專利名稱：發(fā)動機起動同步的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機起動同步的方法。
背景技術(shù)：
發(fā)動機控制策略可以基于發(fā)動機位置控制用于燃燒的燃料噴射。例如，可以基于 發(fā)動機的一個或多個軸如凸輪軸或曲軸的角位置確定發(fā)動機位置。通過配置為發(fā)送指 示位置的信號序列到控制器的軸位置傳感器可以檢測軸的角位置。在具體的示例中， 發(fā)動機可以包括高分辨曲軸，該高分辨率曲軸具有包括每旋轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生120邊沿的 60齒的曲軸輪。發(fā)動機還包括凸輪軸每旋轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生IO邊沿的5齒(target)的粗 角分辨率凸輪軸?？刂破骰谇S的齒和凸輪軸的齒的檢測從傳感器接收信號序列， 控制器時間戳記(time stamps)和處理每個信號序列的信號以確定發(fā)動機位置。
在發(fā)動機起動時，為執(zhí)行用于燃燒的精確的燃料噴射控制，控制器和發(fā)動機位置 可以同步。換言之，控制器認識到發(fā)動機位置。在一個示例中基于來自凸輪軸位置傳 感器的信號確定發(fā)動機位置，發(fā)動機可以起動轉(zhuǎn)動直到凸輪軸位置傳感器檢測到參考 標(biāo)記，如凸輪軸的汽缸識別(CID)。在CID的檢測時，控制器可以確定發(fā)動機的位 置且在下一個合適的發(fā)動機位置促使執(zhí)行燃料噴射用于燃燒。通常，凸輪軸位置傳感 器可以在凸輪軸的轉(zhuǎn)角約270°到740°或凸輪軸齒的三個邊沿中檢測CID以使發(fā)動 機位置和控制器同步。應(yīng)理解具有多個齒的凸輪軸位置傳感器可以比具有單個齒的那 些凸輪軸位置傳感器更快地同步。
期望快速的發(fā)動機起動，因為車輛駕駛員可以將快速的發(fā)動機起動理解為車輛可 靠性等的指示。為快速的發(fā)動機起動，期望使控制器和發(fā)動機位置同步的凸輪軸的旋 轉(zhuǎn)最小化。在一個方法中，基于經(jīng)凸輪軸位置傳感器的CID (包括每圈具有多個齒的 凸輪軸位置傳感器系統(tǒng))的第一確認通過同步控制器和發(fā)動機位置可以實現(xiàn)快速的發(fā) 動機起動。
然而，本發(fā)明人在此認識到上述方法的一些問題。具體地，在一些情況中，CID 的第一確認不精確導(dǎo)致控制器和發(fā)動機位置不同步。此外，不同步可能導(dǎo)致燃料噴射
控制精度降低。在控制器和發(fā)動機位置之間的不同步特別地影響直接燃料噴射發(fā)動機
的起動。具體地，因為燃料直接噴射到汽缸，若控制器認識的發(fā)動機位置不精確，燃
料會在不適于燃燒的發(fā)動機位置噴射到汽缸導(dǎo)致燃料的低效率燃燒或不燃燒。因此由
于控制器和發(fā)動機位置不同步造成燃料噴射的控制精度降低導(dǎo)致低效率燃燒或不燃 燒，進而造成直接燃料噴射發(fā)動機的不起動或起動失火(miss-starts )。此外'由
4于控制器和發(fā)動機不同步導(dǎo)致的不起動或起動失火在低溫如在低于20華氏度的溫度 由于軸旋轉(zhuǎn)較慢更盛行。

發(fā)明內(nèi)容
在一個方法中，通過起動發(fā)動機的方法可以克服上述問題中的至少一些，該發(fā)動 機包括汽缸和配置為直接噴射燃料到汽缸中的燃料噴射器，該方法包括在發(fā)動機起 動工況，接收感測的發(fā)動機位置；響應(yīng)于感測的發(fā)動機位置關(guān)聯(lián)于存儲的發(fā)動機停止 位置，在下一個合適的發(fā)動機位置直接噴射燃料到汽缸用于第一燃燒循環(huán)；及響應(yīng)于 感測的發(fā)動機位置不關(guān)聯(lián)于存儲的發(fā)動機停止位置，旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的軸一定角距離，而 不直接噴射燃料到汽缸中直到感測的發(fā)動機位置關(guān)聯(lián)于另一個參數(shù)，并在所述感測的 發(fā)動機位置關(guān)聯(lián)于另一個參數(shù)時在下一個合適的發(fā)動機位置直接噴射燃料到汽缸用 于第一燃燒循環(huán)。 —
在一個方面，提供起動發(fā)動機的方法。發(fā)動機包括汽缸和配置為直接噴射燃料到 汽缸中的燃料噴射器。該方法包括接收軸的轉(zhuǎn)速；接收感測的發(fā)動機位置；在軸的轉(zhuǎn) 速超過閾值轉(zhuǎn)速的第一工況，響應(yīng)于感測的發(fā)動機位置關(guān)聯(lián)于存儲的發(fā)動機停止位 置，在下一個合適的發(fā)動機位置直接噴射燃料到汽缸用于第一燃燒循環(huán)；及在軸的轉(zhuǎn) 速不超過閾值的第二工況時，基于存儲的發(fā)動機停止位置在第一合適的發(fā)動機位置直 接噴射燃料到汽缸用于第一燃燒循環(huán)。
在一個示例中，在最近的發(fā)動機關(guān)閉時確定存儲的發(fā)動機停止位置。例如，軸位 置傳感器可以檢測到軸位置，且在檢測到發(fā)動機的軸達到停止?fàn)顟B(tài)時，基于軸位置可 以確定發(fā)動機停止位置，同時考慮在發(fā)動機關(guān)閉過程中的軸的反轉(zhuǎn)以精確地確定發(fā)動 機位置。確定的發(fā)動機停止位置可以存儲在存儲器中且在后續(xù)的發(fā)動機起動中利用。
基于感測的發(fā)動機位置和存儲的發(fā)動機停止位置之間的關(guān)系同步控制器和發(fā)動 機位置，可以改進發(fā)動機位置的可靠性(confidence)用于快速和精確的發(fā)動機起動。 換言之，在接收到感測的發(fā)動機位置的第一指示的時刻可以確認存儲的發(fā)動機起動位 置，可以可靠地執(zhí)行用于發(fā)動機起動的燃料噴射。應(yīng)理解可以采取三個軸位置的指示 (例如三個凸輪軸齒邊沿)以確定發(fā)動機位置，但僅釆用一個指示確認存儲的發(fā)動機 停止位置作為實際的發(fā)動機位置。隨著在后續(xù)的每個感測的軸位置的指示，可以進一 步確認發(fā)動機停止位置。
此外，在感測的發(fā)動機位置和存儲的發(fā)動機停止位置(隨著感測的位移增加)不 關(guān)聯(lián)的情況下，可以延遲燃料噴射以便通過旋轉(zhuǎn)軸確定感測的發(fā)動機位置關(guān)聯(lián)于另一 個參數(shù)的附加指示來增加發(fā)動機位置的可靠性。例如，感測的發(fā)動機位置的附加的指 示可以與存儲的發(fā)動機停止位置相關(guān)，且可以執(zhí)行燃料噴射。在另一個示例中，可以 去除存儲的發(fā)動機停止位置，且軸可以進一步旋轉(zhuǎn)以便重復(fù)檢測感測的發(fā)動機位置， 基于與感測的發(fā)動機位置的重復(fù)的檢測的關(guān)系可以執(zhí)行燃料噴射。通過延遲燃料噴射以便可靠地確定發(fā)動機位置，可以減少不起動和起動失火的可能性，實際上可以避免 重新起動困難。以此方式，發(fā)動機起動可以更穩(wěn)健地進行。


圖1是內(nèi)燃發(fā)動機和動力傳動系統(tǒng)的示意性框圖； 圖2是示例發(fā)動機起動同步方法的流程圖；及
圖3是基于認識發(fā)動機位置的可靠水平的發(fā)動機起動的示例方法的流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及汽車的推進系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及用于同步控制器和汽車的直 接燃料噴射發(fā)動機的位置以便以執(zhí)行直噴式發(fā)動機的穩(wěn)健的起動減少不起動或起動 失火的可能性的方法。
圖1示出多汽缸直接發(fā)動機100的一個汽缸102的示意圖，該發(fā)動機100可以包 括在汽車的推進系統(tǒng)10中。燃料噴射器104如,圖所示直接連接到汽缸102用于成比 例于從控制器110接收的信號的脈沖寬度直接噴射燃料到其中。以此方式，燃料噴射 器104提供所稱的直接燃料噴射到汽缸102中。燃料噴射器例如可以安裝在燃燒室的 側(cè)面或燃燒室的頂部。燃料可以通過包括燃料箱、燃料泵、及燃料導(dǎo)軌的燃料系統(tǒng)(未 示出)輸送到燃料噴射器104。應(yīng)理解發(fā)動機可以包括附加的汽缸，汽缸的每個可以 連接到直接噴射燃料到汽缸中的燃料噴射器，稱為直噴式發(fā)動機。在選擇的操作模式 下，響應(yīng)于來自控制器110的點火提前信號火花塞106可以產(chǎn)生燃燒噴射到汽缸102 中的燃料的火花。應(yīng)理解圖1僅示出多汽缸發(fā)動機的一個汽缸，且每個汽缸可以類似 地包括其自身組的進氣門/排氣門、燃料噴射器、火花塞等。
發(fā)動機100的汽缸102可以包括定位在其中的活塞(未示出)?；钊梢赃B接到 曲軸112以便活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。曲軸112可以通過中間變速器 系統(tǒng)(未示出)連接到車輛的至少一個驅(qū)動輪。此外，起動機馬達108可以連接到曲 軸112以調(diào)節(jié)曲軸112的角位置以便實現(xiàn)發(fā)動機100的起動操作。
曲軸112可以經(jīng)連接120連接到凸輪軸122。具體地，曲軸112可以包括第一齒 輪盤114,凸輪軸可以包括經(jīng)連接120如正時帶連接的第二齒輪盤124。連接120可 以基于曲軸112的旋轉(zhuǎn)促使凸輪軸122的旋轉(zhuǎn)。該連接可以定相以實現(xiàn)凸輪正時改變。 此外，第一齒輪盤114的尺寸相對于第二齒輪盤124的尺寸可以確定曲軸和凸輪軸的 旋轉(zhuǎn)關(guān)系。例如，第二齒輪盤可以大于第一齒輪盤，因此凸輪軸可以比曲軸更低的轉(zhuǎn) 速旋轉(zhuǎn)(例如曲軸轉(zhuǎn)速的一半)。
凸輪軸122可以控制汽缸102以及發(fā)動機100的其他汽缸的氣門(未示出)的驅(qū) 動。此外，應(yīng)理解發(fā)動機可以包括附加的凸輪軸以控制發(fā)動機的汽缸的不同的氣門。 例如，可以提供第一凸輪軸以控制發(fā)動機的汽缸的一個或多個進氣門的驅(qū)動，且可以提供第二凸輪軸以控制發(fā)動機的汽缸的一個或多個排氣門的驅(qū)動。凸輪軸可以包括在 利用可由控制器110搡作的凸輪廓線變換(CPS)、可變凸輪正時(VCT)、可變氣門 正時(VVT)和/或可變氣門升程(VVL)系統(tǒng)中的一個或多個的一個或多個的凸輪驅(qū) 動系統(tǒng)中以改變氣門操作。
控制器110如圖1所示為微計算機，其中包括微處理器單元34、輸入/輸出端 口 130、用于存儲可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)值的電子存儲介質(zhì)，在該具體示例中如圖所示為 只讀存儲器芯片132、隨機存取存儲器136、保活存儲器138，及數(shù)據(jù)總線?？刂破?110可以經(jīng)輸入/輸出端口 130從連接到發(fā)動機100的傳感器接收各種信號，如從起 動機開關(guān)140以指示發(fā)動機100的起動/停止。在一些示例中，發(fā)動機起動/停止指示 可以是駕駛員指令。例如，起動機開關(guān)配置為接收鑰匙，該鑰匙可以用來觸發(fā)期望發(fā) 動機啟動的點火開關(guān)開啟狀態(tài)和期望發(fā)動機停止的點火開關(guān)切斷狀態(tài)之間的起動機 開關(guān)?？刂破?10可以基于從起動機開關(guān)140接收的信號控制起動機馬達108、燃料 及火花。此外，控制器110可以從操作參數(shù)傳感器142接收信號。操作參數(shù)傳感器可 以配置為檢測包括發(fā)動機溫度、環(huán)境溫度、發(fā)動機輸出、燃料噴射量、空燃比、軸轉(zhuǎn) 速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速等的操作參數(shù)的示例。
此外，控制器110可以配置為從曲軸位置傳感器118和凸輪軸位置傳感器128接 收信號。具體地，曲軸112的第一齒輪盤114可以包括由曲軸位置傳感器U8感測的 第一參考標(biāo)記116以指示曲軸112的位置。例如，第一齒輪盤可以具有曲軸每旋轉(zhuǎn)一 圈產(chǎn)生120邊沿的60齒。此外，可以從第一齒輪盤去除兩個齒，通過去除兩個齒產(chǎn) 生的間隙可以作為曲軸的參考標(biāo)記。在一個示例中，第一參考標(biāo)記指示汽缸識別(CID) 或曲軸上的角位置，在此，發(fā)動機汽缸的點火順序中的第一汽缸的進氣門開始開啟。
類似地，凸輪軸122的第二齒輪盤124可以包括由凸輪軸位置傳感器128感測的 第二參考標(biāo)記126以指示凸輪軸122的位置。例如，第二齒輪盤可以具有凸輪軸每旋 轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生10邊沿的5齒，齒中的一個可以大于其他的齒，因此可以確認為凸輪軸 的參考標(biāo)記。在一個示例中，第二參考標(biāo)記指示在發(fā)動機中的汽缸的點火順序的第一 汽缸的活塞的相位。可以施加在齒輪盤上以指示發(fā)動機位置的參考標(biāo)記的附加的示例 可以包括齒輪盤的一個或多個缺失的齒、延伸的突出、磁體等。在一個具體的示例中， 曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器是霍爾效應(yīng)傳感器。
控制器110可以配置為基于從曲軸位置傳感器118和/或凸輪軸位置傳感器128 接收的信號確定發(fā)動機100的位置，這可以稱為發(fā)動機追蹤。例如，控制器可以從曲 軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器中的每個接收脈沖序列。在具有兩個凸輪軸的發(fā)動 機系統(tǒng)中，以脈沖序列提供到控制器用來確定發(fā)動機位置的信號可以包括第一凸輪軸 的上邊沿、第一凸輪軸的下邊沿、第二凸輪軸的上邊沿、第二凸輪軸的下邊沿、及曲 軸的缺失的齒。在發(fā)動機系統(tǒng)的一些實施例中，在一些工況下，凸輪軸可以驅(qū)動發(fā)動 機系統(tǒng)的燃料泵以便每個泵輸出行程泵送燃料且增加壓力。若凸輪軸上的凸角的數(shù)目為奇數(shù)，則燃料壓力的上升或下降可以提供凸輪軸位置信息。因此，可以至少部分地 基于燃料壓力確定發(fā)動機位置。例如，在輸出行程，可以產(chǎn)生每度2. 25磅/平方英寸 (PSI)的增加，在輸入行程，可以產(chǎn)生每度O. 05 PSI的減少。
控制器110可以時間戳記和處理從傳感器接收的脈沖序列。具體地，控制器通過 計算自檢測每個脈沖序列中的參考標(biāo)記以來的邊沿或脈沖的數(shù)目可以確定每個軸的 角位置。通過確定曲軸相對于第一參考標(biāo)記的角位置，確定凸輪軸相對于第二參考標(biāo) 記的角位置，及比較每個位置，可以確定發(fā)動機的相位和位置。在一個示例中，通過 測量凸輪軸齒的檢測之間的曲軸旋轉(zhuǎn)的量可以確定發(fā)動機位置。通常，三個邊沿(因 此兩個角位移)可以用來確定曲軸位置。此外，通過270°角度移動可以確定凸輪軸 位置(未計算在開始加速到最小信號速度時經(jīng)歷的角位移)。
注意在固定的凸輪正時發(fā)動機或在固定的默認凸輪正時停止和起動的發(fā)動機中， 凸輪軸位置可以等價于發(fā)動機位置。
如上所述，在一些工況下，在發(fā)動機起動時的軸轉(zhuǎn)速較慢，簡要地說通過軸位置 傳感器的檢測變得不精確。例如，在較冷環(huán)境溫度中的發(fā)動機起動可能導(dǎo)致曲軸和/ 或凸輪軸的較慢的起動轉(zhuǎn)動，這可能導(dǎo)致不精確的位置感測。圖2示出基于軸轉(zhuǎn)速使 用感測的發(fā)動機位置或存儲的發(fā)動機停止位置控制在發(fā)動機起動的燃料噴射的方法 200的流程圖。方法200可以包括在202接收軸轉(zhuǎn)速。在一個示例中，可以從曲軸的 速度傳感器接收軸轉(zhuǎn)速。在另一個示例中，可以從凸輪軸的速度傳感器接收軸轉(zhuǎn)速。 在另一個示例中，軸轉(zhuǎn)速可以來源于另一個搡作參數(shù)。
在204,該方法可以包括確定軸轉(zhuǎn)速是否超過閾值轉(zhuǎn)速。閾值轉(zhuǎn)速可以是設(shè)置在 一定轉(zhuǎn)速，在該轉(zhuǎn)速預(yù)定檢測曲軸和/或凸輪軸的位置的軸位置傳感器可以精確地作 用。在一個示例中，閾值轉(zhuǎn)速設(shè)置為約每分鐘60圈。若確定軸轉(zhuǎn)速超過閾值轉(zhuǎn)速， 則流程移到206。否則，軸轉(zhuǎn)速不超過閾值轉(zhuǎn)速，流程移到210。
在206,軸轉(zhuǎn)速超過閾值轉(zhuǎn)速；因此用于控制發(fā)動機起動時的燃料噴射的發(fā)動機 位置基于根據(jù)參考圖3在下文詳述的方法300確定的存儲的發(fā)動機停止位置和感測的 發(fā)動機位置之間的關(guān)系。
在20S,該方法可以包括自軸加速到合適的轉(zhuǎn)速重新設(shè)置用來追蹤軸、位置傳感 器、和/或發(fā)動機劣化的計數(shù)器。
在210,軸轉(zhuǎn)速不超過閾值轉(zhuǎn)速；因此軸旋轉(zhuǎn)不夠快速而軸位置傳感器不能精確 地檢測軸的位置。因此，用于控制發(fā)動機起動時的燃料噴射的發(fā)動機位置基于從先前 的發(fā)動機關(guān)閉的存儲的發(fā)動機停止位置。
在212,該方法可以包括增量計數(shù)器以追蹤軸或發(fā)動機系統(tǒng)的另一構(gòu)件的潛在劣
化。換言之，因為軸不以合適的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)用于位置檢測的，發(fā)動機系統(tǒng)的構(gòu)件的一個
潛在地可能劣化，因此可以進行劣化追蹤。
在214，該方法可以包括比較計數(shù)器與劣化閾值。劣化閾值可以設(shè)置在預(yù)定數(shù)目的燃燒事件，而軸不加速到合適的轉(zhuǎn)速以確定發(fā)動機系統(tǒng)的構(gòu)件已劣化。或者，閾值 可以根據(jù)軸的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)設(shè)置或根據(jù)除了燃燒事件的其他操作參數(shù)設(shè)置。若確定計數(shù)器 超過劣化閾值，流程移到216。否則，計數(shù)器不超過劣化閾值，流程移到218。
在216,計數(shù)器超過劣化閾值指示發(fā)動機系統(tǒng)的構(gòu)件已劣化，因此該方法可以包 括調(diào)節(jié)發(fā)動機搡作。在一個示例中，調(diào)節(jié)發(fā)動機搡作可以包括忽視軸位置傳感器信號。 在另一個示例中，調(diào)節(jié)發(fā)動機搡作可以包括設(shè)置劣化工況。在一個具體的示例中，設(shè) 置劣化工況可以包括設(shè)置一個或多個診斷故障代碼。在另一個示例中，設(shè)置劣化工況 可以包括阻止發(fā)動機起動。
在218,計數(shù)器不超過劣化閾值，因此發(fā)動機起動可以繼續(xù)，該方法可以包括基 于確定的發(fā)動機位置在下一個合適的發(fā)動機位置噴射燃料用于燃燒循環(huán)。流程可以返 回到202繼續(xù)執(zhí)行該方法直到軸加速到一定速度，在該速度軸位置傳感器可以精確地 檢測傳感器的位置或直到調(diào)節(jié)發(fā)動機操作以適應(yīng)缺少通過軸位置傳感器的精確的檢
即使在軸轉(zhuǎn)速低于特定的瞬時轉(zhuǎn)速時軸位置傳感器與發(fā)動機停止位置不相適應(yīng)， 通過基于存儲的發(fā)動機停止位置控制用于發(fā)動機起動的燃料噴射，可以減少或避免基 于不精確的發(fā)動機位置的燃料噴射控制。以此方式通過減少和消除發(fā)動機起動失火和 不起動可以使發(fā)動機起動更穩(wěn)健。
在發(fā)動機起動時，發(fā)動機位置的精確的確定特別對于減少在上述直噴式發(fā)動機配 置中的不起動或起動失火的可能性特別有用。具體地，因為燃料直接噴射到汽缸，活 塞的位置和進氣門及排氣門的狀態(tài)對燃燒的影響增加。例如，在確定發(fā)動機位置精確 度減少的情況下，當(dāng)活塞定位在動力行程時直接噴射燃料，噴射的燃料的點火可以不 完全發(fā)生。
相比較，若在進氣道噴射發(fā)動機中發(fā)動機的位置不精確地確定，不精確度對燃燒 的影響減少。具體地，因為燃料不直接噴射到汽缸，而是進入汽缸的進氣道，在發(fā)動 機位置和燃料噴射不同步的情況下，燃料可以保留在進氣道中直到進氣門開啟，而燃 燒仍發(fā)生。
圖3示出通過同步控制器和從多個源核證的發(fā)動機位置起動直噴式發(fā)動機以便 燃料噴射和火花可以精確地控制用于合適的發(fā)動機起動的示例方法300的流程圖。該 方法300可以包括檢測可指示發(fā)動機停止的一個或多個軸(例如凸輪軸或曲軸)的停 止?？梢曰谇S位置傳感器和/或凸輪軸位置傳感器的信號檢測曲軸和/或凸輪軸的 停止。具體地，當(dāng)來自一個或兩個傳感器的脈沖序列不包括閾值時期的脈沖時可以確 定停止指示。若檢測到曲軸和/或凸輪軸已停止，流程移到3。4。否則流程返回到302， 且繼續(xù)檢測曲軸和/或凸輪軸已停止的指示。
在304,發(fā)動機已進入到完全停止，因此該方法可以包括在控制器的存儲器存儲 發(fā)動機停止位置。當(dāng)確定存儲的發(fā)動機停止位置時，可以考慮軸的反轉(zhuǎn)以便存儲精確
9的發(fā)動機停止位置。在一個示例中，通過在脈沖序列的脈沖之間的中斷或延長時期可 以檢測反轉(zhuǎn)。在檢測到中斷時，基于反轉(zhuǎn)角間隔的標(biāo)記可以轉(zhuǎn)換到增加或減少。
在306,該方法可以包括檢測發(fā)動機起動指示。在一個示例中，發(fā)動機起動指示
可以通過來自指示起動機開關(guān)在點火開關(guān)開啟狀態(tài)的起動機開關(guān)的信號提供。若檢測
到發(fā)動機停止指示，流程移到308。否則，流程返回到306且繼續(xù)檢測發(fā)動機起動指 示。
在308,該方法可以包括從曲軸位置傳感器和/或凸輪軸位置傳感器接收發(fā)動機 位置的第一指示。例如，參考標(biāo)記的第一指示可以包括第一凸輪軸的上邊沿、第一凸 輪軸的下邊沿、第二凸輪軸的上邊沿、第二凸輪軸的下邊沿、和/或曲軸的缺少的齒。 在至少部分地基于燃料壓力確定發(fā)動機位置的一些實施例中，第一指示可以是燃料壓 力增加/減少。此外，該方法可以包括基于接收感測的發(fā)動機位置的指示增量計數(shù)器 用于追蹤目的。換言之，每次接收到感測的發(fā)動機位置時，可以增量計數(shù)器。
在310,該方法可以包括確定是否感測的發(fā)動機位置關(guān)聯(lián)于在發(fā)動機關(guān)閉時確定 的存儲的發(fā)動機停止位置或感測的發(fā)動機位置(即計數(shù)器的值)多次被檢測到超過閾 值。在一個示例中，感測的發(fā)動機位置和存儲的發(fā)動機停止位置的關(guān)系可以包括感測 的發(fā)動機位置等于存儲的發(fā)動機停止位置。在一個示例中，假設(shè)第一凸輪軸邊沿用于 發(fā)動機位置關(guān)聯(lián)。只要根據(jù)初始的發(fā)動機位置第一邊沿顯示在正確的位置(隨著曲軸 齒進入增量)，則確認發(fā)動機位置且可以開始加燃料?；蛘撸诹硪粋€示例中，兩個 凸輪軸邊沿可以用于關(guān)聯(lián)。因此，只要兩個凸輪軸邊沿顯示在正確的位置以確認追蹤 的發(fā)動機位置關(guān)聯(lián)于存儲的發(fā)動機位置，加燃料可以開始。應(yīng)理解由于傳感器系統(tǒng)特 性在一個方向上的凸輪軸的邊沿可以比在另一個方向上的邊沿在角度上更精確。因此 發(fā)動機位置關(guān)聯(lián)可以僅基于上邊沿或僅基于下邊沿。選擇地，消除在上行邊沿和下行 邊沿之間的動態(tài)響應(yīng)差的一個上-上(up-to-up)時期和一個下-下(down-to-down) 時期可以用于發(fā)動機位置關(guān)聯(lián)。若確定傳感器的第一指示提供的發(fā)動機位置關(guān)聯(lián)于存 儲的發(fā)動機停止位置，流程移到312。否則，傳感器的第一指示提供的發(fā)動機位置不 關(guān)聯(lián)于存儲的發(fā)動機停止位置，流程移到314。
在一些實施例中，近似公差可以包括在關(guān)聯(lián)的確定中。換言之，該方法可以包括 確定在預(yù)定差閾值之內(nèi)是否兩個發(fā)動機位置彼此近似相等。
在312,確定傳感器的指示提供的發(fā)動機位置關(guān)聯(lián)于存儲的發(fā)動機停止位置。也 就是，控制器與發(fā)動機位置同步。因此，該方法可以包括在下一個合適的發(fā)動機位置 直接噴射燃料到發(fā)動機的合適的汽缸用于第一燃燒循環(huán)。
在314,確定傳感器的指示提供的發(fā)動機位置不關(guān)聯(lián)于存儲的發(fā)動機停止位置。 因此，該方法可以包括旋轉(zhuǎn)曲軸和/或凸輪軸一定角距離以便通過返回到308從曲軸 位置傳感器和/或凸輪軸位置傳感器接收發(fā)動機位置的指示。
返回到310,該方法可以包括確定是否從曲軸位置傳感器和/或凸輪軸位置傳感器的第二指示確定的發(fā)動機位置關(guān)聯(lián)于更新的存儲的發(fā)動機停止位置。若確定傳感器 的第二指示提供的發(fā)動機位置關(guān)聯(lián)于存儲的發(fā)動機停止位置，流程移到312開始燃 燒。否則，流程移到314，且繼續(xù)起動轉(zhuǎn)動發(fā)動機直到感測的發(fā)動機位置和存儲的發(fā) 動機停止位置同步。
通過比較存儲的發(fā)動機停止位置和感測的發(fā)動機位置的第一指示，可以在接受軸 位置的第一指示的時刻確認存儲的發(fā)動機起動位置。因此，即使采用三個指示(例如 凸輪軸齒輪盤邊沿)以確定軸位置，僅釆用一個指示以確認軸位置和隨后的發(fā)動機位 置。此外，隨著每個后續(xù)的指示，可以進一步確認發(fā)動機停止位置。以此方式，可以 可靠地實現(xiàn)快速和精確的發(fā)動機起動。
此外，若感測的發(fā)動機位置和存儲的發(fā)動機位置不相關(guān)聯(lián)，可以執(zhí)行附加的發(fā)動 機起動轉(zhuǎn)動，發(fā)動機位置可以從關(guān)聯(lián)于存儲的發(fā)動機停止位置的軸位置的重復(fù)檢測確 定，或可以獨立于存儲的發(fā)動機停止位置使用以解決假設(shè)的初始的發(fā)動機位置和實際 的發(fā)動機位置之間的不符。因此，通過延遲燃料噴射以便在噴射燃料之前增加發(fā)動機 位置的可靠性，可以減少不起動和起動失火的可能性，且實際上可以避免重起動困難。 以此方式，發(fā)動機起動可以更穩(wěn)健地進行。應(yīng)理解在大多數(shù)情況中除了不正確的發(fā)動 機同步的情況之外，穩(wěn)健的發(fā)動機同步方法對發(fā)動機起動沒有增加附加的時間。
此外，低成本曲軸和/或凸輪軸位置傳感器可以用在發(fā)動機系統(tǒng)中，由于發(fā)動機 同步方法的增加的穩(wěn)健性，發(fā)動機系統(tǒng)可靠性減少最小或沒有減少。以此方式，可以 降低車輛的制造成本。
注意，本文中包括的示例控制程序和/或流程可用于各種發(fā)動機配置。本文所述 的具體例程可以表示任何數(shù)量的處理策略中的一種或多種，如事件驅(qū)動、中斷驅(qū)動、 多任務(wù)、多線程等。因此，所示的各種步驟、操作或功能可以按所示的順序執(zhí)行、并 行執(zhí)行，或在某些情況下略去。類似地，處理的順序不是實現(xiàn)本文中所述的示例實施 例的特征和優(yōu)點所必需，而是為便于演示和說明而提供。取決于所使用的具體策略， 可以重復(fù)執(zhí)行所示步驟和功能中的一個或多個。此外，所述步驟可以在圖形上表示編 程到發(fā)動機控制器12中的計算機可讀存儲媒體中的代碼。
應(yīng)理解，在本文中公開的配置和例程本質(zhì)上是示例性的，且這些具體實施例不應(yīng) 被視為具有限制意義，因為大量的變體是可能的。例如，上述技術(shù)可以應(yīng)用于V-6、 1-4、 1-6、 V-12,對置4,及其他發(fā)動機類型。此外，輪滑動控制可以應(yīng)用于驅(qū)動輪 的任何動力系且可以通過使用一些輸入裝置如電動、混合動力/電動、柴油、柴油混 合動力、汽油混合動力、燃料電池等的驅(qū)動器控制。本發(fā)明的主題包括在本文中公開 的各種系統(tǒng)和配置，及其他特征、功能，和/或?qū)傩缘乃行路f和非易見的組合及子 組合。
本發(fā)明的權(quán)利要求特別指出視為新穎和非顯而易見的特定組合及子組合。這些權(quán) 利要求可能引用"一個"元素或"第一"元素或其等價。這樣的權(quán)利要求應(yīng)被理解為包括對一個或一個以上這樣的元素的結(jié)合，而不是要求或排除兩個或兩個以上這樣的 元素。所公開的特征、功能、元素和/或?qū)傩缘钠渌M合及子組合可以通過本發(fā)明權(quán) 利要求的修改或通過在本申請或相關(guān)申請中提出新的權(quán)利要求來請求保護。這樣的權(quán) 利要求，無論是在范圍上比原始權(quán)利要求更寬、更窄、等價或不同，都應(yīng)被視為包括 在本發(fā)明的主題之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種起動發(fā)動機的方法，所述發(fā)動機包括汽缸和配置為直接噴射燃料到所述汽缸中的燃料噴射器，所述方法包括在發(fā)動機起動工況，接收感測的發(fā)動機位置；響應(yīng)于所述感測的發(fā)動機位置關(guān)聯(lián)于存儲的發(fā)動機停止位置，在下一個合適的發(fā)動機位置直接噴射燃料到所述汽缸用于第一燃燒循環(huán)；及響應(yīng)于所述感測的發(fā)動機位置不關(guān)聯(lián)于所述存儲的發(fā)動機停止位置，旋轉(zhuǎn)所述發(fā)動機的軸一定角距離，而不直接噴射燃料到所述汽缸直到所述感測的發(fā)動機位置關(guān)聯(lián)于另一個參數(shù)，并在所述感測的發(fā)動機位置關(guān)聯(lián)于另一個參數(shù)時在下一個合適的發(fā)動機位置直接噴射燃料到所述汽缸用于第一燃燒循環(huán)。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述另一個參數(shù)包括所述存儲的發(fā) 動機停止位置。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述另一個參數(shù)包括超過預(yù)定閾值 的所述感測的發(fā)動機位置的重復(fù)確認。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述存儲的發(fā)動機停止位置包括在 最近的發(fā)動機關(guān)閉期間所述軸達到停止?fàn)顟B(tài)時感測的發(fā)動機位置。
5. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述軸包括凸輪軸，所述感測的發(fā) 動機位置基于所述凸輪軸的感測的位置。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述軸包括所述凸輪軸和曲軸，所 述感測的發(fā)動機位置基于所述凸輪軸和所述曲軸的感測的位置。
7. —種發(fā)動機系統(tǒng)，包括 具有進氣門和排氣門的至少一個汽缸； 配置為直接噴射燃料到所述至少一個汽缸的燃料噴射器；可搡作地連接到所述至少一個汽缸的軸，所述軸具有指示發(fā)動機位置的參考標(biāo)記；配置為檢測所述參考標(biāo)記的軸位置傳感器；及控制器，響應(yīng)于發(fā)動機起動指示，在第一工況，所述控制器在基于存儲的發(fā)動機 停止位置和感測的發(fā)動機位置之間的關(guān)聯(lián)確定的發(fā)動機位置，促使所述燃料噴射器噴射燃料到所述至少一個汽缸中，其中所述感測的發(fā)動機位置基于所述軸位置傳感器感測的所述參考標(biāo)記的第一確認；及在第二工況，所述控制器在由所述軸位置傳感器基于感測的發(fā)動機位置不關(guān)聯(lián)于所述存儲的發(fā)動機停止位置的所述參考標(biāo)記的重復(fù)確 認確定的發(fā)動機位置，促使所述燃料噴射器噴射燃料到至少一個汽缸中。
8. 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述第一工況的燃料噴射發(fā)生在 所述發(fā)動機起動指示之后的第一消逝時間量，在所述第二工況的燃料噴射發(fā)生在所述 發(fā)動機起動指示之后的第二消逝時間量，其中所述第二消逝時間量大于所述第一消逝 時間量。
9. 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述軸為凸輪軸。
10. 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，所述參考標(biāo)記指示所述發(fā)動機的點火順序的第一 汽缸的汽缸識別。
全文摘要
本發(fā)明涉及發(fā)動機起動同步的方法。具體提供一種起動發(fā)動機的方法，所述發(fā)動機包括汽缸和配置為直接噴射燃料到汽缸中的燃料噴射器。該方法包括在發(fā)動機起動工況，接收感測的發(fā)動機位置，響應(yīng)于感測的發(fā)動機位置關(guān)聯(lián)于存儲的發(fā)動機停止位置，在下一個合適的發(fā)動機位置直接噴射燃料到汽缸用于第一燃燒循環(huán)，及響應(yīng)于感測的發(fā)動機位置不關(guān)聯(lián)于存儲的發(fā)動機停止位置，旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的軸一定角距離，而不直接噴射燃料到汽缸直到感測的發(fā)動機位置關(guān)聯(lián)于另一個參數(shù)，并在所述感測的發(fā)動機位置關(guān)聯(lián)于另一個參數(shù)時在下一個合適的發(fā)動機位置直接噴射燃料到汽缸用于第一燃燒循環(huán)。本發(fā)明可以可靠地實現(xiàn)快速和精確的發(fā)動機起動。
文檔編號F02D41/30GK101586503SQ20091014129
公開日2009年11月25日 申請日期2009年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月19日
發(fā)明者羅斯·戴克斯特拉·珀西富爾 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司