CN110469410A - 机动车的冷启动方法、装置、设备及其存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机动车领域，公开了一种机动车的冷启动方法、装置、设备及其存储介质。本发明中的机动车的冷启动方法包括：如果确定机动车将进行冷启动，则对机动车内燃机中的至少一个气缸重复执行如下操作直到满足预定条件：通过控制气缸的进气阀和排气阀以及内燃机的冷却系统，使气缸的活塞对气缸中的气体进行压缩，以升高气体的温度，如果活塞在上行过程中到达距离上止点第一预定距离处，则使得进气阀处于打开状态，以使温度被升高的气体通过进气阀进入进气道中；控制内燃机进行喷油点火操作。本发明可通过对冷却系统和进排气系统的控制，实现对燃烧系统零部件的加热，从而有效促进燃油的蒸发，降低冷启动过程中碳氢的排放。
Description
技术领域
本发明涉及机动车领域，特别涉及一种机动车的冷启动方法、装置、设备及其存储介质。
背景技术
在当前环境污染问题日益严重、排放法规日益严苛的背景下，机动车生产厂商将采取各种技术手段来降低内燃机有害排放物的排放。其中，对冷启动碳氢排放的控制是非常重要的一项技术目标，尤其是在低温环境下。
在现有内燃机控制技术中，一般通过不断采用雾化特性更好的喷油器(多为更多油孔的喷油器)提高喷雾质量来减少低温冷启动碳氢排放，以应对更加严苛的排放法规。
或者通过增加额外加热装置，对空气或催化器进行加热的方式来降低碳氢排放。例如，在进气歧管上连接装有电热圈的旁路支管，同时在进气歧管上还装有含加温管的气化罐，通过旁路支管的电热圈和气化罐的加温管对进气进行加热，提高进气温度，促进燃油雾化。这一方法需要额外增加加热装置，这些装置增加了内燃机的体积与重量，电热圈也需要消耗大量电能进行加热，在机动车用内燃机中可行性差。此外，还有一种方法是在内燃机内壁增加加热层，加热层内具有加热丝，通过加热丝将电瓶电能转化为热能，在冷启动时对内燃机内壁进行加热，从而改善冷启动性能及排放。但这一方法一方面消耗大量电能，另一方面加热丝形成的电磁场会对内燃机控制电路产生干扰，降低处于往复摩擦工作状态的缸壁的使用寿命及可靠性。还有一种方法是在内燃机外部加装具有燃气泵和空气泵的燃气加热器来对燃气与空气的混合气进行加热，从而改善冷启动性能及排放。但这一方法一方面增加了多个额外零部件，增加了内燃机的体积与重量，另一方面对于以燃油为唯一燃料的内燃机还需要增加燃气储存、传输和控制系统，在空间局限的机动车用内燃机中可行性差。
可见，现有内燃机冷启动改善方法需要加装大量外部零部件，或增加内燃机的体积与重量，或额外消耗电能或燃气，或降低内燃机使用寿命与可靠性。因此，需要在尽量控制内燃机体积和重量并保证内燃机可靠性的前提下，尽量少引入外部零部件来改善内燃机冷启动喷雾质量，提供更高质量的可燃混合气，进而有效降低碳氢等有害排放物的排放。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机动车的冷启动方法、装置、设备及其存储介质，可通过对冷却系统和进排气系统的控制，实现对燃烧系统零部件的加热，有效降低冷启动过程中碳氢的排放。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种机动车的冷启动方法，该方法包括：
如果确定机动车将进行冷启动，则对机动车内燃机中的至少一个气缸重复执行如下操作直到满足预定条件：
通过控制气缸的进气阀和排气阀以及内燃机的冷却系统，使气缸的活塞对气缸中的气体进行压缩，以升高气体的温度，
如果活塞在上行过程中到达距离上止点第一预定距离处，则使得进气阀处于打开状态，以使温度被升高的气体通过进气阀进入进气道中；
控制内燃机进行喷油点火操作。
在一示范例中，控制气缸的进气阀和排气阀以及内燃机的冷却系统包括：
关闭冷却系统中冷却液的循环；并且，
如果活塞处于下行过程中，则保持进气阀处于打开状态，以使得活塞向气缸中吸入气体；如果活塞处于上行过程中，则保持进气阀和排气阀处于关闭状态，以使得活塞压缩气缸中的气体，并在活塞到达距离上止点第一预定距离处时打开进气阀。
在另一示范例中，控制气缸的进气阀和排气阀以及内燃机的冷却系统包括：
关闭冷却系统中冷却液的循环；并且，
如果活塞处于下行过程中，则保持进气阀处于打开状态，以使得活塞向气缸中吸入气体；如果活塞处于上行过程中，则保持进气阀和排气阀处于关闭状态，以使得活塞压缩气缸中的气体，并在活塞到达距离上止点第一预定距离处时打开进气阀，在活塞到达距离上止点第二预定距离处时，将排气阀打开预定程度。
在另一示范例中，预定条件包括下列中的任意一项：
内燃机的启动机运转时间超过预定启动时间；
内燃机的燃烧系统的温度达到第一预定温度阈值；
冷却系统的温度达到第二预定温度阈值。
本发明的实施方式还公开了一种机动车的冷启动装置，该装置包括：
确定单元，用于确定机动车是否将进行冷启动；
执行单元，用于对机动车内燃机中的至少一个气缸重复执行如下操作直到满足预定条件：
通过控制气缸的进气阀和排气阀以及内燃机的冷却系统，使气缸的活塞对气缸中的气体进行压缩，以升高气体的温度，
如果活塞在上行过程中到达距离上止点第一预定距离处，则使得进气阀处于打开状态，以使温度被升高的气体通过进气阀进入进气道中；
控制单元，用于控制内燃机进行喷油点火操作。
在一示范例中，执行单元包括第一关闭子单元和第一保持子单元，并使用第一关闭子单元和第一保持子单元控制气缸的进气阀和排气阀以及内燃机的冷却系统，其中，
第一关闭子单元用于关闭冷却系统中冷却液的循环；
第一保持子单元用于在活塞处于下行过程中时，保持进气阀处于打开状态，以使得活塞向气缸中吸入气体，在活塞处于上行过程中时，保持进气阀和排气阀处于关闭状态，以使得活塞压缩气缸中的气体，并在活塞到达距离上止点第一预定距离处时打开进气阀。
在另一示范例中，执行单元包括第二关闭子单元和第二保持子单元，并使用第二关闭子单元和第二保持子单元控制气缸的进气阀和排气阀以及内燃机的冷却系统，其中，
第二关闭子单元用于关闭冷却系统中冷却液的循环；
第二保持子单元用于在活塞处于下行过程中时，保持进气阀处于打开状态，以使得活塞向气缸中吸入气体，在活塞处于上行过程中时，保持进气阀和排气阀处于关闭状态，以使得活塞压缩气缸中的气体，并在活塞到达距离上止点第一预定距离处时打开进气阀，并在活塞上升至距离上止点第二预定距离处时，将排气阀打开预定程度。
在另一示范例中，预定条件包括下列中的任意一项：
内燃机的启动机运转时间超过预定启动时间；
内燃机的燃烧系统的温度达到第一预定温度阈值；
冷却系统的温度达到第二预定温度阈值。
本发明的实施方式还公开了一种设备，该设备包括存储有计算机可执行指令的存储器和处理器，处理器被配置为执行指令以实施机动车的冷启动方法，其中，机动车的冷启动方法包括：
如果确定机动车将进行冷启动，则对机动车内燃机中的至少一个气缸重复执行如下操作直到满足预定条件：
通过控制气缸的进气阀和排气阀以及内燃机的冷却系统，使气缸的活塞对气缸中的气体进行压缩，以升高气体的温度，
如果活塞在上行过程中到达距离上止点第一预定距离处，则使得进气阀处于打开状态，以使温度被升高的气体通过进气阀进入进气道中；
控制内燃机进行喷油点火操作。
本发明的实施方式还公开了一种使用计算机程序编码的非易失性计算机存储介质，计算机程序包括指令，当指令被一个以上的计算机执行时，指令使得一个以上的计算机执行操作，操作包括：
如果确定机动车将进行冷启动，则对机动车内燃机中的至少一个气缸重复执行如下操作直到满足预定条件：
通过控制气缸的进气阀和排气阀以及内燃机的冷却系统，使气缸的活塞对气缸中的气体进行压缩，以升高气体的温度，
如果活塞在上行过程中到达距离上止点第一预定距离处，则使得进气阀处于打开状态，以使温度被升高的气体通过进气阀进入进气道中；
控制内燃机进行喷油点火操作。
本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：
无需额外添加加热装置，可通过对冷却系统和进排气系统的控制，实现对燃烧系统零部件的加热，从而有效促进燃油的蒸发，降低冷启动过程中碳氢的排放。
进一步地，在气体压缩完成时，适当打开排气阀，使得加热的气体流入排气系统，能够对尾气处理催化器进行加热，减少催化器起燃时间，减少冷启动的碳氢排放。
附图说明
图1是根据本发明第一实施方式的机动车的冷启动方法的流程示意图；
图2是根据本发明第二实施方式的机动车的冷启动装置的结构示意图；
图3是根据本发明第五实施方式的机动车的冷启动控制系统的结构示意图。
图4是本发明的冷启动过程采用的进气、压缩往复循环示意图。
具体实施方式
在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
根据本发明实施方式，提供了一种机动车冷启动方法的实施方式，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，如在汽车的电子控制单元(ECU)中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本申请所提供的方法实施方式可以在汽车的ECU或者类似的运算装置中执行。以运行在ECU上为例，该ECU可以包括一个或多个(图中仅示出一个)处理器(处理器可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等处理装置)、用于存储数据的存储器、以及用于通信功能的传输装置。本领域普通技术人员可以理解，ECU还可包括更多或者更少的组件，或者具有其他的配置。
存储器可用于存储应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施方式中的机动车冷启动方法对应的程序指令/模块，处理器通过运行存储在存储器内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的机动车冷启动方法。存储器可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器可进一步包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至ECU。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
传输装置用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括ECU的通信供应商提供的无线网络。
本发明的第一实施方式在上述运行环境下，提供了如图1所示的机动车的冷启动方法。图1是该机动车冷启动方法的流程示意图。
具体地，如图1所示，该汽车冷启动方法包括以下步骤：
步骤101，确定机动车是否将进行冷启动。
可以理解，在本发明中，可以通过下列方式中的一种或多种组合，在内燃机接到启动指令后，确定机动车的内燃机是否进行冷启动：
判断冷却液温度是否低于存储部存储的冷却液温度标定阈值，若冷却液温度低于标定温度阈值，则确定内燃机将进行冷启动；
判断机动车的环境温度是否低于标定环境温度阈值，如果是，则确定内燃机将进行冷启动；
判断机动车的停放时间是否超过预定停放时间，如果是，则进行冷启动；
判断是否接收到进行冷启动的控制信息，如果是，则进行冷启动。
如果确定将进行冷启动，则进入步骤102；否则，进入步骤105。
在步骤102中，对内燃机中的至少一个气缸，通过控制气缸的进气阀和排气阀以及内燃机的冷却系统，使气缸的活塞对气缸中的气体进行压缩，以升高气体的温度，如果活塞在上行过程中到达距离上止点第一预定距离处，则使得进气阀处于打开状态，以使温度被升高的气体通过进气阀进入进气道中。
此后进入步骤103。
在步骤103中，判断是否满足预定条件。
如果判断结果为是，则进入步骤104；否则，返回步骤102。
可以理解，在本发明中，预定条件包括下列中的任意一项：
内燃机的启动机运转时间超过预定启动时间；
内燃机的燃烧系统的温度达到第一预定温度阈值；
冷却系统的温度达到第二预定温度阈值。
在步骤104中，控制内燃机进行喷油点火操作。此后结束本流程。
在步骤105中，进行内燃机热启动程序。此后结束本流程。
在一示范例中，在上述步骤102中，控制气缸的进气阀和排气阀以及内燃机的冷却系统包括：
关闭冷却系统中冷却液的循环；并且，
如果活塞处于下行过程中，则保持进气阀处于打开状态，以使得活塞向气缸中吸入气体；如果活塞处于上行过程中，则保持进气阀和排气阀处于关闭状态(如在活塞下行即将到达下止点时，逐渐关闭进气阀)，以使得活塞压缩气缸中的气体，并在活塞到达距离上止点第一预定距离处时打开进气阀。
值得注意的是，在该示范例中，当在进气行程即活塞处于下行过程中时，可以关闭排气阀，也可以将排气阀打开一定程度。优选地，关闭排气阀。并且，距离上止点第一或者第二预定距离是指绝对距离，即可以是位于上止点下方的第一或者第二预定距离，也可以是位于上止点上方的第一或者第二预定距离。例如，在活塞上行末期或者压缩行程末期，活塞处于上止点附近(如位于上止点下方第一预定距离时)，进气阀优选地逐渐开启或直接提前一段时间大行程开启并保持，利用活塞上升的推力及已经被压缩升温气体的高压将高温气体压入进气道，对气道壁面、气门表面及其间气体进行加热；也可在上升至上止点或上升至上止点一段时间后开启进气阀，使燃烧室内气体进一步压缩升温后进入进气道。
在另一示范例中，在上述步骤102中，控制气缸的进气阀和排气阀以及内燃机的冷却系统包括：
关闭冷却系统中冷却液的循环；并且，
如果活塞处于下行过程中，则保持进气阀处于打开状态，以使得活塞向气缸中吸入气体；如果活塞处于上行过程中，则保持进气阀和排气阀处于关闭状态(如在活塞下行即将到达下止点时，逐渐关闭进气阀)，以使得活塞压缩气缸中的气体，并在活塞到达距离上止点第一预定距离处时打开进气阀，在活塞到达距离上止点第二预定距离处时，将排气阀打开预定程度。此处，距离上止点第一或者第二预定距离是指绝对距离，即可以是位于上止点下方的第一或者第二预定距离，也可以是位于上止点上方的第一或者第二预定距离。例如，在活塞上行末期或者压缩行程末期，活塞处于上止点附近(如位于上止点下方第一预定距离时)，进气阀优选地逐渐开启或直接提前一段时间大行程开启并保持，利用活塞上升的推力及已经被压缩升温气体的高压将高温气体压入进气道，对气道壁面、气门表面及其间气体进行加热；也可在上升至上止点或上升至上止点一段时间后开启进气阀，使燃烧室内气体进一步压缩升温后进入进气道。
值得注意的是，在该示范例中，当在进气行程即活塞处于下行过程中时，可以关闭排气阀，也可以将排气阀打开一定程度。优选地，选择关闭排气阀。
此外，在本发明的其他实施方式中，也可以在活塞要进入上行过程时(如到达下止点即将上行时)，将进气阀保持开启一段时间后关闭或者逐渐关闭，利用进气惯性增加进气量。
值得注意的是，在本发明中，第一预定距离和第二预定距离可以相等，也可以不相等，可以根据实际情况进行设定。
可以理解，在本发明中，关闭冷却系统中冷却液的循环包括：关闭内燃机冷却液泵和/或使得节温器关闭大循环回路，即保持冷却液不进入散热器。关闭冷却系统可以避免由水泵动力导致的热量传递与扩散。压缩行程(即活塞上行过程中)的压缩比固定；若内燃机本身具有或可引入可变压缩比，系统适当提高(提高压缩气体温度)或降低压缩比(降低启动机负荷)。
可以理解，在本发明中，可以通过曲轴位置传感器检测的曲轴位置来确定内燃机各缸活塞的位置。也可以基于已有的或者计算的进气阀的开闭角(Ti,Tj)、升程(Li,Lj)之间的关系，判断活塞的运动方向(是上行还是下行)，并控制进排气阀的开闭以及开闭程度，完成内燃机的进气、压缩操作。
此外，可以理解，在本发明中，优选地，将进气阀采用最大升程开启。此外，也可采用可变行程开启进气阀，如活塞在上止点附近时，可采用小升程开启进气阀；对进气阀和排气阀的开闭调节可为升程有级或无级调节，升程曲线可由凸轮机械控制或液压、电磁等其他方式控制，若内燃机具有停缸技术，可利用停缸技术关闭进气阀或排气阀。
无需额外添加加热装置，可通过对冷却系统和进排气系统的控制，实现对燃烧系统零部件的加热，从而有效促进燃油的蒸发，降低冷启动过程中碳氢的排放。
本发明的第二实施方式涉及一种机动车的冷启动装置。图2为该冷启动装置的结构示意图。具体地，如图2所示，该机动车的冷启动装置包括：
确定单元，用于确定机动车是否将进行冷启动；
执行单元，用于对机动车内燃机中的至少一个气缸重复执行如下操作直到满足预定条件：
通过控制气缸的进气阀和排气阀以及内燃机的冷却系统，使气缸的活塞对气缸中的气体进行压缩，以升高气体的温度，如果活塞在上行过程中到达距离上止点第一预定距离处，则使得进气阀处于打开状态，以使温度被升高的气体通过进气阀进入进气道中；
控制单元，用于控制内燃机进行喷油点火操作。
在一示范例中，执行单元包括第一关闭子单元和第一保持子单元，并使用第一关闭子单元和第一保持子单元控制气缸的进气阀和排气阀以及内燃机的冷却系统，其中，
第一关闭子单元用于关闭冷却系统中冷却液的循环；
第一保持子单元用于在活塞处于下行过程中时，保持进气阀处于打开状态，以使得活塞向气缸中吸入气体，在活塞处于上行过程中时，保持进气阀和排气阀处于关闭状态，以使得活塞压缩气缸中的气体，并在活塞到达距离上止点第一预定距离处时打开进气阀。
在另一示范例中，执行单元包括第二关闭子单元和第二保持子单元，并使用第二关闭子单元和第二保持子单元控制气缸的进气阀和排气阀以及内燃机的冷却系统，其中，
第二关闭子单元用于关闭冷却系统中冷却液的循环；
第二保持子单元用于在活塞处于下行过程中时，保持进气阀处于打开状态，以使得活塞向气缸中吸入气体，在活塞处于上行过程中时，保持进气阀和排气阀处于关闭状态，以使得活塞压缩气缸中的气体，并在活塞到达距离上止点第一预定距离处时打开进气阀，并在活塞上升至距离上止点第二预定距离处时，将排气阀打开预定程度。
可以理解，在本发明中，预定条件包括下列中的任意一项：
内燃机的启动机运转时间超过预定启动时间；
内燃机的燃烧系统的温度达到第一预定温度阈值；
冷却系统的温度达到第二预定温度阈值。
第一实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
本发明的第三实施方式公开了一种设备，该设备包括存储有计算机可执行指令的存储器和处理器，处理器被配置为执行指令以实施机动车的冷启动方法，其中，机动车的冷启动方法包括：
如果确定机动车将进行冷启动，则对机动车内燃机中的至少一个气缸重复执行如下操作直到满足预定条件：
通过控制气缸的进气阀和排气阀以及内燃机的冷却系统，使气缸的活塞对气缸中的气体进行压缩，以升高气体的温度，
如果活塞在上行过程中到达距离上止点第一预定距离处，则使得进气阀处于打开状态，以使温度被升高的气体通过进气阀进入进气道中；
控制内燃机进行喷油点火操作。
第一实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
本发明的第四实施方式公开了一种使用计算机程序编码的非易失性计算机存储介质，其中，计算机程序包括指令，当指令被一个以上的计算机执行时，指令使得一个以上的计算机执行操作，操作包括：
如果确定机动车将进行冷启动，则对机动车内燃机中的至少一个气缸重复执行如下操作直到满足预定条件：
通过控制气缸的进气阀和排气阀以及内燃机的冷却系统，使气缸的活塞对气缸中的气体进行压缩，以升高气体的温度，
如果活塞在上行过程中到达距离上止点第一预定距离处，则使得进气阀处于打开状态，以使温度被升高的气体通过进气阀进入进气道中；
控制内燃机进行喷油点火操作。
第一实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
本发明的第五实施方式公开了一种机动车的冷启动控制系统。图3为内燃机的结构示意图。如图3所示，主要包括进气阀(未示出)、排气阀(未示出)、进气阀阀机构1、点火系统2、排气阀阀机构3、曲轴位置传感器4、启动机5、喷油器6、冷却液温度传感器7、冷却液水泵8、节温器9、存储部(未示出)等，这些机构与其他执行器和传感器一同由内燃机控制单元10(如ECU)进行控制。
可以理解，在本发明中，阀机构为开闭角和升程均可变的机构，即气阀开启和关闭时刻可随曲轴转角任意改变，气阀开启的升程也可在零至最大升程间任意改变。
存储部，存储有作为进气阀的开闭角(Ti)、排气阀的开闭角(Tj)、升程((Li,Lj)的各种组合的多组开闭角(Ti,Tj)、多组升程(Li,Lj)。
喷油器为气道喷射喷油器，喷油时刻与脉宽可控。
本实施方式控制机动车的内燃机冷启动的方法的步骤如下：
1)当内燃机控制单元接到启动指令后，检测内燃机的运行状态信息，运行状态信息包括内燃机冷却液温度、进气温度、进气压力等，此时保持启动机开关为关闭状态。
2)判断冷却液温度是否低于存储部存储的冷却液温度标定温度阈值，若冷却液温度高于标定温度阈值，则进行内燃机已有的热启动程序，若冷却液温度不高于标定温度阈值，则进行冷启动程序。
3)若内燃机判断进入冷启动程序，则查找或计算冷启动程序进气阀和排气阀的开闭角(Ti,Tj)、升程(Li,Lj)(其中，i和j为自然数)，关闭内燃机冷却液水泵，节温器关闭冷却液通往散热器的回路，利用控制排气阀的阀机构关闭排气阀。冷启动过程中关闭内燃机冷却液泵，即关闭冷却系统大小循环，避免由水泵动力导致的热量传递与扩散；节温器此时优选关闭大循环回路，即冷却液不能流入散热器，由于内燃机冷却液泵已关闭，也可打开大循环回路；另外，也可打开内燃机冷却液泵，但节温器要关闭大循环回路。
4)接通启动机开关，利用曲轴位置传感器分别检测各缸活塞位置，判断其是否下行，根据上一步查找或计算到的进气阀的开闭角(Ti,Tj)、升程(Li,Lj)，若活塞下行则打开进气阀，若活塞上行则关闭进气阀，使内燃机进入进气、压缩的往复循环。
其中，如图4所示，进气、压缩的往复循环控制过程如下：
4.1)进气行程，如图4(a)所示：进气阀11处于或逐渐达到最大升程后保持最大升程状态，同时利用活塞15下行进行吸气，活塞运动方向如图中箭头所示；
4.2)接近下止点，如图4(b)所示：当活塞15继续向下运行至接近下止点附近时，进气阀保持最大升程至下止点，继续进行吸气；
4.3)离开下止点，如图4(c)所示：当活塞15达到下止点后离开下止点开始上行时，进气阀11开始逐渐关闭，利用气流惯性继续进行吸气至进气阀11关闭；
4.4)压缩行程，如图4(d)所示：当进气阀11完全关闭后，利用活塞15上行对吸入气体进行压缩，内燃机气缸内(以下简称为“缸内”)气体压力和温度将同时上升；
4.5)接近上止点，如图4(e)所示：当活塞15上行接近上止点时，缸内气体已被压缩为高温高压气体H1，此时以小行程逐渐打开进气阀11，在压力的作用下，缸内气体以高温气流H2的形式流入进气道13，对进气道13壁面及进气阀11表面进行加热，此外，在高温气体热流的作用下，燃烧室壁面、排气道14和排气阀12等燃烧系统零部件也会受到部分加热(请注意，如果此时将排气道打开，则热流H3也会进入排气道)；
4.6)离开上止点，如图4(f)所示：当活塞15达到上止点后离开上止点开始下行时，进气阀11由小行程逐渐打开至大行程，之后再次进入上述步骤4.1，进行下一循环的进气、压缩过程，在活塞15离开上止点开始下行的短暂时间内，缸内气体压力依然大于进气压力，高压高温气流对进气道壁面及进气阀11表面等燃烧系统零部件的加热作用依然会持续一段时间，当缸内压力小于进气压力时，开始吸气。
5)当启动机运转时间达到标定时长(该时长不造成启动延时)时，开始喷油点火操作。
由于燃烧系统在若干压缩循环高温气体的加热作用下温度上升，可促进燃油的蒸发，尤其是附着于壁面的燃油，增加混合气燃油浓度，从而可以减少内燃机冷启动燃油加浓系数，减少冷启动过程中未蒸发燃油量，从根本上减少未燃碳氢的生成，最终降低低温冷启动碳氢排放；由于燃烧的改善和燃油加浓系数的减少，还可以减少其他有害物的排放，并具有一定的节油效果。
本发明的各方法实施方式均可以以软件、硬件、固件等方式实现。不管本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可更换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(Programmable ArrayLogic，简称“PAL”)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称“RAM”)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，简称“PROM”)、只读存储器(Read-Only Memory，简称“ROM”)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM，简称“EEPROM”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(Digital Versatile Disc，简称“DVD”)等等。
需要说明的是，本发明各设备实施方式中提到的各单元都是逻辑单元，在物理上，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现，这些逻辑单元本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑单元所实现的功能的组合才是解决本发明所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本发明的创新部分，本发明上述各设备实施方式并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，这并不表明上述设备实施方式并不存在其它的单元。
需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (10)
1.一种机动车的冷启动方法，其特征在于，包括：
如果确定所述机动车将进行冷启动，则对所述机动车内燃机中的至少一个气缸重复执行如下操作直到满足预定条件：
通过控制所述气缸的进气阀和排气阀以及所述内燃机的冷却系统，使气缸的活塞对气缸中的气体进行压缩，以升高所述气体的温度，
如果所述活塞在上行过程中到达距离上止点第一预定距离处，则使得所述进气阀处于打开状态，以使温度被升高的所述气体通过所述进气阀进入进气道中；
控制所述内燃机进行喷油点火操作。
2.根据权利要求1的冷启动方法，其特征在于，控制气缸的进气阀和排气阀以及内燃机的冷却系统包括：
关闭所述冷却系统中冷却液的循环；并且，
如果所述活塞处于下行过程中，则保持进气阀处于打开状态，以使得所述活塞向气缸中吸入气体；如果所述活塞处于上行过程中，则保持进气阀和排气阀处于关闭状态，以使得所述活塞压缩气缸中的气体，并在所述活塞到达距离上止点第一预定距离处时打开进气阀。
3.根据权利要求1的冷启动方法，其特征在于，控制所述气缸的进气阀和排气阀以及所述内燃机的冷却系统包括：
关闭所述冷却系统中冷却液的循环；并且，
如果所述活塞处于下行过程中，则保持进气阀处于打开状态，以使得活塞向气缸中吸入气体；如果所述活塞处于上行过程中，则保持进气阀和排气阀处于关闭状态，以使得活塞压缩气缸中的气体，并在活塞到达距离上止点第一预定距离处时打开进气阀，在活塞到达距离上止点第二预定距离处时，将排气阀打开预定程度。
4.根据权利要求1至3中任一项的冷启动方法，其特征在于，所述预定条件包括下列中的任意一项：
所述内燃机的启动机运转时间超过预定启动时间；
所述内燃机的燃烧系统的温度达到第一预定温度阈值；
所述冷却系统的温度达到第二预定温度阈值。
5.一种机动车的冷启动装置，其特征在于，包括：
确定单元，用于确定所述机动车是否将进行冷启动；
执行单元，用于对所述机动车内燃机中的至少一个气缸重复执行如下操作直到满足预定条件：
通过控制所述气缸的进气阀和排气阀以及所述内燃机的冷却系统，使气缸的活塞对气缸中的气体进行压缩，以升高所述气体的温度，
如果所述活塞在上行过程中到达距离上止点第一预定距离处，则使得所述进气阀处于打开状态，以使温度被升高的所述气体通过所述进气阀进入进气道中；
控制单元，用于控制所述内燃机进行喷油点火操作。
6.根据权利要求5的冷启动装置，其特征在于，执行单元包括第一关闭子单元和第一保持子单元，并使用第一关闭子单元和第一保持子单元控制气缸的进气阀和排气阀以及内燃机的冷却系统，其中，
第一关闭子单元用于关闭所述冷却系统中冷却液的循环；
第一保持子单元用于在所述活塞处于下行过程中时，保持进气阀处于打开状态，以使得所述活塞向气缸中吸入气体，在所述活塞处于上行过程中时，保持进气阀和排气阀处于关闭状态，以使得所述活塞压缩气缸中的气体，并在活塞到达距离上止点第一预定距离处时打开进气阀。
7.根据权利要求5的冷启动装置，其特征在于，执行单元包括第二关闭子单元和第二保持子单元，并使用第二关闭子单元和第二保持子单元控制所述气缸的进气阀和排气阀以及所述内燃机的冷却系统，其中，
第二关闭子单元用于关闭所述冷却系统中冷却液的循环；
第二保持子单元用于在所述活塞处于下行过程中时，保持进气阀处于打开状态，以使得活塞向气缸中吸入气体，在所述活塞处于上行过程中时，保持进气阀和排气阀处于关闭状态，以使得活塞压缩气缸中的气体，并在活塞到达距离上止点第一预定距离处时打开进气阀，并在活塞上升至距离上止点第二预定距离处时，将排气阀打开预定程度。
8.根据权利要求5至7中任一项的冷启动装置，其特征在于，所述预定条件包括下列中的任意一项：
内燃机的启动机运转时间超过预定启动时间；
内燃机的燃烧系统的温度达到第一预定温度阈值；
冷却系统的温度达到第二预定温度阈值。
9.一种设备，其特征在于，包括存储有计算机可执行指令的存储器和处理器，处理器被配置为执行指令以实施机动车的冷启动方法，其中，机动车的冷启动方法包括：
如果确定所述机动车将进行冷启动，则对所述机动车内燃机中的至少一个气缸重复执行如下操作直到满足预定条件：
通过控制所述气缸的进气阀和排气阀以及所述内燃机的冷却系统，使气缸的活塞对气缸中的气体进行压缩，以升高所述气体的温度，
如果所述活塞在上行过程中到达距离上止点第一预定距离处，则使得所述进气阀处于打开状态，以使温度被升高的所述气体通过所述进气阀进入进气道中；
控制所述内燃机进行喷油点火操作。
10.一种使用计算机程序编码的非易失性计算机存储介质，其特征在于，计算机程序包括指令，当指令被一个以上的计算机执行时，指令使得一个以上的计算机执行操作，操作包括：
如果确定所述机动车将进行冷启动，则对所述机动车内燃机中的至少一个气缸重复执行如下操作直到满足预定条件：
通过控制所述气缸的进气阀和排气阀以及所述内燃机的冷却系统，使气缸的活塞对气缸中的气体进行压缩，以升高所述气体的温度，
如果所述活塞在上行过程中到达距离上止点第一预定距离处，则使得所述进气阀处于打开状态，以使温度被升高的所述气体通过进气阀进入进气道中；
控制所述内燃机进行喷油点火操作。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114623026A (zh) * | 2021-03-25 | 2022-06-14 | 长城汽车股份有限公司 | 发动机冷启动方法、存储介质、发动机以及车辆 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030183185A1 (en) * | 2002-04-02 | 2003-10-02 | Jinhui Sun | Control strategy for improving cold cranking, starting, and warm-up of an engine having a variable valve actuation mechanism |
| JP2005299409A (ja) * | 2004-04-07 | 2005-10-27 | Nissan Motor Co Ltd | エンジンの昇温装置 |
| EP2264299A2 (de) * | 2009-06-15 | 2010-12-22 | Volkswagen AG | Verfahren zum Betreiben einer Hubkolben-Brennkraftmaschine |
| CN101932817A (zh) * | 2008-01-29 | 2010-12-29 | 马克卡车公司 | 启动发动机的方法及发动机 |
| CN102597449A (zh) * | 2009-10-27 | 2012-07-18 | 雷诺股份公司 | 用于控制内燃发动机冷却回路的系统和方法 |
| US20150285161A1 (en) * | 2014-04-04 | 2015-10-08 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for engine control |
| CN104975957A (zh) * | 2014-04-04 | 2015-10-14 | 福特环球技术公司 | 发动机控制的方法和系统 |
| CN105715386A (zh) * | 2016-01-22 | 2016-06-29 | 天津市苏同兴盛环保科技有限公司 | 一种电控发动机利用排气蝶阀辅助冷启动的方法 |
| CN107110042A (zh) * | 2015-01-13 | 2017-08-29 | Mtu 腓特烈港有限责任公司 | 柴油发动机以及用于起动柴油发动机的方法 |
-
2018
- 2018-05-10 CN CN201810442689.1A patent/CN110469410B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030183185A1 (en) * | 2002-04-02 | 2003-10-02 | Jinhui Sun | Control strategy for improving cold cranking, starting, and warm-up of an engine having a variable valve actuation mechanism |
| JP2005299409A (ja) * | 2004-04-07 | 2005-10-27 | Nissan Motor Co Ltd | エンジンの昇温装置 |
| CN101932817A (zh) * | 2008-01-29 | 2010-12-29 | 马克卡车公司 | 启动发动机的方法及发动机 |
| EP2264299A2 (de) * | 2009-06-15 | 2010-12-22 | Volkswagen AG | Verfahren zum Betreiben einer Hubkolben-Brennkraftmaschine |
| CN102597449A (zh) * | 2009-10-27 | 2012-07-18 | 雷诺股份公司 | 用于控制内燃发动机冷却回路的系统和方法 |
| US20150285161A1 (en) * | 2014-04-04 | 2015-10-08 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for engine control |
| CN104975957A (zh) * | 2014-04-04 | 2015-10-14 | 福特环球技术公司 | 发动机控制的方法和系统 |
| CN107110042A (zh) * | 2015-01-13 | 2017-08-29 | Mtu 腓特烈港有限责任公司 | 柴油发动机以及用于起动柴油发动机的方法 |
| CN105715386A (zh) * | 2016-01-22 | 2016-06-29 | 天津市苏同兴盛环保科技有限公司 | 一种电控发动机利用排气蝶阀辅助冷启动的方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114623026A (zh) * | 2021-03-25 | 2022-06-14 | 长城汽车股份有限公司 | 发动机冷启动方法、存储介质、发动机以及车辆 |
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| Publication number | Publication date |
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