CN112112737A - 用于控制发动机的停止的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了“用于控制发动机的停止的方法和系统”。描述了用于在请求的或期望的曲轴窗口中停止车辆的发动机旋转的系统和方法。在一个示例中，响应于在发动机停止请求产生之后发生的气缸事件的实际总数而调整一个或多个发动机气缸的火花正时。

Description

用于控制发动机的停止的方法和系统
技术领域
本说明书涉及用于在期望的发动机停止位置停止发动机旋转的方法和系统。
背景技术
车辆的发动机可以响应于人类驾驶员的请求而停止旋转，或者发动机旋转可以基于车辆工况而自动停止。如果仅通过切断流向发动机的燃料来使发动机停止，则发动机可能会在可能会增加重启发动机所需的时间量的曲轴角度处停止。此外，可以使发动机停止以在后一发动机重启期间发动机排放可能不会低于期望排放的曲轴角度旋转。因此，可能期望能够在请求或期望的曲轴间隔内可靠地停止发动机旋转。
调整发动机停止位置的一种方式可以是延迟停止对发动机的燃料喷射。通过延迟燃料喷射的停止，可以停止燃料喷射，直到停止燃料喷射的时间可以改善在期望的曲轴窗口中停止发动机旋转的可能性。然而，延迟燃料喷射的停止可能会增加在发动机停止请求之后发动机停止所花费的时间。停止发动机旋转并控制发动机停止位置的另一种方式可以是停止向发动机供应燃料并经由电机调整发动机转速，直到发动机在期望的或请求的发动机停止位置处停止旋转。然而，并非所有传动系都包括电机，并且由于电机的扭矩能力和发动机的惯性，具有准确地控制发动机停止位置的能力。至少由于这些原因，可能期望提供一种使发动机的曲轴停止旋转使得发动机的曲轴在不需要借助电机的情况下在期望的或请求的曲轴窗口内停止旋转的方式。
发明内容
本文的发明人已经认识到上述问题并且已经开发了一种发动机操作方法，所述发动机操作方法包括：经由控制器，响应于最近的发动机停止请求而从响应于发动机负荷和发动机转速调整气缸的火花正时转变到响应于在所述最近的发动机停止请求之后发生的气缸事件的实际总数调整所述气缸的所述火花正时。
通过响应于最近的发动机停止请求而从响应于发动机负荷和发动机转速调整气缸的火花正时转变到响应于在所述最近的发动机停止请求之后发生的气缸事件的实际总数调整所述气缸的火花正时，可以控制发动机停止旋转的位置使得可以减少发动机起动时间和发动机排放。可以响应于所述最近的发动机停止请求而响应于在所述最近的发动机停止请求之后发生的气缸事件的所述实际总数调整所述气缸火花正时，使得发动机停止位置可以是更加可预测的和可重复的。例如，可以经由响应于自从最近的发动机停止请求以来的气缸事件的实际总数而定时的火花来点燃气缸中的充气，使得点燃的充气提供扭矩以继续发动机旋转，直到所述发动机在请求的停止位置处停止，或者使得所述点燃的充气提供扭矩以使发动机旋转以更快速率减慢，因此所述发动机在所述请求的发动机停止位置处停止。此类火花正时调整与常规的火花正时调整相反，所述常规的火花正时调整可以基于发动机转速和负荷而与在已经请求发动机停止之后的发动机位置无关。
本说明书可以提供若干优点。具体地，所述方法可以经由改善发动机停止旋转的位置来改善发动机起动。此外，所述方法可以通过气缸燃烧处于稀极限(lean limit)的空气燃料混合物来实施，使得可以在控制发动机停止位置的同时减少燃料消耗。另外，所述方法可以在没有附加硬件来控制发动机停止位置的情况下实施。
从单独采用或结合附图的以下具体实施方式，本说明书的上面的优点和其他优点以及特征将显而易见。
应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍将在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着标识所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。另外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
通过单独地或参考附图阅读本文中称为具体实施方式的实施例的示例，将更全面地理解本文描述的优点，在附图中：
图1是发动机的示意图；
图2和图3示出了根据图4和图5的方法的示例性发动机停止序列；并且
图4和图5示出了用于停止发动机的方法。
具体实施方式
本说明书涉及操作车辆的发动机。具体地，本说明书涉及改善发动机停止位置控制(例如，发动机停止旋转的曲轴角度)，使得可以改善发动机起动。发动机可以是图1中所示的类型。发动机可以如图2和图3中所示根据图4和图5的方法而停止。图4和图5示出了提供事件驱动的发动机停止的发动机停止方法。
参考图1，内燃发动机10(包括多个气缸，图1中示出其中一个气缸)由电子发动机控制器12控制。控制器12从图1和图2所示的各种传感器接收信号，并且基于所接收到的信号和存储在控制器12的存储器中的指令采用图1和图2所示的致动器来调整发动机和传动系操作。
发动机10包括气缸盖35和缸体33，所述缸体包括燃烧室30和气缸壁32。活塞36定位在气缸壁中并经由与曲轴40的连接进行往复运动。飞轮97和环形齿轮99联接到曲轴40。任选的起动机96(例如，低压(以小于30伏特操作)电机)包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可选择性地推进小齿轮95以接合环形齿轮99。起动机96可直接安装到发动机的前部或发动机的后部。在一些示例中，起动机96可经由带或链条选择性地向曲轴40供应动力。在一个示例中，起动机96在未接合到发动机曲轴时处于基本状态。燃烧室30被示出为经由相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可由进气凸轮51和排气凸轮53操作。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。进气门52可以由气门激活/停用装置59选择性地激活和停用。在该示例中，气门激活/停用装置59是激活/停用摇臂。排气门54可以由气门激活/停用装置58选择性地激活和停用。在该示例中，气门激活/停用装置58是激活/停用摇臂。气门激活装置58和59可以是机电装置，并且在其他示例中它们可以采用摇臂或其他的气门激活/停用装置的形式(例如，可调挺柱、空程装置等)。
直接燃料喷射器66被示为定位成将燃料直接喷射到气缸30中，这是本领域技术人员已知的直接喷射。燃料喷射器66与由控制器12提供的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料由包括燃料箱、燃料泵和燃料轨(未示出)的燃料系统(未示出)输送到燃料喷射器66。
另外，进气歧管44被示出为与涡轮增压器压缩机162和发动机进气口42连通。在其他示例中，压缩机162可以是机械增压器压缩机。轴161将涡轮增压器涡轮164机械地联接到涡轮增压器压缩机162。任选的电子节气门62调整节流板64的位置以控制从压缩机162到进气歧管44的空气流动。由于节气门62的入口在增压室45内，因此增压室45中的压力可以被称为节气门入口压力。节气门出口在进气歧管44中。在一些示例中，节气门62和节流板64可以定位在进气门52与进气歧管44之间，使得节气门62是进气道节气门。压缩机再循环阀47可选择性地调整到完全打开与完全关闭之间的多个位置。废气门163可经由控制器12进行调整以允许排气选择性地绕过涡轮164来控制压缩机162的速度。空气滤清器43清洁进入发动机进气口42的空气。
无分电器点火系统88响应于控制器12而经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。通用排气氧(UEGO)传感器126被示出为在三元催化器70上游联接到排气歧管48。替代地，双态排气氧传感器可代替UEGO传感器126。
在一个示例中，催化剂过滤器70可包括多块砖和三元催化剂涂层。在另一个示例中，可使用多个排放控制装置，每个排放控制装置具有多块砖。
控制器12在图1中被示出为常规微计算机，其包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106(例如，非暂时性存储器)、随机存取存储器108、保活存储器110和常规数据总线。控制器12被示出为除了接收先前论述的那些信号之外还从联接到发动机10的传感器接收各种信号，包括：来自联接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；联接到加速踏板130(例如，人/机界面)以用于感测由人类驾驶员132施加的力的位置传感器134；联接到制动踏板150(例如，人/机界面)以用于感测由人类驾驶员132施加的力的位置传感器154；来自联接到进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量值；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值；以及来自传感器68的节气门位置的测量值。还可感测(传感器未示出)大气压力以供控制器12处理。在本说明书的一个优选方面，发动机位置传感器118在曲轴的每周旋转中产生预定数量的等距脉冲，从中可以确定发动机转速(RPM)。
控制器12还可从人/机界面11接收输入。可经由人和到人/机界面11的输入来生成起动发动机或车辆的请求。人/机界面11可以是触摸屏显示器、按钮、按键开关或其他已知的装置。
在操作期间，发动机10内的每个气缸通常经历四冲程循环：所述循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，一般来说，排气门54关闭而进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入到燃烧室30中，并且活塞36移动到气缸的底部，以便增大燃烧室30内的容积。活塞36靠近气缸底部并且处于其冲程终点(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)的位置通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。
在压缩冲程期间，进气门52和排气门54关闭。活塞36朝向气缸盖移动，以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36处于其冲程终点并且最靠近气缸盖(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)的点通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在下文称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室中。在下文被称为点火的过程中，由诸如火花塞92之类的已知点火装置点燃喷射的燃料，从而导致燃烧。
在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞36推回到BDC。曲轴40将活塞移动转换成旋转轴的旋转动力。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以将燃烧的空气燃料混合物释放到排气歧管48，并且活塞返回到TDC。应当注意，以上仅作为示例示出，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以变化，诸如以提供正或负气门重叠、迟进气门关闭或各种其他示例。
因此，图1的系统提供了一种系统，所述系统包括：发动机；以及控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令以响应于在最近的发动机停止请求之后并且在所述最近的发动机停止请求之后的发动机停止和/或发动机转动起动之前发生的发动机旋转相关事件的实际总数而调整所述发动机的气缸的火花正时。所述系统包括其中所述发动机旋转相关事件包括所述发动机的曲轴处于特定的曲轴位置。所述系统包括其中所述发动机旋转相关事件包括打开或关闭所述发动机的提升阀。所述系统还包括附加指令以在所述最近的发动机停止请求之后并且在所述最近的发动机停止请求之后的发动机转动起动之前将所述气缸的空燃比调整为稀极限空燃比。所述系统还包括附加指令以在最近的发动机停止请求之后并且在所述最近的发动机停止请求之后的发动机转动起动之前经由将所述气缸的火花正时延迟到所述气缸的上止点压缩冲程之后而在所述最近的发动机停止请求之后增加发动机旋转。
图2示出了用于与图1的系统协作根据图4和5的方法的发动机的预测操作序列。曲线图在时间上对齐并且同时发生。所述曲线图在时间上对齐并且同时发生。t0至t5处的垂直线示出了所述序列期间的感兴趣的特定时间。图2的序列表示点火顺序或燃烧顺序为1、3、4和2的四缸四冲程发动机的操作。每个曲线图的水平轴按垂直线270细分，并且垂直线表示一个发动机循环的开始和相邻发动机循环的结束。并非所有的发动机循环标记都通过标记270标识使得可以减少图形忙度。此外，一些水平轴被进一步细分以指示各个气缸的冲程。
从图2的顶部开始的第一曲线图是发动机停止请求相对于发动机循环(例如，一个发动机循环是发动机曲轴的两转)的曲线图。垂直轴表示发动机停止请求的状态，并且当迹线202在垂直轴箭头附近处于较高水平时发动机停止请求生效。当迹线202处于在水平轴附近的水平时，发动机停止请求未生效。当迹线202处于较高水平时，请求发动机停止(例如，停止旋转和燃烧燃料)。当迹线202在水平轴附近处于较低水平时，发动机正在运行(例如，燃烧燃料)。水平轴表示发动机循环，并且发动机循环的实际总数从图的左侧向图的右侧增加。迹线202表示发动机转速。
从图2的顶部开始的第二曲线图是一号气缸的火花正时相对于发动机循环的曲线图，并且每个发动机循环按一号气缸的冲程细分。经由星号203至205指示一号气缸的火花事件。一号气缸的冲程经由名称“c”代表压缩、“p”代表动力或膨胀、“e”代表排气并且“i”代表进气来指示。一号气缸的燃料喷射正时由条块220至222指示。水平轴表示发动机循环，并且发动机循环的实际总数从图的左侧向图的右侧增加。
从图2的顶部开始的第三曲线图是三号气缸的火花正时相对于发动机循环的曲线图，并且每个发动机循环按三号气缸的冲程细分。经由星号206和207指示三号气缸的火花事件。三号气缸的冲程经由先前标识的名称指示。三号气缸的燃料喷射正时由条块223和224指示。水平轴表示发动机循环，并且发动机循环的实际总数从图的左侧向图的右侧增加。
从图2的顶部开始的第四曲线图是四号气缸的火花正时相对于发动机循环的曲线图，并且每个发动机循环按四号气缸的冲程细分。经由星号208和209指示四号气缸的火花事件。四号气缸的冲程经由先前标识的名称指示。四号气缸的燃料喷射正时由条块225和226指示。水平轴表示发动机循环，并且发动机循环的实际总数从图的左侧向图的右侧增加。
从图2的顶部开始的第五曲线图是二号气缸的火花正时相对于发动机循环的曲线图，并且每个发动机循环按二号气缸的冲程细分。经由星号210指示二号气缸的火花事件。二号气缸的冲程经由先前标识的名称指示。二号气缸的燃料喷射正时由条块227指示。水平轴表示发动机循环，并且发动机循环的实际总数从图的左侧向图的右侧增加。
从图2的顶部开始的第六曲线图是发动机转速相对于发动机循环的曲线图。垂直轴表示发动机转速并且发动机转速沿垂直轴箭头方向增加。在水平轴的水平处，发动机转速为零。迹线212表示发动机转速。水平轴表示发动机循环，并且发动机循环的实际总数从图的左侧向图的右侧增加。
在时间t0时，发动机正在旋转并燃烧燃料。每个发动机气缸的火花正时从上止点压缩冲程提前，并且发动机转速大于发动机怠速。在时间t0至时间t1之间，发动机旋转了一个以上的发动机循环。发动机在时间t0至时间t1之间在每个发动机气缸中以基本上化学计量空燃比(例如，在用于当前由发动机燃烧的燃料的化学计量空燃比的+0.5空燃比内)操作。
在时间t1时，发动机停止请求生效。车辆停止请求可以响应于车辆工况而经由车辆控制器生效或请求。替代地，发动机停止请求可以经由车辆的人类驾驶员而生效。发动机控制器将模式从根据发动机转速和发动机负荷调整火花正时改变为响应于自从最近的发动机停止请求(例如，在时间t1时的发动机停止请求)以来的气缸事件或发动机事件的实际总数而调整火花正时。此外，发动机控制器完成将燃料喷射到已经开始接收燃料的气缸中，然后停止将燃料喷射到那些气缸。发动机还燃烧已经被喷射到在发动机停止请求生效之前已经开始接收燃料的气缸的燃料。发动机控制器还会停止将燃料喷射到在接收到发动机停止请求时未接收燃料的发动机气缸中。在一些示例中，响应于发动机停止请求，控制器还可以根据自从最近的发动机停止请求以来的气缸或发动机事件的实际总数来停用发动机气缸的提升阀并调整发动机节气门位置。
气缸事件可以是气缸的活塞到达预定位置(例如，上止点压缩冲程或下止点排气冲程等)或另一个气缸相关事件(例如，气缸的进气门或排气门打开或关闭)。发动机事件可以是发动机的曲轴到达预定曲轴角度(例如，零度)、发动机的凸轮轴到达预定位置，或另一个发动机旋转相关事件。
在该示例中，紧接在时间t1之后一号气缸的火花正时等效于在时间t0至时间t1之间一号气缸的火花正时。在时间t1之后三号气缸的火花正时朝三号气缸的上止点压缩冲程延迟，使得与发动机以怠速旋转时发生发动机停止请求的情况相比，发动机转速可以以更大速率降低。一号和三号气缸是在时间t1时在气缸内部具有燃料或接收燃料的唯一两个气缸。因此，在时间t1时接收到发动机停止请求之后，一号和三号气缸中的燃烧是在第一发动机循环期间发动机中的唯一燃烧。在发动机停止请求期间或紧接之前接收燃料的气缸的火花正时可以是标称基本火花正时，从基本火花正时延迟或从基本火花正时提前。火花正时可以是响应于发动机停止请求的所请求扭矩的函数。紧接在时间t1之后，在火花被输送到三号气缸以在三号气缸中发起燃烧之后，发动机继续减速。当发动机响应于发动机停止请求而减速时，发动机转速降低。当发动机减速时，控制器可以在每个发动机循环期间估计发动机停止位置一次或多次。在一个示例中，可以基于发动机或气缸事件时的发动机当前转速、节气门位置、发动机温度和环境压力来估计发动机停止位置。
紧接在时间t2之前，控制器估计发动机停止位置落在期望的曲轴窗口(例如，期望发动机停止旋转的曲轴角度窗口，诸如在一号气缸上止点压缩冲程之后630曲轴度至650曲轴度之间)之外。因此，在时间t2时，将一定量的燃料喷射到四号气缸中，从而在四号气缸中产生稀极限空气燃料混合物(例如，稀空气燃料极限是在气缸中燃烧空气和燃料之后在气缸中所产生的所指示平均有效压力标准偏差小于阈值的空燃比)。通过燃烧处于稀极限的空气燃料混合物以使发动机在期望的曲轴窗口内停止，可以节省用于使发动机在期望位置的燃料出停止。在一些示例中，可以根据期望的或请求的发动机扭矩来调整发动机空燃比。当预期或预测发动机停止位置在期望的曲轴窗口之前时，在时间t2时喷射燃料以延长或延续发动机旋转。通过喷射燃料并在时间t3时点燃燃料来暂时重新激活四号气缸。在另一个示例中，在时间t2时喷射的燃料量可以是自从最近的发动机停止请求以来的气缸事件的实际数量的函数。这可以允许将可重复量的燃料喷射到发动机使得可以使发动机停止更加一致。
在时间t3时，火花被输送到四号气缸以点燃在时间t2时喷射的燃料。在时间t3时的火花正时从四号气缸的上止点压缩冲程延迟，使得发动机相当小幅度地加速。因此，通过在延迟正时点燃四号气缸中的空气燃料混合物，发动机曲轴仅较小幅度地加速。发动机转速小幅增加，并且发动机停止请求保持生效。
紧接在时间t4之前，控制器估计发动机停止位置落在期望的曲轴窗口(例如，期望发动机停止旋转的曲轴角度窗口，诸如在一号气缸上止点压缩冲程之后630曲轴度至650曲轴度之间)之外。因此，在时间t4时，将一定量的燃料喷射到一号气缸中，从而在一号气缸中产生稀极限空气燃料混合物。在时间t4时喷射燃料以减少发动机旋转并更快地停止发动机旋转。通过喷射燃料并在时间t5时点燃燃料来暂时重新激活一号气缸。在另一个示例中，在时间t4时喷射的燃料量是自从最近的发动机停止请求以来的气缸事件的实际数量的函数。
在时间t5时，火花被输送到一号气缸以点燃在时间t4时喷射的燃料。在时间t5时的火花正时从一号气缸的上止点压缩冲程提前，使得发动机经由在到达一号气缸的上止点压缩冲程之前累积在第一气缸中的压力而减速。因此，通过在提前正时点燃一号气缸中的空气燃料混合物，发动机曲轴快速地降低到零速度。发动机停止请求保持生效。
通过这种方式，可以根据自从最近的发动机停止请求以来的气缸事件的实际总数来执行对在将发动机停止至零速度的最近请求之后的燃料喷射和火花正时的控制。此外，可以调整火花正时以使发动机加速或减速，使得发动机可以在期望的曲轴窗口内停止。
图3示出了用于与图1的系统协作根据图4和5的方法的发动机的第二预测操作序列。曲线图在时间上对齐并且同时发生。所述曲线图在时间上对齐并且同时发生。t10至t13时的垂直线示出了所述序列期间的感兴趣的特定时间。图3的序列表示点火顺序或燃烧顺序为1、3、4和2的四缸四冲程发动机的操作。每个曲线图的水平轴按垂直线270细分，并且垂直线表示一个发动机循环的开始和相邻发动机循环的结束。并非所有的发动机循环标记都通过标记270标识使得可以减少图形忙度。此外，一些水平轴被进一步细分以指示各个气缸的冲程。
从图3的顶部开始的第一曲线图是发动机停止请求相对于发动机循环(例如，一个发动机循环是发动机曲轴的两转)的曲线图。垂直轴表示发动机停止请求的状态，并且当迹线302在垂直轴箭头附近处于较高水平时发动机停止请求生效。当迹线302处于在水平轴附近的水平时，发动机停止请求未生效。当迹线302处于较高水平时，请求发动机停止(例如，停止旋转和燃烧燃料)。当迹线302在水平轴附近处于较低水平时，发动机正在运行(例如，燃烧燃料)。水平轴表示发动机循环，并且发动机循环的实际总数从图的左侧向图的右侧增加。迹线302表示发动机转速。
从图3的顶部开始的第二曲线图是一号气缸的火花正时相对于发动机循环的曲线图，并且每个发动机循环按一号气缸的冲程细分。经由星号303至305指示一号气缸的火花事件。一号气缸的冲程经由名称“c”代表压缩、“p”代表动力或膨胀、“e”代表排气并且“i”代表进气来指示。一号气缸的燃料喷射正时由条块320至322指示。水平轴表示发动机循环，并且发动机循环的实际总数从图的左侧向图的右侧增加。
从图3的顶部开始的第三曲线图是三号气缸的火花正时相对于发动机循环的曲线图，并且每个发动机循环按三号气缸的冲程细分。经由星号306和307指示三号气缸的火花事件。三号气缸的冲程经由先前标识的名称指示。三号气缸的燃料喷射正时由条块323和324指示。水平轴表示发动机循环，并且发动机循环的实际总数从图的左侧向图的右侧增加。
从图3的顶部开始的第四曲线图是四号气缸的火花正时相对于发动机循环的曲线图，并且每个发动机循环按四号气缸的冲程细分。经由星号308至310指示四号气缸的火花事件。四号气缸的冲程经由先前标识的名称指示。四号气缸的燃料喷射正时由条块325至327指示。水平轴表示发动机循环，并且发动机循环的实际总数从图的左侧向图的右侧增加。
从图3的顶部开始的第五曲线图是二号气缸的火花正时相对于发动机循环的曲线图，并且每个发动机循环按二号气缸的冲程细分。经由星号311和312指示二号气缸的火花事件。二号气缸的冲程经由先前标识的名称指示。二号气缸的燃料喷射正时由条块328和329指示。水平轴表示发动机循环，并且发动机循环的实际总数从图的左侧向图的右侧增加。
从图3的顶部开始的第六曲线图是发动机转速相对于发动机循环的曲线图。垂直轴表示发动机转速并且发动机转速沿垂直轴箭头方向增加。在水平轴的水平处，发动机转速为零。迹线313表示发动机转速。水平轴表示发动机循环，并且发动机循环的实际总数从图的左侧向图的右侧增加。
在时间t10时，发动机正以怠速旋转并燃烧燃料。每个发动机气缸的火花正时从上止点压缩冲程提前。在时间t10至时间t11之间，发动机旋转了将近两个发动机循环。发动机在时间t10至时间t11之间在每个发动机气缸中以基本上化学计量空燃比(例如，在用于当前由发动机燃烧的燃料的化学计量空燃比的±0.5空燃比内)操作。
在时间t11时，发动机停止请求生效。发动机控制器将模式从根据发动机转速和发动机负荷调整火花正时改变为响应于自从最近的发动机停止请求(例如，在时间t11时的发动机停止请求)以来的气缸事件或发动机事件的实际总数而调整火花正时。此外，发动机控制器完成将燃料喷射到已经开始接收燃料的气缸中，然后停止将燃料喷射到那些气缸。发动机控制器还会停止将燃料喷射到在接收到发动机停止请求时未接收燃料的发动机气缸中。
在该示例中，紧接在时间t1之后二号气缸的火花正时等效于在时间t10至时间t11之间二号气缸的火花正时。在时间t11之后不久，一号气缸的火花正时也等效于其先前正时，因为请求发动机停止以怠速开始，并且可能不期望更快地停止发动机使得发动机按预期停止。二号和一号气缸是在时间t11时在气缸内部具有燃料或接收燃料的唯一两个气缸。因此，在时间t11时接收到发动机停止请求之后，二号和一号气缸中的燃烧是在第一发动机循环期间发动机中的唯一燃烧。紧接在时间t11之后，在火花被输送到一号气缸以在一号气缸中发起燃烧之后，发动机继续减速。当发动机响应于发动机停止请求而减速时，发动机转速降低。当发动机减速时，控制器可以在每个发动机循环期间估计发动机停止位置一次或多次。
紧接在时间t12之前，控制器估计发动机停止位置落在期望的曲轴窗口(例如，期望发动机停止旋转的曲轴角度窗口，诸如在一号气缸上止点压缩冲程之后630曲轴度至650曲轴度之间)之外。因此，在时间t12时，将一定量的燃料喷射到四号气缸中，从而在四号气缸中产生稀极限空气燃料混合物。在时间t12时喷射燃料以将发动机移回到期望的曲轴窗口中以用于发动机起动。通过喷射燃料并在时间t13时点燃燃料来暂时重新激活四号气缸。在另一个示例中，在时间t12时喷射的燃料量是自从最近的发动机停止请求以来的气缸事件的实际数量的函数。这可以允许将可重复量的燃料喷射到发动机使得可以使发动机停止更加一致。
在时间t13时，火花被输送到四号气缸以点燃在时间t12时喷射的燃料。在时间t13时的火花正时从四号气缸的上止点压缩冲程提前，而发动机转速低使得发动机减速并反转其曲轴旋转方向。因此，通过在发动机转速低时在提前正时点燃四号气缸中的空气燃料混合物，发动机曲轴可以反转方向并移回到先前通过的曲轴窗口中以用于发动机起动。在时间t13之后不久，发动机完全停止(例如，零速度)。
通过这种方式，可以根据自从最近的发动机停止请求以来的气缸事件的实际总数来执行对在将发动机停止至零速度的最近请求之后的燃料喷射和火花正时的控制。此外，可以调整火花正时以反转发动机旋转，使得发动机可以在期望的曲轴窗口内停止。
现在参考图4和图5，示出了用于响应于在最近的发动机停止请求之后的气缸或发动机事件的实际总数而停止发动机的方法的流程图。图4和图5的方法可以结合到图1的系统中并且可与其配合。此外，图4和图5的方法的至少部分可作为存储在非暂时性存储器中的可执行指令来结合，而方法的其他部分可经由在物理世界中转变装置和致动器的操作状态的控制器来执行。
在402处，方法400确定车辆工况。车辆工况可以包括但不限于车辆速度、发动机转速、发动机温度、发动机负荷、驾驶员需求扭矩和发动机位置。方法400前进至404。
在404处，方法400判断是否请求发动机停止。可以如步骤430处所述操作发动机，直到请求发动机停止。可以经由人类驾驶员或车辆控制器来请求发动机停止(例如，停止发动机旋转和发动机内的燃烧)。发动机可以响应于其中车辆包括可以自动停止和起动的发动机的车辆工况而停止。方法400可以基于存储在控制器存储器中的变量的值来判断已经请求了发动机停止请求。例如，如果请求发动机停止，则变量可以等于值1。如果未请求发动机停止，则变量可以等于值0。如果方法400判断请求了发动机停止，则答案为是，并且方法400前进至406。否则，答案为否，并且方法400前进至430。
在430处，方法400根据或响应于驾驶员需求扭矩和车辆速度而操作发动机。驾驶员需求扭矩可以经由加速踏板的位置来确定。加速踏板位置和车辆速度可以引用以经验确定的驾驶员需求扭矩值的表或函数。所述表或函数输出驾驶员需求扭矩。驾驶员需求扭矩请求可以被转换成用于使发动机提供驾驶员需求扭矩的发动机气流量和燃料量。响应于发动机负荷和发动机转速而输送发动机火花正时。方法400前进以退出。
在406处，方法400停止将燃料喷射到当前不接收燃料的气缸。此外，方法400完成当前正在喷射的燃料量的喷射。方法400还可以开始对自从最近的发动机停止请求以来的发动机或火花事件的实际总数进行计数。方法400前进至408。
在408处，方法400判断发动机转速是否大于阈值速度(例如，暖发动机怠速)。如果方法400判断当前的发动机转速大于阈值速度，则答案为是，并且方法400前进至410。否则，答案为否并且方法400前进至412。
在410处，方法400延迟当发动机停止请求生效时正在或已经接收燃料的气缸的火花正时。通过延迟正在燃烧空气和燃料混合物的气缸的火花正时，可以降低发动机转速，使得发动机更快地达到停止状态。通过更快地降低发动机转速，车辆乘员可以发现发动机停止序列在预期的发动机停止正时范围内以免引起车辆乘员的担忧。方法400前进至412。
在412处，方法400估计发动机停止位置。在一个示例中，方法400可以基于当前的发动机转速、当前的发动机位置、环境空气压力、发动机温度和发动机气门正时来估计发动机停止位置。在一个示例中，可以经由包括以经验确定的发动机停止位置并且经由当前的发动机转速、当前的发动机位置、环境空气压力、发动机温度和发动机气门正时索引或引用的表或函数来生成发动机停止位置估计值。可以经由在执行一系列发动机停止时监测发动机转速、当前的发动机位置、环境空气压力、发动机温度和发动机气门正时来确定所述表或函数中的值。方法400前进至414。
在414处，方法400判断估计的发动机停止位置是否在一个或多个预定发动机曲轴窗口内(例如，一定曲轴角度范围内，诸如在一号气缸上止点压缩冲程之后630度至650度曲轴角度之间)。如果方法400判断估计的发动机停止位置在一个或多个预定发动机曲轴窗口内，则答案为是，并且方法400前进以退出。否则，答案为否，并且方法400前进至416。
在416处，方法400判断是否期望降低发动机转速以将发动机的停止位置置于期望的曲轴窗口内。在一个示例中，如果发动机的当前速度大于发动机转速轨迹，则方法400可以判断期望降低发动机转速，所述发动机转速轨迹是自从最近的发动机停止请求以来的气缸或发动机事件的实际总数的函数。此外，如果发动机以小于阈值速度的速度旋转并且发动机已经旋转超过期望的或请求的发动机曲轴窗口，则方法400可以判断可以期望降低发动机转速以反转发动机旋转。如果方法400判断降低发动机转速使得发动机可以在期望的或请求的曲轴窗口中停止，则答案为是，并且方法400前进至418。否则，答案为否，并且方法400前进至430。
在418处，方法400选择要重新激活的气缸并应用以降低发动机转速，使得发动机可以在请求的曲轴窗口中停止。在一个示例中，方法400根据自从最近的发动机停止请求以来的气缸或发动机事件的当前实际总数来索引或引用表或函数。此外，所述表或函数还可以经由其他发动机工况来引用，所述其他发动机工况诸如当前的发动机转速、环境压力、气门正时等。所述表或函数输出要重新激活的气缸。方法400前进至420。
在420处，方法400将一定量的燃料喷射到正被重新激活的气缸。被喷射到被重新激活的气缸中的一定量的燃料在气缸中产生稀极限空燃比。替代地，被喷射到被重新激活的气缸的燃料量可以是自从最近的发动机停止请求以来并且在最近的发动机停止请求之后的发动机停止之前的发动机或气缸事件的实际总数的函数。方法400还可以重新激活正被重新激活的气缸的一个或多个提升阀。方法400前进至422。
在422处，方法调整正被重新激活的气缸的火花正时。火花正时是自从最近的停用发动机请求以来的发动机或气缸事件的实际总数的函数。例如，方法400可以经由自从最近的停用发动机请求以来的发动机或气缸事件的实际总数来引用以经验确定的火花值的表或函数。所述表或函数输出期望的或请求的火花正时。如果发动机转速小于阈值速度并且期望反转发动机旋转以使发动机在请求的曲轴窗口中停止，则方法400可以将火花正时提前到被重新激活气缸的上止点压缩冲程之前。方法400还可以将火花正时提前到气缸的上止点压缩冲程之前以使发动机减速到期望的或请求的曲轴窗口。另外，可以根据发动机转速调整火花正时。方法400输送火花并前进以退出。
在430处，方法400选择要重新激活的气缸并应用以增大发动机转速，使得发动机可以在请求的曲轴窗口中停止。在一个示例中，方法400根据自从最近的发动机停止请求以来的气缸或发动机事件的当前实际总数来索引或引用表或函数。此外，所述表或函数还可以经由其他发动机工况来引用，所述其他发动机工况诸如当前的发动机转速、环境压力、气门正时等。所述表或函数输出要重新激活的气缸。方法400前进至432。
在432处，方法400将一定量的燃料喷射到正被重新激活的气缸。被喷射到被重新激活的气缸中的一定量的燃料在气缸中产生稀极限空燃比。替代地，被喷射的燃料量可以是自从最近的发动机停止请求以来在最近的发动机停止请求之后的发动机停止之前的发动机或气缸事件的实际总数的函数。方法400前进至434。
在434处，方法调整正被重新激活的气缸的火花正时。火花正时是自从最近的停用发动机请求以来的发动机或气缸事件的实际总数的函数。例如，方法400可以经由自从最近的停用发动机请求以来的发动机或气缸事件的实际总数来引用以经验确定的火花值的表或函数。所述表或函数输出期望的或请求的火花正时。方法400可以将被重新激活的气缸的火花正时延迟到被重新激活的气缸的上止点压缩冲程之后的正时。延迟的火花正时可以使发动机小幅度加速，使得曲轴不会在整个期望的曲轴窗口中加速。另外，可以根据发动机转速调整火花正时。方法400输送火花并前进以退出。
通过这种方式，可以调整发动机转速使得发动机在期望的曲轴窗口内停止。通过响应于在最近的发动机停止请求之后并且在发动机停止之前的气缸或发动机事件的实际总数而调整火花正时并选择要重新激活的气缸，可以提供更多可重复的发动机停止使得发动机排放和发动机运转(run-on)可能会减少。
因此，图4的方法提供了一种传动系操作方法，所述传动系操作方法包括：经由控制器，响应于最近的发动机停止请求而从响应于发动机负荷和发动机转速调整气缸的火花正时转变到响应于在所述最近的发动机停止请求之后发生的气缸事件的实际总数调整所述气缸的所述火花正时。所述方法还包括响应于最近的发动机停止请求而响应于发动机转速调整所述气缸的所述火花正时。所述方法还包括响应于最近的发动机停止请求而响应于大气压力调整所述气缸的所述火花正时。所述方法包括其中气缸事件的所述实际总数包括当所述气缸到达预定气缸位置时的情况(instance)的实际总数。所述方法包括其中所述预定气缸位置是上止点压缩冲程。所述方法包括其中气缸事件的所述实际总数包括当发生气缸相关事件时的情况的实际总数。所述方法包括其中所述气缸相关事件是所述气缸的气门打开或关闭。所述方法还包括在响应于所述最近的发动机停止请求而从响应于发动机负荷和发动机转速调整所述气缸的火花正时转变到响应于自从所述最近的发动机停止请求以来的气缸事件的所述实际总数调整所述气缸的火花正时的同时，停止向所述气缸输送火花。
图4的方法还提供了一种传动系操作方法，所述传动系操作方法包括：经由控制器，响应于最近的发动机停止请求而从以基本上化学计量空燃比操作气缸转变到以基本上稀限制空燃比操作所述气缸。所述方法还包括在从以所述基本上化学计量空燃比操作所述气缸转变到以所述基本上稀限制空燃比操作所述气缸的同时，停止向所述气缸输送燃料。所述方法还包括对自从所述最近的发动机停止请求以来的气缸事件的实际总数进行计数。所述方法还包括响应于自从所述最近的发动机停止请求以来的气缸事件的所述实际总数而调整所述气缸的火花正时。所述方法还包括响应于所述最近的发动机停止请求而延迟所述气缸的火花正时。所述方法还包括在所述最近的发动机停止请求之后并且在包括所述气缸的发动机停止旋转之前经由将所述气缸的火花正时延迟到所述气缸的上止点压缩冲程之后来增加发动机旋转。所述方法还包括在所述最近的发动机停止请求之后并且在包括所述气缸的发动机停止旋转之前经由将所述气缸的火花正时提前到所述气缸的上止点压缩冲程之前的曲轴位置来反转发动机旋转。
在另一种表示中，所述方法包括经由控制器，响应于最近的发动机停止请求而从响应于发动机负荷和发动机转速以及气门正时调整气缸的火花正时转变到响应于在所述最近的发动机停止请求之后发生的气缸事件的实际总数调整所述气缸的所述火花正时和所述气门正时。所述方法包括调整所述气门正时以将气门操作从其中在第一发动机循环期间所述气门保持关闭的停止状态重启到在第二发动机循环期间所述气门打开和关闭的状态。所述方法包括调整所述气门正时以调整气缸空气充气。
应当注意，本文所包括的示例性控制和估计程序可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文所述的特定程序可以表示任何数目的处理策略(诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)中的一者或多者。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可按所示的顺序执行、并行地执行或者在某些情况下被省略。同样，处理顺序不一定是实现本文描述的示例性实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供。可取决于所用的特定策略重复地执行所示的动作、操作和/或功能中的一者或多者。另外，所描述的动作、操作和/或功能中的至少一部分可以图形地表示要被编程到控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码。当通过结合一个或多个控制器在包括各种发动机硬件部件的系统中执行指令来执行所描述的动作时，控制动作还可变换物理世界中的一个或多个传感器或致动器的操作状态。
描述到此结束。在不脱离本说明书的精神和范围的情况下，本领域技术人员在阅读本说明书之后将想到许多改变和修改。例如，以天然气、汽油、柴油或替代燃料配置操作的单缸、直列3缸、直列4缸、直列5缸、V型6缸、V型8缸、V型10缸和V型12缸发动机可使用本说明书来获益。
根据本发明，提供了一种传动系操作方法，所述传动系操作方法具有：经由控制器，响应于最近的发动机停止请求而从响应于发动机负荷和发动机转速调整气缸的火花正时转变到响应于在所述最近的发动机停止请求之后发生的气缸事件的实际总数调整所述气缸的所述火花正时。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，响应于所述最近的发动机停止请求而响应于发动机转速调整所述气缸的所述火花正时。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，响应于所述最近的发动机停止请求而响应于大气压力调整所述气缸的所述火花正时。
根据一个实施例，气缸事件的所述实际总数包括当所述气缸到达预定气缸位置时的情况的实际总数。
根据一个实施例，所述预定气缸位置是上止点压缩冲程。
根据一个实施例，气缸事件的所述实际总数包括当发生气缸相关事件时的情况的实际总数。
根据一个实施例，所述气缸相关事件是所述气缸的气门打开或关闭。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，在响应于所述最近的发动机停止请求而从响应于发动机负荷和发动机转速调整所述气缸的火花正时转变到响应于自从所述最近的发动机停止请求以来的气缸事件的所述实际总数调整所述气缸的火花正时的同时，停止向所述气缸输送火花。
根据本发明，提供了一种传动系操作方法，所述传动系操作方法具有：经由控制器，响应于最近的发动机停止请求而从以基本上化学计量空燃比操作气缸转变到以基本上稀限制空燃比操作所述气缸。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，在从以所述基本上化学计量空燃比操作所述气缸转变到以所述基本上稀限制空燃比操作所述气缸的同时，停止向所述气缸输送燃料。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，对自从所述最近的发动机停止请求以来的气缸事件的实际总数进行计数。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，响应于自从所述最近的发动机停止请求以来的气缸事件的所述实际总数而调整所述气缸的火花正时。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，响应于所述最近的发动机停止请求而延迟所述气缸的火花正时。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，在所述最近的发动机停止请求之后并且在包括所述气缸的发动机停止旋转之前经由将所述气缸的火花正时延迟到所述气缸的上止点压缩冲程之后来增加发动机旋转。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，在所述最近的发动机停止请求之后并且在包括所述气缸的发动机停止旋转之前经由将所述气缸的火花正时提前到所述气缸的上止点压缩冲程之前的曲轴位置来反转发动机旋转。
根据本发明，提供了一种系统，所述系统具有：发动机；以及控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令以响应于在最近的发动机停止请求之后并且在所述最近的发动机停止请求之后的发动机转动起动之前发生的发动机旋转相关事件的实际总数而调整所述发动机的气缸的火花正时。
根据一个实施例，所述发动机旋转相关事件包括所述发动机的曲轴处于特定的曲轴位置。
根据一个实施例，所述发动机旋转相关事件包括打开或关闭所述发动机的提升阀。
根据一个实施例，本发明的特征还在于附加指令以在所述最近的发动机停止请求之后并且在所述最近的发动机停止请求之后的发动机转动起动之前将所述气缸的空燃比调整为稀极限空燃比。
根据一个实施例，本发明的特征还在于附加指令以在最近的发动机停止请求之后并且在所述最近的发动机停止请求之后的发动机转动起动之前经由将所述气缸的火花正时延迟到所述气缸的上止点压缩冲程之后而在所述最近的发动机停止请求之后增加发动机旋转。

Claims (13)

1.一种传动系操作方法，其包括：
经由控制器，响应于最近的发动机停止请求而从响应于发动机负荷和发动机转速调整气缸的火花正时转变到响应于在所述最近的发动机停止请求之后发生的气缸事件的实际总数调整所述气缸的所述火花正时。
2.如权利要求1所述的方法，其还包括响应于所述最近的发动机停止请求而响应于发动机转速调整所述气缸的所述火花正时。
3.如权利要求2所述的方法，其还包括响应于所述最近的发动机停止请求而响应于大气压力调整所述气缸的所述火花正时。
4.如权利要求1所述的方法，其中气缸事件的所述实际总数包括当所述气缸到达预定气缸位置时的情况的实际总数。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述预定气缸位置是上止点压缩冲程。
6.如权利要求1所述的方法，其中气缸事件的所述实际总数包括当发生气缸相关事件时的情况的实际总数。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述气缸相关事件是所述气缸的气门打开或关闭。
8.如权利要求1所述的方法，其还包括在响应于所述最近的发动机停止请求而从响应于发动机负荷和发动机转速调整所述气缸的火花正时转变到响应于自从所述最近的发动机停止请求以来的气缸事件的所述实际总数调整所述气缸的火花正时的同时，停止向所述气缸输送火花。
9.一种系统，其包括：
发动机；以及
控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令以响应于在最近的发动机停止请求之后并且在所述最近的发动机停止请求之后的发动机转动起动之前发生的发动机旋转相关事件的实际总数而调整所述发动机的气缸的火花正时。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述发动机旋转相关事件包括所述发动机的曲轴处于特定的曲轴位置。
11.如权利要求9所述的系统，其中所述发动机旋转相关事件包括打开或关闭所述发动机的提升阀。
12.如权利要求11所述的系统，其还包括附加指令以在所述最近的发动机停止请求之后并且在所述最近的发动机停止请求之后的发动机转动起动之前将所述气缸的空燃比调整为稀极限空燃比。
13.如权利要求9所述的系统，其还包括附加指令以在最近的发动机停止请求之后并且在所述最近的发动机停止请求之后的发动机转动起动之前经由将所述气缸的火花正时延迟到所述气缸的上止点压缩冲程之后而在所述最近的发动机停止请求之后增加发动机旋转。
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