CN104373275B - 用于改善发动机启动的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明介绍了用于重新启动发动机的系统和方法。在一个示例中，响应于发动机转速和第二控制参数而调整发动机启动期间的点火正时。第二控制参数可以与曲轴或连杆退化有关。当发动机转速大于期望的发动机转速并且当第二控制参数不提供发动机退化的指示时，可以自最佳扭矩的最小点火提前点火。

Description

用于改善发动机启动的方法和系统

技术领域

本发明涉及用于改善发动机启动的系统和方法。该方法对自动停止以及启动的发动机特别有用。

背景技术

车辆的发动机可以在车辆运转的过程中自动停止以及重新启动，以节省燃料。如果车辆在走走停停的交通状况下频繁地运转，发动机会更频繁地启动以及停止。当发动机停止时，发动机油泵压力降低，因此到发动机运动部件(诸如发动机曲轴和连杆)的机油供应会减少。此外，在发动机重新启动期间，发动机汽缸会充满相对多的空气充气，因此发动机进气歧管压力会在发动机停止期间朝向大气压力增加。因此，当发动机正在被启动时，发动机汽缸中的燃烧压力会到达更高的水平。由于更低的机油压力和更高的汽缸压力，发动机旋转部件的退化会在发动机启动期间增加。

如果没有按照期望的那样控制发动机转速，发动机启动也会使车辆的传动系的某些部分遭受不期望的扭矩水平。例如，由于通过变速器液力变矩器传递的扭矩随着到液力变矩器的输入速度的增加而增加，如果发动机转速增加至阈值发动机转速之上，多于期望量的发动机扭矩可以被传输到车辆传动系。一种控制发动机转速的方式是通过点火正时。自最佳扭矩正时的最小点火(MBT)正时延迟点火正时会减少发动机输出扭矩，由此降低发动机转速。同样，自MBT点火正时提前点火正时会减少发动机输出扭矩，由此降低发动机转速。与自MBT正时延迟点火正时相比，自MBT正时提前点火可以提供改善的燃烧稳定性。然而，如果比期望的进一步提前点火，实现比期望的更高的汽缸压力是可能的。因此，需要通过自MBT的点火提前来限制发动机转速；然而，通过点火提前的发动机转速的控制还会存在发动机退化的难题。

发明内容

发明人在此已经认识到上述缺点，并且已经开发了一种用于使发动机运转的方法，其包含：在发动机启动与加速期间，响应于传感器的输出超过或低于与曲轴、轴承或连杆退化有关的阈值水平，延迟自最佳扭矩点火正时的最小点火正时提前的点火正时。

通过响应于传感器的输出超过或小于与曲轴、轴承或连杆退化有关的阈值输出或水平而延迟自MBT正时提前的点火正时，在发动机启动期间控制发动机转速并减少发动机退化是可能的。例如，爆震传感器可以是确定是否在发动机启动期间将不期望的应力量施加于发动机部件的基础。如果爆震传感器的输出大于阈值水平，可以延迟自MBT正时提前的点火正时，以控制发动机退化。另外，如果爆震传感器的输出小于阈值水平，可以进一步提前自MBT正时提前的点火正时，以便在发动机转速大于期望转速的情况下降低发动机转速。

本发明可以提供若干优点。例如，该方法可以改善在通过控制发动机转速而自动启动发动机时的车辆驾驶性能。此外，该方法可以减少与发动机启动期间控制发动机转速有关的发动机退化。此外，该方法还可以有助于通过改善发动机启动重复性来减少发动机排放。

当单独或结合附图参照以下具体实施方式时，本发明的上述优点和其它优点以及特征将是显而易见的。

应当理解，提供以上概述以便以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一些概念。这并不意味着辨别要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围由随附在具体实施例之后的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

当单独或关于附图参照具体实施方式时，通过阅读实施例的示例，将会更充分地理解本文中所描述的优势，其中：

图1是发动机的示意图；

图2是预料的示例发动机停止与启动；

图3是示出了一种用于使发动机运转的示例方法的流程图；以及

图4是图3的流程图的延续。

具体实施方式

本说明涉及控制发动机启动。基于车辆状况，发动机可以自动停止以及启动。图1示出了可以自动停止以及启动的示例发动机。图2示出了根据图3的方法的示例发动机启动顺序。可以基于爆震传感器输出或发动机转速传感器输出调整发动机启动运转。图3示出了用于使发动机运转为控制发动机启动期间的发动机转速和发动机退化的示例方法。

参照图1，内燃发动机10由电子发动机控制器12控制，其中发动机10包含多个汽缸，在图1中示出了多个汽缸中的一个汽缸。发动机10包括燃烧室30和具有被设置在其中并被连接至曲轴40的活塞36的汽缸壁32。飞轮97和环形齿轮99被耦连至曲轴40。启动器96包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性地推进小齿轮95以啮合环形齿轮99。启动器96可以被直接安装在发动机的前面或发动机的后面。在一些示例中，启动器96可以经由带或链向曲轴40选择性地供应扭矩。在一个示例中，当不与发动机曲轴接合时，启动器96处于基本状态。燃烧室30被显示为经由各自的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每一个进气门和排气门可以通过进气凸轮51和排气凸轮53运转。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。可以经由可变进气凸轮致动器59和可变排气凸轮致动器60使进气凸轮51和排气凸轮53相对于曲轴40运动。

燃料喷射器66被示为设置为将燃料直接喷射到汽缸进气道49内，本领域技术人员称之为进气道燃料喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的信号的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨道(未示出)的燃料系统(未示出)输送至燃料喷射器66。此外，进气歧管44被显示为与可选电子节气门62连通，电子节气门62调整节流板64的位置，以控制从进气装置42到进气歧管44的空气流。在一些示例中，节气门62和节流板64可以被设置在进气门52与进气歧管44之间，使得节气门62是进气道节气门。

响应于控制器12，无分电器点火系统88经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。通用排气氧(UEGO)传感器126被显示为耦连至催化转换器70上游的排气歧管48。可替代地，双态排气氧传感器可以替代UEGO传感器126。

在一个示例中，转换器70可以包括多块催化剂砖。在另一示例中，可以使用每一个均具有多块砖的多个排放控制装置。在一个示例中，转换器70可以是三元型催化剂。

控制器12在图1中被示为常规的微型计算机，其包括：微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、只读存储器(ROM)106(例如，非临时性存储器)、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110和常规的数据总线。控制器12可以接收来自耦连至发动机10的传感器的各种信号，除了之前所讨论的那些信号外，还包括：来自耦连至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)；耦连至加速器踏板130的用于感测由足部132施加的力的位置传感器134；来自耦连至进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量；来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量；以及来自传感器58的节气门位置的测量。爆震传感器113经由第一过滤器123或第二过滤器125提供由于爆震或其他状况而产生的发动机振动的指示。大气压力也可以被感测(传感器未示出)，由控制器12进行处理。在本说明的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴的每次旋转产生预定数量的等间距脉冲，根据其可以确定发动机转速(RPM)。

在运转期间，发动机10内的每一个汽缸通常经历四行程循环：循环包括进气行程、压缩行程、膨胀行程和排气行程。一般来说，在进气行程期间，排气门54关闭，而进气门52打开。在下文被称为喷射的过程中，燃料被引入进气道，此时燃料在进气门上汽化。燃料/空气混合物经由进气歧管44引入燃烧室30，并且活塞36移动至汽缸的底部，以便增加燃烧室30内的容积。活塞36靠近汽缸的底部并在其行程结束的位置(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩行程期间，进气门52和排气门54关闭。活塞36朝向汽缸盖移动，以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36在其行程结束并最靠近汽缸盖的位置(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在下文被称为点火的过程中，被喷射的燃料通过已知的点火手段如火花塞92点燃，从而导致燃烧。在膨胀行程期间，膨胀的气体将活塞36推回至BDC。曲轴40将活塞运动转换为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气行程期间，排气门54开启，以便将燃烧的空气-燃料混合物释放至排气歧管48，并且活塞返回至TDC。注意，上述内容仅作为示例示出，并且进气和排气门开启和/或关闭正时可以改变，诸如以提供正或负气门重叠、进气门延迟关闭或各种其他示例。

因此，图1的系统提供了一种车辆系统，其包含：发动机，其包括爆震传感器；以及控制器，其包括非临时性指令，所述指令可执行为：响应于爆震传感器的输出低于发动机爆震频率，调整自最佳扭矩点火正时的最小点火提前的点火正时。该车辆系统包括，其中发动机爆震频率在5与7kHz之间，并且其中爆震传感器的输出低于3kHz。该车辆系统还包含响应于爆震传感器的输出的大小小于阈值水平而提前自最佳扭矩点火正时的最小点火提前的点火正时的附加指令。

在一些示例中，该车辆系统还包含两个爆震传感器过滤器，两个过滤器中的每一个均具有不同的截止频率。在一个示例中，第一爆震传感器过滤器具有3kHz的截止频率，并衰减截止频率以上的频率。第二过滤器具有5kHz的下截止频率和7kHz的上截止频率。因此，第二过滤器通过5与7kHz之间的频率，并衰减其他频率。该车辆系统还包含，在发动机启动与加速期间将来自爆震传感器的输出转到第一过滤器的附加指令。该车辆系统还包含，在发动机启动与加速之后将来自爆震传感器的输出转到第二过滤器的附加指令。

图2是根据图3的方法的预料的发动机启动。示出了两个示例发动机启动。在图2的左手侧上的第一发动机启动期间，发动机转速大于期望的发动机转速。在图2的右手侧上，发动机点火正时被调整，并且适合于提供更理想的发动机启动。可以通过图1的系统执行被存储在非临时性存储器中的根据图3的方法的指令来提供图2的运转顺序。竖直标识T0-T7表示所述顺序期间的特别感兴趣的时间。图2中的所有曲线都参照相同的X轴线刻度。

自图2顶部的第一曲线是发动机转速随时间变化的曲线。X轴线表示时间，并且时间从图2的左侧向右侧增加。Y轴线表示发动机转速，并且发动机转速沿Y轴线箭头的方向增加。实线202表示实际的发动机转速。虚线204表示期望的发动机转速。当只有实线可见时，实际的发动机转速202等于期望的发动机转速204。

自图2顶部的第二曲线是经过滤的发动机爆震传感器输出随时间变化的曲线。Y轴线表示经过滤的发动机爆震传感器输出，并且经过滤的爆震传感器输出在X轴线处为零。经过滤的爆震传感器输出在X轴线之上为正，而在X轴线之下为负。X轴线表示时间，并且时间从图2的左手侧向图2的右手侧增加。水平线206表示发动机起动转动与加速期间(例如，发动机起动转动与发动机转速到达怠速转速时之间的时间)使用的爆震传感器阈值大小。爆震传感器阈值大小与发动机曲轴、连杆和/或轴承退化的水平有关。在发动机启动期间，在线206之上的经过滤的爆震传感器输出是不期望的，而在线206之下的经过滤的爆震传感器输出是可接受的。水平线208表示在发动机起动转动与加速之后并非在发动机起动转动与加速期间使用的爆震传感器阈值大小。爆震传感器阈值大小与在爆震(例如，在通过火花塞或其他方式的主要点火之后废气的自动点火)期间的汽缸压力极限的水平有关。在发动机启动之后，在线208之上的经过滤的爆震传感器输出是不期望的，而在线208之下的经过滤的爆震传感器输出是可接受的。在其他示例中，在发动机启动之后的爆震传感器阈值大小可以大于在发动机起动转动与加速期间使用的爆震传感器输出阈值大小206。

自图2顶部的第三曲线是发动机加速度随时间变化的曲线。X轴线表示时间，并且时间从图2的左侧向右侧增加。Y轴线表示发动机加速度，并且发动机加速度沿Y轴线箭头的方向增加。通过根据发动机位置确定发动机转速并且然后根据发动机转速确定发动机加速度。实线210表示实际的发动机加速度，而虚线212表示期望的发动机加速度或期望的发动机加速度曲线。当只有实际的发动机加速度210可见时，实际的发动机加速度210和期望的发动机加速度212是相同的值。

自图2顶部的第四曲线是发动机点火正时随时间变化的曲线。X轴线表示时间，并且时间从图2的左侧向右侧增加。Y轴线表示发动机点火正时，并且发动机点火正时在X轴线之上为提前(ADV)的MBT点火正时，而在X轴线之下为延迟(RET)的MBT点火正时。因此，X轴线表示MBT点火。

自图2顶部的第五曲线是用于选择两个爆震传感器过滤器中的哪一个被激活的信号的曲线。当爆震传感器过滤器选择信号处于较低水平时，第一爆震传感器过滤器被激活。当爆震传感器过滤器选择信号处于较高水平时，第二爆震传感器过滤器被激活。

在时间T0处，通过启动器马达或车辆传动系中的马达开始起动转动发动机。响应于驾驶员输入或控制器请求(未示出)可以起动转动发动机。随着发动机旋转，爆震传感器也开始输出信号。发动机从零转速加速至发动机起动转动转速，并且实际的发动机加速度与期望的发动机加速度相一致。点火正时是提前的MBT点火正时，并且第一爆震传感器过滤器被选择，如通过爆震传感器过滤器选择处于较低水平所指示的。

在时间T0与时间T1之间，通过燃烧空气-燃料混合物，发动机加速至更高的发动机转速。实际的发动机转速202在不期望的时间量内超过期望的发动机转速204。发动机的经过滤的爆震传感器输出低于爆震传感器阈值大小206，并且因此低于表示点火正时可以被进一步用来控制发动机转速的发动机曲轴、连杆或轴承阈值退化阈值。在此发动机启动中，基于爆震传感器输出的花火的反馈校正不在发动机启动期间使用。反而，在发动机启动期间收集的数据被用来通过适应在发动机启动应用的发动机点火曲线来改善随后的发动机启动。实际的发动机加速度210在超过期望的加速度212所需时间的时间量内继续，并且实际的发动机加速度与超过期望的发动机转速204的实际的发动机转速202有关。发动机点火正时是提前的MBT点火正时，以便在发动机启动期间降低发动机启动扭矩和发动机转速。在发动机转速到达怠速转速之后，发动机点火正时从提前的MBT点火正时转变为延迟的MBT点火正时。通过第一过滤器来过滤爆震传感器输出，第一过滤器具有小于3kHz的截止频率并衰减3kHz以上的频率。因此，第一爆震输出过滤器衰减5-7kHz范围内的发动机爆震频率。

此外，在发动机起动转动与加速期间，基于实际的发动机转速与期望的发动机转速之间的差适应在发动机启动期间使用的发动机点火曲线。在一个示例中，在发动机起动转动与加速期间，在每一个燃烧事件处跟踪发动机转速。如果实际的发动机转速大于或小于期望的发动机转速预定量，在实际的发动机转速与期望的发动机转速不一致的燃烧事件之前为燃烧事件调整点火正时。例如，如果在特定燃烧事件处发动机转速大于期望的发动机转速，在实际的发动机转速超过期望的发动机转速的燃烧事件之前，点火正时在发动机启动点火曲线中被提前一个燃烧事件。提前点火正时可以降低发动机转速，并且降低实际的发动机转速超过期望的发动机转速的可能性。类似地，如果在特定燃烧事件处发动机转速小于期望的发动机转速，在实际的发动机转速超过期望的发动机转速的燃烧事件之前，点火正时在发动机启动点火曲线中被延迟一个燃烧事件。延迟点火正时可以增加发动机转速，并且降低实际的发动机转速超过期望的发动机转速的可能性。

在时间T1处，发动机已经完成起动转动与加速。因此，经由具有5与7kHz之间的通带的第二过滤器来过滤爆震传感器输出。第二过滤器衰减5kHz以下与7kHz以上的频率，从而改善用于检测发动机爆震的信噪比。发动机转速被示为处于怠速转速，而爆震传感器正输出表示不存在爆震的低值信号。发动机加速度为零，因为发动机处于恒速，而点火正时为延迟的MBT点火正时。

在时间T2处，响应于增加的驾驶员要求的扭矩(未示出)，发动机转速正在增加，并且发动机在超过发动机爆震阈值208的水平开始爆震。经由第二爆震传感器过滤器来过滤爆震传感器输出，并且响应于超过发动机爆震阈值208的发动机爆震的指示而延迟点火正时。通过自MBT点火正时延迟点火正时，可以降低汽缸压力，从而降低发动机爆震的可能性。发动机加速度的增加反应发动机转速的增加。

在时间T3处，发动机开始自动关闭。自动关闭可以基于诸如车辆正被停止、制动器正被作用以及驾驶员要求的扭矩小于阈值扭矩的车辆工况。当发动机停止时，发动机的经过滤的爆震传感器输出变为零，并且爆震传感器过滤器从第二过滤器转回到预示发动机重新启动的第一过滤器。到发动机的火花响应于发动机正被关闭且被停止而终止时，点火正时终止。

在时间T4处，发动机被重新启动。在发动机起动转动与加速期间应用适应的发动机点火曲线。根据在时间T0处使用的点火曲线调整点火曲线。此外，响应于发动机转速、发动机爆震传感器输出、和/或发动机加速度而实时调整发动机点火。

在时间T4与时间T5之间，实际的发动机转速随着期望的发动机转速而增加，并且实际的发动机加速度随着期望的发动机加速度而增加，除了在实际的发动机转速和实际的发动机加速度小于其各自的期望值的两个位置处。发动机的经过滤的爆震传感器输出增加至高于时间T0与时间T1之间的发动机的经过滤的爆震传感器输出的水平，并且发动机经过滤的爆震传感器输出在自发动机停止以后的两个发动机事件处超过阈值206。发动机点火正时以与在时间T0处相同的提前点火开始；然而，对具体燃烧事件基于与时间T0处发动机启动有关的点火正时调整而提前点火正时。此外，响应于实际的发动机转速与期望的发动机转速之间的差而实时调整点火正时。当经过滤的爆震传感器输出超过阈值206时，可以限制点火正时提前。通过根据经调整的点火正时曲线使发动机运转，实际的发动机转速被控制为期望的发动机转速。经由第一爆震传感器过滤器来过滤爆震传感器输出，如通过爆震传感器过滤器选择轨迹所指示的。

实际的发动机加速度也与期望的发动机加速度一致，除了在发动机停止后的两个发动机事件。点火正时被实时延迟，但它没有被延迟到足以使实际的发动机加速度与期望的发动机加速度相一致。另一方面，如果实际的发动机加速度大于期望的发动机加速度，将会进一步提前点火正时，以降低发动机加速度。

在时间T5与时间T6之间，根据驾驶员要求的扭矩(未示出)和其他发动机工况使发动机运转。另外，经过滤的发动机爆震传感器输出小于阈值水平208。因此，响应于发动机爆震传感器输出而不调整发动机点火正时。

在时间T6处，自动或通过驾驶员命令开始发动机关闭与停止。经过滤的发动机爆震传感器输出减少，并且发动机开始减速至零旋转。不久之后，爆震传感器过滤器转回到第一爆震传感器过滤器。

在时间T7处，响应于驾驶员命令(未示出)而自动重新启动或重新启动发动机。在对时间T4处应用的点火正时曲线作出点火正时调整之后，发动机转速曲线遵循期望的发动机转速曲线。具体地，在时间T4处的启动时对自发动机停止以后的发动机事件(例如，发动机燃烧事件)的数量进行计数。在传感器的输出超过阈值或发动机转速偏离期望的发动机转速多于阈值转速量的发动机事件编号处记录发动机事件编号。在爆震传感器的输出超过阈值或发动机转速偏离期望的发动机转速的发动机事件编号的前一个发动机事件处调整点火正时。例如，如果在时间T4处的发动机启动期间爆震传感器在自发动机停止以后的发动机事件8和15处超过阈值206，那么如所示的对于在时间T7处的发动机启动，发动机事件7和14的点火正时被延迟。基于实际的发动机转速与期望的发动机转速的偏差和实际的发动机加速度与期望的发动机加速度的偏差，可以作出类似的调整。

以此方式，爆震传感器的输出或发动机加速度可以是用于在发动机启动与加速期间调整发动机点火正时的基础。另外，阈值爆震传感器输出水平可以与发动机部件退化水平有关，因此可以调整发动机启动期间的点火正时，以降低与提前点火正时超过MBT点火正时有关的发动机退化的可能性。阈值爆震传感器输出和/或发动机加速度水平可以与通过利用功率计执行反复的发动机启动以及测量曲轴、连杆和轴承退化而导致的发动机退化相关。所述相关可以包括，基于表示到达阈值值的值的爆震传感器确定发动机部件退化的程度，并且然后可以通过控制器中的存储器中的诊断代码设置来指示这种退化。此外，如果实际的发动机转速不在期望的发动机转速的预定转速内，实际的发动机加速度可以与期望的发动机加速度进行比较。实际的发动机加速度与期望的发动机加速度之间的加速度水平差可以是用于调整发动机点火正时的基础。

现在参照图3和图4，示出了用于使发动机运转的方法。图3和图4的方法可以作为用于如图1所示的系统的可执行指令被存储在非临时性存储器中。图3和图4的方法可以提供图2所示的运转顺序。

在302处，方法300判断发动机是否正在被启动。在一个示例中，当发动机正在被起动转动或正处在发动机加速期间(例如，发动机起动转动与发动机到达怠速转速之间的时间)时，可以确定发动机正在被启动。另外，在一些示例中，可以认为发动机正在被启动，直至发动机转速到达怠速转速为止，并且处在怠速转速范围内达预定时间量。如果方法300判断发动机正在被启动，回答是是，并且方法300进入到304。否则，回答是否，并且方法300进入到350。

在350处，方法300将第二过滤器应用于爆震传感器的输出。在一个示例中，第二过滤器是通过5与7kHz之间的频率并衰减其他频率的带通过滤器。第二过滤器特别适合过滤用于表示发动机爆震的发动机振动的爆震传感器输出。可以通过在利用第一过滤器或第二过滤器来过滤爆震传感器输出之间选择的开关而选择第二过滤器。在第二过滤器被选择并被应用于爆震传感器输出之后，方法300进入到352。

在352处，当经过滤的爆震传感器输出大于对应于爆震强度极限的阈值水平时，方法300延迟点火正时。通过在检测发动机爆震时延迟点火正时，降低发动机爆震超过期望的发动机爆震水平的可能性是可能的。延迟发动机点火能够通过改变峰值汽缸压力相对于上止点压缩行程的正时来降低发动机汽缸中的压力。如果经过滤的爆震传感器输出不超过发动机爆震阈值水平，发动机点火正时保持相同，并不对爆震进行调整。在发动机点火正时被调整或发动机点火正时未基于爆震传感器输出之后，方法300退出。

以此方式，爆震传感器可以被用来在发动机启动以外的发动机运转期间确定发动机是否正在爆震。如果确定发动机正在爆震，可以自MBT点火正时进一步延迟点火正时。

在304处，方法300判断爆震传感器是否将要被用来在发动机启动期间调整点火正时。在一个示例中，爆震传感器被用来在爆震传感器存在时的发动机启动期间调整发动机点火正时。此外，其他状况可以被应用于判断爆震传感器是否将要在发动机启动期间作为反馈装置被用来调整发动机点火正时。例如，爆震传感器可以被应用于在仅当发动机温度大于阈值发动机温度时的发动机启动期间调整发动机点火。方法300判断爆震传感器是否将要被用来为发动机启动调整点火正时，回答是是，并且方法300进入到306。否则，回答是否，并且方法300进入到330。

因此，方法300提供，可以基于爆震传感器的输出或发动机加速度调整发动机启动期间的发动机点火正时。然而，在一些示例中，可以基于爆震传感器的输出和发动机加速度调整发动机点火正时。例如，可以根据306-318确定发动机点火调整。同时，可以根据330-336确定发动机点火调整。可以基于根据爆震传感器输出确定的点火调整和根据发动机加速度确定的点火调整的平均调整在发动机启动期间应用的发动机点火曲线。

在330处，方法300在发动机启动期间应用适应的点火曲线。在一个示例中，在发动机启动期间应用的发动机点火曲线是包括用于自发动机停止以后的每一个发动机燃烧事件的点火正时值的表。点火正时值应用于自发动机停止以后的预定数量的发动机事件(例如，燃烧事件、汽缸进气事件等)。可以基于每一个燃烧事件或为一组燃烧事件(例如，10个燃烧事件)调整点火正时值。例如，发动机燃烧事件一至三可以占据表的三个单元格。表中的第一单元格保存用于自发动机停止以后的第一燃烧事件的点火正时，并且可以自MBT正时将点火正时提前五度。自发动机停止以后的第二燃烧事件点火正时是在表的第二单元格中，并且可以自MBT正时将点火正时提前七度。自发动机停止以后的第三燃烧事件点火正时是在表的第三单元格中，并且可以自MBT正时将点火正时提前八度。此外，还可以提供用于自发动机停止以后的随后燃烧事件的点火正时值。

在另一示例中，用于发动机燃烧事件一至三的点火正时可以占据表的第一单元格，而用于发动机燃烧事件四至六的点火正时可以占据表的第二单元格。表中的点火条目可以表示用于发动机启动的点火曲线。此外，可以通过燃烧事件编号和发动机温度或另一变量给表编索引。可替代地，可以利用诸如发动机汽缸盖温度和时间的不同变量给用于发动机启动的点火曲线编索引。因此，针对发动机燃烧事件和发动机温度可以调整点火正时。另外，如在334、336、314-318处所描述的，可以适应点火曲线中的具体点火正时。

点火曲线中的点火正时在针对自发动机停止以后的预定数量的燃烧事件自MBT点火正时提前的值处开始。在预定数量的事件之后，自MBT正时延迟点火正时。例如，自MBT正时提前从发动机停止起的最先的八个燃烧事件，并且自MBT正时延迟随后的点火正时。在根据点火曲线将点火应用于发动机之后，方法300进入到332。

在332处，方法300开始计数从发动机停止起的发动机事件的数量，并且在336和338处，方法300记录为点火调整发动机加速度偏离期望的发动机加速度的发动机事件编号。方法300还响应于发动机加速度而实时调整点火正时。例如，如果在特定发动机事件处发动机加速度小于期望的发动机加速度，方法300可以在自MBT点火正时提前的点火正时的下一个发动机事件处延迟点火正时。如果发动机加速度大于期望的发动机加速度，方法300可以在自MBT点火正时提前的点火正时的下一个发动机事件处提前点火正时。实时点火调整对于发动机加速度偏差发生的发动机事件为时已晚，但实时调整有助于使发动机加速度返回到期望的发动机加速度。在记录发动机事件并作出实时点火调整之后，方法300进入到334。

在334处，方法300判断在发动机启动期间(包括在起动转动与加速期间)实际的发动机加速度是否在期望的发动机加速度的阈值加速度内。在一个示例中，经验确定的期望的发动机加速度被存储在存储器中的表或函数中，由此描述用于发动机启动的期望的发动机加速度曲线。发动机加速度曲线的条目或值的编制指数也可以与发动机点火正时曲线的条目或值的编制指数一致，因此点火正时可以与发动机加速度相对于期望的发动机加速度的变化直接相关，并且可以关于发动机加速度相对于期望的发动机加速度的变化调整点火正时。

例如，发动机点火曲线可以包括编入点火曲线中的第二单元格内的索引，该索引将存储在第二单元格中的点火正时值分配给自停止以后的第二发动机燃烧事件。类似地，可以将发动机加速度的值分配给发动机加速度曲线中的第二单元格，该发动机加速度的值为自发动机停止以后的第二燃烧事件处的期望的发动机加速度。因此，如果自发动机停止以后的第二燃烧事件处的实际的发动机加速度比期望的发动机加速度大于或小于预定的发动机转速，那么可以调整点火曲线的第二单元格中的点火正时，以驱动实际的发动机加速度达到在第二燃烧事件时的期望的发动机加速度。另外，可以调整邻近点火曲线中的点火正时，以引起发动机加速的时间。例如，可以调整用于第一燃烧事件的火花，以补偿或减少自发动机停止起的第二燃烧事件处的发动机加速度偏差。因此，在发动机加速度偏差发生的燃烧事件的前一个燃烧事件处调整点火正时。

可以基于发动机温度、自发动机启动以后的时间或燃烧事件的数量给发动机加速度曲线表或函数编索引。将表或函数中的值与发动机启动期间的实际的发动机加速度进行比较，如果实际的发动机加速度大于或小于期望的发动机加速度多于预定量(例如，+10RPM/s)，回答是否，并且方法300进入到334。否则，回答是是，并且方法300退出。根据自发动机停止以后的时间或燃烧事件的数量的发动机加速度曲线中的所有单元格或条目可以与对应于表条目的自发动机停止以后的时间或燃烧事件的数量处的发动机加速度进行比较。

在334处，方法300比较记录的实际的发动机加速度与期望的发动机加速度。发动机加速度可能与发动机曲轴、连杆或轴承退化的水平有关。实际的发动机加速度经由发动机位置传感器来确定。例如，发动机转速可以通过发动机从第一位置旋转到第二位置所花费的时间来确定。发动机加速度可以通过对发动机转速进行求导来确定。例如，发动机启动期间的期望的发动机加速度可以以经验确定，并被存储在经由发动机温度和自发动机停止以后的时间或燃烧事件的数量编索引的表或函数中。如果对于特定燃烧事件记录的实际的发动机加速度大于期望的发动机加速度，用于特定燃烧事件和/或相邻事件(例如，一个或更多个先前的燃烧事件)的在330处所描述的点火曲线中的点火正时可以被提前预定量。对于自MBT点火正时提前点火正时的燃烧事件提前点火正时。可替代地，可以基于实际的发动机加速度与期望的发动机加速度之间的差可以提前点火曲线中的点火正时。以此方式，可以通过适应发动机点火曲线来迫使实际的发动机加速度朝向期望的发动机加速度。可以在随后发动机启动期间应用经调整的点火曲线。

此外，在相同或当前发动机启动期间用于随后燃烧事件的点火正时可以被提前预定量或基于实际的发动机加速度与期望的发动机加速度之间的差被提前，因此实际的发动机转速和发动机加速度朝向期望的发动机转速和加速度实时降低。因此，可以为当前的发动机启动和随后的发动机启动调整点火正时。在实际的发动机加速度与期望的发动机加速度进行比较之后，方法300进入到336。

在336处，如果记录的实际的发动机加速度与期望的发动机加速度的比较导致发动机加速度低于或小于期望的发动机加速度的指示，方法300调整发动机点火正时。如果对于特定燃烧事件记录的实际的发动机加速度小于期望的发动机加速度，用于特定燃烧事件和/或相邻的燃烧事件的在330处所描述的点火曲线中的点火正时可以被延迟预定量(例如，发生加速度偏差的燃烧事件编号的前一个燃烧事件)。可替代地，可以基于记录的实际的发动机加速度与期望的发动机加速度之间的差延迟点火曲线中的点火正时。以此方式，可以通过适应发动机点火曲线来迫使实际的发动机加速度朝向期望的发动机加速度。可以在随后的发动机启动期间应用经调整的点火曲线。

另外，在相同或当前发动机启动期间用于随后燃烧事件的点火正时可以被延迟预定量或基于实际的发动机加速度与期望的发动机加速度之间的差被延迟，因此实际的发动机转速和发动机加速度朝向期望的发动机转速和加速度实时增加。以此方式，可以为当前的发动机启动和随后的发动机启动调整点火正时。在实际的发动机加速度与期望的发动机加速度进行比较之后，方法300退出。

在306处，方法300将第一过滤器应用于爆震传感器的输出。在一个示例中，第一过滤器是通过3kHz以下的频率并衰减其他频率的低通过滤器。第一过滤器特别适合过滤来自其他发动机振动的发动机爆震信号。可以通过在利用第一过滤器或第二过滤器过滤爆震传感器输出之间选择的开关选择第一过滤器。在第一过滤器被选择并被应用于爆震传感器输出之后，方法300进入到308。

在308处，方法300在发动机启动期间应用适应的点火曲线。在一个示例中，如在330处所描述的，在发动机启动期间应用的发动机点火曲线是包括用于自发动机停止以后的每一个发动机燃烧事件的点火提前值的表。如在336、338、314-320处所描述的，可以适应点火曲线中的具体点火正时。

点火曲线中的点火正时在针对自发动机停止以后的预定数量的燃烧事件自MBT点火正时提前的值处开始。在预定数量的事件之后，自MBT正时延迟点火正时。例如，自MBT正时提前从发动机停止起的最先的八个燃烧事件，并且自MBT正时延迟随后的点火正时。在根据点火表将点火应用于发动机之后，方法300进入到310。

在310处，方法300开始计数从发动机停止起的发动机事件的数量，并且在316-320处，方法300为点火调整记录发动机转速偏离期望的发动机转速的发动机事件编号。另外，方法300记录传感器输出超过阈值传感器输出的发动机事件。如在332处所描述的，方法300还响应于发动机加速度而实时调整点火正时。在记录发动机事件并作出实时点火调整之后，方法300进入到312。

在312处，方法300判断在发动机启动期间(包括在起动转动与加速期间)记录的实际的发动机转速是否在期望的发动机转速的阈值转速内。在一个示例中，经验确定的期望的发动机转速被存储在存储器中的表或函数中，由此描述用于发动机启动的期望的发动机转速曲线。发动机转速曲线的条目或值的编制指数也可以与发动机点火曲线的条目或值的编制指数一致，因此点火正时可以与发动机转速相对于期望的发动机转速的变化直接相关。

例如，发动机点火曲线可以包括编入点火曲线中的第二单元格内的索引，该索引将存储在第二单元格的点火正时值分配给自停止以后的第二发动机燃烧事件。类似地，可以将发动机转速的值分配给发动机转速曲线中的第二单元格，该发动机转速的值为自发动机停止以后的第二燃烧事件时的期望的发动机转速。因此，如果自发动机停止以后的第二燃烧事件处的记录的实际的发动机转速比期望的发动机转速大于或小于预定的发动机转速，那么可以调整点火曲线的第二单元格中的点火正时，以驱动实际的发动机转速在达到第二燃烧事件时的期望的发动机转速。另外，可以调整邻近点火曲线中的点火正时，以引起发动机加速的时间。

可以基于发动机温度、自发动机启动以后的时间或燃烧事件的数量给发动机转速曲线表或函数编索引。发动机转速曲线表或函数中值与发动机启动期间的实际的发动机转速进行比较，如果发动机转速大于或小于期望的发动机转速多于预定量(例如，±25RPM)，回答是否，并且方法300进入到314。否则，回答是是，并且方法300退出。根据自发动机停止以后的时间或燃烧事件的数量的发动机转速曲线中的所有单元格或条目可以与对应于条目的自发动机停止以后的时间或燃烧事件的数量处的发动机转速进行比较。

在314处，方法300为对应于当前发动机启动状况的发动机转速曲线中的所有条目确定期望的发动机转速与记录的实际的发动机转速之间的变化。例如，对于在310处确定的发动机转速变化或传感器输出大于阈值水平的每一个发动机事件，记录发动机事件编号。在每一个记录的发动机事件编号处，确定记录的实际的发动机转速与期望的发动机转速之间的差。发动机转速变化被存储到存储器，以便可以调整对应于发生发动机转速偏差的发动机事件的发动机点火曲线条目和可能的相邻的点火曲线条目(例如，识别的发动机转速偏差发生的燃烧事件编号前一个燃烧事件)。记录的实际的发动机转速与其他发动机转速曲线条目之间的其他变化也被确定，并且对应于发生发动机转速变化的时间或发动机事件的数量的具体点火曲线条目被识别并被存储到存储器。在发动机启动期间的发动机转速变化的正时被确定之后，方法300进入到318。

在318处，对于记录的实际的发动机转速自期望的发动机转速变化多于如在316处确定的预定转速时的每一次发生，方法300比较经由第一过滤器过滤的爆震传感器输出与发动机曲轴、轴承和/或连杆的发动机退化的水平相关的第一阈值爆震传感器水平。对应于自发动机停止以后的时间或发动机事件的数量的点火曲线位置或相邻位置(例如，之前的发动机事件)中的点火正时被提前，其中实际的发动机转速大于期望的发动机转速，并且其中经过滤的爆震传感器输出小于第一阈值爆震传感器水平。点火正时可以被提前预定量或基于实际的发动机转速与期望的发动机转速之间的差的量。以此方式，可以适应用于发动机启动的点火曲线。

此外，在确定发动机转速小于或大于期望的发动机转速之后，可以调整用于随后发动机事件的点火正时，以便通过提前点火调整来实时控制发动机转速。例如，如果发动机温度为75℃，发动机处在期望的发动机转速为350RPM而实际的发动机转速为425RPM的第二燃烧事件，用于随后燃烧事件的点火正时可以被提前预定量或基于经过滤的爆震传感器输出小于第一阈值爆震传感器水平时的实际的发动机转速与期望的发动机转速之间的差的量。以此方式，方法300还可以实时调整点火正时以控制发动机转速。在调整用于所描述的状况的点火之后，方法300进入到318。

在318处，对于记录的小于期望的发动机转速的实际的发动机转速的每一次发生，自点火曲线中的点火正时延迟在自发动机停止以后的时间或发动机事件的数量处发生的点火曲线中的相应点火正时。例如，如果在自发动机停止以后的对应于点火曲线的第二单元格中的点火正时的第二燃烧事件处记录的实际的发动机转速小于期望的发动机转速，曲线中的第二单元格处的点火正时自其当前值被延迟。点火正时可以被延迟预定量或基于实际的发动机转速与期望的发动机转速之间的差的量。另外，还可以调整用于之前或随后发动机事件的点火正时，以适应点火曲线。

另外，在确定发动机转速小于期望的发动机转速之后，可以调整用于随后燃烧事件的点火正时，以便通过点火提前调整来实时控制发动机转速。例如，如果发动机温度为75℃，发动机处在期望的发动机转速为350RPM而实际的发动机转速为275RPM的第二燃烧事件，用于随后燃烧事件的点火正时可以被延迟预定量或基于实际的发动机转速与期望的发动机转速之间的差的量。以此方式，方法300还可以实时调整点火正时以控制发动机转速。在调整用于所描述的状况的点火之后，方法300进入到320。

在320处，对于记录的超过阈值爆震传感器水平的经过滤的爆震信号的每一次发生，点火曲线中的点火正时延迟在发动机停止之后的超过阈值爆震水平的与时间或发动机事件的数量对应的点火曲线中的点火正时。例如，如果在自发动机停止以后的对应于点火曲线的第二单元格中的点火正时的第二燃烧事件处经过滤的爆震传感器输出大于第一阈值爆震水平，曲线中的第二单元格处的点火正时自其当前值被延迟。点火正时可以被延迟预定量或基于实际的发动机转速与期望的发动机转速之间的差的量。此外，可以为在传感器输出超过阈值水平的发动机事件之前的一个或更多个发动机事件编号延迟点火正时值。

另外，在经过滤的爆震传感器输出超过阈值爆震传感器输出水平之后，可以调整用于随后发动机事件(例如，燃烧事件)的点火正时，发动机退化可以小于与阈值爆震传感器输出水平有关的发动机退化水平。例如，如果发动机温度为75℃，发动机处在经过滤的爆震传感器输出超过阈值爆震传感器水平的第二燃烧事件，用于随后燃烧事件的点火正时可以被延迟预定量或基于经过滤的爆震传感器输出与阈值爆震传感器水平之间的差的量。以此方式，方法300还可以实时调整点火正时以控制发动机启动期间的发动机退化。在调整用于所描述的状况的火花之后，方法300退出。

因此，图3的方法提供一种用于使发动机运转的方法，其包含：在发动机启动与加速期间，响应于传感器的输出超过或低于与曲轴、轴承或连杆退化有关的阈值水平，延迟自最佳扭矩点火正时的最小点火正时提前的点火正时。该方法包括，其中传感器是爆震传感器。该方法还包含，响应于发动机转速大于期望的发动机转速并且传感器的输出小于与曲轴、轴承或连杆退化有关的阈值，提前自最佳扭矩点火正时的最小点火正时提前的点火正时。

在一些示例中，该方法包括，其中传感器是发动机位置传感器，并且其中发动机位置传感器的输出被操纵成发动机加速度值。该方法还包含，响应于发动机加速度值小于与曲轴、轴承或连杆退化有关的期望的发动机加速度，延迟自最佳扭矩点火正时的最小点火正时提前的点火正时。要求保护的方法还包含，响应于发动机加速度值大于与曲轴、轴承或连杆退化有关的期望的发动机加速度，提前自最佳扭矩点火正时的最小点火正时提前的点火正时。该方法包括，其中对于自发动机停止以后的预定数量的汽缸燃烧事件，自最佳扭矩点火正时的最小点火正时提前自最佳扭矩点火正时的最小点火正时提前的点火正时，并且还包含，在预定数量的汽缸燃烧事件之后，自最佳扭矩点火正时的最小点火正时延迟点火正时。

图3的方法还提供一种用于使发动机运转的方法，其包含：在发动机启动与加速期间，响应于传感器的输出不超过与曲轴、轴承或连杆退化有关的阈值，提前自最佳扭矩点火正时的最小点火正时提前的点火正时，其中经由第一过滤器来过滤的输出。该方法还包含，在发动机启动与加速之后，经由与第一过滤器不同的第二过滤器来过滤输出。该方法包括，其中在发动机起动转动与加速之后，第一过滤器不应用于输出。在一些示例中，该方法包括，其中不在发动机起动转动与加速期间应用第二过滤器。该方法包括，其中传感器是爆震传感器。该方法还包含，响应于经由第一过滤器过滤的输出而适应基于发动机事件的点火曲线。

本领域的普通技术人员应当理解，图3中所描述的方法可以表示任何数量处理策略中的一个或更多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所示的各种步骤或功能可以以所示的顺序进行、同时执行或在省略的一些情况下进行。同样，为了实现这里所述目的、特征和优点，处理的次序不是必需要求的，而是为了容易示出和描述的目的而提供。尽管没有明确地示出，但本领域的普通技术人员将意识到，一个或更多个所示的步骤或功能可以根据所用的特定策略而重复地执行。

此处总结本说明书。本领域的技术人员阅读本说明书将会想到不脱离本发明的精神和范围的许多变化和修改。例如，以天然气、汽油、柴油或可替代的燃料配置运行的I3、I4、I5、V6、V8、V10和V12发动机可以利用本说明书以受益。

Claims (20)

1.一种用于使发动机运转的方法，其包含：

在发动机启动与加速期间，响应于由第一过滤器过滤的爆震传感器的输出，通过控制器延迟自最佳扭矩点火正时的最小点火正时提前的点火正时；以及

在发动机启动与加速后，响应于由第二过滤器过滤的所述爆震传感器的输出，通过所述控制器延迟点火正时。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：计数发动机停止以后燃烧事件的实际总数且基于发动机燃烧事件编号处的发动机速度偏差来调整点火曲线的点火正时，所述发动机燃烧事件编号基于发动机停止以后计算的燃烧事件的实际总数；以及响应于由所述第一过滤器过滤的所述爆震传感器的所述输出超过第一阈值水平，延迟自所述最佳扭矩点火正时的最小点火正时提前的所述点火正时。

3.根据权利要求2所述的方法，其还包含，响应于发动机转速大于期望的发动机转速并且所述爆震传感器的输出小于与曲轴、轴承或连杆退化相关的阈值水平，在所述发动机启动与加速期间提前自最佳扭矩点火正时的所述最小点火正时提前的所述点火正时。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一阈值水平在发动机启动与加速期间有效，第二阈值水平在所述发动机不是启动或加速时有效，且所述第二过滤器具有与所述第一过滤器的截止频率不同的截止频率。

5.根据权利要求4所述的方法，其还包含，响应于所述发动机速度小于期望的发动机速度并且所述爆震传感器的输出小于与曲轴、轴承或连杆退化相关的阈值水平，在所述发动机启动与加速期间延迟自最佳扭矩点火正时的所述最小点火正时提前的所述点火正时。

6.根据权利要求4所述的方法，其还包含，响应于基于所述爆震传感器的所述输出的点火调整以及基于发动机加速的点火调整的平均，在发动机启动与加速期间调整点火正时。

7.根据权利要求1所述的方法，其中对于自发动机停止以后的预定数量的汽缸燃烧事件，自最佳扭矩点火正时的所述最小点火正时提前自最佳扭矩点火正时的所述最小点火正时提前的所述点火正时，并且还包含，在所述预定数量的汽缸燃烧事件之后，自最佳扭矩点火正时的所述最小点火正时延迟点火正时。

8.一种用于使发动机运转的方法，其包含：

在第一发动机启动与加速期间，响应于爆震传感器的输出不超过阈值，通过控制器提前自最佳扭矩点火正时的最小点火正时提前的点火正时，在发动机启动与加速期间经由第一过滤器而非第二过滤器过滤所述输出，而在发动机启动与加速之后经由所述第二过滤器而非所述第一过滤器过滤所述输出。

9.根据权利要求8所述的方法，其中响应于曲轴的预定水平的退化而调整所述阈值。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述阈值在发动机启动期间被调整为第一值，而在发动机启动之后被调整为第二值。

11.根据权利要求8所述的方法，其还包含，计数自发动机停止以后的发动机事件的实际数量并记录所述爆震传感器的所述输出超过所述阈值的发动机事件编号以提前自最佳扭矩点火正时的所述最小点火正时提前的所述点火正时。

12.根据权利要求11所述的方法，还包含，在所述第一发动机启动之后的第二发动机启动期间，在所述爆震传感器的所述输出超过所述阈值的发动机事件编号前一个发动机事件处延迟点火提前。

13.根据权利要求12所述的方法，其还包含，响应于经由所述第一过滤器过滤的所述输出而适应基于发动机事件的点火曲线。

14.根据权利要求13所述的方法，其还包含，在所述发动机启动与加速之后，响应于发动机爆震的指示而延迟点火。

15.一种车辆系统，其包含：

发动机，其包括爆震传感器；和

控制器，其包括非临时性指令，所述指令可执行为：响应于由第一过滤器过滤的所述爆震传感器的输出具有低于发动机爆震频率的通频率，调整自最佳扭矩点火正时的最小点火提前的点火正时。

16.根据权利要求15所述的车辆系统，其中所述发动机爆震频率在5与7kHz之间，并且其中所述通频率低于3kHz。

17.根据权利要求15所述的车辆系统，其还包含，响应于所述爆震传感器的输出的大小小于阈值水平而在发动机加速期间提前自最佳扭矩点火正时的最小点火提前的所述点火正时的附加指令。

18.根据权利要求15所述的车辆系统，其还包含通过第二过滤器过滤所述爆震传感器的输出以及响应于由所述第二过滤器过滤的所述爆震传感器的所述输出而调整点火正时，所述第一过滤器具有与所述第二过滤器的截止频率不同的截止频率。

19.根据权利要求18所述的车辆系统，其还包含，在发动机启动与加速期间将来自所述爆震传感器的输出转到所述第一过滤器的附加指令。

20.根据权利要求19所述的车辆系统，其还包含，在发动机启动与加速之后将来自所述爆震传感器的输出转到所述第二过滤器的附加指令。