CN106855022B - 用于提前点火控制的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于提前点火控制的方法和系统。本发明提供用于基于在邻近汽缸中的后期燃烧、部分燃烧或失火来调节至汽缸的火花和/或燃料喷射的方法和系统。联接到汽缸排气道的压力传感器用于对汽缸排气门事件期间的排气压力脉动进行采样，并且准确地估计在汽缸中生成和从汽缸中释放的残余物的量以及接收来自邻近汽缸的残余物的量。在提前点火事件发生之前，在汽缸中执行相应的减轻动作。

Description

用于提前点火控制的方法和系统

技术领域

本说明书总体涉及用于控制车辆发动机以减少提前点火(pre-ignition)事件的方法和系统。

背景技术

在某些工况下，发动机汽缸会失火(misfire)或者具有缓慢的燃烧。这些失火或缓慢燃烧能够增加在凸轮或气门重叠期间进入相邻汽缸的热残余物。当发生这种情况时，热残余物能够使得失火引起在相邻汽缸内的提前点火。提前点火能够生成非常高的缸内压力，这能够导致类似于燃烧爆震的燃烧压力波，但是具有更大的强度。

并且，在升压发动机中，其中燃烧晚于预期的后期燃烧(late combustion)事件也能够导致提前点火燃烧事件。具体地，该后期燃烧能够导致高的排气歧管压力和温度，以及高于预期的排气残余物。该升高的排气歧管压力能够克服排气门弹簧压力并且潜在地打开在相邻汽缸上的排气门，从而用热排气残余物填充汽缸，并且增加相邻汽缸中的提前点火的可能性。该问题在小体积排气歧管中可加剧，诸如可以用于涡轮增压发动机系统中以使扭矩时间最小化。由此，提前点火事件能够降低发动机性能并引起发动机退化。

已经开发了各种方法来减少此类后期燃烧诱发的提前点火事件。Glugla等人在US20150167573中示出了一种示例方法。其中，响应于第一汽缸中的失火事件或后期燃烧事件，确定最可能接收来自第一汽缸的热残余物的第二邻近汽缸。然后，在第二汽缸中诱发提前点火之前在其中预先执行一个或多个提前点火减轻动作。

然而，本文的发明人已经识别到使用此方法的潜在问题。作为示例，基于在后期燃烧期间的排气压力峰值的实际位置、大小和正时，获得热残余物的汽缸的特性可以不同。例如，Glugl的方法可以依赖于平均排气压力来识别接收残余物的汽缸。然而，由于排气压力脉动，排气压力的瞬时值可以显著不同于平均压力，从而导致在识别残余物接收汽缸方面误差。还有其他变量诸如发动机转速、火花正时和气门正时事件能够影响在生成和释放来自第一汽缸的热残余物与在第二汽缸中非预期地接收热残余物之间引发的输送延迟。作为另一示例，Glugla的方法可以在第二汽缸上施加比基于在汽缸中实际接收的残余物的量所保证的更有力的提前点火减轻动作(诸如，减轻富化的较高富化度的提前点火，或较长的富化持续时间)。因此，燃料经济性可退化。

发明内容

本文的发明人已经认识到，通过对汽缸的排气门事件期间的汽缸排气压力进行采样来确定用于每个汽缸的排气压力分布图，可以更准确地识别何时和何处释放残余物，该残余物有多少和多热，以及哪些汽缸将受那些残余物的影响。在一个示例中，上述问题可以通过用于解决发动机中的提前点火的方法而至少部分地得到解决，该方法包括：响应于在汽缸中接收或生成的残余物的量，指示在汽缸中即将发生的提前点火，残余物的量基于排气压力和进气歧管压力；以及基于该指示并且进一步基于残余物的量调节汽缸的燃料供给(fueling)。以这种方式，可以减少失火和后期燃烧诱发的提前点火事件。

作为示例，通过在相应的排气门事件期间对每个汽缸的排气压力(在排气道处所估计的)进行采样可以确定每个汽缸的排气压力分布图。该分布图可以包括针对排气门事件期间的每个点的瞬时排气压力估计值，以及峰值排气压力和平均排气压力。基于每个汽缸的排气压力分布图，发动机控制器可以确定是否已经发生汽缸失火事件或后期燃烧事件。另外，通过将排气压力与进气歧管压力进行比较，控制器可以确定从失火/后期燃烧的汽缸释放的残余物的量、位置和温度。基于发动机配置、汽缸点火顺序和每个汽缸的气门正时，可以识别可能接收残余物的汽缸。然后，基于所释放的残余物的量和温度，控制器可以进一步确认残余物是否将被接收在所识别的汽缸中(诸如，通过将残余物生成的力与压低气门座的弹簧的力进行比较)。如果残余物被接收，则响应于所接收的残余物的温度和量，可以调节要在所识别的汽缸中执行的提前点火减轻动作。另外，可以更新在残余物释放和接收汽缸中的内部EGR估计值，从而允许对汽缸操作参数诸如火花正时和外部EGR进行相应调节。

以这种方式，通过估计每个发动机汽缸中的排气压力脉动，可以更准确地确定从汽缸释放以及在另一汽缸中接收的排气残余物的量。依赖于在汽缸排气门事件期间的瞬时和峰值排气压力估计值而非平均排气压力的技术效果在于，可以提供更高的信噪比，从而改进失火或后期燃烧汽缸的识别，以及受到从失火或后期燃烧汽缸释放的残余物影响的其他汽缸。通过在被识别为接收残余物的汽缸中执行提前点火减轻调节，可以更好地解决后期燃烧/失火诱发的提前点火。基于在其中接收的残余物的量和温度调节受影响汽缸中的燃料和/或火花的技术效果在于，可以在不使燃料经济性降低的情况下解决提前点火。具体地，燃料和火花调节可基于残余物更准确地与预期的提前点火程度匹配。更进一步地，通过依赖于用于失火检测的排气压力分布图，可存在更少的失火的误报指示。总体上，能够减少由于失火和后期燃烧诱发的提前点火造成的发动机退化。

应当理解，提供以上发明内容是以简化形式介绍在具体实施方式中进一步描述的所选概念。这并不意味着确立所要求保护的主题的关键或必要特征，其范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决以上或在本公开的任何部分中所提到的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出内燃机的示意图。

图2至图3示出汽缸的不同示例气门正时。

图4示出示例预测汽缸排气压力。

图5示出用于基于排气压力分布图识别来自失火汽缸的残余物的释放和邻近汽缸中的残余物的接收的示例方法的高级流程图。

图6示出根据本公开的由于从后期燃烧或失火汽缸接收的残余物而造成的邻近汽缸中的排气门打开的示例性识别，以及火花正时和燃料喷射的示例调节。

具体实施方式

以下描述涉及用于响应于邻近汽缸中的后期燃烧或失火检测汽缸中的热残余物的递送、并且调节到受影响汽缸的火花和/或燃料喷射以便减少后期燃烧或失火诱发的提前点火事件的系统和方法。在配置有小排气歧管的发动机中，诸如图1的发动机系统，来自第一汽缸中的后期燃烧事件的排气残余物能够提高排气歧管压力，使得残余物被强制接收在第二邻近汽缸中。发动机控制器可以经配置监测如基于气门正时(图2至图3)所确定的排气门事件期间的每个汽缸的排气压力，以确定相应的排气压力分布图，如图4所示。基于排气压力分布图，控制器可以执行控制程序，诸如图4的示例程序，以识别从第一失火/后期燃烧汽缸生成和释放的残余物的量和温度，以及在第二邻近汽缸处接收的残余物的量和温度。控制器还可以调节与在第二汽缸中接收的残余物的量和温度相对应的到第二汽缸的火花和/或燃料喷射，这也基于排气压力分布图来确定。参考图6描述示例残余物分布图和燃料喷射调节。以这种方式，可以减少由于提前点火事件造成的发动机退化。

图1为示出多缸发动机10的一个汽缸的示意图，多缸发动机10可以包括在汽车的推进系统中。发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制系统，以及通过自车辆操作者130经由输入设备132的输入进行控制。在该示例中，输入设备132包括加速器踏板和用于生成成比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室(即，汽缸)30可以包括燃烧室壁136，其中活塞138定位在燃烧室壁136中。活塞138可联接到曲轴140，使得活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由中间变速器系统联接到车辆的至少一个驱动轮。进一步地，起动马达可以经由飞轮联接到曲轴140，以启用发动机10的起动操作。

汽缸30能够经由一系列进气通道142、144和146接收进气。进气通道146还能够与汽缸30之外的发动机10的其他汽缸连通。在一些实施例中，进气通道中的一个或多个可以包括升压设备，诸如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1示出配置有涡轮增压器的发动机10，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，以及沿排气通道148布置的排气涡轮176。压缩机174可经由轴180至少部分地由排气涡轮176提供动力，其中升压设备被配置为涡轮增压器。然而，在其他示例中，诸如在发动机10设有机械增压器的情况下，可以可选地省略排气涡轮176，其中压缩机174可以由来自马达或发动机的机械输入提供动力。可以沿发动机的进气通道提供包括节流板164的节气门20用于改变提供至发动机汽缸的进气的流速和/或压力。例如，节气门20可以设置在压缩机174的下游，如图1所示，或者另选地可以被提供在压缩机174的上游。

除汽缸30之外，排气通道148还能够接收来自发动机10的其他汽缸的排气。在一个示例中，排气通道148可以接收来自发动机10的所有汽缸的排气。然而，在一些实施例中，来自一个或多个汽缸的排气可以被引导至第一排气通道，而来自一个或多个其他(剩余的)汽缸的排气可以被引导至第二不同的排气通道，然后该不同的排气通道进一步向下游会聚，处于或超过排气排放控制设备。排气传感器128被示出联接到排放控制设备178上游的排气通道148。传感器128可以从用于提供排气空燃比指示的各种合适的传感器中选择，诸如例如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO(如图所示)、HEGO(热EGO)、NOx、HC或CO传感器。排放控制设备178可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器，各种其他排放控制设备或其组合。

排气温度可以通过位于排气通道148中的一个或多个温度传感器(未示出)来估计。另选地，排气温度可以基于发动机工况诸如转速、负荷、空燃比(AFR)、火花延迟等来推断。进一步地，排气温度可以通过一个或多个排气传感器128计算。可以理解，排气温度可以另选地通过本文列出的温度估计方法的任何组合来估计。

发动机10的每个汽缸可以包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如，汽缸30被示出包括位于汽缸30的上部区域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中的每个汽缸(包括汽缸30)可以包括位于该汽缸的上部区域的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。

进气门150可由控制器12经由凸轮致动系统151的凸轮致动来控制。类似地，排气门156可由控制器12经由凸轮致动系统153控制。凸轮致动系统151和凸轮致动系统153可各自包括一个或多个凸轮，并且可以利用可以通过控制器12操作的凸轮廓线变换(CPS)系统、可变凸轮正时(VCT)系统、可变气门正时(VVT)系统和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个以改变气门操作。进气门150和排气门156的位置可以分别由气门位置传感器155和气门位置传感器157确定。在另选实施例中，进气门和/或排气门可由电动气门致动来控制。例如，汽缸30可以另选地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。在其他实施例中，进气门和排气门可以由共同的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来控制。

汽缸30可以具有压缩比，其为当活塞138处于底部中心对处于顶部中心时的容积比。通常，压缩比在9：1到10：1的范围内。然而，在使用不同燃料的一些示例中，压缩比可以增加。这可发生在例如当使用较高辛烷值燃料或使用具有较高潜在汽化焓的燃料时。如果使用直接喷射，则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启动燃烧的火花塞192。在选择的操作模式下，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30提供点火火花。如本文所讨论的，响应于由于在第一汽缸中的后期燃烧或失火而生成的残余物，可以在接收来自第一汽缸的排气残余物的第二邻近汽缸中禁用点火火花，以便预先制止在第二汽缸中即将发生的提前点火。

排气压力传感器123定位在排气离开汽缸30的排气通道或排气端口(port)中。排气压力传感器123可定位在汽缸盖149内或排气歧管148中。在一个示例实施例中，诸如发动机经配置用于将高压EGR从排气装置再循环到发动机进气装置，排气压力传感器123可以用于测量被再循环的高压EGR的量。在另一示例中，排气压力传感器123可以用于推断下游排放控制设备诸如下游汽油微粒过滤器的负荷。如本文详细描述的，排气压力传感器123还可以用于在气门事件期间对汽缸的排气压力进行采样，并且推断从汽缸生成和释放的，以及在汽缸中从失火或后期燃烧汽缸接收的残余物的量。

在所有汽缸共享共同排气歧管的一个示例中，单个排气压力传感器123可以位于该排气歧管中在具有来自所有汽缸的足够信噪比的位置中。在其他示例中，诸如在发动机包括分叉或分开的排气歧管(诸如，在双涡形涡轮增压发动机系统上的排气歧管)的情况下，排气压力传感器123可以联接在每个独立的排气路径中，并且可以经配置估计来自于/到仅与给出的排气支路或路径连通的汽缸的排气残余物。在其他示例中，排气压力传感器123可以联接每个汽缸，从而提供更高的信噪比和更少的传输延迟时间的优点。

在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可以配置有一个或多个用于向其提供燃料的燃料喷射器。作为非限制性示例，汽缸30被示出为包括一个燃料喷射器166。燃料喷射器166被示出为直接联接到汽缸30，用于经由电子驱动器168将与接收自控制器12的脉冲宽度信号FPW成比例的燃料直接喷射在汽缸30中。以这种方式，燃料喷射器166将燃料以所谓的燃料的直接喷射(在下文也被称为“DI”)将燃料提供到燃烧汽缸30中。尽管图1示出喷射器166作为侧喷射器，但其也可以位于活塞的顶部，诸如靠近火花塞192的位置。由于一些醇基燃料的挥发性较低，这样的位置可以改进当使用醇基燃料操作发动机时的混合和燃烧。另选地，喷射器可以位于进气门的顶部和附近以改进混合。应当理解，在另选实施例中，喷射器166可以为将燃料提供到汽缸30上游的进气道中的进气道喷射器。

应当理解，在又一实施例中，可以通过经由两个喷射器(直接喷射器166和进气道喷射器)喷射可变的燃料共混物或爆震/提前点火抑制流体，以及改变来自每个喷射器的相对的喷射量来操作发动机。

燃料可以经由包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的高压燃料系统80递送到燃料喷射器166。另选地，燃料可以通过单级燃料泵以较低压力递送，在这种情况下，在压缩冲程期间，直接燃料喷射的正时可以比如果使用高压燃料系统更受限制。进一步地，尽管未示出，但燃料箱可以具有向控制器12提供信号的压力传感器。

在汽缸的单个发动机循环期间，燃料可以通过(一个或多个)喷射器递送到汽缸。进一步地，从(一个或多个)喷射器递送的燃料的分布和/或相对量可以随工况而变化。例如，该分布可以随汽缸充气的变化率、异常汽缸燃烧事件的性质(诸如，是否存在汽缸失火事件、爆震事件或提前点火事件)而变化。此外，对于单次燃烧事件，每个循环可以执行所递送的燃料的多次喷射。多次喷射可在压缩冲程、进气冲程或其任何适当组合期间执行。

如上所述，图1仅示出多缸发动机的一个汽缸。由此，每个汽缸可以类似地包括其自身的一组进气门/排气门、(一个或多个)燃料喷射器、火花塞等。

在燃料系统80中的燃料箱可保持具有不同质量诸如不同成分的燃料或爆震/提前点火抑制流体。这些差异可以包括不同的醇含量、不同的水含量、不同的辛烷值、不同的汽化热、不同的燃料共混物和/或其组合等。在一个示例中，具有不同醇含量的燃料或爆震/提前点火抑制流体可以包括为汽油的一种燃料，为乙醇或甲醇的另一种燃料。在另一示例中，发动机可使用汽油作为第一物质和含燃料共混物的醇诸如E85(其为大约85％的乙醇和15％的汽油)或M85(其为大约85％的甲醇和15％的汽油)作为第二物质。其他含燃料的醇可以是醇和水的混合物、醇的混合物、水和汽油的混合物等。在另一示例中，两种燃料均可以是醇混合物，其中第一燃料可以是相比于具有较大醇比的第二燃料的汽油醇共混物具有较低醇比的汽油醇共混物，诸如作为第一燃料的E10(其为大约10％的乙醇)和作为第二燃料的E85(其为大约85％的乙醇)。在另一示例中，流体中的一种可以包括水，而其他流体为汽油或醇共混物。此外，第一燃料和第二燃料也可以在其他燃料质量方面有所不同，诸如温度、粘度、辛烷值、潜在的汽化焓等的差异。其他提前点火抑制流体还可以包括水、甲醇、清洗流体(其为大约60％的水和40％的甲醇的混合物)等。

此外，存储在燃料箱中的燃料或提前点火抑制流体的燃料特征可频繁地变化。在一个示例中，驾驶员可以在一天用E85再填充燃料箱，在下一天用E10再填充，并且在下一天用E50再填充。因此，在燃料箱再填充中的日常变化能够导致频繁变化的燃料成分，从而影响由喷射器166递送的燃料成分。

发动机10可进一步包括沿发动机的主体(例如，沿着发动机缸体)分布的一个(如图所示)或多个爆震传感器90。当被包括时，多个爆震传感器可以沿发动机缸体对称地或不对称地分布。爆震传感器90可以是加速计、离子传感器或振动传感器。在一个示例中，控制器12可以经配置基于一个或多个爆震传感器90的输出(例如，信号正时、振幅、强度、频率等)从汽缸排气门的强制打开(以及随后的猛力关闭)中检测和区分由于异常燃烧事件诸如爆震和提前点火而产生的发动机缸体振动。控制器可以在不同的正时窗口(window)中评估传感器输出，这些正时窗口是汽缸特定的并且基于被检测的振动的性质。例如，由于从后期燃烧汽缸释放的排气残余物而强制打开汽缸排气门所产生的振动可以通过在后期燃烧汽缸的打开排气门事件期间相对较晚的窗口中所感测的爆震传感器输出来识别。相比之下，在点火汽缸中发生的异常汽缸燃烧事件可以通过在后期燃烧汽缸的打开排气门事件期间相对较早的窗口中所感测的爆震传感器输出来识别。在一个示例中，估计爆震信号的窗口可以是曲柄角窗口。

在进一步的示例中，控制器12可以经配置基于一个或多个爆震传感器的输出(例如，信号正时、振幅、强度、频率等)以及指示汽缸充气的参数的变化率诸如歧管压力(MAP)的变化率、歧管空气流量(MAF)等来检测和区分振动的起点。

应当理解，尽管图1建议使用爆震传感器感测发动机缸体振动和排气残余物强制进入汽缸中，但在另选示例中，能够使用其他加速计、振动传感器或缸内压力传感器感测振动。进一步地，加速度计、振动传感器、缸内压力传感器和离子传感器也可以用于指示汽缸失火事件，并将失火事件与爆震或提前点火事件区分开。

还可基于由压力传感器诸如压力传感器123所感测的发动机转速波动和/或汽缸排气道压力脉动来指示汽缸失火事件或后期燃烧事件。具体地，可以在排气门事件期间(而不是在其他正时期间)通过汽缸特定的排气道压力传感器对每个发动机汽缸的排气压力脉动进行采样。基于每个汽缸的所得的排气压力分布图(包括气门事件期间的瞬时排气压力、峰值压力和平均排气压力)，并且进一步基于汽缸气门正时，控制器可以估计在每个汽缸中生成的残余物的量和温度。通过将所生成的残余物的力与将排气门保持在气门座上的气门弹簧的力进行比较，控制器可进一步确定所生成的残余物是否有可能强制打开汽缸的关闭的排气门，并且如果是这样，则可以确定所释放的残余物的量以及最可能接收那些残余物的汽缸。例如，具有打开的进气门的第二汽缸可接收来自第一汽缸的残余物，在第一汽缸中排气门被强制打开。另外，基于排气压力分布图，控制器可以确定在第二汽缸中接收的残余物的温度，并且调节至第二汽缸的火花和/或燃料，以预先制止由于所接收的残余物而即将发生的提前点火。

在发动机操作期间，发动机10内的每个汽缸通常经历四冲程循环：该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，通常，排气门156关闭并且进气门150打开。空气经由进气歧管144被引入燃烧室30中，并且活塞138移动到汽缸的底部，以便增大燃烧室30内的容积。本领域技术人员通常将活塞138靠近汽缸底部并且在其冲程结束时(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)的位置称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门150和排气门156关闭。活塞138朝向汽缸盖移动以便压缩燃烧室30内的空气。本领域技术人员通常将活塞138在其冲程结束时并且最靠近汽缸盖(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)的点称为上止点(TDC)。在下文称为喷射的过程中，将燃料引入燃烧室中。在下文称为点火的过程中，所喷射的燃料通过已知的点火装置诸如火花塞192点燃，从而导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞138推回到BDC。曲轴140将活塞运动转化成旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门156打开以将燃烧过的空气-燃料混合物释放到排气歧管148，并且活塞返回到TDC。注意，以上仅作为示例示出，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以变化，诸如以提供正气门重叠或负气门重叠、进气门迟关闭或者各种其他示例。

控制器12在图1中示为微型计算机，其包括微处理器单元(CPU)106、输入/输出(I/O)端口108、在该特定示例中示为只读存储器芯片(ROM)110的用于可执行程序和校准值的电子存储介质、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可以接收来自联接到发动机10的传感器的各种信号，除先前讨论的那些信号之外，还包括：来自质量空气流量传感器122的引入质量空气流量(MAF)的测量值；排气道压力传感器123，来自联接到冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT)；来自联接到曲轴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)；来自传感器124的绝对歧管压力信号(MAP)，来自EGO传感器128的汽缸AFR，以及来自爆震传感器90和曲轴加速度传感器的异常燃烧。发动机转速信号RPM可以由控制器12根据信号PIP生成。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用于提供在进气歧管中的真空或压力的指示。还有其他传感器诸如汽缸压力传感器、爆震传感器和/或提前点火传感器可以联接到发动机10(例如，联接到发动机的主体)，以帮助识别异常燃烧事件。控制器12接收来自图1的各种传感器的信号，并且基于所接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令采用图1的各种致动器调节发动机操作。例如，该控制器可以基于如基于排气道压力传感器123的输出所估计的汽缸排气残余物分布图来调节点火火花正时和/或燃料喷射器的脉冲宽度。

存储介质只读存储器110能够使用表示可由处理器106执行的指令的计算机可读数据进行编程，用于执行以下描述的方法以及预期但未具体列出的其他变型。

现在参考图2，其示出说明排气压力采样正时的第一圆形气门正时图。图2所示的气门正时可以在图1的系统中实施，并且所说明的采样时间是根据图5的方法。

内环202表示用于图1所示的四冲程发动机的预测进气门打开正时。外环204表示用于图1所示的四冲程发动机的预测排气门打开正时。上止点(TDC)压缩和排气位置在竖直线201的顶部处被指示。同样地，下止点(BDC)进气和膨胀位置在竖直线201的底部处被指示。进气门打开表示为IVO，进气门关闭表示为IVC，排气门打开表示为EVO，且排气门关闭表示为EVC。因此，IVO发生在排气冲程期间，并且进气门在整个进气冲程期间保持打开直到压缩冲程的早期部分为止。EVO发生在膨胀冲程期间，并且排气门保持打开直到进气冲程的早期部分为止。在该示例中，EVO为在BDC排气冲程之前的50°，并且EVC为在TDC排气冲程之后的19°。IVO为在TDC进气冲程之前的15°，并且IVC为在BDC进气冲程之后的35°，其中度数为曲轴转角。

根据图5的方法，可以在当排气门打开时的时间期间对位于汽缸排气道中的排气压力传感器进行采样。在图2中，排气门打开历时210和历时212。然而，在一些示例中，可以不在进气和排气门打开重叠时段212期间对排气压力采样。在进气和排气门重叠期间，如果进气歧管压力大于排气压力，则排气压力可以上升。因此，排气压力可以受到正进气歧管压力影响。排气压力采样可以基于自排气门打开以来的曲轴位置或时间。如果采样基于曲轴位置，则排气压力样本可以间隔预定数量的曲轴转角。另选地，可以在历时212期间获取排气样本，并且然后丢弃或不用于确定积分或峰值排气压力。因此，在该示例中，排气压力传感器采样可以在BDC排气冲程之前的50°和TDC排气冲程之后的19°之间。另选地，在该示例中，排气压力传感器采样可以在BDC排气冲程之前的50°和TDC进气冲程之前的15°之间。

现在参考图3，其示出说明排气压力采样正时的第二圆形气门正时图。图3所示的气门正时可以在图1的系统中实施，并且所说明的采样时间是根据图5的方法。内环202和外环204表示与图2所述相同的进气门和排气门。然而，在图3的第二示例中，排气门正时已延迟20°，使得EVO为在BDC排气冲程之前的30°，并且EVC为在TDC排气冲程之后的39°。另外，由于排气门正时延迟，进气门打开和排气门打开的重叠时间增加。具体地，重叠历时从34°增加到54°。根据图5的方法，可在图3的历时310期间对排气压力进行采样。进一步地，根据图5的方法可以在历时312期间对排气压力进行采样或者可以停止采样。因此，在重叠时段期间停止采样的示例中，排气压力采样历时在图2所示的排气压力采样窗口(例如，210和212)与和图3所示的排气压力采样窗口(例如，310和312)之间，从215°的采样窗口减小到195°的采样窗口。通过调节排气压力采样窗口，可以创建更准确地反映由于汽缸后期燃烧所生成和/或释放的残余物的排气压力分布图。因此，能够更可靠地预测和及时解决由于后期燃烧引发的失火以及由于后期燃烧或失火事件引发的提前点火。

现在参考图4，其示出预测的排气压力的曲线。该曲线包括竖直的Y轴和水平的X轴。Y轴表示如由联接到汽缸的排气道的压力传感器(诸如，图1的压力传感器123)所估计的汽缸的排气压力。排气压力在箭头方向上在X轴上方正向增加。排气压力在箭头方向上在X轴下方负向增加。X轴表示时间并且时间从曲线的左侧到曲线的右侧增加。

实迹线402表示还未失火的汽缸的排气压力分布图。该压力分布图在汽缸的做功/膨胀冲程期间开始并且在排气冲程中结束。该压力分布图包括峰值压力404。能够看出，由于排放(blow-down)效应，排气压力在排气门打开(EVO)时开始上升。压力在EVO后不久(510CAD附近)达到峰值，并且然后在排气门事件完成时开始下降。另外，迹线402的积分可以用于确定在汽缸中生成的残余物的量。

由此，可以通过比较峰值压力(对于失火汽缸可以观察到较低的峰值压力，而对于后期燃烧汽缸可以观察到较高的峰值压力)和/或在排气门打开期间测量的排气压力的积分(对于失火汽缸可以观察到较低的积分量，而对于后期燃烧的汽缸可以观察到较高的积分量)来区分失火汽缸与非失火汽缸。

虚迹线406表示已引发后期燃烧的相同汽缸的排气压力分布图。在从汽缸的做功/膨胀冲程到排气冲程的过渡期间，该压力分布图在BDC处开始。该压力图分布包括峰值压力408，峰值压力408高于在正常汽缸燃烧情况下观察到的峰值压力404。能够看出，当排气门延迟在BDC(540CAD)处打开时，排气压力开始上升。压力在不久之后(570CAD附近)达到峰值，并且然后在排气门事件完成时开始下降。此外，迹线406的积分可以用于确定在后期燃烧汽缸中生成的更大量的更热的残余物。

现在转到图5，其描绘用于估计每个发动机汽缸在相应排气门事件期间的排气压力分布图的示例方法500。该方法响应于汽缸中接收或生成的残余物的量进一步指示在汽缸中即将发生的提前点火，其中残余物的量基于所估计的排气压力；并且基于该指示以及进一步基于残余物的量调节汽缸的燃料供给。用于执行方法500的指令可由控制器基于存储在控制器存储器上的指令并且结合接收自发动机系统的传感器诸如以上参照图1描述的传感器的信号来执行。根据以下描述的方法，控制器可以采用发动机系统的发动机致动器来调节发动机操作。

在502处，方法500包括估计和/或测量发动机工况。所估计的参数可以包括例如发动机转速和负荷、歧管压力、驾驶员扭矩需求、EGR、升压压力等。在503处，方法500确定发动机位置。在一个示例中，发动机位置经由曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器确定。曲轴和凸轮轴位置传感器的组合允许控制器确定一号汽缸的压缩冲程的TDC以及其余发动机汽缸的冲程在哪里。例如，曲轴位置传感器可以在一次发动机旋转期间感测位置轮的59个齿。凸轮传感器可以每两个发动机转数输出一个用于曲轴转动三百六十度的脉冲。曲轴齿和凸轮传感器脉冲允许单独识别所有发动机汽缸的位置。在其他示例中，可以调节曲轴齿和凸轮轴脉冲的数量以允许更快地识别发动机位置。发动机位置随着发动机转动被更新。在确定发动机位置之后，方法500进行到504。

在504处，该方法包括确定每个汽缸的气门正时。例如，可以确定每个发动机汽缸的进气门打开(IVO)正时、排气门打开正时(EVO)和排气门关闭(EVC)正时中的每个。在一个示例中，方法500基于相对于曲轴位置的凸轮轴位置来索引输出IVO、EVO和EVC的查找表或函数。在其中，凸轮轴位置和曲轴位置索引所述表和/或函数并且IVO、EVO和EVC为输出。在确定IVO、EVO和EVC之后，方法500进行到506。

在506处，该方法包括对每个汽缸的排气压力进行采样。在一个示例中，在相应的汽缸气门事件期间对每个汽缸的排气压力进行采样。在其中，可以在汽缸的排气门事件期间通过联接到汽缸的排气道的压力传感器(诸如，图1的传感器123)对每个汽缸的排气压力进行采样。在另一示例中，通过排气压力传感器123以诸如1ms至2ms的速率对每个汽缸的排气压力进行恒定地和周期性地采样。可以响应于后期燃烧或失火事件的检测进一步调节采样间隔，如下文所讨论。更进一步地，还可以同时以类似的速率对曲轴位置传感器进行采样，并且能够将曲轴数据与排气压力数据配准，以在考虑传输延迟时间的同时在将排气脉冲与燃烧正时配准。针对每个汽缸生成的所得排气压力分布图可以包括瞬时排气压力值(诸如，在气门事件的每个点处的瞬时排气压力值)，以及峰值压力和平均压力。此外，压力分布图的积分可以用于估计在汽缸中生成的和/或从汽缸释放的残余物的量。在一些示例中，除对排气压力进行采样之外，还可以连续地或者在汽缸气门事件期间监测进气歧管压力变化。

在508处，该方法包括基于采样的排气压力更新每个汽缸的内部EGR估计值。例如，基于采样的排气压力，可以确定在汽缸中生成的残余物的量。在一个示例中，可以基于相对于采样的进气歧管压力的采样的排气压力确定在汽缸中生成的残余物的量。在其中，当排气压力超过进气歧管压力时，所估计的残余物的量可增加。然后，进一步基于汽缸气门正时，可以确定保留在汽缸中以及从汽缸释放的残余物的量。另选地，通过将瞬时排气压力估计值与瞬时歧管压力估计值进行比较，可以确定在汽缸中生成的残余物的量。除在汽缸中生成的残余物的量或程度之外，还可以基于采样的排气压力并且进一步基于气门正时确定残余物的温度。基于保留在汽缸中的残余物的净量，可以更新汽缸的内部EGR估计值。例如，基于进气歧管压力(MAP)和排气歧管压力之间的差，诸如通过对[排气歧管压力-MAP]的差进行积分可以估计残余物的净量。残余物的温度可以估计为在排气道处测量的平均温度。

在510处，可以确定在发动机汽缸中是否存在失火事件或后期燃烧事件。在一个示例中，可以基于每个汽缸在气门事件期间的采样排气压力确认失火事件的存在。具体地，如参照图4所讨论的，可以基于低于阈值峰值压力和/或低于阈值压力积分来识别失火汽缸。在另一示例中，可以基于排气压力分布图的峰值压力的位置从预期正时延迟来识别后期燃烧事件。

在又一示例中，可以基于曲轴加速度识别汽缸失火(或部分燃烧)。更进一步地，可以基于排气空燃比例如基于排气氧传感器(例如，UEGO传感器)的输出识别汽缸失火。在又一示例中，可以基于如由联接到火花塞的离子传感器所确定的火花塞离子(例如，离子电流)识别汽缸失火。例如，在失火事件期间，如果由于在排气中存在未在燃烧过程期间消耗的过量氧气而存在失火/部分燃烧，则排气氧传感器可读取为稀(lean)。因此，可以基于排气氧传感器的输出比阈值稀来指示失火。在又一示例中，可以基于如由缸内压力传感器所估计的缸内压力的变化来确定失火。

同样地，可以基于每个汽缸在气门事件期间的采样的排气压力来确认后期燃烧事件的存在。具体地，可以在考虑传输延迟时间的情况下基于在与排气门事件相关的窗口上的采样的压力分布图中的阈值峰值压力的位置或部位、峰值压力(例如，绝对压力值)和压力的积分中的一个或多个识别后期燃烧汽缸。在其他示例中，可基于汽缸的(进气和/或排气)气门正时、火花正时、火花塞离子电流、曲轴加速度、排气温度和汽缸压力中的一个或多个推断在第一汽缸中的后期燃烧事件。例如，可以响应于汽缸的燃烧正时从阈值正时延迟来确定后期燃烧。阈值正时可以基于在第一汽缸中的燃烧事件期间的峰值压力的位置。作为另一示例，阈值正时可以基于在第一汽缸中所保持的燃烧燃料的阈值质量分数的位置。作为示例，阈值正时可以包括导致50％的质量分数在晚于TDC之后35度的位置处燃烧的正时。这可以包括在第一汽缸中的燃烧的进气门和/或排气门正时从阈值气门正时延迟，和/或在第一汽缸中的燃烧的火花正时从阈值火花正时(例如，从MBT)延迟。

如果既未确认汽缸失火事件也未确认后期燃烧事件，则在512处，该方法包括基于更新的内部EGR估计值调节一个或多个发动机操作参数。具体地，在更新(在508处)汽缸的内部EGR估计值之后，可以在512处调节可能受内部EGR估计值的变化影响的一个或多个参数。例如，控制器可以基于更新的内部EGR估计值更新发动机外部EGR估计值、火花正时、火花正时的变化率和发动机燃料供给中的一个或多个。作为非限制性示例，响应于汽缸内部EGR的增加，可以减少发动机外部EGR量(例如，通过减小EGR气门的开度)，可以调节火花正时，使得火花提前相对于在存在较高残余物量的情况下施加的火花提前被延迟，如果通过减小点火线圈停留时间而使发动机稀释低于阈值，则可以减少火花能量，并且如果需要的话可以调节汽缸燃料供给(例如，当EGR减少时，如果更多的空气进入汽缸则增加燃料供给)，以维持化学计量的空燃比(例如，汽缸可以稀于化学计量比进行操作)。

如果确认汽缸失火事件或后期燃烧事件，则在514处，该方法包括基于采样的排气压力并且进一步基于气门正时确定从失火或后期燃烧汽缸生成和释放的残余物的量和温度。例如，发动机控制器可以基于在EVO时的汽缸中的瞬时排气压力来确定从失火或后期燃烧汽缸释放到排气歧管中的残余物的量。另选地，可以基于所估计的排气歧管压力和进气歧管压力(MAP)之间的差(诸如，在气门事件期间的积分差)估计残余物的量。

在516处，该方法包括识别最可能接收来自失火或后期燃烧汽缸的排气残余物的汽缸。例如，控制器可以使用传输延迟时间来确定来自失火/后期燃烧汽缸的排气残余物的峰值压力的释放的时间和位置。申请人已经认识到，后期燃烧能够导致高的排气歧管压力和温度，以及高于预期的排气残余物(在量和温度两者的方面)。由于热残余物的释放而升高的排气歧管压力能够克服排气门弹簧压力并且潜在地打开相邻汽缸上的排气门，从而使用热排气残余物填充汽缸并且增加在相邻汽缸(即，由于气门被强制打开而接收残余物的汽缸)中的提前点火的可能性。该问题在小体积排气歧管中可加剧，诸如可用于涡轮增压发动机系统中以使扭矩时间最小化。因此，识别最可能被强制打开并且最可能接收来自失火/后期燃烧汽缸的非预期热残余物的汽缸可以包括：在518处，将由从失火或后期燃烧汽缸释放到排气歧管中的残余物所生成的力与将其他汽缸的排气门保持在气门座处的力进行比较。此外，还可以考虑由每个汽缸内的残余物生成的力。如果由从第一失火或后期燃烧汽缸释放的残余物所生成的力高于将第二汽缸的排气门保持在气门座处的力，则控制器可推断第二汽缸的排气门可以被强制打开，从而导致来自第一汽缸的残余物被强制进入第二汽缸中。通过依赖于单独汽缸的采样的压力分布图来推断在汽缸失火或后期燃烧事件期间被强制打开的汽缸排气门的特性，可以更准确地预测和及时解决即将发生的后期燃烧或失火所诱发的提前点火。

在另一示例中，控制器可以通过确定排气凸轮是否在基圆上来预测能够强制排气门离开底座。然后，根据曲柄角度和充气估计值，并且进一步基于活塞在汽缸中的位置，能够估计汽缸压力。如果排气压力大于汽缸压力，则控制器可以推断可以强制汽缸的排气门离开底座。

在另选实施例中，确定哪个汽缸在接收来自第一汽缸中的后期燃烧事件或失火事件的排气残余物可以包括，至少基于发动机的第一汽缸的特性和点火顺序来推断(或识别)第二汽缸(汽缸_2)。例如，在具有编号为1至4的连续定位汽缸的四缸直列发动机中，并且其中汽缸的点火顺序包括，首先点火的1号汽缸，随后是3号汽缸，然后是4号汽缸并且最后是2号汽缸，可以确定汽缸1至4中的哪个引发后期燃烧，以识别哪个汽缸将最可能接收热排气残余物。在本文，如果1号汽缸为引发后期燃烧的第一汽缸，则当1号汽缸处于排气冲程中时，由于2号汽缸将处于进气冲程(对残余物的进入提供最小的阻力)中，所以2号汽缸最有可能接收排气残余物，而其他汽缸将处于做功或压缩冲程(对残余物的进入提供更高的阻力)中。然而，如果4号汽缸为引发后期燃烧的第一汽缸，则当4号汽缸处于排气冲程中时，由于3号汽缸将处于进气冲程(对残余物的进入提供最小的阻力)中，则3号汽缸将最有可能接收排气残余物。由此，如果发动机为6缸直列发动机，或者如果发动机为具有不同发动机排的不同汽缸的四缸V形发动机，则接收残余物的汽缸的特性将不同。在发动机具有不同排上的不同汽缸组的一个示例中，经受后期燃烧的第一汽缸和接收排气残余物的第二汽缸可以位于共同的发动机排上。

在一些实施例中，可以基于排气歧管配置进一步识别第二汽缸。例如，第二汽缸的特性可以基于排气歧管是否被集成或分段。作为示例，如果排气歧管分段，则可以确定哪些汽缸被分组到共同的排气歧管段，使得它们通过共同管道排出排气。在本文，经受后期燃烧的第一汽缸和接收排气残余物的第二汽缸即使位于在发动机上的不同位置但仍可以联接到共同的排气歧管。

在其他实施例中，通过利用沿发动机缸体联接的一个或多个爆震传感器来检测排气门是否已被强制打开，控制器可以确定哪个汽缸可能接收排气残余物。具体地，在邻近汽缸的排气门以高压被强制打开之后，排气门在返回时猛力撞击到排气座中。该猛力撞击发生是因为排气门在凸轮轴的基圆上，并且不沿循用于在汽缸排中的特定汽缸的排气凸轮廓线。当发生猛力撞击时，其生成引起爆震传感器共振的振动。通过知道汽缸排上的哪个汽缸最近点火(后期)，以及汽缸排上的哪些排气门在基圆上，控制器在发生振动的地方(把数据)置于窗口中是可能的。该信息连同在校正频谱中适当滤波的传感器输出一起使控制器能够识别哪个汽缸接收非预期的热残余物。此外，空气质量流速可以用于知道发动机何时处于足够高的负荷以产生足够高的压力，从而使排气门从相应的后期燃烧中离开底座。在一个示例中，响应于在经受后期燃烧事件的第一汽缸的打开排气门期间和在第二汽缸的排气门关闭之后在窗口中所感测的缸体振动，控制器可以推断第二汽缸接收来自第一汽缸的非预期的热残余物。

在520处，在识别接收来自第一后期燃烧汽缸的非预期热残余物的第二汽缸时，该方法包括，基于采样的排气压力和气门正时确定在受影响汽缸中接收的残余物的量和温度。在第一失火汽缸的情况下，由于因为失火而在汽缸中具有不同量的残余物，或者由于在相邻汽缸中的不同(例如，较低)量的残余物，失火汽缸可在其下一次燃烧事件时提前点火。即使没有提前点火，失火汽缸的相邻汽缸也可由于较低量的残余物而发生爆震(并且因此，这些汽缸的火花正时可以提前于在较高残余物水平下所需的位置)。例如，基于在排气门强制打开时第二汽缸中的瞬时排气压力，以及从中释放残余物的第一汽缸中的瞬时排气压力，控制器可以准确地确定在第二汽缸中接收的残余物的量和温度。另选地，可以基于相对于MAP的排气歧管压力推断所接收的残余物的量和温度。此外，可以基于接收自第一汽缸的残余物的量和温度相对于在第二汽缸中生成的残余物的量和温度更新接收热残余物的第二汽缸的内部EGR估计值。

在一些实施例中，可以识别将逐渐受在第一汽缸中生成的残余物影响的一个或多个汽缸。例如，除识别接收(或最可能接收)来自第一汽缸的排气残余物的第二汽缸之外，还可以基于采样的排气压力识别可能接收来自第二汽缸的残余物的第三汽缸。这是因为在第二汽缸中接收的热残余物不仅可以导致第二汽缸潜在地提前点火，而且所接收的热残余物还可以导致排气温度在第二汽缸中燃烧时升高，这能够强制热残余物进入第三汽缸并且增加第三汽缸的提前点火倾向。因此，基于第一汽缸和第二汽缸的瞬时和峰值压力，并且进一步基于汽缸气门事件的正时，可以确定受影响的汽缸中接收的残余物的量和温度。

在522处，该方法包括基于所接收的残余物的量和温度调节对受影响的(一个或多个)汽缸的燃料供给。具体地，在识别第二汽缸时，该程序包括在接收来自第一汽缸的排气残余物的第二汽缸中执行提前点火减轻动作(例如，通过调节至第二汽缸的燃料喷射)。例如，基于所接收的残余物的量和温度，控制器可以确定是否富化受影响的(一个或多个)汽缸或者是否选择性地停用到受影响的(一个或多个)汽缸的火花点火和/或燃料喷射。作为示例，发动机控制器可以选择性地停用燃料喷射，而不停用火花，其中在第二汽缸中火花继续而无燃料喷射。作为另一示例，发动机控制器可选择性地停用至第二汽缸的燃料喷射和火花。作为又一示例，发动机控制器可以在火花继续的情况下选择性地富化至第二汽缸的燃料。

更进一步地，调节燃料供给可包括调节在燃烧事件期间作为进气冲程喷射相对于作为压缩冲程喷射而递送到汽缸的燃料的分流比。例如，可以减少在压缩冲程喷射中递送的燃料的量。这包括停止压缩冲程喷射。作为另一示例，可以减少在进气冲程喷射中递送的燃料的量。更进一步地，基于后期燃烧的迟滞程度，可以在维持进气冲程喷射的同时停止压缩冲程喷射。如参照图6所详细描述，基于在第一点火汽缸中的后期燃烧的检测和到接收残余物的第二汽缸的燃料脉冲的命令之间的历时，可以调节第二汽缸的燃料供给。因此，如果有足够的时间，至少可以停止压缩喷射，并且如果可能，进气冲程喷射和压缩冲程喷射两者均可以停止。另外地，可以仅停止压缩冲程喷射(或者针对给定燃烧事件的多次喷射中的最近的喷射)。

该选择可以基于从第一汽缸后期燃烧汽缸释放的残余物的量和温度，并且可选地进一步基于接收排气残余物的第二(或第三等)汽缸的提前点火的倾向。作为示例，响应于残余物的温度低于阈值温度，控制器可以富化接收残余物的汽缸，富化度随着残余物量的增加而增加。在另一示例中，响应于残余物的温度高于阈值温度，控制器可以选择性地停用至接收残余物的汽缸的火花和燃料。

在另一示例中，响应于从第一汽缸释放的残余物的量(和/或残余物的温度)大于阈值量，控制器可以选择性地停用至接收来自第一汽缸中的燃烧的排气残余物的第二汽缸的火花点火和燃料中的每个。相比之下，响应于从第一汽缸释放的残余物的量(和/或残余物的温度)小于阈值量，控制器可以选择性地仅停用至第二汽缸的燃料或火花。

在一些示例中，如果相邻汽缸的燃料脉冲已经开始，则不可能完全停止燃料供给。在此情况下，可以继续进气冲程燃料喷射，同时停止压缩冲程燃料喷射。因此，例如，响应于后期燃烧的燃烧正时延迟超过阈值量，可以停止压缩冲程燃料喷射，同时维持进气冲程喷射。

然后，可以在随后的燃烧事件期间重新激活火花和/或燃料喷射。也就是说，可以仅针对一个燃烧循环选择性地停用至第二汽缸的火花和/或燃料喷射。同样地，可以执行富化至预定的历时(例如，一个燃烧事件)，并且然后可以恢复化学计量的汽缸燃烧。

并行的，在524处，该方法包括基于在汽缸中生成的残余物的量和温度相对于从第一汽缸释放的残余物的量和温度来更新失火/后期燃烧的第一汽缸的内部EGR估计值。在526处，如在512处一样，调节一个或多个操作参数。具体地，可以调节可受内部EGR估计值的变化影响的一个或多个参数。在其中，控制器可以基于更新的内部EGR估计值更新发动机外部EGR估计值、火花正时、火花正时的变化率和发动机燃料供给中的一个或多个。作为非限制性示例，响应于汽缸内部EGR的减少(由于来自第一汽缸的残余物的释放)，发动机外部EGR量可以增加(例如，通过减小EGR气门的开度)，可以调节火花正时使得火花提前相对于在存在较高残余物量的情况下施加的火花提前被延迟，如果通过减小点火线圈停留时间而使发动机稀释低于阈值，则可以减少火花能量，并且如果需要的话可以调节汽缸燃料供给(例如，当EGR减少时，如果更多的空气进入汽缸则增加燃料供给)，以维持化学计量的空燃比(例如，汽缸可以稀于化学计量比进行操作)。

通过在第二汽缸中执行提前点火减轻动作实现了各种优点。首先，执行选择性火花和/或燃料停用以减少第二汽缸中的提前点火。此外，减轻了在可能已经接收来自第二汽缸的排气残余物的第三汽缸中的提前点火。

在一些实施例中，除在第二汽缸中执行提前点火减轻动作之外，还可以在第三汽缸中执行提前点火减轻动作。作为一个示例，响应于从第一汽缸释放的残余物的量和/或温度(如基于所估计的排气压力)大于阈值量，发动机控制器可以选择性地停用至接收来自第一汽缸的排气残余物的第二汽缸的火花和/或燃料喷射，以及选择性地停用至预期接收来自第二汽缸的排气残余物的第三汽缸的火花和/或燃料喷射。作为另一示例，发动机控制器可以选择性地停用至接收来自第一汽缸的排气残余物的第二汽缸的火花和燃料喷射，以及选择性地停用至预期接收来自第二汽缸的排气残余物的第三汽缸的燃料喷射(停用或不停用火花)。由此，在接收第一汽缸、第二汽缸和第三汽缸中的每个中的提前点火指示之前执行提前点火减轻动作。然后，可以在随后的燃烧事件时重新激活火花和/或燃料。例如，火花和/或燃料供给可以在第三汽缸之后点火的第四汽缸中的燃烧事件时重新激活。作为另一示例，如果n个汽缸使火花和/或燃料停用，则火花和燃料可以在第n+1次燃烧事件时重新激活。

在所描绘的实施例中，控制器可以在所有条件下连续监测所有发动机汽缸中的失火和后期燃烧事件，并响应于任何汽缸后期燃烧事件或失火而执行减轻动作。在另选实施例中，当发动机负荷超过阈值时，控制器可以仅执行提前点火减轻动作(例如，停用火花和燃料喷射)，从而指示提前点火风险。在其他实施例中，控制器可检查排气歧管体积更多地起作用的高空气质量流量区域中的后期燃烧事件或失火事件。

更进一步地，在一些实施例中，在推断哪个汽缸(受体汽缸)正在接收来自第一汽缸(供体汽缸)中的后期燃烧事件的排气残余物之后，控制器可以首先确定在受体汽缸中的提前点火的可能性是否高于阈值。提前点火的可能性可以基于受体汽缸的提前点火历史记录和供体汽缸中的燃烧参数(诸如，燃烧空燃比、燃烧正时、缸内燃烧温度和压力、预期温度和排气残余物的空燃比、保留在供体汽缸中的未燃烧燃料的质量、可能被摄入到受体汽缸中的未燃烧燃料的质量等)。如果确定提前点火的可能性较高，则发动机控制器可停用至受体汽缸的燃料和火花。另外地，控制器可以仅停用至受体汽缸的火花和燃料中的一个。

由此，所接收的排气残余物可以富于或稀于化学计量比。例如，在失火事件期间，如果由于在排气中存在未在燃烧过程期间消耗的过量氧气而存在失火/部分燃烧，则排气氧传感器可读取为稀。然而，在供体汽缸中存在未燃烧的燃料生成具有高温的燃烧混合物，当该燃烧混合物被摄入在受体汽缸中时，能够具有热进气充气的效果。

以这种方式，通过调节至直接或间接接收来自邻近汽缸中的后期燃烧事件的大量热排气残余物的一个或多个汽缸的火花正时和燃料喷射，可以更好地预料并减轻后期燃烧诱发的提前点火事件。通过依赖在汽缸排气门事件期间采样的排气压力分布图来估计在每个发动机汽缸中生成和/或接收的残余物的量，可以更准确地识别由于从失火/后期燃烧汽缸释放的残余物而导致的排气门的强制打开。此外，可以可靠地确定在发动机汽缸中接收的非预期热残余物的程度，从而允许执行更准确的提前点火减轻动作。

图6示出响应于汽缸失火或后期燃烧事件执行的示例发动机点火正时和燃料喷射调节。具体地，图6示出停用至接收来自经历失火或后期燃烧的第一汽缸的排气残余物的第二汽缸的燃料喷射的示例。

转向图6，图600示出具有沿发动机缸体(未示出)连续布置的汽缸1至汽缸4的四缸直列发动机，其中汽缸1至汽缸4经配置以1-3-4-2的顺序点火。图600描绘了关于处于进气冲程(I)、排气冲程(E)、做功冲程(P)或压缩冲程(C)中的发动机活塞位置的进气门正时(实线)和排气门正时(长虚线)。图600进一步描绘了由星形601、603、605、607表示的汽缸火花点火事件和由矩形611a-b、612a-b、613a-b和614a-b表示的汽缸燃料喷射事件。进一步地，图600将汽缸的缸内压力分布图描绘成迹线621、622、623、624、625。汽缸的排气压力分布图由迹线631、632、633、634和635描绘。

从图形顶部开始的第一曲线表示一号汽缸(汽缸1)的位置。并且，具体地表示当发动机曲轴转动时一号汽缸的冲程。根据发动机位置对汽缸1冲程进行标注。例如，汽缸1被示出首先处于进气冲程(I)，发动机转动并且一号汽缸进入压缩冲程(C)，随后进入做功冲程(P)和排气冲程(E)。然后，重复汽缸1的汽缸循环。对于四冲程发动机，汽缸循环可以为720°，对于完整的发动机循环，曲轴间隔相同。

从图形顶部起的第二曲线同样地表示三号汽缸(汽缸3)的位置，具体地，表示当发动机曲轴转动时三号汽缸的冲程。根据发动机位置对汽缸3的冲程进行标注。例如，汽缸3被示出首先处于排气冲程(E)，发动机转动并且三号汽缸进入进气冲程(I)，随后进入压缩冲程(C)和做功冲程(P)。然后，重复用汽缸3的汽缸循环。从图形顶部起的第三曲线同样地表示四号汽缸(汽缸4)的位置，具体地，表示当发动机曲轴转动时四号汽缸的冲程。根据发动机位置对汽缸4的冲程进行标注。例如，汽缸4被示出首先处于做功冲程(P)中，发动机转动并且四号汽缸进入排气冲程(E)，随后进入进气冲程(I)和压缩冲程(C)。然后，重复汽缸4的汽缸循环。从图形顶部起的第四曲线同样地表示二号汽缸(汽缸2)的位置，具体地，表示当发动机曲轴转动时二号汽缸的冲程。根据发动机位置对汽缸2的冲程进行标记。例如，汽缸2被示出首先处于压缩冲程(C)中，发动机转动并且二号汽缸进入做功冲程(P)，随后进入排气冲程(E)和进气冲程(I)。然后，重复汽缸2的汽缸循环。

在标签601处的星形指示在汽缸1中的第一燃烧事件的点火事件。点火可以由火花塞启动。在该次序中，一号汽缸气门打开至进气冲程的至少一部分，以向汽缸提供空气。燃料可以作为第一进气冲程喷射611a和第二压缩冲程喷射611b通过进气道喷射器或直接喷射器喷射到发动机汽缸。在压缩冲程期间，压缩和点燃燃料和空气混合物。在压缩冲程的上止点处或在膨胀冲程期间可发生峰值压力。汽缸3、汽缸4和汽缸2中的随后的燃烧事件以该顺序在603、605和607处示出。

在所描绘的示例中，汽缸1中的燃烧事件比预期延迟更多，从而导致后期燃烧。具体地，期望按照缸内压力分布图621来燃烧。然而，后期燃烧事件导致燃烧按照缸内压力分布图622发生。由于后期燃烧事件，实际排气压力分布图包括较大和较迟的排气脉冲632，而不是期望的较小和较早的排气脉冲631。

由于后期燃烧事件，当排气门打开时(曲线602)，在排气冲程期间从汽缸1排出大量热排气残余物。由于发动机的配置，在汽缸1处于排气冲程(曲线602)的同时二号汽缸(汽缸2)处于进气冲程(曲线608)，从而对残余物的进入提供相对较小的阻力。相比之下，在汽缸1处于排气冲程的同时三号汽缸(汽缸3)和四号汽缸(汽缸4)分别处于做功冲程和压缩冲程，从而对残余物的进入提供相对更大的阻力。因此，从汽缸1中的后期燃烧事件中生成的热排气残余物最可能被接收在汽缸2中，从而潜在地增加汽缸2提前点火的倾向。由此，由于三号汽缸和四号汽缸(汽缸3、汽缸4)两者都不可能接收来自汽缸1中的后期燃烧事件的排气残余物，所以两者都不可能受后期燃烧事件的影响。

发动机控制器可以基于后期燃烧汽缸1的采样的排气压力分布图632确定最可能接收排气残余物的汽缸(在本文为汽缸2)。在其他示例中，可以基于检测在排气门返回到排气门座时猛力关闭之后的特征机械噪声来确认汽缸2的排气门的强制打开，如上所讨论的。在又一实施例中，空气质量流速能够另外地用于确定发动机何时处于足够高的负荷以产生足够高的压力，从而由于相应的后期燃烧而使邻近汽缸的排气门离开底座。

响应于汽缸1中的后期燃烧和/或失火并且为降低汽缸2中的提前点火的可能性，在汽缸2的压缩冲程期间停用燃料喷射。具体地，将不递送本来要作为喷射614b进行喷射的燃料。在本文，汽缸2的进气冲程燃料喷射614a继续，同时汽缸2的压缩冲程燃料喷射614b停止，因为在汽缸1中的后期燃烧的检测和汽缸2的进气燃料脉冲的命令之间没有足够的时间，但是在汽缸1中的后期燃烧的检测和汽缸2的压缩燃料脉冲之间有足够的时间。在另选示例中，如果可能的话，至汽缸2的进气冲程燃料脉冲和压缩冲程燃料脉冲均可以停止，使得没有燃料被喷射到汽缸2中。然而，火花可以不停用(如星形607所示)，因为排气残余物的富化度可能不大于阈值。例如，611a-b处的燃料喷射可导致处于或接近化学计量比的排气空燃比。由此，残余物燃料可以不进入汽缸2并引起提前点火。然后，在汽缸2中的随后的进气冲程(曲线618a)期间重新激活压缩冲程燃料喷射。

然而，在其他示例中，发动机控制器还可以在607处停用火花，以便减少在汽缸2中的提前点火的可能性。例如，在汽缸2中的进气冲程之后的做功冲程期间可以不出现火花。

用于发动机的一个示例方法包括：响应于在汽缸中接收或生成的残余物的量指示在汽缸中即将发生的提前点火，残余物的量基于排气压力和进气歧管压力；以及基于该指示并且进一步基于残余物的量调节汽缸的燃料供给。在前述示例中，另外地或可选地，残余物的量基于相对于进气歧管压力的排气压力，当排气压力超过进气歧管压力时，残余物的量增加。在前述示例中的任何一个或全部中，另外地或可选地，在排气门事件期间，通过联接到汽缸的排气道或者联接到共同排气歧管的压力传感器估计排气压力。在前述示例中的任何一个或全部中，另外地或可选地，所述指示包括将由在汽缸处的一定量的残余物所生成的力相对于保持汽缸的排气门座关闭的力进行比较；并且当由一定量的残余物所生成的力大于保持汽缸的排气门座关闭的力时，指示即将发生的提前点火。在前述示例中的任何一个或全部中，另外地或可选地，指示即将发生的提前点火包括在汽缸中实际发生提前点火之前指示可在汽缸中发生提前点火。在前述示例中的任何一个或全部中，另外地或可选地，该方法进一步包括基于气门正时，确定是否从汽缸释放中释放一定量的残余物。在前述示例中的任何一个或全部中，另外地或可选地，所述汽缸为第一汽缸，并且该方法进一步包括基于气门正时，识别接收来自所述汽缸的一定量的残余物的第二汽缸。在前述示例中的任何一个或全部中，另外地或可选地，该方法进一步包括基于一定量的残余物的温度调节汽缸的燃料供给。在前述示例中的任何一个或全部中，另外地或可选地，该调节包括，当一定量的残余物的温度低于阈值时，使该汽缸富化；并且当一定量的残余物的温度高于阈值时，禁用至汽缸的燃料，或者停止压缩冲程喷射，同时维持汽缸的进气冲程喷射。在前述示例中的任何一个或全部中，另外地或可选地，该方法进一步包括基于所估计的残余物的量更新汽缸中的内部EGR的估计值。在前述示例中的任何一个或全部中，另外地或可选地，该方法进一步包括基于汽缸中的内部EGR的更新估计值调节汽缸气门正时、汽缸火花正时和发动机外部EGR量中的一个或多个。

用于发动机的另一示例方法包括：基于在第一汽缸的气门事件期间排气压力读数相对于进气歧管压力读数的变化，估计在第一汽缸中生成的排气残余物的量和温度；以及基于在第一汽缸中生成的残余物的估计量和温度调节第二汽缸的燃料供给。在前述示例中，另外地或可选地，第二汽缸接收来自第一汽缸中的燃烧的排气残余物的至少一部分。在前述示例中的任何一个或全部中，另外地或可选地，所述调节包括响应于第一汽缸中的残余物的量低于阈值量并且残余物的温度低于阈值温度，使第二汽缸富化；响应于第一汽缸中的残余物的量低于阈值量并且残余物的温度高于阈值温度，选择性地停用至第二汽缸的火花点火或燃料；以及响应于第一汽缸中的残余物的量高于阈值量，选择性地停用至第二汽缸的火花点火和燃料，其中选择性地停用燃料包括至少在压缩冲程中选择性地停用至第二汽缸的的燃料的递送。在前述示例中的任何一个或全部中，另外地或可选地，该方法进一步包括基于气门正时并且进一步基于排气压力读数在第二汽缸的气门事件期间的变化来估计来自第一汽缸的被接收在第二汽缸中的残余物的部分，以及当该部分增加时增加富化的富化度。在前述示例中的任何一个或全部中，另外地或可选地，该方法进一步包括基于在第一汽缸中生成的残余物的量和温度并且进一步基于气门正时来识别第二汽缸。在前述示例中的任何一个或全部中，另外地或可选地，该方法进一步包括基于残余物的估计量和温度调节第一汽缸的燃料供给、火花正时和火花能量中的一个或多个。

另一示例发动机系统包括：发动机，其包括第一汽缸和第二汽缸；火花塞，其联接到每个发动机汽缸；直接燃料喷射器，其联接到每个发动机汽缸；压力传感器，其联接到每个汽缸的排气道，用于估计排气压力；以及控制器。控制器配置有在非暂时性存储器上的计算机可读指令，所述指令用于：在第一汽缸排气门事件期间对第一汽缸的排气压力进行采样以及在第二汽缸排气门事件期间对第二汽缸的排气压力进行采样；基于第一汽缸的采样的排气压力来估计从第一汽缸生成和释放的残余物的量和温度；基于第一汽缸的采样的排气压力和第二汽缸的采样的排气压力，估计来自第一汽缸的被接收在第二汽缸中的残余物的量和温度；以及基于接收在第二汽缸中的残余物的估计量和温度调节第二汽缸的燃料供给。在前述示例中，另外地或可选地，所述调节包括响应于估计量高于阈值量和估计温度高于阈值温度中的一个，选择性地停用至第二汽缸的燃料和火花，并且响应于估计量低于阈值量和估计温度低于阈值温度中的每个，选择性地使第二汽缸富化。在前述示例中的任何一个或全部中，另外地或可选地，基于气门正时、第一汽缸的特性和发动机的点火顺序来选择第二汽缸。在前述示例中的任何一个或全部中，所述调节包括调节经由进气冲程喷射相对于经由压缩冲程喷射递送到第二汽缸的燃料的分流比，调节该分流比以停止在压缩冲程喷射期间递送的燃料。

以这种方式，可以依赖所估计的单独汽缸的排气压力脉冲，来准确地估计从每个发动机汽缸生成和释放的排气残余物的量。然后，可以使用针对每个汽缸的所估计的排气压力分布图的较高的信噪比来准确地识别汽缸失火事件和后期燃烧事件，汽缸失火事件和后期燃烧事件具有用热残余物填充排气歧管的可能性。此外，能够有利地利用所估计的排气压力分布图来识别汽缸气门的强制打开以及来自失火或后期燃烧汽缸的排气残余物非预期地摄入到邻近汽缸中。通过基于所接收的残余物的量和温度来调节在受影响的汽缸中执行的提前点火减轻调节，可以更好地解决后期燃烧/失火引发的提前点火。这允许减轻由于提前点火造成的发动机退化。通过也使用排气压力分布图更新每个汽缸的内部EGR估计值，可以更准确地控制发动机操作参数，并且可以改进发动机性能。

注意，在本文包括的示例性控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。在本文公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统与各种传感器、致动器和其他发动机硬件结合实施。本文描述的特定程序可以表示任何数量的处理策略中的一种或多种，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。由此，所说明的各种动作、操作和/或功能可以按照所说明的次序执行、并行执行或在某些情况下被省略。同样，处理的顺序不一定是实现在本文所描述的示例实施例的特征和优点所必需的，而是为便于说明和描述而提供。根据所使用的特定策略，可以重复地执行所说明的动作、操作和/或功能中的一个或多个。进一步地，所描述的动作、操作和/或功能可以用图形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，其中所描述的动作通过在包括各种发动机硬件组件的系统中结合电子控制器执行指令来实施。

应当理解，本文公开的配置和程序在本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被认为具有限制性意义，因为可能有许多变化。例如，以上技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4和其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。

所附权利要求特别指出被认为新颖和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以指“一个”元素或“第一”元素或其等同物。此类权利要求应当被理解为包括一个或多个此类元素的结合，其既不要求也不排除两个或更多个此类元素。所公开的特征、功能、元素和/或性质的其他组合和子组合可以通过本本权利要求的修正或者通过在本申请或相关申请中提出的新权利要求加以要求保护。此类权利要求，无论其范围比原始权利要求的范围更宽、更窄、相同或不同，仍被认为包括在本公开的主题内。

Claims (19)

1.一种用于发动机的方法，其包括：

响应于在汽缸中接收或生成的残余物的量指示在所述汽缸中即将发生的提前点火，所述残余物的量基于排气压力和进气歧管压力；以及

基于所述指示并且进一步基于所述残余物的量调节所述汽缸的燃料供给。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述残余物的量基于相对于所述进气歧管压力的所述排气压力，当所述排气压力超过所述进气歧管压力时，所述残余物的量增加。

3.根据权利要求1所述的方法，其中在排气门事件期间，通过联接到所述汽缸的排气道的压力传感器估计所述排气压力。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述指示包括：

将由在所述汽缸处的所述残余物生成的力与保持所述汽缸的排气门座关闭的力进行比较；以及

当由所述残余物生成的所述力大于保持所述汽缸的所述排气门座关闭的所述力时，指示即将发生的提前点火。

5.根据权利要求1所述的方法，其中指示即将发生的提前点火包括在所述汽缸中实际发生提前点火之前指示在所述汽缸中可能发生提前点火。

6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括基于气门正时确定所述残余物是否从所述汽缸被释放。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述汽缸为第一汽缸，所述方法进一步包括基于气门正时识别接收来自所述汽缸的所述残余物的第二汽缸。

8.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括基于所述残余物的温度调节所述汽缸的燃料供给。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述调节包括：当所述残余物的所述温度低于阈值时，使所述汽缸富化；并且当所述残余物的所述温度高于所述阈值时，禁用至所述汽缸的燃料或停止压缩冲程喷射，同时维持所述汽缸的进气冲程喷射。

10.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括基于所述残余物的量更新在所述汽缸中的内部EGR的估计值。

11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括基于所述汽缸中的内部EGR的更新的估计值调节汽缸气门正时、汽缸火花正时和发动机外部EGR量中的一个或多个。

12.一种用于发动机的方法，其包括：

基于排气压力读数在第一汽缸的气门事件期间相对于进气歧管压力读数的变化来估计在所述第一汽缸中生成的排气残余物的量和温度；以及

基于在所述第一汽缸中生成的所述排气残余物的估计的量和温度调节第二汽缸的燃料供给，

其中所述第二汽缸接收来自在所述第一汽缸中的燃烧的排气残余物的至少一部分。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述调节包括：

响应于所述第一汽缸中的所述排气残余物的量低于阈值量并且所述排气残余物的温度低于阈值温度，使所述第二汽缸富化；

响应于所述第一汽缸中的所述排气残余物的所述量低于所述阈值量并且所述排气残余物的所述温度高于所述阈值温度，选择性地停用至所述第二汽缸的火花点火或燃料；以及

响应于所述第一汽缸中的所述排气残余物的所述量高于所述阈值量，选择性地停用至所述第二汽缸的火花点火和燃料，其中选择性地停用燃料包括至少在压缩冲程中选择性地停用至所述第二汽缸的燃料的递送。

14.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括基于气门正时并且进一步基于在所述第二汽缸的气门事件期间的排气压力读数变化来估计来自所述第一汽缸的被接收在所述第二汽缸中的排气残余物的所述部分，并且当所述部分增加时增加所述富化的富化度。

15.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括基于在所述第一汽缸中生成的所述排气残余物的所述量和所述温度并且进一步基于气门正时来识别所述第二汽缸。

16.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括基于所述排气残余物的所述估计的量和温度来调节所述第一汽缸的燃料供给、火花正时和火花能量中的一个或多个。

17.一种发动机系统，其包括：

发动机，其包括第一汽缸和第二汽缸；

火花塞，其联接到每个发动机汽缸；

直接燃料喷射器，其联接到每个发动机汽缸；

压力传感器，其联接到每个汽缸的排气道，用于估计排气压力；

控制器，其配置有在非暂时性存储器上的计算机可读指令，所述指令用于：

在第一汽缸排气门事件期间对所述第一汽缸的排气压力进行采样，并且在第二汽缸排气门事件期间对所述第二汽缸的排气压力进行采样；

基于所述第一汽缸的采样的排气压力来估计从所述第一汽缸生成和释放的残余物的量和温度；

基于所述第一汽缸的所述采样的排气压力和所述第二汽缸的采样的排气压力，估计来自所述第一汽缸的被接收在所述第二汽缸中的残余物的量和温度；以及

基于被接收在所述第二汽缸中的残余物的估计的量和估计的温度调节所述第二汽缸的燃料供给。

18.根据权利要求17所述的系统，其中所述调节包括，响应于被接收在所述第二汽缸中的残余物的所述估计的量高于阈值量和被接收在所述第二汽缸中的残余物的所述估计的温度高于阈值温度中的一个，选择性地停用至所述第二汽缸的燃料和火花，以及响应于被接收在所述第二汽缸中的残余物的所述估计的量小于所述阈值量并且被接收在所述第二汽缸中的残余物的所述估计的温度低于所述阈值温度中的每个，选择性地使所述第二汽缸富化。

19.根据权利要求17所述的系统，其中所述第二汽缸基于气门正时、所述第一汽缸的特性和所述发动机的点火顺序来选择，并且其中所述调节包括调节经由进气冲程喷射相对于经由压缩冲程喷射递送到所述第二汽缸的燃料的分流比，调节所述分流比以停止在所述压缩冲程喷射期间递送的燃料。

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