CN105089903A - 点火发动机控制的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及点火发动机控制的方法和系统。提供用于提高火花稳健性的方法和系统。基于经由直接喷射相对于进气道喷射输送的燃料部分调节火花点火驻留命令。该方法允许点火输出更好地匹配给定燃料组合的点火需求。

Description

点火发动机控制的方法和系统
技术领域
本申请涉及调节经配置用于燃料的直接燃料喷射和进气道燃料喷射的发动机系统中的火花点火能量的方法和系统。
背景技术
发动机可以被配置有将燃料直接喷射入燃烧汽缸(直接喷射)的直接燃料喷射器和/或将燃料喷射入汽缸进气道(进气道燃料喷射)的进气道燃料喷射器。多燃料发动机系统能够使用进气道喷射和直接喷射二者，其中不同的燃料类型被提供至不同的喷射器。例如，乙醇燃料的直接喷射可以与汽油燃料的进气道喷射连用。其中，醇燃料的直接喷射可以利用醇燃料的较高蒸发热的增加的增压冷却效应和增加的辛烷的优点。这帮助解决爆震限制，尤其是在增压状况下。在发动机冷启动期间，还可以使用燃料的直接喷射以在总体上比化学计量比稀但靠近火花塞处更富的状况下运转从而用于鲁棒汽缸燃烧。另外，汽油燃料的进气道喷射可以利用与醇燃料相比具有较高能量密度的汽油燃料和较低发动机温度下提高的燃料蒸发。
然而，本文的发明人已经认识到，当喷射不同的燃料时，会需要不同的点火系统能量输出和火花持续时间。另外，基于喷射模式(直接或进气道)，会需要不同的点火系统能量输出和火花持续时间。由于燃料和喷射模式之间的转换，管理点火能量输出和火花持续时间可能变得更加复杂。因此，如果点火能量输出和火花持续时间不调节至合适水平，可能发生各种问题，诸如不完全燃烧、火花能量过度使用、部件耐久性问题、燃料经济性和排放退化。
发明内容
在一个示例中，上述问题中的一些可以至少部分地通过用于发动机的方法解决，该方法包含：基于经由进气道喷射相对于直接喷射在汽缸中接收的燃料的比，调节用于汽缸火花事件的点火线圈驻留(dwell)时间。该调节可以进一步基于经由进气道喷射相对于直接喷射接收的燃料的类型。此外，该调节可以基于包括进气冲程相对于压缩冲程直接喷射的燃料的比的直接喷射的分流。以此方式，可以针对不同燃料类型和不同喷射类型调节点火能量和火花持续时间。
作为一个示例，对于汽缸燃烧事件的火花事件，可以基于在汽缸燃烧事件期间汽缸中接收的燃料的类型以及经由进气道喷射器和直接喷射器接收的总的汽缸供给燃料的相对比例，调节点火线圈参数。例如，对于给定燃烧事件，汽缸可以经由进气道喷射器接收第一量的第一燃料，同时经由直接喷射器接收第二量的第二不同燃料。发动机系统可以配置有单点火线圈，其中将充电电流施加在点火线圈上达一段驻留时间，之后线圈向火花塞放电以发起火花事件。这里，可以基于第一燃料和第二燃料并基于经由进气道喷射器和直接喷射器输送的燃料的比调节施加充电电流的驻留时间。作为一个示例，随着经由直接喷射器输送的燃料的量增加，由于来自直接喷射的增压冷却使汽缸中压缩压力稍微变高，驻留时间可以增加。因此，随着驻留时间增加，施加至线圈的峰值充电电流增加，从而增加最终火花事件的点火能量输出。
在一个替代示例中，发动机系统可以配置有双点火线圈，其中第一充电电流被施加在第一点火线圈上达第一驻留时间，以及第二充电电流被施加在第二点火线圈上达第二驻留时间。在第一驻留时间过去后，第一线圈向火花塞放电以发起火花事件。在第一线圈正放电时，并且自第一线圈放电以来的延迟后，第二线圈向火花塞放电。这里，第一点火线圈和第二点火线圈的每个的驻留时间可以基于第一燃料和第二燃料并基于经由进气道喷射器和直接喷射器输送的燃料的比调节。作为一个示例，随着经由直接喷射器输送的燃料的量增加，可以增加第一点火线圈和第二点火线圈的驻留时间。此外，可以减少两个线圈的放电之间的延迟。如本文阐述的，点火能量需求可以取决于燃烧室的各种因素并且可以因发动机不同而改变。通常，当由于放电期间增加的充电和压缩压力而直接喷射燃料部分较高时，可以增加点火能量。如果直接喷射的燃料部分被分流为多个喷射，例如，进气冲程直接喷射和压缩冲程直接喷射，并且如果以分层(stratified)方式使用压缩冲程喷射，靠近火花塞的有利空燃比可以转化到较低点火能量需求，以及用于第二放电的较低需要。
还可以基于经由进气道喷射器和直接喷射器输送的燃料类型调节驻留时间和延迟。例如，该调节可以基于燃料的醇含量的差或燃料的辛烷值。因而，与当进气道喷射的燃料包括汽油并且直接喷射的燃料包括E10时相比，当进气道喷射的燃料包括汽油并且直接喷射的燃料包括E85时，每个点火线圈的驻留时间可以较低。此外，驻留时间可以作为燃料反应性(或可燃性)的函数而被调节。因此，较高反应性燃料可以具有较低点火能量需求。
以此方式，通过基于汽缸供给燃料调节点火线圈的驻留命令可以改变用于燃烧事件的火花能量，可以更好地在汽缸中的火花事件期间管理点火能量输出。具体地，点火能量输出可以更好地匹配给定燃料和喷射类型的组合的燃烧所需的点火输出。通过随着经由直接喷射输送的燃料增加和经由进气道喷射输送的燃料减少而增加点火输出，改善点火事件的功率消耗。此外，部件耐用性得到增加。
因此，这能够实现具有最小能量使用的鲁棒燃烧。此外，诸如点火线圈和火花塞的点火部件的耐用性不受影响。总的来说，改善汽缸燃烧。
应当理解，提供以上概述是为了以简化形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围由随附于具体实施方式的权利要求唯一限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1是一种发动机的示意图；
图2是可以耦接至图1的发动机系统的单线圈点火系统的示意图；
图3示出可以耦接至图1的发动机系统的双线圈点火系统的一个示例性示意图；
图4示出用于在火花事件期间基于汽缸供应燃料调节火花点火输出的高水平流程图；
图5示出用于基于汽缸供应燃料调节点火线圈驻留命令和延迟的高水平流程图；
图6示出火花事件期间向火花塞供应电能量的单线圈点火系统的示例性信号；
图7示出火花事件期间向火花塞供应电能量的双线圈点火系统的示例性信号；
图8示出随着汽缸供应燃料变化，点火控制信号变化的示例性趋势；
图9示出根据本公开的随着变化的汽缸供应燃料，点火输出的示例性调节。
具体实施方式
本描述涉及火花点火发动机(诸如图1的发动机)中的改善的点火能量管理。发动机可以配置有单线圈点火系统，如图2所描述的，或双线圈点火系统，如图3所描述的。发动机控制器可以被配置以执行控制例程(诸如图4-图5的示例性例程)以基于汽缸供应燃料(包括基于汽缸中接收的一种或更多种燃料和燃料喷射类型)调节点火线圈驻留命令(针对任一点火系统)和放电延迟(针对双线圈点火系统)。相应地，控制器可以在给定汽缸燃烧事件上，调节施加多久充电电流以及点火线圈储存的能量何时被放电到火花塞(图6-图7)。参考图8的映射图，其示出示例性趋势。参考图9，其示出随着变化的汽缸供应燃料，火花输出的示例性调节。
图1描绘内燃发动机10的燃烧室或汽缸的一个示例性实施例。发动机10可以由包括控制器12的控制系统和经由输入装置132来自运载工具操作者130的输入至少部分地控制。在该示例中，输入装置132包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的汽缸(即，燃烧室)14可以包括燃烧室壁136，其中活塞138被设置在燃烧室壁中。活塞138可以耦接至曲轴140，以便活塞的往复运动转化成曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由变速器系统耦接至乘客运载工具的至少一个驱动轮。此外，启动器马达可以经由飞轮耦接至曲轴140以使发动机10能够进行启动运转。
汽缸14能够经由一系列进气通道142、144和146接收进气空气。除了汽缸14之外，进气通道146能够与发动机10的其他汽缸连通。在一些实施例中，一个或更多个进气通道可以包括增压装置，诸如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1示出发动机10配置有涡轮增压器，该涡轮增压器包括布置在进气通道142和进气通道144之间的压缩机174和沿着排气通道148布置的排气涡轮176。压缩机174可以通过排气涡轮176经由轴180而至少部分地驱动，其中增压装置被配置为涡轮增压器。然而，在另一些示例中，诸如其中发动机10被提供有机械增压器，排气涡轮176可以被选择地省略，其中压缩机174可以由来自马达或发动机的机械输入驱动。包括节流板164的节气门162可以沿着发动机的进气通道提供以用于改变提供至发动机汽缸的进气空气的流率和/或压力。例如，如图1所示，节气门162可以被设置在压缩机174的下游，或替代地被提供在压缩机174的上游。
排气通道148能够接收来自发动机10除了汽缸14之外的其他汽缸的排气。排气传感器128被示出耦接至排放控制装置178上游的排气通道148。传感器128可以是用于提供排气空燃比的指示的任意合适的传感器，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO(如所描绘的)、HEGO(加热EGO)、NOx、HC或CO传感器。排放控制装置178可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。
发动机10的每个汽缸可以包括一个或更多个进气门和一个或更多个排气门。例如，汽缸14被示出包括位于汽缸14的上部区域处的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些实施例中，发动机10的每个汽缸(包括汽缸14)可以包括位于汽缸的上部区域处的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。
进气门150可以由控制器12经由致动器152控制。类似地，排气门156可以由控制器12经由致动器154控制。在一些状况下，控制器12可以改变提供至致动器152、154的信号以控制各自的进气门和排气门的打开和关闭。进气门150和排气门156的位置可以由各自的阀位置传感器(未示出)确定。阀致动器可以是电动阀门致动类型或凸轮致动类型或其组合。进气门正时和排气门正时可以被同时控制或可以使用任意可能的可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或固定凸轮正时。每个凸轮致动系统可以包括一个或更多个凸轮并且可以利用可以由控制器12运转以改变气门运转的凸轮廓线变换系统(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程系统中的一个或更多个。例如，汽缸14可以替代地包括经由电动气门致动装置控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT的凸轮致动装置控制的排气门。在其他一些实施例中，进气门和排气门可以由共同气门致动器或致动系统或可变气门正时致动器或致动系统控制。
汽缸14能够具有压缩比，该压缩比是活塞138在下止点时的容积与活塞138在上止点时的容积的比。常规上，压缩比在9:1至10:1的范围内。然而，在其中使用不同燃料的一些示例中，压缩比可以增加。这可以发生在，例如，当使用较高辛烷值燃料或具有较高潜在蒸发焓的燃料时。如果使用直接喷射，由于其对发动机爆震的影响，压缩比也可以增加。
在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可以包括用于发起燃烧的火花塞192。在选定运转模式下，点火系统190能够响应于来自控制器12的火花提前信号SA经由火花塞192向燃烧室14提供点火火花。如本文在图2阐述的，点火系统190可以是单线圈点火系统，其中单个点火线圈电耦接至火花塞。可以通过施加充电电流达限定驻留时间对该单个线圈充电，并且接着向火花塞放电以发起汽缸火花事件。替代地，如本文在图3阐述的，点火系统190可以是双线圈点火系统，其中第一点火线圈和第二点火线圈的每个电耦接至火花塞。可以通过施加类似或不同的充电电流达限定驻留时间以对每个线圈充电。然后线圈可以异步地(即，不同时地)向火花塞放电以发起汽缸火花事件。如稍后讨论的，充电电流的驻留时间以及放电事件之间的延迟，可以基于汽缸供应燃料被调节以提高得到的点火输出与所需要的点火输出的匹配从而在给定供应燃料状况下提供鲁棒汽缸燃烧。
在一些实施例中，汽缸10的每个汽缸可以被配置有一个或更多个燃料喷射器以用于向汽缸提供燃料。作为一个非限制性示例，汽缸14被示出包括两个燃料喷射器166和170。燃料喷射器166被示出直接耦接至汽缸14，以用于将与经由电子驱动器168从控制器12接收的信号FPW-1的脉冲宽度成比例地直接喷射燃料到汽缸14中。以此方式，燃料喷射器166提供所谓的燃料直接喷射(以下称为“DI”)到燃烧汽缸14中。虽然图1示出喷射器166为侧喷射器，其也可以位于活塞的上方，诸如靠近火花塞192的位置。当使用醇基燃料运转发动机时，由于一些醇基燃料的低挥发性，这种位置可以改善混合和燃烧。替代地，喷射器可以位于进气门的上方并靠近进气门以改善混合。燃料可以从包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨的高压燃料系统-1172被输送至燃料喷射器166。替代地，燃料可以通过单级燃料泵在较低压力下输送，在这种情况下，与在使用高压燃料系统时相比，在压缩冲程期间直接燃料喷射的正时会更受限。另外，尽管未示出，燃料箱可以具有提供信号至控制器12的压力变换器。
燃料喷射器170被示出以一种配置布置在进气通道146中，而不是汽缸14中，这种配置提供所谓的燃料进气道喷射(一些称为“PFT”)到汽缸14上游的进气道中。燃料喷射器170可以与经由电子驱动器171从控制器12接收的信号FPW-2的脉冲宽度成比例地喷射燃料。燃料可以通过包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨的燃料系统-2173输送至燃料喷射器170。注意，如所描绘的，对于这两个燃料喷射系统，可以使用单个驱动器168或171，或可以使用多个驱动器(例如用于燃料喷射器166的驱动器168和用于燃料喷射器170的驱动器171)。
燃料喷射器166和170可以具有不同的特性。这些特性包括尺寸的不同，例如，一个喷射器可以具有比另一个喷射器的喷射孔大的喷射孔。其他不同点包括但不限于，不同的喷雾角、不同的工作温度、不同的导向、不同的喷射正时、不同的喷雾特性、不同的位置等。此外，根据喷射器170和166之间喷射的燃料的分配比，可以实现不同的效果。
燃料系统172和173中的燃料箱可以保持具有不同燃料品质(诸如不同的燃料成分)的燃料。这些不同点可以包括不同的醇含量、不同的辛烷、不同的蒸发热、不同的燃料混合物、不同的燃料挥发性和/或其组合等。具有不同的醇含量的燃料的一个示例可以包括作为第一燃料、具有较低醇含量的汽油和作为第二燃料、具有较高醇含量的乙醇燃料混合物(诸如E85)。在另一个示例中，发动机可以使用不同醇含量的乙醇燃料混合物作为第一和第二燃料，例如E10(其大约10％乙醇和90％汽油)作为第一燃料，其被进气道喷射并且E85(其大约85％乙醇和15％汽油)作为第二燃料，其被直接喷射。其他可行物质包括水、醇和水的混合物、醇的混合物等。作为另一个示例，具有不同挥发性的燃料可以包括不同醇含量的燃料或不同季节级或区域级的燃料(例如，冬季级燃料和夏季级燃料、或北方级燃料和南方级燃料)。此外，第一和第二燃料也可以在其他燃料品质方面不同，诸如温度、粘度、辛烷值等。
在所描绘的实施例中，发动机10是多种燃料发动机系统，从而储存在燃料系统-1172中并由燃料喷射器166输送的燃料不同于储存在燃料系统-2173中并由燃料喷射器170输送的燃料。作为一个非限制性示例，进气道喷射输送的第一燃料可以是具有较低醇含量的第一燃料，而由直接喷射输送的第二燃料可以是具有较高醇含量的第二燃料。如以下所阐述的，发动机控制器可以在发动机启动、起动转动和怠速控制期间调节燃料喷射分布，以利用燃料系统中可用的不同燃料的燃料性能以及进气道喷射和直接喷射的益处，从而减少排气气体和PM排放量。
在汽缸的单个循环期间，可以通过两个喷射器向汽缸输送燃料。例如，每个喷射器可以输送在汽缸14中燃烧的总燃料喷射的一部分。另外，从每个喷射器输送的燃料的分配和/或相对量可以随工况(诸如发动机转速、负荷、排气温度、PM排放量等)变化。由喷射器170进气道喷射的第一燃料的总量和由直接喷射器166直接喷射的第二燃料的总量的相对分配可以被称为喷射比。例如，经由(进气道)喷射器170喷射用于燃烧事件的较大量的第一燃料可以是进气道喷射与直接喷射的较高第一比例的一个例子，而经由(直接)喷射器166喷射用于燃烧事件的较大量的第二燃料可以是进气道喷射与直接喷射的较低第一比例。注意，这些仅仅是不同喷射比的示例，并且可以使用各种其他喷射比。
此外，应当理解，可以在打开进气门事件期间、关闭进气门事件(例如，基本上在进气冲程之前，诸如排气冲程期间)期间、以及在打开和关闭进气门运转二者期间，输送进气道喷射的燃料。类似地，可以在进气冲程期间，以及部分在先前的排气冲程期间(例如，在进气冲程期间以及部分在压缩冲程期间)，输送直接喷射的燃料。另外，直接喷射的燃料可以作为单次喷射或多次喷射输送。这些喷射可以包括进气冲程期间的多次喷射、压缩冲程期间的多次喷射、或进气冲程期间的一些直接喷射和压缩冲程期间的一些喷射的组合。当执行多次直接喷射时，进气冲程(直接)喷射和压缩冲程(直接)喷射之间直接喷射的第二燃料的总量的相对分配可以被称为分流比(splitratio)。例如，在进气冲程期间直接喷射用于燃烧事件的较大量的第二燃料可以是进气冲程直接喷射的较高分流比的一个示例，而在压缩冲程期间喷射用于燃烧事件的较大量的第二燃料可以是进气冲程直接喷射的较低分流比的示例。注意，这些仅仅是不同喷射比的示例，且可以使用各种其他喷射比。
因此，即使对于单个燃烧事件，喷射的燃料可以在不同正时从进气道喷射器和直接喷射器喷射。此外，对于单个燃烧事件，可以在每个循环执行输送的燃料的多次喷射。所述多次喷射可以在进气冲程、压缩冲程或其任意合适的组合期间执行。
点火系统能量输出可以不仅基于发动机工况(诸如发动机转速和负荷)改变，而且基于喷射到汽缸中的燃料以及喷射类型改变。例如，与经由进气道喷射输送相同的燃料相比，直接喷射的燃料的汽缸燃烧会需要较高的点火能量输出。作为另一个示例，与具有较低醇含量的直接喷射的燃料相比，具有较高醇含量的直接喷射的燃料的汽缸燃烧会需要较高点火能量输出。通常，由于来自直接喷射的醇混合物的冷却将增加汽缸空气增压和放电到的火花塞的压力，较高百分比的乙醇燃料的较高直接喷射部分会需要较高点火输出。
由于进气道喷射器和直接喷射器的每个贡献的汽缸供应燃料在发动机循环上变化，为了能够实现改善的点火输出管理，控制器可以基于汽缸供应燃料调节汽缸火花事件的点火输出。具体地，如在图4-图5中所阐述的，点火输出可以基于经由进气道喷射提供的第一燃料相对于由直接喷射提供的第二燃料所提供的总汽缸供应燃料(对于给定汽缸燃烧事件)的比例被调节。图8的映射图示出示例性趋势。针对给定燃料喷射比，通过调节点火线圈驻留命令以使火花事件的点火输出与期望的点火输出更好地匹配，增加燃烧稳健性(robustness)而不浪费火花能量。
然而，应当理解，点火能量要求也可以取决于各种工况。例如，在高发动机转速和负荷处，直接喷射燃料压力可能引起更多的汽缸内运动，且点火事件可能更易受火花吹熄影响。然而，在低和中等发动机转速和负荷处，如果使用分层压缩冲程直接喷射，由于火花塞附近的有利空燃比，点火事件可能较容易。
如以上所述，图1仅示出多缸发动机的一个汽缸。因此，每个汽缸可以类似地包括其自身的进气门/排气门组、燃料喷射器(一个或更多)、火花塞等。
控制器12在图1中被示为微型计算机，其包括：微处理器单元(CPU)106、输入/输出(I/O)端口108、用于可执行程序和校准值的电子储存介质(在该具体示例中被示出为只读存储器芯片(ROM)110)、随机存取存储器(RAM)112、保活存储器(KAM)114和数据总线。控制器12可以接收来自耦接至发动机10的传感器的各种信号，除之前讨论的那些信号之外，所述信号包括：来自质量空气流量传感器122的进气质量空气流量计(MAF)的测量值；来自耦接至冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT)；耦接至曲轴140的霍尔效应传感器120(或其他类型)的表面点火感测信号(PIP)；来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)；以及来自传感器124的绝对歧管压力信号(MAP)。发动机转速信号RPM可以由控制器12根据信号PIP产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用于提供进气歧管中的真空或压力的指示。
存储介质只读存储器110能够使用计算机可读数据编程，其中计算机可读数据代表由处理器106可执行的指令，以用于执行以下描述的方法以及想到的但是没有具体列举的其他变体。图4-5描述可以由控制器执行的示例性例程。
现在参考图2，其描述用于单线圈点火系统的一个示例性电路。图2的电路可以包括在图1的发动机系统(诸如点火系统190)中。
电池204向点火系统190和控制器12供应电能。控制器12运转开关202以对点火线圈206充电和放电。点火线圈206包括一次绕组220和二次绕组222。当开关202闭合以允许电流从电池204流向点火线圈206时，点火线圈206充电。充电电流可以被施加至点火线圈206达限定时间段，本文称之为驻留时间段。如图7所阐述的，通过调节驻留时间段，改变施加在点火线圈206上的峰值充电电流。在驻留时间段过去后(即，电流已经流到点火线圈206之后)、开关202打开时，点火线圈206放电。
二次绕组222向火花塞92供应能量。当电极间隙两端的电压足以引起电流流过电极间隙时，火花塞92产生火花。火花塞包括中心电极260和侧电极262。电压经由次级线圈222供应至中心电极260。侧电极262电耦接至地290。二次绕组的低电压端直接或选择性地通过二极管208电连接至电池204的正极端子204。二极管用于在驻留期间阻止通过火花塞传导。虽然本示例示出负触发(firing)点火线圈，该电路还可以应用于正触发点火线圈，其中二极管208的极性反向。
现在参考图3，其示出双线圈点火系统的一个示例性实施例300。图3的电路可以包括在图1的发动机系统(诸如点火系统190)中。图3的点火系统包括与图2的系统中示出的那些构件相同的一些构件。一旦引入，保持构件编号并且不再引入构件。
在图3的点火电路300中，控制器12包括用于两个点火线圈306和308的单个点火线圈预驱动器电路380，点火线圈306和308可以被运转以向单个汽缸的单个火花塞供应电能。在一个替代示例中，可以提供两个点火线圈预驱动器电路380和382，一个驱动器电路用于一个点火线圈。如以下详述的，预驱动器电路380被配置以经由解释逻辑312向点火线圈驱动器302和304提供低电平电流。点火线圈驱动器302和304包括在点火系统190中，其中点火系统190可以被设置在火花塞92的顶部或靠近火花塞92而设置。预驱动器电路380可以向第一点火线圈驱动器302供应第一信号。第一点火线圈306经由第一线圈驱动器302被选择地供应第一充电电流达第一驻留时间。电能储存装置204(例如，电池)向第一点火线圈306供应电流。类似地，预驱动器电路380(或可选的预驱动器电路382，当包括时)可以向第二点火线圈驱动器304供应第二信号。第二点火线圈308经由第二线圈驱动器304被选择地供应第二充电电流达第二驻留时间。电能储存装置204向第二点火线圈308供应电流。预驱动器电路380经由单个导体341输送两种不同的信号以运转第一点火线圈306和第二点火线圈308。替代地，当包括可选的预驱动器电路382时，两种不同的信号经由各自的导体提供。
在给定的火花事件期间，火花塞92可以被供应来自第一点火线圈306和第二点火线圈308的每个的电能。火花塞92包括第一中心电极260和第二侧电极262。第二电极262可以与地290持续电连通。当中心电极260和侧电极262之间存在电位差时，火花可以在间隙250两端发生。
当点火线圈306、308充电时，高压二极管314a、314b被反向偏压。当点火线圈的一个的相应输出比另一个点火线圈具有较高的量级时，二极管变为正向偏压。以此方式，两个线圈的输出被结合到一个火花塞中。虽然本示例示出负触发点火线圈，该电路也可以应用于正触发点火线圈，其中二极管的极性被反向。
在图3的双线圈点火系统300中，其中发动机包括N个汽缸，N个点火线圈预驱动器电路提供用于点火线圈的控制信号。具体地，预驱动器电路380的输出被传送到解释逻辑312。解释逻辑312可以包括在可编程逻辑阵列中，作为逻辑的部分被编程到中央处理单元或专用集成电路(ASIC)中。解释逻辑312监测由预驱动器电路380提供的信号的正时和电平。由解释逻辑312供应至点火线圈驱动器302和304的信号可以与经由第一点火线圈306和第二点火线圈308供应火花给汽缸的汽缸冲程同步。在一个示例中，在从第一点火线圈306和/或第二点火线圈308接收火花的汽缸的每个循环期间，提供至少一个火花。例如，可以在接收火花的汽缸的压缩冲程期间的汽缸循环时，供应火花。另外，在一个示例中，第一点火线圈306具有的电感值可以与第二点火线圈308的电感值不同。在替代实施例中，预驱动器电路380和解释逻辑302可以用于运转汽缸的点火线圈，其中发动机汽缸的总数目为N。
因此，图2的系统描绘了用于包括单个火花塞的发动机汽缸的点火系统。该点火系统包括电耦接至单个火花塞的单个点火线圈。相比之下，图3的系统描绘了用于包括单个火花塞的发动机汽缸的一种点火系统，其中该点火系统包括第一点火线圈和第二点火线圈，每个点火线圈电耦接至单个火花塞。发动机系统包括用于进气道喷射第一燃料至汽缸的进气道喷射器和用于直接喷射第二燃料至汽缸的直接喷射器。第一和第二燃料在成分、辛烷值等方面可以不同。例如，第一燃料可以是具有较低辛烷值、较低醇含量等的液体燃料。作为非限制性示例，第一燃料可以包括汽油、E10等的一种。第二燃料可以是另一种液体燃料或气体燃料，第二燃料具有较高辛烷值、较高醇含量等。作为非限制性示例，第二燃料可以包括CNG、E50、E85等中的一种。通过经由不同的喷射器向汽缸输送不同燃料，可以利用不同燃料的具体性能以及不同喷射类型。在另一些示例中，共同的燃料可以经由不同的喷射器输送至汽缸，其中不同的喷射类型可以仅利用喷射系统的性能。
如本文所阐述的，在汽缸燃烧事件期间，发动机控制器可以针对给定汽缸燃烧事件，基于汽缸供应燃料，调节用于汽缸火花事件的点火输出。具体地，可以基于汽缸中接收的燃料类型、汽缸供应燃料的总量中燃料的相对比例以及喷射类型，改变用于汽缸火花事件的点火输出。通常，直接喷射对所需要的点火能量具有较大影响。具体地，直接喷射空气增压冷却效应导致增加的电荷密度和增加的能量需求从而以较高压力跳过火花间隙。而且，直接喷射的燃料被输送时的高压可以引起更多汽缸内运动，并且根据喷射器导向，可能在较高发动机转速时恶化火花吹熄。最终，压缩冲程喷射系统或位于中心的直接喷射系统(与侧位置相比)可以在火花塞附近产生具有局部空燃比的分层增压，这建立更有利的可燃性。因此，这种结合可以减少点火能量需求，以便可以实现具有较低点火能量火花事件的有利的燃烧事件。
例如，在接收汽油和E85的发动机系统中，可以基于汽油与E85的喷射比以及基于汽油是否被进气道喷射并且E85是否被直接喷射或者汽油是否被直接喷射并且E85是否被进气道喷射，调节点火输出。可以通过至少调节点火线圈充电电流的驻留命令或驻留时间段(如耦接至点火线圈的预驱动器电路所命令的)，调节点火输出。通常，通过增加驻留时间段或驻留命令，能够增加施加至点火线圈的峰值充电电流，从而在随后的放电期间增加线圈的点火输出。在双线圈系统的情况中，不仅通过调节两个点火线圈的每个的充电电流来调节点火输出，而且还基于第一点火线圈的放电和第二点火线圈的放电之间经过的时间(或延迟)来调节点火输出。通过调节延迟(例如，增加至阈值)，增加火花事件的持续时间，提高燃烧稳健性。
现在转向图4，其示出示例性例程400，该例程400用于基于发动机工况经由调节点火线圈驱动命令来调节用于汽缸燃烧事件的汽缸火花事件的点火输出。
在402处，该例程包括测量和/或估计发动机工况。所确定的发动机工况可以包括，但不限于，发动机转速、发动机负荷、发动机空燃比、发动机EGR量、操作者扭矩命令、排气催化剂温度、自发动机启动的时间、燃料箱(一个或更多)中的油位、可用燃料等。确定发动机工况后，例程400前进至404。
在404处，该例程包括基于估计的工况，确定经由(单个线圈点火系统中的)单个点火线圈或(双线圈点火系统中的)两个点火线圈输送至用于即将发生的汽缸燃烧事件的发动机汽缸的单个火花塞所需要的初始火花正时和火花能量。在一个示例中，初始火花正时估计包括发动机火花提前估计，其通过经验确定并存储在经由发动机转速和负荷索引的表中。作为发动机转速和负荷的函数，初始火花输出(其为点火能量输出)可以类似地通过经验根据储存在控制器的存储器中的查找表而确定。在一些示例中，从该表输出的火花估计值可以基于一个或更多个函数被进一步修改，所述一个或更多个函数响应于发动机EGR量和/或发动机空燃比修改火花提前以确定初始火花点火输出估计值。如以下阐述的，可以基于汽缸供应燃料随后进一步调节初始估计值。
接下来，在406处，可以基于估计的发动机工况确定汽缸供应燃料。这包括确定将要喷射到汽缸中以用于即将发生的汽缸燃烧事件的燃料的总量。此外，可以确定燃料的喷射比。这包括，在408处，确定经由进气道喷射输送至汽缸中、作为第一燃料的燃料的总量的比例。另外，在410处，汽缸供应燃料包括确定经由直接喷射输送至汽缸中、作为第二燃料的燃料的总量的比例。在一些示例中，相同的燃料可以经由进气道喷射器和直接喷射器的每个输送至汽缸。这里，喷射比反映经由进气道喷射在汽缸中接收的燃料的总量的比例相对于经由直接喷射在汽缸中接收的燃料的总量的比例。
在412处，该例程包括基于汽缸供应燃料(在406处确定的)调节初始火花估计。如图5所阐述的，火花输出可以被调节以考虑针对不同燃料和不同喷射类型的火花输出需求的差别。例如，用于仅具有进气道喷射的第一喷射模式的火花输出需求可以不同于用于仅具有直接喷射的第二喷射模式的需求和用于具有至少一些进气道喷射和至少一些直接喷射的第三喷射模式的需求。具体地，第一喷射模式的火花需求可以低于第二喷射模式的火花需求并高于第三喷射模式的火花需求。如以上所讨论的，除此之外，用于每种喷射模式的火花输出需求可以依赖于燃烧系统设计。因此，对于一个发动机系统，当具有增加的直接喷射的燃料部分时，增加点火能量可能是合适的，而对于另一个发动机系统，当具有减少的直接喷射的燃料部分或增加的进气道喷射的燃料部分时，可以增加点火能量。
基于经由进气道喷射器在汽缸中接收的第一燃料相对于经由直接喷射器在汽缸中接收的第二燃料，诸如基于它们的相对醇含量、相对辛烷值等，可以进一步调节火花需求。本文在下文中关于图8的映射图阐述示例性趋势。
在414处，该示例包括：基于更新的火花正时和火花能量估计值，调节至少一个点火火花控制信号(或信号属性)。在双线圈点火系统中，至少两个火花控制信号属性可以基于反向的火花正时和能量而确定。在一个示例中，火花控制信号可以包括火花驻留命令、火花充电电流以及火花驻留命令被发送至点火线圈(一个或更多)所处的曲轴角中的一个或更多个。在另一个示例中，火花控制信号可以是曲轴角，在该曲轴角处，两个火花驻留命令被供应至双线圈点火系统的两个点火线圈。对于每个汽缸循环，驻留命令可以与发动机位置同步输出。另外，可以确定供应至每个点火线圈的点火命令脉冲持续时间和/或点火线圈(双线圈系统中)的放电之间的延迟。
在416处，该例程包括将确定的控制信号转换成线圈驱动信号。线圈驱动信号确定向单个火花塞供应能量的一个或更多个点火线圈的充电和放电何时发生。
在一个示例中，其中将能量供应至单个火花塞的单个点火线圈的充电控制经由单个命令信号(例如，在单线圈点火系统中)引导，该例程解释单个命令信号并将驻留信号输出到单个点火线圈。在另一个示例中，其中将能量供应至单个火花塞的两个点火线圈的充电控制经由单个命令信号(例如，在双线圈点火系统中)引导，该例程解释单个命令信号并将不同的驻留命令输出到两个点火线圈的每个。
在418处，该例程包括使用确定的电流驱动点火线圈(或多个线圈)。当驻留信号允许电流流到点火线圈时，每个点火线圈充电。然后当流到点火线圈的电流停止时，点火线圈放电。在一个示例中，可以经由场效应晶体管或另一种类型的开关装置向点火线圈(一个或更多)供应电流。在点火线圈(一个或更多)已经供应能量到单个火花塞之后，例程400退出。换句话说，在用于即将发生的汽缸燃烧事件的火花事件之前，例程开始，并且在用于给定汽缸燃烧事件的火花事件之后，例程退出。然后，在用于每个汽缸燃烧事件的火花事件之前，重复该例程。
在一个示例中，例程400调节供应至单个导体的火花属性，所述单个导体携带关于地的命令信号，其中该命令信号包括用于两个点火线圈的每个的火花正时和驻留信息，该两个点火线圈向单个火花塞提供能量。可以针对每个发动机汽缸供应单个导体。单个属性可以包括供应包括持续时间的信号的脉冲宽度。脉冲宽度的持续时间可以是用于向两个点火线圈的每个供应充电量的基础。脉冲宽度的正时可以是用于两个点火线圈的每个的启动和/或结束点火线圈充电的基础。脉冲宽度可以用于高或低电位信号部分。脉冲宽度也可以确定两个点火线圈的充电和放电顺序。
现在转向图5，所示出的示例性例程500用于基于包括燃料类型和喷射比的汽缸供应燃料调节点火输出。该方法允许点火输出改变以在汽缸燃烧事件中更好匹配和补偿燃料类型和燃料喷射类型的变化。
在502处，该例程确定用于下一个汽缸燃烧事件的汽缸供应燃料的喷射比。具体地，该例程确定经由进气道喷射在汽缸中接收的燃料的总量的比例相对于经由直接喷射在汽缸中接收的燃料的总量的比例。在504处，该例程确定在汽缸中接收的第一燃料和第二燃料的燃料类型。具体地，该例程确定经由进气道喷射器在汽缸中接收的第一燃料相对于经由直接喷射器在汽缸中接收的燃料中的第二燃料。作为一个示例，控制器可以确定两种燃料之间的燃料醇含量或辛烷值的差。
如果点火系统是单线圈点火系统，然后该例程前进至步骤506-508。否则，如果点火系统是双线圈点火系统，该例程前进至步骤510-512。
在506处，其中发动机包括单个线圈点火系统，该例程包括基于喷射比和燃料类型调节点火线圈驻留命令。接下来，在508处，该例程包括基于喷射比和燃料类型调节点火线圈的放电正时。例如，该例程可以包括从基于发动机工况(其包括发动机转速和负荷)的初始驻留命令(或初始驻留时间)调节至基于经由进气道喷射相对于直接喷射在汽缸中接收的燃料(一种或更多种)的最终驻留命令(或最终驻留时间)。
控制器可以使用进气道喷射的比例和直接喷射的比例的不同驻留表。例如，控制器可以参考第一驻留表以基于驻留命令确定进气道喷射。在第一驻留表中，用于单个点火线圈的驻留命令输出被储存为进气道喷射的燃料的量或比例的函数。类似地，控制器可以参考第二驻留表以基于驻留命令确定直接喷射。在第二驻留表中，用于单个点火线圈的驻留命令输出被储存为直接喷射的燃料的量或比例的函数。接着控制器可以内推(interpolate)两个表的输出以确定最终驻留命令。例如，可以经由使用乘法器或加法器函数内推所述值。
在一个示例中，该调节包括响应于经由直接喷射输送的燃料的总量的较高比例，增加点火线圈驻留命令或驻留时间，以及响应于经由进气道喷射输送的燃料的总量的较高比例，减小点火线圈驻留命令或驻留时间。该调节可以进一步包括，随着经由直接喷射输送的第二燃料的醇含量增加，增加点火线圈驻留时间；以及随着经由进气道喷射输送的第一燃料的醇含量增加，增加点火线圈驻留时间。
在510处，其中发动机包括具有耦接至共同汽缸火花塞的第一点火线圈和第二点火线圈的双线圈点火系统，该例程包括基于喷射比和燃料类型调节用于第一点火线圈的第一点火线圈驻留命令和用于第二点火线圈的第二点火线圈驻留命令的每个。接下来，在512处，该例程包括基于喷射比和燃料类型，调节第一点火线圈和第二点火线圈的每个的放电正时。因此，这包括基于汽缸供应燃料(其包括喷射比和燃料类型)调节第一点火线圈的放电和第二点火线圈的放电之间的延迟时间。
控制器可以使用用于进气道喷射的比例和直接喷射的比例的不同的驻留表。例如，控制器可以参考第一驻留表以基于驻留命令确定进气道喷射。在第一驻留表中，用于两个点火线圈的每个的驻留命令输出以及它们放电之间的延迟时间可以被储存为进气道喷射的燃料的量或比例的函数。类似地，控制器可以参考第二驻留表以基于驻留命令确定直接喷射。在第二驻留表中，用于两个点火线圈的每个的驻留命令输出以及它们放电之间的延迟时间可以被储存为直接喷射的燃料的量或比例的函数。该控制器然后可以内推两个表的输出以确定最终驻留命令。例如，可以经由使用乘法器或加法器函数内推所述值。例如，可以使用具有用于进气道燃料喷射量的值的第一转速-负荷查找表并且可以使用具有用于直接燃料喷射量的值的第二转速-负荷查找表。所应用的最终驻留时间可以被计算为：
驻留时间_总＝PFI部分(驻留_PFI)+(1-PFI部分(驻留_DI))其中，驻留_PFI是第一查找表的输出，并且驻留_DI是第二查找表的输出。
在一个示例中，该调节包括：响应于经由直接喷射输送的燃料的总量的较高比例，增加第一点火线圈和第二点火线圈的每个的驻留时间，以及响应于经由进气道喷射输送的燃料的总量的较高比例，减少第一点火线圈和第二点火线圈的每个的驻留时间。在另一个示例中，随着经由直接喷射器的汽缸供应燃料的相对比例增加，可以增加第一点火线圈的驻留时间同时减少第二点火线圈的驻留时间。在又一个示例中，随着经由进气道喷射器的汽缸供应燃料的相对比例增加，可以增加第一点火线圈的放电和第二点火线圈的放电之间经过的时间。在再一个示例中，其中第一点火线圈早于第二点火线圈被充电和放电，该调节可以包括，随着经由直接喷射输送的燃料的总量的比例增加，增加第一线圈的放电和第二线圈的放电之间的延迟时间。在每种情况中，点火能量需求可以被校准至具体燃烧室或发动机系统的需要。
以此方式，在汽缸火花事件期间，该例程包括：基于经由直接喷射器和经由进气道喷射器的汽缸供应燃料，调节耦接至汽缸火花塞的第一点火线圈和第二点火线圈的每个的驻留时间。该例程还包括基于汽缸供应燃料，调节第一点火线圈的放电和第二点火线圈的放电之间经过的时间。如以上所讨论的，汽缸供应燃料包括经由进气道喷射器在汽缸中接收的第一燃料和经由直接喷射器在汽缸中接收的第二燃料，并且进一步包括，与进气道喷射器相比，经由直接喷射器接收的汽缸供应燃料的相对比例。在一个示例中，随着第一燃料和第二燃料之间的醇含量的差(或辛烷值的差)增加，增加第一点火线圈的驻留时间并减少第二点火线圈的驻留时间。类似地，随着第一燃料和第二燃料之间的醇含量的差增加，改变第一点火线圈的放电和第二点火线圈的放电之间经过的时间。因此，由于来自直接喷射的醇混合物的冷却将增加汽缸空气增压和火花塞被放电到的压力，较高百分比的乙醇燃料的较高直接喷射的部分会需要较高点火输出。通过运行更靠近实际需要的点火能量(替代地，常常提供过剩能量)，降低寄生损失，并且增加了部件耐用性，而且降低部件工作温度。因而，通过基于喷射的燃料的醇含量以及基于直接喷射的燃料的比例调节点火输出，提高了火花事件效率和火花塞耐用性。
现在参考图6，映射图600示出向火花塞供应电能的单个点火线圈的示例性信号。该信号可以通过图2示出的单个线圈点火系统提供。映射图600在曲线602上描述线圈充电电流随时间的变化并在曲线604上描述线圈放电电流随时间的变化。曲线602和604在时间上绘制(沿x轴线绘制)。竖直标记t0-t2代表顺序期间感兴趣的时间。
在时间t0处，点火线圈既不充电也不放电。例如，在接收火花的汽缸的进气或排气冲程期间，点火线圈可以不被充电或放电。
在时间t1处，响应于基于发动机转速和负荷并进一步基于汽缸供应燃料的期望的火花正时，电流开始流到点火线圈的一次侧。当开关或驱动器闭合以允许电流从能量源流到点火线圈时，电流可以流到点火线圈中。在一个示例中，(图2的)点火线圈驱动器202在接收到来自控制器的驻留命令后闭合。电流被施加达持续时间d1(从t1至t2)，d1在本文中被称为驻留时间。因此，驻留命令可以规定驻留时间d1。另外，基于驻留时间，点火线圈中获得的峰值电流I1可以改变。具体地，随着驻留时间d1增加，施加到点火线圈的峰值电流I1可以增加。由于在接着发生的火花事件期间峰值电流与火花能量成比例，因此通过增加驻留时间和峰值电流，增加产生的火花事件的点火输出。
在时间t2处，响应于期望火花正时，流到点火的一次侧的电流停止，引起点火线圈的二次侧放电并在点火线圈和火花塞之间感应电流。随着时间增加，点火线圈电流衰减。在一个示例中，在时间t2处，(图2的)点火线圈驱动器202响应于来自控制器的命令而打开。由于放电，火花事件持续持续时间d2。
如本文所阐述的，随着直接喷射的燃料的比例增加和/或直接喷射的燃料的醇含量增加，通过增加点火线圈的驻留时间d1，点火输出能够增加从而提高点火事件的稳健性。
现在参考图7，映射图700示出用于向单个、共同火花塞供应电能的两个点火线圈的示例性信号。所述信号可以由图3所示的双线圈点火系统提供。映射图700在曲线702上描述施加到第一点火线圈(诸如图3的线圈306)的第一充电电流，并在曲线704上描述施加到第二点火线圈(诸如图3的线圈308)的第二充电电流。在汽缸循环期间，施加第一和第二充电电流以提供火花事件的能量。映射图700进一步在曲线706上描绘来自第一和第二点火线圈的放电电流。竖直标记t0-t9代表顺序期间感兴趣的时间。
在时间t0处，点火线圈既不充电也不放电。例如，在接收火花的汽缸的进气或排气冲程期间，点火线圈可以不被充电或放电。
在时间t6处，响应于基于发动机转速、负荷并进一步基于汽缸供应燃料的期望火花正时，电流开始流到第一点火线圈的一次侧。当开关或驱动器闭合以允许电流从能量源流到第一点火线圈时，电流可以流到第一点火线圈。在一个示例中，在接收到来自控制器的命令之后，(图3的)点火线圈驱动器302闭合。施加电流达持续时间d11(从t6至t7)，d11在本文中被称为第一点火线圈的第一驻留时间。因此，第一驻留命令可以规定第一驻留时间。另外，基于第一驻留时间，点火线圈中获得的峰值电流I11可以改变。具体地，随着第一驻留时间d11增加，施加到第一点火线圈的峰值电流I11可以增加。由于在接着发生的火花事件期间峰值电流与火花能量成比例，因此通过增加驻留时间和峰值电流，增加产生的火花事件的点火输出。
在时间t7处，响应于基于发动机转速、负荷并进一步基于汽缸供应燃料的期望火花正时，电流开始流到第二点火线圈的一次侧。当开关或驱动器闭合以允许电流从能量源流到第二点火线圈时，电流可以流到第二点火线圈。在一个示例中，在接收到来自控制器的命令之后，(图3的)点火线圈驱动器304闭合。施加电流达持续时间d12(从t7至t8)，d12在本文中被称为第二点火线圈的第二驻留时间。因此，第二驻留命令可以规定第二驻留时间。另外，基于第二驻留时间，点火线圈中获得的峰值电流I12可以改变。具体地，随着第二驻留时间d12增加，施加到第二点火线圈的峰值电流I12可以增加。由于在接着发生的火花事件期间峰值电流与火花能量成比例，因此通过增加驻留时间和峰值电流，增加产生的火花事件的点火输出。
在时间t8处，响应于期望火花正时，流到第一点火线圈的一次侧的电流停止，引起第一点火线圈的二次侧放电并在点火线圈和火花塞之间感应电流。随着时间增加，第一点火线圈电流衰减。在时间t9处，响应于期望火花正时，流到第二点火线圈的一次侧的电流停止，引起第二点火线圈的二次侧放电并在点火线圈和火花塞之间感应电流。具体地，t8处第一线圈的放电和t9处第二线圈的放电之间经过时间延迟d13。如之前讨论的，时间延迟d13可以基于汽缸供应燃料调节。例如，时间延迟d13可以随着喷射燃料的醇含量的增加和/或随着经由直接喷射输送的燃料的比例的增加而增加。第二点火线圈电流增强(bolster)来自第一点火线圈的电流，延长火花持续时间和火花能量。因而，随着I11和I12增加以及进一步随着d13增加至阈值，火花点火事件可以延长以及点火性能和稳健性可以得到提高。以此方式，通过调节应用至双线圈点火系统的每个点火线圈的驻留命令，可以增加火花持续时间和能量以便提高汽缸中的燃烧稳定性。
现在转向图8，映射图800和850描绘点火线圈驻留命令和放电延迟随着燃料类型变化并进一步随着喷射类型变化而变化的示例性趋势。
映射图800描绘沿着y轴线的点火能量的变化与沿着x轴线的喷射类型的变化的关系，这也取决于发动机转速-负荷状况。映射图850描绘沿着y轴线的放电延迟的变化与沿着x轴线的喷射类型的变化的关系，这也取决于发动机转速-负荷状况。因此，映射图850中示出的趋势可以用于双线圈点火系统的每个点火线圈的放电之间的延迟，而映射图800示出的趋势可以用于单个线圈点火系统中的单个点火线圈或双线圈点火系统的两个点火线圈。因此，除了受直接喷射相对于进气道喷射的燃料的部分的影响，以及基于进气冲程相对于压缩冲程直接喷射的燃料的分流比，点火能量、放电延迟和驻留时间需求可以是发动机转速范围特性。
随着发动机转速和负荷增加，进气道喷射的燃料部分相对于直接喷射的燃料部分增加。如所示出的，较高点火能量被应用在其中直接喷射的燃料部分较高(例如，100％DI)的低发动机转速-负荷状况。而且，较高点火能量被应用在其中进气道喷射的燃料部分较高(例如，大多数为PFI)的高发动机转速-负荷状况。较高点火能量以及较高放电延迟被应用在低发动机转速和负荷状况以克服由于低电荷运动的低弧效果。在高发动机转速和负荷状况上，应用较高点火能量但应用较低放电延迟以增加总的二次电流。这使得所述弧更耐高电荷运动引起的吹熄。
在一个示例中，对于给定燃料，随着经由直接喷射输送的燃料部分减少(以及经由进气道喷射输送的给定燃料部分减少)，减少放电延迟并增加点火能量。此外，随着直接喷射的燃料(相对于进气道喷射的燃料)的醇含量增加，增加点火能量并增加放电延迟。因此，图8的映射图中示出的趋势是一般趋势。应当理解，直接喷射分流喷射(其中直接喷射的燃料的至少一部分经由进气冲程直接喷射输送并且该燃料的另一部分经由压缩冲程直接喷射输送)的点火需求可以取决于(除了发动机转速和负荷状况之外)燃烧的总的空燃比。例如，分流直接喷射的点火能量和放电延迟需求可以取决于汽缸内燃料质量的大多数的空燃比相对于火花塞周围的燃料质量的空燃比。因此，如果汽缸内质量总体上是稀的(比化学计量比稀)且来自随后压缩冲程直接喷射的燃料质量被正时以在火花时间处到达火花塞，可以缓解点火能量和延迟需求。
基于较低的整体均质性(homogeneityoverall)，直接喷射的较高比例可能需要更多点火线圈放电延迟以在火花事件期间暴露更多电荷。较高直接喷射部分也可能与较低发动机转速和负荷一致，这导致较少的电荷运动，较少弧拉长，并因此获得较少有效弧。具有较长整体火花持续时间的增加的放电延迟可以帮助克服该问题。
应当理解，在进一步示例中，点火能量使用可以要求适于具体燃烧室。例如，第一发动机中需要的点火表面可以与第二发动机中需要的点火表面不同，其中第二发动机与第一发动机的配置不同。类似地，直接喷射分流比以及直接喷射器在燃烧室的侧位置或中心位置处的配置也会影响点火能量。此外，分层增压相对于均质增压的使用也会影响单个火花塞中管理的点火线圈的点火能量和输出方式。
另外，与点火能量相比，放电延迟可以被调节为汽缸内运动和发动机转速的更强函数。通常，随着核心火焰发展，其能够被吹离间隙，以及有时会被吹熄。(来自第二点火线圈的)第二放电能够用来固定(anchor)间隙内的火焰核心或开始点燃目前出现在间隙内的新的可燃混合物。
现在转向图9，映射图900示出随着汽缸供应燃料的变化和发动机转速和负荷状况的变化如何调节火花的一个示例。
在较低发动机转速和负荷状况期间，在增加的点火能量的区域902处运转火花。在该区域，利用直接喷射的燃料的相对较高部分运转发动机。相比之下，在较高发动机转速和负荷状况期间，在增加的点火能量的区域904处运转火花。在该区域，利用进气道喷射的燃料的相对较高部分运转发动机。此外，随着发动机转速增加，并因此电荷运动增加，(在双线圈系统中的)点火线圈触发之间的放电延迟减少(如箭头906所指示的)。
因而，放电延迟增加时，增加的点火能量被施加在运转区域902中以对抗由于减少的电荷运动引起的减少的火花塞效率。具体地，在该运转区域，增加的点火能量对抗减少的弧拉伸。相比之下，减少的放电延迟时，增加的点火能量被施加在区域904中以对抗火花吹熄。
在一个示例中，发动机系统包含发动机汽缸，发动机汽缸包括单个火花塞；点火系统包括电耦接至单个火花塞的第一点火线圈和第二点火线圈；用于进气道喷射第一燃料至汽缸的进气道喷射器；以及用于直接喷射第二燃料至汽缸的直接喷射器。发动机系统可以进一步包括控制器，该控制器包括储存在非临时存储器中的指令以经由单个导体向第一和第二点火线圈供应不同的充电电流时间(chargingcurrenttimes)，不同的充电电流时间基于第一和第二燃料，并进一步基于经由直接喷射器相对于进气道喷射器的汽缸供应燃料的比例；以及第一和第二点火线圈的每个向单个火花塞放电。控制器还可以进一步包括用于基于汽缸供应燃料调节放电第一点火线圈到单个火花塞和放电第二点火线圈到单个火花塞之间的延迟的指令。不同的充电电流时间可以包括提供至第一点火线圈的第一充电电流和提供至第二点火线圈的第二充电电流。在一个示例中，随着经由直接喷射器相对于进气道喷射器接收的汽缸供应燃料的比例增加，第一充电电流增加较大量而第二充电电流增加较小量。这里，第一充电电流、第二充电电流和延迟的每个可以进一步由控制器基于经由直接喷射器输送的第一燃料的可燃性相对于经由进气道喷射器输送的第二燃料的可燃性而调节。例如，随着第一燃料和第二燃料之间的可燃性的差增加，可以降低延迟。控制器可以将两个不同的点火线圈充电电流时间转换为两个点火线圈命令。此外，响应于两个点火线圈命令，控制器可以运转两个点火线圈驱动器。另外，第一点火线圈充电电流可以在包括第一发动机曲轴角的第一时间处供应，而第二点火线圈充电电流可以在包括第二发动机曲轴角的第二时间处供应。第一发动机曲轴角可以从第二发动机曲轴角推迟或提前。
在进一步表述中，用于向发动机提供火花的方法包含：经由第一导体向第一点火线圈供应第一点火线圈充电电流时间；经由第二导体向第二点火线圈供应第二点火线圈充电电流时间；以及第一点火线圈和第二点火线圈向汽缸的单个火花塞放电，第二点火线圈的放电相对于第一点火线圈的放电延迟。这里，基于在汽缸中接收的进气道喷射的燃料相对于直接喷射的燃料的比例，调节第一点火线圈充电电流、第二点火线圈充电电流和第一和第二点火线圈的放电之间的延迟的每个。第一点火线圈充电电流时间可以经由第一脉冲宽度提供并且第二点火线圈充电电流时间可以经由第二脉冲宽度提供，第一脉冲宽度比第二脉冲宽度长。此外，第一点火线圈充电电流时间和第二点火线圈充电电流时间可以与发动机位置同步供应。
以此方式，双燃料喷射系统中的火花稳健性可以得到改善。通过基于直接喷射的燃料部分相对于进气道喷射的部分调节点火命令，点火输出可以更好地匹配具体喷射类型的点火需要。因此，这降低了火花能量的过度使用而不影响火花性能。还通过基于经由具体喷射类型输送的燃料调节点火输出，可以进一步优化火花使用。总的来说，点火输出可以被调节以更好地匹配给定燃料类型和喷射类型的组合的点火需求。
注意，本文所包括的示例性控制和估计例程能够与各种发动机和/或运载工具系统配置连用。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在永久性存储器中。本文描述的具体例程可以代表任何数量的处理策略中的一个或更多个，如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，各种动作、操作和/或功能可以按说明的顺序执行、并行地执行，或者在一些情况下被省略。同样，实现本文描述的示例实施例的特点和优点时，处理的顺序不是必须要求的，而是为了便于说明和描述。根据所用的具体策略，一个或更多个说明性的动作、操作和/或功能可以重复执行。另外，所述动作、操作和/或功能可以图形表示编程到发动机控制系统的计算机可读存储介质的永久性存储器中的代码。
应理解，本文公开的配置和例程本质上是示例性的，且这些具体实施例不应被视为具有限制意义，因为大量的变体是可能的。例如，上述方法能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12，对置4，及其他发动机类型。本公开的主题包括在此公开的各种系统和配置、及其他特征、功能、和/或属性的所有新颖和非显而易见的组合及子组合。
下面的权利要求具体指出视为新颖和非显而易见的特定组合及子组合。这些权利要求可能引用“一个”元素或“第一”元素或其等同体。这样的权利要求应被理解为包括一个或一个以上这样的元素的结合，而不是要求或排除两个或两个以上这样的元素。所公开的特征、功能、元素和/或属性的其他组合及子组合可以通过本发明权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提供新的权利要求来请求保护。这样的权利要求，无论是在范围上比原始权利要求更宽、更窄、等价或不同，都应被视为包括在本发明的主题之内。

Claims (20)

1.一种用于发动机的方法，其包含：
基于经由相对于直接喷射的进气道喷射在汽缸中接收的燃料，调节用于汽缸火花事件的点火线圈驻留时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述调节包括基于经由所述进气道喷射在所述汽缸中接收的燃料的总量的比例相对于经由所述直接喷射在所述汽缸中接收的燃料的所述总量的所述比例调节。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述调节进一步包括基于经由所述进气道喷射在所述汽缸中接收的第一燃料相对于直接喷射接收的第二燃料调节。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述发动机包括单线圈点火系统并且其中所述调节包括：响应于在较低发动机转速和负荷处经由直接喷射输送的燃料的所述总量的较高比例，增加所述点火线圈驻留时间，以及响应于在较高发动机转速和负荷处经由进气道喷射输送的燃料的所述总量的较高比例，增加所述点火线圈驻留时间。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述调节进一步包括，随着经由直接喷射输送的所述第二燃料的醇含量增加，增加所述点火线圈驻留时间。
6.根据权利要求3所述的方法，其中所述发动机包括双线圈点火系统，所述双线圈点火系统具有耦接至共同汽缸火花塞的第一点火线圈和第二点火线圈，且其中所述调节包括：响应于经由直接喷射输送的燃料的所述总量的较高比例，增加至少所述第一点火线圈的所述驻留时间。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一点火线圈比所述第二点火线圈更早地被充电和放电，并且其中所述调节进一步包括：随着经由所述直接喷射输送的燃料的所述总量的所述比例增加，增加所述第一线圈的放电和所述第二线圈的放电之间的时间。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述调节包括从基于发动机工况的初始驻留时间估计值调节到基于经由进气道喷射相对于直接喷射在汽缸中接收的燃料的最终驻留时间估计值，所述发动机工况包括发动机转速和负荷。
9.一种用于发动机的方法，其包含：
在汽缸火花事件期间，
基于经由直接喷射器和经由进气道喷射器的汽缸燃料供应，调节耦接至汽缸火花塞的第一点火线圈和第二点火线圈中的每个的驻留时间。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包含：基于所述汽缸燃料供应，调节所述第一点火线圈的放电和所述第二点火线圈的放电之间经过的时间。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述汽缸燃料供应包括经由所述进气道喷射器在所述汽缸中接收的第一燃料和经由所述直接喷射器在所述汽缸中接收的第二燃料。
12.根据权利要求11所述的方法，其中随着所述第一燃料和所述第二燃料之间的醇含量的差增加，增加所述第一点火线圈的所述驻留时间并增加所述第二点火线圈的所述驻留时间。
13.根据权利要求12所述的方法，其中随着所述第一燃料和所述第二燃料之间的醇含量的所述差增加，增加所述第一点火线圈的放电和所述第二点火线圈的放电之间的所述经过的时间。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述汽缸燃料供应进一步包括与所述进气道喷射器相比，经由所述直接喷射器接收的所述汽缸燃料供应的相对比例。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，随着经由所述直接喷射器输送的汽缸燃料供应的所述相对比例增加，增加所述第一点火线圈的所述驻留时间并增加所述第二点火线圈的所述驻留时间。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，随着经由所述直接喷射器输送的汽缸燃料供应的所述相对比例增加，增加所述第一点火线圈的放电和所述第二点火线圈的放电之间的所述经过的时间。
17.一种发动机系统，其包含：
包括单个火花塞的发动机汽缸；
包括电耦接至所述单个火花塞的第一点火线圈和第二点火线圈的点火系统；
用于进气道喷射第一燃料至所述汽缸的进气道喷射器；
用于直接喷射第二燃料至所述汽缸的直接喷射器；和
控制器，其包括储存在非临时存储器中的指令以：
经由单个导体向所述第一点火线圈和所述第二点火线圈供应不同的充电电流时间，所述不同的充电电流时间基于所述第一燃料和第二燃料，并进一步基于经由所述直接喷射器相对于所述进气道喷射器的汽缸燃料供应的比例；以及
所述第一点火线圈和第二点火线圈的每个向单个火花塞放电。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述控制器进一步包括用于基于所述汽缸燃料供应调节所述第一点火线圈向所述单个火花塞放电和所述第二点火线圈向所述单个火花塞放电之间的延迟的指令。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述不同的充电电流时间包括提供至所述第一点火线圈的第一充电电流和提供至所述第二点火线圈的第二充电电流，并且其中，随着经由所述直接喷射器相对于所述进气道喷射器接收的汽缸燃料供应的所述比例增加，所述第一充电电流增加较小量而所述第二充电电流增加较大量。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述第一充电电流、第二充电电流和延迟的每个进一步基于经由所述直接喷射器输送的第一燃料的可燃性相对于经由所述进气道喷射器输送的第二燃料的所述可燃性而被调节，随着所述第一燃料和所述第二燃料之间的可燃性的差增加，所述延迟减小。
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