柴油发动机冷起动系统和方法
阅读：476发布：2023-02-12
专利汇可以提供柴油发动机冷起动系统和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及柴油 发动机 冷起动系统和方法。描述用于供应起动不包括 电热塞 的 柴油发动机 的方法和系统。在一个示例中，在发动机起动转动期间限制通过汽缸的流量以加热汽缸中的充气。在另一个示例中， 压缩机 被激活并且供应到发动机汽缸的空气经由发动机和压缩机被加热并且被再循环以改善发动机起动。，下面是柴油发动机冷起动系统和方法专利的具体信息内容。
1.一种柴油发动机起动方法，其包括：
响应于发动机起动请求，将具有多传动比的机械增压器调整到最高传动比，起动转动发动机，以及在起动转动期间向所述发动机喷射燃料，其中在发动机起动转动期间喷射燃料包括：在发动机循环期间将一定量的燃料喷射到发动机汽缸中，以此提供参与两相柴油燃料燃烧的第一相的所述喷射的燃料的百分比大于参与两相柴油燃料燃烧的第二相的所述喷射的燃料的百分比。
2.根据权利要求1所述的柴油发动机起动方法，其中燃烧的所述第一相的特征在于在两相燃烧的所述第一相期间不存在CO形成和OH自由基形成。
3.根据权利要求1所述的柴油发动机起动方法，其还包括：响应于所述发动机起动请求，完全关闭排气门，打开空气增压冷却器旁通阀以及打开EGR阀。
4.根据权利要求1所述的柴油发动机起动方法，其中在起动转动期间喷射燃料包括：在汽缸的两个活塞接近上止点时喷射燃料。
5.根据权利要求1所述的柴油发动机起动方法，其还包括：在起动转动所述发动机的同时，增加在随后的发动机循环期间喷射到所述发动机的燃料的量。
6.根据权利要求5所述的柴油发动机起动方法，其中在所述发动机循环完成之后增加喷射到所述发动机的燃料的量包括：在随后的发动机循环期间喷射足以产生两相柴油燃料燃烧的燃料量。
7.根据权利要求1所述的柴油发动机起动方法，其还包括：响应于发动机温度超过阈值，将具有多传动比的所述机械增压器调整到低于所述最高传动比的传动比。
8.一种发动机系统，其包括：
对置活塞柴油发动机，所述对置活塞柴油发动机包括燃料喷射器并且不包括电热塞；
机械增压器，所述机械增压器被联接到所述对置活塞柴油发动机，所述机械增压器具有多传动比；
涡轮增压器，所述涡轮增压器被联接到所述对置活塞柴油发动机；以及控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，用以：响应于起动所述对置活塞柴油发动机的请求，将所述机械增压器调整到最高传动比，起动转动所述对置活塞柴油发动机并且打开增压空气冷却器。
9.根据权利要求8所述的发动机系统，其还包括：在起动转动期间将燃料喷射到所述发动机的附加指令，其中在发动机起动转动期间喷射燃料包括：在发动机循环期间将一定量的燃料喷射到发动机汽缸中，以此提供在所述发动机循环期间所述喷射的燃料中的能量的小于10％被释放。
10.根据权利要求8所述的发动机系统，其还包括：在起动转动所述发动机的同时在随后的发动机循环期间增加喷射到所述发动机的燃料的量的附加指令。
11.根据权利要求8所述的发动机系统，其还包括：响应于发动机温度超过阈值，将具有多传动比的所述机械增压器调整到低于所述最高传动比的传动比的附加指令。
12.根据权利要求8所述的发动机系统，其还包括：响应于起动所述对置活塞发动机的所述请求，完全打开所述涡轮增压器的叶片的附加指令。
13.根据权利要求8所述的发动机系统，其还包括：响应于起动所述对置活塞柴油发动机的所述请求，完全打开排气再循环阀的附加指令。
柴油发动机冷起动系统和方法
技术领域
背景技术
[0002] 柴油发动机可包括电热塞以加热柴油发动机内的空气-燃料混合物，使得可改善冷条件期间的发动机起动。发动机汽缸中的电热塞可升高发动机汽缸内的温度，使得当汽缸中的活塞接近上止点压缩冲程时，汽缸内的空气-燃料混合物可在增加的汽缸压力下点燃。因为发动机趋于加热空气-燃料混合物，所以当发动机温暖且被重新起动时可停用电热塞。因此，可期望在柴油发动机中包括电热塞(例如，电加热器)。然而，由于发动机的配置并且由于电热塞通常突出到发动机汽缸中，可能无法在一些柴油发动机中安装电热塞。因此，期望提供冷起动柴油发动机而不必依赖于电热塞的方式。
发明内容
[0003] 本发明人已认识到上述缺点并且已开发出柴油发动机起动方法，其包括：响应于发动机起动请求，将具有多传动比(multiple drive ratios)的机械增压器调整到最高传动比，起动转动发动机，以及在起动转动期间向该发动机喷射燃料，其中在发动机起动转动期间喷射燃料包括在发动机循环期间将一定量的燃料喷射到发动机汽缸中，这样提供在发动机循环期间喷射的燃料中的能量的小于10％被释放。
[0004] 通过响应于发动机起动请求调整机械增压器传动比并且在发动机起动转动期间将少量燃料喷射到发动机汽缸，可以可靠地冷起动不包括电热塞的柴油发动机。特别地，增加机械增压器传动比可增加对进入发动机汽缸的空气的做功量，从而提高发动机汽缸中的温度。此外，可经由从喷射的少量燃料释放的低温热量来提高发动机汽缸内的温度。不是将更大量的冷燃料喷射到发动机汽缸中并且显著地冷却发动机汽缸中的空气和燃料混合物，而是可将少量燃料喷射到汽缸中，并且该少量燃料在压缩时可将其热量释放到汽缸中，而无需少量燃料完全燃烧。添加到汽缸的热量可足以促进随后喷射到汽缸的更大量燃料的燃烧。更大量燃料的燃烧可加速发动机曲轴，从而起动发动机。当少于10％的喷射的燃料燃烧时，参与两相柴油燃料燃烧中的第一相的喷射的燃料比参与两相柴油燃烧中的第二相的喷射的燃料的百分比更高，使得可改善汽缸加热。
[0005] 本说明书可提供若干优点。具体地，方法可允许在冷条件期间在没有电热塞的情况下起动柴油发动机。此外，在至少一个示例中，可加热汽缸中的充气而不释放显著的排气排放。另外，该方法可针对不同的低发动机温度发动机起动条件应用不同的发动机起动程序。
[0007] 应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由所附权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上述或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方案。
附图说明
[0008] 图1示出发动机的示意图。
[0009] 图2和图3示出图1中所示的发动机的示例预示发动机起动顺序。
[0010] 图4A和图4B示出用于起动图1的发动机的示例方法。
具体实施方式
[0011] 本说明书涉及起动柴油发动机。图1示出不包括电热塞的升压柴油发动机的一个示例。图2和图3示出用于冷起动发动机的两种不同的发动机起动顺序。图4A至图4B示出用于起动图1中所示的发动机的方法。
[0012] 参照图1，由电子发动机控制器12控制包括多个汽缸(其中的一个汽缸在图1中示出)的对置活塞内燃机10。控制器12接收来自图1的各种传感器的信号，并且采用图1的各种致动器以基于存储在控制器的存储器上的接收信号和指令来调整发动机操作。
[0013] 发动机10包括汽缸30和汽缸壁32，汽缸壁32具有定位在其中且分别连接到曲轴40a和曲轴40b的进气活塞36a和排气活塞36b。曲轴40a和曲轴40b可经由皮带、链条或齿轮联接在一起。可通过电动机器77(例如，起动器马达)旋转曲轴40a和曲轴40b以起动转动发动机10。示出的汽缸30经由进气道44a和进气道44b以及排气道48a和排气道48b与进气歧管
44和排气歧管48连通。
44和排气歧管48连通。
[0014] 燃料喷射器68和燃料喷射器69被示出为定位在汽缸壁32中，并且它们可将燃料直接喷射到汽缸30中，这是本领域技术人员已知的直接喷射。通过包括燃料箱95、燃料泵91、燃料泵控制阀93和燃料轨(未示出)的燃料系统将燃料递送到燃料喷射器68和燃料喷射器69。可通过改变调节到燃料泵(未示出)的流量的位置阀来调整由燃料系统递送的燃料压力。另外，计量阀可位于燃料轨中或燃料轨附近，用于闭环燃料控制。泵计量阀也可调节到燃料泵的燃料流量，从而减少泵送到高压燃料泵的燃料。
[0015] 进气歧管44被示出为与任选的电子节气门62连通，电子节气门62调整节流板64的位置以控制来自进气升压室46的空气流。机械增压器压缩机162为机械驱动的并且其从涡轮增压器压缩机135的下游吸入空气。涡轮增压器压缩机135从空气进气口42吸入空气。机械增压器压缩机162将空气供应到升压室46。排气使经由轴136联接到涡轮增压器压缩机135的涡轮增压器可变几何涡轮137转动。机械增压器压缩机162经由轴161和齿轮箱163经由曲轴40b机械驱动，轴161和齿轮箱163可经由机构164(例如，齿轮、链条或皮带)联接到曲轴40b。机械增压器齿轮箱163包括多个齿轮比，用于相对于曲轴40b的速度改变机械增压器压缩机162的速度。可经由选择和接合齿轮箱163的齿轮163a来调整机械增压器压缩机速度。在一个示例中，给定的发动机曲轴速度可经由在齿轮箱163中的第一齿轮比与第二齿轮比之间进行切换而以第一速度和第二速度旋转机械增压器压缩机162。
[0016] 可选择性地打开机械增压器压缩机旁通阀158以降低升压室46中的空气压力，并将空气和排气再循环(EGR)返回到机械增压器压缩机162的上游。在一些示例中，增压空气冷却器156可设置在机械增压器压缩机162的下游，以冷却进入汽缸30的空气充气。可选择性地打开空气增压冷却器旁通阀157以旁通增压空气冷却器156。可经由控制器12调整叶片致动器137a的位置，以增大或减小涡轮137的旋转速度。在替代的示例中，废气门137b可替换叶片致动器137a或除叶片致动器137a之外使用废气门137b。叶片致动器137a调整可变几何涡轮叶片的位置。当叶片处于打开位置时，排气能够经过涡轮137供应很少的能量以使涡轮137旋转。当叶片处于关闭位置时，排气能够经过涡轮137并且在涡轮137上施加增大的力。替代地，废气门137b或旁通阀允许排气围绕涡轮137流动，以减少供应到涡轮的能量的量。
[0017] 在替代示例中，机械增压器压缩机162可定位在涡轮增压器压缩机135的上游。此外，空气增压冷却器(未示出)可定位在EGR通道82联接机械增压器压缩机162与涡轮增压器压缩机135之间的进气口43之处的下游。空气增压冷却器将消除对EGR冷却器的需求。
[0018] 可经由EGR系统81将排气再循环到汽缸30。EGR系统包括任选的EGR冷却器85、EGR阀80、EGR通道82、EGR冷却器旁路84以及冷却的EGR通道83。排气可从排气歧管48流动到机械增压器压缩机162与涡轮增压器压缩机135之间的发动机空气进气口43。当排气歧管48中的压力大于涡轮增压器压缩机135与机械增压器压缩机162之间的压力时，EGR可流动到发动机空气进气口。EGR可流过EGR冷却器85以降低发动机排气温度。当发动机排气温度为低时，EGR可旁通EGR冷却器85。
[0019] 在进气活塞36a覆盖进气道44a和进气道44b并且排气活塞36b覆盖排气道48a和排气道48b之后，当活塞36a和活塞36b彼此接近时，燃料可喷射到汽缸30。当活塞36靠近上止点压缩冲程时，燃料然后可与汽缸30中的空气一起燃烧。经由压缩点火点燃燃料和空气。在一些示例中，通用排气氧(UEGO)传感器126可联接到排放装置70的上游的排气歧管48。在其它示例中，UEGO传感器可位于一个或多个排气后处理装置的下游。此外，在一些示例中，可由具有NOx和氧感测元件两者的NOx传感器代替UEGO传感器。
[0021] 排气门140被示出为定位在涡轮137a的下游和排放装置70的上游的排气通道49中。替代地，排气门140可定位在排放装置70的下游。可打开和关闭排气门140以控制排气歧管48中的压力。关闭排气门140限制通过排气门140的流量并且可增大排气歧管48中的压力。打开排气门140可改善通过排气门140的流量并且减小排气歧管48中的压力。
[0022] 在一个示例中，排放装置70可包括氧化催化剂和微粒过滤器。在另一个示例中，可使用多个排放控制装置，每个排放控制装置具有多个砖块。在一个示例中，排放装置70可包括氧化催化剂。在其它示例中，排放装置可包括贫NOx捕集器或选择性催化还原(SCR)和/或柴油微粒过滤器(DPF)。上游温度传感器79和下游温度传感器81提供排气温度测量值，用于确定跨排放装置70的排气温度的变化。
[0023] 控制器12在图1中被示出为传统的微型计算机，其包括：微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、只读存储器(ROM)(例如，非暂时性存储器)106、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110以及传统数据总线。除了先前论述的那些信号之外，控制器12被示出为从联接到发动机10的传感器接收各种信号，包括：来自联接到冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；位置传感器134联接到加速器踏板130用于感测由人脚132调整的加速器位置；来自联接到进气歧管44的压力传感器121的发动机歧管压力(MAP)的测量值；来自压力传感器122的升压压力；来自氧传感器126的排气氧浓度；来自霍尔效应传感器118的发动机位置传感器感测曲轴40b的位置；从传感器120(例如，热线空气流量计)进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器58的节气门位置的测量值。也可感测大气压力(传感器未示出)以供控制器12处理。在本说明书的一个优选方面，发动机位置传感器118在曲轴的每次旋转产生预定数量的等间隔脉冲，从中可确定发动机转速(RPM)。
[0024] 在操作期间，发动机10内的每个汽缸通常经历两冲程循环：该循环包括第一冲程，其中进气活塞36a朝向排气活塞36b行进并且排气活塞36b朝向进气活塞36a行进。在第二冲程中，进气活塞36a远离排气活塞36b行进并且排气活塞36b远离进气活塞36a行进。进气活塞36a控制通过进气道44a和进气道44b的流量。排气活塞36b控制通过排气道48a和排气道48b的流量。在该示例中，排气活塞36b通过在进气活塞36a到达其上止点位置之前(例如，进气活塞36a距曲轴40a的最大距离)到达上止点位置(例如，排气活塞36b距曲轴40b的最大距离)几个曲轴度(例如，取决于配置，差值范围可在0曲轴度与20曲轴度之间)而引领进气活塞36a。因此，排气活塞运动从进气活塞运动偏移几个曲轴度。
[0025] 在第一冲程期间，通常进气活塞36a和排气活塞36b朝向彼此移动以压缩已进入汽缸30的空气。冲程开始于进气活塞36a的下止点(BDC)(进气活塞36a处于距曲轴40a的最近距离)，并且其终止于进气活塞36a的上止点(进气活塞36a处于其距曲轴40a的最远距离)。如前所述，排气活塞36b领先进气活塞36a几度，使得当进气活塞处于BDC时，排气活塞36b已朝向其TDC位置行进。此外，排气活塞36b恰好在进气活塞36a到达其TDC位置之前到达其TDC位置。当进气活塞36a到达其TDC位置时，排气活塞36b恰好位于其TDC位置之后。当进气活塞
36a和排气活塞36b靠近它们各自的TDC位置时，汽缸容积最小。当进气活塞36a和排气活塞
36b朝向它们各自的TDC位置前进时，空气和燃料在汽缸30中被压缩。当进气活塞36a和排气活塞36b靠近它们各自的BDC位置时，进气道44a和进气道44b打开并且加压空气流入汽缸30中。当进气活塞36a和排气活塞36b靠近BDC时，排气道48a和排气道48b也打开。机械增压器压缩机162和涡轮增压器压缩机135向进气歧管44提供加压空气，当进气道44a和进气道44b打开时，加压空气可流入汽缸30中。当进气活塞36a和排气活塞36b朝向它们各自的TDC位置移动时，排气道48a和排气道48b关闭。曲轴继续旋转，并且在预定的实际总曲轴度数之后，进气道44a和进气道44b关闭以防止额外的空气进入汽缸36。因此，排气道在进气道之前打开，并且排气道在进气道打开的几乎整个持续时间内保持打开。在排气道44a和排气道44b关闭之后将燃料喷射到汽缸30，然后当进气活塞36a和排气活塞36b靠近它们各自的TDC位置时，点燃燃料和空气混合物。通过压缩点火点燃而不是经由火花塞或来自电热塞的能量点燃燃料和空气混合物。可经由多次喷射将燃料喷射到汽缸30，所述多次喷射包括引燃喷射、主喷射和后喷射。
36a和排气活塞36b靠近它们各自的TDC位置时，汽缸容积最小。当进气活塞36a和排气活塞
36b朝向它们各自的TDC位置前进时，空气和燃料在汽缸30中被压缩。当进气活塞36a和排气活塞36b靠近它们各自的BDC位置时，进气道44a和进气道44b打开并且加压空气流入汽缸30中。当进气活塞36a和排气活塞36b靠近BDC时，排气道48a和排气道48b也打开。机械增压器压缩机162和涡轮增压器压缩机135向进气歧管44提供加压空气，当进气道44a和进气道44b打开时，加压空气可流入汽缸30中。当进气活塞36a和排气活塞36b朝向它们各自的TDC位置移动时，排气道48a和排气道48b关闭。曲轴继续旋转，并且在预定的实际总曲轴度数之后，进气道44a和进气道44b关闭以防止额外的空气进入汽缸36。因此，排气道在进气道之前打开，并且排气道在进气道打开的几乎整个持续时间内保持打开。在排气道44a和排气道44b关闭之后将燃料喷射到汽缸30，然后当进气活塞36a和排气活塞36b靠近它们各自的TDC位置时，点燃燃料和空气混合物。通过压缩点火点燃而不是经由火花塞或来自电热塞的能量点燃燃料和空气混合物。可经由多次喷射将燃料喷射到汽缸30，所述多次喷射包括引燃喷射、主喷射和后喷射。
[0026] 在第二冲程期间，通常在汽缸30中发生燃烧之后，进气活塞36a和排气活塞36b彼此分开移动。第二冲程在进气活塞36a的TDC处开始并且其在进气活塞36a的BDC处结束。进气活塞36a和排气活塞36b在靠近汽缸30的容积最大之处接近它们各自的BDC位置。在汽缸30中膨胀的气体将进气活塞36a和排气活塞36b分开推向它们各自的BDC位置。当排气活塞
36b朝向其BDC行进时，排气活塞36b通过排气道48a和排气道48b。当排气活塞36d的顶部通过排气道48a和排气道48b而排气活塞36b朝向曲轴40b行进时，排气道48a和排气道48b未被覆盖。在排气活塞36b通过排气道48a和排气道48b同时朝向下止点行进之后，排气离开汽缸
30。进气活塞36a和排气活塞36b进一步朝向它们各自的下止点位置行进，并且在预定的实际总曲轴度数之后，进气活塞36a未覆盖进气道44a和进气道44b。当进气活塞36c的顶部通过进气道44a和进气道44b同时进气活塞36a朝向曲轴40a行进时，进气道44a和进气道44b未被覆盖。当进气道44a和进气道44b未被覆盖时，新鲜空气经由进气道44a和进气道44b进入汽缸30。进气活塞36a和排气活塞36b继续朝向它们各自的BDC位置行进。在进气活塞到达BDC后，汽缸循环重复。
36b朝向其BDC行进时，排气活塞36b通过排气道48a和排气道48b。当排气活塞36d的顶部通过排气道48a和排气道48b而排气活塞36b朝向曲轴40b行进时，排气道48a和排气道48b未被覆盖。在排气活塞36b通过排气道48a和排气道48b同时朝向下止点行进之后，排气离开汽缸
30。进气活塞36a和排气活塞36b进一步朝向它们各自的下止点位置行进，并且在预定的实际总曲轴度数之后，进气活塞36a未覆盖进气道44a和进气道44b。当进气活塞36c的顶部通过进气道44a和进气道44b同时进气活塞36a朝向曲轴40a行进时，进气道44a和进气道44b未被覆盖。当进气道44a和进气道44b未被覆盖时，新鲜空气经由进气道44a和进气道44b进入汽缸30。进气活塞36a和排气活塞36b继续朝向它们各自的BDC位置行进。在进气活塞到达BDC后，汽缸循环重复。
[0027] 因此，发动机循环由两个冲程组成，并且发动机循环为一个发动机旋转。其它发动机汽缸以类似的方式操作，但是这些其它汽缸可与所示的汽缸异相地燃烧空气和燃料。例如，一个发动机汽缸的上止点压缩冲程可为零曲轴度，而另一个汽缸的上止点可为一百八十曲轴度。
[0028] 图1的系统提供发动机系统，其包括：包括燃料喷射器且不包括电热塞的对置活塞柴油发动机；联接到对置活塞柴油发动机的机械增压器，机械增压器具有多传动比；联接到对置活塞柴油发动机的涡轮增压器；以及控制器，其包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令以响应于起动对置活塞柴油发动机的请求将机械增压器调整到最高传动比，起动转动对置活塞柴油发动机并且打开增压空气冷却器。发动机系统还包括在起动转动期间将燃料喷射到发动机的附加指令，其中在发动机起动转动期间喷射燃料包括在发动机循环期间将一定量的燃料喷射到发动机汽缸中，这样仅在发动机循环期间提供两相柴油燃料燃烧的单相燃烧。发动机系统还包括附加指令，以在发动机循环完成同时起动转动发动机之后增加喷射到发动机的燃料的量。发动机系统还包括附加指令，用于响应于发动机温度超过阈值将具有多传动比的机械增压器调整到低于最高传动比的传动比。发动机系统还包括响应于起动对置活塞发动机的请求而完全打开涡轮增压器的叶片的附加指令。发动机系统还包括响应于起动对置活塞柴油发动机的请求而完全打开排气再循环阀的附加指令。
[0029] 现在参考图2，示出了根据方法400的第一示例发动机起动顺序。图2的发动机起动顺序可用于图1中所示的发动机和系统。时间T1至时间T5处的垂直线表示顺序中感兴趣的时间。该曲线图在时间上对齐并且同时发生。在该示例发动机起动顺序中，经由机械增压器压缩机和发动机压缩在发动机内的空气上做功。在空气经由EGR通道经过发动机汽缸之后，发动机内的空气可从机械增压器压缩机出口再循环到机械增压器压缩机入口，使得可经由机械增压器压缩机对空气做附加的功。结果，发动机中的空气温度可增加，以促进并且实现发动机汽缸内的压缩点火。
[0030] 自图2顶部起的第一个曲线图为发动机进气歧管压力对时间的曲线图。迹线201表示发动机进气歧管压力。垂直轴表示发动机进气歧管压力，并且发动机进气歧管压力在垂直轴箭头的方向上增加。水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。
[0031] 自图2顶部起的第二个曲线图为发动机排气歧管压力对时间的曲线图。迹线202表示发动机排气歧管压力。垂直轴表示发动机排气歧管压力，并且发动机排气歧管压力在垂直轴箭头的方向上增加。水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。
[0032] 自图2顶部起的第三个曲线图为发动机温度(例如，发动机冷却剂温度)对时间的曲线图。迹线203表示发动机温度。垂直轴表示发动机温度，并且发动机温度在垂直轴箭头的方向上增加。水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。线250表示阈值温度，低于该阈值温度时，当前示出的发动机起动程序应用于冷起动发动机。
[0033] 自图2顶部起的第四个曲线图为发动机空气增压冷却器旁通阀状态对时间的曲线图。迹线204表示发动机空气增压冷却器旁通阀状态。垂直轴表示发动机空气增压冷却器旁通阀状态，并且当迹线204处于靠近垂直轴箭头的较高水平时，发动机空气增压冷却器旁通阀打开。当迹线204处于靠近水平轴的较低水平时，发动机空气增压冷却器旁通阀关闭。当发动机增压空气冷却器阀打开时，发动机空气增压冷却器被旁通。水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。
[0034] 自图2顶部起的第五个曲线图为可变几何涡轮增压器(VGT)叶片位置对时间的曲线图。迹线205表示VGT叶片位置，并且当迹线205靠近垂直轴箭头时，VGT叶片完全打开。当迹线205靠近水平轴时，VGT叶片完全关闭。当VGT叶片打开时，排气在VGT叶片上施以更大的力，使得涡轮增压器压缩机可以以更高的速度旋转。水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。
[0035] 自图2顶部起的第六个曲线图为排气门位置(例如，图1的140)对时间的曲线图。垂直轴表示排气门位置。迹线206表示排气门位置，并且当迹线206靠近垂直轴箭头时，排气门完全打开。当迹线206靠近水平轴时，排气门完全关闭。水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。
[0036] 自图2顶部起的第七个曲线图为喷射到发动机的燃料的量对时间的曲线图。迹线207表示喷射到发动机的燃料的量。垂直轴表示喷射到发动机的燃料的量，并且喷射到发动机的燃料的量在垂直轴箭头的方向上增加。水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。
[0037] 自图2顶部起的第八个曲线图为机械增压器旁通阀位置(例如，图1的158)对时间的曲线图。垂直轴表示机械增压器旁通阀位置。迹线208表示机械增压器旁通阀位置，并且当迹线208靠近垂直轴箭头时，机械增压器阀完全打开。当迹线208靠近水平轴时，机械增压器旁通阀完全关闭。水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。
[0038] 自图2顶部起的第九个曲线图为机械增压器传动比对时间的曲线图。垂直轴表示机械增压器传动比。迹线209表示机械增压器传动比。第二机械增压器传动比为比第一机械增压器传动比更高的传动比，并且当第二机械增压器传动比被接合时，机械增压器压缩机相对于发动机曲轴速度以更高的速度旋转。当第一机械增压器传动比被接合时，机械增压器压缩机相对于发动机曲轴速度以更低的速度旋转。因此，通过接合第二机械增压器传动比，机械增压器压缩机以比第一机械增压器传动比接合的情况下更高的速度旋转。水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。
[0039] 自图2顶部起的第十个曲线图为发动机操作状态对时间的曲线图。垂直轴表示发动机操作状态和关闭(无发动机旋转)、起动转动(发动机经由电动机器旋转)以及打开(发动机在其自身的扭矩输出下旋转)的发动机操作状态。迹线210表示发动机操作状态。水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。
[0040] 自图2顶部起的第十一个曲线图为EGR阀位置对时间的曲线图。垂直轴表示EGR阀位置。迹线211表示EGR阀位置，并且当EGR迹线211靠近垂直轴箭头时EGR阀完全打开。当EGR轨迹211靠近水平轴时，EGR阀完全关闭。水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。
[0041] 在时间T0处，发动机正在操作且燃烧空气和燃料。进气歧管压力处于较高水平以及排气歧管压力处于中间水平。发动机在温暖温度下操作，并且空气增压冷却器旁通阀关闭，使得进入发动机汽缸的空气被冷却。VGT叶片关闭并且排气门完全打开。燃料喷射量处于较低水平并且机械增压器旁通阀部分打开。机械增压器传动比处于较低比率并且EGR阀部分打开。
[0042] 在时间T1处，发动机停止。可经由人类驾驶员或自主驾驶员来停止发动机。随着发动机停止，进气歧管压力和排气歧管压力降低。VGT叶片维持关闭，并且空气增压冷却器旁通阀维持关闭。排气门维持打开并且没有燃料喷射到发动机。机械增压器旁通阀完全关闭，并且机械增压器传动比维持在第一传动比。EGR阀完全关闭。
[0043] 在时间T1与时间T2之间，进气歧管压力和排气歧管压力下降。发动机温度下降到小于阈值250并且排气门保持完全打开。燃料不会喷射到发动机，并且机械增压器旁通阀关闭。EGR阀也保持关闭。
[0044] 在时间T2处，发动机响应于起动发动机的请求(未示出)而被起动转动。机械增压器传动比与第二比率接合，以增加在发动机及其进气系统内对空气的做功。通过接合第二比率，可对发动机进气系统中的空气做更大量的功。EGR阀完全打开并且排气门完全关闭，使得由机械增压器压缩机变暖的空气可循环通过发动机，其中可添加压缩功以进一步加热空气。然后空气返回到机械增压器压缩机，其中对空气做附加的功，从而进一步提高空气温度，以准备燃烧喷射到发动机汽缸的起动燃料供送(例如，完成两相燃烧的燃料供送)。VGT叶片也完全打开，使得排气门(例如，图1的140)控制排气歧管排气压力。机械增压器旁通阀关闭，使得空气流过机械增压器不会直接再循环回到机械增压器输入，而不必流过发动机。打开空气增压冷却器旁通阀以减小流过发动机的空气的冷却。
[0045] 在时间T2与时间T3之间，少量燃料被喷射到每个发动机汽缸。替代地，可停用燃料喷射。如果燃料被喷射，则喷射的燃料量小于在喷射燃料的发动机循环期间引起喷射的燃料的两相燃烧的量。柴油燃料为表现出两相燃烧的燃料。在燃烧的第一相(例如，低温放热相)期间，较大的链烃在放热反应中分解成较小的链烃。可通过存在甲醛的形成与不存在OH自由基和CO2表征燃烧的第一相。通过CO2形成和OH自由基形成识别燃料燃烧的第二相。使燃料经受多次压缩事件为燃料提供更多时间进行化学反应并且达到第二级点火。如果燃烧室经受第二级点火，则少量燃料和大量燃料两者将加热燃烧室。然而，在第二次压缩事件或第三次压缩事件中，大量燃料更可能过早点燃。此外，如果在少量燃料的情况下非常早发生点火，则不会致使活塞显著减慢，但如果在压缩冲程中非常早地发生第二级点火，则大量燃料将不能提供足够的力以减慢起动转动速度，但是其也可引起旋转方向的改变。然而，通过喷射少量燃料，即使没有实现第二相燃烧，也可实现第一相燃烧和放热。因为汽缸内的空气-燃料混合物太贫乏而不能支持第二相燃烧，所以当少量燃料喷射到汽缸时，防止了燃料燃烧的第二相。然而，在燃烧的第一相期间释放的热量可进一步加热空气和剩余的燃料混合物以准备发动机起动燃料供送(例如，输送到发动机汽缸的第一燃料供送，其参与自最近的发动机起动转动片段后的汽缸中的两相燃烧的第一实例)。在发动机汽缸中仅实现第一相燃烧的少量燃料喷射量可称为发动机供送变暖燃料供送或预起动燃料供送。
[0046] 进气歧管压力大于排气歧管压力，使得气体可从机械增压器压缩机循环到发动机汽缸，然后循环到EGR通道并且返回到机械增压器压缩机入口。由于排气门关闭，进气歧管压力经由机械增压器压缩机增加并且排气压力处于较高水平。发动机温度维持低于阈值250并且空气增压冷却器旁通阀维持打开。VGT叶片维持完全打开并且机械增压器旁通阀维持完全关闭。机械增压器传动比维持在高水平并且EGR阀完全打开。
[0047] 在时间T3处，增加喷射的燃料的量以输送发动机起动燃料供送。时间T2与时间T3之间的时间间隔可为发动机温度和自最近发动机起动转动开始以来输送到发动机的发动机充气变暖燃料供送的实际总数的函数。发动机充气变暖燃料供送的实际数量可指示发动机内的温度升高。这样，发动机充气变暖燃料供送的实际数量可用于确定何时可输送发动机起动燃料供送并且期望其提供两相燃烧和发动机加速。进气歧管压力和排气歧管压力维持在先前的水平，并且空气增压冷却器旁通阀维持打开。VGT叶片维持完全打开并且排气门打开。机械增压器旁通阀维持关闭并且机械增压器传动比维持在第2级。发动机继续被起动转动并且EGR阀维持打开。
[0048] 在时间T4处，输送最后的发动机起动燃料供送(至少一个发动机起动燃料供送被提供到每个发动机汽缸)并且发动机加速(未示出)。随着发动机加速，发动机进气歧管压力增加，并且排气压力也升高。排气门维持打开。因为不再需要经由机械增压器压缩机再循环加热的充气以起动发动机，所以EGR阀关闭。发动机转换到运行状态，并且VGT叶片部分关闭以激活涡轮增压器压缩机。增压空气冷却器旁通阀维持打开，因此增压空气不会被冷却并且喷射的燃料量减少以使发动机以怠速旋转。因为发动机升压压力足够，所以机械增压器旁通阀也部分打开。机械增压器传动比维持在第二比率。
[0049] 在时间T4与时间T5之间，发动机温度开始提高并且其余控制参数保持不变。在时间T5处，发动机温度超过阈值250并且响应于发动机温度超过阈值250而减小机械增压器传动比。空气增压冷却器旁通阀也关闭，并且机械增压器传动比响应于发动机温度超过阈值250而减小。EGR阀也部分打开以向发动机提供外部EGR。
[0050] 以这种方式，可经由通过机械增压器压缩机产生的功来加热发动机中的气体(例如，空气)。气体可再循环通过机械增压器压缩机以对气体提供附加的加热，并且可喷射少量燃料以进一步加热在发动机起动转动期间在发动机中循环的气体。然后，在将发动机起动燃料量喷射到发动机汽缸之后，发动机可在其自身动力下加速。因此，代替经由电热塞加热进入发动机的空气，机械增压器压缩机和少量燃料喷射量可加热发动机中的气体，使得可支持两阶段燃烧。
[0051] 现在参考图3，示出了根据方法400的第二示例发动机起动顺序。图2的发动机起动顺序可用于图1中所示的发动机和系统。时间T10至时间T15处的垂直线表示顺序中感兴趣的时间。该曲线图在时间上对齐并且同时发生。在该示例发动机起动顺序中，在发动机起动转动的至少一部分期间，在发动机循环中将进气歧管压力和排气歧管压力调整到基本相同的平均压力(例如，在彼此的+5％内)。通过在发动机进气歧管与发动机排气歧管之间维持基本上恒定的平均压力，可对发动机汽缸中的气体做功，从而加热发动机汽缸的内容物，使得可在没有电热塞的情况下发起燃烧。此外，可将少量燃料喷射到发动机汽缸，使得来自燃料的低温热量释放可进一步加热发动机汽缸的内容物并且支持发动机汽缸内的燃烧。
[0052] 自图3顶部起的第一个曲线图为发动机进气歧管压力对时间的曲线图。迹线301表示发动机进气歧管压力。垂直轴表示发动机进气歧管压力，并且发动机进气歧管压力在垂直轴箭头的方向上增加。水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。
[0053] 自图3顶部起的第二个曲线图为发动机排气歧管压力对时间的曲线图。迹线302表示发动机排气歧管压力。垂直轴表示发动机排气歧管压力，并且发动机排气歧管压力在垂直轴箭头的方向上增加。水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。
[0054] 自图3顶部起的第三个曲线图为发动机温度(例如，发动机冷却剂温度)对时间的曲线图。迹线303表示发动机温度。垂直轴表示发动机温度，并且发动机温度在垂直轴箭头的方向上增加。水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。线350表示阈值温度，低于该阈值温度时，当前示出的发动机起动程序应用于冷起动发动机。
[0055] 自图3顶部起的第四个曲线图为发动机空气增压冷却器旁通阀状态对时间的曲线图。迹线304表示发动机空气增压冷却器旁通阀状态。垂直轴表示发动机空气增压冷却器旁通阀状态，并且当迹线304处于靠近垂直轴箭头的较高水平时，发动机空气增压冷却器旁通阀打开。当迹线304处于靠近水平轴的较低水平时，发动机空气增压冷却器旁通阀关闭。当发动机增压空气冷却器阀打开时，发动机空气增压冷却器被旁通。水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。
[0056] 自图3顶部起的第五个曲线图为可变几何涡轮增压器(VGT)叶片位置对时间的曲线图。迹线305表示VGT叶片位置，并且当迹线305靠近垂直轴箭头时，VGT叶片完全打开。当迹线305靠近水平轴时，VGT叶片完全关闭。当VGT叶片打开时，排气在VGT叶片上施以更大的力，使得涡轮增压器压缩机可以以更高的速度旋转。水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。
[0057] 自图3顶部起的第六个曲线图为排气门位置(例如，图1的140)对时间的曲线图。垂直轴表示排气门位置。迹线306表示排气门位置，并且当迹线306靠近垂直轴箭头时，排气门完全打开。当迹线306靠近水平轴时，排气门完全关闭。水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。
[0058] 自图3顶部起的第七个曲线图为喷射到发动机的燃料的量对时间的曲线图。迹线307表示喷射到发动机的燃料的量。垂直轴表示喷射到发动机的燃料的量，并且喷射到发动机的燃料的量在垂直轴箭头的方向上增加。水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。
[0059] 自图3顶部起的第八个曲线图为机械增压器旁通阀位置(例如，图1的158)对时间的曲线图。垂直轴表示机械增压器旁通阀位置。迹线308表示机械增压器旁通阀位置，并且当迹线308靠近垂直轴箭头时，机械增压器阀完全打开。当迹线308靠近水平轴时，机械增压器旁通阀完全关闭。水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。
[0060] 自图3顶部起的第九个曲线图为机械增压器传动比对时间的曲线图。垂直轴表示机械增压器传动比。迹线309表示机械增压器传动比。第二机械增压器传动比为比第一机械增压器传动比更高的传动比，并且当第二机械增压器传动比被接合时，机械增压器压缩机相对于发动机曲轴速度以更高的速度旋转。当第一机械增压器传动比被接合时，机械增压器压缩机相对于发动机曲轴速度以更低的速度旋转。因此，通过接合第二机械增压器传动比，机械增压器压缩机以比第一机械增压器传动比接合的情况下更高的速度旋转。水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。
[0061] 自图3顶部起的第十个曲线图为发动机操作状态对时间的曲线图。垂直轴表示发动机操作状态和关闭(无发动机旋转)、起动转动(发动机经由电动机器旋转)以及打开(发动机在其自身的扭矩输出下旋转)的发动机操作状态。迹线310表示发动机操作状态。水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。
[0062] 自图3顶部起的第十一个曲线图为EGR阀位置对时间的曲线图。垂直轴表示EGR阀位置。迹线311表示EGR阀位置，并且当EGR迹线311靠近垂直轴箭头时EGR阀完全打开。当EGR迹线311靠近水平轴时，EGR阀完全关闭。水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。
[0063] 在时间T10处，发动机正在操作并且燃烧空气和燃料。进气歧管压力处于较高水平以及排气歧管压力处于中间水平。发动机在温暖的温度下操作，并且空气增压冷却器旁通阀部分打开，使得进入发动机汽缸的空气被部分冷却。VGT叶片关闭并且排气门完全打开。燃料喷射量处于较低水平，并且机械增压器旁通阀部分打开。机械增压器传动比处于较低比率并且EGR阀部分打开。
[0064] 在时间T11处，发动机停止。可经由人类驾驶员或自主驾驶员停止发动机。随着发动机停止，进气歧管压力和排气歧管压力降低。VGT叶片维持关闭并且空气增压冷却器旁通阀关闭。排气门维持打开并且没有燃料喷射到发动机。机械增压器旁通阀完全关闭并且机械增压器传动比维持在第一传动比。EGR阀完全关闭。
[0065] 在时间T11与时间T12之间，进气歧管压力和排气歧管压力下降。发动机温度下降到低于阈值350并且排气门保持完全打开。燃料不会被喷射到发动机并且机械增压器旁通阀关闭。EGR阀也保持关闭。
[0066] 在时间T12处，发动机响应于起动发动机的请求(未示出)而被起动转动。机械增压器传动比与第二比率接合，以增加在发动机及其进气系统内对空气的做功。通过接合第二比率，可对发动机进气系统中的空气做更大量的功。EGR阀完全关闭并且排气门完全关闭。机械增压器旁通阀完全打开，使得由机械增压器压缩机泵送的大部分空气返回到机械增压器压缩机入口。通过关闭排气门并且打开机械增压器压缩机阀，进气歧管压力和排气歧管压力可维持基本上相同。发动机汽缸中的空气可保持在发动机汽缸中，并且在发动机起动转动时经由通过发动机提供的压缩功加热。VGT叶片也完全关闭。打开空气增压冷却器旁通阀以减小流过发动机的空气的冷却。
[0067] 在时间T12与时间T13之间，少量燃料喷射到每个发动机汽缸。替代地，可停用燃料喷射。如果喷射燃料，则喷射的燃料的量小于在喷射燃料的发动机循环期间引起喷射的燃料的两相燃烧的量。通过喷射少量燃料，即使未实现第二相燃烧，也可实现第一相燃烧和放热。因为汽缸内的空气-燃料混合物太贫乏而不能支持燃烧的第二相，所以当少量燃料喷射到汽缸时，防止了燃料燃烧的第二相。然而，在燃烧的第一相期间释放的热量可进一步加热空气和剩余的燃料混合物以准备发动机起动燃料供送(例如，输送到发动机汽缸的第一燃料供送，其参与自最近的发动机起动转动片段后的汽缸中的两相燃烧的第一实例)。在发动机汽缸中仅实现第一相燃烧的少量燃料喷射可称为发动机充气变暖燃料供送或预起动燃料供送。
[0068] 发动机温度维持低于阈值350并且空气增压冷却器旁通阀维持打开。VGT叶片维持完全关闭并且机械增压器旁通阀维持完全打开。机械增压器传动比维持在高水平并且EGR阀完全打开。
[0069] 在时间T13处，增加喷射的燃料的量以输送发动机起动燃料供送。时间T12与时间T13之间的时间间隔可为发动机温度和自最近发动机起动转动开始以来输送到发动机的发动机充气加热燃料供送的实际总数的函数。发动机充气变暖燃料供送的实际数量可指示发动机内的温度升高。这样，发动机充气变暖燃料供送的实际数量可用于确定何时可输送发动机起动燃料供送并且期望其提供两个燃烧相和发动机加速。进气歧管压力和排气歧管压力维持在它们先前的水平，并且空气增压冷却器旁通阀维持打开。VGT叶片维持完全关闭并且排气门打开。机械增压器旁通阀部分关闭以向发动机汽缸提供空气。机械增压器传动比维持在第2级。发动机继续被起动转动并且EGR阀维持关闭。
[0070] 在时间T14处，输送最后的发动机起动燃料供送(至少一个发动机起动燃料供送被提供到每个发动机汽缸)并且发动机加速(未示出)。随着发动机加速并且排气压力也上升，发动机进气歧管压力增加，但是排气压力上升受到排气门部分打开的限制。EGR阀关闭并且发动机转换到运行状态。VGT叶片维持关闭以激活涡轮增压器压缩机。增压空气冷却器旁通阀维持打开，因此增压空气不会被冷却并且喷射的燃料的量减少以使发动机以怠速旋转。因为发动机升压压力足够，所以机械增压器旁通阀也部分打开。机械增压器传动比维持第二比率。
[0071] 在时间T14与时间T15之间，发动机温度开始提高并且其余控制参数维持不变。在时间T15处，发动机温度超过阈值350并且响应于发动机温度超过阈值350而减小机械增压器传动比。空气增压冷却器旁通阀也关闭，并且机械增压器传动比响应于发动机温度超过阈值350而减小。EGR阀也部分打开以向发动机提供外部EGR。
[0072] 以这种方式，可经由通过发动机压缩产生的功加热发动机中的气体(例如，空气)。可将气体压缩若干次以促进汽缸中的燃烧。此外，在发动机起动转动期间可喷射少量燃料以进一步加热汽缸中的气体。然后，在将发动机起动燃料量喷射到发动机汽缸之后，发动机可在其自身动力下加速。因此，代替经由电热塞加热进入发动机的空气，可使用发动机压缩加热以加热汽缸内容物。
[0073] 现在参考图4A至图4B，示出了用于调整燃料喷射正时的方法。图4A至图4B的方法可作为可执行指令存储在诸如图1中所示的系统中的非暂时性存储器中。示出用于起动不包括电热塞的柴油发动机的方法的流程图。图4A至图4B的方法可结合到图1的系统中并且可与图1的系统协作。此外，图4A至图4B的方法的至少部分可作为存储在非暂时性存储器中的可执行指令而并入，同时可经由控制器执行该方法的其它部分，该控制器变换物理世界中的装置和致动器的操作状态。根据下面描述的方法，控制器可采用发动机系统的发动机致动器以调整发动机操作。
[0074] 在402处，方法400判断是否期望发动机操作(例如，旋转和燃烧)。在一个示例中，如果人类或自主驾驶员向控制器供应指示发动机操作的期望的输入(例如，将钥匙插入开关或按下按钮)，则方法400判断发动机操作是期望的。如果方法400判断期望发动机操作，则答案为是并且方法400前进到404。否则，答案为否并且方法400前进到422。
[0075] 在422处，如果发动机正在操作，则方法400终止向发动机喷射燃料。另外，方法400可将所选择的致动器调整到预定状态，以在发动机操作的情况下减少发动机起动时间。例如，如果工况指示如图2所示的发动机起动是期望的，则方法400可调整空气增压冷却器旁通阀至打开状态、VGT叶片完全打开、排气门关闭、机械增压器至第二传动比以及EGR阀打开。类似地，如果工况指示如图3所示的发动机起动是期望的，则方法400可调整空气增压冷却器旁通阀至打开状态、VGT叶片完全关闭、排气门关闭、机械增压器至第二传动比、机械增压器旁通阀打开以及EGR阀关闭。在一个示例中，当发动机温度处于第一温度范围时，期望图2所示的发动机起动顺序用于起动发动机，并且当发动机温度处于第二温度范围时，期望图3所示的发动机起动顺序用于起动发动机。发动机起动温度可从环境温度和发动机预期不操作的时间量估计。替代地，发动机致动器可预先设置到预定状态，而与预期的发动机起动温度无关。在预先设置发动机致动器之后，方法400前进到退出。
[0076] 在404处，方法400判断发动机是否在操作。如果发动机转速大于阈值速度(例如，300RPM)，则方法400可判断发动机正在操作。如果方法400判断发动机正在操作，则答案为是并且方法400前进到420。否则，答案为否并且方法400前进到406。
[0077] 在420处，方法400响应于车辆工况调整发动机致动器。例如，发动机节气门位置、EGR阀位置、机械增压器传动比以及燃料喷射正时响应于驾驶员需求扭矩和发动机转速。方法400前进到退出。
[0078] 在406处，方法400判断是否选择了第一起动模式。在一个示例中，可响应于发动机温度选择第一起动模式。如果发动机温度在第一预定范围内(例如，低于20℃)，则答案为是并且方法400前进到408。否则，答案为否并且方法400前进到430以经由第二发动机起动方法起动发动机。
[0079] 在408处，方法400响应于起动发动机的请求完全打开增压空气冷却器旁通阀、完全打开VGT叶片、完全关闭排气门、完全关闭机械增压器旁通阀、完全打开EGR阀以及将机械增压器传动比调整到第二传动比(例如，高传动比)。机械增压器传动比以第二传动比接合以增加机械增压器压缩机输出，这可增加发动机系统内的充气加热。旁通空气增压冷却器并且不旁通机械增压器以增加发动机中的充气加热。该顺序如图2所示。方法400前进到410。
[0080] 在410处，方法400使发动机起动转动(例如，经由电动机器旋转发动机)，并且使来自机械增压器压缩机的加压空气流动到发动机汽缸。此外，方法400开始喷射少量燃料(例如，燃料量小于提供燃料的两相燃烧的阈值量)。当发动机旋转时，小燃料量被压缩，并且小燃料量为发动机中的气体提供低温热释放。如关于图2的燃料喷射所论述的喷射燃料，小燃料量仅支持燃烧的第一相。小燃料喷射量不足以支持喷射燃料的两相燃烧。小燃料喷射量为发动机充气变暖燃料供送或预起动燃料供送。当喷射发动机起动燃料供送时，可燃烧在燃烧的第一相中不燃烧的燃料。在发动机正在起动转动时，可喷射预定数量的发动机充气变暖燃料供送。可凭经验确定发动机充气变暖燃料供送或喷射的预定数量，并且它们可为发动机温度的函数。当活塞接近上止点时，可喷射燃料。
[0081] 在已喷射预定的实际总数的发动机充气变暖燃料喷射之后或在从最近的发动机起动转动开始经过预定量的时间之后，方法400将发动机起动燃料供送或喷射剂喷射到发动机汽缸。发动机起动燃料供送可凭经验确定并且可为发动机温度和发动机进气歧管压力的函数。如图2的描述中所论述的，发动机起动燃料供送在两个燃烧相中燃烧喷射的燃料，并且发动机可由于燃烧而加速。发动机起动燃料喷射剂的质量大于发动机充气变暖燃料喷射剂的质量。另外，排气门完全打开以使燃烧气体从排气系统通过。方法400前进到412。
[0082] 在412处，方法400判断发动机是否正在点火或自最近的发动机起动转动开始以来预定的发动机起动转动时间是否已过。如果发动机转速超过阈值速度(例如，300RPM)，则方法400可确定发动机正在点火。如果发动机未点火或发动机起动转动时间未过，则答案为否并且方法400返回到412且继续向发动机喷射燃料。如果发动机正在点火(例如，燃烧空气和燃料)或如果已经超过发动机起动转动时间，则答案为是并且方法400前进到414。
[0083] 在414处，如果发动机未点火并且已超过阈值发动机起动转动时间，则方法400终止起动转动发动机和将空气和燃料供应到发动机汽缸。如果发动机正在点火，则方法400前进到416而不对供应到发动机的发动机燃料和空气进行调整。
[0084] 在416处，因为在第二驱动模式下操作机械增压器压缩机可提供过量的空气流，所以方法400继续保持排气门打开、部分关闭VGT叶片以加速涡轮增压器涡轮、响应于驾驶员需求扭矩调整输送到发动机汽缸的燃料量以及部分打开机械增压器旁通阀。图2示出发动机起动顺序的这个阶段。
[0085] 在418处，方法400响应于发动机温度超过阈值温度减小机械增压器传动比、关闭增压空气冷却器旁通阀以及部分打开EGR阀。在一个示例中，阈值温度可为温暖的发动机温度(例如，60℃)。
[0086] 以这种方式，如图2所示，可经由通过起动转动发动机做的发动机压缩功、对发动机中的空气做的机械增压器压缩机功以及仅通过发动机循环期间喷射的燃料的第一阶段燃烧提供的低温热释放来加热发动机的充气。
[0087] 在430处，方法400响应于如图3所示的发动机起动请求打开增压空气冷却器旁通阀、完全关闭VGT叶片、完全关闭排气门、完全打开机械增压器旁通阀、将机械增压器传动比调整到最高值(例如，第二比率)以及完全关闭EGR阀。如图3的论述中所述，机械增压器旁通阀打开并且排气门关闭以在发动机起动转动期间维持大体上相等的进气歧管压力和排气歧管压力。这允许发动机多次压缩并且加热发动机汽缸中的充气。方法400前进到432。
[0088] 在432处，方法400经由电动机器起动转动发动机，限制通过发动机汽缸的空气流量并且喷射少量燃料(例如，如图3的描述中所论述的发动机充气变暖燃料喷射)。少量燃料将热量释放到发动机汽缸中的充气，从而加热发动机汽缸的内容物。少量燃料仅参与汽缸循环中的第一燃烧相。当发动机起动燃料供送被喷射到发动机汽缸时，可燃烧在燃烧的第一相中未燃烧的燃料。方法400前进到434。
[0089] 在434处，方法400判断是否已喷射预定的实际总数的发动机充气变暖燃料喷射。通过判断是否已经执行预定的实际总数的发动机充气变暖燃料喷射，可估计充气加热和充气温度足以支持发动机汽缸中的两相燃料燃烧。替代地，方法400可判断自最近的发动机起动转动开始发动机是否已起动转动超过阈值(例如，20秒)的时间量。如果方法400判断发动机起动转动时间已超过阈值或者如果已超过发动机充气变暖燃料喷射的预定实际总数，则答案为是并且方法400前进到436。否则，答案为否并且方法400返回到432。
[0090] 在436处，方法400增加喷射的燃料量，使得喷射的燃料在喷射燃料的发动机循环期间参与两相燃烧。喷射的燃料可称为发动机起动燃料供送。燃料量可凭经验确定并且可为发动机温度与大气压力的函数。在时间T13处，如图3所示喷射发动机起动燃料。喷射的燃料可燃烧并且可加速发动机。此外，方法400打开排气门以释放来自发动机的排气系统的燃烧副产物。在喷射燃料的同时发动机继续被起动转动。方法400前进到438。
[0091] 在438处，方法400判断发动机是否正在点火(例如，在两相燃烧中燃烧空气和燃料)或者发动机是否已起动转动一段延长的时间并且已超过发动机起动转动阈值(例如，30秒)。如果通过使发动机起动转动一段延长的时间来超过发动机起动转动阈值或者如果发动机正在点火，则答案为是并且方法400前进到440。否则，答案为否并且方法400返回到436。
[0092] 在440处，如果发动机未点火并且已超过阈值发动机起动转动时间，则方法400终止起动转动发动机和向发动机汽缸供应空气和燃料。如果发动机正在点火，则方法400前进到442，而不对供应到发动机的发动机燃料和空气进行调整。
[0093] 在442处，方法400部分关闭VGT叶片以开始涡轮增压器压缩机操作、继续保持打开空气增压冷却器旁通阀、部分打开机械增压器旁通阀以降低升压室中的空气压力以及继续保持EGR阀关闭。方法400前进到444。
[0094] 在444处，方法400响应于发动机达到阈值温度(例如，指示发动机温暖的发动机温度，诸如60℃)关闭空气增压冷却器旁通阀、部分打开EGR阀以及减小机械增压器传动比。然后方法400前进到退出。
[0095] 因此，图4A至图4B的方法提供柴油发动机起动方法，其包括：响应于发动机起动请求，将具有多传动比的机械增压器调整到最高传动比、起动转动发动机以及在起动转动期间向发动机喷射燃料，其中在发动机起动转动期间喷射燃料包括在发动机循环期间将一定量的燃料喷射到发动机汽缸中，这提供了参与两相柴油燃料燃烧的第一相的喷射燃料的百分比大于参与两相柴油燃料燃烧的第二相的喷射燃料的百分比。柴油发动机起动方法包括其中燃烧的第一相的特征在于在两相燃烧的第一相期间不存在CO形成和OH自由基形成。
[0096] 在一些示例中，柴油发动机起动方法还包括响应于发动机起动请求完全关闭排气门、打开空气增压冷却器旁通阀以及打开EGR阀。柴油发动机起动方法包括其中在起动转动期间喷射燃料包括当汽缸的两个活塞接近上止点时喷射燃料。柴油发动机起动方法还包括在起动转动发动机的同时在发动机循环完成之后(例如，在随后的发动机循环期间)增加喷射到发动机的燃料的量。柴油发动机起动方法包括其中在发动机循环完成之后增加喷射到发动机的燃料的量包括在随后的发动机循环期间喷射足以产生两相柴油燃料燃烧的燃料量。柴油发动机起动方法还包括响应于发动机温度超过阈值，将具有多传动比的机械增压器调整到低于最高传动比的传动比。
[0097] 图4A至图4B的方法也提供柴油发动机起动方法，其包括：响应于发动机起动请求，将具有多传动比的机械增压器调整到最高传动比、起动转动发动机、关闭定位在涡轮增压器涡轮的下游的排气系统中的排气门以及完全打开机械增压器旁通阀。柴油发动机起动方法还包括在起动转动期间将燃料喷射到发动机，其中在发动机起动转动期间喷射燃料包括在发动机循环期间将一定量的燃料喷射到发动机汽缸中，这样在发动机循环期间仅提供两相柴油燃烧的单相燃烧。柴油发动机起动方法还包括在起动转动发动机的同时在发动机循环完成之后增加喷射到发动机的燃料的量。柴油发动机起动方法包括在发动机循环完成之后增加喷射到发动机的燃料的量包括在随后的发动机循环期间喷射足以产生两相柴油燃料燃烧的燃料量。柴油发动机起动方法还包括在发动机起动转动持续至少一个发动机循环期间提供大体上相等的平均进气歧管压力和平均排气歧管压力。柴油发动机起动方法包括其中至少一个发动机循环为一次发动机旋转。柴油发动机起动方法还包括当汽缸的第一活塞和汽缸的第二活塞接近上止点时将燃料喷射到发动机。
[0098] 注意，本文包括的示例控制和估计例程可与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和例程可作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可由包括控制器的控制系统组合各种传感器、致动器以及其它发动机硬件来实施。此外，这些方法的部分可为在现实世界中采取以改变装置的状态的物理动作。本文描述的特定例程可表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)中的一个或多个。这样，可以以所示的顺序、并行地来执行所示的各种动作、操作和/或功能，或在一些情况下被省略。同样地，处理的次序不一定为实现本文描述的示例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供的。可取决于所使用的特定策略重复执行所示动作、操作和/或功能中的一个或多个。此外，所描述的动作、操作和/或功能可图形地表示待编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中通过实行包括与电子控制器组合的各种发动机硬件部件的系统中的指令来执行所描述的动作。如果需要，可省略本文所描述的方法步骤中的一个或多个。
[0099] 应当理解，本文公开的配置和例程本质上为示例性的，并且因为许多变型是可能的，所以这些具体示例不应被视为具有限制意义。例如，上述技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其它发动机类型。本公开的主题包括各种系统和配置以及本文所公开的其它特征、功能和/或特性的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。
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