СПОСОБ ЗАПУСКА ДВИГАТЕЛЯ, СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА Российский патент 2017 года по МПК F02D41/06 F02D9/02 F02N11/08 

Уровень техники

Система управления транспортным средством может быть выполнена с возможностью запуска двигателя при условии заданного объема впускного коллектора. Однако, взаимодействия между уровнями разрежения в усилителе тормозов и давлением во впускном коллекторе при запусках двигателя может вызывать непостоянство заряда воздуха, а следовательно, топливовоздушного соотношения при запусках двигателя. По существу, это повышает выделение продуктов сгорания с отработавшими газами.

Один из подходов для принятия мер в ответ на это непостоянство показан Кайямой и другими в патенте США 6,857,415. В нем, клапан размещен между усилителем тормозов и впускным коллектором для выравнивания (остаточного) давления в усилителе тормозов до атмосферных уровней или для удаления воздуха из впускного коллектора в усилитель тормозов.

Раскрытие изобретения

Однако, авторы в материалах настоящей заявки идентифицировали потенциальную проблему у такого подхода. В качестве одного из примеров, клапан, используемый в подходе Кайямы и других, не позволяет уровню давления во впускном коллекторе (MAP) устанавливаться от одного запуска двигателя до другого запуска двигателя. В качестве еще одного примера, даже с клапаном, подходящий уровень MAP может не достигаться при запусках двигателя, происходящих на больших абсолютных высотах, а также на уровне моря.

Таким образом, согласно одному аспекту предложен способ запуска двигателя, включающий установку положения дросселя на основании давления в вакуумном резервуаре во время запуска.

Давление в вакуумном резервуаре предпочтительно включает давление в усилителе тормозов.

Давление в усилителе тормозов предпочтительно включает уровень давления в усилителе тормозов, в то время как двигатель находится в состоянии покоя, и при этом, дроссель дополнительно устанавливается на основании барометрического давления.

Давление в усилителе тормозов предпочтительно включает уровень давления в усилителе тормозов до того, как начинается впрыск топлива для запуска.

Дроссель предпочтительно устанавливается в большей степени закрытым для более высоких уровней абсолютного давления в усилителе тормозов.

Усилитель тормозов предпочтительно находится в пневматическом сообщении с впускным коллектором исключительно через единственный запорный клапан.

Дроссель предпочтительно устанавливается в большей степени закрытым для более высоких начальных абсолютных давлений в резервуаре перед запуском, и устанавливается более открытым для более низких начальных абсолютных значений в резервуаре перед запуском.

Способ предпочтительно дополнительно включает регулирование установки фаз кулачкового распределения во время запуска двигателя в ответ на давление в усилителе тормозов перед запуском.

Способ предпочтительно дополнительно включает временное удерживание дросселя полностью закрытым во время запуска перед установкой положения дросселя в по меньшей мере частично открытое положение, при этом степень открывания основана на давлении в усилителе тормозов.

Способ предпочтительно дополнительно включает регулирование установки опережения зажигания для каждого из множества событий сгорания, отсчитанных от первого события сгорания при запуске, при этом установка опережения зажигания регулируется на основании давления в усилителе тормозов, идентифицированного перед первым событием сгорания.

Способ предпочтительно дополнительно включает оценку количества воздуха в цилиндре и количества испарения топлива во время запуска на основании давления в усилителе тормозов.

Способ предпочтительно дополнительно включает регулирование количества впрыска топлива на основании количества воздуха в цилиндре и количества испарения топлива.

Согласно другому аспекту предложен способ для двигателя, включающий для первого запуска из состояния покоя с относительно полным усилителем тормозов, сначала закрывание дросселя во время проворачивания коленчатого вала, а затем, открывание дросселя на первую величину, как только давление в коллекторе достигает пороговой величины, и для второго запуска из состояния покоя с относительно пустым усилителем тормозов, сначала закрывание дросселя во время проворачивания коленчатого вала, а затем, открывание дросселя на вторую, большую величину, как только давление в коллекторе достигает пороговой величины.

Дроссель предпочтительно сначала полностью закрыт перед открыванием при первом и втором запусках.

Впрыск топлива предпочтительно начинается по открыванию дросселя при обоих, первом и втором, запусках.

Усилитель тормозов предпочтительно находится в пневматическом сообщении с впускным коллектором двигателя исключительно через единственный запорный клапан.

Длительность проворачивания коленчатого вала предпочтительно является большей для второго запуска по сравнению с первым запуском.

Для первого и второго запусков, заряд воздуха предпочтительно определяется на основании начального уровня наполнения усилителя тормозов, и впрыск топлива подается на основании определяемого заряда воздуха, при этом определяемый заряд воздуха больше для второго запуска по сравнению с первым запуском.

Согласно еще одному аспекту предложена система, содержащая двигатель, включающий в себя впускной коллектор, дроссель, усилитель тормозов, присоединенный к впускному коллектору только через запорный клапан и включающий вакуумный резервуар, и контроллер с машинно-читаемыми командами для, во время запуска двигателя, установки положения дросселя на основании уровня разрежения вакуумного резервуара.

Установка положения предпочтительно включает, когда уровень разрежения вакуумного резервуара является более высоким, проворачивание коленчатого вала двигателя с в меньшей степени закрытым дросселем в течение меньшей длительности перед топливоснабжением двигателя, и когда уровень разрежения вакуумного резервуара является более низким, проворачивание коленчатого вала двигателя с в большей степени закрытым дросселем в течение большей длительности перед топливоснабжением двигателя.

Согласно еще одному аспекту предложен способ для двигателя, включающий оценку заряда воздуха цилиндра событий цилиндра на основании первого уровня наполнения усилителя тормозов и объема усилителя тормозов, при этом объем основан на гидравлическом тормозном давлении.

Заряд воздуха цилиндра предпочтительно оценивается для запуска из состояния покоя с усилителем тормозов на первом уровне наполнения, при этом событие цилиндра включает первое событие сгорания от состояния покоя двигателя во время запуска.

Посредством регулирования положения дросселя при запуске двигателя, скорость, с которой воздух поступает в двигатель, может регулироваться, чтобы быть более подходящей. Дополнительно, поскольку давление в коллекторе при начальном топливоснабжении двигателя оказывает влияние как на заряд воздуха цилиндра, так и испарение топлива, как слаженное, так и точное управление могут использоваться для улучшения регулирования топливовоздушной смеси. Таким образом, лучшее регулирование топливовоздушного соотношения может достигаться во время запуска двигателя, тем самым, снижая выбросы и улучшая качество окружающей среды.

Следует понимать, что, в одном из примеров, установка положения дросселя может включать в себя сначала полное закрывание дросселя, а затем, открывание его до положения, которое основано на уровне давления в резервуаре перед запуском двигателя (например, перед проворачиванием коленчатого вала двигателя, в то время как двигатель был в состоянии покоя). В качестве альтернативы или дополнительно, уровень давления может контролироваться во время проворачивания коленчатого вала и увеличения числа оборотов, чтобы идентифицировать регулировку дросселя.

Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут без труда очевидны из последующего подробного описания при прочтении в одиночку или в сочетании с прилагаемыми чертежами.

Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, предоставлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Оно не идентифицирует ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен осуществлениями, которые решают какие-нибудь недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой схематичный вид двигателя и ассоциативно связанной вакуумной системы;

Фиг. 2-3 представляют собой высокоуровневые блок-схемы последовательности операций способа для запуска двигателя посредством регулирования установок параметров двигателя на основании давления в вакуумном резервуаре во время запуска;

Фиг. 4 представляет собой примерное регулирование дросселя согласно настоящему изобретению.

Подробное описание изобретения

Настоящее описание относится к способам и системам для регулирования запуска двигателя, например, в системе двигателя по фиг. 1. По существу, давление во впускном коллекторе (MAP) двигателя оказывает влияние на испарение топлива и заряд воздуха цилиндра. Следовательно, изменение этих параметров во время запуска двигателя может вызывать погрешности топливо-воздушного соотношения и, таким образом, увеличивать выделение продуктов сгорания с отработавшими газами, в то время как каталитический нейтрализатор обычно не полностью активирован. Таким образом, один из подходов для улучшения регулирования топливо/воздушного соотношения во время запуска состоит в том, чтобы иметь подходящее давление во впускном коллекторе на запуске. Однако, при попытке получить запуски с подходящим давлением в коллекторе, могут возникать колебания давления в коллекторе и заряда воздуха цилиндра, зависящие от уровня наполнения вакуумных резервуаров, присоединенных к впускному коллектору, таких как вакуумный резервуар усилителя тормозов. Даже если клапанное устройство между усилителем тормозов и впускным коллектором может уменьшать влияния разных уровней наполнения усилителя на запуске, некоторое колебание остается и может приводить к повышенным погрешностям топливоснабжения.

Таким образом, один из подходов к обеспечению улучшенных регулирования и совместимости давления в коллекторе, а также оценки заряда воздуха цилиндра, а таким образом, топливоснабжения двигателя, от одного запуска к другому запуску, состоит в том, чтобы регулировать одну или более установок параметров двигателя, таких как положение дросселя, установка фаз кулачкового распределения, установка момента зажигания, и т. д., для оказания влияния на MAP при проворачивании коленчатого вала и запуске. К тому же, учет потока в или из впускного коллектора из/в вакуумный резервуар, такой как усилитель тормозов, превращается в то, каким было бы возмущение воздуха в отношении учитываемого результата. В одном из вариантов осуществления, информация касательно уровня разрежения в усилителе тормозов при запуске двигателя может использоваться для лучшего позиционирования различных установок параметров двигателя, особенно во время проворачивания коленчатого вала двигателя и увеличения числа оборотов двигателя от числа оборотов проворачивания коленчатого вала до числа оборотов холостого хода. Дополнительно или в качестве альтернативы, эта информация может улучшать оценки испарения топлива и наполнения зарядом воздуха цилиндра, с тем чтобы также обеспечивать лучшее регулирование топливовоздушной смеси во время запусков двигателя и, таким образом, снижать выбросы. Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью выполнения процедур управления, таких как примерные процедуры по фиг. 2-3, для регулирования одной или более установок параметров двигателя в ответ на уровень разрежения усилителя тормозов. Примерное регулирование дросселя в ответ на разрежения в усилителе тормозов проиллюстрировано на фиг. 4.

Со ссылкой на фиг. 1, двигатель 10 внутреннего сгорания, содержащий множество цилиндров, один цилиндр которого показан на фиг. 1, управляется электронным контроллером 12 двигателя. Двигатель 10 включает камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндра с поршнем 36, расположенным в них и присоединенным к коленчатому валу 40. Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответственный впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый впускной клапан и выпускной клапан может приводиться в действие кулачком 51 впускного клапана и кулачком 53 выпускного клапана. В качестве альтернативы, один или более из впускных и выпускных клапанов могут приводиться в действие электромеханически управляемым узлом катушки и якоря клапана. Положение кулачка 51 впускного клапана может определяться датчиком 55 кулачка впускного клапана. Положение кулачка 53 выпускного клапана может определяться датчиком 57 кулачка выпускного клапана.

Топливная форсунка 66 показана расположенной для впрыска топлива непосредственно в цилиндр 30, что известно специалистам в данной области техники как непосредственный впрыск. В качестве альтернативы, топливо может впрыскиваться во впускной канал, что известно специалистам в данной области техники в качестве впрыска во впускной канал. Топливная форсунка 66 выдает жидкое топливо пропорционально длительности импульса сигнала FPW из контроллера 12. Топливо подается на топливную форсунку 66 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель для топлива (не показана). Топливная форсунка 66 питается рабочим током из формирователя 95, который реагирует на действие контроллера 12. В дополнение, впускной коллектор 44 показан сообщающимся с необязательным электронным дросселем 62, который регулирует положение дроссельной заслонки 64 для регулирования потока воздуха из впускной камеры 46 наддува.

Компрессор 162 втягивает воздух из воздухозаборника 42 для питания камеры 46 наддува. Отработавшие газы вращают турбину 164, которая присоединена к компрессору 162 через вал 161. Исполнительный механизм регулятора давления наддува (не показан) может предоставлять отработавшим газам возможность обходить турбину 164, так чтобы давление наддува могло регулироваться в меняющихся условиях работы.

Усилитель 140 тормозов, включающий в себя резервуар усилителя тормозов, может быт присоединен к впускному коллектору 44 через запорный клапан 73. Таким образом, усилитель 140 тормозов находится в пневматической связи с впускным коллектором исключительно через единственный запорный клапан. Запорный клапан 73 предоставляет воздуху возможность втекать во впускной коллектор 44 из усилителя 140 тормозов и ограничивает поток воздуха в усилитель 140 тормозов из впускного коллектора 44. Запорный клапан 73 обеспечивает быстрый сброс давления в резервуаре, когда давление в резервуаре (например, усилителя 40 тормозов) является относительно высоким, а давление во впускном коллекторе является низким. Дополнительно или в качестве альтернативы, вакуумный насос 77 может избирательно приводиться в действие посредством сигнала управления из контроллера 12, чтобы подавать разрежение в усилитель 140 тормозов. Запорный клапан 69 предоставляет воздуху возможность втекать в вакуумный насос 77 из усилителя 140 тормозов и ограничивает поток воздуха в усилитель 140 тормозов из вакуумного насоса 77. Усилитель 140 тормозов может включать в себя внутренний вакуумный резервуар, и он может усиливать силу, выдаваемую ступней 152 через тормозную педаль 150 на главный цилиндр 148 для применения тормозов транспортного средства (не показаны). Более конкретно, главный цилиндр 148 присоединен к гидравлической тормозной системе 192, включающей в себя датчик 190 гидравлической тормозной магистрали, который, в качестве альтернативы, может быть расположен в главном цилиндре для указания давления в главном цилиндре. Как пояснено ниже со ссылкой на фиг. 2, система управления может включать в себя датчик гидравлического давления в главном цилиндре в качестве непрямого, но почти совершенно пропорционального суждения о мгновенном объеме усилителя тормозов.

Система 88 зажигания без распределителя выдает искру зажигания в камеру 30 сгорания через запальную свечу 92 в ответ на действие контроллера 12. Универсальный датчик 126 кислорода выхлопных газов (UEGO) показан присоединенным к выпускному коллектору 48 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 70 отработавших газов. В качестве альтернативы, двухрежимный датчик кислорода выхлопных газов может использоваться вместо датчика 126 UEGO.

Нейтрализатор 70 отработавших газов, в одном из примеров, включает многочисленные блоки катализатора. В еще одном примере, могут использоваться многочисленные устройства снижения токсичности отработавших газов, каждое с многочисленными блоками. Нейтрализатор 70 отработавших газов, в одном из примеров, может быть катализатором трехходового типа.

Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве традиционного микрокомпьютера, включающего в себя: микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106, оперативное запоминающее устройство 108, дежурную память 110 и традиционную шину данных. Контроллер 12 выдает команды на различные исполнительные механизмы. Контроллер 12 показан принимающим различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе: температуру охлаждающей жидкости двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; датчика 134 положения, присоединенного к педали 130 акселератора для считывания положения, заданного ступней 132; датчика 154 положения, присоединенного к тормозной педали 150, для считывания положения тормозной педали; датчик детонации для определения воспламенения остаточных газов (не показан); измерение давления во впускном коллекторе двигателя (MAP) с датчика 121 давления, присоединенного к впускному коллектору 44; измерение давления наддува с датчика 122 давления, присоединенного к камере 46 наддува; давление в резервуаре усилителя тормозов с датчика 125 давления; датчика положения двигателя с датчика 118 на эффекте Холла, считывающего положение коленчатого вала 40; измерение массы воздуха, поступающего в двигатель, с датчика 120 (например, измерителя расхода воздуха с термоэлементом); и измерение положения дросселя с датчика 58. Барометрическое давление также может считываться (датчик не показан) для обработки контроллером 12. В предпочтительном аспекте настоящего описания, датчик 118 положения двигателя вырабатывает предопределенное количество равномерно разнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала, по которому может определяться частота вращения двигателя (RPM, в оборотах в минуту).

Постоянное запоминающее устройство 106 запоминающего носителя может быть запрограммировано машинно-читаемыми данными, представляющими команды, исполняемые процессором 102 для выполнения способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены.

В некоторых вариантах осуществления, двигатель может быть присоединен к системе электродвигателя/аккумуляторной батареи в транспортном средстве с гибридным приводом. Транспортное средство с гибридным приводом может иметь параллельную конфигурацию, последовательную конфигурацию, либо их варианты или комбинации. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, могут применяться другие конфигурации двигателя, например, дизельный двигатель.

Во время работы, каждый цилиндр в двигателе 10 обычно подвергается четырехтактному циклу: цикл включает такт впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выпуска. В течение такта впуска, обычно, выпускной клапан 54 закрывается, а впускной клапан 52 открывается. Воздух вовлекается в камеру 30 сгорания через впускной коллектор 44, поршень 36 перемещается к дну цилиндра, с тем чтобы увеличивать объем внутри камеры 30 сгорания. Положение, в котором поршень 36 находится около дна цилиндра и в конце своего хода (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наибольшем объеме), обычно указывается специалистами в данной области техники ссылкой в качестве нижней мертвой точки (НМТ, BDC). Во время такта сжатия, впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 перемещается к головке блока цилиндров, с тем чтобы сжимать воздух внутри камеры 30 сгорания. Точка, в которой поршень 36 находится в конце своего хода и самой близкой к головке блока цилиндров (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наименьшем объеме), обычно указывается специалистами в данной области техники в качестве верхней мертвой точки (ВМТ, TDC). В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как впрыск, топливо вводится в камеру сгорания. В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как воспламенение, впрыснутое топливо воспламеняется известным средством воспламенения, таким как свеча 92 зажигания, приводя к сгоранию. Во время такта расширения, расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно в НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует перемещение поршня в крутящий момент вращающегося вала. В заключение, во время такта выпуска, выпускной клапан 54 открывается, чтобы выпускать подвергнутую сгоранию топливовоздушную смесь в выпускной коллектор 48, и поршень возвращается в ВМТ. Следует понимать, что вышеприведенное описано просто в качестве примера, и что привязка по времени открывания и/или закрывания впускного и выпускного клапанов может меняться так, чтобы давать положительные или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрывание впускного клапана, или различные другие примеры.

Далее, обращаясь к фиг. 2, показана примерная процедура 20 для регулирования установок двигателя при запуске двигателя на основании начального давления в вакуумном резервуаре усилителя тормозов, а также на основании того, является ли запуск двигателя холодным запуском или горячим запуском.

На 202, условия работы двигателя могут оцениваться и/или измеряться. Условия работы двигателя могут включать в себя, но не в качестве ограничения, число оборотов двигателя, количество воздуха в цилиндре двигателя, температуру двигателя, температуру каталитического нейтрализатора отработавших газов, требуемый крутящий момент, барометрическое давление, температуру окружающей среды, уровни разрежения в системе, в том числе, уровни наполнения разрежения или давление в различных вакуумных резервуарах, давление в цилиндре и положение дросселя. Процедура 200 переходит на 204 после того, как определены условия работы двигателя.

На 204, может подтверждаться условие запуска двигателя. Например, может подтверждаться, что число оборотов двигателя в настоящее время находится ниже порогового значения (например, двигатель находится в состоянии покоя), и был сформирован запрос запуска двигателя, такой как от положения ключа, с брелока дистанционного запуска, автоматического повторного запуска двигателя и/или прочего.

На 206, может определяться, является ли запуск двигателя условием холодного запуска двигателя. В одном из примеров, холодный запуск двигателя может включать в себя температуру (или температуру охлаждающей жидкости двигателя), находящуюся ниже, чем пороговая температура (такая как температура розжига каталитического нейтрализатора). Если условия холодного запуска не подтверждены, то может определяться, что двигатель находится в условиях горячего запуска.

Если холодный запуск двигателя подтвержден, то, на 208, регулировки двигателя (например, регулировки исполнительных механизмов двигателя или регулировки параметров двигателя) для холодного запуска двигателя могут определяться на основании уровней наполнения разрежения вакуумного резервуара (или давления в вакуумном резервуаре). В сравнении, если холодный запуск двигателя не подтвержден, то, на 210, регулировки двигателя для горячего запуска двигателя могут определяться на основании уровней наполнения разрежения вакуумного резервуара (или давления в вакуумном резервуаре). В качестве используемого в материалах настоящей заявки, давление в вакуумном резервуаре может включать в себя давление в усилителе тормозов. В одном из примеров, давление в усилителе тормозов может включать в себя уровень давления в усилителе тормозов до того, как начинается впрыск топлива для запуска двигателя, к примеру, в то время как двигатель в проворачивании коленчатого вала. В еще одном примере, давление в усилителе тормозов может включать в себя уровень усилителя тормозов, в то время как двигатель находится в состоянии покоя (то есть до того, как начато проворачивание коленчатого вала). Как конкретизировано на фиг. 3, определенные регулировки двигателя могут включать в себя, среди прочего, одно ли более из положения дросселя, установки фаз кулачкового распределения и установки опережения зажигания.

По определению установок двигателя для запуска двигателя (холодного запуска или горячего запуска) на 208 и 210, процедура переходит на 212 для оценки заряда воздуха цилиндра на основании условий работы, в том числе, уровня наполнения вакуумного резервуара. Это может включать в себя оценку количества воздуха в цилиндре и количества испарения топлива во время запуска на основании давления в усилителе тормозов. В одном из примеров, массовый расход воздуха из усилителя тормозов может вычисляться по закону идеального газа. В качестве альтернативы, модель воздуха в и/или из усилителя тормозов во время начального запуска двигателя может быть основана на уровне наполнения разрежения усилителя и законе идеального газа, где объем предполагается переменным, причем, объем является линейной функцией хода тормозов, который сам является линейной функцией гидравлического тормозного давления. По существу, по измеренному тормозному (пневматическому) давлению может оцениваться объем, и измеренное разрежение в вакуумном усилителе может определяться по измеренному давлению в усилителе тормозов. Затем, на основании этой информации и температуре окружающей среды, масса (и/или изменение массы) может определяться и применяться (например, вычитаться) к заряду воздуха цилиндра, который в ином случае выдавался бы в цилиндр (например, по датчику массового расхода воздуха и динамике заполнения коллектора) для обеспечения лучшей оценки заряда воздуха цилиндра.

На 214, процедура включает подачу топлива на основании оцененного заряда воздуха цилиндра и подачу команды на исполнительные механизмы двигателя для определенных установок. Более конкретно, процедура регулирует и выдает количество впрыска топлива, которое основано на определенном количестве воздуха в цилиндре и количестве испарения топлива.

В одном из примеров, на 208 и 210, процедура может включать в себя регулирование дросселя на основании давления в вакуумном резервуаре во время запуска, регулирование установки фаз кулачкового распределения во время запуска двигателя в ответ на давление в усилителе тормозов перед запуском, и/или регулирование установки опережения зажигания во время запуска двигателя в ответ на давление в усилителе тормозов перед запуском. Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью подсчета количества событий сгорания в цилиндре от первого события сгорания (или первого события цилиндра) во время запуска. В альтернативном примере, контроллер может подсчитывать количество событий цилиндра от достижения целевого давления в коллекторе. На основании подсчета, может регулироваться оценка заряда воздуха цилиндра, которая, в свою очередь, может оказывать влияние на регулировки впрыска топлива, а также регулировки установки опережения зажигания. Например, установка опережения зажигания может регулироваться для каждого из множества событий сгорания, отсчитанных от первого события зажигания запуска, на основании давления в усилителе тормозов, идентифицированного перед первым событием сгорания.

Таким образом, оценка заряда воздуха при запуске двигателя вычисляется по-разному на основании начального состояния уровня давления в усилителе тормозов. Соответственно, оценка заряда воздуха при запуске двигателя компенсируется для увеличения постоянства (и снижения непостоянства) на основании начального уровня давления в усилителе тормозов, компенсация обеспечивается дросселем и вспомогательными устройствами в потоке воздуха. Посредством уменьшения изменчивости оценки заряда воздуха во время запусков двигателя, погрешности топливо/воздушной смеси во время запуска двигателя могут уменьшаться, а выделение продуктов сгорания с отработавшими газами может улучшаться, в частности, во время холодных запусков.

Далее, обращаясь к фиг. 3, показана примерная процедура 300 для определения установок двигателя во время запуска двигателя на основании уровня разрежения вакуумного резервуара, в материалах настоящей заявки, вакуумного резервуара усилителя тормозов.

На 302, может определяться, началось ли проворачивание коленчатого вала двигателя. В одном из примеров, на основании числа оборотов двигателя, число оборотов может определяться, если началось проворачивание коленчатого вала. В еще одном варианте осуществления, может определяться, находится ли двигатель в состоянии покоя и не является вращающимся. Если проворачивание коленчатого вала не началось (то есть, двигатель находится в состоянии покоя), то, на 304, дроссель может полностью закрываться перед тем, как начато проворачивание коленчатого вала. На 306, может быть начато проворачивание коленчатого вала. Например, стартер двигателя может приводиться в действие, чтобы начинать проворачивание коленчатого вала двигателя.

Запуск с закрытым дросселем может давать различные преимущества. В качестве одного из примеров, при запуске двигателя, может быть критически важным формировать как можно большее разрежение на впуске для питания различных вакуумных исполнительных механизмов (например, исполнительных механизмов, которые обеспечивают систему экстренного торможения, регуляторов давления наддува с вакуумным приводом, перепускных клапанов компрессора с вакуумным приводом, опор двигателя с вакуумным приводом, и т. д.). В материалах настоящей заявки, посредством закрывания дросселя при запуске двигателя (с IVC на максимальном коэффициенте наполнения), величина разрежения на впуске может преимущественно доводиться до максимума, где, в одном из примеров, двигатель сначала используется в качестве вакуумного насоса до того, как он снабжается топливом, чтобы получать разрежение во впускном коллекторе и объеме усилителя тормозов. В качестве еще одного примера, может быть желательным добиваться запусков двигателя с постоянным MAP. Например, может требоваться соответствие между запуском двигателя в местоположении, имеющем большую абсолютную высоту и более низкую температуру окружающей среды относительно запуска двигателя в местоположении, имеющем меньшую абсолютную высоту и более высокую температуру окружающей среды. В материалах настоящей заявки, посредством закрывания дросселя при запуске двигателя (с IVC на максимальном коэффициенте наполнения), также может преимущественно даваться возможность запусков с более подходящим MAP.

Если проворачивание коленчатого вала началось на 302, или после того, как проворачивание коленчатого вала было инициировано на 306, процедура переходит на 308, при этом, давление в коллекторе (MAP) оценивается и/или логически выводится (например, в одном из примеров, измеряется посредством датчика MAP). В одном из примеров, давление в коллекторе может оцениваться специальным датчиком MAP. В еще одном примере, давление в коллекторе может выводиться на основании уровней разрежения вакуумного резервуара. Например, когда вакуумный резервуар является усилителем тормозов, имеющим датчик давления, присоединенный к нему, давление в коллекторе может выводиться на основании давления в усилителе давления, как оценивается датчиком давления в усилителе тормозов. Давление в коллекторе может продолжать контролироваться до тех пор, пока оно не достигает целевого порогового давления. Контроллер двигателя также может оценивать время проворачивания коленчатого вала, которое является длительностью проворачивания коленчатого вала, требуемой для достижения целевого порогового давления.

На 310, может определяться, упало ли давление в коллекторе до порогового давления. Если да, то, на 312, может начинаться впрыск топлива. В качестве альтернативы, если впрыск топлива уже был начат, впрыск топлива может продолжаться. Процедура затем переходит на 314, чтобы перемещать дроссель в открытое (например, в большей степени открытое) положение, положение дросселя основано на условиях работы, в том числе, уровне разрежения в вакуумном резервуаре. Например, дроссель может подвергаться установке положения на основании барометрического давления и давления в вакуумном резервуаре. По существу, на продолжении длительности регулирования дросселя, заряд воздуха цилиндра также может оцениваться на основании начального и текущего давления в усилителе тормозов. Впрыск топлива затем может регулироваться на основании оцененного заряда воздуха в цилиндре.

В одном из примеров, дроссель регулируется для обеспечения по существу постоянного и предписанного MAP от одного запуска к другому, даже в то время как изменяется барометрическое давление. Например, более низкое BP может давать в результате более низкое давление на выпуске, имея следствием более высокий расход воздуха двигателя для данного MAP. Таким образом, в этом примере, уставка MAP/давления на выпуске может использоваться для обеспечения повышенной совместимости с изменением барометрического давления, где дроссель регулируется для обеспечения требуемого соотношения с уставкой. Дополнительно, поток дросселя пропорционален барометрическому давлению в звуковой области, но, в других областях, более высокое барометрическое давление может вызывать большую скорость потока дросселя. Таким образом, в то время, как барометрическое давление увеличивается от одного запуска к другому, регулировка положения дросселя может быть закрытой в большей степени для обеспечения той же самой скорости потока воздуха дросселя.

В еще одном примере, дроссель может устанавливаться в большей степени закрытым для более высоких уровней абсолютного давления в усилителе тормозов. В еще одном примере, дроссель может устанавливаться в большей степени закрытым для более высоких начальных абсолютных давлений в резервуаре перед запуском (например, перед тем, как начато проворачивание коленчатого вала), и, к тому же, устанавливаться в большей степени открытым для более низких начальных абсолютных давлений в резервуаре перед запуском. Кроме того, в еще одном примере, дроссель может временно (например, в течение некоторой длительности) удерживаться полностью закрытым во время запуска непосредственно перед установкой положения дросселя в по меньшей мере частично открытое положение, степень открывания дросселя основана на давлении в усилителе тормозов.

Возвращаясь на 310, если давление в коллекторе не упало до пороговой величины, то, на 316, двигатель может продолжать подвергаться проворачиванию коленчатого вала без какого бы то ни было впрыска топлива. Только после того, как достигнуто пороговое давление в коллекторе, процедура может приступать к началу впрыска топлива.

Таким образом, когда усилитель тормозов находится под более высоким давлением (то есть боле низким уровнем разрежения), дается возможность в большей степени закрытого положения дросселя при проворачивании коленчатого вала и запуске (то есть, проворачивания коленчатого вала с дросселем, закрытым в большей степени, и запуска двигателя с дросселем во в большей степени закрытом положении) наряду с тем, что, когда усилитель тормозов находится под более низким давлением (то есть, более высоким уровнем разряжения), дается возможность в меньшей степени закрытого (или в большей степени открытого) положения дросселя при проворачивании коленчатого вала и запуске (то есть, проворачивания коленчатого вала с дросселем, открытым в большей степени, и запуска двигателя с дросселем во в большей степени открытом положении). По существу, когда усилитель тормозов находится под более высоким давлением (или более низким уровнем разрежения), время проворачивания коленчатого вала, требуемое для достижения целевого MAP, вероятно должно быть более длительным, когда усилитель тормозов находится под более низким давлением (или более высоким уровнем разрежения). Кроме того, соответствие времени проворачивания коленчатого вала, если требуется (например, для достижения минимального времени проворачивания коленчатого вала при обоих условиях), может достигаться дополнительным проворачиванием коленчатого вала при условии более высокого давления в усилителе тормозов.

Положение дросселя может дополнительно регулироваться на основании того, является ли запуск двигателя горячим запуском или холодным запуском. Например, дроссель может устанавливаться закрытым в большей степени во время горячего запуска наряду с тем, что дроссель может устанавливаться в большей степени открытым во время холодного запуска, а кроме того, дроссель может регулироваться на основании уровня разрежения усилителя тормозов.

Следует понимать, что, несмотря на то, что процедуры по фиг. 2-3 конкретизировали регулировки исполнительных механизмов в ответ на давление в усилителе тормозов, в альтернативных вариантах осуществления, исполнительный механизм может регулироваться в ответ на уровень разрежения альтернативного вакуумного резервуара, такого как вакуумный резервуар, присоединенный к одному или более дополнительных потребителей разрежения (например, вакуумных исполнительных механизмов). Подобным образом, несмотря на то, что процедуры по фиг. 2-3 и примеры по фиг. 4 конкретизируют регулировки положения дросселя в ответ на уровень разрежения в вакуумном резервуаре, в альтернативных вариантах осуществления другие исполнительные механизмы могут регулироваться дополнительно или по выбору, такие как установка опережения зажигания, установка фаз кулачкового распределения и установка момента впрыска топлива.

Концепции, представленные в процедурах по фиг. 2-3, далее разъяснены на фиг. 4, на которое многомерная регулировочная характеристика 400 описывает примерные регулировки положения дросселя в ответ на уровни разрежения в усилителе тормозов. Более конкретно, многомерная регулировочная характеристика 400 изображает изменения числа оборотов двигателя на графиках 402 и 404, изменения давления в коллекторе на графиках 406 и 408, изменения положения дросселя на графиках 410 и 412 и изменения в отношении впрыска топлива на графиках 414 и 416. По существу, графики 402, 406, 410 и 414 (сплошные линии) изображают изменения для первого запуска из состояния покоя с усилителем тормозов, относительно полным (то есть, в условиях более высокого уровня разрежения в усилителе тормозов), наряду с тем, что графики 404, 408, 412 и 416 (пунктирные линии) изображают соответствующие изменения для второго запуска из состояния покоя с усилителем тормозов, относительно пустым (то есть, в условиях более низкого уровня разрежения в усилителе тормозов).

Перед t1, двигатель может находиться в состоянии покоя (графики 402 и 404) с дросселем в положением дросселя по умолчанию, которое является открытым в большей степени (графики 410 и 412), давлением во впускном коллекторе (MAP) на барометрическом давлении (BP) (графики 406 и 408) и с отсутствующим впрыском топлива в двигатель (графики 414 и 416). В t1, может определяться запуск двигателя.

Для первого запуска из состояния покоя (как изображено на графиках 402, 406, 410 и 414 сплошными линиями), усилитель тормозов может быть относительно полон и иметь более высокий уровень разрежения. Соответственно, в t1, дроссель может закрываться, в то время как двигатель подвергается проворачиванию коленчатого вала с использованием стартерного электродвигателя. Более конкретно, дроссель может закрываться на меньшую величину (то есть, закрываться в меньшей степени) по сравнению с запуском с относительно пустым усилителем тормозов. Дроссель может оставаться закрытым во время проворачивания коленчатого вала до тех пор, пока давление в коллекторе не падает от BP до целевой пороговой величины 407. По существу, когда усилитель тормозов относительно полон, длительность проворачивания коленчатого вала с закрытым дросселем (d1), требуемая для достижения пороговой величины MAP, может быть меньшей. Соответственно, в t2, как только давление в коллекторе достигает пороговой величины 407, дроссель может открываться. Более конкретно, дроссель может открываться на первую величину для приведения дросселя в относительно в большей степени открытое положение 409a. Дополнительно, в t2, впрыск топлива может возвращаться к вращению двигателя, и число оборотов двигателя может увеличиваться. Кроме того еще, целевое MAP также может регулироваться на основании испаряемости топлива, с более низкой регулировкой MAP для холодных или в меньшей степени испаряющегося топлива при холодном запуске по сравнению с в большей степени испаряющимся топливом. По существу, регулировка MAP и регулировка дросселя дополнительно могут регулироваться на основании качества топлива.

В сравнении, для второго запуска из состояния покоя (как изображено на графиках 404, 408, 412 и 416 пунктирными линиями), усилитель тормозов может быть относительно пуст и иметь более низкий уровень разрежения. Соответственно, в t1, дроссель может закрываться, в то время как двигатель подвергается проворачиванию коленчатого вала с использованием стартерного электродвигателя. Более конкретно, дроссель может закрываться на большую величину (то есть, закрываться в большей степени) по сравнению с запуском с относительно полным усилителем тормозов. Дроссель может оставаться закрытым во время проворачивания коленчатого вала до тех пор, пока давление в коллекторе не падает от BP до целевой пороговой величины 407. По существу, когда усилитель тормозов относительно пуст, длительность проворачивания коленчатого вала с закрытым дросселем (d2), требуемая для достижения пороговой величины MAP, может быть большей. То есть, длительность проворачивания коленчатого вала является большей для второго запуска по сравнению с первым запуском. Соответственно, в t3 (после t2), как только давление в коллекторе достигает пороговой величины 407, дроссель может открываться. Более конкретно, дроссель может открываться на вторую, большую величину для приведения дросселя во в большей степени открытое положение 409b. По существу, открытое положение 409a дросселя во время первого запуска может быть открытым в большей степени положением, чем открытое положение 409b дросселя во время второго запуска, однако, изменение положения дросселя от закрытого положения во время проворачивания коленчатого вала в открытое положение в след за проворачиванием коленчатого вала, может быть большим во время второго запуска по сравнению с первым запуском. Дополнительно, в t3, впрыск топлива может возвращаться к вращению двигателя, и число оборотов двигателя может увеличиваться. По существу, вторая величина открывания дросселя во время второго запуска двигателя может быть большей, чем первая величина открывания дросселя во время первого запуска двигателя.

Таким образом, во время обоих, первого и второго запусков, дроссель сначала может закрываться (например, полностью закрываться) перед открыванием. В обоих случаях, проворачивание коленчатого вала с закрытым дросселем может выполняться до тех пор, пока давление в коллекторе не падает до той же самой пороговой величины (чтобы давать возможность запусков с подходящим MAP). Поскольку усилитель тормозов находится в пневматической связи с впускным коллектором двигателя исключительно через единственный запорный клапан, длительность проворачивания коленчатого вала с закрытым дросселем увеличивается по мере того, как снижается величина разрежения в усилителе тормозов при запуске. Впрыск топлива, в таком случае, начинается при открывании дросселя в обоих, первом и втором, запусках.

По существу, для каждого из первого и второго запусков, заряд воздуха может определяться на основании начального уровня наполнения усилителя тормозов. Впрыск топлива затем может подаваться на основании определенного заряда воздуха, причем, определенный заряд воздуха является большим для второго запуска по сравнению с первым запуском.

Таким образом, чтобы предоставлять запускам двигателя возможность происходить с подходящим MAP, во время первого запуска, когда усилитель тормозов относительно полон, двигатель может подвергаться проворачиванию коленчатого вала с в меньшей степени закрытым дросселем в течение более короткой длительности до топливоснабжения двигателя наряду с тем, что во время второго запуска, когда усилитель тормозов относительно пуст, двигатель может подвергаться проворачиванию коленчатого вала с в большей степени закрытым дросселем в течение большей длительности до топливоснабжения двигателя.

Следует понимать, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящей заявки, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящей заявки, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не требуется обязательно для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящей заявки, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия могут графически представлять код, который должен быть запрограммирован на машинно-читаемый запоминающий носитель в системе управления двигателем.

Следует понимать, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящей заявки, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, противоположно установленному 4-цилиндровому, и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает все новейшие и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящей заявки.

Последующая формула изобретения подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы изобретения могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы изобретения включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой изобретения посредством изменения настоящей формулы изобретения или представления новой формулы изобретения в этой или родственной заявке. Такая формула изобретения, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле изобретения, также рассматривается в качестве включенной в предмет изобретения настоящего раскрытия.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ запуска двигателя включает установку положения дросселя (64) на основании давления в усилителе(140) тормозов. Производят оценку количества воздуха в цилиндре двигателя и количества испарения топлива во время запуска на основании давления в усилителе (140) тормозов. Технический результат заключается в улучшении топливо-воздушной смеси и в снижении выделения продуктов сгорания с отработавшими газами. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ запуска двигателя, включающий:

установку положения дросселя на основании давления в усилителе тормозов и

оценку количества воздуха в цилиндре и количества испарения топлива во время запуска на основании давления в усилителе тормозов.

2. Способ по п. 1, в котором давление в усилителе тормозов включает уровень давления в усилителе тормозов, в то время как двигатель находится в состоянии покоя, при этом дроссель дополнительно устанавливается на основании барометрического давления.

3. Способ по п. 1, в котором давление в усилителе тормозов включает уровень давления в усилителе тормозов до того, как начинается впрыск топлива для запуска.

4. Способ по п. 3, в котором дроссель устанавливается в большей степени закрытым для более высоких уровней давления в усилителе тормозов.

5. Способ по п. 4, в котором усилитель тормозов находится в пневматическом сообщении с впускным коллектором исключительно через единственный запорный клапан.

6. Способ по п. 1, в котором дроссель устанавливается в большей степени закрытым для более высоких начальных давлений в резервуаре перед запуском и устанавливается более открытым для более низких начальных значений в усилителе тормозов перед запуском.

7. Способ по п. 1, дополнительно включающий регулирование установки фаз кулачкового распределения во время запуска двигателя в ответ на давление в усилителе тормозов перед запуском.

8. Способ по п. 1, дополнительно включающий временное удерживание дросселя полностью закрытым во время запуска перед установкой положения дросселя в по меньшей мере частично открытое положение, при этом степень открывания основана на давлении в усилителе тормозов.

9. Способ по п. 1, дополнительно включающий регулирование установки опережения зажигания для каждого из множества событий сгорания, отсчитанных от первого события сгорания при запуске, при этом установка опережения зажигания регулируется на основании давления в усилителе тормозов, идентифицированного перед первым событием сгорания.

10. Способ по п. 1, дополнительно включающий регулирование количества впрыска топлива на основании количества воздуха в цилиндре и количества испарения топлива.