СПОСОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ), СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ Российский патент 2017 года по МПК F02D41/04 F02D41/06 F02D41/12 F02N11/08 F02P11/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к способам и системам для управления двигателем, который может автоматически останавливаться и запускаться. Способы и системы могут быть особенно полезны во время условий, где может быть необходимым перезапускать двигатель, который является уменьшающим число оборотов вследствие запроса останова двигателя.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Двигатель может автоматически останавливаться во время выбранных условий работы для сбережения топлива. Остановка двигателя прекращает поток топлива в двигатель, тем самым снижая потребление топлива и выбросы двигателя. Например, двигатель может автоматически останавливаться, когда запрошенный крутящий момент двигателя является меньшим, чем пороговый уровень, нажата тормозная педаль и в то время как скорость транспортного средства является нулевой. Кроме того, двигатель может автоматически останавливаться, даже если нет прямого запроса водителя остановить двигатель с помощью специального сигнала останова или пуска (например, входного сигнала, который имеет единственное назначение запуска и/или останова двигателя). Двигатель может автоматически останавливаться посредством останова потока топлива и/или зажигания для двигателя. Кроме того, дроссель воздухозаборника двигателя также может закрываться в ответ на запрос останова двигателя, чтобы снижать шумы и вибрацию двигателя.

Процесс останова двигателя может происходить в течение нескольких секунд, когда цилиндрам, которые приняли топливо до запроса останова двигателя, обеспечена возможность сжигания топлива до того, как двигатель остановился. Дополнительно, может занимать два или более оборотов двигателя, чтобы двигатель остановился и достиг нулевого числа оборотов после того, как прекращена подача топлива и/или искры зажигания в цилиндры двигателя. В течение остановки двигателя (например, периода, где число оборотов двигателя снижается в отсутствие сгорания после запроса останова двигателя), возможно, что условия работы изменятся, так что больше не требуется останавливать двигатель. Например, водитель может отпустить тормозную педаль после того, как выдан запрос останова двигателя, тем самым показывая желание или намерение водителя приступить к разгону транспортного средства. Подача топлива и искры зажигания на двигатель может возобновляться при изменении условий работы. Однако может быть трудным перезапускать двигатель, если число оборотов двигателя снижается слишком быстро, в течение процесса перезапуска двигателя. Кроме того, двигатель может быть должным перезапускаться посредством стартерного электродвигателя, если число оборотов двигателя снижается с большей скоростью, чем требуется.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Авторы в материалах настоящей заявки осознали вышеупомянутые недостатки и разработали способ работы двигателя и систему управления двигателем.

Согласно одному аспекту способ работы двигателя включает регулирование исполнительного механизма первый раз для автоматического останова двигателя, регулирование исполнительного механизма второй раз до того, как двигатель достигнет нулевого числа оборотов, в ответ на запрос перезапустить двигатель, и регулирование положения дросселя воздухозаборника в ответ на состояние впускного клапана и запрос перезапустить двигатель.

Исполнительный механизм предпочтительно является топливной форсункой, удерживаемой закрытой в ответ на запрос автоматически остановить двигатель.

Исполнительный механизм предпочтительно является катушкой зажигания, при этом зарядка катушки зажигания запрещается в ответ на запрос автоматически остановить двигатель.

Регулирование исполнительного механизма предпочтительно первый раз выводит из работы исполнительный механизм, а регулирование исполнительного механизма второй раз возвращает в работу исполнительный механизм.

Способ предпочтительно дополнительно включает регулирование положения дросселя воздухозаборника в ответ на барометрическое давление.

Способ предпочтительно дополнительно включает регулирование положения дросселя воздухозаборника в ответ на давление во впускном коллекторе.

7. Способ по п.1, в котором впускной клапан является впускным клапаном цилиндра, при этом двигатель замедляется одновременно с запросом перезапустить двигатель.

Согласно другому аспекту способ работы двигателя включает прекращение сгорания в первом цилиндре в ответ на запрос автоматически остановить двигатель, регулирование положения дросселя воздухозаборника в ответ на установку момента закрывания впускного клапана второго цилиндра, при этом второй цилиндр предшествует первому цилиндру в порядке сгорания в двигателе и повторное инициирование сгорания в первом цилиндре после регулирования положения дросселя воздухозаборника.

Способ предпочтительно дополнительно включает регулирование положения дросселя воздухозаборника в ответ на установку момента закрывания впускного клапана первого цилиндра.

Способ предпочтительно дополнительно включает регулирование положения дросселя воздухозаборника в ответ на число оборотов двигателя.

Дроссель воздухозаборника предпочтительно регулируется во время или после того, как впускной клапан первого цилиндра переходит из открытого состояния в закрытое состояние.

Дроссель воздухозаборника предпочтительно регулируется во время или после того, как впускной клапан второго цилиндра переходит из открытого состояния в закрытое состояние.

Положение дросселя воздухозаборника предпочтительно дополнительно регулируется в ответ на давление во впускном коллекторе.

Положение дросселя воздухозаборника предпочтительно дополнительно регулируется в ответ на барометрическое давление.

Двигатель предпочтительно перезапускается без привлечения стартера.

Согласно еще одному аспекту система управления двигателем содержит двигатель, включающий в себя регулируемый механизм установки фаз клапанного распределения и дроссель воздухозаборника, и контроллер, включающий в себя исполняемые команды, хранимые на постоянном носителе, для автоматического прекращения сгорания в цилиндре двигателя и регулирования установки фаз клапанного распределения цилиндра в ответ на условия работы, отличные от водительского запроса останова двигателя, при этом контроллер включает в себя дополнительные команды для повторного инициирования сгорания в цилиндре и регулирования установки фаз клапанного распределения цилиндра в ответ на условия работы, причем контроллер включает в себя дополнительные команды для регулирования положения дросселя воздухозаборника в ответ на регулирования установки момента закрывания клапана, предусмотренные регулируемым механизмом установки фаз клапанного распределения.

Контроллер предпочтительно включает в себя дополнительные команды для регулирования положения дросселя воздухозаборника в ответ на барометрическое давление.

Контроллер предпочтительно включает в себя дополнительные команды для регулирования положения дросселя воздухозаборника в ответ на число оборотов двигателя.

Контроллер предпочтительно включает в себя дополнительные команды для регулирования положения дросселя воздухозаборника в ответ на давление во впускном коллекторе.

Контроллер предпочтительно включает в себя дополнительные команды для возобновления сгорания в цилиндре после регулирования положения дросселя воздухозаборника.

Посредством регулирования положения дросселя воздухозаборника в ответ на состояние впускного клапана и запрос перезапустить двигатель может быть возможно перезапускать двигатель, не заставляя двигатель замедляться в большей степени, чем требуется. Например, после того, как сгорание в цилиндре было прекращено в ответ на запрос останова двигателя, может быть возможным выбирать цилиндр, в котором сгорание должно быть инициировано повторно. Дроссель воздухозаборника может открываться в момент времени после того, как закрывается впускной клапан цилиндра, предшествующего выбранному цилиндру в порядке сгорания. Таким образом, количество воздуха, поступающего в предшествующий цилиндр, может поддерживаться на низком уровне, так что крутящий момент сжатия предшествующего цилиндра низок и не заставляет двигатель замедляться в большей степени, чем требуется.

Настоящее изобретение может обеспечивать несколько преимуществ. Более конкретно, подход может предоставлять водителю возможность быстрее запускать транспортное средство. Дополнительно, подход может снижать потребление топлива и выбросы двигателя, поскольку меньшее количество топлива может впрыскиваться для перезапуска двигателя. Кроме того, подход может снижать шумы и вибрацию двигателя, поскольку подход увеличивает количество воздуха цилиндра в цилиндрах, где происходит сгорание, а не в цилиндрах, где сгорание запрещено.

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

Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, предоставлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании изобретения. Оно 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 вариантами осуществления, которые решают какие-либо недостатки, отмеченные выше, или в любой части этого описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Преимущества, описанные в материалах настоящей заявки, будут более понятными по прочтению примера, указанного в материалах настоящей заявки, как подробное описание изобретения при прочтении в одиночку или со ссылкой на чертежи, на которых:

Фиг.1 представляет собой принципиальную схему двигателя;

Фиг.2 представляет собой примерную компоновку системы силовой передачи;

Фиг.3-4 представляют собой графики интересующих сигналов во время моделированных запусков двигателя; и

Фиг.5 представляет собой блок-схему последовательности операций примерного способа запуска двигателя.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее описание имеет отношение к управлению двигателем, который может автоматически останавливаться и запускаться. В одном из неограничивающих примеров двигатель может быть сконфигурирован, как проиллюстрировано на фиг.1. Кроме того, двигатель может быть частью силовой передачи транспортного средства, как проиллюстрировано на фиг.2.

Останов и запуск двигателя могут выполняться согласно способу, описанному посредством фиг.5. Способ по фиг.5 может использоваться для управления двигателем, как показано на фиг.3 и 4. Способ по фиг.5 перезапускает двигатель без помощи стартера или электродвигателя, когда условия работы изменяются, в то время как двигатель находится в процессе останова до того, как число оборотов двигателя доходит до нуля.

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 в себя 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 68, который реагирует на действие контроллера 12. В дополнение, впускной коллектор 44 показан сообщающимся с необязательным электронным дросселем 62 воздухозаборника, который регулирует положение дроссельной заслонки 64 воздухозаборника для регулирования потока воздуха из воздухозаборника 42 во впускной коллектор 44. В одном из примеров двухкаскадная топливная система высокого давления может использоваться для формирования более высоких давлений топлива.

Система 88 зажигания выдает искру зажигания в камеру 30 сгорания через свечу 92 зажигания в ответ на сигнал из 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.

Стартер 96 двигателя может избирательно зацепляться с маховиком 98, который присоединен к коленчатому валу 40, чтобы вращать коленчатый вал 40. Стартер 96 двигателя может приводиться в действие посредством сигнала из контроллера 12. В некоторых примерах стартер 96 двигателя может приводиться в действие без ввода от водителя специального входного сигнала останова/пуска двигателя (например, клавишного выключателя или нажимной кнопки). Скорее, стартер 96 двигателя может приводиться в действие, когда водитель отпускает тормозную педаль или нажимает педаль 130 акселератора (например, устройство ввода, которое не имеет единственную цель останова и/или запуска двигателя). Таким образом, двигатель 10 может автоматически запускаться посредством стартера 96 двигателя для сбережения топлива.

Нейтрализатор 70 отработавших газов, в одном из примеров, включает в себя многочисленные брикеты катализатора. В еще одном примере могут использоваться многочисленные устройства снижения токсичности отработавших газов - каждое с многочисленными брикетами. Нейтрализатор 70 отработавших газов, в одном из примеров, может быть катализатором трехкомпонентного 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, энергонезависимую память 110 и традиционную шину данных. 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 силы, приложенной ступней 132; измерение давления во впускном коллекторе двигателя (MAP) с датчика 122 давления, присоединенного к впускному коллектору 44; датчика положения двигателя с датчика 118 на эффекте Холла, считывающего положение коленчатого вала 40; измерение массы воздуха, поступающего в двигатель, с датчика 120; барометрическое давление с датчика 124; и измерение положения дросселя воздухозаборника с датчика 58. В предпочтительном аспекте настоящего описания датчик 118 положения двигателя вырабатывает заданное количество равномерно разнесенных импульсов каждого оборота коленчатого вала, по которому может определяться частота вращения двигателя (RPM в оборотах в минуту).

В некоторых примерах двигатель может быть присоединен к системе электродвигателя/аккумуляторной батарее 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 примерах могут применяться другие конфигурации двигателя, например, дизельный двигатель.

Во время работы каждый цилиндр в двигателе 10 типично подвергается четырехтактному циклу: цикл включает в себя 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 ко дну цилиндра, 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), типично указывается специалистами в данной области техники ссылкой как нижняя мертвая точка (НМТ, BDC). Во время такта сжатия впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 перемещается к головке блока цилиндров, 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), типично 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. Отметим, что вышеприведенное показано просто в качестве примера, и что установки момента открывания и/или закрывания впускного и выпускного клапанов могут меняться так, чтобы давать положительное или отрицательное перекрытие клапанов, позднее - закрывание впускного клапана, или различные другие примеры.

На фиг.2 показана структурная схема силовой передачи 200 транспортного средства. Силовая передача 200 может быть механизирована двигателем 10. Двигатель 10 может запускаться пусковой системой (не показана). Кроме того, двигатель 10 может вырабатывать или регулировать крутящий момент посредством исполнительного механизма 204 крутящего момента, такого как топливная форсунка, дроссель воздухозаборника и т.д.

Крутящий момент на выходе двигателя может передаваться на гидротрансформатор 206, чтобы приводить в движение автоматическую трансмиссию 208, через входной вал 236 трансмиссии. Кроме того, одна или более муфт могут приводиться в зацепление, в том числе муфта 210 переднего хода и зубчатые муфты 230 для приведения в движение транспортного средства. В одном из примеров гидротрансформатор может указываться ссылкой как компонент трансмиссии. Кроме того, трансмиссия 208 может включать в себя множество зубчатых муфт 230, которые могут приводиться в зацепление по необходимости, чтобы активировать множество постоянных передаточных чисел. Выходная мощность гидротрансформатора, в свою очередь, может регулироваться муфтой 212 блокировки гидротрансформатора. Например, когда муфта 212 блокировки гидротрансформатора полностью расцеплена, гидротрансформатор 206 передает крутящий момент двигателя на автоматическую трансмиссию 208 посредством переноса текучей среды между турбиной гидротрансформатора и насосным колесом гидротрансформатора, тем самым обеспечивая умножение крутящего момента. В противоположность, когда муфта 212 блокировки гидротрансформатора полностью зацеплена, крутящий момент на выходе двигателя передается непосредственно через муфту гидротрансформатора на входной вал 236 трансмиссии 208. В качестве альтернативы, муфта 212 блокировки гидротрансформатора может зацепляться частично, тем самым позволяя отрегулировать величину крутящего момента, передаваемого на трансмиссию. Контроллер 12 может быть выполнен с возможностью регулирования величины крутящего момента, передаваемого гидротрансформатором 212, посредством регулирования муфты блокировки гидротрансформатора в ответ на различные условия работы двигателя или на основании запроса режима работы двигателя водителем.

Крутящий момент на выходе из автоматической трансмиссии 208, в свою очередь, может передаваться на колеса 216, чтобы приводить транспортное средство в движение, через выходной вал 234 трансмиссии. Более конкретно, автоматическая трансмиссия 208 может передавать входной вращающий момент на входном валу 236 в ответ на состояние перемещения транспортного средства перед передачей выходного вращающего момента на колеса.

Кроме того, сила трения может прикладываться к колесам 216 посредством приведения в действие колесных тормозов 218. В одном из примеров, колесные тормоза 218 могут приводиться в действие в ответ на нажимание водителем его ступней на тормозную педаль (не показана). Таким же образом сила трения может снижаться в отношении колес 216 посредством отведения колесных тормозов 218 в ответ на отпускание водителем своей ступни с тормозной педали. Кроме того, тормоза транспортного средства могут прикладывать силу трения к колесам 216 в качестве части процедуры автоматического останова двигателя.

Механический масляный насос 214 может находиться в сообщении по текучей среде с автоматической трансмиссией 208, чтобы выдавать гидравлическое давление для приведения в действие различных муфт, таких как муфта 210 переднего хода и/или муфта 212 блокировки гидротрансформатора. Механический масляный насос 214, например, может приводиться в действие в соответствии с гидротрансформатором 212 и может приводиться в движение вращением входного вала двигателя или трансмиссии. Таким образом, гидравлическое давление, вырабатываемое в механическом масляном насосе 214, может повышаться по мере того, как увеличивается число оборотов двигателя, и может снижаться по мере того, как уменьшается число оборотов двигателя. Электрический масляный насос 220, также находящийся в сообщении по текучей среде с автоматической трансмиссией, но работающий независимо от движущей силы двигателя 10 или трансмиссии 208, может быть предусмотрен для добавления гидравлического давления механического масляного насоса 214. Электрический масляный насос 220 может приводиться в движение электродвигателем (не показан), на который может подаваться электрическая мощность, например, аккумуляторной батареей (не показана).

Входная частота вращения трансмиссии может контролироваться посредством датчика 240 частоты вращения входного вала трансмиссии. Выходная частота вращения трансмиссии может контролироваться посредством датчика 244 частоты вращения выходного вала трансмиссии. В некоторых примерах акселерометр 250 может предоставлять данные ускорения транспортного средства в контроллер 12, так что муфты 210 и 230 могут управляться посредством клапанов 280-286 во время запуска двигателя и пуска в ход транспортного средства.

Контроллер 12 может быть выполнен с возможностью приема входных сигналов с двигателя 10, как подробнее показано на фиг.1, и соответствующим образом управлять крутящим моментом на выходе двигателя и/или работой гидротрансформатора, трансмиссии, муфт и/или тормозов. В качестве одного из примеров, крутящий момент на выходном валу может управляться посредством регулирования комбинации установки момента зажигания, длительности импульса топлива, установки момента импульса топлива и/или заряда воздуха посредством управления открыванием дросселя воздухозаборника и/или установкой фаз клапанного распределения, подъемом клапана и давлением наддува для двигателей с нагнетателем и турбонагнетателем. В случае дизельного двигателя контроллер 12 может управлять крутящим моментом на выходном валу двигателя, управляя комбинацией длительности импульса, установки момента импульса топлива и заряда воздуха. Во всех случаях управление двигателем может выполняться на основе цилиндр за цилиндром, чтобы регулировать крутящий момент на выходном валу двигателя.

Когда условия остановки на холостом ходу удовлетворены, контроллер 12 может инициировать остановку двигателя посредством отключения топлива и зажигания у двигателя. Кроме того, для поддержания величины кручения в трансмиссии контроллер может заземлять вращающиеся элементы трансмиссии 208 в картер трансмиссии 238 и тем самым - на раму транспортного средства. Контроллер может приводить в зацепление одну или более муфт трансмиссии, таких как муфта 210 переднего хода, и блокировать зацепленную муфту(ы) трансмиссии по отношению к картеру трансмиссии и раме транспортного средства через клапаны 280-286 с электрическим приводом. Клапаны 280-286 могут быть клапанами управления модулированной длительностью импульсов, которые регулируют давление масла, втекающего в муфту 210 и зубчатые муфты 230. В одном из примеров, во время остановки двигателя, гидравлическое давление для модуляции муфты может выдаваться посредством задействования электрического масляного насоса 220, если достаточное гидравлическое давление не может обеспечиваться механическим масляным насосом 214.

Давление колесных тормозов также может регулироваться во время отключения двигателя на основании давления муфты, чтобы содействовать удерживанию трансмиссии наряду с уменьшением крутящего момента, передаваемого через колеса. Более конкретно, посредством применения колесных тормозов, наряду с блокировкой одной или более зацепленных муфт трансмиссии, противодействующие силы могут прикладываться к трансмиссии и, следовательно, к приводу на ведущие колеса, тем самым сохраняя промежуточную передачу в активном зацеплении и потенциальную энергию кручения в зубчатой передаче трансмиссии, не двигая колеса. В одном из примеров давление колесных тормозов может регулироваться, чтобы координировать применение колесных тормозов с блокировкой зацепленной муфты трансмиссии во время остановки двигателя. По существу, посредством регулирования давления колесных тормозов и давления муфты может регулироваться величина кручения, удерживаемая в трансмиссии, когда двигатель остановлен.

Когда удовлетворены условия запуска двигателя и/или водитель транспортного средства желает пустить в ход транспортное средство, контроллер 12 может повторно активировать двигатель, возобновляя сгорание в цилиндрах. Чтобы пустить в ход транспортное средство, трансмиссия 208 может разблокироваться, и колесные тормоза 218 могут отпускаться, чтобы вернуть крутящий момент на ведущие колеса 216. Давление муфты может регулироваться, чтобы разблокировать трансмиссию, с помощью клапанов 280-286 наряду с тем, что давление колесных тормозов может регулироваться для координирования отпускания тормозов при разблокировании трансмиссии и пуском в ход транспортного средства.

Таким образом, системы по фиг.1 и 2 предусматривают систему для управления двигателем, содержащую: двигатель, включающий в себя регулируемый механизм установки фаз клапанного распределения и дроссель воздухозаборника; и контроллер, включающий в себя исполняемые команды, хранимые на постоянном носителе, для автоматического прекращения сгорания в цилиндре двигателя и регулирования установки фаз клапанного распределения цилиндра в ответ на условия работы, отличные от водительского запроса останова двигателя, контроллер включает в себя дополнительные команды для повторного инициирования сгорания в цилиндре и регулирования установки фаз клапанного распределения цилиндра в ответ на условия работы, контроллер включает в себя дополнительные команды для регулирования положения дросселя воздухозаборника в ответ на регулирования установки момента закрывания клапана, предусмотренные регулируемым механизмом установки фаз клапанного распределения. Таким образом, заряд воздуха цилиндра может регулироваться для улучшения перезапуска двигателя.

Система включает в себя те случаи, когда контроллер включает в себя дополнительные команды для регулирования положения дросселя воздухозаборника в ответ на барометрическое давление. Система также включает в себя те случаи, когда контроллер включает в себя дополнительные команды для регулирования положения дросселя воздухозаборника в ответ на число оборотов двигателя. Система также включает в себя те случаи, когда контроллер включает в себя дополнительные команды для регулирования положения дросселя воздухозаборника в ответ на давление во впускном коллекторе. В некоторых примерах система включает в себя случаи, когда контроллер включает в себя дополнительные команды для возобновления сгорания в цилиндре после регулирования положения дросселя воздухозаборника.

Далее, со ссылкой на фиг.3, показан примерный график моделированных интересующих сигналов во время автоматически инициированного останова и перезапуска двигателя. Последовательность по фиг.3 может обеспечиваться посредством выполнения способа по фиг.5 в системе, описанной на фиг.1 и 2. Последовательность начинается с левой стороны фиг.3 и перемещается к правой стороне фиг.3. Вертикальные метки T₀-T₄ идентифицируют конкретные интересующие моменты времени в течение последовательности.

Первый график сверху по фиг.3 представляет такт, в котором находится цилиндр номер один четырехцилиндрового четырехтактного двигателя во время последовательности. Такт впуска цилиндра номер один сокращенно обозначен как INT, а такт сжатия сокращенно обозначен как CMP. Кроме того, такт расширения или рабочий такт сокращенно обозначен как EXP, а такт выпуска сокращенно обозначен как EXH. Жирные горизонтальные линии, такие как 330, представляют установку момента открывания выпускного клапана у выпускных клапанов цилиндра номер один. Более тонкие линии, такие как 340, представляют установку момента открывания впускного клапана у впускных клапанов цилиндра номер один. Установки момента открывания выпускного клапана для цилиндров 2-4 показаны подобным образом на 332-336 и 342-346. Местоположение сопла 304 форсунки указывает установку момента впрыска в течение цикла цилиндра номер один. Подобным образом, сопла форсунки представляют установку момента впрыска для каждого из соответствующих цилиндров двигателя. Установки момента впрыска, показанные на фиг.3 и 4, являются характерными для двигателя с непосредственным впрыском. Альтернативные моменты времени впрыска могут быть предусмотрены для двигателя с оконным впрыском топлива (например, в то время как впускной клапан закрыт, или в то время как впускной клапан открыт в течение части периода выброса). * представляет установку опережения зажигания или установку момента воспламенения в каждом из соответствующих цилиндров двигателя. Второй, третий и четвертый графики сверху по фиг.3 представляют такты цилиндра для остальных трех цилиндров двигателя.

Следует отметить, что есть 180 градусов по коленчатому валу между тактами цилиндра и, поскольку ось X основана, скорее, на такте цилиндра, чем на времени, количество времени между тактами двигателя может меняться в зависимости от числа оборотов двигателя.

Пятый график сверху по фиг.3 представляет автоматический запрос останова двигателя в зависимости от времени. Масштаб времени не является линейным, но выровнен по тактам цилиндра, идентифицированным на графиках с первого по четвертый. Например, события, которые возникают на вертикальной метке в момент T₁ времени на пятом графике, происходят одновременно с событиями, которые происходят в момент T₁ на остальных графиках. Ось Y пятого графика представляет запрос останова двигателя. Когда сигнал запроса останова двигателя находится на более высоком уровне, присутствует запрос останова двигателя. Когда запрос останова двигателя находится на более низком уровне, запрос останова двигателя отсутствует.

Шестой график сверху по фиг.3 представляет автоматический запрос запуска двигателя в зависимости от времени. Масштаб времени не является линейным, но выровнен с тактами цилиндра, идентифицированными на графиках с первого по четвертый. Когда сигнал запроса запуска двигателя находится на более высоком уровне, присутствует запрос запуска двигателя. Когда запрос запуска двигателя находится на более низком уровне, запрос запуска двигателя отсутствует.

Седьмой график сверху по фиг.3 представляет дроссель воздухозаборника двигателя в зависимости от времени. Масштаб времени не является линейным, но выровнен с тактами цилиндра, идентифицированными на графиках с первого по четвертый. Величина открывания дросселя воздухозаборника возрастает в направлении стрелки оси Y. Дроссель воздухозаборника по существу закрыт, когда положение дросселя воздухозаборника показано около оси X.

Восьмой график сверху по фиг.3 представляет давление во впускном коллекторе двигателя (MAP) в зависимости от времени. Масштаб времени не является линейным, но выровнен с тактами цилиндра, идентифицированными на графиках с первого по четвертый. MAP возрастает в направлении стрелки оси Y.

Девятый график сверху по фиг.3 представляет собой частоту вращения двигателя в зависимости от времени. Масштаб времени не является линейным, но выровнен с тактами цилиндра, идентифицированными на графиках с первого по четвертый. Число оборотов двигателя увеличивается в направлении стрелки оси Y. Двигатель находится на нулевом числе оборотов на оси X.

В момент T₀ времени двигатель является работающим на более высоком числе оборотов. Цилиндр номер один находится в такте впуска, цилиндр номер три находится в такте выпуска, цилиндр номер четыре находится в такте расширения, а цилиндр номер два находится в такте сжатия. Топливо впрыскивается в цилиндр номер два. Кроме того, не подтвержден ни запрос останова двигателя, ни запрос запуска двигателя. Дроссель воздухозаборника частично открыт, и давление в коллекторе находится на среднем уровне.

В момент T₁ около половины пути на протяжении такта впуска цилиндра номер один подтверждается запрос останова двигателя. В одном из примеров запрос останова двигателя автоматически подтверждается без водителя или оператора, манипулирующего специальным устройством ввода, которое имеет единственную функцию запуска и/или останова двигателя. Например, контроллер двигателя может активировать запрос останова двигателя, когда число оборотов транспортного средства является нулевым, требование крутящего момента двигателя является меньшим, чем пороговое значение, и когда приведен в действие тормоз транспортного средства. Число оборотов, MAP, положение дросселя воздухозаборника двигателя и запрос запуска двигателя не изменялись с момента T₀ времени до момента T₁ времени.

Между моментом T₁ времени и моментом T₂ времени, а более конкретно - в ответ на запрос останова двигателя в момент T₁ времени, прекращается впрыск топлива в цилиндры двигателя. Искровое зажигание продолжается до тех пор, пока последнее впрыснутое топливо не сжигается в цилиндре номер два. Таким образом, сгорание в двигателе прекращается, а затем начинает снижаться число оборотов двигателя. Клапаны двигателя продолжают работать, как до запроса останова двигателя.

В момент T₂ времени запрос запуска двигателя подтверждается, и отменяется запрос останова двигателя. Таким образом, запрашивается перезапуск двигателя. Перезапуск двигателя может формироваться автоматически с помощью контроллера двигателя. Например, автоматический запрос запуска двигателя может инициироваться, когда водитель поднимает ступню с тормозной педали, или когда другое условие работы транспортного средства изменяет состояние в течение процесса останова двигателя. Кроме того, перезапуск двигателя может подтверждаться без предоставления входного сигнала водителем или оператором на специальное устройство ввода, которое имеет единственную функцию останова и/или пуска двигателя (например, двухпозиционный выключатель).

Запрос запуска двигателя подтверждается в момент времени непосредственно перед закрыванием впускного клапана (IVC) цилиндра номер четыре и непосредственно перед открыванием впускного клапана (IVO) цилиндра номер два. В этом примере делается вывод, что слишком поздно впрыскивать топливо и сжигать впрыснутое топливо в цилиндре номер четыре. Поэтому цилиндр номер два выбирается в качестве первого цилиндра для приема топлива посредством впрыска в ответ на запрос запуска двигателя. Дроссель воздухозаборника остается в по существу закрытом положении, и двигатель продолжает вращаться на протяжении соответствующих тактов цилиндра.

В момент T₃ времени двигатель повернулся в положение, где состояние впускного клапана цилиндра номер четыре изменяется с открытого на закрытое. Положение дросселя воздухозаборника может регулироваться из по существу закрытого положения в частично открытое положение после того, как закрывается впускной клапан цилиндра номер четыре. Дроссель воздухозаборника частично открывается для увеличения количества воздуха, поступающего в цилиндр номер четыре. Дроссель воздухозаборника закрывается до после того, как закрывается впускной клапан цилиндра номер четыре, так что крутящий момент сжатия в цилиндре номер четыре не замедляет двигатель в большей степени, чем требуется. Таким образом, дроссель воздухозаборника регулируется в ответ на рабочие состояния клапанов двигателя. Кроме того, в некоторых примерах дроссель воздухозаборника регулируется в ответ на IVC конкретного цилиндра (например, цилиндра номер четыре в этом примере). Таким образом, заряд воздуха цилиндра (например, количество воздуха, вводимое в цилиндр в течение цикла цилиндра) у цилиндра, предшествующего цилиндру, выбранному для первого события сгорания после запроса запустить двигатель, поддерживается на низком уровне, чтобы снижать замедление двигателя, и заряд воздуха цилиндра, выбранный для первого события сгорания после запроса запуска двигателя, увеличивается, чтобы обеспечивать крутящий момент для ускорения двигателя.

В одном из примеров дроссель воздухозаборника регулируется до положения, которое основано на барометрическом давлении, давлении во впускном коллекторе, или до заданного положения. Дроссель воздухозаборника может регулироваться в определенное опытным путем положение, которое хранится в памяти. Если барометрическое давление является меньшим, чем номинальное барометрическое давление, величина открывания дросселя воздухозаборника может повышаться на величину, которая хранится в таблице, которая содержит в себе определенные опытным путем значения положения дросселя воздухозаборника, которые индексируются в ответ на барометрическое давление.

В момент T₄ времени впускной клапан цилиндра номер два закрывается (например, изменяет состояние), и положение дросселя воздухозаборника регулируется второй раз и в ответ на изменение состояния или закрывание впускного клапана номер два. В одном из примеров положение дросселя воздухозаборника регулируется во второе положение в ответ на число оборотов двигателя, температуру заряда воздуха, температуру охлаждающей жидкости двигателя, барометрическое давление и давление во впускном коллекторе. Например, после IVC цилиндра первого, принимающего топливо в ответ на запрос запустить двигатель, дроссель воздухозаборника может регулироваться, чтобы давать требуемое давление во впускном коллекторе. Давление во впускном коллекторе может контролироваться, и дроссель воздухозаборника открываться до тех пор, пока не достигнуто требуемое давление в коллекторе. Требуемое давление в коллекторе может повышаться или понижаться в ответ на барометрическое давление, температуру охлаждающей жидкости двигателя и число оборотов двигателя. В частности, если число оборотов двигателя является слегка высоким, может запрашиваться пониженное давление во впускном коллекторе. Если число оборотов двигателя является относительно низким, может запрашиваться более высокое давление во впускном коллекторе. Подобным образом, если является низким барометрическое давление, величина открывания дросселя воздухозаборника может повышаться так, чтобы могло достигаться требуемое давление во впускном коллекторе. Если температура двигателя низка, более высокое давление во впускном коллекторе может запрашиваться, а открывание дросселя воздухозаборника увеличиваться. Регулирования положения дросселя воздухозаборника под температуру охлаждающей жидкости двигателя, барометрическое давление, температуру заряда воздуха и число оборотов двигателя могут определяться опытным путем и храниться в памяти с помощью таблиц и/или функций. Таблицы и/или функции могут индексироваться с использованием соответствующих параметров управления.

Впрыск топлива в цилиндры возобновляется на 304, и искровое зажигание также возобновляется, чтобы способствовать сгоранию в цилиндрах двигателя. Положение дросселя воздухозаборника также продолжает повышаться, а затем постепенно понижается, так что двигатель достигает числа оборотов холостого хода. В некоторых примерах, где входной сигнал требования крутящего момента двигателя увеличивается после или в течение запроса запуска двигателя, дроссель воздухозаборника регулируется, чтобы обеспечивать требуемый крутящий момент двигателя. MAP повышается по мере того, как открывается дроссель воздухозаборника. Сгорание также переключает двигатель с замедления на ускорение.

Далее, со ссылкой на фиг.4, показан второй примерный график моделированных интересующих сигналов во время автоматически инициированного останова и перезапуска двигателя. Многие сигналы по фиг.4 подобны таковым по фиг.3. Поэтому, ради краткости, описание сигналов на фиг.4 ограничивается отличиями, которые не показаны на фиг.3. Последовательность по фиг.4 может обеспечиваться посредством выполнения способа по фиг.5 в системе, описанной на фиг.1 и 2.

Фиг.4 включает в себя примерные базовые установки фаз клапанного распределения для впускных и выпускных клапанов, а также для настраиваемых впускных клапанов. Базовая установка фаз распределения выпускных клапанов указана более толстыми линиями, такими как 430. Базовая установка фаз распределения впускных клапанов указана более тонкими линиями, такими как 440. Подвергнутая запаздыванию установка фаз распределения впускных клапанов от базовой установки фаз распределения указана пунктирными линиями, такими как 402.

В момент T₀ времени двигатель является работающим на более низком числе оборотов, чем показано на фиг.3. Цилиндр номер один находится в такте впуска, цилиндр номер три находится в такте выпуска, цилиндр номер четыре находится в такте расширения, а цилиндр номер два находится в такте сжатия. Топливо впрыскивается в цилиндр номер два. Кроме того, не подтвержден ни запрос останова двигателя, ни запрос запуска двигателя. Дроссель воздухозаборника частично открыт, и давление в коллекторе находится на среднем уровне.

В момент T₁, около половины пути на протяжении такта впуска цилиндра номер один, подтверждается запрос останова двигателя. Число оборотов, MAP, положение дросселя воздухозаборника двигателя и запрос запуска двигателя не изменялись с момента T₀ времени до момента T₁ времени. Между моментом T₁ времени и моментом T₂ времени прекращается впрыск топлива в цилиндры двигателя. Искровое зажигание продолжается до тех пор, пока последнее впрыснутое топливо не сжигается в цилиндре номер два. Таким образом, сгорание в двигателе прекращается, а затем начинает снижаться число оборотов двигателя. Клапаны двигателя продолжают работать, как до запроса останова двигателя. Кроме того, по мере того, как число оборотов двигателя снижается, установка фаз распределения впускных клапанов подвергается запаздыванию в ответ на запрос останова двигателя. В других примерах установка фаз распределения впускных клапанов может подвергаться опережению в ответ на запрос останова двигателя. Установка момента открывания выпускного клапана в течение процесса остановки двигателя показана на 430-436. В некоторых примерах установка фаз распределения выпускных клапанов также может подвергаться запаздыванию или опережению в зависимости от конфигурации двигателя. Базовая установка момента открывания впускного клапана показана на 440-446. Подвергнутая запаздыванию установка момента открывания впускного клапана показана на 402-406. Может быть видно, что запаздывание впускного клапана увеличивается по мере того, как двигатель продолжает вращаться, и по мере того, как число оборотов двигателя снижается в течение процесса останова двигателя.

В момент T₂ времени запрос запуска двигателя подтверждается, и отменяется запрос останова двигателя. Запрос запуска двигателя подтверждается в момент времени непосредственно перед закрыванием впускного клапана (IVC) цилиндра номер четыре и непосредственно перед открыванием впускного клапана (IVO) цилиндра номер два. В этом примере, подобно примеру по фиг.3, делается вывод, что слишком поздно впрыскивать топливо и сжигать впрыснутое топливо в цилиндре номер четыре. Поэтому цилиндр номер два выбирается в качестве первого цилиндра для приема топлива посредством впрыска в ответ на запрос запуска двигателя. Дроссель воздухозаборника остается в, по существу, закрытом положении, и двигатель продолжает вращаться на протяжении соответствующих тактов цилиндра.

Момент T₃ времени представляет момент времени IVC, если установка фаз распределения впускного клапана не была подвергнута запаздыванию в ответ на запрос останова двигателя. Однако, поскольку установка фаз распределения впускных клапанов подвергнута запаздыванию, впускной клапан цилиндра номер четыре остается открытым дольше. Следовательно, если бы дроссель воздухозаборника открывался в тот же момент времени, что и показанный на фиг.3, заряд воздуха цилиндра у цилиндра номер четыре, увеличивался бы, тем самым повышая крутящий момент сжатия, чтобы дополнительно уменьшать число оборотов двигателя. Поэтому регулирование положения дросселя воздухозаборника задерживается до после того, пока впускной клапан цилиндра четыре не изменит состояние с открытого на закрытое.

В момент T₄ времени двигатель повернулся в положение, в котором состояние впускного клапана цилиндра номер четыре изменяется с открытого на закрытое. Положение дросселя воздухозаборника показано настраивающимся из по существу закрытого положения в частично открытое положение после того, как закрывается впускной клапан цилиндра номер четыре. Дроссель воздухозаборника частично открывается для увеличения количества воздуха, поступающего в цилиндр номер четыре. Положение дросселя воздухозаборника регулируется в положение, которое является открытым в меньшей степени, чем величина, показанная на фиг.3. Дроссель воздухозаборника открывается в меньшей степени, так что число оборотов двигателя больше не снижается в значительной степени крутящим моментом сжатия, когда открыт дроссель воздухозаборника. Таким образом, крутящий момент сжатия цилиндра может снижаться для уменьшения замедления двигателя, все же заряд воздуха цилиндра может быть достаточным для начала ускорения двигателя.

Дроссель воздухозаборника регулируется до положения между моментом T₄ времени и моментом T₆ времени, которое основано на барометрическом давлении, давлении во впускном коллекторе, или в заданное положение. В одном из примеров дроссель воздухозаборника может регулироваться в определенное опытным путем положение, которое хранится в памяти. Если барометрическое давление является меньшим, чем номинальное барометрическое давление, величина открывания дросселя воздухозаборника может повышаться на величину, которая хранится в таблице, которая содержит в себе определенные опытным путем значения, которые индексируются в ответ на барометрическое давление. В качестве альтернативы дроссель воздухозаборника может быть открыт до тех пор, пока MAP не достигнет требуемого давления.

Момент T₅ времени представляет момент времени, где впускной клапан цилиндра номер два закрывается, когда впускной клапан приводится в действие с базовой установкой фаз распределения. Однако, в этом примере, установка фаз распределения впускных клапанов подвергается запаздыванию, и поэтому второе регулирование дросселя воздухозаборника задерживается.

В момент T₆ времени впускной клапан цилиндра номер два закрывается (например, изменяет состояние). Положение дросселя воздухозаборника регулируется второй раз и в ответ на изменение состояния или закрывание впускного клапана цилиндра номер два. Положение дросселя воздухозаборника может регулироваться во второе положение в ответ на число оборотов двигателя, температуру заряда воздуха, температуру охлаждающей жидкости двигателя, барометрическое давление и давление во впускном коллекторе.

Впрыск топлива в цилиндры возобновляется на 452, и искровое зажигание также возобновляется, чтобы способствовать сгоранию в цилиндрах двигателя. Положение дросселя воздухозаборника также продолжает повышаться. Степень открывания дросселя воздухозаборника увеличивается со скоростью, которая является большей, чем показано на фиг.3, так что двигатель может ускоряться с более низкого числа оборотов двигателя до более высокого числа оборотов двигателя за более короткое время. MAP повышается по мере того, как открывается дроссель воздухозаборника. Сгорание также переключает двигатель с замедления на ускорение.

Таким образом, последовательности по фиг.3 и 4 показывают дроссель воздухозаборника, регулируемый для управления замедлением двигателя и крутящим моментом сгорания во время условий, при которых сгорание в двигателе прекратилось. Кроме того, фиг.3 и 4 показывают управление крутящим моментом сгорания в течение запуска двигателя, в то время как двигатель является замедляющимся, и требуется запуск вследствие изменения условий работы, такого как изменение намерения (COM) водителя. Таким образом, дроссель воздухозаборника регулируется согласно состояниям клапанов двигателя и установке момента закрывания впускных клапанов.

Следует отметить, что специфичные установки фаз клапанного распределения, установки момента впрыска, числа оборотов двигателя, регулирования дросселя воздухозаборника, такты цилиндров двигателя и MAP, показанные на фиг.3 и 4, могут меняться от типа двигателя к типу двигателя. Поэтому временные характеристики и амплитуды сигналов не должны интерпретироваться в качестве ограничения объема или широты описания. Скорее, временные характеристики и сигналы подразумеваются в качестве неограничивающих иллюстраций способов и систем, описанных в материалах настоящей заявки.

Далее, со ссылкой на фиг.5, показан примерный способ запуска двигателя. Способ по фиг.5 является выполняемым посредством команд, хранимых в постоянной памяти системы, показанной на фиг.1 и 2. Кроме того, способ по фиг.5 может предусматривать последовательности приведения в действие двигателя, показанные на фиг.2 и 3.

На 502 способ 500 оценивает, запрошен или нет автоматический останов двигателя. Автоматический останов двигателя может формироваться с помощью контроллера, реагирующего на входные сигналы, иные, чем специальное водительское устройство ввода, для остановки и/или запуска двигателя. Если способ 500 делает вывод, что запрошен автоматический останов двигателя, способ 500 переходит на 504. Иначе, способ 500 переходит на выход.

На 504 способ 500 закрывает дроссель воздухозаборника двигателя, выводит из работы впрыск топлива в цилиндры двигателя, выводит из работы искровое зажигание и регулирует установку фаз клапанного распределения двигателя. Дроссель воздухозаборника двигателя может закрываться полностью или частично. Впрыск топлива может выводиться из работы по завершению всех событий впрыска, которые были запущены до запроса остановить двигатель. В некоторых примерах дроссель воздухозаборника может открываться и закрываться, в то время как число оборотов двигателя снижается, так что положение останова двигателя может регулироваться во время условий, когда перезапуск двигателя не запрошен, и число оборотов двигателя подходит к нулю. Установка фаз клапанного распределения двигателя может подвергаться запаздыванию или опережению в зависимости от базовой установки фаз кулачкового распределения. Например, установка фаз клапанного распределения может подвергаться запаздыванию в ответ на запрос остановить двигатель, чтобы уменьшить количество воздуха, который поступает в цилиндры двигателя, и крутящий момент сжатия во время замедления двигателя. Искровое зажигание может выводиться из работы посредством прекращения зарядки катушки зажигания. Способ 500 переходит на 506 после того, как произведены регулирования исполнительного механизма.

На 506 способ 500 определяет воздушный заряд цилиндра, положение двигателя и состояния клапанов (например, открыты или закрыты), в то время как двигатель вращается по направлению к нулевому числу оборотов. Заряд воздуха цилиндра может оцениваться по MAP датчику массового расхода воздуха на впуске. Положение и число оборотов двигателя определяются посредством датчика коленчатого вала и датчика распределительного вала. Заряд воздуха цилиндра, положение двигателя, число оборотов двигателя, установки момента закрывания клапанов и состояния клапанов определяются, даже если прекращено сгорание в цилиндрах двигателя. Поэтому, если есть изменение условий работы, двигатель может перезапускаться посредством возобновления сгорания на основании продолжающих определяться заряда воздуха цилиндра, положения двигателя, числа оборотов двигателя, состояний клапанов и установок момента закрывания клапанов. Способ 500 переходит на 508 после того, как определены параметры управления двигателем.

На 508 способ 500 оценивает, является или нет число оборотов двигателя меньшим, чем пороговое число оборотов. Пороговое число оборотов может быть разным для разных условий работы. В некоторых примерах пороговое число оборотов является числом оборотов, ниже которого должен привлекаться стартер, если есть изменение намерения водителя в пользу перезапуска двигателя, или изменение условий работы, которое делает необходимым перезапуск двигателя. Если способ 500 определяет, что число оборотов двигателя является меньшим, чем заданное пороговое значение, способ 500 переходит на 510. Иначе, способ 500 переходит на 514.

На 510 способ 500 регулирует положение дросселя воздухозаборника для управления числом оборотов и положением двигателя, в то время как число оборотов двигателя приближается к нулю. В одном из примеров положение дросселя воздухозаборника регулируется в ответ на угол поворота коленчатого вала и/или моменты времени открывания и закрывания впускных клапанов двигателя. Например, если цилиндр номер один является приближающимся к IVC, и число оборотов двигателя является меньшим, чем заданное число оборотов, дроссель воздухозаборника может открываться для увеличения заряда воздуха цилиндра, так что двигатель может останавливаться в течение такта сжатия цилиндра номер один. Способ 500 переходит на 512 после того, как настроено положение дросселя воздухозаборника.

На 512 способ 500 впрыскивает топливо для содействия перезапуску двигателя. В одном из примеров топливо может впрыскиваться в течение такта сжатия или расширения цилиндра, в то время как двигатель приближается к нулевому числу оборотов. Впрыскиваемое топливо может сжигаться, когда запрошен перезапуск двигателя. Способ 500 переходит на выход после того, как топливо впрыскивается в цилиндры.

На 514 способ 500 оценивает, есть или нет изменение намерения водителя или изменение условий работы, которые делают необходимым запуск сгорания в двигателе после автоматического запроса останова двигателя. Таким образом, в то время как двигатель замедляется от числа оборотов холостого хода по направлению к нулю, может подтверждаться запрос перезапустить двигатель. Запрос перезапуска двигателя может инициироваться в ответ на скорость транспортного средства, большую, чем ноль, отпускание тормоза транспортного средства, запрос крутящего момента двигателя или изменение состояния заряда аккумуляторной батареи. Если присутствует запрос перезапуска или запуска двигателя, способ 500 переходит на 516. Иначе, способ 500 возвращается на 506.

На 516 способ 500 выбирает цилиндр для повторного инициирования сгорания, в то время как двигатель замедляется по направлению к нулевому числу оборотов. В одном из примеров цилиндр двигателя, в котором повторно инициируется сгорание, основан на положении двигателя, когда возникает запрос запуска двигателя. В частности, цилиндр выбирается, чтобы принимать топливо впервые после запроса останова двигателя, когда цилиндр находится в пределах конкретного угла поворота коленчатого вала или такта. Например, что касается двигателя с непосредственным впрыском, первый цилиндр для приема топлива после запроса останова двигателя может быть цилиндром, который находится в положении двигателя по меньшей мере за 120 градусов по коленчатому валу до верхней мертвой точки (ВМТ) такта сжатия и в пределах такта впуска или сжатия. Таким образом, если COM происходит, когда цилиндр номер один четырехтактного четырехцилиндрового двигателя находится за 200 градусов до ВМТ такта сжатия, и в то время как цилиндр номер один находится в такте впуска, цилиндр номер один будет принимать топливо первым после запроса останова двигателя, так что сгорание может происходить сначала в цилиндре номер один. Однако, если COM происходит, когда цилиндр номер один находится за 90 градусов по коленчатому валу до ВМТ такта сжатия, в то время как цилиндр номер один находится в такте сжатия, цилиндр номер три будет первым цилиндром для приема топлива после запроса останова двигателя. Цилиндр номер три принимает топливо первым, поскольку слишком поздно в цикле цилиндра у цилиндра номер один впрыскивать полный заряд топлива. Следует отметить, что выбор первого цилиндра для сгорания и синхронизация по коленчатому валу, используемая для выбора первого цилиндра для сгорания, могут меняться от двигателя к двигателю. Поэтому подразумевается, что установки моментов, описанные выше, скорее, должны описывать процесс выбора цилиндра, чтобы сжигать топливо первый раз после останова двигателя, чем ограничивать объем или широту раскрытия. Способ 500 переходит на 518 после того, как выбран первый цилиндр для приема топлива первый раз после запроса останова двигателя, в то время как двигатель является замедляющимся от числа оборотов холостого хода до нуля.

На 518 способ 500 переустанавливает дроссель воздухозаборника после IVC или переключения состояния клапана из открытого в закрытый у цилиндра до того, как выбранный цилиндр встречается в порядке сгорания. Переустановка дросселя воздухозаборника может задерживаться на время из условия, чтобы выбранный цилиндр находился в пределах заданного угла поворота коленчатого вала от IVC выбранного цилиндра. Таким образом, дроссель воздухозаборника регулируется между IVC цилиндра, непосредственно предшествующего выбранному цилиндру в порядке работы цилиндров двигателя, и IVC выбранного цилиндра. В одном из примеров дроссель воздухозаборника дополнительно открывается до заданного положения для увеличения заряда воздуха цилиндра у выбранного цилиндра так, чтобы двигатель мог ускоряться. Однако, в некоторых примерах, дроссель воздухозаборника регулируется, чтобы подходить по меньшей мере частично ближе к открыванию дросселя воздухозаборника. Заданное положение может определяться опытным путем и храниться в памяти. В одном из примеров заданное положение может храниться в таблице и индексироваться числом оборотов двигателя. Заданное положение может дополнительно регулироваться, чтобы учитывать барометрическое давление, температуру охлаждающей жидкости двигателя, MAP и температуру заряда воздуха посредством индексации определенных опытным путем регулировок дросселя воздухозаборника, индексируемых посредством соответствующих переменных. Способ 500 переходит на 520 после того, как было настроено положение дросселя воздухозаборника.

На 520 способ 500 регулирует установку фаз клапанного распределения и повторно вводит в работу впрыск топлива, а также искровое зажигание, чтобы повторно инициировать сгорание в цилиндрах двигателя. В одном из примеров установка фаз клапанного распределения подвергается опережению для увеличения количества воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. Искровое зажигание и топливоснабжение возобновляются в цилиндрах, начиная с выбранного цилиндра и продолжая по следующим цилиндрам в порядке работы цилиндров двигателя. Например, в тех случаях, когда цилиндр номер один четырехцилиндрового двигателя является выбранным цилиндром, топливо может подаваться в порядке 1-3-4-2. Способ 500 переходит на 522 после того, как возобновлены топливоснабжение и искровое зажигание.

На 522 способ 500 переустанавливает дроссель воздухозаборника второй раз после IVC выбранного цилиндра. В примере дроссель воздухозаборника переустанавливается второй раз после IVC цилиндра номер один и до IVC цилиндра номер три, когда выбранный цилиндр является цилиндром номер один. Таким образом, дроссель воздухозаборника регулируется между IVC цилиндра у выбранного цилиндра и IVC цилиндра, непосредственно следующего за выбранным цилиндром в порядке работы цилиндров двигателя.

В одном из примеров второе положение, на которое регулируется дроссель воздухозаборника, основано на числе оборотов двигателя, температуре охлаждающей жидкости двигателя, температуре заряда воздуха цилиндра, барометрическом давлении и давлении во впускном коллекторе. Более конкретно, определенное опытным путем базовое регулирование дросселя воздухозаборника хранится в таблице в памяти и индексируется посредством числа оборотов двигателя. Кроме того, модификаторы для базового регулирования дросселя воздухозаборника хранятся в памяти и индексируются посредством соответствующих управляющих переменных. Например, базовое второе регулирование дросселя воздухозаборника извлекается из памяти на основании числа оборотов двигателя. Второе регулирование дросселя воздухозаборника модифицируется на основании барометрического давления, температуры охлаждающей жидкости двигателя, MAP и температуры заряда воздуха цилиндра посредством индексирования таблиц или функций с использованием барометрического давления, температуры охлаждающей жидкости двигателя, MAP и заряда воздуха цилиндра. Способ 500 переходит на выход после того, как положение дросселя воздухозаборника настроено заданное количество раз. Положение дросселя воздухозаборника двигателя регулируется после этого в ответ на требование крутящего момента двигателя.

Таким образом, способ по фиг.5 предусматривает способ для приведения в действие двигателя, содержащий: регулирование исполнительного механизма первый раз для автоматического останова двигателя; регулирование исполнительного механизма второй раз до того, как двигатель достигает нулевого числа оборотов, в ответ на запрос перезапустить двигатель; и регулирование положения дросселя воздухозаборника в ответ на состояние впускного клапана и запрос перезапустить двигатель. Способ включает в себя те случаи, когда исполнительный механизм является топливной форсункой и когда топливная форсунка удерживается закрытой в ответ на запрос автоматически остановить двигатель. Способ также включает в себя те случаи, когда исполнительный механизм является катушкой зажигания и когда зарядка катушки зажигания запрещается в ответ на запрос автоматически остановить двигатель.

В некоторых примерах способ включает в себя те случаи, когда регулирование исполнительного механизма первый раз выводит из работы исполнительный механизм и когда регулирование исполнительного механизма второй раз возвращает в работу исполнительный механизм. Способ дополнительно содержит регулирование положения дросселя воздухозаборника в ответ на барометрическое давление. Способ дополнительно содержит регулирование положения дросселя воздухозаборника в ответ на давление во впускном коллекторе. Способ также включает в себя те случаи, когда впускной клапан является впускным клапаном цилиндра и когда двигатель является замедляющимся одновременно с запросом перезапустить двигатель.

Способ по фиг.5 также предусматривает эксплуатацию двигателя, содержащую: прекращение сгорания в первом цилиндре в ответ на запрос автоматически остановить двигатель; регулирование положения дросселя воздухозаборника в ответ на установку момента закрывания впускного клапана второго цилиндра, второй цилиндр предшествует первому цилиндру в порядке сгорания в двигателе; и повторное инициирование сгорания в первом цилиндре после того, как регулируют положение дросселя воздухозаборника. Таким образом, дроссель может регулироваться своевременно, чтобы управлять крутящим моментом сжатия и крутящим моментом сгорания.

Способ дополнительно содержит регулирование положения дросселя воздухозаборника в ответ на установку момента закрывания впускного клапана первого цилиндра. В еще одном примере способ дополнительно содержит регулирование положения дросселя воздухозаборника в ответ на число оборотов двигателя. Способ также включает в себя те случаи, когда дроссель воздухозаборника регулируется во время или после того, как впускной клапан первого цилиндра переходит из открытого состояния в закрытое состояние. Способ также включает в себя те случаи, когда дроссель воздухозаборника регулируется во время или после того, как впускной клапан второго цилиндра переходит из открытого состояния в закрытое состояние. Способ включает в себя те случаи, когда положение дросселя воздухозаборника дополнительно регулируется в ответ на давление во впускном коллекторе. Способ включает в себя те случаи, когда положение дросселя воздухозаборника дополнительно регулируется в ответ на барометрическое давление. Способ также включает в себя те случаи, когда двигатель перезапускается без привлечения стартера.

Специалистам в данной области техники следует понимать, что процедуры, описанные на фиг.5, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерываниями, многозадачная, многопоточная и тому подобная. По существу, различные проиллюстрированные этапы или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки необязательно требуется для достижения целей, признаков и преимуществ, описанных в материалах настоящей заявки, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Хотя не проиллюстрировано явным образом, специалисту в данной области техники следует понимать, что один или более из проиллюстрированных этапов или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии.

На этом описание завершено. Однако после его прочтения специалистам в данной области техники будут очевидны многие изменения и модификации, не выходящие за рамки сущности и объема описания. Например, одноцилиндровый двигатель, рядные двигатели I2, I3, I4, I5 и V-образные двигатели V6, V8, V10, V12 и V16, работающие на природном газе, бензине, дизельном топливе или альтернативных топливных конфигурациях, могли бы использовать настоящее описание для получения преимуществ.

Изобретение относится к способам и системам для управления двигателем, который может автоматически останавливаться и запускаться. В одном из примеров раскрыт способ работы двигателя, включающий регулирование исполнительного механизма первый раз для автоматического останова двигателя; регулирование исполнительного механизма второй раз до того, как двигатель достигнет нулевого числа оборотов в ответ на запрос перезапустить двигатель; и регулирование положения дросселя воздухозаборника в момент времени после закрытия открытого впускного клапана цилиндра, имеющего открытый впускной клапан одновременно с запросом перезапустить двигатель, и перед закрытием впускного клапана цилиндра, следующего в порядке сгорания в двигателе в ответ на запрос перезапустить двигатель. Техническим результатом является ускорение запуска двигателя после останова, а также снижение расхода топлива и выбросов. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ работы двигателя, включающий:

регулирование исполнительного механизма первый раз для автоматического останова двигателя;

регулирование исполнительного механизма второй раз до того, как двигатель достигнет нулевого числа оборотов в ответ на запрос перезапустить двигатель; и

регулирование положения дросселя воздухозаборника в момент времени после закрытия открытого впускного клапана цилиндра, имеющего открытый впускной клапан одновременно с запросом перезапустить двигатель, и перед закрытием впускного клапана цилиндра, следующего в порядке сгорания в двигателе в ответ на запрос перезапустить двигатель.

2. Способ по п. 1, в котором исполнительный механизм является топливной форсункой, удерживаемой закрытой в ответ на запрос автоматически остановить двигатель.

3. Способ по п. 1, в котором исполнительный механизм является катушкой зажигания, при этом зарядка катушки зажигания запрещается в ответ на запрос автоматически остановить двигатель.

4. Способ по п. 1, в котором регулирование исполнительного механизма первый раз выводит из работы исполнительный механизм, а регулирование исполнительного механизма второй раз возвращает в работу исполнительный механизм.

5. Способ по п. 1, дополнительно включающий регулирование положения дросселя воздухозаборника в ответ на барометрическое давление.

6. Способ по п. 1, дополнительно включающий регулирование положения дросселя воздухозаборника в ответ на давление во впускном коллекторе.

7. Способ по п. 1, в котором впускной клапан является впускным клапаном цилиндра, при этом двигатель замедляется одновременно с запросом перезапустить двигатель.

8. Способ работы двигателя, включающий:

прекращение сгорания в первом цилиндре в ответ на запрос автоматически остановить двигатель;

регулирование положения дросселя воздухозаборника в момент времени после установки момента закрывания впускного клапана второго цилиндра, имеющего открытый впускной клапан одновременно с запросом перезапустить двигатель, и перед закрытием впускного клапана первого цилиндра, при этом второй цилиндр непосредственно предшествует первому цилиндру в порядке сгорания в двигателе; и

повторное инициирование сгорания в первом цилиндре после регулирования положения дросселя воздухозаборника.

9. Способ по п. 8, дополнительно включающий повторное инициирование сгорания во втором цилиндре.

10. Способ по п. 9, дополнительно включающий регулирование положения дросселя воздухозаборника в момент времени после установки момента закрывания впускного клапана второго цилиндра, имеющего открытый впускной клапан одновременно с запросом перезапустить двигатель, и перед закрытием впускного клапана первого цилиндра в ответ на число оборотов двигателя.

11. Способ по п. 9, в котором двигатель представляет собой двигатель с непосредственным впрыском.

12. Способ по п. 8, дополнительно включающий подвергание запаздыванию установки фаз распределения впускных клапанов первого и второго цилиндров.

13. Способ по п. 8, в котором положение дросселя воздухозаборника дополнительно регулируется в ответ на давление во впускном коллекторе.

14. Способ по п. 8, в котором положение дросселя воздухозаборника дополнительно регулируется в ответ на барометрическое давление.

15. Способ по п. 8, в котором двигатель перезапускается без привлечения стартера.

16. Система управления двигателем, содержащая:

двигатель, включающий в себя регулируемый механизм установки фаз клапанного распределения и дроссель воздухозаборника; и

контроллер, включающий в себя исполняемые команды, хранимые на постоянном носителе, для автоматического прекращения сгорания в первом цилиндре двигателя и регулирования установки фаз клапанного распределения первого цилиндра в ответ на условия работы, отличные от водительского запроса останова двигателя, при этом контроллер включает в себя дополнительные команды для повторного инициирования сгорания в первом цилиндре и регулирования установки фаз клапанного распределения первого цилиндра в ответ на условия работы, причем контроллер включает в себя дополнительные команды для регулирования положения дросселя воздухозаборника в момент времени после закрытия открытого впускного клапана второго цилиндра, имеющего открытый впускной клапан одновременно с запросом перезапустить двигатель, и перед закрытием впускного клапана первого цилиндра в ответ на запрос перезапустить двигатель, при этом первый цилиндр непосредственно следует за вторым цилиндром в порядке сгорания в двигателе.

17. Система по п. 16, в которой контроллер включает в себя дополнительные команды для регулирования положения дросселя воздухозаборника в момент времени после закрытия открытого впускного клапана второго цилиндра, имеющего открытый впускной клапан одновременно с запросом перезапустить двигатель, и перед закрытием впускного клапана первого цилиндра в ответ на барометрическое давление.

18. Система по п. 16, в которой контроллер включает в себя дополнительные команды для регулирования положения дросселя воздухозаборника в момент времени после закрытия открытого впускного клапана второго цилиндра, имеющего открытый впускной клапан одновременно с запросом перезапустить двигатель, и перед закрытием впускного клапана первого цилиндра в ответ на число оборотов двигателя.

19. Система по п. 16, в которой контроллер включает в себя дополнительные команды для регулирования положения дросселя воздухозаборника в момент времени после закрытия открытого впускного клапана второго цилиндра, имеющего открытый впускной клапан одновременно с запросом перезапустить двигатель, и перед закрытием впускного клапана первого цилиндра в ответ на давление во впускном коллекторе.

20. Система по п. 16, в которой контроллер включает в себя дополнительные команды для возобновления сгорания в первом цилиндре после регулирования положения дросселя воздухозаборника.