CN1910357B - 发动机的启动方法 - Google Patents

Abstract

用于启动发动机的系统、设备和方法。该系统、设备和方法包括以发动机温度为基础确定第一数量的燃料，在发动机的第一循环期间将第一数量的燃料提供给发动机，以发动机温度为基础确定第二数量的燃料，随后将第二数量的燃料提供给发动机，并转换到代用加油策略。

Description

发动机的启动方法

技术领域

所公开的本发明基本涉及发动机的启动，尤其涉及改进发动机启动的系统、设备和方法。

背景技术

内燃机基本上以当前发动机的工作水平或载荷、期望的发动机工作水平或载荷、经常对应于节气门位置并且有时对应于怠速空气控制阀(IACV)或节气门旁路回路、喷射到发动机气缸中的燃料和空气数量、可用的点燃定时和期望的其它参数的考虑为基础进行操作和控制。当发动机启动时和它们已经启动之后，发动机基本上不同地工作。

发动机还基本上以两种方式中的一种启动：自动或人工。自动启动可以使用如电池之类的电源。电池可以用于给电马达供电，以旋转发动机，同时燃料和空气提供给气缸，直到发动机从气缸中发生燃烧开始循环为止。当使用人工起动时，发动机可以通过例如摩托车上的脚踏启动人工进行旋转。

典型地，发动机起动时与发动机在正常工作状况下空转时相比，更多的燃料和空气供给发动机的气缸。可能需要多余的燃料和空气弄湿燃料供给表面，以补偿较弱的燃料蒸汽，并例如在气缸中产生可混合燃料的装料。然而，供给多余燃料基本上降低发动机效率并增大从发动机排放出的不希望的排放物。

另外，不合适数量的燃料和空气或燃料和空气提供给发动机的不正确定时可能阻碍发动机启动。

于是，需要给发动机提供合适数量的燃料和空气并以合适时间提供燃料和空气以优化发动机启动的系统、设备和方法。

还需要启动时给发动机提供合适数量的燃料和空气，以合适时间提供燃料和空气以使效率最大化，并使意外喷射从发动机的排放最小化的系统、设备和方法。

另外，需要从优化发动机启动状况转换到优化发动机工作状况，同时促进良好的发动机工作的系统、设备和方法，和从优化启动状况转换到优化工作状况，同时提高发动机效率并降低不希望的化合物的喷射的系统、设备和方法。

发明内容

因此，此处所述的发动机的启动系统、设备、方法提供对现有发动机启动系统、设备、方法的缺点的解决方案。本领域技术人员将很容易认识到，在下面的优选实施例的详细描述中，发动机启动的其他细节、特征和优点将变得更加明确。

在一个实施例中，发动机启动提供系统、设备和方法，该系统、设备和方法以发动机的温度为基础确定第一数量的燃料，在发动机的第一周期内向发动机提供第一数量的燃料，以发动机的温度为基础确定第二数量的燃料，随后向发动机提供第二数量的燃料，并转换到代用加油策略(alternative fueling strategy)。

在另一实施例中，发动机的启动提供系统、设备和方法，该系统、设备和方法以发动机的温度为基础从启动加油表中获知第一数量的燃料，在发动机的第一周期内向发动机提供第一数量的燃料，以发动机温度为基础从启动加油表中获知第二数量的燃料，随后向发动机提供第二数量的燃料，并转换到代用加油策略。

在又一实施例中，发动机启动提供系统、设备和方法，该系统、设备和方法以发动机的温度为基础从启动加油表中获知第一数量的燃料，在发动机的第一周期内向发动机提供第一数量的燃料，从第一数量的燃料确定第二数量的燃料，随后向发动机提供第二数量的燃料，并转换到代用加油策略。

发动机加油装置包括一处理器，该处理器联接到与发动机温度相对应的信号上，并联接到燃料供给控制装置上。该装置的处理器以发动机的温度为基础确定第一数量的燃料，在发动机的第一周期内通过燃料供给控制装置向发动机提供第一数量的燃料，以发动机温度为基础确定第二数量的燃料，在提供第一数量的燃料之后通过燃料供给控制装置向发动机提供第二数量的燃料，并转变为代用加油策略。

还提供计算机可读介质，它能够作为那些设备或在那些系统中工作，或者使处理器实现那些方法。

附图简要描述

附图包括用于提供对发动机起动的进一步理解，合并和构成了本说明书的一部分，并且说明了发动机启动的实施例，其中相同附图标记用于表示相同部件或步骤，实施例与描述一起起到了解释发动机启动的原理的作用。

在附图中：

附图1说明了四冲程发动机中气缸的实施例的剖视图；

附图2说明了启动发动机的方法的实施例；

附图3说明了可以启动发动机的发动机控制系统的实施例；及

附图4说明了发动机加油装置的实施例，用该发动机加油装置可以向发动机供给包括启动燃料在内的燃料。

具体实施方式

现在将描述启动发动机的系统、设备和方法的实施例。

说明书中对“一个实施例”、“某个实施例”的任何引用或对实施例的类似引用都期望说明结合该实施例描述的特殊特点、结构或特征。在说明书中各个地方出现这种词语对于提到同一实施例都不是必需的。对“或”的引用还用于是包含性的，从而“或”可以表示被“或”词语(ored term)中的一个或另一个或者一个以上的被“或”词语。

应当理解的是，此处包括的附图和描述说明和描述了与发动机启动有特殊关系的元件，同时出于清楚的目的取消了常规发动机管理系统和发动机中所具有的某些元件，由于这些其它元件的构造和执行过程对发动机启动和工作领域中的技术人员是已知的，并且由于对它们的讨论将不利于对发动机启动的更好理解。也应当理解的是，此处所述发动机启动的各实施例都只是说明性的，并不是对实现发动机启动的方式的完全说明。例如，发动机启动和工作领域中的技术人员将认识到，发动机启动可以很容易适合于除了此处所述汽油或其它烃动力的汽车和摩托车发动机之外的发动机的启动，如柴油发动机、筒塞发动机及如除草机和其它工具上使用的小发动机。

发动机、发动机部件和与发动机相关的部件的设计者可能努力使得每个气缸中的每个燃烧过程都可以重复进行。然而，即使在发动机以稳定状态工作时，每个燃烧过程都期望是唯一的。由于每个燃烧过程都包括多种因素，所以这可能是至少一部分，其中每个因素都可能在短时间内发生的情况下，并且即使这些因素中的较小变化都可能导致燃烧过程改变。此处，将不考虑所有这些因素，但是将把几个因素看作例子。

例如，提供给气缸的燃料数量可能根据多种因素改变，这些因素包括喷射的燃料压力、供给的燃料数量、燃料在侧面上的沉积或燃料的聚集，如从喷油器延伸到气缸的入口管的壁和入口阀的表面和入口管中的气流，及当喷油器在燃料喷射发动机中工作时供给喷射器的电压。

应当注意的是，尽管此处所述发动机启动系统、设备和方法可以应用于化油和燃料喷射发动机，下文中的例子将基本在燃料喷射发动机的范围内讨论。

关于副(collateral)燃料源，一旦发动机工作，则从副燃料源加入和从副燃料源去除的燃料将通常发生变化，尤其是当加油增加或减少时，但是在工作已经开始之后，那些副燃料源通常将燃料加入和去除到某些程度。然而，当发动机最初冷启动时，在副燃料源中或副燃料源上不残留任何燃料，并且那些副燃料源只从喷射到气缸的燃料气流中收集或去除燃料。而且，那些副燃料源去除的燃料数量可能是例如需要弄湿燃料入口的各个表面的非常大的数量。如可以认识到的那样，发动机启动提供关于加油和燃料的副燃料源的唯一环境。

燃烧期间导入到气缸中的燃料质量也可以改变，例如由于可能在燃料中存在的不定数量的轻质烃之类的化合物。

在燃烧期间可能改变的其它因素包括燃烧期间提供的空气数量和质量，和在发动机中使用火花点燃燃料的火花数量。气缸中的气流可以根据多种因素改变，该因素包括空气压力和空气成分，它是燃烧中使用的氧气和多种其它成分的混合物，通常包括可能导入到气流中的杂质。

另外，如汽油之类的液体燃料在蒸发状态燃烧。而且，加热通常在蒸发燃料中是主要因素。这种加热可以以多种方式进行，包括与热空气接触，在热发动机附近与金属接触，与热的阀门、活塞或气缸壁接触，或者在气缸中压缩。因此，加热和部分由加热引起的燃料蒸发可以从燃烧事件到燃烧事件极大不同。如将要认识到的那样，当发动机最初冷启动时，发动机和气缸可能不受热，并且蒸发可能减少，提供另一唯一的发动机启动环境。

在发动机启动阶段，发动机摩擦通常高于启动之后的正常工作状况。因此，启动阶段所需的燃料数量可能大于正常工作期间所需的燃料数量，以克服较大的摩擦力。由于润滑油更加粘稠，所以发动机中通常在启动阶段存在较高的摩擦力。

由于至少这些原因，对于正常稳定状态的发动机工作校准的加油对于发动机启动阶段所存在的状况可能是不准确的。因此，本发动机启动设备和方法可以在先前系统基础上改进发动机启动。

附图1说明了四冲程汽油动力发动机350的气缸的实施例，该发动机可以结合本发明使用。将认识到的是，其它气缸结构也可以用于本发明，包括例如两冲程发动机、汽化式发动机、柴油发动机和喷油器312将燃料供给到一个或多个气缸362的构造。附图1的实施例包括喷油器312、进气管(inlet tract)352、进气阀354、火花塞356、排气阀358、排气管360、气缸362和经过连接杆366和轴承368连接到曲轴(未示出)上的活塞364。

当阀(未示出)打开以允许燃料流过喷油器312时，来自连接到喷油器312上的燃料管线(未示出)的加压燃料可以通过喷油器312的喷嘴370喷射。该阀可以是电操作的电磁阀，它通过发动机控制单元的输出驱动。这种电磁阀的控制通常由脉冲宽度调制进行，从而较长的打开持续时间将把由喷油器312供给的更多的燃料提供到所述气缸或多个气缸362中。

蝶形阀(未示出)可以定位成允许气流进入一个或多个气缸362的进气管352中。该蝶形阀可以绕着轴在防止气流进入进气管352的第一位置和允许气流进入进气管352的第二位置之间回转。驱动凸轮(未示出)可以连接到该蝶形阀上，用于克服复位弹簧，例如扭簧的偏压将该蝶形阀从第一位置回转到第二位置。驱动凸轮可以经过节流电缆(未示出)连接到操作人员控制的节流控制元件(未示出)上。或者，驱动凸轮可以由发动机控制单元的输出控制，并且操作人员控制的节流控制元件可以只起到对发动机控制单元进行输入的作用。

节流位置传感器可以例如连接到蝶形阀上，用于随着蝶形阀绕着轴回转对其角位置进行测量，和/或可以连接到节流控制元件上，用于输入发动机控制单元。燃料数量可以根据燃料与空气的期望比进一步提供给一个或多个气缸，如14.7单位空气与每单位汽油的理想配比混合气。

在如附图1中所述的四冲程发动机350的气缸中，燃料通常允许经过进气阀354流入到气缸362或多个气缸中。然后，进气阀354关闭，并且火花塞356将燃料点燃，从而驱动活塞364远离进气阀354和出气阀358。排气阀358随着活塞364朝进气阀354和排气阀358移回而打开，从而迫使废气通过排气阀358和排气管360排出气缸362。

应当注意的是，输送到气缸362的燃料经常通过进气管352，燃料在进气管处与通过进气管352吸入的如空气之类的氧化剂混合。于是，液体燃料可能积聚在进气管352的臂372上，或者积聚在进气阀354与气缸相对的背面上。当进气阀354处于打开位置时，在四冲程发动机350中气缸362的大约四分之一周期期间和当例如发动机在高载荷下工作，进气阀354处于关闭位置时，在大量的四分之三周期期间都可以输送燃料。于是，尤其在这种高载荷发动机状况下，在进气管壁372上、吸入阀352上和在进气管352中存在的气流中可能发生产生相当大的燃料积聚。

发动机具有可能不普遍的普通特征。一个普通发动机构造包括几个气缸，并在燃料和空气和可能的火花供给到气缸时由电马达启动，这将旋转发动机。这种电马达通常缓慢但连续地旋转发动机。随着几个气缸的燃烧，它们可能帮助电马达旋转发动机，直到发动机在不需要电马达帮助的情况下工作为止，此时电马达可以停止工作。

另一普通发动机构造包括一个或几个气缸并人工启动。例如，除草机、链锯和其他装置可以使用拉动启动机构进行启动。而且，摩托车发动机可以具有一个或几个气缸，并且通过脚踏启动装置进行启动。一般地，如果用力操作脚踏启动的话，则脚踏启动比电马达更快地旋转发动机，但是脚踏启动只将发动机旋转有限的距离或数个周期，此后如果发动机还未启动，则在启动发动机的另一次尝试中，将进行另一次脚踏启动。当然可以发现其它启动装置和方法，并且各种启动装置和方法都可以与具有任意数量的气缸的各种构造和尺寸的发动机匹配。然而，这两个普通构造将在下面的描述中使用，以说明发动机启动。

发动机的启动可能在只具有一个或几个气缸的发动机中特别困难。在具有更多气缸的发动机中，随着每个气缸燃烧或启动，它帮助旋转发动机，从而帮助启动其它气缸，并且其它气缸帮助启动更多的气缸，直到所有气缸都燃烧为止。在一个气缸的发动机中，例如，由于没有其它气缸旋转发动机和帮助燃烧的那个气缸，所以在其第一或第二周期(每个周期在两冲程发动机中可以是360度，在四冲程发动机中可以是720度)中启动气缸燃烧是非常重要的。还非常重要的是，在第一或第二周期中启动单个气缸，其中使用脚踏启动并且该脚踏启动只旋转发动机一个或两个周期。

在多种发动机的应用中，导入到发动机中的燃料量由加油图或加油表确定。表1说明了一加油图，它是典型加油图的简化版，但是说明了加油图的使用。表1中所述加油图中的每个给定值都对应于两个发动机工作特征的值，即发动机速度值和发动机载荷值。于是，对于给定的发动机速度(例如，由来自联接到发动机上的曲轴角位移传感器测量的或从其输出信号导出的)和发动机载荷的给定值(例如，由节气位置传感器测量的)，分配燃料数量的给定值并可以从加油图中读出。发动机载荷也可以由另一传感器确定，如歧管压力传感器或质量气流传感器，或者发动机载荷可以由一个或多个传感器读数计算出来。

例如，当节气门打开50％时，表1中所述加油图使得发动机控制单元在每分钟2000转(rpm)情况下每个周期输送25毫克燃料。在5000rpm情况下，当节气门完全打开时，发动机控制单元将改变燃料输送，每周期提供50毫克的燃料。于是，当发动机载荷(例如，节气门位置)或者发动机速度改变时，燃料输送系统将参照加油图确定在新速度和载荷下将进行输送的最初和稳定状态数量的燃料。

表1

一般地，加油图将包括比表1中所述加油图所示更多数量的给定值，从而可以对加油图中使用的每个发动机工作特征测量值的较小增量分配给定值。在实施例中，在每个发动机速度和发动机载荷中，加油图都包括17个分度。还应当注意的是，各分度可以是等增量，或者以不等增量分割，这对发动机工作都是最有利的。

如果发动机的工作状态落入特征的特定值之间的间隙(例如，在表1中，在发动机速度的特定值之间具有1000rpm或更大的间隙，或者在发动机载荷中具有20％或更大的间隙)中，发动机控制单元可以将工作控制值插入到两个最接近的速度组和两个最接近的载荷行或其等效物之间。

正常发动机工作期间使用的加油图对稳定状态的发动机工作通常是最佳的，并且这在此处将称为稳定状态加油图。这些图对于发动机启动还通常不是最优化的，并且如果参照该图，则可能无法提供正确的燃料数量，以启动发动机。于是，当发动机启动时所提供的燃料可以由稳定状态加油图单独确定，或者可以包括以稳定状态加油图为基础提供的燃料数量的变化(例如，当发动机启动时，可以提供正常工作期间将提供的燃料百分比)。

在一实施例中，其中发动机启动时将提供给发动机的启动燃料以稳定状态加油图为基础，并且稳定状态加油图包括发动机速度的17个分度和载荷的17个分度，在发动机启动期间可以考虑第二至第五个载荷分度。应当认识到，由于对特殊应用可能是合适的，所以也可以参照其他分度。由于基本已知发动机不旋转并且在发动机启动之前以0rpm工作，所以在本实施例中不考虑发动机速度。因此，只使用稳定状态加油图数据的第一列。在确定将提供的启动燃料的数量中，也可以使用一个或多个测量的温度。例如，发动机冷却温度、排放温度或表示发动机温度的另一温度都可以在一函数中使用，该函数将应用于从稳定状态加油表获知的稳定状态燃料数量。与发动机升温时相比，在发动机冷却时，这种发动机温度指示器可以用于增大启动阶段所提供的燃料数量。或者或另外，由于空气密度至少部分取决于空气温度，所以可能考虑环境空气温度。于是，当环境空气温度升温时，说明空气可能更轻，启动燃料数量可能增大。由于可以是便携的，从而在几乎没有或没有改变的情况下，该策略可以用于各种发动机，所以基于稳定状态加油表加油的这种策略可能是有利的。

节气门位置可以考虑表示期望的载荷和使得提供给发动机的燃料与提供给发动机的空气相匹配。而且，由于已经发现17分度加油表的第二至第五载荷分度包括适合于发动机启动的燃料数量，所以在发动机启动期间可以考虑该范围。

于是在一实施例中，其中使用以稳定状态燃料数量的函数为基础的发动机温度计算发动机的启动燃料数量，燃料的稳定状态的数量可以从稳定状态加油图中获知。该稳定状态燃料数量可以以当前发动机的温度为基础进行调节，以确定将输送给发动机的燃料的第一数量。基于其它测量或存储的数据的其它函数，也可以应用于该调节的稳定状态的燃料数量，以达到将输送给发动机的燃料的第一数量。

对于将输送给发动机的燃料的第二数量，同一或另一系数或函数对于将输送给发动机的燃料的第一数量可以应用于从稳定状态加油表获知的燃料数量。或者，可以从稳定状态加油图获知新的燃料数量，并且系数或另一因素可以应用于新燃料数量，以达到将输送给发动机的第二燃料数量。通常，燃料的第二数量将小于燃料的第一数量。

于是，在一个实施例中，对于燃料的第一数量，从稳定状态加油图获知的燃料数量乘以0.75的因子，以确定在输送第一数量的燃料之后将输送给发动机的燃料的第二数量。

辅助燃料数量还可以通过对从稳定状态加油图获知的稳定状态燃料数量应用系数或其它函数来确定，直到发动机已经启动并在不使用启动因子或其它函数的情况下，准备转变成根据稳定状态加油图工作。

在启动发动机之前，也可以提供启动数量的燃料。例如，燃料的启动数量可以以稳定状态加油表为基础预定或选择。该燃料的启动数量还可以以各种参数为基础进行改变，该参数包括节气门的位置、环境空气温度、发动机温度或其它影响发动机启动的发动机或发动机控制参数。

怠速空气控制阀(IACV)或节气门旁路回路可以用于代替或辅助节气门位置。该IACV位置通常由发动机控制器或发动机控制单元使用例如当前发动机温度和空气温度确定。在一实施例中，节气门位置和IACV位置的等效节气门开口的总和可以用于确定本实施例中使用的加油图探查的发动机载荷。然后，可以从稳定状态加油图中读出与节气门位置和IACV的等效节气门开口的总和相关的稳定状态加油，并且燃料的稳定状态数量可以与合适的因子相乘或者通过如上所述的函数修改，以达到合适的燃料启动数量。用这种方式，用于启动的加油数量取决于发动机的温度。

在其它实施例中，一个或多个启动加油表用于在发动机启动期间加油。这些启动加油表可以准备用于发动机启动，并且可以不适合稳定状态的发动机工作。

在一个这种实施例中，在启动加油表中提供第一和第二启动加油列。第一和第二列的每一个都还可以分成可能的发动机载荷范围，该范围以节气门位置表示。由于通常已知发动机在发动机启动之前不旋转，所以在本实施例中可以不考虑发动机速度。节气门位置还表示节气门位置和与IACV的开口相关的等效节气门位置的组合。

在本实施例中，第一和第二启动加油列的每一个都分成四部分。每一行都与节气门位置相对应，该节气门位置可以是或者也可以不是稳定状态加油表中出现的同一值。这些值还可以以和稳定状态加油表所采用的相同方式进行插值。

应当注意的是，如果需要的话，IACV的位置可以用于说明用于确定启动期间燃料流，而不是节气门位置或节气门位置和IACV的组合的载荷。例如，IACV可以具有0-100％的范围，并且该范围与启动加油表的分度相关。或者，IACV位置将用于表示启动期间的载荷，IACV的位置可以与相对应的节气门位置相关，使得例如IACV可以具有与0至15％的节气门范围相等的完整的范围。如果需要考虑节气门位置和IACV位置，则使得IACV位置与节气门位置相关是有利的，例如使用节气门位置和IACV位置的总和确定对于发动机启动将使用启动加油表中的哪个值，或者确定将使用的稳定状态加油表的分度，其中稳定状态加油表的函数用于发动机起动。以这种方式，发动机控制器可以将IACV设定到期望的位置处，并且在启动期间输送到发动机的空气和燃料可以与发动机的需要匹配。

期望和可能快速使用此处公开的启动策略从启动加油转变为稳定状态图加油。例如，至少部分因为气缸通常快速升温，这帮助了燃料气化，所以可能在只有一个、两个或几个发动机循环之后转变为稳定状态图加油。可以期望只在一个、两个或几个发动机循环之后转换到例如使提供给发动机的燃料最少，以提高燃料使用效率，并帮助产生快速启动，尤其是使用脚踏启动的情况下。

应当注意的是，获知发动机加油数量和发动机加油控制转变的图可以是除了稳定状态图之外的图。任何图，包括特别设置用于在发动机启动时加油的图或者用于燃料控制的另一图都可以用于这种目的，并且，由于这种稳定状态图经常在发动机控制中使用，所以稳定状态图提供作为此处的示例图。

尽管导入发动机的燃料数量可以根据发动机尺寸和结构改变，在一实施例中，当节气门处于7％位置时，计划通过第一启动加油列将60毫克燃料输送到发动机，当节气门处于9％位置时，计划通过第一启动加油列将70毫克燃料输送到发动机，当节气门处于11％位置时，计划通过第一启动加油列将80毫克燃料输送到发动机，当节气门处于15％位置时，计划通过第一启动加油列将90毫克燃料输送到发动机。而且，在那个实施例中，当节气门处于7％位置时，计划通过第二启动加油列将40毫克燃料输送到发动机，当节气门处于9％位置时，计划通过第二启动加油列将50毫克燃料输送到发动机，当节气门处于11％位置时，计划通过第二启动加油列将60毫克燃料输送到发动机，当节气门处于15％位置时，计划通过第二启动加油列将70毫克燃料输送到发动机。表2说明了启动加油表构造。应当认识到，各个列可以设置成行，或者单独的表，或者设置成期望的任何其它构造。除了断点之外的发动机载荷值可以进一步插值。

表2

附图2说明了使用启动加油表启动发动机100的方法，使用表2的示例启动表说明它的使用。在102处，在发动机的第一循环期间将输送给发动机的燃料量从启动加油表获知。该值可以从表2中在启动加油表的第一列中发现，并可以以当前节气门位置为基础。燃料数量可以表示为例如以毫克为单位的燃料量。在104处，从启动加油表的第一列获知的燃料量的启动部分在第一发动机循环之前提供给发动机。该启动部分可以是例如从启动加油表的第一列获知的燃料量的150％，并且只有当发动机初始冷启动时，才可以进行104。应当注意的是，启动部分可以用稳定状态燃料量计算，并在本实施例或者启动燃料以稳定状态燃料表为基础的实施例中在第一发动机循环之前提供给发动机。

初始发动机的冷启动是一重要时间段之后的启动，在该时间段期间，发动机尚未工作或者尚未试图启动，并且预先提供给发动机的任何数量的燃料都应当已经蒸发。对于典型发动机，该时间可能是从15分钟到几个小时。在初始冷启动时，可以进行启动加油的变化，以对发动机提供最初启动数量的燃料。于是，在最初发动机启动时，可以在104处提供启动燃料。还可以在循环发动机之前提供该启动燃料。初始发动机冷起动可以以多种方式辨别，包括例如节气门的操作人员驱动通过预定点，如最大节气门位置的90％，以保持机械燃料输送系统的启动。发动机控制器也可以以例如由于发动机已经运转而形成的消逝时间为基础，或者通过读取与空气温度比较的发动机温度进行自动启动。

在106处，例如以发动机温度和可能的空气温度为基础的函数可以用于从启动加油表获知的燃料数量，并且所得燃料数量可以提供给发动机。如果启动是初始冷启动，则在104处提供启动燃料之后，在发动机循环期间可以提供该数量的燃料。由于可以在循环发动机之前提供启动燃料，所以从启动表获知并根据发动机温度进行调节的第一数量的燃料可以在发动机的第一循环期间提供给发动机。如果启动不是最初发动机启动，则启动燃料不提供给发动机，但是从启动加油表的第一列获知的调节数量的燃料仍然在发动机的第一循环期间在106处提供给发动机。

不是最初冷启动的启动可以包括在前一失败启动之后的任何发动机启动，该失败启动可能已经提供保持在发动机或进气管中的燃料。由于正常工作已经升高了发动机温度或者提供保持在发动机中的燃料，从而允许发动机在不提供启动燃料的情况下重新启动，例如在104处，所以不是最初冷启动的启动也可以包括正常发动机工作和发动机关闭之后的任何启动。在这些情况下，可以期望不提供启动燃料或者提供减少输量的启动燃料，以避免发动机溢出或减少发动机的排放。于是，减少的启动燃料量可以例如由衰减因子计算出，或者可以用从加油表获知的因子计算出。减少的启动数量还可以限制在稳定状态加油表的最小值。

在108处，将提供给发动机的燃料数量从以当前节气门位置、IACV位置、另一基础或其组合为基础的启动加油表的第二列获知。然后，从启动加油表的第二列获知的燃料数量可以具有以例如发动机温度和可能的空气温度为基础的函数，并提供给发动机。该数量的燃料可以在一发动机循环期间提供，该发动机循环在从启动加油表的第一列获知的燃料数量在106处提供给发动机的发动机循环之后，或者它可以在第二发动机回转期间提供。

在110处，如果发动机被启动，则加油控制可以返回到稳定状态加油图。这种向稳定状态加油图的快速转变可以有利地使富油混合物提供给发动机期间发动机循环的数量最少，从而提高了发动机燃料效率并使燃烧富油混合物时，如启动阶段，较为普遍的发动机意外污染的排放最小化。

应当认识到，任何期望数量的启动加油表都可以使用，并且那些启动加油表可以具有分成任意期望等级的任意数量的部分。还应当认识到，启动加油表的分度可以不以节气门位置和IACV位置为基础。例如，启动加油表分度可以以发动机的温度为基础。

输送到发动机的燃料定时可以受到控制，以优化发动机启动。当气缸中的活塞靠近其上止点(tdc)时，或者当吸入阀接近关闭时，燃料可以期望输送到发动机的气缸。在一个实施例中，在那些气缸到达上止点之前，期望燃料以五个等级输送到发动机的每个气缸。

启动之前的发动机位置可以从前一发动机循环获知，并且发动机活塞的移动可以以各已知方式测量，从而当相关活塞到达期望位置时，燃料可以输送到每个气缸。或者，启动之前的发动机位置可以是未知的，但是可以随着发动机在启动阶段开始旋转进行测量。例如，如飞轮之类的发动机位置传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、交流发动机的转子，或在发动机工作期间旋转的其他盘可以在形状上具有标记或变化，如一个或多个齿，随着盘旋转通过发动机位置传感器，通过用传感器测量这些标记或形状的通过，该齿可以用于确定发动机位置。

在最初启动期间启动四冲程发动机的实施例中，如104处描述的初始启动数量的燃料可以在发动机开始旋转之前提供给发动机的气缸。然后，从启动加油表的第一列获知的燃料数量可以在靠近上止点或下止点的旋转的第一个360度期间提供给发动机的气缸。随后，从启动加油表的第二列获知的燃料数量可以在靠近上止点或下止点的第二个360度的旋转期间提供给发动机的气缸。然后，加油控制可以返回稳定状态加油图，并且每旋转720度，燃料都可以输送到上止点处。

在启动两冲程发动机的另一实施例中，启动顺序可以如四冲程发动机所述的那样，每旋转360度而不是每旋转720度提供燃料规范发动机工作。

在发动机启动的实施例中，提供给发动机的燃料数量根据温度改变。这些温度可以是与发动机或环境空气状况相关的一个或几个温度。例如，燃料数量可以以发动机冷却剂温度为基础改变。而且当发动机冷却剂为60华氏度或更高时，将输送的燃料数量可以例如从启动加油表的适当列获知的那样，并且在60华氏度以下可以通过如每度0.02的因子增加。将加到从适当启动加油表获知的数量上的燃料数量可以从温度表获知。

在发动机启动的另一实施例中，制造的项目包括计算机可读介质，其上存储有指令，当用处理器执行时，该指令使得处理器执行附图2所述的方法和此处所述的改变。

附图3说明了发动机控制系统150的实施例，该发动机控制系统可以用于启动发动机。该发动机控制系统150包括具有气缸174和曲轴176的内燃发动机172。气缸174含有活塞178，该活塞具有连接到曲轴176上的连接杆。进气阀182、排气阀184和火花塞186延伸到该气缸174中。

空气吸入控制装置188和燃料供给控制装置204向吸入阀182和气缸174提供空气和燃料。空气吸入控制装置188可以包括例如蝶形阀192或门阀，以控制输送到发动机172的燃烧空气的数量。可以是例如温度或压力传感器的空气质量传感器194可以用于测量流入发动机的空气，并可以位于空气吸入阀内。空气温度传感器168可以用于测量吸入空气温度，并将信号170传递给发动机控制单元154。

燃料供给控制装置204可以是例如喷油器206或化油器。喷油器206或化油器可以包括联接到其上的驱动器，以控制流过喷油器206或化油器的燃料。如脉冲宽度调制信号之类的信号可以从发动机控制单元154传递给驱动器，以提供流过喷油器206或化油器的燃料。

可以连接节气门位置传感器196，以测量操作人员驱动的节气门开关198的位置，作为期望的发动机载荷的指示器。发动机编码器200可以测量曲轴176的旋转，作为实际发动机速度的指示器。电池202可以向发动机控制系统150需要电力的部分提供电力。

可以安装冷却剂温度传感器210，以测量流过发动机150中冷却剂腔214的发动机冷却剂212的温度。

发动机控制系统150的部件可以以已知方式工作，而将由燃料供给装置204提供的例如燃料数量的控制可以通过使用启动加油表所述的方法和使用稳定状态加油图启动发动机100进行启动加油，由发动机控制单元154改变，如附图2中所述。例如，在附图3的发动机控制系统150中，发动机启动的实施例可以由发动机控制单元154中的处理器152实现。在该实施例中，一个或多个输入信号156、158、170和216容纳在发动机控制单元154的输入板160中。

处理器152可以联接到存储器162上，并可以执行程序指令和处理存储在存储器162中的信息。信息可以包括能够表示为如电信号、光信号、声音信号等等的信号的任何数据。本文中信息的例子包括将提供给发动机172的数量，如稳定状态加油图和启动加油表。

在一个实施例中，指令以机器可读格式存储在存储器162中。如此处所用的短语“由处理器执行”期望包括以机器可读格式存储的指令，及在由处理器152执行之前由安装器编译或安装的指令。

存储器162可以例如包括缓冲器，如动态RAM或静态RAM之类的随机存取存储器(RAM)，如可编程存储器、可编程只读存储器或可电擦写编程ROM之类的只读存储器(ROM)，或如磁盘或光盘之类的大容量存储装置。存储器162可以存储计算机程序指令和信息。存储器162还可以分割成各扇区，包括可以存储包括用于进行发动机启动的指令的操作系统扇区，和如从稳定状态图或启动表获知的值之类的信息可以存储在其中的数据扇区。

本实施例中，信号156、158、170和216从分别位于如附图3中所述发动机控制系统150中的节气门位置传感器196、发动机转速传感器200、空气温度传感器168和冷却剂温度传感器210获知。输入板160对信号156、158、170和216进行接收并采样，并向处理器152提供与每个信号156、158和216的测量值相对应的值。注意来自如空气压力传感器之类的传感器的其他信号也可以进行采样和使用。然后，处理器152可以执行指令，该指令使得处理器将与每个信号156、158、170和216的测量值相对应的值转变成具有适合于介质测量的工程单位的值，如节气门位置传感器196的位置百分比，发动机转速传感器200的每分钟转数或rpm，和冷却剂温度传感器210和空气温度传感器168的等级。然后，处理器152可以执行指令，该指令使得处理器计算如此处所述的将提供给发动机的燃料数量。处理器152还可以以发动机燃料数量测定结果为基础，通过如输出166之类的输出板164给如所述喷油器206或化油器之类的燃料供给装置提供一个或多个输出值。

在附图4中所示的发动机启动的实施例中，发动机加油装置250用于启动发动机172。发动机加油装置250包括处理器252，以接收与期望的发动机载荷相对应的信号256，并输出与将提供给发动机172的燃料数量相对应的信号266。处理器252也可以接收其他信号，包括当前发动机载荷信号(未示出)，并且也可以输出另外的信号，以提供完全或部分发动机控制。处理器252可以确定将提供给启动发动机172的燃料数量，与信号256的值相对应的燃料数量，该信号对应于期望的发动机载荷。通过参照与此处所述期望发动机载荷相对应的位置处的启动加油表262可以确定燃料数。或者，通过参照如与期望发动机载荷相对应位置处的稳定状态加油图258之类的加油图，和将函数用于从此处所述加油图获知的燃料数量以得到将提供给启动发动机172的燃料数量，可以确定燃料数量。

期望的发动机载荷可以由例如节气门位置传感器298、IACV或节气门旁路回路测量。与将提供给发动机172的燃料数量相对应的信号266还可以传递给如喷油器206之类的燃料供给控制装置204。在发动机172已经启动之后，燃料供给控制装置204可以以如稳定状态加油图258之类的加油图为基础传递给控制装置，该加油图可以提供与测量的当前发动机速度和期望载荷处提供的燃料数量相对应的加油信号266。

应当认识到，此处所述的发动机构造和此处讨论的燃料数量已经用于说明和解释与发动机启动相关的问题，并且应当认识到发动机启动可以应用于具有其他构造和使用其它燃料数量的其它发动机。

Claims (30)

1.一种发动机的启动方法，包括：

以发动机的温度为基础确定第一数量的燃料；

在发动机的第一循环期间，将第一数量的燃料提供给发动机；

以发动机的温度为基础确定第二数量的燃料；

随后将第二数量的燃料提供给发动机；以及

转换到基于加油图的策略。

2.如权利要求1所述的发动机的启动方法，其特征在于：在第一和第二数量的燃料的确定中不考虑发动机速度，并且在基于加油图的策略中考虑发动机速度。

3.如权利要求1所述的发动机的启动方法，其特征在于：以发动机的温度为基础确定第三数量的燃料，并在转换到基于加油图的策略之前将该第三数量的燃料提供给发动机。

4.如权利要求1所述的发动机的启动方法，其特征在于：还以进入发动机的空气的温度为基础确定第一和第二数量的燃料。

5.如权利要求1所述的发动机的启动方法，其特征在于：还以进入发动机的空气的气压为基础确定第一和第二数量的燃料。

6.如权利要求1所述的发动机的启动方法，其特征在于：还以发动机载荷为基础确定第一和第二数量的燃料。

7.如权利要求1所述的发动机的启动方法，其特征在于：还以节气门的位置为基础确定第一和第二数量的燃料。

8.如权利要求1所述的发动机的启动方法，其特征在于：还以怠速空气控制阀的位置为基础确定第一和第二数量的燃料。

9.如权利要求1所述的发动机的启动方法，其特征在于：还以节气门旁路回路为基础确定第一和第二数量的燃料。

10.如权利要求1所述的发动机的启动方法，还包括在发动机的第一循环之前提供启动燃料数量。

11.如权利要求10所述的发动机的启动方法，其特征在于：当节气门被致动通过预定点时，提供启动数量的燃料。

12.如权利要求1所述的发动机的启动方法，其特征在于：发动机通过人工操作机构启动。

13.如权利要求1所述的发动机的启动方法，其特征在于：发动机通过电池动力机构启动。

14.如权利要求1所述的发动机的启动方法，其特征在于：

发动机为四冲程发动机；

在发动机旋转的第一个360度期间输送第一数量的燃料；以及

在发动机旋转的第二个360度期间输送第二数量的燃料。

15.如权利要求1所述的发动机的启动方法，包括：

所述确定第一数量的燃料包括以发动机的温度为基础从启动加油表中获知第一数量的燃料；

所述确定第二数量的燃料包括以发动机的温度为基础从启动加油表中获知第二数量的燃料。

16.如权利要求15所述的发动机的启动方法，其特征在于：在第一和第二数量的燃料的确定中不考虑发动机速度，在基于加油图的策略中考虑发动机速度。

17.如权利要求15所述的发动机的启动方法，其特征在于：第三数量的燃料以发动机的温度为基础从启动加油表中获得，并在转换到基于加油图的策略之前将该第三数量的燃料提供给发动机。

18.如权利要求15所述的发动机的启动方法，其特征在于：第一和第二数量的燃料还以进入发动机的空气的温度为基础。

19.如权利要求15所述的发动机的启动方法，其特征在于：第一和第二数量的燃料还以进入发动机的空气的气压为基础。

20.如权利要求15所述的发动机的启动方法，其特征在于：第一和第二数量的燃料还以发动机的载荷为基础。

21.如权利要求15所述的发动机的启动方法，其特征在于：第一和第二数量的燃料还以节气门的位置为基础。

22.如权利要求15所述的发动机的启动方法，其特征在于：第一和第二数量的燃料还以怠速空气控制阀的位置为基础。

23.如权利要求15所述的发动机的启动方法，其特征在于：第一和第二数量的燃料还以节气门旁路回路为基础。

24.如权利要求15所述的发动机的启动方法，还包括在发动机的第一循环之前提供启动燃料数量。

25.如权利要求15所述的发动机的启动方法，其特征在于：发动机通过人工操作机构启动。

26.如权利要求15所述的发动机的启动方法，其特征在于：发动机通过电池动力机构启动。

27.一种发动机的启动方法，包括：

以发动机的温度为基础确定第一数量的燃料；

在发动机的第一循环期间，将第一数量的燃料提供给发动机；

以第一数量的燃料为基础确定第二数量的燃料；

随后将第二数量的燃料提供给发动机；以及

转换到基于加油图的策略。

28.一种发动机的启动方法，包括：

以发动机的温度为基础从启动加油表中获知第一数量的燃料；

在发动机的第一循环期间将第一数量的燃料提供给发动机；

从第一数量的燃料确定第二数量的燃料；

随后将第二数量的燃料提供给发动机；以及

转换到基于加油图的策略。

29.一种发动机加油装置，包括处理器，该处理器：

联接到与发动机的温度相对应的信号上；以及

联接到燃料供给控制装置上；

其中，该处理器：

以发动机的温度为基础确定第一数量的燃料；

在发动机的第一循环期间通过燃料供给控制装置将第一数量的燃料提供给发动机；

以发动机的温度为基础确定第二数量的燃料；

在提供第一数量的燃料之后通过燃料供给控制装置将第二数量的燃料提供给发动机；以及

转换到基于加油图的策略。

30.如权利要求29所述的发动机加油装置，其特征在于：燃料供给控制装置为喷油器。

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