相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求于2008年2月25日递交的美国临时申请 No.6]/031096的权益。上述申请的公开内容作为参考被合并于此。
技术领域
[0002]本
发明涉及在启动点火直喷式(SIDI)
发动机的同时减小
气缸压
力。
背景技术
[0003]本文提供的背景技术描述是为了一般性地表述本公开的 背景信息。在此背景技术部分中所描述的范围内以及在递交时并不被 认定为
现有技术的
说明书各方面上，当前的署名
发明人的工作并没有 明显地或隐含地被承认为是破坏本公开新颖性的现有技术。
[0004]点火直喷式(SIDI)发动机包括一个或更多的直接将
燃料 喷射至相关的发动机气缸内的燃料喷射器。当发动机正在运行时，燃 料
泵在高压下，例如3-15百万帕斯卡(435-2176磅每平方英寸)，将 燃料供应给燃料轨。燃料泵可由发动机机械驱动。燃料轨将加压燃料 提供给燃料喷射器，燃料喷射器以发动机控
制模块确定的时间和脉冲 宽度将燃料喷射入气缸。
[0005]当发动机正被启动时，需要一些时间用于燃料泵提升燃料 轨内的压力。在此期间，燃料压力对于燃料喷射器来说可能太低而不 用提供足够的燃料以快速和可靠地启动发动机。经过燃料喷射器的燃 料流率基于穿过燃料喷射器
喷嘴的压力差。当发动机被首次启动时， 发动机缓慢旋转，而被机械驱动的燃料泵可能不能开发出大于气缸内 的压力的燃料压力。燃料压力因此有可能不能像所需要的那样克服气 缸压力以便通
过喷射器将燃料传送到气缸。
发明内容
[0006]发动机控制系统包括
凸轮相位器，其引入
凸轮轴进气凸起 部(lobe)与相关的
曲轴之间的凸轮相位
角θ。发动机
控制模块，其与 所述凸轮相位器通信以便在发动机正被启动时引入所述凸轮相位角 θ。所述凸轮相位角θ被选择使得在与所述凸轮轴进气凸起部相关的气 缸的压缩冲程的至少一部分过程中，所述凸轮轴进气凸起部打开进气
阀。
[0007]在其它特征中，所述发动机控制系统包括由所述凸轮轴驱 动的机械式燃料泵。所述发动机控制模块与所述凸轮相位器通信以便 在所述发动机被启动之后消除所述凸轮相位角θ，使得所述凸轮轴进 气凸起部在与所述凸轮轴进气凸起部相关的气缸的压缩冲程过程中 被关闭。燃料喷射器将燃料直接喷射入所述气缸。
[0008]控制发动机的方法，包括确定发动机是否正被启动，以及 在所述发动机正被启动时引入凸轮相位角θ。所述凸轮相位角θ被选择 使得进气阀在与所述进气阀相关的气缸的压缩冲程的至少一部分过 程中是被打开。
[0009]在其它特征中，所述方法在所述发动机被启动之后消除所 述凸轮相位角θ，使得所述进气阀在所述压缩冲程期间内被关闭。所 述方法包括将燃料直接喷射入所述气缸。
[0010]发动机控制系统包括：凸轮相位器，其控制发动机的凸轮 轴进气凸起部与相关的曲轴之间的凸轮相位角θ；燃料喷射器，其将 燃料直接喷射入气缸；机械式燃料泵，其由曲轴驱动且将所述燃料提 供到所述燃料喷射器；以及发动机控制模块，其在发动机正被启动时 与所述凸轮相位器通信以引入所述凸轮相位角θ，以及在所述发动机 被启动之后消除所述凸轮相位角θ。所述凸轮相位角θ被选择使得在与 所述凸轮轴进气凸起部相关的气缸的压缩冲程的至少一部分过程中， 所述凸轮轴进气凸起部打开进气阀。
[0011]仍然在其它特征中，上述的系统和方法由被一个或更多的 处理器执行的
计算机程序实现。所述计算机程序可以保存在计算机可 读介质上，例如但不限于
存储器、非易失性数据存储器、和/或其它适 合的有形存储介质。
[0012]从下面提供的详细描述，本公开的进一步应用领域将变得 显而易见。应该理解的是，详细描述和具体示例仅旨在说明的目的， 而并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
[0013]从详细描述和附图，本公开将能被更完全地理解，其中：
[0014]图1为点火直喷式发动机和相关的发动机控制模块的功能 块图；
[0015]图2为当图1的发动机正被启动和正运行时的进气阀相位 图；以及
[0016]图3为改变图2的进气阀相位的方法
流程图。
具体实施方式
[0017]下面的描述实际上仅为示例性的，而决不旨在限制本公 开、其应用或使用。为了清楚起见，附图中使用相同的附图标记代表 相似的元件。如本文所使用的，表述A、B和C中的至少一个应该被 解释为意味着使用非排外逻辑或的逻辑(A或B或C)。应该理解的 是，方法中的步骤可以不同的顺序被执行，而不改变本公开的原理。
[0018]如本文所使用，术语模块表示的是专用集成
电路(ASIC)、
电子电路、执行一个或更多的
软件或
固件程序的处理器(共享、专用 或组群)和存储器、组合
逻辑电路、和/或其它提供所述功能的适合的 器件。
[0019]现在参见图1，示出具有相关的发动机控制模块12的点 火直喷式发动机10的功能块图。发动机10包括容纳往复运动
活塞16 的气缸14。进气阀18打开以允许空气进入气缸14。排气阀20打开 以允许排放的气体从气缸14排出。进气阀18和排气阀20的打开和 关闭由相关的进气凸轮凸起部22和排气凸轮凸起部24控制。进气凸 轮凸起部22和排气凸轮凸起部24与凸轮轴26一起旋转。凸轮轴26 还包括驱动机械式燃料泵30的燃料泵凸起部28。应该理解的是，燃 料泵30还可以是
齿轮驱动的或是电动的。凸轮轴齿轮32通过可调凸 轮相位器34来驱动凸轮轴26。
[0020]往复运动活塞16驱动曲轴40。曲轴齿轮42与曲轴40一 起旋转。曲轴齿轮42通过带或链条44驱动凸轮轴齿轮32。在一些实 施例中，带或链条44可由齿轮代替。环形齿轮50也连接到曲轴40。 启动器
电动机52包括旋转和
啮合环形齿轮50的
小齿轮54。启动器电 动机52能够因此旋转曲轴40以便开始上下移动往复运动活塞16和 启动器发动机。
[0021]发动机控制模块12包括与凸轮相位器34通信的输出，以 选择性地建立凸轮相位角θ(如最佳地在图2中所示)。发动机控制模 块12还包括输出以控制电动燃料泵60、燃料喷射器62和启动器52。 曲轴
位置传感器64根据曲轴40的速度产生
信号且将该曲轴信号传递 给发动机控制模块12。
[0022]当发动机10正被启动时，凸轮轴26的速度对于机械式燃 料泵30来说太低而不能产生适合的速率的燃料压力增加(每单位时 间)。因此，在燃料喷射器62处可用的燃料压力低于当发动机运行时 的燃料压力。较低的燃料压力可能不足以向气缸14提供期望量的燃 料。当燃料是具有比
汽油低的
能量密度的
乙醇且气缸14需要更多的 燃料来启动发动机10时，这是尤其存在的(true)。为了减小启动发 动机时气缸14中的压力，发动机控制模块12调节凸轮相位器34使 之引入凸轮相位角θ。凸轮相位角θ在发动机10的压缩冲程的至少一 部分过程中保持进气阀18打开。产生的减小的气缸压力增加了通过 燃料喷射器62的燃料流率并且也减小了出现在启动器电动机52上的 负载。减小的负载允许启动器电动机52以较高的RPM(每分钟转数) 旋转曲轴40。较高的RPM减小了使机械式燃料泵30开发出适合的燃 料压力所需要的时间量。
[0023]现在参见图2，时刻图示出了发动机循环的四个冲程。进 气阀18和排气阀20的运动分别以80和90示出。可以看到，当发动 机运行时，进气阀18在其相关的压缩冲程开始之前关闭。然而，当 发动机10正被启动时，凸轮相位器34引入凸轮相位θ。凸轮相位θ使 得进气阀18在压缩冲程的一部分过程中保持打开，如92所示。当排 气凸起部24和进气凸起部22位于相同的凸轮轴26上时，排气阀20 的打开和关闭也可偏移凸轮相位θ，如94所示。
[0024]现在参见图3，方法100示出何时引入相位角θ。方法100 可由发动机控制模块12执行。方法100可由存储在发动机控制模块 12中的实体计算机可读存储器中的计算机可读指令实现。
[0025]控制系统从块102进入，且随即进行到决策块104。在决 策块104中，控制系统确定发动机10的速度是否小于N1转每分钟 (RPM)，其中N1为有理数。N1应该被选择为大于发动机10的曲轴 启动RPM。如果发动机RPM小于N1，随后控制系统分岔进入块110， 清除“发动机运行”标志。发动机运行标志可在发动机控制模块12 中作为一个单独的比特位实现。控制系统随后进行到块112，调节凸 轮相位器34以引入凸轮相位θ。控制系统随后从块118退出到其它任 务。
[0026]现在返回决策块104，如果发动机RPM大于N1，则控制 系统分岔进入决策块106。在决策块106中，控制系统确定发动机运 行标志是否被设置。如果是，则控制系统从块118退出到其它任务。 如果没有，则控制系统分岔进入决策块108，确定发动机RPM是否大 于N2，其中N2为有理数。N2的值应该大于N1以便在引入和移除 凸轮相位θ之间提供RPM滞后。而且，N2还应该小于发动机10的 最低预期空转RPM。
[0027]如果在决策块108中发动机RPM小于N2，则发动机10 不运行而控制系统分岔进入块110。另一方面，如果发动机RPM大于 N2，则发动机10已经被启动。控制系统随后分岔进入块114且设置 发动机运行标志。控制系统随后进行到块116，致动凸轮相位器34以 移除凸轮相位θ。控制系统随后从块118退出到其它任务。
[0028]本领域技术人员现在能够从前面描述理解的是，本公开 的宽泛的教导能够以各种形式实现。因此，虽然本公开包括具体的示 例，而本公开真实的范围不应该被限制于此，因为基于对附图、说明 书和所附
权利要求的研究，其它
修改对于熟练技术人员将变得显而易 见。
