專(zhuān)利名稱(chēng)：用于停止-起動(dòng)和混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)的汽缸空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛和停止-起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
這里提供的背景描述是為了在總體上呈現(xiàn)本公開(kāi)的背景的目的。當(dāng)前署名的發(fā)明人的一部分工作在背景技術(shù)部分中被描述，這部分內(nèi)容以及在提交申請(qǐng)時(shí)該描述中不另構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的方面，既不明確也不暗示地被承認(rèn)是破壞本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。停止-起動(dòng)車(chē)輛和混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛(HEV)可各自包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(ICE)、一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)馬達(dá)以及控制模塊。例如，停止-起動(dòng)車(chē)輛和HEV可關(guān)閉(停用)ICE，以減少I(mǎi)CE 空轉(zhuǎn)的時(shí)間量。這改善了燃料經(jīng)濟(jì)性并減少了排放。當(dāng)車(chē)輛速度低于閾值時(shí)，ICE可被關(guān)閉。在停止-起動(dòng)系統(tǒng)和在HEV系統(tǒng)中，ICE可被關(guān)閉和/或轉(zhuǎn)變到靜止?fàn)顟B(tài)(即，發(fā)動(dòng)機(jī)速度等于0轉(zhuǎn)/秒)。例如，當(dāng)加速器踏板被致動(dòng)時(shí)，ICE可被自動(dòng)起動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其包括第一模塊，該第一模塊確定發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸將要處于M種預(yù)測(cè)類(lèi)型中的一種并產(chǎn)生“到進(jìn)氣距離”信號(hào)，該到進(jìn)氣距離信號(hào)表示了所述汽缸離進(jìn)氣沖程的預(yù)測(cè)步驟的數(shù)量。M為大于或等于3的整數(shù)。第二模塊確定所述汽缸的循環(huán)類(lèi)型。該循環(huán)類(lèi)型表示了所述汽缸從所述發(fā)動(dòng)機(jī)的上次重起動(dòng)以來(lái)所已經(jīng)經(jīng)歷的燃燒循環(huán)的數(shù)量。 汽缸空氣充量模塊基于所述到進(jìn)氣距離信號(hào)和所述循環(huán)類(lèi)型來(lái)估計(jì)所述汽缸內(nèi)的空氣質(zhì)量。在其他特征中，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括確定發(fā)動(dòng)機(jī)處于停轉(zhuǎn)狀態(tài)的時(shí)間量的發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)時(shí)器。第一位置模塊確定發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸和凸輪軸中的至少一個(gè)的位置并產(chǎn)生第一位置信號(hào)。 第二位置模塊估計(jì)活塞在發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸內(nèi)的位置并產(chǎn)生第二位置信號(hào)。捕獲空氣充量模塊基于所述時(shí)間量、所述第一位置信號(hào)和所述第二位置信號(hào)來(lái)確定所述汽缸內(nèi)的捕獲空氣質(zhì)量。本發(fā)明還包括以下方案
方案1. 一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括第一模塊，所述第一模塊確定發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸將處在M種預(yù)測(cè)類(lèi)型中的一種中并產(chǎn)生到進(jìn)氣距離信號(hào)，所述到進(jìn)氣距離信號(hào)表示了所述汽缸離進(jìn)氣沖程的預(yù)測(cè)步驟的數(shù)量， 其中M為大于或等于3的整數(shù)；第二模塊，所述第二模塊確定所述汽缸的循環(huán)類(lèi)型，其中所述循環(huán)類(lèi)型表示了所述汽缸從所述發(fā)動(dòng)機(jī)的上次重起動(dòng)以來(lái)所已經(jīng)經(jīng)歷的燃燒循環(huán)的數(shù)量；以及汽缸空氣充量模塊，所述汽缸空氣充量模塊基于所述到進(jìn)氣距離信號(hào)和所述循環(huán)類(lèi)型來(lái)估計(jì)所述汽缸內(nèi)的空氣質(zhì)量。方案2.根據(jù)方案1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述預(yù)測(cè)類(lèi)型包括曲柄模式、曲柄至運(yùn)行模式、運(yùn)行模式和失火模式。方案3.根據(jù)方案1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述預(yù)測(cè)步驟包括在前零個(gè)步驟，其中所述汽缸位于所述進(jìn)氣沖程中；在前一個(gè)步驟，其中所述汽缸是在所述進(jìn)氣沖程之前的一個(gè)預(yù)測(cè)步驟，從而處于排氣沖程中；以及在前兩個(gè)步驟，其中所述汽缸離開(kāi)所述進(jìn)氣沖程兩個(gè)預(yù)測(cè)步驟，從而處于膨脹沖程中。方案4.根據(jù)方案1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述預(yù)測(cè)步驟的數(shù)量基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)中的汽缸的數(shù)量。方案5.根據(jù)方案1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述空氣充量模塊估計(jì)每一個(gè)預(yù)測(cè)步驟處的所述空氣質(zhì)量。方案6.根據(jù)方案1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述循環(huán)類(lèi)型表示了所述空氣質(zhì)量是否包括來(lái)自先前燃燒循環(huán)的燃燒殘余物質(zhì)。方案7.根據(jù)方案1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述汽缸空氣充量模塊基于歧管絕對(duì)壓力和進(jìn)氣充量溫度來(lái)確定所述空氣質(zhì)量。方案8.根據(jù)方案1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述汽缸空氣充量模塊基于環(huán)境空氣溫度、汽缸蓋溫度和活塞溫度來(lái)確定所述空氣質(zhì)量。方案9.根據(jù)方案1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括基于所述空氣質(zhì)量和發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)變量來(lái)產(chǎn)生燃料信號(hào)的燃料模塊。方案10.根據(jù)方案1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括基于所述空氣質(zhì)量和發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)變量來(lái)產(chǎn)生火花信號(hào)的火花模塊。方案11.根據(jù)方案1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)時(shí)器，所述發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)時(shí)器確定所述發(fā)動(dòng)機(jī)處于停轉(zhuǎn)狀態(tài)中的時(shí)間量；以及捕獲空氣充量模塊，所述捕獲空氣充量模塊基于所述時(shí)間量并且在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)閉之后確定所述汽缸內(nèi)的捕獲空氣質(zhì)量；其中所述汽缸空氣充量模塊在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)閉期間基于所述預(yù)測(cè)類(lèi)型和所述循環(huán)類(lèi)型來(lái)估計(jì)所述汽缸內(nèi)的空氣質(zhì)量。方案12.根據(jù)方案11所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括第一位置模塊，所述第一位置模塊確定發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸和凸輪軸中的至少一個(gè)的位置并產(chǎn)生第一位置信號(hào)；以及第二位置模塊，所述第二位置模塊估計(jì)活塞在發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸內(nèi)的位置并產(chǎn)生第二位置信號(hào)；其中所述捕獲空氣充量模塊基于所述第一位置信號(hào)和所述第二位置信號(hào)來(lái)確定所述捕獲空氣質(zhì)量。方案13.根據(jù)方案1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括檢測(cè)加速器的狀態(tài)并產(chǎn)生加速器信號(hào)的加速器傳感器；以及基于所述空氣質(zhì)量并在所述加速器信號(hào)表示加速器的致動(dòng)時(shí)產(chǎn)生燃料信號(hào)的燃料模塊；其中所述燃料模塊在所述加速器信號(hào)表示所述加速器未被致動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生所述燃料信號(hào)。方案14.根據(jù)方案13所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括基于所述加速器信號(hào)來(lái)操作所述發(fā)動(dòng)機(jī)從發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止模式轉(zhuǎn)變到發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)模式的發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊。方案15. —種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)時(shí)器，所述發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)時(shí)器確定發(fā)動(dòng)機(jī)處于停轉(zhuǎn)狀態(tài)中的時(shí)間量；第一位置模塊，所述第一位置模塊確定發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸和凸輪軸中的至少一個(gè)的位
置并產(chǎn)生第一位置信號(hào)；第二位置模塊，所述第二位置模塊估計(jì)活塞在發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸內(nèi)的位置并產(chǎn)生第二位置信號(hào)；以及捕獲空氣充量模塊，所述捕獲空氣充量模塊基于所述時(shí)間量、所述第一位置信號(hào)和所述第二位置信號(hào)來(lái)確定所述汽缸內(nèi)的捕獲空氣質(zhì)量。方案16.根據(jù)方案15所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中所述活塞的位置在上死點(diǎn)和下死點(diǎn)之間；以及所述捕獲空氣質(zhì)量是部分充量。方案17.根據(jù)方案16所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括燃料模塊，所述燃料模塊在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的啟用后的第一次點(diǎn)火循環(huán)期間基于所述捕獲空氣質(zhì)量來(lái)產(chǎn)生燃料信號(hào)。方案18.根據(jù)方案16所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括火花模塊，所述火花模塊在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的啟用后的第一次點(diǎn)火循環(huán)期間基于所述捕獲空氣質(zhì)量來(lái)產(chǎn)生火花信號(hào)。方案19.根據(jù)方案16所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括以下中的至少一種燃料模塊，所述燃料模塊在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的啟用后的第一次點(diǎn)火循環(huán)期間基于所述捕獲空氣質(zhì)量來(lái)產(chǎn)生燃料信號(hào)；以及火花模塊，所述火花模塊在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的啟用后的第一次點(diǎn)火循環(huán)期間基于所述捕獲空氣質(zhì)量來(lái)產(chǎn)生火花信號(hào)。方案20.根據(jù)方案15所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述捕獲空氣充量模塊基于所述進(jìn)氣充量溫度來(lái)確定所述捕獲空氣質(zhì)量。方案21.根據(jù)方案15所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述捕獲空氣充量模塊基于環(huán)境空氣溫度、汽缸蓋溫度和活塞溫度來(lái)確定所述捕獲空氣質(zhì)量。方案22.根據(jù)方案15所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括第一模塊，所述第一模塊確定所述汽缸將處于M種預(yù)測(cè)類(lèi)型中的一種中并產(chǎn)生到進(jìn)氣距離信號(hào)，所述到進(jìn)氣距離信號(hào)表示了所述汽缸離進(jìn)氣沖程的預(yù)測(cè)步驟的數(shù)量，其中M 為大于或等于3的整數(shù)，第二模塊，所述第二模塊確定所述汽缸的循環(huán)類(lèi)型，其中所述循環(huán)類(lèi)型表示了所述汽缸從所述發(fā)動(dòng)機(jī)的上次重起動(dòng)以來(lái)所已經(jīng)經(jīng)歷的燃燒循環(huán)的數(shù)量；以及汽缸空氣充量模塊，所述汽缸空氣充量模塊基于所述到進(jìn)氣距離信號(hào)和所述循環(huán)類(lèi)型來(lái)估計(jì)所述汽缸內(nèi)的空氣質(zhì)量。進(jìn)一步的應(yīng)用范圍將根據(jù)這里提供的描述而變得明顯。應(yīng)該理解的是，描述和特定實(shí)例均旨在僅為示例的目的，并非意在限制本公開(kāi)的范圍。


這里描述的附圖僅是為了例示的目的，并非旨在以任何方式限制本公開(kāi)的范圍。圖1是根據(jù)本公開(kāi)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的功能框圖；圖2是根據(jù)本公開(kāi)的、結(jié)合有空氣充量模塊的發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊的功能框圖；圖3是根據(jù)本公開(kāi)的汽缸監(jiān)測(cè)模塊的功能框圖；圖4是根據(jù)本公開(kāi)的、例示了發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)閉、停轉(zhuǎn)和起動(dòng)階段的圖線；圖5是根據(jù)本公開(kāi)的、例示了從關(guān)閉階段轉(zhuǎn)換到起動(dòng)階段的圖線；圖6是根據(jù)本公開(kāi)的階段圖；圖7是根據(jù)本公開(kāi)的到進(jìn)氣距離和循環(huán)類(lèi)型圖；以及圖8例示了根據(jù)本公開(kāi)的、操作停止起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的方法。
具體實(shí)施例方式以下的描述本質(zhì)上僅是示例性的，且絕非意在限制本公開(kāi)、其應(yīng)用或用途。為了清楚起見(jiàn)，相同的附圖標(biāo)記在附圖中將用于表示類(lèi)似的元件。如在此使用地，短語(yǔ)“A、B和C 中至少一個(gè)”應(yīng)該被解釋為意指使用了非排他性邏輯“或”的邏輯(A或B或C)。應(yīng)理解的是，方法中的步驟可在不改變本公開(kāi)原理的情況下以不同的順序執(zhí)行。如在此使用地，術(shù)語(yǔ)“模塊”可指以下各項(xiàng)的一部分，或者包括以下各項(xiàng)，所述各項(xiàng)為專(zhuān)用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一種或多種軟件或固件程序的處理器(共享的、 專(zhuān)用的或成組的)和/或存儲(chǔ)器(共享的、專(zhuān)用的或成組的)、組合邏輯電路、和/或其它提供所述功能的合適部件。在圖1中，其顯示了示例性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10和相應(yīng)的停止-起動(dòng)控制系統(tǒng)12。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(ICE) 14和變速器系統(tǒng)16。ICE 14具有相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊 (ECM) 18。停止-起動(dòng)控制系統(tǒng)12包括ECM 18，其具有空氣充量模塊22。當(dāng)某些條件得到滿(mǎn)足時(shí)，ECM 18關(guān)閉和起動(dòng)ICE 14，以便節(jié)省燃料和提供所需的扭矩輸出量。示例的條件如下所述。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10和停止-起動(dòng)控制系統(tǒng)12在自動(dòng)停止模式、捕獲空氣充量調(diào)節(jié)模式和自動(dòng)起動(dòng)模式下操作。在自動(dòng)停止模式期間，ICE 14的速度降低且ICE 14的燃料和火花都停用。在自動(dòng)停止模式期間，ICE 14停轉(zhuǎn)，使得ICE 14關(guān)閉且ICE 14的速度等于0 轉(zhuǎn)/秒(rev/s)。例如，當(dāng)ICE 14的曲軸不旋轉(zhuǎn)時(shí)，ICE 14的速度等于0轉(zhuǎn)/秒。當(dāng)燃料 (或燃料系統(tǒng))和火花(或點(diǎn)火系統(tǒng))停用時(shí)，可認(rèn)為ICE 14關(guān)閉(停用)。ICE 14的速度在自動(dòng)停止模式期間例如可從當(dāng)前速度斜坡減小(ramp down)到0轉(zhuǎn)/秒。在捕獲空氣充量調(diào)節(jié)模式期間，ICE 14停轉(zhuǎn)且空氣充量模塊22追蹤和/或估計(jì)在ICE 14的汽缸內(nèi)的空氣質(zhì)量。在自動(dòng)起動(dòng)模式期間，ICE 14可曲柄發(fā)動(dòng)，且ICE 14的速度可增加到空轉(zhuǎn)速度。在自動(dòng)起動(dòng)模式期間，燃料和火花都被啟用?？諝獬淞磕K22追蹤在ICE 14每個(gè)汽缸內(nèi)的空氣質(zhì)量(空氣充量)。這包括在自動(dòng)停止、捕獲空氣充量調(diào)節(jié)和自動(dòng)起動(dòng)模式期間追蹤空氣充量。在自動(dòng)停止、捕獲空氣充量調(diào)節(jié)和自動(dòng)起動(dòng)模式期間，空氣充量模塊22確定和調(diào)整在一個(gè)或多個(gè)汽缸內(nèi)的捕獲空氣充量的估值。ECM 18在ICE 14的起動(dòng)時(shí)可以在具有捕獲空氣的汽缸內(nèi)啟用燃料和火花。捕獲空氣充量可以指包含在ICE 14的汽缸內(nèi)的部分空氣充量或全部空氣充量。 全部空氣充量是指在完整的進(jìn)氣沖程后在汽缸內(nèi)的空氣質(zhì)量。部分空氣充量是指ICE停轉(zhuǎn)后在汽缸內(nèi)的空氣質(zhì)量。在汽缸內(nèi)的捕獲的(捕捉到的)空氣充量會(huì)因?yàn)樾孤兜木壒识S著時(shí)間減少；因此捕獲空氣充量可能會(huì)從全部空氣充量轉(zhuǎn)變?yōu)椴糠挚諝獬淞?。?dāng)ICE 14停轉(zhuǎn)且經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，每個(gè)汽缸內(nèi)捕獲空氣的量安定于均衡水平。ECM 18可基于在每個(gè)汽缸內(nèi)的相應(yīng)空氣質(zhì)量來(lái)調(diào)節(jié)用于每個(gè)汽缸的燃料和火花參數(shù)。燃料參數(shù)可包括，例如，燃料噴射量、燃料噴射壓力、燃料噴射正時(shí)等。火花參數(shù)可包括，例如，火花能量和火花正時(shí)?；谌缦滤龅母鞣N不同參數(shù)，來(lái)針對(duì)當(dāng)前汽缸事件估計(jì)和/或?yàn)殡S后的汽缸事件預(yù)測(cè)每個(gè)汽缸的空氣質(zhì)量。根據(jù)操作模式，可使用不同的參數(shù)來(lái)估計(jì)和/或預(yù)測(cè)每個(gè)汽缸的空氣質(zhì)量。雖然在此描述的是火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)，但本公開(kāi)也適用于其它類(lèi)型的扭矩發(fā)生器，例如，汽油型發(fā)動(dòng)機(jī)、氣態(tài)燃料型發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油型發(fā)動(dòng)機(jī)、丙烷型發(fā)動(dòng)機(jī)和混合動(dòng)力型發(fā)動(dòng)機(jī)。變速器系統(tǒng)16具有相應(yīng)的變速器控制模塊(TCM) M。ECM 18和TCM M可通過(guò)串行和/或并行連接和/或通過(guò)控制區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN) 28互相通訊?；趤?lái)自駕駛員輸入模塊四(例如，駕駛員輸入信號(hào)DI)的信息和如下所述的其他信息，ICE 14燃燒空氣/燃料混合物，從而為車(chē)輛產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩。在操作中，通過(guò)節(jié)氣門(mén)閥36將空氣吸到ICE 14的進(jìn)氣歧管30中。例如，基于來(lái)自駕駛員輸入模塊四的信息， ECM 18命令節(jié)氣門(mén)致動(dòng)器模塊38調(diào)節(jié)節(jié)氣門(mén)閥36的開(kāi)度，以控制吸到進(jìn)氣歧管30中的空氣量。ECM 18命令燃料致動(dòng)器模塊31，以控制例如通過(guò)燃料噴射器33噴射進(jìn)入進(jìn)氣歧管 30、進(jìn)氣流道(runner)和/或汽缸32中的燃料的量。駕駛員輸入模塊四可以具有或接收來(lái)自例如制動(dòng)器致動(dòng)器39 (例如制動(dòng)器踏板) 和/或加速器40 (例如加速器踏板)的傳感器的信號(hào)。所述傳感器可包括制動(dòng)器傳感器41 和加速器傳感器42。駕駛員輸入信號(hào)DI可包括制動(dòng)器踏板信號(hào)BRAKE 43和加速器踏板信號(hào)ACCEL 44。來(lái)自進(jìn)氣歧管30的空氣通過(guò)進(jìn)氣閥45吸入到ICE 14的汽缸內(nèi)。雖然ICE 14可包括多個(gè)汽缸，但是為說(shuō)明的目的只顯示單一的代表性汽缸32。ECM 18控制噴射進(jìn)入到進(jìn)氣歧管30和/或汽缸32中的燃料量。所噴射的燃料與空氣混合并在汽缸32內(nèi)產(chǎn)生空氣/燃料混合物。在汽缸32內(nèi)的活塞(未顯示)壓縮該空氣/燃料混合物?；趤?lái)自ECM 18的信號(hào)，點(diǎn)火系統(tǒng)48的火花致動(dòng)器模塊47給汽缸32 內(nèi)的火花塞49賦能，火花塞49點(diǎn)燃空氣/燃料混合物?？諝?燃料混合物的燃燒驅(qū)動(dòng)活塞向下，從而驅(qū)動(dòng)曲軸50旋轉(zhuǎn)。活塞然后再次開(kāi)始向上移動(dòng)并通過(guò)排氣閥51排出燃燒副產(chǎn)品。燃燒副產(chǎn)品通過(guò)排氣系統(tǒng)從車(chē)輛排出。ICE14可以是四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其中活塞通過(guò)進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、動(dòng)力/膨脹沖程和壓縮沖程來(lái)反復(fù)循環(huán)。進(jìn)氣閥45和排氣閥51可通過(guò)各自的凸輪軸60、62和凸輪相位器66、68由汽缸致動(dòng)器模塊56控制。凸輪相位器66、68由相位器致動(dòng)器模塊69控制。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10可以利用一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)位置和/或速度傳感器90以每分鐘轉(zhuǎn)速(RPM)來(lái)測(cè)量曲軸50的速度(發(fā)動(dòng)機(jī)速度)。發(fā)動(dòng)機(jī)位置和/或速度傳感器90可為單向或雙向傳感器。單向傳感器沿單一方向檢測(cè)旋轉(zhuǎn)。雙向傳感器則沿兩個(gè)方向檢測(cè)旋轉(zhuǎn)。 雙向傳感器可用于檢測(cè)例如ICE 14的“反跳(rock back)”。反跳指的是，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸例如由于發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞和摩擦力之間的平衡和/或由于汽缸壓力而沿相反方向旋轉(zhuǎn)的情況。ICE 14的溫度可使用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑或油溫度(ECT)傳感器92進(jìn)行測(cè)量。ECT傳感器 92可位于ICE 14內(nèi)，或位于冷卻劑和/或油能夠循環(huán)到的其它位置處，例如散熱器(未顯示)°進(jìn)氣歧管30內(nèi)的壓力可利用歧管絕對(duì)壓力(MAP)傳感器94進(jìn)行測(cè)量。在各種實(shí)施方案中，可測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)真空度，其中發(fā)動(dòng)機(jī)真空度是環(huán)境空氣壓力與進(jìn)氣歧管30內(nèi)的壓力之間的差。流入到進(jìn)氣歧管30中的空氣的質(zhì)量可使用空氣質(zhì)量流量(MAF)傳感器96進(jìn)行測(cè)量。ECM 18主要從MAF傳感器96確定汽缸的新鮮空氣充量，并利用開(kāi)環(huán)、閉環(huán)和瞬時(shí)燃料加注算法來(lái)計(jì)算所需的燃料質(zhì)量。燃料噴射器特征函數(shù)將期望的燃料質(zhì)量按照時(shí)間轉(zhuǎn)換到噴射器中，其通過(guò)ECM 18的燃料噴射器輸出來(lái)執(zhí)行。節(jié)氣門(mén)致動(dòng)器模塊98可利用一個(gè)或多個(gè)節(jié)氣門(mén)位置傳感器(TPQ 100監(jiān)測(cè)節(jié)氣門(mén)閥36的位置。被吸入到發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的空氣的環(huán)境溫度可利用進(jìn)氣溫度(IAT)傳感器101進(jìn)行測(cè)量。ECM 18可與TCM 24通訊以協(xié)調(diào)變速器系統(tǒng)16中的換擋。例如，ECM 18可在換擋過(guò)程中減少扭矩。ECM 18可與混合動(dòng)力控制模塊102通訊以協(xié)調(diào)ICE 14與電動(dòng)馬達(dá)和/ 或發(fā)電機(jī)(馬達(dá)/發(fā)電機(jī))104的運(yùn)行。馬達(dá)/發(fā)電機(jī)104可用來(lái)輔助ICE 14 ；取代ICE 14和起動(dòng)ICE 14。停止-起動(dòng)控制系統(tǒng)12可為12伏特(V)的停止-起動(dòng)系統(tǒng)。停止-起動(dòng)控制系統(tǒng)12可為12伏特(V)的系統(tǒng)。12伏特的停止-起動(dòng)系統(tǒng)可以指的是帶有以12伏特操作的不同起動(dòng)器/馬達(dá)的傳統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)。12伏特的停止-起動(dòng)系統(tǒng)包括帶有輔助泵108的變速器106，輔助泵108位于所述變速器外部，并維持變速器106 內(nèi)的流體壓力以維持(一個(gè)或多個(gè))齒輪和/或(一個(gè)或多個(gè))離合器的接合。例如，可以在自動(dòng)停止/起動(dòng)模式期間使用輔助泵108來(lái)使第一擋位保持在接合狀態(tài)。在各種實(shí)施例中，ECM、TCM和混合動(dòng)力控制模塊102可集成到一個(gè)或多個(gè)模塊中?，F(xiàn)在還參考圖2，其中顯示了 ECM 18。ECM 18包括發(fā)動(dòng)機(jī)位置模塊150、模式選擇模塊152、模式改變模塊154、汽缸監(jiān)測(cè)模塊156、燃料控制模塊158、火花控制模塊160和節(jié)氣門(mén)控制模塊162。發(fā)動(dòng)機(jī)位置模塊150確定ICE 14的位置。該位置可指的是ICE 14的曲軸和/或凸輪軸的位置。基于例如從(一個(gè)或多個(gè))發(fā)動(dòng)機(jī)位置和/或速度傳感器90接收的位置傳感器信號(hào)PS1-Pi^ 164來(lái)確定該位置，這里N是大于或等于1的整數(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)位置模塊150 產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)位置信號(hào)POS 1166(第一位置信號(hào))。模式選擇模塊152確定發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10的當(dāng)前操作模式并且產(chǎn)生模式選擇信號(hào)
8MODE 167。模式選擇模塊152可基于制動(dòng)器信號(hào)BRAKE 43、加速器踏板信號(hào)ACCEL 44和模式改變信號(hào)SWITCH 170來(lái)確定當(dāng)前操作模式。模式改變模塊IM可為模式選擇模塊152的一部分或如圖所示可為截然不同的模塊。模式改變模塊1 在不停轉(zhuǎn)ICE 14的情況下將發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10從自動(dòng)停止模式轉(zhuǎn)變到自動(dòng)起動(dòng)模式。這種轉(zhuǎn)變可包括或者可不包括執(zhí)行捕獲空氣充量調(diào)節(jié)模式。這種轉(zhuǎn)變的實(shí)例如圖5所示。模式改變模塊巧4可基于例如加速器踏板信號(hào)ACCEL 44來(lái)產(chǎn)生模式改變信號(hào)SWITCH 170。車(chē)輛操作員可在自動(dòng)停止模式期間致動(dòng)加速器踏板。模式改變模塊154 可中斷自動(dòng)停止模式，并基于加速器踏板40的致動(dòng)開(kāi)始自動(dòng)起動(dòng)模式?，F(xiàn)在還參考圖3，其中顯示了汽缸監(jiān)測(cè)模塊156。汽缸監(jiān)測(cè)模塊156在自動(dòng)停止、 捕獲空氣充量調(diào)節(jié)和自動(dòng)起動(dòng)模式期間監(jiān)測(cè)每個(gè)汽缸的狀態(tài)。每個(gè)汽缸的汽缸狀態(tài)信息包括預(yù)測(cè)類(lèi)型；發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸離進(jìn)氣沖程的預(yù)測(cè)步驟的數(shù)量(“到進(jìn)氣距離”)；循環(huán)類(lèi)型；汽缸的當(dāng)前活塞沖程；進(jìn)氣閥和排氣閥的狀態(tài)；等等。預(yù)測(cè)類(lèi)型可為曲柄模式、曲柄至運(yùn)行模式、運(yùn)行模式和失火模式中的一種。失火模式可指的是發(fā)生了失火的時(shí)間段。失火可指的是汽缸內(nèi)的燃料充量未在正確的時(shí)間點(diǎn)燃。燃燒循環(huán)可包含進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、動(dòng)力/膨脹沖程、和排氣沖程。燃燒循環(huán)可劃分為三個(gè)步驟。第一或進(jìn)氣步驟(在前0個(gè)步驟)包括排氣沖程終止和進(jìn)氣沖程。第二步驟(在前1個(gè)步驟)包括排氣沖程。第三步驟(在前2個(gè)步驟)包括動(dòng)力/膨脹沖程。 這將關(guān)于圖7進(jìn)一步描述。汽缸監(jiān)測(cè)模塊156包括到進(jìn)氣距離模塊200、循環(huán)類(lèi)型模塊202、位置估計(jì)模塊204 和空氣充量模塊22。到進(jìn)氣距離模塊200確定發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸離開(kāi)進(jìn)氣沖程的預(yù)測(cè)步驟數(shù)并產(chǎn)生到進(jìn)氣距離信號(hào)DISTfromINT 206。到進(jìn)氣距離信號(hào)DISTfromINT 206可基于發(fā)動(dòng)機(jī)位置信號(hào)POSl 166、模式選擇信號(hào)MODE 167、燃料控制信號(hào)FUEL 208、火花控制信號(hào)SPARK 210、和/或進(jìn)氣沖程信號(hào)INTAKE 212產(chǎn)生。進(jìn)氣沖程信號(hào)INTAKE 212可為汽缸進(jìn)氣沖程的進(jìn)氣開(kāi)始和結(jié)束時(shí)間。進(jìn)氣沖程信號(hào)212可基于發(fā)動(dòng)機(jī)位置信號(hào)POSl 166產(chǎn)生。循環(huán)類(lèi)型模塊202確定汽缸從ICE 14的啟用開(kāi)始所經(jīng)歷的點(diǎn)火(火花事件)的數(shù)量。點(diǎn)火的數(shù)量可由火花計(jì)數(shù)器213計(jì)數(shù)。循環(huán)類(lèi)型模塊202通過(guò)循環(huán)類(lèi)型信號(hào)CYCTYP 214表示循環(huán)類(lèi)型信息。到進(jìn)氣距離和循環(huán)類(lèi)型信息在下面關(guān)于圖7進(jìn)一步描述。循環(huán)類(lèi)型信號(hào)CYCTYP 214可基于發(fā)動(dòng)機(jī)位置信號(hào)POSl 166、火花信號(hào)SPARK 210和/或進(jìn)氣沖程信號(hào)212產(chǎn)生。位置估計(jì)模塊204估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)位置和/或在ICE 14每個(gè)汽缸內(nèi)的活塞位置。位置估計(jì)模塊204可基于發(fā)動(dòng)機(jī)位置信號(hào)POSl 166、到進(jìn)氣距離信號(hào)DISTfromINT 206和/ 或循環(huán)類(lèi)型信號(hào)CYCTYP 214來(lái)估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)位置和/或活塞位置。位置估計(jì)模塊204產(chǎn)生位置估計(jì)信號(hào)P0S2216 (第二位置信號(hào))?？諝獬淞磕K22包括關(guān)閉模塊220、捕獲空氣充量模塊222和起動(dòng)模塊224。關(guān)閉模塊220產(chǎn)生第一空氣充量信號(hào)226，其表示了針對(duì)自動(dòng)停止模式的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)(或事件)在每個(gè)汽缸內(nèi)的空氣質(zhì)量。捕獲空氣充量模塊222產(chǎn)生第二空氣充量信號(hào)228，其表示了當(dāng)ICE 14停轉(zhuǎn)時(shí)每個(gè)汽缸內(nèi)的空氣質(zhì)量。起動(dòng)模塊2M產(chǎn)生第三空氣充量信號(hào)230， 其表示了針對(duì)自動(dòng)起動(dòng)模式的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)在每個(gè)汽缸內(nèi)的空氣質(zhì)量。關(guān)閉模塊220、捕獲空氣充量模塊222和起動(dòng)模塊2M可基于以下信號(hào)來(lái)產(chǎn)生空氣充量信號(hào)226、228、230，所述信號(hào)例如模式選擇信號(hào)MODE 167、預(yù)測(cè)類(lèi)型、到進(jìn)氣距離信號(hào)DISTfromINT 206、循環(huán)類(lèi)型信號(hào)CYCTYP 214、發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)時(shí)間信號(hào)EngOFF 232、歧管絕對(duì)壓力信號(hào)MAP 233、節(jié)氣門(mén)位置信號(hào)THR 234、進(jìn)氣充量溫度信號(hào)ICT 235(在進(jìn)氣歧管 30內(nèi)的空氣溫度)、環(huán)境溫度信號(hào)AMB 236、和/或其它信號(hào)。所述其它信號(hào)可包括，例如， ICE 14的位置、速度、壓力和/或溫度信號(hào)。溫度信號(hào)可包括汽缸蓋溫度信號(hào)、活塞溫度信5寸。燃料控制模塊158控制進(jìn)入到ICE 14的(一個(gè)或多個(gè))汽缸內(nèi)的燃料的噴射。燃料控制模塊158可基于發(fā)動(dòng)機(jī)位置信號(hào)POSl 166、模式選擇信號(hào)MODE 167、模式改變信號(hào) SWITCH 170和/或空氣充量信號(hào)226、228、230來(lái)產(chǎn)生燃料控制信號(hào)FUEL 208。火花控制模塊160控制ICE 14的(一個(gè)或多個(gè))汽缸的火花(點(diǎn)火)?；鸹刂颇K160可基于發(fā)動(dòng)機(jī)位置信號(hào)POSl 166、模式選擇信號(hào)MODE 167、模式改變信號(hào)SWITCH 170和/或空氣充量信號(hào)2沈、2觀、230來(lái)產(chǎn)生火花控制信號(hào)SPARK 210。節(jié)氣門(mén)控制模塊162控制ICE 14的一個(gè)或多個(gè)節(jié)氣門(mén)的位置。節(jié)氣門(mén)可包括主節(jié)氣門(mén)和/或(一個(gè)或多個(gè))端口節(jié)氣門(mén)。節(jié)氣門(mén)控制模塊162可基于發(fā)動(dòng)機(jī)位置信號(hào) POSl 166、模式選擇信號(hào)MODE 167、模式改變信號(hào)SWITCH 170、空氣充量信號(hào)226、228、230 和/或節(jié)氣門(mén)位置傳感器信號(hào)TSfT、M9 (其中M是大于或等于1的整數(shù))來(lái)產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)節(jié)氣門(mén)位置信號(hào)，例如，節(jié)氣門(mén)位置信號(hào)THR 234。由模塊22、200、202確定的空氣充量估計(jì)，到進(jìn)氣距離和循環(huán)類(lèi)型可存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器256的相應(yīng)的表250、252和254中。此信息例如在自動(dòng)起動(dòng)模式期間可被訪問(wèn)，以便估計(jì)在ICE 14的每個(gè)汽缸內(nèi)的空氣質(zhì)量。ECM 18還包括發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)計(jì)時(shí)器258。發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)計(jì)時(shí)器監(jiān)測(cè)ICE 14關(guān)閉的時(shí)間量。發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)計(jì)時(shí)器基于模式選擇信號(hào)MODE、燃料控制信號(hào)FUEL和火花控制信號(hào)SPARK 來(lái)產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)信號(hào)EngOFF。以上描述的圖2和圖3中的模塊可以是由ECM 18執(zhí)行的函數(shù)(或功能)，并具有相關(guān)聯(lián)的函數(shù)調(diào)用(或功能調(diào)用)?，F(xiàn)在參考圖2和圖4，其包括例示了 ICE 14的關(guān)閉、停轉(zhuǎn)和自動(dòng)起動(dòng)階段的圖線。 關(guān)閉階段被稱(chēng)為階段I (第一停止-起動(dòng)階段)。停轉(zhuǎn)階段被稱(chēng)為階段II (第二停止-起動(dòng)階段)。起動(dòng)階段被稱(chēng)為階段111(第三停止-起動(dòng)階段)。該圖線包括發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào) 260.MAP信號(hào)262和控制信號(hào)沈4。控制信號(hào)264例如可由ECM 18產(chǎn)生，并表示了 ICE 14 的關(guān)閉和起動(dòng)?？刂菩盘?hào)可具有，例如，HIGH狀態(tài)和LOW狀態(tài)。HIGH狀態(tài)表示ICE 14被啟用。LOW狀態(tài)表示ICE 14正處于關(guān)閉。發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉的開(kāi)始發(fā)生在沈5，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的開(kāi)始發(fā)生在2叨。發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)包含斜坡下降部分沈6、停轉(zhuǎn)部分268和斜坡上升部分270。如所示，發(fā)動(dòng)機(jī)速度在階段I (271)期間斜坡下降；在階段II (27 期間等于ORPM ；以及在階段 111 (273)期間斜坡上升(ramp up)。MAP信號(hào)262在階段I期間可為穩(wěn)定的，或處于恒定壓力。由于來(lái)自歧管的空氣不再被噴射進(jìn)入到汽缸中，所以MAP信號(hào)262在階段II期間增加。進(jìn)氣閥和排氣閥在階段II期間可不起作用或維持在關(guān)閉狀態(tài)。在歧管30內(nèi)的空氣在階段II期間可流通返回到圍繞車(chē)輛的大氣或環(huán)境中。MAP信號(hào)262可從在階段II期間的峰值水平減少到接近或達(dá)到在階段III期間的用于空轉(zhuǎn)控制的穩(wěn)態(tài)水平。
可在階段III開(kāi)始之前和/或開(kāi)始之時(shí)，和/或可在捕獲空氣充量調(diào)節(jié)模式期間更新捕獲空氣充量估計(jì)。通過(guò)箭頭275示出了捕獲空氣充量估計(jì)何時(shí)被更新的實(shí)例。在捕獲空氣充量調(diào)節(jié)模式期間，ICE 14停轉(zhuǎn)和/或發(fā)動(dòng)機(jī)活塞不移動(dòng)。捕獲空氣充量模塊222 更新捕獲空氣充量估計(jì)，以容許對(duì)充氣汽缸的精確燃料加注和火花正時(shí)。這可使用系統(tǒng)模型、表、和/或?qū)?yīng)的方程來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述系統(tǒng)模型、表和/或?qū)?yīng)的方程用于查找和/或基于動(dòng)態(tài)的估計(jì)。用于每個(gè)汽缸的燃料和火花參數(shù)可基于在每個(gè)汽缸內(nèi)的捕獲空氣的量進(jìn)行調(diào)整。在ICE 14的第一次點(diǎn)火循環(huán)期間，根據(jù)燃料和火花參數(shù)向每個(gè)汽缸提供燃料和火花。 點(diǎn)火循環(huán)是指在燃燒循環(huán)期間提供給汽缸的一個(gè)或多個(gè)火花。在階段I期間，發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，調(diào)整節(jié)氣門(mén)位置以減少發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)(發(fā)動(dòng)機(jī)的阻塞受控)，并且變速器系統(tǒng)16可開(kāi)始自動(dòng)停止/起動(dòng)模式。在自動(dòng)停止/起動(dòng)模式中，變速器系統(tǒng)16中的接合發(fā)動(dòng)機(jī)的(一個(gè)或多個(gè))離合器可脫離接合。當(dāng)在自動(dòng)停止/起動(dòng)模式中時(shí)，變速器系統(tǒng)16的一個(gè)或多個(gè)齒輪可被接合。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)未停轉(zhuǎn)或在階段I和III期間，可獲得來(lái)自(一個(gè)或多個(gè))發(fā)動(dòng)機(jī)位置和/或速度傳感器90的發(fā)動(dòng)機(jī)位置信息。因?yàn)檫@個(gè)原因，在階段I和階段III期間，發(fā)動(dòng)機(jī)位置模塊150可產(chǎn)生用于確定ICE 14位置的位置觸發(fā)器。在階段I期間從(一個(gè)或多個(gè))發(fā)動(dòng)機(jī)位置傳感器90收集的發(fā)動(dòng)機(jī)位置信息可例如由位置估計(jì)模塊204使用，以在階段II期間估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)的位置。在圖5中，顯示了這樣的圖線，所述圖線例示了從自動(dòng)停止模式(階段)到自動(dòng)起動(dòng)模式(階段)的轉(zhuǎn)變。這些圖線包括發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)觀0、· 信號(hào)282和控制信號(hào)觀4。 發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)280包括斜坡下降部分286和斜坡上升部分觀8。由于存在從自動(dòng)停止模式到自動(dòng)起動(dòng)模式的轉(zhuǎn)變，所以最小的發(fā)動(dòng)機(jī)速度290不是0轉(zhuǎn)/秒，而是大于0轉(zhuǎn)/秒。 最小的發(fā)動(dòng)機(jī)速度290取決于在自動(dòng)停止模式期間何時(shí)產(chǎn)生模式改變信號(hào)。通過(guò)箭頭291 指示了何時(shí)產(chǎn)生模式改變信號(hào)的實(shí)例?？刂菩盘?hào)圖示了在四2時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉的開(kāi)始和在四4時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的開(kāi)始。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)未停轉(zhuǎn)時(shí)，MAP信號(hào)282接近穩(wěn)態(tài)水平。在圖6中顯示了階段圖。該階段示了在上面所述圖4和5中的階段之間的示例實(shí)施方式。該階段圖包括以300、302和304指示的階段I-III以及以306指示的捕獲空氣調(diào)節(jié)模式。階段I包括執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉。階段II可在階段I之后執(zhí)行且包括發(fā)動(dòng)機(jī)的停轉(zhuǎn)。捕獲空氣充量調(diào)節(jié)模式可在階段II結(jié)束時(shí)、階段III開(kāi)始時(shí)和/或在階段I和III 之間執(zhí)行，如所示那樣。捕獲空氣調(diào)節(jié)模式包括為每個(gè)具有捕獲空氣的汽缸估計(jì)和/或更新空氣充量值。階段III包括起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。階段III可在階段I之后，在階段II之后和/ 或在捕獲空氣充量調(diào)節(jié)模式之后執(zhí)行。模式改變信號(hào)310被顯示以便圖示出在不執(zhí)行階段 II和/或捕獲空氣充量調(diào)節(jié)模式的情況下從階段I直接到階段III的轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)在參照?qǐng)D3和圖7，在圖7中顯示了針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止模式的進(jìn)氣距離和循環(huán)類(lèi)型圖表。顯示了發(fā)動(dòng)機(jī)的四個(gè)汽缸320、322、324、326。汽缸320、322、324、326中的每一個(gè)處在不同的沖程狀態(tài)中并且具有各自的活塞328、330、332、334。第一汽缸320被顯示為處于壓縮沖程結(jié)束時(shí)，其中第一活塞3 處在上死點(diǎn)(TDC)位置(距離曲軸50最遠(yuǎn)的活塞位置)。第二汽缸322被顯示為處于進(jìn)氣沖程結(jié)束時(shí)，其中第二活塞330處在下死點(diǎn)(BDC) 位置(到曲軸50最近的活塞位置)。第二汽缸322被顯示為具有完全空氣充量。第三汽缸324被顯示為處于排氣沖程結(jié)束時(shí)，其中第三活塞332處在TDC位置。第四汽缸3 被顯示為處于動(dòng)力/膨脹沖程結(jié)束時(shí)或者處于排氣沖程開(kāi)始時(shí)，其中第四活塞334處在BDC位置。包括循環(huán)類(lèi)型和距離進(jìn)氣沖程的預(yù)測(cè)步驟或距離的表被顯示。預(yù)測(cè)步驟的數(shù)量 (M)基于發(fā)動(dòng)機(jī)12內(nèi)的汽缸的數(shù)量(N)。例如，N個(gè)汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)具有多達(dá)N-I個(gè)預(yù)測(cè)步驟。針對(duì)每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)或汽缸事件，提供循環(huán)類(lèi)型和離開(kāi)進(jìn)氣階段的距離。汽缸事件可指的是沖程、點(diǎn)火事件和/或預(yù)定的曲軸旋轉(zhuǎn)量(例如，對(duì)于4汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)為180° )。4汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸要旋轉(zhuǎn)720°來(lái)完成燃燒循環(huán)。顯示了從k到k+9的事件，其中k是整數(shù)。該表包括到進(jìn)氣距離表340和循環(huán)類(lèi)型表342。到進(jìn)氣距離模塊200和循環(huán)類(lèi)型模塊202可產(chǎn)生表340、342中的條目。到進(jìn)氣距離表340包括關(guān)于每個(gè)汽缸和關(guān)于k到 k+9的汽缸事件中每一個(gè)的離開(kāi)進(jìn)氣沖程的距離。每個(gè)汽缸的距離可為在前0個(gè)步驟；在前1個(gè)步驟；或在前2個(gè)步驟。“在前0個(gè)步驟”指的是汽缸的當(dāng)前狀態(tài)正處在進(jìn)氣沖程的開(kāi)始、中間或結(jié)束時(shí)?！霸谇?個(gè)步驟”指的是汽缸的當(dāng)前狀態(tài)正處在排氣沖程中(或者處在進(jìn)氣沖程之前的1個(gè)沖程中)。“在前2個(gè)步驟”指的是汽缸的當(dāng)前狀態(tài)正處在動(dòng)力/膨脹沖程中(或者處在進(jìn)氣沖程之前2個(gè)沖程中)。如所示，汽缸320和322處于在前0個(gè)步驟的狀態(tài)中。汽缸3 被顯示為處于在前1個(gè)步驟的狀態(tài)中。汽缸3 被顯示為處于在前 2個(gè)步驟的狀態(tài)中。汽缸320、322、324、326的所顯示的狀態(tài)代表了事件k、k+4和k+7。發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)信號(hào)例如可在事件k+6時(shí)產(chǎn)生，以開(kāi)始發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)閉。發(fā)動(dòng)機(jī)可在事件k+9 (行327)之后停轉(zhuǎn)。到進(jìn)氣階段的距離可在事件k+9之后保持恒定，直到發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)可在事件k+9后被起動(dòng)。在每個(gè)汽缸內(nèi)的捕獲空氣充量估計(jì)可在事件k+9之后被調(diào)整。對(duì)于所示實(shí)例，汽缸324、3沈在事件k+9之后具有捕獲空氣。對(duì)汽缸324、326內(nèi)的空氣質(zhì)量估計(jì)可基于發(fā)動(dòng)機(jī)被停轉(zhuǎn)的時(shí)間量進(jìn)行調(diào)整。對(duì)每個(gè)汽缸320、322、324、3沈而言，循環(huán)類(lèi)型表342包括在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)之后的著火事件(火花事件)的數(shù)量。η指的是發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)(沖程)的數(shù)量且χ表示在發(fā)動(dòng)機(jī)上次重起動(dòng)之后的著火事件，這里η是大于或等于1的整數(shù)且χ是整數(shù)。例如，η指的是第一次著火事件，那么χ = 1時(shí)的η+χ指的是第二次著火事件。χ = 2時(shí)的η+χ指的是第三次著火事件。χ = -1時(shí)的η+χ指的是在第一次著火事件之前的事件。當(dāng)汽缸的燃料和/或火花被停用時(shí)，0被提供作為表格的條目。正在經(jīng)歷第一次著火事件的汽缸可具有新鮮空氣充量或捕獲空氣充量。正在經(jīng)歷第二次著火事件的汽缸可具有來(lái)自早先燃燒循環(huán)的保持在汽缸內(nèi)的殘留成分。循環(huán)類(lèi)型模塊202記述了在每個(gè)汽缸內(nèi)的殘留成分的不同水平。表340和表342也顯示了空氣估計(jì)事件和充量保持事件可能何時(shí)發(fā)生的實(shí)例。空氣估計(jì)事件指的是估計(jì)汽缸內(nèi)的空氣質(zhì)量，并且例如可以在進(jìn)氣沖程結(jié)束時(shí)或進(jìn)氣沖程的 BDC位置進(jìn)行估計(jì)。這通過(guò)第二汽缸322被顯示。充量保持事件指的是汽缸內(nèi)的空氣質(zhì)量何時(shí)被保持。對(duì)于某些汽缸，充量估計(jì)調(diào)節(jié)可在發(fā)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)(如行343所示)后執(zhí)行。在所示實(shí)例中，X表示了該實(shí)例中充量估計(jì)調(diào)節(jié)被執(zhí)行所針對(duì)的汽缸。該調(diào)節(jié)可由于經(jīng)識(shí)別汽缸內(nèi)的捕獲空氣而被執(zhí)行。在圖8中顯示操作停止-起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的方法。雖然該方法主要關(guān)于圖 1-7的實(shí)施例進(jìn)行描述，但該方法可被應(yīng)用于本公開(kāi)的其他實(shí)施例。該方法的任務(wù)可被重復(fù)執(zhí)行。該方法可在350開(kāi)始。在351，產(chǎn)生傳感器信號(hào)。所述傳感器信號(hào)可以是例如來(lái)自傳感器41、42、90_100的信號(hào)。所述傳感器信號(hào)可包括位置信號(hào)、速度信號(hào)、壓力信號(hào)和/或溫度信號(hào)。在352，基于位置傳感器信號(hào)，例如位置傳感器信號(hào)PS1-PSN，產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)位置信號(hào)P0S1。在353，監(jiān)測(cè)ICE 14的汽缸的狀態(tài)。在354，汽缸監(jiān)測(cè)模塊和/或到進(jìn)氣距離模塊 200針對(duì)每個(gè)汽缸確定預(yù)測(cè)類(lèi)型和遠(yuǎn)離進(jìn)氣沖程的預(yù)測(cè)步驟的數(shù)量。在356，循環(huán)類(lèi)型模塊 202為每個(gè)汽缸確定循環(huán)類(lèi)型。在3M和356確定的信息可被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器250中。在358，位置估計(jì)模塊204估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)和/或活塞的位置。該估計(jì)可基于在352、 354和356獲得的信息。在360，空氣充量模塊22在自動(dòng)停止模式期間針對(duì)每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)監(jiān)測(cè)、估計(jì)和/或更新每個(gè)汽缸內(nèi)的空氣質(zhì)量估計(jì)結(jié)果?？諝赓|(zhì)量可如關(guān)于圖3的描述那樣被估計(jì)。在362，如果未曾開(kāi)始自動(dòng)停止模式，則ECM 18可開(kāi)始自動(dòng)停止模式。當(dāng)正在應(yīng)用車(chē)輛的制動(dòng)器時(shí)，可開(kāi)始自動(dòng)停止模式。這可經(jīng)由制動(dòng)器傳感器41進(jìn)行檢測(cè)。也可在下述情況時(shí)開(kāi)始自動(dòng)停止模式當(dāng)ICE 14的速度低于第一預(yù)定值時(shí)；當(dāng)ICE 14的被請(qǐng)求的扭矩輸出低于第二預(yù)定值時(shí)；當(dāng)ICE 14在空轉(zhuǎn)狀態(tài)已經(jīng)運(yùn)行了長(zhǎng)于預(yù)定時(shí)段的時(shí)間時(shí)；等等。在366，ECM 18在自動(dòng)停止模式下運(yùn)行，且降低(斜坡下降)了 ICE 14的速度。在370，模式選擇模塊152確定是否產(chǎn)生了模式改變信號(hào)SWITCH。當(dāng)產(chǎn)生了模式改變信號(hào)SWITCH時(shí)，模式選擇模塊152切換到自動(dòng)起動(dòng)模式并進(jìn)行到372。當(dāng)未產(chǎn)生模式改變信號(hào)SWITCH時(shí)，ECM 18進(jìn)行到377。在372，用于一個(gè)或多個(gè)汽缸的燃料控制模塊158基于針對(duì)(一個(gè)或多個(gè))汽缸中每一個(gè)的(一個(gè)或多個(gè))估計(jì)的空氣質(zhì)量以及一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)變量來(lái)產(chǎn)生燃料控制信號(hào)FUEL。發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)變量可包括，例如發(fā)動(dòng)機(jī)溫度(例如，冷卻劑、油、汽缸蓋、活塞、歧管和汽缸空氣溫度)；發(fā)動(dòng)機(jī)空氣壓力(例如，進(jìn)氣歧管、流道和汽缸空氣壓力)；發(fā)動(dòng)機(jī)位置(例如，活塞、曲軸、凸輪軸和相位器位置)；等等。在374，用于(一個(gè)或多個(gè))汽缸的火花控制模塊160基于針對(duì)(一個(gè)或多個(gè))汽缸中每一個(gè)的(一個(gè)或多個(gè))估計(jì)的空氣質(zhì)量以及一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)變量來(lái)產(chǎn)生火花控制信號(hào)SPARK。燃料控制信號(hào)FUEL可包括燃料參數(shù)，例如燃料持續(xù)時(shí)間、燃料流量、燃料壓力、燃料正時(shí)信息等?；鸹刂菩盘?hào)SPARK可包括火花參數(shù)，例如火花正時(shí)信息、用于點(diǎn)火事件的電流和/或電壓信息、用于燃燒循環(huán)的火花(著火)的數(shù)量，等等。在376，根據(jù)燃料控制信號(hào)FUEL和火花控制信號(hào)SPARK，將燃料和火花提供到(一個(gè)或多個(gè))汽缸。ECM 18在任務(wù) 376之后返回到任務(wù)353。在377，ICE 14的燃料和火花被停用。給每個(gè)汽缸的燃料和火花可被同時(shí)或順序地停用。同時(shí)停用指的是給所有汽缸的燃料和火花在相同的時(shí)段內(nèi)被停用。順序停用指的是一次一個(gè)的停用，例如，以汽缸加燃料和發(fā)火花的順序。雖然燃料和火花在未產(chǎn)生模式改變信號(hào)時(shí)被顯示為停用，但燃料和火花也可在已經(jīng)產(chǎn)生模式改變信號(hào)時(shí)被停用。燃料和火花可在任務(wù)352-376期間的任何時(shí)間產(chǎn)生。例如，當(dāng)燃料和/或火花被停用時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)計(jì)時(shí)器258可開(kāi)始工作。在378，發(fā)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)的速度等于0轉(zhuǎn)/秒。在380，當(dāng)產(chǎn)生了自動(dòng)起動(dòng)模式請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，執(zhí)行任務(wù)384，否則執(zhí)行任務(wù)382。自動(dòng)起動(dòng)模式請(qǐng)求信號(hào)可基于加速器信號(hào)ACCEL產(chǎn)生。在382，捕獲空氣充量模塊222估計(jì)和/或更新每個(gè)汽缸內(nèi)的捕獲空氣質(zhì)量估計(jì)。該估計(jì)是基于發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)信號(hào)EngOFF和其他參數(shù)信號(hào)，例如在圖3中所示由空氣充量模塊 22接受到的信號(hào)。在384，捕獲空氣充量模塊222估計(jì)和/或更新每個(gè)汽缸內(nèi)的捕獲空氣質(zhì)量估計(jì)。 在386，燃料控制模塊158基于在384確定的(一個(gè)或多個(gè))捕獲空氣質(zhì)量以及一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)變量來(lái)產(chǎn)生燃料控制信號(hào)。在388，火花控制模塊160基于在384確定的(一個(gè)或多個(gè))捕獲空氣質(zhì)量以及一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)變量來(lái)產(chǎn)生火花控制信號(hào)。在390，燃料和火花被啟用并被提供給具有捕獲空氣質(zhì)量的一個(gè)或多個(gè)汽缸。燃料和火花根據(jù)在386、388產(chǎn)生的燃料控制信號(hào)FUEL和火花控制信號(hào)SPARK被啟用。在392， 給剩余汽缸的燃料和火花被啟用。在394，發(fā)動(dòng)機(jī)的速度增加(斜坡上升)。在396，汽缸監(jiān)測(cè)模塊156可在自動(dòng)起動(dòng)模式期間針對(duì)每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)跟蹤和/或更新預(yù)測(cè)類(lèi)型；對(duì)離進(jìn)氣沖程的距離的估計(jì)；循環(huán)類(lèi)型；以及發(fā)動(dòng)機(jī)位置和/或活塞位置?？諝獬淞磕K22可在自動(dòng)起動(dòng)模式期間針對(duì)每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)監(jiān)測(cè)、估計(jì)和/或更新每個(gè)汽缸內(nèi)的空氣質(zhì)量的估計(jì)。在398，ECM 18確定ICE 14的速度是否等于預(yù)定空轉(zhuǎn)速度。當(dāng)ICE 14的速度小于預(yù)定空轉(zhuǎn)速度時(shí)，ECM 18返回到任務(wù)394。當(dāng)ICE 14的速度等于預(yù)定空轉(zhuǎn)速度或速度持續(xù)大于空轉(zhuǎn)速度時(shí)，該方法可終止于400。上述各任務(wù)都是說(shuō)明性的實(shí)例；各任務(wù)可根據(jù)應(yīng)用從而順序地、同步地、同時(shí)地、 連續(xù)地、在重疊的時(shí)段期間或以不同的次序執(zhí)行。通過(guò)針對(duì)每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)來(lái)估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)汽缸內(nèi)的空氣質(zhì)量，上述實(shí)施例減少了排放物。各實(shí)施例還減少了起動(dòng)變化并使系統(tǒng)校準(zhǔn)最小化和/或減少了用于執(zhí)行系統(tǒng)校準(zhǔn)的時(shí)間。各實(shí)施例通過(guò)在起動(dòng)和/或汽缸啟用時(shí)允許部分充氣的汽缸被提供燃料和火花，從而提供了關(guān)閉之后的更快速的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)前述描述現(xiàn)在應(yīng)認(rèn)識(shí)到，本公開(kāi)的廣泛教示可通過(guò)各種形式實(shí)施。因此，盡管本公開(kāi)包括特定實(shí)例，但本公開(kāi)的真正范圍不應(yīng)如此受限，這是因?yàn)樵谘芯苛烁綀D、說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求后，其他修改對(duì)于專(zhuān)業(yè)人員而言將變得明顯。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括第一模塊，所述第一模塊確定發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸將處在M種預(yù)測(cè)類(lèi)型中的一種中并產(chǎn)生到進(jìn)氣距離信號(hào)，所述到進(jìn)氣距離信號(hào)表示了所述汽缸離進(jìn)氣沖程的預(yù)測(cè)步驟的數(shù)量，其中M 為大于或等于3的整數(shù)；第二模塊，所述第二模塊確定所述汽缸的循環(huán)類(lèi)型，其中所述循環(huán)類(lèi)型表示了所述汽缸從所述發(fā)動(dòng)機(jī)的上次重起動(dòng)以來(lái)所已經(jīng)經(jīng)歷的燃燒循環(huán)的數(shù)量；以及汽缸空氣充量模塊，所述汽缸空氣充量模塊基于所述到進(jìn)氣距離信號(hào)和所述循環(huán)類(lèi)型來(lái)估計(jì)所述汽缸內(nèi)的空氣質(zhì)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述預(yù)測(cè)類(lèi)型包括曲柄模式、曲柄至運(yùn)行模式、運(yùn)行模式和失火模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述預(yù)測(cè)步驟包括在前零個(gè)步驟，其中所述汽缸位于所述進(jìn)氣沖程中；在前一個(gè)步驟，其中所述汽缸是在所述進(jìn)氣沖程之前的一個(gè)預(yù)測(cè)步驟，從而處于排氣沖程中；以及在前兩個(gè)步驟，其中所述汽紅離開(kāi)所述進(jìn)氣沖程兩個(gè)預(yù)測(cè)步驟，從而處于膨脹沖程中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述預(yù)測(cè)步驟的數(shù)量基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)中的汽缸的數(shù)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述空氣充量模塊估計(jì)每一個(gè)預(yù)測(cè)步驟處的所述空氣質(zhì)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述循環(huán)類(lèi)型表示了所述空氣質(zhì)量是否包括來(lái)自先前燃燒循環(huán)的燃燒殘余物質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述汽缸空氣充量模塊基于歧管絕對(duì)壓力和進(jìn)氣充量溫度來(lái)確定所述空氣質(zhì)量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述汽缸空氣充量模塊基于環(huán)境空氣溫度、汽缸蓋溫度和活塞溫度來(lái)確定所述空氣質(zhì)量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括基于所述空氣質(zhì)量和發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)變量來(lái)產(chǎn)生燃料信號(hào)的燃料模塊。
10.一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)時(shí)器，所述發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)時(shí)器確定發(fā)動(dòng)機(jī)處于停轉(zhuǎn)狀態(tài)中的時(shí)間量；第一位置模塊，所述第一位置模塊確定發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸和凸輪軸中的至少一個(gè)的位置并產(chǎn)生第一位置信號(hào)；第二位置模塊，所述第二位置模塊估計(jì)活塞在發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸內(nèi)的位置并產(chǎn)生第二位置信號(hào)；以及捕獲空氣充量模塊，所述捕獲空氣充量模塊基于所述時(shí)間量、所述第一位置信號(hào)和所述第二位置信號(hào)來(lái)確定所述汽缸內(nèi)的捕獲空氣質(zhì)量。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于停止-起動(dòng)和混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)的汽缸空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)系統(tǒng)。具體地，提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其包括第一模塊，該第一模塊確定發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸將處于M種預(yù)測(cè)類(lèi)型中的一種并產(chǎn)生到進(jìn)氣距離信號(hào)，該到進(jìn)氣距離信號(hào)表示了所述汽缸離進(jìn)氣沖程的預(yù)測(cè)步驟的數(shù)量。M為大于或等于3的整數(shù)。第二模塊確定所述汽缸的循環(huán)類(lèi)型。所述循環(huán)類(lèi)型表示了所述汽缸從所述發(fā)動(dòng)機(jī)的上次重起動(dòng)以來(lái)所已經(jīng)經(jīng)歷的燃燒循環(huán)的數(shù)量。汽缸空氣充量模塊基于所述到進(jìn)氣距離信號(hào)和所述循環(huán)類(lèi)型來(lái)估計(jì)所述汽缸內(nèi)的空氣質(zhì)量。
文檔編號(hào)F02D41/18GK102312743SQ20111015230
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月1日
發(fā)明者Q·馬, R·D·沙夫托 申請(qǐng)人:通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司