CN102817737A - 自动点火减缓系统 - Google Patents

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Abstract

一种自动点火减缓系统包括确定气缸内活塞位置的活塞定位模块以及确定气缸内空气第一温度的温度模块。燃料增浓模块与活塞定位模块和温度模块通信并且根据第一温度和活塞位置确定第一燃料量。燃料控制模块与燃料增浓模块通信并且在发动机启动之后和活塞的第一排气冲程之前向气缸提供第一燃料量。

Description

自动点火减缓系统
技术领域
本公开涉及在发动机重启期间自动点火的减缓。
背景技术
本文所提供的背景技术描述的目的在于从总体上介绍本发明的背景。当前提及的发明人的工作——以在此背景技术部分中所描述的为限——以及在提交时否则可能不构成现有技术的该描述的各方面，既不明示地也不默示地被承认为是针对本发明的现有技术。
内燃机在气缸内燃烧空气和燃料的混合物以驱动活塞从而产生驱动转矩。在机动车停机时，一个或多个气缸可能仍含有高温进气。这种高温进气可能会在热重启期间的第一次燃烧事件就造成自动点火。自动点火发生在火花事件之前的活塞压缩冲程期间开始燃烧时。
发明内容
一种自动点火减缓系统包括确定气缸内活塞位置的活塞定位模块以及确定气缸内空气第一温度的温度模块。燃料增浓模块与活塞定位模块和温度模块通信并且根据第一温度和活塞位置确定第一燃料量。燃料控制模块与燃料增浓模块通信并且在发动机启动之后和活塞的第一排气冲程之前向气缸提供第一燃料量。
方案1. 一种自动点火减缓系统，包括：
确定气缸内活塞位置的活塞定位模块；
确定气缸内空气第一温度的温度模块；
与活塞定位模块和温度模块通信的燃料增浓模块，其中燃料增浓模块根据第一温度和活塞位置确定第一燃料量；以及
与燃料增浓模块通信的燃料控制模块，其中燃料控制模块在发动机启动之后和活塞的第一排气冲程之前向气缸提供第一燃料量。
方案2. 如方案1所述的自动点火减缓系统，其中活塞的位置对应于进气冲程期间的停止位置。
方案3. 如方案2所述的自动点火减缓系统，进一步包括与活塞定位模块和燃料控制模块通信的气缸容积模块，其中气缸容积模块根据活塞的停止位置确定发动机关闭状态之后气缸内的空气容积，并且燃料控制模块根据第一温度和容积确定第一燃料量。
方案4. 如方案2所述的自动点火减缓系统，其中活塞定位模块与双向曲轴位置传感器通信，其中双向曲轴位置传感器确定停止位置。
方案5. 如方案2所述的自动点火减缓系统，其中位于进气口内与气缸连通的进气门在发动机关闭状态期间处于打开位置。
方案6. 如方案2所述的自动点火减缓系统，其中如果从发动机关闭状态到发动机启动状态经过的时间小于第一时间段，那么燃料控制模块就提供第一燃料量，并且如果经过的时间大于第一时间段，那么燃料控制模块就不提供第一燃料量。
方案7. 如方案1所述的自动点火减缓系统，其中温度模块确定环境空气温度，并且如果第一温度至少比环境空气温度高出第一数值，那么燃料控制模块就提供第一燃料量。
方案8. 如方案1所述的自动点火减缓系统，其中燃料控制模块在活塞处于进气冲程结束前的60度曲轴转角和进气冲程结束后的60度曲轴转角之间的位置时开始提供第一燃料量。
方案9. 如方案1所述的自动点火减缓系统，其中燃料控制模块在排气冲程之后向气缸提供第二燃料量，其中第一燃料量比第二燃料量至少大20%。
方案10. 一种方法，包括：
确定气缸内的活塞位置；
确定气缸内空气的第一温度；
根据第一温度和气缸内的活塞位置确定第一燃料量；以及
在发动机启动之后和活塞的第一排气冲程之前向气缸提供第一燃料量。
方案11. 如方案10所述的方法，其中活塞的位置对应于进气冲程期间的停止位置。
方案12. 如方案11所述的方法，进一步包括根据第一温度和活塞的停止位置确定发动机关闭状态之后气缸内的空气容积，并且根据第一温度和容积确定第一燃料量。
方案13. 如方案11所述的方法，其中根据由双向曲轴位置传感器确定的曲轴位置来确定活塞的停止位置。
方案14. 如方案11所述的方法，其中位于进气口内与气缸连通的进气门在发动机关闭状态期间处于打开位置。
方案15. 如方案11所述的方法，其中如果从发动机关闭状态到发动机启动状态经过的时间小于第一时间段，那么就提供第一燃料量，并且如果经过的时间大于第一时间段，那么就不提供第一燃料量。
方案16. 如方案10所述的方法，其中如果第一温度比环境空气温度高出第一数值，那么就进行提供第一燃料量。
方案17. 如方案10所述的方法，其中在活塞处于进气冲程结束前的60度曲轴转角和进气冲程结束后的60度曲轴转角之间的位置时开始提供第一燃料量。
方案18. 如方案10所述的方法，进一步包括在排气冲程之后向气缸提供第二燃料量，其中第一燃料量比第二燃料量至少大20%。
本公开的更多可应用领域将根据以下提供的具体实施方式而变得显而易见。应该理解具体实施方式和特定示例仅仅是为了进行说明而并不是为了限制本公开的保护范围。
附图说明
本文中描述的附图仅仅是用于说明选择的实施例而并不代表所有可行的实施方式，并且不是为了限制本公开的保护范围。根据具体实施方式和附图可以更加完整地理解本公开，其中：
图1是根据本公开的发动机装置的示意图；
图2是图1中发动机装置的控制模块的示意图；以及
图3是用于操作自动点火减缓方法的流程图的图解。
对应的附图标记在附图的若干视图中始终表示对应的部件。
具体实施方式
以下的说明内容在本质上仅仅是示意性的而绝不是为了限制本公开、其应用或用途。为了清楚起见，相同的附图标记可以在附图中被用于标识类似的元件。如本文中所用，短语A,B和C中的至少一个应该被解读为使用非排他性逻辑“或”表示的逻辑(A或B或C)。应该理解方法中的步骤可以按不同的顺序执行而并不改变本公开的原理。
如本文中所用，术语模块可以指专用集成电路(ASIC)、电子电路、组合逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)、执行代码的(共享、专用或群组)处理器、提供所述功能的其他适用部件或者以上内容的部分或全部组合例如片载系统内的一部分或包含它们在内。术语模块可以包括存储由处理器执行的代码的(共享、专用或群组)存储器。
如上所用的术语代码可以包括软件、固件和/或微代码，并且可以指程序、子程序、函数、类和/或对象。如上所用的术语共享是指可以利用单个(共享)处理器执行来自多个模块的部分或全部代码。另外，来自多个模块的部分或全部代码可以由单个(共享)存储器存储。如上所用的术语群组是指可以利用处理器群组执行来自单个模块的部分或全部代码。另外，可以利用存储器群组存储来自单个模块的部分或全部代码。
本文中介绍的装置和方法可以通过由一个或多个处理器执行的一种或多种计算机程序实施。计算机程序包括存储在非瞬时性实体计算机可读取介质上的处理器可执行的指令。计算机程序还可以包括存储的数据。非瞬时性实体计算机可读取介质的非限制性示例是非易失性存储器、磁存储器和光学存储器。
参照图1，示意性地示出了示例性的发动机10。发动机10可以包括曲轴14、活塞16、进气门18、排气门20、火花塞22和燃料喷射器24。本公开为了简单起见结合直列四缸的设置方式进行图示。但是，应该理解本公开可以等价地应用于任何数量的活塞-气缸设置方式以及各种发动机结构，包括但不限于直列、V型结构和水平对置的设置方式。
发动机10包括界定气缸26,28,30,32的发动机缸体以及界定进气口34和排气口36的气缸盖。活塞16位于气缸26,28,30,32内并且与曲轴14接合。进气门18位于进气口34内并且排气门20位于排气口36内。火花塞22和燃料喷射器24与气缸26,28,30,32相连通。在本发明的非限制性示例中，燃料喷射器24与气缸26,28,30,32直接连通，构成直接喷射的设置方式。但是，应该理解本公开并不局限于直接喷射的应用而是也可以应用于进气口喷射的设置方式。
发动机10可以包括提高机动车燃料效率的自动启动/停机系统。自动启动/停机系统通过在机动车运行时选择性地关闭发动机来提高燃料效率。自动启动/停机系统包括选择性地引发发动机10的自动停机事件和自动启动事件的控制模块38。自动停机事件包括在并未命令机动车停机时(例如在点火钥匙处于接通位置时)满足一个或多个预定激活标准的情况下关闭发动机10。在自动停机事件期间，发动机10被关闭并且例如可以禁止向发动机10提供燃料以(通过减少燃料消耗而)提高燃料经济性。当发动机10在自动停机事件期间被关闭时，控制模块38选择性地引发自动启动事件。自动启动事件可以包括例如激活燃料供给和激活提供火花以启动发动机10。
另外，在行驶周期期间或结束时，发动机可以由于自动停机事件或拔出钥匙事件而关闭。发动机关闭包括活塞停止事件(也就是停止气缸26,28,30,32内的活塞16的情况下)。活塞16在曲轴14不再旋转以促使活塞16移动时停止。曲轴14可以响应于来自控制模块38的自动停机指令或者因为驾驶员从车辆拔出钥匙而停止旋转。
发动机10进一步包括曲轴位置传感器40、进气温度传感器42、空气流量传感器44和发动机冷却液温度传感器46。现参照图2，控制模块38可以构成自动点火减缓系统，包括活塞定位模块48、气缸容积模块50、温度模块52、燃料增浓模块54、燃料控制模块56和点火模块58。曲轴位置传感器40与活塞定位模块48通信并提供指示曲轴位置的信号。在本发明的非限制性示例中，曲轴位置传感器40是双向曲轴位置传感器。活塞定位模块48根据由曲轴位置传感器40提供的曲轴14的旋转位置确定活塞位置。
进气温度传感器42、空气流量传感器44和发动机冷却液温度传感器46均与温度模块52通信。进气温度传感器42提供指示环境空气温度的信号。空气流量传感器44提供指示空气流量数量的信号。发动机冷却液温度传感器46提供指示发动机冷却液温度的信号。
活塞定位模块48根据曲轴位置确定是否有位于气缸26,28,30,32内的其中一个活塞16在活塞进气冲程期间停止并且识别出对应的一个气缸。活塞定位模块48与气缸容积模块50、燃料增浓模块54和燃料控制模块56通信并且确定活塞16的停止位置。温度模块52与气缸容积模块50和燃料增浓模块54通信并且通过空气流量传感器44和发动机冷却液温度传感器46确定气缸空气温度以及通过进气温度传感器42确定环境空气温度。
气缸容积模块50与活塞定位模块48和温度模块52通信并且确定气缸空气容积。气缸容积模块50另外还与燃料增浓模块54通信，燃料增浓模块54根据气缸空气温度和气缸空气容积来确定抑制自动点火的燃料量。燃料增浓模块54与燃料控制模块56通信并且向燃料控制模块56提供确定的燃料量。燃料控制模块56与燃料喷射器24和点火模块58通信。点火模块58与火花塞22通信以命令点燃由燃料控制模块56提供的燃料量。
现参照图3，示出了一种用于自动点火减缓系统的自动点火减缓方法110。方法110开始于112，此时命令启动发动机10。命令启动状态通常可以对应于插入钥匙的状态。发动机启动状态通常可以对应于气缸26,28,30,32内的活塞被气缸26,28,30,32内的燃烧事件驱动。发动机关闭状态通常可以对应于气缸26,28,30,32内的活塞16静止不动。
在114，方法110估算恰好在命令启动状态之前经过的发动机关闭时间。如果发动机关闭时间超过阈值(例如5分钟)，那么方法110就终止。否则，方法110前进至116。在116，方法110通过活塞定位模块48判定在活塞进气冲程期间哪一个气缸26,28,30,32使活塞16停止。使活塞16在活塞进气冲程期间停止的气缸也可能会使进气门18处于打开位置。因此，在116，方法110可以另外判定哪一个气缸26,28,30,32使进气门18处于打开位置。为了进行介绍，以下的讨论将涉及在活塞进气冲程期间第一气缸26内的活塞16停止的情况。
在118，温度模块52确定第一气缸26内的空气温度。气缸空气温度根据活塞16和第一气缸26的表面温度确定。温度模块52接收来自空气流量传感器44和发动机冷却液温度传感器46的信号，将上述信号与发动机转速一起输入数学模型，然后计算出活塞和气缸的预测表面温度。温度模块52通过在预定气缸空气温度表内查询活塞和气缸的表面温度来确定气缸空气温度。
在120，估算第一气缸26内的空气温度。如果第一气缸26内的空气温度比环境温度高出超过阈值(例如30摄氏度)，那么方法110就前进至122。否则，方法110就终止。
在122，活塞定位模块48确定活塞16在第一气缸26内的停止位置。在124，燃料增浓模块54确定第一燃料量。第一燃料量可以根据第一气缸26内的温度和空气容积确定。燃料增浓模块54从温度模块52接收气缸内的空气温度并且从气缸容积模块50接收气缸内的空气容积，然后将这些值输入二维表内，二维表输出预定的第一燃料量用于自动点火的减缓。
在128，燃料控制模块56命令燃料喷射器24在第一气缸26内的活塞16随后的排气冲程之前给第一气缸26提供第一燃料量。第一燃料量可以在第一气缸26内的活塞16处于例如进气冲程结束前的60度曲轴转角和进气冲程结束后的60度曲轴转角之间的位置时提供。在132，点火模块58命令火花塞22在预定时间点燃空气-燃料混合物。方法110随后即可终止。
发动机操作在方法110终止之后继续。例如，燃料喷射器24向气缸26,28,30,32提供第二燃料量以用于(在第一气缸26的第一排气冲程之后的)后续燃烧事件。第一燃料量可以大于第二燃料量。例如，第一燃料量可以比第二燃料量大出20到150个百分点之间。通过第一燃料量提供的更多燃料通常可以随着在最初发动机启动期间空气-燃料混合物的温度增加而减少以减缓自动点火。
本公开的广泛教导能够以各种形式实施。因此，尽管本公开包括特定的示例，但是本公开的真实保护范围不应该如此受限，原因在于其他的修改在本领域技术人员研读了附图、说明书和所附权利要求之后将变得显而易见。

Claims (10)

1.一种自动点火减缓系统，包括：
确定气缸内活塞位置的活塞定位模块；
确定气缸内空气第一温度的温度模块；
与活塞定位模块和温度模块通信的燃料增浓模块，其中燃料增浓模块根据第一温度和活塞位置确定第一燃料量；以及
与燃料增浓模块通信的燃料控制模块，其中燃料控制模块在发动机启动之后和活塞的第一排气冲程之前向气缸提供第一燃料量。
2.如权利要求1所述的自动点火减缓系统，其中活塞的位置对应于进气冲程期间的停止位置。
3.如权利要求2所述的自动点火减缓系统，进一步包括与活塞定位模块和燃料控制模块通信的气缸容积模块，其中气缸容积模块根据活塞的停止位置确定发动机关闭状态之后气缸内的空气容积，并且燃料控制模块根据第一温度和容积确定第一燃料量。
4.如权利要求2所述的自动点火减缓系统，其中活塞定位模块与双向曲轴位置传感器通信，其中双向曲轴位置传感器确定停止位置。
5.如权利要求2所述的自动点火减缓系统，其中位于进气口内与气缸连通的进气门在发动机关闭状态期间处于打开位置。
6.如权利要求2所述的自动点火减缓系统，其中如果从发动机关闭状态到发动机启动状态经过的时间小于第一时间段，那么燃料控制模块就提供第一燃料量，并且如果经过的时间大于第一时间段，那么燃料控制模块就不提供第一燃料量。
7.如权利要求1所述的自动点火减缓系统，其中温度模块确定环境空气温度，并且如果第一温度至少比环境空气温度高出第一数值，那么燃料控制模块就提供第一燃料量。
8.如权利要求1所述的自动点火减缓系统，其中燃料控制模块在活塞处于进气冲程结束前的60度曲轴转角和进气冲程结束后的60度曲轴转角之间的位置时开始提供第一燃料量。
9.如权利要求1所述的自动点火减缓系统，其中燃料控制模块在排气冲程之后向气缸提供第二燃料量，其中第一燃料量比第二燃料量至少大20%。
10.一种方法，包括：
确定气缸内的活塞位置；
确定气缸内空气的第一温度；
根据第一温度和气缸内的活塞位置确定第一燃料量；以及
在发动机启动之后和活塞的第一排气冲程之前向气缸提供第一燃料量。
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