控制车辆的发动机的方法

专利名称：控制车辆的发动机的方法
控制车辆的发动机的方法
技术领域：
本发明涉及一种控制车辆的发动机的方法。
背景技术：
在机动车辆的运转期间，可能需要将车辆停止一段时间，例如在交通灯处停止 (下文称"临时停止")。 一些车辆可通过在发动机系统内怠速发动机在临时停止期间运转。 其它车辆可在临时停止期间停止发动机(甚至不需要驾驶员请求关闭发动机)以减少燃料 消耗。例如，车辆可通过停止燃料供应和/或点火关闭发动机以使得发动机转速下降至静 止。随后，一旦情况指示驾驶员意图发动车辆，该发动机可自动地再启动。
在车辆中的发动机关闭期间，在发动机的一个或多个汽缸中可存在空气。在一个 或多个汽缸内的空气(称为空气充气)可在关闭期间在汽缸中压縮和膨胀，作用为弹簧或 气垫。这样，足够的空气充气可导致发动机上的扭矩并且产生不期望的噪声和振动。不期 望的噪声和振动可给车辆操作者导致不舒服的运转经历并且可增加发动机的磨损和损坏。 用于关闭连接在发动机上游的进气道内的节气门以降低发动机内的空气充气的方法在本 领域是众所周知的，例如在国际专利文件WO 2006/134470A1中所公开的。
美国专利申请2007/0261668描述了用于在关闭期间控制发动机内的噪声和振动 并且在发动机仍然处于转速下降的过程中时再启动发动机的另一个方法。在转速下降时 再启动发动机的运转可响应于主意改变(COM)(例如由于驾驶员意图发动车辆的指示或改 变)。可基于在作出再启动请求时的时间点处增加的空气充气来控制进气节气门。空气可 进入发动机，可喷射燃料，并且在喷射空气和燃料之后重新开始点火。这样，根据车辆操作 者发动的请求，发动机可以在临时停止结束时再启动。 然而，本发明的发明人已经认识到这个方法带来多种问题。具体地，在关闭期间关 闭节气门运转可阻碍在中间中期的关闭运转下再启动发动机的尝试。例如，汽缸内没有足 够的空气以经由燃烧产生足够的扭矩使以发动机返回至怠速并且抵消发动机减速至静止 的惯量，特别是在低发动机转速下。另外，通过在再启动请求的时候开启节气门，请求再启 动的时间和空气充气返回至可为用于再启动所需要的阈值水平的时间之间存在时间差。这 样，在再启动请求和使车辆发动之间会存在实质上的延迟。 类似的，发动机可以已经转速下降至发动机起动机的一个速度范围，此速度范围 如果出现，则不能够正确地接合旋转的发动机并且充分地增加发动机转速用于启动。而是， 发动机可随后可充分地转速下降并且需利用从静止再启动，因而相对于驾驶员请求所提供 的车辆发动产生的延迟较大。

发明内容
本发明的目的在于提供一种控制车辆的发动机的方法，尤其是一种能够在燃烧中 止之后以及发动机转速下降期间使得发动机再启动的方法。 根据本发明一个方面，提供一个用于控制包括进气歧管和汽缸、进气歧管上游的可调节节气门的车辆发动机的示例方法，该方法可包含运转燃烧的发动机；响应工况在 停止的车辆怠速状况期间以及没有操作者的关闭请求时自动开始发动机关闭；在所述自动 开始的发动机关闭期间，调节所述节气门以维持歧管压力处于第一值，其中在关闭进行的 期间，基于运转参数调节所述第一值；及在其达到零转速之前响应再启动请求再启动所述 发动机。 在替代示例中，该方法可包括调节节气门以在自动开始的发动机关闭期间维持歧 管压力在第一值，同时调节进气门的运转以维持汽缸空气量或空气充气低于第二阈值，其 中至少基于一个运转参数调节第一值。在另外的示例中，该方法可进一步包含在自动开始 的发动机关闭期间通过调节节气门沿所需轨迹改变歧管压力，所述轨迹增大至少在第一选 择的状况期间具有随着发动机转速减小而增大的歧管压力，并且至少在第二选择的状况期 间具有随着发动机转速减小而减小的歧管压力。 上面提出的示例的一个特征在于，可以响应发动机状况的方法控制进气歧管压力 以便响应操作者的发动信号启动再起动。在一个示例中，进气歧管压力可追踪所需压力值， 例如上述的第一值。在另一示例中，在选择的状况期间歧管压力可如上所述跟随所需轨迹。 这样，可响应发动机状况(例如大气压力、发动机冷却剂温度、空气充气、发动机转速等的 改变)控制歧管压力。 上面所述的示例方法的另一个特征可在于，能够将空气充气维持在产生较大发动 机噪声和振动(例如发动机抖动)的水平之下并且将进气歧管压力维持在必须调节进气门 以再启动发动机的水平之上。这样，可减小发动机噪声和振动(例如发动机抖动)并且更 快地返回怠速。可执行这种运转而不需要发动机达到完全停止；然而，如果需要，也可使用 完全停止。类似地，在转速下降期间不需要使用起动机或用于起动的其它电机来再启动发 动机；然而，如果需要也可使用起动机。 根据本发明另一方面，提供一种用于控制车辆的发动机的方法，所述发动机包括 进气歧管和汽缸，所述汽缸包括可调节进气门，所述发动机进一步包括所述进气歧管上游 的可调节节气门，所述方法包含
运转所述发动机燃烧； 响应工况，并且没有操作者的关闭请求，自动地开始发动机关闭； 在所述自动地开始发动机关闭期间，调节所述节气门以维持歧管压力处于第一值
同时调节所述进气门的运转以维持汽缸空气量低于第二阈值，其中在关闭过的期间，基于
至少一个运转参数调节所述第一值；及 在其达到零转速之前通过至少调节所述进气门的运转以增加汽缸空气量再启动 所述发动机。 根据本发明又一方面，提供一种用于控制车辆的发动机的方法，所述发动机包括 进气歧管和汽缸，所述发动机进一步包括所述进气歧管上游的可调节节气门，所述方法包 含 运转所述发动机燃烧； 响应工况并且在停止的车辆怠速状况期间，并且没有操作者的关闭请求，自动地 开始发动机关闭； 在所述自动地开始发动机关闭期间，通过调节所述节气门改变沿所需轨迹的歧管压力，所述轨迹至少在第一选择的状况期间具有随着发动机转速减小而增加的歧管压力，
并且至少在第二选择的状况期间具有随着发动机转速减小而减小的歧管压力。 应理解上面的概述提供用于以简化的形式引入将在详细描述中进一步描述的选
择的概念。不意味着确认所保护的本发明主题的关键的或实质的特征，本实用新型的范围
将由本申请的权利要求唯一地界定。此外，所保护的主题不限于克服上文或本公开的任何
部分中所述的任何缺点的实施方式。


图1A和IB为用于在发动机转速下降期间使能够进行发动机再启动并且进行发动 机再启动的示意图系统。 图2A和2B为描绘用于在发动机转速下降期间使能够进行发动机再启动并且进行 发动机再启动的流程图。 图3A-3C为显示了使得并实现发动机再启动的系统中位置变化的图表。
图4A和4B为显示在用于使得并实现再启动的系统中压力的图表。
具体实施方式
图1A描绘了用于在停止燃烧之后并且在发动机转速下降期间控制发动机关闭和 使得发动机再启动的发动机系统1000。发动机系统1000包括连接至发动机控制系统1004 的发动机汽缸1002、连接至发动机汽缸和发动机控制系统的进气管道1006。在可替代示例 中，可存在多于一个连接至进气管道和发动机控制系统的发动机汽缸。
发动机汽缸1002包括活塞1008、燃烧室1008和连接在燃烧室和进气管道之间用 于控制空气充气1012的装置。该活塞可通过燃烧室内的燃烧驱动并且可连接至曲轴箱(未 显示)内的曲轴。装置1012可处于打开状态、部分打开状态或关闭状态。在一些示例中， 装置1012可连接至控制系统1004。这样，装置1012可控制气流从进气管道1006进入汽缸 1002内。在一些实施例中，装置1012包括可变进气门和/或排气门机构，例如电动气门驱 动器、可变气门升程机构、可变凸轮正时机构等。在其它实施例中，装置1012为设置在汽缸 进气门和进气管道1006之间的进气道内的气道节气门(例如电驱动气道节气门)。
尽管没有在图1A中显示，发动机汽缸可进一步包括排气道、火花塞和燃料喷射器 (例如直接喷射器)。燃烧室在通过燃料喷射器气道喷射燃料并且通过火花塞点燃之后可 促进燃料的燃烧。 进气管道1006可存储空气并且将空气引导至多个发动机汽缸，包括汽缸1002。进 气管道包括进气通道1020，其可称为歧管。进气通道还包括位于多个发动机汽缸(例如所 有的发动机汽缸)上游的主发动机节气门1022。节气门1022可为可调节的进气节气门、进 气节气门、发动机节气门等。节气门1022可以打开、部分打开或关闭以控制来自环境的气 体流进进气通道。在一些示例中，主发动机节气门可连接至控制系统1004。在另外的示例 中，进气管道可与汽缸1002流体连通。 在本实施例中，控制系统1004特征在于微型计算机1016。该微型计算机可用于监 视发动机状况和调节多种驱动器。来自发动机系统中的其它组件内的传感器的信号1014 可输入进微型计算机内。例如，传感器可连接至曲轴以监视发动机转速并且中继信息至控
6制器。发动机控制系统1004可用于控制发动机系统状况。信号1018可输出至发动机系统 的其它部件。例如，微型计算机可发信号通知装置1012和/或节气门1022的调节(例如 打开或关闭)。 微型计算机可进一步配置用于实现对汽缸内空气充气、进气管道内进气压力以及 汽缸内的燃料加注和点火的控制。例如，微型计算机可配置用于在燃烧中，特别是在怠速状 况或状态中(其可由怠速发动机转速界定)运转发动机。在其它示例中，微型计算机可自动 地开始发动机关闭而不用来自车辆操作者的关闭请求。这样，在临时停止期间，可停止怠速 下的发动机以实现怠速停止。在另外的示例中，微型计算机可配置用于响应含有关于发动 机工况的信息(例如发动机系统进气管道或其它部件内的大气压力或发动机冷却剂温度) 的信号实现发动机系统的控制。此外，微型计算机可配置用于响应其它信号和/或在其它 发动机状态和状况期间实现自动的关闭。 总体上，空气从环境中进入进气通道1006中而进入发动机系统1000。可通过控制 器1016经由输入信号1014可确定进气通道1006内的空气压力以及汽缸1002内的空气充 气。控制器可发送输出信号1018以控制节气门1022和空气充气控制装置1012。节气门可 旋转更加打开或更加关闭以控制空气进入进气管道处的流速。随后空气可行进至汽缸1002 内。在汽缸内，空气可与燃料混合并且燃烧以移动活塞1008。在空气充气控制装置包括气 道节气门的示例中，可控制气道节气门的打开和关闭以调节气流进入汽缸内。在空气充气 控制装置包括可变气门机构(例如电动驱动气门(EVA))的其它示例中，可通过改变气门升 程和/或气门正时来控制空气流。 图1B为显示多缸发动机10的一个汽缸的示意图，其可包括在车辆的推进系统中。 可利用推进系统以在发动机10转速下降期间能够进行(enable)再启动并且进行(carry out)再启动。发动机10可至少部分由包括控制器12的控制系统和由车辆操作者132经过 输入装置130的输入控制。在这个例子中，输入装置130包括加速踏板和用于成比例地产 生踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室或汽缸30可包括带有定位 于其内的活塞36的燃烧室壁32。活塞36可连接至曲轴40以便使活塞的往复运动转换成 曲轴的旋转运动。曲轴40可经由中间传动系统连接至车辆的至少一个驱动轮。此外，起动 马达172可连接至曲轴40。在一些实施例中，起动机可经由飞轮连接以能够进行发动机10 的起动运转。在本实施例中，起动机起示意性地经由皮带170连接。 燃烧室30可经由进气道42从进气歧管44接收进气并且可经由排气歧管48排出 燃烧气体。进气歧管44和排气歧管48可经由各自的进气门52和排气门54选择性地与燃 烧室30连通。在一些实施例中，燃烧室30可包括两个或更多的进气门和/或两个或更多 的排气门。 可通过控制器12经由电动气门驱动器(EVA) 51控制进气门52。类似地，可通过控 制器12经由EVA 53控制排气门54。进气门52为空气充气控制装置1012的一个示例。在 一些状况期间，控制器12可改变提供至驱动器51和53的信号以分别控制进气门和排气门 的打开和关闭。进气门52和排气门54的位置可分别通过气门位置传感器55和57确定， 其指示气门沿驱动器的轴线的位移。如另一个示例，汽缸30可包括经由电动气门驱动控制 的进气门和经由包括凸轮廓线变换系统(CPS)和/或可变凸轮正时(VCT)的凸轮驱动控制 的排气门。
燃料喷射器66显示为直接连接至燃烧室30用于将燃料与经由电子驱动器68从 控制器12接收的FPW信号的脉冲宽度成比例地直接喷射其内。以此方式，燃料喷射器66 将燃料以称为燃料直接喷射的方式提供至燃烧室30。燃料喷射器可安装在例如燃烧室的侧 面或者燃烧室顶部。燃料可通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统(未显示)输送 至燃料喷射器66。在一些实施例中，燃烧室30可替代地或附加地包括设置在进气歧管44 内的燃料喷射器用于将燃料以称为进气道喷射的方式喷射燃料至燃烧室30上游的的进气 歧管。 进气道42可包括具有节流板64的节气门62。在这个具体例子中，控制器12经由 提供至包括有节气门的电动马达或电动驱动器的信号改变节流板64的位置(一种通常称 之为电子节气门控制(ETC)的配置)。以这种方法，可运转节气门62以改变提供至其他发 动机汽缸中的燃烧室30内的进气和提供至其他发动机汽缸中。通过节气门位置信号TP可 将节流板64的位置提供至控制器12。进气道42可包括质量空气流量传感器120和歧管空 气压力传感器122用于提供各自的MAF和MAP信号至控制器12。 在选定运转模式下，点火系统88可响应来自控制器12的火花提前信号SA经由火 花塞92将点火火花提供至燃烧室30。 排气传感器126显示为连接至排放控制装置70上游的排气歧管48。传感器126 可为用于提供排气空燃比指示的任何适合的传感器，例如线性氧传感器或UEGO(通用或宽 域排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO(排气氧传感器)、HEGO(加热型EGO)、氮氧化物 (NOx)、碳氢化合物(HC)或一氧化碳(CO)传感器。排放控制装置70显示为沿排气传感器 126下游的排气歧管48设置。装置70可为三元催化剂(TWC)、氮氧化物捕集多种其它排放 控制装置或它们的组合。 图1B中控制器(或控制系统)12显示为微型计算机，包括微处理器单元102、输入 /输出端口 104、用于可执行的程序和校准值的电子存储介质(在本具体例子中显示为只读 存储器芯片106)、随机存取存储器108、保活存储器110和数据总线。控制器12可从连接 至发动机10的传感器接收多种信号，除了之前论述的那些信号，还包括引入质量空气流 量(MAF)测量值、来自连接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)、 来自连接至曲轴40霍尔效应传感器118(或其他类型)的脉冲点火感测信号(PIP)、来自节 气门位置传感器的节气门位置TP和来自传感器122的绝对歧管压力信号MAP。发动机转速 信号RPM可由控制器12从脉冲点火感测PIP信号生成。来自歧管压力传感器的歧管压力 信号MAP可用于提供进气歧管内的真空或压力指示。在一个示例中，传感器118 (其也可用 作为发动机转速传感器)可在曲轴的每转产生预定数目的等距脉冲从而指示曲轴位置。
存储介质只读存储器106可被编程有表示可由处理器102执行用于执行下面描述 的方法以及可以预期的但没有具体列出的其它变量的指令的计算机可读数据。
如上所述，图1B仅显示了多缸发动机中一个汽缸，并且每个汽缸可类似地包括其 自有组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。 图2A和2B描绘了用于当发动机仍然处于转速下降时能够进行发动机关闭运转和 发动机再启动的程序并且控制发动机关闭运转和发动机再启动的程序。在一些示例中，使 得再启动可包括监视发动机参数例如发动机转速和温度以计算进气压力和通过发动机节 气门控制的空气充气。可在发动机系统中的发动机控制器内执行该控制程序，一个这样的示例为发动机控制系统12，另一个示例为控制器1016。在本实施例中称为单空气充气控制 装置。在可替代的实施例中，程序可使用两个或多个空气充气控制装置。
现参考图2A，主程序200在发动机系统的控制器内运行以能够进行发动机关闭并 且开始发动机关闭。该程序开始于202处车辆速度是否为零或接近零的决定。如果车辆达 到零速度或接近零速度，取决于发动机转速和其它工况可开始临时停止。在车辆运转期间， 发动机系统可运转发动机燃烧。在替代实施例中，程序可包括在进一步继续至202处之前 确定发动机是否正在运转。如果车辆已经停止并且发动机继续运转，例如在怠速发动机转 速下，发动机和车辆可称为处在怠速，并且该程序可继续至204处。在替代示例中，202处的 决定可不包括进程序200内并且程序可继续至204处。接下来，在204处，程序监视发动机 和其它运转参数。运转参数可为发动机工况并且包括进气压力、发动机大气压力、曲轴箱温 度、发动机冷却剂温度、发动机转速、电池充电、发动机负荷等。 在206处，程序基于监视的发动机参数确定是否能够进行怠速关闭操作。在一个 示例中，监视的发动机参数可包括发动机附件是否接合或在运转中，例如空调压縮机是否 接合至发动机，或者发动机风扇是否接合并且运转。如果一个或多个发动机附件接合和/ 或在运转，则可停止怠速关闭，并且控制系统可在停止车辆状况期间继续运转并且怠速发 动机。在另一个示例中，监视的发动机参数可包括发动机负荷是否大于阈值。另外，程序可 监视燃料使用是否大于预定值。如果程序基于监视的发动机参数确定停止怠速关闭，则随 后程序结束。在替代实施例中，程序可调节发动机运转以便将监视的参数带入能够进行怠 速关闭的状况中。这样，发动机可作出是否不需要操作的请求而自动开始发动机关闭的决 定。 如果程序在206处确定能够进行发动机关闭，则程序继续至208处以停止点火和 /或加燃料。随后程序可前进至210处，在该处执行控制再启动启用的(restart-enabled) 发动机关闭。关闭控制可包括降低发动机转速并且控制发动机内的空气充气装置(其一个 示例为发动机气门52)和主发动机节气门(其一个示例为发动机节气门62)。在另外的示 例中，关闭可包括控制空气充气控制装置和主发动机节气门以便进气压力和空气充气可追 踪所需压力值或跟随所需轨迹。此外，可控制空气充气以便其不会超过导致可在再启动之 前停止发动机的压縮扭矩的水平，并且不会耗至不足以逆转减速的水平。下面描述图2B的 程序210为子程序的示例。在替代示例中，子程序210可包括将节气门正时和/或进气门 正时认定为预定关闭值(即将节气门设置为节气门全开(wideopen throttle, WOT)，以及 将气门正时设置为最小空气充气值)。 跟随该控制程序，该程序在212处确定发动机是否停止。在本示例中，如果发动机 停止，则程序结束。在替代示例中，在212处发动机已经停止的确定之后可发生立即启动或 辅助的立即启动程序。在其它示例中，程序可以在带有发动机起动机常规方式再启动发动 机。 如果确定发动机不需要停止，可在214处作出再启动发动机的请求。再启动请求 可为由车辆操作者执行的主意改变(COM)的运转。操作者可通过踩加速器踏板发出C0M，例 如130。在其它示例中，可通过释放制动踏板发出C0M。在另外的示例中，该程序可包括基 于发动机状况参数以自动操作COM的程度和子程序。如果没有决出再启动的决定，该 序 返回至210处以控制再启动启用的关闭。在该程序的替代实施例中，如果没有作出再启动的请求，该程序可结束。 在再启动请求之后，程序在216处确定发动机转速是否超过阈值或第一阈值。在 本实施例中，第一阈值为400RPM。在其它实施例中，发动机转速的阈值可比400RPM更高或 更低，或者取决于工况可使用阈值的范围。类似地，该确定也可取决于另外的参数，例如进 气管道内的压力是否大于阈值。 如果发动机转速高于第一阈值，程序继续至218处以执行高转速模式下的再启 动。高转速模式下的再启动可涉及点火一个或多个火花塞并且从一个或多个燃料端口喷 射燃料。在一些示例中，高转速模式下的再启动可包括计算高转速再启动轨迹，其中一个或 多个发动机转速分配至一个或多个将来时间。此外，高转速再启动轨迹可用于控制一个或 多个汽缸内的空气充气和/或进气压力处于所需空气充气水平或所需进气压力水平，例如 在基本上类似于当发动机处于怠速状况时的水平。另外，高转速再启动轨迹可用于控制一 个或多个汽缸内的空气充气和/或进气压力低于所需空气充气水平或所需进气压力水平， 并且随后响应发动机工况将空气充气和/或进气压力增加至所需水平。例如，高转速再启 动轨迹可控制进气歧管压力处于较低水平，在一些情况下以抑制噪音、振动和声振粗糙度 (NVH)，并且随后可响应发动机转速降低至第二阈值之下将进气歧管压力增加至较高水平。 在一些示例中，第二阈值可为450RPM以能够进行再启动并且增加的进气歧管压力可能够 进行在发动机转速低于第一阈值水平时(例如400RPM)再启动。 在另外的示例中，高转速模式下的再启动可包括根据高转速再启动轨迹为一个或 多个汽缸加燃料，并且根据高转速再启动轨迹打开一个或多个空气充气控制装置。在再启 动之后，该程序可结束。 如果发动机转速低于阈值，该程序可至220处以打开空气充气控制装置。在一些
示例中，打开空气充气控制装置可包括连接至超过一个汽缸的超过一个空气充气控制装
置。220处的框为虚线以指示在该程序的一些示例中打开一个或多个空气充气控制装置可
为可选的，例如在空气充气已经在用于再启动的阈值处或之上的情况下。打开空气充气控
制装置的示例为增加气门升程。打开空气充气控制装置的另一个示例为增加气门正时。这
样，空气充气可在发动机转速下降时增加至用于再启动所需的空气充气水平。 在打开一个或多个空气充气控制装置，程序继续至222处以执行在低转速模式下
的再启动。低转速模式下的再启动可涉及点火一个或多个火花塞并且从一个或多个燃料端
口喷射燃料。在一些示例中，低转速模式下的再启动可包括比在如上所述的高转速模式下
的再启动喷射更多的燃料。在其它的示例中，低转速模式下的再启动可包括比在高转速模
式下的再启动更加提前火花正时。在另外的示例中，低转速模式下的再启动可包括计算低
转速再启动轨迹，其中一个或多个发动机转速分配至一个或多个将来时间。此外，低转速再
启动轨迹可用于控制一个或多个汽缸内的空气充气和/或进气压力处于所需空气充气水
平或所需进气压力水平，例如基本上类似于当发动机处于怠速状况时的水平。另外，低转速
再启动轨迹可用于控制一个或多个汽缸内的空气充气和/或进气压力低于所需空气充气
水平或所需进气压力水平，并且随后响应发动机工况以类似于上面所述的方式将空气充气
和/或进气压力增加至较高的水平，例如以抑制NVH。 在另外的示例中，低转速模式下的再启动可包括根据低转速再启动轨迹为一个或 多个汽缸加燃料，并且根据低转速再启动轨迹打开一个或多个空气充气控制装置。在再启动之后，该程序可结束。 现参考图2B，描绘了用于控制空气充气和进气压力的子程序252。子程序250为 用于控制再启动启用的关闭的子程序的一个实施例。此外，子程序250可为用于根据轨迹 (例如高转速再启动轨迹和低转速再启动轨迹)控制空气充气和进气压力的方法的一个示 例。 该子程序开始于252和264处的确定。在252的确定处，该程序决定是否控制进 气压力。在264的确定处，子程序决定是否控制空气充气。对进气压力和/或空气充气的 控制可包括响应所需的关闭轨迹调节装置。在本实施例中，252处的运行进气压力控制的选 择与264处运行空气充气控制的选择并行运行。在替代实施例中，进气压力控制可与空气 充气控制串行运行。在另外的实施例中，仅控制进气压力并且可包括通过进气压力的改变 随后控制空气充气的程序。 进气压力控制可在254处开始以计算所需进气压力水平。 一旦计算所需进气压力 水平，程序继续至256处以检查进气压力水平。随后在258处作出所检查的进气压力水平 是否足够接近所需进气压力水平的确定。如果所检查的进气压力足够接近所需进气压力水 平，随后该子程序可结束。 如果压力不是足够接近所需进气压力水平，随后该程序可前进至260处，在该处 其可调节主发动机节气门。调节主发动机节气门可包括响应计算的所需进气压力水平大于 检测的进气压力水平打开节气门。调节主发动机节气门可包括响应计算的所需进气压力水 平小于检测的进气压力水平关闭节气门。在一些示例中，该程序进一步继续至262处，在该 处其可调节空气充气控制装置，例如在下面的272处所述。这样，可控制进气压力，并且可 响应大于或小于所需进气压力水平的检查的进气压力水平执行进一步动作。在262处的程 序之后，该子程序可结束。在不包括262处的程序的替代示例中，该子程序可在260处之后 结束。 可以类似于进气压力控制的方式管理空气充气控制。可在264处开始空气充气控 制以计算所需空气充气水平。 一旦计算所需空气充气水平，该程序继续至266处以检查空 气充气水平。随后在270处作出所检查的进气压力水平是否足够接近所需进气压力水平的 确定。如果所检查的进气压力足够接近所需进气压力水平，随后该子程序可结束。
如果压力不是足够接近所需进气压力水平，随后该程序可前进至272处，在该处 其可调节空气充气控制装置。调节空气充气控制装置可包括响应计算的所需空气充气水平 大于检测的空气充气水平打开该空气充气控制装置。调节空气充气控制装置可包括响应计 算的所需空气充气水平小于检测的空气充气水平平关闭该空气充气控制装置。打开空气 充气控制装置可增加气门升程，打开进气道节气门，和/或增加气门升程，如在上面的图1A 中所述。关闭该空气充气控制装置可增加气门升程、关闭进气道节气门，和/或减小气门正 时，也如上面的图1A中所述。 在一些示例中，该程序进一步继续至274处，在该处其可调节主发动机节气门，例 如在上面的260处所述。这样，可控制空气充气，并且可响应大于或小于所需空气充气水平 的检查的空气充气水平执行进一步动作。在274处的程序之后，该子程序可结束。在不包 括274处的程序的替代示例中，该子程序可在272处之后结束。 这样，关闭可包括控制该空气充气控制装置和主发动机节气门以使得进气压力和
11空气充气可跟踪所需压力值或循着所需轨迹。在替代实施例中，通过将该空气充气控制装 置设置至预定的打开值并且允许进气流体连通空气充气。通过将空气充气控制装置设置至 预定的打开值，该节气门可用于控制空气充气和进气压力。 方法(例如上面所述的示例)可用于装备辅助直接再启动(ADS)或直接启动的启 动方法的发动机上。方法(例如上面的示例)也可用于常规的起动机辅助的发动机上。
图3A-3C显示了发动机系统中示例节气门和汽缸气门的升程随时间的位置。发动 机系统还包括执行程序(例如程序200和子程序250)的控制器以在发动机转速下降期间 控制再启动启用的的关闭和再启动。如上所述节气门的位置可关联于歧管空气压力(MAP)。 气门升程可为上述的空气充气控制器并且可关联于汽缸压力。此外，可根据轨迹执行再启 动，其中一个或多个发动机转速分配至一个或多个将来时间。另外，可分配MPA的将来值和 空气充气或关联至将来时间并且可使用节气门和气门升程控制。在描绘的图表中，节气门 位置或气门升程位置沿着y轴增加并且时间沿着x轴。 现参考图3A，图300描绘了在发动机关闭期间节气门和气门升程的位置。初始气 门升程较小并且节气门位置接近打开。开始时，可控制气门升程和节气门位置以实现最大 的燃料经济性、扭矩等。在时间TS处，发动机开始怠速关闭。在TS之后，减小气门升程以 在汽缸内维持空气充气。节气门位置可增加至节气门全开(W0T)以获得最大的MAP。在改 变主意的情况下，最大的MAP使得汽缸内空气充气的快速增加，进一步使得发动机的快速 再启动，如在图4A中所述。在替代示例中，MAP维持在相对高值，但不是最大的。随后发动 机转速下降，其可在时间TE处停止。 现参考图3B，图表310描绘了在发动机关闭和改变主意以再启动发动机期间如图 表300类似的状况。如上，初始的气门升程较小并且节气门位置接近打开。在TS之后，减 小气门升程以维持空气充气并且节气门位置可增加以增大MAP。在时间TC处，发动机在发 动机转速达到零之后再启动。增加气门升程，其可使得空气流从进气进入汽缸内。这样，可 增加空气充气以使得再启动。 现参考图3C，图表320描绘了在关闭期间节气门和升程位置的加一个示例。节气 门最初始地为更加关闭，并且类似地升程比上面的示例中更大的打开。在时间TS处的发动 机进入转速下降之后，减小升程并且打开节气门以控制汽缸空气充气和MAP。在本示例中， 可在时间TC处的再启动之后的一段时间关闭节气门以便减小MAP(见下面的图4B)。也可 经过相同的时间段减小升程。这样，可抑制发动机噪音、振动和粗糙性(NVH)以降低发动机 磨损和损坏，并且增强操作者体验。 图4A和4B显示了执行再启动启用的的发动机关闭和再启动的发动机系统的进气 内的压力的图表。该图表显示垂直于y轴的压力增加和沿x轴的时间增加。再启动启用的 的发动机关闭可包括控制空气充气控制装置和主发动机节气门以使得进气压力和空气充 气可追踪所需压力值或跟随计算的轨迹。作为程序或子程序的部分(例如程序200和子程 序250)可测量并且控制这些压力以在关闭期间控制发动机参数。可通过发动机节气门位 置控制MAP压力，该示例描绘在图3A-3C中并且在如上所述。 现参考图4A，图表400显示MAP被控制为接近恒定的所需进气压力DESMAP。图表 400可为依照再启动轨迹控制MAP控制的一个示例。在时间TS处的发动机关闭之前，进气 压力较低并且相对恒定，例如在怠速压力。在替代示例中，当运动的车辆可能停止时可减小
12进气压力。在TS之后，进气压力可增加至DES MAP,以便一旦发动机再启动可增加一个或多 个汽缸内的空气充气。此外，当发动机处于怠速时DES MAP处于或基本上类似于MAP。例 如，当发动机处于怠速时MAP可等于或大约为O. 35巴并且可取决于发动机配置和发动机内 的摩擦。贯穿发动机关闭的时间段压力位置在DES MAP。当节气门维持在打开位置时这可 为如上面的300和310 —样的情况。 此外，在替代示例中，当发动机开始关闭时，MAP的值随时间可取决于初始发动机 工况。如果发动机初始地处于怠速状态，即MAP处于稳定怠速状态，在关闭期间可基本上维 持指令MAP轨迹。如果发动机初始地处于大于在怠速时负荷的负荷时，随后在达到第一阈 值发动机转速之前(例如400RPM)可从其初始值向着怠速值减小所需的MAP轨迹。此外， 如果发动机初始地处于低于在怠速时的负荷时，随后在达到第一阈值发动机转速之前(例 如400RPM)所需MAP轨迹可增加至怠速值。因此，可根据所需轨迹随时间控制MAP。
现参考图4B，图表410显示MAP被控制为非恒定的所需进气压力DES MAP。图表 410可为依照所需轨迹控制MAP控制的一个示例。如在图400中，在时间TS处的发动机关 闭之前，进气压力较低并且相对恒定。在TS之后，进气压力增加至DES MAP。在本实施例的 图表中，DES MAP为随着时间减小的线性曲线。在替代实施例中，其可由其它替代曲线代表， 例如由对数曲线或抛物线曲线代表。非恒定减小的MAP可将进气压力和汽缸空气充气限制 至发动机NVH可损害发动机系统或对车辆操作者不舒服的水平之下，同时仍然将空气充气 维持在再启动的阈值之上。在本示例中，控制压力直至发动机转速在时间TE处达到零。在 替代示例中，例如根据所需空燃比可在TE之前和在TS之后的时间再启动发动机并且在点 火和喷射已经再启动之后增大或减小MAP。 此外，DES MAP可呈现为对于一段持续时间的线性地减小值，但可保持恒定或响应 转速下降至发动机阈值(例如450RPM)之下再次增加。在DES MAP增大期间，汽缸空气充气 可维持在低于发动机NVH可损害发动机系统或对车辆操作者不舒服的水平之下。此外，可 响应发动机转速下降至第二发动机阈值之下增加汽缸空气充气。在另外的示例中，可选择 第二阈值以反应发动机配置和/或发动机响应。例如，汽油发动机可在400ms内从600RPM 减速至ORPM，而柴油发动机可在1500ms内从600RPM减速至ORPM。出于该原因，汽油发动 机的第二阈值可大于柴油发动机的第二阈值，以便可给汽油发动机更多的时间(相对于柴 油发动机)以增加MAP。 注意的是本发明包括的示例控制和估值程序可与多种发动机和/或车辆系统配 置一同使用。本发明描述的具体程序可代表任意数量处理策略(例如事件驱动、中断驱动、 多任务、多线程等)中的一个或多个。同样，可以以所说明的顺序执行、并行执行所说明的 各种行为或功能，或在一些情况下有所省略。同样地，处理的顺序也并非实现此处所描述的 实施例的特征和优点所必需的，而只是为了说明和描述的方便。可根据使用的具体策略，可 重复执行一个或多个说明的步骤或功能。此外，所述的步骤用图形表示了编程入发动机控 制系统中的计算机可读存储介质的代码。 应该明白的是，这里公开的配置和流程实际上为范例性的，并且这些具体实施例 不认为限制，因为有许多可能的变化。本发明主题包括所有多种系统和配置以及本文公开 的其他特征、功能和/或特性的新颖和非显而易见的组合和次组合。 本申请的权利要求具体地指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和次组合。这些权利要求可引用"一个"元素或"第一"元素或其等同物。这些权利要求应该理解为包括一个或多个这种元素的结合，既不要求也不排除两个或多个这种元素。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和次组合可通过修改现有权利要求或通过在这个或关联申请中提出新的权利要求得到主张。这些权利要求，无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相同，也被认为包括在本发明主题内。
权利要求
一种用于控制车辆的发动机的方法，所述发动机包括进气歧管和汽缸，所述发动机进一步包括所述进气歧管上游的可调节节气门，所述方法包含运转所述发动机燃烧；响应工况并且在停止的车辆怠速状况期间，以及没有操作者的关闭请求，自动地开始发动机关闭；在所述自动地开始发动机关闭期间，调节所述节气门以维持歧管压力处于第一值，其中在关闭过程的期间，基于运转参数调节所述第一值；及在其达到零转速之前响应再启动请求再启动所述发动机。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在停止的车辆怠速状况期间发生所述自动 的开始发动机关闭，其中所述发动机怠速于发动机怠速转速，并且所述过程基于开始所述 发动机关闭时的歧管压力，所述第一值随着发动机转速从所述发动机怠速减小而增加，并 且在所述关闭期间在该处调节所述节气门以将歧管压力维持在增加的值。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一值基于大气压力和发动机冷却剂 温度。
4. 一种用于控制车辆的发动机的方法，所述发动机包括进气歧管和汽缸，所述汽缸包 括可调节进气门，所述发动机进一步包括所述进气歧管上游的可调节节气门，所述方法包 含运转所述发动机使有燃烧过程；响应工况，并且没有操作者的关闭请求，自动地开始发动机关闭；在所述自动地开始发动机关闭期间，调节所述节气门以维持歧管压力处于第一值同时 调节所述进气门的运转以维持汽缸空气量低于第二阈值，其中在关闭过的期间，基于至少 一个运转参数调节所述第一值；及在所述发动机达到零转速之前通过至少调节所述进气门的运转以增加汽缸空气量再 启动所述发动机。
5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，在停止的车辆怠速状况期间发生所述自动 的开始发动机关闭，其中所述发动机怠速于发动机怠速转速，所述第一值随着发动机转速 从所述发动机怠速减小而增加。
6. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一值基于大气压力。
7. 如权利要求4所述的方法，还包含响应来自歧管压力传感器的反馈调节所述节气门。
8. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，调节进气门正时或气门升程以维持所述汽缸空气量。
9. 如权利要求4所述的方法，还包含再次开始将燃料直接喷射进汽缸内以再启动所述 发动机，和响应驾驶员的输入再启动所述发动机以在所述发动机转速停止之前开动车辆。
10. —种用于控制车辆的发动机的方法，所述发动机包括进气歧管和汽缸，所述发动机 进一步包括所述进气歧管上游的可调节节气门，所述方法包含运转所述发动机使有燃烧过程；响应工况并且在停止的车辆怠速状况期间，并且没有操作者的关闭请求，自动地开始 发动机关闭；在所述自动地开始发动机关闭期间，通过调节所述节气门沿所需轨迹改变歧管压力， 所述轨迹至少在第一选择的状况期间具有随着发动机转速减小而增加的歧管压力，并且至 少在第二选择的状况期间具有随着发动机转速减小而减小的歧管压力。
11.如权利要求io所述的方法，其特征在于，所述所需的轨迹进一步基于发动机冷却剂温度。
全文摘要
本发明提供一种用于控制车辆的发动机的方法，所述发动机包括进气歧管和汽缸，所述发动机进一步包括进气歧管上游的可调节节气门。一个示例方法包含运转所述发动机燃烧；响应工况并且在停止的车辆怠速状况期间，以及没有操作者的关闭请求，自动地开始发动机关闭；在所述自动地开始发动机关闭期间，调节所述节气门以维持歧管压力处于第一值，其中在关闭过程的期间，基于运转参数调节所述第一值；及在其达到零转速之前响应再启动请求再启动所述发动机。
文档编号F02D13/08GK101769209SQ20091022085
公开日2010年7月7日 申请日期2009年11月6日 优先权日2008年11月6日
发明者A·O·吉布森, J·N·阿瑞 申请人:福特环球技术公司