CN103244283B

CN103244283B - 重新起动发动机的方法

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Publication number: CN103244283B
Application number: CN201310048317.8A
Authority: CN
Inventors: A·O’C·吉布森; D-S·陈; J·A·都尔瑞
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2012-02-06
Filing date: 2013-02-06
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2033-02-06
Also published as: US20130199496A1; RU2640146C2; CN103244283A; DE102013201413A1; RU2013103833A; US9222453B2

Abstract

本发明涉及一种用于控制可自动停止和起动的发动机的方法和系统。在一个例子中，方法根据发动机位置且响应于操作员心意的改变来调节空气进口节气门的位置，从而重新起动正在自动停止的发动机。

Description

重新起动发动机的方法

技术领域

本发明涉及用于控制可自动停止和起动的发动机的方法和系统。本方法和系统在如下条件中尤为有用，即需要重新起动由于发动机停止请求而正在减速的发动机。

背景技术

发动机可在所选工况期间自动停止，从而节省燃料。停止发动机中止了燃料流至发动机，从而减少燃料消耗和发动机的排放。例如，当请求的发动机扭矩少于阈值水平、制动踏板被踩下以及当车辆速度为零时，发动机可自动停止。此外，即使没有直接的操作员通过专用的发动机停止或起动输入端（例如，仅用于起动和/或停止发动机为目的的输入）请求停止发动机，也可自动地停止发动机。通过停止燃料流动和/或至发动机的火花，可自动地停止发动机。此外，还可以响应发动机停止请求来关闭发动机空气进口节气门，以便减少发动机噪音和振动。

当允许在发动机停止请求之前已经接收燃料的汽缸在发动机停止之前燃烧燃料时，在若干秒内可发生发动机停止过程。此外，在输送至发动机汽缸的燃料和/或火花中止后，发动机要进行两个或更多个发动机循环，以减速并达到零转速。在发动机减速过程中（例如，在发动机停止请求后，在不存在燃烧的情况下发动机转速减少的时段），能够改变工况以便不再需要停止发动机。例如，在发动机停止请求发出后，驾驶员可释放制动踏板，从而指示出驾驶员需要或意图继续加速车辆。基于工况的改变，可恢复执行输送至发动机的燃料和火花。然而，如果在发动机重新起动过程中，发动机转速下降过快，则难以重新起动发动机。此外，如果发动机转速以高于所希望的速率下降，则发动机必须要通过起动马达被重新起动。

发明内容

本文的发明者已认识到上述劣势，已研制出用于操作发动机的方法，其包含：第一次调节致动器，从而自动停止发动机；在发动机达到零转速之前，响应于重新起动发动机的请求来第二次调节致动器；以及响应于进气门的状态和重新起动发动机的请求，调节空气进口节气门位置。

通过响应于进气门的状态和重新起动发动机的请求来调节空气进口节气门的位置，能够重新起动发动机，而不会造成发动机比所期望的更快地减速。例如，在响应于发动机停止请求已经停止汽缸内的燃烧以后，能够选择重新开始燃烧的汽缸。可以在关闭在燃烧次序中先于所选汽缸的汽缸的进气门后的时间打开空气进口节气门。以这种方式，进入先前汽缸的空气量可以被维持在低水平，以便先前汽缸的压缩扭矩较小，并且不会造成发动机比所期望的更快地减速。

在另一个例子中，用于操作发动机的方法包含：响应于自动停止发动机的请求，中止第一汽缸中的燃烧；响应第二汽缸进气门的关闭正时来调节空气进口节气门的位置，第二汽缸在发动机燃烧次序中先于第一汽缸；以及在调节空气进口节气门的位置之后，重新开始第一汽缸内的燃烧。

在另一个例子中，本方法还包含响应于第一汽缸进气门的关闭正时来调节空气进口节气门的位置。

在另一个例子中，在第一汽缸进气门从打开状态转变到关闭状态的过程中或之后，调节空气进口节气门。

在另一个例子中，在第二汽缸进气门从打开状态转变到关闭状态的过程中或之后，调节空气进口节气门。

在另一个例子中，响应于进气歧管压力来进一步调节空气进口节气门的位置。

在另一个例子中，响应于大气压力来进一步调节空气进口节气门的位置。

在另一个例子中，在未接合起动器的情况下，重新起动发动机。

在另一个例子中，用于控制发动机的系统包含：发动机，其包括可调气门正时机构和空气进口节气门；以及控制器，其包括被存储在非暂时性介质中的可执行指令，从而响应于除操作员发动机停止请求之外的工况，来自动地中止发动机汽缸内的燃烧以及调节汽缸的气门正时，控制器包括响应于工况来重新开始汽缸内燃烧并调节汽缸气门正时的额外指令，控制器包括响应于由可调气门正时机构所提供的气门关闭正时调节来调节空气进口节气门的位置的额外指令。

在另一个例子中，控制器包括用于响应于大气压力来调节空气进口节气门的位置的进一步指令。

在另一个例子中，控制器包括用于响应于发动机转速来调节空气进口节气门的位置的进一步指令。

在另一个例子中，控制器包括用于响应于进气歧管压力来调节空气进口节气门的位置的进一步指令。

在另一个例子中，控制器包括在调节空气进口节气门位置之后再次激活汽缸内的燃烧的进一步指令。

本描述可提供若干优势。具体地，本方法可允许驾驶员较快地发动车辆。另外，因为可喷射较少的燃料用于重新起动发动机，所以本方法可减少发动机燃料消耗和排放。此外，因为本发明增加了发生燃烧的汽缸内而不是禁止燃烧的汽缸内的汽缸空气量，所以本方法可降低发动机噪音和振动。

当单独或结合附图，根据下列发明内容将易于明白本说明的上述优势和其他优势和特征。

应理解，提供上述概要是为了以简化的形式介绍所选概念，其将在详细说明中进一步说明。这并不意味着确立所述主题事项的关键或基本特征，其范围仅由具体实施方式后的权利要求限定。另外，所述的主题事项不被限制于解决上述或在本发明中任何部分指出的任何不利的实施。

附图说明

当单独或参考附图，通过阅读示例时，在此被称为具体实施方式，将更彻底地明白本文描述的优势。

图1示出发动机的原理图；

图2示出示例性动力传动系统布局；

图3-4示出在模拟发动机起动的过程中，感兴趣信号的示例绘图；以及

图5示出示例性发动机起动方法的流程图。

具体实施方式

本发明涉及控制可自动停止和起动的发动机。在一个非限制例子中，可按照图1所示配置发动机。此外，发动机可以是图2所示的车辆动力传动系统的一部分。

根据图5所述方法，可执行发动机停止和起动。图5所示方法可被用于控制如图3和图4所示的发动机。当发动机在发动机转速达到零之前的停止过程中，工况变化时，图5所示方法在未借助起动器或马达的情况下，重新起动发动机。

参考图1，内燃发动机10包含多个汽缸，在图1中示出其中的一个汽缸，该内燃发动机10由电子发动机控制器12控制。发动机10包括燃烧室30和其中放置了活塞36的汽缸壁32，其中活塞36被连接至曲轴40。示出燃烧室30经相应进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。可通过进气凸轮51和排气凸轮53操作每个进气门和排气门。替代性地，通过机电控制的阀线圈和电枢总成，可操作进气门和排气门中的一个或更多个。可由进气凸轮传感器55确定进气凸轮51的位置。可由排气凸轮传感器57确定排气凸轮53的位置。

示出燃料喷射器66，其被放置成将燃料直接喷射至汽缸30，这作为直接喷射已被本领域技术人员公知。替代性地，燃料可被喷射至进气道，这作为进气道喷射已被本领域技术人员公知。燃料喷射器66输送与来自控制器12的信号的脉冲宽度FPW成比例的液态燃料。通过包括燃料箱、燃料泵以及燃料导轨（未示出）的燃料系统（未示出），燃料被输送至燃料喷射器66。燃料喷射器66被供应了来自驱动器68的操作电流，其中驱动器68响应于控制器12。另外，示出进气歧管44与可选电子空气进口节气门62连通，其中电子空气进口节气门62调节空气进口节流板64的位置，从而控制从空气进口42流至进气歧管44的空气流动。在一个例子中，高压双级燃料系统可被用于产生较高的燃料压力。

响应于来自控制器12的信号，点火线圈88通过火花塞92向燃烧室30提供点火火花。示出通用排气氧传感器（UEGO）126耦合至催化转化器70上游的排气歧管48。替代性地，可用双态排气氧传感器代替UEGO传感器126。

发动机起动器96可以选择性地接合飞轮98，其中飞轮98被耦合至曲轴40，从而转动曲轴40。通过来自控制器12的信号，可接合发动机起动器96。在一些例子中，在没有来自驾驶员专用的发动机停止/起动命令输入端（例如按键开关或按钮）的输入的情况下，可接合发动机起动器96。进而，当驾驶员释放制动踏板或踩下加速器踏板130（例如，并非仅用于停止和/或起动发动机目的的输入装置）时，可接合发动机起动器96。以这种方式，发动机10经由发动机起动器96自动起动，从而节省燃料。

在一个例子中，转化器70能够包括多个催化剂砖。在另一个例子中，能够使用多个排放控制装置，其每个均带有多块砖。在一个例子中，转化器70能够是三元型催化器。

图1示出作为传统微型计算机的控制器12，其包括：微处理器单元（CPU）102、输入/输出（I/O）端口104、只读存储器（ROM）106、随机存取存储器（RAM）108、保活存储器（KAM）110以及传统的数据总线。示出控制器12接收来自被耦合至发动机10的传感器的各种信号，除了上述那些信号之外，还包括：来自温度传感器112的发动机冷却剂温度（ECT），其中温度传感器112被耦合至冷却套筒114；位置传感器134，其被耦合至加速器踏板130用于感测由脚132施加的力；来自压力传感器122的发动机歧管压力（MAP）的测量，其中压力传感器122被耦合至进气歧管44；来自霍尔效应传感器118的发动机位置传感器，其用于感测曲轴40位置；来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量（MAF）；来自传感器124的大气压力；以及来自传感器58的空气进口节气门位置的测量。在本发明的优选方面，发动机位置传感器118在每次曲轴回转产生预定数量的等距脉冲，由此能够确定发动机转速（RMP）。

在一些例子中，发动机可被耦合至混合动力车辆的电动马达/电池系统。混合动力车辆可具有并行配置、串联配置或其变化或组合。此外，在一些例子中，可采用其他发动机配置，例如，柴油发动机。

在操作过程中，发动机10内的每个汽缸一般经受四个冲程循环：该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程以及排气冲程。一般，在进气冲程过程中，排气门54关闭，并且进气门52打开。空气经进气歧管44引入燃烧室30中，并且活塞36移动至汽缸底部，从而增加燃烧室30内的容积。一般，活塞36邻近汽缸底部并且处于其冲程的末尾（例如，当燃烧室30处于其最大容积时）的位置被本领域技术人员称为下止点（BDC）。在压缩冲程过程中，关闭进气门52和排气门54。活塞36移动至汽缸盖，以便在燃烧室30内压缩空气。一般，活塞36处于其冲程末尾并且最靠近汽缸盖（例如，当燃烧室30处于其最小容积）的点被本领域技术人员称为上止点（TDC）。在下文被称为喷射的过程中，燃料被引至燃烧室内。在下文中被称为点火的过程中，通过已知的点火器件，例如火花塞92，点燃喷射的燃料，从而导致燃烧。在膨胀冲程过程中，膨胀的气体推动活塞36回至BDC。曲轴40将活塞运动转换成旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程过程中，排气门54打开，从而将燃烧的空气燃料混合物释放至排气歧管48，并且活塞返回至TDC。应注意，上述描述仅作为例子，并且进气门和排气门的打开和/或关闭正时可变化，例如提供正的或者负的气门交叠、延迟进气门关闭或者各种其他例子。

图2示出车辆传动系200的方框图。传动系200可由发动机10提供动力。发动机10可借助于发动机起动系统（未示出）起动。此外，发动机10可经扭矩致动器204（例如燃料喷射器、空气进口节气门等）产生或调节扭矩。

可将发动机输出扭矩传输至扭矩转化器/液力变矩器206，从而经变速器输入轴236驱动自动变速器208。此外，可接合一个或更多个离合器，包括前进离合器210和档位离合器230，从而推进车辆。在一个例子中，扭矩转化器可被称为变速器的组件。此外，变速器208可包括多个档位离合器230，其在需要时可被接合从而激活多个固定的变速齿轮比。随之可通过扭矩转化器锁止离合器212控制扭矩转化器的输出。例如，当扭矩转化器锁止离合器212完全脱离接合时，通过扭矩转化器涡轮机和扭矩转化器叶轮之间的流体传递，扭矩转化器206将发动机扭矩传输至自动变速器208，从而能够使扭矩倍增。相反，当扭矩转化器锁止离合器212被完全接合时，发动机输出扭矩通过扭矩转化器离合器被直接传输至变速器208的输入轴236。替代性地，可部分接合扭矩转化器锁止离合器212，从而能够调节被转至变速器的扭矩量。控制器12被配置成，通过响应于各种发动机工况或基于驾驶员的发动机操作请求来调节扭矩转化器锁止离合器，从而调节由扭矩转化器212传输的扭矩量。

随之，来自自动变速器208的扭矩输出可被转至车轮216，从而经变速器输出轴234推进车辆。具体地，自动变速器208可以在将输出驱动扭矩传输至车轮之前响应于车辆行驶条件，在输入轴236处传输输入驱动扭矩。

此外，通过接合车轮制动器218，可将摩擦力施加至车轮216。在一个例子中，响应驾驶员将其脚踏在制动踏板上（未示出），可接合车轮制动器218。以相同的方式，响应驾驶员将其脚从制动踏板上释放，通过脱离接合于车轮制动器218，可减少被施加至车轮216的摩擦力，此外，车辆制动器可将摩擦力施加至车轮216，以作为自动化发动机停止过程的一部分。

机械油泵214可与自动化变速器208流体连通以提供液压，从而接合各种离合器，例如前进离合器210和/或扭矩转化器锁止离合器212。例如，可根据扭矩转化器212来操作机械油泵214，并且可通过例如发动机或变速器输入轴的旋转来驱动机械油泵214。因此，机械油泵214中所产生的液压随着发动机转速的增加而增加，以及随着发动机转速的下降而下降。电子油泵220可被提供用于补充机械油泵214的液压，其中该电子油泵220也同自动变速器流体连通，但独立于发动机10或变速器208的驱动力而操作。电子油泵220可由电动马达（未示出）驱动，其中可向电动马达例如通过电池（未示出）供应电力。

经变速器输入轴速度传感器240可监测变速器输入速度。可经变速器输出轴速度传感器244监测变速器输出速度。在一些例子中，加速计250可向控制器12提供车辆加速数据，以便在发动机起动和车辆发动过程中，可通过气门280-286控制离合器210和230。

控制器12可经配置接收来自发动机10的输入，如图1中详细示出，并且相应地控制发动机的扭矩输出和/或扭矩转化器、变速器、离合器和/或制动器的操作。如一个例子，通过控制涡轮增压或机械增压发动机的空气进口节气门打开和/或气门正时、气门升程和增压，通过调节火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或空气充气的组合可控制扭矩输出。在柴油发动机的情况中，通过控制燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时以及空气充气的组合，控制器12可控制发动机扭矩输出。在所有情况中，可在逐缸（cylinder-by-cylinder）基础上执行发动机控制以控制发动机扭矩输出。

当满足怠速停止条件时，通过切断供至发动机的燃料和火花，控制器12可开始发动机停机。此外，为了维持变速器的扭矩量，控制器可将变速器208的旋转元件固定至变速器238的外壳且因而至车辆的机架。控制器可接合一个或更多个变速离合器，例如前进离合器210，并且通过电致动的气门280-286，将接合的变速器离合器锁至变速器外壳和车辆机架。气门280-286可以是脉宽调制的控制阀，其控制流向离合器210和档位离合器230的油压。在一个例子中，在发动机停机过程中，如果不能通过机械油泵214提供充足的液压，则通过使能电子油泵220，可提供用于离合器调制的液压。

基于离合器压力，在发动机停机过程中，还可以调节车轮制动压力，从而帮助加速（tying up）变速器，同时降低通过车轮传递的扭矩。具体地，通过施加车轮制动的同时锁定一个或更多个被接合的变速器离合器，可将相反力施加在变速器上，且因而施加在传动线/传动系上，从而维持变速器齿轮积极接合，并且维持变速齿轮系中的扭矩势能，而不会移动车轮。在一个例子中，可调节车轮制动压力，从而在发动机停机过程中，使车轮制动的施加和被接合的变速器离合器的锁定协调。这样，通过调节车轮制动压力和离合器压力，可调节发动机停机时在变速器中保留的扭矩量。

当满足发动机重启条件和/或车辆操作者想要发动车辆时，控制器12可通过恢复执行汽缸燃烧而再次激活发动机。为了发动车辆，变速器208可以是被解除锁定的，车轮制动器218可以被释放，从而将扭矩返还至驱动轮216。通过气门280-286，可调节离合器压力，从而解除锁定变速器，同时可调节车轮制动器压力，从而使制动器的释放和变速器的解除锁定以及车辆的发动协调。

因此，图1和图2所示系统提供了用于控制发动机的系统，其包含：发动机，其包括可调气门正时机构和空气进口节气门；以及控制器，其包括被存储在非暂时性介质中的可执行指令，从而响应于工况而不是操作员发动机停止请求来自动地中止发动机汽缸中的燃烧以及调节汽缸的气门正时，其中控制器包括响应于工况来重新开始汽缸内燃烧以及调节汽缸的气门正时的额外的指令，控制器包括响应于由可调气门正时机构提供的气门关闭正时调节来调节空气进口节气门的位置的额外的指令。以这样的方式，能够控制汽缸空气充气，从而改善发动机重新起动。

另外，本系统包括其中控制器包括响应于大气压力来调节空气进口节气门的位置的进一步指令。本系统还包括其中控制器包括响应于发动机转速来调节空气进口节气门的位置的进一步指令。本系统还包括其中控制器还包括响应于进气歧管压力来调节空气进口节气门的位置的进一步指令。在一些例子中，本系统包括其中控制器包括在调节空气进口节气门的位置之后再次激活汽缸内的燃烧的进一步指令。

现在参考图3，示出在自动开始的发动机停止和重新起动的过程中，感兴趣模拟信号的示例性绘图。通过在图1和图2所述的系统中执行图5所示方法，可提供图3所示的序列。本序列从图3所示左手侧开始，并且移至图3所示右手侧。在本序列中，竖直标记T₀-T₄表明感兴趣的特定时间。

从图3顶部的第一个图表示发动机处于序列进行中时的四缸四冲程中的一号汽缸的冲程。一号汽缸的进气冲程缩写为INT，以及压缩冲程缩写为CMP。此外，膨胀或动力冲程缩写为EXP，以及排气冲程缩写为EXH。粗水平线，例如330，代表一号汽缸排气门的排气门打开正时。细水平线，例如340，代表一号汽缸进气门的进气门打开正时。类似地，在332-336和342-346处示出汽缸2-4的进气和排气门打开时间。喷射器喷嘴304的位置表明在一号汽缸的循环过程中的喷射正时。相似的喷射器喷嘴表示相应发动机汽缸中的每一个的喷射正时。图3和图4所示的喷射正时为直接喷射发动机的代表。可为进气道燃料喷射发动机提供替代性喷射正时（例如，针对喷出时段的一部分关闭进气门或打开进气门时）。“*”表示在相应发动机汽缸中的每个中的火花或点火正时。从图3顶部的第二、第三和第四幅图表示发动机的剩余三个汽缸的汽缸冲程。

应当注意，在汽缸冲程之间有180度的曲轴角度，并且因为X轴线是基于汽缸冲程而不是基于时间，所以依据发动机转速，发动机冲程之间的时间量可以是变化的。

从图3顶部的第五幅图表示随时间变化的自动发动机停止请求。时标并非线性的，而是与一到四图中所确定的汽缸冲程对齐。例如，在第五幅图中的时间T₁处的竖直标记处所发生的事件与剩余图中的时间T₁处所发生的事件发生在相同时间。第五幅图中的Y轴线表示发动机停止请求。当发动机停止请求信号处于较高水平时，存在发动机停止请求。当发动机停止请求处于较低水平时，不存在发动机停止请求。

从图3顶部的第六幅图表示随时间变化的自动发动机起动请求。同样地，时标并非线性，而是与一到四图中所确定的汽缸冲程对齐。当发动机起动请求信号处于较高水平时，存在发动机起动请求。当发动机起动请求处于较低水平时，不存在发动机起动请求。

从图3顶部的第七幅图表示随时间变化的发动机空气进口节气门。同样地，时标并非线性的，而是与一到四图中所确定的汽缸冲程对齐。空气进口节气门的打开量沿Y轴线箭头方向增大。当示出空气进口节气门位置接近X轴线时，空气进口节气门基本关闭。

从图3顶部的第八幅图表示随时间变化的发动机进气歧管压力（MAP）。同样地，时标并非线性的，而是与一到四图中所确定的汽缸冲程对齐。MAP沿Y轴线箭头方向增加。

从图3顶部的第九幅图表示随时间变化的发动机转速。同样地，时标并非线性，而是与一到四图中所确定的汽缸冲程对齐。发动机转速沿Y轴线箭头方向增加。在X轴线处，发动机位于零转速。

在时间T₀时，以较高转速运转发动机。一号汽缸处于进气冲程，三号汽缸处于排气冲程，四号汽缸处于膨胀冲程，以及二号汽缸处于压缩冲程。燃料被喷射至二号汽缸。此外，未主张发动机停止请求，也未主张发动机起动请求。空气进口节气门部分地打开，并且歧管压力处于中等水平。

在时间T₁时，一号汽缸进气冲程的大约一半的位置，主张发动机停止请求。在一个例子中，在驾驶员或操作员未操纵专用输入端的情况下，自动地主张发动机停止请求，其中该专用输入端具有起动和/或停止发动机的唯一功能。例如，当车辆速度为零、发动机扭矩需求少于阈值以及在激活车辆制动器时，发动机控制器可激活发动机停止请求。从时间T₀到时间T₁，发动机转速、MAP、空气进口节气门位置以及发动机起动请求未改变。

在时间T₁和时间T₂之间，并且具体地响应时间T₁时的发动机停止请求，中止向发动机汽缸的燃料喷射。火花继续直到最后喷射的燃料在二号汽缸中燃烧。因此，发动机中的燃烧中止，然后发动机转速开始下降。继续像发动机停止请求之前那样操作发动机气门。

在时间T₂时，主张发动机起动请求，并且撤消发动机停机请求。以这种方式，请求发动机重新起动。通过发动机控制器可自动地产生发动机重新起动。例如，在发动机停止过程中，当驾驶员从制动器踏板上将脚抬起，或当另一车辆工况改变状态时，可开始自动发动机起动请求。此外，在驾驶员或操作者未将输入提供至专用输入端的情况下，可以主张发动机重新起动请求，其中该专用输入端具有用于停止和/或停止发动机的唯一功能（例如，开/关切换键）。

恰好在四号汽缸的进气门关闭（IVC）之前，以及恰好在二号汽缸的进气门打开（IVO）之前的时间，主张发动机起动请求。在该例子中，经判断太迟而不能向四号汽缸喷射燃料并在其中燃烧被喷射的燃料。因此，二号汽缸经选择作为用于响应发动机起动请求来通过喷射接收燃料的第一汽缸。空气进口节气门保持处于基本关闭位置，并且发动机继续旋转通过相应汽缸冲程。

在时间T₃时，发动机已经旋转至如下位置，即四号汽缸进气门的状态从打开变为关闭。在四号汽缸进气门关闭后，空气进口节气门位置可从基本关闭位置调节为部分打开位置。部分地打开空气进口节气门，从而增加进入四号汽缸的空气量。关闭空气进口节气门，直到四号汽缸的进气门关闭后，以便四号汽缸中的压缩扭矩不会比所希望更多地减慢发动机。以这种方式，响应发动机气门的操作状态来调节空气进口节气门。此外，在一些例子中，响应于特定汽缸（例如，该例子中的四号汽缸）的IVC来调节空气进口节气门。因此，先于被选用于请求起动发动机之后的第一燃烧事件的汽缸的汽缸的汽缸空气充量/充气（例如，在汽缸循环过程中，被引入汽缸内的空气量）被维持在低水平，从而减少发动机减速，并且增加被选择用于发动机起动请求之后的第一燃烧事件的汽缸的汽缸空气充量，从而提供扭矩来加速发动机。

在一个例子中，空气进口节气门被调节至基于大气压力、进气歧管压力的位置，或被调节至预定位置。空气进口节气门可被调节为被存储在存储器中的凭经验确定的位置。如果大气压力少于标称大气压力，则空气进口节气门打开量可增加被存储在表格中的量，其中该表格包含凭经验确定的空气进口节气门位置的数值，且该数值响应大气压力被索引。

在时间T₄时，二号汽缸的进气门关闭（例如，改变状态），响应于二号汽缸进气门的状态改变或关闭第二次调节空气进口节气门位置。在一个例子中，响应于发动机转速、空气充气温度、发动机冷却剂温度、大气压力以及进气歧管压力，将空气进口节气门位置调节至第二位置。例如，在响应于起动发动机的请求，汽缸的IVC首先接收燃料之后，空气进口节气门可被调节成提供所需的进气歧管压力。可监测进气歧管压力，并且可打开空气进口节气门直到达到所需歧管压力。可以响应于大气压力、发动机冷却剂温度以及发动机转速，来增加或减少所需歧管压力。具体地，如果发动机转速相当高，则可以请求减少的进气歧管压力。如果发动机转速相当低，则请求较高的进气歧管压力。类似地，如果大气压力低，则可以增加空气进口节气门打开量，以便可达到所需的进气歧管压力。如果发动机温度低，则可以请求较高的进气歧管压力，并且增加空气进口节气门打开。针对发动机冷却剂温度、大气压力、空气充气温度以及发动机转速，可凭经验确定空气进口节气门位置调节，并且通过表格和/或函数将其存储在存储器中。可使用相应控制参数来索引表格和/或函数。

在304处恢复执行对汽缸的燃料喷射，并且也再次激活火花，以便促进发动机汽缸内的燃烧。空气进口节气门位置也继续增加，且然后逐渐地降低，以便发动机达到怠速。在发动机起动请求后或过程中发动机扭矩需要输入增加的一些例子中，空气进口节气门被调节成提供所需发动机扭矩。MAP也随空气进口节气门的打开而增加。燃烧也使发动机从减速变化到加速。

现在参考图4，示出在自动地开始发动机停止和再起动的过程中，感兴趣的第二模拟信号的示例性绘图。图4中的许多信号类似于图3中的那些。因此，为了简洁起见，图4中的信号描述被限制于在图3中未示出的不同点。通过执行图1和图2所述系统中的图5所示的方法，可提供图4的次序。

图4包括关于进气和排气门以及关于可调节进气门的示例性基础气门正时。通过较粗线（例如430）指示排气门的基础正时。通过较细线（例如440）指示进气门的基础正时。通过虚线（例如402）指示根据进气门从基础正时的延迟正时。

在时间T₀处，用比图3所示要低的转速运行发动机。一号汽缸处于进气冲程处、三号汽缸处于排气冲程处、四号汽缸处于膨胀冲程处以及二号汽缸处于压缩冲程处。燃料被喷射至二号汽缸。此外，未主张发动机停止请求，也未主张发动机起动请求。空气进口节气门被部分地打开，汽缸压力处于中等水平。

在时间T₁处，大约在一号汽缸进气冲程一半的地方，主张发动机停止请求。从时间T₀到时间T₁，发动机转速、MAP、空气进口节气门位置以及发动机起动请求均未改变。在时间T₁和时间T₂之间，中止向发动机汽缸的燃料喷射。继续火花直到最后被喷射的燃料在二号汽缸内燃烧。因此，发动机中的燃烧中止，然后发动机转速开始减小。发动机气门继续如在发动机停止请求之前那样运行。此外，当发动机转速正减小时，响应于发动机停止请求，延迟进气门正时。在其他例子中，可响应于发动机停止请求，来提前发动机进气门正时。在430-436处示出发动机停止过程中的排气门打开正时。在一些例子中，根据发动机配置还可延迟或提前排气门正时。在440-446处示出基础进气门打开正时。在402-406处示出延迟的进气门打开正时。能够看出，在发动机停止过程中，进气门延迟随发动机继续旋转以及随发动机转速降低而增加。

在时间T₂处，主张发动机起动请求并且撤销发动机停止请求。恰在四号汽缸的进气门关闭（IVC）之前且恰在二号汽缸的进气门打开（IVO）之前，主张发动机起动请求。在该例子中，如图3所示例子，判定太迟而不能喷射燃料到四号汽缸且在四号汽缸中燃烧被喷射的燃料。因此，二号汽缸被选为用于响应于发动机起动请求通过喷射接收燃料的第一汽缸。空气进口节气门保持在基本关闭位置，并且发动机继续旋转通过相应汽缸冲程。

如果进气门正时还未响应于发动机停止请求被延迟，则时间T₃表示IVC时间。然而，因为进气门正时被延迟，所以四号汽缸进气门保持更长时间地打开。结果，如果在如图3所示的相同时间打开空气进口节气门，则四号汽缸的汽缸空气充量/充气将增加，从而增加压缩扭矩，以便进一步降低发动机转速。因此，推迟调节空气进口节气门的位置直到四号汽缸的进气门从打开状态变为关闭状态。

在时间T₄处，发动机已经旋转至四号汽缸进气门从打开状态变为关闭状态的位置。在四号汽缸的进气门关闭之后，示出空气进口节气门位置从基本关闭位置被调节为部分打开位置。部分地打开空气进口节气门，从而增加进入四号汽缸的空气量。空气进口节气门位置被调节为比图3所示的打开量要小的位置。较小地打开空气进口节气门，以便当空气进口节气门被打开时，发动机转速不会因压缩扭矩而更加显著地降低。以这种方式，可降低汽缸的压缩扭矩，从而降低发动机减速，而汽缸空气充量/充气足够开始加速发动机。

空气进口节气门基于大气压力、进气歧管压力被调节至时间T₄和时间T₆之间的位置，或者被调节到预定位置。在一个例子中，空气进口节气门可被调节至存储在存储器中的凭经验确定的位置。如果大气压力比标称大气压力要小，则空气进口节气门打开量可增加一个被存储在表格中的量，其中该表格包含响应大气压力被索引的凭经验确定的数值。替代性地，可打开空气进口节气门直到MAP达到所需的压力。

时间T₅表示当以基础正时操作进气门时，二号汽缸的进气门关闭的时间。然而，在该例子中，延迟进气门正时，并且因此推迟第二空气进口节气门调节。

在时间T₆处，二号汽缸的进气门关闭（例如，改变状态）。响应二号汽缸进气门的状态改变或关闭第二次调节空气进口节气门位置。可以响应发动机转速、空气充气温度、发动机冷却剂温度、大气压力以及进气歧管压力，将空气进口节气门位置调节至第二位置。

在452处，恢复执行向汽缸的燃料喷射，并且也再次激活火花，以便促进发动机汽缸中的燃烧。空气进口节气门位置也继续增加。空气进口节气门打开速率以比图3所示要大的速率增加，以便发动机能够在较短的时间量内从较低发动机转速加速至较高发动机转速。当空气进口节气门打开时，MAP也增加。燃烧也使发动机从减速变为加速。

因此，图3和图4的序列示出空气进口节气门被调节成在发动机中的燃烧已经中止的条件下控制发动机减速和燃烧扭矩。此外，图3和图4示出控制发动机起动过程中的燃烧扭矩且同时减速发动机以及由于操作条件的变化，例如操作员改变主意（COM），需要起动。以这种方式，根据发动机气门状态和进气门关闭正时，调节空气进口节气门。

应该提到的是，图3和图4所示的特定的气门正时、喷射正时、发动机转速、空气进口节气门调节、发动机汽缸冲程以及MAP是根据发动机类型的不同而不同。因此，信号的正时和幅值不应被解释为限制本描述的范围或宽度。相反，正时和信号意味着是本文所述的本方法和系统的非限制说明。

现在参考图5，示出示例性发动机起动方法。通过存储在图1和图2中的非暂时性存储器中的指令，可执行图5所示方法。此外，图5所示方法可提供图2和图3所示的发动机操作序列。

在502处，方法500判断是否请求自动发动机停止。通过控制器响应除用于中止和/或起动发动机的专用操作员输入之外的输入来产生自动发动机停止。如果方法500判断请求自动发动机停止，则方法500前进至504。否则，方法500前进至退出。

在504处，方法500关闭发动机空气进口节气门，停用向发动机汽缸的燃料喷射，停用火花，以及调节发动机气门正时。可完全或部分地关闭发动机空气进口节气门。在完成了在请求停止发动机之前已起动的任何喷射事件的条件下，可停用燃料喷射。在一些例子中，随发动机转速的减小，可打开和关闭空气进口节气门，以便在没有请求发动机重新起动并且发动机转速达到零时的条件下，可控制发动机停止位置。根据基础凸轮正时，可延迟或提前发动机气门正时。例如，可以响应停止发动机的请求来延迟气门正时，以便降低在发动机减速过程中进入发动机汽缸的空气量和燃烧扭矩。通过停止点火线圈充电可使火花停用。在做出发动机致动器调节之后，方法500前进至506。

在506处，当发动机朝向零转速旋转时，方法500确定汽缸空气充量、发动机位置以及气门状态（例如，打开或关闭）。可根据MAP或进气质量空气传感器估算汽缸空气充量。通过曲轴传感器和凸轮传感器可确定发动机位置和转速。即使发动机汽缸中的燃烧已中止，仍可以确定汽缸空气充量、发动机位置、发动机转速、气门关闭正时以及气门状态。因此，如果工况变化，通过基于正在进行的所确定的汽缸空气充量、发动机位置、发动机转速、气门状态和气门关闭正时来再次激活燃烧可重新起动发动机。在发动机控制参数被确定之后，方法500前进至508。

在508处，方法500判断发动机转速是否小于阈值速度。对于不同的工况，阈值速度可以是不同的。在一些例子中，阈值速度为这样的速度，即低于该速度时，如果操作员改变心意要重新起动发动机或存在需要重新起动发动机的工况的改变，则将接合起动器。如果方法500确定发动机转速小于预定阈值，则方法500前进至510。否则，方法500前进至514。

在510处，方法500在发动机转速接近零时调节空气进口节气门位置来控制发动机转速和位置。在一个例子中，可以响应于发动机曲轴角度和/或进气门打开和关闭时间来调节空气进口节气门位置。例如，如果一号汽缸接近IVC，并且发动机转速小于预定速度时，可打开空气进口节气门，从而增加汽缸空气充量，以便在一号汽缸的压缩冲程过程中，可停止发动机。在调节了发动机空气进口节气门位置之后，方法500前进至512。

在512处，方法500喷射燃料，从而促进发动机重新起动。在一个例子中，当发动机接近零转速时，可以在汽缸的压缩或膨胀冲程中喷射燃料。当请求发动机重新起动时，可燃烧被喷射的燃料。在燃料被喷射至汽缸之后，方法500前进至退出。

在514处，方法500判断操作员是否改变心意或工况是否改变，从而使得在需要自动发动机停止请求之后开始发动机中的燃烧。因此，当发动机从怠速向零减速时，将主张重新起动发动机的请求。响应于车辆速度大于零、释放车辆制动器、发动机扭矩请求或电池充电状态的改变，可以开始发动机重新起动请求。如果存在发动机重新起动或起动请求，则方法500前进至516。否则，方法500返回至506。

在516处，当发动机朝向零转速减速时，方法500选择汽缸重新开始燃烧。在一个例子中，当出现发动机起动请求时，重新开始燃烧的发动机汽缸是基于发动机位置的。具体地，汽缸被选择成当汽缸在特定曲轴角和冲程内时自发动机停止请求开始首先接收燃料。例如，对于直接喷射发动机，自发动机停止请求开始用于接收燃料的第一汽缸可以是如下汽缸，其处于在上止点（TDC）压缩冲程之前的至少120度曲轴角度且在进气或压缩冲程中的发动机位置。因此，如果在TDC压缩冲程之前四冲程四缸发动机中的一号汽缸为200度时且同时一号汽缸处于进气冲程时发生COM，则一号汽缸将自发动机停止请求开始首先接收燃料，以便一号汽缸首先发生燃烧。然而，如果一号汽缸处于TDC压缩冲程之前90度曲轴角度且同时一号汽缸处于压缩冲程中时，发生COM，则自发动机停止请求开始，三号汽缸将是首先接收燃料的汽缸。三号汽缸首先接收燃料是因为在一号汽缸的汽缸循环中喷射全部的燃料量是太迟的。应当注意地是，用于燃烧的第一汽缸的选择以及用于选择待要燃烧的第一汽缸的曲轴正时会因发动机的不同而不同。因此，上述正时意欲描述在发动机停止后选择首先燃烧燃料的汽缸的过程，而不是限制本公开的范围或宽度。在选择了发动机停止请求后且同时发动机从怠速减速至零时首先接收燃料的第一汽缸之后，方法500前进至518。

在518处，在按燃烧出现的次序先于所选汽缸的汽缸的IVC之后或其进气门从打开到关闭状态的变化之后，方法500重新定位空气进口节气门。推迟空气进口节气门重新定位可被延迟一段时间，以便所选汽缸在所选汽缸的IVC的预定曲轴角度内。因此，在发动机点燃次序中恰在所选汽缸之前的汽缸的IVC和所选汽缸的IVC之间调节空气进口节气门。在一个例子中，将空气进口节气门进一步打开至预定位置，从而增加所选汽缸的汽缸空气充量，以便可加速发动机。然而，在一些例子中，空气进口节气门被调节成至少部分地关闭空气进口节气门开口。可凭经验确定预定位置并将其存储在存储器中。在一个例子中，预定位置可被存储在表格内，并通过发动机转速索引。考虑到大气压力、发动机冷却剂温度、MAP以及进气温度，可进一步调节预定位置，这是通过索引经由相应变量索引的凭经验确定的空气进口节气门调节。在已调节空气进口节气门位置之后，方法500前进至520。

在520处，方法500调节气门正时，并且再次激活燃料喷射以及火花，从而再次开始发动机汽缸内的燃烧。在一个例子中，提前气门正时，从而增加进入发动机汽缸的空气量。在汽缸内再次激活火花和燃料，其开始于所选汽缸并且继续于按照发动机点燃次序中的后续汽缸。例如，在四缸发动机中的一号汽缸为所选汽缸的情况下，可按照1-3-4-2的次序输送燃料。在再次激活燃料和火花之后，方法500前进至522。

在522处，在所选汽缸的IVC之后，方法500第二次重新定位空气进口节气门。在例子中，当所选汽缸为一号汽缸时，在一号汽缸的IVC之后和在三号汽缸的IVC之前，第二次重新定位空气进口节气门。因此，在所选汽缸的IVC和按发动机点燃次序恰好在所选汽缸后的汽缸的IVC之间调节空气进口节气门。

在一个例子中，空气进口节气门所调节到的第二位置是基于发动机转速、发动机冷却剂温度、汽缸进气温度、大气压力以及进气歧管压力的。具体地，凭经验确定的基础空气进口节气门调节被存储在存储器中的表格内，并且通过发动机转速索引。此外，用于基础空气进口节气门的修正值被存储在存储器中，并且通过相应控制变量被索引。例如，基于发动机转速，从存储器中检索基础第二空气进口节气门调节。通过使用大气压力、发动机冷却剂、MAP以及汽缸空气充量来索引表格或函数，从而基于大气压力、发动机冷却剂、MAP以及汽缸进气温度来修改第二空气进口节气门调节。在发动机节气门位置被调节预定次之后，方法500前进至退出。其后响应于发动机扭矩需求，来调节发动机空气进口节气门。

因此，图5所示方法提供用于操作发动机的方法，其包含：第一次调节致动器，从而自动停止发动机；在发动机达到零转速之前，响应于重新起动发动机的请求来第二次调节致动器；以及响应于进气门的状态和重新起动发动机的请求来调节空气进口节气门位置。本方法包括其中致动器为燃料喷射器，并且其中响应自动停止发动机的请求，燃料喷射器保持关闭。本方法还包括其中致动器为点火线圈，以及其中响应于自动停止发动机的请求，禁止点火线圈的充电。

在一些例子中，本方法包括其中第一次调节致动器是停用致动器，以及其中第二次调节致动器是再次激活致动器。本方法还包含响应于大气压力来调节空气进口节气门位置。本方法还包含响应于进气歧管压力来调节空气进口节气门位置。本方法还包括其中进气门为汽缸进气门，以及其中在请求重起发动机的时候发动机正减速。

图5还提供了用于操作发动机的方法，其包含：响应于自动停止发动机的请求，中止第一汽缸内的燃烧；响应于第二汽缸的进气门的关闭正时来调节空气进口节气门的位置，其中在发动机燃烧次序中第二汽缸先于第一汽缸；以及在调节空气进口节气门的位置之后，重新开始第一汽缸中的燃烧。以这种方式，可及时地调节节气门，以便控制压缩扭矩和燃烧扭矩。

本方法还包含响应于第一汽缸进气门的关闭正时来调节空气进口节气门的位置。在另一个例子中，本方法还包含响应于发动机转速来调节空气进口节气门的位置。本方法还包括其中在第一汽缸的进气门从打开状态转为关闭状态的过程中或之后，调节空气进口节气门。本方法还包括其中在第二汽缸的进气门从打开状态转为关闭状态的过程中或之后，调节空气进口节气门。本方法包括其中响应于进气歧管压力来进一步调节空气进口节气门的位置。本方法包括其中响应于大气压力来进一步调节空气进口节气门的位置。本方法还包括其中在未接合起动器的情况下，重新起动发动机。

如本领域一般技术人员显而易见的，在图5中描述的例程可表示任何数量的处理策略的一个或更多个，例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等等。类似地，所示的不同步骤或功能可按所示次序、并列执行或在一些情况下被省略。同样地，实现本文所述的目标、特征和优势，未必需要按该处理顺序，其被提供是为了便于解释和说明。本领域技术人员将认识到根据所使用的特定策略，可重复执行一个或更多所示步骤或功能。

这包括本描述。本领域技术人员在阅读后本描述后，在不背离本描述的精神和范围的情况下，将会想到许多的变更和修改。例如用天然气、汽油、柴油、或替代性燃料配置操作的I3、I4、I5、V6、V8、V10以及V12发动机能够使用本描述中的优势。

Claims

1.一种用于操作发动机的方法，其包含：

第一次调节致动器，从而自动停止发动机；

响应于重新起动所述发动机的请求，在所述发动机达到零转速之前第二次调节所述致动器；以及

响应于重新起动所述发动机的所述请求，在关闭在所述请求重新起动所述发动机的时间具有打开的进气门的汽缸的打开的进气门之后并在发动机燃烧次序中的下一个汽缸的进气门关闭之前的时间，调节空气进口节气门位置。

2.根据权利要求1所述方法，其中所述致动器为燃料喷射器，并且其中响应于自动停止所述发动机的请求，所述燃料喷射器保持关闭。

3.根据权利要求1所述方法，其中所述致动器为点火线圈，并且其中响应于自动停止所述发动机的请求，禁止对所述点火线圈的充电。

4.根据权利要求1所述方法，其中所述第一次调节所述致动器是停用所述致动器，以及其中所述第二次调节所述致动器是再次激活所述致动器。

5.根据权利要求1所述方法，还包含响应于大气压力来调节所述空气进口节气门位置。

6.根据权利要求1所述方法，还包含响应于进气歧管压力来调节所述空气进口节气门位置。

7.根据权利要求1所述方法，其中所述进气门为汽缸进气门，并且其中在所述请求重新起动所述发动机的时间所述发动机正减速。

8.一种用于操作发动机的方法，其包含：

响应于自动停止所述发动机的请求，中止第一汽缸内的燃烧；

在请求重新起动所述发动机的时间具有打开的进气门的第二汽缸的进气门的关闭正时之后并在所述第一汽缸的进气门关闭之前的时间，调节空气进口节气门的位置，所述第二汽缸在发动机燃烧次序中恰好先于所述第一汽缸；以及

在调节所述空气进口节气门的位置之后，重新开始所述第一汽缸中的燃烧。

9.根据权利要求8所述方法，还包含再次开始所述第二汽缸中的燃烧。

10.根据权利要求9所述方法，还包含响应于发动机转速，在所述请求重新起动所述发动机的所述时间具有所述打开的进气门的所述第二汽缸的所述进气门的所述关闭正时之后并在所述第一汽缸的所述进气门关闭之前的所述时间，调节所述空气进口节气门的位置。