CN108204274B - 用于调节发动机水喷射的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于调节发动机水喷射的方法和系统。提供了用于将水喷射到发动机中并且基于发动机稀释需求和发动机爆震调节发动机操作的方法和系统。在一个示例中，方法包括经由进气道水喷射器或歧管水喷射器将水喷射到进气歧管中并调节发动机操作。此外，该方法包括基于发动机稀释或爆震的变化调节发动机操作。

Description

用于调节发动机水喷射的方法和系统

技术领域

本发明整体涉及基于发动机的稀释需求和冷却需求在发动机处喷射水的方法和系统。

背景技术

内燃发动机可以包括水喷射系统，该水喷射系统将来自储箱的水喷射到多个位置，包括发动机汽缸上游的进气歧管，或将来自储箱的水直接喷射到发动机汽缸中。将水喷射到发动机进气装置中可增加燃料经济性和发动机性能，并减少发动机排放。当水被喷射到发动机进气装置或汽缸中时，热从进气和/或发动机部件传递到水。该热传递导致蒸发，蒸发导致冷却。将水喷射到进气(例如，在进气歧管、进气道等中)中降低进气温度和发动机汽缸处的燃烧温度。通过冷却进气充气，可以降低爆震倾向性而不使燃烧空燃比变富。这也可以允许较高的压缩比、提前的点火正时和降低的排气温度。因此，燃料效率提高。另外，较大的容积效率可导致增加的扭矩。此外，用水喷射降低燃烧温度可以减少NOx，同时更有效的燃料混合物可以减少一氧化碳和碳氢化合物的排放。

如上所述，水可以被喷射到不同的位置(包括进气歧管、发动机汽缸的进气道)中，或者直接喷射到发动机汽缸中。本发明人已经认识到，在不同位置处的水喷射可以根据发动机工况提供不同的益处。例如，歧管喷射、直接喷射和朝向歧管的进气道喷射可以提供增加的充气空气的冷却，从而降低爆震倾向性。另外，对进气门上的进气道喷射与歧管喷射相比可增加喷射的水的稀释效应，从而减少发动机泵送损失。然而，在发动机处喷射的实际水量可不同于命令量。例如，由于因喷射的水的不完全汽化导致水喷射器结垢或磨损，可产生水喷射误差，喷射的水的不完全汽化由被喷射的水中的杂质、喷射的水的pH水平与预期水平的差异、CAC出口温度与预期不同等引起。结果，可不向发动机提供期望的水喷射益处。

发明内容

在一个示例中，上述问题可以通过一种用于发动机的方法来解决，所述方法包括：响应于经由进气道水喷射器将水喷射到进气歧管中，基于排气稀释的变化调节发动机操作；并且响应于经由歧管水喷射器将水喷射到进气歧管中，基于进气稀释的变化调节发动机操作。以这种方式，可以基于水喷射的位置以及基于水喷射的预期益处，不同地诊断水喷射误差。

作为示例，发动机可以配置有多个水喷射器，诸如歧管水喷射器、进气道水喷射器和直接水喷射器。发动机控制器可以基于发动机工况确定喷射的水的总量和喷射水的位置。例如，在中低发动机负荷下，通过经由将水喷射到进气歧管增加充气稀释，可以提高发动机燃烧稳定性。此外，待喷射的总水的一部分可以被进气道喷射到关闭的进气门的热表面上以满足稀释需求。由于经由水喷射的充气稀释影响发动机中的水量，因此可以经由氧传感器检测喷射的实际水量。具体地，可以使用进气氧传感器的输出的变化推断喷射到进气歧管中的实际水量，同时可以使用排气氧传感器的输出的变化推断喷射到进气道中的实际水量。通过将实际水喷射量与命令量进行比较，控制器可以获知水喷射误差并进行相应的补偿。例如，在随后的水喷射期间，可以调节歧管喷射器和/或进气道喷射器的占空比以补偿误差。作为另一示例，可以调节通向发动机的EGR流量以补偿任何稀释不足。相比之下，在中高发动机负荷状况期间，可以通过使用歧管水喷射提供充气冷却来提供爆震控制。在此类状况期间，水喷射误差可以根据歧管温度的变化(经由歧管温度传感器)而获知，并通过经由水直接喷射到汽缸中而对歧管喷射器的占空比的调节和/或火花正时调节来补偿。

以这种方式，通过基于发动机负荷和选择的一个或多个水喷射器来选择水喷射感测模式，可以更准确地测量和补偿水喷射误差。使用不同组的传感器来测量用于充气稀释(在低中发动机负荷下)的水喷射与用于充气冷却(在中高发动机负荷下)的水喷射的技术效果，可以更好地控制水喷射。通过向发动机提供期望的稀释，可以减少泵送损失并且可以提高燃烧稳定性。通过向发动机提供期望的充气冷却，可降低与爆震相关的问题。总体而言，水喷射益处可在更广泛的发动机操作范围内扩大，从而提高发动机性能。

应当理解，提供上述发明内容是为以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的所选概念。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，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所提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出了包括水喷射系统的发动机系统的示意图。

图2示出了用于基于发动机稀释或冷却请求将水喷射到发动机中的方法的流程图。

图3示出了用于基于发动机操作参数来选择水喷射模式的方法的流程图。

图4示出了描绘基于各种发动机工况对水喷射参数的示例调节的曲线图。

图5示出了根据发动机转速-负荷区域的水喷射益处的示例图。

图6示出了在发动机循环中相对于进气门位置的示例进气道水喷射正时的曲线。

图7示出了用于稀释控制和相应的水感测模式的示例水喷射调节。

图8示出了用于爆震控制和相应的水感测模式的示例水喷射调节。

具体实施方式

以下描述涉及用于基于发动机工况在发动机中的选定位置处喷射水并基于测量的水喷射误差来调节水喷射参数以及发动机操作参数的系统和方法。图1中示出包括水喷射系统的示例车辆系统的示意图。水喷射器可以位于发动机进气歧管中、位于朝向进气门取向的发动机汽缸的进气道中、位于远离进气门取向的进气道中、和/或直接耦接到每个单独汽缸。发动机控制器可以被配置为执行控制程序，诸如图2至图3的示例程序，以基于发动机工况来选择一个或多个水喷射位置，以便提供充气冷却、发动机部件冷却和/或发动机稀释益处。控制器可以参考诸如图5的示例映射图的映射图，以识别能够利用水喷射来提高发动机效率的发动机操作区域。控制器还可以参考图6的示例映射图，以识别提供稀释控制或爆震控制的进气道水喷射正时。控制器可以进一步基于水喷射器选择来选择水喷射感测模式。图4、图7和图8以图形方式描绘了基于发动机工况调节水喷射量和位置并且通过基于水喷射器选择来选择水感测模式来估计水喷射误差的示例。以这种方式，可以更准确地确定水喷射误差并适当补偿该水喷射误差。

转向附图，图1示出了示意性示出的机动车辆102中的水喷射系统60和发动机系统100的实施例。在所描绘的实施例中，发动机10是耦接到涡轮增压器13的升压发动机，该涡轮增压器13包括由涡轮16驱动的压缩机14。具体地，新鲜空气经由空气净化器11沿着进气通道142引入发动机10，并流到压缩机14。压缩机可以是合适的进气压缩机，诸如马达驱动或驱动轴驱动的机械增压器压缩机。在发动机系统100中，压缩机被示出为经由轴19机械耦接到涡轮16的涡轮增压器压缩机，涡轮16被膨胀的发动机排气驱动。在一个实施例中，压缩机和涡轮可以耦接在双涡管涡轮增压器内。在另一个实施例中，涡轮增压器可以是可变几何涡轮增压器(VGT)，其中涡轮几何形状根据发动机转速和其它工况而主动变化。

如图1所示，压缩机14通过增压空气冷却器(CAC)18耦接到节流阀(例如，进气节气门)20。CAC可以是例如空气-空气热交换器或空气-冷却剂热交换器。节流阀20耦接到发动机进气歧管22。热压缩空气充气从压缩机14进入CAC 18的入口，在行进通过CAC时冷却，并且然后离开以经过节流阀20到达进气歧管22。在如图1所示的实施例中，进气歧管内的空气充气的压力由歧管空气压力(MAP)传感器24感测，并且升压压力由升压压力传感器124感测。压缩机旁通阀(未示出)可以串联耦接在压缩机14的入口和出口之间。压缩机旁通阀可以是常闭阀，其被配置成在选定的工况下打开以减轻过量的升压压力。例如，压缩机旁通阀可以在降低发动机转速的状况期间打开，以避免压缩机喘振。

进气歧管22通过一系列进气门(未示出)和进气流道(例如，进气道)185耦接到一系列燃烧室或汽缸180。如图1所示，进气歧管22布置在发动机10的所有燃烧室180的上游。可以包括诸如歧管充气温度(MCT)传感器23和空气充气温度传感器(ACT)125的传感器，以确定进气通道中相应位置处的进气的温度。在一些示例中，MCT传感器和ACT传感器可以是热敏电阻，并且热敏电阻的输出可以用于确定通道142中的进气温度。MCT传感器23可以定位在节气门20和燃烧室180的进气门之间。如下面关于图3进一步描述的，在响应于充气冷却请求将水喷射到进气歧管中之前和之后，可以监测MCT传感器23的输出。由于将水释放到进气歧管中导致充气冷却，所以实际上释放或递送到发动机进气歧管中的水量可以根据在命令水喷射之后的MCT变化而获知。因此，由于诸如水喷射器误差、堵塞或污染的水喷射喷嘴、水喷射器电磁阀故障、水喷射器阀故障、对水喷射的温度和/或压力影响等问题，被命令释放的水量可不同于实际释放的水量。此外，释放的水量可不同于发动机中分散或汽化的水量。如本文所阐述的，可以基于在进气节气门下游耦接到发动机进气歧管的进气氧传感器34的输出来确定汽化并有助于充气稀释的水量。如图所示，ACT传感器125可以位于CAC18的上游，然而，在可替代实施例中，ACT传感器125可以定位在压缩机14的上游。空气温度可以进一步与发动机冷却剂温度(ECT)结合使用，以计算例如递送到发动机的燃料量。此外，可以包括额外的温度传感器，诸如发动机冷却剂温度(ECT)传感器25，以确定进气歧管表面温度和/或进气门表面温度是否足够高以对歧管/气门表面进行进气道水喷射，如下面关于图3进一步描述的。每个燃烧室可以进一步包括用于识别异常燃烧事件的爆震传感器183。每个燃烧室180的爆震传感器的输出可用于检测通向每个燃烧室180的水的不均分布，其中水被喷射到所有燃烧室180的上游。在可替代实施例中，一个或多个爆震传感器183可以耦接到发动机缸体的选定位置。

燃烧室经由一系列排气门(未示出)进一步耦接到排气歧管136。燃烧室180由汽缸盖182盖住并耦接到燃料喷射器179(虽然图1中仅示出一个燃料喷射器，但是每个燃烧室包括与其耦接的燃料喷射器)。燃料可以通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统(未示出)递送到燃料喷射器179。此外，燃烧室180吸入水和/或水蒸气，水和/或水蒸气可以通过多个水喷射器45-48被喷射到发动机进气装置或燃烧室180本身。在所描绘的实施例中，水喷射系统被配置成在节气门的下游喷射水，并经由喷射器45将水喷射到进气歧管22中，经由喷射器48将水喷射到一个或多个进气流道(例如，进气道)185中，经由喷射器46远离一个或多个进气流道(例如，进气道)185喷射水，并且经由喷射器47将水直接喷射到一个或多个燃烧室180中。在另一个实施例中，水喷射系统可被配置为在另外位置处喷射水。例如，水喷射系统可以被配置为在节气门20的上游喷射水。在所描绘的实施例中，喷射器48布置在进气流道中，使得喷射器可以朝向和面向进气流道所附接的汽缸的进气门成角度。因此，喷射器48可以将水直接喷射到进气门上(例如，当进气门关闭时)。如下面关于图3进一步描述的，该喷射器布置可导致喷射的水的快速蒸发并且增加使用水蒸气作为EGR以减少泵送损失的稀释益处。相反，喷射器46可以远离进气门成角度，并且被布置成在与通过进气流道的进气流动方向相反的方向上喷射水，使得与空气混合的分散的水能够被引向打开的进气门。因此，更多的喷射的水可被带入到空气流中，从而增加冷却益处。

尽管图1中仅示出了一个代表性的喷射器46、喷射器47和喷射器48，但是每个燃烧室180和进气流道185可以包括其自身的喷射器。在可替代实施例中，水喷射系统可以包括定位在这些位置中的一个或多个位置处的水喷射器。例如，在一个实施例中，发动机可以仅包括水喷射器45。在另一个实施例中，发动机可以包括水喷射器45、水喷射器46和48(在每个进气流道处各一个)和水喷射器47(在每个燃烧室处一个)中的每一个。如下面进一步描述的，水可以由水喷射系统60递送到水喷射器45-48。

在所描绘的实施例中，示出了单个排气歧管136。然而，在其它实施例中，排气歧管可以包括多个排气歧管部分。具有多个排气歧管部分的配置可以使来自不同燃烧室的流出物被引导到发动机系统中的不同位置。通用排气氧(UEGO)传感器126被示出为与涡轮16上游的排气歧管136耦接。可替代地，双态排气氧传感器可以代替UEGO传感器126。

如图1所示，来自一个或多个排气歧管部分的排气被引导到涡轮16以驱动涡轮。当期望减小的涡轮扭矩时，一些排气可替代地被引导通过废气门(未示出)，从而绕过涡轮。然后，来自涡轮和废气门的组合流流过排放控制装置70。通常，一个或多个排放控制装置70可以包括一个或多个排气后处理催化剂，所述排气后处理催化剂被配置为催化处理排气流，并且由此减少排气流中一种或多种物质的量。

来自排放控制装置70的经处理的排气中的全部或一部分可以经由排气管道35释放到大气中。然而，根据工况，一些排气可以替代地被转向到排气再循环(EGR)通道151，通过EGR冷却器50和EGR阀152到达压缩机14的入口。以这种方式，压缩机被配置为允许从涡轮16下游获取排气。EGR阀152可以打开，以允许受控量的冷却排气到压缩机入口以用于期望的燃烧和排放控制性能。以这种方式，发动机系统100适于提供外部低压(LP)EGR。除了发动机系统100中的相对长的LP EGR流动路径之外，压缩机的旋转提供了进入进气充气中的排气的优异均质化。此外，EGR抽取(take-off)和混合点的设置提供有效的排气冷却，以增加可用的EGR质量并提高性能。在其它实施例中，EGR系统可以是具有从涡轮16的上游连接到压缩机14的下游的EGR通道151的高压EGR系统。在一些实施例中，MCT传感器23可以被定位成确定歧管充气温度，并且可以包括通过EGR通道151再循环的空气和排气。

进气氧传感器34被配置为提供关于进气歧管中接收的新鲜空气的氧含量的估计值。此外，当EGR流动时，传感器处的氧浓度的变化可用于推断EGR量并用于准确的EGR流量控制。在所描绘的示例中，氧传感器34定位在节气门20的下游和增压空气冷却器118的下游。然而，在可替代实施例中，氧传感器可以定位在节气门的上游。进气氧传感器34可以用于估计进气氧浓度并且基于EGR阀152打开时的进气氧浓度的变化来推断通过发动机的EGR流量。同样，进气氧传感器34可以用于估计进气氧浓度，并基于进气歧管水喷射之后的进气氧浓度的变化来推断发动机稀释或进气湿度的变化。

具体地，将打开EGR阀时或使水喷射到进气歧管中时的传感器输出的变化与传感器在没有EGR或没有水喷射(零点)的情况下操作的参考点进行比较。基于自在没有EGR或没有水喷射的情况下操作的时刻的氧量的变化(例如，减少)，可以计算当前提供给发动机的EGR流量或水流量。例如，在向传感器施加参考电压(Vs)时，由传感器输出泵送电流(Ip)。氧浓度的变化可与相对于在没有EGR或水(零点)的情况下传感器输出的在存在EGR或水的情况下由传感器输出的泵送电流(ΔIp)的变化成比例。基于估计的EGR流量与预期的(或目标)EGR流量的偏差，可以执行进一步的EGR控制。同样，如参考图3所详细描述的，基于水喷射后估计的发动机稀释或湿度与预期的发动机稀释或湿度的偏差，可以执行进一步的水喷射控制。

以类似的方式，排气氧传感器126被配置为提供关于进气歧管中接收的排气的氧含量的估计值，所述氧含量可随燃烧空燃比、燃料醇含量以及环境湿度而变化。如参考图3详细描述的，基于在水喷射之后调制传感器的参考电压时估计的排气氧含量与预期的排气氧含量的偏差，可以执行进一步的水喷射控制。

应当理解，进气氧传感器34和UEGO传感器126中的每一个可以基于发动机工况并且进一步基于由传感器执行的估计的性质来以各种模式操作。例如，在需要稀释/EGR估计的发动机加燃料状况期间，进气氧传感器可以在其中将(固定的)参考电压施加到传感器的标称模式下操作，在感测期间保持参考电压。在需要排气空燃比估计的发动机加燃料状况期间，排气氧传感器可以在其中将(固定的)参考电压施加到传感器的标称模式下操作，在感测期间保持参考电压。在一个示例中，参考电压可以是450mV。在其它状况期间，诸如在发动机非加燃料状况期间(例如，在DFSO期间)，当需要环境湿度(在进气充气中)估计时，进气氧传感器可以在其中调制施加到传感器的参考电压的可变电压模式下操作。在又一示例中，当在启用燃料蒸气吹扫(来自燃料系统罐)或(发动机曲轴箱的)曲轴箱强制通风的同时执行EGR或稀释估计时，传感器可以在可变电压模式下操作。同样，在水喷射之后需要排气稀释估计的状况期间，UEGO传感器可以在可变电压模式下操作。其中，氧传感器的参考电压在450mV的标称参考电压和800mV(或950mV)的较高参考电压之间调制。通过改变进气氧传感器的参考电压或能斯特电压，传感器从使碳氢化合物与传感器处的环境氧发生反应转为解离反应产物(水和二氧化碳)。

水喷射系统60包括储水箱63、水泵62、收集系统72和水填充通道69。在包括多个喷射器的实施例中，水通道61可以包含一个或多个阀，以在不同的水喷射器之间进行选择。例如，如图1所示，储存在水箱63中的水经由分支到水通道90、92、94和96的公共水通道61递送到水喷射器45-48。在所描绘的实施例中，来自水通道61的水可以通过阀91和通道90中的一个或多个转向以将水递送到喷射器45，通过阀93和通道92转向以将水递送到喷射器46，通过阀95和通道94转向以将水递送到喷射器48，和/或通过阀97和通道96转向以将水递送到喷射器47。另外，包括多个喷射器的实施例可以包括靠近每个喷射器的多个温度传感器25，以确定一个或多个水喷射器处的发动机温度。水泵62可以由控制器12操作，以经由通道61向水喷射器45-48提供水。在可替代实施例中，水喷射系统60可以包括多个水泵。例如，水喷射系统60可以包括用于将水泵送到喷射器的子集(诸如喷射器45)的第一水泵62以及用于将水泵送到喷射器的另一子集(诸如喷射器46、47和/或48)的第二水泵(未示出)。在该示例中，第二水泵可以是较高压力的水泵，而第一水泵可以是相对较低压力的水泵。此外，喷射系统可以包括能够执行高压泵送和喷射两者的自加压活塞泵。例如，喷射器中的一个或多个可以包括自加压活塞泵或耦接到自加压活塞泵。

储水箱63可以包括水位传感器65、水质传感器66和水温传感器67，其可以将信息中传递到控制器12。例如，在冷冻条件下，水温传感器67检测箱63内的水是冷冻的还是可用于喷射。在一些实施例中，发动机冷却剂通道(未示出)可以与储箱63热耦接以解冻冷冻水。水质传感器66可以检测储水箱63中的水是否适于喷射。作为一个示例，水质传感器66可以是电导率传感器。由水位传感器65识别的储存在水箱63中的水的水位可以传送到车辆操作者和/或用于调节发动机操作。例如，可以使用车辆仪表板(未示出)上的水位表或指示器来传送水位。在另一个示例中，水箱63中的水位可以用于确定是否有足够的喷射用水，如下面参考图2所述。在所描绘的实施例中，储水箱63可以经由水填充通道69手动重新填充和/或经由水箱填充通道76由收集系统72自动重新填充。收集系统72可以耦接到一个或多个部件74，其用从各种发动机或车辆系统收集的冷凝物重新填充储水箱。在一个示例中，收集系统72可以与EGR系统耦接以收集从经过EGR系统的排气冷凝的水。在另一示例中，收集系统72可以与空调系统耦接。手动填充通道69可以流体耦接到过滤器68，该过滤器68可以去除水中所包含的可潜在地损坏发动机部件的小杂质。

图1进一步示出了控制系统28。控制系统28可以通信地耦接到发动机系统100的各种部件，以执行本文所述的控制程序和动作。例如，如图1所示，控制系统28可以包括电子数字控制器12。控制器12可以是微型计算机，其包括微处理器单元、输入/输出端口、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、保活存储器和数据总线。如图所示，控制器12可以接收来自多个传感器30的输入，传感器30可以包括用户输入和/或传感器(诸如用于感测变速器档位位置、加速器踏板输入(例如踏板位置)、制动器输入、变速器选择器位置、车速、发动机转速、通过发动机的质量空气流量、升压压力、环境温度、环境湿度、进气温度、风扇转速等)、冷却系统传感器(诸如ECT传感器，以及用于感测风扇转速、乘客车厢温度、环境湿度等的传感器)、CAC 18传感器(诸如CAC入口空气温度传感器、ACT传感器125、CAC出口空气温度传感器、MCT传感器23等)、用于确定尾气点火和/或汽缸之间的水分布的爆震传感器183、水喷射系统传感器(诸如水位传感器65、水质传感器66和水温传感器67)、排气压力传感器80和排气温度传感器82等。此外，控制器12可以与各种致动器32通信，致动器32可以包括发动机致动器(诸如燃料喷射器、电子控制的进气节流板、火花塞、各种水喷射器、废气门、EGR阀等)。在一些示例中，存储介质可以用计算机可读数据来编程，所述计算机可读数据表示可由处理器执行以用于执行下面描述的方法以及预期但未具体列出的其它变型的指令。

控制器12接收来自图1的各种传感器的信号，并且利用图1的各种致动器以基于所接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令来调节发动机操作。例如，向发动机喷射水可以包括调节喷射器45、喷射器46、喷射器47和/或喷射器48的致动器来喷射水，并且调节水喷射可以包括调节经由对喷射器的占空比的调节所喷射的水的量或正时。在另一示例中，基于水喷射估计值(如下面进一步描述)调节火花正时可以包括调节火花塞184的电离电流和放电正时。

以这种方式，图1的系统示出了可用于在发动机进气装置或发动机汽缸中的一个或多个位置处喷射水的示例系统。如上所述，可以使用水喷射来降低进入发动机汽缸的进气的温度，并且由此减少发动机的爆震和提高发动机的容积效率。此外，可以使用喷射水来增加发动机稀释，并且由此减少发动机泵送损失。如上所述，水可以在不同的位置(包括进气歧管(在所有发动机汽缸的上游)、汽缸组的歧管(在一组汽缸的上游，诸如在V型发动机中)、发动机汽缸的进气流道或进气道(进入和离开进气门))处喷射到发动机中，或直接喷射到发动机汽缸中。在不同的发动机工况下，诸如不同的发动机负荷和/或转速状况下，为了实现增加的充气空气冷却或稀释，在一个位置处喷射水可优于在另一个位置处喷射水。例如，歧管或进气道喷射(来自远离进气门成角度的喷射器)可以向发动机汽缸和进气道提供增加的冷却，而进气道喷射(来自喷射到进气门上的喷射器)可以提供增加的稀释。

图5描绘了不同发动机操作区域中的不同水喷射益处的示例映射图500。在由区域502表示的高负荷和低转速发动机操作区域中，水喷射通过提高容积效率来提供扭矩输出益处。此外，由于燃烧定相的提前(即提前的CA50)，爆震阻力增加。在由区域504表示的高负荷和高转速发动机操作区域中，由于临界火花限制(BDL)的提前以及燃烧定相的提前(即提前的CA50)，水喷射提供了燃料经济性和扭矩输出益处两者。这导致增加的扭矩比。此外，水喷射降低了涡轮入口温度，从而减少了对燃料富化(用于爆震控制)的需要。

在由区域506表示的低负荷发动机操作区域中，水喷射通过增加压缩比来提高热效率。另外，喷射水作为蒸气能够减少泵送损失(并增加MAP)，从而产生类似于EGR的稀释效应。这转化为直接燃料经济性的改善。

除了以上列出的特定区域的益处之外，在任何给定的输出扭矩下，水喷射能够通过更好的燃烧定相(更提前的临界火花)来降低进气充气温度，从而导致较低的MAP和改善的热效率。热效率的改善减少了所需的气流。由于涡轮增压速度是压力比和质量流量两者的函数，所以减少MAP会减少质量流量，并且由此降低涡轮增压器转速，从而降低压缩机两端的压力比。较低的压力比降低了压缩机出口温度，从而延长了压缩机的使用寿命。此外，较低的压缩机出口温度减少了发动机的泵送功(由于发动机在废气门打开较大的情况下操作，并且需要较少的涡轮功率)。除了爆震之外，涡轮增压器转速、压缩机出口温度、峰值汽缸压力和涡轮入口温度中的每一个能够限制涡轮增压发动机的峰值功率。因此，对于给定的压力比，通过利用水喷射，输出扭矩变得更高。

因此，图5的映射图描述了一般的水喷射益处。然而，应当理解，水喷射益处可进一步受到水喷射位置的影响。例如，歧管水喷射可以在低负荷下提供稀释益处，并在高负荷下提供充气冷却益处。作为另一个示例，直接水喷射可以提供充气冷却益处。作为另一个示例，进气道水喷射可以基于水喷射的方向(例如，朝向或远离进气门)以及相对于进气门正时(例如，当进气门打开或关闭时)的喷射正时来提供稀释益处或充气冷却益处。如本文所详述的，控制器可基于增加上述水喷射益处的发动机工况(如图2至图3所示的并在下面进一步描述的方法)来选择水喷射的位置，从而提高发动机效率，提高燃料经济性，并且减少排放。另外，根据水喷射的位置，可以使用不同的传感器组来提供对被喷射的水量的更准确的估计。因此，如下面参考图3进一步解释的，可以基于水喷射的位置来选择用于感测的模式，并且随后的水喷射参数和发动机操作参数可以基于估计的水喷射量来调节。例如，水喷射操作参数调节可以补偿小于命令量的喷射的水的估计量。

转到图2，描绘了用于将水喷射到发动机中的示例方法200。用于执行方法200和本文包括的其余方法的指令可以由控制器(诸如图1所示的控制器12)基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器(诸如上面参考图1描述的传感器)接收的信号来执行。根据下述方法，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。在一个示例中，可以使用储存在水喷射系统的储水箱(诸如图1所示的水喷射系统60的储水箱63)中的水经由一个或多个水喷射器喷射水。

方法200通过估计和/或测量发动机工况从202开始。发动机工况可包括驾驶员扭矩需求、歧管压力(MAP)、空燃比(A/F)、火花正时、环境状况(包括环境温度、压力和湿度)、升压压力、排气再循环(EGR)速率、空气质量流量(MAF)、歧管充气温度(MCT)、发动机转速和/或负荷、发动机爆震水平等。

接下来，在204处，该方法包括确定是否已经满足水喷射条件。可请求水喷射以利用与水喷射相关联的一个或多个益处。例如，可以在低中发动机负荷下请求水喷射以增加充气稀释，从而提高低中负荷发动机操作区域中的燃烧稳定性。作为另一个示例，可以在中高发动机负荷下请求水喷射以增加充气冷却，从而改善中高负荷发动机操作区域中的爆震减轻。再者，可以在高负荷下请求水喷射以提供部件冷却，诸如冷却排气、冷却排气催化剂等。响应于发动机负荷高于阈值负荷(低于该阈值负荷，发动机燃烧稳定性可受到影响)并且火花正时延迟(例如，从MBT)超过阈值量，可以认为满足水喷射条件。

在一个示例中，可以响应于歧管温度大于阈值水平来请求水喷射。另外，当达到阈值发动机转速或负荷时，可以请求水喷射。在又一示例中，可以基于发动机爆震水平高于阈值来请求水喷射。此外，可以响应于排气温度高于阈值温度来请求水喷射，其中阈值温度是这样的温度，即高于该温度可发生汽缸下游的发动机部件的劣化。此外，当用过燃料的推测的辛烷值低于阈值时，可以喷射水。

确认已经满足水喷射条件可进一步包括通过估计和/或测量水的可用性来确认水可用于喷射。可以基于多个传感器(诸如设置在发动机的水喷射系统的储水箱中的水位传感器、水质传感器和/或水温传感器(诸如图1所示的水位传感器65和水温传感器67))的输出来确定用于喷射的水的可用性。例如，储水箱中的水在冷冻状况下(例如，当箱中的水温低于阈值水平时，其中阈值水平处于冷冻温度或接近冷冻温度)可不能用于喷射。在另一示例中，储水箱中的水的水位可低于阈值水平，其中阈值水平基于喷射事件或喷射循环的周期所需的水量。如果不满足水喷射条件，则在206处，该方法包括禁用水喷射。在一个示例中，在由于未请求水喷射而不满足水喷射条件的情况下，该方法包括在没有水喷射的情况下继续发动机操作。在另一个示例中，在由于水不能用于喷射而不满足水喷射条件的情况下，诸如当储水箱的水位低于阈值水平时，控制器可指示需要重新填充箱。此外，控制器可以通过增加来自一个或多个车辆系统的水的车载收集来重新填充水箱，诸如通过从与发动机的水喷射系统的储水箱耦接的集水系统(诸如图1所示的集水系统72)收集水。这包括增加空调(AC)冷凝器操作以增加AC冷凝物收集、增加EGR冷凝物收集、增加CAC冷凝物收集等。

在207处，该方法进一步包括调节发动机操作参数以补偿水喷射的不足。例如，如果已经请求水喷射来减少爆震，则发动机操作调节可以包括使空燃比富化，减小节气门的打开量以减小歧管压力，或延迟火花正时以提供爆震减轻。作为另一个示例，如果请求水喷射以增加充气稀释，则发动机操作调节可包括增加EGR流量。

如果满足水喷射条件，则该方法在208处继续以确定水喷射量和位置，如关于图3进一步描述的。控制器可以基于发动机转速/负荷、温度和爆震中的一个或多个来确定要喷射的水量。控制器可以参考查找表，该查找表使用发动机转速和负荷作为输入，并且提供用于命令将水喷射到发动机中的净(总)水量作为输出。在208处，确定水喷射参数诸如水喷射量和位置可进一步包括选择水喷射的模式。在一个示例中，确定水喷射的位置可以包括响应于检测(或预测)发动机爆震来选择水喷射的模式。在另一示例中，选择水喷射的位置可以包括响应于发动机的稀释需求来选择水喷射的模式。选择水喷射的模式可以包括基于期望的水喷射益处来选择歧管水喷射器、直接水喷射和进气道水喷射器中的一个或多个。此外，基于是否期望充气冷却或稀释，控制器可以确定经由不同的水喷射器递送的总命令的水喷射量的比例(本文也称为水喷射比)。该比例可以基于喷射器的位置、相对于各个喷射器的占空比的总命令量、喷射器约束以及歧管湿度限制。作为示例，在低发动机负荷下，可需要充气稀释。基于发动机转速和负荷，控制器可以确定要被命令用于喷射的水的总量。此外，控制器可以选择用于水喷射的歧管喷射器。如果命令量超过歧管喷射器的喷射极限，则可以经由进气道水喷射器提供喷射的至少一部分。在可替代示例中，如果在喷射时进气湿度升高，则可以经由直接水喷射器提供喷射的至少一部分。

然后，在210处，该方法包括基于水喷射模式选择用于感测水喷射的传感器。基于水喷射的位置以及执行喷射的发动机转速，可以提供不同的水喷射益处。因此，可以使用不同的传感器组来估计实际的水喷射量。如图3所详细描述的，当水喷射进入歧管以提供充气稀释益处时，可以经由检测进气(或排气)稀释变化的传感器感测水喷射。例如，可以选择进气氧传感器来估计稀释的变化(由于存在来自添加的水的额外氧气)。作为另一示例，可以选择进气湿度传感器来估计进气湿度的变化(由于存在添加的水)。在另一示例中，当水喷射进入歧管以提供充气冷却益处时，可经由检测歧管温度的变化的传感器(诸如MCT传感器)来感测水喷射。

在212处，该方法包括基于所选择的水喷射模式将水喷射到发动机中。例如，控制器可以将信号发送到所选择的水喷射器的致动器以改变喷射器的脉冲宽度，从而命令所确定的水量。

应当理解，可以响应于命令的水喷射来调节一个或多个发动机操作参数。作为示例，可以响应于水喷射提前火花正时(例如，从自MBT延迟的当前正时朝向MBT提前)。在一个示例中，火花提前的程度可以随着水喷射量增加而增加。

方法在214处继续，以基于相对于感测的水喷射量的命令的水喷射量来估计水喷射误差。在213处，该方法包括在水喷射之后接收来自所选择的一个或多个传感器的输出，以及基于传感器输出确定实际的水喷射量(或感测的水喷射量)。控制器可以将水喷射之前的所选择的一个或多个传感器的输出与水喷射之后的传感器输出进行比较，以确定发动机中接收的水的实际量(即，有助于充气冷却和/或稀释效应的实际量)。如前所述，由于喷射器误差、由于水喷雾撞击误差、由于因喷射器附近的状况引起的汽化问题等，实际的水喷射量可不同于命令的水喷射量。这可导致水喷射误差，如果不考虑该误差，则可减少水喷射的预期益处，并且甚至使发动机性能劣化。在214处，该方法包括基于相对于感测的水喷射量的命令的水喷射量来估计水喷射误差。

接下来，在216处，该方法包括基于所确定的误差来调节水喷射条件和发动机工况。本文中，调节一个或多个发动机参数以补偿水喷射误差。在一个示例中，216处的方法包括基于所确定的误差调节由所选择的一个或多个水喷射器递送的水量和/或水的正时以用于随后的水喷射(例如，紧接的随后的水喷射而其间没有水喷射，或在具有误差的水喷射之后的多个连续水喷射)。例如，在216处，该方法可以包括响应于感测的水喷射量小于命令的水喷射量，由相同的水喷射器增加用于下一次水喷射的水量(例如通过命令更大的脉冲宽度)。作为另一示例，在通过相同的水喷射器进行的随后水喷射期间，给定水喷射器的脉冲宽度可以增加一定量，并且另一个水喷射器的脉冲宽度也可以增加。

在216处的水喷射调节可以根据发动机实施例中存在的喷射器以及哪些喷射器被选择用于水喷射而不同。例如，对于配置有进气道喷射器的发动机系统，其中不同的进气道水喷射器定位在不同组的汽缸的上游，控制器可以针对每个水喷射器或仅针对所选择的进气道水喷射器调节水喷射量。在另一示例中，在一个或多个喷射器位于多个汽缸或一组汽缸的上游的情况下(诸如对于歧管喷射)，控制器可以调节所选择的水喷射器的喷射正时以与该汽缸组的进气门打开正时同步来调节通向对应汽缸组的水喷射。

在另一示例中，基于所确定的误差来调节一个或多个发动机操作参数可以包括调节火花正时、EGR流量(经由对EGR阀位置的调节)、发动机加燃料、节气门位置、燃烧空燃比等中的一个或多个。作为示例，当水喷射用于爆震控制(和充气冷却)时，可以使用火花正时调节来补偿所喷射水的所确定的误差。其中，响应于水喷射不足(实际上接收到的水比命令的少)，火花正时可被延迟(例如，从MBT或从原始临界火花延迟)，火花延迟的量随着水喷射误差增加而增加。在另一个示例中，当水喷射用于稀释控制时，可以使用EGR调节来补偿所喷射水的所确定的误差。其中，响应于水喷射不足(实际上接收或蒸发的水比命令的少)，可以通过增加EGR阀的开度来增加EGR流量。再者，可以基于确定的水喷射误差来调节燃料喷射量。

以这种方式，可以命令水喷射来利用水喷射的不同位置处的益处。此外，可以基于所选择的水喷射位置精确地检测水喷射，并适当补偿水喷射。

图3示出了用于基于发动机工况来选择水喷射模式的示例方法300。此外，该方法基于水喷射器选择来选择水喷射感测模式。方法300可以作为图2的方法的一部分(诸如在208和214处)来执行。如上所述，可以使用水喷射来降低进入发动机汽缸的进气的温度，并且由此减少爆震。此外，喷射水可以用于增加发动机稀释，并且由此减少发动机泵送损失。根据基于发动机工况的期望的水喷射益处，可在不同位置处将水喷射到发动机中。此外，可以选择一个或多个传感器来估计基于水喷射位置喷射的水量。

方法300通过估计和/或测量发动机工况在302处开始。发动机工况可包括驾驶员需求的扭矩、歧管压力(MAP)、空燃比(A/F)、火花正时、排气再循环(EGR)速率、质量空气流量(MAF)、歧管充气温度(MCT)、发动机转速和负荷等。接下来，在304处，该方法包括确定是否存在爆震指示。指示爆震可包括检测到爆震或预期爆震。控制器可以基于来自一个或多个发动机爆震传感器(诸如图1中所示的爆震传感器183)的输出超过爆震阈值来确定是否发生爆震。在可替代示例中，当发动机转速和负荷大于阈值时，可预期爆震。再者，一个或多个汽缸中爆震的可能性可以基于发动机的爆震历史(例如爆震计数)。当发动机被爆震限制时，可请求水喷射以便提供充气冷却。

如果在304处指示爆震，则该方法继续到307，其中基于爆震的指示确定喷射的水量。本文中将递送水量以向发动机提供充气冷却益处。在一个示例中，当爆震传感器的输出超过爆震阈值时(即，随着爆震强度增加)，可以增加喷射的水量。作为另一个示例，随着发动机转速负荷增加和对应的爆震可能性增加，可增加要喷射到发动机中的水量。本文中，水量是指递送到发动机的水的总量，所述水可以经由一个或多个水喷射器递送。

在308处，该方法包括启用第一水喷射模式以递送所确定的水喷射量。在第一水喷射中，可以选择远离进气门成角度的进气道水喷射器来递送水。控制器可以向所选择的进气道喷射器发送信号以激活所述进气道喷射器。所选择的进气道水喷射器可以远离进气门成角度并且面向进气道，并且可以布置成在与通过进气流道的进气流动方向相反的方向上喷射水(诸如图1所示的水喷射器46)。如下所述，可以使远离气门的进气道水喷射定时成在进气门打开时发生。通过在与空气流动方向相反的方向上作为打开气门喷射来递送水，更多的喷射的水可被带入到空气流中，从而在高负荷下增加水喷射的冷却益处。此外，朝向歧管并远离(关闭)进气门的喷射确保每个下游汽缸中的更好的水分布。此外，流道中的空气流的高速度生成湍流，其确保水更好的雾化以及水与空气更好的混合，从而进一步增强水喷射的充气冷却效应。

另外地或可替代地，在309处，启用第一水喷射模式可以包括启用歧管水喷射器和选择性地启用直接水喷射器。歧管水喷射器可以位于节气门前位置(如参考图1中歧管喷射器45所示)或节气门后位置。在包括进气道喷射器和歧管喷射器两者的实施例(诸如图1所示的水喷射系统60)中，如果检测到一组汽缸的温度不平衡，则控制器可以向进气道水喷射器给予较高的优先权。作为一个示例，一组汽缸中的温度分布不均可由于一些汽缸中而不是其它汽缸中的先前水喷射事件而发生，从而导致一些汽缸比其它汽缸更冷。作为另一个示例，汽缸之间的温度分布不均可由于发动机设计原因，诸如由于一些汽缸由于靠近水泵而较热，而其它汽缸较冷。再者，由于来自公共水喷射器的水喷射之后的汽缸之间的水不平衡，可发生温度不均匀分布。可以通过比较测量的缸内温度或推断(模型化)的缸内温度来检测温度分布不均。例如，可以确定对应于不同汽缸的温度的标准偏差，并且如果标准偏差大于阈值标准偏差值，则可以指示温度不平衡。在另外的示例中，由于到发动机汽缸的不均匀气流、因沉积物积聚造成的气门和汽缸之间的变化、燃料喷射器之间的差异等，可发生一组汽缸之间的温度分布不均。

可以基于与汽缸组中的每个汽缸耦接的爆震传感器(诸如图1所示的爆震传感器183)的爆震输出的比较来确定水分布不均。例如，爆震输出可用于确定该组中各个汽缸相对于其它汽缸的爆震强度的差。如果该组中的一个或多个汽缸的水喷射之后的爆震强度的变化与其它汽缸相比不同，则这可指示水分布的差。例如，可以确定对应于不同汽缸的爆震输出的标准偏差，并且如果标准偏差大于阈值标准偏差值，则可以指示水不平衡。在另一个示例中，如果对应于单个汽缸的爆震输出与对应于该组中的所有汽缸的所有爆震输出的平均值相差阈值量，则可以将单个汽缸指示为接收比该组中的其它汽缸更多或更少的水。在另一个示例中，可以基于各个汽缸中火花延迟与预期量的差确定耦接到水喷射器的一组汽缸之间的水分布不均，预期量基于发动机映射。如果没有温度分布不均，则控制器可以经由歧管水喷射器(诸如图1所示的歧管喷射器45)喷射水。

在另一示例中，进气道喷射器和歧管喷射器之间的选择(或作为进气道喷射递送的水相对于作为歧管喷射递送的水的比率的确定)可以基于要喷射的水量、喷射器约束和进气湿度。作为示例，随着进气湿度的增加，可以减少经由歧管喷射器递送的水量(并且相应地增加经由进气道喷射器递送的水量)。在可替代示例中，如果歧管水喷射处于最大速率(或处于饱和极限)，则可以经由进入受爆震影响的汽缸中的直接喷射来提供水喷射。作为另一示例，如果要喷射的水的总量超过歧管喷射器的上限，则可以经由进气道喷射器递送过多的量。作为另一示例，如果要喷射的水的总量超过进气道喷射器的上限，则可以经由歧管喷射器递送过多的量。在又一示例中，进气道喷射器和歧管喷射器之间的选择可以基于进入发动机的质量空气流量。如果以更高的速度进入发动机的空气量较大，则歧管喷射可优选于进气道喷射。这是因为歧管喷射(特别是在与气流的方向相反的方向上喷洒水的歧管喷射的情况下)将允许喷射的水有更多的时间在进入的空气充气中混合、蒸发和冷却，这与进气道喷射相反，进气道喷射将更优选于气门头冷却并且将具有更少的时间和机会与进入的空气充气混合。

响应于水喷射用于充气冷却，使用基于温度的控制回路感测和控制水喷射。具体地，在310处，该方法包括在发起水喷射之前测量充气空气温度。在一个示例中，控制器可以接收来自歧管充气温度传感器(诸如图1所示的MCT传感器23)的输出，以确定水喷射之前的歧管温度。在另一示例中，控制器可以监测进气氧传感器加热器(以加热器功率模式操作，诸如图1所示的IAO2传感器34)的输出。在另一个示例中，310处的方法可以包括基于一个或多个发动机工况(诸如测量的进气和排气温度、发动机负荷、爆震强度信号等)来推断靠近水喷射器的充气空气的温度。

然后，在312处，该方法包括命令远离打开的进气门的水的进气道喷射。控制器可以将脉冲宽度信号发送到远离进气门并朝向进气歧管成角度的进气道水喷射器的致动器，以响应于发动机爆震的指示来喷射确定量的水。在312处喷射水可以包括喷射确定(例如命令)量的水作为定时到在进气道喷射器下游的汽缸组内的每个汽缸的进气门打开的每发动机循环的单个脉冲或一系列脉冲。如果另外地或可替代地选择歧管水喷射，则控制器可以向歧管喷射器命令对应的脉冲宽度。

图6示出了用于爆震减轻的示例进气道喷射正时。映射图600描绘了曲线602(实线)处的进气门升程，以及曲线604(虚线)处通过进气门的对应质量空气流量。所有曲线都参考沿x轴线的发动机位置(以曲柄角度)示出。进气门在进气冲程开始时提升(大约在300CAD(曲柄角度)，当汽缸的活塞处于TDC时)，达到最大升程(在大约TDC和BDC的中间)，并且然后开始关闭，从而在进气冲程结束时完全关闭(大约在600CAD，当汽缸的活塞处于BDC时)。通过进气门的质量流量遵循类似的轮廓，从而当进气门升程增加时增加，并且然后当进气门升程减小时减少。

可以在进气门几乎完全打开并且进入或朝向进气门的质量流量几乎处于最高点的参考点606处执行远离打开的进气门的进气道喷射。此时通过远离气门表面、朝向进气道或歧管进行进气道喷射水，更多的水可被带入进气流中，从而增加了由水喷射提供的冷却益处。具体地，较大部分的水以液体形式被递送，从而增加了水喷射的吸热和充气冷却能力。

返回到图3，在314处，该方法包括基于水喷射之后的歧管充气温度和进气氧加热器功率的变化中的一个或多个来估计或感测发动机中接收的水量。在一个示例中，控制器在水喷射之前接收来自歧管充气温度传感器的第一输出(在310处)。水喷射可由于喷射的水使用环境热来汽化而引起歧管中的充气冷却效应。这种效应可被看作是歧管充气温度的下降。控制器可以在水喷射之后(例如，紧接水喷射之后或自水喷射以来的持续时间之后)接收来自歧管充气温度(MCT)传感器的第二输出，并且基于如MCT传感器的第一输出和第二输出之间的差所示的歧管温度变化来确定喷射的水量。随着差增大，可以增加发动机中感测或检测到的水量。水喷射事件与歧管充气温度的测量之间的持续时间可以基于喷射量的水汽化所需的预期时间量。该持续时间可以基于喷射的水的量来调节，持续时间随着经由喷射器喷射的水量的增加而增加。

在另一示例中，在310处，控制器可以在水喷射之前接收进气氧传感器加热器的第一功率输出。加热器被配置为保持进气氧传感器的基本恒定的温度，以便能够使传感器正常工作。响应于充气冷却，在传感器处的环境温度可下降，从而导致传感器温度的相应下降。传感器加热器功率可自动增加，以努力保持传感器温度。因此，水喷射的充气冷却效应可被看作是进气氧传感器(IAO2)加热器的功率输出的上升。控制器可以在水喷射之后(例如，紧接水喷射之后或自水喷射以来的持续时间之后)接收来自传感器加热器的第二功率输出，并基于由IAO2传感器加热器的第一功率输出和第二功率输出之间的差指示的加热器功率输出的变化来确定喷射的水量。随着差增大，可以增加发动机中感测或检测到的水量。以这种方式，可以在314处基于从水喷射事件之前到水喷射事件之后的歧管充气空气温度的变化来确定喷射的水的汽化部分(即，提供充气冷却益处的部分)。

在330处，基于命令的水喷射量(在312处)和检测的水喷射量(在314处)之间的差来确定水喷射误差。这反映了旨在递送的用于爆震减轻的水量与发动机中实际接收的用于爆震减轻的水量之间的误差。在一个示例中，所接收的实际量可低于命令量，从而导致缺水和相应的充气冷却不足。然后，控制器可以调节随后的水喷射事件以补偿获知的水喷射误差。另外，可以调节一个或多个发动机操作参数以补偿获知的水喷射误差。例如，可以延迟火花正时和/或可以使燃烧空燃比富化。然而，通过使用水喷射来提供大部分的充气冷却，减少所需的火花延迟或燃料富化的量，从而提高燃料经济性。

返回到304，如果没有检测到发动机爆震，则该方法在305处继续，在305处该方法包括确定是否存在稀释需求。如参考图5所述，可以喷射水以增加进气充气稀释并减少泵送损失。在一个示例中，可以响应于发动机转速/负荷低于阈值来请求增加的稀释，其中阈值发动机转速/负荷可以指示更可能发生泵送损失的速度-负荷区域。在另一个示例中，当发动机处于或接近燃烧稳定极限时，可要求充气稀释。如果没有确认稀释需求，则该方法移动到303以保持发动机系统的所有水喷射器禁用。然后程序结束，并且发动机在没有水喷射的情况下操作。

如果在305处请求水喷射进行稀释，则该方法继续到306，其中基于稀释需求确定喷射的水量。本文中，一定量的水将被递送以向发动机提供充气稀释益处。在一个示例中，随着发动机转速-负荷降低并且发动机燃烧稳定性接近极限，可以增加喷射到发动机中用于稀释需求的水量。本文中，水量是指递送到发动机的水的总量，所述水可以经由一个或多个水喷射器递送。

响应于水喷射用于充气稀释，使用基于稀释的控制回路感测和控制水喷射。具体地，在315处，该方法包括基于来自在可变电压模式下操作的排气氧传感器(或UEGO传感器，诸如图1所示的UEGO 126)的输出来估计排气氧水平(或排气湿度)。在可变电压模式下，传感器在较低的参考电压(诸如450mV)和较高的参考电压(诸如950mV)之间进行调制。较高的电压使排气中的任何水分解成氧气，并且传感器感测到过量的氧气。控制器可以将传感器在较低电压处输出的泵送电流与传感器在较高电压处输出的泵送电流进行比较，并且获知作为参考电压处的泵送电流之间的差的第一传感器输出。通过将在命令水喷射之前测量的第一传感器输出与水喷射之后测量的第二传感器输出进行比较，控制器可以确定在发动机中蒸发并有助于充气稀释的喷射水量。另外地或可替代地，控制器可以接收来自一个或多个稀释传感器的输出，所述稀释传感器诸如在可变电压模式下操作的进气氧传感器(诸如图1所示的IAO2传感器34)和进气湿度传感器。

在316处，该方法包括估计和/或测量进气门表面温度以确定温度是否高于阈值。阈值可以对应于这样的温度，即高于该温度，水在接触表面时可蒸发而不提供任何冷却效应。在一个示例中，可以基于测量的发动机温度来估计或推断气门表面温度，诸如基于发动机冷却剂温度传感器(诸如图1所示的发动机冷却剂温度传感器25)的输出而确定的。在另一个示例中，气门表面温度可以基于发动机转速和负荷状况推断，温度随着发动机负荷的增加而增加。

本发明人已经认识到，当在低发动机负荷下需要稀释效应时，水能够朝向热表面喷射并立即蒸发。例如，水可以朝向热进气门表面进行进气道喷射并立即蒸发，其中进气道喷射正时被调节为与进气门的关闭一致。由于对关闭或几乎关闭的进气门表面上的进气道水喷射，更多的喷射的水可立即蒸发，从而通过减少泵送损失同时使水喷射的冷却效应最小化来增加使用水蒸气作为EGR的稀释益处。因此，如果气门表面不够热，则喷射的水可在气门表面上形成一小池液体。

因此，响应于稀释需求，在确认气门表面足够热时，在318处，该方法包括启用第二水喷射模式，其中选择朝向进气门成角度的进气道水喷射器以将水喷射到关闭的进气门上。可替代地，进气道水喷射器可以朝向进气门成角度并且被配置为对气门表面和/或周围的歧管表面上进行喷射。本文中，在与通过进气道/进气流道的进气流动方向相同的方向上并且与用于爆震减轻的进气道水喷射方向相反的方向上(在312处)发生水喷射。

在322处，该方法包括将确定的水喷射量命令为对关闭的进气门表面上的进气道喷射。例如，控制器可以将与确定的水喷射量对应的脉冲宽度信号发送到进气道水喷射器的致动器，以便在进气门关闭时(诸如在进气冲程的BDC处)喷射水。在一个示例中，喷射器可以递送命令量的水作为每发动机循环的单个脉冲(对于该组中的所有汽缸的所有进气门关闭事件)。在另一示例中，喷射器可以递送一定量的水作为定时到汽缸组内的每个汽缸的进气门关闭的一系列脉冲。通过将水喷射到关闭的进气门中和/或喷射到歧管表面上，更多的喷射水可以接触歧管的热表面，从而增加蒸发的喷射水的量。

参考图6，在恰好在进气门即将关闭并且进入或朝向进气门的质量流量几乎处于最低点之前的参考点608处执行朝向关闭的进气门的进气道喷射。通过将水进行进气道喷射到关闭的进气门的热气门表面上，水可以快速蒸发，从而增加水喷射的充气稀释益处，同时降低充气冷却益处。具体地，喷射的水的较大部分以蒸气形式(急速汽化)被递送，从而提高喷射的充气稀释能力。

返回到图3，如果气门表面不足够热，则在320处，该方法包括启用第三水喷射模式，其中选择歧管水喷射器以将水喷射到进气歧管中。在324处，该方法包括将确定的水喷射量命令为歧管喷射。例如，控制器可以将与确定的水喷射量对应的脉冲宽度信号发送到歧管水喷射器的致动器。

在另外的示例中，进气道喷射器和歧管喷射器之间的选择(或者作为进气道喷射递送的水相对于作为歧管喷射递送的水的比率的确定)可以基于要喷射的水量、喷射器约束和进气湿度。作为示例，随着进气湿度增加，可以减少经由歧管喷射器递送的水量(并且相应地增加经由进气道喷射器递送的水量)。在可替代示例中，如果歧管水喷射处于最大速率(或处于饱和极限)，则可经由进气道喷射提供水喷射。作为另一示例，如果要喷射的水的总量超过歧管喷射器的上限，则可以经由进气道喷射器递送过多的量。作为另一示例，如果要喷射的水的总量超过进气道喷射器的上限，则可以经由歧管喷射器递送过多的量。在另一示例中，如前所述，进气道喷射器和歧管喷射器之间的选择可以基于进入发动机的质量空气流量。

在命令水喷射之后，该方法包括估计或感测发动机中接收的水量。由于水喷射用于稀释控制，所以感测是基于测量的发动机稀释或湿度的变化。因此，该方法从322和324中的每一个移动到326，其中该程序包括基于排气氧水平的变化估计喷射的水量。例如，控制器可以在水喷射之前接收来自在可变电压模式下操作的UEGO传感器的第一输出，并且接收来自在可变电压模式下操作的UEGO传感器的第二输出。如前所述，传感器在较低的参考电压(诸如450mV)和较高的参考电压(诸如950mV)之间进行调制，较高的电压导致排气中添加的水分解成氧气，并且传感器感测过量氧气。控制器可以在水喷射之后将传感器在较低电压处输出的泵送电流与传感器在较高电压处输出的泵送电流进行比较，并且获知在水喷射之后作为参考电压处的泵送电流之间的差的第二传感器输出。然后，控制器可以基于第一输出和第二输出之间的差来确定在发动机中蒸发的感测水量或实际水量，感测量随着差的增大而增加。

在另一个示例中，控制器可以从水喷射之前和水喷射之后将来自进气氧传感器(诸如图1所示的IAO2传感器34)和进气湿度传感器的输出进行比较，以确定发动机中实际接收和蒸发的喷射水的量。

传感器选择可以进一步基于喷射的性质。作为示例，当水直接进气道喷射到气门表面上时，IAO2传感器和湿度传感器可无法提供喷射水量的准确读数。在这些情况下，可以选择排气UEGO传感器。相比之下，当歧管喷射水时，可以选择IAO2传感器和湿度传感器中的一个或多个来感测水喷射误差。

还将理解，在歧管水喷射器用于稀释控制或爆震控制并且歧管水喷射处于最大速率或处于饱和极限时(诸如当进气湿度处于阈值时)的状况期间，控制器可以依靠在可变电压模式下操作的排气氧传感器来感测水喷射。在歧管饱和时的状况期间，进气湿度传感器也变得饱和，并且不能感测喷射到进气歧管中的水量。此外，经由MCT传感器的充气温度测量可被传感器上液态水的存在所混淆。因此，两个传感器可不准确，并且它们的输出可不可靠。

如果进气完全饱和，则水也可渗透IAO2传感器保护管，从而导致传感器总是显示完全稀释(即使不存在完全稀释状况)。因此，IAO2传感器也可不准确，并且其输出可不可靠。在IAO2传感器输出显示饱和(其在传感器的泵送电流为0时被指示)时的状况期间，控制器可以在可变电压模式下操作IAO2传感器，以便分解围绕传感器元件的保护管中的水，从而获得更准确和可靠的水量的读数。

在此类状况期间，在可变电压模式下操作的UEGO传感器能够提供可靠的输出。如经由在标称模式下操作的传感器(其中传感器仅在较低的参考电压处操作)感测到的基于UEGO的稀释可不能确定喷射到发动机中的水量，因为发动机继续在化学计量状况(例如，λ1.0)下操作，所以泵送电流(Ip)不变(例如，保持处于0)。在可变电压模式下操作的UEGO提供了一种监测在此类状况期间喷射的总水量(即，喷射到歧管中、喷射到气流中、喷射到汽缸等中的水的总和)的更准确的方法，因为传感器位于最下游的位置，并且调制将所有添加的水分解成氢气和氧气，从而使传感器能够感测来自所有添加的水中的过量氧气。

该方法从326处移动到330，其中控制器基于命令的水喷射量和感测的水喷射量之间的差(即，基于获知的水喷射误差)来调节水喷射和/或发动机操作参数。调节水喷射可以包括基于来自多个传感器的输出来调节在随后的水喷射事件期间(从相同的水喷射器或一个或多个不同的水喷射器)喷射的水量和/或正时。例如，控制器可以响应于感测到的水喷射量低于命令的水喷射量而增加喷射的水量以用于随后的水喷射。此外，可以调节所选择的水喷射器的喷射正时。在一个示例中，所选择的水喷射器的喷射正时可以与给定汽缸的进气门打开正时同步，以调节对汽缸的水喷射。此外，可以调节一个或多个发动机操作参数以补偿水喷射误差。在一个示例中，当误差导致稀释不足时，EGR流量响应于水喷射误差而增加。例如，控制器可以通过增加EGR阀的开度来基于水喷射误差增加EGR流量。作为另一示例，可以使用凸轮正时调节(例如，VCT调节)来补偿稀释不足。

以这种方式，控制器可以从进气道喷射器、歧管喷射器和直接喷射器中的一个中选择水喷射器，用于将命令量的水喷射到进气歧管中；然后基于水喷射器选择来选择多个发动机传感器中的一个；并基于来自所选择的传感器的输出在喷射之后调节发动机操作参数。多个传感器可以包括进气氧传感器、排气氧传感器、湿度传感器、歧管温度传感器、进气湿度传感器和发动机冷却剂温度传感器。调节可以包括基于来自所选择的传感器的输出来估计发动机中接收的水的实际量，以及根据相对于实际量的命令量调节发动机操作参数。作为示例，选择水喷射器可以包括在低于阈值的发动机负荷并且低于阈值的发动机转速状况下，选择进气道喷射器；以及在高于阈值的发动机负荷并低于阈值的发动机转速状况下，选择歧管喷射器。选择水喷射器可以进一步包括经由歧管喷射器喷射命令量的一部分，直到达到歧管喷射器极限(诸如饱和极限或通过喷射器的最大流率)，并且然后经由直接喷射器喷射命令量的剩余部分。选择进气道喷射器可以进一步包括：当发动机不受爆震限制时，在进气门打开之前，经由进气道喷射器将命令量朝向发动机汽缸的进气门喷射；以及当发动机被爆震限制时，在进气门打开之后，经由进气道喷射器将命令量远离发动机汽缸的进气门喷射。选择传感器可以包括，在经由第一进气道喷射器朝向进气门喷射之后，经由歧管温度传感器和发动机冷却剂温度传感器中的一个估计实际水量；在经由第二进气道喷射器远离进气门喷射之后，经由排气氧传感器估计实际的水量；在经由歧管喷射器喷射之后，经由歧管温度传感器、进气湿度传感器和进气氧传感器中的一个估计实际水量；以及在经由直接喷射器喷射之后，经由进气氧传感器和排气氧传感器中的一个估计实际水量。此外，在经由歧管喷射器喷射之后经由进气氧传感器估计可以包括在第一参考电压下以标称模式操作进气氧传感器，并且在经由直接喷射器喷射之后经由进气氧传感器估计包括在第一参考电压和高于第一参考电压的第二参考电压中的每一个参考电压下以可变模式操作进气氧传感器，并且经由排气氧传感器估计包括在第一参考电压和第二参考电压中的每一个参考电压下以可变模式操作排气氧传感器。调节发动机操作可以包括，当命令量超过实际量时，增加EGR流量，从标称正时延迟火花正时，以及从标称凸轮正时提前或延迟可变凸轮正时。

以这种方式，可以调节水喷射和/或发动机操作参数，以便实现期望的稀释需求或冷却效应。

在图4中，曲线图400示出了基于发动机工况的对水喷射的示例调节。曲线图400示出了选择水喷射系统(诸如图1所示的水喷射系统60)的水喷射器来递送提供充气冷却或充气稀释益处的一定量的水。此外，曲线图示出了基于歧管充气温度传感器输出感测水喷射，以及在水喷射之后调节发动机操作参数，诸如火花正时。具体地，曲线图400示出了402-404处经由所选择的水喷射器喷射的水的命令量、曲线406处的发动机爆震(例如，一个或多个爆震传感器的爆震输出)、曲线408处的发动机稀释需求、曲线410处的歧管充气温度传感器的输出的变化、曲线412处的排气UEGO传感器的输出的变化、以及曲线414处的估计的喷射水量(如基于MCT传感器的输出感测的)。经由歧管水喷射器的水喷射经由曲线402处的虚线示出；点线对应于经由朝向进气歧管成角度的进气道水喷射器的水喷射(曲线404)，并且实线对应于经由与进气门成角度的进气道水喷射器的水喷射(曲线406)。对于每个操作参数，沿水平轴线示出时间，并且沿垂直轴线示出每个相应操作参数的值。在一个示例中，当水喷射器定位在进气歧管中时，歧管充气温度传感器可以定位成靠近水喷射器，诸如在进气歧管内。

在时间t1之前，不满足水喷射条件，并且水喷射未启用。在此期间，发动机在没有水喷射的情况下操作。在一个示例中，在时间t1处，水可不可用于喷射。因此，控制器可以向集水系统的致动器发送请求以增加车辆车载的集水。在另一个示例中，由于发动机负荷和火花正时延迟小于阈值，可不请求水喷射。

由于发动机工况的变化，在时间t1之前，爆震信号强度增加(曲线406)到高于阈值405。在一个示例中，爆震信号可以响应于发动机转速和/或负荷的增加而增加，诸如由于发动机负荷上升到中高负荷状况。在一个示例中，负荷的上升是由于操作者踩踏板事件引起的。响应于爆震的指示，在时间t1处请求水喷射。在时间t1处，控制器可以向歧管水喷射器(402)发送信号，以将提供爆震减轻所需的一定量的水喷射到歧管中。被命令经由歧管水喷射器(曲线402)喷射的水量是基于爆震的指示。

响应于喷射请求，可以测量歧管充气温度(在水喷射之前)，并且控制器可以通过向喷射器发送脉冲宽度信号来命令确定量的水在时间t1从水喷射系统的歧管喷射器(曲线402)被喷射。由于歧管水喷射的结果，发生充气冷却，并且歧管充气温度在时间t1至t2之间降低(曲线406)。在t2处的喷射后的持续时间之后，再次测量歧管充气温度。然而，MCT的测量变化小于基于命令的水喷射量所预期的实际变化(虚线段409)。结果，在随后的水喷射事件期间获知并施加水喷射误差(喷射不足)。由于缺水，不提供爆震减轻所需的充气冷却量。结果，在t2处，爆震信号(曲线406)不降低到低于阈值405，其中阈值405是这样的爆震信号强度，即高于该爆震信号强度时请求水喷射。响应于爆震强度保持高于阈值，重新发起歧管水喷射，其中歧管水喷射量增加以补偿在先前喷射期间获知的水喷射误差。由于在增加歧管水喷射的情况下爆震减轻不足，在t3处，以最大速率提供歧管喷射，并且由控制器提供进一步量的爆震减轻，该控制器命令进一步量的水从远离进气门成角度的进气道喷射器喷射(曲线403)。在可替代示例中，在t3处，控制器可以将信号发送到耦接到一个或多个爆震影响的汽缸的直接水喷射器的致动器，以喷射用于添加的爆震减轻的水量。当水喷射用于充气冷却时，MCT继续下降，并实现爆震减轻。

在t3处的喷射后的持续时间之后，再次测量歧管充气温度，并根据歧管充气温度的测量变化，在时间t4处估计喷射的水量(曲线414)。没有获知水喷射误差，并且因此不再进一步调节水喷射。作为在t3处水喷射的结果，歧管充气温度在t4处下降，并且爆震信号(曲线406)降低到低于阈值。响应于爆震强度低于阈值，控制器减少在时间t4和t5之间喷射的水量。

在t5处，由于发动机工况的变化，诸如由于发动机负荷下降到低中负荷状况，稀释需求增加到高于阈值407。在一个示例中，负荷的下降是由于操作者松踏板事件引起的。阈值407是这样的稀释需求，即高于该稀释需求时请求水喷射。响应于稀释需求在时间t5处上升到高于阈值，并且由于气门表面温度足够热，控制器命令一定量的水经由朝向进气门成角度的进气道喷射器(曲线404)喷射。在命令水喷射之前，控制器可以接收来自在可变电压模式下操作的UEGO传感器的输出。然后，控制器可以向对应的进气道水喷射器的致动器发送信号，并且基于期望的稀释需求喷射一定量的水。在时间t6处，控制器可以在水喷射之后接收来自在可变电压模式下操作的UEGO传感器的另一个输出。然而，UEGO输出的测量变化小于基于命令的水喷射量预期的实际变化(虚线段411)。结果，在t6处，在随后的水喷射事件期间，获知并施加水喷射误差(喷射不足)，以更好地满足稀释需求。具体地，在t6处，在随后的水喷射期间，朝向关闭的进气门的进气道喷射增加。响应于水喷射之后稀释需求的减少，控制器可以调节在时间t7处喷射的水量。例如，控制器可以基于在时间t7处的稀释需求的减少来减少喷射的水量。

参考图7示出了另一个示例水喷射调节和水感测。在图7的示例中，水喷射用于稀释控制。曲线图700描绘曲线702处的发动机转速、曲线704处的进气道水喷射、曲线706处的歧管水喷射、曲线708处的进气氧传感器的输出(IAO2信号)、曲线710处的排气氧传感器(UEGO)的输出、曲线711(虚线)处的UEGO传感器的操作模式(标称模式或可变电压模式)、曲线712处的进气湿度传感器的输出、曲线714处的歧管充气温度传感器(MCT)的输出、以及曲线716处定位在进气道喷射器下游的进气门的温度。对于每个操作参数，沿着水平轴线示出时间，并且沿着垂直轴线示出每个相应的操作参数的值。在一个示例中，当水喷射器定位在进气歧管中时，歧管充气温度传感器可以定位成靠近水喷射器，诸如在进气歧管内。此外，湿度传感器、IAO2传感器和MCT传感器都可以耦接到进气道喷射器上游的进气歧管。在本示例中，进气道喷射器可被配置为朝向进气门喷射水。

在t1之前，发动机在怠速状况下操作，且不需要水喷射。因此，进气道水喷射器和歧管水喷射器二者都保持禁用，并且没有水被喷射到进气歧管中。此时通过MCT传感器的输出反映进气歧管温度状况，并且此时通过湿度传感器的输出反映进气歧管湿度状况。此时，IAO2和UEGO二者都在标称模式下操作。此时在标称模式下的IAO2传感器输出提供了进气充气的氧含量的估计值。此时在标称模式下的UEGO传感器输出提供了排气的氧含量的估计值，所述估计值用于推断排气空燃比。在本示例中，UEGO传感器输出指示发动机以化学计量操作或在化学计量附近操作。此外，在此期间，进气门温度可能缓慢上升。

在t1处，由于发动机工况的变化，诸如扭矩需求的增加，发动机移动到低转速-负荷区域。在该区域中，发动机可受到燃烧稳定性限制，并可需要更多的发动机稀释。此时可以启用水喷射以提供期望的发动机稀释。具体地，由于进气门足够热，并且还由于发动机设计原因(诸如由于进气道喷射器与水泵的接近)，此时将给予进气道水喷射较高的优先权(优先于歧管水喷射)。

在t1和t2之间，水从进气道水喷射器被进气道喷射到进气门的热表面。具体地，进气道水喷射的正时被调节为与进气门关闭(诸如进气冲程的BDC附近，如参照图6所讨论的)一致，使得喷射的水能够快速蒸发(例如，恰好在接触进气门的热表面时)，从而在最小化充气冷却效应的同时增强水喷射的充气稀释效应。调节喷射的水量以满足稀释需求。在t1和t2之间，由于水喷射，进气门的温度开始下降。此外，在t1和t2之间，经由在可变电压模式下操作的IAO2传感器和UEGO传感器中的一个或多个来感测喷射的水量。在可变电压模式下，较高的参考电压使喷射的水分解成氢气和氧气，从而增加氧传感器感测到的氧气量。然后能够使额外的氧含量与由于进气道水喷射而在进气歧管中接收的水量相关。应当理解，如果IAO2传感器在标称模式下操作，则由于相对于IAO2传感器的位置的进气道水喷射的位置，传感器的输出可还没有可靠地指示歧管水分浓度。同样，如果UEGO传感器在标称模式下操作，则由于发动机控制器在水喷射期间将排气空燃比保持处于化学计量或保持在化学计量附近，传感器的输出可还没有可靠地指示歧管水浓度。基于相对于湿度传感器的位置的进气道水喷射的位置，湿度传感器的输出在此时也可相对不可靠。此外，由于对关闭的热进气门表面上执行进气道水喷射以减少水喷射的充气冷却效应，所以此时MCT传感器的输出也可不可靠。

在t2处，响应于操作者扭矩需求，发动机转速和负荷进一步增加到低中转速-负荷区域。发动机稀释需求相应增加。由于进气门温度较低，此时不能使用进气道水喷射来提供稀释需求。因此，进气道水喷射被禁用，并且此时启用歧管水喷射以提供期望的发动机稀释。

在t2和t3之间，水从歧管水喷射器喷射到进气歧管中或喷射到歧管表面上。调节喷射的水量以满足稀释需求(其在t2和t3之间逐渐增加)。在t2和t3之间，由于发动机负荷增加，进气门的温度开始上升。在t2和t3之间，经由在可变电压模式(VV，虚曲线711)下操作的IAO2传感器和UEGO传感器中的一个或多个来感测喷射的水量。在可变电压模式下，较高的参考电压使喷射的水分解成氢气和氧气，从而增加氧传感器感测到的氧气量。然后，能够使额外的氧含量与由于歧管水喷射而在进气歧管中接收的水量相关。应当理解，如果UEGO传感器在标称模式(nom，虚曲线711)下操作，则由于发动机控制器在水喷射期间将排气空燃比保持处于化学计量或保持在化学计量附近，传感器的输出可还没有可靠地指示歧管水浓度。IAO2传感器可以可替代地在标称模式(未示出)下操作，并且由于相对于IAO2传感器的位置的歧管水喷射的位置，传感器的输出可以可靠地指示歧管水浓度。同样，由于相对于湿度传感器的位置的歧管水喷射的位置，湿度传感器的输出也可以被可靠地用于估计水喷射量。此时MCT传感器的输出也可以是可靠的。

在t3处，发动机转速-负荷进一步增加到中负荷区域，并且相应地进一步增加发动机稀释需求。这是通过将歧管水喷射增加到最大速率并且然后以最大速率保持歧管水喷射来提供的。歧管水喷射器在t3和t4之间处于其饱和极限。

湿度估计值随着歧管水喷射的增加而上升。然而，一旦歧管水喷射在t3处达到饱和极限时，湿度传感器也可变得饱和，并且可能无法可靠地估计经由歧管水喷射器喷射的水量。因此，即使当由歧管喷射器喷射的水量增加时，湿度传感器输出也可保持恒定。MCT传感器也可在饱和状况期间被传感器上液态水的存在所混淆，并且MCT测量值可不被信任为是准确的。例如，MCT输出可跳动，并且可不与水喷射量相关。由于进气歧管空气完全被水饱和，液态水可渗透进气氧传感器保护管。因此，即使当水喷射量增加时，在标称模式下操作的IAO2传感器的输出也可保持恒定(参见虚线段709所示的IAO2信号)。同样，如果UEGO传感器在标称模式下操作，则传感器的输出可保持恒定，并且由于发动机控制器在水喷射期间将排气空燃比保持处于化学计量或保持在化学计量附近，传感器的输出可以不可靠地指示歧管水浓度。

因此，在t3和t4之间，当歧管水喷射处于饱和极限时，经由在可变电压模式下操作的IAO2传感器和在可变电压模式下操作的UEGO传感器中的一个或多个来可靠地感测喷射的水量。在t3处，当IAO2传感器变饱和(其在传感器的泵送电流变为0时将被知道)时，IAO2可以在VV模式下操作，以便分解围绕IAO2传感器的感测元件的保护管中的水，并获得喷射到进气歧管中的水量的准确读数。因此，在VV模式下操作的UEGO传感器的输出可以在饱和水喷射状况期间提供水喷射量的最准确的估计值。具体地，UEGO输出可以提供被喷射到进气流中的水的总量的估计值(例如，如果经由进气道水喷射和歧管水喷射的组合来喷射水)。

在t4处，驾驶员扭矩需求可下降，从而导致发动机转速-负荷的相应下降和稀释需求的下降。因此，在t4处，可以禁用或减少水喷射。传感器输出可相应地下降。在t4之后，MCT传感器可以恢复提供歧管温度的准确估计值，湿度传感器可以恢复提供歧管湿度的准确估计值，IAO2传感器可以恢复在标称模式下操作以提供进气氧含量的准确估计值，并且UEGO传感器可以恢复在标称模式下操作以提供排气空燃比的准确估计值。以这种方式，可以基于发动机工况来调节水喷射器选择，并且可以适当地调节水喷射估计模式以使得能够准确地估计水喷射量。

参考图8示出了又一个示例水喷射调节和水感测。在图8的示例中，水喷射用于爆震控制和/或发动机部件温度控制。曲线图800描绘了曲线802处的发动机转速、曲线804处的进气道水喷射、曲线806处的歧管水喷射、曲线808处的直接水喷射、曲线810处的进气氧传感器的输出(IAO2信号)、曲线811(虚线)处的IAO2传感器的操作模式(标称模式或可变电压模式)、曲线812处的排气氧传感器(UEGO)的输出、曲线813(虚线)处的UEGO传感器的操作模式(标称模式或可变电压模式)、曲线814处的进气湿度传感器的输出、以及曲线816处的歧管充气温度传感器(MCT)的输出。对于每个操作参数，沿着水平轴线示出时间，并且沿着垂直轴线示出每个相应的操作参数的值。在一个示例中，当水喷射器定位在进气歧管中时，歧管充气温度传感器可以定位成靠近水喷射器，诸如在进气歧管内。此外，湿度传感器、IAO2传感器和MCT传感器都可以耦接到进气道喷射器上游的进气歧管。在本示例中，进气道喷射器可以配置为远离进气门喷射水。

在t11之前，发动机在低发动机转速-负荷状况下操作，且不需要水喷射。因此，进气道水喷射器、歧管水喷射器和直接水喷射器中的每一个保持禁用，并且没有水喷射到进气歧管中或直接喷射到汽缸中。此时通过MCT传感器的输出反映进气歧管温度状况，并且此时通过湿度传感器的输出反映进气歧管湿度状况。此时，IAO2和UEGO二者都在标称模式下操作。此时在标称模式下的IAO2传感器输出提供了进气充气的氧含量的估计值。此时在标称模式下的UEGO传感器输出提供了排气的氧含量的估计值，所述估计值用于推断排气空燃比。在本示例中，UEGO传感器输出指示发动机以化学计量操作或在化学计量附近操作。

在t11和t12之间，由于发动机工况的变化，诸如扭矩需求的增加，发动机移动到中高转速-负荷区域。在该区域中，发动机可受到爆震限制，并可需要充气冷却。具体地，随着发动机负荷的增加，发动机可以移动更接近或超过爆震极限，并且发动机爆震传感器的爆震强度可开始刚刚超过爆震极限。此时可以启用水喷射以提供期望的充气冷却。具体地，由于发动机设计原因(诸如由于进气道喷射器与水泵的接近)，此时将给予进气道水喷射较高的优先权(优先于歧管水喷射)。在t11和t12之间，在远离进气门表面的方向上并且在与进入发动机的气流方向相对的方向上水从进气道水喷射器进行进气道喷射水(即当空气从进气歧管流入进气道并朝向进气门流动时，水可以朝向进气道和歧管并远离进气门进行进气道喷射)。进气道水喷射的正时被调节为与进气门几乎完全打开的气门正时(诸如在进气冲程的BDC之前，或进气冲程的TDC和BDC中间，如参考图6所讨论的)一致，使得喷射的水能够被快速地带入朝向汽缸阀流动的空气中。此外，液态水的较大部分可被带入到空气中(而不是在进气道处汽化)，从而在最小化充气稀释效应的同时增强水喷射的充气冷却效应。调节喷射的水量以满足充气冷却需求。

在t11和t12之间，由于进气道水喷射的充气冷却效应，如由MCT传感器感测到的，进气歧管的温度开始下降。此时，基于相对于湿度传感器的位置的进气道水喷射的位置，湿度传感器的输出也可以是可靠的。也就是说，湿度传感器的输出可以与进气道水喷射量相关。

同样在t11和t12之间，经由在可变电压模式(VV，虚曲线813)下操作的IAO2传感器和UEGO传感器中的一个或多个来感测喷射的水量。在可变电压模式下，较高的参考电压使喷射的水分解成氢气和氧气，从而增加氧传感器感测到的氧气量。然后能够使额外的氧含量与由于进气道水喷射而在进气歧管中接收的水量相关。应当理解，IAO2传感器可以可替代地在标称模式下操作，如图所示(nom，虚曲线811)，并且由于相对于IAO2传感器的位置的进气道水喷射的位置，传感器的输出可以可靠地指示歧管水浓度。然而，如果UEGO传感器在标称模式下操作，则由于发动机控制器在水喷射期间将排气空燃比保持处于化学计量或保持在化学计量附近，传感器的输出可还没有可靠地指示歧管水浓度。

在t12处，响应于操作者扭矩需求，发动机转速和负荷进一步增加到较高的转速-负荷区域。由于爆震强度的上升，发动机充气冷却需求相应增加。此时，进气道水喷射不能用于提供充气冷却需求。因此，进气道水喷射被禁用，并且此时启用歧管水喷射以提供期望的发动机爆震减轻。

在t12和t13之间，水从歧管水喷射器喷射到进气歧管中或喷射到歧管表面上。调节喷射的水量以满足充气冷却需求(其随着爆震强度的增加而在t12和t13之间逐渐增加)。在t12和t13之间，继续经由IAO2传感器(在标称模式或可变电压模式下操作)和UEGO传感器(在可变电压模式下操作)中的一个或多个来感测喷射的水量。在可变电压模式下，较高的参考电压使喷射的水分解成氢气和氧气，从而增加氧传感器感测到的氧气量。然后，能够使额外的氧含量与由于歧管水喷射而在进气歧管中接收的水量相关。同样，由于相对于湿度传感器的位置的歧管水喷射的位置，湿度传感器的输出也可以被可靠地用于估计水喷射量。此时MCT传感器的输出也可以是可靠的。

在t13处，发动机转速-负荷进一步增加，并且发动机充气冷却需求相应地进一步增加。这是通过将歧管水喷射增加到最大速率，并且然后以最大速率保持歧管水喷射来提供的。歧管水喷射器在t13和t14之间达到其饱和极限。

在t14处，发动机转速-负荷又有所增加，并且对于部件温度控制和爆震减轻的发动机充气冷却需求相应地进一步增加。这是通过以最大速率保持歧管水喷射并增加经由直接水喷射器将水喷射到汽缸中来提供的。随着发动机转速-负荷的变化，在t14和t15之间调节直接水喷射量，并且对应的充气冷却需求变化。

湿度估计值随着歧管水喷射的增加而上升。然而，一旦在t13之后歧管水喷射达到饱和极限，湿度传感器也可变得饱和，并且可无法可靠地估计经由歧管水喷射器喷射的水量。因此，即使当歧管喷射器喷射的水量在t13和t14之间增加时，并且即使当t14之后直接喷射水，湿度传感器输出也可保持恒定。MCT传感器也可在饱和状况期间(t13-t15)被传感器上液态水的存在所混淆，并且MCT测量值可不被信任为是准确的。例如，MCT输出可跳动，并且可不与水喷射量相关。由于进气歧管空气完全被水饱和，液态水可渗透进气氧传感器保护管。因此，即使当水喷射量增加时，在标称模式下操作的IAO2传感器的输出也可保持恒定(参见虚线段809所示的IAO2信号)。同样，如果UEGO传感器在标称模式下操作，则传感器的输出可保持恒定，并且由于发动机控制器在水喷射期间将排气空燃比保持处于化学计量或保持在化学计量附近，传感器的输出可以不可靠地指示歧管水浓度。

因此，在t13和t15之间，当歧管水喷射处于饱和极限时，并且在直接水喷射变化时，可以经由在可变电压模式下操作的IAO2传感器和在可变电压模式下操作的UEGO传感器中的一个或多个可靠地感测喷射的水量。在t13处，当IAO2传感器变饱和(其在传感器的泵送电流变为0时将被知道)时，IAO2可以在VV模式下操作，以便分解围绕IAO2传感器的感测元件的保护管中的水，并获得喷射到歧管中的水量的准确读数。因此，在VV模式下操作的UEGO传感器的输出可以在饱和水喷射状况期间提供水喷射量的最准确的估计值。具体地，UEGO输出可以提供喷射到进气流中的水的总量的估计值(例如，经由歧管水喷射和直接水喷射的组合来喷射的水的总量)。

在t15处，驾驶员扭矩需求下降，从而导致发动机转速-负荷的相应下降和充气冷却需求的下降。因此，在t15处，可以禁用或减少水喷射。传感器输出可相应地下降。在t15之后，MCT传感器可以恢复提供歧管温度的准确估计值，湿度传感器可以恢复提供歧管湿度的准确估计值，IAO2传感器可以恢复在标称模式下操作以提供进气氧含量的准确估计值，并且UEGO传感器可以恢复在标称模式下操作以提供排气空燃比的准确估计值。以这种方式，可以基于发动机工况来调节水喷射器选择，并且可以适当地调节水喷射估计模式以使得能够准确地估计水喷射量。

以这种方式，可以基于选择用于水喷射的喷射器以及经由水喷射利用的具体益处来调节水喷射感测。当在高负荷下使用水喷射用于爆震减轻时，通过依赖基于温度的水喷射控制(诸如经由充气温度传感器)，可以准确测量和补偿水喷射的充气冷却效应。当在低负荷下使用水喷射用于充气稀释时，通过依赖基于湿度或氧含量的水喷射控制(诸如经由进气湿度或氧传感器)，可以准确地测量和补偿水喷射的充气稀释效应。通过基于感测到的水喷射误差调节水喷射和发动机操作参数，可以在较大范围的发动机工况内扩大水喷射益处以及相关联的燃料经济性益处。当存在发动机稀释需求时，通过经由进气道水喷射器将水喷射到关闭的进气门的热表面上，可以有利地使用水的快速蒸发来最大化水喷射的充气稀释效应，同时最小化充气冷却效应。当存在发动机冷却需求时，通过经由进气道水喷射器将水远离打开的进气门喷射，可以有利地利用喷射的水与即将到来的气流的改进的混合来最大化水喷射的充气冷却效应，同时最小化充气稀释效应。通过依赖在可变电压模式下操作的排气氧传感器来感测在其它传感器被约束的状况期间的净水喷射，可以准确且可靠地执行水喷射估计。通过改善水喷射用途，可以提高发动机性能。

作为一个实施例，一种方法包括：响应于经由进气道水喷射器将水喷射到进气歧管中，基于排气稀释的变化调节发动机操作；以及响应于经由歧管水喷射器将水喷射到进气歧管中，基于进气稀释的变化调节发动机操作。在该方法的第一示例中，该方法进一步包括：其中基于排气氧水平的变化调节发动机操作包括基于如由在可变电压模式下操作的排气氧传感器估计的发动机中接收的实际水量来调节发动机操作。该方法的第二示例可选地包括第一示例，并且进一步包括：其中基于进气稀释的变化调节发动机操作包括基于如由在标称模式下操作的进气氧传感器和进气湿度传感器中的一个估计的发动机中接收的实际水量来调节发动机操作，湿度传感器和氧传感器中的每一个耦接在发动机进气歧管中的歧管水喷射器的下游。该方法的第三示例可选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，并且进一步包括：其中调节进一步基于进气温度的变化，并且其中基于进气温度的变化调节发动机操作包括基于如由耦接在发动机进气歧管中的歧管水喷射器下游的歧管充气温度传感器估计的发动机中接收的实际水量来调节发动机操作。该方法的第四示例可选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个，并且进一步包括：响应于歧管水喷射达到极限，经由直接水喷射器将水喷射到发动机汽缸中，以及基于相对于在可变电压模式下操作的进气氧传感器估计的进气稀释的变化的在可变电压模式下操作的排气氧传感器估计的排气稀释的变化来调节发动机操作。该方法的第五示例可选地包括第一示例至第四示例，并且进一步包括：其中当发动机转速低于阈值速度并且发动机负荷低于阈值负荷时，水经由进气道水喷射器喷射到进气歧管中；其中当发动机负荷高于阈值负荷并且发动机被爆震限制时，水经由歧管水喷射器喷射到进气歧管中；以及其中歧管水喷射达到极限包括通过歧管水喷射器的流率处于阈值速率，并且歧管水位处于饱和极限。该方法的第六示例可选地包括第一示例至第五示例，并且进一步包括：经由进气道喷射器将水喷射到进气歧管中包括，当发动机被稀释限制时朝向进气门喷射水，以及在发动机被爆震限制时远离进气门喷射水。该方法的第七示例可选地包括第一示例至第六示例，并且进一步包括：其中调节发动机操作包括基于发动机中接收的实际水量来调节火花正时延迟、EGR流量、发动机加燃料和可变凸轮正时中的一个或多个。该方法的第八示例可选地包括第一示例至第七示例，并且进一步包括其中当发动机中接收的实际水量下降到低于命令量时，从标称火花正时进一步延迟火花正时，增加EGR流率，发动机加燃料，并且从标称凸轮正时延迟可变凸轮正时。

作为另一个实施例，一种方法包括：从进气道喷射器、歧管喷射器和直接喷射器中的一个中选择水喷射器以用于将命令量的水喷射到进气歧管中；基于水喷射器选择来选择多个发动机传感器中的一个；以及基于来自所选择的传感器的输出，在喷射之后调节发动机操作参数。在该方法的第一示例中，该方法进一步包括其中多个传感器包括进气氧传感器、排气氧传感器、湿度传感器、歧管温度传感器、进气湿度传感器和发动机冷却剂温度传感器。该方法的第二示例可选地包括第一示例，并且进一步包括其中调节包括：基于来自所选择的传感器的输出来估计在发动机中接收的实际水量，以及根据相对于实际量的命令量调节发动机操作参数。该方法的第三示例可选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，并且进一步包括其中选择水喷射器包括：在低于阈值发动机负荷并低于阈值发动机转速的状况下，选择进气道喷射器；并且在高于阈值发动机负荷并低于阈值发动机转速的状况下，选择歧管喷射器。该方法的第四示例可选地包括第一示例至第三示例，并且进一步包括其中选择水喷射器进一步包括：经由歧管喷射器喷射命令量的一部分，直到达到歧管喷射器极限，并且然后经由直接喷射器喷射命令量的剩余部分。该方法的第五示例可选地包括第一示例至第四示例，并且进一步包括其中选择进气道喷射器进一步包括：当发动机不被爆震限制时，在进气门打开之前，经由进气道喷射器朝向发动机汽缸的进气门喷射命令量；并且当发动机被爆震限制时，在进气门打开之后，经由进气道喷射器远离发动机汽缸的进气门喷射命令量。该方法的第六示例可选地包括第一示例至第五示例，并且进一步包括其中选择传感器包括：在经由第一进气道喷射器朝向进气门喷射之后，经由歧管温度传感器和发动机冷却剂温度传感器中的一个来估计实际水量；在经由第二进气道喷射器远离进气门喷射之后，经由排气氧传感器来估计实际水量；在经由歧管喷射器喷射之后，经由歧管温度传感器、进气湿度传感器和进气氧传感器中的一个来估计实际水量；并且在经由直接喷射器喷射之后，经由进气氧传感器和排气氧传感器中的一个来估计实际水量。该方法的第七示例可选地包括第一示例至第六示例，并且进一步包括：其中在经由歧管喷射器喷射之后经由进气氧传感器进行估计包括在第一参考电压下以标称模式操作进气氧传感器，其中在经由直接喷射器喷射之后经由进气氧传感器进行估计包括在第一参考电压和高于第一参考电压的第二参考电压中的每一个参考电压下以可变模式操作进气氧传感器，并且其中经由排气氧传感器进行估计包括在第一参考电压和第二参考电压中的每一个参考电压下以可变模式操作排气氧传感器。该方法的第八示例可选地包括第一示例至第七示例，并且进一步包括其中调节发动机操作包括：当命令量超过实际量时，增加EGR流量，从标称正时延迟火花正时，以及从标称凸轮正时提前或延迟可变凸轮正时。

作为又一个实施例，一种系统包括：歧管水喷射器，其用于将水喷射到发动机进气歧管中；进气道水喷射器，其耦接到汽缸的进气门上游的发动机汽缸的进气道，用于将水喷射到气门表面上；直接水喷射器，其耦接到发动机汽缸，用于将水直接喷射到汽缸中；多个传感器，其包括耦接到发动机排气歧管的排气传感器，以及耦接在歧管水喷射器下游的多个进气传感器，多个进气传感器包括进气氧传感器、湿度传感器和歧管充气温度传感器；具有EGR阀的EGR通道，用于将排气从排气歧管再循环到进气歧管；以及控制器，其包括具有计算机可读指令的非暂时性存储器，所述计算机可读指令用于：选择歧管水喷射器、进气道水喷射器和直接水喷射器中的一个或多个以用于喷射请求量的水，喷射器选择基于发动机负荷和歧管喷射器的水喷射极限中的每一个；在喷射之后，选择多个传感器中的一个或多个以用于估计在发动机中接收的实际水量，传感器选择基于喷射器选择；并且当实际水喷射量下降到低于请求量时，增加EGR阀的开度。在该系统的第一示例中，该系统进一步包括其中选择包括：当发动机被稀释限制而不被爆震限制时，选择进气道水喷射器以用于喷射所有请求量的水，并且选择排气氧传感器以用于估计发动机中接收的实际水量；当发动机被爆震限制而不被饱和限制时，选择歧管水喷射器以用于喷射所有请求量的水，并且选择排气氧气传感器以用于估计在发动机中接收的实际水量并选择进气氧传感器、温度传感器或湿度传感器以用于估计发动机中接收的实际水量；并且当发动机被爆震限制和饱和限制时，选择歧管水喷射器以用于喷射请求量的水的一部分并选择直接水喷射器以用于喷射请求量的水的剩余部分，并且选择进气氧传感器和排气氧传感器中的每一个以用于估计发动机中接收的实际水量。

在进一步的表示中，一种用于发动机的方法包括：响应于经由进气道水喷射器将水喷射到进气歧管中，基于来自排气氧传感器的输出来调节发动机操作；并且响应于经由歧管水喷射器将水喷射到进气歧管中，基于来自进气氧传感器、进气湿度传感器和歧管充气温度传感器中的一个或多个的输出来调节发动机操作。

注意，本文包括的示例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。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结合各种传感器、致动器以及其他发动机硬件来实行。本文所描述的特定程序可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以以所示的顺序执行、并行执行或在某些情况下被省略。同样地，处理的顺序不是实现本文所述的示例实施例的特征和优点所必需的，而是为易于说明和描述提供。可以根据所使用的具体策略重复执行所示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个。另外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示要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部件的系统中结合电子控制器执行指令来实行。

应当理解，因为可以有许多变化，所以本文公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被认为具有限制意义。例如，上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸等发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和配置，以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖且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是新颖且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。此类权利要求应被理解为包括一个或多个此类元素的结合，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申请权利要求的修正或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来要求保护。此类权利要求，无论是宽于、窄于、等于或不同于原始权利要求的范围，也都被视为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种用于发动机的方法，其包括：

响应于经由进气道水喷射器将水喷射到进气歧管中，基于排气稀释的变化调节发动机操作；以及

响应于经由歧管水喷射器将水喷射到所述进气歧管中，基于进气稀释的变化调节发动机操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其中基于排气氧水平的变化调节发动机操作包括基于由在可变电压模式下操作的排气氧传感器估计的、在所述发动机中接收的实际水量调节发动机操作。

3.根据权利要求2所述的方法，其中基于进气稀释的变化调节发动机操作包括基于由进气湿度传感器和在标称模式下操作的进气氧传感器中的一个估计的、在所述发动机中接收的所述实际水量调节发动机操作，所述湿度传感器和所述进气氧传感器中的每一个耦接在所述发动机进气歧管中的所述歧管水喷射器的下游。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述调节进一步基于进气温度的变化，并且其中基于进气温度的变化调节发动机操作包括基于由耦接在所述发动机进气歧管中的所述歧管水喷射器下游的歧管充气温度传感器估计的、在所述发动机中接收的所述实际水量调节发动机操作。

5.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括：响应于歧管水喷射达到极限，经由直接水喷射器将水喷射到发动机汽缸中，以及基于由在所述可变电压模式下操作的所述排气氧传感器估计的排气稀释的变化相对于由在所述可变电压模式下操作的所述进气氧传感器估计的进气稀释的变化调节发动机操作。

6.根据权利要求1所述的方法，其中当发动机转速低于阈值速度并且发动机负荷低于阈值负荷时，经由所述进气道水喷射器将水喷射到所述进气歧管中，其中当发动机负荷高于所述阈值负荷并且所述发动机被爆震限制时，经由所述歧管水喷射器将水喷射到所述进气歧管中，并且其中歧管水喷射达到极限包括通过所述歧管水喷射器的流率处于阈值速率并且歧管水位处于饱和极限。

7.根据权利要求1所述的方法，经由所述进气道水喷射器将水喷射到所述进气歧管中包括当所述发动机被稀释限制时朝向进气门喷射水，以及当所述发动机被爆震限制时远离所述进气门喷射水。

8.根据权利要求1所述的方法，其中调节发动机操作包括基于在所述发动机中接收的实际水量调节火花正时延迟、EGR流量、发动机加燃料和可变凸轮正时中的一个或多个。

9.根据权利要求8所述的方法，其中当所述发动机中接收的所述实际水量下降到低于命令量时，从标称火花正时进一步延迟火花正时，增加EGR流率，发动机加燃料，以及从标称凸轮正时延迟可变凸轮正时。

10.一种用于发动机的方法，其包括：

从进气道喷射器、歧管喷射器和直接喷射器中的一个选择水喷射器以用于将命令量的水喷射到进气歧管中；

基于所述水喷射器选择，选择多个发动机传感器中的一个；以及

基于来自所述选择的传感器的输出，在所述喷射之后调节发动机操作参数。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述多个传感器包括进气氧传感器、排气氧传感器、湿度传感器、歧管温度传感器和发动机冷却剂温度传感器。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述调节包括基于来自所述选择的传感器的所述输出估计在所述发动机中接收的实际水量，以及根据相对于所述实际水量的所述命令量调节发动机操作参数。

13.根据权利要求10所述的方法，其中选择所述水喷射器包括：

在低于阈值发动机负荷并低于阈值发动机转速的状况下，选择所述进气道喷射器；以及

在高于阈值发动机负荷并低于阈值发动机转速的状况下，选择所述歧管喷射器。

14.根据权利要求13所述的方法，其中选择所述水喷射器进一步包括：经由所述歧管喷射器喷射所述命令量的一部分，直到达到歧管喷射器极限，并且然后经由所述直接喷射器喷射所述命令量的剩余部分。

15.根据权利要求13所述的方法，其中选择所述进气道喷射器进一步包括：

当所述发动机不被爆震限制时，在进气门打开之前，经由所述进气道喷射器朝向发动机汽缸的进气门喷射所述命令量；以及

当所述发动机被爆震限制时，在进气门打开之后，经由所述进气道喷射器远离所述发动机汽缸的所述进气门喷射所述命令量。

16.根据权利要求15所述的方法，其中选择所述传感器包括：

在经由第一个所述进气道喷射器朝向所述进气门的所述喷射之后，经由歧管温度传感器、发动机冷却剂温度传感器和进气氧传感器中的一个估计实际水量；

在经由第二个所述进气道喷射器远离所述进气门的所述喷射之后，经由排气氧传感器或所述进气氧传感器估计所述实际水量；

在经由所述歧管喷射器的所述喷射之后，经由所述歧管温度传感器、进气湿度传感器和所述进气氧传感器中的一个估计所述实际水量；以及

在经由所述直接喷射器的所述喷射之后，经由所述进气氧传感器和所述排气氧传感器中的一个估计所述实际水量。

17.根据权利要求16所述的方法，其中在经由所述歧管喷射器的所述喷射之后经由所述进气氧传感器进行估计包括在第一参考电压下以标称模式操作所述进气氧传感器，其中在经由所述直接喷射器的所述喷射之后经由所述进气氧传感器进行估计包括在所述第一参考电压和高于所述第一参考电压的第二参考电压中的每一个参考电压下以可变模式操作所述进气氧传感器，并且其中经由所述排气氧传感器进行估计包括在所述第一参考电压和所述第二参考电压中的每一个参考电压下以所述可变模式操作所述排气氧传感器。

18.根据权利要求10所述的方法，其中调节发动机操作包括：当所述命令量超过实际水量时，增加EGR流量，从标称正时延迟火花正时，以及从标称凸轮正时提前或延迟可变凸轮正时。

19.一种用于发动机的系统，其包括：

歧管水喷射器，其用于将水喷射到发动机进气歧管中；

进气道水喷射器，其耦接到汽缸的进气门上游的发动机汽缸的进气道，用于将水喷射到气门表面上；

直接水喷射器，其耦接到所述发动机汽缸，用于将水直接喷射到所述汽缸中；

多个传感器，其包括耦接到发动机排气歧管的排气传感器，以及耦接在所述歧管水喷射器下游的多个进气传感器，所述多个进气传感器包括进气氧传感器、湿度传感器和歧管充气温度传感器；

具有EGR阀的EGR通道，其用于将排气从所述排气歧管再循环到所述进气歧管；以及

控制器，其包括具有计算机可读指令的非暂时性存储器，所述计算机可读指令用于：

选择所述歧管水喷射器、所述进气道水喷射器和所述直接水喷射器中的一个或多个以用于喷射请求量的水，喷射器选择基于发动机负荷和所述歧管水喷射器的水喷射极限中的每一个；

在所述喷射之后，选择所述多个传感器中的一个或多个以用于估计在所述发动机中接收的实际水量，传感器选择基于所述喷射器选择；以及

当实际水喷射量下降到低于所述请求量时，增加所述EGR阀的开度。

20.根据权利要求19所述的系统，其中所述选择包括：

当所述发动机被稀释限制而不被爆震限制时，选择所述进气道水喷射器以用于喷射所有所述请求量的水，并且选择排气氧传感器以用于估计在所述发动机中接收的所述实际水量；

当所述发动机被爆震限制而不被饱和限制时，选择所述歧管水喷射器以用于喷射所有所述请求量的水，并且选择所述排气氧传感器以用于估计在所述发动机中接收的所述实际水量并选择进气氧传感器、温度传感器或湿度传感器以用于估计在所述发动机中接收的所述实际水量；以及

当所述发动机被爆震限制和饱和限制时，选择所述歧管水喷射器以用于喷射所述请求量的水的一部分，以及选择所述直接水喷射器以用于喷射所述请求量的水的剩余部分，并且选择所述进气氧传感器和所述排气氧传感器中的每一个以用于估计在所述发动机中接收的所述实际水量。

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