專利名稱：改進(jìn)發(fā)動機(jī)啟動的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在啟動期間控制發(fā)動機(jī)的方法。該方法可以對被升壓以增加發(fā)動機(jī)性能的發(fā)動機(jī)特別有用。
背景技術(shù)：
在發(fā)動機(jī)啟動期間，當(dāng)排氣后處理系統(tǒng)可能以較低水平的效率運(yùn)轉(zhuǎn)時，具有排氣后處理系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)可產(chǎn)生受控的尾管排氣排放物的最高濃度。減少尾管排放物的一種辦法是快速地加熱排氣后處理系統(tǒng)，以使該排氣后處理系統(tǒng)可更有效地轉(zhuǎn)換受控的氣體。通過給該后處理系統(tǒng)增大排氣質(zhì)量流率，可更快地加熱該排氣后處理系統(tǒng)。然而，將排氣流率增大超出快速催化劑加熱所要求的流率可能增加比期望更多的燃料消耗。另外，增大排氣質(zhì)量流率可以要求增加發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流量，且增加發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流量可能干擾為運(yùn)轉(zhuǎn)真空執(zhí)行器提供真空。此外，當(dāng)給發(fā)動機(jī)施加外部負(fù)荷時，可進(jìn)一步增加發(fā)動機(jī)空氣流率(且因此增加排氣質(zhì)量流率)從而補(bǔ)償所增加的發(fā)動機(jī)負(fù)荷。所以，在可能不需要或不期望提供更高的發(fā)動機(jī)排氣加熱速率的情況下，發(fā)動機(jī)排氣加熱速率可隨著發(fā)動機(jī)負(fù)荷的增加而增加。

發(fā)明內(nèi)容
本文的發(fā)明人已意識到發(fā)動機(jī)啟動的上述缺陷，且已經(jīng)研究出了發(fā)動機(jī)啟動方法，其包括:在發(fā)動機(jī)加速后，向發(fā)動機(jī)提供基本恒定的空氣質(zhì)量，直到預(yù)定的條件；當(dāng)發(fā)動機(jī)引入基本恒定的空氣量時，從MBT (最大扭矩最小點(diǎn)火提前角)正時延遲火花正時以提供扭矩從而實(shí)現(xiàn)期望的發(fā)動機(jī)怠速；以及當(dāng)發(fā)動機(jī)引入基本恒定的空氣質(zhì)量時，響應(yīng)于發(fā)動機(jī)負(fù)荷的增大，而提前火花。通過在加速之后給發(fā)動機(jī)提供基本恒定的空氣質(zhì)量，有可能限制不必要的燃料消耗和在一些發(fā)動機(jī)工況中可能不必要或不期望的升高的排氣溫度。另外，當(dāng)發(fā)動機(jī)以基本恒定的空氣質(zhì)量流率運(yùn)轉(zhuǎn)時，甚至在發(fā)動機(jī)負(fù)荷變化期間，有可能提供期望的真空水平。例如，通過調(diào)整節(jié)氣門位置或閥正時，可以命令提供期望的熱通量水平的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率?？蛇x擇發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率，從而當(dāng)以選擇的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率運(yùn)轉(zhuǎn)時，發(fā)動機(jī)將提供期望的真空水平。此外，因?yàn)樵诎l(fā)動機(jī)/排氣后處理加熱時期中發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率保持恒定，所以當(dāng)發(fā)生被限制的發(fā)動機(jī)負(fù)荷變化時，發(fā)動機(jī)不給排氣系統(tǒng)提供額外的未請求的熱量。本發(fā)明可提供若干優(yōu)點(diǎn)。具體地說，在發(fā)動機(jī)加熱期間，該方法可減少不必要的燃料消耗。另外，在啟動期間，該方法可允許發(fā)動機(jī)為真空消耗裝置提供更均勻的真空。更進(jìn)一步地說，因?yàn)橥ㄟ^發(fā)動機(jī)的基本恒定的氣流允許在發(fā)動機(jī)啟動期間當(dāng)排氣后處理設(shè)備的轉(zhuǎn)換效率可能較低時的基本恒定的燃料供給以及空氣燃料錯誤的可能性的減小，所以可減少來自發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)排放物。當(dāng)單獨(dú)地或結(jié)合附圖理解以下具體實(shí)施方式
時，本發(fā)明的上述優(yōu)點(diǎn)和其它優(yōu)點(diǎn)和特征將易于變得顯然。應(yīng)理解，提供上述概要是為了以簡化的形式介紹在具體實(shí)施方式
中進(jìn)一步說明的一系列概念。該概要不意味著確定要求保護(hù)的主題的主要或本質(zhì)特征，要求保護(hù)的主題的范圍由緊接著具體實(shí)施方式
的權(quán)利要求唯一限定。另外，要求保護(hù)的主題不限于解決上述或在本公開任意部分所述的任何缺陷的實(shí)施方式。


當(dāng)單獨(dú)地或參考附圖時，通過閱讀在本文中被稱為具體實(shí)施方式
的示例性的示例，將更充分地理解本文所說明的優(yōu)點(diǎn)，其中:圖1是發(fā)動機(jī)的示意圖；圖2是示出了啟動發(fā)動機(jī)的現(xiàn)有技術(shù)的方法的繪圖；圖3是示出了根據(jù)圖4的方法的示例性的發(fā)動機(jī)啟動順序的繪圖；圖4是啟動發(fā)動機(jī)的示例性方法的流程圖；以及圖5是用于根據(jù)圖4的方法診斷發(fā)動機(jī)啟動的示例性方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及啟動發(fā)動機(jī)以及在發(fā)動機(jī)暖機(jī)時期中提供來自發(fā)動機(jī)的期望的熱通量水平。在一個非限制性的示例中，發(fā)動機(jī)可以被配置在圖1所示的系統(tǒng)中。在該示例中，發(fā)動機(jī)是用于運(yùn)轉(zhuǎn)真空消耗裝置(例如，制動助力器、汽化排放物清除、渦輪增壓器廢氣門等等)的真空源。圖2示出了啟動發(fā)動機(jī)的現(xiàn)有技術(shù)的方法。圖3闡明了通過本文所述的方法啟動發(fā)動機(jī)時的示例性的感興趣的信號。圖4示出了控制發(fā)動機(jī)啟動的方法的流程圖。圖4的方法說明了在不同的發(fā)動機(jī)工況期間的火花正時調(diào)整以及發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流量調(diào)整。圖5闡明了確立在啟動期間發(fā)動機(jī)是否以期望的方式運(yùn)轉(zhuǎn)的診斷。圖4和圖5的方法可通過圖1所示的控制器中的指令執(zhí)行。參考圖1，內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10由電子發(fā)動機(jī)控制器12控制，該內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10包括多個汽缸，圖1示出了其中的一個汽缸。發(fā)動機(jī)10包括燃燒室30和汽缸壁32，活塞36被定位在其中并且連接到曲軸40。飛輪98耦接到曲軸40并且可以通過啟動器96旋轉(zhuǎn)。燃燒室30被顯示為通過相應(yīng)的進(jìn)氣門52和排氣門54與進(jìn)氣歧管44和排氣歧管48連通。每個進(jìn)氣門和排氣門可以由進(jìn)氣凸輪51和排氣凸輪53操作?？商鎿Q地，一個或多個進(jìn)氣門和排氣門可以由機(jī)電控制的閥線圈和銜鐵組件操作。進(jìn)氣凸輪傳感器55可確定進(jìn)氣凸輪51的位置。排氣凸輪傳感器57可確定排氣凸輪53的位置。壓縮機(jī)162從進(jìn)氣口 42吸入空氣以供應(yīng)升壓室46。排氣旋轉(zhuǎn)渦輪164通過軸161耦接到壓縮機(jī)162。真空運(yùn)轉(zhuǎn)的廢氣門執(zhí)行器160允許排氣繞過渦輪164，因此在變化的工況下可控制升高的壓力。燃料噴射器66被顯示為定位為將燃料直接噴射到燃燒室30中，其被本領(lǐng)域的技術(shù)人員稱為直接噴射?？商鎿Q地，燃料可以被噴射到進(jìn)氣道，其被本領(lǐng)域的技術(shù)人員稱為進(jìn)氣道噴射。燃料噴射器66以與來自控制器12的信號的脈寬FPW成比例地輸送液體燃料。燃料系統(tǒng)(未示出)將燃料輸送給燃料噴射器66，該燃料系統(tǒng)包括燃料箱、燃料泵和燃料軌(未示出)。燃料噴射器66被供應(yīng)響應(yīng)于控制器12來自驅(qū)動器68的運(yùn)轉(zhuǎn)電流。此外，進(jìn)氣歧管44被顯示為與任選的電子節(jié)氣門62連通，該電子節(jié)氣門62調(diào)整節(jié)流板64的位置，從而控制從進(jìn)氣口 42到進(jìn)氣歧管44的氣流。在一個示例中，可使用低壓直接噴射系統(tǒng)，其中燃料壓力可提高到約20-30巴?？商鎿Q地，可使用高壓力、雙級的燃料系統(tǒng)以產(chǎn)生更高的燃料壓力。進(jìn)氣歧管44還通過通道142給制動助力器140提供真空。止回閥144確保空氣從制動助力器140流動到進(jìn)氣歧管44，且不從進(jìn)氣歧管44流動到制動助力器140。制動助力器140放大了腳152通過制動踏板150提供給主缸148以用于施加車輛制動的力(未示出)。真空貯存器143提供額外的容積以用于儲存制動助力器140和其它真空消耗裝置可使用的真空。無分電器點(diǎn)火系統(tǒng)88響應(yīng)于控制器12通過火花塞92向燃燒室30提供點(diǎn)火火花。通用/寬域排氣氧(UEGO)傳感器126被顯示為耦接到催化轉(zhuǎn)化器70上游的排氣歧管48。可替換地，可用雙態(tài)排氣氧傳感器代替UEGO傳感器126。EGR (排氣再循環(huán))閥20控制從排氣歧管48到進(jìn)氣歧管44的排氣流?？刂破?2可以基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷來控制EGR閥20的位置。在可替換的示例中，EGR閥可以控制從渦輪164的下游到壓縮機(jī)162上游的進(jìn)氣口 42的排氣流。在一個示例中，轉(zhuǎn)化器70可以包括多個催化劑磚。在另一個示例中，可以使用多個排放物控制設(shè)備，其中的每個都具有多個磚。在一個示例中，轉(zhuǎn)化器70可以是三元型催化劑。圖1中，控制器12被示為常規(guī)的微型計算機(jī)，其包括:微處理器單元102、輸入/輸出端口 104、只讀存儲器106、隨機(jī)存取存儲器108、?；畲鎯ζ?10和傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線?？刂破?2被示出為從耦接到發(fā)動機(jī)10的傳感器接收包括前面討論的那些信號之外的各種信號，包括來自耦接到冷卻套筒114的溫度傳感器112的發(fā)動機(jī)冷卻液溫度(ECT);耦接到加速器踏板130以用于感測由腳130施加的力的位置傳感器134 ;耦接到制動器踏板150以用于感測制動器踏板位置的位置傳感器154 ;用于感測制動助力器真空的壓力傳感器146 ;用于感測主缸壓力(例如，液壓制動器壓力)的壓力傳感器147 ;來自耦接到進(jìn)氣歧管44的壓力傳感器121的發(fā)動機(jī)歧管壓力(MAP)的測量值；來自壓力傳感器122的升壓室壓力；來自感測曲軸40位置的霍爾效應(yīng)傳感器118的發(fā)動機(jī)位置傳感器；來自傳感器120的進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣質(zhì)量的測量值；以及來自傳感器58的節(jié)氣門位置的測量值。大氣壓力還可以被感測(未示出傳感器)以由控制器12處理。在本發(fā)明的優(yōu)選的方面中，發(fā)動機(jī)位置傳感器118在曲軸的每次旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生預(yù)定數(shù)目的等間隔的脈沖，從所述脈沖的數(shù)目可確定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(RPM)0在一些示例中，發(fā)動機(jī)可以耦接到混合動力車輛中的電動馬達(dá)/電池系統(tǒng)?；旌蟿恿囕v可以具有并聯(lián)配置、串聯(lián)配置、或其變體或其組合。另外，在一些示例中，可以使用其它的發(fā)動機(jī)構(gòu)造，例如柴油發(fā)動機(jī)。在運(yùn)轉(zhuǎn)期間，發(fā)動機(jī)10中的每個汽缸一般經(jīng)歷四個沖程循環(huán):該循環(huán)包括進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程和排氣沖程。在進(jìn)氣沖程期間，通常，排氣門54閉合，而進(jìn)氣門52開啟。通過進(jìn)氣歧管44將空氣引入到燃燒室30中，且活塞36移動到汽缸的底部以增加燃燒室30內(nèi)的真空?；钊?6接近汽缸底部且處于其沖程的末尾(當(dāng)燃燒室30處于其最大容積時)的位置一般被本領(lǐng)域技術(shù)人員稱為下止點(diǎn)(BDC)。在壓縮沖程期間，閉合進(jìn)氣門52和排氣門54?；钊?6朝著汽缸蓋移動以壓縮燃燒室30內(nèi)的空氣?；钊?6在其沖程末尾且最接近汽缸蓋(例如，當(dāng)燃燒室30處于其最小容積時)的點(diǎn)一般被本領(lǐng)域技術(shù)人員稱為上止點(diǎn)(TDC)。在以下稱為噴射的過程中，燃料被引入到燃燒室。在以下稱為點(diǎn)火的過程中，被噴射的燃料被已知的點(diǎn)火裝置點(diǎn)燃，例如火花塞92，導(dǎo)致燃燒。在膨脹沖程期間，膨脹的氣體將活塞36推回到BDC。曲軸40將活塞運(yùn)動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)扭矩。最后，在排氣沖程期間，開啟排氣門54，從而將燃燒的空氣燃料混合物釋放到排氣歧管48并且活塞返回到TDC0注意，以上所述僅作為示例示出，且可改變進(jìn)氣門和排氣門開啟和/或閉合正時，從而例如提供正或負(fù)的氣門重疊、延遲進(jìn)氣門閉合或不同的其它示例。因此，圖1的系統(tǒng)提供了用于啟動耦接到變速器的發(fā)動機(jī)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:發(fā)動機(jī)；耦接到發(fā)動機(jī)的排氣后處理設(shè)備；以及控制器，其包括響應(yīng)于發(fā)動機(jī)負(fù)荷的變化而從發(fā)動機(jī)提供基本恒定的熱通量到排氣后處理設(shè)備的指令。在一個示例中，該系統(tǒng)包括響應(yīng)于發(fā)動機(jī)負(fù)荷的變化而調(diào)整點(diǎn)火正時的進(jìn)一步的控制器指令。該系統(tǒng)包括當(dāng)響應(yīng)發(fā)動機(jī)負(fù)荷的變化增加發(fā)動機(jī)氣流時將火花正時提前到MBT火花正時并且將火花正時保持在MBT火花正時的進(jìn)一步的控制器指令。因此，該系統(tǒng)通過火花正時提供扭矩，直到發(fā)動機(jī)扭矩達(dá)到期望的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率的發(fā)動機(jī)扭矩能力(torque capacity)。該系統(tǒng)還包括其中控制器包括當(dāng)發(fā)動機(jī)提供基本恒定的熱通量時從MBT火花正時延遲火花正時的進(jìn)一步的指令。該系統(tǒng)還包括通過將基本恒定的氣流引入到發(fā)動機(jī)中而提供基本恒定的熱通量。該系統(tǒng)還包括耦接到發(fā)動機(jī)的節(jié)氣門和操作節(jié)氣門以通過節(jié)氣門給發(fā)動機(jī)提供基本恒定的氣流的進(jìn)一步的控制器指令。圖2是示出了用于啟動發(fā)動機(jī)的現(xiàn)有技術(shù)的方法的繪圖。用于啟動發(fā)動機(jī)的現(xiàn)有技術(shù)的方法試圖在將發(fā)動機(jī)保持在期望的怠速時增加排氣溫度。從圖2上部數(shù)的第一繪圖表示了被命令的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率與時間。Y軸線表示了被命令的或期望的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率，且被命令的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率在Y軸線箭頭的方向上增加。時間從繪圖的左側(cè)向繪圖的右側(cè)增大。從圖2上部數(shù)的第二繪圖表示了自最佳發(fā)動機(jī)扭矩的最小火花提前正時(例如MBT火花正時)延遲的發(fā)動機(jī)火花。Y軸線表示自MBT火花正時的發(fā)動機(jī)火花正時，并且自MBT火花正時的火花延遲量在Y軸箭頭的方向上增大。時間從繪圖的左側(cè)向繪圖的右側(cè)增大。當(dāng)火花延遲量為零時，命令MBT火花正時。從圖2上部數(shù)的第三繪圖表示了發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與時間。Y軸線表示發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，且發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速在Y軸線箭頭方向上增加。時間從繪圖的左側(cè)向繪圖的右側(cè)增大。在時間Ttl處，發(fā)動機(jī)停止。盡管發(fā)動機(jī)停止，但是控制器仍命令期望的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率和火花正時，該發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率和火花正時基于期望的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速以及期望的催化劑加熱水平。將發(fā)動機(jī)節(jié)氣門預(yù)先定位，使得當(dāng)發(fā)動機(jī)達(dá)到怠速時，提供期望的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量。火花正時被顯示為從MBT火花正時少量延遲?；鸹ㄔ诎l(fā)動機(jī)起動轉(zhuǎn)動和加速期間所示的正時被傳遞。此外，在時間Ttl和發(fā)動機(jī)加速之后的T1之間的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流量和火花正時足夠?qū)⑴艢夂筇幚碓O(shè)備加熱到該排氣后處理設(shè)備以期望的效率轉(zhuǎn)換排氣的水平。 在時間Ttl和T1之間，通過啟動器起動轉(zhuǎn)動發(fā)動機(jī)，且發(fā)動機(jī)加速到由水平標(biāo)記202所示的期望的發(fā)動機(jī)怠速。在發(fā)動機(jī)加速期間(例如起動轉(zhuǎn)動和期望的發(fā)動機(jī)怠速之間的時間)，還進(jìn)一步延遲發(fā)動機(jī)火花正時。在達(dá)到時間T1之后，發(fā)動機(jī)火花延遲被保持在更延遲的水平，且隨著排氣系統(tǒng)溫度增加，可從延遲的正時慢慢提前火花正時。被命令的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率被顯示為在起動轉(zhuǎn)動、加速期間和實(shí)現(xiàn)怠速之后保持穩(wěn)定。然而，在一些示例中，在起動轉(zhuǎn)動和加速期間，發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率可被命令為與當(dāng)發(fā)動機(jī)達(dá)到怠速時相比不同的水平或值。在時間T2處，施加負(fù)荷到發(fā)動機(jī)，該負(fù)荷在起動轉(zhuǎn)動、加速期間以及時間T1和時間T2之間的初期發(fā)動機(jī)怠速時期期間不被施加到發(fā)動機(jī)。在本示例中，額外的發(fā)動機(jī)負(fù)荷是由于將耦接到發(fā)動機(jī)的變速器從空檔或停車接合到驅(qū)動引起的。因?yàn)楫?dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)荷改變時，火花正時在很大程度上被延遲，所以發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流量增大以提供額外的發(fā)動機(jī)扭矩，從而以期望的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)。額外的發(fā)動機(jī)負(fù)荷所需的這種增大的空氣流率增加了提高催化劑溫度的排氣熱率(heat rate)。因?yàn)橛刹粩嘣黾拥钠卓諝饬恳鸬念~外的發(fā)動機(jī)扭矩補(bǔ)償了所增加的發(fā)動機(jī)負(fù)荷，所以發(fā)動機(jī)怠速維持基本恒定。在時間T3處，發(fā)動機(jī)負(fù)荷在發(fā)動機(jī)怠速時期中被第二次增大。在時間T3處的發(fā)動機(jī)負(fù)荷增量表明將空氣調(diào)節(jié)器負(fù)荷接合到發(fā)動機(jī)?；鸹ㄕ龝r維持延遲，且發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率再次增加，從而進(jìn)一步增加發(fā)動機(jī)扭矩。隨著發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流量增加，發(fā)動機(jī)的熱通量輸出也增加。不斷增加汽缸空氣質(zhì)量流量允許發(fā)動機(jī)以期望的發(fā)動機(jī)怠速繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。在時間T4處，發(fā)動機(jī)負(fù)荷在怠速時期中最后一次增加。在時間T4處發(fā)動機(jī)負(fù)荷的增量表明發(fā)動機(jī)負(fù)荷響應(yīng)于交流發(fā)電機(jī)負(fù)荷的增加而增大。與時間T2和時間T3處類似，被命令的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率增大，使得發(fā)動機(jī)提供額外的扭矩以補(bǔ)償通過交流發(fā)電機(jī)施加到發(fā)動機(jī)的更高的發(fā)動機(jī)負(fù)荷。該額外的被命令的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率允許發(fā)動機(jī)維持在基本相同的發(fā)動機(jī)怠速上。該額外的被命令的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率也增加了輸出到排氣后處理設(shè)備的發(fā)動機(jī)熱通量。然而，自發(fā)動機(jī)輸出的增大的熱通量還可以增加發(fā)動機(jī)的燃料消耗。參考圖3，其示出了根據(jù)圖4的方法模擬的發(fā)動機(jī)啟動順序的繪圖。通過執(zhí)行圖4所闡明的方法的指令的圖1的控制器12可提供圖3中所闡明的信號。圖3所示的信號與圖2所示的信號是相同類型。因此，為了簡潔起見，對圖3中的信號的說明限于所示的新特征。在時間Ttl處，發(fā)動機(jī)停止。在起動轉(zhuǎn)動和加速期間，火花被顯示為被命令到稍微延遲的水平。相比于在發(fā)動機(jī)達(dá)到水平標(biāo)記302所標(biāo)示的期望的發(fā)動機(jī)怠速之后的火花正時，該火花命令被更顯著地朝MBT火花正時提前。發(fā)動機(jī)在時間Ttl和時間T1之間起動轉(zhuǎn)動且加速。在時間T1處，發(fā)動機(jī)達(dá)到發(fā)動機(jī)怠速，且發(fā)動機(jī)火花正時被延遲。發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率維持被命令為恒定水平，且發(fā)動機(jī)引導(dǎo)基本恒定的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率。當(dāng)火花被延遲時，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速停留在期望的發(fā)動機(jī)怠速。通過調(diào)整節(jié)氣門的位置和/或凸輪正時以改變閥正時，發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率可被調(diào)整到恒定水平。然而，當(dāng)發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流量達(dá)到所請求的恒定的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流量時，節(jié)氣門位置、EGR閥位置和凸輪正時被保持恒定。在時間T1和時間T2之間，被命令的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量被命令為基本恒定的水平，這允許發(fā)動機(jī)提供基本恒定的期望的發(fā)動機(jī)排氣后處理加熱量(例如，以瓦特為單位的期望的發(fā)動機(jī)熱輸出)，無論火花正時是延遲到時間T1的水平還是延遲到時間T4的水平。在一些示例中，發(fā)動機(jī)空氣流量還是在給定大氣壓力下發(fā)動機(jī)怠速時期中允許發(fā)動機(jī)在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管中產(chǎn)生期望的真空水平的發(fā)動機(jī)空氣流量。例如，在2000米的海拔，發(fā)動機(jī)可被命令為X gm/s的空氣質(zhì)量流率，使得發(fā)動機(jī)在發(fā)動機(jī)怠速時期中提供規(guī)定量的排氣后處理設(shè)備加熱和規(guī)定量的真空。另一方面，當(dāng)在100米海拔處相同的發(fā)動機(jī)被命令為相同的空氣質(zhì)量時，發(fā)動機(jī)提供明顯更大的真空，但提供基本相同量的排氣后處理設(shè)備加熱。以此方式，發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率可被調(diào)整或命令到給排氣系統(tǒng)提供期望的熱量的水平以及發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管中的期望的真空水平。在時間T2處，耦接到發(fā)動機(jī)的變速器從空擋位置或停車位置接合驅(qū)動器?；鸹ㄕ龝r被提前，從而當(dāng)發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率被保持基本恒定時增加發(fā)動機(jī)扭矩。在一個示例中，基于存儲在控制器存儲器中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)提前火花正時。具體地說，當(dāng)變速器接合驅(qū)動器時，表格輸出被添加到基礎(chǔ)火花命令的火花值的量，從而將火花正時向著MBT火花正時提前。提前火花正時增加了輸送到曲軸的能量，且在較小程度上降低了被排放到排氣的熱量。然而，由于提前火花導(dǎo)致的排氣中的熱量損失與由發(fā)動機(jī)質(zhì)量流率引起的熱量相比為最小值。因此，當(dāng)火花正時被提前時，發(fā)動機(jī)熱通量維持基本恒定。因此，從發(fā)動機(jī)傳輸?shù)脚艢夂筇幚碓O(shè)備的排氣熱能維持得足夠高，從而以期望的速率提高排氣后處理設(shè)備的溫度?；鸹ㄕ龝r被顯示為輕微搖擺以努力維持期望的發(fā)動機(jī)怠速?；鸹ㄕ龝r被閉環(huán)控制且響應(yīng)于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速以及發(fā)動機(jī)負(fù)荷變化。在發(fā)動機(jī)負(fù)荷改變期間和之后，發(fā)動機(jī)怠速維持基本恒定，發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率同樣維持基本恒定。在時間T3處，耦接到發(fā)動機(jī)的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)被接合以冷卻其中設(shè)置有發(fā)動機(jī)的交通工具的艙。當(dāng)發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率保持基本恒定時，再次提前火花正時，從而增加發(fā)動機(jī)扭矩。在一個示例中，基于存儲在控制器存儲器中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)提前火花正時。具體地說，當(dāng)接合空氣調(diào)節(jié)器時，表格基于空氣調(diào)節(jié)器負(fù)荷的變化而輸出被添加到基礎(chǔ)火花命令的火花值的量，從而將火花正時向MBT火花正時提前?；鸹ㄕ龝r被顯示為輕微搖擺以努力維持期望的發(fā)動機(jī)怠速?；鸹ㄕ龝r被閉環(huán)控制且響應(yīng)于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動機(jī)負(fù)荷變化。在發(fā)動機(jī)負(fù)荷改變期間和之后，發(fā)動機(jī)怠速維持基本恒定，發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率同樣維持基本恒定。在時間T4處，耦接到發(fā)動機(jī)的交流發(fā)電機(jī)被接合以向電力負(fù)荷提供電功率。當(dāng)發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率被維持基本恒定時，再次提前火花正時，從而增大發(fā)動機(jī)扭矩。在一個示例中，基于存儲在控制器存儲器中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)提前火花正時。具體地說，當(dāng)增大交流發(fā)電機(jī)的勵磁電流時，表格基于交流發(fā)電機(jī)勵磁電流的變化輸出被添加到基礎(chǔ)火花命令的火花值的量，從而將火花正時向MBT火花正時提前?；鸹ㄕ龝r被顯示為輕微搖擺以努力維持期望的發(fā)動機(jī)怠速。火花正時被閉環(huán)控制且響應(yīng)于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速以及發(fā)動機(jī)負(fù)荷變化。在發(fā)動機(jī)負(fù)荷改變期間和之后，發(fā)動機(jī)怠速維持基本恒定，發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率同樣維持基本恒定。這樣，當(dāng)發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率保持基本恒定時，發(fā)動機(jī)扭矩可通過變化的火花正時被調(diào)整。當(dāng)給發(fā)動機(jī)添加負(fù)荷時，所述火花正時可被提前，且當(dāng)從發(fā)動機(jī)移除負(fù)荷時，所述火花正時可被延遲。另外，從發(fā)動機(jī)輸送到排氣后處理設(shè)備的排氣能量的量基本恒定。如果遇到太大以致于不能通過單獨(dú)的火花提前而被適應(yīng)的發(fā)動機(jī)扭矩，則此時并且僅當(dāng)此時才增大空氣流率?，F(xiàn)在參考圖4，示出了啟動發(fā)動機(jī)的方法的流程圖。通過圖1所示的控制器中的命令可執(zhí)行該方法。在402處，方法400確定了發(fā)動機(jī)工況。發(fā)動機(jī)工況可包括但不限于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)負(fù)荷、大氣壓力、節(jié)氣門位置、火花正時命令、發(fā)動機(jī)溫度以及環(huán)境溫度。在確定發(fā)動機(jī)工況之后,方法400進(jìn)行到404。在404處，方法400判斷是否請求發(fā)動機(jī)啟動。如果是，則答案為是，并且方法400進(jìn)行到406。否則，答案為否，并且方法400退出。在406處，方法400調(diào)整起動轉(zhuǎn)動和加速的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流量和發(fā)動機(jī)火花正時。發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流量可以基于大氣壓力通過在起動轉(zhuǎn)動和加速期間設(shè)定節(jié)氣門的位置而被調(diào)整。發(fā)動機(jī)火花正時可以在起動轉(zhuǎn)動和加速期間根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和估計的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流量而被調(diào)整。發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流量和發(fā)動機(jī)火花正時可憑經(jīng)驗(yàn)確定并且被存儲在存儲器中以便在發(fā)動機(jī)啟動期間獲取。在調(diào)整了發(fā)動機(jī)火花正時和發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流量之后，方法400繼續(xù)進(jìn)行到408。在408處，方法400判斷發(fā)動機(jī)是否已經(jīng)退出了起動轉(zhuǎn)動(CRK)和加速。在一個示例中，當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到期望的發(fā)動機(jī)怠速時，方法400被判斷為退出起動轉(zhuǎn)動并加速。如果方法400判斷發(fā)動機(jī)已經(jīng)退出起動轉(zhuǎn)動和加速，則答案為是并且方法400進(jìn)行到410。否則，答案為否并且方法400返回到408，直到發(fā)動機(jī)退出起動轉(zhuǎn)動和加速。在410 處，方法400確定期望的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。該期望的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速起初被設(shè)定到期望的發(fā)動機(jī)怠速(例如，700RPM)。可基于發(fā)動機(jī)工況增加期望的發(fā)動機(jī)怠速，并且從而增加期望的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。例如，在較冷的發(fā)動機(jī)狀況下，300RPM可以被添加到期望的發(fā)動機(jī)怠速，從而縮減在較冷狀況期間的燃燒事件之間的時期，以便發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更平穩(wěn)且可提供更高的排氣質(zhì)量流率。在一個示例中，期望的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速被存儲在由發(fā)動機(jī)工況調(diào)節(jié)/索引(index)的表格或函數(shù)中。所述期望的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速可以針對發(fā)動機(jī)工況被調(diào)整，所述工況例如發(fā)動機(jī)溫度和環(huán)境溫度。在確定了期望的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速之后，方法400進(jìn)行到412。在412處，方法400確定針對期望的排氣能量輸送速率的期望的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率。在一個示例中，期望的排氣能量輸送速率Q是基于被加熱的排氣后處理設(shè)備的質(zhì)量和將排氣后處理設(shè)備加熱到期望的溫度的期望的時間量。例如，當(dāng)發(fā)動機(jī)以20°C的溫度啟動時，可經(jīng)驗(yàn)地確定在20秒內(nèi)將特定的0.5Kg的催化劑加熱到期望的溫度要花費(fèi)6kW的能量?？梢愿鶕?jù)以下方程式從熱量輸送速率確定發(fā)動機(jī)的空氣質(zhì)量流率:HeatFlux=Q=((air_mass_flow_rate (l-fuel_air_ratio))) (0.152* (exhaust_tempK2+952) (exhaust_tempK_294829))-(0.5 (FEAD_power+trans_input_power))其中air_mass_flow_rate是發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率，fuel_air_ratio是發(fā)動機(jī)燃料-空氣比率，exhaust_tempK是在Kelvin溫標(biāo)下的排氣溫度，F(xiàn)EAD_power是旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)前端附件(例如，動力助力轉(zhuǎn)向泵、真空泵、空氣調(diào)節(jié)器等等)的動力，而trans_input_power是輸入到變速器的動力?？晒烙嫽驕y量發(fā)動機(jī)排氣溫度。FEAD動力要求可被經(jīng)驗(yàn)地確定并且被存儲在存儲器中以便按需獲取。類似地，對于當(dāng)變速器處于空檔和/或驅(qū)動時以期望的怠速旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)動力要求也可被存儲在存儲器中并且基于需求而獲取。因此，從熱通量可確定期望的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率，且從存儲在表格和/或函數(shù)中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可確定熱通量，所述表格和函數(shù)可用發(fā)動機(jī)工況調(diào)節(jié)。例如，經(jīng)驗(yàn)確定的熱通量表格可基于20°C的發(fā)動機(jī)溫度和環(huán)境溫度而被調(diào)節(jié)。熱通量表格可輸出發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率所基于的6kff的值。
期望的發(fā)動機(jī)熱通量的量以及因此發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率可被設(shè)定到可在從MBT火花正時延遲的火花正時獲得期望的發(fā)動機(jī)怠速的水平。例如，當(dāng)火花正時接近MBT火花正時的時候，提供期望的熱通量的發(fā)動機(jī)氣流可大于以期望的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)所需的發(fā)動機(jī)氣流。另外，期望的發(fā)動機(jī)熱通量和空氣質(zhì)量流率可被設(shè)定到可提供期望的進(jìn)氣歧管真空的水平。換句話說，期望的發(fā)動機(jī)熱通量可以發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率被提供，該發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率小于允許發(fā)動機(jī)通過低進(jìn)氣歧管壓力為真空消耗裝置提供真空的閾值水平的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率。在其它示例中，發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率可被設(shè)定到某值，該值在發(fā)動機(jī)啟動之后保持恒定，但是該值基于發(fā)動機(jī)工況在每次發(fā)動機(jī)啟動之間是變化的。例如，期望的或被命令的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率可以在啟動時在較低的發(fā)動機(jī)溫度下被增大并且在較高的發(fā)動機(jī)溫度下被增大，但是一旦期望的或被命令的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率在啟動時被設(shè)定，則其可保持該設(shè)定值，直到滿足預(yù)定的工況。在確定了期望的發(fā)動機(jī)熱通量和發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率之后,方法400進(jìn)行到414。在414處，方法400確定以給排氣后處理設(shè)備提供期望的發(fā)動機(jī)熱通量的發(fā)動機(jī)空氣流率的期望的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的火花正時。具體地說,在一個示例中,變量base_torque說明了以期望的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)扭矩的量。該變量被計算或經(jīng)驗(yàn)地確定并存儲在存儲器中。第二變量MBT_torque說明了當(dāng)以MBT火花正時、期望的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和提供期望的熱通量的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)時可由發(fā)動機(jī)提供的發(fā)動機(jī)扭矩的量。所述變量被計算或經(jīng)驗(yàn)地確定并且被存儲在存儲器中。此外，火花延遲量Spk_retard是基于自在MBT火花正時的發(fā)動機(jī)扭矩的極小的發(fā)動機(jī)扭矩減少量的輸出火花延遲的函數(shù)或表格的輸出。通過用base_torque除以MBT_torque并且之后基于所述極小的發(fā)動機(jī)扭矩減少調(diào)節(jié)說明火花延遲的表格或函數(shù)來確定Spk_retard。表格輸出火花減少量Spk_retard,且可以通過自MBT火花正時減去Spk_retard確定期望的火花正時。在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的基礎(chǔ)上經(jīng)驗(yàn)地確定MBT火花正時并且將其存儲在存儲器中。這樣，基于期望的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流量確定發(fā)動機(jī)火花正時，該期望的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流量給排氣后處理設(shè)備提供期望的熱通量水平并且提供期望的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。在確定了期望的火花正時和期望的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流量之后，方法400進(jìn)行到416。在416處，方法400將發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率調(diào)整到期望的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率，且保持發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率基本恒定。通過開啟或閉合節(jié)氣門和/或調(diào)整閥正時可調(diào)整發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率。例如，基于穿過節(jié)氣門的壓力降可調(diào)整節(jié)流板的位置，從而提供期望的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率。在其它的示例中，可以通過將進(jìn)氣歧管壓力調(diào)整到提供期望的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率的壓力而調(diào)整發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率。然而，一旦獲得了期望的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率，則節(jié)氣門和凸輪正時保持基本恒定。火花正時也被調(diào)整到在414處確定的火花正時。在所述的一些示例中，可以在啟動時基于發(fā)動機(jī)工況調(diào)整期望的或被命令的發(fā)動機(jī)空氣量。一旦期望的或被命令的發(fā)動機(jī)空氣量被設(shè)定，則其可保持在恒定值，直到達(dá)到預(yù)定的發(fā)動機(jī)工況。在將發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率調(diào)整到基本恒定的水平并且在設(shè)定了火花正時之后，方法400進(jìn)行到418。
在418處，方法400判斷發(fā)動機(jī)負(fù)荷中是否存在變化。通過給發(fā)動機(jī)施加外部負(fù)荷，或通過來自操作者的增大的扭矩請求，可進(jìn)行發(fā)動機(jī)負(fù)荷的變化。例如，當(dāng)變速器被接合以從空檔驅(qū)動時，可發(fā)生發(fā)動機(jī)負(fù)荷的變化。在另一個示例中，當(dāng)駕駛員通過按壓節(jié)氣門而請求額外的發(fā)動機(jī)扭矩時，可發(fā)生發(fā)動機(jī)負(fù)荷的變化。如果方法400確定存在發(fā)動機(jī)負(fù)荷的變化，則答案為是，并且方法400進(jìn)行到420。否則，答案為否，并且方法400返回到418，在418處，發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流量保持基本恒定，并且調(diào)整發(fā)動機(jī)火花正時，從而保持期望的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。在422處，方法400朝著MBT火花正時提前火花正時，從而為增加的發(fā)動機(jī)負(fù)荷提供期望的發(fā)動機(jī)扭矩?；鸹ㄕ{(diào)整量可基于對發(fā)動機(jī)負(fù)荷的增大的估計或計算。例如，可經(jīng)驗(yàn)地確定需要4匪的額外發(fā)動機(jī)扭矩以旋轉(zhuǎn)從空檔變換到驅(qū)動的變速器。另外，火花正時可以提前的量可基于414處所述的表格和方法。例如，如果當(dāng)發(fā)動機(jī)以期望的熱通量和發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率運(yùn)轉(zhuǎn)時發(fā)動機(jī)負(fù)荷被改變且發(fā)動機(jī)扭矩被移向MBT火花正時的發(fā)動機(jī)扭矩，則火花延遲變量Spk_retard減小，且火花正時朝著MBT火花正時提前。當(dāng)前發(fā)動機(jī)扭矩需求(例如發(fā)動機(jī)摩擦扭矩、發(fā)動機(jī)泵送扭矩和施加到發(fā)動機(jī)的外部負(fù)荷的總和)除以MBT_torqUe并且說明基于極小的發(fā)動機(jī)扭矩減少的火花延遲的表格被調(diào)節(jié)，使得輸出Spk_retard的修正值。因此，發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率和發(fā)動機(jī)熱通量維持基本恒定，且火花正時被提前以補(bǔ)償增加的發(fā)動機(jī)負(fù)荷。同樣響應(yīng)于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整火花正時。如果發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高于期望的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，則延遲火花正時。如果發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速小于期望的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，則提前火花正時。因此，通過發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)整火花正時，從而維持期望的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(例如，期望的發(fā)動機(jī)怠速)。在將發(fā)動機(jī)火花正時朝著MBT火花正時提前之后，方法400進(jìn)行到424，在所述MBT火花正時下，發(fā)動機(jī)引入期望的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率且以期望的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)注意，MBT火花正時隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷改變。因此，每當(dāng)由于發(fā)動機(jī)工況而提前MBT火花正時的時候，在增大發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率之前將火花正時朝著MBT火花正時提前。在424處，方法400判斷火花正時是否處于MBT火花正時。如果發(fā)動機(jī)火花正時處于MBT火花正時，則答案為是，并且方法400進(jìn)行到426。否則，答案為否，方法400進(jìn)行到434。應(yīng)注意，在一些示例中，當(dāng)從MBT火花正時延遲火花正時并且發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流量被命令為恒定值時，節(jié)氣門位置、凸輪正時和EGR閥位置不移動。在426處，方法400保持等于或接近MBT火花正時的火花正時，且增加發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率，因此發(fā)動機(jī)輸出扭矩匹配期望的發(fā)動機(jī)扭矩，從而滿足增大的發(fā)動機(jī)負(fù)荷。通過開啟節(jié)氣門、調(diào)節(jié)進(jìn)氣凸輪或節(jié)氣門和凸輪正時調(diào)整的組合可增加發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率。應(yīng)注意，當(dāng)即將發(fā)生或存在爆震時，火花正時可從MBT火花正時稍微延遲。在調(diào)整發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率之后，方法400進(jìn)行到434。在428處，方法400朝著期望的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率減小發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率。在一個示例中，期望的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率是從發(fā)動機(jī)提供期望的熱通量到排氣后處理設(shè)備的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率。因此，當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)荷存在變化且發(fā)動機(jī)負(fù)荷減小時，在延遲火花正時之前減小發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率，使得可節(jié)約燃料。發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流量的減少量對應(yīng)于由駕駛員請求的或與撤銷發(fā)動機(jī)負(fù)荷一起發(fā)生的發(fā)動機(jī)扭矩的減少量。例如，如果變速器從驅(qū)動位置脫離至空檔，則可減小以期望的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)扭矩。發(fā)動機(jī)扭矩的減小可等同于發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流量和旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)的燃料的減小。美國專利US7063062提供了一種使發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流量和燃料量等同于發(fā)動機(jī)扭矩的辦法，且該專利作為參考被完全并入以用于全部意圖和目的。發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流量可減小到從發(fā)動機(jī)提供期望的熱通量到排氣后處理設(shè)備的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率。方法400進(jìn)行到430。在430處，方法400判斷發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率是否處于或低于提供期望的熱通量的期望的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率。如果答案為是，則方法400進(jìn)行到432。否則，如果答案為否，則方法400進(jìn)行到434。在432處，方法400從MBT火花正時延遲火花正時?；谑┘拥桨l(fā)動機(jī)的負(fù)荷的估計的減少量延遲火花正時?？梢杂萌缭?14處所說明的并輸出變量Spk_retard的函數(shù)的表格延遲火花正時。具體地說，如果當(dāng)發(fā)動機(jī)以期望的熱通量和發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率運(yùn)轉(zhuǎn)時發(fā)動機(jī)負(fù)荷改變且發(fā)動機(jī)扭矩自MBT火花正時的發(fā)動機(jī)扭矩移開，則火花延遲變量Spk_retard增大，并且火花正時自MBT火花正時延遲。當(dāng)前發(fā)動機(jī)扭矩需求(例如發(fā)動機(jī)摩擦扭矩、發(fā)動機(jī)泵送扭矩和施加到發(fā)動機(jī)的外部負(fù)荷的總和)除以MBT_torqUe并且說明基于極小的發(fā)動機(jī)扭矩減少的火花延遲的表格被調(diào)節(jié)，使得輸出Spk_retard的修正值并且自MBT火花正時延遲火花。方法400在火花正時延遲后進(jìn)行到434。在434處，方法400判斷發(fā)動機(jī)暖機(jī)是否完成。當(dāng)發(fā)動機(jī)達(dá)到閾值溫度時或當(dāng)排氣后處理設(shè)備達(dá)到閾值溫度時，可以判斷發(fā)動機(jī)暖機(jī)完成。排氣后處理設(shè)備的閾值溫度可以是排氣后處理設(shè)備的效率大于閾值效率時的溫度。如果判斷發(fā)動機(jī)暖機(jī)完成，則答案為是，并且方法400進(jìn)行到436。否則，答案為否，并且方法400返回到418。在436處，方法400基于發(fā)動機(jī)扭矩需求以及發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率和火花。因?yàn)榘l(fā)動機(jī)暖機(jī)完成，可以在發(fā)動機(jī)啟動之后不再要求期望的熱通量率，除非發(fā)動機(jī)溫度降低到小于閾值溫度，或除非排氣后處理設(shè)備的溫度降低到小于閾值溫度。在基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動機(jī)扭矩需求調(diào)整了發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流量和火花之后,方法400退出。這樣，通過調(diào)整發(fā)動機(jī)火花正時，發(fā)動機(jī)可以以基本恒定的排氣熱通量率和發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率運(yùn)轉(zhuǎn)，直到發(fā)動機(jī)負(fù)荷或扭矩達(dá)到閾值水平。在達(dá)到閾值扭矩水平之后，可增加發(fā)動機(jī)空氣流率。如果發(fā)動機(jī)負(fù)荷或扭矩需求減小，則可減少發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量，直至達(dá)到提供期望的發(fā)動機(jī)熱通量水平的期望的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量。此后可減少火花正時，從而進(jìn)一步將發(fā)動機(jī)扭矩調(diào)整到需求的發(fā)動機(jī)扭矩并且控制發(fā)動機(jī)怠速?，F(xiàn)在參考圖5，其示出了用于根據(jù)圖4的方法診斷發(fā)動機(jī)啟動的方法的流程圖。通過例如圖1所示的控制器中的指令可執(zhí)行該方法。在502處，確定發(fā)動機(jī)工況。發(fā)動機(jī)工況可以包括但不限于:發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)負(fù)荷、發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率、發(fā)動機(jī)溫度、排氣后處理設(shè)備溫度以及環(huán)境空氣溫度。在確定了發(fā)動機(jī)工況之后，方法500進(jìn)行到504。在504處，方法500判斷發(fā)動機(jī)是否以發(fā)動機(jī)和/或催化劑加熱模式運(yùn)轉(zhuǎn)。在一個示例中，當(dāng)發(fā)動機(jī)溫度小于閾值溫度時或當(dāng)排氣后處理設(shè)備的溫度小于閾值溫度時，發(fā)動機(jī)可處于發(fā)動機(jī)加熱模式中。如果方法500判斷發(fā)動機(jī)處于加熱模式中，則答案為是，并且方法500進(jìn)行到506。否則，答案為否，并且方法500進(jìn)行到退出。
在506處，方法500確定發(fā)動機(jī)熱通量。在一個示例中，如在412處所述確定發(fā)動機(jī)熱通量。在其它示例中，發(fā)動機(jī)熱通量可基于發(fā)動機(jī)負(fù)荷、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)空氣-燃料比以及發(fā)動機(jī)火花正時。例如，一個或更多個函數(shù)可以被調(diào)節(jié)，所述一個或更多個函數(shù)包含經(jīng)驗(yàn)地確定的排氣溫度并且可以通過發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)負(fù)荷、發(fā)動機(jī)空燃比以及發(fā)動機(jī)火花正時調(diào)節(jié)。在確定發(fā)動機(jī)熱通量之后，方法500進(jìn)行到508。在508處，方法500判斷發(fā)動機(jī)熱通量是否大于第一閾值。第一閾值可以是以期望的速率增加排氣后處理設(shè)備溫度的熱通量率。在其它示例中，第一閾值的發(fā)動機(jī)熱通量率可基于其它的標(biāo)準(zhǔn)。如果方法500判斷發(fā)動機(jī)熱通量率不大于第一閾值，則答案為否，并且方法500進(jìn)行到522。否則，答案為是，并且方法500進(jìn)行到510。在522處，方法500表示存在發(fā)動機(jī)/發(fā)動機(jī)后處理加熱缺乏。所述加熱缺乏可通過在提供給駕駛員的燈或顯示器上的消息被指示。因此，如果發(fā)動機(jī)未以預(yù)期的速率輸出熱量，則駕駛員被告知并且方法500退出。在510處，方法500判斷發(fā)動機(jī)熱通量是否小于第二閾值量。第二閾值量可以被設(shè)定為能夠以允許發(fā)動機(jī)和交通工具滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的速率加熱催化劑的熱通量率外加解決發(fā)動機(jī)變化和發(fā)動機(jī)工況的變化的熱通量偏置量。如果方法500判斷發(fā)動機(jī)熱通量率小于第二閾值量，則答案為是，并且方法500退出。否則，答案為否，并且方法500進(jìn)行到512。因此，508和510將發(fā)動機(jī)熱通量率歸類，從而確定發(fā)動機(jī)熱通量是否處于期望的范圍中。如果是，則方法500退出，并且不報告任何問題。然而，如果發(fā)動機(jī)熱通量小于期望值，則指示加熱缺乏。如果發(fā)動機(jī)熱通量大于期望值，則方法500進(jìn)行到512，從而試圖確定額外的發(fā)動機(jī)熱通量的來源。在512處，方法500判斷發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率是否大于期望值?？梢酝ㄟ^空氣質(zhì)量流量傳感器或通過理想氣體定律和MAP傳感器來確定發(fā)動機(jī)的空氣質(zhì)量流率。如果方法500判斷存在過量的氣流，則答案為是，并且方法500進(jìn)行到514。否則，方法500進(jìn)行到516。應(yīng)注意，過量的發(fā)動機(jī)氣流可因?yàn)槔绨l(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中的泄露而發(fā)生。在514處，方法500指示超出期望量的額外的發(fā)動機(jī)和/或排氣后處理加熱的情況，并且指示可能存在過量空氣，使得發(fā)動機(jī)熱通量大于可能期望的熱通量。該指示可以通過顯示器上的消息或燈被提供給駕駛員。在516處，方法500判斷發(fā)動機(jī)火花正時是否延遲超過了預(yù)期的量。然而，因?yàn)榕c發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流量相比，火花延遲對發(fā)動機(jī)熱通量的影響小得多，所以火花正時延遲超過預(yù)期的量可以是對可以影響發(fā)動機(jī)熱通量的其它來源的指示器。在一個示例中，如果供給發(fā)動機(jī)的燃料比所預(yù)期或估計的具有更高的能含量(energy content),則在發(fā)動機(jī)/排氣加熱模式期間的發(fā)動機(jī)火花正時被延遲超過預(yù)期。相反，如果火花不延遲超過預(yù)期并且發(fā)動機(jī)熱通量高于預(yù)期，則可能誤判燃料類型。如果方法500判斷火花延遲超過預(yù)期，則答案為否，并且方法500進(jìn)行到520。否則，答案為是，并且方法500進(jìn)行到518。在520處，方法500詢問關(guān)于適應(yīng)性燃料調(diào)整參數(shù)的值，從而確定額外的發(fā)動機(jī)熱通量是否可歸因于燃料類型。如果燃料類型不同于預(yù)期的燃料類型，則可調(diào)整期望的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率，從而在隨后的發(fā)動機(jī)啟動期間補(bǔ)償燃料類型。例如，如果確定燃料類型不同于預(yù)期的燃料類型，則可減少發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率。具體地，如果燃料調(diào)整參數(shù)將數(shù)值I視為預(yù)期的燃料(例如汽油)而將數(shù)值0.9視為不同的燃料(例如混合了酒精的汽油)。因?yàn)榛旌显谌剂现械木凭母偷募訜崮芰Γ陔S后的發(fā)動機(jī)啟動期間可增加發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流率。在檢查了燃料成分之后，方法500進(jìn)行到退出。在518處，方法500指示基于大于可能期望的發(fā)動機(jī)熱通量的發(fā)動機(jī)熱通量提供額外的發(fā)動機(jī)熱通量和排氣后處理設(shè)備加熱以及額外的火花延遲。來自發(fā)動機(jī)的額外的熱通量可增加發(fā)動機(jī)燃料消耗，且僅可提供少量的排放物減少。因此，可能期望告知駕駛員發(fā)動機(jī)以高于期望的速率加熱。通過燈或顯示器上的消息，可給駕駛員提供對額外的發(fā)動機(jī)熱通量和排氣后處理設(shè)備加熱的指示。因此，圖4和5的方法提供了發(fā)動機(jī)啟動方法，其包括:在發(fā)動機(jī)加速之后，給發(fā)動機(jī)提供基本恒定的空氣質(zhì)量，直到預(yù)定的條件；當(dāng)發(fā)動機(jī)引入基本恒定的空氣質(zhì)量時調(diào)整點(diǎn)火正時以提供扭矩從而實(shí)現(xiàn)期望的發(fā)動機(jī)怠速；以及當(dāng)發(fā)動機(jī)引入基本恒定的空氣質(zhì)量時，響應(yīng)于發(fā)動機(jī)扭矩的增量，將火花正時朝著MBT正時提前。這樣，排氣后處理設(shè)備可以在變化的發(fā)動機(jī)工況期間的各次發(fā)動機(jī)啟動中以基本相同的方式被加熱。發(fā)動機(jī)啟動方法也包括:其中預(yù)定的條件是排氣后處理設(shè)備的狀態(tài)，并且其中節(jié)氣門位置保持基本恒定，凸輪正時保持基本恒定，從而提供基本恒定的空氣質(zhì)量，并且其中當(dāng)所述發(fā)動機(jī)引入基本恒定的空氣質(zhì)量時調(diào)整點(diǎn)火正時以提供扭矩從而實(shí)現(xiàn)期望的發(fā)動機(jī)怠速包括:從MBT正時延遲點(diǎn)火正時。發(fā)動機(jī)啟動方法也包括其中排氣后處理設(shè)備的狀態(tài)是排氣后處理設(shè)備的效率大于閾值效率的情況下的溫度。在一些示例中，發(fā)動機(jī)啟動方法包括其中基本恒定的空氣質(zhì)量是基于期望的發(fā)動機(jī)熱通量的，并且其中朝MBT正時提前火花正時同樣響應(yīng)于發(fā)動機(jī)怠速。發(fā)動機(jī)啟動方法也包括其中基本恒定的空氣質(zhì)量是提供閾值真空水平以運(yùn)轉(zhuǎn)一個或多個真空消耗裝置的空氣質(zhì)量。發(fā)動機(jī)啟動也包括其中基本恒定的空氣質(zhì)量在第一次發(fā)動機(jī)啟動和第二次發(fā)動機(jī)啟動之間是不同的。圖4和圖5的方法也提供了發(fā)動機(jī)啟動方法，其包括:在發(fā)動機(jī)啟動之后以基本恒定的流率將空氣引入到發(fā)動機(jī)；調(diào)整點(diǎn)火正時從而提供期望的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速；當(dāng)發(fā)動機(jī)以基本恒定的流率引入空氣時，響應(yīng)于增大的發(fā)動機(jī)負(fù)荷而將火花提前直至MBT正時；并且在火花正時基本達(dá)到MBT正時之后，增加發(fā)動機(jī)氣流以滿足發(fā)動機(jī)負(fù)荷。這樣，在火花正時達(dá)到MBT正時之后，響應(yīng)于扭矩請求，可以增加發(fā)動機(jī)輸出。 發(fā)動機(jī)啟動方法還包括其中被引入到發(fā)動機(jī)中的空氣通過調(diào)整節(jié)氣門的位置被保持基本恒定。所述發(fā)動機(jī)啟動方法還包括其中基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷調(diào)整MBT火花正時。發(fā)動機(jī)啟動方法還包括當(dāng)火花正時被大致保持在MBT火花正時的時候,響應(yīng)于發(fā)動機(jī)負(fù)荷的減小而減少發(fā)動機(jī)氣流。這樣，在延遲火花正時之前可減少發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量流量，使得保持很高的發(fā)動機(jī)效率。所述發(fā)動機(jī)啟動方法還包括當(dāng)發(fā)動機(jī)氣流被減少到閾值發(fā)動機(jī)氣流時，從MBT火花正時延遲火花正時。所述發(fā)動機(jī)啟動方法還包括在發(fā)動機(jī)達(dá)到預(yù)定條件之后，響應(yīng)于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動機(jī)扭矩需求而調(diào)整發(fā)動機(jī)氣流和火花正時。所述發(fā)動機(jī)啟動方法還包括響應(yīng)于由發(fā)動機(jī)提供的熱通量，提供大于閾值的發(fā)動機(jī)加熱的指示。所述發(fā)動機(jī)啟動方法還進(jìn)一步包括響應(yīng)于由發(fā)動機(jī)提供的熱通量，提供小于閾值的發(fā)動機(jī)加熱的指示。如本領(lǐng)域的一個普通技術(shù)人員將理解的，圖4和圖5中所述的方法可以表示任何數(shù)目的處理策略中的一個或更多個，例如事件驅(qū)動的、中斷驅(qū)動的、多任務(wù)的、多線程的等等。這樣，所闡明的各種步驟或功能可以以所說明的順序執(zhí)行、并行地執(zhí)行或在一些情況下以省略的方式執(zhí)行。同樣地，所述的處理的次序并非實(shí)現(xiàn)在此所述的目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)必須要求的，而是被提供以易于闡明和描述。盡管未詳盡闡明，但本領(lǐng)域的一個普通技術(shù)人員將意識到，一個或更多個所闡明的步驟或功能可取決于所用的特定策略而被重復(fù)地執(zhí)行。這是本說明的結(jié)尾。本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過閱讀本說明將想到許多不背離本發(fā)明的精神和范圍的替換和修改。例如，以天然氣、汽油、柴油或可替換的燃料配置運(yùn)轉(zhuǎn)的13、14、15、V6、V8、V10和V12發(fā)動機(jī)可有利地應(yīng)用本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機(jī)啟動方法，包括: 在發(fā)動機(jī)加速之后，向所述發(fā)動機(jī)提供基本恒定的空氣質(zhì)量，直至預(yù)定的條件； 當(dāng)所述發(fā)動機(jī)引入所述基本恒定的空氣質(zhì)量時，調(diào)整點(diǎn)火正時以提供扭矩從而實(shí)現(xiàn)期望的發(fā)動機(jī)怠速；以及 當(dāng)所述發(fā)動機(jī)引入所述基本恒定的空氣質(zhì)量時，響應(yīng)于發(fā)動機(jī)扭矩請求的增大而向著MBT正時提前火花正時。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)啟動方法，其中所述預(yù)定的條件是指排氣后處理設(shè)備的狀態(tài)，且其中節(jié)氣門位置保持基本恒定，凸輪正時保持基本恒定，以提供所述基本恒定的空氣質(zhì)量，且其中當(dāng)所述發(fā)動機(jī)引入所述基本恒定的空氣質(zhì)量時，調(diào)整點(diǎn)火正時以提供請求扭矩從而實(shí)現(xiàn)期望的發(fā)動機(jī)怠速包括從MBT正時延遲點(diǎn)火正時。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機(jī)啟動方法，其中所述排氣后處理設(shè)備的狀態(tài)是指所述排氣后處理設(shè)備的效率大于閾值效率的情況下的溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)啟動方法，其中所述基本恒定的空氣質(zhì)量是基于期望的發(fā)動機(jī)熱通量，并且其中向著MBT正時提前火花正時也響應(yīng)于發(fā)動機(jī)怠速。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動機(jī)啟動方法，其中所述基本恒定的空氣質(zhì)量是提供閾值真空水平從而運(yùn)轉(zhuǎn)一個或更多個真空消耗裝置的空氣質(zhì)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)啟動方法，其中所述基本恒定的空氣質(zhì)量從第一次發(fā)動機(jī)啟動到第二次發(fā)動機(jī)啟動是不同的。
7.一種發(fā)動機(jī)啟動方法,包括: 在發(fā)動機(jī)啟動之后，以基本恒定的流率將空氣引入發(fā)動機(jī)； 調(diào)整點(diǎn)火正時，從而提供期望的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速； 當(dāng)所述發(fā)動機(jī)以所述基本恒定的流率引導(dǎo)空氣時，響應(yīng)于增大的發(fā)動機(jī)負(fù)荷提前火花，直至MBT正時；以及 在火花正時基本達(dá)到MBT正時之后，增加發(fā)動機(jī)氣流以滿足發(fā)動機(jī)負(fù)荷。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)動機(jī)啟動方法，其中被引入發(fā)動機(jī)的空氣通過調(diào)整節(jié)氣門的位置被保持基本恒定。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)動機(jī)啟動方法，其中基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷調(diào)整MBT火花正時。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)動機(jī)啟動方法，進(jìn)一步包括:當(dāng)將火花正時基本保持在MBT火花正時的時候，響應(yīng)于發(fā)動機(jī)負(fù)荷的減小而減少發(fā)動機(jī)氣流。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)動機(jī)啟動方法，進(jìn)一步包括當(dāng)發(fā)動機(jī)氣流減少到閾值發(fā)動機(jī)氣流時，從MBT火花正時延遲火花正時。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)動機(jī)啟動方法，進(jìn)一步包括在所述發(fā)動機(jī)達(dá)到預(yù)定的條件后，響應(yīng)于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動機(jī)扭矩需求而調(diào)整發(fā)動機(jī)氣流和火花正時。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)動機(jī)啟動方法，進(jìn)一步包括響應(yīng)于由所述發(fā)動機(jī)提供的熱通量而提供大于閾值的發(fā)動機(jī)加熱的指示。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)動機(jī)啟動方法，進(jìn)一步包括響應(yīng)于由所述發(fā)動機(jī)提供的熱通量而提供小于閾值的 發(fā)動機(jī)加熱的指示。
15.一種用于啟動耦接到變速器的發(fā)動機(jī)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:發(fā)動機(jī)； 耦接到所述發(fā)動機(jī)的排氣后處理設(shè)備；以及 控制器，其包括指令，該指令響應(yīng)于發(fā)動機(jī)負(fù)荷的變化提供從所述發(fā)動機(jī)到所述排氣后處理設(shè)備的基本恒定的熱通量。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述控制器包括響應(yīng)于發(fā)動機(jī)負(fù)荷的變化而調(diào)整點(diǎn)火正時的進(jìn)一步的指令。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述控制器包括當(dāng)響應(yīng)于發(fā)動機(jī)負(fù)荷的變化而增加發(fā)動機(jī)氣流時，將火花正時提前到MBT火花正時并且將火花正時保持在MBT火花正時的進(jìn)一步的指令。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述控制器包括當(dāng)所述發(fā)動機(jī)提供基本恒定的熱通量時，自MBT火花正時延遲火花正時的進(jìn)一步的指令。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中通過將基本恒定的氣流引入所述發(fā)動機(jī)中而提供基本恒定的熱通量。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括耦接到所述發(fā)動機(jī)的節(jié)氣門和操作所述節(jié)氣門以通過所述節(jié)氣 門給所述發(fā)動機(jī)提供所述基本恒定的氣流的進(jìn)一步的控制器指令。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于在發(fā)動機(jī)啟動期間改善排氣后處理初始暖機(jī)的方法。在一個示例中，該方法將發(fā)動機(jī)空氣流量調(diào)整到由發(fā)動機(jī)提供期望的基本恒定的熱通量到排氣后處理設(shè)備的水平。該方法可減少燃料消耗以及對用于在排氣后處理加熱期間車輛的真空消耗裝置提供真空的真空泵的需求。
文檔編號F02D43/00GK103161596SQ201210491370
公開日2013年6月19日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者R·W·坎寧安, R·D·普斯夫 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司