專利名稱：冷起動(dòng)系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，更具體來說，本發(fā)明涉及選擇性停缸。
背景技術(shù)：
本文中提供的背景技術(shù)描述是為了總體上呈現(xiàn)本發(fā)明的背景。當(dāng)前提及的發(fā)明人 的工作-以在此背景技術(shù)部分中所描述的為限-以及在提交時(shí)否則可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的 該描述的各方面，既不明示地也不默示地被承認(rèn)為針對(duì)本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒空氣/燃料混合物以產(chǎn)生用于車輛的驅(qū)動(dòng)扭矩?？諝饨?jīng)節(jié)氣門和進(jìn)氣 歧管被吸入發(fā)動(dòng)機(jī)。通過一個(gè)或多個(gè)燃料噴射器來提供燃料。空氣/燃料混合物在一個(gè)或 多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)燃燒。通過例如燃料噴射和/或由火花塞提供的火花來引發(fā)空氣/燃料 混合物的燃燒。空氣/燃料混合物的燃燒會(huì)產(chǎn)生廢氣。廢氣從汽缸被排放至排氣系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出。僅僅是例示，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊根 據(jù)駕駛員的輸入和/或其它輸入來控制發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出。駕駛員的輸入可以包括例如 加速器踏板位置、剎車踏板位置、對(duì)巡航控制系統(tǒng)的輸入、和/或其它的駕駛員輸入。其它 的輸入可以包括來自各種車輛系統(tǒng)(諸如變速器控制系統(tǒng))的輸入。

發(fā)明內(nèi)容
一種停缸系統(tǒng)，包括燃料噴射模塊和冷起動(dòng)控制模塊。在發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)期間，燃料噴 射模塊將期望量的燃料噴射入發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸中。若空氣溫度和冷卻劑溫度中的至少一個(gè)溫 度低于預(yù)定的冷起動(dòng)溫度，則在噴射期望量的燃料時(shí)冷起動(dòng)控制模塊將與汽缸相關(guān)聯(lián)的進(jìn) 氣門和排氣門保持在各自的關(guān)閉位置。在其它特征中，預(yù)定的冷起動(dòng)溫度低于零攝氏度。在另外的特征中，停缸系統(tǒng)還包括燃料確定模塊。該燃料確定模塊根據(jù)空氣溫度 來確定燃料的期望量。在進(jìn)一步的特征中，燃料確定模塊還根據(jù)燃料的類型來確定燃料的期望量。在又進(jìn)一步的特征中，冷起動(dòng)控制模塊將期望量燃料的噴射分成至少兩個(gè)單獨(dú)的 燃料噴射事件。在其它特征中，在將期望量的燃料分別噴射入發(fā)動(dòng)機(jī)的其它汽缸中時(shí)，冷起動(dòng)控 制模塊將與所述其它汽缸相關(guān)聯(lián)的進(jìn)氣門和排氣門分別保持在關(guān)閉位置。在另外的特征中，在噴射期望量的燃料時(shí)，冷起動(dòng)控制模塊禁止進(jìn)氣門和排氣門 的打開達(dá)至少兩周的曲軸旋轉(zhuǎn)。在進(jìn)一步特征中，冷起動(dòng)控制模塊禁止向汽缸提供火花達(dá)至少兩周的曲軸旋轉(zhuǎn)。一種停缸系統(tǒng)，包括燃料噴射模塊和冷起動(dòng)控制模塊。在發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)期間，燃料噴 射模塊將期望量的燃料噴射入發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸中。若燃料的期望量大于在一次汽缸循環(huán)期間 可噴射的燃料的預(yù)定最大量，則在噴射期望量的燃料時(shí)冷起動(dòng)控制模塊將與汽缸相關(guān)聯(lián)的 進(jìn)氣門和排氣門保持在各自的關(guān)閉位置。
在其它特征中，停缸系統(tǒng)還包括燃料確定模塊。該燃料確定模塊根據(jù)空氣溫度和 燃料類型來確定燃料的期望量。在另外的特征中，冷起動(dòng)控制模塊將期望量燃料的噴射分成至少兩個(gè)單獨(dú)的燃料 噴射事件。在進(jìn)一步的特征中，在將期望量的燃料分別噴射入發(fā)動(dòng)機(jī)的其它汽缸中時(shí)，冷起 動(dòng)控制模塊將與所述其它汽缸相關(guān)聯(lián)的進(jìn)氣門和排氣門分別保持在關(guān)閉位置。在又進(jìn)一步的特征中，在噴射期望量的燃料時(shí)，冷起動(dòng)控制模塊禁止進(jìn)氣門和排 氣門的打開達(dá)至少兩周的曲軸旋轉(zhuǎn)。在其它特征中，冷起動(dòng)控制模塊禁止向汽缸提供火花達(dá)至少兩周的曲軸旋轉(zhuǎn)。一種停缸方法，包括在發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)期間，將期望量的燃料噴射入發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸 中；以及，若空氣溫度和冷卻劑溫度中的至少一個(gè)溫度低于預(yù)定的冷起動(dòng)溫度，則在噴射期 望量的燃料時(shí)將與汽缸相關(guān)聯(lián)的進(jìn)氣門和排氣門保持在各自的關(guān)閉位置。在其它特征中，預(yù)定的冷起動(dòng)溫度低于零攝氏度。在另外的特征中，停缸方法還包括將期望量燃料的噴射分成至少兩個(gè)單獨(dú)的燃 料噴射事件。在進(jìn)一步的特征中，停缸方法還包括在將期望量的燃料分別噴射入發(fā)動(dòng)機(jī)的其 它汽缸中時(shí)，將與所述其它汽缸相關(guān)聯(lián)的進(jìn)氣門和排氣門分別保持在關(guān)閉位置。在又進(jìn)一步的特征中，停缸方法還包括在噴射期望量的燃料時(shí)，禁止進(jìn)氣門和排 氣門的打開達(dá)至少兩周的曲軸旋轉(zhuǎn)。在其它特征中，停缸方法還包括禁止向汽缸提供火花達(dá)至少兩周的曲軸旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明還涉及以下技術(shù)方案方案1. 一種停缸系統(tǒng)，包括燃料噴射模塊，其在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)動(dòng)期間將期望量的燃料噴射入發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸 中；以及冷起動(dòng)控制模塊，若空氣溫度和冷卻劑溫度中的至少一個(gè)溫度低于預(yù)定的冷起動(dòng) 溫度，則在噴射所述期望量的燃料時(shí)所述冷起動(dòng)控制模塊將與所述汽缸相關(guān)聯(lián)的進(jìn)氣門和 排氣門保持在各自的關(guān)閉位置。方案2.如方案1所述的停缸系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定的冷起動(dòng)溫度低于零攝 氏度ο方案3.如方案1所述的停缸系統(tǒng)，還包括燃料確定模塊，所述燃料確定模塊根據(jù) 所述空氣溫度來確定所述燃料的期望量。方案4.如方案3所述的停缸系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料確定模塊還根據(jù)所述燃 料的類型來確定所述燃料的期望量。方案5.如方案1所述的停缸系統(tǒng)，其特征在于，所述冷起動(dòng)控制模塊將所述期望 量的燃料的所述噴射分成至少兩個(gè)單獨(dú)的燃料噴射事件。方案6.如方案1所述的停缸系統(tǒng)，其特征在于，在將期望量的燃料分別噴射入所 述發(fā)動(dòng)機(jī)的其它汽缸中時(shí)，所述冷起動(dòng)控制模塊將與所述其它汽缸相關(guān)聯(lián)的進(jìn)氣門和排氣 門分別保持在關(guān)閉位置。方案7.如方案1所述的停缸系統(tǒng)，其特征在于，在噴射所述期望量的燃料時(shí)，所述冷起動(dòng)控制模塊禁止所述進(jìn)氣門和排氣門的打開達(dá)至少兩周的曲軸旋轉(zhuǎn)。方案8.如方案1所述的停缸系統(tǒng)，其特征在于，所述冷起動(dòng)控制模塊禁止向所述 汽缸提供火花達(dá)至少兩周的曲軸旋轉(zhuǎn)。方案9. 一種停缸系統(tǒng)，包括燃料噴射模塊，其在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)動(dòng)期間將期望量的燃料噴射入發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸 中；以及冷起動(dòng)控制模塊，若所述燃料的期望量大于在一次汽缸循環(huán)中能夠噴射的燃料的 預(yù)定最大量，則在噴射所述期望量的燃料時(shí)所述冷起動(dòng)控制模塊將與所述汽缸相關(guān)聯(lián)的進(jìn) 氣門和排氣門保持在各自的關(guān)閉位置。方案10.如方案9所述的停缸系統(tǒng)，還包括燃料確定模塊，所述燃料確定模塊根據(jù) 空氣溫度和所述燃料的類型來確定所述的燃料的期望量。方案11.如方案9所述的停缸系統(tǒng)，其特征在于，所述冷起動(dòng)控制模塊將所述期望 量的燃料的所述噴射分成至少兩個(gè)單獨(dú)的燃料噴射事件。方案12.如方案9所述的停缸系統(tǒng)，其特征在于，在將期望量的燃料分別噴射入所 述發(fā)動(dòng)機(jī)的其它汽缸中時(shí)，所述冷起動(dòng)控制模塊將與所述其它汽缸相關(guān)聯(lián)的進(jìn)氣門和排氣 門分別保持在關(guān)閉位置。方案13.如方案9所述的停缸系統(tǒng)，其特征在于，在噴射所述期望量的燃料時(shí)，所 述冷起動(dòng)控制模塊禁止所述進(jìn)氣門和排氣門的打開達(dá)至少兩周的曲軸旋轉(zhuǎn)。方案14.如方案9所述的停缸系統(tǒng)，其特征在于，所述冷起動(dòng)控制模塊禁止向所述 汽缸提供火花達(dá)至少兩周的曲軸旋轉(zhuǎn)。方案15. —種停缸方法，包括在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)動(dòng)期間，將期望量的燃料噴射入發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸中；以及若空氣溫度和冷卻劑溫度中的至少一個(gè)溫度低于預(yù)定的冷起動(dòng)溫度，則在噴射所 述期望量的燃料時(shí)將與所述汽缸相關(guān)聯(lián)的進(jìn)氣門和排氣門保持在各自的關(guān)閉位置。方案16.如方案15所述的停缸方法，其特征在于，所述預(yù)定的冷起動(dòng)溫度低于零 攝氏度。方案17.如方案15所述的停缸方法，還包括將所述期望量的燃料的所述噴射分 成至少兩個(gè)單獨(dú)的燃料噴射事件。方案18.如方案15所述的停缸方法，還包括在將期望量的燃料分別噴射入所 述發(fā)動(dòng)機(jī)的其它汽缸中時(shí)，將與所述其它汽缸相關(guān)聯(lián)的進(jìn)氣門和排氣門分別保持在關(guān)閉位置。方案19.如方案15所述的停缸方法，還包括在噴射所述期望量的燃料時(shí)，禁止所 述進(jìn)氣門和排氣門的打開達(dá)至少兩周的曲軸旋轉(zhuǎn)。方案20.如方案15所述的停缸方法，還包括禁止向所述汽缸提供火花達(dá)至少兩 周的曲軸旋轉(zhuǎn)。從下文中提供的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的其它應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)變得顯而易見。應(yīng)當(dāng)了 解，詳細(xì)描述和具體實(shí)例僅僅是為了例示的目的，而不是意圖限制本發(fā)明的范圍。


圖1是根據(jù)本發(fā)明原理的示例性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的功能框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明原理的停缸系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的功能框圖；圖3是描述了在被根據(jù)本發(fā)明的停缸系統(tǒng)控制時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的示例性圖示；以及圖4是描述了根據(jù)本發(fā)明原理的示例性方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下描述在性質(zhì)上僅僅是示例性的，而絕不是意圖限制本發(fā)明、其應(yīng)用或使用。為 了清楚起見，在附圖中將使用相同的附圖標(biāo)記來指示相似的元件。本文中所使用的短語“A、 B禾口 C中的至少一個(gè)”應(yīng)當(dāng)被解釋為使用了非排他性的邏輯“或”來表示的邏輯(A或B或 C)。應(yīng)當(dāng)了解，在不改變本發(fā)明原理的情況下，方法中的步驟可以按不同的順序來執(zhí)行。本文中所使用的術(shù)語“模塊”是指專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個(gè)或多 個(gè)軟件程序或固件程序的處理器(共享的、專用的、或者成組的)和存儲(chǔ)器、組合邏輯電路、 和/或提供所述功能的其它合適部件。在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)器接合并驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)。在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)動(dòng)期間， 發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)將期望量的燃料提供給發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸并燃燒燃料，從而開始發(fā)動(dòng)機(jī) 的正常運(yùn)行。在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)動(dòng)期間，若溫度低，則進(jìn)行適當(dāng)燃燒所需的燃料期望量可能會(huì) 超過由發(fā)動(dòng)機(jī)所驅(qū)動(dòng)的燃料泵所能夠提供的燃料量。本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊根據(jù)空氣溫度來確定燃料的期望量。在汽缸的燃燒循環(huán) 期間，在噴射期望量的燃料的同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊禁止與汽缸相關(guān)聯(lián)的進(jìn)氣門和排氣門 的打開。換句話說，在噴射期望量的燃料時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊將進(jìn)氣門和排氣門保持在各自 的關(guān)閉位置。在將期望量的燃料分別噴射入其它汽缸中時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊亦可以停用發(fā) 動(dòng)機(jī)的其它汽缸?，F(xiàn)在參見圖1，圖中示出了示例性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的功能框圖。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100包 括發(fā)動(dòng)機(jī)102，發(fā)動(dòng)機(jī)102根據(jù)駕駛員輸入和其它輸入來燃燒空氣/燃料混合物，以產(chǎn)生用 于車輛的驅(qū)動(dòng)扭矩。駕駛員輸入是由駕駛員輸入模塊104提供的。空氣經(jīng)節(jié)氣門108被吸 入進(jìn)氣歧管106中。僅僅是例示，節(jié)氣門108可以包括具有可旋轉(zhuǎn)葉片的蝶閥。發(fā)動(dòng)機(jī)控 制模塊(ECM) 110控制節(jié)氣門致動(dòng)器模塊112，節(jié)氣門致動(dòng)器模塊112調(diào)節(jié)節(jié)氣門108的開 度以控制吸入進(jìn)氣歧管106中的空氣量。來自進(jìn)氣歧管106的空氣被吸入發(fā)動(dòng)機(jī)102的汽缸中。雖然發(fā)動(dòng)機(jī)102可以包括 多個(gè)汽缸，但為了說明的目的而僅示出了單個(gè)代表性的汽缸114。僅僅是例示，發(fā)動(dòng)機(jī)102 可以包括2、3、4、5、6、8、10和/或12個(gè)汽缸。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊110可以指令汽缸致動(dòng)器模 塊116選擇性地停用一些汽缸，這樣可以在某些發(fā)動(dòng)機(jī)工況下改善燃料經(jīng)濟(jì)性。來自進(jìn)氣歧管106的空氣經(jīng)進(jìn)氣門118被吸入汽缸114中。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊110 控制燃料致動(dòng)器模塊120，燃料致動(dòng)器模塊120調(diào)節(jié)由燃料噴射器121所噴射的燃料的量以 獲得期望的空氣/燃料比。燃料可以直接噴射入汽缸或者噴射到汽缸內(nèi)的混合室中。在發(fā) 動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行期間，燃料致動(dòng)器模塊120可以中止到被停用的汽缸的燃料噴射，從而使燃 料消耗最小化。通過低壓燃料泵和高壓燃料泵(未示出)將燃料提供至燃料噴射器121。 低壓燃料泵從燃料箱中抽吸出燃料并以低壓將燃料提供至高壓燃料泵。高壓燃料泵選擇性地進(jìn)一步給燃料加壓，以便例如用于直接噴射入汽缸。噴射的燃料與空氣在汽缸114中混合而產(chǎn)生空氣/燃料混合物。汽缸114內(nèi)的活 塞(未示出)壓縮該空氣/燃料混合物?；鸹ㄖ聞?dòng)器模塊122根據(jù)來自發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊 110的信號(hào)給汽缸114中的火花塞IM通電，以點(diǎn)燃空氣/燃料混合物?？梢韵鄬?duì)于活塞處 于其最高位置(稱為上止點(diǎn)(TDC))時(shí)的時(shí)刻來指定點(diǎn)火正時(shí)?？諝?燃料混合物的燃燒驅(qū)動(dòng)活塞向下，由此驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)曲軸(未示出)。然后，活 塞開始再次向上移動(dòng)并經(jīng)排氣門126排出燃燒的副產(chǎn)物。燃燒的副產(chǎn)物經(jīng)由排氣系統(tǒng)127 從車輛中被排放出來?；鸹ㄖ聞?dòng)器模塊122可以被由發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊110提供的正時(shí)信號(hào)所控制，該正 時(shí)信號(hào)指明應(yīng)該在上止點(diǎn)之前或之后多久提供火花。因此，火花致動(dòng)器模塊122的操作可 以與曲軸的旋轉(zhuǎn)同步。在各種實(shí)施例中，火花致動(dòng)器模塊122可以中止向被停用的汽缸提 供火花。從一個(gè)汽缸的觀點(diǎn)來看，一次燃燒循環(huán)包括曲軸的兩周旋轉(zhuǎn)(即，720°的曲軸旋 轉(zhuǎn))。一個(gè)汽缸的一次燃燒循環(huán)可以用四個(gè)階段來描述進(jìn)氣階段、壓縮階段、膨脹階段、和 排氣階段。僅僅是例示，在進(jìn)氣階段期間，活塞向著下止點(diǎn)位置下降并且空氣被吸入汽缸 114中。在壓縮階段期間，活塞向著上止點(diǎn)位置升高并且壓縮汽缸114的內(nèi)容物。通過膨脹 階段的開始，燃料被供給至汽缸114并且在接近燃燒階段的末期時(shí)燃燒。在膨脹階段期間， 燃燒驅(qū)動(dòng)活塞向下止點(diǎn)位置移動(dòng)。在排氣階段期間，活塞向著上止點(diǎn)升高，從而將產(chǎn)生的廢 氣從汽缸114中排出。進(jìn)氣門118可以由進(jìn)氣凸輪軸1 進(jìn)行控制，而排氣門1 可以由排氣凸輪軸130 進(jìn)行控制。在各種實(shí)施例中，多個(gè)進(jìn)氣凸輪軸可以控制每個(gè)汽缸的多個(gè)進(jìn)氣門和/或可以 控制多個(gè)汽缸排的進(jìn)氣門。類似地，多個(gè)排氣凸輪軸可以控制每個(gè)汽缸的多個(gè)排氣門和/ 或可以控制多個(gè)汽缸排的排氣門。汽缸致動(dòng)器模塊116通過禁止進(jìn)氣門118和排氣門1 的打開來選擇性地停用汽 缸114。換句話說，汽缸致動(dòng)器模塊116通過在進(jìn)氣門118和/或排氣門1 否則會(huì)打開時(shí) 將進(jìn)氣門118和排氣門1 保持在關(guān)閉位置來選擇性地停用汽缸114。僅僅是例示，汽缸致 動(dòng)器模塊116可以通過停止液壓間隙調(diào)節(jié)器(亦稱為挺桿總成)的工作或者以另一種合適 方式來禁止進(jìn)氣門118和排氣門1 的打開。相對(duì)于上止點(diǎn)位置將進(jìn)氣門118打開的時(shí)刻，可以由進(jìn)氣凸輪相位器132來改變。 相對(duì)于上止點(diǎn)位置將排氣門1 打開的時(shí)刻，可以由排氣凸輪相位器134來改變。相位器 致動(dòng)器模塊136根據(jù)來自發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊110的信號(hào)來控制進(jìn)氣凸輪相位器132和排氣凸 輪相位器134。當(dāng)被實(shí)施時(shí)，可變氣門升程亦可以由相位器致動(dòng)器模塊136進(jìn)行控制。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可以包括向進(jìn)氣歧管106提供加壓空氣的增壓裝置(未示出)。 例如，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可以包括一個(gè)或多個(gè)渦輪增壓器和/或機(jī)械增壓器(supercharger)。 發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100亦可以包括廢氣再循環(huán)(EGR)閥(未示出)，該廢氣再循環(huán)閥選擇性地將廢 氣重新引導(dǎo)回至進(jìn)氣歧管106。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊110可以使用來自傳感器的信號(hào)而做出對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的控制 決策。僅僅是例示，空氣溫度傳感器138測(cè)量空氣溫度，并且相應(yīng)地輸出空氣溫度信號(hào)。僅 僅是例示，空氣溫度傳感器138可以根據(jù)進(jìn)氣溫度(IAT)和/或環(huán)境空氣溫度來測(cè)量空氣7溫度。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度傳感器139測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的溫度，并且相應(yīng)地輸出冷卻劑溫 度信號(hào)。其它傳感器可以包括質(zhì)量空氣流量(MAF)傳感器、歧管絕對(duì)壓力(MAP)傳感器、 和其它合適的傳感器。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊110亦接收來自曲軸傳感器140的曲軸位置信號(hào)。曲軸傳感器 140測(cè)量曲軸的位置，并相應(yīng)地輸出曲軸位置信號(hào)。僅僅是例示，曲軸傳感器140可以包括 可變磁阻(VR)傳感器或者另外的合適類型的曲軸傳感器。曲軸位置信號(hào)可以包括脈沖串。該脈沖串的每個(gè)脈沖可以在隨曲軸旋轉(zhuǎn)的具有N 個(gè)齒的輪(未示出)的齒通過可變磁阻傳感器時(shí)產(chǎn)生。因此，每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)于曲軸的角旋 轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)量為等于360°除以N個(gè)齒的量。具有N個(gè)齒的輪亦可以包括具有一個(gè)或多個(gè)缺失 齒的間隙，可以將該間隙用作曲軸的一次完整旋轉(zhuǎn)(即，360°的曲軸旋轉(zhuǎn))的指示物。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊110可以與各種車輛模塊進(jìn)行通信。僅僅是例示，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模 塊110可以與變速器控制模塊(未示出)進(jìn)行通信，以協(xié)調(diào)在變速器(未示出)中的換擋。 例如，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊110可以在換擋時(shí)減小發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊110亦可以與 混合動(dòng)力控制模塊(未示出)進(jìn)行通信，從而協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)102與電動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī) (未示出)的運(yùn)行。改變發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的各個(gè)系統(tǒng)可以稱為致動(dòng)器。被改變的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)可以稱為致動(dòng) 器值。例如，節(jié)氣門致動(dòng)器模塊112可以稱為致動(dòng)器，節(jié)氣門打開面積可以稱為致動(dòng)器值。類似地，火花致動(dòng)器模塊122可以稱為致動(dòng)器，而相應(yīng)的致動(dòng)器值可以是相對(duì)于 上止點(diǎn)位置的火花提前量。其它致動(dòng)器可以包括例如相位器致動(dòng)器模塊136、燃料致動(dòng)器 模塊120、和汽缸致動(dòng)器模塊116。對(duì)于這些致動(dòng)器來說，致動(dòng)器值可以分別對(duì)應(yīng)于進(jìn)氣凸 輪相位器角和排氣凸輪相位器角、被噴射燃料的量(例如，質(zhì)量)、和被停用的汽缸的數(shù)量。 發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊110可以控制致動(dòng)器值，以便從發(fā)動(dòng)機(jī)102中獲得期望扭矩。在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)動(dòng)期間，起動(dòng)器(未示出)接合并驅(qū)動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)起動(dòng)器接合并 驅(qū)動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)動(dòng)的時(shí)段開始。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)動(dòng)的時(shí)段可以延長(zhǎng)至，例如， 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過預(yù)定轉(zhuǎn)速(例如，大約500轉(zhuǎn)/分)達(dá)預(yù)定次數(shù)的燃燒事件之時(shí)。發(fā)動(dòng)機(jī) 進(jìn)行發(fā)動(dòng)期間，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊110將期望量的燃料提供給發(fā)動(dòng)機(jī)102的各個(gè)汽缸并燃燒 燃料，從而開始發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。然而，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)動(dòng)時(shí)，若溫度(例如，空氣溫度和發(fā)動(dòng)機(jī)溫度)低，則進(jìn)行適當(dāng) 燃燒所需的燃料的期望量增加。這個(gè)燃料期望量的增加可能是由于被噴射燃料在低溫下有 限的蒸發(fā)能力所致。在低溫下進(jìn)行適當(dāng)燃燒所需的燃料的期望量，亦取決于被燃燒燃料的類型。例如， 在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)動(dòng)期間，為了在低溫下實(shí)現(xiàn)適當(dāng)燃燒，可能需要更大量的E85燃料(相對(duì)于 汽油來說)。本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊110包括停缸模塊170，停缸模塊170在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā) 動(dòng)期間選擇性地停用發(fā)動(dòng)機(jī)102的汽缸。雖然下面將在停缸模塊170涉及單個(gè)代表性汽缸 114的停用時(shí)對(duì)其進(jìn)行討論，但是停缸模塊170可以類似地或同樣地控制發(fā)動(dòng)機(jī)102的其它汽缸。停缸模塊170選擇性地將汽缸114的進(jìn)氣門118和排氣門1 保持在各自的完全 關(guān)閉位置，直到將期望量的燃料提供給汽缸114。停缸模塊170亦遲延汽缸114內(nèi)的燃燒啟動(dòng)，直到已將期望量的燃料噴射入汽缸114中。在已提供期望量的燃料后，停缸模塊170可 以使進(jìn)氣門118和排氣門1 能夠正常打開和關(guān)閉?，F(xiàn)在參見圖2，圖中示出了描述示例性停缸系統(tǒng)200的功能框圖。停缸模塊170包 括燃料確定模塊202、啟用/禁用模塊204、冷起動(dòng)控制模塊206、和致動(dòng)器控制模塊208。在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)動(dòng)期間，燃料確定模塊202確定用于在汽缸114內(nèi)燃燒的燃料的 期望量。發(fā)動(dòng)機(jī)102的各個(gè)其它汽缸的燃料的期望量可以與汽缸114的燃料的期望量相同 或者不同。燃料確定模塊202根據(jù)一個(gè)或多個(gè)溫度來確定燃料的期望量。僅僅是例示，燃料 確定模塊202可以根據(jù)環(huán)境空氣溫度、進(jìn)氣溫度、或者另外的合適的空氣溫度測(cè)量值來確 定燃料的期望量?？梢允褂每諝鉁囟葋泶_定被捕集在汽缸114中的空氣質(zhì)量(即，捕集的空 氣質(zhì)量)，并且可以根據(jù)捕集的空氣質(zhì)量來確定燃料的期望量。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)102已停機(jī)(即， 關(guān)閉)達(dá)至少預(yù)定時(shí)段時(shí)，燃料確定模塊202亦可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的溫度來確定燃料 的期望量。僅僅是例示，燃料的期望量可以隨溫度的降低而增加。燃料確定模塊202亦可以根據(jù)將要被燃燒的燃料的類型來確定燃料的期望量。僅 僅是例示，燃料確定模塊202可以根據(jù)燃料中的乙醇含量來確定燃料的期望量，燃料中的 乙醇含量可以在上一次發(fā)動(dòng)機(jī)102停機(jī)之前被確定和存儲(chǔ)。亦可以使用該類型燃料的甲醇 含量或者另外的合適測(cè)量值。在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)動(dòng)期間，燃料確定模塊202向致動(dòng)器控制模 塊208提供燃料的期望量，用于提供給汽缸114。啟用/禁用模塊204根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的溫度來選擇性地啟用和禁用冷起動(dòng)控制 模塊206。更具體地，若發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的溫度低于預(yù)定的冷起動(dòng)溫度，則啟用/禁用模塊204 可以啟用冷起動(dòng)控制模塊206。僅僅是例示，預(yù)定的冷起動(dòng)溫度可以大約為-20. 0°C。在一 些實(shí)施中，另外地或可替代地，啟用/禁用模塊204可以確保在啟用冷起動(dòng)控制模塊206之 前空氣溫度低于預(yù)定的冷起動(dòng)溫度。啟用/禁用模塊204亦可以根據(jù)在一次燃料噴射事件期間是否能夠噴射期望量的 燃料來選擇性地啟用和禁用冷起動(dòng)控制模塊206。換句話說，啟用/禁用模塊204可以確定 在汽缸114的進(jìn)氣階段和壓縮階段(一周曲軸旋轉(zhuǎn))期間是否能夠噴射期望量的燃料。若 在一次燃料噴射事件期間不能噴射期望量的燃料，則啟用/禁用模塊204啟用冷起動(dòng)控制 模塊206。僅僅是例示，若燃料的期望量大于預(yù)定量，則啟用/禁用模塊204可以啟用冷起 動(dòng)控制模塊206。該預(yù)定量可以對(duì)應(yīng)于在一次發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的進(jìn)氣階段和壓縮階段期間燃料 泵能夠以充分壓力向燃料噴射器121所提供燃料的最大量。換句話說，若冷卻劑溫度高于預(yù)定的冷起動(dòng)溫度或者期望燃料量小于預(yù)定量，則 啟用/禁用模塊204禁用冷起動(dòng)控制模塊206?？梢愿鶕?jù)在一周曲軸旋轉(zhuǎn)(即，360°的曲 軸旋轉(zhuǎn))期間能夠以充分壓力輸送給汽缸114的燃料的最大量來設(shè)定燃料的預(yù)定量。在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)動(dòng)期間，冷起動(dòng)控制模塊206在被啟用時(shí)命令汽缸114停用。例 如，在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)動(dòng)期間，冷起動(dòng)控制模塊206命令汽缸114的進(jìn)氣門118和排氣門126 停用。換句話說，在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)動(dòng)期間，冷起動(dòng)控制模塊206命令致動(dòng)器控制模塊208將 進(jìn)氣門118和排氣門1 保持在各自的關(guān)閉位置。冷起動(dòng)控制模塊206可以命令發(fā)動(dòng)機(jī) 102的所有汽缸停用。然而，在將進(jìn)氣門118和排氣門1 保持在各自的關(guān)閉位置時(shí)，冷起動(dòng)控制模塊206命令噴射期望量的燃料。冷起動(dòng)控制模塊206亦遲延汽缸114的內(nèi)容物的燃燒，直到已 將期望量的燃料噴射入汽缸114中。換句話說，冷起動(dòng)控制模塊206禁止向汽缸114提供 火花，直到已噴射期望量的燃料。在已噴射完期望量的燃料后，冷起動(dòng)控制模塊206啟用汽 缸114的內(nèi)容物的燃燒。冷起動(dòng)控制模塊206可以根據(jù)燃料的期望量來指定停缸時(shí)間(例如，曲軸旋轉(zhuǎn)的 周數(shù))。僅僅是例示，當(dāng)將被噴射燃料的期望量增加時(shí)，冷起動(dòng)控制模塊206可以增加停缸 時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施例中，冷起動(dòng)控制模塊206可以將停缸時(shí)間限制在兩次燃燒循環(huán)(即，曲 軸旋轉(zhuǎn)四周或者說曲軸旋轉(zhuǎn)1440° )。致動(dòng)器控制模塊208根據(jù)來自冷起動(dòng)控制模塊206的命令來控制發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器。 更具體地，致動(dòng)器控制模塊208根據(jù)冷起動(dòng)控制模塊206的命令而提供信號(hào)給汽缸致動(dòng)器 模塊116、燃料致動(dòng)器模塊120、和火花致動(dòng)器模塊122。在發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)已經(jīng)終止后或者在 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)動(dòng)期間當(dāng)冷起動(dòng)控制模塊206被禁用時(shí)，致動(dòng)器控制模塊208可以進(jìn)入到對(duì) 發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器的正?？刂?。圖3是描述在被停缸系統(tǒng)200控制時(shí)與汽缸114關(guān)聯(lián)的各種發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的圖示。 示例性的跡線302跟蹤排氣門1 的打開和關(guān)閉。示例性的跡線304跟蹤進(jìn)氣門118的打 開和關(guān)閉。示例性的跡線306跟蹤燃料噴射器121的打開和關(guān)閉。示例性的跡線308跟蹤 由來自火花塞124的火花所引發(fā)的燃燒。開始發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)，并且發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)在零時(shí)刻開始。圖3中的時(shí)間流逝是用曲軸的 旋轉(zhuǎn)來度量的。示例性的時(shí)刻TDC1、TDC2、TDC3、TDC4、和TDC5分別對(duì)應(yīng)于汽缸114內(nèi)的活 塞到達(dá)上止點(diǎn)位置的第一時(shí)刻、第二時(shí)刻、第三時(shí)刻、第四時(shí)刻、和第五時(shí)刻。在發(fā)動(dòng)機(jī)開始進(jìn)行發(fā)動(dòng)時(shí)或者在零時(shí)刻后不久，燃料確定模塊202確定向汽缸 114所提供燃料的期望量。啟用/禁用模塊204監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的溫度和燃料的期望量， 并且選擇性地啟用冷起動(dòng)控制模塊206。啟用/禁用模塊204亦可以監(jiān)測(cè)空氣溫度，并根據(jù) 空氣溫度來選擇性地啟用冷起動(dòng)控制模塊206。進(jìn)氣門118大約在時(shí)刻TDCl處打開，如進(jìn)氣門位置的跡線304所示。冷起動(dòng)控制 模塊206亦大約在時(shí)刻TDCl處開始向汽缸114提供期望量的燃料。冷起動(dòng)控制模塊206 可以在兩次或更多次的單獨(dú)的燃料噴射中向汽缸114提供期望量的燃料。僅僅是例示，在 圖3中，冷起動(dòng)控制模塊206在第一次單獨(dú)噴射310和第二次單獨(dú)噴射312中提供期望量 的燃料。冷起動(dòng)控制模塊206亦可以根據(jù)例如曲軸位置來指定燃料噴射的正時(shí)。僅僅是例 示，在汽缸114的一個(gè)燃燒循環(huán)的進(jìn)氣階段和壓縮階段期間，冷起動(dòng)控制模塊206向汽缸提 供第一次噴射310。冷起動(dòng)控制模塊206亦可以在第一次噴射310與第二次噴射312之間 繼續(xù)提供燃料噴射(例如，根據(jù)燃料的期望量)。在燃燒循環(huán)的進(jìn)氣階段之后(即，大約在時(shí)刻314處)，冷起動(dòng)控制模塊206停用 汽缸114。更具體地，冷起動(dòng)控制模塊206禁止進(jìn)氣門118和排氣門1 的打開和關(guān)閉，并 且禁止汽缸114的內(nèi)容物的燃燒。示例性的虛線316和318跟蹤在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行期間排氣門126和進(jìn)氣門118的 打開。示例性的虛線320跟蹤汽缸114內(nèi)的示例性燃燒。冷起動(dòng)控制模塊206禁止向汽缸 114提供火花并將進(jìn)氣門118和排氣門1 保持在各自的關(guān)閉位置，直到將期望量的燃料輸送至汽缸114。因此，在第一次噴射310期間向汽缸114所提供的燃料被捕集在汽缸114內(nèi)。大 約在時(shí)刻TDC3處開始向汽缸114進(jìn)行第二次噴射312，以提供燃料的期望量與第一次噴射 310所提供量之間的差量。在其它的實(shí)施例中，可以在兩次以上的單獨(dú)噴射中來將期望量的 燃料提供給汽缸114。冷起動(dòng)控制模塊206大約在示例性時(shí)刻TDC4處引發(fā)期望量燃料的燃燒。在各種 實(shí)施例中，可以在活塞于時(shí)刻TDC4處到達(dá)上止點(diǎn)位置之前或之后引發(fā)燃燒。冷起動(dòng)控制模 塊206亦大約在時(shí)刻TDC4處使進(jìn)氣門118和排氣門1 能夠打開和關(guān)閉。于是，將排氣門 126打開以排出來自汽缸114的燃燒副產(chǎn)物，如在322處所示，并且將進(jìn)氣門118打開以吸 入新鮮空氣，如在3M處所示?，F(xiàn)在參見圖4，圖中示出了描述示例性方法400的流程圖。方法400在步驟402中 發(fā)動(dòng)機(jī)開始進(jìn)行發(fā)動(dòng)時(shí)開始，在該步驟402中方法400確定發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的溫度是否低于 預(yù)定的冷起動(dòng)溫度。在步驟402中，方法400亦可以確定空氣的溫度是否低于預(yù)定的冷起 動(dòng)溫度。若為“是”，則方法400繼續(xù)至步驟404，若為“否”，則方法400結(jié)束。在步驟404中，方法400確定要向汽缸114提供的燃料的期望量。在步驟406中， 方法400確定是否可以在一次燃料噴射中噴射期望量的燃料。換句話說，在步驟406中，方 法400確定在汽缸114的燃燒循環(huán)的進(jìn)氣階段和壓縮階段期間(一周曲軸旋轉(zhuǎn))是否可以 噴射期望量的燃料。若為“是”，則方法400結(jié)束，若為“否”，則方法400繼續(xù)至步驟408。僅 僅是例示，若燃料的期望量小于預(yù)定量，則可以在一次燃料噴射中噴射期望量的燃料。在步驟408中，方法400向汽缸114提供燃料的第一次噴射。在步驟408中，方法 400亦可以確定燃料的期望量中有多少應(yīng)當(dāng)被分配到各次單獨(dú)的燃料噴射中。在步驟410 中，方法400禁止在汽缸114的燃燒，并且停用進(jìn)氣門118和排氣門126。在步驟412中，方法400向汽缸114提供另一次(例如，第二次)的燃料噴射。在 于兩次單獨(dú)的噴射中提供期望量燃料的實(shí)施例中，第二次燃料噴射提供了期望量燃料的剩 余部分。在其它實(shí)施例中，亦可以在步驟414之前執(zhí)行一次或多次額外的燃料噴射。在步 驟414中，方法400確定是否已經(jīng)噴射完期望量的燃料。若為“是”，則該方法前進(jìn)至步驟 416，若為“否”，則該方法返回至步驟412以提供另一次燃料噴射。在步驟416中，方法400 點(diǎn)燃汽缸114中的內(nèi)容物。然后方法400結(jié)束并且可以進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。本發(fā)明的廣泛教示可以通過多種形式來實(shí)施。因此，雖然本發(fā)明包括具體實(shí)例，但 本發(fā)明的真實(shí)范圍不應(yīng)受如此限制，因?yàn)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員在研究了附圖、說明書和所附權(quán) 利要求之后可以了解其它修改。
權(quán)利要求
1.一種停缸系統(tǒng)，包括燃料噴射模塊，其在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)動(dòng)期間將期望量的燃料噴射入發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸中；以及冷起動(dòng)控制模塊，若空氣溫度和冷卻劑溫度中的至少一個(gè)溫度低于預(yù)定的冷起動(dòng)溫 度，則在噴射所述期望量的燃料時(shí)所述冷起動(dòng)控制模塊將與所述汽缸相關(guān)聯(lián)的進(jìn)氣門和排 氣門保持在各自的關(guān)閉位置。
2.如權(quán)利要求1所述的停缸系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定的冷起動(dòng)溫度低于零攝氏度。
3.如權(quán)利要求1所述的停缸系統(tǒng)，還包括燃料確定模塊，所述燃料確定模塊根據(jù)所述 空氣溫度來確定所述燃料的期望量。
4.如權(quán)利要求3所述的停缸系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料確定模塊還根據(jù)所述燃料的 類型來確定所述燃料的期望量。
5.如權(quán)利要求1所述的停缸系統(tǒng)，其特征在于，所述冷起動(dòng)控制模塊將所述期望量的 燃料的所述噴射分成至少兩個(gè)單獨(dú)的燃料噴射事件。
6.如權(quán)利要求1所述的停缸系統(tǒng)，其特征在于，在將期望量的燃料分別噴射入所述發(fā) 動(dòng)機(jī)的其它汽缸中時(shí)，所述冷起動(dòng)控制模塊將與所述其它汽缸相關(guān)聯(lián)的進(jìn)氣門和排氣門分 別保持在關(guān)閉位置。
7.如權(quán)利要求1所述的停缸系統(tǒng)，其特征在于，在噴射所述期望量的燃料時(shí)，所述冷起 動(dòng)控制模塊禁止所述進(jìn)氣門和排氣門的打開達(dá)至少兩周的曲軸旋轉(zhuǎn)。
8.如權(quán)利要求1所述的停缸系統(tǒng)，其特征在于，所述冷起動(dòng)控制模塊禁止向所述汽缸 提供火花達(dá)至少兩周的曲軸旋轉(zhuǎn)。
9.一種停缸系統(tǒng)，包括燃料噴射模塊，其在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)動(dòng)期間將期望量的燃料噴射入發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸中；以及冷起動(dòng)控制模塊，若所述燃料的期望量大于在一次汽缸循環(huán)中能夠噴射的燃料的預(yù)定 最大量，則在噴射所述期望量的燃料時(shí)所述冷起動(dòng)控制模塊將與所述汽缸相關(guān)聯(lián)的進(jìn)氣門 和排氣門保持在各自的關(guān)閉位置。
10.如權(quán)利要求9所述的停缸系統(tǒng)，還包括燃料確定模塊，所述燃料確定模塊根據(jù)空氣 溫度和所述燃料的類型來確定所述的燃料的期望量。
全文摘要
本發(fā)明涉及冷起動(dòng)系統(tǒng)和方法。具體地，提供了一種包括燃料噴射模塊和冷起動(dòng)控制模塊的停缸系統(tǒng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)動(dòng)期間，燃料噴射模塊將期望量的燃料噴射入發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸中。若空氣溫度和冷卻劑溫度中的至少一個(gè)溫度低于預(yù)定的冷起動(dòng)溫度，則在噴射期望量的燃料時(shí)冷起動(dòng)控制模塊將與汽缸相關(guān)聯(lián)的進(jìn)氣門和排氣門保持在各自的關(guān)閉位置。
文檔編號(hào)F02D41/06GK102042102SQ20101051689
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月20日
發(fā)明者D·J·克利里, D·P·紹馬克, J·張 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司