CN106164452A - 用于重启管理的快速发动机同步 - Google Patents

Abstract

本申请描述的***和方法提供了相对快速的发动机重启。上述***和方法包括：接收车辆中的发动机停止命令，上述发动机停止命令构造成关闭上述车辆的发动机；接收来自双向传感器的位置数据，上述位置数据指示曲轴轮的位置；基于上述发动机关闭时的位置数据确定曲轴轮的停止位置；基于上述曲轴轮的确定的停止位置来确定上述发动机的第一可变活缸以重启燃烧；以及接收发动机重启命令，上述发动机重启命令构造成重启上述发动机开始启动上述第一可变汽缸中的燃烧。

Description

用于重启管理的快速发动机同步

相关申请的交叉引用

本发明要求2014年3月31日提交的、申请号为61/972,585、发明名称为“用于重启管理的快速发动机同步”的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用纳入本文。

技术领域

本发明涉及重启内燃机。更具体地，本发明涉及存储发动机停止位置以使得发动机能够快速重启的方法及***。

背景技术

内燃机从化学能输入(例如，汽油、柴油、天然气等燃料)产生机械能。由于燃料费已经上升，消费者需要低燃料耗费的发动机。因此，由于相对低廉的燃料耗费，混合动力和电子车辆逐渐变得越来越流行。然而，混合动力和电子车辆经常不被消费者认为对于不同的应用具有所必需的功率(例如，半牵引拖车应用)。因此，传统的燃料动力发动机仍然流行。然而，燃烧特性已经和正在被研究，来确定在各种类型的发动机中进行燃烧所需的最小燃料量。

不论是哪一种用于进行燃烧的发动机类型，发动机都必须以足够的速度(转每分钟，“RPM”)运行。对于燃料喷射发动机，燃料也必须在活塞位于允许进行燃烧的位置时被喷射。为了达到必需的速度，耦联到发动机的飞轮的起动电动机转动或旋转发动机的曲轴和凸轮轴。这导致了活塞在每一个活塞汽缸内致动。在上止点前，燃料喷射器将燃料喷射到汽缸中，以允许向上移动活塞将其压缩，并引起该燃料点燃(即，压缩点火发动机)。为了防止发动机爆震发生的可能性，对汽缸内活塞的位置进行确定，从而在合适的时机提供燃料。一旦发生恰当的燃烧，起动电动机从发动机脱离(disengages)并且燃烧过程自身将驱动活塞以提供机械功率。

发明内容

一个实施例涉及一种发动机***，该发动机***包括：曲轴轮，上述曲轴轮具有多个齿；双向传感器，上述双向传感器配置成记录关于上述曲轴轮的位置数据；以及发动机控制模块。上述发动机控制模块配置成：接收发动机停止命令，该发动机停止命令配置成关闭发动机；接收来自上述双向传感器的位置数据；基于上述发动机关闭时的位置数据来确定上述曲轴轮的停止位置；储存上述曲轴轮的确定的停止位置；接收发动机重启命令；以及基于确定的停止位置提供命令以重启发动机。

另一个实施例涉及一种设备，上述设备构造成促使相对快速地重启发动机。该设备包括：发动机停止模块，上述发动机停止模块构造成接收停止命令，该停止命令提供发动机转变为关闭状态的指示；发动机位置模块，上述发动机位置模块构造成接收指示发动机的曲轴的位置的位置数据，并基于上述发动机处于上述关闭状态时的位置数据来确定上述曲轴的停止位置；发动机重启模块，上述发动机重启模块构造成接收重启命令，该重启命令提供上述发动机从上述关闭状态转变为打开状态的指示；以及发动机点火模块，上述发动机点火模块构造成响应于上述重启命令而促使发动机重启到上述打开状态，其中上述发动机点火模块构造成基于上述曲轴的确定的停止位置来确定第一可变汽缸以开始进行燃烧。有利地，上述发动机控制模块构造成持续地计数曲轴轮上的齿，以校正凸轮轴的“半周期”来消除包含于传统重启***中的的传统指标步骤。

另一个实施例涉及一种发动机***，上述发动机***包括发动机控制模块。该发动机控制模块配置成接收发动机停止命令，该发动机停止命令配置成：关闭发动机；接收来自双向传感器的位置数据；基于上述位置数据确定曲轴轮的停止位置；储存上述曲轴轮的确定的停止位置；接收发动机重启命令；以及基于上述确定的停止位置和上述发动机重启命令来提供命令以在上述发动机***的汽缸中开始燃烧事件。

另一个实施例涉及一种***。该***包括：发动机，上述发动机具有耦接到曲轴轮的曲轴，使得上述曲轴和曲轴轮同步旋转；传感器，上述传感器构造成获取关于上述曲轴轮的位置的位置数据；以及发动机控制模块，上述发动机控制模块可通信地耦接到传感器，该发动机控制模块构造成；接收发动机停止命令，该发动机停止命令配置成关闭上述发动机；接收来自上述传感器的位置数据；基于上述发动机关闭时的位置数据来确定上述曲轴轮的停止位置；接收发动机重启的指示；基于上述曲轴轮的确定的停止位置来确定第一可变汽缸以开始进行燃烧；以及提供命令以启动上述第一可变汽缸中的燃烧来重启上述发动机。

另一个实施例涉及一种有形的、非瞬时的计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质具有机器指令存储于其中，上述指令可以被处理器执行以使得该处理器执行以下操作：接收发动机停止命令；基于计数曲轴轮的齿来确定曲轴轮的停止位置；接收发动机重启命令；以及基于确定的停止位置来提供命令以重启上述发动机。

另一个实施例涉及一种促使相对快速的发动机重启的方法。该方法包括以下步骤：通过发动机控制模块接收车辆中的发动机停止命令，该发动机停止命令构造成关闭上述车辆的发动机；通过上述发动机控制模块从双向传感器接收位置数据，该位置数据指示曲轴轮的位置；通过上述发动机控制模块基于上述发动机关闭时的位置数据来确定上述曲轴轮的停止位置；通过上述发动机控制模块基于上述曲轴轮的确定的停止位置来确定上述发动机的第一可变汽缸以重启燃烧；以及通过上述发动机控制模块接收发动机重启命令，该发动机重启命令构造成重启上述发动机开始启动上述第一可变汽缸中的燃烧。

当与附图结合时，这些和其他特征连同其操作方式和组合将在下文详细的描述中变得清楚明白。

附图说明

图1A是根据一个示例实施例的车辆的内燃机***的示意图。

图1B是根据一个示例实施例的发动机位置***的示意图。

图2是根据一个示例实施例的图1A‐1B的各***的发动机控制模块的示意图。

图3是根据一个示例实施例的曲轴轮的停止位置的示意图。

图4是根据一个示例实施例的凸轮轴轮位置与曲轴轮位置相比的示意图。

图5是根据一个示例实施例的凸轮轴轮位置作为曲轴轮齿位置的函数的示意图。

图6是根据一个示例实施例的可燃烧事件位置作为发动机停止位置的函数的示意图。

图7是根据一个示例实施例的重启内燃机的方法的流程图。

图8是根据一个示例实施例的使用图7的方法的发动机的图。

图9是根据一个示例实施例的可通信地耦接到发动机控制模块的活塞汽缸构造的示意图。

图10是根据一个示例实施例的使用确定的发动机停止位置的偏移以重启发动机的示意图。

图11是根据一个示例实施例的使用确定的发动机停止位置的偏移值与预先校准的上止点位置相结合的实例的示意图。

具体实施方式

总体参考各附图，本文公开的各种实施例涉及确定发动机停止位置以便能够快速重启发动机的方法及***。为了改善燃料的经济性，车辆的内燃机可以在延长停止时关闭，同时点火保持在“ON”的位置(即，操作员没有将键转到“OFF”的位置)。例如，当车辆在等红灯时，车辆的驾驶员会将制动踏板踩下，进而因为制动踏板被踩的时间长于预定时间量(例如，长于2秒钟等等)而关闭发动机。不是进行连续的操作，进行周期性的操作将导致节省燃料。然而，为了避免在发动机重启前的延长停止以防止不必要的延迟，发动机重启需要相对快一点。“相对快一点”指的是发动机在大约少于或等于0.5秒钟(近似为操作员将他/她的脚从制动踏板上移开并踩下油门踏板所花费的时间)重启。本文描述的***和方法通过确定准确的发动机停止位置、确定第一可变燃烧汽缸、和响应于接收发动机重启命令以提供命令去启动汽缸内的燃烧，来促使相对快速的发动机重启。

如上所述，发动机重启是发动机位置和发动机速度的函数。起动电动机用于转动发动机以达到足够的速度。当位置正确时(即，活塞位于汽缸内和在活塞移动的方向上的位置，比如恰好在上止点前面)，燃料被喷射以进行燃烧。如果燃料在不合适的时间(例如，在进气冲程期间)被喷射，燃料可能在汽缸内积累，这会阻止燃烧并导致发动机损坏。典型地，发动机启动需要发动机曲轴和凸轮轴同步。在同步后，发动机监控***会报告发动机速度并开始处理进入汽缸的补给燃料/喷射命令。因此，发动机启动需要发动机进行旋转(使用起动电动机)、对曲轴轮指标进行检测(本文描述的)，以及在补给燃料/喷射命令可行并且可持续燃烧发生之前基于凸轮轴指标的检测对发动机“半周期”进行校正(本文描述的)。

本发明描述了确定和存储准确的发动机停止位置以便能够通过消除传统指标步骤来快速重启发动机的***和方法。如本申请所描述，当发动机正关闭时，发动机趋于在停止移动之前振荡。根据本发明，双向传感器被用来监控关闭期间的曲轴轮的振荡，以确定准确的停止位置。确定的发动机停止位置被存储在车辆的控制器内(例如，发动机控制模块)。当操作员基于确定的停止位置启动发动机重启时(例如，踩下油门踏板、释放制动踏板等等)，控制器确定第一可变燃烧汽缸以实现可持续燃烧。

在一些实施例中，本发明的控制器响应于发动机是OFF的预设定时间量和/或第一可变燃烧汽缸的温度或压力变化中的至少一个来动态地调整第一可变燃烧汽缸中活塞的位置。在关闭的延长时间段期间，汽缸中的压力和温度趋于降低到环境条件。结果，燃烧可用的氧气减少。因此，本发明的控制器动态地调整活塞接近第一可变燃烧汽缸的下止点，以提供待增加的额外氧气分子的相对较大的体积，以促进第一可变燃烧汽缸内的燃烧。控制器能够独立于前述快速重启特征使用这项特征或与前述快速重启特征组合使用这项特征。有利地，利用这项动态特征能够使得本发明的控制器便于在发动机内进行可持续燃烧，以减少不想要的发动机重启条件存在的可能性，例如爆震。这些和其他特征在本文中会进行更为完整的描述。

如本文所用，术语“发动机位置”指的是内燃机的曲轴的位置，其可以由曲轴轮的位置指示(例如，曲轴轮齿数)。因为齿轮轴耦接到曲轴，曲轴的旋转与曲轴轮的旋转相同。曲轴还通过例如传送带耦接到凸轮轴，从而曲轴的位置也对应于凸轮轴的特定位置。在内燃机中，曲轴耦接到一个或多个活塞，并且凸轮轴与发动机的一个或多个阀(例如，进气阀)可操作地协作。因此，发动机位置包括分别基于曲轴和凸轮轴的位置的(多个)活塞和阀的各种不同的位置。例如，曲轴轮的位置能够指示三号汽缸活塞的下止点、二号汽缸活塞的上止点、以及一号和四号(第四汽缸发动机)汽缸的活塞的下止点和上止点之间的发动机位置。该位置也能够指示四个汽缸中每一个的各阀的位置。因此，发动机控制模块能够基于该位置来控制汽缸的燃料喷射/火花点火。例如，当活塞开始上升到上止点时，发动机控制模块能够预备点火线圈(用于火花点火发动机的火花)和/或三号汽缸的燃料喷射器。这样，发动机位置包括基于曲轴轮的曲轴和凸轮轴的位置。

现参照图1A‐1B，根据各示例实施例示出了车辆的内燃机***100(图1A)和发动机位置***(图1B)。该车辆可以是道路车辆(on‐road)或是非公路(off‐road)车辆，包括但不限于长途运输卡车、中档车(轻运货车)、轿车、跑车、小型汽车(compacts)、运动型多功能车，以及能够使用本发明的快速重启管理***的任何其他类型的车辆。如图所示，内燃机***包括电池101、电动机/发电机102、传动装置103、配件104、发动机105以及发动机控制模块(ECM)130。发动机***100与发动机位置***150的各部件之间和各部件中的通信可以通过任意数量的有线或无线连接。在一个实施例中，控制器区域网络(CAN)总线提供至少在图1A‐1B所示的各部件之间的信号、信息和/或数据的交换。上述CAN总线包括任何数量的有线和无线连接。例如，有线连接可以包括串行电缆、光纤电缆、CAT5电缆，或任何其他形式的有线连接。相比之下，无线连接可以包括互联网、Wi‐Fi、蜂窝、无线电等。因为ECM 130可通信地耦接到图1A‐1B所示的各部件和各***，ECM 130能够接收各种数据块并基于ECM 130接收的一个或多个数据块来致动一个或多个致动器(例如，使燃料喷射器在特定时间喷射燃料，等)。

电池101或储能装置可以具有任意配置(例如，12伏特电池，等)。如图所示，电池101电气耦接到电气***106和ECM 130。电池101构造成向电气***106和ECM 130提供电能。电气***106可以包括一个或多个转换器、逆变器、继电器、接线盒以及类似物。电气***106构造成向车辆内一个或多个部件提供电能。如图所示，电气***106有助于功率传送到电动机/发电机102。

电动机/发电机102与发动机105相配合以转动发动机的曲轴来启动发动机105。如图所示，电动机/发电机102是可以在电动模式和发电模式下操作的装置。在电动模式中，电动机由来自于电池101的电流供电，而在发电时，发电机产生可被储存由电池101未来使用、或被直接传输到部件的电气输出电流。在操作期间，发动机105和电动机102中的至少一个直接或间接地向一个或多个车辆配件104(例如，油泵、空气压缩机、冷却泵、动力方向盘、空调***、冷却风扇、传动流体泵等)提供功率。如图所示，该功率传送通过一条或多条传送带107耦接到配件104和电动机/发电机102。

在描述的实例中，发动机105可通信地耦接到ECM 130。发动机105还耦接到离合器108以及转矩转换器或离合器109。转矩转换器或离合器109用作发动机105和传动器103之间的中间件。离合器108和离合器109可以是任意类型的离合器。同样的，发动机105可以是任意尺寸(例如，四个汽缸、六个汽缸等)和类型。例如，发动机105可以是压缩点火发动机或者火花点火发动机。如此，发动机105可以由任意燃料类型供能(例如，柴油、乙醇、汽油等)。同样的，传动装置103可以构造成任意类型的传动装置，比如连续可变传动装置、手动传动装置、自动传动装置、自动‐手动传动装置、双离合器传动装置等。因此，由于传动装置从齿轮变化成连续的配置(例如，连续可变传动装置等)，传动装置可以包括各种设置(齿轮传动装置的齿轮)，各种设置影响基于发动机速度的不同输出速度。为了简洁起见，这里描述的发动机是关于压缩点火发动机。

作为简要的概述，发动机105接收化学能输入(例如，燃料比如汽油、柴油等)并燃烧燃料以旋转曲轴的形式产生机械能。传动装置103接收转动的曲轴(通过离合器109)并操控曲轴的速度来影响(affect)所需的驱动轴速度。转动的驱动轴被差速器接收，该差速器将驱动轴的转动能提供给最终驱动器。最终驱动器(例如，轮(wheel))然后推动或移动车辆。

在操作期间，发动机的曲轴的旋转导致曲轴位置轮120(图1B)与曲轴同步旋转。因此，更具体地参照图1B，根据一个实施例示出了发动机位置***150。发动机位置***150包括示为双向传感器110的传感器，和示为曲轴轮120的旋转发动机定位音轮。传感器110可通信地耦接到ECM 130。曲轴轮120耦接到曲轴，该曲轴连接到一个或多个连接杆，上述一个或多个连接杆连接到发动机105的一个或多个活塞。因此，当曲轴旋转时，曲轴轮120与曲轴同步旋转。旋转定位音轮可以包括快门叶片、切口、突起或当轮旋转时从传感器110产生输出信号的任何其他类型的装置。

如图所示，曲轴轮120构造成包括多个齿122的齿轮。在某一其他实施例中，曲轴轮120可以以使得曲轴的位置能够被监控的任何方式进行构造。在本申请所示和描述的实例中，曲轴轮120配置为60‐2齿(有2个齿缺失以提供指标部分的60个齿)。这2个缺失的齿作为曲轴轮120的指标。在传统***中，发动机位置传感器必须在曲轴和凸轮轴同步之前先观测/定位上述指标位置，以能够进行燃烧和重启发动机。虽然本申请描述的***和方法是关于如图1B所示的曲轴轮120的配置，相同的或类似的***和方法可以使用具有所有形状的曲轴轮(例如，12‐2(有2个缺失的12齿)、32‐2等)。有利地，本发明的***和方法可以便于移除曲轴轮中的指标位置，从而减少对用于创建指标位置的制造设备和用于在使用时识别指标位置的昂贵仪器的需要。

根据本发明，传感器构造成双向传感器110，上述双向传感器110获取关于曲轴轮120的位置的位置数据。该双向传感器110在两个转动方向(即，正向和反向)上监控曲轴轮120(即旋转音轮120)的位置。在某些实施例中，传感器110也可以监控曲轴轮120的速度(对应于发动机速度转每分(“RPM”))。传感器110可以被装配在主曲轴滑轮上、飞轮上、曲轴自身上，等等。在其他实施例中，传感器110可以在传感器110可以监控和检测曲轴轮120的位置的任意位置上。双向传感器110可以构造成霍尔效应传感器(hall effect sensor)、屈曲型传感器(例如，光纤、聚合物基等)，或任意其他类型的双向传感器。作为霍尔效应传感器，传感器110可以接收来自电池101的电源电压，从而可以产生恒定电压。来自传感器110的输出电压(即，信号，比如方波)然后基于曲轴轮120的位置(即，曲轴轮120的齿是否进入传感器110的磁场)而发生变化。在操作期间，传感器110获取关于曲轴轮120的位置的位置数据，并将位置数据传送到ECM 130(例如，发动机位置模块135)。在一些发动机***中，凸轮轴位置传感器210(参见图4)也可以被用来确定凸轮轴的位置。在该情况下，ECM 130也可以接收来自凸轮轴传感器210的凸轮轴传感器位置数据212。部分基于位置数据，本发明的ECM 130相比于传统***而言便于相对更快地重新启动。

图1A‐1B的各部件示为在车辆内实施，ECM 130也可以包括车辆内的其他控制单元或者与车辆内的其他控制单元集成(例如，可通信地耦接)。例如，ECM 130可以包括但不限于排气后处理控制单元、动力***控制模块以及任意其他电子控制模块。此外，这些单元可以在车辆的控制器内实施。ECM 130的功能和结构将关于图2(参考图1A‐1B)更完整地进行解释。

因此，现参照图2，根据一个实施例示出了ECM 130的功能和结构。ECM 130示为包括处理电路131，上述处理电路131包括处理器132和存储器133。处理器132可以实施为通用处理器、专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、一组处理部件，或其他合适的电子处理部件。一个或多个存储装置133(例如，RAM、ROM、闪存、硬盘存储等)可以储存数据和/或计算机代码，以便于进行本申请描述的各种处理过程。因此，一个或多个存储装置133可以可通信地连接到处理器132并向处理器132提供计算机代码或指令，用于执行本申请关于ECM 130描述的过程。此外，一个或多个存储装置133可以是或者包括有形的、非瞬态易失性存储器或非易失性存储器。因此，一个或多个存储装置133可以包括数据库部件、目标代码部件、脚本部件、或用于支持本申请描述的各种活动和信息结构的任何其他类型的信息结构。

存储器133示为包括用于完成本申请描述的各活动的各种模块。更具体地，存储器133包括构造成存储准确的或实质上准确的发动机停止位置以能够快速重启发动机的各模块。虽然图2示出了具有特定功能的各种模块，但应当理解的是，ECM 130和存储器133可以包括用于完成本申请描述的各功能的任意数量的模块。例如，多个模块的活动可以相结合成单个模块，作为具有额外功能的额外模块可以被包含在其中，等等。此外，应当理解的是，ECM 130还可以控制本申请范围之外的其他车辆活动。

本申请描述的ECM 130的某些操作包括解释和/或确定一个或多个参数的操作。本申请所使用的解释或确定包括通过本领域已知的任何方法接收各值，包括至少接收来自数据链路或网络通信的各值、接收指示上述值的电子信号(例如，电压、频率、电流、或PWM信号)、接收指示上述值的计算机产生的参数、读取来自非瞬态计算机可读存储介质上存储位置的值、通过本领域已知的任何方式接收作为运行时间参数的值，和/或接收解释的参数可以根据其被计算的值，和/或通过参照被解释为该参数值的默认值。

如图2所示，ECM 130包括发动机停止模块134、发动机位置模块135、发动机重启模块136、发动机调整模块137、通信模块138和发动机点火模块139。如图1‐2所示，ECM 130构造成接收多个输入(例如，数据、信号等)，并且可通信地耦接到***100内的各种部件，例如图2的发动机105。ECM 130示为接收数据160，数据160示为包括操作员开关、车辆速度、制动踏板位置、齿轮选择器位置、其他车辆信息、空气压力。这些值可以从接近各部件放置的一个或多个传感器接收。如图2所示，ECM 130还构造成接收重启命令163、位置数据161和停止命令162。

通信模块138构造成便于与车辆操作员进行通信。因此，通信模块138可以可通信地耦接到与车辆一起包括的一个或多个输入/输出装置(例如，触屏等)。此外，通信模块138还可以可通信地耦接到一个或多个灯111(图1A)。上述灯111可以向车辆的操作员提供通知(例如，检查发动机灯、警告灯等)。

发动机停止模块134构造成接收发动机105的停止命令162(例如，数据、信号等)。停止命令162提供停止发动机的指示(例如，停止移动、转到OFF档、关闭、转变到关闭状态等)，同时车辆的键保持在“ON”位置。因此，停止命令162包括但不限于踩下制动踏板、致动“发动机关闭”按钮等。在OFF状态，火花(对于汽油发动机)和燃料补给对于发动机是禁止的。然而，电气***106保持运行。

发动机位置模块135构造成接收位置数据161。发动机位置模块135还构造成基于位置数据确定发动机位置。这种确定还包括校正发动机的“半周期”以使凸轮轴和曲轴同步，如下所述。位置数据161指示曲轴的位置(例如，图1B的曲轴轮120)。根据本发明，位置数据161通过双向传感器110获取并被传送到ECM 130。参照图1B和图3‐6并且如上所述，位置数据通过双向传感器110检测，并对应于曲轴轮120的位置(例如，齿数)。由于双向传感器110能够获取指示转动的正向和反向的数据的能力，双向传感器110能够探测发动机关闭被启动后方向的变化。换句话说，在车辆操作期间，曲轴轮120顺时针旋转，这对应于车辆的正向移动(逆时针旋转对应于反向移动)。发动机正在停止时，发动机(活塞/曲轴)向前和向后旋转。传统地，这种反向旋转是未检测到的。因此，当重启时，传统传感器先定位曲轴触发轮上的指标位置(即，2齿间隙)，开始计数曲轴轮齿，并将所计算的曲轴轮齿数与预设凸轮轴轮齿数相匹配(即，传统的同步)。一旦发动机位置被识别，燃料被喷射到汽缸上止点接近于开始燃烧处。如上所述，这种传统的同步处理耗时并且实质上阻止了发动机的快速重启。

如上所述，双向传感器110可以配置成霍尔效应传感器。因此，每次一个齿穿过传感器，该传感器就检测到前缘并且磁场被感应。感应的电荷通过传感器110被转换成“ON”信号。在齿之间的间隙期间，磁场消失(不感应)，传感器110将其转换成“OFF”信号。“ON”和“OFF”信号被提供至ECM 130(即，位置数据161)。为了确定发动机是否在反向方向上旋转，发动机位置模块135确定所感应的场是加速的(正向)还是减速的(反向)。例如，发动机位置模块135(或一些实施例中的双向传感器110)基于旋转的方向监控磁场强度和/或持续时间的变化。因为发动机速度在反向方向上比在正向方向上更低，双向传感器110提供了比指示反向旋转方向的信号持续时间相对更长的指示正向旋转方向的信号。在各图所示的示例实施例中，正向方向的旋转(即，顺时针)与基于47微秒时间的脉冲宽度信号相对应，而反向方向的旋转(即，逆时针)与基于94微秒时间的脉冲宽度信号相对应。脉冲长度是基于柴油压缩点火六‐汽缸发动机，其正向方向具有约9,000RPM最高发动机速度，以及反向方向约4,500RPM。其他发动机可以运行在不同的速度，从而使用不同的脉冲宽度信号(例如，持续时间)以指示正向/反向方向。在这点上，发动机位置模块135使用基于时间的位置数据来确定曲轴轮120的准确位置。

在其他的示例实施例中，传感器110监控曲轴轮120的齿轮廓以确定旋转方向的变化。例如，曲轴轮120的齿可以在一侧上成角度，从而传感器110基于成角度的齿轮廓或者相对较平的轮廓被检测到，来产生不同的信号(例如，电压)。所有这类变型均落在本发明的精神和范围内。

在操作中，由于平衡发动机，曲轴轮120将在可重复的位置(即，停止位置)停止移动。曲轴轮120的每一转，在六‐汽缸发动机具有三个停止位置，而四‐汽缸发动机具有两个停止位置。参照图3，根据一个示例实施例示出了曲轴轮120的停止位置。参照图4，根据一个示例实施例相比于曲轴轮位置示出了凸轮轴轮的位置。因为凸轮轴轮200以曲轴轮120的速度的一半进行旋转，凸轮轴轮200每旋转一转，曲轴轮120旋转两转。以60‐2曲轴轮120为例，第一转对应于0‐59的齿计数(凸轮轴200的第一个“半周期”)。第二转对应于60‐119的齿计数(凸轮轴200的第二个“半周期”)。根据这个实例，每一齿对应于六度(因此，曲轴轮120的六十齿的一转等于360度(360°))。因此，每当曲轴轮120旋转两转和凸轮轴200旋转一转时，发动机的所有汽缸将会点燃(即，经历燃烧事件)。

然而，如在图5中更佳地所示，凸轮轴轮200的齿图案不同于曲轴的每一转(即，凸轮轴轮200的每个半周期)。这种不同指示了发动机位置模块135进行校正以使得凸轮轴和曲轴同步的发动机半周期。作为一个实例，基于在第一转还是在第二转遇到齿数四十，曲轴轮120的齿数四十与不同的曲轴位置转而与不同的凸轮轴位置相对应。在第一转中，曲轴轮齿四十位于凸轮轴轮齿一和二之间。相比较而言，在第二转中，齿四十与齿一百相对应，这在凸轮轴轮齿四和五之间。如果不考虑这种位置上的不同(即，确定第一半周期或第二半周期)，燃料会被喷射到不要求燃料的一个或多个汽缸中，这会导致燃料积累和潜在的发动机损坏。如此，在燃料被喷射之前，曲轴的位置必须与凸轮轴的位置同步。发动机位置模块135构造成计数曲轴轮120上的齿，以确定曲轴轮是在第一转还是在第二转(即，使曲轴与凸轮轴同步，并且校正发动机的半周期)。因此，发动机位置模块135构造成在关闭期间通过连续计数曲轴轮120的齿来校正发动机的“半周期”，从而不断地确定凸轮轴是在第一转还是在第二转上。

因此，通过双向传感器110，发动机位置模块135考虑发动机的振荡，以在不需要初始指标的情况下确定准确的发动机位置。在发动机运行时，双向传感器110持续计数曲轴轮120的齿。这种计数在发动机正在停止时一直持续。在发动机关闭的期间，一旦通过双向传感器110感测到不同的方向(即，不同的脉冲宽度信号被提供给ECM 130)，发动机位置模块135确定初始停止位置并开始计数曲轴轮120的齿。初始停止位置对应于方向改变之前紧邻的曲轴轮120的齿数。然后齿计数与该初始停止位置齿数相关。通过ECM 130进行齿计数是基于ECM 130所接收到的不同信号的数量(即，正向和反向方向信号)。当没有齿被感测到时，发动机位置模块135确定曲轴轮120的准确停止位置。

发动机重启模块136构造成接收重启命令163。重启命令163指示重启发动机的请求。因此，重启命令163可以包括但不限于踩下油门、按下按钮或开关、声音命令、释放制动踏板等。

发动机点火模块139构造成便于进行发动机重启(即，使发动机从OFF状态转变到ON状态)。因此，上述发动机点火模块139构造成提供一个或多个命令给上述发动机105和与该发动机105相关联的点火***以重启该发动机。上述命令可以包括但限于燃料喷射量和时间(例如哪个汽缸)命令、火花命令(对于火花点火发动机)、进气/排气阀的致动、电动机/发电机102的致动以转动曲轴等等。

响应于曲轴的确定位置，发动机点火模块139构造成确定初始汽缸(即，第一可变燃烧汽缸)以开始燃烧，从而启动发动机重启。图6是根据一个示例实施例的作为曲轴轮位置的函数的发动机停止位置和可燃烧事件位置的示意图。图6描述了根据一个示例实施例的发动机的点燃顺序。应当理解的是，其他发动机可以具有不同的点火顺序，而本文描述的***和方法仍然适用于这些发动机。在图6的实例中，可燃烧事件位置标为“CTDC”(上止点处的压缩)。如上所述，本申请描述的各实例涉及压缩点火发动机，从而燃烧在高压点处发生(即，位于或靠近上止点)。“CTDC”后的数字(例如，CTDC#5)是指特定的汽缸(例如，五号汽缸)。每一齿对应于6度的情况下，两个停止位置之间的距离是120度(即，停止1/1在齿计数0，停止2/1大约在齿计算数20；20齿差×6度/齿等于120度)。两个上止点位置之间的距离也等于120度。因此，在图6的实例中，停止位置与可燃烧事件位置之间的距离大约为60度(例如，停止#1/1到CTDC#1)。另外，汽缸内活塞的每一个行程是180度(即，从下止点到上止点)。为了启动燃烧，需要发动机有足够的速度并且燃料在合适的位置被喷射。发动机点火模块139构造成基于确定的发动机停止位置来确定第一可变燃烧汽缸。第一可变燃烧汽缸是能够满足可持续燃烧的需求(例如，发动机速度、压力、温度等)的汽缸。

作为实例并参照图6，假设发动机正在被关闭，并且双向传感器110在正向方向上已计数到六‐汽缸压缩点火发动机的齿数五。在达到齿数五后，双向传感器110测量到94微秒的脉冲宽度，这指示曲轴轮120已经反转了方向。因此，齿数五是锚定位置(即，初始停止位置)，从该锚定位置增加齿或者减去齿。如上所述，该锚定位置基于发动机关闭时的方向上变化的第一次发生(realization)(即，不同的脉冲宽度信号)。发动机正在继续停止时，双向传感器110然后记录以下信号：94微秒—“OFF”(齿间间隙)—94微秒—“OFF”—47微秒—“OFF”—94微秒—47微秒—“OFF”—47微秒—“OFF”—47微秒—“OFF”。总体而言，双向传感器110记录了四个47微秒脉冲宽度和三个94微秒脉冲宽度。ECM 130添加一齿(正向方向上的四齿减去反向方向上的三齿)到锚定位置，以得到齿数六的曲轴轮120的确定停止位置。如图6所示，对于该发动机的点燃顺序，重启的最早的可燃烧事件位置将会是一号汽缸(即，CTDC#1)。CTDC#1大约在曲轴轮齿数十一，确定的发动机停止位置在齿数六。相应的，一号汽缸内的活塞是在150度(即，180°在上止点的活塞)‐(齿11‐齿6)*6°/齿＝150°)。因此，一号汽缸内的燃烧将需要基于活塞的30度行程发生。因此，发动机点火模块139确定第一可变汽缸位置是五号汽缸。

为了确定第一可变燃烧汽缸，发动机点火模块139可以利用各种预设定的标准。在一个实施例中，预设定的标准对应于最小活塞行程(例如，五十五度)。在以上实例中，30度小于所述最小值(对于汽缸一来说)，所以第一可变燃烧汽缸是在用于发动机的预设定燃烧顺序(即点燃顺序)中遇到的下一个燃烧汽缸：五号汽缸。但是，在以上实例中，如果确定的停止位置是齿一(对应于六十度的活塞行程)，那么第一可变汽缸将会通过发动机点火模块139确定为一号汽缸。在另一个实施例中，预设定的标准是跳过汽缸协议。例如，如果当发生发动机关闭时会经历可燃烧事件的下一个汽缸是汽缸三(参见图6)，那么第一可变汽缸是汽缸六(例如，汽缸三被跳过)。在另一个实施例中，预设定的标准基于相对于确定停止位置指定的汽缸的确定停止位置。例如，齿数一到十五的指定汽缸是汽缸五，而齿数十五到三十五是汽缸三(参见图6)。因此，容易理解的是，许多不同的标准可以与意欲落入本申请的精神和范围内所有这类变型一起使用。在另一个实施例中，如下所述，第一可变汽缸根据模块137的结构和功能进行修改。

在操作中，发动机停止模块134、发动机位置模块135、发动机重启模块136和发动机点火模块139便于相对于传统***相对更快地重启发动机。通过使用双向传感器确定准确的发动机停止位置、然后相对于确定的停止位置确定第一可变汽缸，本发明的ECM 130可以消除指标步骤并使得能够更快地进行发动机重启，该指标步骤在传统上被需要来确定曲轴的位置。

为了加强模块134、135、136和139的性能，在一些实施例中，发动机调整模块137被包含在ECM 130中。发动机调整模块137构造成调整发动机的一个或多个汽缸内的一个或多个活塞的位置。根据一个实施例，调整的活塞是第一可变燃烧汽缸的活塞。从这点上看，发动机调整模块139提供在发动机处于OFF状态时对发动机的动态控制，以便于相对快速的发动机重启。在一个实施例中，发动机调整模块139的操作基于距离发动机被转到OFF(即，当发动机是OFF时)时的预定义的时间量的推移和第一可变燃烧汽缸中温度和压力中的至少一个降低超过预定义的可接受量(相对于发动机被转到OFF时的初始温度和压力)中的至少一个发生。关于基于时间的配置，发动机调整模块137构造成旋转曲轴以随着时间将活塞旋转靠近下止点。旋转量可以基于预定义的时间量。例如，每十秒钟发动机变成OFF，发动机调整模块137旋转活塞十度(10°)靠近下止点。该旋转可以持续直到活塞到达下止点。在一些实施例中，活塞可以在下止点之前八度处或另一少于预定义的旋转量的数字处被停止，从而该旋转在经过预定义的时间量后直接到达下止点。当然，该旋转量和预定义的时间量是高度可变的参数，其可以通过制造商、使用者、车辆操作者等而被调整或预先设置。

如上所示，在另一个实施例中，上述调整可以基于汽缸中检测的压力和温度中的至少一个。在这种配置中，发动机调整模块137可通信地耦接到放置在发动机105的每个汽缸上或靠近发动机105的每一个汽缸放置的温度和压力传感器。上述温度和压力传感器构造成获取指示每一个汽缸内温度和压力的温度和压力数据。在操作中，当或接近发动机停止模块134接收停止命令162时，发动机调整模块137接收温度和压力数据。该数据代表了每一个汽缸中的初始温度和压力。发动机为OFF时，发动机调整模块137继续接收上述压力和温度数据。如果压力和温度数据中的至少一个指示变化超过预定义量(例如，压力降低了百分之X)，那么发动机调整模块137调整活塞位置预定义量。该调整量可以基于检测的压力和/或温度进行预定义或设置。例如，X大气的压力可以对应于位于下止点以上十二(12)度处的活塞位置，而X‐5大气地压力可以对应于位于下止点以上六(6)度的活塞位置。因此，压力(和温度，根据理想气体定律)的降低对应于发动机调整模块137旋转活塞靠近下止点。如基于时间的配置，最终旋转位置对应于下止点位置。

在操作中，当发动机被关闭时，由于发动机内部的隔离，压力(和温度)在汽缸内朝着环境条件降低。这与命令进行重启时进行燃烧的可用氧气的降低有关。如此，发动机调整模块137构造成命令时旋转(多个)活塞靠近下止点以增加汽缸内的体积，从而增加氧气的吸入量以便于进行燃烧。

根据另一个实施例，上述调整是基于汽缸内检测的、估算的、或预测的氧气浓度或氧气含量中的至少一个。例如，当尾气再循环率很高并且剩余留下气体具有很低或相对较低的氧气浓度时，发动机会关闭。在本实施例中，发动机调整模块137可以使用检测的(例如，通过接近发动机的进气歧管的氧气传感器)、确定的、预测的、估算的氧气量等等中的至少一个来考虑改变基于尾气再循环***的运行的汽缸内特点。从这点上看，发动机调整模块137可以对于关闭时的高尾气再循环率和对于关闭时的低尾气再循环率对活塞进行不同调整。对于高尾气再循环率，发动机调整模块137可以导致比低尾气再循环率更快地将活塞调整靠近下止点。这是由于高尾气再循环流动率期间的相对较高的尾气量，其代替了原本用于燃烧的氧气。因此，在高尾气再循环流动率期间关闭之后，需要更多的氧气以促进用于发动机重启的可持续燃烧。当然，精确的调整量和时间(例如，相比于对于低尾气再循环流动率在关闭之后每2秒钟就靠近下止点5度，对于高尾气再循环流动率在关闭之后每1.5秒钟就靠近下止点10度，等等)以及高、低、正常尾气流动率的界限是高度可变的，从而较宽范围的可能性意欲落在本发明的精神和范围内。另外，该额外的特性(氧气量或浓度)可以作为调整的基础独立于温度和压力使用，或与温度和压力结合使用。

在另一个实施例中，上述调整可以基于第一可变汽缸内的温度和压力中的至少一个的可预测函数。上述预测函数可以使用各种输入例如环境温度、燃料压力、燃料喷射时间、发动机速度等作为发动机已处于关闭状态的时间的函数。上述预测函数可以建立第一可变汽缸的汽缸内温度和压力是如何预计衰退或减少的模型。这样，上述预测函数可以使用一个或多个公式、算法、查找表、程序、模型等。响应于衰退或减少大于预定义量，上述发动机调整模块137可以调整上述活塞位置更靠近下止点。

在另一个实施例中，上述调整可以基于发动机的一个或多个燃料属性。该特性可以与指示第一可变汽缸的氧气量或浓度、温度、和/或压力的数据一起使用或单独使用。燃料属性可以包括但不限于燃料类型、燃料供应区域、燃料供应的季节(例如，夏季、冬季、秋季、春季)、以及关于燃料自身的任何其他特性。使用燃料属性，上述发动机调整模块137考虑用于发动机的燃料自身的许多属性会改变(例如，乙醇的特性会季节性和区域性地变化，柴油燃料添加剂会季节性地变化等等)。因此，发动机调整模块137可以基于已过时间、估算的或预测的汽缸内温度或压力、氧气含量的衰减、以及类似的基于燃料的燃料属性来确定关闭后用于燃烧的需求。例如，基于燃料的燃料属性(以及可能的其他汽缸内特性)，燃料A可能比燃料B需要相对更高的氧气量。因此，如果发动机使用燃料A，那么发动机调整模块137在关闭之后比使用燃料B的发动机相对更快地调整第一可变汽缸中的活塞靠近下止点。有利地，使用该数据表示对发动机调整模块137进行进一步改进和增强，以便于比传统***相对较快地重启发动机。

关于ECM 130的其他模块的操作的一个简化实例可以如下描述。当发动机被转到OFF时，发动机位置模块135确定曲轴轮的准确的或实质上准确的位置。基于该位置，发动机点火模块139确定第一可变汽缸以进行定位。然而，该发动机现在保持OFF超过预设定的时间量。这已经导致第一可变燃烧汽缸中的压力和温度进行调整靠近环境条件。结果，发动机调整模块137调整第一可变燃烧汽缸中的活塞靠近下止点，以便于增加进入氧气和进行该汽缸内用于发动机重启的可持续燃烧。因此，当接收到重启命令163时，发动机调整模块137提供点火命令给第一可变汽缸，该第一可变汽缸具有已经被动态地调整到便于进行可持续燃烧的活塞。结果，相对于传统***，本发明不仅仅提供了更快速的发动机重启，而且动态地考虑了因发动机处于OFF的发动机中的条件变化。相应的，本发明在不牺牲可持续性(否则可能因不理想的条件比如爆震而对燃烧产生不利的影响)的情况下能够相对更快速地重启发动机。另外，如上述实例所示，调整第一可变燃烧汽缸中的活塞消除了传统的指标步骤的需求。这些方面和特征将关于图7的方法700进行详细的解释。

因此，现参照图7，结合图1‐6，根据一个示例实施例示出了给停止的发动机提供快速重启的方法700。如本文所述，方法700以ECM 130实施。因此，方法700可以通过ECM 130中的一个或多个处理器执行。此外，方法700可以以图2所示的一个或多个模块实施。

方法700通过ECM 130(例如，发动机停止模块134)接收停止发动机命令(701)开始。如上所述，停止发动机命令包括点火键保持在“ON”位置时关闭发动机的任何命令。例如，停止命令可以包括踩下制动踏板或致动“发动机关闭”按钮。在任一事件中，车辆的发动机关闭，但是点火键位置仍保持“ON”。因此，来自电池101的功率仍可以被提供。因此，在ECM130接收到停止发动机命令后，ECM 130(例如，发动机停止模块134)关闭车辆的发动机(或，致动一个或多个关闭机构以关闭发动机)。

在步骤702中，ECM 130接收发动机位置数据，以及在步骤703中，ECM 130基于上述位置数据确定发动机停止位置。如上所述，上述位置数据由双向传感器110感测，并对应于曲轴轮120的位置(例如，齿数)。一旦在发动机关闭被启动后传感器110感测到方向的变化，那么上述位置数据基于感测的曲轴轮120的旋转方向。如上所述，在关闭期间，双向传感器110感测到不同的方向(即，不同的脉冲宽度信号被提供给ECM 130)时，发动机位置模块135确定初始停止位置并开始计数曲轴轮120的齿。初始停止位置对应于方向改变前紧邻的曲轴轮120齿数。齿计数然后与该初始停止位置齿数相关。通过ECM 130的齿计数是基于ECM130接收到的不同信号的数量(即，正向和反向信号)。因此，基于不同的信号，最终确定的停止位置是基于从初始锚定位置添加或减去的齿。该确定的发动机停止位置储存于ECM 130中用于重启过程被启动时。

绕过步骤705‐706，在步骤704中，用于燃烧的第一可变汽缸基于确定的发动机停止位置进行确定。如上所述，为了进行可持续燃烧，需要合适的速度和条件(例如，温度、压力、燃料量、在合适时间喷射的燃料量)。因此，如上关于发动机点火模块139所述，第一可变燃烧汽缸可以根据一个或多个预定义的标准来确定。例如，预定义的标准可以基于最小活塞行程、基于跳过发动机不被停用时会是下一个燃烧汽缸的汽缸、基于确定的齿数的预定义关系(例如，确定的齿数与特定燃烧汽缸相对应)，等等。该列表并不意味着详尽，其他标准、准则、用户提供的偏好等等也可以用来确定用于进行燃烧的第一可变汽缸，以当命令重启时启动燃烧。

所确定的第一可变汽缸位置被储存(例如，在ECM 130的存储器中)。因此，在步骤707‐708中，当命令发动机重启时和当提供命令以重启发动机时，上述命令被提供以便于在所确定的第一可变汽缸中进行燃烧。如上所述，上述重启命令包括但不限于释放制动踏板、踩下油门等等。在一些实施例中，上述重启命令还包括换挡(例如，从中档换到第一档)。换句话说，上述重启命令从发动机关闭位置启动发动机的运行(点火键处于开启位置)。仍然如上所述，重启发动机的命令可以包括当不限于致动燃料喷射器、致动点火线圈、致动起动电动机、致动进气阀以及用于开始发动机中燃烧的任何其他命令。

根据一个实施例，在图8中示出了方法700的结果和快速重启。图8示出了申请人获得的将本发明的快速重启过程与传统重启过程相比的数据。传统重启过程由数字标记310指示的线组显示。本文描述和公开的重启过程由线300显示。如图所示，每一个过程包括停留期(本发明的重启过程的停留期320，以及传统重启过程的停留期330)。停留期是没有燃烧发生但是发动机旋转并且准备燃料喷射的时期。从停留期到相对更垂直的线的转变表示燃烧开始发生的地方。起动电动机在停留期中负责发动机的RPM。在本实例中，发动机在进行燃烧前以大约100RPM进行旋转。如图所示，相比于传统的重启过程，对于本申请的过程的停留期320相对更小。这至少在部分程度上有助于本申请所描述的***和方法相比于传统***具有相对更快的重启过程。在技术上，这表示对于传统***的实质改进。具体地，在本实例中，停留期320对应于0.15秒，而停留期330对应于大约0.3秒。因此，本发明的过程相对于传统过程至少具有0.15秒的改进。

为了减少停留期并使得燃烧能够甚至更快地发生，返回参照方法700，在步骤705中，发动机停止位置能够被改变。这方面已关于上述发动机调整模块137在本申请上面进行描述。为了进一步地帮助阐释，图9示出了耦接到发动机的ECM 130的活塞‐汽缸组合400。在图9中，活塞420位于汽缸410中的下止点。在压缩冲程期间(当活塞420朝上止点移动，燃料喷射器440位于该上止点)，一个或多个阀430((多个)进气阀或(多个)排气阀)一般不完全关闭。因此，在汽缸410中会发生气体含量排出。在离开下止点的某个时候活塞420朝上止点上升时，阀430完全关闭。因此，用于进行燃烧的气体体积小于最大汽缸体积。停留期320(图8)包括用于排出汽缸内不用于燃烧事件的成分(contents)所花费的时间。

为了实现或实质上实现上止点处相同的或类似的燃烧，初始封闭体积(当阀完全关闭时)、初始汽缸压力、预期的内部压力逸出率(例如，通过一个或多个阀430)、活塞的实际停止位置、环境条件(例如，环境温度和压力)，及其类似(统称为内部和外部汽缸特性)之间使用权衡。为了进行这种权衡，ECM 130(例如，通过发动机调整模块139)可以使用绝热和理想气体定律。抽气减压(bleed down)是指汽缸内的压力和温度转变到环境温度和压力。例如，汽缸内部和外部的较大压力差可以与较快的减压率(bleed down rate)相对应，这与较小压力差的情况相反。这些因素中的每一个会影响汽缸内的气体压力，其中压力的丧失对应于汽缸中活塞经历了汽缸内相对更容易范围的运动，压力的增加对应于汽缸内相对更难范围的运动。如此，由于逸出和内部/外部的压力和温度，活塞会在汽缸内移动(即，偏离确定的停止位置，步骤705)。

ECM 130可以通过调整活塞的停止位置到密封位置(即，各阀完全关闭而且逸出最小的位置)来将这种移动考虑进来，以增加快速重启并能够进行燃烧(步骤705)。因此，ECM130可以基于内部和外部汽缸特性中的至少一个来提供命令以改变确定的停止条件。在密封位置处，因为各阀被关闭且逸出最小，活塞朝向上止点的移动压缩汽缸内气体而不是将其排出。停止位置调整可以使用各种控制杆完成，比如可变几何形状的涡轮增压器控制阀、进气节流阀以可变阀致动器。例如，增加空气节流阀的开孔可以允许更多的空气进入汽缸410从而改变停止位置。通过例如压力传感器进行测量的汽缸内压力可以被ECM 130使用以直接控制操作杆，来调整停止位置。在改变停止位置后，当接收到重启命令(步骤707)并且ECM 130提供发动机重启命令时(步骤708)，停留期因消除了压缩从未关闭的(多个)阀430中离开的气体所花费的时间而被减少。如此，活塞420仅仅压缩用于或大部分用于燃烧过程的气体。

作为一个实例，假设接收到发动机停止命令(步骤701)并且发动机正在被关闭。然而，发动机重启命令(步骤707)没有在延长时间段(例如，20秒)内被接收到。基于外部汽缸特性和/或各阀没有被完全关闭，汽缸内气体含量已经开始转变到环境压力和温度。然而，确定的发动机停止位置(步骤703)位于或靠近第一可变燃烧汽缸的密封位置(步骤704)，从而相对快速的重启可以在提供重启命令时在该位置处实现。但是，由于延长的关闭时间段，停止位置可以从该相对较快的重启位置(即，密封位置)发生变化。相应的(in turn)，ECM130可以提供命令以基于该延长的停止来改变确定的停止位置以实质上返回到密封位置，上述延长的停止已经导致汽缸内含量(即，内部和外部汽缸特性的至少一个)泄露。在一个实施方式中，ECM 130致动起动电动机102以将活塞调整回到密封位置。该密封位置可以与某特定曲轴轮120齿数相对应，从而起动电动机102旋转曲轴直到上述曲轴轮120的齿数被传感器110检测到。因此，当接收到重启命令(步骤707)并且ECM 130致动发动机重启时(步骤708)，上述活塞可以用来从密封位置而不是从未密封位置压缩汽缸的气体含量，未密封位置会因为泄漏发生。这会减少停留期并导致相对更快的发动机重启。

因此，如上所述，发动机停止位置可以基于距离发动机被转到OFF时的预定义的时间量的推移、和基于第一燃烧汽缸中的温度和压力中的至少一个降低超过预定义的可接受量(相对于发动机被转到OFF时的初始温度和压力)中的至少一个而被改变。如上面还提到，发动机位置变化可以基于更多的预定义标准(例如，对于第一可变燃烧汽缸中的活塞，发动机关闭时间每十秒钟更靠近下止点十度，直到达到下止点，等等)。此外，在一些实施例中，发动机位置变化可以基于预测函数。有利地，使用预测函数便于在预期条件之前进行调整，从而使发动机准备好比传统***甚至更快地重启。因此，步骤705提供发动机的动态控制以实质上实现快速的发动机重启。

在一些实施例中，在汽油发动机或e85发动机的情况下，燃料质量会起到作用。对于柴油中添加剂也是如此。因此，在某些实施例中，ECM 130会接收指示在发动机中使用的燃料的数据，并更具体地调整发动机停止位置(步骤706)以响应于燃料的可燃烧特性来实现第一可变汽缸中的燃烧(步骤708)。例如，在延长的发动机关闭设置中，汽油可以比e85相对更快地调整到环境条件。因此，发动机停止位置在汽油发动机中可以在e85发动机中更迅速地和更充分地被调整到下止点。因此，本发明设想了考虑燃料质量和类型的***和方法，从而进一步细化步骤706。

虽然各步骤703‐705降低了发动机重启时间，在一些实施例中，ECM 130包括基于确定的或改变的发动机停止位置来阻止或实质上阻止实施下一次合适的燃料喷射过程的各模块。这是因为ECM包括的时间处理单元(TPU)模块可以仅仅被重设为“0”(即，指标位置)。例如，如果停止位置位于齿数四十，则TPU将其设为“0”。该指标位置然后在燃料被喷射之前被同步(即，观察到曲轴轮的缺失齿间隙)。

因此，在某些实施例中，ECM 130增加偏移值到确定的停止位置，以产生调整的停止位置(步骤705)，其中该调整位置用于进行重启。该偏移值等于确定的停止位置，并可以在实施步骤704(发动机位置的变化)时被调整。因此，图10示出了***偏移值的实例。在这个实例中，发动机停在八十度，TPU将其报告为零度。因此，调整的齿计数/角度是八十度。如图所示，在这种情况下，一百十度用作新的上止点角度，上述新的上止点角度对应于实际的上止点位置(即，一百九十度)。通过使用偏移，ECM 130正确地命令进行汽缸喷射，并允许绕过(bypassing)TPU模块(如果使用的话)。有利地，这个方面可以用于向本文描述的***和方法提供模块化，从而用户和操作者可以通过对他们的当前***进行小调整和相对较小的成本来实施这些方法和***。

图11描述了ECM 130使用的偏移的另一个实例。图11中图1110上的图表1120示出了发动机中每一个汽缸的预校准的上止点位置和对应的曲轴轮齿数。作为一个实例，假设发动机停止在曲轴轮120齿十(1130)。传统地，当曲轴轮在重启中位于齿三十(五号汽缸的上止点)时，ECM 130(或TPU)将会报告曲轴轮位于齿二十。步骤706使ECM 130能够增加十的偏移到停止位置。当ECM 130(或TPU)在重启中计数时到达齿二十，这被认为是齿三十而不是齿二十。因此，ECM 130命令喷射器在齿二十喷射燃料，以使得能够在五号汽缸中发生可燃烧事件，并且利用第一可变燃烧汽缸的优点(步骤708)。

如上所述，方面700在点火处于“ON”位置时被采用。在某些实施例中，在发动机第一次启动中，因为还不知道发动机停止位置信息，方法700可以被禁用。然而，当点火是“ON”时，虽然发动机已经转到OFF，但是仍然在向ECM 130供能，使得发动机停止位置被储存以进行发动机的快速重启(方法700)。在可选的实施例中，ECM 130即使在点火转到“OFF”(并不在重启操作的期间)后也可以储存发动机停止位置信息，以在发动机和车辆被重启时能够进行相对较快的发动机启动。ECM 130可以采用专用电源以储存发动机停止位置。

如上所述，本发明描述的方法和附图关于柴油压缩点火发动机。然而，火花点火发动机可以采用相同的方法。在这个实施例中，ECM会控制到点火线圈的功率，以提供火花并导致燃烧(相比于何时以及何种汽缸燃料被喷射到压缩点火实例中)。应当注意到，本文用于描述各种实施例的术语“示例”意欲指示这些实施例是可行的实例、表示、和/或可行实施例的示例(并且这些术语不意欲隐含这类实施例必需是突出的或者最佳的实例)。

以上所述的示意流程图和方法示意图大体示为逻辑流程图。依照此，所示的顺序和所标的步骤表明代表性的实施例。可以设想在功能、逻辑或者效果上等同于示意图中所示的方法的一个或多个步骤或其一部分的其他步骤、顺序和方法。

另外，所采用的格式和符号用来解释示意图的各逻辑步骤并不应理解为对图所示的各方法的范围进行限制。尽管可以在示意图中采用各种箭头类型和线类型，它们不应被理解为限制相应方法的范围。事实上，某些箭头或其他连接物可以用作仅指示方法的逻辑流程。例如，箭头可以指示所示的方法的列举的各步骤之间的一段未明确的等待或监测持续时间。此外，特定方法中的顺序可以或可以不严格遵从所示出的相应步骤的顺序。还应当注意，方块图和/或流程图中的每一块，以及方块图和/或流程图的各块的组合可以通过执行具体功能或动作的专用硬件***、或专用硬件和程序代码的组合来实施。

本申请考虑了用于实现各种操作的任何机器可读介质上的方法、***和程序产品。如上所述，在某些实施例中，ECM形成处理***或子***，包括具有存储器、处理和通信的硬件的一个或多个计算装置。ECM可以是单个装置或分布式装置，而且处理器的功能可以由硬件执行和/或作为非瞬态计算机(或机器)可读存储介质上的计算机指令执行。

在某些实施例中，如本申请关于图2所示，ECM包括构造成功能性地执行本申请所描述的各操作的一个或多个模块。包括ECM的各部件的本文中的描述强调了ECM各方面的结构独立性，并说明了ECM的操作和职责的一个分组。执行类似的总操作的其他分组应被理解成在本发明的范围内。各模块可以在硬件和/或作为非瞬态计算机可读存储介质上的计算机指令实施，并且各模块可以分布在各种硬件或基于计算机的各部件。

实例和非限制的模块实施元件包括提供本申请确定的任何值的传感器(例如传感器110)、提供为本申请确定的值的前身(precursor)的任何值的传感器、包括通信芯片、振荡晶体、通信链路、电缆、双绞线配线、同轴线、屏蔽线、发射机、接收机、和/或收发器的数据链路和/或网络硬件、逻辑电路、硬接线逻辑电路、根据模块规范配置的处于特定非瞬态状态中的可重构逻辑电路、包括至少一个电气、液压或气动致动器的任何致动器、电磁阀、运算放大器、模拟控制元件(弹簧、滤波器、积分器、加法器、除法器，增益元件)，和/或数字控制元件。

如上所述，本说明书中描述的许多功能性单元已经被标记为模块，为了更具体地强调其实施的独立性。比如，模块可以被实施为硬件电路，上述硬件电路包括定制VLSI电路或者门阵列、现成的半导体器件比如逻辑芯片、晶体管或者其他分立部件。模块还可以被实施在可编程的硬件器件中，上述硬件器件比如是现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件等。

各模块也可以在由各种型号的处理器执行的机器可读介质中实施。具有可执行代码的识别模块可以比如包括具有计算机指令的一个或多个物理块或逻辑块，这些具有计算机指令的物理块或逻辑块可以比如被组织成对象、步骤或者功能。然而，识别模块的可执行文件不需要在物理上在一起，而是可以包括储存在不同位置中的不同指令，上述不同位置中的不同指令在逻辑上连接在一起时构成该模块并实现该模块所规定的目的。

实际上，具有计算机可读程序代码的模块可以是单个指令或许多指令，并且甚至可以分配在几个不同的代码段中、不同的程序中以及几个存储设备上。类似地，操作数据在本文中可以在各模块内被识别和示出，并且可以以任何合适的形式呈现并在任何合适类型的数据结构内被组织。操作数据可以被收集为单个数据集，或者可以被分配到不同位置上，或者可以至少部分地、仅仅作为***或网络上的电子信号存在，上述不同位置包括不同储存设备。在模块或模块的各部分在机器可读介质(即，计算机可读介质)中被实施的情况下，计算机可读程序代码可以在一个或多个计算机可读介质中被储存和/或传播。

计算机可读介质可以是储存该计算机可读程序代码的有形计算机可读储存介质。该计算机可读储存介质可以是比如但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、全息的、微机械的、或半导体的***、设备，或装置，或前述的任何合适的组合。

上述计算机可读介质的更多详细例子可以包括但不限于便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、数字通用光盘(DVD)、光学存储设备、磁存储设备、全息存储介质、微机械存储设备，或前述的任何合适的组合。在本申请文件的上下文中，计算机可读存储介质可以是能够包含和/或储存计算机可读程序代码以被和/或关于指令执行***、设备或装置使用的任何有形介质。

计算机可读介质也可以是计算机可读信号介质。计算机可读信号介质可以包括具有计算机可读程序代码实施于其中的可传播的数据信号，比如，计算机可读程序代码被实施在基带中或作为载波的一部分实施。这种可传播的信号可以呈现为任意各种形式，各种形式包括但不限于电气的、电磁的、磁的、光学的或前述的任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是非计算机可读存储介质的并且可以进行通信、传播或者传输计算机可读程序代码用于由或关于指令执行***、设备或装置使用的任何计算机可读介质。实施在计算机可读信号介质上的计算机可读程序代码可以使用任何合适的介质进行传送，上述任何合适的介质包括但不限于无线、有线、光纤电缆、射频(RF)等，或者前述的任何合适的组合。

在一个实施例中，计算机可读介质可以包括一个或多个计算机可读存储介质与一个或多个计算机可读信号介质的组合。比如，计算机可读程序代码可以作为电磁信号通过光纤电缆传播以由处理器执行和储存在RAM存储设备以由处理器执行。

用于实行本发明各方面的操作的计算机可读程序代码可以以一个或多个编程语言的任何组合进行编写，一个或多个编程语言包括面向对象的编程语言比如Java，Smalltalk，C++等、传统的程序性编程语言比如“C”纺程语言或类似编程语言。计算机可读程序代码可以完全在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为独立计算机可读包执行、部分地在用户计算机上执行并且部分地在远程计算机上执行或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后者的情形下，该远程计算机可以通过任何类型的网络与用户计算机连接，任何类型的网络包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，或者可以与外部计算机进行连接(比如，通过使用互联网服务供应商的互联网)。

程序代码还可以被储存在能够引导计算机、其他可编程数据处理设备、或其他装置以特定的方式行使功能的计算机可读介质中，从而储存在计算机可读介质的指令产生制品，该制品包括实施示意流程图和/或示意框图块或块中指明的功能/动作的指令。

因此，本发明可以在不偏离本发明精神或本质特性的情况下以其他特殊形式被实施。所描述的各实施例在所有方面都被认为仅仅是示例性的，而非限制性的。因此，本发明的范围通过权利要求进行显示，而不是通过上述的描述。落在权利要求的等价含义和范围内的所有修改都被包含在该权利要求的范围内。

Claims (21)

1.一种设备，其特征在于，包括：

发动机停止模块，所述发动机停止模块构造成接收停止命令，所述停止命令提供发动机转变为关闭状态的指示；

发动机位置模块，所述发动机位置模块构造成：

接收指示所述发动机的曲轴的位置的位置数据；以及

基于所述发动机处于所述关闭状态时的所述位置数据来确定所述曲轴的停止位置；

发动机重启模块，所述发动机重启模块构造成接收重启命令，所述重启命令提供所述发动机从所述关闭状态转变为打开状态的指示；以及

发动机点火模块，所述发动机点火模块构造成响应于所述重启命令，促使所述发动机重启到所述打开状态，其中所述发动机点火模块构造成基于所述曲轴的确定的停止位置来确定第一可变汽缸以开始进行燃烧。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一可变汽缸基于所述发动机的点燃顺序，其中所述第一可变汽缸是在所述点燃顺序中从所述确定的停止位置开始具有满足预定义的行程量的活塞的下一个汽缸。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一可变汽缸基于所述发动机的点燃顺序，其中所述第一可变汽缸是紧接着根据所述点燃顺序原本会在所述发动机达到所述关闭状态时经历可燃烧事件的汽缸的汽缸。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述位置数据指示耦接到所述曲轴的曲轴轮的位置，其中所述位置数据指示所述曲轴轮的第一旋转方向和第二旋转方向，所述第二旋转方向与所述第一旋转方向相反。

5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述发动机位置模块构造成基于所述发动机停止模块接收所述停止命令后旋转方向上的初始变化来确定所述曲轴轮的锚定位置，其中所述发动机位置模块构造成基于所述发动机进入所述关闭状态时第一旋转振荡和第二旋转振荡的个数来确定所述曲轴的停止位置。

6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括发动机调整模块，所述发动机调整模块构造成对所述第一可变汽缸中的活塞的位置进行调整以促使相对更快的发动机重启。

7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述发动机调整模块构造成基于所述发动机处于所述关闭状态时预定义的时间量来调整所述活塞的位置，其中所述活塞被调整为更靠近所述第一可变汽缸中的下止点位置。

8.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述发动机调整模块构造成基于所述第一可变汽缸中的温度和压力中的至少一个下降超过预定义量来调整所述活塞的位置，其中所述活塞被调整为更靠近所述第一可变汽缸中的下止点位置。

9.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述发动机调整模块构造成基于所述第一可变汽缸中的温度和压力中的至少一个预测衰减超过预定义量来调整所述活塞的位置，其中所述活塞被调整为更靠近所述第一可变汽缸中的下止点位置。

10.一种***，其特征在于，包括：

发动机，所述发动机具有耦接到曲轴轮的曲轴，从而所述曲轴和曲轴轮同步旋转；

传感器，所述传感器构造成获取关于所述曲轴轮的位置的位置数据；以及

发动机控制模块，所述发动机控制模块可通信地耦接到所述传感器，所述发动机控制模块构造成：

接收发动机停止命令，所述发动机停止命令配置成关闭所述发动机；

从所述传感器接收所述位置数据；

基于所述发动机关闭时的位置数据确定所述曲轴轮的停止位置；

接收发动机重启的指示；

基于所述曲轴轮的确定的停止位置来确定所述第一可变汽缸以开始进行燃烧；以及

提供命令来启动所述第一可变汽缸中的燃烧，以重启所述发动机。

11.如权利要求10所述的***，其特征在于，所述传感器是双向传感器，从而所述位置数据指示所述曲轴轮在第一旋转方向和第二旋转方向中的每个旋转方向上旋转，所述第二旋转方向与所述第一旋转方向相反。

12.如权利要求11所述的***，其特征在于，所述曲轴轮包括多个齿。

13.如权利要求12所述的***，其特征在于，所述发动机控制模块构造成通过下述方式确定所述曲轴轮的停止位置：

确定所述曲轴轮上的锚定齿数，所述锚定齿数对应于所述位置数据指示在接收所述发动机停止命令后所述曲轴轮已改变旋转方向时的初始位置；

计数与所述第一旋转方向对应的齿数；

计数与所述第二旋转方向对应的齿数；

将对应于所述第一旋转方向的齿数增加到所述锚定齿数，以确定正向齿数；以及

将对应于所述第二旋转方向的齿数从所述正向齿数中减去，以确定所述曲轴轮的停止位置。

14.如权利要求10所述的***，其特征在于，所述第一可变汽缸基于所述发动机的点燃顺序，其中所述第一可变汽缸是在所述点燃顺序中从所述确定的停止位置开始具有满足预定义的行程量的活塞的下一个汽缸。

15.如权利要求10所述的***，其特征在于，所述第一可变汽缸基于所述发动机的点燃顺序，其中所述第一可变汽缸是紧接着根据所述点燃顺序原本会在所述发动机达到所述关闭状态时经历可燃烧事件的汽缸的汽缸。

16.如权利要求10所述的***，其特征在于，所述发动机控制模块构造成基于所述发动机关闭时预定义的时间量的推移、和所述第一可变汽缸中温度和压力中的至少一个相对于接收到所述停止命令时所述第一可变汽缸中的初始温度和初始压力中的至少一个降低超过预定义量中的至少一个来调整所述第一可变汽缸中的活塞的位置。

17.如权利要求16所述的***，其特征在于，所述发动机控制模块构造成基于所述预定义的时间量的推移或者基于所述第一可变汽缸中所述温度和所述压力中的至少一个降低超过所述预定义量，将所述活塞调向所述第一可变中心的下止点。

18.一种方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过发动机控制模块接收车辆中的发动机停止命令，所述发动机停止命令构造成关闭所述车辆的发动机；

通过所述发动机控制模块接收来自双向传感器的位置数据，所述位置数据指示曲轴轮的位置；

通过所述发动机控制模块基于所述发动机被关闭时的位置数据来确定所述曲轴轮的停止位置；

通过所述发动机控制模块基于所述曲轴轮的确定的停止位置来确定所述发动机的第一可变汽缸，以重启燃烧；以及

通过所述发动机控制模块接收发动机重启命令，所述发动机重启命令构造成重启所述发动机开始启动所述第一可变汽缸中的燃烧。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

通过所述发动机控制模块基于所述发动机被关闭时预定义的时间量的推移、和所述第一可变汽缸中温度和压力中的至少一个相对于接收到所述停止命令时的第一可变汽缸中的初始温度和初始压力中的至少一个降低超过预定义量中的至少一个来调整所述第一可变汽缸中的活塞的位置。

20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述第一可变汽缸基于所述发动机的点燃顺序，其中所述第一可变汽缸是在所述点燃顺序中从所述确定的停止位置开始具有满足预定义的行程量的活塞的下一个汽缸。

21.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述第一可变汽缸基于所述发动机的点燃顺序，其中所述第一可变汽缸是紧接着根据所述点燃顺序原本会在所述发动机达到关闭时经历可燃烧事件的汽缸的汽缸。