现有技术的情况中，重新起动可能不是最佳的，特别是在歧管节气门被关闭以及歧管压力并且因此将进气引入至发动机可利用的压力较低的情况下一一节气门已经被关闭以赋予具有良好NVH特性的停机。压力需要再次被重新建立。在本发明中一一对于停机而言歧管节气门被打开且歧管压力被保持，使用了利用活动挺杆系统基于一个事件接着一个事件并且基于“每个气缸”的独立的气门控制，以在停机期间使进入发动机的进气最少化。因此，当COM的事件时，在等待歧管压力被重建的过程中不存在时间延迟一一高质量进气能够通过合适的进气门升程和/或打开时间被引入至下一个气缸进气冲程，并且因此基本上提高了重新起动特性，从而致使产生净扭矩的时间更快并且在上文概述的情况一一驾驶员需要扭矩以便离开路口一一下从路口更快速的“起步”。将理解的是，COM事件可以是由于来自车辆中的其他系统——比如空调单元或车辆中的需要扭矩或动力的其他系统一一的扭矩命令而发生的。
[0091]在一种实施方式中，本发明的各方面可以进行结合。如在一个方面或实施方式中描述的技术一一其中进气门升程和/或时间被增大以将更多的进气引入到至少一个气缸中并且因此增大发动机上的扭矩拖曳力一一可以被引入至发动机停机的早期阶段中直到达到预定的发动机旋转速度为止。在这时，可以使用如在另一方面或实施方式中描述的替代性技术，比如进气门的升程和/或打开时间被减小以将更少的进气引入至气缸中。如将理解的，技术上的这种结合将导致这样的发动机停机:该发动机停机具有在停机的早期阶段中的现有技术“节气门打开”停机(更快地降低反转)的积极效果一一尽管实际上与现有技术相比改进得甚至更快一一并且还具有在停机的后期阶段中的现有技术“关闭的节气门”停机的积极效果、例如良好的NVH特性，同时仍保持对于良好的重新起动有利的充分的歧管压力。
[0092]本发明的各方面和/或各实施方式可以应用于多缸发动机，在多缸发动机中，对于二冲程或四冲程燃烧循环的每个相继的相位或冲程而言，每个燃烧室的两个或更多个气门的至少一个气门被独立地控制。这些气门可以是进气门或排气(排出)门。
[0093]在各实施方式中，可以存在控制器，比如发动机ECU，该发动机ECU能够控制发动机的任何气缸或所有气缸的任何活动挺杆或所有活动挺杆(并且因此控制气门)，这种发动机通常具有四个气缸或更多个气缸。这可以实施本发明的方法中的任意方法。可以提供用于在任何时点确定发动机中的任意气缸的准确压力的一个或多个传感器。可以在每个气缸中设置压力传感器。替代性地，压力估计可以包括从发动机的其他特性(例如，进气歧管压力、发动机温度、发动机速度、发动机扭矩或查找表或控制器能够查阅的类似记录的发动机特性)中或其他点处进行的测量导出的数学模型。这种控制器可以提供本发明的任意方法、方面或实施方式在任意特定的气缸中在停机循环的任意点处的使用，以优化发动机的任意停机特性，比如停机的速度、NVH的最小化、快速重新起动的准备或其任意组合。在特定时间对气门控制的任意特别的方法的使用可以响应于在任意气缸或所有气缸中的已知的或计算的压力，该控制器能够参考或影响这些压力。控制器还可以配置成在根据本发明的任意方法方面确定任意气门升程变化的准确的频率和时刻的过程中参考大气压力和温度之类的另外的因素或发动机承受的任意扭矩载荷以执行对于停止/起动循环而言最佳的发动机停机。
[0094]控制器可以被包括在车辆中。控制器可以采取特定的模块、系统或程序的形式或可以是作为车辆一部分的更大的模块、系统或程序的一部分。
[0095]将理解的是，特定的发动机的各个特性将根据发动机种类和所需的结果来影响发明的应用。因此，例如在进气歧管内的可变气门的使用的正时可能取决于发动机是汽油发动机还是柴油发动机、发动机以传统的Otto循环或柴油循环运转还是以其变型的循环比如Atkinson循环运转、发动机的气缸数量、发动机的固有的停止特性以及发动机的固有的起动特性。
[0096]本发明允许改变停止命令以用于使旋转以快速且平顺的方式被中止和/或一个或多个气缸具有能够实现旋转的快速重新起动的充分的进气。对用于平顺的停机和快速重新起动的最佳特性的选择可能需要根据特定的发动机或车辆的所需的精细化水平来打开或关闭节气门。
[0097]本发明的各方面提供了如以最小可实现的时间实现的可预测的发动机停机而没有震动或抖动;可以基本上消除向后转动或反向旋转。
[0098]在COM事件的情况下，起动机马达可以在没有小齿轮碰撞的风险的情况下被启用。
[0099]本发明的各方面允许针对最佳的重新起动来选择多缸发动机的停止位置，其中，在进气冲程或压缩冲程中止旋转的气缸具有高的进气。本发明的各方面还提供对于COM请求的快速且持续的响应(在中止旋转之前)。可以通过控制主动进气门来保持高进气持续显著时段。高进气可以被用于通过恢复燃料和点火而实现发动机重新起动，而不与起动机马达干涉。
[0100]通过在停止阶段对发动机旋转进行良好的控制，燃料喷射对于重新起动是优化的以确保低排放、特别是确保低的未燃烧燃料的排放。
[0101]在寻求保护的本发明的另一方面中，提供了调节内燃发动机的停机的方法，所述内燃发动机包括:具有节气门的进气歧管、至少两个燃烧室、以及与所述燃烧室中的每个燃烧室相关联的至少一个菌形气门，所述菌形气门中的至少一个菌形气门设置有活动挺杆，所述活动挺杆用于调节或控制所述菌形气门的升程特性，所述方法包括:
[0102]a)中止对燃烧室的燃料供给；
[0103]b)基本上打开进气歧管节气门；
[0104]c)控制活动挺杆并且由此控制至少一个所述菌形气门，以管理至少一个燃烧室中的进气从而实现所述内燃发动机的旋转运动的快速减速。
[0105]在一种实施方式中，进气管理可以包括使进入燃烧室中的进气最多化。可选地，进气管理可以包括通过增加进气门打开时间使进入燃烧室中的进气最多化。另外可选地，进气管理可以包括通过增大进气门升程使进入燃烧室中的进气最多化。
[0106]在一种实施方式中，进气管理可以包括对从燃烧室离开的进气进行限制。可选地，进气管理可以包括通过减少排气门打开时间对从燃烧室离开的进气进行限制。此外可选地，进气管理可以包括通过减小排气门升程而对从燃烧室离开的进气进行限制。
[0107]在寻求保护的本发明的另一实施方式中，提供了调节内燃发动机的停机的方法，所述内燃发动机包括:具有节气门的进气歧管、至少两个燃烧室、以及与所述燃烧室中的每个燃烧室相关联的至少一个菌形气门，所述菌形气门中的至少一个菌形气门设置有活动挺杆，所述活动挺杆用于调节或控制所述菌形气门的升程特性，所述方法包括:
[0108]a)中止对燃烧室的燃料供给；
[0109]b)基本上打开进气歧管节气门；
[0110]c)控制活动挺杆并且由此控制至少一个所述菌形气门，以管理至少一个燃烧室中的进气从而当发动机减速或停止时使发动机的不规则的旋转运动最少。
[0111]在一种实施方式中，进气管理可以包括使进入燃烧室中的进气最少化。可选地，进气管理可以包括通过减少进气门打开时间使进入燃烧室中的进气最少化。另外可选地，进气管理可以包括通过减小进气门升程使进入燃烧室中的进气最少化。
[0112]在一种实施方式中，进气管理可以包括使从燃烧室离开的进气最多化。可选地，进气管理可以包括通过增加排气门打开时间使从燃烧室离开的进气最多化。另外可选地，进气管理可以包括通过增大进气门升程使从燃烧室离开的进气最多化。
[0113]在寻求保护的本发明的另一方面中，提供了调节内燃发动机的停机的方法，所述内燃发动机包括:具有节气门的进气歧管、至少两个燃烧室、以及与所述燃烧室中的每个燃烧室相关联的至少一个菌形气门，所述菌形气门中的至少一个菌形气门设置有活动挺杆，所述活动挺杆用于调节或控制所述菌形气门的升程特性，所述方法包括:
[0114]a)中止对燃烧室的燃料供给；
[0115]b)基本上打开进气歧管节气门；
[0116]c)控制活动挺杆并且由此控制至少一个所述菌形气门，以确保在发动机运动中止时至少一个燃烧室被提供有最大可能的进气。
[0117]在一种实施方式中，该方法可以包括使至少一个燃烧室的最后的进气冲程的进气门打开时间增加。
[0118]在另一实施方式中，该方法可以包括使至少一个燃烧室的最后的进气冲程的进气门升程增大。
[0119]在另一实施方式中，该方法可以包括使与燃烧室相关联的活塞的最终上行冲程的排气门开度减小或为零。
[0120]在寻求保护的本发明的一方面中，提供了调节内燃发动机的停机的方法，所述内燃发动机包括:具有节气门的进气歧管、至少两个燃烧室、以及与所述燃烧室中的每个燃烧室相关联的至少一个菌形气门，所述菌形气门中的至少一个菌形气门设置有活动挺杆，所述活动挺杆用于调节或控制所述菌形气门的升程特性，所述方法包括:
[0121 ] a)中止对燃烧室的燃料供给；
[0122]b)基本上打开进气歧管节气门；
[0123]c)控制活动挺杆并且由此控制至少一个所述菌形气门，以根据如上文描述的调节内燃发动机的停机的方法来管理进气以使停机的早期阶段中的发动机减速度最大，以及
[0124]d)控制活动挺杆并且由此控制至少一个所述菌形气门，以根据如上文描述的调节内燃发动机的停机的方法来管理在停机的后期阶段中的进气以使发动机震动最小。
[0125]在一种实施方式中，实施方法还可以包括如下步骤:
[0126]e)控制活动挺杆并且由此控制至少一个所述菌形气门以当发动机静止时根据权利要求15至18使最终进气最多化。
[0127]在寻求保护的本发明的一方面中，提供了在发动机停机期间使内燃发动机能够重新起动的方法，所述内燃发动机包括:具有节气门的进气歧管、至少两个燃烧室、以及与所述燃烧室中的每个燃烧室相关联的至少一个菌形气门，所述菌形气门中的至少一个菌形气门设置有活动挺杆，所述活动挺杆用于调节或控制所述菌形气门的升程特性，所述方法包括:
[0128]a)在停机开始时中止对燃烧室的燃料供给；
[0129]b)在停机期间基本上打开进气歧管节气门；
[0130]c)控制活动挺杆并且由此控制至少一个所述菌形气门，以当发出重新起动命令时从所述气缸向至少一个燃烧室提供最大进气。
[0131]在寻求保护的本发明的一方面中，提供了设置成用于实施上文描述的方法中的任意方法的用于内燃发动机的控制单元、系统或程序。
[0132]在寻求保护的本发明的一方面中，提供了设置有上文描述的控制单元、系统或程序的发动机。
[0133]在寻求保护的本发明的一方面中，提供了设置有如上文描述的控制单元、系统或程序或发动机的车辆。
[0134]在本申请的范围内，意在表述在前述段落中、在权利要求中和/或在下列描述和附图中陈述的各个方面、实施方式、示例以及替代物、特别是其各个特征可以被独立地采用或以任意组合的方式采用。即，任意实施方式的所有实施方式和/或特征能够被以任意方式和/或组合物的方式被组合，除非这些特征不相容。
【申请人】保留改变任意原始提交的权利要求或相应地提交任意新的权利要求的权利，这包括修改任意原始提交的权利要求的权利以根据和/或结合尽管以那种方式未原始要求保护的任意其他权利要求的任意特征。
【附图说明】
[0135]现在参照附图仅通过示例描述本发明的一个或多个实施方式，在附图中:
[0136]图1示出了内燃发动机的往复移动活塞的示意图，该内燃发动机设置有菌形进气门和菌形排气门、用于使菌形进气门打开的凸轮以及液压挺杆，该液压挺杆具有螺线管操作的放泄阀以用于调节进气门的致动。
[0137]图2示出了根据现有技术的发动机的停机特性的图示表示，其中，在发动机停机期间(情况A)歧管节气门被关闭；
[0138]图3示出了根据现有技术的发动机的停机特性的图示表示，其中，在发动机停机期间(情况B)歧管节气门保持打开；
[0139]图4示出了根据本发明的实施方式的发动机的停机特性的图示表示，其中，歧管节气门在停机期间保持打开，在停机的早期阶段通过CVVL(连续可变气门升程技术)启用使进气增加，在停机的后期阶段通过CVVL启用使进气减少，并且在发动机停止时最终的进气通过CVVL的使用被最大化(情况C);
[0140]图5出于比较的目的以通用的尺度示出了根据图2至图4中的每副图的情况下发动机的停机特性的图示表示。
[0141]图6和图7图示了将常规气缸充气和根据发明的一方面的气缸充气相比较的用于旋转中止的曲轴旋转的比较图示。
[0142]图8图示了对于不同的停止/起动情况根据本发明的一方面的旋转的中止和重新起动的比较示例。
【具体实施方式】
[0143]文中参照附图将对根据本发明的各实施方式的方法进行描述。
[0144]参照图1，图1是内燃发动机的各元件的示意性图示。气缸(I)设置有活塞(2)，活塞
(2)在气缸(I)内往复移动，并且活塞上方的空间限定了燃烧室，该燃烧室设置有进气门(5)和排气/排放气门(II)。空气是通过进气歧管(3)经由进气口(13)被引入至燃烧室的，该进气歧管(3)设置有呈蝶形阀形式的节气门(4)。气体经由排气口(14)朝向排气歧管(12)排出燃烧室。进气口(13)中的菌形气门(5)主要是通过在凸轮轴(未示出)上旋转的凸轮(7)而被致动并且通过弹簧(未示出)而被关闭。气门(5)的致动是通过位于凸轮与气门之间的活动挺杆(6)来调节的。挺杆(6)包括液压室(15)，该液压室(15)接收压力下的油的恒定供给，并且液压室的体积根据泄放阀(8)的控制来确定，该泄放阀(8)允许流体如箭头(9)指示地排出。通过泄放阀的开度变化，油的瞬时体积能够被改变以影响进气门操作的升程、持续时间和正时。将理解的是，活动挺杆可以响应于由凸轮提供的致动来使进气门的操作增强、反向或中和。应强调的是，在关于本发明实际使用的这种活动挺杆并不重要，本图示仅是通过示例的方式。重要的是，所提供的挺杆(无论任何类型)应当允许在发生事件的基础上允许气门升程的快速变化，因此可以设想对于多缸发动机的每个气缸而言，气门升程根据需要在气门的每次相继的打开时是变化的。该示例中的活动挺杆由ECU( 10)控制。
[0145]在本示例中，排气门(11)也由类似的装置控制，尽管在该图1中未示出并存的凸轮和挺杆。
[0146]应指出的是，一些类型的活动挺杆仅在菌形气门的活动升程期间经由相对应的凸轮凸角操作，并且因此，升程变化和气门打开持续时间变化的可能性相应地受到限制。
[0147]在使用中，空气至发动机中的进入基本上由节气门(4)控制，该节气门(4)又由ECU
(10)根据常规的控制参数比如加速器踏板位置、高度、空气温度等来控制。将理解的是，由于包含在进气歧管3和进气口 13中的空气体积，节气门(4)的位置的变化改变了空气流入速率，但不会立即影响进入内燃发动机的空气量。
[0148]图2图示了根据现有技术的发动机的停机特性，其中，节气门4在时间To处的发动机停机开始不久后的时间TMTaQSE处被完全地关闭。图示了进气(Q)和发动机速度(N)随时间(t)的轨迹。可以看出，随着时间逝去，由于引入至气缸燃烧室中的进气伴随地减少，歧管中的空气压力下降，在时刻Tpmin处下降至最小。这使得在该示例中，在相对延至时间Tstqpa的停机阶段中(参照图3以供比较)，但该停机阶段是相对平顺的，在整个发动机速度朝向在Tstopa处的零值下降的时间段期间在瞬时的发动机速度中存在相对小的扰动Pa。还将理解的是，由于在发动机停机的大部分时段和在发动机停机之后两者期间在歧管中的较小的空气压力，重新起动发动机的请求将需要较长时间来完成。已知的称为“改变主意”重新起动一一其中，发动机根据“停止-起动”程序被停止，并且驾驶员或车辆系统命令扭矩在发动机停止的时段期间增大一一在这种类型的停机中通常是困难的或不可能的，因为存在有限的时段(在本图2中在发动机停止Tstqpa之后由时段Tr1-Tr2图示的)，在该有限的时段期间，歧管中的空气压力被恢复，并且因此潜在的进气压力和量值被恢复。
[0149]图2图示了发动机速度下降阶段被延长但相对平顺的特性。发动机振动在停止期间是相对低的，但重新起动特性由于在时间Tr1处低的进气而不是最优的。改变主意重新起动(COM)受影响。
[0150]图3图示了根据现有技术的发动机的停机特性，其中，节气门4在发动机停机期间在时间Tmtcipen保持打开--可能的话从部分打开位置被完全打开--使得歧管压力在时间
Tpmax处最大，并且更大的空气压力对于较高的压力和/或更大的进气是可获得的。在一些情况下可能需要仅略微地增大开度以实现充分的气缸充气。由于对气缸燃烧室中的进气进行压缩所需的功以及由于在栗送大量空气的过程中发动机经受的其他损失，将观察到，相对于图2，朝向时间Tstqpb的停机是相对快速的。然而，由于气缸中的进气对压缩的抵抗，将观察至IJ，发动机速度的瞬时扰动Pb是相对较大的，并且这趋于呈现为振动和/或震动，这些振动和/或震动会被车辆乘员感受到或将需要大量的振动阻尼和类似材料来防止不平顺性(NVH)传递到这些乘员。特别地，在发动机到达完全停止紧前面，在时间Trev处，在该示例中存在由于在到达TDC(上止点)之前经压缩的进气向下迫压至少一个气缸中的活塞而使发动机旋转反向的时刻。将理解的是，这可能是如下情况:在多缸四冲程发动机中的至少一个气缸在发动机速度接近或达到零值的点时处于气缸的压缩冲程。然而，与这种类型的停机的不良的NVH效果相比，将观察到与具有快速的潜力一样，在停机期间歧管压力被保持的事实(由于节气门保持打开)意味着进气同样是较高的并且在发动机停机之后的重新起动是相对良好的并且/或者在“停止-重新起动”循环期间的“改变主意”重新起动更迅速。
[0151 ]因此，在图3中，发动机减速较快，发动机震动较明显，重新起动能力是良好的，但瞬时发动机反转是可能的;COM能力是相对良好的。
[0152]图4图示了根据本发明的各方面和各实施方式的发动机停机。在停机的开始To处，歧管节气门被完全打开以使可利用的歧管压力Tmtqpen最大。发动机可以通过进气门来节流。对于在时间T1-T2期间的随后的停机的第一阶段而言，根据本发明的各方面和各实施方式，进入气缸的进气通过单独的气门控制一一借助于比如使进气门升程最大化和/或进气门打开的时间最大化一一而被最多化。替代性地，如果可以获得考虑中的关于发动机的类似的效果，则排气门升程的最小化和/或排气门打开时间的最大化可以被调节。作为替代性实施方式，可以采用前述技术的任意组合。以这种方式，发动机速度在停机时段期间被尽可能快速地降低。实际上，在该时段中的停机复制了图3中图示的“打开节气门”停机，或可以是图3中图示的“打开节气门”停机的放大形式。
[0153]对于停机的在时间T2-T3期间的第二阶段，进入至气缸中的进气通过根据本发明的各方面/各实施方式的气门管理、借助于比如进气门升程的减小或进气门打开时间的减少而被减少。替代性地，排气门打开时间或升程可以被增加。以这种方式，发动机停机的这个阶段倾向于接近如图2中图示的“关闭的节气门”停机的特征一一NVH特征被极大地改进了，这是因为发动机速度降低是相对平顺的且在!^之后具有少量的扰动，如图4中指示的Pc13S而，在发动机停机的时间T3-Tstqpc期间的最后阶段中，在发动机停止前即刻，考虑发动机特性和在膨胀冲程时能量压缩继续使曲轴旋转的风险，最后的进气冲程或最后的两个或三个进气冲程具有最大的进气以决定性地和立即地使发动机停止。可以采用如在文中其他地方讨论的气缸的平衡和气门的精细控制，并且以这种方式消除了发动机“弹动”。而且，至少一个气缸随后被提供有最大进气，因此如果发动机随后收到重新起动请求时，发动机能够相对快速地实现扭矩需求。将理解的是，充分的进气门的准确数量将取决于发动机特性，比如气缸的数量，“平衡”进气的能力等。
[0154]在图4中，进气在停机的开始阶段被增加，但当接近发动机停止时，进气被减少。进气随后被增加以防止在发动机停止时活塞反向。随后的重新起动和COM能力是良好的。
[0155]图5以通用的方格尺度示出了图2至图4的示意图示以图示在相对应的形式中的停止时间。将观察到，在现有技术“关闭的节气门”停机发生(图2)的示例中，到达停止(Tstopa)的时间显著地长于在图3的“打开的节气门”情况中的到达停止的时间(到达时间Tstqpb)。在根据本发明的各方面所示的示例中，到达停止(Tstqpc)的时间由于所采用的方法而再一次是更短的，在所采用的方法中，采用了 “完全打开的节气门”并且进气管理通过主动气门控制来实现。
[0156]在四冲程四个气缸即发动机的受控制的停止的一个示例中，ECU(电子控制单元)判定哪个活塞将在做功(膨胀)冲程中停止，并且ECU针对紧前面的进气冲程关闭与该活塞相关联的每个进气门，以确保发动机减慢而不存在反向旋转或“摇晃”的风险。随着该气缸从进气冲程经由压缩冲程进行至膨胀冲程，两个另外的气缸执行进气冲程，使得当发动机中止旋转时，一个气缸处于压缩冲程，并且一个气缸处于进气冲程。对于这后两个气缸，相对应的进气门被控制以确保良好重新起动能力的充分的进气，换言之，相对应的进气门被打开成基本上所需的最大的程度，该最大的程度是对合适的正时、升程和时段的设定。如果需要，可变节气门的位置被调节以确保重新起动气缸的充气不受影响。节气门沿打开方向被移动以避免对重新起动气缸的充气过程的不期望的限制。在一些情况下，可以使节气门沿关闭方向移动以获得更平顺和/或更快速的旋转中断，同时不影响重新起动气缸的充气。
[0157]因此，在该方面中，本发明的特征在于，随着旋转中止迫近打开进气门，并且在四缸发动机停止之前在曲轴的最终旋转中关闭和打开进气门的顺序。相同的技术能够应用于具有不同数量的气缸的发动机，目的在于在最终旋转期间旋转的中止是快速的，并且首先需要被重新起动的那些气缸被提供有充分的进气。
[0158]在COM的情况中，燃料至气缸中的喷射——该喷射将在压缩冲程中停止——是完全有效的，因为气缸具有充分的进气并且接近TDC。此外，准备点火的下一个气缸(处于进气冲程的气缸)也具有充分的进气。
[0159]旋转的快速中止还使起动机马达冲撞的风险最小，其中，在起动机马达启用之前，必须允许中止“摇晃”。
[0160]如上文提到的，其中，每个气缸具有根据通常的凸轮轮廓件进行操作的菌形气门，停止命令致使曲轴随着旋转中止而摆动。这种效果可以与空气弹簧类似，在空气弹簧中，处于压缩冲程的活塞的惯性不足以经过TDC(上止点)，并且因此被朝向BDC(下止点)向后推动。
[0161]图6图示了顺时针旋转的曲轴旋转图示110，其中，对进气的压缩介于180°与0°之间，并且膨胀介于0°与180°之间。点火由火花图标111指示。在处于压缩冲程的最后的气缸中的摆动由前头112、113指不。
[0162]在一种实施方式中，本发明提供了在被预测为在做功冲程停止的气缸的进气门处的进气的关闭或显著节流以及被预测为在压缩冲程停止的气缸的进气门的打开。这种不均衡提供了在四缸发动机中停止而不发生摇晃的一种方法。
[0163]图7图示了本发明的效果，其中处于做功冲程114的气缸的不良充气以及处于压缩冲程115的气缸的良好充气导致显著减小的摆动，如由箭头116、117表示的。
[0164]图8图示了用于具有点火次序1342的四缸直列式四冲程汽油发动机在连续的等时段^^15的四个示例性停止状态。四个冲程由进气(I)、压缩(C)、做功(P)和排气(E)指示。
[0165]在每个图示中，提供了符号以指示进气门的致动121、非进气门致动122、燃料喷射123、后期燃料喷射124以及点火火花125。
[0166]图示A示出了发动机从怠速600rpm(转/每分钟)开始的停止事件。在时段ti_t4中，图示了正常的四冲程操作，其中每个气缸点火一次。
[0167]在时间T处，在时段^期间，作出停止命令，例如在城市驾驶中的停止/起动事件。在时段t6中燃料喷射中止，并且在时段t7中点火火花中止。在时段ts中发动机速度降至500rpm。进气门在时段t6-t8期间被致动以允许气缸充气但在时段t9中不被致动。发动机速度继续下降。进气门在时段t1Q和tn中被致动以再次允许气缸充气，并且在时段tn期间发动机停止。
[0168]由于进气门在时段t9中不致动，气缸充气的不均衡允许旋转中止而没有大幅度的摇晃。在时段t1Q和tn中的进气门致动确保了处于进气和压缩冲程的气缸具有基本上充分的进气以便于良好的重新起动特性。
[0169]对于时段。-切，图示B与图示A相同。在时段t9期间，存在需要发动机再次产生扭矩的改变主意(COM)命令。因此，在时段t9中，进气门被致动并且燃料在进气冲程被喷射。此夕卜，对于处于压缩冲程的气缸，在时段t9中进行后期燃料喷射，并且点火还被恢复以使得在时段t1中发动机速度已升高至500rpm。正常发动机操作被重新开始并且在时段tn中发动机达到600rpm的正常怠速。
[0170]图示B示出了在时段t9之前的COM命令的效果，在图示A中在时段t9期间气缸I进气门不被致动。
[0171]图示C示出了在时段t9期间，在发动机正在减速并且不存在正常燃料喷射也不存在后期燃料喷射时，COM命令的效果。在这种情况下，起动机马达S随着即刻的进气门致动和处于进气冲程的气缸的燃料喷射而在时段t1Q中被致动。因此，在时段tn中，相同的气缸处于压缩冲程并且能够响应于点火火花以产生动力。正常操作被重新开始，并且在时段t13中发动机速度升高至600rpm。
[0172]图示D示出了在时段t1Q中的旋转减慢之后的重新起动命令或非常后期的COM的效果。在时段tn中，起动机马达S随着如下过程来致动:处于压缩冲程的气缸中的后期燃料喷射和火花点火，以及进气门操作的重新开始和处于进气冲程的气缸的燃料喷射。正常发动机操作被重新开始，使得通过时段t14重新回到600rpm的正常怠速。
[0173]图8图示了根据本发明的一种操作模式，示出了处于不同时间的气缸充气的不均衡和COM的效果。操作的原则可以延及其他发动机构型，特别地延及具有更多个气缸的发动机，以由于被预测为在压缩冲程和进气冲程停止的这些气缸的良好的气缸充气和被预测为在做功冲程停止的气缸的受限制的气缸充气，而实现旋转的快速中止而没有摇晃以及实现良好的重新起动性能。
[0174]本发明的各方面根据下列带标号的段落将变得明显。
[0175]1.—种使四冲程内燃发动机的旋转中止的方法，包括:
[0176]中止燃料供给；
[0177]对从发动机进气口的气缸进气进行控制以使得:
[0178]被预测为在做功冲程停止的气缸具有在相应的进气冲程减少的进气，以及
[0179]被预测为在压缩冲程停止的气缸具有在相应的进气冲程相对充分的进气。
[0180]2.根据方面I所述的方法，其中，所述气缸进气被控制成对在进气冲程停止的气缸提供相对充分的进气。
[0181]3.根据方面I所述的方法，其中，所述气缸进气是通过调节每个相应的气缸的菌形气门的升程和/或持续时间、以及/或者打开时间和/或关闭时间来控制的。
[0182]4.根据方面I所述的方法，其中，所述气缸进气是通过调节所述发动机进气口的节气门来控制的。
[0183]5.根据方面I所述的方法，其中，气缸进气是通过调节相应的菌形进气门的升程和/或打开时间、以及/或者关闭时间和/或打开持续时间来确定的。
[0184]6.根据方面5所述的方法，其中所述菌形进气门是经由活动挺杆来控制的。
[0185]7.—种调节内燃发动机的停机的方法，所述内燃发动机包括具有节气门的进气歧管、至少两个燃烧室以及与所述燃烧室的每个燃烧室相关联的至少一个菌形气门，所述菌形气门中的至少一个菌形气门设置有活动挺杆，所述活动挺杆用于调节或控制所述菌形气门的升程特性，所述方法包括:
[0186]a)中止对所述燃烧室的燃料供给；
[0187]b)控制所述活动挺杆并且由此控制至少一个所述菌形气门，以确保在发动机运转中止时对至少一个燃烧室提供充分的进气。
[0188]8.根据方面7所述的方法，其中，所述方法包括使至少一个燃烧室的最终进气冲程的进气门打开时间增加。
[0189]9.根据方面7或8所述的方法，其中，所述方法包括使至少一个燃烧室的最终压缩冲程的进气门打开时间增加。
[0190]10.—种调节内燃发动机的停机的方法，所述内燃发动机包括具有节气门的进气歧管、至少两个燃烧室、以及与所述燃烧室中的每个燃烧室相关联的至少一个菌形气门，所述菌形气门中的至少一个菌形气门设置有活动挺杆，所述活动挺杆用于调节或控制所述菌形气门的升程特性，所述方法包括:
[0191 ] a)中止对所述燃烧室的燃料供给；
[0192]b)控制所述活动挺杆并且由此控制至少一个所述菌形气门，以根据方面20至27来管理进气从而优化在停机的早期阶段中的发动机减速;以及
[0193]c)控制所述活动挺杆并且由此控制至少一个所述菌形气门，以根据方面28至34来管理在停机的后期阶段中的进气从而使发动机震动最小化。
[0194]11.根据方面10所述的方法，所述方法包括如下步骤:
[0195]d)控制活动挺杆并且由此控制至少一个所述菌形气门，以当所述内燃发动机停止运转时根据方面I至6来提供充分的进气。
[0196]12.根据方面10所述的方法，其中，所述方法包括在发出使所述内燃发动机停机的命令之后并且在所述内燃发动机的旋转中止之前调节所述节气门的位置。
[0197]13.—种在内燃发动机的停机期间使所述内燃发动机能够重新起动的方法，所述内燃发动机包括具有节气门的进气歧管、至少两个燃烧室、以及与所述燃烧室中的每个燃烧室相关联的至少一个菌形气门，所述菌形气门中的至少一个菌形气门设置有活动挺杆，所述活动挺杆用于调节或控制所述菌形气门的升程特性，所述方法包括:
[0198]a)在停机开始时中止对所述燃烧室的燃料供给；
[0199]b)控制所述活动挺杆并且由此控制至少一个所述菌形气门以将高进气从所述进气歧管提供到至少一个燃烧室为执行重新起动的命令做准备。
[0200]14.—种调节内燃发动机的停机的方法，所述内燃发动机包括具有节气门的进气歧管、至少两个燃烧室、以及与所述燃烧室中的每个燃烧室相关联的至少一个菌形气门，所述菌形气门中的至少一个菌形气门设置有活动挺杆，所述活动挺杆用于调节或控制所述菌形气门的升程特性，所述方法包括:
[0201 ] a)中止对所述燃烧室的燃料供给；
[0202]b)控制所述活动挺杆并且由此控制至少一个所述菌形气门，以管理至少一个燃烧室中的进气从而优化所述内燃发动机的旋转运动的减速。
[0203]15.根据方面14所述的方法，其中，对进气的管理包括使进入所述燃烧室中的进气最多化。
[0204]16.根据方面15所述的方法，其中，对进气的管理包括通过增加进气门打开时间而使进入所述燃烧室中的进气最多化。
[0205]17.根据方面15所述的方法，其中，对进气的管理包括通过增大进气门升程而使进入所述燃烧室的进气最多化。
[0206]18.—种调节内燃发动机的停机的方法，所述内燃发动机包括具有节气门的进气歧管、至少两个燃烧室、以及与所述燃烧室中的每个燃烧室相关联的至少一个菌形气门，所述菌形气门中的至少一个菌形气门设置有活动挺杆，所述活动挺杆用于调节或控制所述菌形气门的升程特性，所述方法包括:
[0207]a)中止对所述燃烧室的燃料供给；
[0208]b)控制所述活动挺杆并且由此控制至少一个所述菌形气门，以管理至少一个燃烧室中的进气从而在所述内燃发动机减速或停止时使所述内燃发动机的不规则的旋转运动最少化。
[0209]19.一种用于内燃发动机的控制单元、系统或程序，所述控制单元、系统或程序设置成用于实施根据方面I至18中的任一方面所述的方法。
[0210]20.—种车辆，所述车辆设置有根据方面19所述的控制单元、系统或程序。
【主权项】
1.一种使四冲程内燃发动机的旋转中止的方法，所述方法包括: 中止燃料供给； 对从发动机进气口的气缸进气进行控制以使得: 被预测为在做功冲程停止的气缸具有在相应的进气冲程减少的进气，以及 被预测为在压缩冲程停止的气缸具有在相应的进气冲程相对充分的进气。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述气缸进气被控制成对在进气冲程停止的气缸提供相对充分的进气。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述气缸进气是通过调节每个相应的气缸的菌形气门的升程和/或持续时间、以及/或者打开时间和/或关闭时间来控制的。4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述气缸进气是通过调节所述发动机进气口的节气门来控制的。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，气缸进气是通过调节相应的菌形进气门的升程和/或打开时间、以及/或者关闭时间和/或打开持续时间来确定的。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述菌形进气门是通过活动挺杆来控制的。7.—种调节内燃发动机的停机的方法，所述内燃发动机具有至少两个燃烧室以及与所述燃烧室中的每个燃烧室相关联的至少一个菌形气门，所述菌形气门中的至少一个菌形气门设置有活动挺杆，所述活动挺杆用于调节或控制所述菌形气门的升程特性，所述方法包括: a)中止对所述燃烧室的燃料供给； b)控制所述活动挺杆并且由此控制至少一个所述菌形气门，以确保在发动机运动中止时对至少一个燃烧室提供充分的进气。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述方法包括使至少一个燃烧室的最终进气冲程的进气门打开时间增加。9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述方法包括使至少一个燃烧室的最终压缩冲程的进气门打开时间增加。10.根据权利要求7至9中的任一项所述的方法，其中，所述方法包括使至少一个燃烧室的最终进气冲程的进气门升程增大。11.根据权利要求7至10中的任一项所述的方法，其中，所述方法包括使至少一个燃烧室的最终压缩冲程的进气门升程增大。12.根据权利要求8或10中的任一项所述的方法，其中，所述方法包括使与所述燃烧室相关联的活塞的最终上行冲程的排气门开度减小或为零。13.根据权利要求7至12中的任一项所述的方法，其中，所述方法包括针对将在膨胀(做功)冲程中止的每个气缸使进气门沿关闭方向移动，并且针对将在压缩冲程中止的每个气缸使进气门沿打开方向移动。14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述方法包括针对将在进气冲程中止的每个气缸使进气门打开。15.根据权利要求7至13中的任一项所述的方法，其中，所述内燃发动机还包括具有节气门的进气歧管，并且其中，所述方法包括在发出使所述内燃发动机停机的命令之后并且在所述内燃发动机的旋转中止之前调节所述节气门的位置。16.—种调节内燃发动机的停机的方法，所述内燃发动机包括具有节气门的进气歧管、至少两个燃烧室、以及与所述燃烧室中的每个燃烧室相关联的至少一个菌形气门，所述菌形气门中的至少一个菌形气门设置有活动挺杆，所述活动挺杆用于调节或控制所述菌形气门的升程特性，所述方法包括: a)中止对所述燃烧室的燃料供给； b)控制所述活动挺杆并且由此控制至少一个所述菌形气门，以根据权利要求20至27来管理进气从而优化在停机的早期阶段中的发动机减速;以及 c)控制所述活动挺杆并且由此控制至少一个所述菌形气门，以根据权利要求28至34来管理停机的后期阶段中的进气从而使发动机震动减小或最小。17.根据权利要求16所述的方法，所述方法包括如下步骤: d)控制所述活动挺杆并且由此控制至少一个所述菌形气门，以当所述内燃发动机停止运转时根据权利要求1至6来提供充分的进气。18.根据权利要求16或17所述的方法，其中，所述方法包括在发出使所述内燃发动机停机的命令之后并且在所述内燃发动机的旋转中止之前调节所述节气门的位置。19.一种在内燃发动机的停机期间使所述内燃发动机能够重新起动的方法，所述内燃发动机包括具有节气门的进气歧管、至少两个燃烧室、以及与所述燃烧室中的每个燃烧室相关联的至少一个菌形气门，所述菌形气门中的至少一个菌形气门设置有活动挺杆，所述活动挺杆用于调节或控制所述菌形气门的升程特性，所述方法包括: a)在停机开始时中止对所述燃烧室的燃料供给； b)控制所述活动挺杆并且由此控制至少一个所述菌形气门，以将高进气从所述进气歧管提供到至少一个燃烧室为执行重新起动的命令做准备。20.—种调节内燃发动机的停机的方法，所述内燃发动机包括具有节气门的进气歧管、至少两个燃烧室、以及与所述燃烧室中的每个燃烧室相关联的至少一个菌形气门，所述菌形气门中的至少一个菌形气门设置有活动挺杆，所述活动挺杆用于调节或控制所述菌形气门的升程特性，所述方法包括: a)中止对所述燃烧室的燃料供给； b)控制所述活动挺杆并且由此控制至少一个所述菌形气门，以管理至少一个燃烧室中的进气从而优化所述内燃发动机的旋转运动的减速。21.根据权利要求20所述的方法，其中，对进气的管理包括使进入所述燃烧室的进气最多化。22.根据权利要求21所述的方法，其中，对进气的管理包括通过增加进气门打开时间而使进入所述燃烧室的进气最多化。23.根据权利要求21或22所述的方法，其中，对进气的管理包括通过增大进气门升程而使进入所述燃烧室的进气最多化。24.根据权利要求20至23中的任一项所述的方法，其中，对进气的管理包括对离开所述燃烧室的进气进行限制。25.根据权利要求24所述的方法，其中，对进气的管理包括通过减少排气门打开时间对离开所述燃烧室的进气进行限制。26.根据权利要求24或25所述的方法，其中，对进气的管理包括通过减小排气门升程对离开所述燃烧室的进气进行限制。27.根据权利要求19至26中的任一项所述的方法，其中，所述方法包括在发出使所述内燃发动机停机的命令之后并且在所述内燃发动机的旋转中止之前调节所述节气门的位置。28.—种调节内燃发动机的停机的方法，所述内燃发动机包括具有节气门的进气歧管、至少两个燃烧室、以及与所述燃烧室中的每个燃烧室相关联的至少一个菌形气门，所述菌形气门中的至少一个菌形气门设置有活动挺杆，所述活动挺杆用于调节或控制所述菌形气门的升程特性，所述方法包括: a)中止对所述燃烧室的燃料供给； b)控制所述活动挺杆并且由此控制至少一个所述菌形气门，以管理至少一个燃烧室中的进气从而在所述内燃发动机减速或停止时使所述内燃发动机的不规则的旋转运动减少或最少。29.根据权利要求28所述的方法，其中，对进气的管理包括使进入所述燃烧室的进气最少化。30.根据权利要求29所述的方法，其中，对进气的管理包括通过减少进气门打开时间而使进入所述燃烧室的进气最少化。31.根据权利要求29或30所述的方法，其中，对进气的管理包括通过减小进气门升程而使进入所述燃烧室的进气最少化。32.根据权利要求28至31中的任一项所述的方法，其中，对进气的管理包括使离开所述燃烧室的进气最多化。33.根据权利要求32所述的方法，其中，对进气的管理包括通过增加排气门打开时间而使离开所述燃烧室的进气最多化。34.根据权利要求32或33所述的方法，其中，对进气的管理包括通过增大排气门升程而使离开所述燃烧室的进气最多化。35.根据权利要求28至34中的任一项所述的方法，其中，所述方法包括在发出使所述内燃发动机停机的命令之后并且在所述内燃发动机的旋转中止之前调节所述节气门的位置。36.—种用于内燃发动机的控制单元、系统或程序，所述控制单元、系统或程序设置成用于实施根据权利要求1至35中的任一项所述的方法。37.—种发动机，所述发动机具有根据权利要求36所述的控制单元、系统或程序。38.—种车辆，所述车辆设置有根据权利要求36所述的控制单元、系统或程序或者设置有根据权利要求37所述的发动机。39.—种基本上如参照附图中的图2至图8在文中所描述的使四冲程内燃发动机的旋转中止的方法。40.—种车辆，所述车辆具有设置成用于实施使四冲程内燃发动机的旋转中止的方法的控制单元、系统或程序。
【文档编号】F02D9/02GK105849398SQ201480069411
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2014年12月18日
【发明人】伊恩·埃丁顿, 亚当·莫尔克罗夫特
【申请人】捷豹路虎有限公司