CN101790630A - 用于冷启动内燃发动机的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于启动内燃发动机的方法，所述内燃发动机与用于在启动发动机时驱动所述发动机的启动器以及用于调节喷射的燃料的量的装置相关联。根据本发明，所述方式包括以下步骤：在第一次启动操作过程中，计算当所述发动机被启动器驱动时发动机的转数(PMH)；在接着所述第一次操作的第二次启动操作过程中，基于在所述第一次启动操作过程中计算的转数(PMH)调节喷射的燃料的量(Q)。

Description

用于冷启动内燃发动机的方法
技术领域
本发明要求2007年9月7日提交的法国申请0756357的优先权，所述申请的内容(说明书、权利要求书和附图)通过参考引用结合在本文中。
本发明涉及一种用于冷启动汽车的内燃发动机的方法。一般地，本发明用于在源头上减少汽油发动机的污染排放。
背景技术
特别地取决于车辆行驶的地理区域，车辆使用的燃料质量变化很大。燃料的一个特别易变的物理性质是其挥发能力，即其变化的挥发性。所述性质在英文文献中以缩写PVR(雷德蒸汽压)公知。所述缩写也用于本发明后面的描述。易挥发性的燃料被称为HPVR燃料(高PVR)，而不易挥发性的燃料被称为BPVR(低PVR)。
为了能正确地启动，汽油发动机需要以接近化学计量比混和的空气和汽油的混合物。这需要对气态形式的燃料的量的良好的控制。然而，根据燃料的挥发性，相对于以相同量喷射的燃料来说，在冷启动过程中和发动机被发动时参与燃烧的气态形式的燃料的量可能差别很大。
为了保证足够的气态形式的燃料的量用于发动机的启动和发动过程中良好的燃烧，基于一种代表相对低挥发性的燃料(BVPR)作出燃料校准。然后，执行测试以保证当使用更易挥发、即HPVR类型的燃料时，喷射的量不会过多并且不会冒过量的汽化物形式的汽油妨碍燃烧的风险，因为所述混合物变得不易燃。
因此，无论燃料如何，调节过程相同。从而，当使用相对更易挥发的燃料时，在发动机启动和发动过程中，汽化物形式的燃料过量。这些过量部分不参与燃烧而是从发动机排气管以未燃尽的碳氢化合物(HC)形式排出。这直接影响发动机污染物的排放。因为即使车辆装备了催化剂，催化剂并不在低温条件下启动，因此所述未燃尽的碳氢化合物排出到大气中。
在极低温度下启动过程中，当环境温度低于-15℃时，汽化物形式的燃料过量部分还在排气口产生黑烟。
已经作出尝试，通过在启动阶段基于燃料挥发能力调节发动机气缸中的燃料喷射量而解决这个问题。由于难以在车辆中直接测量这种能力，因此燃料的挥发能力根据发动机启动后喷射的燃料的量减小时发动机的转速降进行估算。由于喷射燃料量的减小被校准，因此发动机的转速降提供表示所述燃料挥发能力的信息。可以根据具有不同挥发能力的不同类型的燃料校准所述转速降。然而，其它参数对在所述方法中所测量的发动机的转速降有影响，所述参数特别是发动机的内部摩擦。
另一种方法在于测量启动器启动发动机所需的时间。所述持续时间可根据不同类型的燃料被校准。如之前所提及的那样，发动机的内部摩擦影响启动器启动发动机所需的时间。电池充电、离合器位置以及车辆所处的海拔高度也可被提及作为影响启动器启动发动机所需时间的参数。
这两种方法改善了在估算燃料的挥发能力之后进行的启动操作过程中发动机中喷射的燃料的量的调节。然而由于大量的影响所执行的测量的参数，因此获得的结果并不十分可靠。
发明内容
本发明提出测量与所使用的燃料的挥发能力直接相关的参数，所述参数比之前所测量的参数更不敏感。
为此，本发明的目的是提供一种用于启动内燃发动机的方法，所述内燃发动机与在启动过程中发动发动机的启动器以及用于调节喷射燃料的量的装置相关联，其特征在于，当所述发动机被启动器发动时，在第一次启动操作过程中计算(或计数)发动机完成的转数，并且在发生于所述第一次操作之后的第二次启动操作过程中，根据在所述第一次启动操作过程中计算的转数调节喷射的燃料的量。
因此，根据本发明，借助于启动器而完成的转数的计算被认为是燃料的挥发性的代表性测量。
特别是在冷启动过程中或甚至是在极冷(外部温度低于-15℃)的情况下，本发明改善了启动性能的稳健性。事实上，发动机只有在汽缸内的汽化燃料的量足够时才能启动。此外，在第一次燃烧(或第一次进行燃烧膨胀冲程)之前，喷射燃料的量至少部分地累积且增大直至达到所需的量。因此，在第一次燃烧之前发动机的转数很好地表示所使用燃料的挥发性。
所述转数的计算可以通过计算活塞经过汽缸的上死点的次数实现。
此外，发动机的转速还在车辆中测量。因此，直至所述发动机达到一定的转速之前，可以计算发动机的转数。
还可以考虑其它参数以用于确定在启动时喷射的燃料的量。所述量可以是在所述第二次启动操作过程中所测量的发动机温度和/或在所述第二次启动操作过程中的发动机转速的函数。
在启动操作过程中喷射的燃料的量可以具有多个离散的值。每个离散的值与所述发动机被启动器发动时所完成的转数的一个范围相关联，并且所保留(或得到)的值是计算的转数与不同范围之间的比较结果的函数。
在所述第二次启动操作过程中，可以考虑在多个之前的第一次启动操作过程中当发动机被启动器发动时发动机完成的转数的计算。例如可以计算多次启动的平均值或者可以消除异常的计算。
附图说明
通过阅读作为示例给出且在附图中示出的实施方式的详细描述，将可更好地理解本发明并且其它优点将变得清楚，其中：
图1示出了根据发动机所使用的燃料的挥发性(PVR)，在启动操作过程中发动机转速的变化；
图2示出了在启动操作过程中介入到喷射的燃料的量的调节中的多个参数的组合。
具体实施方式
为了清楚起见，在不同的附图中同样的元件具有相同的附图标记。
图1示出了在一个参考图表中的一组曲线，其中横坐标表示发动机完成的转数，纵坐标表示以每分钟的转数表达的发动机转速。图1示出了两条曲线10和11。每条曲线表示在发动机启动操作过程中发动机转速的变化。对于曲线10来说，发动机所使用的燃料为BPVR(低挥发能力)类型的燃料，而对于曲线11来说，发动机所使用的燃料为HPVR(高挥发能力)类型的燃料。在所示出的示例中，发动机为往复运动型。在发动机的一个汽缸中，燃料的喷射在接近运行于汽缸内的活塞到达其冲程中的上死点时发生。在每条曲线10和11上，发动机的转速对于发动机的每一转例如在上死点处被测量，所述上死点由特定符号标示为PMH，所述特定符号对于曲线10为菱形而对于曲线11为方形。实线连接每条曲线的所述特定符号。
对于曲线10来说，在发动机旋转的前八转，发动机的转速恒定。所述转速值为大约每分钟100转。所述转速对应于发动机被装有所述发动机的车辆的启动器发动的时间。在发动机的第八转时，在所涉及的汽缸中发生燃烧(或燃烧膨胀冲程)，发动机的转速增大且启动器不再发动所述发动机。然后，发动机的转速增大直到其在第十三和十四转时达到大约每分钟1200转的最大值，然后转速下降以从第十七转开始稳定于每分钟800转。所述稳定值对应于发动机的空转速度(怠速)。
曲线11表示使用比曲线10示出的发动机所使用的燃料的PVR高的燃料的发动机的转速变化。在发动机旋转的前五转，发动机的转速恒定。在这五转的过程中发动机被启动器发动。在发动机的第五转时，在所涉及的汽缸中发生燃烧(或燃烧膨胀冲程)，发动机的转速增大且启动器不再发动所述发动机。然后，曲线11沿平行于曲线10的线型前进，发动机的转速增大直到其在第十和十一转时达到大约每分钟1200转的最大值，然后转速下降以从第十四转开始稳定于每分钟800转。所述稳定值对应于发动机的空转速度。
当观察这两条曲线时，可以看出在启动器发动发动机的时间的过程中，在第五转和第八转之间存在三转的间距12。所述间距与所使用的两种燃料的PVR的差异直接相关。为了测量所述间距，或更一般地为了测量在接合启动器与发动机无需借助启动器而运转的时刻之间所述发动机完成的转数，可以计算超出一个特定值时发动机完成的转数。所述特定值可以选定为高于当发动机被启动器发动时发动机可以转动的最大转速。
当然可以采用其它方法用于计算发动机被启动器发动时的转数。例如可测量被所述启动器消耗的电流。所述启动器还可以由实现启动器和交流发电机的交流发电机-启动器取代。所述交流发电机-启动器的端子处的电压的变化允许计算发动机在被发动时的转数。
图2示出的是，在发动机启动过程中为获得接近于化学计量比的比例而喷射的燃料的量是多个参数的函数，所述参数包括马达的温度和启动时其转速。
在方框20中，曲线21表示根据发动机内部所测量的温度θ而将喷射的燃料的量Q1。在方框22中，曲线23表示将根据发动机的转速RPM对Q1进行增大或减小的修正量Q2。这两个参数可根据经验定义且独立于所使用的燃料的质量。这两个参数被组合以根据温度θ和发动机的转速RPM获得喷射的燃料的量Q3。所述组合由操作器24示意性地示出。在方框25中，曲线26表示根据上一次启动过程中由启动器发动的发动机的转数PMH而在之前的启动过程中应用的燃料的修正量Q4。给出了在方框20、22和25中所示出的曲线21、23和26只是为了说明燃料的量可以根据一个参数而限定。根据本发明，量Q3根据所述量Q4被加权，以获得将喷射的燃料的量Q，以便于获得最优化的启动。所述加权由操作器27示意性地示出。
根据本发明的方法可应用于所有的启动情况，或者只应用于环境温度低于一定阈值温度、例如如低于10℃的情况，或者只应用于极冷的情况。
本发明特别适用于利用火花点火的发动机(“汽油”发动机)，更特别地适用于能够用相当不同的燃料运行的发动机，特别是所谓的FLEXFUEL(灵活可变燃料)型发动机，这种FLEXFUEL型发动机或者被供给汽油，或者被供给大致富含乙醇或植物原料的其它产物的混合物。

Claims (10)

1.用于启动内燃发动机的方法，所述内燃发动机与在启动过程中发动所述发动机的启动器以及用于调节喷射的燃料的量的装置相关联，其特征在于，所述方法包括以下操作：
·在第一次启动操作过程中，计算当所述发动机被所述启动器发动时所述发动机完成的转数(PMH)；
·在所述第一次操作之后进行的第二次启动操作过程中，根据在所述第一次启动操作过程中计算的转数(PMH)调节所述喷射的燃料的量(Q)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转数(PMH)的计算通过计算活塞经过所述发动机汽缸中的上死点的次数而完成。
3.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，只要所述发动机尚未达到一个特定转速，就计算所述发动机的转数(PMH)。
4.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述喷射的燃料的量(Q)是在所述第二次启动操作过程中测量的所述发动机的温度(θ)的函数。
5.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述喷射的燃料的量(Q)是在所述第二次启动操作过程中所述发动机的转速(RPM)的函数。
6.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在启动操作过程中所述喷射的燃料的量(Q)可以呈多个离散的值，每个离散的值与所述发动机被所述启动器发动时所述发动机完成的转数(PMH)的一个范围相关联，并且保留的值是所述计算的转数(PMH)与不同的范围之间的比较结果的函数。
7.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在所述第二次启动操作过程中，考虑在多个之前的第一次启动操作过程中当所述发动机被所述启动器发动时所述发动机完成的转数(PMH)的计算。
8.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述方法只在环境温度低于一个特定温度阈值时才被使用。
9.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述方法被应用于利用火花点火的发动机。
10.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述方法被应用于FLEXFUEL型的发动机。
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