CN108798925B - 用于中心燃料喷射的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于中心燃料喷射的方法和系统。提供了用于调整发动机工况以用于减轻一个或多个发动机汽缸中的提前点火的方法和系统。在一个示例中，一种方法包括，响应于提前点火的指示，歧管充气冷却可以通过相对于经由进气道和直接喷射中的一个或多个输送的燃料的部分增加经由歧管喷射向发动机输送的燃料的部分而增加，同时将发动机运转维持在化学计量空燃比处或附近。

Description

用于中心燃料喷射的方法和系统
技术领域
本发明大体涉及用于响应于提前点火(pre-ignition)检测控制车辆发动机的方法和系统。
背景技术
在某些工况下，具有高压缩比或被升压以增加比输出的发动机会有提前点火燃烧事件的倾向。由于提前点火的早期燃烧能够引起非常高的缸内压力，并且能够导致与燃烧爆震类似但具有可以损坏发动机部件的较大强度的燃烧压力波。已经开发用于基于发动机工况预测和/或早期检测提前点火的策略。
各种方法可以被提供用于减轻提前点火。在一种方法中，如由Glugla等人在US20120245827中示出的，响应于提前点火的指示，受提前点火影响的汽缸经由多个进气和/或压缩冲程直接喷射而非单个直接喷射来加浓。其余汽缸的燃料供给然后被调整以将发动机的排气空燃比维持在化学计量处或附近。
然而，发明人在此已经认识到这种方法的潜在问题。作为一个示例，虽然直接喷射的充气冷却效果改善提前点火减轻，但是由于其中燃料不能在燃烧之前与空气充分混合的扩散火焰传播，它也产生了更多微粒物质排放(或碳烟)。由于直接喷射本质上是相对晚的燃料喷射，因此会存在不足的时间用于使喷射的燃料在汽缸中与空气的混合。类似地，当流过气门时，喷射的燃料会遇到较少的湍流。因此，会存在浓于化学计量燃烧的小块地方，其可以局部地产生碳烟从而使排气排放退化。由于提前点火减轻直接喷射是较浓的燃料喷射，退化的排放的倾向会较高。此外，加浓能够导致增加的燃烧消耗。另外，如果多个汽缸同时受提前点火影响，并且每个汽缸被加浓，那么燃料消耗会显著增加。
发明内容
发明人在此已经认识到，具有中心燃料喷射(CFI)能力的发动机能够被利用以用于改善提前点火减轻。在此类发动机系统中，燃料在发动机汽缸及其对应的进气道的上游且在进气节气门的下游被喷射到进气歧管内。当燃料被喷射到发动机进气装置内时，热从进气和/或局部发动机部件被转移到燃料，并且这种热转移导致一部分燃料的雾化，这导致歧管的冷却并且由此歧管空气充气的冷却。该冷却能够被用来降低提前点火的倾向而无需加浓。因此，在一个示例中，上面描述的问题可以通过一种发动机方法来解决，该发动机方法包含：响应于提前点火的指示，相对于经由进气道和直接喷射中的一个或多个向所述发动机输送的燃料的第二部分选择性地增加经由歧管喷射(CFI喷射)向所述发动机输送的燃料的第一部分，同时维持在所述提前点火的指示之前的空燃比。以此方式，通过经由中心燃料喷射来喷射总燃料量的一部分，歧管充气冷却可以被增加，由此在降低对汽缸加浓的依赖的情况下降低提前点火的倾向。
作为一个示例，响应于提前点火的指示，在紧接着检测到提前点火的发动机循环后的发动机循环，经由中心燃料喷射器向进气歧管输送的燃料的一部分可以被增加以增加歧管充气冷却效果。例如，中心燃料喷射器的脉冲宽度可以被增加，同时基于发动机转速与负荷状况将歧管喷射维持在阈值极限处或之下，以确保所有燃料都汽化并且在歧管内部没有发生燃料的淤积。此外，到受提前点火影响的汽缸的燃料的进气道喷射可以被正时为在打开的进气门事件期间发生，以增加进气道喷射的燃料的充气冷却效果。当增加燃料的歧管喷射时，化学计量空燃比可以通过对应地调整经由进气道喷射和/或直接喷射向每个汽缸输送的燃料量来维持。此外，经由进气道喷射和/或直接喷射输送的燃料的脉冲宽度可以被调整，以消除由于上游歧管燃料喷射的下游汽缸之间的燃料的分配不均(maldistribution)。中心燃料喷射器、进气道燃料喷射器与直接喷射器之间的分流比可以被调整，以实现最高水平的歧管充气冷却和缸内充气冷却。因此，歧管喷射的相对增加可以在提前点火的指示后的多个加浓循环内高于进气道喷射的相对增加，直至提前点火倾向下降。如果在歧管喷射增加后存在提前点火的进一步指示，经由进气道和直接喷射中的一个或多个的汽缸加浓可以被用来减轻进一步的提前点火。
响应于提前点火的指示增加经由歧管喷射向发动机输送的燃料的比的技术效果是，歧管喷射的充气冷却性质可以被利用以用于提前点火减轻，减少对于汽缸加浓的需要。通过使得化学计量空燃比能够在提前点火事件后的更长发动机运转持续时间内被维持，燃料效率可以被改善。此外，即使歧管喷射响应于给定汽缸中的提前点火发生率而被增加，由于歧管喷射的位置在所有汽缸的上游，歧管喷射的充气冷却性质可以在所有下游汽缸中被利用，降低除了受提前点火影响的汽缸外的所有汽缸中的提前点火的倾向。通过减少对于汽缸加浓的需要，燃料经济性被改善。另外，避免了经由直接喷射的源自汽缸加浓的增加的微粒物质排放。
应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，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，所要求保护的主题的范围由随附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示出了被配置为具有歧管、直接和进气道燃料喷射能力的发动机系统的示例实施例。
图2示出了图示用于在发动机冷启动期间调整燃料喷射安排的示例方法的流程图。
图3示出了图示用于在从燃料切断事件退出期间调整燃料喷射安排的示例方法的流程图。
图4示出了基于期望的充气冷却效果对燃料喷射安排(包括歧管燃料喷射量)的示例调整。
图5示出了图示用于在汽缸提前点火的指示后调整燃料喷射安排的示例方法的流程图。
图6示出了基于发动机工况选择的第一示例燃料分流比(split ratio)。
图7示出了基于发动机工况选择的第二示例燃料分流比。
图8示出了示例提前点火减轻燃料调整。
具体实施方式
以下描述涉及用于利用歧管燃料喷射用于增加充气空气冷却、用于减少NOx排放并且用于提前点火减轻的系统和方法。本文中的方法可以被应用于具有歧管、直接和进气道燃料喷射能力的发动机系统(诸如图1的发动机系统)。发动机控制器可以被配置为执行控制程序(诸如图2、图3和图5的示例程序)来调整燃料供给安排(包括相对于经由进气道喷射和/或直接喷射输送的燃料量调整经由歧管喷射输送的燃料量)，用于减少NOx产生并且用于提前点火减轻。在图4和图8处示出了用于实现期望的充气冷却用于NOx减少并且提前点火减轻的燃料供给安排的示例调整。在图6和图7中示出了歧管喷射与进气道喷射(和/或直接喷射)之间的燃料分流比的示例。
图1示出了示意性图示的机动车辆102中的发动机系统100的示例实施例。在描绘的实施例中，发动机10是升压的发动机，其被耦接至涡轮增压器13，涡轮增压器13包括由涡轮16驱动的压缩机14。具体地，新鲜空气沿进气通道42经由空气净化器11被吸入发动机10，并流至压缩机14。压缩机可以是适合的进气压缩机，诸如马达驱动的或驱动轴驱动的机械增压器压缩机。在发动机系统100中，压缩机被显示为涡轮增压器压缩机，其经由轴19被机械地耦接至涡轮16，涡轮16由膨胀的发动机排气驱动。在一个实施例中，压缩机和涡轮可以被耦接在双涡管涡轮增压器内。在另一实施例中，涡轮增压器可以是可变几何形状的涡轮增压器(VGT)，其中涡轮的几何形状根据发动机转速和其他工况而主动改变。
如在图1中示出的，压缩机14通过增压空气冷却器(CAC)18被耦接至节流阀(例如，进气节气门)20。例如，CAC可以是空气-空气热交换器或空气-冷却液热交换器。节流阀20被耦接至发动机进气歧管22。热的压缩空气充气从压缩机14进入CAC 18的进口，当该压缩空气充气行进通过CAC时变冷，且然后离开以穿过节流阀20到达进气歧管22。在图1中示出的实施例中，进气歧管内空气充气的压力由歧管空气压力(MAP)传感器24感测，而升压压力由升压压力传感器124感测。压缩机旁通阀(未示出)可以以串联的形式耦接在压缩机14的进口与出口之间。压缩机旁通阀可以是常闭阀，其被配置为在所选工况下打开以释放过多的升压压力。例如，在降低发动机转速的状况期间，压缩机旁通阀可以被打开，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被耦接至一系列燃烧室或汽缸180。如图1中示出的，进气歧管22被布置在发动机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，以确定进气通道中的相应位置处的进气的温度。在一些实施例中，MCT传感器和ACT传感器可以是热敏电阻器，并且热敏电阻器的输出可以被用来确定通道142中的进气温度。MCT传感器23可以被定位在节气门20与燃烧室180的进气门之间。ACT传感器125可以如图所示的那样位于CAC 18的上游，然而，在替代实施例中，ACT传感器125可以被定位在压缩机14的上游。每个燃烧室可以进一步包括爆震传感器183。燃烧室经由一系列排气门(未示出)被进一步耦接至排气歧管136。
发动机系统100被耦接至燃料系统60。燃料系统60包括被耦接至燃料泵62的燃料箱63，燃料箱向推进车辆的发动机10供应燃料。在燃料箱加燃料事件期间，燃料可以通过加燃料端口65从外部来源泵入车辆内。燃料箱63可以容纳多种燃料混合物，包括具有某一范围醇浓度的燃料，诸如各种汽油-乙醇混合物，其包括E10、E85、汽油等以及其组合。位于燃料箱63中的燃料水平传感器67可以为控制器12提供燃料水平的指示(“燃料水平输入”)。如所描述的，燃料水平传感器67可以包含被连接至可变电阻器的浮动物。替代地，可以使用其他类型的燃料水平传感器。燃料泵221被配置为给向发动机10的多个喷射器(诸如示例喷射器46-48)输送的燃料加压。
燃烧室180被汽缸盖182加盖，并且被耦接至第一直接燃料喷射器(DI)47，所述第一直接燃料喷射器(DI)47将燃料直接喷射到一个或多个燃烧室180内。第二进气道燃料喷射器(PFI)48被布置在进气流道中，用于将燃料直接喷射到进气门上。在一个示例中，喷射器48可以朝向并且面向进气流道附接至其的汽缸的进气门成角度，引起燃料沿与进入汽缸的进气气流相同的方向被喷射。在另一实施例中，喷射器48可以远离进气门成角度，并且可以被布置为逆着通过进气流道的进气流动方向喷射燃料。尽管在图1中仅示出了一个代表性喷射器47和喷射器48，但是每个燃烧室180和进气流道185可以包括它自己的喷射器。第三中心燃料喷射器(CFI)46(在本文中也被称为歧管燃料喷射器)可以被耦接至在节气门20的下游的发动机进气歧管22，以将燃料直接喷射到进气歧管。例如，歧管燃料喷射器46可以将燃料喷射到进气歧管的表面上。
在包括多个燃料喷射器的实施例中，燃料输送通道61可以包含一个或多个阀以在不同的燃料喷射器之间进行选择。例如，如在图1中示出的，存储在燃料箱63中的燃料经由分支到燃料通道92、94和96的共同燃料输送通道61被输送给燃料喷射器46-48。在描绘的实施例中，来自燃料通道61的燃料可以通过阀93和通道92中的一个或多个转向以向CFI 46输送燃料，通过阀95和通道94转向以向PFI 48输送燃料，和/或通过阀97和通道96转向以向DI47输送燃料。
当燃料被喷射到发动机进气装置内时，热从进气和/或发动机部件被转移到燃料，并且这种热转移导致一部分燃料的雾化，这导致发动机部件的冷却。当燃料被直接喷射到汽缸内时，也发生相同的效果，其中从汽缸充气、汽缸壁和汽缸表面吸入热。基于发动机工况、发动机稀释需求和发动机冷却需求，燃料可以通过DI、PFI和CFI中的一个或多个被喷射。基于喷射器之间的燃料分流(经由每个喷射器输送的燃料量)，阀93、95和97可以被调整以传送燃料通过一个或多个燃料管路92、94和96。
在一个示例中，响应于较高的发动机进气歧管冷却需求，总燃料喷射的较高部分可以经由CFI 46被输送，并且总燃料的其余部分可以经由PFI 48和DI 47中的一个或多个被输送。通过增加阀93的开度同时对应地减小阀95的开度(以提供较低体积的PFI喷射的燃料)和/或阀97的开度(以提供较低体积的DI喷射的燃料)，较高体积的燃料可以经由CFI 46被喷射。经由CFI喷射的较高体积的燃料可以增加进气歧管中的充气冷却。在一个示例中，在经由CFI 46的燃料喷射之前经由MCT传感器23感测的歧管充气温度可以与在经由CFI 46的燃料喷射之后经由MCT传感器23感测的歧管充气温度进行比较。实际实现的充气冷却效果然后可以根据感测的歧管充气温度之间的差来确定。在较高温度的发动机运转期间，由于碳氢化合物在升高的发动机温度下的燃烧，可能存在NOx产生的增加。在此类状况期间通过增加经由CFI的燃料输送，因而产生的充气冷却效果可以被利用以减少NOx产生。以此方式，响应于高于阈值发动机进气歧管温度，通过增加经由歧管喷射向发动机输送的燃料的第一部分同时减少经由进气道和直接喷射中的一个或多个输送的燃料的第二部分，发动机进气歧管温度可以被降低至阈值发动机进气歧管温度之下。
燃烧室180也可以吸入水和/或水蒸汽，水和/或水蒸汽可以通过一个或多个水喷射器被喷射到发动机进气装置或燃烧室180本身内。在描绘的实施例中，水喷射系统被配置为经由水喷射器45在节气门20的上游喷射水。在替代实施例中，水喷射器可以被包括在在节气门的下游、在进气流道(例如，进气道)中以及直接在一个或多个燃烧室中。作为示例，每个燃烧室180和进气流道185可以包括它自己的喷射器。水可以经由水管路90从水箱82被输送给每个喷射器。储水箱82可以经由加水通道被手动地再加注和/或通过车载收集系统被自动地再加注。车载收集系统可以被耦接至一个或多个车辆部件，使得能够利用从各种发动机或车辆系统收集的冷凝液在车辆上加注储水箱82。在一个示例中，收集系统可以与EGR系统进行耦接，以收集从经过EGR系统的排气冷凝的水。在另一示例中，收集系统可以与空气调节系统进行耦接，用于收集从经过冷凝器的制冷剂冷凝的水。
在描绘的实施例中，示出了单个排气歧管136。然而，在其他实施例中，排气歧管可以包括多个排气歧管区段。具有多个排气歧管区段的构造可以使得来自不同燃烧室的流出物被引导至发动机系统中的不同位置。通用排气氧(UEGO)传感器126被示为在涡轮16的上游被耦接至排气歧管136。替代地，双态排气氧传感器可以替代UEGO传感器126。
如在图1中示出的，来自一个或多个排气歧管区段的排气被引导至涡轮16以驱动涡轮。当降低的涡轮扭矩被期望时，一些排气可以反而被引导通过废气门(未示出)，绕过涡轮。来自涡轮和废气门的组合气流然后流过一种或多种排气催化剂70。一种或多种排气催化剂70可以包括一种或多种排气后处理催化剂(诸如NOx捕集器、氧化催化剂、还原催化剂等)，其被配置为催化地处理排气流并且减少排气流中的一种或多种物质的量。在稀(相对于化学计量)发动机工况期间，NOx可以被存储在排气催化剂70中，并且在浓(相对于化学计量)发动机工况期间，存储的NOx可以被解吸并且然后被转化为可以被释放到大气的水和氮气。以此方式，可以在发动机运转期间减少NOx排放。
在燃料切断事件期间，诸如在减速燃料切断状况期间，汽缸燃料供给可以被选择性地停用，而汽缸气门继续运转并且空气继续被泵送通过汽缸。由于新鲜空气流过汽缸并且继续流至排气催化剂70，排气催化剂70可以变得饱和有氧气，从而降低催化剂70进一步吸附并处理NOx的能力。为了重新激活催化剂，在燃料切断事件结束的时候恢复燃料供给后，响应于高于排气催化剂中的阈值氧含量，燃料的第一量可以经由CFI 46被喷射，而燃料的第二其余量经由进气道和直接喷射器中的一个或多个被喷射，直至排气催化剂中的氧含量降低至阈值之下，燃料的第一量高于燃料的第二量。通过经由CFI 46喷射总燃料质量的较大部分，可以增加充气冷却，由此进一步减少NOx的产生，直至催化剂的氧含量减少并且催化剂重新获得处理NOx的能力。而且，经由歧管喷射向发动机输送的增加的燃料的第一量可以基于排气催化剂的估计的氧含量，第一部分随着排气催化剂的估计的氧含量增加至阈值氧含量之上而被增加。因此，增加的燃料的第一量可以被输送直至排气催化剂的估计的氧含量下降至阈值氧含量之下，并且然后经由歧管喷射向发动机输送的燃料的第一量可以被减少，而经由进气道和直接喷射中的一个或多个输送的燃料的第二部分可以被对应地增加。
来自排气催化剂70的被处理的排气的全部或一部分可以经由排气管道35被释放到大气内。然而，取决于工况，一些排气反而可以被转向至排气再循环(EGR)通道151，通过EGR冷却器50和EGR阀152到达压缩机14的进口。以此方式，压缩机被配置为允许从涡轮16的下游捕集排气。EGR阀152可以被打开，以允许受控量的被冷却的排气到达压缩机进口，用于期望的燃烧以及排放控制性能。以此方式，发动机系统100适合于提供外部的、低压(LP)EGR。除了发动机系统100中相对长的LP-EGR流动路径外，压缩机的旋转也提供了排气进入进气充气内的极好均匀化。另外，EGR分开(take-off)和混合点的布置为增加的可用EGR质量和增加的性能提供了有效的排气冷却。在其他实施例中，EGR系统可以是具有从涡轮16的上游连接至压缩机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可以被设置为确定歧管充气温度，并且可以包括被再循环通过EGR通道151的空气和排气。
发动机100可以包括沿发动机汽缸体分布或耦接至个别汽缸的一个或多个爆震传感器183(如图所示的)。当包括多个爆震传感器时，多个爆震传感器可以沿发动机汽缸体对称地或不对称地分布。爆震传感器183可以是加速计、或离子传感器、或汽缸压力传感器。发动机控制器可以被配置为根据汽缸提前点火的那些指示，基于爆震传感器183的输出(例如，信号正时、幅值、强度、频率等)并且进一步基于曲轴加速传感器的输出，检测以及区分由于汽缸爆震造成的异常燃烧事件。例如，可以基于在第一较早的窗口(诸如汽缸中的火花点火事件之前的第一窗口)中估计的汽缸爆震信号大于第一较高阈值确定汽缸提前点火事件，而可以基于在第二较迟的窗口(诸如汽缸中的火花点火之后的第二窗口)中估计的汽缸爆震信号大于第二较低的阈值确定汽缸爆震事件。在一个示例中，在其中估计爆震信号的窗口可以是曲柄角度窗口。
另外，发动机控制器为解决爆震所采取的缓解措施可以不同于控制器为解决提前点火而采取的那些措施。例如，可以利用火花点火正时调整(例如，火花延迟)和EGR来解决爆震，而可以利用负荷限制、燃料供给安排调整、燃料加浓或其组合来解决提前点火。
发明人在此已经认识到，通过利用经由CFI喷射的燃料的充气冷却，提前点火减轻可以在没有燃料加浓的情况下被执行。例如，响应于汽缸中的提前点火的指示，经由中心燃料喷射器向提前点火影响的汽缸输送的燃料的比可以在第一持续时间内相对于直接喷射器被选择性地增加，同时使汽缸以化学计量空燃比运转。通过增加经由中心燃料喷射器输送的燃料的比，歧管充气冷却可以被增加以减轻提前点火的发生，而无需燃料加浓。经由歧管喷射输送的燃料的第一部分可以通过增加被耦接至发动机进气歧管的中心燃料喷射器的脉冲宽度来增加，同时对应地减小直接喷射器和进气道喷射器中的一个或多个的脉冲宽度来递送总燃料质量的其余(第二)部分。因此，通过中心燃料喷射器输送的燃料的第一部分的增加可以通过中心燃料喷射器的运转极限来进行限制。例如，第一部分可以经由中心燃料喷射器的脉冲宽度的增加来增加，直至达到中心燃料喷射器的运转极限。此后，进一步的充气冷却可以通过将中心燃料喷射器的脉冲宽度维持在运转极限处同时相对于进气道喷射器增加直接喷射器的脉冲宽度来提供。相对于经由进气道和直接喷射中的一个或多个的燃料的第二部分的经由歧管喷射的燃料的增加的第一部分的输送可以在紧接着在其之间没有发动机循环的提前点火的指示之后的第一持续时间(诸如第一数量的发动机循环)内被执行。通过在紧接着提前点火的指示之后增加充气冷却，可以降低提前点火的汽缸中和其余发动机汽缸的任一个中的提前点火的进一步发生的可能性。如果在第一数量的发动机循环结束之后，在之前提前点火的汽缸中或在发动机汽缸的任一个中检测到随后的提前点火事件，那么如果可能的话，经由歧管喷射向发动机输送的燃料的第一部分可以相对于经由进气道和直接喷射中的一个或多个向发动机输送的燃料的第二部分被进一步增加以进一步增加充气冷却效果。而且，响应于提前点火的继续指示(例如，持续的提前点火)，发动机可以在提前点火的随后检测后的第二数量的发动机循环内从化学计量运转被转变为在浓于化学计量排气空燃比下进行运转。通过增加在浓于化学计量发动机运转期间输送的总燃料质量，较大量的热可以在燃料的汽化期间从发动机部件被消散，由此预先制止进一步的提前点火。关于图5讨论了可以被用于汽缸提前点火减轻的示例燃料供给调整。
图1进一步示出了控制系统28。控制系统28可以被通信地耦接至发动机系统100的各种部件，以执行在本文中所描述的控制程序和动作。例如，如在图1中示出的，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数值的电子存储介质、随机存取存储器、保活存取器和数据总线。如所描绘的，控制器12可以接收来自多个传感器30的输入，所述传感器可以包括用户输入和/或传感器(诸如变速齿轮位置、油门踏板输入(例如，踏板位置)、制动器输入、变速器选择器位置、车辆速度、发动机转速、通过发动机的质量气流、升压压力、环境温度、环境湿度、进气温度、风扇速度等)、冷却系统传感器(诸如ECT传感器、风扇速度、乘客舱温度、环境湿度等)、进气歧管传感器(诸如MCT传感器23、MAP传感器24)、CAC 18传感器(诸如CAC进口空气温度(ACT传感器125)和压力、CAC出口空气温度和压力等)、用于检测提前点火和爆震和/或汽缸之间的水分布的爆震传感器183，以及其他传感器。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46-48、电子控制的进气节气门20、火花塞184、水喷射器45等)。在一些示例中，存储介质可以用计算机可读数据编程，该计算机可读数据表示可由处理器执行的指令，用于实现以下所述方法以及期望但没有具体列出的其他变体。
控制器12从图1的各种传感器接收信号，并且基于接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令采用图1的各种致动器来调整发动机运转。在一个示例中，在从DFSO事件退出期间，基于排气催化剂70中的氧气水平，控制器可以向歧管燃料喷射器46发送脉冲宽度信号，以将一定量的燃料喷射到进气歧管内从而降低歧管温度并且由此控制NOx产生。在另一示例中，控制器可以基于来自MCT传感器23的输入估计进气歧管温度，并且响应于高于阈值歧管冷却需求，控制器可以向歧管燃料喷射器46发送脉冲宽度信号，以将一定量的燃料喷射到进气歧管内从而提供充气冷却效果。
在一些示例中，车辆102可以是具有可用于一个或多个车辆车轮55的多个扭矩源的混合动力车辆。在其他示例中，车辆102是仅具有发动机的常规车辆、或仅具有(一个或多个)电机的电动车辆。在所示出的示例中，车辆102包括发动机10和电机52。电机52可以是马达或马达/发电机(M/G)。当一个或多个离合器56被接合时，发动机10和电机52经由变速器54被连接至车辆车轮55。在描绘的示例中，第一离合器53被提供在发动机10与电机52之间，并且第二离合器53被提供在电机52与变速器54之间。控制器12可以向每个离合器56的致动器发送信号以接合或分离离合器，以便使发动机10与电机52和连接到电机52的部件连接或断开，和/或使电机52与变速器54和被连接到变速器54的部件连接或断开。变速器54可以是齿轮箱、行星齿轮系统或另一类型的变速器。动力传动系统可以以各种方式进行配置，包括作为并联、串联或串并联型混合动力车辆。电机52从牵引电池58接收电功率以为车辆车轮55提供扭矩。例如在制动运转期间，电机52也可以作为发电机运转以提供电功率为电池58充电。
以此方式，图1的部件实现了一种用于发动机的系统，其包含：进气系统；发动机进气歧管，其包括歧管空气温度传感器；多个发动机汽缸；一个或多个直接喷射器，其被配置为将燃料直接喷射到所述多个汽缸中的一个或多个内；一个或多个进气道喷射器，其被配置为将所述燃料进气道喷射到所述多个汽缸中的一个或多个内；中心燃料喷射器，其将所述燃料喷射到所述发动机进气歧管内；发动机排气歧管，其包括排气通道、被耦接至所述排气通道的排气催化剂和被耦接至所述排气催化剂的上游的排气通道的排气氧传感器；以及控制器，其具有被存储在非临时性存储器上用于以下的计算机可读指令：响应于高于所述排气催化剂中的阈值氧含量和高于阈值发动机进气歧管温度中的一个，选择性地增加经由所述中心燃料喷射器输送的燃料相对于经由所述直接喷射器和所述进气道喷射器中的每一个输送的燃料的比，所述氧含量经由所述排气氧传感器来估计，并且所述发动机进气歧管温度经由所述歧管空气温度传感器来估计。
图2图示了可以被实施用于在发动机冷启动状况期间调整相对于进气道和/或直接喷射经由歧管喷射向发动机输送的燃料的比的示例方法200。用于执行方法200和本文中包括的其余方法的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并且配合从发动机系统的传感器(诸如在上面参照图1描述的传感器)接收的信号来执行。控制器可以根据在下面描述的方法采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机运转。
在202处，该程序包括估计和/或测量发动机工况。所评价的状况可以包括例如驾驶员需求、发动机温度、发动机负荷、发动机转速、歧管充气温度、排气温度、环境状况(包括环境温度、压力和湿度)、歧管压力和空气流量、升压压力、排气空燃比、EGR流量等。
在204处，该程序包括确定车辆发动机是否正在冷启动状况下运转。当发动机在长时间的发动机不活动之后被启动时，当发动机温度低于阈值(诸如在排气催化剂起燃温度之下)时，并且当环境温度在阈值之下时，发动机冷启动状况可以被确认。在发动机冷启动状况期间，由于排放控制装置的温度低于其起燃温度，该装置不会被激活并且因此不会最佳地起作用。在达到起燃温度之前，通过发动机汽缸中的碳氢化合物燃烧产生的NOx不能在排气催化剂(诸如图1中的排气催化剂70)处被有效地捕集。为了在此类状况期间减少冷启动排放，会希望将峰值燃烧温度维持在阈值温度之下以便在冷启动状况期间减少NOx的产生。
因此，如果发动机冷启动状况被确认，则在206处，初始燃料供给安排可以基于发动机冷启动状况被确定。例如，基于冷启动下的扭矩需求，可以确定发动机稀释需求和发动机冷却需求，并且进一步地，可以确定满足扭矩需求同时也满足发动机稀释需求和冷却需求的燃料供给安排。确定初始燃料供给包括，在207处，确定要被喷射到发动机内的燃料的总量(总燃料质量)以满足扭矩需求。随着扭矩需求增加，要被喷射的燃料的总量可以被增加。在一个示例中，控制器可以使用查找表来确定要被喷射的燃料量。诸如发动机转速、发动机负荷的多种发动机工况可以基于扭矩需求(或踏板位置)来确定，并且这些发动机工况可以被用作进入查找表内的输入。要被喷射的燃料的总量可以是该表的输出。作为另一示例，控制器可以基于是发动机转速、发动机负荷和扭矩需求的函数的逻辑规则作出关于要被喷射的燃料的总量的逻辑确定。
确定初始燃料供给进一步包括，选择一个或多个燃料喷射位置和对应的用于喷射总燃料质量的至少一部分的燃料喷射器。不同位置处的燃料喷射提供不同的益处。例如，当燃料通过从进气歧管吸收热而被汽化时，歧管燃料喷射可以在进气歧管中提供充气冷却。此外，歧管燃料喷射可以有效地减少泵气损失。作为另一示例，到发动机汽缸内的直接燃料喷射可以提供额外的缸内充气冷却。要被采用的燃料喷射器可以基于相对于彼此的进气歧管冷却需求、稀释需求和充气冷却需求来选择。要被喷射的燃料的总量可以包括要经由直接喷射器(诸如图1的DI 47)、进气道喷射器(诸如图1的PFI 48)和中心燃料喷射器(诸如图1的CFI 46)中的一个或多个喷射的燃料的初始比。控制器可以基于经确定的初始比产生向一个或多个燃料喷射器发送的脉冲宽度信号。
作为一个示例，在冷启动状况期间，可以存在对于歧管冷却的较高需求，以便增加充气冷却，使得峰值燃烧温度可以被维持在阈值温度之下并且NOx的产生可以被减少(冷启动排放被降低)，在208处，总燃料量的至少一部分可以经由CFI以歧管喷射的方式被输送。而且，为了增加缸内充气冷却，总燃料量的一部分可以经由DI以直接喷射的方式被输送。两个或更多个燃料喷射器(例如，所有燃料喷射器)可以被选择，以在发动机的不同位置处同时喷射总燃料的一部分。控制器可以在冷启动状况期间基于歧管和汽缸冷却需求确定要经由CFI输送的燃料的第一部分和要经由DI输送的燃料的第二部分。作为示例，响应于如经由歧管充气温度(MCT)传感器估计的歧管温度的增加，经由CFI输送的燃料的第一部分可以被增加，而经由DI输送的燃料的第二部分可以被对应地减少。在另一示例中，响应于如经由发动机冷却液温度传感器估计的汽缸内温度的增加，经由DI输送的燃料的第二部分可以被增加，而经由CFI输送的燃料的第一部分可以被对应地减少。类似地，响应于在经由CFI的燃料喷射后歧管温度的增加，经由CFI输送的燃料的第一部分可以被减少，而经由DI输送的燃料的第二部分可以被增加，并且响应于在经由DI的燃料喷射后汽缸内温度的降低，经由DI输送的燃料的第二部分可以被减少，而经由CFI输送的燃料的第一部分可以被增加。以此方式，通过协调经由CFI和DI输送的燃料喷射，歧管温度和汽缸内温度可以被降低，并且峰值燃烧温度可以被维持在阈值温度内。因此，发动机冷启动期间的NOx的产生被减少。以此方式，在冷启动状况期间，当排气催化剂不能在NOx吸附方面有效时，通过减少NOx的产生，排放质量可以被改善。
确定分流比还可以包括确定输送燃料的燃料喷射次数。例如，直接喷射的燃料量、进气道喷射的燃料量和歧管喷射的燃料量中的每一个可以以(确定量的)单次喷射方式或以多次喷射(总计达确定量)方式进行输送。作为示例，直接喷射的燃料可以以单次进气冲程喷射、单次压缩冲程喷射、多次进气冲程喷射、多次压缩冲程喷射，或进气冲程和压缩冲程喷射的组合方式进行输送。在一个示例中，当要通过任何给定的燃料喷射器输送的燃料量超过阈值量(诸如基于喷射器的脉冲宽度极限的阈值)时，经由给定喷射器的喷射次数可以被减少。
由于歧管喷射的位置，经由CFI输送的燃料量被分配到每个汽缸，并且可能发生由汽缸几何形状引起的汽缸之间的燃料的分配不均。为了解决分配不均，经由进气道喷射器和直接喷射器中的一个或多个的燃料供给可以被调整以消除汽缸之间的燃料的分配不均。多个汽缸之间的经由中心燃料喷射器喷射的燃料的分配不均可以基于经由CFI喷射的燃料量和多个汽缸的几何形状来估计，并且可以基于每个汽缸的爆震历史来获悉。作为示例，一个或多个发动机汽缸中的增加的爆震倾向(如从历史获悉的)指示汽缸之间的燃料的分配不均。在一个示例中，控制器可以使用查找表来确定多个汽缸中的每一个之间的燃料的分配。经由CFI喷射的燃料量可以是输入，并且由每个汽缸接收的歧管喷射的燃料量可以是查找表的输出。在一个示例中，相对于由多个汽缸中的每个其余汽缸接收的燃料的较大部分，多个汽缸中的第一汽缸可以接收经由CFI输送的燃料量的较小部分。在一个示例中，如果在歧管燃料喷射后相对于由其余发动机汽缸接收的燃料量，第一汽缸接收较低的燃料量，那么经由进气道喷射器和直接喷射器中的一个或多个向第一汽缸输送的燃料量可以被增加以维持期望向每个汽缸供应的总燃料量。在另一示例中，如果在歧管燃料喷射后相对于由其余发动机汽缸接收的燃料量，第二汽缸接收较高的燃料量，那么经由进气道喷射器和直接喷射器中的一个或多个向第二汽缸输送的燃料量可以被减少以维持期望向每个汽缸供应的总燃料量。而且，经由进气道和直接喷射中的一个或多个输送的燃料量可以被调整，以将排气空燃比维持在目标比处或附近。作为示例，当期望浓于化学计量空燃比时，经由进气道和直接喷射中的一个或多个输送的燃料量可以相对于在加浓之前输送的燃料量增加，同时维持气流量，以提供更浓的空燃比。由于进气道和直接喷射中的一个或多个被用来调整排气空燃比并且平衡经由中心燃料喷射喷射的燃料的分配不均，经由进气道和直接喷射的组合喷射的燃料量可以不被降低至第一阈值百分比之下。对应地，经由中心燃料喷射喷射的燃料量可以不超过第二阈值百分比。在一个示例中，经由进气道和直接喷射的组合喷射的燃料量可以被限制为不低于要被喷射的燃料的总量的20％，并且经由中心燃料喷射喷射的燃料量可以被限制为不超过要被喷射的燃料的总量的80％。
基于确定的分流比，控制器可以确定向每个燃料喷射器致动器发送的控制信号(诸如脉冲宽度信号)。控制器可以基于是扭矩需求、发动机稀释需求和发动机冷却需求的函数的逻辑规则作出(例如，关于要被发送给每个燃料喷射器的脉冲宽度信号的)逻辑确定。控制器然后可以向对应燃料喷射器的致动器发送控制信号。因此，燃料可以经由两个或更多个喷射器或所有喷射器被同时喷射。因此，在经由多个喷射器的燃料喷射之间可以存在时间间隙。
以此方式，响应于低于阈值排气催化剂温度，经由歧管喷射向发动机输送的燃料的第一部分可以被增加，而经由进气道和直接喷射中的一个或多个输送的燃料的第二部分可以被减少，直至排气催化剂温度增加至阈值排气催化剂温度之上。
在210处，该程序包括确定排气催化剂是否激活。催化剂可以在达到起燃温度后实现其最佳功能。一旦催化剂被完全激活，它就可以从排气有效地吸附NOx，由此改善排放质量。如果确定排气催化剂还未达到其起燃温度并且未被完全激活，则在212处，一部分燃料可以继续经由CFI来输送，以便增加充气空气冷却并且随后降低峰值燃烧温度和NOx产生两者。
如果确定排气催化剂激活，则在214处，该程序包括确定如经由MCT传感器估计的发动机进气歧管温度是否高于阈值温度。如果进气歧管温度增加至阈值之上，则可能存在峰值燃烧温度的增加，从而由于升高的燃烧燃烧温度导致NOx产生的增加。如果确定发动机进气歧管温度低于阈值温度，则在216处，燃料供给可以基于发动机工况(包括扭矩需求、发动机稀释需求和发动机冷却需求)来调整。如在步骤206中讨论的，所喷射的燃料的总量和三个喷射器(CFI、PI和DI)之间的燃料分流可以基于发动机工况来确定。由于确定发动机进气歧管温度低于阈值，歧管充气冷却可以不再被期望，并且经由CFI输送的燃料部分可以被对应地减少。
然而，如果确定发动机进气歧管温度高于阈值温度，则在218处，经由CFI输送的燃料部分可以被进一步增加。在一个示例中，该程序基于进气歧管温度调整要经由CFI喷射的燃料量。例如，控制器可以确定要向CFI致动器发送的控制信号，诸如基于进气歧管温度的确定而被确定的信号的脉冲宽度。控制器可以通过直接考虑经确定的进气歧管温度的确定来确定脉冲宽度，诸如随着增加进气歧管温度而增加脉冲宽度。控制器可以替代地基于使用输入为进气歧管温度并且输出为脉冲宽度的查找表的计算确定脉冲宽度。增加的歧管燃料喷射可以被继续，直至进气歧管温度降低至阈值温度之下，由此减少NOx产生。
在一个示例中，要经由CFI输送的燃料量凭经验确定，并且被存储在预定的查找表或函数中。例如，一个表可以对应于确定歧管喷射量，而额外的表可以对应于确定直接喷射量和进气道喷射量。所述表可以针对发动机工况(诸如发动机转速和发动机负荷)被索引。
以此方式，在包括冷启动状况的发动机工况期间，总燃料质量可以以经由中心燃料喷射器喷射的燃料的第一较大量和经由进气道和直接喷射器中的一个或多个喷射的燃料的第二较小(其余)量的方式来提供，直至达到排气催化剂的起燃温度。而且，响应于高于阈值进气歧管温度，经由中心燃料喷射器喷射的燃料的第一量可以相对于经由进气道和直接喷射器中的一个或多个喷射的燃料的第二其余量被增加，直至进气歧管温度下降至阈值温度之下，并且然后燃料的第一量和第二量可以基于发动机转速和发动机负荷来调整。
如果在204处确定发动机未正在冷启动状况下(诸如在当排气催化剂可以激活时的热启动状况期间)运转，那么在205处，燃料供给安排(包括要被喷射的总燃料量和不同喷射器之间的燃料分流)可以基于热启动时的发动机工况来确定。燃料供给安排可以被优化以改善发动机性能，并且可以不被特别调整来减少NOx的产生，因为排气催化剂已经激活并且能够对排气NOx进行处理。该程序然后可以进入到步骤214，其中可以确定发动机进气歧管温度是否高于阈值温度，并且对燃料供给安排的进一步调整可以基于感测的进气歧管温度来执行。
图3图示了可以被实施用于在燃料切断事件退出期间调整经由歧管喷射向发动机输送的燃料部分的示例方法300。该方法实现了利用通过增加歧管喷射而实现的增加的充气冷却的效果，以便控制NOx产生。
在302处，该程序包括估计和/或感测发动机工况，所述发动机工况包括例如驾驶员扭矩需求、发动机温度、发动机负荷、发动机转速、歧管充气温度、排气温度、环境状况(包括环境温度、压力和湿度)、歧管压力和空气流量、升压压力、排气空燃比、EGR流量等。
在304处，该方法包括确定非燃料供给条件是否满足。在一个示例中，燃料供给可以在减速燃料切断(DFSO)事件期间被中止。DFSO进入条件可以基于各种车辆和发动机工况来确定，所述车辆和发动机工况诸如操作者扭矩需求、车辆速度、发动机转速和发动机负荷中的一个或多个的组合。在一个示例中，响应于操作者扭矩需求低于阈值，DFSO进入条件可以被认为得到满足。在另一示例中，响应于操作者使其脚部离开加速器踏板而未应用制动器踏板(例如，在巡航操纵期间)，DFSO进入条件可以被认为得到满足。在又一示例中，响应于车辆速度下降至阈值之下或车辆在下坡段上行进，DFSO进入条件可以被认为得到满足。在又一示例中，在变速器换挡期间，诸如当变速器的齿轮比从较高齿轮比被降低至较低比时，为了加快发动机转速的下降，燃料可以被暂时切断。
如果燃料切断状况未被确认，则在306处，发动机可以继续基于估计的发动机工况(诸如发动机转速、发动机负荷、操作者扭矩需求等)来供给燃料。作为一示例，要被喷射的燃料量和不同喷射器(包括中心燃料喷射器(CFI)、直接燃料喷射器(DI)和进气道燃料喷射器(PFI))之间的燃料分流可以基于发动机工况来确定。控制器然后可以向被耦接至一个或多个对应燃料喷射器的致动器发送对应于经确定的燃料量的脉冲宽度，以向汽缸喷射预定的燃料量。
如果燃料切断状况被确认，那么方法300进入到308以利用燃料切断使发动机减速。作为示例，燃料可以通过禁用所有燃料喷射器(CFI、DI和PFI中的每一个)来切断，同时维持汽缸气门运转。在燃料切断期间，发动机在没有燃料喷射的情况下进行运转同时发动机旋转并且泵送空气通过汽缸。因此，当氧化剂(诸如氧气和NOx)流过排气催化剂时，氧化剂被催化剂吸附。因此，随着空气被泵送通过发动机而不燃烧，排气催化剂的氧含量可以增加。排气催化剂中的增加的氧含量可能导致排气催化剂处的降低的NOx处理(转化为水和氮气)能力。
在310处，该程序包括确定燃料供给条件是否满足。而且，该程序可以包括确定DFSO退出条件是否满足。在一个示例中，在已经完成升档之后，在发动机转速已经下降至对应于较高齿轮比的期望发动机转速之后，燃料供给可以被重新开始。作为另一示例，一旦DFSO退出条件被确认，诸如响应于操作者扭矩命令的增加需要汽缸燃料喷射的恢复，响应于操作者踩加速器踏板，或扭矩需求的预期增加(诸如在车辆在上坡段上行进期间)，燃料供给条件就可以得到满足。在又一示例中，当发动机未被供给燃料而减速至阈值转速之下时，DFSO退出条件可以被确认，其中在该阈值转速之下发动机可以被关闭。如果燃料供给条件不满足，则在312处，发动机可以继续减速，其中燃料被维持切断并且汽缸气门运转被维持。发动机然后保持在DFSO状况下直至DFSO退出条件得到满足。
如果满足燃料供给条件，那么方法300进入到314以恢复为发动机供给燃料。恢复发动机中的燃料供给可以包括激活或启用之前在308处被停用的燃料喷射器。在恢复燃料供给后，燃料供给安排(包括燃料供给量和歧管燃料喷射、进气道燃料喷射与直接燃料喷射之间的燃料供给分流比)可以基于发动机工况被确定。例如，可以确定满足发动机扭矩需求同时还满足发动机稀释需求和冷却需求的燃料供给安排。在退出非燃料供给阶段(诸如DFSO状况)后，会需要浓空燃比(相对于化学计量)来吸附被捕集在排气催化剂中的NOx，并且然后NOx可以在较浓的状况下与碳氢化合物反应以产生水和氮气。浓于化学计量运转可以被继续，直至催化剂中的NOx负荷降低至阈值负荷之下。一旦NOx负荷已经降低至阈值负荷之下，发动机就可以在化学计量(或稀于化学计量)状况下进行运转。在较浓的运转期间，当NOx正在催化剂处被转化时，催化剂的进一步NOx吸附能力可能被暂时降低。因此，会期望减少NOx的进一步产生直至催化剂中的NOx水平降低至阈值负荷之下。为了减少NOx的进一步产生，峰值燃烧温度可以被维持在阈值温度之下。因此，要被输送的用于燃烧的总燃料的至少一部分可以经由中心燃料喷射(CFI)来输送。当经由CFI喷射的燃料在进气歧管中雾化时，可以实现降低峰值燃烧温度的充气空气冷却。控制器可以基于峰值燃烧温度确定要经由CFI喷射的燃料量。例如，控制器可以确定要向CFI致动器发送的控制信号，诸如基于峰值燃烧温度的确定而被确定的信号的脉冲宽度。控制器可以通过直接考虑经确定的或计算的峰值燃烧温度的确定来确定脉冲宽度，诸如随着增加峰值燃烧温度而增加脉冲宽度。控制器可以替代地基于使用输入为峰值燃烧温度并且输出为脉冲宽度的查找表的计算确定脉冲宽度。增加的歧管燃料喷射可以被继续，直至催化剂中的NOx负荷降低至阈值负荷之下，并且发动机可以在稀于化学计量空燃比的情况下进行运转。
在316处，该程序包括确定催化剂的氧含量是否已经增加至阈值量之上。在发动机燃料供给切断状况期间，当空气流过发动机排气系统时，氧气可以被存储在催化剂中。一旦催化剂的氧含量增加至阈值之上，可以推断催化剂饱和有氧气并且不能进一步吸附NOx。
如果确定催化剂氧含量高于阈值，则可以期望进一步减少NOx产生。为了减少NOx产生，峰值燃烧温度可以通过增加充气冷却来降低。在318处，经由CFI输送的燃料部分可以被增加，以实现较高水平的充气冷却。在一个示例中，控制器可以确定要向CFI致动器发送的控制信号，诸如基于催化剂的氧含量的确定而被确定的信号的脉冲宽度(表示要经由CFI喷射的燃料量)。在一个示例中，随着催化剂的氧含量增加，歧管燃料喷射量可以被增加，同时对应地减少经由PFI和DI的燃料喷射。一旦催化剂氧含量下降至阈值之下，经由CFI的燃料供给就可以被减少。
在320处，发动机燃料供给可以基于估计的发动机工况(诸如发动机转速、发动机负荷、操作者扭矩需求等)来调整。作为示例，要被喷射的燃料量和不同喷射器(包括CFI、DI和PI)之间的燃料分流可以基于发动机工况来确定。控制器然后可以向被耦接至一个或多个对应燃料喷射器的致动器发送对应于经确定的燃料量的脉冲宽度，以向汽缸喷射预定的燃料量。
如果在316处确定催化剂氧含量低于阈值，该程序可以直接进入到步骤320以基于发动机工况而独立于NOx产生的水平来调整燃料供给安排。
以此方式，响应于基于发动机工况预测的排气催化剂下游的排气NOx水平高于阈值水平，控制器可以以经由中心燃料喷射器被喷射到发动机进气歧管内的燃料的第一较大量和经由进气道和直接喷射器中的一个或多个喷射的燃料的第二其余较小量的方式提供总燃料质量，燃料的第一量高于燃料的第二量。这样一来，歧管喷射的充气冷却效果可以被用来将峰值燃烧温度维持在阈值温度之下并且减少NOx产生。
现在转向图4，示出了用于基于期望的充气冷却效果调整燃料喷射安排(包括歧管燃料喷射量)的示例映射图400。可以在某些发动机工况期间期望较高程度的充气冷却，以用于减少NOx产生并且改善排放质量。例如，可以在较高燃烧温度下期望较多充气冷却，其中存在由于碳氢化合物燃烧产生的NOx量的增加。水平(x-轴)表示时间，并且垂直标记t1–t6识别热交换系统的运转中的重要时间。
第一曲线(线402)示出当驾驶员需求(经由踏板位置传感器估计的驾驶员需求)随着时间改变时发动机负荷的变化。虚线403表示阈值发动机负荷，在该阈值发动机负荷之下燃料可以被切断并且减速燃料切断(DFSO)事件可以被开始。第二曲线(线404)示出了如经由排气温度传感器估计的排气催化剂温度的改变。虚线405示出起燃温度，在该起燃温度之下催化剂不会完全起作用。第三曲线(线406)示出如经由歧管充气温度传感器估计的发动机进气歧管温度。虚线407示出进气温度，在该进气温度之上较高量的NOx会由于碳氢化合物在升高的燃烧温度下燃烧而被产生。第四曲线(线408)示出发动机运转期间的DFSO事件。第五曲线(线410)示出如经由排气氧传感器估计的催化剂氧含量。虚线409表示阈值氧气水平，在该阈值氧气水平之上(由于催化剂的氧气饱和)进一步的NOx吸附不会发生。第六曲线(线412)示出要使用中心燃料喷射(CFI)、直接喷射(DI)与进气道燃料喷射(PFI)的组合喷射的燃料的总量。第七曲线(线414)示出经由CFI输送的燃料量。经由CFI输送的燃料量是要被输送的燃料的总量的一部分。
在时间t1之前，发动机被关闭并且车辆未使用发动机扭矩来推进。在时间t1处，响应于操作者扭矩需求，发动机在不活动一段时间之后从静止启动。在发动机启动的时候，排气催化剂温度低于阈值温度403。基于低于阈值排气催化剂温度，发动机冷启动状况被推测。在时间t1与t2之间，催化剂温度稳定增加，但是温度保持在催化剂的起燃温度之下并且催化剂未被完全激活用于NOx的有效吸附。为了改善冷启动状况期间的排放质量，期望NOx的产生被减少，使得未被催化剂捕获的NOx不被释放到大气。为了减少NOx产生，要被喷射的总燃料的一部分经由CFI来喷射，而其余燃料量经由进气道燃料喷射(PFI)来喷射。在歧管燃料喷射期间，随着燃料雾化，它从进气歧管移除热能，由此导致充气冷却效果。由于充气冷却，峰值燃烧温度被降低，由此减少NOx的产生。
在时间t2处，基于催化剂温度增加到其起燃温度405，可以推测排气催化剂激活。一旦催化剂激活，氧化剂(诸如NOx和氧气)就被有效地捕集在催化剂中，并且用于减少NOx产生的燃料供给安排的进一步调整不会被期望。在时间t2与t3之间，进气歧管温度保持在阈值温度407之下，指示NOx产生的较低速率。由于此时不需要充气冷却，在时间t2与t3之间，经由CFI的歧管燃料喷射被减少，例如，如所描绘的被中止。总燃料量经由直接喷射和进气道喷射中的一个或两个来输送。DI与PFI之间的分流比基于发动机工况(包括发动机转速、发动机负荷和发动机温度)来确定。因此，在较高的发动机负荷状况期间，总量燃料的经由DI输送的部分被增加，而总量燃料的经由PFI输送的部分被减少。
在时间t3处，基于发动机进气温度增加至阈值温度407之上，推测峰值燃烧温度已经增加，造成NOx产生的量增加。因此，为了降低进气歧管温度并且由此减少NOx产生，所喷射的燃料的总量的较大部分经由CFI来输送，而燃料的总量的较小的其余部分经由PFI来输送。在时间t3与t4之间，当歧管喷射被恢复时，燃料在进气歧管处汽化并且从歧管壁提取热，由此降低歧管温度。经由CFI输送的燃料量基于进气温度来调整，所述量随着进气温度降低而被减少。
在时间t4处，发动机负荷降低至阈值负荷403之下，并且为了增加发动机燃料效率，减速燃料切断(DFSO)事件通过切断到发动机汽缸的燃料供应来开始。因此，经由CFI、DI和PFI中的每一个的燃料供给被中止。在DFSO事件期间，随着空气流过发动机系统，较高量的氧气被催化剂吸附。在时间t4与t5之间，催化剂的氧含量逐渐增加。在DFSO事件期间，由于燃烧被中止，NOx不被产生，但是催化剂的容量可能由于氧气负荷而被填充。
在时间t5处，响应于发动机负荷的增加，退出DFSO事件并且恢复到汽缸的燃料供给。基于高于排气催化剂中的阈值氧气水平，推测催化剂饱和并且不能从流过催化剂的排气进一步吸附NOx。因此，期望减少NOx的产生，直至被存储在催化剂中的NOx和氧气的至少一部分在浓于化学计量燃料供给状况期间被解吸并且被处理。在时间t5与t6之间，所喷射的燃料的总量的一部分经由CFI来输送。由于歧管燃料喷射，燃料在进气歧管中汽化，由此降低进气歧管的温度并且减少NOx的产生。经由CFI喷射的燃料量基于催化剂氧含量来调整，所述量随着氧含量减少而被减少。经由CFI的燃料喷射被继续，直至在时间t6处，催化剂的氧含量降低至阈值之下，并且催化剂对NOx的进一步吸附是可能的。
在时间t6之后，基于发动机工况经由DI和PFI中的一者或两者喷射总燃料量。因此，在较低的发动机负荷状况期间，总量燃料的经由PFI输送的部分被增加，而总量燃料的经由DI输送的部分被减少。而且，如果微粒过滤器碳烟负荷高于阈值，总量燃料的经由PFI输送的部分被增加，而总量燃料的经由DI输送的部分被减少。由于催化剂温度在起燃温度405之上，进气温度在阈值温度407之下，并且催化剂氧含量在阈值409之下，因此通过增加的充气空气冷却的NOx产生的进一步减少不再被期望。
以此方式，在当预测的排气NOx水平可以增加至阈值之上的发动机工况期间，通过经由中心燃料喷射器适时喷射总燃料量的至少一部分，充气冷却可以被实现以减少NOx的产生并且将实际的排气NOx水平维持在阈值之下。通过增加歧管燃料喷射，对应的充气冷却效果可以被利用以在当排气催化剂不能最佳地吸附并且处理NOx时的冷启动状况期间减少NOx产生。在从当催化剂可以饱和有氧气时的燃料切断事件退出后经由CFI喷射燃料的技术效果是，NOx产生水平可以被降低直至催化剂中的氧气负荷降低并且进一步的NOx吸附可以恢复。总的来说，通过提供歧管冷却并且调节NOx产生，发动机性能、燃料效率和排放质量可以被改善。
图5图示了可以被实施用于在汽缸提前点火的指示后调整燃料喷射安排的示例方法500。该方法实现了利用歧管燃料喷射的增加的充气冷却用于降低燃烧温度并且减轻提前点火。
在502处，该程序包括估计和/或感测发动机工况，包括例如驾驶员扭矩需求、发动机温度、发动机负荷、发动机转速、歧管充气温度、排气温度、环境状况(包括环境温度、压力和湿度)、歧管压力和空气流量、升压压力、排气空燃比、EGR流量等。
在一些实施例中，发动机的提前点火历史也可以从被存储在控制器的存储器中的查找表进行检索。查找表可以按规律的间隔(例如，每个发动机循环、每50英里、每个小时等)或响应于汽缸提前点火的发生而被更新。发动机提前点火(PI)计数可以包括针对每个汽缸的PI计数，可以包括诸如在目前冲程或发动机循环内汽缸中的提前点火事件的总数量的估计(例如，汽缸冲程PI计数)的细节。发动机PI计数可以进一步包括在发动机运转的寿命内汽缸中的提前点火事件的总数量的估计(例如，汽缸寿命PI计数)。因此，每个汽缸的PI计数可以表示给定汽缸的提前点火历史，并且可以与每个汽缸的进一步提前点火事件的倾向相关联。
在504处，可以确定是否存在提前点火的指示。在一个示例中，提前点火的指示包括实际提前点火事件的检测，但是在其他示例中，所述指示可以包括(在提前点火事件实际发生之前)提前点火的可能性的确定。发动机控制器可以检测与提前点火有关的异常燃烧事件，并且基于一个或多个发动机爆震传感器的输出将它们与汽缸爆震事件区分开。作为一个示例，提前点火的指示可以响应于在火花点火事件之前在窗口中估计的高于阈值的爆震传感器的输出而被确认。
如果确定不存在提前点火的指示，则在506处，燃料供给安排可以基于发动机工况(诸如发动机负荷、发动机转速、发动机温度等)来确定。例如，要被喷射到发动机内以满足扭矩需求的燃料的总量可以被确定。当扭矩需求增加时，要被喷射的燃料的总量可以被增加。在一个示例中，控制器可以使用查找表来确定要被喷射的燃料量。多种发动机工况(诸如发动机转速、发动机负荷和扭矩需求)可以被用作输入，并且要被喷射的燃料的总量可以是输出。作为另一示例，控制器可以基于是发动机转速、发动机负荷和扭矩需求的函数的逻辑规则作出关于要被喷射的燃料的总量的逻辑确定。要被喷射的燃料的总量可以包括要经由直接喷射器(诸如图1的DI 47)、进气道喷射器(诸如图1的PFI 48)和中心燃料喷射器(诸如图1的CFI 46)中的一个或多个喷射的燃料。控制器可以产生向一个或多个燃料喷射器发送的脉冲宽度信号。基于发动机转速-负荷状况，可以存在经由CFI输送的燃料部分相对于经由进气道喷射和/或直接喷射输送的燃料部分的阈值百分比。因此，经由CFI输送的燃料部分可以被限制为在阈值百分比内。在一个示例中，在高发动机转速并且高于阈值发动机负荷状况期间，所输送的燃料的总量的最多80％可以经由CFI来输送，而燃料的总量的其余20％可以经由DI和/或PFI来输送。关于基于发动机转速-负荷状况经由CFI输送的燃料的阈值百分比的细节在图6中进行讨论。
在508处，如果确定存在提前点火的指示，则在509处，相对于经由DI和/或PFI输送的燃料量增加经由CFI输送的燃料的第一量。在一个示例中，增加歧管喷射量包括增加CFI的脉冲宽度。控制器可以使用查找表基于计算确定脉冲宽度，其中查找表的输入为发动机工况并且输出为脉冲宽度。经由CFI输送的燃料部分可以被限制为不超过基于发动机工况确定的阈值百分比。由于上游喷射位置，经由CFI输送的燃料量被基本上相等地分配在所有发动机汽缸之间。歧管喷射的增加可以导致增加的充气冷却。因此，通过增加歧管充气冷却，发动机汽缸中的每一个的提前点火倾向可以被降低。通过经由CFI喷射增加量的燃料，歧管喷射的充气冷却性质能够被更好地用于提前点火减轻而不增加所输送的燃料总量，由此改善燃料效率。在提前点火的指示后，经由CFI的增加的燃料输送可以在第一数量的发动机循环内或紧接着其间没有发动机循环或持续时间的提前点火的指示之后的第一持续时间内被继续。在一个示例中，第一数量的发动机循环或第一持续时间可以基于爆震传感器的输出，第一数量的发动机循环或第一持续时间随着爆震传感器的输出增加至阈值输出之上而被增加。在另一示例中，第一数量的发动机循环或第一持续时间随着爆震传感器的输出降低至阈值输出之下可以被减少。
在510处，在第一数量的发动机循环期间或在提前点火的指示后的第一持续时间期间，燃料的第二其余量可以经由进气道喷射和/或直接喷射来输送。经由进气道喷射和/或直接喷射输送的燃料量可以被调整以维持目标(诸如化学计量)空燃比。而且，随着经由CFI喷射的燃料被分配到发动机汽缸中的每一个，可以存在由汽缸之间的几何差异引起的汽缸之间的分配不均。多个汽缸(包括提前点火汽缸)之间的经由中心燃料喷射器喷射的燃料的分配不均可以基于经由CFI喷射的燃料量和多个汽缸的几何形状来估计。在一个示例中，控制器可以使用查找表来确定多个汽缸中的每一个之间的燃料的分配。由于燃料分配不均可以导致增加的爆震倾向，因此燃料的分配不均也可以基于每个汽缸的爆震历史来获悉。经由CFI喷射的燃料量可以是输入，并且由每个汽缸接收的歧管喷射的燃料量可以是查找表的输出。在一个示例中，相对于由多个汽缸中的每个其余汽缸接收的燃料的较大部分，多个汽缸中的第一汽缸可以接收经由CFI输送的燃料量的较少部分。经由进气道喷射器和直接喷射器中的一个或多个喷射的燃料量可以基于估计的分配不均来调整。例如，响应于第一汽缸接收燃料的较少部分，到第一汽缸的燃料的直接喷射(和/或进气道喷射)可以相对于到多个汽缸中的每个其余汽缸的燃料的直接喷射(和/或进气道喷射)被增加。
相对于经由DI输送的燃料量的经由PFI输送的燃料量也可以基于排气微粒物质过滤器中的微粒物质(PM)负荷来确定。由于其中燃料不能在燃烧之前与空气充分混合的扩散火焰传播，直接燃料喷射产生更多微粒物质(或碳烟)。因此，如果微粒物质过滤器上的PM负荷高于阈值，经由DI输送的燃料量可以被减少，并且经由CFI输送的燃料量可以被对应地增加。以此方式，排放质量可以被改善，同时增加充气冷却并且减轻提前点火。
在512处，在具有增加的歧管燃料喷射的第一数量的发动机循环完成后或在第一持续时间已经逝去之后，确定是否存在提前点火的任何进一步指示。在一个示例中，提前点火的进一步指示可以在第一数量的发动机循环期间或在第一持续时间期间进行检测。提前点火的进一步指示可以在之前提前点火的汽缸中或在其余发动机汽缸中的任一个中进行检测。例如，可以确定是否存在经由歧管喷射的初始增加和燃料喷射调整未被充分减轻的一连串的(aburst of)提前点火事件。如果没有进一步的提前点火被确定，基于发动机工况的标称汽缸燃料供给可以在506处被恢复。此外，在先前提前点火减轻期间应用的分流燃料喷射比可以被获悉，并且分流燃料比查找表可以被更新。如果检测到进一步的提前点火，那么在514处，提前点火减轻加浓可以被确定。具体地，加浓提前点火汽缸并且减轻提前点火指示所需的燃料量被确定。加浓可以包括浓度以及加浓循环的数量。加浓可以随着提前点火的指示增加而被增加。例如，当爆震传感器输出超过提前点火阈值时，所应用的加浓的浓度和/或加浓循环的数量可以被增加。
在516处，可以确定紧接着检测到提前点火的发动机循环后的发动机循环的加浓的至少一部分是否能够经由歧管喷射来提供。具体地，可以确定CFI的脉冲宽度是否能够在紧接着的下一个发动机循环期间被增加。CFI的脉冲宽度可以根据当前发动机转速-负荷状况下的CFI的脉冲宽度极限来确定。在一个示例中，如果CFI的脉冲宽度还未处于(基于当前发动机转速-负荷状况的)极限，那么进一步的歧管喷射也许是可能的。否则，如果CFI脉冲宽度处于极限，进一步的歧管喷射是不可能的。
如果进一步的歧管喷射是可能的，那么在518处，响应于提前点火的指示，该程序包括在检测到提前点火后通过将空燃比调整为浓于化学计量并且然后相对于经由PFI/DI输送的燃料量增加经由CFI输送的燃料量而使燃料喷射加浓。如下面详述的，经由歧管喷射、进气道喷射和直接喷射输送的燃料量可以被增加，所述增加被调整使得紧接着检测到提前点火后的发动机循环内的歧管喷射的有效增加高于在该发动机循环内针对进气道喷射/直接喷射的有效增加，并且由此歧管喷射相对于进气道喷射/直接喷射的分流比在至少该发动机循环内被增加。
在一个示例中，增加歧管喷射的量包括增加CFI的脉冲宽度。例如，为了利用歧管充气冷却的最大可能益处，CFI可以基于发动机转速-负荷状况在上限下进行运转。在给定发动机循环上的经确定的加浓的其余部分可以经由PFI或DI来提供。经由PFI和/或DI的燃料供给可以被调整，以消除在歧管燃料喷射后燃料的分配不均。在一个示例中，加浓的燃料供给运转可以在检测到提前点火后的第二数量的发动机循环内被继续。在第二数量的发动机循环和第二数量的发动机循环内的燃料加浓的程度中的每一个可以基于相对于阈值输出的爆震传感器的输出。在一个示例中，当爆震传感器的输出超过阈值输出时，加浓的程度和第二数量的发动机循环中的每一个可以被增加。在另一示例中，当爆震传感器的输出降低至阈值输出之下时，加浓的程度和第二数量的发动机循环中的每一个可以被减少。
如果在516处确定CFI脉冲宽度不能被再进一步地增加，该程序可以进入到520，其中歧管喷射的脉冲宽度可以被维持在(基于当前发动机转速-负荷状况的)最高可能极限处，并且使提前点火汽缸加浓可以通过增加在打开的进气门上经由进气道喷射器向汽缸输送的燃料相对于紧接着检测到提前点火后的在第二数量的发动机循环内通过直接喷射器向汽缸输送的燃料的分流比来执行。经由进气道喷射和直接喷射两者输送的燃料量可以被增加，所述增加被调整使得紧接着检测到提前点火后的在发动机循环内的进气道喷射的有效增加高于在该发动机循环内针对直接喷射的有效增加。而且，经由进气道喷射输送的燃料与经由直接喷射输送的燃料的比可以基于被耦接至排气通道的排气微粒物质过滤器的微粒物质负荷。由于直接燃料喷射可以引起微粒物质产生的增加，所以当微粒物质过滤器上的微粒物质负荷高于阈值时，经由进气道喷射输送的燃料相对于经由直接喷射输送的燃料的比可以被增加。在一个示例中，增加进气道喷射的比包括，增加进气道喷射器的脉冲宽度，并且在打开的进气门上输送进气道喷射的燃料。在给定发动机循环上的经确定的加浓的其余部分可以在进气冲程经由直接喷射器来提供。
该程序从518和520进入到522，其中在第二数量的发动机加浓循环已经消逝之后，确定是否存在提前点火的任何进一步指示。如果确定没有进一步的提前点火，基于发动机工况的标称汽缸燃料供给可以在506处被恢复。如果检测到进一步的提前点火，那么在524处，该程序包括进一步调整分流燃料喷射比以进一步增加汽缸充气冷却。由于CFI脉冲宽度不能被进一步增加超过阈值极限，经由进气道喷射和直接喷射输送的燃料量可以被调整。在一个示例中，直接喷射可以被增加，而经由进气道喷射输送的燃料量可以被对应地减少。此外，修正的分流燃料喷射比可以被获悉，并且分流燃料比查找表可以被更新。
以此方式，响应于汽缸中的提前点火的第一指示，发动机可以在第一数量的发动机循环内以化学计量空燃比进行运转；以及响应于在提前点火的第一指示后在汽缸中的提前点火的第二指示，发动机可以在第二数量的发动机循环内以浓于化学计量空燃比进行运转，其中响应于提前点火的第一指示和第二指示两者的所述运转包括以经由中心燃料喷射器喷射到发动机进气歧管内的燃料的第一量和经由进气道喷射器和直接喷射器中的一个或多个喷射的燃料的第二其余量的方式提供总燃料质量，所述第一量高于所述第二量。
应认识到，虽然图5的方法参照提前点火减轻进行描述，但是它也可以在具有更改的情况下被使用，以便利用歧管喷射的充气冷却用于爆震的减轻。汽缸爆震事件可以基于在火花点火事件之后的窗口期间来自爆震传感器的输入来检测。在一个示例中，在其中估计爆震信号的窗口可以是曲轴转角窗口。响应于爆震事件，中心燃料喷射器的脉冲宽度可以被增加以增加充气冷却，直至爆震进一步发生的倾向被降低。在一个示例中，中心燃料喷射器的脉冲宽度可以被增加至阈值脉冲宽度(对应于发动机转速和发动机负荷状况)。因此，相比于响应于爆震事件的歧管喷射的增加，响应于提前点火事件的歧管喷射的增加可以更大。除了花火延迟的使用外或代替花火延迟的使用，歧管喷射比的增加可以被使用。在一个示例中，通过响应于爆震的指示而增加经由歧管喷射输送的燃料的比，应用于爆震减轻所需的火花延迟量能够被减少。作为进一步示例，响应于爆震的指示，歧管喷射可以被增加直至极限，而火花正时被维持，并且此后，当维持歧管喷射处于极限时，火花正时可以被延迟以减轻爆震。
图6示出了基于发动机工况的经由中心燃料喷射(CFI)喷射的燃料与经由进气道燃料喷射(PFI)和直接喷射(DI)的组合喷射的燃料的期望比的第一示例映射图600。映射图的x-轴表示发动机负荷(以百分比(％)为单位)，并且映射图的y-轴表示发动机转速(以转数每分钟(rpm)为单位)。
在每个发动机转速和发动机负荷处，燃料的阈值(例如，最大)量(或百分比)可以经由CFI来喷射，而燃料的总量的其余量(或百分比)可以经由PFI与DI的组合来喷射。经由CFI输送的燃料的最大百分比可以进一步受诸如发动机温度和稀释需求的状况影响。要经由CFI喷射来喷射的燃料的阈值量可以基于正在被喷射的燃料的挥发性和蒸汽压力性质。燃料的挥发性和蒸汽压力性质可以基于歧管充气温度和燃料成分(诸如存在于燃料中的乙醇(醇)量)。在一个示例中，随着燃料中的乙醇含量的增加，燃料的挥发性降低。在另一示例中，随着燃料中的乙醇含量的降低，燃料的挥发性增加。燃料乙醇水平可以基于来自被耦接至燃料系统的醇水平传感器的输入来估计。控制器可以使用输入为燃料乙醇含量(燃料成分)和歧管充气温度中的每一个并且输出为燃料汽化速率的查找表来确定燃料的汽化行为(诸如汽化速率)。此外，在CFI燃料喷射之后歧管充气温度的改变可以被用作反馈信号，以估计在燃料喷射之后已经汽化的燃料量。
经由CFI输送的燃料量被分配到汽缸中的每一个。经由PFI和DI输送的燃料量可以被调整以维持期望的空燃比。而且，经由PFI和DI向每个汽缸输送的燃料量可以被调整，以平衡由于汽缸之间的几何差异的经由CFI喷射的燃料的分配不均。对于给定的发动机转速和发动机负荷，期望将经由CFI喷射的燃料的百分比维持在阈值百分比内，使得经由PFI和DI输送的燃料的其余百分比可以被有效地用来维持期望的空燃比并且在每个发动机循环内平衡所有发动机汽缸之间的燃料分配。
在一个示例中，在由点602表示的较低的发动机转速和较低的发动机负荷状况下，在每个发动机循环期间所喷射的用于燃烧的燃料的总量的最多20％可以经由CFI来输送，而所喷射的燃料的总量的其余80％可以经由PFI与DI的组合来输送。在由点604表示的中等的发动机转速和较低的发动机负荷状况下，所喷射的燃料的总量的最多30％可以经由CFI来输送，而所喷射的燃料的总量的其余70％可以经由PFI与DI的组合来输送。在由点606表示的较高的发动机转速和较低的发动机负荷状况下，所喷射的燃料的总量的最多40％可以经由CFI来输送，而所喷射的燃料的总量的其余60％可以经由PFI与DI的组合来输送。
在另一示例中，在由点608表示的较低的发动机转速和中等的发动机负荷状况下，在每个发动机循环期间所喷射的用于燃烧的燃料的总量的最多50％可以经由CFI来输送，而所喷射的燃料的总量的其余50％可以经由PFI与DI的组合来输送。在由点610表示的中等的发动机转速和中等的发动机负荷状况下，所喷射的燃料的总量的最多60％可以经由CFI来输送，而所喷射的燃料的总量的其余40％可以经由PFI与DI的组合来输送。在由点612表示的较高的发动机转速和中等的发动机负荷状况下，所喷射的燃料的总量的最多70％可以经由CFI来输送，而所喷射的燃料的总量的其余30％可以经由PFI与DI的组合来输送。
在又一示例中，在由点614表示的较低的发动机转速和较高的发动机负荷状况下，在每个发动机循环期间所喷射的用于燃烧的燃料的总量的最多70％可以经由CFI来输送，而所喷射的燃料的总量的其余30％可以经由PFI与DI的组合来输送。在由点616表示的中等的发动机转速和较高的发动机负荷状况下，所喷射的燃料的总量的最多75％可以经由CFI来输送，而所喷射的燃料的总量的其余25％可以经由PFI与DI的组合来输送。在由点618表示的较高的发动机转速和较高的发动机负荷状况下，所喷射的燃料的总量的的最多80％可以经由CFI来输送，而所喷射的燃料的总量的其余20％可以经由PFI与DI的组合来输送。
图7示出了基于发动机工况的经由中心燃料喷射(CFI)喷射的燃料与经由进气道燃料喷射(PFI)和直接喷射(DI)的组合喷射的燃料的期望比的第二示例映射图700。映射图700的x-轴表示发动机转速(以rpm为单位)，并且映射图的y-轴表示制动平均有效压力(BMEP，以巴(bar)为单位)。制动平均有效压力可以是发动机负荷的指示。
在每个发动机转速和BMEP处，燃料的第一阈值(例如，最大)量(或百分比)可以经由DI来喷射，燃料的第二阈值(例如，最大)量(或百分比)可以经由PFI来喷射，并且燃料的第三阈值(例如，最大)量(或百分比)可以经由CFI来喷射。经由CFI输送的燃料的最大百分比可以受诸如发动机温度和稀释需求以及正在被喷射的燃料的挥发性和蒸汽压力性质的状况影响。如之前描述的，燃料的挥发性和蒸汽压力性质可以基于燃料成分(诸如存在于燃料中的乙醇(醇)量)和歧管充气温度。
在一个示例中，在由702表示的第一区域中的较低的发动机转速(诸如在3000rpm之下)和较低的发动机BMEP(诸如在7巴之下)状况下，在每个发动机循环期间所喷射的用于燃烧的燃料的总量的最多2％可以经由CFI来输送，而所喷射的燃料的总量的98％可以经由PFI来输送并且所喷射的燃料的总量的0％可以经由DI来输送。在由704表示的第二区域中的较高的发动机转速(诸如在3000rpm之上)和较低的发动机BMEP(诸如在7巴之下)状况下，在每个发动机循环期间所喷射的用于燃烧的燃料的总量的最多2％可以经由CFI来输送，而所喷射的燃料的总量的80％可以经由PFI来输送并且所喷射的燃料的总量的18％可以经由DI来输送。
在另一示例中，在由706表示的第三区域中的所有发动机转速和中等的发动机BMEP(诸如在7巴与17巴之间)状况下，在每个发动机循环期间所喷射的用于燃烧的燃料的总量的最多5％可以经由CFI来输送，而所喷射的燃料的总量的50％可以经由PFI来输送并且所喷射的燃料的总量的45％可以经由DI来输送。
在又一示例中，在由708表示的第四区域中的较低的发动机转速(诸如在3000rpm之下)和较高的发动机BMEP(诸如在17巴之上)状况下，在每个发动机循环期间所喷射的用于燃烧的燃料的总量的最多5％可以经由CFI来输送，而所喷射的燃料的总量的50％可以经由PFI来输送并且所喷射的燃料的总量的45％可以经由DI来输送。在由710表示的第五区域中的较高的发动机转速(诸如在3000rpm之上)和较高的发动机BMEP(诸如在17巴之上)状况下，在每个发动机循环期间所喷射的用于燃烧的燃料的总量的最多10％可以经由CFI来输送，而所喷射的燃料的总量的20％可以经由PFI来输送并且所喷射的燃料的总量的80％可以经由DI来输送。
以此方式，基于发动机工况，要被喷射的燃料的总量可以在三个喷射器之间进行分流。
图8示出了提前点火减轻燃料供给调整的示例映射图800。映射图800沿着x-轴以曲轴转角度数(CAD)为单位图示了发动机位置。曲线808参照其相距上止点(TDC)和/或下止点(BDC)的位置并且进一步参照其在发动机循环的四个冲程(进气、压缩、做功和排气)内的位置描绘了活塞位置(沿着y-轴)。如通过正弦曲线808指示的，活塞从TDC逐渐向下移动，在做功冲程的结束时在BDC处降至最低点。活塞然后在排气冲程的结束时在TDC处返回到顶部。活塞然后在进气冲程期间再次朝向BDC向下移动，在压缩冲程的结束时在TDC处返回到其最初的顶部位置。
曲线802和曲线804描绘发动机运转期间的排气门(虚线曲线802)和进气门(实线曲线804)的气门正时。如所图示的，排气门可以刚好在活塞在做功冲程的结束降至最低点时打开。排气门然后可以在活塞完成排气冲程时关闭，保持打开至少直至随后的进气冲程已经开始。以相同的方式，进气门可以在进气冲程开始的时候或之前打开，并且可以保持打开直至随后的压缩冲程已经开始。
由于排气门关闭与进气门打开之间的正时差，对于短的持续时间，在排气冲程的结束之前并且在进气冲程的开始之后，进气门和排气门两者可以打开。期间两个气门都可以打开的该阶段被称为正进气与排气门重叠806(或简单地，正气门重叠)，其通过曲线802和曲线804相交处的交叉影线区域来表示。在一个示例中，正进气与排气门重叠806可以是在发动机冷启动期间存在的发动机的缺省凸轮位置。
燃料喷射分布图810描绘可以响应于没有提前点火的指示而被使用的示例燃料喷射分布图。在本文中，燃料分流比基于标称发动机工况来调整。发动机控制器被配置为以经由中心燃料喷射器的第一歧管喷射(CF1，交叉影线块)和经由进气道燃料喷射器的第二进气道喷射(PF2，对角条纹块)的方式为汽缸提供总燃料量。第一歧管喷射包括在第一正时CAD1处被歧管喷射的燃料的第一部分(CFI1)。具体地，燃料的第一部分在闭合的进气门事件期间(即，在排气冲程期间)被进气道喷射。然后，燃料的其余部分以在CAD2处的进气冲程喷射的方式被进气道喷射(P2)。应认识到，在其他示例中，总燃料量的一部分可以以单个压缩冲程喷射的方式、以多个进气冲程喷射的方式、以多个压缩冲程喷射的方式或至少一个进气与至少一个压缩冲程喷射的组合的方式被直接喷射。火花(星号)在压缩冲程期间被提供。燃料量P2基于进气气流来调整，使得燃烧空燃比在化学计量处或附近。作为一个示例，燃料以30％歧管喷射(CFI1)：70％进气道喷射(P2)的比来输送。
燃料喷射分布图820描绘可以响应于提前点火的第一指示822而被使用的示例燃料喷射分布图。在本文中，提前点火可以在先前燃烧循环期间被检测为在汽缸火花事件之前发生的异常燃烧事件(或一系列异常燃烧事件)。响应于在燃烧循环1中检测到提前点火822，燃料喷射在燃烧循环2中被调整以增加充气冷却。充气冷却可以通过增加经由CFI输送的燃料量来利用。在所描绘的示例中，CFI脉冲宽度可以不被限制，并且CFI脉冲宽度的进一步增加可以是可能的。因此，燃料分流比在燃烧循环2被调整，以增加在闭合的进气门事件期间(即，在排气冲程期间)经由歧管喷射输送的燃料量同时减少在进气冲程中经由进气道喷射输送的燃料量，使得在发动机循环期间输送的总燃料量不被增加。发动机控制器被配置为以第一歧管喷射(CFI11，交叉影线块)和第二进气道喷射(P12，对角条纹块)的方式提供总燃料量(在没有加浓的情况下)。经由加浓输送的总燃料(CFI11+P12)可以等于在提前点火的指示之前输送的燃料量(CFI1+P2)。第一进气道喷射包括在第一正时CAD11处被歧管喷射的燃料的第一部分(CFI11)。然后，燃料的其余部分以在CAD12处的进气冲程喷射P12的方式被进气道喷射。火花(星号)在压缩冲程期间被提供。燃料量P12基于进气气流来调整，使得燃烧空燃比在化学计量处或附近。作为一个示例，燃料以70％歧管喷射(CFI11)：30％进气道喷射(P12)的比来输送。
燃料喷射分布图830描绘可以响应于提前点火的第二指示832而被使用的示例燃料喷射分布图。在本文中，可以在汽缸火花事件之前发生的两个相继的发动机循环期间第二次检测到提前点火。响应于在燃烧循环1中检测到提前点火832，燃料喷射在燃烧循环2中被调整以使汽缸加浓。此外，燃料分流比被立即调整。具体地，提前点火减轻加浓(例如，浓度)可以基于提前点火事件的强度来确定。例如，随着强度增加，减轻加浓的浓度可以被增加。加浓的至少一部分然后可以经由CFI来提供，允许歧管喷射的充气冷却性质被利用。CFI的脉冲宽度可以被增加至最大阈值。因此，燃料分流比在燃烧循环2被调整，以增加在排气冲程中经由歧管喷射输送的燃料量同时也增加在进气冲程中经由进气道喷射输送的燃料量。发动机控制器被配置为以第一歧管喷射(CFI21，交叉影线块)和第二进气道喷射(P22，对角条纹块)的方式为汽缸提供燃料加浓的总量。经由加浓输送的总燃料(CFI21+P22)可以是在提前点火的第一提示之后输送的燃料量(CFI11+P12)的两倍。第一歧管喷射包括在第一正时CAD21处被歧管喷射的燃料的第一部分(CFI21)。然后，燃料的其余部分以在CAD22处的进气冲程喷射P22的方式被进气道喷射。作为一个示例，燃料加浓以33％歧管喷射(CFI21)：67％进气道喷射(P22)的比来输送。在本文中，进气道喷射量的改变(P12至P21)高于歧管喷射量的改变(CFI11至CFI22)。在一个示例中，在CFI11处，CFI正在脉冲宽度极限(上限)之下运转，而在CFI21处，CFI正在脉冲宽度极限(上限)处运转。火花(星号)在压缩冲程期间被提供。CFI22与P22的燃料比然后在多个随后的燃烧循环被进一步调整以提供充气冷却，而燃烧空燃比被保持在浓于化学计量处。以此方式，提前点火在第一发动机循环中被指示，并且在增加的歧管燃料喷射的比的情况下的提前点火减轻加浓在紧接着第一发动机循环后的第二发动机循环内执行。
以此方式，响应于汽缸中的提前点火的第一和随后的第二指示，经由中心燃料喷射器相对于直接喷射器输送的燃料的比可以朝向阈值脉冲宽度被增加，同时对应地减小直接喷射器的脉冲宽度，并且在中心燃料喷射器的脉冲宽度处于阈值脉冲宽度之后，将中心燃料喷射器的脉冲宽度维持在阈值脉冲宽度处并且增加进气道和直接喷射器中的一个的脉冲宽度。
以此方式，歧管燃料喷射的充气冷却性质可以被利用以用于提前点火减轻，以及用于减少在选定的发动机工况期间的NOx形成。响应于提前点火的指示而增加经由中心燃料喷射输送的燃料量的技术效果是，通过歧管喷射提供的充气冷却能够被使用以便减轻提前点火，减少对于汽缸加浓的需要，改善燃料经济性。通过减少对汽缸加浓和经由直接喷射提供的充气冷却的依赖，由于增加的直接喷射的不期望的排气微粒物质的产生可以被减少。而且，歧管充气冷却效果可以被每个发动机汽缸(包括受提前点火影响的汽缸)利用，由此降低所有发动机汽缸中的提前点火的发生的可能性。总的来说，在提前点火的指示后，通过相对于进气道喷射和/或直接喷射增加经由歧管喷射来喷射的燃料量，总体充气冷却可以在改善燃料效率和排放质量的情况下被实现。
一种示例方法包含：响应于提前点火的指示，相对于经由进气道和直接喷射中的一个或多个向发动机输送的燃料的第二部分选择性地增加经由歧管喷射向所述发动机输送的燃料的第一部分，同时维持来自在提前点火的指示之前的空燃比。在任一前述示例中，额外地或可选地，维持所述空燃比包括将所述空燃比维持在化学计量处或附近。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，选择性地增加所述歧管喷射的燃料的第一部分包括，选择性地增加被耦接至发动机进气歧管的中心燃料喷射器的脉冲宽度，同时对应地减小直接喷射器和进气道喷射器中的一个或多个的脉冲宽度。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，减小所述直接喷射器和所述进气道喷射器中的一个或多个的所述脉冲宽度包括，在燃料的所述第二部分中，基于被耦接至排气通道的排气微粒物质过滤器的微粒物质负荷调整经由进气道喷射输送的燃料相对于经由直接喷射输送的燃料的比，所述调整包括当所述微粒物质过滤器上的所述微粒物质负荷高于阈值时增加经由进气道喷射相对于直接喷射输送的燃料的所述比。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，增加所述中心燃料喷射器的所述脉冲宽度包括，增加所述中心燃料喷射器的所述脉冲宽度直至达到所述中心燃料喷射器的运转极限，并且此后将所述中心燃料喷射器的所述脉冲宽度维持在所述运转极限处同时增加所述进气道喷射器和所述直接喷射器中的一个或多个的所述脉冲宽度。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述提前点火的指示包括高于在汽缸的火花点火事件之前在第一曲轴转角窗口中估计的爆震传感器的阈值输出，所述爆震传感器被耦接至所述汽缸。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述选择性地增加包括在紧接着其之间没有发动机循环的提前点火的指示的第一数量的发动机循环内相对于经由进气道和直接喷射中的一个或多个向所述发动机输送的燃料的所述第二部分增加经由歧管喷射向所述发动机输送的燃料的所述第一部分，并且在所述第一数量的发动机循环期间，将所述空燃比维持在化学计量处或附近。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述第一数量的发动机循环基于所述爆震传感器的所述输出，所述第一数量的发动机循环随着所述爆震传感器的所述输出增加至所述阈值输出之上而被增加。前述示例中的任一个或全部进一步包含，额外地或可选地，响应于在所述第一数量的发动机循环完成之后的提前点火的进一步指示，相对于经由进气道和直接喷射中的一个或多个向所述发动机输送的燃料的所述第二部分进一步增加经由歧管喷射向所述发动机输送的燃料的所述第一部分，并且在第二数量的发动机循环内使所述发动机以浓于化学计量排气空燃比运转。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，使所述发动机浓于化学计量运转包括在所述第二数量的发动机循环内基于相对于所述阈值输出的所述爆震传感器的所述输出调整燃料加浓的程度，所述加浓的程度随着所述爆震传感器的所述输出超过所述阈值输出而被增加。
另一示例方法包含：响应于汽缸中的提前点火的第一指示，在第一数量的发动机循环内使所述发动机以化学计量空燃比运转；以及响应于在提前点火的所述第一指示后所述汽缸中的提前点火的第二指示，在第二数量的发动机循环内使所述发动机以浓于化学计量空燃比运转，其中响应于提前点火的第一指示和第二指示两者的所述运转包括以经由中心燃料喷射器被喷射到发动机进气歧管内的燃料的第一量和经由进气道和直接喷射器中的一个或多个喷射的燃料的第二其余量的方式提供总燃料质量，所述第一量高于所述第二量。在前述示例中的任一个中，额外地或可选地，提前点火的所述第二指示在所述第一数量的发动机循环内发生。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，以经由中心燃料喷射器喷射的第一量的方式提供总燃料质量包括增加所述中心燃料喷射器的脉冲宽度以输送燃料的所述第一量，其中燃料的所述第一量根据当前发动机转速-负荷状况下所述中心燃料喷射器的脉冲宽度极限来确定。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述提供包括，响应于提前点火的所述第一指示和所述第二指示中的每一个，增加燃料的所述第一量直至所述中心燃料喷射器的所述脉冲宽度达到极限，并且然后维持所述中心燃料喷射器的所述脉冲宽度，并且增加所述进气道喷射器和所述直接喷射器中的一个或多个的脉冲宽度以输送燃料的第二其余量。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，使所述发动机以浓于化学计量空燃比运转包括在所述第二数量的发动机循环期间基于爆震传感器的输出与提前点火阈值之间的差使总燃料喷射加浓，所述加浓的程度随着所述差增加而被增加。前述示例中的任一个或全部进一步包含，额外地或可选地，估计包括所述提前点火汽缸的多个汽缸之间的经由所述中心燃料喷射器喷射的燃料的所述第一量的分配不均，其中所述分配不均包括相对于由所述多个汽缸中的每个其余汽缸接收的燃料的较大部分，所述多个汽缸中的第一汽缸接收燃料的第一量的较小部分。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，经由所述进气道喷射器和所述直接喷射器中的一个或多个喷射的燃料的所述第二量基于所述估计的分配不均来调整，所述调整包括相对于到所述多个汽缸中的其余汽缸中的每一个的燃料的直接喷射增加到第一汽缸的燃料的直接喷射。
在又一示例中，一种发动机系统包含：发动机进气歧管；发动机汽缸；直接喷射器，其被配置为将燃料直接喷射到所述汽缸内；进气道喷射器，其被配置为将所述燃料进气道喷射到所述汽缸内；中心燃料喷射器，其在所述汽缸的上游将所述燃料喷射到所述发动机进气歧管内；爆震传感器，其被耦接至所述汽缸；以及控制器，其具有被存储在非临时性存储器上用于以下的计算机可读指令：响应于在所述汽缸的火花点火事件之前第一曲轴转角窗口中的所述爆震传感器的输出高于提前点火阈值而指示所述汽缸中的与爆震不同的提前点火；以及响应于所述提前点火的指示，在第一持续时间内选择地增加经由所述中心燃料喷射器相对于所述直接喷射器向所述汽缸输送的燃料的比，同时使所述汽缸以化学计量空燃比运转。在任一前述示例中，额外地或可选地，所述提前点火的指示是第一指示，并且其中所述控制器进一步包含用于以下的指令：响应于在所述第一持续时间之后感测的所述汽缸中的提前点火的第二指示，在第二持续时间内进一步增加经由所述中心燃料喷射器相对于所述直接喷射器输送的燃料的所述比，同时使所述汽缸以浓于化学计量空燃比运转。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，进一步增加经由所述中心燃料喷射器输送的燃料的所述比包括朝向阈值脉冲宽度增加所述中心燃料喷射器的脉冲宽度同时对应地减小所述直接喷射器的脉冲宽度，并且在所述中心燃料喷射器的所述脉冲宽度处于所述阈值脉冲宽度之后，将所述中心燃料喷射器的所述脉冲宽度维持在所述阈值脉冲宽度处并且增加所述直接喷射器的所述脉冲宽度。
注意，本文中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。在本文中所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中，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相结合来执行。在本文中所描述的具体程序可以代表任意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，所描述的各种动作、操作和/或功能可以所示顺序执行、并行地被执行，或者在一些情况下被省略。同样，实现在本文中所描述的本发明的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺序，但是为了便于图释和说明而提供了所述处理顺序。取决于所使用的特定策略，所示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以被重复执行。另外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示被编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器的代码，其中通过配合电子控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令而使所描述的动作得以实现。
进一步示例方法包含：基于排气催化剂的估计的氧含量相对于经由进气道和直接喷射中的一个或多个向发动机输送的燃料的第二部分调整经由歧管喷射向所述发动机输送的燃料的第一部分，所述估计的氧含量在紧接着燃料切断事件之后进行估计。在任一前述示例中，额外地或可选地，所述调整包括响应于所述排气催化剂的所述估计的氧含量增加至阈值氧含量之上而增加经由歧管喷射向所述发动机输送的燃料的所述第一部分同时对应地减少经由所述进气道和直接喷射中的一个或多个输送的燃料的所述第二部分。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述调整进一步包括，在增加燃料的第一部分和减少燃料的第二部分的情况下维持发动机运转直至所述排气催化剂的所述估计的氧含量下降至所述阈值氧含量之下，并且然后减少经由歧管喷射向所述发动机输送的燃料的所述第一部分同时对应地增加经由所述进气道和直接喷射中的一个或多个输送的燃料的所述第二部分。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，经由歧管喷射向所述发动机输送的燃料的所述调整的第一部分基于所述排气催化剂的所述估计的氧含量，所述第一部分随着所述排气催化剂的所述估计的氧含量增加至所述阈值氧含量之上而增加。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，经由所述进气道和直接喷射中的一个或多个输送的燃料的所述第二部分基于所述第一部分来调整以维持排气空燃比。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述调整进一步包括，在燃料的所述第二部分中，基于被耦接在所述排气催化剂的上游/下游的排气微粒物质过滤器的微粒物质负荷调整经由进气道喷射输送的燃料相对于经由直接喷射输送的燃料的比，所述调整包括当所述微粒物质过滤器上的所述微粒物质负荷低于阈值时增加经由直接喷射相对于进气道喷射输送的燃料的所述比。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述增加燃料的所述第一部分包括在紧接着所述燃料切断事件之后在第一数量的发动机循环内相对于经由进气道和直接喷射中的一个或多个输送的燃料的所述第二部分增加经由歧管喷射向发动机输送的燃料的所述第一部分，并且在所述第一数量的发动机循环期间，使所述发动机以浓于化学计量排气空燃比运转。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述第一数量的发动机循环基于排气催化剂氧气负荷，所述第一数量的循环随着所述排气催化剂氧气负荷增加而被增加。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述燃料切断事件包括响应于低于阈值操作者扭矩需求的减速燃料切断事件。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述燃料切断事件包括响应于变速器升档的瞬时燃料切断事件。前述示例中的任一个或全部进一步包含，额外地或可选地，响应于高于阈值发动机进气歧管温度，增加经由歧管喷射向所述发动机输送的燃料的所述第一部分同时对应地减少经由所述进气道和直接喷射中的一个或多个输送的燃料的所述第二部分，直至所述发动机进气歧管温度降低至所述阈值发动机进气歧管温度之下。前述示例中的任一个或全部进一步包含，额外地或可选地，响应于低于阈值排气催化剂温度，增加经由歧管喷射向所述发动机输送的燃料的所述第一部分同时对应地减少经由所述进气道和直接喷射中的一个或多个输送的燃料的所述第二部分，直至所述排气催化剂温度增加至所述阈值排气催化剂温度之上。
另一进一步示例方法包含：响应于基于发动机工况预测的排气催化剂下游的排气NOx水平高于阈值水平，以经由中心燃料喷射器喷射到发动机进气歧管内的燃料的第一量和经由进气道和直接喷射器中的一个或多个喷射的燃料的第二其余量的方式提供总燃料质量，燃料的所述第一量高于燃料的所述第二量。在前述示例中的任一个中，额外地或可选地，所述发动机工况包括冷启动状况，并且其中以经由所述中心燃料喷射器喷射的燃料的所述第一量和以经由所述进气道和直接喷射器中的一个或多个喷射的燃料的所述第二其余量的方式提供的所述总燃料质量被维持，直至达到所述排气催化剂的起燃温度。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述发动机工况包括燃料切断事件，所述方法进一步包含，在所述燃料切断事件结束的时候恢复燃料供给后，响应于高于所述排气催化剂中的阈值氧含量，喷射经由所述中心燃料喷射器喷射的燃料的第一量并且喷射经由进气道和直接喷射器中的一个或多个喷射的燃料的第二其余量，直至所述排气催化剂中的所述氧含量降低至所述阈值之下。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述发动机工况包括高于阈值进气歧管温度，并且其中经由所述中心燃料喷射器喷射的燃料的所述第一量和经由所述进气道和直接喷射器中的一个或多个喷射的燃料的所述第二其余量被维持，直至所述进气歧管温度下降至所述阈值温度之下。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，经由进气道和直接喷射器中的一个或多个喷射的燃料的所述第二量基于多个发动机汽缸之间的经由所述中心燃料喷射器喷射的燃料的所述第一量的分配不均来调整，所述调整包括响应于相对于由其余发动机汽缸接收的燃料所述第一汽缸接收燃料的第一量的较低部分，增加到第一汽缸的燃料的直接喷射。
在又一进一步示例中，一种发动机系统包含：发动机进气歧管，所述发动机进气歧管包括歧管空气温度传感器；多个发动机汽缸；一个或多个直接喷射器，其被配置为将燃料直接喷射到所述多个汽缸中的一个或多个内；一个或多个进气道喷射器，其被配置为将所述燃料进气道喷射到所述多个汽缸中的一个或多个内；中心燃料喷射器，其将所述燃料喷射到所述发动机进气歧管内；发动机排气歧管，其包括排气通道、被耦接至所述排气通道的排气催化剂和在所述排气催化剂的上游被耦接至所述排气通道的排气氧传感器；以及控制器，其具有被存储在非临时性存储器上用于以下的计算机可读指令：响应于高于所述排气催化剂中的阈值氧含量和高于阈值发动机进气歧管温度中的一个，选择性地增加经由所述中心燃料喷射器输送的燃料相对于经由所述直接喷射器和所述进气道喷射器中的每一个输送的燃料的比，所述氧含量经由所述排气氧传感器来估计，并且所述发动机进气歧管温度经由所述歧管空气温度传感器来估计。在任一前述示例中，额外地或可选地，所述控制器包含用于以下的进一步指令：在经由所述中心燃料喷射器输送的歧管喷射的相对于所述直接喷射器和进气道喷射器中的每一个的增加的比的情况下维持发动机燃料供给，直至所述排气催化剂中的所述氧含量下降至所述阈值氧含量之下并且所述发动机进气歧管温度下降至所述阈值温度之下中的每一个，并且然后基于发动机转速和发动机负荷调整所述比。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，选择性地增加歧管喷射的燃料的所述比包括，选择性地增加所述中心燃料喷射器的脉冲宽度同时减小所述进气道喷射器和所述直接喷射器的脉冲宽度，所述中心燃料喷射器的所述脉冲宽度基于所述排气催化剂的所述氧含量和所述发动机进气歧管温度中的每一个，所述中心燃料喷射器的所述脉冲宽度随着所述排气催化剂的所述氧含量增加至所述阈值氧含量之上和所述发动机进气歧管温度增加至所述阈值温度之上中的一个或多个而被增加。
在进一步表示中，所述车辆是混合动力车辆。
应认识到，在本文中所公开的配置和程序本质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变体是可能的。例如，上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括在本文中所公开的各种系统和构造和其他的特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
以下权利要求具体地指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被理解为包括一个或多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过修改现有权利要求或通过在这个或关联申请中提出新的权利要求而得要求保护。这些权利要求，无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相同，都被认为包括在本公开的主题内。

Claims (15)

1.一种发动机方法，其包含：
响应于提前点火的指示，相对于经由进气道和直接喷射中的一个或多个向所述发动机输送的燃料的第二部分选择性地增加经由歧管喷射向所述发动机输送的燃料的第一部分，同时维持提前点火的所述指示之前的空燃比。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述维持所述空燃比包括将所述空燃比维持在化学计量处或其附近。
3.根据权利要求1所述的方法，其中选择性地增加歧管喷射的燃料的所述第一部分包括：选择性地增加被耦接至发动机进气歧管的中心燃料喷射器的脉冲宽度，同时对应地减小直接喷射器和进气道喷射器中的一个或多个的脉冲宽度。
4.根据权利要求3所述的方法，其中减小所述直接喷射器和所述进气道喷射器中的所述一个或多个的所述脉冲宽度包括：在燃料的所述第二部分中，基于被耦接至排气通道的排气微粒物质过滤器的微粒物质负荷，调整经由进气道喷射输送的燃料相对于经由直接喷射输送的燃料的比，所述调整包括：当所述微粒物质过滤器上的所述微粒物质负荷高于阈值时，增加经由进气道喷射相对于直接喷射输送的燃料的所述比。
5.根据权利要求3所述的方法，其中增加所述中心燃料喷射器的所述脉冲宽度包括：增加所述中心燃料喷射器的所述脉冲宽度直至达到所述中心燃料喷射器的运转极限，并且此后将所述中心燃料喷射器的所述脉冲宽度维持在所述运转极限处同时增加所述进气道喷射器和所述直接喷射器中的一个或多个的所述脉冲宽度。
6.根据权利要求1所述的方法，其中提前点火的所述指示包括高于在汽缸的火花点火事件之前在第一曲轴转角窗口中估计的爆震传感器的阈值输出，所述爆震传感器被耦接至所述汽缸。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述选择性地增加包括：在紧接着在其之间没有发动机循环的提前点火的所述指示之后的第一数量的发动机循环内相对于经由进气道和直接喷射中的一个或多个向所述发动机输送的燃料的所述第二部分增加经由歧管喷射向所述发动机输送的燃料的所述第一部分，并且在所述第一数量的发动机循环期间，将所述空燃比维持在化学计量处或其附近。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一数量的发动机循环基于所述爆震传感器的输出，所述第一数量的发动机循环随着所述爆震传感器的所述输出增加至所述阈值输出之上而被增加。
9.根据权利要求7所述的方法，其进一步包含：响应于在所述第一数量的发动机循环完成之后的进一步的提前点火的指示，相对于经由进气道和直接喷射中的一个或多个向所述发动机输送的燃料的所述第二部分进一步增加经由歧管喷射向所述发动机输送的燃料的所述第一部分，并且在第二数量的发动机循环内使所述发动机以浓于化学计量排气空燃比运转。
10.根据权利要求9所述的方法，其中使所述发动机浓于化学计量运转包括：在所述第二数量的发动机循环内基于相对于所述阈值输出的所述爆震传感器的所述输出调整燃料加浓的程度，所述加浓的程度随着所述爆震传感器的所述输出超过所述阈值输出而被增加。
11.一种发动机系统，其包含：
发动机进气歧管；
发动机汽缸；
直接喷射器，其被配置为将燃料直接喷射到所述汽缸内；
进气道喷射器，其被配置为将所述燃料进气道喷射到所述汽缸内；
中心燃料喷射器，其被配置为将所述燃料喷射到在所述汽缸的上游的所述发动机进气歧管内；
爆震传感器，其被耦接至所述汽缸；以及
控制器，其具有被存储在非临时性存储器上的计算机可读指令，用于：
响应于所述汽缸中的提前点火的第一指示，在第一数量的发动机循环内使所述发动机以化学计量空燃比运转；以及
响应于在提前点火的所述第一指示后所述汽缸中的提前点火的第二指示，在第二数量的发动机循环内使所述发动机以浓于化学计量空燃比运转，其中响应于提前点火的所述第一指示和所述第二指示两者的所述运转包括：以经由所述中心燃料喷射器喷射到所述发动机进气歧管内的燃料的第一量和经由所述进气道喷射器和所述直接喷射器中的一个或多个喷射的燃料的第二其余量的方式提供总燃料质量，所述第一量高于所述第二其余量，其中提前点火的所述第二指示在所述第一数量的发动机循环内发生。
12.根据权利要求11所述的系统，其中以经由中心燃料喷射器喷射的第一量的方式提供总燃料质量包括：增加所述中心燃料喷射器的脉冲宽度以输送燃料的所述第一量，其中燃料的所述第一量根据当前发动机转速-负荷状况下所述中心燃料喷射器的脉冲宽度极限被确定。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述提供包括：响应于提前点火的所述第一指示和所述第二指示中的每一个，增加燃料的所述第一量直至所述中心燃料喷射器的所述脉冲宽度达到所述极限，并且然后维持所述中心燃料喷射器的所述脉冲宽度，并且增加所述进气道喷射器和所述直接喷射器中的一个或多个的脉冲宽度以输送燃料的所述第二其余量。
14.根据权利要求11所述的系统，其中使所述发动机以浓于化学计量空燃比运转包括：在所述第二数量的发动机循环期间基于所述爆震传感器的输出与提前点火阈值之间的差使总燃料喷射加浓，所述加浓的程度随着所述差增加而被增加。
15.根据权利要求11所述的系统，其中所述控制器包含进一步的指令，用于：
估计包括所述提前点火汽缸的多个汽缸之间的经由所述中心燃料喷射器喷射的燃料的所述第一量的分配不均，其中所述分配不均包括相对于由所述多个汽缸中的每个其余汽缸接收的燃料的较大部分，所述多个汽缸中的第一汽缸接收燃料的所述第一量的较小部分，并且其中经由所述进气道喷射器和所述直接喷射器中的一个或多个喷射的燃料的所述第二其余量基于所述估计的分配不均被调整，所述调整包括：相对于到所述多个汽缸中的所述其余汽缸中的每一个的燃料的直接喷射，增加到所述第一汽缸的燃料的直接喷射。
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