本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2011年07月28日、發(fā)明名稱為“發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)及其運(yùn)轉(zhuǎn)方法”的中國(guó)專利申請(qǐng)201110220012.1的分案申請(qǐng)。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及用于控制在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中使用不同燃料的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

已經(jīng)研究替代燃料以減輕常規(guī)燃料的價(jià)格上漲以及減少排放。例如，醇和含有醇的混合燃料已經(jīng)被認(rèn)為具有吸引力的替代燃料，特別是對(duì)于機(jī)動(dòng)車輛應(yīng)用。利用多種發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)和噴射技術(shù)，多種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可使用醇類燃料。此外，多種方法可用于控制這種醇類燃料發(fā)動(dòng)機(jī)以利用高辛烷值醇類燃料的充斥冷卻效應(yīng)，特別是解決發(fā)動(dòng)機(jī)爆震。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法可包括根據(jù)醇類燃料和多種其它發(fā)動(dòng)機(jī)工況調(diào)節(jié)增壓或火花正時(shí)。

發(fā)動(dòng)機(jī)可配置用于直接噴射爆震控制液(例如水)至發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)。所噴射的水的冷卻效應(yīng)和稀釋效應(yīng)可用于解決汽缸爆震，以及減少發(fā)動(dòng)機(jī)nox排放。

美國(guó)專利us6,415,745顯示了這種系統(tǒng)的一個(gè)示例。其中，基本上在進(jìn)氣沖程期間將一定量的水直接噴射進(jìn)汽缸內(nèi)。基于需要減少的nox和發(fā)動(dòng)機(jī)工況調(diào)節(jié)噴射的開始以及噴射量。

然而，本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這種系統(tǒng)的潛在問題。如一個(gè)示例，基于水噴射正時(shí)和噴射量會(huì)出現(xiàn)不希望的扭矩變化。具體地，基于噴射開始和結(jié)束的時(shí)間，在噴射水的時(shí)間汽缸溫度會(huì)改變，從而導(dǎo)致水蒸發(fā)效應(yīng)的變化。例如，如果噴射正時(shí)在汽缸較熱時(shí)，所噴射的水會(huì)蒸發(fā)越多，導(dǎo)致取代更多的空氣-燃料充氣且對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩影響更大。相比較，如果噴射正時(shí)在汽缸較冷時(shí)，則所噴射的水會(huì)蒸發(fā)更少，導(dǎo)致取代更少的空氣-燃料充氣且對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩影響較小。此外，如果噴射正時(shí)為在進(jìn)氣門關(guān)閉之前幾乎不發(fā)生蒸發(fā)時(shí)，則基本上不取代捕集的空氣-燃料混合物并且對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩幾乎不產(chǎn)生影響。因此，盡管充分地解決了發(fā)動(dòng)機(jī)nox，然而該方法可能不能夠提供所需的扭矩。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的方法和發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)來至少部分地解決上面的問題。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于通過直接噴射爆震控制液進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)，可解決爆震。通過基于直接噴射的正時(shí)、量和成分調(diào)節(jié)節(jié)氣門位置，并且因此可更好地解決所噴射水的蒸發(fā)和空氣-燃料充氣置換效應(yīng)、由液體噴射引起的扭矩變化，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能。

根據(jù)本發(fā)明一方面，提供一種運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，包括調(diào)節(jié)直接噴射液體(例如水)至所述發(fā)動(dòng)機(jī)。該方法還包括在第一液體噴射正時(shí)期間，基于液體噴射量調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門第一量；及在第二、后液體噴射正時(shí)期間，基于液體噴射量調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門第二、較小量。

根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供一種運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，包括：基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況直接噴射一定量爆震控制液至發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)；及基于噴射量、噴射正時(shí)和液體成分調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門位置。

根據(jù)本發(fā)明再一方面，提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括：帶有進(jìn)氣和排氣的發(fā)動(dòng)機(jī)；配置用于直接噴射爆震控制液進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的直接噴射器；包括壓縮器和渦輪的渦輪增壓器；連接在渦輪下游的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣和壓縮器上游的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣之間的egr管道；用于調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)凸輪的正時(shí)的可變凸輪正時(shí)機(jī)構(gòu)(vct)；及控制系統(tǒng)，配置用于：響應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)爆震；直接噴射一定量爆震控制液至發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)；響應(yīng)直接噴射的正時(shí)調(diào)節(jié)節(jié)氣門；及響應(yīng)直接噴射的量調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)vct和egr的量。

在一個(gè)示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)可配置有用于直接噴射爆震控制液(例如水)至發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的直接噴射器。響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)爆震，可直接噴射水進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)以解決爆震?？苫诎l(fā)動(dòng)機(jī)工況(例如爆震強(qiáng)度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速負(fù)荷狀況等)并且進(jìn)一步基于所需發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋和egr瞬變的出現(xiàn)來調(diào)節(jié)直接噴射水。這可包括基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況、爆震和/或所需稀釋來調(diào)節(jié)直接噴射水的正時(shí)和量。因此，可相對(duì)于汽缸的進(jìn)氣門關(guān)閉(ivc)事件來調(diào)節(jié)直接噴射的正時(shí)。例如，當(dāng)爆震增加時(shí)，和/或當(dāng)所需發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋增加時(shí)可從ivc延遲噴射正時(shí)。

基于直接噴射的正時(shí)，可執(zhí)行節(jié)氣門調(diào)節(jié)以補(bǔ)償不需要的扭矩變化。例如，在從ivc延遲更多的第一水噴射正時(shí)期間，可基于水噴射量調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門第一、較小量。在另一示例中，在從ivc延遲較少的第二水噴射期間，可基于水噴射量調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門第二、較大量。在一個(gè)示例中，第一噴射正時(shí)在ivc之后而第二噴射正時(shí)在ivc之前，或至少部分第二噴射正時(shí)在ivc之前。其中，在第一噴射正時(shí)處，基本上所有直接噴射的水會(huì)在進(jìn)氣門已經(jīng)關(guān)閉之后蒸發(fā)，從而不能夠置換捕集在汽缸內(nèi)的空氣-燃料充氣，而在第二噴射正時(shí)處，一些或所有直接噴射的水會(huì)在進(jìn)氣門關(guān)閉之前蒸發(fā)，占據(jù)汽缸內(nèi)空氣-燃料充氣的更多空間。因此，在第一噴射正時(shí)處，噴射的水對(duì)進(jìn)氣空氣-燃料充氣的量產(chǎn)生較小的效應(yīng)。因此，可要求更少和/或更小的節(jié)氣門調(diào)節(jié)來解決較小的扭矩變化。相比較，在第二噴射正時(shí)處，噴射的水對(duì)進(jìn)氣空氣-燃料充氣的量產(chǎn)生較大的影響。因此，可要求更多和/或更大的節(jié)氣門調(diào)節(jié)來解決較大的扭矩變化。

在一些狀況下，可以多次噴射來執(zhí)行直接噴射的水，其中基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況調(diào)節(jié)多次噴射的正時(shí)之間的轉(zhuǎn)換。在一個(gè)示例中，可基于爆震(例如爆震正時(shí)、爆震強(qiáng)度、爆震特性)來調(diào)節(jié)正時(shí)。因此，當(dāng)爆震強(qiáng)度增加時(shí)(例如超過相應(yīng)于預(yù)點(diǎn)火的閾值)，可增加水噴射的執(zhí)行次數(shù)，并且進(jìn)一步地在ivc之前可執(zhí)行較大次數(shù)的這些噴射以減少空氣充氣溫度并且加速爆震減輕。在這里，節(jié)氣門調(diào)節(jié)可基于多次噴射的次數(shù)和正時(shí)。在替代示例中，也可基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況(例如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速負(fù)荷狀況、可用增壓、所需稀釋等)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換的正時(shí)。

節(jié)氣門調(diào)節(jié)也可基于所噴射的水的稀釋效應(yīng)。因此，基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況，并且進(jìn)一步基于發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的可能性，可確定所需的發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋?？墒褂糜绊懓l(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)(例如egr量、vct正時(shí)、氣門升程、增壓量等)的稀釋來提供所需稀釋。所噴射的水也具有稀釋效應(yīng)，該效應(yīng)基于所噴射水的量。因此，當(dāng)響應(yīng)爆震增加噴射的水的量時(shí)，可基于水噴射調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)以提供所需稀釋。例如，當(dāng)所噴射的水的量增加時(shí)，可相應(yīng)地減少egr的量以使得提供所需稀釋。

盡管上面的示例說明了基于水的稀釋效應(yīng)的節(jié)氣門的調(diào)節(jié)，應(yīng)了解這不意味限制，并且在替代示例中所噴射的液體可為替代的爆震控制液，例如燃料、燃料混合物、水、其它惰性液體、乙醇、甲醇、其它醇類、汽油或它們的組合。在這里，節(jié)氣門調(diào)節(jié)不僅基于爆震控制液的直接噴射正時(shí)和量，還基于該液體的容積和蒸發(fā)效應(yīng)。在一個(gè)示例中，可根據(jù)所噴射液體的摩爾成分推斷效應(yīng)的組合。例如，在所噴射液體為包括醇類燃料的混合物，摩爾成分可基于混合物中的醇類成分的容積比，以及它們的分子量和密度。因此，當(dāng)所噴射液體的蒸發(fā)冷卻效應(yīng)和/或醇含量增加時(shí)，可減小空氣-燃料充氣溫度并且增加密度，并且因此節(jié)氣門補(bǔ)償可用于減小歧管壓力以實(shí)現(xiàn)所需扭矩。在另一示例中，在所噴射液體為包括水或其它惰性液體的混合物中，空氣-燃料混合物可在ivc之前部分地由所噴射的水置換，并且從而節(jié)氣門補(bǔ)償可用于增加進(jìn)氣歧管壓力以實(shí)現(xiàn)所需扭矩。在再一示例中，蒸發(fā)冷卻效應(yīng)和惰性蒸汽的置換可彼此部分抵消。另外地，可能需要在火花提前量、增壓量、vct量和/或egr量上調(diào)節(jié)。

這樣，通過直接噴射爆震控制液進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)，可解決爆震。通過基于直接噴射的正時(shí)、量和成分調(diào)節(jié)節(jié)氣門位置，并且因此可更好地解決所噴射水的蒸發(fā)和空氣-燃料充氣置換效應(yīng)、由液體噴射引起的扭矩變化，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能。

應(yīng)理解上面的概述提供用于以簡(jiǎn)化的形式引入將在詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述的選擇的概念。不意味著確認(rèn)所保護(hù)的本發(fā)明主題的關(guān)鍵的或?qū)嵸|(zhì)的特征，本發(fā)明的范圍將由本申請(qǐng)的權(quán)利要求唯一地界定。此外，所保護(hù)的主題不限于克服上文或本公開的任何部分中所述的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。

【附圖說明】

圖1顯示了發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的示例實(shí)施例。

圖2顯示了描繪燃料經(jīng)濟(jì)性損失和扭矩比隨著變化的火花延遲而變化。

圖3顯示了通過比較由火花延遲導(dǎo)致的燃料經(jīng)濟(jì)性損失與由乙醇燃料噴射導(dǎo)致的燃料經(jīng)濟(jì)性損失可用于識(shí)別調(diào)節(jié)閾值點(diǎn)的圖。

圖4顯示了用于多種成本函數(shù)比較由火花延遲導(dǎo)致的損失和由乙醇燃料噴射導(dǎo)致的損失的圖。

圖5a-b顯示了說明可執(zhí)行用于調(diào)節(jié)火花延遲量和燃料噴射量以解決發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的例程的高級(jí)流程圖。

圖6顯示了用于基于爆震控制液的可用性調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋和發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒速度的高級(jí)流程圖。

圖7顯示了可用于基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度負(fù)荷狀況調(diào)節(jié)使用火花延遲和高辛烷值燃料噴射的閾值點(diǎn)的圖。

圖8顯示了說明可執(zhí)行用于基于多種發(fā)動(dòng)機(jī)工況限制調(diào)節(jié)使用火花延遲和高辛烷值燃料噴射的閾值點(diǎn)的例程的高級(jí)流程圖。

圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明說明使用火花延遲和乙醇燃料直接噴射以解決爆震的示例的圖。

圖10-11顯示了說明使用火花延遲和基于噴射的燃料量直接噴射爆震控制液的示例調(diào)節(jié)的圖。

圖12顯示了說明響應(yīng)egr瞬間直接噴射水的示例變化的圖。

圖13顯示了說明響應(yīng)直接噴射水的正時(shí)的示例節(jié)氣門調(diào)節(jié)的圖。

【具體實(shí)施方式】

下面的描述涉及用于改善柔性燃料發(fā)動(dòng)機(jī)(如圖1內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī))內(nèi)的燃料使用效率的系統(tǒng)和方法。響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震，火花延遲量和爆震控制液噴射可用于解決爆震。具體地，可延遲火花直至預(yù)定的延遲量(例如預(yù)定的正時(shí)或閾值點(diǎn))，直至其使用火花延遲可更有利(例如更具有燃料經(jīng)濟(jì)性)，并且超過該延遲量噴射爆震控制液以解決發(fā)動(dòng)機(jī)爆震可更有利。如在圖2-5中所示，基于駕駛員選擇的成本函數(shù)，控制器可調(diào)節(jié)火花延遲的使用以及直接噴射和/或進(jìn)氣道噴射燃料、或爆震控制液的使用以解決爆震。該使用可進(jìn)一步基于固有的辛烷含量、稀釋效應(yīng)和可用爆震控制液的充氣冷卻效應(yīng)，例如從噴射的爆震控制液的成分(摩爾或容積)所推斷的。如在圖7-8中所示，在所選擇的發(fā)動(dòng)機(jī)工況(例如轉(zhuǎn)速負(fù)荷狀況)下，可確定發(fā)動(dòng)機(jī)限制(例如扭矩、溫度和排放限制)，并且可進(jìn)一步相應(yīng)地調(diào)節(jié)預(yù)定的正時(shí)。如在圖9中所示，響應(yīng)爆震，控制器可使用火花延遲直至預(yù)定正時(shí)以解決爆震，在這之后，控制器可使用噴射爆震控制液以解決爆震。如在圖10-11中所示，與噴射器的脈沖寬度噴射限制相比，使用火花延遲和爆震控制液噴射之間的調(diào)節(jié)也可基于噴射的爆震控制液的量。如在圖6和12中所示，可基于噴射的爆震控制液的稀釋效應(yīng)執(zhí)行額外的發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)以便更好地協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋優(yōu)點(diǎn)和噴射液體的爆震抑制優(yōu)點(diǎn)。此外，如圖13所示，可基于直接噴射相對(duì)于進(jìn)氣門關(guān)閉的正時(shí)進(jìn)行節(jié)氣門調(diào)節(jié)以便更好地補(bǔ)償扭矩瞬變。這樣，通過在解決爆震中改善火花延遲的使用和燃料或爆震控制液的噴射，可更明智地使用爆震控制液同時(shí)改善了發(fā)動(dòng)機(jī)性能。

圖1描繪了內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室或汽缸的示例實(shí)施例。發(fā)動(dòng)機(jī)10可接收來自包括控制器12的控制系統(tǒng)的控制參數(shù)和經(jīng)由輸入裝置132接收來自車輛操作者130的輸入。在這個(gè)例子中，輸入裝置132包括加速踏板和用于成比例地產(chǎn)生踏板位置信號(hào)pp的踏板位置傳感器134。發(fā)動(dòng)機(jī)10的汽缸(在這里也稱為燃燒室)14可包括帶有定位于其內(nèi)的活塞138的燃燒室壁136。活塞138可連接至曲軸140以便使活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸140可經(jīng)由中間傳動(dòng)系統(tǒng)連接至車輛的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪。而且，起動(dòng)馬達(dá)可經(jīng)由飛輪連接至曲軸140以開始發(fā)動(dòng)機(jī)10的起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。

汽缸14能夠經(jīng)由多個(gè)進(jìn)氣道142、144和146接收進(jìn)氣。進(jìn)氣道146能夠與除了汽缸14之外的發(fā)動(dòng)機(jī)10的其它汽缸連通。在一些實(shí)施例中，進(jìn)氣道中一個(gè)或多個(gè)可包括增壓裝置例如渦輪增壓器或機(jī)械增壓器。例如，圖1顯示了發(fā)動(dòng)機(jī)10配置有包括設(shè)置在進(jìn)氣道142和144之間的壓縮器174和沿排氣道148設(shè)置的排氣渦輪176。壓縮器174可為至少部分地經(jīng)由軸180由排氣渦輪176驅(qū)動(dòng)，在這里增壓裝置配置為渦輪增壓器。然而，在其它示例中，例如在發(fā)動(dòng)機(jī)10設(shè)有渦輪增壓器的情況下，可選地省略排氣渦輪176，其中壓縮器174可由來自馬達(dá)或發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械輸入驅(qū)動(dòng)?？裳匕l(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道設(shè)有包括節(jié)流板164的節(jié)氣門162用于改變提供至發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的進(jìn)氣的流速和/或壓力。例如，如圖1所示，節(jié)氣門162可設(shè)置在壓縮器174的下游，或者可替代地提供在壓縮器174上游。

排氣通道148能夠從除汽缸14之外的發(fā)動(dòng)機(jī)10的其它汽缸接收排氣。排氣傳感器128顯示為連接至排放控制裝置178上游的排氣道148。傳感器128可為用于提供排氣空燃比指示的多種適合的傳感器，例如線性氧傳感器或uego(通用或?qū)捰蚺艢庋鮽鞲衅?、雙態(tài)氧傳感器或ego(排氣氧傳感器)、hego(加熱型ego)、氮氧化物、碳?xì)浠衔锘蛞谎趸紓鞲衅?。排放控制裝置178可為三元催化劑(twc)、nox捕集器、多種其他排放控制裝置或其組合。

可通過位于排氣通道148內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器(未顯示)測(cè)量排氣溫度?？商娲?，可基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況(例如轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、空燃比(afr)、火花延遲等)推斷排氣溫度。此外，可通過一個(gè)或多個(gè)排氣傳感器128計(jì)算排氣溫度。應(yīng)了解排氣溫度可替代地通過這里列出的任何溫度估算的組合來估算。

發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸可包括一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣門和一個(gè)或多個(gè)排氣門。例如，汽缸14顯示為包括位于汽缸14的上部區(qū)域的至少一個(gè)進(jìn)氣提升閥150和至少一個(gè)排氣提升閥156。在一些實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸(包括汽缸14)可包括位于該汽缸的上部區(qū)域的至少兩個(gè)進(jìn)氣提升閥和至少兩個(gè)排氣提升閥。

進(jìn)氣門150通過經(jīng)由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)151的凸輪驅(qū)動(dòng)通過控制器12控制。類似地，排氣門156可經(jīng)由凸輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)153通過控制器12控制。凸輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)151和153可均包括一個(gè)或多個(gè)凸輪并且可利用由控制器12運(yùn)轉(zhuǎn)以改變氣門運(yùn)轉(zhuǎn)的輪廓線變換(cps)、可變凸輪正時(shí)(vct)、可變氣門正時(shí)(vvt)和/或可變氣門升程(vvl)系統(tǒng)中一個(gè)或多個(gè)。進(jìn)氣門150和排氣門156的運(yùn)轉(zhuǎn)可分別通過氣門位置傳感器(未顯示)和/或凸輪軸傳感器155和157確定。在可替代實(shí)施例中，可通過電動(dòng)氣門驅(qū)動(dòng)控制進(jìn)氣門和/或排氣門。例如，汽缸14可替代地包括經(jīng)由電動(dòng)氣門驅(qū)動(dòng)控制的進(jìn)氣門和經(jīng)由包括cps和/或vct的凸輪驅(qū)動(dòng)控制的排氣門。在其它實(shí)施例中，進(jìn)氣門和排氣門可由共用氣門驅(qū)動(dòng)或驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，或可變氣門正時(shí)驅(qū)動(dòng)器或驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制。如參考圖6和12所詳述，可(通過提前或延遲vct系統(tǒng))調(diào)節(jié)凸輪正時(shí)以及協(xié)同egr流量和/或爆震控制液的直接噴射來調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋，從而減少egr瞬變并且改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能。

汽缸14能夠具有壓縮比，其為在活塞138位于下止點(diǎn)和上止點(diǎn)的體積比。常規(guī)地，壓縮比在9:1至10:1的范圍內(nèi)。然而，在使用不同燃料的一些示例中，可增加壓縮比。例如這會(huì)在使用高辛烷值燃料或具有高汽化比潛熱的燃料時(shí)會(huì)發(fā)生。如果使用直接噴射由于其對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的效果也可增加壓縮比。

在一些實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸可包括用于發(fā)動(dòng)燃燒的火花塞192。點(diǎn)火系統(tǒng)190能夠響應(yīng)在選定運(yùn)轉(zhuǎn)模式下來自的控制器12的火花提前信號(hào)sa經(jīng)由火花塞192向燃燒室14提供點(diǎn)火火花。然而，在一些實(shí)施例下，可省略火花塞192，例如在這樣的情況下發(fā)動(dòng)機(jī)10可由自動(dòng)點(diǎn)火或在一些柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下通過燃料噴射發(fā)動(dòng)燃燒。

在一些實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸可配置有提供燃料至其上的一個(gè)或多個(gè)用燃料噴射器。在一些實(shí)施例中，爆震控制液可為燃料，其中噴射器也稱為燃料噴射器。如一個(gè)非限制性示例，汽缸14顯示為包括一個(gè)燃料噴射器166。燃料噴射器166顯示為直接地連接至汽缸14用于將燃料與經(jīng)由電子驅(qū)動(dòng)器168從控制器12接收的fpw信號(hào)的脈沖寬度成比例地噴射進(jìn)其內(nèi)。這樣，燃料噴射器166將燃料以稱為燃料直接噴射的方式提供至燃燒汽缸14內(nèi)。盡管圖1顯示了噴射器166為側(cè)面噴射器，其也可位于活塞的頂部，例如靠近火花塞192的位置處。當(dāng)以醇基的燃料運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)由于一些醇類燃料的低揮發(fā)性，這種位置可改善混合和燃燒。可替代地，噴射器可位于頂部或靠近進(jìn)氣門處以改善混合?？蓪⑷剂蠌陌ㄈ剂舷?、燃料泵和燃料導(dǎo)軌的高壓燃料系統(tǒng)8輸送至燃料噴射器166?？商娲兀赏ㄟ^單級(jí)燃料泵在低壓下輸送燃料，在這種情況下，在壓縮沖程期間可比如果在使用高壓燃料系統(tǒng)時(shí)更多地限制直接燃料噴射正時(shí)。此外，盡管未顯示，在可替代實(shí)施例中，噴射器166可為將燃料提供至汽缸14上游的進(jìn)氣道內(nèi)的進(jìn)氣道噴射器。

應(yīng)了解盡管在一個(gè)實(shí)施例中，可通過單個(gè)直接噴射器噴射可變?nèi)剂匣虮鹂刂埔夯旌衔镞\(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，在可替代實(shí)施例中，可使用兩個(gè)噴射器(直接噴射器166和進(jìn)氣道噴射器)并且改變來自每個(gè)噴射器的噴射量來運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)。

在汽缸的單個(gè)循環(huán)期間可通過噴射器將燃料輸送至汽缸。此外，從噴射器輸送的燃料或爆震控制液的分配和/或相對(duì)量可隨著工況(例如空氣充氣溫度)變化，如下面所述。而且，對(duì)于單個(gè)燃燒事件，每個(gè)循環(huán)可執(zhí)行輸送的燃料的多次噴射。多次噴射可在壓縮沖程、進(jìn)氣沖程或它們的任何合適的組合期間執(zhí)行。

如上所述，圖1僅顯示了多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)汽缸。同樣，每個(gè)汽缸可類似地包括其自有組進(jìn)氣門/排氣門、燃料噴射器、火花塞等。

燃燒系統(tǒng)8內(nèi)的燃料箱可保存不同性質(zhì)(例如不同成分)的燃料或爆震控制液。這些差別可包括不同的醇含量、不同的水含量、不同的辛烷值、不同的汽化熱、不同的燃料混合和/或它們的組合等。在一個(gè)示例中，帶有不同醇含量的爆震控制液可包括一種燃料為汽油而另一種為乙醇或甲醇。在其它示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)可使用汽油作為第一物質(zhì)并且含有燃料混合物例如e85(其大約為85％的乙醇和15％的汽油)或m85(其大約為85％的甲醇和15％的汽油)的醇類作為第二物質(zhì)。其它含有醇的燃料可為醇類和水的混合物、醇類的混合物、水和汽油等。在又一示例中，兩種燃料全部為醇混合物，其中第一燃料為醇類比例比醇類比例較高第二燃料的汽油醇類混合物低的汽油醇類混合物，例如e10(其為大約10％的乙醇)作為第一燃料并且e85(其大約為85％的乙醇)作為為第二燃料。另外，第一燃料和第二燃料也可在其它燃料性質(zhì)(例如溫度、粘度、辛烷值、汽化比潛熱等)上不同。

此外，存儲(chǔ)在燃料箱內(nèi)的燃料或爆震控制液的燃料特性可經(jīng)常變化。在一個(gè)示例中，駕駛員可在燃料箱內(nèi)一天加e85、下一天加e10并且再下一天e50。燃料箱加注的每天變化因此能夠?qū)е陆?jīng)常變化的燃料成分，從而影響由噴射器166輸送的燃料成分。

盡管未顯示，應(yīng)了解發(fā)動(dòng)機(jī)可進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)排氣再循環(huán)通道用于從發(fā)動(dòng)機(jī)排氣輸送至少一部分排氣至發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣。同樣，通過再循環(huán)一些排氣，可影響發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋，其可通過減少發(fā)動(dòng)機(jī)爆震、峰值汽缸燃料溫度和壓力、節(jié)流損失和nox排放來改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能。一個(gè)或多個(gè)egr通道可包括連接在渦輪增壓器壓縮器上游的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣和渦輪下游的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣之間并且配置用于提供低壓(lp)egr的lp-egr通道。一個(gè)或多個(gè)egr通道可包括連接在壓縮器下游的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣和渦輪上游的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣之間并且配置用于提供高壓(hp)egr的hp-egr通道。在一個(gè)示例中，可在例如缺少由渦輪增壓器提供的增壓的狀況下提供hp-egr流量，并且在例如出現(xiàn)渦輪增壓器增壓和/或當(dāng)排氣溫度高于閾值時(shí)的狀況期間提供lp-egr?？山?jīng)由lp-egr閥門調(diào)節(jié)通過lp-egr通道的lp-egr流量且可經(jīng)由hp-egr閥門(未顯示)調(diào)節(jié)通過hp-egr通道的hp-egr流量。

圖1中控制器(或控制系統(tǒng))12顯示為微型計(jì)算機(jī)，包括微處理器單元106、輸入/輸出端口108、用于可執(zhí)行的程序和檢定值的電子存儲(chǔ)介質(zhì)(在本具體例子中顯示為只讀存儲(chǔ)器芯片110)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器112、保活存儲(chǔ)器114和數(shù)據(jù)總線。控制器12可從連接至發(fā)動(dòng)機(jī)10的傳感器接收多種信號(hào)，除了之前論述的那些信號(hào)，還包括：來自質(zhì)量空氣流量傳感器122的引入質(zhì)量空氣流量(maf)測(cè)量值、來自連接至冷卻套筒118的溫度傳感器116的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ect)、來自連接至曲軸140霍爾效應(yīng)傳感器120(或其他類型)的脈沖點(diǎn)火感測(cè)信號(hào)(pip)、來自節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置tp和來自傳感器124的絕對(duì)歧管壓力信號(hào)map。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)rpm可由控制器12從脈沖點(diǎn)火感測(cè)pip信號(hào)生成。來自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號(hào)map可用于提供進(jìn)氣歧管內(nèi)的真空或壓力指示。

存儲(chǔ)介質(zhì)只讀存儲(chǔ)器110能夠編程有代表由處理器106可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)用于執(zhí)行下面所述的方法以及預(yù)見但未具體列出的變形。

在所選擇的發(fā)動(dòng)機(jī)工況期間，例如在低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和在高負(fù)荷狀況下，會(huì)發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)爆震。在一個(gè)示例中，可通過延遲點(diǎn)火火花正時(shí)(這里也稱為火花延遲)來解決發(fā)動(dòng)機(jī)爆震。通過從mbt延遲點(diǎn)火火花正時(shí)，可減小汽缸峰值壓力和溫度，從而減少爆震的發(fā)生。然而，從mbt延遲火花也減小了發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率和扭矩輸出。因此，為了在延遲火花時(shí)滿足駕駛員要求的扭矩，可增加空氣和燃料流量以補(bǔ)償扭矩?fù)p失。因此，額外的空氣和燃料消耗導(dǎo)致下降的燃料經(jīng)濟(jì)性。相應(yīng)的燃料經(jīng)濟(jì)性懲罰sparkfe_loss可如下計(jì)算：

其中tr為扭矩比。在圖2的圖200中通過曲線202說明了燃料經(jīng)濟(jì)損失的變化。如曲線204所示，當(dāng)火花處于mbt時(shí)扭矩比為最高，但是隨著火花延遲而減小。

替代延遲火花，可通過噴射爆震控制液進(jìn)汽缸內(nèi)解決發(fā)動(dòng)機(jī)爆震。爆震控制液可為有效辛烷含量較高的燃料，例如乙醇燃料。因此，有效辛烷含量的噴射燃料可由代表燃料的多種爆震減輕特性的多種成分組成，例如固有辛烷值的液體、液體的稀釋效應(yīng)和液體的蒸發(fā)效應(yīng)的組合。因此，例如，乙醇燃料混合物(例如e85)可直接噴射進(jìn)汽缸內(nèi)以利用燃料固有的高辛烷值(固有的燃料辛烷成分)和乙醇燃料的充氣冷卻效應(yīng)(蒸發(fā)性辛烷成分)。然而，由于乙醇燃料相較于汽缸具有較小的燃料熱(低熱值，lhv)，必須燃料大量的燃料以實(shí)現(xiàn)相同的能量輸出。因此，盡管從更接近于mbt火花正時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)上獲得改善的熱效率，容積燃料經(jīng)濟(jì)性上(每加侖英里數(shù))存在減小。相應(yīng)的燃料經(jīng)濟(jì)性懲罰ethffe_loss可如下計(jì)算：

其中e為直接噴射的燃料內(nèi)的乙醇含量的質(zhì)量百分比，d為減輕爆震所需的直接噴射的燃料的質(zhì)量百分比，lhveth和lhvgas為低熱值的燃料，并且ρeth和ρgas為燃料的密度。

在爆震狀況下，控制器可確定是否延遲火花所需的量并且接受與火花延遲量相關(guān)的熱效率和燃料經(jīng)濟(jì)性損失，或是否保持火花在mbt以及直接噴射所需量的爆震控制液(例如噴射乙醇燃料)和接受與乙醇噴射相關(guān)的容積燃料經(jīng)濟(jì)性損失。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可配置用于如下比較來自乙醇燃料(例如e85)的直接噴射的燃料經(jīng)濟(jì)性懲罰與來自火花延遲的燃料經(jīng)濟(jì)性懲罰：

sparkfe_loss–ethfe_loss(3)

在一個(gè)示例中，可采用映射圖(例如圖3的映射圖300)來比較來自延遲火花的燃料經(jīng)濟(jì)性損失(曲線302)與來自乙醇噴射的燃料經(jīng)濟(jì)性損失(曲線304)。基于比較，可確定正時(shí)或閾值點(diǎn)306。因此，閾值點(diǎn)306(這里也稱為收支平衡點(diǎn)或切換點(diǎn))可表示預(yù)定的延遲量或預(yù)定的正時(shí)(例如曲軸角度或火花延遲角度)，在解決發(fā)動(dòng)機(jī)爆震時(shí)，在該閾值點(diǎn)之后增加噴射乙醇燃料可相對(duì)于延遲火花提供燃料經(jīng)濟(jì)性優(yōu)點(diǎn)，并且在其之前延遲火花可相對(duì)于增加噴射乙醇燃料提供燃料經(jīng)濟(jì)性優(yōu)點(diǎn)。因此，響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)爆震，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可首先延遲點(diǎn)火火花正時(shí)直至預(yù)定的延遲量。在點(diǎn)火火花正時(shí)達(dá)到預(yù)定的正時(shí)之后，控制器可增加噴射進(jìn)汽缸內(nèi)的爆震控制液(或燃料)的量以抑制發(fā)動(dòng)機(jī)爆震，同時(shí)維持火花正時(shí)在預(yù)定的延遲量(即在預(yù)定的正時(shí))。也就是，可在這一點(diǎn)切換對(duì)火花延遲和增加直接噴射爆震控制液的使用。

因此，預(yù)定的正時(shí)可基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況(例如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)載狀況)并且進(jìn)一步基于駕駛員所選擇的成本函數(shù)。如上面所詳述，這些所選擇的成本函數(shù)可包括燃料經(jīng)濟(jì)性、co2排放和價(jià)格有效性。

可進(jìn)一步基于所噴射的燃料的有效辛烷含量調(diào)節(jié)預(yù)定的正時(shí)。因此，所噴射的爆震控制液可包括汽油、乙醇、甲醇、擋風(fēng)玻璃清洗液、其它醇、水和它們的組合中一個(gè)或多個(gè)。在一個(gè)示例中，在直接噴射的燃料為乙醇燃料混合物的情況下，所噴射的液體的有效辛烷含量可基于燃料的醇含量，并且從而閾值點(diǎn)可基于液體的醇含量變化。例如，預(yù)定的正時(shí)可隨著噴射的燃料的醇含量增加從mbt延遲。因此，與帶有大量乙醇的乙醇燃料混合物(例如e85，其具有大約85％乙醇)相比，帶有少量乙醇(例如e10，其具有大約10％的乙醇)的乙醇燃料混合物可具有較低閾值點(diǎn)(即相對(duì)較低的延遲量)。

在一個(gè)示例中，在乙醇燃料為e85且所選擇的成本函數(shù)為容積燃料經(jīng)濟(jì)性(每加侖英里數(shù))的情況下，預(yù)定的正時(shí)(306)可為11度火花延遲角。其中，在爆震狀況期間，當(dāng)解決爆震所需的辛烷增加時(shí)，可采用延遲火花直至11度火花延遲，因?yàn)樵谶@一點(diǎn)上與火花延遲相關(guān)的熱效率損失低于與e85相關(guān)的容積燃料經(jīng)濟(jì)性損失。然而，在火花已經(jīng)延遲至11度火花延遲之后，增加噴射e85可提供比火花延遲更低的燃料經(jīng)濟(jì)性損失。因此，為了進(jìn)一步解決爆震，火花點(diǎn)火正時(shí)可保持在從mbt延遲的11度角處同時(shí)增加噴射的e85的量以完成爆震解決要求。

盡管上面的示例使用容積燃料經(jīng)濟(jì)性作為成本函數(shù)確定用于解決發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的預(yù)定延遲量，應(yīng)了解在替代示例中，可使用其它成本函數(shù)。替代的成本函數(shù)可包括例如排氣排放(例如co2排放)和價(jià)格有效性(例如每一美元英里數(shù)的運(yùn)轉(zhuǎn)成本)。在一個(gè)示例中，在成本函數(shù)為價(jià)格有效性的情況下，可考慮到所噴射燃料的燃料價(jià)格。因此，乙醇燃料噴射導(dǎo)致的成本損失ethdollar_loss可如下計(jì)算：

其中$gas和$eth為單位容積的燃料價(jià)格，lhveth和lhvgas為燃料的低熱值，并且ρeth和ρgas為燃料的密度。

在其它示例中，其中成本函數(shù)為co2排放，co2損失由乙醇燃料噴射導(dǎo)致，ethco2_loss可如下計(jì)算：

其中cgas和ceth為由燃料釋放的每gj能量產(chǎn)生的kgco2的單位的由每個(gè)燃料產(chǎn)生的co2量。這個(gè)co2成本函數(shù)可以多種方式計(jì)算，例如尾氣管總co2排放、尾氣管原油co2排放(fossil-derivedco2emission)或整個(gè)生命周期(油井到車輪)co2排放。

因此，基于駕駛員選擇的成本函數(shù)，響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)爆震，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可在比較與火花延遲與乙醇直接噴射相關(guān)的成本函數(shù)損失之后確定使用火花延遲還是爆震控制液噴射(例如乙醇燃料)。也就是，當(dāng)成本函數(shù)為價(jià)格有效性時(shí)，閾值點(diǎn)可如下計(jì)算：

sparkdollar_loss–ethdollar_loss(6)

類似地，當(dāng)成本函數(shù)為co2排放時(shí)，閾值點(diǎn)可如下計(jì)算：

sparkco2_loss–ethco2_loss(7)

總而言之，成本函數(shù)損失比較可如下確定：

sparkcostfn_loss–ethcostfn_loss(8)

圖4顯示了根據(jù)表達(dá)式(3)、(6)、(7)產(chǎn)生的曲線的映射圖。具體地，映射圖400在x軸上描繪了從mbt的火花延遲，并在y軸上描繪了成本函數(shù)損失比較(即，對(duì)于所選擇的成本函數(shù)，由火花延遲導(dǎo)致的損失和由乙醇燃料噴射導(dǎo)致的損失之間的百分比差值)。曲線406(虛線)描繪了在成本函數(shù)為容積燃料經(jīng)濟(jì)性時(shí)的損失比較，曲線404(點(diǎn)劃線)描繪了在成本函數(shù)為co2排放時(shí)的損失比較，并且曲線402(實(shí)線)描繪了在成本函數(shù)為價(jià)格有效性時(shí)的損失比較。

在每個(gè)情況下，在曲線經(jīng)過零時(shí)，可確定相應(yīng)的預(yù)定的延遲量和預(yù)定的正時(shí)(或閾值點(diǎn))。因此，在曲線404的情況下，閾值點(diǎn)發(fā)生在408處，而曲線406的閾值點(diǎn)發(fā)生在410處，其中低于閾值點(diǎn)時(shí)延遲火花為更有利，而高于閾值點(diǎn)時(shí)則保持火花延遲并且增加噴射乙醇燃料為更有利。在曲線總是在零之上的情況下，例如參考曲線402所示，直接噴射乙醇燃料替代延遲火花總是更有利的。

盡管參考直接噴射乙醇燃料e85描繪了圖3-4的示例，應(yīng)了解這不意味著限制，并且在替代示例中，可使用其它爆震控制液。這些可包括例如與混合有更高或更低醇含量的多種醇類燃料或與混合有不同固有辛烷值、稀釋或蒸發(fā)特性的液體或燃料、壓縮天然氣(cng)、水、甲醇、清洗器液(其為大約60％的水和40％的甲醇的混合物)等。

因此，除了預(yù)定的延遲量，也可基于所噴射的液體(燃料)的有效辛烷含量調(diào)節(jié)噴射進(jìn)汽缸內(nèi)以解決爆震的爆震控制液的量。例如，調(diào)節(jié)可包括當(dāng)液體的有效辛烷含量的增加時(shí)減少直接噴射的爆震控制液的量。如前所提及，給定液體的有效辛烷含量可為該液體的固有辛烷含量(或辛烷值)、液體的稀釋效應(yīng)(基于液體的惰性成分，例如水)和液體的蒸發(fā)效應(yīng)(基于液體的汽化熱)的組合。在一個(gè)示例中，在噴射液體為cng的情況下，燃料的有效辛烷含量可基于cng燃料的辛烷值，僅因?yàn)閏ng基本上不具有充氣冷卻效應(yīng)(即，沒有蒸發(fā)性辛烷成分)或稀釋效應(yīng)(即，沒有惰性成分)。在另一示例中，在所噴射的燃料為乙醇燃料混合物的情況下，由于乙醇的充氣冷卻效應(yīng)，并且這里可能不存在稀釋效應(yīng)辛烷成分，燃料的有效辛烷含量可基于燃料的固有辛烷成分以及蒸發(fā)性辛烷成分。在又一個(gè)示例中，在噴射液體為水的情況下，液體的有效辛烷含量可僅基于水的稀釋效應(yīng)和充氣冷卻效應(yīng)。在一個(gè)示例中，所噴射液體的辛烷含量可基于液體的摩爾成分。因此，可基于所噴射燃料的摩爾成分調(diào)節(jié)所直接噴射的燃料的預(yù)定正時(shí)和量。然而，在可替代示例中，噴射的液體的辛烷含量可基于液體的容積成分。

可根據(jù)研究法辛烷值(ron，researchoctanenumber)和/或馬達(dá)法辛烷值(mon，motoroctanenumber)評(píng)級(jí)燃料的固有辛烷成分。在燃料混合物的情況下，小分子量的醇類(例如乙醇和甲醇，其具有高ron和mon值)被添加至汽油以改善汽油燃料的ron值。即使是添加少量醇(例如，10％的容積)也能夠?qū)е禄旌先剂系膔on值較大的且非線性增加，使得確定由于醇的添加汽油燃料的ron值上的變化復(fù)雜化。在一些情況下，“混合ron(bron)”值可用于描述在混合燃料內(nèi)增加少量醇對(duì)汽油的影響?？苫诨旌衔镏械拇己推偷娜莘e成分如下計(jì)算bron值：

ronblend＝(1-xv，ale).ronbase+(xv，ale).bronv，alc(9)

其中，xv,alc為燃料混合物內(nèi)的醇的容積分?jǐn)?shù)，ronblend為醇-汽油燃料混合物的ron，ronbase為基汽油的ron，并且bronv,alc為基汽油內(nèi)的醇基于容積含量的混合ron。然而，由于bron值取決于添加至基汽油的醇的濃度、基汽油的ron和基汽油的碳?xì)浠衔锍煞?，?duì)于特定醇不存在單個(gè)bron值，從而限制了利用bron方法。

在另一方法中，可基于燃料的摩爾成分計(jì)算混合燃料的固有辛烷成分。與容積成分方法(其基于燃料混合物中處于液態(tài)(即，在其準(zhǔn)備并且通常測(cè)量時(shí))的醇和汽油的容積)相比較，摩爾成分反應(yīng)了混合物內(nèi)的醇和汽油的分子量。因此，摩爾成分可更相關(guān)地描述在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)發(fā)生與蒸汽燃料的氣相化學(xué)反應(yīng)。此外，在氣態(tài)下，容積成分可大約等于摩爾成分?？深愃朴谌莘e成分(如等式9中所描述)計(jì)算燃料混合物的摩爾成分，除了在摩爾基礎(chǔ)(如下文在等式10中所述)上使用醇的密度和分子量(即，醇的已知物理特性)和汽油的密度和平均分子量(如所測(cè)量或估計(jì))計(jì)算醇含量。對(duì)于商業(yè)汽油，由于汽油的密度和分子量不具有大的變化，對(duì)于這種計(jì)算估算的值已經(jīng)足夠精確。因此，可基于混合物中的醇和汽油的摩爾成分如下計(jì)算燃料混合物的bron值：

ronblend＝(1-xm，ale).ronbase+(xm，ale).bronv，ale(10)

其中xm,alc為燃料混合物內(nèi)的醇的摩爾分?jǐn)?shù)，ronblend為醇-汽油燃料混合物的ron，mwbase為基汽油的平均分子量，mwalc為醇的分子量，ρbase為基汽油的密度，ρa(bǔ)lc為醇的密度，且bronm,alc為在基汽油內(nèi)醇基于摩爾含量的混合ron。應(yīng)了解盡管等式(9)-(11)顯示為混合ron值，其同樣可應(yīng)用于ron和mon值。因此，基于混合燃料的摩爾成分計(jì)算的ron值可顯示為與燃料的醇含量基本上為線性關(guān)系。因此，基于摩爾計(jì)算的混合ron值可顯示為較少或不取決于燃料內(nèi)的醇濃度或基汽油的ron。另外，相對(duì)于其容積混合ron值，混合燃料的摩爾混合ron值存在相當(dāng)少的變化。此外，所得出的乙醇-汽油燃料混合物的摩爾混合ron值可基本上等于純乙醇的混合ron值，而甲醇-汽油燃料混合物的摩爾混合ron值可基本上等于純甲醇的混合ron值。

對(duì)于醇添加至汽油成分，用于估算ron或mon、簡(jiǎn)單化方程可如下計(jì)算：

ronblend＝(1-xm，alc).ronbase+(xm，alc).ronalc(12)

其中，xm,alc為燃料混合物內(nèi)的醇的摩爾分?jǐn)?shù)，xv,alc為燃料混合物內(nèi)的醇的容積分?jǐn)?shù)，ronblend為醇-汽油燃料混合物的ron，ronbase為基汽油的ron，ronalc為純醇(例如對(duì)于乙醇和甲醇為109)的ron，并且rga為特定醇液體摩爾容積比，其包含醇和典型汽油(例如乙醇為0.400或甲醇為0.275)的分子量和密度?？商娲?，等式(12)和(13)可如下結(jié)合：

因此，在一個(gè)示例中，這種方法可用于更精確和可靠地確定混合燃料的固有辛烷成分(并且因此確定有效辛烷含量)，其相應(yīng)地可用于在解決爆震時(shí)使用火花延遲和增加直接燃料噴射來確定預(yù)定的延遲量或預(yù)定的正時(shí)(或閾值點(diǎn))。例如，基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況，可確定解決爆震所需的前饋可能性和ron。隨后混合計(jì)算可用于確定滿足ron要求所需的直接噴射爆震控制液或燃料(例如乙醇)的量。在另一示例中，在以乙醇混合燃料運(yùn)轉(zhuǎn)的柔性燃料車輛中，可根據(jù)氧傳感器(例如空燃比估算氧傳感器)的反饋估算混合燃料內(nèi)的乙醇量。相應(yīng)地，這可用于預(yù)測(cè)燃料的ron并且確定火花控制和燃料噴射的閾值點(diǎn)。同樣也可用作為前饋信息以允許修改再加注事件之后而在使用爆震傳感器前饋之前的火花控制策略。因此，通過調(diào)節(jié)爆震控制液的量或燃料直接噴射的量以及基于噴射的燃料的摩爾成分的預(yù)定正時(shí)或閾值點(diǎn)(例如，使用由摩爾方法所確定的燃料的混合ron辛烷值)，可線性化并且簡(jiǎn)化根據(jù)醇燃料噴射的辛烷好處的計(jì)算。然而，在替代實(shí)施例中，該計(jì)算可基于所噴射燃料的容積成分。

在一些發(fā)動(dòng)機(jī)中，解決爆震所噴射的液體也可為連接至第二輔助液體箱的第二液體。示例第二爆震控制液可包括水、甲醇、乙醇、高辛烷值汽油、清洗液或它們的組合。在一個(gè)示例中，在噴射的液體為水的情況下，液體的有效辛烷含量可僅包括蒸汽辛烷成分和稀釋效應(yīng)辛烷成分。在另一示例中，在直接噴射的液體為清洗液的情況下，燃料的有效辛烷含量可包括固有的燃料辛烷成分、蒸發(fā)性辛烷成分，以及稀釋效應(yīng)辛烷成分。在又一示例中，其中使用egr，可僅包括稀釋效應(yīng)辛烷成分。

因此，為了增加噴射的爆震控制液的充氣冷卻效應(yīng)，可響應(yīng)爆震執(zhí)行液體直接噴射。在這里，通過直接噴射爆震控制液進(jìn)汽缸，增強(qiáng)了液體的蒸汽冷卻并且可快速地增加噴射進(jìn)汽缸內(nèi)的液體的有效辛烷值，從而減少了爆震極限?；谥苯訃娚溥M(jìn)汽缸內(nèi)的爆震控制液的量，可調(diào)節(jié)進(jìn)氣道噴射的燃料量使得經(jīng)由燃料噴射器輸送的燃料總量滿足化學(xué)計(jì)量要求。

解決爆震所需的辛烷值octreq可如下計(jì)算：

octreq＝x.octdi+(1-x).octpfi(15)

其中x為直接噴射的爆震控制液的分?jǐn)?shù)，并且(1-x)為進(jìn)氣道噴射燃料的分?jǐn)?shù)，octdi為通過直接噴射器輸送的爆震控制液體的有效辛烷值，并且octpfi為通過進(jìn)氣道噴射器輸送的爆震控制液的有效辛烷值。等式(15)可用于解出x以確定解決爆震所需的直接噴射爆震控制液體的最小分?jǐn)?shù)，如下：

如前面所述，通過直接噴射器和/或進(jìn)氣道噴射器輸送的爆震控制液的有效辛烷含量(或值)可根據(jù)多個(gè)辛烷成分和效應(yīng)的組合確定，如下：

octdi＝octdi，inh+octdi，evap+octdi，dil且

octpfi＝octpfi，inh+octpfi，evap+octpfi，dil

其中，octinh、octevap和octdil為直接噴射(di)或進(jìn)氣道噴射(pfi)爆震控制液或燃料的固有、蒸汽和稀釋效應(yīng)辛烷成分，并且進(jìn)一步地其中：

octdi，inh＝adi，inh(edi)+bdi，inh，

octdi，evap＝adi，evap(edi)+bdi，evap，

octdi，dil＝adi，dil(edi)+bdi，dil，

octpfi，inh＝apfi，inh(epfi)+bpfi，inh，

octpfi，evap＝apfi，evap(epfi)+bpfi，evapand

octdi，dil＝apfi，dil(epfi)+bpfi，dil，

其中a和b為校準(zhǔn)常數(shù)，edi為直接噴射的燃料系統(tǒng)內(nèi)的乙醇含量的質(zhì)量百分比，并且epfi為進(jìn)氣道噴射燃料系統(tǒng)內(nèi)的乙醇含量的質(zhì)量百分比。通過計(jì)算每個(gè)液體的有效辛烷含量，并且通過使用這些值求解等式(15)和(16)，可確定解決爆震的直接噴射和進(jìn)氣道噴射的液體比。

這樣，通過延遲點(diǎn)火火花正時(shí)直至預(yù)定的延遲量，并且在點(diǎn)火火花正時(shí)達(dá)到預(yù)定的延遲量之后增加直接噴射的爆震控制液的量來抑制發(fā)動(dòng)機(jī)爆震，同時(shí)維持火花正時(shí)在預(yù)定的延遲量或預(yù)定的正時(shí)，可減少用于減輕爆震的爆震控制液的量同時(shí)可增加容積燃料經(jīng)濟(jì)性和車輛的行駛范圍。

現(xiàn)參考圖5a-b，例程500顯示為調(diào)節(jié)預(yù)定的火花正時(shí)(或閾值點(diǎn))直至可用于解決爆震的火花延遲，并且在其之后可增加直接噴射進(jìn)汽缸內(nèi)的爆震控制液的量以解決發(fā)動(dòng)機(jī)爆震。通過在增加直接噴射以解決爆震的爆震控制液體的量之前使用至少一些火花延遲以解決爆震，可實(shí)現(xiàn)較大的容積燃料經(jīng)濟(jì)性。

在502處，可估算和/或測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)工況。這些可包括例如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、所需扭矩、絕對(duì)歧管壓力(map)、bp、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ect)、催化劑溫度、進(jìn)氣溫度、火花正時(shí)、增壓等。在504處，可基于估算的發(fā)動(dòng)機(jī)工況確定發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的前饋可能性。在506處，可基于估算的發(fā)動(dòng)機(jī)工況以及所確定的爆震的前饋可能性確定所需發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋。在508處，并且參考圖6進(jìn)一步所述，可確定爆震控制液噴射、可變凸輪正時(shí)(vct)和egr量以提供所需稀釋。具體地，至少基于所噴射的爆震控制液的稀釋效應(yīng)，可確定由噴射提供的發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋量，并且可執(zhí)行相應(yīng)的egr和vct調(diào)節(jié)。在510處，可確定發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料系統(tǒng)內(nèi)可用的爆震控制液或燃料量。在512處，如在圖6中進(jìn)一步所述，可基于燃料系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)燃料或爆震控制液的可用性調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣中的充氣運(yùn)轉(zhuǎn)控制閥的位置以從而調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料速度。在514處，可確定發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)燃料或爆震控制液的有效辛烷含量。具體地，對(duì)于柔性燃料車輛，可確定發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)燃料(例如主燃料或爆震控制液和輔助燃料或爆震控制液)中的每一個(gè)的有效辛烷含量。如上所述，可基于每個(gè)液體的固有辛烷成分(或燃料辛烷值)、蒸發(fā)性辛烷成分或效應(yīng)以及稀釋辛烷成分或效應(yīng)的組合計(jì)算每個(gè)燃料或爆震控制液的有效辛烷含量。在一個(gè)示例中，這些成分或效應(yīng)中的一個(gè)或多個(gè)可基于爆震控制液的醇含量。

在516處，可確定駕駛員所選擇的成本函數(shù)。成本函數(shù)可包括例如容積燃料經(jīng)濟(jì)性(每加侖英里數(shù))、排氣排放、每美元英里數(shù)等。在一個(gè)示例中，相對(duì)于排氣排放，車輛駕駛員更喜歡燃料經(jīng)濟(jì)性。在另一個(gè)示例中，可對(duì)駕駛員偏好進(jìn)行加權(quán)。例如，客戶可使對(duì)于燃料經(jīng)濟(jì)性的偏好的權(quán)重大于對(duì)于最低排氣排放的偏好的權(quán)重。駕駛員偏好和輸入可通過交互顯示裝置(例如在車輛儀表盤上用于與車輛駕駛員交互的顯示器，或車輛顯示器上的控制面板)從車輛駕駛員處接收。可替代地，可基于先前駕駛行為推斷駕駛員成本函數(shù)偏好，例如非激進(jìn)的駕駛員可假定為喜歡燃料經(jīng)濟(jì)性。

在518處，基于駕駛員所選擇的成本函數(shù)、所估算的發(fā)動(dòng)機(jī)工況、所估算的發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的可能性和可用燃料或爆震控制液的有效辛烷含量，可確定閾值點(diǎn)。具體地，可確定火花可被延遲的預(yù)定火花正時(shí)(即，預(yù)定的延遲量)，并且可確定使用火花延遲和直接噴射爆震控制液的比例以累積地提供解決發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的辛烷量。

例如，火花延遲1度可關(guān)聯(lián)于改變一個(gè)辛烷值(1ron)。在另一示例中，在e85為直接噴射燃料并且汽油為進(jìn)氣道噴射燃料的情況下，直接噴射e85可比相應(yīng)的進(jìn)氣道噴射汽油提供更大的辛烷值改變。例如，直接噴射0.28％的e85可關(guān)聯(lián)于改變1ron，而直接噴射100％的e85可關(guān)聯(lián)于大約進(jìn)氣道噴射汽油的140ron。

在520處，其可確定是否需要進(jìn)一步調(diào)節(jié)閾值點(diǎn)。如參考圖7-8所述，在一些狀況下，例如特定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速負(fù)荷狀況下，會(huì)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)限制，其會(huì)要求調(diào)節(jié)閾值點(diǎn)以使得可使用較大或較小的延遲量并且相應(yīng)地也可作出對(duì)爆震控制液噴射量的調(diào)節(jié)。例如，在所需扭矩(至少瞬時(shí))變得受限、或排放溫度可能升高、或微粒物質(zhì)排放可能升高、或發(fā)動(dòng)機(jī)可能發(fā)生預(yù)點(diǎn)火等狀況下，可調(diào)節(jié)閾值點(diǎn)。因此，如果其確定要求閾值點(diǎn)調(diào)節(jié)，隨后在522處，并且如在圖8中所述，例程可調(diào)節(jié)預(yù)定的正時(shí)。具體地，在這些狀況下，可調(diào)節(jié)預(yù)定的閾值(從而調(diào)節(jié)用于減輕爆震的火花延遲量和爆震控制液噴射量)，以便解決所提及的發(fā)動(dòng)機(jī)限制，即便駕駛員所選擇的成本函數(shù)會(huì)由于該調(diào)節(jié)而存在臨時(shí)損失。

在一個(gè)示例中，預(yù)定的正時(shí)可存儲(chǔ)在控制器存儲(chǔ)器內(nèi)的查值表內(nèi)，其中可對(duì)于給定轉(zhuǎn)速負(fù)荷狀況和給定爆震控制液將火花延遲的預(yù)定量和爆震控制液直接噴射量制訂為表格。因此，前面已經(jīng)使用映射圖(例如圖3-4的映射圖，比較由火花延遲造成的成本函數(shù)損失和由不同燃料或液體組合導(dǎo)致的成本函數(shù)損失)計(jì)算出查值表的讀數(shù)。對(duì)于所選擇的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速負(fù)荷窗口(例如在圖7的映射圖中所描繪的那些)也可將對(duì)預(yù)定的正時(shí)和直接噴射的進(jìn)一步調(diào)節(jié)也可制定為表格。

如果在520處不需要閾值點(diǎn)調(diào)節(jié)，或在522處完成閾值點(diǎn)調(diào)節(jié)之后，隨后在524處，可計(jì)算解決所預(yù)測(cè)的爆震所需的辛烷值。如前面所述，可通過延遲火花和/或增加噴射在汽缸內(nèi)的爆震控制液的辛烷值來解決爆震。因此，如果點(diǎn)火正時(shí)保持在mbt處會(huì)在汽缸內(nèi)需要較大的辛烷值而出現(xiàn)火花延遲時(shí)需要較小的辛烷值。因此，通過調(diào)節(jié)火花延遲量和噴射進(jìn)汽缸內(nèi)的爆震控制液的量，可調(diào)節(jié)汽缸的有效辛烷值以解決爆震。

在526處，基于所確定的(和調(diào)節(jié)的)預(yù)定的正時(shí)，并且進(jìn)一步基于解決所預(yù)測(cè)的爆震所需的辛烷值，可確定用于發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火火花正時(shí)延遲量和爆震控制液噴射方式。爆震控制液噴射組合可包括直接噴射的第一燃料或爆震控制液的量和進(jìn)氣道噴射進(jìn)汽缸內(nèi)的第二燃料的量。例如，直接噴射進(jìn)汽缸內(nèi)的液體(例如第一燃料)的第一量可基于所噴射液體的摩爾(或容積)成分和所噴射液體的稀釋效應(yīng)。隨后，進(jìn)氣道噴射進(jìn)汽缸內(nèi)的液體(例如第二燃料)的第二量可基于液體噴射的第一量。在528處，其可確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否發(fā)生爆震，即是否存在反饋爆震。在一個(gè)示例中，可使用連接至發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震傳感器確定反饋爆震。如果沒有發(fā)生反饋爆震，隨后在530處，控制器可繼續(xù)通過先前在526處確定的組合延遲火花至預(yù)定的正時(shí)并且噴射燃料或爆震控制液來運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)。

隨后在532處，如果確定反饋爆震，其可確定火花正時(shí)是否仍然在預(yù)定正時(shí)之前，即是否仍然可能有更大的火花延遲。如果是，即如果火花延遲不受限制，則在534處控制器通過繼續(xù)延遲點(diǎn)火火花正時(shí)直至預(yù)定的正時(shí)來解決反饋爆震。因此，這構(gòu)造了相對(duì)更快并且更即時(shí)反饋爆震減輕方法。在一個(gè)示例中，一旦解決反饋爆震，點(diǎn)火火花正時(shí)可返回至初始值(即對(duì)應(yīng)于前饋爆震可能性的值)同時(shí)逐步采用直接燃料噴射。相比較，如果該設(shè)定在預(yù)定的正時(shí)之后，即，如果火花延遲受限，隨后在536處，控制器可通過維持火花延遲在預(yù)定的正時(shí)同時(shí)增加直接噴射進(jìn)汽缸內(nèi)的燃料或爆震控制液的量來解決反饋爆震。因此，這會(huì)構(gòu)造一個(gè)相對(duì)較慢的方法以減輕反饋爆震。如參考圖10-11所述，也可基于解決爆震所需的燃料或液體量以及相較于該量的噴射器脈沖寬度限制作出調(diào)節(jié)。不管對(duì)預(yù)定的正時(shí)作出的調(diào)節(jié)，在538處并且如圖6和12所述，可基于預(yù)定的延遲量(或預(yù)定的正時(shí))、噴射的爆震控制液/燃料量以及至少所噴射液體的稀釋效應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的稀釋限制以補(bǔ)償egr和扭矩瞬變。

在一個(gè)示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)可配置為直接噴射e85并且進(jìn)氣道噴射汽油?；诎l(fā)動(dòng)機(jī)工況，可確定爆震的可能性并且預(yù)定的正時(shí)可確定為11度的火花延遲。為了解決前饋預(yù)測(cè)的爆震，控制器可使用5度火花延遲和直接噴射10％乙醇的設(shè)定。即，該設(shè)定可在預(yù)定的正時(shí)之前。響應(yīng)于反饋爆震，控制器可通過逐漸地將延遲火花點(diǎn)火正時(shí)從5度的火花延遲直至預(yù)定的11度火花延遲。在點(diǎn)火正時(shí)已經(jīng)達(dá)到11度的火花延遲之后，可通過維持火花正時(shí)延遲在11度同時(shí)將直接噴射e85的量從10％增加至12％解決其它反饋爆震。可替代地，如果在使用11度的火花延遲之后，反饋爆震減輕，則控制器可提前火花正時(shí)(即減小火花延遲量)至5度的火花延遲并且增加直接噴射e85至15％。

在替代示例中，基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況，可通過11度的火花延遲和8％的乙醇直接噴射的設(shè)定來解決爆震的前饋可能性。即，該設(shè)定可在預(yù)定的正時(shí)之外。在這里，響應(yīng)反饋控制，火花延遲可維持在預(yù)定的火花延遲量，這里為11度的火花延遲，同時(shí)e85的噴射量從8％增加至12％。

這樣，可通過延遲火花至閾值點(diǎn)的預(yù)定正時(shí)可解決發(fā)動(dòng)機(jī)爆震，并且在火花延遲達(dá)到閾值正時(shí)之后，控制器可通過維持火花正時(shí)并且增加噴射進(jìn)汽缸內(nèi)的爆震控制液的量從而提供解決發(fā)動(dòng)機(jī)所需的有效辛烷值以解決進(jìn)一步的爆震。

在圖9的映射圖900中說明了使用火花延遲和直接噴射乙醇燃料來解決爆震的示例。映射圖900說明了沿x軸解決爆震所需的辛烷量，沿y軸901點(diǎn)火火花正時(shí)延遲量和沿第二y軸902直接噴射乙醇燃料(這里為e85)的量(％)。在所描繪的示例中，基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況、摩爾成分和固有辛烷效應(yīng)、稀釋效應(yīng)和e85的蒸發(fā)效應(yīng)的組合以及駕駛員所選擇的燃料經(jīng)濟(jì)性成本函數(shù)，可確定預(yù)定正時(shí)904。在這個(gè)示例中，預(yù)定的正時(shí)904可相應(yīng)于11度的火花延遲。因此，隨著解決爆震所需的辛烷增加，可延遲火花(虛線906)以減輕爆震，因?yàn)榕c火花延遲的熱效率懲罰相關(guān)的燃料經(jīng)濟(jì)性損失可低于與減少e85能量含量相關(guān)的容積燃料經(jīng)濟(jì)性損失?？墒褂没鸹ㄑ舆t直至達(dá)到預(yù)定的延遲量或預(yù)定的正時(shí)904。例如，響應(yīng)于爆震，火花可延遲至5度的火花延遲，并且隨著爆震繼續(xù)，火花可延遲至11度的火花延遲。在達(dá)到預(yù)定的正時(shí)904之后，與e85相關(guān)的容積燃料經(jīng)濟(jì)性懲罰會(huì)低于與火花延遲相關(guān)的容積燃料經(jīng)濟(jì)性懲罰。因此，在達(dá)到預(yù)定的正時(shí)904之后，火花正時(shí)可保持在11度的延遲，并且可增加e85的直接噴射(實(shí)線908)以實(shí)現(xiàn)額外的辛烷要求。如前所述，可基于所噴射液體的成分(例如摩爾或容積成分)調(diào)節(jié)預(yù)定的延遲量或預(yù)定的正時(shí)和直接噴射的爆震控制液的量。在所描述的示例中，噴射的液體為混合燃料，包括第一燃料和第二燃料。因此，在這里，混合燃料的摩爾成分基于在混合液體內(nèi)第一燃料和第二燃料中每一個(gè)的容積分?jǐn)?shù)、分子量和的密度。該調(diào)節(jié)可包括例如所示隨著混合燃料內(nèi)的醇(這里為乙醇)的摩爾分?jǐn)?shù)的增加進(jìn)一步使預(yù)定的正時(shí)從mbt延遲。類似地，隨著混合液體內(nèi)的醇的摩爾分?jǐn)?shù)的增加可減少直接噴射的液體量。

現(xiàn)在參考圖6，例程600顯示用于調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)以從而調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋和發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒速度。具體地，可調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)以從而至少基于響應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)爆震直接噴射的爆震控制液的稀釋效應(yīng)以及爆震控制液的可用性調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋。

在602處，可基于所估算的發(fā)動(dòng)機(jī)工況確定所需的百分比稀釋。在一個(gè)示例中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加時(shí)需要更高百分比稀釋以減少發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的可能性以及改善發(fā)動(dòng)機(jī)nox排放，但是受到燃燒穩(wěn)定性限制。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋會(huì)受到egr量、vct和直接噴射的爆震控制液的稀釋效應(yīng)特性中一個(gè)或多個(gè)影響。在604處，可確定發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料系統(tǒng)內(nèi)可用的爆震控制液(例如水、乙醇、甲醇、可替代燃料等)的量。在一個(gè)示例中，這可包括根據(jù)連接至所選擇液體的燃料箱的燃料液面?zhèn)鞲衅鞴浪闳剂弦好妗?/p>

在606處，其可確定可用的爆震控制液的量超過閾值。在一個(gè)示例中，閾值可基于解決爆震所需的液體量(例如解決爆震所需的最小量)。如果液體的量大于閾值，隨后在608處，可確定提供所需發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋所需要的爆震控制液的容積。

在610處，可確定解決爆震的前饋可能性所需的爆震控制液的容積。如前所述，爆震控制液的量可基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷以及其它工況，并且進(jìn)一步基于所噴射液體的固有辛烷效應(yīng)、稀釋效應(yīng)和蒸發(fā)效應(yīng)。在612處，可將提供所需發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋所需的最大容積和解決爆震所需的容積噴射進(jìn)汽缸內(nèi)。在614處，可調(diào)節(jié)(例如開啟)連接至發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣上游的噴射器的cmcv以減小發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒速度同時(shí)增加爆震控制液的噴射。具體地，通過在高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下調(diào)節(jié)(例如開啟)cmcv以減小在高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒速度，可減小汽缸峰值壓力和壓力上升的速度以允許在高負(fù)荷下的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，在調(diào)節(jié)cmcv來減小發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒速度時(shí)，能夠有利地通過增加直接噴射爆震控制液來解決由減小的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒速度導(dǎo)致的爆震。因此，在cmcv開啟并且噴射爆震控制液時(shí)，點(diǎn)火火花正時(shí)可維持在預(yù)定的火花延遲量。預(yù)定的火花延遲量也可基于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷并基于所噴射液體的固有辛烷效應(yīng)、稀釋效應(yīng)和蒸發(fā)效應(yīng)的組合。

在一個(gè)示例中，基于爆震控制液的可用性控制器可調(diào)節(jié)cmcv是否在高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下開啟。例如，如果爆震控制液的可用性(例如根據(jù)燃料液面推斷)超過閾值，該調(diào)節(jié)可包括在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下時(shí)開啟cmcv。該調(diào)節(jié)可進(jìn)一步基于所噴射爆震控制液的成分。例如，隨著爆震控制液的醇含量(充分可用的)增加，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下時(shí)可開啟cmcv。

如果可用的爆震控制液的量沒有超過閾值時(shí)，隨后在618處，直接噴射爆震控制液的可用量。隨后，在620處，因?yàn)榻鉀Q由發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒速度減小引起的爆震的爆震控制液的足夠的液面不可用，調(diào)節(jié)cmcv以增加發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒速度。這樣，通過調(diào)節(jié)cmcv的運(yùn)轉(zhuǎn)，特別在高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下，基于爆震控制液的可用性，可協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒速度和爆震抑制運(yùn)轉(zhuǎn)。

在616和622處，可基于cmcv的調(diào)節(jié)和/或直接噴射的爆震控制液調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)以便維持發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和所需發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋。在一個(gè)示例中，可基于噴射調(diào)節(jié)節(jié)氣門開啟、egr量、vct、火花提前、氣門升程和/或發(fā)動(dòng)機(jī)增加中的一個(gè)或多個(gè)?？芍辽倩谒鶉娚湟后w的稀釋效應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)。在一個(gè)示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)調(diào)節(jié)可包括egr量(或egr流量)。在這里，調(diào)節(jié)可包括，在所噴射液體具有高稀釋效應(yīng)時(shí)，基于液體的稀釋效應(yīng)增加直接噴射的液體，并且基于增加的噴射液體量減少egr量。相比較，在所噴射燃料具有低稀釋效應(yīng)時(shí)，可減少直接噴射液體的量同時(shí)維持egr量。這樣，可協(xié)調(diào)由egr提供的稀釋與由噴射的爆震控制液提供的稀釋。

在另一示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)調(diào)節(jié)可為可變凸輪正時(shí)(vct)。在這里，調(diào)節(jié)可包括當(dāng)所噴射液體具有高稀釋效應(yīng)時(shí)，基于液體的稀釋效應(yīng)增加直接噴射的液體量，并且基于所增加的噴射液體量通過vct使用“內(nèi)部egr”。因此，減少該稀釋并且提供較少的“內(nèi)部egr”所需的vct調(diào)節(jié)可基于發(fā)動(dòng)機(jī)的vct配置(例如其是否是僅進(jìn)氣、僅排氣、兩個(gè)相等或兩個(gè)獨(dú)立)。因此，基于vct類型、在一些狀況下，可延遲vct以減小稀釋，而在其它狀況下，基于vct類型，可提前vct以減小稀釋。相比較，當(dāng)所噴射燃料具有低稀釋效應(yīng)，可減少直接噴射液體的量同時(shí)通過vct維持“內(nèi)部egr”。

在又一示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)調(diào)節(jié)可為氣門升程量，其中調(diào)節(jié)可包括當(dāng)所噴射液體具有高稀釋效應(yīng)時(shí)，基于液體的稀釋效應(yīng)增加直接噴射液體的量，并且基于所增加噴射液體的量減少由氣門升程引起的稀釋量。相比較，當(dāng)所噴射液體具有低稀釋效應(yīng)時(shí)，可減少直接噴射液體的量同時(shí)維持由氣門升程引起的稀釋量。egr、vct和氣門升程調(diào)節(jié)的其它組合也是可能的。

也可調(diào)節(jié)替代發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)。例如，可基于cmcv調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓。在一個(gè)示例中，如果爆震控制液的液面高度低于閾值，隨后可關(guān)閉cmcv以增加燃燒速度并且避免爆震同時(shí)減小發(fā)動(dòng)機(jī)增壓。在這個(gè)情況下，可減小最大的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩或增壓以避免過高的汽缸壓力和/或壓力上升速度。在另一示例中，如果爆震控制液的量低于閾值，可關(guān)閉cmcv同時(shí)延遲火花正時(shí)。

在624處，其可確定是否已經(jīng)響應(yīng)于反饋爆震改變火花延遲與燃料噴射的比例，如在圖5b(528處)所述。如果否，例程可結(jié)束。如果對(duì)比例作出調(diào)節(jié)，隨后在626處，基于燃料噴射與火花延遲的比例的改變，可限制爆震控制液的量，和/或調(diào)節(jié)vct、egr、氣門升程、火花正時(shí)、增壓等中的一個(gè)或多個(gè)以便維持所需發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋和扭矩輸出。

這樣，基于爆震控制液的可用性通過調(diào)節(jié)是否在高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下開啟cmcv，并且基于cmcv開啟通過調(diào)節(jié)爆震控制液噴射，基于爆震控制液的可用性可調(diào)節(jié)cmcv運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)(例如增壓)用于補(bǔ)償扭矩瞬變，并且可替代發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)(例如vct、egr或氣門升程)用于補(bǔ)償稀釋瞬變。因此，在第一狀況期間，當(dāng)爆震控制液的量大于閾值，在高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下開啟cmcv，同時(shí)增加噴射爆震控制液。相比較，在第二狀況期間，當(dāng)爆震控制液的量低于閾值時(shí)，在高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下關(guān)閉cmcv，同時(shí)減小發(fā)動(dòng)機(jī)增壓。可替代地，可關(guān)閉cmcv并且延遲火花正時(shí)。

現(xiàn)在參考圖7，映射圖700顯示用于進(jìn)一步在使用火花延遲和直接燃料噴射之間調(diào)節(jié)閾值點(diǎn)或預(yù)定的正時(shí)。具體地，映射圖700基于轉(zhuǎn)速負(fù)荷窗口識(shí)別域(這里顯示了域701-706)，其中根據(jù)預(yù)定的火花延遲量增加或減小，和燃料或爆震控制液的直接噴射相應(yīng)地減少或增加可調(diào)節(jié)閾值點(diǎn)以解決可替代發(fā)動(dòng)機(jī)限制。

在映射圖的第一域701內(nèi)，表征為中等負(fù)荷(bmep)和中等轉(zhuǎn)速狀況，閾值點(diǎn)(根據(jù)在圖5a-b中所確定)可保持不調(diào)節(jié)。即，在域701內(nèi)，基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況、燃料的辛烷含量和駕駛員所選擇的成本函數(shù)，火花延遲和燃料噴射的比可用于解決爆震，如在圖5a-b中所述。

域702表征為高轉(zhuǎn)速和高負(fù)荷狀況。在這個(gè)域內(nèi)，對(duì)于排氣溫度和微粒物質(zhì)限制可調(diào)節(jié)閾值點(diǎn)。具體地，在高負(fù)荷和高轉(zhuǎn)速狀況下，可提高排氣溫度。在這種狀況下使用火花延遲在排氣中會(huì)導(dǎo)致額外的未燃燒燃料，其可進(jìn)一步提升排氣溫度。此外，這會(huì)增加微粒物質(zhì)排放。相比較，使用乙醇燃料噴射可提供乙醇的充氣冷卻效應(yīng)對(duì)減少提升的排氣溫度的好處以及乙醇燃料的低微粒物質(zhì)排放(相較于汽油)的好處。在增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，減小排氣溫度也可有助于減小渦輪進(jìn)氣溫度，從而減小渦輪增壓器耐用性問題和最小化有關(guān)于升高的渦輪進(jìn)氣溫度的富化。因此，在域702內(nèi)，可調(diào)節(jié)閾值點(diǎn)以減小用于解決爆震的預(yù)定火花延遲量，并且相應(yīng)地增加直接噴射以解決爆震的爆震控制液的量。因此，這會(huì)導(dǎo)致容積燃料經(jīng)濟(jì)性暫時(shí)下降，然而在排氣溫度和微粒物質(zhì)限制角度來看這是可接受的。

域703可表征為非常高的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷狀況。在這個(gè)域內(nèi)，排氣溫度和微粒物質(zhì)限制會(huì)比域702中論述的那些更為限制。因此，為了抑制提升非常高的排氣溫度和微粒物質(zhì)排放，預(yù)定的火花延遲量可進(jìn)一步減小并且爆震控制液可進(jìn)一步增加。在一個(gè)示例中，可使用基本上沒有延遲的火花正時(shí)，并且使用爆震控制液噴射可基本上或完全地解決爆震。進(jìn)一步地，至少通過瞬間以富集的噴射爆震控制液運(yùn)轉(zhuǎn)汽缸來更激進(jìn)地解決爆震。

域704可表征為低轉(zhuǎn)速和高負(fù)荷狀況。在這種狀況下，發(fā)動(dòng)機(jī)可傾向于預(yù)點(diǎn)火燃燒事件。在這個(gè)域中，可通過調(diào)節(jié)閾值點(diǎn)解決預(yù)點(diǎn)火限制這樣減少使用預(yù)定的火花延遲量同時(shí)增加爆震控制液的量。在一個(gè)示例中，基本上沒有延遲的火花和基本上全部爆震控制液噴射可用于減少預(yù)點(diǎn)火的可能性。

域705可表征為低轉(zhuǎn)速和中等負(fù)荷狀況。在這種狀況下，冷卻的egr會(huì)受到限制。例如，在獲得所需冷卻的egr的量時(shí)會(huì)存在延遲。在這里，可通過調(diào)節(jié)閾值點(diǎn)解決冷卻的egr限制這樣增加預(yù)定的火花延遲量同時(shí)減少爆震控制液噴射量。可替代地，如果火花延遲受限制，可增加爆震控制液的噴射，特別是具有更高稀釋效應(yīng)的那個(gè)(例如水)。另外，多個(gè)壓縮沖程爆震控制液的噴射可用于egr管理。參考圖12在這里進(jìn)一步詳述基于協(xié)調(diào)egr流量與具有高稀釋效應(yīng)的爆震控制液(例如水)的直接噴射的發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋調(diào)節(jié)。

域706可表征為低轉(zhuǎn)速和低負(fù)荷狀況。在這種狀況下，扭矩受到限制。具體地，在踩加速踏板期間(例如從輕負(fù)荷至中等負(fù)荷)，使用火花延遲可導(dǎo)致扭矩瞬變這樣不能滿足駕駛員所需扭矩。因此，為了減少扭矩瞬變的發(fā)生，可調(diào)節(jié)閾值點(diǎn)這樣減少使用火花延遲量同時(shí)增加爆震控制液噴射量(例如直接噴射水的量)。另外，多個(gè)壓縮沖程爆震控制液的噴射可用于egr管理。在增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中，使用爆震控制液也會(huì)有利于解決渦輪遲滯問題。例如，在低轉(zhuǎn)速低負(fù)荷狀況下使用增加的爆震控制液噴射可使得能夠快速的渦輪增壓器增壓積聚并且改善渦輪增壓器瞬變扭矩控制。

現(xiàn)在參考圖8，例程800顯示為用于基于多種發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)限制使用火花延遲和直接噴射爆震控制液來調(diào)節(jié)閾值點(diǎn)(即預(yù)定的正時(shí))。

在802處，可基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況和預(yù)定的閾值點(diǎn)(或預(yù)定延遲量)確定火花延遲量和爆震控制液量，如前面在圖5a-b中所述。在804處，其可確定是否存在任何扭矩限制。在一個(gè)示例中，扭矩限制會(huì)出現(xiàn)在低轉(zhuǎn)速和低負(fù)荷狀況下，例如在圖7中的域706內(nèi)。在806處，可通過調(diào)節(jié)閾值點(diǎn)解決扭矩限制這樣減少火花延遲量同時(shí)增加爆震控制液噴射量。例如，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩低于所請(qǐng)求的扭矩(例如駕駛員要求的)時(shí)可朝向mbt提前點(diǎn)火火花正時(shí)。另外地，多個(gè)壓縮沖程燃料噴射可用于解決在這種狀況下的扭矩瞬變。例如，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩低于所請(qǐng)求的扭矩時(shí)可增加多個(gè)壓縮沖程噴射。

在808處，其可確定是否存在任何排氣溫度限制。在一個(gè)示例中，在高和非常高的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷狀況下會(huì)發(fā)生升高的排氣溫度，如在圖7中的域702和703中所示。在這種狀況下，使用火花延遲會(huì)導(dǎo)致升高排氣溫度。相反，直接噴射爆震控制液可提供充氣冷卻效應(yīng)(其減少爆震)和火花延遲(導(dǎo)致更低的排氣溫度)。升高的排氣溫度問題也可導(dǎo)致由于升高的渦輪進(jìn)氣溫度導(dǎo)致的渦輪增壓器問題。在810處，可通過調(diào)節(jié)閾值點(diǎn)解決排氣溫度限制這樣減少火花延遲量同時(shí)增加爆震控制液的噴射量。具體地，當(dāng)排氣溫度超過上閾值時(shí)可朝向mbt提前點(diǎn)火火花正時(shí)，而當(dāng)排氣溫度下降低于下閾值時(shí)可離開mbt進(jìn)一步延遲火花正時(shí)。在一些狀況下，例如在非常高的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷狀況下，可使用基本上沒有延遲的火花(即，點(diǎn)火正時(shí)保持在mbt處)同時(shí)通過爆震控制液噴射可滿足基本所有的辛烷要求。在一個(gè)示例中，在噴射的燃料為乙醇燃料e85的情況下，可至少通過瞬間富集運(yùn)轉(zhuǎn)乙醇燃料來解決排氣溫度限制。此外，使用多個(gè)壓縮沖程噴射可提供增加的爆震控制液的直接噴射。

在812處，其可確定是否存在任何微粒物質(zhì)(pm)限制。在一個(gè)示例中，在高和非常高的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷狀況下會(huì)發(fā)生升高的微粒物質(zhì)排放，如在圖7中的域702和703內(nèi)所示。在這種狀況下，使用火花延遲會(huì)增加排氣中未燃燒的燃料量，導(dǎo)致升高的pm排放。相反，乙醇燃料固有的產(chǎn)生低水平的pm。在810處通過調(diào)節(jié)閾值點(diǎn)來解決pm限制這樣減少火花延遲量同時(shí)增加爆震控制液噴射量。具體地，當(dāng)排氣微粒物質(zhì)排放水平增加(例如超過閾值)時(shí)，可朝向mbt提前火花正時(shí)。

在814處，其可確定是否存在預(yù)點(diǎn)火的可能性。在一個(gè)示例中，在低轉(zhuǎn)速和高負(fù)荷狀況下會(huì)發(fā)生預(yù)點(diǎn)火，例如在圖7中的域704內(nèi)所示。在這種狀況下，使用火花延遲會(huì)增加預(yù)點(diǎn)火的發(fā)生。相反，乙醇燃料可產(chǎn)生充氣冷卻效應(yīng)，其可減少預(yù)點(diǎn)火的發(fā)生。因此，在810處，可通過調(diào)節(jié)閾值點(diǎn)來解決預(yù)點(diǎn)火限制這樣減少火花延遲量同時(shí)增加爆震控制液的噴射量。在一個(gè)示例中，可從爆震強(qiáng)度推斷出預(yù)點(diǎn)火的可能性。在這里，當(dāng)爆震強(qiáng)度超過預(yù)點(diǎn)火閾值時(shí)，調(diào)節(jié)可包括朝向mbt提前火花正時(shí)。

在816處，其可確定是否存在冷卻的egr的限制。在一個(gè)示例中，冷卻的egr會(huì)在低轉(zhuǎn)速和中等負(fù)荷狀況下受限，例如圖7中的域705內(nèi)所示。在這種狀況下，噴射第二液體(例如乙醇燃料、水或清洗器液)會(huì)產(chǎn)生稀釋效應(yīng)，其可快速提供所需稀釋同時(shí)冷卻的egr受到限制。具體地，如果在低轉(zhuǎn)速中等負(fù)荷狀況下，冷卻的egr水平不如所需求的那樣高，隨后通過噴射爆震控制液，可基本上立即提供所需的稀釋同時(shí)增加egr流量。參考圖12進(jìn)一步詳述協(xié)調(diào)爆震控制液噴射調(diào)節(jié)與egr流量以提供所需稀釋。因此，在818處，如果火花延遲沒有受到限制，可增加火花延遲量。然而，如果火花延遲已經(jīng)受到限制，隨后可通過維持火花延遲并且增加噴射進(jìn)汽缸內(nèi)的爆震控制液(例如水)的量來解決冷卻的egr的限制。

在820處，其可確定發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)是否為智能冷卻系統(tǒng)。因此，智能冷卻系統(tǒng)可配置用于基于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ect)設(shè)定提供多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度設(shè)定。如果為是，隨后在822處，控制器可調(diào)節(jié)智能冷卻系統(tǒng)在點(diǎn)火正時(shí)延遲期間(即在閾值點(diǎn)之前)以第一、較低發(fā)動(dòng)機(jī)溫度設(shè)定運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，并且在直接噴射期間(即在閾值點(diǎn)之后)以第二、較高發(fā)動(dòng)機(jī)溫度設(shè)定運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)。通過在火花延遲期間使用較低ect設(shè)定并且在燃料噴射期間使用較高ect設(shè)定，可改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能。

在824處，控制器可運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，使用火花正時(shí)延遲至閾值點(diǎn)，并且在火花已經(jīng)延遲至閾值點(diǎn)之后，增加直接噴射爆震控制液同時(shí)維持火花正時(shí)在閾值點(diǎn)來解決爆震。

現(xiàn)參考圖10和11，說明了響應(yīng)爆震延遲點(diǎn)火正時(shí)和增加直接噴射爆震控制液的示例調(diào)節(jié)。具體地，示例說明了基于直接噴射的爆震控制液量的調(diào)節(jié)相關(guān)于直接噴射器的脈沖寬度。

在圖10的映射圖1000中，在曲線1002描繪了火花點(diǎn)火正時(shí)延遲(火花延遲)的變化，而曲線1004描繪了直接噴射的爆震控制液的量的變化。在第一狀況期間，在t1處，響應(yīng)爆震指示(由箭頭所描繪)，可延遲點(diǎn)火火花正時(shí)(即火花延遲可增加)直至預(yù)定正時(shí)1003(即直至預(yù)定的延遲量)。同時(shí)，可維持直接噴射的爆震控制液的量。在t2處，在點(diǎn)火火花正時(shí)已經(jīng)達(dá)到預(yù)定的延遲量或預(yù)定的正時(shí)1003之后，火花正時(shí)可維持在預(yù)定的延遲量處，同時(shí)增加抑制發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的直接噴射爆震控制液的量。因此，可基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況確定直接噴射量。例如，在圖10中描繪的第一狀況，在t2處解決發(fā)動(dòng)機(jī)爆震所需要的直接噴射量可為第一(較高)量1008。在這里，第一量1008可大于直接噴射器的最小脈沖寬度1006。在t3處，響應(yīng)額外的爆震，可進(jìn)一步增加抑制爆震的直接噴射燃料量同時(shí)點(diǎn)火火花正時(shí)維持在預(yù)定的延遲量。

參考圖11，映射圖1100描繪了在曲線1102處火花點(diǎn)火正時(shí)延遲(火花延遲)上的變化而曲線1104描繪了直接噴射的爆震控制液的量的變化。在第二狀況期間，在t1處，響應(yīng)爆震指示(如在圖10中所示的第一狀況)，可延遲點(diǎn)火火花正時(shí)(即火花延遲可增加)直至預(yù)定正時(shí)1003。同時(shí)，可維持直接噴射的爆震控制液的量。在t2處，在點(diǎn)火火花正時(shí)已經(jīng)達(dá)到預(yù)定的正時(shí)1003之后，火花正時(shí)可維持在預(yù)定的正時(shí)處，同時(shí)增加抑制發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的直接噴射爆震控制液的量。在圖11中描繪的第二狀況中，在t2處解決發(fā)動(dòng)機(jī)爆震所需要的直接噴射量可為第二(較低)量1108。在這里，第二量1108可小于直接噴射器的最小脈沖寬度1006。因此，不可能提供小于噴射器的脈沖寬度的直接噴射的第二較少量。因此，在t2處，直接噴射器會(huì)受到限制并且可噴射相應(yīng)于噴射的最小脈沖寬度的量。即，噴射器可噴射大于解決爆震所需的量(即，大于1108)。因此，為了補(bǔ)償差異，當(dāng)所需噴射量低于直接噴射器的最小脈沖寬度時(shí)，火花正時(shí)可從預(yù)定的延遲量提前同時(shí)增加直接噴射進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震控制液的量?？苫谒鑷娚淞亢蛧娚淦鞯拿}沖寬度之間的差調(diào)節(jié)火花正時(shí)提前。例如，當(dāng)直接噴射以解決爆震所需的爆震控制液的量和噴射器的最小脈沖寬度之間的差增加時(shí)，可增加火花提前量，或減少火花延遲量。隨后，在t3處，響應(yīng)額外的爆震，可再次延遲點(diǎn)火正時(shí)直至預(yù)定的正時(shí)1003。在t4處，在點(diǎn)火正時(shí)已經(jīng)達(dá)到預(yù)定的正時(shí)之后，可通過增加抑制發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的直接噴射爆震控制液的量同時(shí)維持點(diǎn)火火花正時(shí)位于預(yù)定正時(shí)來解決進(jìn)一步的爆震。

現(xiàn)參考圖12，圖1200顯示了直接噴射水(或含有一些水或其它非可燃性液體的爆震控制液)與egr流量以提供所需稀釋的示例調(diào)節(jié)。通過調(diào)節(jié)所需噴射與egr流量協(xié)調(diào)，可提供所需稀釋同時(shí)減少egr瞬間控制問題。映射圖1200描繪了曲線1202處的直接噴射的水的量的變化，1204處描繪了egr流量變化，1206處描繪了發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋變化，以及1208處vct變化。應(yīng)了解盡管使用水作為爆震控制液來說明描繪的示例，在替代示例中，爆震控制液可為乙醇、甲醇、其它醇、清洗液或它們的組合。

在t1之前，基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷狀況)，可確定所需稀釋?；谒柘♂專纱_定egr流量、vct設(shè)定和水噴射量。在一個(gè)示例中，在t1處，可請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋和egr流量上的突然上升。例如在踩加速踏板期間(其相應(yīng)導(dǎo)致節(jié)氣門踩下)可要求egr流量增加。因此，在t1處，可增加egr流量。在一個(gè)示例中，egr流量可為通過連接在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣上游的渦輪增壓器和發(fā)動(dòng)機(jī)排氣下游的渦輪增壓器渦輪之間的低壓egr(lp-egr)通道接收的低壓egr流量。然而，在替代示例中，egr流量可為通過連接在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣下游的渦輪增壓器壓縮器和發(fā)動(dòng)機(jī)排氣上游的渦輪增壓器渦輪之間的高壓egr(hp-egr)通道接收的高壓egr流量?？赏ㄟ^驅(qū)動(dòng)低壓egr管道內(nèi)的低壓egr閥來增加低壓egr流量。然而，從驅(qū)動(dòng)低壓egr閥門開始的時(shí)間和實(shí)現(xiàn)增加的egr流量并且在汽缸處接收的時(shí)間之間存在延遲。具體地，在混合egr氣體與進(jìn)氣以實(shí)現(xiàn)所需egr量/流量和混合的egr流量達(dá)到汽缸處上的延遲會(huì)導(dǎo)致egr瞬變，其可瞬間劣化發(fā)動(dòng)機(jī)效率。在這里，為了補(bǔ)償egr瞬變，在t1處，在增加低壓egr流量(例如，從第一量egr至第二較高量的egr)期間，水噴射可增加至第一水噴射量。在這里，基本上立即汽化的直接噴射的水可在汽缸內(nèi)提供基本上立即稀釋效應(yīng)，其補(bǔ)償了egr瞬變并且允許基本上立即提供所需的稀釋。直接噴射的量可基于egr流中的egr量。隨后，可減少水噴射至低于第一量的第二水噴射量。如在曲線1202中所示，增加水噴射的速度可大于減少水噴射的速度。通過調(diào)節(jié)和協(xié)調(diào)水噴射和egr流量，可立即提供所需稀釋。

在t2處，響應(yīng)所需求稀釋的減小，可減小egr流量(即，低壓egr流量)。在一個(gè)示例中，在釋放加速踏板期間可請(qǐng)求減小低壓egr流量。在這里，在減小低壓egr流量期間，也可以立即減少水噴射(以允許在稀釋上立即下降)，在其之后可逐漸地增加水噴射量。

在一個(gè)示例中，由于爆震問題，需要將直接噴射的水量保持在上閾值1201和下閾值1203內(nèi)。因此，在低壓egr流量上增加或減少期間，可基于水噴射量并且進(jìn)一步基于egr流量調(diào)節(jié)vct。例如，在t2處開始減少低壓egr流量期間，在需要的水噴射量小于下閾值1203時(shí)，水噴射量可僅減小至下閾值并且在t2和t3之間的時(shí)間段保持在該位置(如用虛線1207所描繪)，同時(shí)對(duì)于相同的時(shí)間段(在t2和t3之間)延遲vct正時(shí)(曲線1208)。在這里，通過基于直接噴射量調(diào)節(jié)vct，水噴射可保持在維持爆震所需的閾值處同時(shí)至少部分地由vct提供所需發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋。在替代示例(未顯示)中，在低壓egr流量增加期間，當(dāng)需求的水噴射量大于上閾值時(shí)可提前vct。在這里，水噴射可保持在上閾值下一定時(shí)間段(例如瞬間)同時(shí)對(duì)于相同的時(shí)間段提前vct。應(yīng)了解vct調(diào)節(jié)的使用(例如vct延遲或提前)可基于vct類型。因此，當(dāng)vct為第一類型時(shí)，可使用vct提前，并且當(dāng)vct為第二類型時(shí)，可使用vct延遲以實(shí)現(xiàn)所需稀釋效應(yīng)。

可基于egr流量和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩調(diào)節(jié)響應(yīng)egr流量增加關(guān)于增加水噴射的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的正時(shí)。例如，該調(diào)節(jié)可包括在egr流量低于閾值時(shí)并且發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩較低時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)低負(fù)荷下增加水噴射，并且在egr流量超過閾值時(shí)減少水直接噴射。例如，在t4處所示，響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷低于閾值，并且egr流量低于閾值，可逐漸地增加直接噴射的水量。在這里，在低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下，預(yù)測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加(例如，由于突然踩加速踏板)，并且預(yù)測(cè)到由于增加egr流量上的延遲引起的egr瞬變，可增加水的直接噴射(雖然只有較少量)以至少部分提供一些發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋，其可在預(yù)測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加期間請(qǐng)求。在替代示例(未顯示)中，在高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下(即，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷高于閾值，并且egr流量高于閾值時(shí))，可預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷減小(例如，由于突然釋放加速踏板)。此外，預(yù)測(cè)到由減少egr流量的延遲引起的egr瞬變，可減少水的直接噴射(雖然較小量)以至少部分減小發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋減小中的一些，其可在預(yù)測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下降期間請(qǐng)求。在任一種情況下，水噴射的增加速度可快于水噴射的減少速度以更好地補(bǔ)償egr瞬變。因此，實(shí)際上，在預(yù)測(cè)到負(fù)荷變化下可執(zhí)行負(fù)荷調(diào)節(jié)。

在這里，直接噴射水可包括直接噴射的水量以及直接噴射的速度。因此，直接噴射量可基于egr流量中的量。也可基于出現(xiàn)高壓egr流量調(diào)節(jié)直接噴射水。應(yīng)了解盡管描繪的示例在直接噴射水的背景下描述，這不意味著限制，并且在替代示例中，直接噴射的液體可為爆震控制液，例如乙醇、甲醇、其它醇、水、汽油、清洗液和它們的組合。在這里，可至少基于所噴射液體的稀釋效應(yīng)調(diào)節(jié)直接噴射的量和正時(shí)。

這樣，通過基于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷狀況預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋上的變化，并且通過調(diào)節(jié)直接噴射進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的水量與egr流量的協(xié)調(diào)，可更好地預(yù)測(cè)和解決egr瞬變控制問題。此外，基于噴射水的量通過調(diào)節(jié)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，例如vct、火花提前或增壓，可解決爆震同時(shí)提供所需的發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋。

現(xiàn)參考圖13，說明了相關(guān)于進(jìn)氣門閉合正時(shí)(ivc，intakevalveclosingtiming)對(duì)直接噴射正時(shí)的示例調(diào)節(jié)以及節(jié)氣門調(diào)節(jié)以補(bǔ)償扭矩瞬變。具體地，基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況可直接噴射爆震控制液(例如燃料、水、乙醇等)的量同時(shí)基于爆震控制液噴射量和噴射正時(shí)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門位置。在一個(gè)非限制性示例中，爆震控制液包括水，盡管在替代實(shí)施例中，可使用不同的爆震控制液。映射圖1300描繪了曲線1301的直接噴射水的正時(shí)。具體地，在1302和1303處描繪了兩個(gè)示例噴射。因此，在其相關(guān)于ivc的背景下說明了每個(gè)噴射正時(shí)。在曲線1304處描繪了相應(yīng)的節(jié)氣門調(diào)節(jié)。

在1302處，顯示了水的第一直接噴射?？苫诒?、所需發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋和egr瞬變中一個(gè)或多個(gè)調(diào)節(jié)直接水噴射。因此，直接水噴射可包括對(duì)正時(shí)和/或噴射量的調(diào)節(jié)。在描繪的示例中，第一噴射正時(shí)可為使得在ivc之前噴射基本所有的水的正時(shí)。因此，基本上所有噴射的水會(huì)汽化并且占據(jù)汽缸內(nèi)的空氣充氣的空間。在這里，為了補(bǔ)償由所噴射水的汽缸填充效應(yīng)引起的容積效率的下降，發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門門開口可調(diào)節(jié)為第一、較大量(其基于噴射水的量和正時(shí))以便獲得所需扭矩。盡管所描繪的示例顯示了在ivc之前的整個(gè)第一噴射正時(shí)，在替代示例中，至少部分第一噴射正時(shí)可在ivc之前。

相比較，在1303處，顯示了水的第二直接噴射。在所描繪的示例中，第二噴射正時(shí)(遲于第一噴射正時(shí))可為使得在ivc之后噴射基本所有的水的正時(shí)。即，第二噴射正時(shí)比第一噴射正時(shí)從ivc更為延遲。因此，在空氣捕集在汽缸內(nèi)時(shí)，較少量噴射的水可占據(jù)汽缸空的空氣充氣空間，對(duì)容積效率產(chǎn)生較少的影響。在這里，為了獲得具有高容積效率的所需扭矩，發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門可調(diào)節(jié)為第二、較低開啟量(其基于水噴射的量和正時(shí))。

可基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況相對(duì)于ivc調(diào)節(jié)爆震控制液(這里為水)的正時(shí)和量。發(fā)動(dòng)機(jī)工況或包括爆震、所需發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋和egr瞬變中一個(gè)或多個(gè)。因此，在一個(gè)示例中，當(dāng)容積效率不受約束并且需要最大化水蒸發(fā)和混合時(shí)，噴射正時(shí)可從ivc提前。在另一示例中，當(dāng)容積效率成為水噴射量的約束時(shí)，噴射正時(shí)可從ivc延遲。在又一示例中，當(dāng)爆震增加或所需發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋增加時(shí)，噴射正時(shí)可從ivc延遲。應(yīng)了解當(dāng)噴射正時(shí)相關(guān)于ivc改變時(shí)，可改變ivc之前的水蒸發(fā)可用的時(shí)間，從而改變?cè)趇vc之前蒸發(fā)并且占據(jù)捕集在汽缸內(nèi)的空氣充氣的空間的水量。因此，僅在摩爾基礎(chǔ)上該關(guān)系可為線性。在任意情況下，基于所期望的汽缸填充量，可作出節(jié)氣門調(diào)節(jié)。

盡管在水直接噴射的背景下描述了所描繪的示例，這不意味著限制，并且在替代示例中，直接噴射的液體可為爆震控制液，例如乙醇、甲醇、其它醇、水、汽油和它們的組合。在這里，可基于固有辛烷、稀釋效應(yīng)和所噴射燃料的蒸發(fā)效應(yīng)調(diào)節(jié)所噴射的爆震控制液的量。例如，當(dāng)所噴射液體的蒸發(fā)效應(yīng)增加時(shí)，可減少所噴射的爆震控制液的量。在另一示例中，可基于所噴射液體的摩爾成分、醇含量調(diào)節(jié)所噴射液體的量。另外地，可基于所噴射液體的稀釋效應(yīng)進(jìn)一步調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門位置。

盡管未在圖13中描繪，可響應(yīng)于直接噴射量調(diào)節(jié)額外的調(diào)節(jié)(例如vct和egr的量中一個(gè)或多個(gè))以提供所需發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋。在一個(gè)示例中，當(dāng)所噴射的爆震控制液的量增加可減少vct和/或egr的量。這樣，可更好地預(yù)測(cè)和解決扭矩和egr瞬變。

這樣，通過調(diào)節(jié)使用火花延遲和爆震控制液的直接噴射之間的閾值點(diǎn)，液體使用可更明智并且可實(shí)現(xiàn)燃料經(jīng)濟(jì)性的好處。通過基于替代成本函數(shù)(例如低運(yùn)轉(zhuǎn)成本或低排氣排放)調(diào)節(jié)閾值點(diǎn)，可維持發(fā)動(dòng)機(jī)性能同時(shí)提供所選擇的成本函數(shù)的好處。通過基于所噴射爆震控制液的正時(shí)、量和特性協(xié)調(diào)egr、節(jié)氣門、vct和增壓調(diào)節(jié)，可減少egr瞬變和扭矩瞬變同時(shí)解決爆震。

注意的是包括在這里的多種程序可一起使用或單獨(dú)使用，如需要可與多種發(fā)動(dòng)機(jī)和/或車輛系統(tǒng)配置一起使用。例如，在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)期間使用進(jìn)氣道噴射的氣體燃料而不用液體燃料噴射，另使用氣體燃料和液體燃料的協(xié)調(diào)以控制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和/或解決渦輪增壓器延遲仍然落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。這里描述的具體程序可代表任意數(shù)量處理策略(例如事件驅(qū)動(dòng)、中斷驅(qū)動(dòng)、多任務(wù)、多線程等)中的一個(gè)或多個(gè)。同樣，可以以所說明的順序執(zhí)行、并行執(zhí)行所說明的各種步驟或功能，或在一些情況下有所省略。同樣，處理的順序也并非實(shí)現(xiàn)此處所描述的實(shí)施例所必需的，而只是為了說明和描述的方便。盡管沒有明確說明，可根據(jù)使用的具體策略，可重復(fù)實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)說明的步驟或功能。此外，這些附圖圖像化表示了編程入控制器12中的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的編碼。

應(yīng)進(jìn)一步了解，此處公開的配置與例程實(shí)際上為示例性，且這些具體實(shí)施例不應(yīng)設(shè)定為是限制性，因?yàn)榭赡艽嬖诙喾N變形。例如，上述技術(shù)可應(yīng)用于v-6、i-4、i-6、v-12、對(duì)置4缸、和其他發(fā)動(dòng)機(jī)類型。本發(fā)明的主題包括多種系統(tǒng)與配置以及其它特征、功能和/或此處公開的性質(zhì)的所有新穎和非顯而易見的組合與子組合。

本申請(qǐng)的權(quán)利要求具體地指出某些被認(rèn)為是新穎的和非顯而易見的組合和次組合。這些權(quán)利要求可引用“一個(gè)”元素或“第一”元素或其等同物。這些權(quán)利要求應(yīng)該理解為包括一個(gè)或多個(gè)這種元素的結(jié)合，既不要求也不排除兩個(gè)或多個(gè)這種元素。所公開的特征、功能、元件和/或特性的其他組合和次組合可通過修改現(xiàn)有權(quán)利要求或通過在這個(gè)或關(guān)聯(lián)申請(qǐng)中提出新的權(quán)利要求得到主張。這些權(quán)利要求，無論與原始權(quán)利要求范圍相比更寬、更窄、相同或不相同，也被認(rèn)為包括在本發(fā)明主題內(nèi)。