Способ и система для запуска двигателя

Способ и система для запуска двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее описание относится к системе оптимизации запуска двигателя. В частности, система особенно эффективна для двигателей с частыми остановками и перезапусками.

Уровень техники

Было определено, что при некоторых условиях предпочтительным может быть автоматический запуск и остановка двигателя транспортного средства. С помощью использования автоматической остановки двигателя можно снизить потребление топлива транспортным средством. Например, двигатель может быть остановлен, когда транспортное средство остановлено и не будет двигаться в ближайшее время. Таким образом можно сократить потребление топлива двигателем в течение нескольких минут, тем самым снижая расход топлива. Двигатель может быть перезапущен в ответ на изменение положения педали тормоза или увеличение запрашиваемого водителем крутящего момента. Однако, если после остановки двигателя воздушно-топливная смесь будет слишком богатой или обедненной, то показатели снижения токсичности выхлопных газов могут быть снижены таким образом, что сведут на нет выгоду от снижения расхода топлива из-за повышенного количества выхлопных газов двигателя.

Раскрытие изобретения

В настоящем документе авторы изобретения выявили вышеописанные недостатки и разработали способ запуска двигателя, в котором: останавливают двигатель; регулируют объем топлива, подаваемого в цилиндр в зависимости от положения остановки двигателя, а именно объема топлива, используемого в первом цикле сгорания после остановки двигателя.

С помощью регулирования объема топлива, впрыскиваемого во впускной канал цилиндра в зависимости от положения остановки двигателя, а именно объема топлива, используемого в первом цикле сгорания в двигателе после его остановки, возможно оптимизировать точность регулирования топливно-воздушного соотношения во время запуска двигателя. В частности, в положении остановки двигателя может быть подан сигнал или предусмотрена возможность определения объема впрыскиваемого топлива, которое попадет в цилиндр через впускной канал во время запуска двигателя. Если положение двигателя свидетельствует о том, что объем впрыскиваемого топлива ниже ожидаемого объема топлива, которое должно попасть в двигатель, то объем впрыскиваемого топлива может быть увеличен до необходимого объема топлива для подачи в цилиндр. Таким образом можно обеспечить более точное регулирование топливно-воздушного соотношения в двигателе во время запуска двигателя.

Настоящее описание раскрывает несколько преимуществ. В частности, запуск двигателя может быть оптимизирован путем снижения вероятности пропуска зажигания в двигателе. Более того, данный подход помогает снизить количество выхлопных газов при запуске двигателя с помощью точного регулирования топливно-воздушного соотношения. Также может быть повышено оптимизирование регулирования скорости разгона двигателя за счет более контролируемого крутящего момента двигателя во время разгона двигателя до скорости холостого хода.

Преимущества, описанные выше и в любой другой части, а также особенности настоящего описания станут понятны из следующего подробного описания, со ссылкой на сопроводительные чертежи или без них.

Следует понимать, что приведенная выше сущность изобретения используется для того, чтобы осветить в упрощенной форме набор концепций, которые будут далее описаны в подробном описании. И данная сущность не предназначена для определения ключевых или основных особенностей заявленного объекта, область применения которого однозначно определена формулой изобретения, следующей после подробного описания. Кроме того, заявленный объект изобретения не ограничен вариантами, которые устраняют недостатки, указанные выше или упомянутые в любой части настоящего описания.

Краткое описание чертежей

Преимущества, описанные в настоящем документе, станут более понятыми после ознакомления с иллюстративным вариантом (далее - подробное описание), который может быть рассмотрено как отдельно, так и со ссылкой на сопроводительные чертежи.

На фиг. 1 представлено схематическое изображения двигателя;

На фиг. 2 и 3 показаны примеры последовательностей запуска двигателя;

На фиг. 4 показана блок-схема примера способа запуска двигателя.

Осуществление изобретения

Настоящее описание относится к автоматическому запуску двигателя. Способы, описанные в настоящем документе, могут быть реализованы во время теплого или холодного пуска двигателя. На фиг. 2 и 3 показаны примеры последовательностей запуска в соответствии со способом, изображенным на фиг. 4. Способ с фиг. 4 предусматривает начало впрыска топлива во впускной канал цилиндра до прокручивания двигателя или начало впрыска топлива во впускной канал цилиндра после начала прокручивания двигателя.

На фиг. 1 представлен двигатель 10 внутреннего сгорания, содержащий несколько цилиндров, один из которых изображен на фиг. 1, и управляемый с помощью электронного контроллера 12 двигателя. Двигатель 10 содержит камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндра с поршнем 36, расположенным в нем и соединенным с коленчатым валом 40. Стартер 11 может выборочно подсоединяться к коленчатому валу 40 и вращать его во время запуска двигателя. Изображенная камера 30 сгорания соединена с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 с помощью соответствующего впускного клапана 52 и выпускного клапана 54. Каждый впускной и выпускной клапан может управляться с помощью впускного кулачка 51 и выпускного кулачка 53. В качестве альтернативы один или более впускной и выпускной клапаны могут управляться с помощью обмотки и якоря клапана в сборе с электромеханическим управлением. Положение впускного кулачка 51 может быть определено с помощью датчика 55 впускного кулачка. Положение выпускного кулачка 53 может быть определено с помощью датчика 57 выпускного кулачка.

Изображенная топливная форсунка 66 расположена таким образом, чтобы выполнять прямой впрыск топлива в цилиндр 30, что известно специалистам в данной области техники как впрыск топлива во впускной канал. Топливная форсунка 66 подает жидкое топливо пропорционально длительности импульса сигнала от контроллера 12. Топливо подается в топливную форсунку 66 с помощью топливной системы (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и топливную рампу (не показаны). Кроме того, изображенный впускной коллектор 44 соединен с дополнительным электронным дросселем 62, который регулирует положение дроссельной заслонки 64 для изменения потока воздуха от впуска 42 воздуха во впускной коллектор 44.

Бесконтактная система 88 зажигания подает искру зажигания в камеру 30 сгорания с помощью свечи 92 зажигания в ответ на команду контролера 12. Изображенный универсальный датчик 126 содержания кислорода (UEGO) в выхлопных газах соединен с выпускным коллектором 48 выше по потоку относительно каталитического нейтрализатора 70. В качестве альтернативы датчик 126 UEGO может быть заменен на бистабильный датчик содержания кислорода в выхлопных газах.

По варианту каталитический нейтрализатор 70 может содержать несколько блоков. По другому варианту может быть использовано несколько устройств для снижения токсичности выхлопных газов, каждое из которых имеет несколько блоков. По варианту каталитический нейтрализатор 70 может представлять собой трехходовой каталитический нейтрализатор.

Контроллер 12, изображенный на фиг.1, представляет собой стандартный микрокомпьютер, содержащий: блок 102 микропроцессора, порты 104 ввода/вывода, постоянные запоминающие устройства 106, оперативные запоминающие устройства 108, энергонезависимые запоминающие устройства 110 и стандартную шину данных. Изображенный контроллер 12 принимает различные сигналы от датчиков, подключенных к двигателю 10, помимо сигналов, описанных выше, включая: значение температуры охлаждающей жидкости двигателя (ЕСТ) от датчика 112 температур, подключенного к рубашке 114 охлаждения; датчик 134 положения, подключенный к педали 130 газа для определения усилия, прилагаемого ногой 132; значение давления в коллекторе двигателя (MAP) от датчика 122 давления, подключенного к впускному коллектору 44; значение положения двигателя от датчика 118 Холла, определяющего положение коленчатого вала 40; значение объема воздуха, впущенного в двигатель от датчика 120; а также значение положения дросселя от датчика 58. Также контроллер 12 может обрабатывать значения барометрического давления (от датчика, который не показан). В предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения датчик 118 положения двигателя генерирует предварительно заданное количество импульсов с одинаковым интервалом при каждом обороте коленчатого вала, по которым можно определить скорость вращения двигателя (RPM).

В некоторых примерах в гибридных транспортных средствах двигатель может быть соединен с системой «электродвигатель/аккумулятор». Гибридное транспортное средство может иметь параллельную конфигурацию, последовательную конфигурацию, иную конфигурацию или сочетание данных конфигураций. Также в вариантах могут быть использованы другие конфигурации двигателей, например двигатель с V-образным расположением цилиндров.

Во время работы каждый цилиндр в двигателе 10 обычно проходит четырехтактный цикл: цикл содержит такт впуска, такт сжатия, рабочий ход и такт выпуска. В общем случае во время такта впуска выпускной клапан 54 закрыт, а впускной клапан 52 открыт. Воздух поступает в камеру 30 сгорания через впускной коллектор 44, при этом поршень 36 перемещается в нижнюю часть цилиндра таким образом, чтобы увеличить объем внутри камеры 30 сгорания. Положение, в котором поршень 36 находится в нижней части цилиндра в конце своего хода (например, при наибольшем объеме камеры 30 сгорания), как правило, известен специалистам в данной области техники как нижняя мертвая точка (BDC). При такте сжатия впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 перемещается к головке цилиндра таким образом, чтобы сжать воздух внутри камеры 30 сгорания. Точка, в которой поршень 36 находится в конце своего такта и наиболее близок к головке цилиндра (например, при наименьшем объеме камеры 30 сгорания), как правило, известен специалистам в данной области техники как верхняя мертвая точка (TDC). Во время процесса впрыска топливо поступает в камеру сгорания. Во время процесса зажигания впрыскиваемое топливо зажигается с помощью известного средства зажигания, например свечи зажигания 92, что приводит к горению. При такте рабочего хода расширяющиеся газы толкают поршень 36 назад в BDC. Коленчатый вал 40 преобразует движение поршня в крутящий момент вращающегося вала. Наконец, при такте выпуска выпускной клапан 54 открывается для выпуска сгоревшей воздушно-топливной смеси в выпускной коллектор 48, поршень возвращается в TDC. Следует заметить, что все вышеописанное приведено исключительно для примера и что моменты открытия и (или) закрытия впускного или выпускного клапанов могут быть изменены для того, чтобы обеспечить положительное или отрицательное перекрытие клапана, позднее закрытие впускного клапана или различные другие примеры.

Таким образом, система по фиг. 1 представляет систему двигателя, содержащую: двигатель, состоящий из цилиндра; топливной форсунки впускного канала, расположенной с возможностью подавать топливо в цилиндр; контроллер, содержащий инструкции, хранящиеся на постоянном запоминающем устройстве, для регулирования объема топлива, подаваемого через топливную форсунку впускного канала в цилиндр, для выполнения первого цикла сгорания в цилиндре после остановки двигателя, причем объем топлива, подаваемого в цилиндр, регулируется в ответ на значение частоты прокручивания двигателя вне зависимости от воздушного потока в двигателе. Также система двигателя содержит дополнительные инструкции для регулирования объема топлива, подаваемого в цилиндр, в зависимости от положения остановки двигателя.

Также система с фиг. 1 содержит дополнительные инструкции для регулирования объема топлива, подаваемого в цилиндр, в зависимости от момента закрытия впускного клапана цилиндра относительно положения остановки двигателя. Также система содержит второй цилиндр и дополнительные инструкции для регулирования объема топлива, подаваемого в цилиндр для выполнения второго цикла сгорания после остановки двигателя, в зависимости от частоты прокручивания двигателя. Система двигателя также содержит дополнительные инструкции для многократного впрыска топлива через топливную форсунку впускного канала во время такта впуска цилиндра до первого цикла сгорания. Система двигателя предусматривает снижение объема топлива, подаваемого в двигатель через топливную форсунку впускного канала, по мере увеличения частоты прокручивания двигателя. По варианту система двигателя содержит дополнительные инструкции для автоматического запуска двигателя.

На фиг. 2 представлен первый пример последовательности запуска двигателя. Последовательность с фиг. 2 может быть реализована в виде способа с фиг. 4 в системе с фиг. 1.

На фиг. 2. представлено четыре графика для разных тактов работы цилиндра для четырехцилиндрового двигателя, имеющего порядок зажигания 1-3-4-2. Такты работы первого цилиндра представлены на графике с осью Y, отмеченной как ЦИЛ. 1. Аналогичным образом графики работы для оставшихся цилиндров с номерами 2-4 отмечены соответствующим образом. Ось Х представляет собой положение двигателя во время последовательности запуска двигателя. Длительность выполнения двигателем каждого такта изменяется вместе со скоростью вращения двигателя, однако интервалы между тактами (например, угол коленчатого вала в 180 градусов) остаются одинаковыми. Таким образом, во время прокручивания двигателя интервалы для нескольких первых тактов цилиндров может быть увеличены, однако по мере увеличения скорости вращения двигателя данные интервалы между тактами цилиндра снижаются. По оси Х каждый такт цилиндра отмечен таким образом, чтобы обозначать выполняемый такт, который выполняет каждый цилиндр в конкретный момент времени. Например, последовательность начинается в левой части фигуры с первого цилиндра на такте впуска и продолжается в правой части фигуры. В это же время третий цилиндр находится на такте выпуска, четвертый цилиндр - на такте расширения, а второй цилиндр - на такте сжатия.

Время открытия впускного клапана для каждого из четырех цилиндров обозначено толстой линией над каждым тактом цилиндра. Например, линия 200 представляет собой время открытия впускного клапана для первого цилиндра. Впускной клапан открывается рядом с верхней мертвой точкой на такте впуска и закрывается после нижней мертвой точки на такте сжатия. Аналогичные моменты переключения клапанов показаны для цилиндров с номерами 2-4. Моменты зажигания для каждого цилиндра обозначены, например, как показано на этапе 202.

На пятом графике показана зависимость объема впрыска топлива от положения двигателя, каждое значение объема впрыска топлива обозначено в соответствии с номером цилиндра, в который подается топливо. Например, первое значение объема топлива в момент Т₀ времени обозначено цифрой 1, это значит, что топливо подается во впускной канал первого цилиндра. Другие значения объема впрыска топлива отмечены в соответствии с номерами цилиндров, в которые через впускные каналы цилиндров, принимающих топливо, впрыскивается топливо. Ось Y на пятом графике обозначает объем впрыска топлива, при этом значение объема впрыска топлива растет в направлении стрелки оси Y. Ось Х представляет собой положение двигателя, при этом положение двигателя совпадает с положением двигателя, изображенным на графиках 1-4.

На шестом графике сверху на фиг. 2 показана зависимость скорости вращения двигателя от положения двигателя. Ось Y обозначает скорость вращения двигателя, при этом значение скорости вращения двигателя растет в направлении стрелки оси Y. Ось Х представляет собой положение двигателя, при этом положение двигателя совпадает с положением двигателя, изображенным на графиках 1-4.

Все шесть графиков построены относительно положений двигателя, показанных для цилиндров с номерами 1-4. Двигатель останавливается в момент Т₀ времени и замедляется до остановки в течение времени, обозначенного слева от момента Т₀ времени, в ответ на автоматическую остановку двигателя. Автоматическая остановка двигателя может быть инициирована контроллером при выполнении определенных условий, не включающих в себя запрос от водителя, представляющий собой входной сигнал, который выполняет единственную функцию остановки и (или) запуска двигателя. Например, двигатель может быть автоматически остановлен, когда скорость транспортного средства равна нулю и когда нажата педаль тормоза транспортного средства. В момент Т₀ времени двигатель останавливается в течение времени до автоматического перезапуска (например, двигатель может быть перезапущен с помощью контроллера без запроса запуска двигателя от водителя с помощью входного сигнала, который выполняет единственную функцию запуска и (или) остановки двигателя, например, переключатель зажигания). Время, в течение которого двигатель будет остановлен может быть различным. Двигатель вращается и запускается в течение времени, обозначенного справа от момента Т₀ времени.

По данному варианту последовательность запуска двигателя начинается в момент Т₀ времени при подаче запроса автоматического запуска двигателя. Запрос автоматического запуска двигателя может быть выдан в ответ на отпускание водителем педали тормоза или другое условие. Впрыск топлива начинается до прокручивания двигателя и вращения двигателя. В момент запуска контроллер определяет положение двигателя. Положение двигателя может быть определено с помощью значения положения двигателя, записанного во время остановки двигателя, или с помощью значений датчиков положения двигателя во время остановки двигателя.

После определения положения двигателя для приема топлива после остановки двигателя выбирается первый цилиндр. Выбор первого цилиндра для приема топлива может быть основан на том, в какой цилиндр можно подать топливо, впрыснутое во впускной канал, и выполнить первый цикл сгорания до того, как это можно будет сделать с помощью других цилиндров. В одном примере первым цилиндром, в который поступает топливо, является цилиндр, у которого по крайней мере один из впускных клапанов находится в открытом положении, когда двигатель остановлен. Если более чем у одного цилиндра имеется открытый впускной клапан, в качестве первого цилиндра выбирается цилиндр, в который можно подать топливо для получения необходимого воздушно-топливной смеси и выполнения первого цикла сгорания после остановки двигателя.

В данном примере, когда двигатель остановлен, в открытом положении находится впускной клапан первого цилиндра. Следовательно, первый впрыск топлива будет выполнен во впускной канал первого цилиндра, как показано на пятом графике в момент Т₀ времени. Объем топлива, используемого при первом впрыске топлива, определяется на основе необходимого воздушно-топливного соотношения в цилиндре, положения остановки двигателя относительно нижней мертвой точки на такте впуска первого цилиндра 204 (например, первого цилиндра, в котором сгорит воздушно-топливная смесь после остановки двигателя), момента закрытия впускного клапана первого цилиндра относительно положения 206 остановки двигателя, температуры двигателя и скорости вращения двигателя. Поскольку впрыск топлива в данном примере начинается до прокручивания, скорость вращения двигателя равна нулю, а следовательно, предпочтительным может быть впрыск большего объема топлива относительно объема топлива, подаваемого в цилиндр, которое обеспечит нужное воздушно-топливное соотношения в цилиндре. Попадание в цилиндр чрезмерного количества топлива, впрыснутого во впускной канал, может быть исключено с помощью положения впускного клапана, смачивания стенок впускного канала и сниженной скорости воздуха во впускном коллекторе для переноса топлива в цилиндр за счет низкой скорости вращения двигателя.

В данном примере положение остановки двигателя направлено к нижней мертвой точке на такте впуска (например, вертикальная метка между тактами впуска и сжатия на первом графике сверху с фиг. 2). Следовательно, впускной клапан открыт и движется в сторону закрытия, а для впуска топлива в цилиндр остается мало времени. Также, поскольку двигатель находится в положении, приближающемся к нижней мертвой точке на такте впуска первого цилиндра, скорость воздуха, поступающего в цилиндр, когда двигатель начинает прокручиваться, может быть низкой. Следовательно, объем впрыска топлива возрастает в соответствии с изменением положения двигателя относительно нижней мертвой точки на такте впуска первого цилиндра и момента закрытия впускного клапана первого цилиндра. Объем впрыска топлива может быть увеличен за счет увеличения длительности впрыска топлива и (или) увеличения давления впрыска топлива.

После начала впрыска топлива в первый цилиндр двигатель вращается или прокручивается с помощью стартера или электродвигателя. Топливо впрыскивается во впускные каналы во время открытия впускного клапана цилиндров с номерами 2-4 для первых циклов сгорания в данных цилиндрах после остановки двигателя. Длительность впрыска топлива также регулируется таким образом, чтобы начаться примерно вместе с моментом открытия впускного клапана в цилиндрах с номерами 2-4 так, чтобы большая часть впрыскиваемого топлива попадала бы в соответствующие цилиндры для выполнения первого цикла сгорания. Объем топлива, впрыскиваемого во впускной канал третьего цилиндра для выполнения его первого цикла сгорания после остановки двигателя, меньше, чем объем топлива, впрыскиваемого в первый цилиндр для выполнения его первого цикла сгорания после остановки двигателя. Снижение объема впрыска топлива основано на увеличенной скорости вращения двигателя во время впрыска топлива в третий цилиндр и величине угла коленчатого вала между моментами впрыска топлива и закрытия впускного клапана в третьем цилиндре. Величина топлива, впрыскиваемого во второй и четвертый цилиндры, также уменьшается по мере увеличения скорости вращения двигателя в ответ на сгорание в первом цилиндре.

В момент Т₁ времени объем топлива, впрыскиваемого во впускной канал первого цилиндра во время второго цикла сгорания, снижается в ответ на расчетное значение объема топлива, которое не попало в первый цилиндр в момент Т₀ времени и после него. По крайней мере, часть впрыскиваемого топлива попадает в первый цилиндр в момент Т₀ времени на втором такте впуска первого цилиндра после остановки двигателя. Следовательно, объем топлива, впрыскиваемого во впускной канал первого цилиндра, снижается таким образом, чтобы в первом цилиндре на втором цикле сгорания после остановки двигателя было получено необходимое воздушно-топливное соотношение. В некоторых примерах капли топлива во впускном канале позволяют оценить траекторию топлива, впрыскиваемого в канал, которое входит и выходит из скопления капель топлива во впускном канале цилиндра. Также можно отрегулировать момент впрыска топлива для первого цилиндра и других цилиндров двигателя таким образом, чтобы впрыск топлива выполнялся бы до открытия впускного клапана цилиндра, принимающего топливо. Другими словами, момент впрыска топлива регулируется между впрыском топлива через открытый впускной клапан и впрыском через закрытый впускной клапан. За счет впрыска топлива во впускные каналы цилиндра и регулировки объема впрыскиваемого топлива относительно положения остановки двигателя, положения остановки двигателя относительно момента закрытия впускного клапана и частоты прокручивания двигателя можно сделать регулировку воздушно-топливного соотношения в двигателе более точным и снизить время запуска двигателя.

На фиг. 3 представлен второй пример последовательности запуска двигателя. Последовательность запуска двигателя с фиг. 3 аналогична последовательности запуска с фиг. 2. Графики с фиг. 3 также аналогичны графикам с фиг. 2. Следовательно, описание отдельных графиков с фиг. 3 будет опущено для краткости изложения, а описание для фиг. 2 будет подходить для фиг. 3 за исключением моментов, указанных ниже.

В последовательности запуска двигателя с фиг. 3 момент срабатывания впускного клапана отсрочен по сравнению с моментом закрытия впускного клапана с фиг. 2. Момент закрытия клапана двигателя может быть отсрочен для эффективного снижения коэффициента сжатия в цилиндре или для увеличения скорости газов во впускных каналах цилиндра во время запуска. Двигатель автоматически останавливается до момента Т₁₀ времени, а в момент Т₁₀ времени двигатель достигает положения остановки. В данном примере двигатель останавливается, когда впускной клапан четвертого цилиндра открыт. Положение остановки двигателя ближе к верхней мертвой точке на такте впуска четвертого цилиндра, чем к нижней мертвой точке на такте впуска. Двигатель может быть остановлен в течение любого времени в зависимости от условий работы транспортного средства. Двигатель автоматически перезапускается в момент Т₁₀ времени в ответ на условия работы транспортного средства. В частности, двигатель прокручивается и начинает вращаться без впрыска топлива в цилиндр.

В момент Т₁₁ времени начинается первый впрыск топлива во впускной канал четвертого цилиндра. Объем топлива, впрыскиваемого в момент Т₁₁ времени, ниже объема топлива, впрыскиваемого в момент Т₀ времени с фиг. 2. Меньший объем топлива, впрыскиваемого в момент Т₁₁ времени, связан с тем, что двигатель был остановлен в положении, в котором первый цилиндр принимает топливо после остановки двигателя, а четвертый цилиндр находится ближе к верхней мертвой точке на такте впуска, чем к нижней мертвой точке на такте впуска (например, размер 304). Следовательно, поршень четвертого цилиндра может проходить большее расстояние до достижения нижней мертвой точки на такте впуска по сравнению с поршнем первого цилиндра в момент Т₀ времени с фиг. 2. Однако, поскольку момент закрытия впускного клапана задержан на большее время, чем момент впускного клапана с фиг. 2 (например, расстояние от положения остановки двигателя до момента 306 закрытия впускного клапана), объем впрыскиваемого топлива не снижается, как и в случае, если приблизить наступление момента срабатывания впускного клапана. Кроме того, скорость вращения двигателя увеличилась и стала больше нуля так, что скорость газов во впускных каналах цилиндра может быть увеличена. Следовательно, объем топлива, впрыскиваемого во впускной канал четвертого цилиндра, также снижается в ответ на более высокую скорость вращения двигателя в момент впрыска топлива.

Значения объема впрыска топлива в первый, второй и третий цилиндры также возрастает по сравнению со значениями для цилиндров, выполняющих второй, третий и четвертый циклы сгорания на фиг. 2, потому что моменты закрытия впускных клапанов на фиг. 3 отсрочены. Задержка срабатывания впускного клапана с фиг. 3 может позволить части топлива, поступающей в цилиндры, быть засосанной обратно во впускной коллектор двигателя. Следовательно, объем впрыска топлива может быть увеличен таким образом, чтобы оставить в цилиндре в момент сгорания только нужный объем топлива.

Объем топлива, впрыскиваемого в четвертый цилиндр с фиг. 3, для выполнения второго цикла сгорания после остановки двигателя больше объема топлива, впрыскиваемого в первый цилиндр для выполнения второго цикла сгорания с фиг. 2. Объем топлива, впрыскиваемого в четвертый цилиндр, с фиг. 3 для выполнения второго цикла сгорания после остановки двигателя возрастает, потому что меньший объем топлива из первого впрыска в четвертый цилиндр попадает в четвертый цилиндр для выполнения второго цикла сгорания. Меньший объем топлива попадает в четвертый цилиндр из первого впрыска во впускной канал четвертого цилиндра, потому что большая часть впрыснутого топлива попадает в цилиндр для выполнения первого цикла сгорания. Кроме того, момент впрыска топлива переходит от впрыска топлива через открытый клапан к впрыску топлива через закрытый клапан после двух тактов впуска цилиндра, а не после полного цикла работы двигателя (например, два оборота двигателя для изображенного четырехтактного двигателя).

Таким образом, топливо может быть подано в двигатель с впрыском во впускные каналы во время автоматического запуска двигателя для оптимизации запуска двигателя. Начало момента зажигания для выполнения первого цикла сгорания в цилиндре, имеющем открытый впускной клапан при остановленном двигателе, может быть выполнено позже в данном такте впуска для обеспечения увеличения скорости вращения двигателя таким образом, что в цилиндр попадает больший объем впрыскиваемого топлива.

На фиг. 4 представлен способ запуска двигателя. Способ с фиг. 4 может храниться в виде исполняемых инструкций на постоянном запоминающем устройстве контроллера 12 с фиг. 1. Способ с фиг. 4 может также представлять собой последовательность запуска с фиг. 2 и 3.

На этапе 402 способа 400 происходит определение положения остановки двигателя. Двигатель может быть остановлен автоматически с помощью контроллера без подачи входного сигнала от водителя на устройство, которое выполняет единственную функцию запуска и (или) остановки двигателя. В качестве альтернативы двигатель может быть остановлен по команде водителя. После получения запроса остановки двигателя положение двигателя может быть отслежено, пока двигатель останавливается до нулевой скорости, для определения положения двигателя, когда вращение двигателя прекращается. В качестве альтернативы положение двигателя может быть определено с помощью считывания значений датчика положения двигателя, когда двигатель остановится. После определения положения остановки двигателя способ 400 переходит на этап 404.

На этапе 404 способа 400 в ответ на запрос запуска двигателя происходит выбор первого цилиндра, в котором будет выполняться горение. Двигатель может быть запущен автоматически с помощью контроллера или может быть запущен в ответ на получение входного сигнала от водителя на устройстве, которое выполняет единственную функцию запуска и (или) остановки двигателя. В одном примере выбор цилиндра для выполнения первого цикла сгорания после остановки двигателя основан на выборе цилиндра, который остановлен с открытым впускным клапаном. В цилиндр, остановившийся с открытым впускным клапаном, подается топливо, пока впускной клапан открыт, таким образом, чтобы первый цикл сгорания после остановки двигателя мог быть выполнен в течение меньшего интервала прокручивания двигателя (например, во время вращения двигателя с помощью электродвигателя). Если впускной клапан цилиндра имеет угол, не превышающий пороговое значение поворота коленчатого вала до момента закрытия, то в способе 400 можно выбрать следующий по порядку зажигания цилиндр для выполнения первого цикла сгорания. Например, если четырехцилиндровый двигатель, имеющий порядок зажигания 1-3-4-2, останавливается в положении, в котором впускной клапан третьего цилиндра имеет угол коленчатого вала не более 5 градусов относительно момента закрытия, в способе 400 в качестве цилиндра, выполняющего первый цикл сгорания после остановки двигателя, будет выбран четвертый цилиндр.

Если два или более цилиндров имеют открытый впускной клапан, когда двигатель остановлен, в способе 400 будет выбран цилиндр, расположенный ближе всего к моменту закрытия впускного клапана (например, угол коленчатого вала равен 20 градусам после прохождения нижней мертвой точки на такте впуска) и превышающий пороговое значение угла коленчатого вала относительно момента закрытия впускного клапана. После выбора цилиндра для выполнения первого цикла сгорания после остановки двигателя способ 400 переходит на этап 406. В некоторых примерах цилиндр, выбранный для выполнения первого цикла сгорания после остановки двигателя, является первым цилиндром, в который поступает топливо после остановки топлива.

На этапе 406 способа 400 происходит определение базисного значения объема топлива в цилиндре для первого цилиндра, в котором будет гореть топливо после остановки двигателя. Базисное значение объема топлива в цилиндре определяется на основе температуры охлаждающей жидкости и расчетного объема воздуха в цилиндре после закрытия впускного клапана. В одном примере заряд воздуха рассчитывается на основе давления во впускном коллекторе. Базисное значение объема топлива основано на нужном воздушно-топливном соотношении в цилиндре для расчетного значения заряда воздуха. Базисное значение объема топлива в цилиндре для других цилиндров может быть определен аналогичным образом. После того как скорость вращения двигателя достигнет скорости холостого хода, базисное значение объема топлива может быть основан на выходном значении расходомера воздуха. После определения базисного значения объема топлива для цилиндра способ 400 переходит на этап 408.

На этапе 408 способа 400 происходит определение расстояния между положением остановки двигателя и нижней мертвой точкой на такте впуска N^го цилиндра, в котором планируется выполнить цикл сгорания после остановки двигателя. Например, первое значение N равно единице, при этом определяется расстояние между положением остановки двигателя и нижней мертвой точкой на такте впуска первого цилиндра, цилиндра, в котором планируется выполнить первый цикл сгорания после остановки двигателя. Кроме того, может быть определено расстояние между положением остановки двигателя и различными положениями двигателя (например, верхней мертвой точкой на такте впуска).

В одном примере величина угла коленчатого вала между положением остановки двигателя и нижней мертвой точкой на такте впуска N^го цилиндра, в котором планируется выполнить цикл сгорания после остановки двигателя, определяется с помощью расчета угла коленчатого вала в положении нижней мертвой точки на такте впуска N^го цилиндра, в котором планируется выполнить цикл сгорания после остановки двигателя, и его вычитания из положения остановки двигателя. Из выбранных положений двигателя (например, нижняя мертвая точка на такте впуска) в памяти контроллера можно сохранить некоторые положения коленчатого вала и считать их при необходимости. После определения расстояния между положением остановки двигателя и нижней мертвой точкой на такте впуска N^го цилиндра, в котором планируется выполнить цикл сгорания после остановки двигателя, способ 400 переходит на этап 410.

На этапе 410 способа 400 происходит определение расстояния между положением остановки двигателя и положением в момент закрытия впускного клапана N^го цилиндра, в котором планируется выполнить цикл сгорания после остановки двигателя. Например, первое значение N равно единице, при этом будет определено расстояние между положением остановки двигателя и положением в момент закрытия впускного клапана первого цилиндра, используемого для выполнения первого цикла сгорания после остановки двигателя.

В одном примере определяется величина угла коленчатого вала между положением остановки двигателя и положением в момент закрытия впускного клапана цилиндра, в котором планируется выполнить цикл сгорания после остановки двигателя, с помощью расчета положения коленчатого вала в момент закрытия впускного клапана цилиндра, в котором планируется выполнить цикл сгорания после остановки двигателя, и его вычитания из положения остановки двигателя. Положения коленчатого вала в моменты закрытия впускного клапана можно сохранить в памяти контроллера и считать их при необходимости. После определения расстояния между положением остановки двигателя и положением в момент закрытия впускного клапана цилиндра, в котором планируется выполнить цикл сгорания после остановки двига