用于發(fā)動機控制的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種控制排氣排放的方法和系統(tǒng)，在發(fā)動機起動和轉動起動期間通過調(diào)節(jié)從不同燃料噴射器噴射進發(fā)動機汽缸的不同燃料的噴射模型來控制排氣排放。通過在起動和轉動起動期間將燃料噴射分流使得進氣道噴射較低醇含量的燃料而通過一個或多個噴射來直接噴射醇含量較高的燃料，可以減少發(fā)動機的煙粒負荷并且能夠改善燃料經(jīng)濟性。
【專利說明】用于發(fā)動機控制的方法和系統(tǒng) 【【技術領域】】
[0001] 本發(fā)明涉及用于控制配置用于運轉一種或多種燃料的發(fā)動機系統(tǒng)中燃料噴射的 方法和系統(tǒng)。 【【背景技術】】
[0002] 發(fā)動機可以配備有將燃料直接噴射進燃燒汽缸(直接噴射）的燃料直接噴射器 和/或配備有將燃料噴射進汽缸進氣道(進氣道燃料噴射）的進氣道燃料噴射器。多燃料 (Multi-fuel)發(fā)動機系統(tǒng)可以使用進氣道和直接噴射兩者以向不同的噴射器提供不同的 燃料種類。例如，可以使用乙醇燃料的直接噴射和汽油的進氣道噴射。從而，醇燃料的直接 噴射可以利用醇燃料較高汽化熱增加的充氣冷卻（charge cooling)效果以及較高的辛燒 值。這有助于解決特別是增壓狀況下的爆震限制。此外，汽油的進氣道噴射可以利用汽油 較高的功率輸出。
[0003] 然而，由于擴散的火焰蔓延(其中在燃料之前燃料與空氣可能混合不充分）直接噴 射發(fā)動機也產(chǎn)生更多微粒物質排放物(或煙粒)。本質上，由于直接噴射是相對較晚的燃料 噴射，所以可能沒有足夠的時間在汽缸中混合噴射的燃料和空氣。類似地，當空氣流動通過 氣門時噴射的燃料可能遇到更少的湍流。所以，可能會有局部產(chǎn)生煙粒劣化排放的多個較 小富燃區(qū)域。
[0004] US2011/0162620公開了一種減小由直接燃料噴射產(chǎn)生的微粒物質排放物的方法。 其中，基于發(fā)動機產(chǎn)生的微粒物質（PM)量來調(diào)節(jié)直接噴射器和進氣道噴射器噴射進汽缸的 燃料量。例如，隨著煙粒負荷的增加，減小直接噴射器的燃料噴射量同時相應地增加進氣道 噴射器的燃料噴射量。
[0005] 然而，發(fā)明人在此已經(jīng)認識到上述方法的潛在問題。在多燃料發(fā)動機系統(tǒng)中（進氣 道噴射的燃料不同(例如醇含量不同或燃料揮發(fā)度不同）于直接噴射的燃料)，轉向更多使 用直接噴射燃料可能不足以減少PM排放來滿足強制低微粒物質（PM)排放標準。例如，在 選擇的發(fā)動機工況期間，可能太晚執(zhí)行直接噴射使得到發(fā)生直接噴射時排放的PM高于排 放標準。在另一個示例中，由進氣道噴射燃料產(chǎn)生的較高煙粒負荷可能遮掩了由直接噴射 燃料產(chǎn)生的較低煙粒負荷，從而掩蓋直接噴射產(chǎn)生的PM減少的益處。由于不同燃料的可用 性在變化，在多燃料發(fā)動機系統(tǒng)中該問題可能會進一步惡化。例如，由于連接至直接噴射器 的（具有較高醇含量或較高燃料揮發(fā)度的）第一燃料的可用性降低，可能會減少第一燃料的 直接噴射并且可能會增加(具有較低醇含量或較低燃料揮發(fā)度的）第二燃料的進氣道噴射。 在另一個示例中，出于其它原因（比如燃料在相應燃料箱中的駐留時間增加）可以增加進氣 道噴射。更進一步地，燃料揮發(fā)度可能與噴射器類型相互影響。例如，進氣道燃料噴射可能 會有燃料揮發(fā)度的相關問題同時直接噴射對燃料揮發(fā)度相對不太敏感。結果是，具有較高 揮發(fā)度的燃料(例如具有高于T50值的燃料)可能極大地劣化冷機進氣道噴射燃料的燃燒但 是對直接噴射的燃料燃燒具有非常小的臨影響。因此，這可能會劣化燃燒穩(wěn)定性并增加潛 在的發(fā)動機失火。總之，可能會劣化燃料經(jīng)濟性和冷起動排氣排放。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0006] 通過一種用于發(fā)動機的方法可以至少部分地解決上述問題，該方法包含：自發(fā)動 機起動起的第一燃燒事件期間，在進氣門關閉事件期間進氣道噴射第一量的第一燃料；而 通過第一燃燒事件的多個噴射來直接噴射第二量的第二燃料，第一燃料的醇含量低于第二 燃料的醇含量。在替代的實施例中，第一燃料的燃料揮發(fā)度可以低于第二燃料的燃料揮發(fā) 度。這樣，可以綜合利用不同燃料類型以及在進氣道噴射第一燃料和(單個或多個）直接噴 射第二燃料之間分流燃料噴射的益處。
[0007] 在一個示例中，在發(fā)動機起動期間，發(fā)動機控制系統(tǒng)可以針對第一汽缸燃燒事件 通過在進氣門關閉事件期間(例如上個汽缸排氣行程期間）輸送的第一進氣道噴射來噴射 具有較低醇含量或者較低燃料揮發(fā)度的第一燃料（比如汽油)。此外，在第一汽缸燃燒事件 時可以通過第二直接噴射來噴射具有較高醇含量或較高燃料揮發(fā)度的第二燃料(例如汽 油-乙醇混合物（比如E85 ))，直接噴射的燃料通過多個直接噴射來輸送。例如，可以通過進 氣行程期間的至少一個直接噴射和壓縮行程期間的至少一個噴射來輸送直接噴射的第二 燃料。這可以構成第一噴射模型。在轉動起動期間針對多個燃燒事件可以基于汽缸事件數(shù) 量繼續(xù)第一噴射模型直到達到閾值汽缸事件數(shù)量。維持第一噴射模型的燃燒事件數(shù)量可以 至少基于第一和/或第二燃料的醇含量或燃料揮發(fā)度。例如，隨著第二燃料的醇含量增加， 可以增加燃燒事件的數(shù)量(例如汽缸事件數(shù)量多達24)?？商娲兀S著第二燃料的燃料揮 發(fā)度增加，可以增加燃燒事件的數(shù)量。此外，隨著第二燃料的醇含量相對于第一燃料的醇含 量增加，還可以增加進氣道噴射的第一燃料與直接噴射的第二燃料的第一比率。
[0008] 通過進氣道噴射醇含量較低或揮發(fā)度較小的第一燃料并且通過直接噴射醇含量 較高或揮發(fā)度較高的第二燃料，排氣催化劑溫度可以迅速增加至起燃溫度，改善了發(fā)動機 冷起動時的發(fā)動機性能。還通過分流直接噴射使得在進氣行程期間直接噴射一些醇含量較 高的燃料并且在壓縮行程期間噴射剩余部分的燃料，可以達到催化劑起燃溫度并且不增加 排氣微粒物質（PM)排放和劣化發(fā)動機燃燒穩(wěn)定性。同時改善了燃料經(jīng)濟性。達到目標汽 缸燃燒事件數(shù)量之后，噴射模型可以轉變?yōu)榕渲糜糜诎l(fā)動機怠速控制的第二噴射模型。例 如，第二噴射模型可以包括僅進氣道噴射第一燃料、僅直接噴射第二燃料(例如僅在進氣行 程或僅在壓縮行程)和/或不同于第一噴射模型分流比率的分流比率(直接噴射的第二燃料 的百分比較高)。在又一個實施例中，發(fā)動機冷起動期間的噴射模型可以基于冷起動時的發(fā) 動機溫度(例如是基于正常溫度的發(fā)動機冷起動還是非常低溫的發(fā)動機冷起動）而變化。
[0009] 這樣，通過使用基于每種可用燃料的特性在進氣道噴射和多個直接噴射之間分流 不同燃料的燃料噴射的分流噴射模型，可以平衡每種燃料以減少排氣催化劑的活化時間同 時還降低氣態(tài)及微粒物質排放物。同時，可以容忍較高的火花延遲量而不影響燃燒穩(wěn)定性。 這樣，允許燃料噴射得到優(yōu)化以實現(xiàn)協(xié)同在進氣道噴射第一燃料和直接噴射不同的第二燃 料之間分流噴射燃料的益處以及多個直接噴射的益處，并且進一步協(xié)同利用不同醇含量的 不同燃料?？傊?，改善了發(fā)動機性能和排氣排放并進一步也改善了燃料經(jīng)濟性。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，火花延遲量進一步基于第一和第二比率以及第二燃料 的醇含量中的一者或多者。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進一步包含，轉動起動期間繼續(xù)進氣道噴射第一燃料 以及通過多個燃料噴射直接噴射第二燃料。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，針對自第一燃燒事件起的多個燃燒事件繼續(xù)執(zhí)行噴 射，燃燒事件的數(shù)量基于汽缸事件數(shù)量以及第二燃料的醇含量，燃燒事件的數(shù)量隨著第二 燃料的醇含量的增加而增加。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進一步包含，轉動起動之后，取決于催化劑溫度、發(fā)動 機起動溫度和煙粒負荷，燃料噴射轉變?yōu)榫哂羞M氣道噴射的燃料量與直接噴射的燃料量的 第一比率和進氣行程直接噴射量與壓縮行程直接噴射量的第二比率的發(fā)動機怠速模型。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進一步包含，轉動起動之后，燃料噴射轉變?yōu)樵谶M氣門 關閉事件期間進氣道噴射第一燃料并在進氣行程或壓縮行程期間直接噴射第二燃料，相 對于轉動起動之前而言在轉動起動之后進氣道燃料噴射量與直接噴射量的第一比率調(diào)節(jié) 至更高。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于發(fā)動機的方法，包含：發(fā)動機冷起動時在第一 燃燒事件期間，在進氣門關閉事件期間進氣道噴射揮發(fā)度較低的第一燃料而至少通過進氣 行程噴射和壓縮行程噴射來直接噴射揮發(fā)度較高的第二燃料，基于第一和第二燃料中每者 的揮發(fā)度選擇每個噴射的初始量（initial amount)。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進一步包含，在發(fā)動機轉動起動期間針對自第一個燃 燒事件起的多個燃燒事件繼續(xù)進氣道噴射第一燃料和直接噴射第二燃料，燃燒事件的數(shù)量 基于第一燃料的揮發(fā)度相對于第二燃料的揮發(fā)度，燃燒事件的數(shù)量隨著第一燃料的揮發(fā)度 和第二燃料的揮發(fā)度之間差異的增加而增加。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，針對多個燃燒事件繼續(xù)進氣道噴射和直接噴射包括在 發(fā)動機起動和轉動起動期間繼續(xù)進氣道噴射和直接噴射直到達到閾值汽缸事件數(shù)量，并且 隨后將燃料噴射轉變?yōu)檫M氣道噴射燃料量與直接噴射燃料量的第一比率設置和進氣行程 直接噴射量與壓縮行程直接噴射量的第二比率設置的發(fā)動機怠速模型。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，轉動起動之后基于從第一燃燒事件起的汽缸事件數(shù)量 基礎調(diào)節(jié)進氣道噴射燃料量和直接噴射燃料量，進氣道噴射燃料量增加而直接噴射燃料量 相應地減小。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，達到閾值汽缸事件數(shù)量之前，進氣門關閉事件期間的 第一進氣道噴射相對于進氣行程和壓縮行程直接噴射的總和的第一比率進一步基于估算 的發(fā)動機煙粒負荷，并且其中進氣行程直接噴射相對于壓縮行程直接噴射的第二比率進一 步基于估算的發(fā)動機煙粒負荷和第一比率。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種發(fā)動機系統(tǒng)，包含：發(fā)動機；配置用于向發(fā)動機 汽缸輸送第一燃料的第一進氣道噴射器；配置用于向發(fā)動機汽缸輸送第二燃料的第二直接 噴射器，第二燃料的醇含量高于第一燃料的醇含量；并且具有計算機可讀指令的控制系統(tǒng) 用于：第一汽缸燃燒事件期間，并且基于自第一事件起的汽缸燃燒事件數(shù)量，將汽缸燃料噴 射從第一燃料噴射模型轉變?yōu)榈诙剂蠂娚淠Ｐ?，第一燃料噴射模型包括進氣門關閉事件 期間第一燃料的第一進氣道噴射以及進氣行程和壓縮行程期間第二燃料的第二直接噴射， 第二燃料噴射模型包括進氣門關閉事件期間第一燃料的第一進氣道噴射以及進氣行程和/ 或壓縮行程期間第二燃料的一個或多個噴射。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，第一噴射模型和第二噴射模型基于第二燃料的醇含量 相對于第一燃料的醇含量并進一步基于催化劑溫度、發(fā)動機溫度和煙粒負荷，并且其中與 第二噴射模型相比在第一噴射模型中直接噴射進汽缸的燃料的比例更高。
[0022] 應理解，提供上文的概述用于以簡化形式引入一系列原理，其將在【具體實施方式】 中進一步進行描述。這并不意味著識別所要求保護的主題的關鍵或實質特征，所要求保護 的主題的范圍唯一地由權利要求書來確定。此外，所要求保護的主題并不局限于解決上文 或本說明書中任意部分所提到的缺點的實施方式。 【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0023] 圖1顯示了示例燃燒室；
[0024] 圖2顯示了在發(fā)動機起動以及轉動起動運轉期間調(diào)節(jié)燃料噴射模型以減少發(fā)動 機煙粒負荷的高級流程圖；
[0025] 圖3-5顯示了根據(jù)發(fā)明當通過醇含量和/或揮發(fā)度不同的燃料運轉時在不同的發(fā) 動機起動和轉動起動運轉期間使用的示例燃料噴射模型（prof i le )。 【【具體實施方式】】
[0026] 下文的描述涉及在發(fā)動機起動和轉動起動期間調(diào)節(jié)多燃料發(fā)動機系統(tǒng)（比如圖1 中的發(fā)動機系統(tǒng)）中發(fā)動機燃料噴射以減少發(fā)動機煙粒負荷的系統(tǒng)和方法。發(fā)動機控制器 可以執(zhí)行控制程序（比如圖2中的程序)以在發(fā)動機起動期間和轉動起動期間調(diào)節(jié)燃料噴射 模型(包括進氣道噴射進汽缸的第一燃料量以及通過多個噴射直接噴射進汽缸的不同的第 二燃料量)。可以基于第一和第二燃料的相對醇含量以及排氣催化劑溫度和汽缸事件數(shù)量 中的每者調(diào)節(jié)該模型以加速完成催化劑活化同時減少排氣PM排放并且不會劣化燃燒穩(wěn)定 性。通過在發(fā)動機起動和轉動起動期間使用具有相對較高量的進氣道噴射的較低的第一醇 含量燃料的燃料噴射模型，并且轉變?yōu)榫哂邢鄬^高量的壓縮行程直接噴射的較高的第二 醇含量燃料的燃料噴射模型，可以增加發(fā)動機的冷起動性能同時降低發(fā)動機煙粒負荷并且 還不會劣化發(fā)動機燃料經(jīng)濟性。圖3-5顯示了示例調(diào)節(jié)。
[0027] 圖1描述了內(nèi)燃機10的燃燒室或汽缸的實施例。至少部分通過包含控制器12的 控制系統(tǒng)以及通過車輛駕駛員130經(jīng)由輸入裝置132的輸入來控制發(fā)動機10。在這個實 施例中，輸入裝置132包括加速器踏板和用于產(chǎn)生比例踏板位置信號PP的踏板位置傳感器 134。發(fā)動機10的汽缸（即燃燒室)14可包括帶有位于其中的活塞138的燃燒室壁136?；?塞138可和曲軸140相連以便活塞的往返運動轉化為曲軸的轉動運動。曲軸140可通過傳 動系統(tǒng)和乘用車的至少一個驅動輪相連。此外，起動馬達可通過飛輪和曲軸140相連以能 夠進行發(fā)動機10的起動運轉。
[0028] 汽缸14能通過一系列進氣通道142、144和146接收進氣。進氣通道146和發(fā)動 機10的除汽缸14之外的其它汽缸連通。在一些實施例中，一個或多個進氣通道可包括增 壓裝置，比如渦輪增壓器或機械增壓器。例如，圖1顯示了發(fā)動機10配置有渦輪增壓器，所 述渦輪增壓器包含布置在進氣通道142和144之間的壓縮機174和沿排氣通道148布置的 排氣渦輪176。壓縮機174可至少由排氣渦輪176通過軸180驅動，在這種情況下增壓裝置 配置為渦輪增壓器。但是，在其它實施例中，比如在發(fā)動機10配備有機械增壓器的情況下， 排氣渦輪176可選擇性地省略，在這種情況下壓縮器174可通過來自馬達或發(fā)動機的機械 輸入驅動。包括節(jié)流板164的節(jié)氣門162可沿發(fā)動機的進氣通道設置，用于改變提供給發(fā) 動機汽缸的進氣的流速和/或壓力。例如，如圖1所示節(jié)氣門162可安裝在壓縮機174的 下游，或者可替代地安放在壓縮機174的上游。
[0029] 排氣通道148能接收來自發(fā)動機10的汽缸14以及其它汽缸的排氣。排氣傳感器 128如圖所示和排放控制裝置178上游的排氣通道148相連。傳感器128可以是用于提供 排氣空燃比指示的任何合適的傳感器，例如線性氧傳感器或者UEG0 (通用或寬域排氣氧傳 感器)，雙態(tài)氧傳感器或EG0 (如圖所示)，HEG0 (加熱型EG0)，氮氧化物（NOx)、碳氫化合物 (HC)或氧化碳（C0)傳感器。排氣控制裝置178可以是三元催化劑（TWC)、N0x捕集器、各種 其它排放控制裝置或它們的組合。
[0030] 發(fā)動機10的每個汽缸可包括一個或多個進氣門和一個或多個排氣門。例如，汽缸 14如圖所示包括位于汽缸14上部區(qū)域的至少一個進氣提升閥150和至少一個排氣提升閥 156。在一些實施例中，發(fā)動機10的每個汽缸(包括汽缸14)可包括位于汽缸上部區(qū)域的至 少兩個進氣提升閥和至少兩個排氣閥。
[0031] 進氣門150可由控制器12經(jīng)由驅動器152進行控制。類似地，排氣門156可由控 制器12經(jīng)由驅動器154控制。在一些狀況期間，控制器12可以改變提供至驅動器152和 154的信號以控制各自進氣和排氣門的打開和關閉。可通過各自的氣門位置傳感器(未顯 不）確定進氣門150和排氣門156的位置。氣門驅動器可以是電動氣門驅動類型或者凸輪 驅動類型或它們的組合。可以同時控制進氣和排氣門正時，或者可以使用可變進氣凸輪正 時、可變排氣凸輪正時、兩個獨立的可變凸輪正時或固定凸輪正時的可能的組合。每個凸輪 驅動系統(tǒng)可包括一個或多個凸輪，并且可利用可由控制器12操作的凸輪輪廓線變換系統(tǒng) (CPS)、可變凸輪正時（VCT)、可變氣門正時（VVT)和/或可變氣門升程（VVL)系統(tǒng)中的一種 或多種用于改變氣門運轉。例如，汽缸14可替代地包括通過電動氣門驅動進行控制的進氣 門和通過包括CPS和/或VCT的凸輪驅動進行控制的排氣門。在其它實施例中，進氣和排 氣門可通過共用氣門驅動器或驅動系統(tǒng)、或者可變氣門正時驅動器或驅動系統(tǒng)來控制。
[0032] 汽缸14可具有壓縮比，其為當活塞138處于下止點時的容積與活塞138處于上止 點時的容積的比例。通常，壓縮比的范圍是9:1到10:1。但是，在一些使用了不同燃料的示 例中，壓縮比可能會增加。例如，當使用高辛烷燃料或較高汽化潛熱的燃料時可能發(fā)生這種 情況。如果使用直接噴射，由于直接噴射對發(fā)動機爆震的影響壓縮比也可增加。
[0033] 在一些實施例中，發(fā)動機10的每個汽缸可包括用于發(fā)起燃燒的火花塞192。在選 定運轉模式下，點火系統(tǒng)190可響應于來自控制器12的火花提前信號SA通過火花塞192 給燃燒室14提供點火火花。然而，在一些實施例中，火花塞192可以省略，比如當發(fā)動機10 可通過自動點火或者通過燃料噴射(如可能在一些柴油發(fā)動機的情況下）發(fā)起燃燒。
[0034] 在一些實施例中，發(fā)動機10的每個汽缸可配置有一個或多個燃料噴射器用于向 其提供燃料。作為一個非限制的示例，汽缸14顯示為包括兩個燃料噴射器166和170。燃 料噴射器166顯示為直接和汽缸14相連用于與通過電子驅動器168從控制器12接收的 FPW-1信號的脈沖寬度成比例地直接向其中噴射燃料。以這種方式，燃料噴射器166提供已 知的稱為直接噴射(下文稱為"DI"）將燃料噴入燃燒汽缸14。盡管圖1顯示了噴射器166 作為側噴射器，它也可以位于活塞的上方，比如火花塞192的位置的附近。當采用醇基燃料 操作發(fā)動機時，由于某些醇基燃料的低揮發(fā)度，這樣的位置可改善混合和燃燒?？商娲?， 噴射器可位于進氣門上方并與之靠近以改善混合?？蓪⑷剂蠌陌ㄈ剂舷?、燃料泵以及燃 料導軌的第一高壓燃料系統(tǒng)172輸送至燃料噴射器166?？商娲?，可通過單級燃料泵以較 低的壓力輸送燃料，與使用高壓燃料系統(tǒng)相比，這種情況下壓縮沖程期間直接燃料噴射的 正時受到更多限制。此外，雖然未示出，燃料箱可具有給控制器12提供信號的壓力傳感器。
[0035] 燃料噴射器170顯示為以提供了已知為進氣道燃料噴射(此后稱為"PFI")將燃料 噴射進汽缸14上游的進氣端的配置設置在進氣通道146中而不是在汽缸14中。燃料噴射 器170可以與經(jīng)由電子驅動器171從控制器12接收的脈沖寬度信號FPW-2成比例地噴射燃 料?？梢酝ㄟ^包括燃料箱、燃料泵和燃料導軌的第二燃料系統(tǒng)173輸送燃料至燃料噴射器 170。注意，如描述的，可以對兩個燃料噴射系統(tǒng)使用單個驅動器168或171，或者可以使用 多個驅動器(例如示例驅動器168用于燃料噴射器166而驅動器171用于燃料噴射器170)。
[0036] 燃料噴射器166和170可以具有不同的特征。這些特征可以包括不同的尺寸，例如 一個噴射器相比其它噴射器具有更大的噴射孔。其它差異包括但不限于不同的噴灑角度、 不同的運轉溫度、不同的指向、不同的噴射正時、不同的噴灑特征、不同的位置等。此外，取 決于噴射器170和166之間噴射燃料的分配比例，可以達到不同的效果。
[0037] 燃料系統(tǒng)172和173中的燃料箱可以容納不同特性的燃料，比例不同的燃料成分。 這些差異可以包括不同的醇含量、不同的辛烷值、不同的汽化熱、不同的燃料混合、不同的 燃料揮發(fā)度和/或它們的組合等。在一個示例中，不同醇含量的燃料可以包括具有較低醇 含量的汽油作為第一燃料以及具有較高醇含量的乙醇混合燃料(例如E85)作為第二燃料。 在另一個示例中，發(fā)動機可以使用醇含量變化的乙醇混合燃料作為第一和第二燃料，比如 E10 (約10%的乙醇和90%的汽油)作為進氣道噴射的第一燃料而E85 (約85%的乙醇和15% 的汽油）作為直接噴射的第二燃料。其它的可行物質包括水，醇和水的混合物，醇的混合物 等。在另一個示例中，具有不同揮發(fā)度的燃料可以包括不同醇含量的燃料，或者不同的季節(jié) 性或區(qū)域性等級（grade)的燃料(例如冬季等級的燃料和夏季等級的燃料，或者北方等級的 燃料和南方等級的燃料)。此外，第一和第二燃料還可以有其它燃料特性的差異，比如不同 的溫度、黏度、辛烷值等。
[0038] 在描述的實施例中，發(fā)動機10是多燃料發(fā)動機系統(tǒng)使得存儲在第一燃料系統(tǒng)172 中并通過燃料噴射器166輸送的燃料不同于存儲在第二燃料系統(tǒng)173中并通過燃料噴射器 170輸送的燃料。在一個非限制性示例中，通過進氣道噴射來輸送的第一燃料可以是具有較 低醇含量的第一燃料，而通過直接噴射來輸送的第二燃料可以是具有較高醇含量的第二燃 料。如下文的詳細說明，在發(fā)動機起動、轉動起動以及怠速控制期間發(fā)動機控制器可以調(diào)節(jié) 燃料噴射模型以平衡（leverage)燃料系統(tǒng)中可用的不同燃料的燃料特性以及進氣道噴射 和直接噴射的益處來減小排放氣體和微粒物質（PM)排放。
[0039] 在汽缸的單個循環(huán)期間可以通過兩個噴射器向汽缸輸送燃料。例如，每個噴射器 可以輸送在汽缸14中燃燒的燃料總噴射的一部分。此外，從每個噴射器輸送的燃料的分配 和/或相對量可以根據(jù)工況（比如發(fā)動機轉速、負荷、排氣溫度、PM排放等)改變。通過噴射 器170進氣道噴射的第一燃料總量和通過噴射器166 (經(jīng)由一個或多個噴射）直接噴射的 第二燃料總量的相對分配可以稱為第一噴射比率。例如，對于經(jīng)由（進氣道）噴射器170噴 射較大第一燃料量的燃燒事件可以是進氣道噴射與直接噴射的較高的第一比率的示例，而 對于經(jīng)由(直接)噴射器166噴射較大第二燃料量的燃燒事件可以是進氣道與直接噴射的較 低的第一比率。注意這些僅是不同噴射比率的示例，可以使用各種其它噴射比率。
[0040] 此外，應理解可以在進氣門打開事件期間、在進氣門關閉事件期間（例如基本上在 進氣行程之前，比如排氣行程期間）以及在進氣門打開和關閉兩個運轉期間輸送進氣道噴 射的燃料。類似地，例如可以在進氣行程期間以及在之前的部分排氣行程期間、進氣行程期 間以及在部分壓縮行程期間輸送直接噴射的燃料。此外，可以通過單個噴射或多個噴射來 輸送直接噴射的燃料。這些噴射可以包括進氣行程期間的多個噴射、壓縮行程期間的多個 噴射或者進氣行程期間一些直接噴射和壓縮行程期間一些直接噴射的組合。當執(zhí)行多個直 接噴射時，直接噴射的第二燃料總量在進氣行程(直接）噴射和壓縮行程(直接）噴射之間的 相對分配可以稱為第二噴射比率。例如，對于進氣行程期間直接噴射較大第二燃料量的燃 燒事件可以是較大的進氣行程直接噴射第二比率的示例，而對于壓縮行程期間噴射較大第 二燃料量的燃燒事件可以是較低的進氣行程直接噴射第二比率的示例。注意這些比率僅是 不同噴射比率的示例，并且可以使用各種其它的噴射比率。
[0041] 這樣，即使對于單個燃燒事件，可以在不同的正時噴射進氣道和直接噴射器噴射 的燃料。此外，對于單個燃燒事件，每個循環(huán)可以執(zhí)行輸送燃料的多個噴射?？梢栽谶M氣行 程、壓縮行程或者它們適當?shù)慕M合期間執(zhí)行多個噴射。
[0042] 如參考圖2-5詳細說明的，在第一汽缸燃燒事件期間發(fā)動機起動(特別是發(fā)動機 冷起動）時控制器可以調(diào)節(jié)燃料噴射模型以平衡可用燃料的燃料特性(例如醇含量或燃料 揮發(fā)度）并綜合利用進氣道噴射和多個直接噴射兩者以加速完成排氣催化劑活化而不增加 發(fā)動機煙粒負荷并且同時還提供燃料經(jīng)濟性益處。發(fā)動機起動時使用的第一噴射模型可以 具有能實現(xiàn)催化劑溫度控制的使用第一和第二燃料的預定的第一和第二噴射比率。第一噴 射模型可以繼續(xù)到發(fā)動機轉動起動直到達到自第一燃燒起的目標汽缸事件數(shù)量。然后，燃 料噴射可以轉變?yōu)椴煌牡诙娚淠Ｐ?，該模型具有能實現(xiàn)發(fā)動機怠速控制的使用第一和 第二燃料的不同的第一和第二噴射比率。
[0043] 如上文所描述的，圖1僅顯示了多缸發(fā)動機的一個汽缸。同樣，每個汽缸可以類似 地包括它自身的一組進氣/排氣門、燃料噴射器、火花塞等。
[0044] 圖1中控制器12顯示為微型計算機，包括：微處理器單元106、輸入/輸出端口 108、用于可以執(zhí)行程序和校準值的在該特定示例中顯示為只讀存儲芯片110、隨機存取存 儲器112、?；睿╧eep alive)存儲器114和數(shù)據(jù)總線?？刂破?2可以接收來自和發(fā)動機10 相連的傳感器的各種信號，除了上文討論的那些信號，還包括：來自氣流質量傳感器122的 進入氣流質量(MAF)的測量值；來自和冷卻套筒118相連的溫度傳感器116的發(fā)動機冷卻 劑溫度（ECT);來自和曲軸140連接的霍爾效應傳感器120 (或其它類型）的表面點火感測 (PIP)信號；來自節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置（TP);以及來自傳感器124的絕對歧管壓 力（MAP)信號。可以通過控制器12從信號PIP產(chǎn)生發(fā)動機轉速信號（RPM)。來自歧管壓力 傳感器的歧管壓力信號MAP可以用于提供進氣歧管中真空或壓力的指示。
[0045] 存儲媒介只讀存儲器110可以編程有代表處理器106可執(zhí)行的指令用于執(zhí)行下文 描述的方法以及可預見但未明確列出的其它變量的計算機可讀數(shù)據(jù)。圖2描述了可以通過 控制器執(zhí)行的示例程序。
[0046] 現(xiàn)在參考圖2,顯示了用于控制向發(fā)動機汽缸噴射燃料的示例程序200,包括調(diào)節(jié) 經(jīng)由第一進氣道噴射器噴射的具有較低醇含量和/或較低燃料揮發(fā)度的第一燃料噴射以 及經(jīng)由第二直接噴射器噴射的具有較高醇含量和/或較高燃料揮發(fā)度的第二燃料噴射以 減小發(fā)動機產(chǎn)生的微粒物質量。
[0047] 在202處，可以估算和/或測量發(fā)動機工況。例如，這些工況可以包括發(fā)動機轉速、 發(fā)動機負荷、汽缸空燃比（AFR)、(例如從發(fā)動機冷卻劑溫度（ECT)推斷的)發(fā)動機溫度、排氣 溫度、催化劑溫度（Teat )、希望的扭矩、增壓等。
[0048] 在203處，可以估算和/或確定連接至汽缸進氣道噴射器的燃料系統(tǒng)中第一燃料 以及連接至汽缸直接噴射器的燃料系統(tǒng)中第二燃料中每者的醇含量。此外，可以估算每種 燃料的揮發(fā)度。在一個示例中，可以在每個燃料箱燃料添加事件之后估算各自燃料箱中燃 料的醇含量。該估算可以基于一個或多個經(jīng)驗方法和傳感器輸出并且進一步基于車輛駕駛 員的輸入。類似地，可以基于燃料醇含量估算燃料揮發(fā)度。該估算還可以基于(通過車輛駕 駛員輸入的)燃料的季節(jié)性或區(qū)域性等級、基于燃料的雷氏蒸氣壓（RVP)估算。在描述的實 施例中，第一燃料的醇含量低于第二燃料的醇含量。在非限制性示例中，這可包括汽油作為 第一燃料而E85作為第二燃料、E10作為第一燃料而E85作為第二燃料、E10作為第一燃料 而E50作為第二燃料、E15作為第一燃料而E85作為第二燃料等。
[0049] 在204處，確定是否存在發(fā)動機冷起動狀態(tài)。例如，發(fā)動機冷起動可以包括從停機 狀況下的初始發(fā)動機起動。在一個示例中，如果發(fā)動機溫度低于閾值并且催化劑溫度低于 閾值（比如低于起燃溫度）則確定發(fā)動機冷起動狀態(tài)。如果沒有確定發(fā)動機冷起動狀態(tài)，則 在206處可以確定發(fā)動機熱起動狀況。例如，發(fā)動機熱起動可以包括發(fā)動機在之前的發(fā)動 機停機之后短時間內(nèi)再起動的發(fā)動機再起動。在一個示例中，如果發(fā)動機溫度和/或催化 劑溫度高于閾值則可以確定發(fā)動機熱起動狀況。
[0050] 響應于發(fā)動機冷起動狀態(tài)，在210處程序包括以第一噴射模型運轉發(fā)動機以加速 完成催化劑活化。以第一噴射模型運轉包括自發(fā)動機起動起的第一燃燒事件期間在進氣門 關閉事件期間進氣道噴射第一量的第一燃料而通過多個噴射直接噴射第二量的第二燃料。 通過多個噴射來噴射第二量的第二燃料可以包括至少通過進氣行程噴射和壓縮行程噴射 來直接噴射第二量的第二燃料。例如，如參考圖3詳細說明的，可以通過第一進氣行程噴射 和第二壓縮行程噴射來輸送直接噴射的燃料部分?？梢哉{(diào)節(jié)噴射量使得進氣道噴射量、直 接噴射的進氣行程噴射量和直接噴射的壓縮行程噴射量分別可以從〇至100%變化但是作 為一組必須總共為100%。在一個示例中，30%的燃料噴射可以包括在進氣門關閉事件期間 (例如排氣行程期間）通過進氣道噴射來輸送的第一燃料，35%的燃料噴射可以包括通過進 氣行程直接噴射來輸送的第二燃料，而剩余35%的燃料噴射可以包括通過壓縮行程直接噴 射來輸送的第二燃料。在又一個示例中，進氣道噴射第一燃料量、進氣行程直接噴射第二燃 料量以及的壓縮行程直接噴射第二燃料量可以分別是80%、0%、20%。
[0051] 可以基于估算的第一燃料和第二燃料每者的燃料醇含量或者燃料揮發(fā)度來選擇 進氣道噴射(第一燃料的）量相對于第二直接噴射量(即第二燃料的噴射總量）的第一比率。 例如，隨著第二燃料相對于第一燃料的醇含量增加（或者隨著第二燃料相對于第一燃料的 揮發(fā)度增加)，可以通過增加進氣道噴射的燃料比例并減小直接噴射燃料的比例來增加第 一比例。在一個示例中，當進氣道噴射的第一燃料是汽油而直接噴射的第二燃料是E85時， 第一比率可以包括35%的進氣道噴射和65%的直接噴射。相比而言，當進氣道噴射的第一 燃料是E10而直接噴射的第二燃料是E85時，第一比率可以包括40%的進氣道噴射和60% 的直接噴射。
[0052] 可以基于排氣催化劑溫度、發(fā)動機煙粒趨勢和發(fā)動機溫度中的一者或多者進一步 調(diào)節(jié)第一比率。例如，隨著催化劑溫度的增加，可以使用較高的進氣道噴射比率。第一比率 可以進一步基于自發(fā)動機起動時起的汽缸燃燒事件數(shù)量。
[0053] 還可以基于估算的第一和/或第二燃料的醇含量調(diào)節(jié)進行程噴射量相對于壓縮 行程噴射量的第二比率。例如，隨著第二燃料醇含量(相對于第一燃料的醇含量)增加，可以 通過減小在進氣行程期間直接噴射的燃料比例并增加在壓縮行程中直接噴射的燃料比例 來減小第二比率。此外，隨著壓縮行程噴射量的增加，還可以增加在壓縮行程中噴射燃料的 噴射數(shù)量。
[0054] 作為一個示例，當進氣道噴射的第一燃料是汽油而直接噴射的第二燃料是E85 時，第二比率可以包括55%的進氣行程噴射：45%的壓縮行程噴射(其中壓縮行程噴射包括 一個或多個噴射)。相比而言，當進氣道噴射的第一燃料是E10而直接噴射的第二燃料是 E85時，第二比率可以包括40%的進氣行程噴射：60%的壓縮行程噴射(其中壓縮行程噴射包 括兩個或多個噴射)。
[0055] 可以基于排氣催化劑溫度、發(fā)動機溫度和發(fā)動機煙粒趨勢中的一者或多者進一步 調(diào)節(jié)第二比率。類似地，第二比率可以進一步基于發(fā)動機起動時的汽缸燃燒事件數(shù)量。本 發(fā)明中，壓縮行程直接噴射相對較高量的醇含量較高的燃料可以有利地平衡發(fā)動機和催化 劑的加熱，從而加速完成催化劑活化并改善發(fā)動機冷起動狀態(tài)下的發(fā)動機和催化劑性能， 同時還減少直接噴射的煙粒負荷。
[0056] 除第一燃料噴射模型（該模型包括上述第一和第二比率）之外，可以基于發(fā)動機起 動時的至少第二燃料的醇含量、至少第二燃料的揮發(fā)度、排氣催化劑溫度和發(fā)動機溫度中 的一者或多者延遲火花正時。例如，隨著第二燃料醇含量或燃料揮發(fā)度的增加，為了向排氣 催化劑提供額外的熱量，可以進一步從最大扭矩最小點火提前角（MBT)延遲火花正時。本 發(fā)明中，分流噴射能容許較大的火花延遲量并且不劣化燃燒穩(wěn)定性。應用的火花延遲量可 以進一步基于第一和第二比率中的每者。例如，隨著第一或第二比率的增加，為了燃燒穩(wěn)定 性可以提前或延遲火花正時。對于以極其遲延的火花運轉的大多數(shù)發(fā)動機，第二比率增加 至在PM排放最少前提下燃燒最佳的水平。
[0057] 在212處，程序包括在轉動起動期間繼續(xù)進氣道噴射和多個燃料噴射的直接噴 射。特別地，對自第一燃燒事件起的多個燃燒事件執(zhí)行該繼續(xù)，燃燒事件的數(shù)量基于第二燃 料(相對于第一燃料)的醇含量。例如，隨著(直接噴射的)第二燃料的醇含量的增加，可以增 加繼續(xù)第一冷起動噴射模型的燃燒事件的數(shù)量。燃燒事件的數(shù)量還可以基于第二燃料(相 對于第一燃料）的揮發(fā)度。例如，隨著(直接噴射的）第二燃料的揮發(fā)度增加，可以增加繼續(xù) 第一冷起動噴射模型的燃燒事件的數(shù)量。在一些實施例中，可以基于汽缸事件數(shù)量進一步 調(diào)節(jié)燃燒事件數(shù)量。例如，可以繼續(xù)第一噴射模型直到達到閾值事件數(shù)量。
[0058] 這樣，發(fā)動機的起動是大量的瞬態(tài)事件并且具有能力來管理每個事件實現(xiàn)更穩(wěn)健 的發(fā)動機性能以及更低的氣體和微粒排放。此外，由于發(fā)動機燃燒室能力的變化，程序管理 每個事件的能力實現(xiàn)對不同類型的發(fā)動機和不同類型的燃料足夠柔性運轉的策略。
[0059] 在發(fā)動機起動期間，當發(fā)動機轉速在150至200rpm附近時第一事件是添加燃料。 此后的每個事件是在不同的發(fā)動機轉速時添加燃料。對于較低排放的發(fā)動機和動力系，由 于最佳排放/性能的噴射類型和正時對每個事件可能不同，所以在發(fā)動機起動期間燃料添 加的柔性很重要。例如，出于不同的原因極端的冷起動對進氣道和直接噴射系統(tǒng)都是具有 挑戰(zhàn)性的。進氣道噴射系統(tǒng)失去很多燃料進入曲軸箱。這稀釋了機油同時發(fā)動機難于獲得 足夠的燃料在汽缸中汽化以起動。在極端低溫時，較高的直接噴射燃料壓力可很好地產(chǎn)生 足夠的汽化燃料來燃燒，但是容積類型的高壓燃料泵系統(tǒng)難以保持較低轉動起動轉速時冷 起動高壓燃料要求的燃料壓力。從而，極端冷起動時，當(配置用于進氣道噴射的)第一燃料 和（配置用于直接噴射的）第二燃料之間的醇含量差異較低時，第一燃燒循環(huán)可能需要進氣 道噴射系統(tǒng)補充更多燃料使得直接噴射系統(tǒng)可以輸送適當規(guī)模（size)的壓縮噴射用于極 端低溫時的穩(wěn)健起動。相比而言，極端冷起動時，當（配置用于進氣道噴射的）第一燃料和 (配置用于直接噴射的）第二燃料之間醇含量差異較高時，第一燃燒事件可能需要進氣道噴 射系統(tǒng)少補充些燃料使得直接噴射系統(tǒng)可以輸送適當規(guī)模的壓縮噴射用于極端低溫時的 穩(wěn)健起動。一個循環(huán)之后，發(fā)動機轉速可能足以用于直接噴射高壓燃料泵來保持燃料汽化 和高效燃燒的希望壓力。此時，可以基于扭矩需求減小進氣道燃料噴射直到發(fā)動機暖機。
[0060] 還可以基于燃料的揮發(fā)度優(yōu)化發(fā)動機起動。如果探測到較低的燃料揮發(fā)度慢于希 望的發(fā)動機起動模型，可以減小進氣道噴射的燃料量并可以增加直接噴射的燃料量。此外， 可以增加壓縮行程噴射中的直接噴射量以改善汽缸充氣分層并從而改善燃料的可燃性。該 起動性能改善需要與由于壓縮行程直接噴射的燃料質量增加而導致可能的煙粒負荷增加 相權衡。
[0061] 在另一個示例中，以工作溫度(熱機起動）再起發(fā)動機時可以執(zhí)行不同的燃料噴射 調(diào)節(jié)。此時，為了最快起動，對于第一轉可以使用直接噴射較高醇含量的燃料。隨后，可以 添加進氣道噴射的較低醇含量燃料。結果是發(fā)動機起動更快且PM排放更低。在又一個示 例中，極端的熱機起動溫度時，低壓進氣道噴射燃料導軌中的燃料成為氣體而直接噴射高 壓使燃料保持液體。從而，在極端的熱機運轉溫度時，當（配置用于進氣道噴射的）第一燃 料和(配置用于直接噴射的）第二燃料之間的醇含量差異較低時，第一循環(huán)可以具有較低的 第一比率使得主要使用直接噴射來起動發(fā)動機。隨后，可增加第一比率以從進氣道噴射系 統(tǒng)去除氣體并且隨著更冷的燃料進入導軌使進氣道燃料導軌冷卻。相比而言，在極端的熱 機運轉溫度時，當（配置用于進氣道噴射的）第一燃料和(配置用于直接噴射的）第二燃料之 間的醇含量差異較高時，第一循環(huán)可以具有25%的第一比率使得主要使用直接噴射來起動 發(fā)動機。較小的進氣道噴射量用于通過帶進新鮮燃料并冷卻進氣道燃料導軌來清除進氣道 燃料導軌的燃料蒸汽。已經(jīng)噴射了特定量的進氣道燃料一段時間并且已經(jīng)清除燃料蒸汽之 后，可以根據(jù)具體的發(fā)動機工況增加第一比率。
[0062] 在218處，可以確定發(fā)動機轉速是否高于閾值轉速。特別地，可以確定轉動起動是 否已經(jīng)完成并已經(jīng)達到發(fā)動機怠速。雖然描述的示例基于發(fā)動機轉速確定是否完成轉動起 動，但是在替代示例中，可以基于從發(fā)動機起動起的汽缸事件數(shù)量(例如，基于確定的自發(fā) 動機起動起已經(jīng)經(jīng)過閾值數(shù)量的汽缸事件）確定是否完成轉動起動。如果已經(jīng)完成轉動起 動，那么在220處在已經(jīng)完成轉動起動之后程序包括將燃料噴射轉變?yōu)閷崿F(xiàn)怠速控制的第 二噴射模型。例如，這可以包括轉變?yōu)閮H進氣道噴射燃料或僅直接噴射燃料中的一者。在 一個不例中，對于發(fā)動機高于溫度閾值(例如第一閾值）并低于另一閾值(例如高于第一閾 值的第二閾值)的發(fā)動機起動，噴射模型可以轉變?yōu)閮H進氣道噴射的噴射模型。在另一個示 例中，對于低于溫度閾值(例如第一閾值）并高于另一個閾值(例如低于第一閾值的第三閾 值）的發(fā)動機起動，噴射模型可以轉變?yōu)閮H直接噴射的噴射模型。在替代示例中，該轉變包 括在轉動起動之后，將燃料噴射轉變?yōu)樵谶M氣門打開之前進氣道噴射第一燃料并在進氣行 程或者壓縮行程期間直接噴射第二燃料。在這里，與轉動起動之前/期間的比率相比，在 轉動起動之后可以將進氣道燃料噴射量與直接燃料噴射量的第一比率調(diào)節(jié)得更高。在一些 實施例中，也可以基于燃料質量改變?nèi)剂现苯訃娚浜腿剂线M氣道噴射的噴射比率。這樣，在 218處如果還沒有達到閾值發(fā)動機轉速，可以保持轉動起動時使用的噴射模型。
[0063] 應理解，雖然圖2中的程序顯示對所有的發(fā)動機冷起動使用第一噴射模型，但是 在替代實施例中，在發(fā)動機冷起動期間第一噴射模型可以基于冷起動時的發(fā)動機溫度而改 變。特別地，第一噴射模型的第一和第二噴射比率可以基于冷起動時的發(fā)動機溫度(例如基 于冷起動是常規(guī)冷起動還是溫度非常低的冷起動）而改變。例如，對于常規(guī)的發(fā)動機冷起 動，第一噴射模型可以具有相對相等偏置的第一和第二噴射比率；而對于溫度非常低的冷 起動，第一噴射模型可以具有相對向直接噴射更為偏置的第一和第二噴射比率。
[0064] 返回206,響應于發(fā)動機熱機起動狀況，在214處程序包括以替代的噴射模型運轉 發(fā)動機以改善極端熱機起動的穩(wěn)健度。以替代的噴射模型運轉包括自發(fā)動機起動起的第一 燃燒事件期間在進氣門關閉事件期間進氣道噴射(較大）部分的燃料，而通過多個噴射直接 噴射(較?。┦Ｓ嗖糠值娜剂?。如果第一和第二燃料的醇含量改變，可能需要稍微修改進氣 道噴射部分與直接噴射部分以優(yōu)化燃燒和排放。通過多個噴射來噴射剩余部分的燃料可 以包括至少通過進氣行程噴射和/或壓縮行程噴射來直接噴射剩余部分。例如，如參考圖 3詳細說明的，可以通過第一進氣行程噴射和第二壓縮行程噴射來輸送直接噴射的燃料部 分。可以調(diào)節(jié)噴射量使得進氣道噴射量、第一進氣行程噴射量和第二壓縮行程噴射量相互 之間相差15%內(nèi)。在一個示例中，在進氣門關閉事件期間(例如排氣行程期間）可以通過進 氣道噴射來輸送35%的燃料噴射，可以通過進氣行程直接噴射來輸送35%的燃料噴射，而通 過壓縮行程直接噴射來輸送剩余30%的燃料噴射。在另一個示例中，在進氣門關閉事件期 間可以通過進氣道噴射來輸送50%的燃料噴射，可以通過進氣行程直接噴射來輸送另外的 50%燃料噴射，并且沒有壓縮行程直接噴射輸送燃料噴射。在又一個示例中，在進氣門關閉 事件期間可以通過進氣道噴射來輸送70%的燃料噴射，沒有進氣行程直接噴射輸送燃料噴 射，并且通過壓縮行程直接噴射來輸送剩余30%的燃料噴射。在進一步的示例中，在進氣門 關閉事件期間沒有通過進氣道噴射來輸送燃料，而通過進氣行程直接噴射來輸送70%的燃 料噴射，并且通過壓縮行程直接噴射來輸送剩余30%的燃料噴射。
[0065] 可以基于至少第二燃料的醇含量來調(diào)節(jié)進道噴射量相對于直接噴射總量的第一 比率。例如，隨著第二燃料醇含量的增加，可以減小第一比率。在熱機起動期間可以基于測 量或推斷的發(fā)動機冷卻劑或汽缸蓋溫度進一步調(diào)節(jié)第一比率。例如，隨著溫度的增加，可以 使用較高的進氣道噴射比率。第一比率可以進一步基于汽缸燃燒事件數(shù)量。
[0066] 基于第二燃料的醇含量還可以調(diào)節(jié)第一進氣行程噴射量相對于第二壓縮行程噴 射量的第二比率。例如，隨著第一燃料和第二燃料之間醇含量的差異增加，可以減小第二比 率。還可以基于第二燃料的揮發(fā)度調(diào)節(jié)第二比率。例如，隨著第一和第二燃料之間揮發(fā)度 的差異增加，可以增加第二比率?？梢曰跍y量或推斷的發(fā)動機冷卻劑或汽缸蓋溫度和發(fā) 動機的煙粒負荷進一步調(diào)節(jié)第二比率。第二比率可以進一步基于汽缸燃燒事件數(shù)量。在本 發(fā)明中，相對較高的直接噴射量可以有利地用于迅速起動發(fā)動機，從而改善發(fā)動機熱機起 動狀況下的發(fā)動機性能和燃料經(jīng)濟性。
[0067] 相比而言，如果發(fā)動機和/或催化劑溫度已經(jīng)增加并且在閾值溫度的閾值區(qū)間 內(nèi)，那么在212處控制器可以開始將發(fā)動機汽缸的燃料噴射從相對較高的進氣道燃料噴射 量轉變?yōu)橄鄬^高的直接燃料噴射量?？梢曰诎l(fā)動機和/或催化劑溫度與閾值溫度的差 距來調(diào)節(jié)該轉變。例如，一旦溫度在閾值溫度的閾值區(qū)間內(nèi)，可以隨著與閾值溫度差距的增 加而增加轉變速率。這可以包括隨著溫度接近閾值溫度而逐漸停用進氣道噴射器同時逐漸 啟用直接噴射器。從而，到發(fā)動機和/或催化劑溫度處于或超過閾值溫度時，燃料噴射可能 已經(jīng)轉變?yōu)檩^高的直接燃料噴射量和較小的進氣道燃料噴射量。在本發(fā)明中，隨著發(fā)動機 負荷的增加（并且從而發(fā)動機溫度增加）通過使用較高的直接噴射比率，有助于直接噴射燃 料的充氣冷卻和改善的燃料經(jīng)濟性益處。
[0068] 在另一個示例中，如果發(fā)動機和/或催化劑溫度高于閾值溫度的閾值區(qū)間或在閾 值區(qū)間內(nèi)，控制器可以確定發(fā)動機熱機起動并且相應地開始將發(fā)動機汽缸的燃料噴射從相 對較高的進氣道噴射(第一）燃料量轉變?yōu)橄鄬^高的直接噴射(第二）燃料量?？梢曰?發(fā)動機和/或催化劑溫度與閾值溫度的差距來調(diào)節(jié)該轉變。例如，一旦溫度在閾值溫度的 閾值區(qū)間內(nèi)，可以隨著與閾值溫度差距的增加而增加轉變速率。這可以包括隨著溫度接近 閾值溫度逐漸停用進氣道噴射器同時逐漸啟用直接噴射器。從而，到發(fā)動機和/或催化劑 溫度處于或超過閾值溫度時，燃料噴射可能已經(jīng)轉變?yōu)檩^高的直接噴射第二燃料量以及較 小的進氣道噴射第一燃料量。在本發(fā)明中，隨著發(fā)動機溫度的增加通過使用較高醇含量燃 料的較高直接噴射比率，平衡了直接噴射燃料和醇燃料的充氣冷卻和改善的燃料經(jīng)濟性益 處。
[0069] 雖然圖2中的程序沒有顯示以(熱機起動時使用的)替代噴射模型運轉時執(zhí)行任何 的火花正時調(diào)節(jié)，但在在替代實施例中，除調(diào)節(jié)替代噴射模型之外，還可以基于發(fā)動機熱機 起動時的燃料醇含量、發(fā)動機轉速和事件數(shù)量中的一者或多者調(diào)節(jié)火花正時（比如延遲)。 在一個示例中，隨著第二燃料相對于第一燃料的醇含量增加，可以從MBT延遲火花正時。在 另一個示例中，如果每個事件的發(fā)動機轉速迅速增加，可以進一步從MBT延遲火花正時。應 用的火花延遲量可以進一步基于第一和第二比率中的每者。例如，隨著第一或第二比率的 增加，火花正時可以根據(jù)第一比率增加而提前而取決于第二比率增加而延遲。
[0070] 在一個示例中，可以基于燃料噴射模型選擇性地執(zhí)行火花正時調(diào)節(jié)以補償瞬時扭 矩。例如，響應于減小進氣道燃料噴射量并增加直接燃料噴射量，火花點火正時可以延遲一 定量。在替代實施例中，額外地或可選地，可以對增加、排氣再循環(huán)管（EGR)、變凸輪軸正時 (VCT)中的一者或多者作出調(diào)節(jié)以補償瞬時扭矩。
[0071] 在216處，程序包括在轉動起動期間繼續(xù)進氣道噴射和通過多個燃料噴射的直接 噴射。特別地，對自第一燃燒事件起的多個燃燒事件執(zhí)行該延續(xù)，燃燒事件的數(shù)量基于第一 和第二燃料的相對醇含量(和/或相對揮發(fā)度)。此外，該數(shù)量可以基于汽缸事件數(shù)量。如 上文詳細說明的，在發(fā)動機起動期間，當發(fā)動機轉速在150至200rpm附近時第一事件是添 加燃料，此后的每個事件是不同的發(fā)動機轉速時添加燃料。極端的冷起動時，第一燃燒循環(huán) 可以使用進氣道噴射來補充燃料使得直接噴射系統(tǒng)可以輸送適當規(guī)模的壓縮噴射用于極 端低溫時的穩(wěn)健起動。一個循環(huán)之后，發(fā)動機轉速可能足以用于直接噴射高壓泵來保持用 于燃料汽化和高效燃燒的希望壓力。此時，可以中止進氣道燃料噴射直至發(fā)動機暖機。
[0072] 在一個示例，在發(fā)動機轉動起動期間，可以基于發(fā)動機工況以及連接至進氣道和 直接噴射器的燃料系統(tǒng)中可用燃料的醇含量和/或燃料揮發(fā)度來調(diào)節(jié)燃料噴射模型。在一 個示例中，在轉動起動期間隨著發(fā)動機轉速、發(fā)動機負荷和/或希望的扭矩的增加，可以增 加通過直接噴射器噴射的燃料量同時可以減小通過進氣道噴射器噴射的燃料量，并且還基 于可用燃料的相對醇含量(和/或相對揮發(fā)度)調(diào)節(jié)進氣道噴射與直接噴射的比率。本發(fā)明 中，直接噴射醇含量較高的燃料可以提供較高的燃料效率和較高的功率輸出，同時直接噴 射醇還可以用于利用醇燃料的充氣冷卻特性。
[0073] 在218處，轉動起動之后，程序包括確定發(fā)動機轉速是否高于閾值轉速（比如高于 發(fā)動機怠速轉速)。如果是，程序包括在220處將燃料噴射轉變?yōu)樯衔脑敿氄f明的實現(xiàn)怠速 轉速控制的第二噴射模型。否則，在219處，可以保持并繼續(xù)轉動起動時使用的第一噴射模 型直到達到發(fā)動機怠速。轉動起動噴射量模型取決于發(fā)動機溫度和燃料的醇含量(和/或 揮發(fā)度)。燃料醇含量的增加允許增加轉動起動噴射模型的運轉時間。
[0074] 圖3顯示了當通過不同燃料組合運轉時給定發(fā)動機汽缸的氣門正時、活塞位置以 及燃料噴射模型的示例圖譜300和350。特別地，圖譜300描述了將汽油作為第一燃料(可 用于進氣道噴射）而將E85作為第二燃料(可用于直接噴射）運轉時自發(fā)動機起動起的第一 燃燒事件期間燃料噴射的燃料噴射模型。相比而言，圖譜350描述了將E10作為第一燃料 (可用于進氣道噴射）而將E85作為第二燃料(可用于直接噴射）運轉時自發(fā)動機起動起的 第一燃燒事件期間燃料噴射的燃料噴射模型。在發(fā)動機起動期間，當發(fā)動機轉動起動時，發(fā) 動機控制器可以配置用于基于可用的燃料來調(diào)節(jié)輸送至汽缸的燃料的燃料噴射模型。圖譜 300和350中不同的燃料噴射模型可以包括通過進氣道噴射輸送第一燃料的量至汽缸而通 過直接噴射輸送第二燃料的量至汽缸。此外，可以通過單個進氣行程噴射、單個壓縮行程噴 射或它們的組合來輸送直接噴射的燃料部分。
[0075] 圖譜300和350分別說明隨X軸曲軸轉角度數(shù)（CAD)的發(fā)動機位置。曲線308描 述了活塞(沿Y軸的）位置，從上止點（TDC)和/或下止點（BDC)參考它們的位置，并在發(fā)動 機循環(huán)的四個行程內(nèi)（進氣、壓縮、做功和排氣）進一步參考它們的位置。如正統(tǒng)曲線308 指示的，活塞從TDC逐漸向下移動，在做功行程的末尾最低點BDC處觸底反彈（bottoming out)。然后活塞在排氣行程的末尾返回到頂部TDC處。然后在進氣行程期間活塞再次移回 BDC，在壓縮行程的末尾返回到初始的頂部位置TDC處。
[0076] 曲線302和304描述了正常的發(fā)動機運轉期間排氣門（虛線曲線302)和進氣門（實 線曲線304)的氣門正時。如說明的，可以剛好在做功行程的末尾處活塞下觸底反彈時打開 排氣門。然后排氣門可以在活塞完成排氣行程時關閉、保持打開至少直到已經(jīng)開始隨后的 進氣行程。類似地，可以在開始進氣行程時或之前打開進氣門，并且可以保持打開至少直到 已經(jīng)開始隨后的壓縮行程。
[0077] 由于排氣門關閉和進氣門打開之間的正時差異，對于排氣行程結束之前和進氣行 程開始之后的一小段時間，進氣門和排氣門可以都是打開的。氣門可以都打開的這個時間 段稱為正進氣門排氣門重疊306 (或簡稱為正氣門重疊)，通過曲線302和304相交處的陰 影部分表示。在一個示例中，正進氣門排氣門重疊306可以是發(fā)動機冷起動期間發(fā)動機當 前的默認凸輪位置。
[0078] 在309處，圖譜300描述了可以在發(fā)動機起動時發(fā)動機轉動起動期間使用以減少 發(fā)動機起動排氣PM排放量并且不劣化發(fā)動機燃燒穩(wěn)定性的示例燃料噴射模型。本發(fā)明中， 將汽油作為第一燃料(可用于進氣道噴射)而將E85作為第二燃料(可用于直接噴射)運轉時 使用該噴射模型。特別地，圖譜300描述了自發(fā)動機起動起的第一燃燒事件期間使用的示 例燃料噴射模型。此處，發(fā)動機起動是發(fā)動機冷起動。發(fā)動機控制器配置用于以312處描 述的第一進氣道噴射量（網(wǎng)格線框，P1)向汽缸輸送第一燃料，而以314處描述的第二進氣 行程直接噴射量(斜線條紋框，D2)以及316處描述的第三壓縮行程直接噴射量(斜線條紋 框，D3)輸送第二燃料。第一進氣道噴射量（P1)在第一正時CAD1處進氣道噴射。特別地， 在進氣門關閉事件期間（即在排氣行程期間）進氣道噴射第一部分的第一燃料。然后，通過 多個噴射來直接噴射第二量的第二燃料，包括CAD2處的第一進氣行程噴射和CAD3處的第 二壓縮行程噴射。
[0079] 除了將噴射的燃料量分流為單個進氣道噴射和多個直接噴射之外，可以調(diào)節(jié)火花 點火正時。例如，在僅進氣道噴射期間可以向MBT提前火花正時(未顯示)，比如極端低溫起 動發(fā)動機時。在替代示例中，通過增加（addition)壓縮行程直接噴射可以延遲點火正時(如 318所示)。通過延遲其它汽缸的火花正時同時對給定汽缸進行進氣道噴射，優(yōu)化了催化劑 加熱和排放。
[0080] 這樣，318處描述的對火花正時的調(diào)節(jié)代表對給定汽缸（已經(jīng)描述了該汽缸的氣門 正時和燃料噴射模型）添加燃料期間正在燃燒的（其它）汽缸中執(zhí)行的火花正時調(diào)節(jié)。320 處的矩形實心條顯示了給定汽缸的火花正時并且可以調(diào)節(jié)成接近或處于壓縮行程TDC。
[0081] 在描述的示例中，燃料噴射模型包括將將進氣道噴射的第一燃料：進氣行程直接 噴射的第二燃料：壓縮行程直接噴射的第二燃料的比率設置成30 :35 :35。本發(fā)明中，通過 進氣道噴射具有較低醇含量的第一燃料并直接噴射具有較高醇含量的第二燃料，排氣催化 劑溫度可以迅速增加至起燃溫度，改善了發(fā)動機冷起動時的發(fā)動機性能。此外，將直接噴射 分流成至少第一進氣行程噴射和至少第二壓縮行程噴射，能達到催化劑起燃溫度并且不增 加排氣微粒物質（PM)排放和劣化發(fā)動機燃燒穩(wěn)定性。這改善了發(fā)動機起動排放同時還改 善了燃料經(jīng)濟性。
[0082] 在359處，圖譜350描述了發(fā)動機起動時發(fā)動機轉動起動期間可以使用以減少發(fā) 動機起動排氣PM排放量并且不劣化發(fā)動機燃燒穩(wěn)定性的示例燃料噴射模型。本發(fā)明中，將 E10作為第一燃料(可用于進氣道噴射)而將E85作為第二燃料(可用于直接噴射)運轉時使 用該噴射模型。特別地，圖譜350描述自發(fā)動機起動起的第一燃燒事件期間使用的示例燃 料噴射模型。此處，發(fā)動機起動是發(fā)動機冷起動。發(fā)動機控制器配置用于以352處描述的 第一進氣道噴射量（網(wǎng)格線框，P11)向汽缸輸送第一燃料，而以354處描述的第二進氣行程 直接噴射量(斜線條紋框，D12)以及356處描述的第三壓縮行程直接噴射量(斜線條紋框， D13)輸送第二燃料。在第一正時CAD11處進氣道噴射第一進氣道噴射量（P11)。特別地， 在進氣門關閉事件期間（即排氣行程期間）進氣道噴射第一部分的第一燃料。隨后，通過包 括CAD12時的第一進進氣行程噴射和CAD13時的第二壓縮行程噴射的多個噴射來直接噴射 第二量的第二燃料。
[0083] 此時，由于第一燃料和第二燃料的醇含量之間的差異較低，增加進氣道噴射的第 一燃料量，也增加在進氣行程中直接噴射的第二燃料量，相應地減少在壓縮行程中直接噴 射的第二燃料量。
[0084] 除了將噴射的燃料量分流為單個進氣道噴射和多個直接噴射之外，還可以調(diào)節(jié)火 花點火正時。例如，在僅進氣道噴射期間(未顯示，比如在極端低溫時起動發(fā)動機時)可以朝 MBT提前火花正時。在替代示例中，通過增加壓縮行程直接噴射部分(如358處顯示的）可 延遲火花，與（圖譜300示例中)燃料之間的醇含量差異較高時相比應用的火花延遲量更小。
[0085] 這樣，358處描述的對火花正時的調(diào)節(jié)代表對給定汽缸（已經(jīng)描述了該汽缸的氣門 正時和燃料噴射模型）添加燃料期間正在燃燒的（其它）汽缸中執(zhí)行的火花正時調(diào)節(jié)。370 處的矩形實心條顯示了給定汽缸的火花正時并且可以調(diào)節(jié)成處于壓縮行程TDC或者更提 前。例如，當?shù)谝蝗剂虾偷诙剂系拇己康牟町愝^低時，接收燃料的汽缸的火花正時可以 設置為TDC前10度。將火花正時設置為更早，可以允許更多時間來汽化并混合壓縮行程直 接噴射的燃料并改善起動性能。由于壓縮行程噴射的燃料量已經(jīng)增加，所以這是有必要的。 [0086] 在描述的示例中，燃料噴射模型包括將進氣道噴射的第一燃料：進氣行程直接噴 射的第二燃料：壓縮行程直接噴射的第二燃料的比率設置為35 :35 :30。本發(fā)明中，通過進 氣道噴射具有較低醇含量的第一燃料并直接噴射具有較高醇含量的第二燃料，排氣催化劑 溫度能迅速增加至起燃溫度，改善了發(fā)動機冷起動時的發(fā)動機性能。此外，將直接噴射分流 為至少第一進氣行程噴射和至少第二壓縮行程噴射，可以達到催化劑起燃溫度并且不增加 排氣微粒物質（PM)排放和劣化發(fā)動機燃燒穩(wěn)定性。這改善了發(fā)動機起動排放同時還改善 了燃料經(jīng)濟性。
[0087] 現(xiàn)在轉向圖4,圖譜400顯示燃料噴射模型從發(fā)動機起動和轉動起動期間應用的 第一燃料噴射模型轉變?yōu)榘l(fā)動機怠速控制期間應用的第二燃料噴射模型的示例。基于第一 燃料(可用于進氣道噴射）的醇含量相對于第二燃料(可用于直接噴射）的醇含量來改變在 其間繼續(xù)第一燃料噴射模型的并且在其之后發(fā)起第二燃料噴射模型的汽缸燃燒事件的數(shù) 量。特別地，401處描述的第一轉變用于配置有將汽油作為進氣道噴射的第一燃料而將E85 作為直接噴射的第二燃料的多燃料發(fā)動機系統(tǒng)。402處描述的第二轉變用于配置有將E10 作為進氣道噴射的第一燃料而將E85作為直接噴射的第二燃料的多燃料發(fā)動機系統(tǒng)。所有 噴射模型都是隨時間描述的，燃燒事件數(shù)量沿X軸增加。
[0088] 轉到圖譜401，通過柱狀圖描述了汽油作為第一燃料而E85作為第二燃料時使用 的第一燃料噴射模型，其中進氣道噴射的第一燃料通過交叉斜線框表示、進氣行程直接噴 射的第二燃料通過斜線條紋框表示而壓縮行程直接噴射的第二燃料通過堅直條紋框表示。 在描述的示例中，起動時第一燃燒事件(事件1)使用的燃料噴射模型包括將進氣道噴射的 第一燃料：進氣行程直接噴射的第二燃料：壓縮行程直接噴射的第二燃料比率設置為30 : 35 :35。針對從第一燃燒事件（1)起的多個燃燒事件繼續(xù)第一噴射模型，燃燒事件的數(shù)量基 于第二燃料的醇含量相對于第一燃料的醇含量。其中，響應于第一和第二燃料的醇含量之 間較大的差異，針對較大數(shù)量(此處燃燒事件數(shù)量高達21)的燃燒事件繼續(xù)第一噴射模型。 達到閾值數(shù)量(此處為21)的汽缸燃燒事件之后，燃料噴射模型轉變?yōu)榫哂袃H在壓縮行程 直接噴射的較大比例的第二燃料并且相應地進氣道噴射較少部分的第一燃料的第二燃料 噴射模型。特別地，達到閾值數(shù)量的燃燒事件之后轉變的燃料噴射模型包括將進氣道噴射 的第一燃料：進氣行程直接噴射的第二燃料：壓縮行程直接噴射的第二燃料的比率設置為 35 ：0 ：65〇
[0089] 轉向圖譜402,通過柱狀圖描述了當E10作為第一燃料而E85作為第二燃料時使用 的第一燃料噴射模型，其中進氣道噴射的第一燃料通過交叉斜線框表示、進氣行程直接噴 射的第二燃料通過斜線條紋框表示而壓縮行程直接噴射的第二燃料通過堅直條紋框表示。 在描述的示例中，第一燃燒事件(事件1)使用的燃料噴射模型包括將進氣道噴射的第一燃 料：進氣行程直接噴射的第二燃料：壓縮行程直接噴射的第二燃料的比率設置為30 :0 :70。 隨后針對從第一燃燒事件（1)起的多個燃燒事件繼續(xù)第一噴射模型，燃燒事件的數(shù)量基于 第二燃料的醇含量相對于第一燃料的醇含量。此處，響應于第一和第二燃料的醇含量之間 的較小差異，針對較大數(shù)量的燃燒事件(此處，高達24個事件)繼續(xù)第一噴射模型。達到閾值 數(shù)量(此處為24)的汽缸燃燒事件之后，燃料噴射模型轉變?yōu)榫哂袃H在壓縮行程直接噴射更 大部分的第二燃料并相應地進氣道噴射更小部分第一燃料的第二燃料噴射模型。特別地， 閾值數(shù)量的燃燒事件之后轉變的燃料噴射模型包括將進氣道噴射的第一燃料：進氣行程直 接噴射的第二燃料：壓縮行程直接噴射的第二燃料的比率設置為30 :20 :50。
[0090] 這樣，基于燃料的相對醇含量通過改變繼續(xù)發(fā)動機起動燃料噴射模型(包括進氣 道噴射醇含量較低的第一燃料并分流直接噴射醇含量較高的第二燃料）的燃燒事件數(shù)量， 可以優(yōu)化排放、燃燒穩(wěn)定性和微粒物質。隨著每種燃料的醇含量增加，可能需要更嚴格的校 準控制來保持發(fā)動機起動性能，但是煙粒負荷將受到更少限制。
[0091] 現(xiàn)在轉向圖5,圖譜500和550顯示了分別可以在發(fā)動機起動期間、轉動起動期間 以及發(fā)動機怠速控制期間使用的示例燃料噴射模型501-504以及551-554。如本說明書詳 細說明的，可以基于自發(fā)動機起動起的燃燒事件數(shù)量并基于可用的第一和第二燃料的相對 醇含量來調(diào)節(jié)噴射模型。噴射模型還可以基于發(fā)動機起動是冷起動還是熱機起動。從而， 每個噴射模型500、550描述了相對于汽缸活塞位置的噴射正時?；诎l(fā)動機循環(huán)中汽缸活 塞在任何時候的位置，可以在進氣行程（I)、壓縮行程（C)、做功行程（P)或排氣行程（E)向 汽缸噴射燃料。噴射模型進一步描述是通過進氣道噴射(交叉線框)、單個或多個噴射(斜線 框）或兩者來噴射燃料。此外，噴射模型描述是否同時執(zhí)行任何火花正時調(diào)節(jié)(例如使用火 花延遲)。圖譜500描述當多燃料發(fā)動機系統(tǒng)將進氣道噴射的汽油作為第一燃料而將直接噴 射的E85作為第二燃料運轉時發(fā)動機起動和轉動起動期間和之后使用的示例噴射模型，而 圖譜550描述當多燃料發(fā)動機系統(tǒng)將進氣道噴射的E10作為第一燃料而將直接噴射的E85 作為第二燃料運轉時使用的對應噴射模型。
[0092] 現(xiàn)在轉向示例噴射模型的圖譜500,在501處顯示了可以在發(fā)動機冷起動期間使 用的示例噴射模型。特別地，噴射模型501描述在第一汽缸燃燒事件(事件1)期間向汽缸 噴射燃料。在發(fā)動機冷起動期間，在進氣門關閉事件(即上一個汽缸燃燒事件的排氣行程期 間）期間通過第一進氣道噴射(交叉線框）將第一燃料(此處為汽油）量輸送進汽缸。通過第 一進氣行程直接噴射和第二壓縮行程直接噴射(斜線條紋框）中的每者向汽缸輸送第二量 的第二燃料(此處為E85)。調(diào)節(jié)噴射量使得進氣道噴射量、第一進氣行程噴射量和第二壓縮 行程噴射量彼此相差15%以內(nèi)。在描述的示例中，向汽缸噴射35%的總燃料包括在進氣門 關閉事件期間(例如在排氣行程期間）通過進氣道噴射輸送的第一燃料、另外35%的總燃料 包括通過進氣行程直接噴射輸送的第二燃料、而剩余30%的總燃料噴射包括通過壓縮行程 直接噴射輸送的第二燃料。
[0093] 除將噴射的燃料量分流為單個進氣道噴射和多個直接噴射之外，可以調(diào)節(jié)火花點 火正時。例如，在501處在進氣道噴射期間火花正時(實線矩形條)可以設置成TDC前12度。
[0094] 噴射模型502描述了熱機起動時第一汽缸燃燒事件(事件Γ )期間向汽缸噴射燃 料。例如，熱機起動可以包括從怠速停止再起動發(fā)動機?？商娲?，熱機起動可以包括從發(fā) 動機沒有停機很長時間（并且因此沒有冷卻至環(huán)境溫度）的停機再起動發(fā)動機。在發(fā)動機 熱機起動期間，沒有通過第一進氣道噴射向汽缸噴射第一燃料，而通過直接壓縮噴射(條紋 框)僅噴射第二燃料?？梢哉{(diào)節(jié)噴射量使得進氣道噴射量、第一進氣行程噴射量和第二壓縮 行程噴射量可以是〇%至100%。相比而言，正常環(huán)境溫度時的起動期間可以通過(第一燃料 的)進氣道噴射來輸送40%的總燃料噴射，可以通過進氣行程直接噴射來輸送35%的燃料噴 射，而通過壓縮行程直接噴射來輸送剩余25%的燃料噴射。
[0095] 除發(fā)動機熱機起動期間的單個進氣道噴射之外，可以調(diào)節(jié)火花點火正時。例如，與 正常環(huán)境溫度的TDC前12度相比，在502處火花正時(實心矩形條）可以設置為在TDC處。
[0096] 噴射模型503描述發(fā)動機轉動起動期間以及發(fā)動機起動(熱起動或冷起動)之后特 別是針對自第一汽缸燃燒事件起的多個汽缸燃燒事件(事件2到η)向汽缸噴射燃料。在發(fā) 動機轉動起動期間，在熱機再起動期間燃料噴射轉變?yōu)閷⑤^大部分的第一燃料進氣道噴射 進汽缸而通過進氣/壓縮行程噴射來直接噴射較少部分第二燃料的模型。可以調(diào)節(jié)噴射量 使得進氣道噴射量和直接噴射量彼此相差〇%至100%。在一個示例中，在轉動起動期間可 以通過進氣道噴射來輸送70%的所有燃料噴射，而可以通過壓縮行程直接噴射來輸送另外 30%的所有燃料噴射。
[0097] 除了將噴射的燃料量分為單個進氣道噴射和單個直接噴射之外，可以調(diào)節(jié)火花點 火正時。例如，在503處火花正時(實心矩形條）可以調(diào)節(jié)為TDC前8度。
[0098] 噴射模型504描述發(fā)動機起動和轉動起動之后并且已經(jīng)達到發(fā)動機怠速之后特 別是針對自完成轉動起動起的多個汽缸燃燒事件(事件η到m)可以使用的至汽缸的燃料噴 射。當發(fā)動機正在暖機時在發(fā)動機怠速控制期間，燃料噴射轉變?yōu)檫M氣道噴進汽缸的第一 燃料的量基本近似于通過進氣行程噴射來直接噴射的第二燃料的量的模型。此外，在壓縮 行程期間沒有直接噴射燃料?？梢哉{(diào)節(jié)噴射量使得進氣道噴射量和直接噴射量彼此相差 0%至100%。除了將噴射的燃料量分流為單個進氣道噴射和單個直接噴射之外，可以調(diào)節(jié)火 花點火正時。例如，在504處在進氣道噴射期間火花正時(實心矩形條)可以從MBT延遲40 度。
[0099] 現(xiàn)在轉向示例噴射模型的圖譜550,551處顯示了在發(fā)動機冷起動期間可以使用 的示例噴射模型。特別地，噴射模型551描述了在第一汽缸燃燒事件(事件1)期間向汽缸 噴射燃料。在發(fā)動機冷起動期間，在進氣門關閉事件期間（即在上個汽缸燃燒事件的排氣期 間）通過第一進氣道噴射（網(wǎng)格線框）將第一量的第一燃料(此處是汽油）輸送進汽缸。通過 第一進氣行程直接噴射和第二壓縮行程直接噴射(斜線條紋框）中的每者向汽缸輸送第二 量的第二燃料(此處為E85)。調(diào)節(jié)噴射量使得進氣道噴射量、第一進氣行程噴射量和第二壓 縮行程噴射量彼此相差15%以內(nèi)。在描述的不例中向汽缸噴射的25%的總燃料包括在進氣 門關閉事件期間(例如排氣行程期間）通過進氣道噴射來輸送的第一燃料，另外35%的總燃 料噴射包括通過進氣行程直接噴射輸送的第二燃料，而剩余40%的總燃料噴射包括通過壓 縮行程直接噴射輸送的第二燃料。
[0100] 除將噴射的燃料量分為流單個進氣道噴射和多個直接噴射之外，可以調(diào)節(jié)火花點 火正時。例如，在551處在進氣道噴射期間火花正時(實線矩形條)可以設置為TDC前12度。
[0101] 噴射模型552描述熱機起動時第一汽缸燃燒事件(事件Γ )期間向汽缸噴射燃料。 例如，熱機起動可以包括從怠速停止再起動發(fā)動機?？商娲?，熱機起動可以包括從發(fā)動機 沒有停機很長時間（并且因此沒有冷卻至環(huán)境溫度)的停機再起動發(fā)動機。在發(fā)動機熱機起 動期間，沒有通過第一進氣道噴射向汽缸噴射第一燃料，而僅通過壓縮行程直接噴射(條紋 框)噴射第二燃料?？梢哉{(diào)節(jié)噴射量使得進氣道噴射量、第一進氣行程噴射量和第二壓縮行 程噴射量可以是〇%至100%。相比而言，正常環(huán)境溫度時的起動期間可以通過進氣道噴射 (第一燃料)來輸送20%的總燃料噴射，可以通過進氣行程直接噴射來輸送30%的燃料噴射， 而通過壓縮行程直接噴射來輸送剩余50%的燃料噴射。
[0102] 除發(fā)動機熱機起動期間的單個進氣道噴射之外，可以調(diào)節(jié)火花點火正時。例如，與 正常環(huán)境溫度的TDC前12度相比，在552處火花正時(實線矩形條）可以設置為在TDC處。
[0103] 噴射模型553描述顯示了在發(fā)動機轉動起動期間以及發(fā)動機起動(熱機起動或冷 起動）之后特別是針對自第一汽缸燃燒事件起的多個汽缸燃燒事件(事件2到η)向汽缸噴 射燃料。在發(fā)動機轉動起動期間，在熱機再起動期間燃料噴射轉變?yōu)閷⑤^大部分的第一燃 料進氣道噴射進汽缸而通過進氣/壓縮行程噴射來直接噴射較少部分第二燃料的模型?？?以調(diào)節(jié)噴射量使得進氣道噴射量和直接噴射量彼此相差〇%至100%。在一個示例中，在轉 動起動期間可以通過進氣道噴射來輸送60%的總燃料噴射，而通過壓縮行程直接噴射另外 40%的總燃料噴射。
[0104] 除了將噴射的燃料量分為單個進氣道噴射和單個直接噴射之外，可以調(diào)節(jié)火花點 火正時。例如，在553處火花正時(實心矩形條）可以調(diào)節(jié)為TDC前12度。
[0105] 噴射模型554描述發(fā)動機起動和轉動起動之后并且已經(jīng)達到發(fā)動機怠速之后特 別是針對自完成轉動起動起的多個汽缸燃燒事件(事件η到m)可以使用的示例噴射模型。 當發(fā)動機正在暖機時在發(fā)動機怠速控制期間，燃料噴射轉變?yōu)檫M氣道噴進汽缸的第一量的 第一燃料基本近似于通過進氣行程噴射來直接噴射的第二量的第二燃料的模型。此外，在 壓縮行程期間沒有直接噴射燃料?？梢哉{(diào)節(jié)噴射量使進氣道噴射量和直接噴射量彼此之間 相差0%至100%。除了將噴射的燃料量分為單個進氣道噴射和直接噴射之外，可以調(diào)節(jié)火 花點火正時。例如，在554處在進氣道噴射期間火花正時(實心矩形條)可以從MBT延遲40 度。
[0106] 通過比較噴射模型圖譜500和噴射模型圖譜550可以看出，隨著第一燃料和第二 燃料的醇含量之間的差異增加可以增加進氣道燃料噴射百分比。
[0107] 應理解，雖然圖3-5中的示例針對不同醇含量的燃料描述燃料噴射模型，但是相 同的趨勢也可以應用于針對不同揮發(fā)度的燃料的燃料噴射模型，其中隨著第二燃料(相對 于第一燃料）的相對揮發(fā)度的增加進氣燃料噴射第一燃料與直接噴射第二燃料的第一比率 減小，而隨著第二燃料醇含量的增加進氣行程直接噴射的燃料與壓縮行程直接噴射的燃料 的第二比率減小。
[0108] 這樣，基于可用燃料的特性來調(diào)節(jié)直接噴射器和進氣道噴射器之間的發(fā)動機燃料 噴射量，可以更好地平衡燃料。還基于汽缸燃燒事件數(shù)量和催化劑溫度來調(diào)節(jié)噴射，可以利 用直接噴射(較高醇含量燃料）的燃料效率和功率輸出的優(yōu)點以及進氣道噴射(更低醇含量 燃料）的更快加熱催化劑的優(yōu)點，這些都不劣化排氣排放。同時使用進氣道和直接噴射燃 料系統(tǒng)的組合提升了極端較冷和較熱狀況時發(fā)動機起動性能的穩(wěn)健度。此外，正常環(huán)境溫 度時，同時使用進氣道和直接噴射的具有變化醇含量多燃料的燃料系統(tǒng)的組合能優(yōu)化排放 (特別是微粒排放物)。這樣，使用渦輪增壓和直接噴射的高效發(fā)動機能增加微粒排放物。從 而，在發(fā)動機起動期間通過同時使用進氣道和直接噴射燃料系統(tǒng)，可以實現(xiàn)催化劑加熱和 發(fā)動機暖機同時實現(xiàn)發(fā)動機和動力系(包括渦輪增壓發(fā)動機配置）較低的PM排放。
[0109] 注意各種發(fā)動機和/或車輛系統(tǒng)配置可以使用本說明書中的示例控制和估算程 序。本說明書中描述的具體程序可以代表任意數(shù)量的處理策略（比如事件驅動、中斷驅動、 多任務、多線程等)中的一個或多個。這樣，所說明的多個步驟、操作或者功能可以按說明的 序列、并行執(zhí)行，或在某些情況下有所省略。同樣，處理的順序不是實現(xiàn)本說明書中描述的 示例實施例的特征和優(yōu)點所必須的，而是為了便于說明和描述。取決于使用的特定策略，可 以重復執(zhí)行說明的一個或多個步驟或功能。此外，描述的步驟可以形象地代表編入發(fā)動機 控制系統(tǒng)中計算機可讀的存儲媒介的代碼。
[0110] 應進一步理解，本說明書中的配置和程序在本質上是示例，并且這些具體實施例 不應當認為是限制，因為還可以有多種變型。例如，上述技術可以應用到V6、I4、I6、V12ji 置4缸和其它類型的發(fā)動機上。本發(fā)明的主題包括各種系統(tǒng)和配置（以及本發(fā)明公開的其 它特征、功能和/或特性）的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合。
[0111] 權利要求特別指出了某些認為是新穎的非顯而易見的組合和子組合。這些權利要 求可提及"一個"要素或"第一"要素或其等同物。這樣的權利要求應該理解為包括一個或 多個這樣的要素的合并，既不要求也不排除兩個或更多這樣的要素。公開的特征、功能、要 素和/或屬性的其它組合和子組合可通過修改當前的權利要求或在本申請或相關申請里 通過正式提交的新權利要求來要求保護。這樣的權利要求，不管在保護范圍上和原始權利 要求相比是寬、窄、同樣的或不同的，也認為包括在本發(fā)明所公開的主題中。
【權利要求】
1. 一種運轉發(fā)動機的方法，包含： 自發(fā)動機起動起的第一燃燒事件期間， 在進氣門關閉事件期間進氣道噴射第一量的第一燃料；以及 通過所述第一燃燒事件的多個噴射來直接噴射第二量的第二燃料，所述第一燃料的醇 含量低于所述第二燃料的醇含量。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一燃料是汽油而所述第二燃料是 汽油-乙醇混合物。
3. 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一進氣道噴射量與所述第二直接 噴射量的第一比率基于所述第一燃料和所述第二燃料中每者的醇含量。
4. 根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，隨著所述第二燃料的醇含量相對于所述 第一燃料的醇含量增加，所述第一比率減小。
5. 根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一比率進一步基于所述發(fā)動機的 煙粒負荷、排氣催化劑溫度和發(fā)動機溫度中的一者或多者。
6. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，通過多個噴射來直接噴射所述第二量的 第二燃料包括至少通過進氣行程噴射和壓縮行程噴射來噴射所述第二量。
7. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一進氣道噴射量、所述進氣行程噴 射量和所述壓縮行程噴射量彼此相差0%至100%。
8. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述第二燃料的醇含量以及排氣催 化劑溫度、發(fā)動機溫度和所述發(fā)動機的煙粒負荷中的一者或多者調(diào)節(jié)所述進氣行程噴射量 相對于壓縮行程噴射量的第二比率，所述第二比率隨著所述第二燃料的醇含量增加而減 小。
9. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，第一和第二比率中的每者進一步基于自 發(fā)動機起動起的燃燒事件數(shù)量。
10. 根據(jù)權利要求5所述的方法，進一步包含，基于發(fā)動機起動時排氣催化劑溫度和發(fā) 動機溫度來延遲火花正時。
【文檔編號】F02D19/06GK104100395SQ201410123219
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權日:2013年4月1日
【發(fā)明者】G·蘇爾尼拉, S·施羅德, P·C·莫伊萊寧, E·克蘭吉爾, T·A·瑞帕薩 申請人:福特環(huán)球技術公司