专利名称：控制内燃机启动的方法
控制内燃才几启动的方法
技术领域：
本发明涉及一种控制非直射式内燃机启动的方法。
本发明特别适用于安装有这样 一 种发动机的车辆上，下面将对本 申请进行详纟田叙述。
当发动机停止运转时，发动机的位置更准确地说是曲轴的位置通 常是不知道的，至少不能准确获知。然而，为了使发动机更好的发4军 作用，有必要知道所述的位置。为了知道这个位置，已经提议了好多 不同的方法，主要包括使发动机旋转，在不同的时间注入燃料，通过
本发明的目的是减少获知发动机位置的必要时间，并能使发动机 在满意的方式下工作，不会产生污染。
为了实现这个目的，依据本发明，实施下列步骤 — 所使用的发动机包含
多个气缸，在每个气缸中一个活塞在底部死点和顶部死点之间 滑动，
一个曲轴，其旋转运动和活塞的滑动相连，
多个进气阀和排气阀，它们在开启位置和关闭位置之间运动， 每一个进气阀和排气阀都与一个气缸相连，
多个进气管，其每一个都与一气缸相连，通过与所述气缸相连 的进气阀进气管与所述气缸连通，
多个注射器，其每一个都与一个气缸相连，用来将燃料注入与 所述气缸相连的进气管中，
多个点火装置，其每一个都与一个气缸相连，用来点燃所述气 缸内的燃4f，
一 使用一个传感器，它包括一固定部分和一与曲轴相连的标 靶，所述标靶包括一可由固定部分探测的参考标记，
一 选择一组气缸，其中的每一个气缸的参考标记都会在曲轴旋 转少于半周、与之连4姿的活塞到达顶部死点之前一皮探测到，
一从发动机的启动位置开始控制曲轴旋转，
一 纟笨测曲轴的^走转，
位置变到关闭位置之前，控制连接所选择的气缸组中的气缸的注射 器，从而它们将燃料注入连接所选择的气缸组中的气缸的进气管中， 一 探测参考标记，
一 在根据参考标记的探测确定的并且大致对应于连接所选4奪的 气缸组中的气缸的活塞到达顶部死点的时刻，控制连接所选择的气缸 组中的气缸的点火装置。
因此，在进气阀第一次关闭之前，燃料;波注入到选定的气缸组中
的气缸内，因此，燃料应该尽可能早地注入气缸内。通过^又将燃津十注 入到这些气缸，在必须点燃燃料并因此获得满意的燃烧之前，确定了 曲轴位置的信息(在工作循环过程中，可能伴随着曲轴的一转的不确 定性)。因此在不增加污染的情况下减少了发动机的启动时间。
通过构造已知，哪些气缸是在连接曲轴的活塞到达顶部死点之前 曲轴旋转少于半周探测参考标记的气缸。因此，在其中将实施第一次 燃料注入的所选择的气缸组中的气缸，在发动机的整个使用过程中通
常是一样的。
依据本发明的一个特性，在一个发动机包含四个气缸的情况下， 最好，对连接于选定气缸组的注射器的控制应该在曲轴相对发动机的
启动位置旋转75度之前停止。
我们知道发动4几基本上停止在两个连续的顶部死点位置之间，在 包含四个气缸的发动机上的曲轴每旋转180度将会到达气缸顶部死点 位置，对于每一个气缸，进气阀会在死点前稍小于180度关闭。因此， 考虑到发动机停止位置的不确定性，在启动位置开启的进气阀再次关 闭之前停止注入燃泮十。
依据本发明的另 一特性，传感器的标靶配备有多个可由固定部分 探测的标记，通过连续探测一定数量的标记来测定发动机的旋转。
通过这种方式，探测到发动机的旋转是有效的，与位于启动控制 按钮上的传感器相反，并且还保证发动机不发生轻微颤动。
依据本发明的补充特性，传感器的标靶带有至少30个可被固定 部分探测到的标记，同时通过连续〗笨测3至10个标记测定发动才几的 旋转运动。 快速有效的测定曲轴的旋转需要至少30个标记。必须探测至少3
个标记来确保发动机的旋转用于使其启动。超过10个标记，则对所
述问题来说不再有疑问。
依据本发明的另 一特性，向连接所选择的气缸组中的气缸的进气 管注入燃料的控制应该在连接到选定气缸组中的气缸的进气阀中的至 少 一个从关闭状态变到开启状态之前停止。
已知，对于每个气缸，排气阀在进气阀开启后不久立刻关闭。因 此，禁止通过连接一气缸的注射器注入燃料，该气缸的进气阀和排气 阀都开启。
以下将通过附图对本发明进行更加详尽的介绍，其中
—
图1是依据本发明的方法的设备图示；以及
— 图2A, 2B， 2C及2D表示依据本发明在四个不同启动点启动 的方法。
图1表示基本上包括发动机28，传感器2和控制单元22的设备1。
此处发动机28包括四个气缸12 (图上仅标注其中之一)。对于每 一个气缸12,发动机包括一个活塞14， 一个进气阀16， 一个排气阀 18, —个进气管2Q， 一个排气总管38, —个火花塞24, —个注射器 26以及一个燃烧室40。
每个活塞14在底部死点30和顶部死点32之间滑动，所述死点30， 32分别表示为与之相关的气缸12中的点划线。
每个排气阀18在开启位置和关闭位置之间运动。在关闭位置时， 排气阀支撑在其底座36上并防止在燃烧室40和排气总管38之间有 任何连通。相反，在处于开启位置时，排气阀18与其底座36分离， 排气导管38随之与燃烧室40连通。
相类似的，每个进气阀16在关闭位置和开启的位置之间运动。 在关闭位置时，进气阀支撑在其底座34上，防止燃烧室40和进气管 20连通。相反，当在开启位置时，进气阔16与其底座34分离，进气 管20随之与燃烧室4Q连通。
每个火花塞24安装在相应的气缸的燃烧室40中，每个注射器26 安装在相应的气缸的进气阀20中。因此，发动机是"间接，，注射型 的，因为，不是直接注射到燃烧室内。火花塞24和注射器26都通过
控制单元22进行控制。
传感器2包含一个与曲轴一体成型且具有60个规则分布的齿8 的标靶6和标耙6的探测齿8的固定部分4。齿8包括每隔6度设置 并由凹槽分离的标记组成。更为精确的，标靶6由58个齿组成。实 际上除去了两个连续的齿，为的是构成一个参考标记10以允许获知 曲轴的位置。
传感器2的固定部分4与包括所述数量的由传感器2探测的齿8 的控制单元22相连。
图2A， 2B, 2C以及2D说明了在发动机旋转过程中由传感器2 #笨 测的齿8，其上面显示通过控制单元22计算出的齿8的数量。在这些 图中，通过连续的粗线标注一个气缸12的时段，分别是注射器26将 燃料注入进气管20的时段，排气阀18开启过程的时段和进气阀16 开启过程的时段，以及用闪光表示的火花塞24被激励的时刻。
发动机有四个气缸，包含4个启动位置Pl， P2, P3和P4，每 个4立置均4立于底部死点和随后的顶部死点的中间，反之亦然。这些开 启位置在发动机趋于自然停机的位置。在这些开启位置周围有几个齿 不确定。
从启动位置Pl开始，发动机被启动器(未标注出)驱动作旋转 运动。在连续才企测五个齿8之后，即在相当短例如100毫秒的时间内， 控制单元22认为发动机在旋转以启动它。因此，发动机控制单元22 控制与气缸12相对应的注射器26,如图2A所示。在燃料注射开启时 刻26a和关闭时刻26b之间，传感器2 ;险测到六个齿8。
在曲轴从启动位置Pl旋转66度后、基本上在进气阀16打开16a 之前，停止注入燃料，尽管启动位置有不确定性。在这种情况下，进 气阀16的打开16a是在传感器2探测另外两个齿8之后，也就是说， 从启动位置1起78度。之后，注入到进气管20的燃料进入燃烧室40 中。
在曲轴旋转经过另外两个齿8之后，活塞14到达顶部死点32， 也就是12度。然后，曲轴旋转经过另外两个齿8,出现排气阀18的 关闭18a。
还没有参考标记10被检测到，还不能通过控制单元22得知曲轴 的位置。
曲轴继续;旋转，活塞14到达底部死点30，之后，在纟全测完三个
齿8后，参考标记1Q被传感器2探测到。然后发动机的控制单元22 知道曲轴的位置，并在传感器2检测过24个齿8之后控制火花塞24 的激励，同时(在活塞14到达底部死点30之后3个齿8),出现进气 阀16的关闭16b。
燃料在燃烧室40内的燃烧，因此在活塞14到达顶部死点32之 前启动一个齿8 ( 6度)和在启动位置Pl后开始曲轴旋转大约1 %周。
图2B表示发动机从启动位置P2的启动，相对于启动位置Pl曲 轴偏移了半周。
如上所述，发动机从启动位置P2起，被启动器驱动作;旋转运动。 在检测到五个齿8之后，发动4几控制单元22控制与气缸12相对应的 注射器26，如图2A， 2B, 2C和2D所示。
当曲轴旋转六个齿8期间，燃料注射26进入进气管20。
在这种情况下，完全进行燃料注射26,而排气阀18关闭而进气 阀16打开。所注射的燃料直接进入燃烧室40中。
在燃料注射26结束26a之后非常短的时间(大约四个齿8，也就 是曲轴旋转24度)，活塞14到达底部死点30。之后，如前所述，参 考标记10被抬r测到，进气阀16关闭，然后控制单元22控制火花塞24。
激励火花塞24和随后的燃料在燃烧室40内燃烧发生在从启动位 置P2启动后曲轴的3/4周。
图2C表示发动机从启动位置P3开始的启动，该位置P3相对于 启动位置Pl偏移了曲轴的一周。
在^笨测了五个齿8后，/人启动位置P3开始，发动一几控制单元22 控制与气缸相对应的注射器26，如图2A, 2B, 2C和2D所示。
当曲轴旋转过六个齿8时，燃料注射26进入进气管20。
在这种情况下，燃料注射26充分进行，而排气阀18和进气阀16 关闭。
之后，活塞14到达顶部死点32，出现排气阀18的打开18a,活 塞14到达底部死点30，参考标记10被探测到，进4亍进气阀16的打 开16a,燃料进入到燃烧室40,活塞14到达顶部死点32,进行排气 阀18的关闭18b， 活塞到达底部死点30,参考标记10 一皮;险测1秒 钟(在探测完58个齿8后)，出现进气阀16的关闭16b,最后通过控
制单元22控制火花塞24激励。
因此燃料在燃烧室40内的燃烧大致发生在从启动位置P3之后的 曲轴的大致2%周。
图2D表示发动机从启动位置P4起的启动，相对于启动位置P2 偏移曲轴的一周。
氺佥测五个齿8之后，A人启动位置P4开始，发动机控制单元22控 制与气缸12相对应的注射器26,如图2A, 2B， 2C和2D所示。
燃料注射器26完全进行，而进气阀16关闭，燃料在燃烧室40 内燃烧大致发生在启动位置P4后曲轴的13/4周。
为了使发动机启动的更快，在第一次燃烧之前，可对所有气缸同 时燃料注入，这样参考标记10会在与曲轴相连的活塞14到达顶部死 点32之前不曲轴的1%周，换句话说，即在气缸的一半中被探测到。
在目前的情况下，燃料被同时注入到另一个气缸内，所述另一个 气缸相对于图2A， 2B, 2C和2D所示气缸来说，偏移了曲轴的一周。
因此，在启动位置后不到曲轴的四分之一周，燃津牛会一皮同时注入 到其启动位置是位置Pl的气缸的进气管和启动位置是位置P3的气缸 的进气管内，或者是注入到启动位置是位置P2的气缸的进气管道和 启动位置是位置P4的气缸的进气管内。另外向两个进气管的燃料注 入可偏移曲轴的半周，从而确保在每个发动机循环充分燃烧。
因此第一燃烧发生在启动位置后曲轴的四分之三周，也就是说， 在启动位置后曲轴的1%周。
当然，本发明不局限于刚刚作为无限制的实例描述的实施例。因 此，也可以^吏用其他方法纟罙测发动才几的4t转情况，例如通过分析流过 启动器的电流量。
权利要求
1.控制非直射式内燃机启动的方法，其中-所使用的发动机(28)包含●多个气缸(12)，每个气缸中都有一个活塞(14)在底部死点(30)和顶部死点(32)之间滑动，●一个曲轴，其旋转运动和活塞(14)的滑动相连，●多个进气阀(16)和排气阀(18)，它们在开启位置和关闭位置之间运动，每一个进气阀(16)和排气阀(18)都与一个气缸(12)相连，●多个进气管(20)，其每一个与一个气缸(12)相连，通过与所述气缸相连的进气阀(16)连通所述气缸，●多个注射器(26)，其每一个都与一个气缸(12)相连，用来将燃料注入与所述气缸相连的进气管中，●多个点火装置(24)，其每一个都与一个气缸(12)相连，用来点燃所述气缸(12)内的燃料，-使用一个传感器(2)，它包括一固定部分(4)和一与曲轴相连的标靶(6)，所述标靶包括一可由固定部分(4)探测的参考标记(10)，-在从发动机的一个启动位置(P1，P2，P3，P4)开始，控制曲轴旋转，-探测曲轴的旋转，-选择气缸组，其中的每一个气缸的参考标记(10)都会在少于曲轴的半周在与之连接的活塞(14)到达顶部死点(32)之前被探测到，-在连接所选择的气缸组中的气缸的进气阀(16)中的至少一个从开启位置(16b)进入到关闭位置之前，控制连接所选择的气缸组中的气缸的注射器(26)，从而它们将燃料注入连接所选择的气缸组中的气缸的进气管(20)中，-探测参考标记(10)，-在根据探测参考标记(10)和对应于到达连接所选择的气缸组中的气缸的活塞(14)的顶部死点(32)的时刻，操作连接所选择的气缸组中的气缸的点火装置(24)。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，传感器(2)的标靶(6)具有多个可由固定部分(4)探测的标记(8),通过连续探测 一定数量的标记(8 )来探测发动机(28 )的旋转运动。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，传感器的标靶(6) 至少具有三十个可由固定部分(4)探测的标记(8)，通过连续探测3 至10个标记来探测发动机的旋转运动。
4. 如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，在连接所选 4奪的气缸组中的气缸的进气阀(16)中的至少一个/人关闭位置(16a) 到开启位置之前停止控制燃料注射(26)到连接所选择的气缸组中的 气缸(12)的进气管(20)中。
5. 如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，使用包括四 个气缸的发动机(28),在曲轴相对于发动机的启动^f立置(PI, P2, P3, P4)旋转75度之前，停止控制连接所选择的气缸组中的气缸的注射 器(26)。
全文摘要
本发明涉及一种控制内燃机启动的方法，其中使用的发动机(28)包含多个气缸(12)，每个气缸里面都有一个滑动的活塞(14)，一个连接活塞(14)的曲轴，多个进气阀(16)和排气阀(18)，多个注射器(26)，多个点火装置(24)，使用一个传感器(2)，它包括一参考标记(10)，命令曲轴旋转，探测曲轴旋转，选择一组气缸，其参考标记(10)在活塞(14)到达顶部死点(32)之前、曲轴旋转少于半周时被探测到，探测参考标记(10)，操作点火装置(24)。
文档编号F02N19/00GK101115918SQ200680004367
公开日2008年1月30日 申请日期2006年2月7日 优先权日2005年2月9日
发明者L·卡邦尼, T·凯恩 申请人:西门子Vdo汽车公司