專利名稱：改進發(fā)動機啟動的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在啟動期間控制發(fā)動機的方法。該方法可以對被升壓以增加發(fā)動機性能的發(fā)動機特別有用。
背景技術：
在發(fā)動機啟動期間，當排氣后處理系統(tǒng)可能以較低水平的效率運轉時，具有排氣后處理系統(tǒng)的發(fā)動機可產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)可更有效地轉換受控的氣體。通過給該后處理系統(tǒng)增大排氣質量流率，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，增大排氣質量流率可以要求增加發(fā)動機空氣質量流量，且增加發(fā)動機空氣質量流量可能干擾為運轉真空執(zhí)行器提供真空。此外，當給發(fā)動機施加外部負荷時，可進一步增加發(fā)動機空氣流率(且因此增加排氣質量流率)從而補償所增加的發(fā)動機負荷。所以，在可能不需要或不期望提供更高的發(fā)動機排氣加熱速率的情況下，發(fā)動機排氣加熱速率可隨著發(fā)動機負荷的增加而增加。

發(fā)明內容
本文的發(fā)明人已意識到發(fā)動機啟動的上述缺陷，且已經研究出了發(fā)動機啟動方法，其包括:在發(fā)動機加速后，向發(fā)動機提供基本恒定的空氣質量，直到預定的條件；當發(fā)動機引入基本恒定的空氣量時，從MBT (最大扭矩最小點火提前角)正時延遲火花正時以提供扭矩從而實現(xiàn)期望的發(fā)動機怠速；以及當發(fā)動機引入基本恒定的空氣質量時，響應于發(fā)動機負荷的增大，而提前火花。通過在加速之后給發(fā)動機提供基本恒定的空氣質量，有可能限制不必要的燃料消耗和在一些發(fā)動機工況中可能不必要或不期望的升高的排氣溫度。另外，當發(fā)動機以基本恒定的空氣質量流率運轉時，甚至在發(fā)動機負荷變化期間，有可能提供期望的真空水平。例如，通過調整節(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)動機空氣質量流率?？蛇x擇發(fā)動機空氣質量流率，從而當以選擇的發(fā)動機空氣質量流率運轉時，發(fā)動機將提供期望的真空水平。此外，因為在發(fā)動機/排氣后處理加熱時期中發(fā)動機空氣質量流率保持恒定，所以當發(fā)生被限制的發(fā)動機負荷變化時，發(fā)動機不給排氣系統(tǒng)提供額外的未請求的熱量。本發(fā)明可提供若干優(yōu)點。具體地說，在發(fā)動機加熱期間，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)動機為真空消耗裝置提供更均勻的真空。更進一步地說，因為通過發(fā)動機的基本恒定的氣流允許在發(fā)動機啟動期間當排氣后處理設備的轉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)動機的發(fā)動機排放物。當單獨地或結合附圖理解以下具體實施方式
時，本發(fā)明的上述優(yōu)點和其它優(yōu)點和特征將易于變得顯然。應理解，提供上述概要是為了以簡化的形式介紹在具體實施方式
中進一步說明的一系列概念。該概要不意味著確定要求保護的主題的主要或本質特征，要求保護的主題的范圍由緊接著具體實施方式
的權利要求唯一限定。另外，要求保護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施方式。


當單獨地或參考附圖時，通過閱讀在本文中被稱為具體實施方式
的示例性的示例，將更充分地理解本文所說明的優(yōu)點，其中:圖1是發(fā)動機的示意圖；圖2是示出了啟動發(fā)動機的現(xiàn)有技術的方法的繪圖；圖3是示出了根據(jù)圖4的方法的示例性的發(fā)動機啟動順序的繪圖；圖4是啟動發(fā)動機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)動機啟動的示例性方法的流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明涉及啟動發(fā)動機以及在發(fā)動機暖機時期中提供來自發(fā)動機的期望的熱通量水平。在一個非限制性的示例中，發(fā)動機可以被配置在圖1所示的系統(tǒng)中。在該示例中，發(fā)動機是用于運轉真空消耗裝置(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)動機的現(xiàn)有技術的方法。圖3闡明了通過本文所述的方法啟動發(fā)動機時的示例性的感興趣的信號。圖4示出了控制發(fā)動機啟動的方法的流程圖。圖4的方法說明了在不同的發(fā)動機工況期間的火花正時調整以及發(fā)動機空氣質量流量調整。圖5闡明了確立在啟動期間發(fā)動機是否以期望的方式運轉的診斷。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，內燃發(fā)動機10由電子發(fā)動機控制器12控制，該內燃發(fā)動機10包括多個汽缸，圖1示出了其中的一個汽缸。發(fā)動機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。燃燒室30被顯示為通過相應的進氣門52和排氣門54與進氣歧管44和排氣歧管48連通。每個進氣門和排氣門可以由進氣凸輪51和排氣凸輪53操作?？商鎿Q地，一個或多個進氣門和排氣門可以由機電控制的閥線圈和銜鐵組件操作。進氣凸輪傳感器55可確定進氣凸輪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162從進氣口 42吸入空氣以供應升壓室46。排氣旋轉渦輪164通過軸161耦接到壓縮機162。真空運轉的廢氣門執(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，其被本領域的技術人員稱為直接噴射?？商鎿Q地，燃料可以被噴射到進氣道，其被本領域的技術人員稱為進氣道噴射。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被供應響應于控制器12來自驅動器68的運轉電流。此外，進氣歧管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調整節(jié)流板64的位置，從而控制從進氣口 42到進氣歧管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。可替換地，可使用高壓力、雙級的燃料系統(tǒng)以產生更高的燃料壓力。進氣歧管44還通過通道142給制動助力器140提供真空。止回閥144確?？諝鈴闹苿又ζ?40流動到進氣歧管44，且不從進氣歧管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。無分電器點火系統(tǒng)88響應于控制器12通過火花塞92向燃燒室30提供點火火花。通用/寬域排氣氧(UEGO)傳感器126被顯示為耦接到催化轉化器70上游的排氣歧管48?？商鎿Q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到進氣歧管44的排氣流?？刂破?2可以基于發(fā)動機轉速和負荷來控制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162上游的進氣口 42的排氣流。在一個示例中，轉化器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備，其中的每個都具有多個磚。在一個示例中，轉化器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，其包括:微處理器單元102、輸入/輸出端口 104、只讀存儲器106、隨機存取存儲器108、?；畲鎯ζ?10和傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線。控制器12被示出為從耦接到發(fā)動機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 ;來自耦接到進氣歧管44的壓力傳感器121的發(fā)動機歧管壓力(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位置的霍爾效應傳感器118的發(fā)動機位置傳感器；來自傳感器120的進入發(fā)動機的空氣質量的測量值；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)動機位置傳感器118在曲軸的每次旋轉中產生預定數(shù)目的等間隔的脈沖，從所述脈沖的數(shù)目可確定發(fā)動機轉速(RPM)0在一些示例中，發(fā)動機可以耦接到混合動力車輛中的電動馬達/電池系統(tǒng)。混合動力車輛可以具有并聯(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)動機構造，例如柴油發(fā)動機。在運轉期間，發(fā)動機10中的每個汽缸一般經歷四個沖程循環(huán):該循環(huán)包括進氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程和排氣沖程。在進氣沖程期間，通常，排氣門54閉合，而進氣門52開啟。通過進氣歧管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內的真空。活塞36接近汽缸底部且處于其沖程的末尾(當燃燒室30處于其最大容積時)的位置一般被本領域技術人員稱為下止點(BDC)。在壓縮沖程期間，閉合進氣門52和排氣門54?；钊?6朝著汽缸蓋移動以壓縮燃燒室30內的空氣?；钊?6在其沖程末尾且最接近汽缸蓋(例如，當燃燒室30處于其最小容積時)的點一般被本領域技術人員稱為上止點(TDC)。在以下稱為噴射的過程中，燃料被引入到燃燒室。在以下稱為點火的過程中，被噴射的燃料被已知的點火裝置點燃，例如火花塞92，導致燃燒。在膨脹沖程期間，膨脹的氣體將活塞36推回到BDC。曲軸40將活塞運動轉換成旋轉軸的旋轉扭矩。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，且可改變進氣門和排氣門開啟和/或閉合正時，從而例如提供正或負的氣門重疊、延遲進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)動機的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:發(fā)動機；耦接到發(fā)動機的排氣后處理設備；以及控制器，其包括響應于發(fā)動機負荷的變化而從發(fā)動機提供基本恒定的熱通量到排氣后處理設備的指令。在一個示例中，該系統(tǒng)包括響應于發(fā)動機負荷的變化而調整點火正時的進一步的控制器指令。該系統(tǒng)包括當響應發(fā)動機負荷的變化增加發(fā)動機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)動機扭矩達到期望的發(fā)動機空氣質量流率的發(fā)動機扭矩能力(torque capacity)。該系統(tǒng)還包括其中控制器包括當發(fā)動機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)動機的節(jié)氣門和操作節(jié)氣門以通過節(jié)氣門給發(fā)動機提供基本恒定的氣流的進一步的控制器指令。圖2是示出了用于啟動發(fā)動機的現(xiàn)有技術的方法的繪圖。用于啟動發(fā)動機的現(xiàn)有技術的方法試圖在將發(fā)動機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)動機空氣質量流率與時間。Y軸線表示了被命令的或期望的發(fā)動機空氣質量流率，且被命令的發(fā)動機空氣質量流率在Y軸線箭頭的方向上增加。時間從繪圖的左側向繪圖的右側增大。從圖2上部數(shù)的第二繪圖表示了自最佳發(fā)動機扭矩的最小火花提前正時(例如MBT火花正時)延遲的發(fā)動機火花。Y軸線表示自MBT火花正時的發(fā)動機火花正時，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。時間從繪圖的左側向繪圖的右側增大。當火花延遲量為零時，命令MBT火花正時。從圖2上部數(shù)的第三繪圖表示了發(fā)動機轉速與時間。Y軸線表示發(fā)動機轉速，且發(fā)動機轉速在Y軸線箭頭方向上增加。時間從繪圖的左側向繪圖的右側增大。在時間Ttl處，發(fā)動機停止。盡管發(fā)動機停止，但是控制器仍命令期望的發(fā)動機空氣質量流率和火花正時，該發(fā)動機空氣質量流率和火花正時基于期望的發(fā)動機轉速以及期望的催化劑加熱水平。將發(fā)動機節(jié)氣門預先定位，使得當發(fā)動機達到怠速時，提供期望的發(fā)動機空氣質量。火花正時被顯示為從MBT火花正時少量延遲?；鸹ㄔ诎l(fā)動機起動轉動和加速期間所示的正時被傳遞。此外，在時間Ttl和發(fā)動機加速之后的T1之間的發(fā)動機空氣質量流量和火花正時足夠將排氣后處理設備加熱到該排氣后處理設備以期望的效率轉換排氣的水平。 在時間Ttl和T1之間，通過啟動器起動轉動發(fā)動機，且發(fā)動機加速到由水平標記202所示的期望的發(fā)動機怠速。在發(fā)動機加速期間(例如起動轉動和期望的發(fā)動機怠速之間的時間)，還進一步延遲發(fā)動機火花正時。在達到時間T1之后，發(fā)動機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)動機空氣質量流率被顯示為在起動轉動、加速期間和實現(xiàn)怠速之后保持穩(wěn)定。然而，在一些示例中，在起動轉動和加速期間，發(fā)動機空氣質量流率可被命令為與當發(fā)動機達到怠速時相比不同的水平或值。在時間T2處，施加負荷到發(fā)動機，該負荷在起動轉動、加速期間以及時間T1和時間T2之間的初期發(fā)動機怠速時期期間不被施加到發(fā)動機。在本示例中，額外的發(fā)動機負荷是由于將耦接到發(fā)動機的變速器從空檔或停車接合到驅動引起的。因為當發(fā)動機負荷改變時，火花正時在很大程度上被延遲，所以發(fā)動機空氣質量流量增大以提供額外的發(fā)動機扭矩，從而以期望的怠速運轉發(fā)動機。額外的發(fā)動機負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)。因為由不斷增加的汽缸空氣量引起的額外的發(fā)動機扭矩補償了所增加的發(fā)動機負荷，所以發(fā)動機怠速維持基本恒定。在時間T3處，發(fā)動機負荷在發(fā)動機怠速時期中被第二次增大。在時間T3處的發(fā)動機負荷增量表明將空氣調節(jié)器負荷接合到發(fā)動機。火花正時維持延遲，且發(fā)動機空氣質量流率再次增加，從而進一步增加發(fā)動機扭矩。隨著發(fā)動機空氣質量流量增加，發(fā)動機的熱通量輸出也增加。不斷增加汽缸空氣質量流量允許發(fā)動機以期望的發(fā)動機怠速繼續(xù)運轉。在時間T4處，發(fā)動機負荷在怠速時期中最后一次增加。在時間T4處發(fā)動機負荷的增量表明發(fā)動機負荷響應于交流發(fā)電機負荷的增加而增大。與時間T2和時間T3處類似，被命令的發(fā)動機空氣質量流率增大，使得發(fā)動機提供額外的扭矩以補償通過交流發(fā)電機施加到發(fā)動機的更高的發(fā)動機負荷。該額外的被命令的發(fā)動機空氣質量流率允許發(fā)動機維持在基本相同的發(fā)動機怠速上。該額外的被命令的發(fā)動機空氣質量流率也增加了輸出到排氣后處理設備的發(fā)動機熱通量。然而，自發(fā)動機輸出的增大的熱通量還可以增加發(fā)動機的燃料消耗。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)動機停止。在起動轉動和加速期間，火花被顯示為被命令到稍微延遲的水平。相比于在發(fā)動機達到水平標記302所標示的期望的發(fā)動機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)動機在時間Ttl和時間T1之間起動轉動且加速。在時間T1處，發(fā)動機達到發(fā)動機怠速，且發(fā)動機火花正時被延遲。發(fā)動機空氣質量流率維持被命令為恒定水平，且發(fā)動機引導基本恒定的發(fā)動機空氣質量流率。當火花被延遲時，發(fā)動機轉速停留在期望的發(fā)動機怠速。通過調整節(jié)氣門的位置和/或凸輪正時以改變閥正時，發(fā)動機空氣質量流率可被調整到恒定水平。然而，當發(fā)動機空氣質量流量達到所請求的恒定的發(fā)動機空氣質量流量時，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)動機空氣質量被命令為基本恒定的水平，這允許發(fā)動機提供基本恒定的期望的發(fā)動機排氣后處理加熱量(例如，以瓦特為單位的期望的發(fā)動機熱輸出)，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)動機空氣流量還是在給定大氣壓力下發(fā)動機怠速時期中允許發(fā)動機在發(fā)動機進氣歧管中產生期望的真空水平的發(fā)動機空氣流量。例如，在2000米的海拔，發(fā)動機可被命令為X gm/s的空氣質量流率，使得發(fā)動機在發(fā)動機怠速時期中提供規(guī)定量的排氣后處理設備加熱和規(guī)定量的真空。另一方面，當在100米海拔處相同的發(fā)動機被命令為相同的空氣質量時，發(fā)動機提供明顯更大的真空，但提供基本相同量的排氣后處理設備加熱。以此方式，發(fā)動機空氣質量流率可被調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)動機進氣歧管中的期望的真空水平。在時間T2處，耦接到發(fā)動機的變速器從空擋位置或停車位置接合驅動器?；鸹ㄕ龝r被提前，從而當發(fā)動機空氣質量流率被保持基本恒定時增加發(fā)動機扭矩。在一個示例中，基于存儲在控制器存儲器中的經驗數(shù)據(jù)提前火花正時。具體地說，當變速器接合驅動器時，表格輸出被添加到基礎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，由于提前火花導致的排氣中的熱量損失與由發(fā)動機質量流率引起的熱量相比為最小值。因此，當火花正時被提前時，發(fā)動機熱通量維持基本恒定。因此，從發(fā)動機傳輸?shù)脚艢夂筇幚碓O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)動機怠速?；鸹ㄕ龝r被閉環(huán)控制且響應于發(fā)動機轉速以及發(fā)動機負荷變化。在發(fā)動機負荷改變期間和之后，發(fā)動機怠速維持基本恒定，發(fā)動機空氣質量流率同樣維持基本恒定。在時間T3處，耦接到發(fā)動機的空氣調節(jié)系統(tǒng)被接合以冷卻其中設置有發(fā)動機的交通工具的艙。當發(fā)動機空氣質量流率保持基本恒定時，再次提前火花正時，從而增加發(fā)動機扭矩。在一個示例中，基于存儲在控制器存儲器中的經驗數(shù)據(jù)提前火花正時。具體地說，當接合空氣調節(jié)器時，表格基于空氣調節(jié)器負荷的變化而輸出被添加到基礎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)動機怠速?；鸹ㄕ龝r被閉環(huán)控制且響應于發(fā)動機轉速和發(fā)動機負荷變化。在發(fā)動機負荷改變期間和之后，發(fā)動機怠速維持基本恒定，發(fā)動機空氣質量流率同樣維持基本恒定。在時間T4處，耦接到發(fā)動機的交流發(fā)電機被接合以向電力負荷提供電功率。當發(fā)動機空氣質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)動機扭矩。在一個示例中，基于存儲在控制器存儲器中的經驗數(shù)據(jù)提前火花正時。具體地說，當增大交流發(fā)電機的勵磁電流時，表格基于交流發(fā)電機勵磁電流的變化輸出被添加到基礎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。火花正時被顯示為輕微搖擺以努力維持期望的發(fā)動機怠速。火花正時被閉環(huán)控制且響應于發(fā)動機轉速以及發(fā)動機負荷變化。在發(fā)動機負荷改變期間和之后，發(fā)動機怠速維持基本恒定，發(fā)動機空氣質量流率同樣維持基本恒定。這樣，當發(fā)動機空氣質量流率保持基本恒定時，發(fā)動機扭矩可通過變化的火花正時被調整。當給發(fā)動機添加負荷時，所述火花正時可被提前，且當從發(fā)動機移除負荷時，所述火花正時可被延遲。另外，從發(fā)動機輸送到排氣后處理設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的火花提前而被適應的發(fā)動機扭矩，則此時并且僅當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)動機工況。發(fā)動機工況可包括但不限于發(fā)動機轉速、發(fā)動機負荷、大氣壓力、節(jié)氣門位置、火花正時命令、發(fā)動機溫度以及環(huán)境溫度。在確定發(fā)動機工況之后,方法400進行到404。在404處，方法400判斷是否請求發(fā)動機啟動。如果是，則答案為是，并且方法400進行到406。否則，答案為否，并且方法400退出。在406處，方法400調整起動轉動和加速的發(fā)動機空氣質量流量和發(fā)動機火花正時。發(fā)動機空氣質量流量可以基于大氣壓力通過在起動轉動和加速期間設定節(jié)氣門的位置而被調整。發(fā)動機火花正時可以在起動轉動和加速期間根據(jù)發(fā)動機轉速和估計的發(fā)動機空氣質量流量而被調整。發(fā)動機空氣質量流量和發(fā)動機火花正時可憑經驗確定并且被存儲在存儲器中以便在發(fā)動機啟動期間獲取。在調整了發(fā)動機火花正時和發(fā)動機空氣質量流量之后，方法400繼續(xù)進行到408。在408處，方法400判斷發(fā)動機是否已經退出了起動轉動(CRK)和加速。在一個示例中，當發(fā)動機轉速達到期望的發(fā)動機怠速時，方法400被判斷為退出起動轉動并加速。如果方法400判斷發(fā)動機已經退出起動轉動和加速，則答案為是并且方法400進行到410。否則，答案為否并且方法400返回到408，直到發(fā)動機退出起動轉動和加速。在410 處，方法400確定期望的發(fā)動機轉速。該期望的發(fā)動機轉速起初被設定到期望的發(fā)動機怠速(例如，700RPM)。可基于發(fā)動機工況增加期望的發(fā)動機怠速，并且從而增加期望的發(fā)動機轉速。例如，在較冷的發(fā)動機狀況下，300RPM可以被添加到期望的發(fā)動機怠速，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)動機運轉更平穩(wěn)且可提供更高的排氣質量流率。在一個示例中，期望的發(fā)動機轉速被存儲在由發(fā)動機工況調節(jié)/索引(index)的表格或函數(shù)中。所述期望的發(fā)動機轉速可以針對發(fā)動機工況被調整，所述工況例如發(fā)動機溫度和環(huán)境溫度。在確定了期望的發(fā)動機轉速之后，方法400進行到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)動機空氣質量流率。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備的質量和將排氣后處理設備加熱到期望的溫度的期望的時間量。例如，當發(fā)動機以20°C的溫度啟動時，可經驗地確定在20秒內將特定的0.5Kg的催化劑加熱到期望的溫度要花費6kW的能量?？梢愿鶕?jù)以下方程式從熱量輸送速率確定發(fā)動機的空氣質量流率: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)動機空氣質量流率，fuel_air_ratio是發(fā)動機燃料-空氣比率，exhaust_tempK是在Kelvin溫標下的排氣溫度，F(xiàn)EAD_power是旋轉發(fā)動機前端附件(例如，動力助力轉向泵、真空泵、空氣調節(jié)器等等)的動力，而trans_input_power是輸入到變速器的動力。可估計或測量發(fā)動機排氣溫度。FEAD動力要求可被經驗地確定并且被存儲在存儲器中以便按需獲取。類似地，對于當變速器處于空檔和/或驅動時以期望的怠速旋轉發(fā)動機的發(fā)動機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)動機空氣質量流率，且從存儲在表格和/或函數(shù)中的經驗數(shù)據(jù)可確定熱通量，所述表格和函數(shù)可用發(fā)動機工況調節(jié)。例如，經驗確定的熱通量表格可基于20°C的發(fā)動機溫度和環(huán)境溫度而被調節(jié)。熱通量表格可輸出發(fā)動機空氣質量流率所基于的6kff的值。
期望的發(fā)動機熱通量的量以及因此發(fā)動機空氣質量流率可被設定到可在從MBT火花正時延遲的火花正時獲得期望的發(fā)動機怠速的水平。例如，當火花正時接近MBT火花正時的時候，提供期望的熱通量的發(fā)動機氣流可大于以期望的怠速運轉發(fā)動機所需的發(fā)動機氣流。另外，期望的發(fā)動機熱通量和空氣質量流率可被設定到可提供期望的進氣歧管真空的水平。換句話說，期望的發(fā)動機熱通量可以發(fā)動機空氣質量流率被提供，該發(fā)動機空氣質量流率小于允許發(fā)動機通過低進氣歧管壓力為真空消耗裝置提供真空的閾值水平的發(fā)動機空氣質量流率。在其它示例中，發(fā)動機空氣質量流率可被設定到某值，該值在發(fā)動機啟動之后保持恒定，但是該值基于發(fā)動機工況在每次發(fā)動機啟動之間是變化的。例如，期望的或被命令的發(fā)動機空氣質量流率可以在啟動時在較低的發(fā)動機溫度下被增大并且在較高的發(fā)動機溫度下被增大，但是一旦期望的或被命令的發(fā)動機空氣質量流率在啟動時被設定，則其可保持該設定值，直到滿足預定的工況。在確定了期望的發(fā)動機熱通量和發(fā)動機空氣質量流率之后,方法400進行到414。在414處，方法400確定以給排氣后處理設備提供期望的發(fā)動機熱通量的發(fā)動機空氣流率的期望的發(fā)動機轉速的火花正時。具體地說,在一個示例中,變量base_torque說明了以期望的發(fā)動機轉速旋轉發(fā)動機的發(fā)動機扭矩的量。該變量被計算或經驗地確定并存儲在存儲器中。第二變量MBT_torque說明了當以MBT火花正時、期望的發(fā)動機轉速和提供期望的熱通量的發(fā)動機空氣質量流率運轉發(fā)動機時可由發(fā)動機提供的發(fā)動機扭矩的量。所述變量被計算或經驗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)動機扭矩的極小的發(fā)動機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)動機扭矩減少調節(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)動機轉速和負荷的基礎上經驗地確定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)動機空氣質量流量確定發(fā)動機火花正時，該期望的發(fā)動機空氣質量流量給排氣后處理設備提供期望的熱通量水平并且提供期望的發(fā)動機轉速。在確定了期望的火花正時和期望的發(fā)動機空氣質量流量之后，方法400進行到416。在416處，方法400將發(fā)動機空氣質量流率調整到期望的發(fā)動機空氣質量流率，且保持發(fā)動機空氣質量流率基本恒定。通過開啟或閉合節(jié)氣門和/或調整閥正時可調整發(fā)動機空氣質量流率。例如，基于穿過節(jié)氣門的壓力降可調整節(jié)流板的位置，從而提供期望的發(fā)動機空氣質量流率。在其它的示例中，可以通過將進氣歧管壓力調整到提供期望的發(fā)動機空氣質量流率的壓力而調整發(fā)動機空氣質量流率。然而，一旦獲得了期望的發(fā)動機空氣質量流率，則節(jié)氣門和凸輪正時保持基本恒定?；鸹ㄕ龝r也被調整到在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)動機工況調整期望的或被命令的發(fā)動機空氣量。一旦期望的或被命令的發(fā)動機空氣量被設定，則其可保持在恒定值，直到達到預定的發(fā)動機工況。在將發(fā)動機空氣質量流率調整到基本恒定的水平并且在設定了火花正時之后，方法400進行到418。
在418處，方法400判斷發(fā)動機負荷中是否存在變化。通過給發(fā)動機施加外部負荷，或通過來自操作者的增大的扭矩請求，可進行發(fā)動機負荷的變化。例如，當變速器被接合以從空檔驅動時，可發(fā)生發(fā)動機負荷的變化。在另一個示例中，當駕駛員通過按壓節(jié)氣門而請求額外的發(fā)動機扭矩時，可發(fā)生發(fā)動機負荷的變化。如果方法400確定存在發(fā)動機負荷的變化，則答案為是，并且方法400進行到420。否則，答案為否，并且方法400返回到418，在418處，發(fā)動機空氣質量流量保持基本恒定，并且調整發(fā)動機火花正時，從而保持期望的發(fā)動機轉速。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)動機負荷提供期望的發(fā)動機扭矩?；鸹ㄕ{整量可基于對發(fā)動機負荷的增大的估計或計算。例如，可經驗地確定需要4匪的額外發(fā)動機扭矩以旋轉從空檔變換到驅動的變速器。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，如果當發(fā)動機以期望的熱通量和發(fā)動機空氣質量流率運轉時發(fā)動機負荷被改變且發(fā)動機扭矩被移向MBT火花正時的發(fā)動機扭矩，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。當前發(fā)動機扭矩需求(例如發(fā)動機摩擦扭矩、發(fā)動機泵送扭矩和施加到發(fā)動機的外部負荷的總和)除以MBT_torqUe并且說明基于極小的發(fā)動機扭矩減少的火花延遲的表格被調節(jié)，使得輸出Spk_retard的修正值。因此，發(fā)動機空氣質量流率和發(fā)動機熱通量維持基本恒定，且火花正時被提前以補償增加的發(fā)動機負荷。同樣響應于發(fā)動機轉速調整火花正時。如果發(fā)動機轉速高于期望的發(fā)動機轉速，則延遲火花正時。如果發(fā)動機轉速小于期望的發(fā)動機轉速，則提前火花正時。因此，通過發(fā)動機轉速閉環(huán)調整火花正時，從而維持期望的發(fā)動機轉速(例如，期望的發(fā)動機怠速)。在將發(fā)動機火花正時朝著MBT火花正時提前之后，方法400進行到424，在所述MBT火花正時下，發(fā)動機引入期望的發(fā)動機空氣質量流率且以期望的發(fā)動機轉速運轉。應注意，MBT火花正時隨著發(fā)動機轉速和負荷改變。因此，每當由于發(fā)動機工況而提前MBT火花正時的時候，在增大發(fā)動機空氣質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)動機火花正時處于MBT火花正時，則答案為是，并且方法400進行到426。否則，答案為否，方法400進行到434。應注意，在一些示例中，當從MBT火花正時延遲火花正時并且發(fā)動機空氣質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)動機空氣質量流率，因此發(fā)動機輸出扭矩匹配期望的發(fā)動機扭矩，從而滿足增大的發(fā)動機負荷。通過開啟節(jié)氣門、調節(jié)進氣凸輪或節(jié)氣門和凸輪正時調整的組合可增加發(fā)動機空氣質量流率。應注意，當即將發(fā)生或存在爆震時，火花正時可從MBT火花正時稍微延遲。在調整發(fā)動機空氣質量流率之后，方法400進行到434。在428處，方法400朝著期望的發(fā)動機空氣質量流率減小發(fā)動機空氣質量流率。在一個示例中，期望的發(fā)動機空氣質量流率是從發(fā)動機提供期望的熱通量到排氣后處理設備的發(fā)動機空氣質量流率。因此，當發(fā)動機負荷存在變化且發(fā)動機負荷減小時，在延遲火花正時之前減小發(fā)動機空氣質量流率，使得可節(jié)約燃料。發(fā)動機空氣質量流量的減少量對應于由駕駛員請求的或與撤銷發(fā)動機負荷一起發(fā)生的發(fā)動機扭矩的減少量。例如，如果變速器從驅動位置脫離至空檔，則可減小以期望的發(fā)動機轉速旋轉發(fā)動機的發(fā)動機扭矩。發(fā)動機扭矩的減小可等同于發(fā)動機空氣質量流量和旋轉發(fā)動機的燃料的減小。美國專利US7063062提供了一種使發(fā)動機空氣質量流量和燃料量等同于發(fā)動機扭矩的辦法，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)動機空氣質量流量可減小到從發(fā)動機提供期望的熱通量到排氣后處理設備的發(fā)動機空氣質量流率。方法400進行到430。在430處，方法400判斷發(fā)動機空氣質量流率是否處于或低于提供期望的熱通量的期望的發(fā)動機空氣質量流率。如果答案為是，則方法400進行到432。否則，如果答案為否，則方法400進行到434。在432處，方法400從MBT火花正時延遲火花正時。基于施加到發(fā)動機的負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，如果當發(fā)動機以期望的熱通量和發(fā)動機空氣質量流率運轉時發(fā)動機負荷改變且發(fā)動機扭矩自MBT火花正時的發(fā)動機扭矩移開，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。當前發(fā)動機扭矩需求(例如發(fā)動機摩擦扭矩、發(fā)動機泵送扭矩和施加到發(fā)動機的外部負荷的總和)除以MBT_torqUe并且說明基于極小的發(fā)動機扭矩減少的火花延遲的表格被調節(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行到434。在434處，方法400判斷發(fā)動機暖機是否完成。當發(fā)動機達到閾值溫度時或當排氣后處理設備達到閾值溫度時，可以判斷發(fā)動機暖機完成。排氣后處理設備的閾值溫度可以是排氣后處理設備的效率大于閾值效率時的溫度。如果判斷發(fā)動機暖機完成，則答案為是，并且方法400進行到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)動機扭矩需求以及發(fā)動機轉速調整發(fā)動機空氣質量流率和火花。因為發(fā)動機暖機完成，可以在發(fā)動機啟動之后不再要求期望的熱通量率，除非發(fā)動機溫度降低到小于閾值溫度，或除非排氣后處理設備的溫度降低到小于閾值溫度。在基于發(fā)動機轉速和發(fā)動機扭矩需求調整了發(fā)動機空氣質量流量和火花之后,方法400退出。這樣，通過調整發(fā)動機火花正時，發(fā)動機可以以基本恒定的排氣熱通量率和發(fā)動機空氣質量流率運轉，直到發(fā)動機負荷或扭矩達到閾值水平。在達到閾值扭矩水平之后，可增加發(fā)動機空氣流率。如果發(fā)動機負荷或扭矩需求減小，則可減少發(fā)動機空氣質量，直至達到提供期望的發(fā)動機熱通量水平的期望的發(fā)動機空氣質量。此后可減少火花正時，從而進一步將發(fā)動機扭矩調整到需求的發(fā)動機扭矩并且控制發(fā)動機怠速?，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)動機工況。發(fā)動機工況可以包括但不限于:發(fā)動機轉速、發(fā)動機負荷、發(fā)動機空氣質量流率、發(fā)動機溫度、排氣后處理設備溫度以及環(huán)境空氣溫度。在確定了發(fā)動機工況之后，方法500進行到504。在504處，方法500判斷發(fā)動機是否以發(fā)動機和/或催化劑加熱模式運轉。在一個示例中，當發(fā)動機溫度小于閾值溫度時或當排氣后處理設備的溫度小于閾值溫度時，發(fā)動機可處于發(fā)動機加熱模式中。如果方法500判斷發(fā)動機處于加熱模式中，則答案為是，并且方法500進行到506。否則，答案為否，并且方法500進行到退出。
在506處，方法500確定發(fā)動機熱通量。在一個示例中，如在412處所述確定發(fā)動機熱通量。在其它示例中，發(fā)動機熱通量可基于發(fā)動機負荷、發(fā)動機轉速、發(fā)動機空氣-燃料比以及發(fā)動機火花正時。例如，一個或更多個函數(shù)可以被調節(jié)，所述一個或更多個函數(shù)包含經驗地確定的排氣溫度并且可以通過發(fā)動機轉速、發(fā)動機負荷、發(fā)動機空燃比以及發(fā)動機火花正時調節(jié)。在確定發(fā)動機熱通量之后，方法500進行到508。在508處，方法500判斷發(fā)動機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備溫度的熱通量率。在其它示例中，第一閾值的發(fā)動機熱通量率可基于其它的標準。如果方法500判斷發(fā)動機熱通量率不大于第一閾值，則答案為否，并且方法500進行到522。否則，答案為是，并且方法500進行到510。在522處，方法500表示存在發(fā)動機/發(fā)動機后處理加熱缺乏。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)動機未以預期的速率輸出熱量，則駕駛員被告知并且方法500退出。在510處，方法500判斷發(fā)動機熱通量是否小于第二閾值量。第二閾值量可以被設定為能夠以允許發(fā)動機和交通工具滿足排放標準的速率加熱催化劑的熱通量率外加解決發(fā)動機變化和發(fā)動機工況的變化的熱通量偏置量。如果方法500判斷發(fā)動機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進行到512。因此，508和510將發(fā)動機熱通量率歸類，從而確定發(fā)動機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)動機熱通量小于期望值，則指示加熱缺乏。如果發(fā)動機熱通量大于期望值，則方法500進行到512，從而試圖確定額外的發(fā)動機熱通量的來源。在512處，方法500判斷發(fā)動機空氣質量流率是否大于期望值。可以通過空氣質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)動機的空氣質量流率。如果方法500判斷存在過量的氣流，則答案為是，并且方法500進行到514。否則，方法500進行到516。應注意，過量的發(fā)動機氣流可因為例如發(fā)動機進氣系統(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)動機火花正時是否延遲超過了預期的量。然而，因為與發(fā)動機空氣質量流量相比，火花延遲對發(fā)動機熱通量的影響小得多，所以火花正時延遲超過預期的量可以是對可以影響發(fā)動機熱通量的其它來源的指示器。在一個示例中，如果供給發(fā)動機的燃料比所預期或估計的具有更高的能含量(energy content),則在發(fā)動機/排氣加熱模式期間的發(fā)動機火花正時被延遲超過預期。相反，如果火花不延遲超過預期并且發(fā)動機熱通量高于預期，則可能誤判燃料類型。如果方法500判斷火花延遲超過預期，則答案為否，并且方法500進行到520。否則，答案為是，并且方法500進行到518。在520處，方法500詢問關于適應性燃料調整參數(shù)的值，從而確定額外的發(fā)動機熱通量是否可歸因于燃料類型。如果燃料類型不同于預期的燃料類型，則可調整期望的發(fā)動機空氣質量流率，從而在隨后的發(fā)動機啟動期間補償燃料類型。例如，如果確定燃料類型不同于預期的燃料類型，則可減少發(fā)動機空氣質量流率。具體地，如果燃料調整參數(shù)將數(shù)值I視為預期的燃料(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)。因為混合在燃料中的酒精的更低的加熱能力，在隨后的發(fā)動機啟動期間可增加發(fā)動機空氣質量流率。在檢查了燃料成分之后，方法500進行到退出。在518處，方法500指示基于大于可能期望的發(fā)動機熱通量的發(fā)動機熱通量提供額外的發(fā)動機熱通量和排氣后處理設備加熱以及額外的火花延遲。來自發(fā)動機的額外的熱通量可增加發(fā)動機燃料消耗，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)動機熱通量和排氣后處理設備加熱的指示。因此，圖4和5的方法提供了發(fā)動機啟動方法，其包括:在發(fā)動機加速之后，給發(fā)動機提供基本恒定的空氣質量，直到預定的條件；當發(fā)動機引入基本恒定的空氣質量時調整點火正時以提供扭矩從而實現(xiàn)期望的發(fā)動機怠速；以及當發(fā)動機引入基本恒定的空氣質量時，響應于發(fā)動機扭矩的增量，將火花正時朝著MBT正時提前。這樣，排氣后處理設備可以在變化的發(fā)動機工況期間的各次發(fā)動機啟動中以基本相同的方式被加熱。發(fā)動機啟動方法也包括:其中預定的條件是排氣后處理設備的狀態(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量，并且其中當所述發(fā)動機引入基本恒定的空氣質量時調整點火正時以提供扭矩從而實現(xiàn)期望的發(fā)動機怠速包括:從MBT正時延遲點火正時。發(fā)動機啟動方法也包括其中排氣后處理設備的狀態(tài)是排氣后處理設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)動機啟動方法包括其中基本恒定的空氣質量是基于期望的發(fā)動機熱通量的，并且其中朝MBT正時提前火花正時同樣響應于發(fā)動機怠速。發(fā)動機啟動方法也包括其中基本恒定的空氣質量是提供閾值真空水平以運轉一個或多個真空消耗裝置的空氣質量。發(fā)動機啟動也包括其中基本恒定的空氣質量在第一次發(fā)動機啟動和第二次發(fā)動機啟動之間是不同的。圖4和圖5的方法也提供了發(fā)動機啟動方法，其包括:在發(fā)動機啟動之后以基本恒定的流率將空氣引入到發(fā)動機；調整點火正時從而提供期望的發(fā)動機轉速；當發(fā)動機以基本恒定的流率引入空氣時，響應于增大的發(fā)動機負荷而將火花提前直至MBT正時；并且在火花正時基本達到MBT正時之后，增加發(fā)動機氣流以滿足發(fā)動機負荷。這樣，在火花正時達到MBT正時之后，響應于扭矩請求，可以增加發(fā)動機輸出。 發(fā)動機啟動方法還包括其中被引入到發(fā)動機中的空氣通過調整節(jié)氣門的位置被保持基本恒定。所述發(fā)動機啟動方法還包括其中基于發(fā)動機轉速和負荷調整MBT火花正時。發(fā)動機啟動方法還包括當火花正時被大致保持在MBT火花正時的時候,響應于發(fā)動機負荷的減小而減少發(fā)動機氣流。這樣，在延遲火花正時之前可減少發(fā)動機空氣質量流量，使得保持很高的發(fā)動機效率。所述發(fā)動機啟動方法還包括當發(fā)動機氣流被減少到閾值發(fā)動機氣流時，從MBT火花正時延遲火花正時。所述發(fā)動機啟動方法還包括在發(fā)動機達到預定條件之后，響應于發(fā)動機轉速和發(fā)動機扭矩需求而調整發(fā)動機氣流和火花正時。所述發(fā)動機啟動方法還包括響應于由發(fā)動機提供的熱通量，提供大于閾值的發(fā)動機加熱的指示。所述發(fā)動機啟動方法還進一步包括響應于由發(fā)動機提供的熱通量，提供小于閾值的發(fā)動機加熱的指示。如本領域的一個普通技術人員將理解的，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，例如事件驅動的、中斷驅動的、多任務的、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現(xiàn)在此所述的目標、特征和優(yōu)點必須要求的，而是被提供以易于闡明和描述。盡管未詳盡闡明，但本領域的一個普通技術人員將意識到，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地執(zhí)行。這是本說明的結尾。本領域的技術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轉的13、14、15、V6、V8、V10和V12發(fā)動機可有利地應用本發(fā)明。
權利要求
1.一種發(fā)動機啟動方法，包括: 在發(fā)動機加速之后，向所述發(fā)動機提供基本恒定的空氣質量，直至預定的條件； 當所述發(fā)動機引入所述基本恒定的空氣質量時，調整點火正時以提供扭矩從而實現(xiàn)期望的發(fā)動機怠速；以及 當所述發(fā)動機引入所述基本恒定的空氣質量時，響應于發(fā)動機扭矩請求的增大而向著MBT正時提前火花正時。
2.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機啟動方法，其中所述預定的條件是指排氣后處理設備的狀態(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量，且其中當所述發(fā)動機引入所述基本恒定的空氣質量時，調整點火正時以提供請求扭矩從而實現(xiàn)期望的發(fā)動機怠速包括從MBT正時延遲點火正時。
3.根據(jù)權利要求2所述的發(fā)動機啟動方法，其中所述排氣后處理設備的狀態(tài)是指所述排氣后處理設備的效率大于閾值效率的情況下的溫度。
4.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機啟動方法，其中所述基本恒定的空氣質量是基于期望的發(fā)動機熱通量，并且其中向著MBT正時提前火花正時也響應于發(fā)動機怠速。
5.根據(jù)權利要求4所述的發(fā)動機啟動方法，其中所述基本恒定的空氣質量是提供閾值真空水平從而運轉一個或更多個真空消耗裝置的空氣質量。
6.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機啟動方法，其中所述基本恒定的空氣質量從第一次發(fā)動機啟動到第二次發(fā)動機啟動是不同的。
7.一種發(fā)動機啟動方法,包括: 在發(fā)動機啟動之后，以基本恒定的流率將空氣引入發(fā)動機； 調整點火正時，從而提供期望的發(fā)動機轉速； 當所述發(fā)動機以所述基本恒定的流率引導空氣時，響應于增大的發(fā)動機負荷提前火花，直至MBT正時；以及 在火花正時基本達到MBT正時之后，增加發(fā)動機氣流以滿足發(fā)動機負荷。
8.根據(jù)權利要求7所述的發(fā)動機啟動方法，其中被引入發(fā)動機的空氣通過調整節(jié)氣門的位置被保持基本恒定。
9.根據(jù)權利要求7所述的發(fā)動機啟動方法，其中基于發(fā)動機轉速和負荷調整MBT火花正時。
10.根據(jù)權利要求7所述的發(fā)動機啟動方法，進一步包括:當將火花正時基本保持在MBT火花正時的時候，響應于發(fā)動機負荷的減小而減少發(fā)動機氣流。
11.根據(jù)權利要求10所述的發(fā)動機啟動方法，進一步包括當發(fā)動機氣流減少到閾值發(fā)動機氣流時，從MBT火花正時延遲火花正時。
12.根據(jù)權利要求7所述的發(fā)動機啟動方法，進一步包括在所述發(fā)動機達到預定的條件后，響應于發(fā)動機轉速和發(fā)動機扭矩需求而調整發(fā)動機氣流和火花正時。
13.根據(jù)權利要求7所述的發(fā)動機啟動方法，進一步包括響應于由所述發(fā)動機提供的熱通量而提供大于閾值的發(fā)動機加熱的指示。
14.根據(jù)權利要求13所述的發(fā)動機啟動方法，進一步包括響應于由所述發(fā)動機提供的熱通量而提供小于閾值的 發(fā)動機加熱的指示。
15.一種用于啟動耦接到變速器的發(fā)動機的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:發(fā)動機； 耦接到所述發(fā)動機的排氣后處理設備；以及 控制器，其包括指令，該指令響應于發(fā)動機負荷的變化提供從所述發(fā)動機到所述排氣后處理設備的基本恒定的熱通量。
16.根據(jù)權利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述控制器包括響應于發(fā)動機負荷的變化而調整點火正時的進一步的指令。
17.根據(jù)權利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述控制器包括當響應于發(fā)動機負荷的變化而增加發(fā)動機氣流時，將火花正時提前到MBT火花正時并且將火花正時保持在MBT火花正時的進一步的指令。
18.根據(jù)權利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述控制器包括當所述發(fā)動機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一步的指令。
19.根據(jù)權利要求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)動機中而提供基本恒定的熱通量。
20.根據(jù)權利要求19所述的系統(tǒng)，進一步包括耦接到所述發(fā)動機的節(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)動機提供所述基本恒定的氣流的進一步的控制器指令。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于在發(fā)動機啟動期間改善排氣后處理初始暖機的方法。在一個示例中，該方法將發(fā)動機空氣流量調整到由發(fā)動機提供期望的基本恒定的熱通量到排氣后處理設備的水平。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)球技術公司