CN102635448A - 发动机控制的方法和*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种控制带有可变凸轮正时机构的发动机***的方法和***。在一个示例中，可变凸轮正时机构可操作地在发动机停止时基于发动机停止响应于驾驶员请求或是响应于没有驾驶员请求的自动控制器发起的发动机停止不同的调节发动机气门正时。

Description

发动机控制的方法和***
【技术领域】
本发明涉及用于控制发动机关闭和/或后续发动机再起动的方法和***。
【背景技术】
车辆已经发展到当满足怠速-停止条件时执行发动机停止并且随后在满足再起动条件时自动地再起动发动机。这种怠速-停止***能够实现燃料节省、降低的排气排放、降低的车辆噪声等。
其它发动机可配置有可变凸轮正时机构，其中凸轮正时能够在发动机关闭时调节以减少发动机排放和发动机失火的可能性。通过响应停止发动机的请求重新定位凸轮，能够减少泵送至排气***的气体从而能够改善发动机排放。也可在发动机再起动期间调节凸轮正时以降低发动机转速突变。
然而，本发明人已经认识到何时由怠速-停止***的发动机控制器自动地关闭发动机(例如响应于满足选择的怠速-停止条件并且没有驾驶员请求停止发动机)相对于何时由驾驶员关闭发动机会存在相冲突的要求。例如，如果通过控制器停止发动机以在发动机怠速期间节省燃料，可合理地预期发动机将会在短时间段内再起动以提供扭矩来驱动车辆，因为驾驶员未要求停止发动机。与发动机较冷时相比，当发动机较暖并且具有相对低摩擦时再起动发动机可能需要较少发动机扭矩。因此，需要减少的汽缸充气来再起动发动机。此外，通过在暖发动机再起动期间减少供应至发动机汽缸的空气量，能够降低发动机排放以及发动机转速上冲以改善发动机起动。此外，驾驶员可预期通过驾驶员扭矩请求驱动并且通过确定发动机停止位置来辅助的短发动机起动时间。因此，可能需要在发动机关闭期间(例如在发动机停止请求和零发动机转速之间的时间)将进气门凸轮定位于延迟位置以使得可在暖机状况期间以减少的空气充气来再起动发动机。
另一方面，如果驾驶员请求停止发动机(例如通过点火钥匙切断或按压按钮)，可合理地预期驾驶员意图在一段时间不运转发动机。如果发动机保持在关闭状态持续延长的时间段，发动机会冷却使得(相对于在暖机状况期间再起动发动机)在发动机再起动期间发动机摩擦会较高。此外，由于发动机可能较冷，驾驶员可预期更长的起动时间。因此，发动机进气门正时和发动机空气充气要求在控制器和驾驶员发起的发动机停止之间会不同。
【发明内容】
因此，根据本发明可解决上述问题中的一些。根据本发明一方面，提供一种控制响应于所选择的怠速停止状况而自动停止的发动机的方法，包含：响应于驾驶员请求的发动机停止调节进气门关闭正时至第一正时；及响应于自动控制器请求的发动机停止调节进气门关闭正时至第二正时。
通过调节进气门关闭正时至取决于经发动机控制器还是驾驶员作出发动机停止请求的不同的正时，能够重新定位进气门关闭正时使得发动机更好地为后续发动机再起动作好准备。例如，如果在暖环境状况经由控制器自动地停止发动机，在预见到可使用较少的汽缸空气充气再起动发动机并且限制发动机转速上冲时能够延迟凸轮正时。此外，延迟的气门正时可减少发动机停止期间的发动机震动。相反，如果经由驾驶员请求停止发动机，凸轮正时能够设置为更提前位置以使得在后续发动机再起动期间发动机汽缸接收额外的空气。这样，可在冷工况期间以增加的扭矩再起动发动机以积极地加速发动机。
在一些示例中，当控制器请求的发动机停止之后发动机旋转至静止时，车辆驾驶员会改变主意(COM)并且希望再起动发动机。因此，在一个示例中，当发动机旋转至静止时，可基于发动机转速进一步调节气门正时。从而，当发动机转速高于能够支持驾驶员改变主意再起动请求的阈值速度时，可调节气门正时以增加汽缸空气充气。相反，当发动机转速低于阈值时，可调节气门正时至支持在暖工况期间泵送较少空气穿过发动机并且再起动发动机的不同的正时。
在一些示例中，变速器可在发动机怠速-停止关闭期间锁止以减少在满足再起动条件时发动机再起动次数。因此，在控制器发起的发动机停止期间，也可基于变速器速度和变速器锁止扭矩调节气门正时以根据怠速-停止变速器锁止补偿空气充气调节。
这样，通过基于发动机怠速-停止和驾驶员的发动机关闭请求之间的差别而有所不同地调节气门正时，以及发动机怠速-停止期间执行的多种发动机调节，发动机可保持发动机再起动待命。
根据本发明另一方面，提供一种控制发动机的方法，包含：响应于自动控制器请求的发动机停止调节可变凸轮正时装置以调节进气门正时；及响应于发动机停止期间的变速器速度调节可变凸轮正时装置以进一步调节进气门正时。
根据本发明再一方面，提供一种发动机***，包含：发动机；用于调节发动机的气门正时的可变气门正时机构；及控制器，配置用于响应于发动机停止期间变速器速度以及自动控制器发起的发动机停止期间供应至发动机的燃料的醇浓度经由可变气门正时机构调节发动机的气门正时。
应理解上面的概述提供用于以简化的形式引入将在详细描述中进一步描述的选择的概念。不意味着识别所保护的本发明主题的关键的或实质的特征，本发明的范围将由本申请的权利要求唯一地界定。此外，所保护的主题不限于克服上文或本公开的任何部分中所述的任何缺点的实施方式。
【附图说明】
图1显示了包括车辆动力系的示例车辆***布置。
图2显示了部分发动机视图。
图3显示了根据本发明用于关闭发动机的高级流程图。
图4显示了根据本发明用于再起动发动机的高级流程图。
图5显示了预测性示例关闭和再起动情景。
【具体实施方式】
下面的描述涉及用于配置用于响应所选择的怠速-停止状况自动地停止的发动机***(例如图1-2的发动机***)的***和方法。具体地，可通过降低发动机关闭期间经历的关闭震动以及降低后续发动机再起动期间发动机转速突变来改善发动机停止和起动。发动机控制器可配置用于在发动机怠速-停止和/或再起动运转期间执行控制程序(例如在图3-4中所描述的那些)以基于发动机关闭是响应于驾驶员请求有意执行的还是或响应于怠速-停止条件自动执行的来调节汽缸气门正时用于改善压缩热并且提供预期的汽缸空气充气。具体地，可操作凸轮正时装置以在发动机关闭期间基于发动机停止请求的来源预定位气门正时。这样，能够预期在热发动机状况(例如在怠速-停止关闭之后的再起动期间)下或在冷发动机状况(例如在驾驶员请求的关闭之后的再起动期间)下发生后续再起动的可能性。考虑到突然的发动机再起动(例如由于驾驶员突然改变主意，在控制器开始的发动机停止期间可基于变速器锁止扭矩、变速器速度和发动机转速进一步调节气门正时。图5中说明了多种关闭和再起动运转期间示例气门正时调节。通过减少关闭震动并且改善后续发动机再起动期间的压缩热，可改善发动机再起动的质量。
图1描绘了车辆***100的示例实施例。如图所说明，内燃发动机10(在图2中进一步描述)显示为经由曲轴21连接至变矩器22。变矩器22也经由涡轮轴23连接至变速器24。变矩器22具有旁通或锁止离合器(未显示)，其能够接合、分离或部分接合。当离合器分离或部分接合时，变矩器被称为处于解锁状态。锁止离合器可为例如电动、液力或电液驱动。锁止离合器可从控制器(如图2中所示)接收控制信号(例如脉冲宽度调制信号)以基于发动机、车辆和/或变速器工况来接合、分离或部分接合离合器。
涡轮轴23也称为变速器输入轴。变速器24包含带有多个可选择的不连续的传动比的电子控制变速器。变速器24还包含多种其它传动比，例如最终传动比26。在替代实施例中，可使用带有离合器的由驾驶员操作的手动变速器。此外，可使用多种类型的自动变速器。变速器24经由车轴27连接至轮胎。轮胎28使车辆***与道路30相接触。在一个实施例中，车辆***100的动力系连接于在道路上行驶的乘用车内。
图2描绘了(图1中的)内燃发动机10的燃烧室或汽缸的示例实施例。发动机10可接收来自包括控制器12的控制***的控制参数和经由输入装置132接收来自车辆操作者130的输入。在这个例子中，输入装置132包括加速踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的汽缸(在这里也称为燃烧室)14可包括带有定位于其内的活塞138的燃烧室壁136。活塞138可连接至曲轴140以便使活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。曲轴140可经由中间传动***连接至车辆的至少一个驱动轮。而且，起动马达可经由飞轮连接至曲轴140以开始发动机10的起动运转。
汽缸14可经由多个进气道142、144和146接收进气。进气道146能够与除了汽缸14之外的发动机10的其它汽缸连通。在一些实施例中，进气道中一个或多个可包括增压装置例如涡轮增压器或机械增压器。例如，图2显示了发动机10配置有包括设置在进气道142和144之间的压缩器174和沿排气道148设置的排气涡轮176。压缩器174可为至少部分地经由轴180由排气涡轮176驱动，在这里增压装置配置为涡轮增压器。然而，在其它示例中，例如在发动机10设有涡轮增压器的情况下，可选地省略排气涡轮176，其中压缩器174可由来自马达或发动机的机械输入驱动。可沿发动机的进气道设有包括节流板164的节气门162用于改变提供至发动机汽缸的进气的流速和/或压力。例如，如图2所示，节气门162可设置在压缩器174的下游，或者可替代地提供在压缩器174上游。
排气通道148能够从除汽缸14之外的发动机10的其它汽缸接收排气。排气传感器128显示为连接至排放控制装置178上游的排气道148。传感器128可为用于提供排气空燃比指示的多种适合的传感器，例如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO(排气氧传感器)、HEGO(加热型EGO)、氮氧化物、碳氢化合物或一氧化碳传感器。排放控制装置178可为三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、多种其他排放控制装置或其组合。
可通过位于排气通道148内的一个或多个温度传感器(未显示)估算排气温度。可替代地，可基于发动机工况(例如转速、负荷、空燃比(AFR)、火花延迟等)推断排气温度。此外，可通过一个或多个排气传感器128计算排气温度。应了解排气温度可替代地可以通过这里列出的任何温度估算的组合来估算。
发动机10的每个汽缸可包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如，汽缸14显示为包括位于汽缸14的上部区域的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些实施例中，发动机10的每个汽缸(包括汽缸14)可包括位于该汽缸的上部区域的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。
可以由控制器12通过经由驱动***151的凸轮驱动控制进气门150。类似地，可以由控制器12经由凸轮驱动***153控制排气门156。凸轮驱动***151和153可均包括一个或多个凸轮并且可利用由控制器12运转以改变气门运转的轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)***中一个或多个。进气门150和排气门156的位置可分别通过气门位置传感器155和157确定。在可替代实施例中，可通过电动气门驱动控制进气门和/或排气门。例如，汽缸14可替代地可以包括经由电动气门驱动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT的凸轮驱动控制的排气门。在其它实施例中，进气门和排气门可由共用气门驱动器或驱动***，或可变气门正时驱动器或驱动***控制。
应注意在一些配置中，可通过相对于基进气门关闭正时提前进气门关闭正时来增加汽缸空气充气。在其它示例中，可通过相对于基进气门关闭正时延迟进气关闭正时来增加汽缸空气充气。因此，本发明不限于进气门正时提前或延迟以增加汽缸空气充气的特定配置。
汽缸14可具有压缩比，其为当活塞138位于下止点与上止点的体积比。常规地，压缩比范围为9∶1至10∶1。然而，在一些使用不同燃料的示例中，可增加压缩比。例如这会在使用高辛烷值燃料或带有较高汽化潜热的燃料时发生。如果使用直接喷射(由于其对发动机爆震的效应)也可增加压缩比。
在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可包括用于发动燃烧的火花塞192。点火***190能够响应在选定运转模式下来自的控制器12的火花提前信号SA经由火花塞192向燃烧室14提供点火火花。然而，在一些实施例中，可省略火花塞192，例如在这样的情况下发动机10可由自动点火或在一些柴油发动机的情况下通过燃料喷射发动燃烧。
在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可配置有提供燃料至其中的一个或多个燃料喷射器。如一个非限制性示例，汽缸14显示为包括一个燃料喷射器166。燃料喷射器166显示为直接地连接至汽缸14用于将燃料与经由电子驱动器168从控制器12接收的FPW信号的脉冲宽度成比例地喷射进其内。这样，燃料喷射器166将燃料以称为燃料直接喷射的方式提供至燃烧汽缸14内。尽管图2显示了喷射器166为侧面喷射器，其也可位于活塞的顶部，例如靠近火花塞192的位置处。当以醇基的燃料运转发动机时，由于一些醇类燃料的低挥发性，这种位置可改善混合和燃烧。可替代地，喷射器可位于顶部或靠近进气门处以改善混合。可将燃料从包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨的高压燃料***8输送至燃料喷射器166。可替代地，可通过单级燃料泵在低压下输送燃料，在这种情况下，在压缩冲程期间可比如果在使用高压燃料***时更多地限制直接燃料喷射正时。此外，尽管未显示，燃料箱可具有提供信号至控制器12的压力传感器。应了解，在可替代实施例中，喷射器166可为将燃料提供至汽缸14上游的进气道内的进气道喷射器。
如上所述，图2仅显示了多缸发动机的一个汽缸。同样，每个汽缸可类似地包括其自有组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。
燃烧***8内的燃料箱可保存不同性质(例如不同成分)的燃料。这些差别可包括不同的醇含量、不同的辛烷值、不同的汽化热、不同的燃料混合和/或它们的组合等。
图2中所示的控制器12显示为微型计算机，包括微处理器单元106、输入/输出端口108、用于可执行的程序和检定值的电子存储介质(在本具体例子中显示为只读存储器芯片110)、随机存取存储器112、保活存储器114和数据总线。存储介质只读存储器110能够编程有代表由处理器106可执行指令的计算机可读数据用于执行下面所述的方法和程序以及预见但未具体列出的变形。控制器12可从连接至发动机10的传感器接收多种信号，除了之前论述的那些信号，还包括：来自质量空气流量传感器122的引入质量空气流量(MAF)测量值、来自连接至冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT)、来自连接至曲轴140霍尔效应传感器120(或其他类型)的脉冲点火感测信号(PIP)、来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)、来自传感器124的绝对歧管压力信号(MAP)、来自EGO传感器128的汽缸空燃比(AFR)和来自爆震传感器和曲轴加速度传感器的异常燃烧。可由控制器12从脉冲点火感测PIP信号生成发动机转速信号RPM。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可用于提供进气歧管内的真空或压力指示。
现参考图3，示例例程300描述用于执行发动机关闭运转。可响应从车辆驾驶员接收到的关闭请求或响应自动控制器请求的发动机停止(例如，由于满足选择的发动机怠速-停止状况且没有来自驾驶员的请求)来关闭或停止发动机。例程实现了基于发动机关闭请求的性质来调节汽缸气门正时以降低关闭震动同时在后续再起动时改善压缩热。
在302处，可估算和/或测量发动机工况。这些可包括例如环境温度和压力、发动机温度、发动机转速、变速器(输入和输出)速度、电池荷电状态、可用燃料、燃料醇含量等。在304处，可确定是否已经从车辆驾驶员处接收到关闭请求。在一个示例中，可响应车辆点火开关被移动至点火钥匙切断位置来确认来自车辆驾驶员的关闭请求。如果确认驾驶员请求关闭，随后在306处，可通过切断至发动机的燃料和/或火花以停止发动机。
如果在304处未确认驾驶员请求的关闭，随后在312处，可确认是否已经从控制器接收到自动关闭请求。同样，自动控制器请求的发动机停止可包括响应于满足怠速-停止条件并且没有接收到驾驶员请求停止发动机的发动机关闭请求。因此，在312处，还可确认是否已经满足怠速-停止条件。可满足任何或所有本说明书中进一步描述的怠速-停止条件用于要确认的怠速-停止条件。怠速-停止条件可包括例如，发动机状态为运转(例如执行燃烧)、电池荷电状态(SOC)超过阈值(例如30％SOC)、车辆运转速度在所需范围内(例如不超过30mph)、没有请求空调运转、发动机温度(例如根据发动机冷却剂温度推断)在选择的温度范围(例如高于阈值)内、节气门开启角(例如通过节气门开启角度传感器确定)指示没有由车辆驾驶员请求的起动、驾驶员请求扭矩低于预定阈值、制动传感器状态指示已经踩压制动踏板、发动机转速低于阈值、输入轴旋转数目低于预定阈值等。如果不满足怠速-停止条件，则程序可结束。然而，如果满足任何或所有的怠速-停止条件，则随后在314处，控制器可开始执行怠速-停止运转并且继续在需要低发动机扭矩或不需要时停止发动机。这可包括切断至发动机的燃料和/或火花。
基于发动机关闭是否响应于驾驶员请求的发动机停止或自动控制器发起的发动机停止，发动机控制器可在关闭期间调节发动机汽缸气门正时以补偿在各自关闭期间发动机工况的差异，并且预期各自后续发动机再起动之间的初始差异。在一个示例中，可通过在发动机关闭期间并且在后续再起动之前重新定位气门正时的可变气门正时机构调节汽缸气门正时。在另一示例中，可通过电动驱动可变凸轮正时装置调节汽缸气门正时，电动驱动可变凸轮正时装置允许基于自接收到发动机关闭请求时间起的工况变化在再起动时进一步调节气门正时。
在308处，响应于驾驶员请求的发动机停止(在304处接收)，可调节进气门关闭正时至第一正时，其中该第一正时为在发动机后续再起动期间抽吸较大量空气至发动机的汽缸内的正时。例如，能够调节进气门关闭正时以在相对于暖发动机工况发动机摩擦较高的冷发动机工况(例如发动机转速高于基础发动机怠速转速)期间提供足以实现所需发动机怠速转速的空气量。相比较，在316处，响应于自动控制器请求的发动机停止(在306处接收)，进气门关闭正时可调节至第二不同正时。例如，在自动控制器发起的发动机停止请求期间，能够调节进气门正时以在暖发动机工况(例如基础发动机怠速转速)期间提供实现所需怠速发动机怠速转速所需的发动机空气量。因此，在控制器发起的发动机停止期间，能够调节进气门正时以相对于在驾驶员发起的发动机停止请求期间提供的发动机空气充气提供减少的发动机空气充气。因此，可基于当前发动机工况从第二正时提前或延迟第一正时。在一个示例中，可在发动机停止转动并且已经变得完全停止之后调节第一和第二正时(例如通过运转电动驱动可变凸轮正时装置)。可替代地，可在发动机转动期间发动机停止旋转之前调节第一和第二正时。
同样，第一正时可基于驾驶员请求的发动机停止时的工况。例如，可基于喷射进发动机内的燃料的醇浓度以及响应于环境温度和压力状况调节第一和第二正时。因此，尽管描绘的例程指示当气门正时在第一正时时汽缸空气充气多于在第二正时时的汽缸空气充气，在替代实施例中，基于驾驶员的停止请求时的不同的工况，可调节第一和第二气门正时以使得当气门正时在第一正时时汽缸空气充气少于在第二正时时的汽缸空气充气。
返回至308处，在响应于驾驶员请求的发动机关闭而调节气门正时至第一正时之后，在310处，可确定是否已经满足发动机再起动条件(如在图4中详述)。如果不确认再起动条件，在330处，例程包括维持发动机处于关闭状况。如果确认再起动条件，可开始再起动运转，如图4中所述。
返回至316处，在响应于自动控制器发起的发动机关闭而调节气门正时至第二正时之后，在318处，可确定在怠速-停止期间变速器是否锁止。在一个示例中，在发动机怠速-停止期间，当发动机旋转至停止时，一个或多个变速器离合器可接合(例如部分或完全接合)以施加变速器锁止扭矩。通过在发动机怠速-停止期间维持一些变速器扭矩，在后续发动机再起动请求(例如由于驾驶员突然改变主意)时，可快速地将发动机带至发动机可以从其再启动的阈值转速。这样，可再起动发动机而不需要使发动机变得完全停止。这允许减少从怠速-停止状况开始的发动机再起动时间。因此，如果在318处确认变速器锁止，则在320处，例程包括基于变速器的锁止扭矩进一步调节第二正时。这包括当施加或增加锁止扭矩时调节进气门关闭正时以增加汽缸空气充气，并且当释放或减小锁止扭矩时调节进气门关闭正时以减少汽缸空气充气。
在一个示例中，在通过可变凸轮正时装置(例如VCT机构)调节气门正时的情况下，响应自动控制器请求的发动机停止运转可变凸轮正时装置以首先调节进气门关闭正时，并且随后响应发动机停止期间的变速器速度运转可变凸轮正时装置以进一步调节进气门正时。在这里，变速器速度可为变速器输入轴速度。此外，变速器可随着车辆速度降低而减档。因此，在一个示例中，可调节气门正时以使得对于较高变速器速度增加汽缸空气充气并且对于较低变速器速度减少汽缸空气充气。这样，通过在自动控制器发起的发动机停止期间协调气门正时与变速器速度，能够更好地重新定位气门正时以便为后续发动机再起动提供预期的空气充气。此外，通过在发动机再起动期间调节进气门关闭正时，能够调节发动机空气充气以加速发动机从停止至同步速度(例如发动机转速匹配变速器的速度)。当车辆向着车辆停止状况减速时，变速器输入轴速度可通过变速器的齿轮而与车辆速度有关。因此，当发动机停止并且当车辆正在减速时，变速器输入轴速度可在变速器减档时增加，并且在车辆速度接近零时减小。因此，对于能够在发动机停止时调节气门正时的***(例如具有电动可调节凸轮或电动驱动气门)，当发动机停止时可经由调节电动驱动器的位置来调节进气门正时以使得当发动机再起动时调节发动机进气量以便发动机加速至同步速度。例如，如果同步速度高(例如3000RPM)，可以第一汽缸空气充气来再起动发动机。然而，如果同步速度低(例如1000RPM)，则以第二汽缸空气充气来再起动发动机，第二汽缸空气充气少于第一汽缸空气充气。在一些示例中，能够在发动机转动起动期间调节进气门开启正时以使得发动机加速至变速器速度。
在322处，例程确认已经发生驾驶员改变主意并且已经从车辆驾驶员收到突然的发动机再起动请求。如果是这样，随后，例程前进至328处以执行再起动运转。如果未确认驾驶员改变主意，随后在324处，例程包括基于在接收到再起动请求时的发动机转速进一步调节气门正时。例如，响应发动机转速低于阈值发动机转速可将气门正时从第二正时调节至第三正时。阈值发动机转速可为高于其时会支持改变主意运转(例如由发动机起动机支持)而低于其时不会支持改变主意运转的发动机转速。这样，通过在自动控制器请求的发动机停止之后基于不同的发动机转速调节气门正时，当发动机转速高于阈值发动机转速时在自动控制器发起的发动机停止期间可应用不同的气门正时以提供协助改变主意的情景的空气充气，而当发动机转速低于阈值发动机转速时在自动控制器发起的发动机停止期间可应用替代的气门正时以提供协助(预期)后续发动机热再起动的空气充气。例如，相对于发动机冷起动的汽缸空气充气，对于热起动(例如70℃)可减少汽缸空气充气。
现在参考图4，例程400描述用于从发动机关闭状况再起动发动机。同样，前面的发动机关闭可能已经响应于车辆驾驶员请求或控制器响应于满足怠速-停止条件而发起的发动机自动关闭。基于两个关闭之间差异，可在再起动之前调节气门正时以调节发动机转动起动时可用的汽缸空气充气。在通过电动驱动凸轮正时装置调节的气门正时的***中，响应于自收到发动机关闭请求时起的工况变化在发动机再起动时可进一步调节气门正时。这样，能够改善发动机再起动质量。
在402处，可确认发动机再起动条件。同样，发动机可保持在发动机关闭或怠速-停止状态(图3中330处)直至在402处满足再起动条件。可满足任何或所有的怠速-停止条件(如这里进一步所述)用于要确认的怠速-停止条件。再起动条件可包括例如，驾驶员请求的扭矩高于阈值、请求空调运转、电池荷电状态(SOC)低于阈值(例如30％SOC)、排放控制装置温度低于阈值、车辆速度高于阈值、踏板位置传感器指示加速踏板被踩压和/或制动踏板被释放、发动机电力负荷高于阈值等。
如果满足任何或所有的再起动条件，随后在404处，可确认该再起动是否来自前面的驾驶员请求的停止。如果是，随后在406处，可调节汽缸进气门正时以相对于控制器发起的发动机停止增加汽缸空气充气。例如，例程可包括提前进气门关闭正时以增加汽缸空气充气。在一个示例中，仅在自驾驶员请求的发动机停止起发动机状况已经改变的情况下在发动机再起动期间可执行气门正时调节。在另一示例中，在来自驾驶员请求的发动机停止的所有发动机再起动下可执行气门正时调节。如果在控制器发起的停止期间驾驶员在发动机被停止之后发起发动机停止请求，则可将发动机停止看作为驾驶员发起的发动机停止请求。因此，能够调节进气门关闭正时以提供适合于冷发动机再起动状况的汽缸空气充气。
如果再起动不是来自驾驶员请求的停止，随后在408处，可确认再起动来自控制器发起的发动机停止。如果是，随后在410处，例程可包括转动起动发动机以便在暖发动机工况期间以相应于所需发动机怠速转速的进气门关闭正时再起动发动机。因此，可调节进气门关闭正时以相对于在发动机冷起动期间提供的汽缸空气充气量减少汽缸空气充气。在一个示例中，已经在前面的怠速-停止运转期间设置相应于所需发动机怠速转速的气门正时。如果这样，可以在先前的发动机关闭期间设置的正时重新起动发动机。在其它示例中，可响应于变速器速度调节进气门关闭正时以使得发动机加速至变速器速度(例如当发动机在车辆正在移动时再起动时)。在406和410处，在发动机再起动时可进一步调节排气门正时以限制穿过发动机排气***的空气流量。通过在发动机再起动时限制穿过发动机排气***的空气流量，可减少氧迁移并且减少将催化剂带至所需起燃温度所需的燃料量。例如，可调节进气门关闭正时以提供少量的汽缸空气充气直至发动机达到转动起动转速并且随后可增加汽缸空气充气。
在412处，可通过以调节的汽缸正时使发动机转动给定数目的循环来再次起动发动机。在416处，可基于汽缸IMEP逐步采用所需进气门关闭正时(例如通过调节凸轮轴相位矢量转子和凸轮轴之间的相位)以降低发动机起动速度突变。这样，可在发动机关闭和发动机再起动期间调节气门正时以改善压缩热和发动机起动性能。
现参考图5，显示了根据本发明描绘的用于发动机***的发动机关闭和再起动情景示例的预测顺序500。发动机***可包括气门正时机构(例如可变凸轮正时装置)用于调节气门正时。图5中所示的每个图中的X轴表示时间，并且时间在图表中从左至右增加。此外，垂直标记t1-t9用于识别所说明的顺序期间的兴趣事件。
顺序500描绘了502处的发动机转速、504处的变速器输入速度、506处的车辆驾驶员起动/停止请求的指示、508处的控制器自动起动/停止运转的指示、用于514处和516处各自燃料醇浓度的510处和512处的计划的进气门关闭正时(IVC)。
在时间t1处，例如响应通过驾驶员的点火钥匙接通操作从车辆驾驶员处接收发动机起动请求(参见506)。在第一示例中，通过喷射带有较高醇含量的第一燃料(参见实线514)起动发动机并且曲线510(实线)显示了对发动机的气门正时调节。在第一示例中，通过提前的进气门关闭正时(参见510)来起动发动机用于增加汽缸的有效压缩比并且改善充气热。响应于驾驶员请求的发动机停止在前面的发动机停止期间重新定位提前的进气门关闭正时。在一个示例中，可预期驾驶员发起的发动机停止后会跟随冷启动而控制器发起的发动机停止后会跟随暖发动机启动。所示的进气门关闭正时相应于较高的汽缸空气充气以在冷起动状况期间协助发动机加速转动。此外，通过相对于暖发动机起动期间的气门正时提前进气门关闭正时来增加汽缸空气充气以使得可克服发动机冷起动期间的较高的发动机摩擦力。因此，无论发动机燃烧的燃料中是否存在醇，相较于控制器发起的发动机停止，响应于驾驶员发起的发动机停止增加汽缸空气充气。
响应于发动机起动请求，发动机转速(参见502)显示为增加。变速器输入速度(参见504)也可相应地增加。在t2处，一旦已经达到发动机怠速转速，可根据发动机转速和驾驶员的扭矩请求调节进气门关闭正时。在描绘的示例中，当驾驶员扭矩需求增加时进气门关闭正时从起动时的正时进一步提前。当驾驶员扭矩请求减少时进气门关闭正时如所示被延迟。此外，对于其它工况例如由发动机燃烧的燃料中的醇含量可调节进气门关闭正时。同样，基于多种发动机工况(包括喷射的燃料中的醇含量(这里514))以及环境温度和压力状况调节气门正时。因此，在替代示例中，基于发动机工况，第一进气门关闭正时可比第二进气门关闭正时更加延迟。
在t3处，响应于满足发动机怠速-停止条件(例如响应于驾驶员踏板释放)，可能接收到自动控制器发起的发动机停止请求(参见508)而未接收到来自车辆驾驶员的发动机停止请求(参见506)。响应于控制器的发动机停止请求，可调节进气门关闭正时至某一正时(这里为更延迟的正时)，其中汽缸空气充气减少。当发动机转速下降并且发动机转速大于阈值转速(点划线)时气门正时可调节至第一正时，并且随后当发动机转速下降并且发动机转速低于阈值转速时调节至第二、更延迟的正时。在这里阈值转速相应于高于其则能够适应突然的驾驶员改变主意发动机再起动请求而无需将发动机转速降低至完全停止的转速。因此，在预期驾驶员主意改变并且接着需要以较高发动机转速再起动发动机的情况下，第一气门正时可相应于较高汽缸空气充气。相比较，一旦发动机转速低于阈值，则无法在没有首先将发动机转速带至停止的情况下适应接收的驾驶员改变主意再起动请求。因此，在预期后续发动机热再起动时，第二气门正时(这里更为延迟)可相应于存在较低的汽缸空气充气的正时。通过在发动机关闭期间减少汽缸空气充气，能够减少泵送至发动机排气***内的氧量以使得不必要在暖发动机再起动期间喷射额外的燃料以控制NOx。因此，在t3和t4之间，气门正时(参见510)可具有两个调节，当发动机转速高于阈值转速时至第一正时的第一调节，并且当发动机转速低于阈值转速时至第二正时的第二调节。在t4处，发动机可变得完全停止(参见502)而变速器持续转动(参见504)并且随着车辆滑行时变为停止。尽管在t5处，发动机处于怠速-停止，并且车辆在滑行，当车辆速度降低时变速器可减档。
在t4和t5之间，可响应于变速器的速度(例如变速器输入轴速度)调节进气门关闭正时以使得发动机可再起动并且加速至与变速器速度同步的速度。在一个示例中，当变速器速度增加时提前进气门关闭正时以增加汽缸空气充气。此外，当变速器速度降低时延迟进气门关闭正时以减少汽缸空气充气。因此，可调节汽缸空气充气以使得在发动机再起动期间发动机转速快速地到达变速器速度。这样，可减少通过车辆传动系的扭矩扰动。
在t5和t6之间，在发动机怠速-停止状况期间，可通过变速器锁止扭矩来锁止变速器。因此，在控制器发起的发动机关闭期间，可基于变速器锁止扭矩和变速器速度进一步调节气门正时。具体地，当在t5之后发动机已经变为停止之后应用和/或增加锁止扭矩时，气门正时调节至一正时(在这里更为提前)，其中汽缸空气充气增加。此外，在变速器内应用的锁止扭矩越高，则经由提前或延迟凸轮正时指令的汽缸空气充气越高。因此，在较高的变速器速度(在t4和t5之间)时，进气门正时调节至使得汽缸空气充气增加的正时，而在较低变速器速度(在t5和t6之间)时，进气门正时调节至使得汽缸空气充气减少的正时。当变速器和发动机停止时停止进气门关闭正时调节，至少至请求发动机再起动。
在t6处，响应于满足再起动条件(例如响应于请求启动空调)，可再起动发动机。在这个时候，气门正时可调节(例如提前)至增加汽缸空气充气的正时以解决发动机再起动。在一个示例中，在发动机再起动指令时对于环境状况可调节进气门关闭正时。例如，如果已经响应于驾驶员发起的停止调节进气门关闭正时以提供用于冷起动的汽缸空气充气量，当驾驶员发起的停止未跟随有冷发动机起动时能够调节进气门正时以提供较少空气用于暖发动机起动。在发动机再起动之后，响应于发动机扭矩请求和发动机转速调节进气门关闭正时。
与在时间t3处一样，在时间t7处响应于怠速-停止条件满足，可接收自动控制器发起的发动机关闭请求。如在时间t3处一样，随着发动机旋转至停止可根据发动机转速调节气门正时，该调节在发动机转速高于阈值速度时是变化的(以能够实现驾驶员改变主意发动机再起动)并且在发动机转速低于阈值速度时是不同的(以能够实现发动机热再起动)。
在时间t8处，接收驾驶员关闭请求(例如响应于驾驶员点火钥匙关闭)。相较于控制器发起的发动机停止，响应于驾驶员关闭请求，调节气门关闭正时以增加汽缸空气充气。在所描绘的示例中，响应于驾驶员请求的发动机关闭(在时间t8处)提供的进气门关闭正时比响应于控制器发起的关闭请求(在时间t3或t7处)提供的进气门关闭正时更为提前。然而，在可替代示例中，基于工况，时间t8处的进气门关闭正时可更为延迟以提供增加的汽缸空气充气。
可维持在时间t8处确定的气门正时直至在时间t9处接收后续发动机再起动请求。这样，通过基于发动机关闭请求的特性重新定位凸轮正时装置，可在后续发动机再起动时提供更精确的汽缸空气充气，从而改善汽缸压缩热和发动机起动性能。此外，如果凸轮正时装置为电动驱动，在时间t9处的发动机再起动时，可基于自接收到发动机关闭请求时(时间t8处)的工况改变(例如环境温度和压力等改变)进一步调节气门正时。
同样，也基于喷射进发动机内的燃料类型(例如基于喷射的燃料的醇含量)调节由点划线显示的气门正时。线条512显示对于喷射的燃料具有较低醇浓度的情景下响应于相同的发动机再起动和关闭请求的气门正时调节的第二示例。在所描绘的示例中，在任何给定的时间，当喷射的燃料的醇含量减少时气门正时可较少提前。
这样，在预期发动机再起动情况下，可响应于驾驶员或控制器的发动机停止请求调节发动机进气门关闭正时。此外，进气门关闭正时调节可包括环境状况(例如温度和压力)、喷射至发动机的燃料的醇浓度以及同步的变速器速度的调节。
注意的是本发明包括的示例控制和估值程序可与多种发动机和/或车辆***配置一同使用。本发明描述的具体例程可代表任意数量处理策略(例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)中的一个或多个。同样，可以以所说明的顺序执行、并行执行所说明的各种行为或功能，或在一些情况下有所省略。同样地，处理的顺序也并非实现此处所描述的实施例的特征和优点所必需的，而只是为了说明和描述的方便。可根据使用的具体策略，可重复执行一个或多个说明的步骤或功能。此外，所述的步骤用图形表示了编程入发动机控制***中的计算机可读存储介质的代码。
应当了解，此处公开的配置与例程实际上为示例性，且这些具体实施例不应理解为是限制性，因为可能存在多种变形。例如，上述技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸、和其他发动机类型。本发明的主题包括多种***与配置以及其它特征、功能和/或此处公开的性质的所有新颖和非显而易见的组合与子组合。
本申请的权利要求具体地指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和次组合。这些权利要求可引用“一个”元素或“第一”元素或其等同物。这些权利要求应该理解为包括一个或多个这种元素的结合，既不要求也不排除两个或多个这种元素。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和次组合可通过修改现有权利要求或通过在这个或关联申请中提出新的权利要求得到主张。这些权利要求，无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相同，也被认为包括在本发明主题内。

Claims (20)

1.一种控制发动机的方法，包含：
响应于驾驶员请求的发动机停止调节进气门关闭正时至第一正时；及
响应于自动控制器请求的发动机停止调节所述进气门关闭正时至第二正时。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一正时为相较于所述第二正时在所述发动机的再起动期间抽取较大量的空气进入所述发动机的汽缸内的正时。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二正时基于变速器的锁止扭矩。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包含当所述锁止扭矩释放或减小时调节所述进气门关闭正时以减少汽缸空气充气。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，经由电动驱动可变凸轮正时装置调节所述第一和第二正时，并且在所述发动机停止旋转之后调节所述第一和第二正时。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述发动机停止之前的发动机旋转期间调节所述第一和第二正时。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，响应于发动机转速低于阈值发动机转速进一步调节所述第二正时至第三正时。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一正时从所述第二正时提前或延迟，并且响应于环境温度和压力进一步调节所述第二正时。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，基于喷射至所述发动机的燃料的醇浓度进一步调节所述第二正时。
10.一种控制发动机的方法，包含：
响应于自动控制器请求的发动机停止调节可变凸轮正时装置以调节进气门正时；及
响应于发动机停止期间的变速器速度调节所述可变凸轮正时装置以进一步调节所述进气门正时。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述自动控制器请求的发动机停止包括响应于怠速-停止条件并且未接收到驾驶员请求停止所述发动机的发动机关闭。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述变速器速度为变速器输入轴速度，并且当车辆速度降低时所述变速器减档，并且响应于发动机再起动期间的所述变速器速度进一步调节所述可变凸轮正时装置。
13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，调节所述可变凸轮正时装置以调节所述进气门正时以使得对于较高变速器速度增加汽缸空气充并且对于较低变速器速度减少所述汽缸空气充气。
14.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包含：
在来自于所述自动控制器请求的发动机停止的再起动期间，以处于相应于所需发动机怠速转速的正时的所述进气门正时转动起动所述发动机以再起动所述发动机。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，还包含调节排气门正时以限制穿过发动机排气***的空气流量。
16.一种发动机***，包含：
发动机；
用于调节所述发动机的气门正时的可变气门正时机构；及
控制器，配置用于响应于发动机停止期间的变速器速度以及自动控制器发起的发动机停止期间供应至所述发动机的燃料的醇浓度经由所述可变气门正时机构调节所述发动机的气门正时。
17.如权利要求16所述的发动机***，其特征在于，控制器还配置用于响应于驾驶员请求的发动机停止基于所述驾驶员请求的发动机停止时的工况调节进气门关闭正时。
18.如权利要求17所述的发动机***，其特征在于，控制器还配置用于在自所述驾驶员请求的发动机停止开始发动机状况已经改变的发动机再起动期间调节进气门关闭正时，其中所述调节包括提前进气门关闭正时以增加汽缸空气充气。
19.如权利要求16所述的发动机***，其特征在于，控制器还配置用于：
在所述自动控制器发起的发动机停止期间当发动机转速大于阈值发动机转速时调节所述发动机的气门正时至第一正时；及
在所述自动控制器发起的发动机停止期间当发动机转速低于阈值发动机转速时调节所述发动机的气门正时至第二正时。
20.如权利要求19所述的发动机***，其特征在于，当气门正时处于所述第一正时时汽缸空气充气大于当气门正时处于所述第二正时时的汽缸空气充气。
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