用於提前點火控制的方法和系統與流程

2023-05-13 04:25:16 1

本說明書總體涉及用於控制車輛發動機以減少提前點火(pre-ignition)事件的方法和系統。

背景技術：

在某些工況下，發動機汽缸會失火(misfire)或者具有緩慢的燃燒。這些失火或緩慢燃燒能夠增加在凸輪或氣門重疊期間進入相鄰汽缸的熱殘餘物。當發生這種情況時，熱殘餘物能夠使得失火引起在相鄰汽缸內的提前點火。提前點火能夠生成非常高的缸內壓力，這能夠導致類似於燃燒爆震的燃燒壓力波，但是具有更大的強度。

並且，在升壓發動機中，其中燃燒晚於預期的後期燃燒(late combustion)事件也能夠導致提前點火燃燒事件。具體地，該後期燃燒能夠導致高的排氣歧管壓力和溫度，以及高於預期的排氣殘餘物。該升高的排氣歧管壓力能夠克服排氣門彈簧壓力並且潛在地打開在相鄰汽缸上的排氣門，從而用熱排氣殘餘物填充汽缸，並且增加相鄰汽缸中的提前點火的可能性。該問題在小體積排氣歧管中可加劇，諸如可以用於渦輪增壓發動機系統中以使扭矩時間最小化。由此，提前點火事件能夠降低發動機性能並引起發動機退化。

已經開發了各種方法來減少此類後期燃燒誘發的提前點火事件。Glugla等人在US20150167573中示出了一種示例方法。其中，響應於第一汽缸中的失火事件或後期燃燒事件，確定最可能接收來自第一汽缸的熱殘餘物的第二鄰近汽缸。然後，在第二汽缸中誘發提前點火之前在其中預先執行一個或多個提前點火減輕動作。

然而，本文的發明人已經識別到使用此方法的潛在問題。作為示例，基於在後期燃燒期間的排氣壓力峰值的實際位置、大小和正時，獲得熱殘餘物的汽缸的特性可以不同。例如，Glugl的方法可以依賴於平均排氣壓力來識別接收殘餘物的汽缸。然而，由於排氣壓力脈動，排氣壓力的瞬時值可以顯著不同於平均壓力，從而導致在識別殘餘物接收汽缸方面誤差。還有其他變量諸如發動機轉速、火花正時和氣門正時事件能夠影響在生成和釋放來自第一汽缸的熱殘餘物與在第二汽缸中非預期地接收熱殘餘物之間引發的輸送延遲。作為另一示例，Glugla的方法可以在第二汽缸上施加比基於在汽缸中實際接收的殘餘物的量所保證的更有力的提前點火減輕動作(諸如，減輕富化的較高豐富度的提前點火，或較長的富化持續時間)。因此，燃料經濟性可退化。

技術實現要素：

本文的發明人已經認識到，通過對汽缸的排氣門事件期間的汽缸排氣壓力進行採樣來確定用於每個汽缸的排氣壓力分布圖，可以更準確地識別何時和何處釋放殘餘物，該殘餘物有多少和多熱，以及哪些汽缸將受那些殘餘物的影響。在一個示例中，上述問題可以通過用於解決發動機中的提前點火的方法而至少部分地得到解決，該方法包括：響應於在汽缸中接收或生成的殘餘物的量，指示在汽缸中即將發生的提前點火，殘餘物的量基於排氣壓力和進氣歧管壓力；以及基於該指示並且進一步基於殘餘物的量調節汽缸的燃料供給(fueling)。以這種方式，可以減少失火和後期燃燒誘發的提前點火事件。

作為示例，通過在相應的排氣門事件期間對每個汽缸的排氣壓力(在排氣道處所估計的)進行採樣可以確定每個汽缸的排氣壓力分布圖。該分布圖可以包括針對排氣門事件期間的每個點的瞬時排氣壓力估計值，以及峰值排氣壓力和平均排氣壓力。基於每個汽缸的排氣壓力分布圖，發動機控制器可以確定是否已經發生汽缸失火事件或後期燃燒事件。另外，通過將排氣壓力與進氣歧管壓力進行比較，控制器可以確定從失火/後期燃燒的汽缸釋放的殘餘物的量、位置和溫度。基於發動機配置、汽缸點火順序和每個汽缸的氣門正時，可以識別可能接收殘餘物的汽缸。然後，基於所釋放的殘餘物的量和溫度，控制器可以進一步確認殘餘物是否將被接收在所識別的汽缸中(諸如，通過將殘餘物生成的力與壓低氣門座的彈簧的力進行比較)。如果殘餘物被接收，則響應於所接收的殘餘物的溫度和量，可以調節要在所識別的汽缸中執行的提前點火減輕動作。另外，可以更新在殘餘物釋放和接收汽缸中的內部EGR估計值，從而允許對汽缸操作參數諸如火花正時和外部EGR進行相應調節。

以這種方式，通過估計每個發動機汽缸中的排氣壓力脈動，可以更準確地確定從汽缸釋放以及在另一汽缸中接收的排氣殘餘物的量。依賴於在汽缸排氣門事件期間的瞬時和峰值排氣壓力估計值而非平均排氣壓力的技術效果在於，可以提供更高的信噪比，從而改進失火或後期燃燒汽缸的識別，以及受到從失火或後期燃燒汽缸釋放的殘餘物影響的其他汽缸。通過在被識別為接收殘餘物的汽缸中執行提前點火減輕調節，可以更好地解決後期燃燒/失火誘發的提前點火。基於在其中接收的殘餘物的量和溫度調節受影響汽缸中的燃料和/或火花的技術效果在於，可以在不使燃料經濟性降低的情況下解決提前點火。具體地，燃料和火花調節可基於殘餘物更準確地與預期的提前點火程度匹配。更進一步地，通過依賴於用於失火檢測的排氣壓力分布圖，可存在更少的失火的誤報指示。總體上，能夠減少由於失火和後期燃燒誘發的提前點火造成的發動機退化。

應當理解，提供以上發明內容是以簡化形式介紹在具體實施方式中進一步描述的所選概念。這並不意味著確立所要求保護的主題的關鍵或必要特徵，其範圍由具體實施方式之後的權利要求唯一地限定。此外，所要求保護的主題不限於解決以上或在本公開的任何部分中所提到的任何缺點的實施方式。

附圖簡述

圖1示出內燃機的示意圖。

圖2至圖3示出汽缸的不同示例氣門正時。

圖4示出示例預測汽缸排氣壓力。

圖5示出用於基於排氣壓力分布圖識別來自失火汽缸的殘餘物的釋放和鄰近汽缸中的殘餘物的接收的示例方法的高級流程圖。

圖6示出根據本公開的由於從後期燃燒或失火汽缸接收的殘餘物而造成的鄰近汽缸中的排氣門打開的示例性識別，以及火花正時和燃料噴射的示例調節。

具體實施方式

以下描述涉及用於響應於鄰近汽缸中的後期燃燒或失火檢測汽缸中的熱殘餘物的遞送、並且調節到受影響汽缸的火花和/或燃料噴射以便減少後期燃燒或失火誘發的提前點火事件的系統和方法。在配置有小排氣歧管的發動機中，諸如圖1的發動機系統，來自第一汽缸中的後期燃燒事件的排氣殘餘物能夠提高排氣歧管壓力，使得殘餘物被強制接收在第二鄰近汽缸中。發動機控制器可以經配置監測如基於氣門正時(圖2至圖3)所確定的排氣門事件期間的每個汽缸的排氣壓力，以確定相應的排氣壓力分布圖，如圖4所示。基於排氣壓力分布圖，控制器可以執行控制程序，諸如圖4的示例程序，以識別從第一失火/後期燃燒汽缸生成和釋放的殘餘物的量和溫度，以及在第二鄰近汽缸處接收的殘餘物的量和溫度。控制器還可以調節與在第二汽缸中接收的殘餘物的量和溫度相對應的到第二汽缸的火花和/或燃料噴射，這也基於排氣壓力分布圖來確定。參考圖6描述示例殘餘物分布圖和燃料噴射調節。以這種方式，可以減少由於提前點火事件造成的發動機退化。

圖1為示出多缸發動機10的一個汽缸的示意圖，多缸發動機10可以包括在汽車的推進系統中。發動機10可以至少部分地由包括控制器12的控制系統，以及通過自車輛操作者130經由輸入設備132的輸入進行控制。在該示例中，輸入設備132包括加速器踏板和用於生成成比例踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發動機10的燃燒室(即，汽缸)30可以包括燃燒室壁136，其中活塞138定位在燃燒室壁136中。活塞138可聯接到曲軸140，使得活塞的往復運動轉化為曲軸的旋轉運動。曲軸140可以經由中間變速器系統聯接到車輛的至少一個驅動輪。進一步地，起動馬達可以經由飛輪聯接到曲軸140，以啟用發動機10的起動操作。

汽缸30能夠經由一系列進氣通道142、144和146接收進氣。進氣通道146還能夠與汽缸30之外的發動機10的其他汽缸連通。在一些實施例中，進氣通道中的一個或多個可以包括升壓設備，諸如渦輪增壓器或機械增壓器。例如，圖1示出配置有渦輪增壓器的發動機10，渦輪增壓器包括布置在進氣通道142和進氣通道144之間的壓縮機174，以及沿排氣通道148布置的排氣渦輪176。壓縮機174可經由軸180至少部分地由排氣渦輪176提供動力，其中升壓設備被配置為渦輪增壓器。然而，在其他示例中，諸如在發動機10設有機械增壓器的情況下，可以可選地省略排氣渦輪176，其中壓縮機174可以由來自馬達或發動機的機械輸入提供動力。可以沿發動機的進氣通道提供包括節流板164的節氣門20用於改變提供至發動機汽缸的進氣的流速和/或壓力。例如，節氣門20可以設置在壓縮機174的下遊，如圖1所示，或者另選地可以被提供在壓縮機174的上遊。

除汽缸30之外，排氣通道148還能夠接收來自發動機10的其他汽缸的排氣。在一個示例中，排氣通道148可以接收來自發動機10的所有汽缸的排氣。然而，在一些實施例中，來自一個或多個汽缸的排氣可以被引導至第一排氣通道，而來自一個或多個其他(剩餘的)汽缸的排氣可以被引導至第二不同的排氣通道，然後該不同的排氣通道進一步向下遊會聚，處於或超過排氣排放控制設備。排氣傳感器128被示出聯接到排放控制設備178上遊的排氣通道148。傳感器128可以從用於提供排氣空燃比指示的各種合適的傳感器中選擇，諸如例如線性氧傳感器或UEGO(通用或寬域排氣氧)、雙態氧傳感器或EGO(如圖所示)、HEGO(熱EGO)、NOx、HC或CO傳感器。排放控制設備178可以是三元催化劑(TWC)、NOx捕集器，各種其他排放控制設備或其組合。

排氣溫度可以通過位於排氣通道148中的一個或多個溫度傳感器(未示出)來估計。另選地，排氣溫度可以基於發動機工況諸如轉速、負荷、空燃比(AFR)、火花延遲等來推斷。進一步地，排氣溫度可以通過一個或多個排氣傳感器128計算。可以理解，排氣溫度可以另選地通過本文列出的溫度估計方法的任何組合來估計。

發動機10的每個汽缸可以包括一個或多個進氣門和一個或多個排氣門。例如，汽缸30被示出包括位於汽缸30的上部區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，發動機10中的每個汽缸(包括汽缸30)可以包括位於該汽缸的上部區域的至少兩個進氣提升閥和至少兩個排氣提升閥。

進氣門150可由控制器12經由凸輪致動系統151的凸輪致動來控制。類似地，排氣門156可由控制器12經由凸輪致動系統153控制。凸輪致動系統151和凸輪致動系統153可各自包括一個或多個凸輪，並且可以利用可以通過控制器12操作的凸輪廓線變換(CPS)系統、可變凸輪正時(VCT)系統、可變氣門正時(VVT)系統和/或可變氣門升程(VVL)系統中的一個或多個以改變氣門操作。進氣門150和排氣門156的位置可以分別由氣門位置傳感器155和氣門位置傳感器157確定。在另選實施例中，進氣門和/或排氣門可由電動氣門致動來控制。例如，汽缸30可以另選地包括經由電動氣門致動控制的進氣門和經由包括CPS和/或VCT系統的凸輪致動控制的排氣門。在其他實施例中，進氣門和排氣門可以由共同的氣門致動器或致動系統，或可變氣門正時致動器或致動系統來控制。

汽缸30可以具有壓縮比，其為當活塞138處於底部中心對處於頂部中心時的容積比。通常，壓縮比在9∶1到10∶1的範圍內。然而，在使用不同燃料的一些示例中，壓縮比可以增加。這可發生在例如當使用較高辛烷值燃料或使用具有較高潛在汽化焓的燃料時。如果使用直接噴射，則由於其對發動機爆震的影響，壓縮比也可以增加。

在一些實施例中，發動機10的每個汽缸可以包括用於啟動燃燒的火花塞192。在選擇的操作模式下，點火系統190能夠響應於來自控制器12的火花提前信號SA，經由火花塞192向燃燒室30提供點火火花。如本文所討論的，響應於由於在第一汽缸中的後期燃燒或失火而生成的殘餘物，可以在接收來自第一汽缸的排氣殘餘物的第二鄰近汽缸中禁用點火火花，以便預先制止在第二汽缸中即將發生的提前點火。

排氣壓力傳感器123定位在排氣離開汽缸30的排氣通道或排氣埠(port)中。排氣壓力傳感器123可定位在汽缸蓋149內或排氣歧管148中。在一個示例實施例中，諸如發動機經配置用於將高壓EGR從排氣裝置再循環到發動機進氣裝置，排氣壓力傳感器123可以用於測量被再循環的高壓EGR的量。在另一示例中，排氣壓力傳感器123可以用於推斷下遊排放控制設備諸如下遊汽油微粒過濾器的負荷。如本文詳細描述的，排氣壓力傳感器123還可以用於在氣門事件期間對汽缸的排氣壓力進行採樣，並且推斷從汽缸生成和釋放的，以及在汽缸中從失火或後期燃燒汽缸接收的殘餘物的量。

在所有汽缸共享共同排氣歧管的一個示例中，單個排氣壓力傳感器123可以位於該排氣歧管中在具有來自所有汽缸的足夠信噪比的位置中。在其他示例中，諸如在發動機包括分叉或分開的排氣歧管(諸如，在雙渦形渦輪增壓發動機系統上的排氣歧管)的情況下，排氣壓力傳感器123可以聯接在每個獨立的排氣路徑中，並且可以經配置估計來自於/到僅與給出的排氣支路或路徑連通的汽缸的排氣殘餘物。在其他示例中，排氣壓力傳感器123可以聯接每個汽缸，從而提供更高的信噪比和更少的傳輸延遲時間的優點。

在一些實施例中，發動機10的每個汽缸可以配置有一個或多個用於向其提供燃料的燃料噴射器。作為非限制性示例，汽缸30被示出為包括一個燃料噴射器166。燃料噴射器166被示出為直接聯接到汽缸30，用於經由電子驅動器168將與接收自控制器12的脈衝寬度信號FPW成比例的燃料直接噴射在汽缸30中。以這種方式，燃料噴射器166將燃料以所謂的燃料的直接噴射(在下文也被稱為「DI」)將燃料提供到燃燒汽缸30中。儘管圖1示出噴射器166作為側噴射器，但其也可以位於活塞的頂部，諸如靠近火花塞192的位置。由於一些醇基燃料的揮發性較低，這樣的位置可以改進當使用醇基燃料操作發動機時的混合和燃燒。另選地，噴射器可以位於進氣門的頂部和附近以改進混合。應當理解，在另選實施例中，噴射器166可以為將燃料提供到汽缸30上遊的進氣道中的進氣道噴射器。

應當理解，在又一實施例中，可以通過經由兩個噴射器(直接噴射器166和進氣道噴射器)噴射可變的燃料共混物或爆震/提前點火抑制流體，以及改變來自每個噴射器的相對的噴射量來操作發動機。

燃料可以經由包括燃料箱、燃料泵和燃料軌的高壓燃料系統80遞送到燃料噴射器166。另選地，燃料可以通過單級燃料泵以較低壓力遞送，在這種情況下，在壓縮衝程期間，直接燃料噴射的正時可以比如果使用高壓燃料系統更受限制。進一步地，儘管未示出，但燃料箱可以具有向控制器12提供信號的壓力傳感器。

在汽缸的單個發動機循環期間，燃料可以通過(一個或多個)噴射器遞送到汽缸。進一步地，從(一個或多個)噴射器遞送的燃料的分布和/或相對量可以隨工況而變化。例如，該分布可以隨汽缸充氣的變化率、異常汽缸燃燒事件的性質(諸如，是否存在汽缸失火事件、爆震事件或提前點火事件)而變化。此外，對於單次燃燒事件，每個循環可以執行所遞送的燃料的多次噴射。多次噴射可在壓縮衝程、進氣衝程或其任何適當組合期間執行。

如上所述，圖1僅示出多缸發動機的一個汽缸。由此，每個汽缸可以類似地包括其自身的一組進氣門/排氣門、(一個或多個)燃料噴射器、火花塞等。

在燃料系統80中的燃料箱可保持具有不同質量諸如不同成分的燃料或爆震/提前點火抑制流體。這些差異可以包括不同的醇含量、不同的水含量、不同的辛烷值、不同的汽化熱、不同的燃料共混物和/或其組合等。在一個示例中，具有不同醇含量的燃料或爆震/提前點火抑制流體可以包括為汽油的一種燃料，為乙醇或甲醇的另一種燃料。在另一示例中，發動機可使用汽油作為第一物質和含燃料共混物的醇諸如E85(其為大約85％的乙醇和15％的汽油)或M85(其為大約85％的甲醇和15％的汽油)作為第二物質。其他含燃料的醇可以是醇和水的混合物、醇的混合物、水和汽油的混合物等。在另一示例中，兩種燃料均可以是醇混合物，其中第一燃料可以是相比於具有較大醇比的第二燃料的汽油醇共混物具有較低醇比的汽油醇共混物，諸如作為第一燃料的E10(其為大約10％的乙醇)和作為第二燃料的E85(其為大約85％的乙醇)。在另一示例中，流體中的一種可以包括水，而其他流體為汽油或醇共混物。此外，第一燃料和第二燃料也可以在其他燃料質量方面有所不同，諸如溫度、粘度、辛烷值、潛在的汽化焓等的差異。其他提前點火抑制流體還可以包括水、甲醇、清洗流體(其為大約60％的水和40％的甲醇的混合物)等。

此外，存儲在燃料箱中的燃料或提前點火抑制流體的燃料特徵可頻繁地變化。在一個示例中，駕駛員可以在一天用E85再填充燃料箱，在下一天用E10再填充，並且在下一天用E50再填充。因此，在燃料箱再填充中的日常變化能夠導致頻繁變化的燃料成分，從而影響由噴射器166遞送的燃料成分。

發動機10可進一步包括沿發動機的主體(例如，沿著發動機缸體)分布的一個(如圖所示)或多個爆震傳感器90。當被包括時，多個爆震傳感器可以沿發動機缸體對稱地或不對稱地分布。爆震傳感器90可以是加速計、離子傳感器或振動傳感器。在一個示例中，控制器12可以經配置基於一個或多個爆震傳感器90的輸出(例如，信號正時、振幅、強度、頻率等)從汽缸排氣門的強制打開(以及隨後的猛力關閉)中檢測和區分由於異常燃燒事件諸如爆震和提前點火而產生的發動機缸體振動。控制器可以在不同的正時窗口(window)中評估傳感器輸出，這些正時窗口是汽缸特定的並且基於被檢測的振動的性質。例如，由於從後期燃燒汽缸釋放的排氣殘餘物而強制打開汽缸排氣門所產生的振動可以通過在後期燃燒汽缸的打開排氣門事件期間相對較晚的窗口中所感測的爆震傳感器輸出來識別。相比之下，在點火汽缸中發生的異常汽缸燃燒事件可以通過在後期燃燒汽缸的打開排氣門事件期間相對較早的窗口中所感測的爆震傳感器輸出來識別。在一個示例中，估計爆震信號的窗口可以是曲柄角窗口。

在進一步的示例中，控制器12可以經配置基於一個或多個爆震傳感器的輸出(例如，信號正時、振幅、強度、頻率等)以及指示汽缸充氣的參數的變化率諸如歧管壓力(MAP)的變化率、歧管空氣流量(MAF)等來檢測和區分振動的起點。

應當理解，儘管圖1建議使用爆震傳感器感測發動機缸體振動和排氣殘餘物強制進入汽缸中，但在另選示例中，能夠使用其他加速計、振動傳感器或缸內壓力傳感器感測振動。進一步地，加速度計、振動傳感器、缸內壓力傳感器和離子傳感器也可以用於指示汽缸失火事件，並將失火事件與爆震或提前點火事件區分開。

還可基於由壓力傳感器諸如壓力傳感器123所感測的發動機轉速波動和/或汽缸排氣道壓力脈動來指示汽缸失火事件或後期燃燒事件。具體地，可以在排氣門事件期間(而不是在其他正時期間)通過汽缸特定的排氣道壓力傳感器對每個發動機汽缸的排氣壓力脈動進行採樣。基於每個汽缸的所得的排氣壓力分布圖(包括氣門事件期間的瞬時排氣壓力、峰值壓力和平均排氣壓力)，並且進一步基於汽缸氣門正時，控制器可以估計在每個汽缸中生成的殘餘物的量和溫度。通過將所生成的殘餘物的力與將排氣門保持在氣門座上的氣門彈簧的力進行比較，控制器可進一步確定所生成的殘餘物是否有可能強制打開汽缸的關閉的排氣門，並且如果是這樣，則可以確定所釋放的殘餘物的量以及最可能接收那些殘餘物的汽缸。例如，具有打開的進氣門的第二汽缸可接收來自第一汽缸的殘餘物，在第一汽缸中排氣門被強制打開。另外，基於排氣壓力分布圖，控制器可以確定在第二汽缸中接收的殘餘物的溫度，並且調節至第二汽缸的火花和/或燃料，以預先制止由於所接收的殘餘物而即將發生的提前點火。

在發動機操作期間，發動機10內的每個汽缸通常經歷四衝程循環：該循環包括進氣衝程、壓縮衝程、膨脹衝程和排氣衝程。在進氣衝程期間，通常，排氣門156關閉並且進氣門150打開。空氣經由進氣歧管144被引入燃燒室30中，並且活塞138移動到汽缸的底部，以便增大燃燒室30內的容積。本領域技術人員通常將活塞138靠近汽缸底部並且在其衝程結束時(例如，當燃燒室30處於其最大容積時)的位置稱為下止點(BDC)。在壓縮衝程期間，進氣門150和排氣門156關閉。活塞138朝向汽缸蓋移動以便壓縮燃燒室30內的空氣。本領域技術人員通常將活塞138在其衝程結束時並且最靠近汽缸蓋(例如，當燃燒室30處於其最小容積時)的點稱為上止點(TDC)。在下文稱為噴射的過程中，將燃料引入燃燒室中。在下文稱為點火的過程中，所噴射的燃料通過已知的點火裝置諸如火花塞192點燃，從而導致燃燒。在膨脹衝程期間，膨脹的氣體將活塞138推回到BDC。曲軸140將活塞運動轉化成旋轉軸的旋轉扭矩。最後，在排氣衝程期間，排氣門156打開以將燃燒過的空氣-燃料混合物釋放到排氣歧管148，並且活塞返回到TDC。注意，以上僅作為示例示出，並且進氣門和排氣門打開和/或關閉正時可以變化，諸如以提供正氣門重疊或負氣門重疊、進氣門遲關閉或者各種其他示例。

控制器12在圖1中示為微型計算機，其包括微處理器單元(CPU)106、輸入/輸出(I/O)埠108、在該特定示例中示為只讀存儲器晶片(ROM)110的用於可執行程序和校準值的電子存儲介質、隨機存取存儲器(RAM)112、保活存儲器(KAM)114和數據總線。控制器12可以接收來自聯接到發動機10的傳感器的各種信號，除先前討論的那些信號之外，還包括：來自質量空氣流量傳感器122的引入質量空氣流量(MAF)的測量值；排氣道壓力傳感器123，來自聯接到冷卻套筒118的溫度傳感器116的發動機冷卻劑溫度(ECT)；來自聯接到曲軸140的霍爾效應傳感器120(或其他類型)的表面點火感測信號(PIP)；來自節氣門位置傳感器的節氣門位置(TP)；來自傳感器124的絕對歧管壓力信號(MAP)，來自EGO傳感器128的汽缸AFR，以及來自爆震傳感器90和曲軸加速度傳感器的異常燃燒。發動機轉速信號RPM可以由控制器12根據信號PIP生成。來自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號MAP可以用於提供在進氣歧管中的真空或壓力的指示。還有其他傳感器諸如汽缸壓力傳感器、爆震傳感器和/或提前點火傳感器可以聯接到發動機10(例如，聯接到發動機的主體)，以幫助識別異常燃燒事件。控制器12接收來自圖1的各種傳感器的信號，並且基於所接收的信號和存儲在控制器的存儲器上的指令採用圖1的各種致動器調節發動機操作。例如，該控制器可以基於如基於排氣道壓力傳感器123的輸出所估計的汽缸排氣殘餘物分布圖來調節點火火花正時和/或燃料噴射器的脈衝寬度。

存儲介質只讀存儲器110能夠使用表示可由處理器106執行的指令的計算機可讀數據進行編程，用於執行以下描述的方法以及預期但未具體列出的其他變型。

現在參考圖2，其示出說明排氣壓力採樣正時的第一圓形氣門正時圖。圖2所示的氣門正時可以在圖1的系統中實施，並且所說明的採樣時間是根據圖5的方法。

內環202表示用於圖1所示的四衝程發動機的預測進氣門打開正時。外環204表示用於圖1所示的四衝程發動機的預測排氣門打開正時。上止點(TDC)壓縮和排氣位置在豎直線201的頂部處被指示。同樣地，下止點(BDC)進氣和膨脹位置在豎直線201的底部處被指示。進氣門打開表示為IVO，進氣門關閉表示為IVC，排氣門打開表示為EVO，且排氣門關閉表示為EVC。因此，IVO發生在排氣衝程期間，並且進氣門在整個進氣衝程期間保持打開直到壓縮衝程的早期部分為止。EVO發生在膨脹衝程期間，並且排氣門保持打開直到進氣衝程的早期部分為止。在該示例中，EVO為在BDC排氣衝程之前的50°，並且EVC為在TDC排氣衝程之後的19°。IVO為在TDC進氣衝程之前的15°，並且IVC為在BDC進氣衝程之後的35°，其中度數為曲軸轉角。

根據圖5的方法，可以在當排氣門打開時的時間期間對位於汽缸排氣道中的排氣壓力傳感器進行採樣。在圖2中，排氣門打開歷時210和歷時212。然而，在一些示例中，可以不在進氣和排氣門打開重疊時段212期間對排氣壓力採樣。在進氣和排氣門重疊期間，如果進氣歧管壓力大於排氣壓力，則排氣壓力可以上升。因此，排氣壓力可以受到正進氣歧管壓力影響。排氣壓力採樣可以基於自排氣門打開以來的曲軸位置或時間。如果採樣基於曲軸位置，則排氣壓力樣本可以間隔預定數量的曲軸轉角。另選地，可以在歷時212期間獲取排氣樣本，並且然後丟棄或不用於確定積分或峰值排氣壓力。因此，在該示例中，排氣壓力傳感器採樣可以在BDC排氣衝程之前的50°和TDC排氣衝程之後的19°之間。另選地，在該示例中，排氣壓力傳感器採樣可以在BDC排氣衝程之前的50°和TDC進氣衝程之前的15°之間。

現在參考圖3，其示出說明排氣壓力採樣正時的第二圓形氣門正時圖。圖3所示的氣門正時可以在圖1的系統中實施，並且所說明的採樣時間是根據圖5的方法。內環202和外環204表示與圖2所述相同的進氣門和排氣門。然而，在圖3的第二示例中，排氣門正時已延遲20°，使得EVO為在BDC排氣衝程之前的30°，並且EVC為在TDC排氣衝程之後的39°。另外，由於排氣門正時延遲，進氣門打開和排氣門打開的重疊時間增加。具體地，重疊歷時從34°增加到54°。根據圖5的方法，可在圖3的歷時310期間對排氣壓力進行採樣。進一步地，根據圖5的方法可以在歷時312期間對排氣壓力進行採樣或者可以停止採樣。因此，在重疊時段期間停止採樣的示例中，排氣壓力採樣歷時在圖2所示的排氣壓力採樣窗口(例如，210和212)與和圖3所示的排氣壓力採樣窗口(例如，310和312)之間，從215°的採樣窗口減小到195°的採樣窗口。通過調節排氣壓力採樣窗口，可以創建更準確地反映由於汽缸後期燃燒所生成和/或釋放的殘餘物的排氣壓力分布圖。因此，能夠更可靠地預測和及時解決由於後期燃燒引發的失火以及由於後期燃燒或失火事件引發的提前點火。

現在參考圖4，其示出預測的排氣壓力的曲線。該曲線包括豎直的Y軸和水平的X軸。Y軸表示如由聯接到汽缸的排氣道的壓力傳感器(諸如，圖1的壓力傳感器123)所估計的汽缸的排氣壓力。排氣壓力在箭頭方向上在X軸上方正向增加。排氣壓力在箭頭方向上在X軸下方負向增加。X軸表示時間並且時間從曲線的左側到曲線的右側增加。

實跡線402表示還未失火的汽缸的排氣壓力分布圖。該壓力分布圖在汽缸的做功/膨脹衝程期間開始並且在排氣衝程中結束。該壓力分布圖包括峰值壓力404。能夠看出，由於排放(blow-down)效應，排氣壓力在排氣門打開(EVO)時開始上升。壓力在EVO後不久(510CAD附近)達到峰值，並且然後在排氣門事件完成時開始下降。另外，跡線402的積分可以用於確定在汽缸中生成的殘餘物的量。

由此，可以通過比較峰值壓力(對於失火汽缸可以觀察到較低的峰值壓力，而對於後期燃燒汽缸可以觀察到較高的峰值壓力)和/或在排氣門打開期間測量的排氣壓力的積分(對於失火汽缸可以觀察到較低的積分量，而對於後期燃燒的汽缸可以觀察到較高的積分量)來區分失火汽缸與非失火汽缸。

虛跡線406表示已引發後期燃燒的相同汽缸的排氣壓力分布圖。在從汽缸的做功/膨脹衝程到排氣衝程的過渡期間，該壓力分布圖在BDC處開始。該壓力圖分布包括峰值壓力408，峰值壓力408高於在正常汽缸燃燒情況下觀察到的峰值壓力404。能夠看出，當排氣門延遲在BDC(540CAD)處打開時，排氣壓力開始上升。壓力在不久之後(570CAD附近)達到峰值，並且然後在排氣門事件完成時開始下降。此外，跡線406的積分可以用於確定在後期燃燒汽缸中生成的更大量的更熱的殘餘物。

現在轉到圖5，其描繪用於估計每個發動機汽缸在相應排氣門事件期間的排氣壓力分布圖的示例方法500。該方法響應於汽缸中接收或生成的殘餘物的量進一步指示在汽缸中即將發生的提前點火，其中殘餘物的量基於所估計的排氣壓力；並且基於該指示以及進一步基於殘餘物的量調節汽缸的燃料供給。用於執行方法500的指令可由控制器基於存儲在控制器存儲器上的指令並且結合接收自發動機系統的傳感器諸如以上參照圖1描述的傳感器的信號來執行。根據以下描述的方法，控制器可以採用發動機系統的發動機致動器來調節發動機操作。

在502處，方法500包括估計和/或測量發動機工況。所估計的參數可以包括例如發動機轉速和負荷、歧管壓力、駕駛員扭矩需求、EGR、升壓壓力等。在503處，方法500確定發動機位置。在一個示例中，發動機位置經由曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器確定。曲軸和凸輪軸位置傳感器的組合允許控制器確定一號汽缸的壓縮衝程的TDC以及其餘發動機汽缸的衝程在哪裡。例如，曲軸位置傳感器可以在一次發動機旋轉期間感測位置輪的59個齒。凸輪傳感器可以每兩個發動機轉數輸出一個用於曲軸轉動三百六十度的脈衝。曲軸齒和凸輪傳感器脈衝允許單獨識別所有發動機汽缸的位置。在其他示例中，可以調節曲軸齒和凸輪軸脈衝的數量以允許更快地識別發動機位置。發動機位置隨著發動機轉動被更新。在確定發動機位置之後，方法500進行到504。

在504處，該方法包括確定每個汽缸的氣門正時。例如，可以確定每個發動機汽缸的進氣門打開(IVO)正時、排氣門打開正時(EVO)和排氣門關閉(EVC)正時中的每個。在一個示例中，方法500基於相對於曲軸位置的凸輪軸位置來索引輸出IVO、EVO和EVC的查找表或函數。在其中，凸輪軸位置和曲軸位置索引所述表和/或函數並且IVO、EVO和EVC為輸出。在確定IVO、EVO和EVC之後，方法500進行到506。

在506處，該方法包括對每個汽缸的排氣壓力進行採樣。在一個示例中，在相應的汽缸氣門事件期間對每個汽缸的排氣壓力進行採樣。在其中，可以在汽缸的排氣門事件期間通過聯接到汽缸的排氣道的壓力傳感器(諸如，圖1的傳感器123)對每個汽缸的排氣壓力進行採樣。在另一示例中，通過排氣壓力傳感器123以諸如1ms至2ms的速率對每個汽缸的排氣壓力進行恆定地和周期性地採樣。可以響應於後期燃燒或失火事件的檢測進一步調節採樣間隔，如下文所討論。更進一步地，還可以同時以類似的速率對曲軸位置傳感器進行採樣，並且能夠將曲軸數據與排氣壓力數據配準，以在考慮傳輸延遲時間的同時在將排氣脈衝與燃燒正時配準。針對每個汽缸生成的所得排氣壓力分布圖可以包括瞬時排氣壓力值(諸如，在氣門事件的每個點處的瞬時排氣壓力值)，以及峰值壓力和平均壓力。此外，壓力分布圖的積分可以用於估計在汽缸中生成的和/或從汽缸釋放的殘餘物的量。在一些示例中，除對排氣壓力進行採樣之外，還可以連續地或者在汽缸氣門事件期間監測進氣歧管壓力變化。

在508處，該方法包括基於採樣的排氣壓力更新每個汽缸的內部EGR估計值。例如，基於採樣的排氣壓力，可以確定在汽缸中生成的殘餘物的量。在一個示例中，可以基於相對於採樣的進氣歧管壓力的採樣的排氣壓力確定在汽缸中生成的殘餘物的量。在其中，當排氣壓力超過進氣歧管壓力時，所估計的殘餘物的量可增加。然後，進一步基於汽缸氣門正時，可以確定保留在汽缸中以及從汽缸釋放的殘餘物的量。另選地，通過將瞬時排氣壓力估計值與瞬時歧管壓力估計值進行比較，可以確定在汽缸中生成的殘餘物的量。除在汽缸中生成的殘餘物的量或程度之外，還可以基於採樣的排氣壓力並且進一步基於氣門正時確定殘餘物的溫度。基於保留在汽缸中的殘餘物的淨量，可以更新汽缸的內部EGR估計值。例如，基於進氣歧管壓力(MAP)和排氣歧管壓力之間的差，諸如通過對[排氣歧管壓力-MAP]的差進行積分可以估計殘餘物的淨量。殘餘物的溫度可以估計為在排氣道處測量的平均溫度。

在510處，可以確定在發動機汽缸中是否存在失火事件或後期燃燒事件。在一個示例中，可以基於每個汽缸在氣門事件期間的採樣排氣壓力確認失火事件的存在。具體地，如參照圖4所討論的，可以基於低於閾值峰值壓力和/或低於閾值壓力積分來識別失火汽缸。在另一示例中，可以基於排氣壓力分布圖的峰值壓力的位置從預期正時延遲來識別後期燃燒事件。

在又一示例中，可以基於曲軸加速度識別汽缸失火(或部分燃燒)。更進一步地，可以基於排氣空燃比例如基於排氣氧傳感器(例如，UEGO傳感器)的輸出識別汽缸失火。在又一示例中，可以基於如由聯接到火花塞的離子傳感器所確定的火花塞離子(例如，離子電流)識別汽缸失火。例如，在失火事件期間，如果由於在排氣中存在未在燃燒過程期間消耗的過量氧氣而存在失火/部分燃燒，則排氣氧傳感器可讀取為稀(lean)。因此，可以基於排氣氧傳感器的輸出比閾值稀來指示失火。在又一示例中，可以基於如由缸內壓力傳感器所估計的缸內壓力的變化來確定失火。

同樣地，可以基於每個汽缸在氣門事件期間的採樣的排氣壓力來確認後期燃燒事件的存在。具體地，可以在考慮傳輸延遲時間的情況下基於在與排氣門事件相關的窗口上的採樣的壓力分布圖中的閾值峰值壓力的位置或部位、峰值壓力(例如，絕對壓力值)和壓力的積分中的一個或多個識別後期燃燒汽缸。在其他示例中，可基於汽缸的(進氣和/或排氣)氣門正時、火花正時、火花塞離子電流、曲軸加速度、排氣溫度和汽缸壓力中的一個或多個推斷在第一汽缸中的後期燃燒事件。例如，可以響應於汽缸的燃燒正時從閾值正時延遲來確定後期燃燒。閾值正時可以基於在第一汽缸中的燃燒事件期間的峰值壓力的位置。作為另一示例，閾值正時可以基於在第一汽缸中所保持的燃燒燃料的閾值質量分數的位置。作為示例，閾值正時可以包括導致50％的質量分數在晚於TDC之後35度的位置處燃燒的正時。這可以包括在第一汽缸中的燃燒的進氣門和/或排氣門正時從閾值氣門正時延遲，和/或在第一汽缸中的燃燒的火花正時從閾值火花正時(例如，從MBT)延遲。

如果既未確認汽缸失火事件也未確認後期燃燒事件，則在512處，該方法包括基於更新的內部EGR估計值調節一個或多個發動機操作參數。具體地，在更新(在508處)汽缸的內部EGR估計值之後，可以在512處調節可能受內部EGR估計值的變化影響的一個或多個參數。例如，控制器可以基於更新的內部EGR估計值更新發動機外部EGR估計值、火花正時、火花正時的變化率和發動機燃料供給中的一個或多個。作為非限制性示例，響應於汽缸內部EGR的增加，可以減少發動機外部EGR量(例如，通過減小EGR氣門的開度)，可以調節火花正時，使得火花提前相對於在存在較高殘餘物量的情況下施加的火花提前被延遲，如果通過減小點火線圈停留時間而使發動機稀釋低於閾值，則可以減少火花能量，並且如果需要的話可以調節汽缸燃料供給(例如，當EGR減少時，如果更多的空氣進入汽缸則增加燃料供給)，以維持化學計量的空燃比(例如，汽缸可以稀於化學計量比進行操作)。

如果確認汽缸失火事件或後期燃燒事件，則在514處，該方法包括基於採樣的排氣壓力並且進一步基於氣門正時確定從失火或後期燃燒汽缸生成和釋放的殘餘物的量和溫度。例如，發動機控制器可以基於在EVO時的汽缸中的瞬時排氣壓力來確定從失火或後期燃燒汽缸釋放到排氣歧管中的殘餘物的量。另選地，可以基於所估計的排氣歧管壓力和進氣歧管壓力(MAP)之間的差(諸如，在氣門事件期間的積分差)估計殘餘物的量。

在516處，該方法包括識別最可能接收來自失火或後期燃燒汽缸的排氣殘餘物的汽缸。例如，控制器可以使用傳輸延遲時間來確定來自失火/後期燃燒汽缸的排氣殘餘物的峰值壓力的釋放的時間和位置。申請人已經認識到，後期燃燒能夠導致高的排氣歧管壓力和溫度，以及高於預期的排氣殘餘物(在量和溫度兩者的方面)。由於熱殘餘物的釋放而升高的排氣歧管壓力能夠克服排氣門彈簧壓力並且潛在地打開相鄰汽缸上的排氣門，從而使用熱排氣殘餘物填充汽缸並且增加在相鄰汽缸(即，由於氣門被強制打開而接收殘餘物的汽缸)中的提前點火的可能性。該問題在小體積排氣歧管中可加劇，諸如可用於渦輪增壓發動機系統中以使扭矩時間最小化。因此，識別最可能被強制打開並且最可能接收來自失火/後期燃燒汽缸的非預期熱殘餘物的汽缸可以包括：在518處，將由從失火或後期燃燒汽缸釋放到排氣歧管中的殘餘物所生成的力與將其他汽缸的排氣門保持在氣門座處的力進行比較。此外，還可以考慮由每個汽缸內的殘餘物生成的力。如果由從第一失火或後期燃燒汽缸釋放的殘餘物所生成的力高於將第二汽缸的排氣門保持在氣門座處的力，則控制器可推斷第二汽缸的排氣門可以被強制打開，從而導致來自第一汽缸的殘餘物被強制進入第二汽缸中。通過依賴於單獨汽缸的採樣的壓力分布圖來推斷在汽缸失火或後期燃燒事件期間被強制打開的汽缸排氣門的特性，可以更準確地預測和及時解決即將發生的後期燃燒或失火所誘發的提前點火。

在另一示例中，控制器可以通過確定排氣凸輪是否在基圓上來預測能夠強制排氣門離開底座。然後，根據曲柄角度和充氣估計值，並且進一步基於活塞在汽缸中的位置，能夠估計汽缸壓力。如果排氣壓力大於汽缸壓力，則控制器可以推斷可以強制汽缸的排氣門離開底座。

在另選實施例中，確定哪個汽缸在接收來自第一汽缸中的後期燃燒事件或失火事件的排氣殘餘物可以包括，至少基於發動機的第一汽缸的特性和點火順序來推斷(或識別)第二汽缸(汽缸_2)。例如，在具有編號為1至4的連續定位汽缸的四缸直列發動機中，並且其中汽缸的點火順序包括，首先點火的1號汽缸，隨後是3號汽缸，然後是4號汽缸並且最後是2號汽缸，可以確定汽缸1至4中的哪個引發後期燃燒，以識別哪個汽缸將最可能接收熱排氣殘餘物。在本文，如果1號汽缸為引發後期燃燒的第一汽缸，則當1號汽缸處於排氣衝程中時，由於2號汽缸將處於進氣衝程(對殘餘物的進入提供最小的阻力)中，所以2號汽缸最有可能接收排氣殘餘物，而其他汽缸將處於做功或壓縮衝程(對殘餘物的進入提供更高的阻力)中。然而，如果4號汽缸為引發後期燃燒的第一汽缸，則當4號汽缸處於排氣衝程中時，由於3號汽缸將處於進氣衝程(對殘餘物的進入提供最小的阻力)中，則3號汽缸將最有可能接收排氣殘餘物。由此，如果發動機為6缸直列發動機，或者如果發動機為具有不同發動機排的不同汽缸的四缸V形發動機，則接收殘餘物的汽缸的特性將不同。在發動機具有不同排上的不同汽缸組的一個示例中，經受後期燃燒的第一汽缸和接收排氣殘餘物的第二汽缸可以位於共同的發動機排上。

在一些實施例中，可以基於排氣歧管配置進一步識別第二汽缸。例如，第二汽缸的特性可以基於排氣歧管是否被集成或分段。作為示例，如果排氣歧管分段，則可以確定哪些汽缸被分組到共同的排氣歧管段，使得它們通過共同管道排出排氣。在本文，經受後期燃燒的第一汽缸和接收排氣殘餘物的第二汽缸即使位於在發動機上的不同位置但仍可以聯接到共同的排氣歧管。

在其他實施例中，通過利用沿發動機缸體聯接的一個或多個爆震傳感器來檢測排氣門是否已被強制打開，控制器可以確定哪個汽缸可能接收排氣殘餘物。具體地，在鄰近汽缸的排氣門以高壓被強制打開之後，排氣門在返回時猛力撞擊到排氣座中。該猛力撞擊發生是因為排氣門在凸輪軸的基圓上，並且不沿循用於在汽缸排中的特定汽缸的排氣凸輪廓線。當發生猛力撞擊時，其生成引起爆震傳感器共振的振動。通過知道汽缸排上的哪個汽缸最近點火(後期)，以及汽缸排上的哪些排氣門在基圓上，控制器在發生振動的地方(把數據)置於窗口中是可能的。該信息連同在校正頻譜中適當濾波的傳感器輸出一起使控制器能夠識別哪個汽缸接收非預期的熱殘餘物。此外，空氣品質流速可以用於知道發動機何時處於足夠高的負荷以產生足夠高的壓力，從而使排氣門從相應的後期燃燒中離開底座。在一個示例中，響應於在經受後期燃燒事件的第一汽缸的打開排氣門期間和在第二汽缸的排氣門關閉之後在窗口中所感測的缸體振動，控制器可以推斷第二汽缸接收來自第一汽缸的非預期的熱殘餘物。

在520處，在識別接收來自第一後期燃燒汽缸的非預期熱殘餘物的第二汽缸時，該方法包括，基於採樣的排氣壓力和氣門正時確定在受影響汽缸中接收的殘餘物的量和溫度。在第一失火汽缸的情況下，由於因為失火而在汽缸中具有不同量的殘餘物，或者由於在相鄰汽缸中的不同(例如，較低)量的殘餘物，失火汽缸可在其下一次燃燒事件時提前點火。即使沒有提前點火，失火汽缸的相鄰汽缸也可由於較低量的殘餘物而發生爆震(並且因此，這些汽缸的火花正時可以提前於在較高殘餘物水平下所需的位置)。例如，基於在排氣門強制打開時第二汽缸中的瞬時排氣壓力，以及從中釋放殘餘物的第一汽缸中的瞬時排氣壓力，控制器可以準確地確定在第二汽缸中接收的殘餘物的量和溫度。另選地，可以基於相對於MAP的排氣歧管壓力推斷所接收的殘餘物的量和溫度。此外，可以基於接收自第一汽缸的殘餘物的量和溫度相對於在第二汽缸中生成的殘餘物的量和溫度更新接收熱殘餘物的第二汽缸的內部EGR估計值。

在一些實施例中，可以識別將逐漸受在第一汽缸中生成的殘餘物影響的一個或多個汽缸。例如，除識別接收(或最可能接收)來自第一汽缸的排氣殘餘物的第二汽缸之外，還可以基於採樣的排氣壓力識別可能接收來自第二汽缸的殘餘物的第三汽缸。這是因為在第二汽缸中接收的熱殘餘物不僅可以導致第二汽缸潛在地提前點火，而且所接收的熱殘餘物還可以導致排氣溫度在第二汽缸中燃燒時升高，這能夠強制熱殘餘物進入第三汽缸並且增加第三汽缸的提前點火傾向。因此，基於第一汽缸和第二汽缸的瞬時和峰值壓力，並且進一步基於汽缸氣門事件的正時，可以確定受影響的汽缸中接收的殘餘物的量和溫度。

在522處，該方法包括基於所接收的殘餘物的量和溫度調節對受影響的(一個或多個)汽缸的燃料供給。具體地，在識別第二汽缸時，該程序包括在接收來自第一汽缸的排氣殘餘物的第二汽缸中執行提前點火減輕動作(例如，通過調節至第二汽缸的燃料噴射)。例如，基於所接收的殘餘物的量和溫度，控制器可以確定是否富化受影響的(一個或多個)汽缸或者是否選擇性地停用到受影響的(一個或多個)汽缸的火花點火和/或燃料噴射。作為示例，發動機控制器可以選擇性地停用燃料噴射，而不停用火花，其中在第二汽缸中火花繼續而無燃料噴射。作為另一示例，發動機控制器可選擇性地停用至第二汽缸的燃料噴射和火花。作為又一示例，發動機控制器可以在火花繼續的情況下選擇性地富化至第二汽缸的燃料。

更進一步地，調節燃料供給可包括調節在燃燒事件期間作為進氣衝程噴射相對於作為壓縮衝程噴射而遞送到汽缸的燃料的分流比。例如，可以減少在壓縮衝程噴射中遞送的燃料的量。這包括停止壓縮衝程噴射。作為另一示例，可以減少在進氣衝程噴射中遞送的燃料的量。更進一步地，基於後期燃燒的遲滯程度，可以在維持進氣衝程噴射的同時停止壓縮衝程噴射。如參照圖6所詳細描述，基於在第一點火汽缸中的後期燃燒的檢測和到接收殘餘物的第二汽缸的燃料脈衝的命令之間的歷時，可以調節第二汽缸的燃料供給。因此，如果有足夠的時間，至少可以停止壓縮噴射，並且如果可能，進氣衝程噴射和壓縮衝程噴射兩者均可以停止。另外地，可以僅停止壓縮衝程噴射(或者針對給定燃燒事件的多次噴射中的最近的噴射)。

該選擇可以基於從第一汽缸後期燃燒汽缸釋放的殘餘物的量和溫度，並且可選地進一步基於接收排氣殘餘物的第二(或第三等)汽缸的提前點火的傾向。作為示例，響應於殘餘物的溫度低於閾值溫度，控制器可以富化接收殘餘物的汽缸，豐富度隨著殘餘物量的增加而增加。在另一示例中，響應於殘餘物的溫度高於閾值溫度，控制器可以選擇性地停用至接收殘餘物的汽缸的火花和燃料。

在另一示例中，響應於從第一汽缸釋放的殘餘物的量(和/或殘餘物的溫度)大於閾值量，控制器可以選擇性地停用至接收來自第一汽缸中的燃燒的排氣殘餘物的第二汽缸的火花點火和燃料中的每個。相比之下，響應於從第一汽缸釋放的殘餘物的量(和/或殘餘物的溫度)小於閾值量，控制器可以選擇性地僅停用至第二汽缸的燃料或火花。

在一些示例中，如果相鄰汽缸的燃料脈衝已經開始，則不可能完全停止燃料供給。在此情況下，可以繼續進氣衝程燃料噴射，同時停止壓縮衝程燃料噴射。因此，例如，響應於後期燃燒的燃燒正時延遲超過閾值量，可以停止壓縮衝程燃料噴射，同時維持進氣衝程噴射。

然後，可以在隨後的燃燒事件期間重新激活火花和/或燃料噴射。也就是說，可以僅針對一個燃燒循環選擇性地停用至第二汽缸的火花和/或燃料噴射。同樣地，可以執行富化至預定的歷時(例如，一個燃燒事件)，並且然後可以恢復化學計量的汽缸燃燒。

並行的，在524處，該方法包括基於在汽缸中生成的殘餘物的量和溫度相對於從第一汽缸釋放的殘餘物的量和溫度來更新失火/後期燃燒的第一汽缸的內部EGR估計值。在526處，如在512處一樣，調節一個或多個操作參數。具體地，可以調節可受內部EGR估計值的變化影響的一個或多個參數。在其中，控制器可以基於更新的內部EGR估計值更新發動機外部EGR估計值、火花正時、火花正時的變化率和發動機燃料供給中的一個或多個。作為非限制性示例，響應於汽缸內部EGR的減少(由於來自第一汽缸的殘餘物的釋放)，發動機外部EGR量可以增加(例如，通過減小EGR氣門的開度)，可以調節火花正時使得火花提前相對於在存在較高殘餘物量的情況下施加的火花提前被延遲，如果通過減小點火線圈停留時間而使發動機稀釋低於閾值，則可以減少火花能量，並且如果需要的話可以調節汽缸燃料供給(例如，當EGR減少時，如果更多的空氣進入汽缸則增加燃料供給)，以維持化學計量的空燃比(例如，汽缸可以稀於化學計量比進行操作)。

通過在第二汽缸中執行提前點火減輕動作實現了各種優點。首先，執行選擇性火花和/或燃料停用以減少第二汽缸中的提前點火。此外，減輕了在可能已經接收來自第二汽缸的排氣殘餘物的第三汽缸中的提前點火。

在一些實施例中，除在第二汽缸中執行提前點火減輕動作之外，還可以在第三汽缸中執行提前點火減輕動作。作為一個示例，響應於從第一汽缸釋放的殘餘物的量和/或溫度(如基於所估計的排氣壓力)大於閾值量，發動機控制器可以選擇性地停用至接收來自第一汽缸的排氣殘餘物的第二汽缸的火花和/或燃料噴射，以及選擇性地停用至預期接收來自第二汽缸的排氣殘餘物的第三汽缸的火花和/或燃料噴射。作為另一示例，發動機控制器可以選擇性地停用至接收來自第一汽缸的排氣殘餘物的第二汽缸的火花和燃料噴射，以及選擇性地停用至預期接收來自第二汽缸的排氣殘餘物的第三汽缸的燃料噴射(停用或不停用火花)。由此，在接收第一汽缸、第二汽缸和第三汽缸中的每個中的提前點火指示之前執行提前點火減輕動作。然後，可以在隨後的燃燒事件時重新激活火花和/或燃料。例如，火花和/或燃料供給可以在第三汽缸之後點火的第四汽缸中的燃燒事件時重新激活。作為另一示例，如果n個汽缸使火花和/或燃料停用，則火花和燃料可以在第n+1次燃燒事件時重新激活。

在所描繪的實施例中，控制器可以在所有條件下連續監測所有發動機汽缸中的失火和後期燃燒事件，並響應於任何汽缸後期燃燒事件或失火而執行減輕動作。在另選實施例中，當發動機負荷超過閾值時，控制器可以僅執行提前點火減輕動作(例如，停用火花和燃料噴射)，從而指示提前點火風險。在其他實施例中，控制器可檢查排氣歧管體積更多地起作用的高空氣品質流量區域中的後期燃燒事件或失火事件。

更進一步地，在一些實施例中，在推斷哪個汽缸(受體汽缸)正在接收來自第一汽缸(供體汽缸)中的後期燃燒事件的排氣殘餘物之後，控制器可以首先確定在受體汽缸中的提前點火的可能性是否高於閾值。提前點火的可能性可以基於受體汽缸的提前點火歷史記錄和供體汽缸中的燃燒參數(諸如，燃燒空燃比、燃燒正時、缸內燃燒溫度和壓力、預期溫度和排氣殘餘物的空燃比、保留在供體汽缸中的未燃燒燃料的質量、可能被攝入到受體汽缸中的未燃燒燃料的質量等)。如果確定提前點火的可能性較高，則發動機控制器可停用至受體汽缸的燃料和火花。另外地，控制器可以僅停用至受體汽缸的火花和燃料中的一個。

由此，所接收的排氣殘餘物可以富於或稀於化學計量比。例如，在失火事件期間，如果由於在排氣中存在未在燃燒過程期間消耗的過量氧氣而存在失火/部分燃燒，則排氣氧傳感器可讀取為稀。然而，在供體汽缸中存在未燃燒的燃料生成具有高溫的燃燒混合物，當該燃燒混合物被攝入在受體汽缸中時，能夠具有熱進氣充氣的效果。

以這種方式，通過調節至直接或間接接收來自鄰近汽缸中的後期燃燒事件的大量熱排氣殘餘物的一個或多個汽缸的火花正時和燃料噴射，可以更好地預料並減輕後期燃燒誘發的提前點火事件。通過依賴在汽缸排氣門事件期間採樣的排氣壓力分布圖來估計在每個發動機汽缸中生成和/或接收的殘餘物的量，可以更準確地識別由於從失火/後期燃燒汽缸釋放的殘餘物而導致的排氣門的強制打開。此外，可以可靠地確定在發動機汽缸中接收的非預期熱殘餘物的程度，從而允許執行更準確的提前點火減輕動作。

圖6示出響應於汽缸失火或後期燃燒事件執行的示例發動機點火正時和燃料噴射調節。具體地，圖6示出停用至接收來自經歷失火或後期燃燒的第一汽缸的排氣殘餘物的第二汽缸的燃料噴射的示例。

轉向圖6，圖600示出具有沿發動機缸體(未示出)連續布置的汽缸1至汽缸4的四缸直列發動機，其中汽缸1至汽缸4經配置以1-3-4-2的順序點火。圖600描繪了關於處於進氣衝程(I)、排氣衝程(E)、做功衝程(P)或壓縮衝程(C)中的發動機活塞位置的進氣門正時(實線)和排氣門正時(長虛線)。圖600進一步描繪了由星形601、603、605、607表示的汽缸火花點火事件和由矩形611a-b、612a-b、613a-b和614a-b表示的汽缸燃料噴射事件。進一步地，圖600將汽缸的缸內壓力分布圖描繪成跡線621、622、623、624、625。汽缸的排氣壓力分布圖由跡線631、632、633、634和635描繪。

從圖形頂部開始的第一曲線表示一號汽缸(汽缸1)的位置。並且，具體地表示當發動機曲軸轉動時一號汽缸的衝程。根據發動機位置對汽缸1衝程進行標註。例如，汽缸1被示出首先處於進氣衝程(I)，發動機轉動並且一號汽缸進入壓縮衝程(C)，隨後進入做功衝程(P)和排氣衝程(E)。然後，重複汽缸1的汽缸循環。對於四衝程發動機，汽缸循環可以為720°，對於完整的發動機循環，曲軸間隔相同。

從圖形頂部起的第二曲線同樣地表示三號汽缸(汽缸3)的位置，具體地，表示當發動機曲軸轉動時三號汽缸的衝程。根據發動機位置對汽缸3的衝程進行標註。例如，汽缸3被示出首先處於排氣衝程(E)，發動機轉動並且三號汽缸進入進氣衝程(I)，隨後進入壓縮衝程(C)和做功衝程(P)。然後，重複用汽缸3的汽缸循環。從圖形頂部起的第三曲線同樣地表示四號汽缸(汽缸4)的位置，具體地，表示當發動機曲軸轉動時四號汽缸的衝程。根據發動機位置對汽缸4的衝程進行標註。例如，汽缸4被示出首先處於做功衝程(P)中，發動機轉動並且四號汽缸進入排氣衝程(E)，隨後進入進氣衝程(I)和壓縮衝程(C)。然後，重複汽缸4的汽缸循環。從圖形頂部起的第四曲線同樣地表示二號汽缸(汽缸2)的位置，具體地，表示當發動機曲軸轉動時二號汽缸的衝程。根據發動機位置對汽缸2的衝程進行標記。例如，汽缸2被示出首先處於壓縮衝程(C)中，發動機轉動並且二號汽缸進入做功衝程(P)，隨後進入排氣衝程(E)和進氣衝程(I)。然後，重複汽缸2的汽缸循環。

在標籤601處的星形指示在汽缸1中的第一燃燒事件的點火事件。點火可以由火花塞啟動。在該次序中，一號汽缸氣門打開至進氣衝程的至少一部分，以向汽缸提供空氣。燃料可以作為第一進氣衝程噴射611a和第二壓縮衝程噴射611b通過進氣道噴射器或直接噴射器噴射到發動機汽缸。在壓縮衝程期間，壓縮和點燃燃料和空氣混合物。在壓縮衝程的上止點處或在膨脹衝程期間可發生峰值壓力。汽缸3、汽缸4和汽缸2中的隨後的燃燒事件以該順序在603、605和607處示出。

在所描繪的示例中，汽缸1中的燃燒事件比預期延遲更多，從而導致後期燃燒。具體地，期望按照缸內壓力分布圖621來燃燒。然而，後期燃燒事件導致燃燒按照缸內壓力分布圖622發生。由於後期燃燒事件，實際排氣壓力分布圖包括較大和較遲的排氣脈衝632，而不是期望的較小和較早的排氣脈衝631。

由於後期燃燒事件，當排氣門打開時(曲線602)，在排氣衝程期間從汽缸1排出大量熱排氣殘餘物。由於發動機的配置，在汽缸1處於排氣衝程(曲線602)的同時二號汽缸(汽缸2)處於進氣衝程(曲線608)，從而對殘餘物的進入提供相對較小的阻力。相比之下，在汽缸1處於排氣衝程的同時三號汽缸(汽缸3)和四號汽缸(汽缸4)分別處於做功衝程和壓縮衝程，從而對殘餘物的進入提供相對更大的阻力。因此，從汽缸1中的後期燃燒事件中生成的熱排氣殘餘物最可能被接收在汽缸2中，從而潛在地增加汽缸2提前點火的傾向。由此，由於三號汽缸和四號汽缸(汽缸3、汽缸4)兩者都不可能接收來自汽缸1中的後期燃燒事件的排氣殘餘物，所以兩者都不可能受後期燃燒事件的影響。

發動機控制器可以基於後期燃燒汽缸1的採樣的排氣壓力分布圖632確定最可能接收排氣殘餘物的汽缸(在本文為汽缸2)。在其他示例中，可以基於檢測在排氣門返回到排氣門座時猛力關閉之後的特徵機械噪聲來確認汽缸2的排氣門的強制打開，如上所討論的。在又一實施例中，空氣品質流速能夠另外地用於確定發動機何時處於足夠高的負荷以產生足夠高的壓力，從而由於相應的後期燃燒而使鄰近汽缸的排氣門離開底座。

響應於汽缸1中的後期燃燒和/或失火併且為降低汽缸2中的提前點火的可能性，在汽缸2的壓縮衝程期間停用燃料噴射。具體地，將不遞送本來要作為噴射614b進行噴射的燃料。在本文，汽缸2的進氣衝程燃料噴射614a繼續，同時汽缸2的壓縮衝程燃料噴射614b停止，因為在汽缸1中的後期燃燒的檢測和汽缸2的進氣燃料脈衝的命令之間沒有足夠的時間，但是在汽缸1中的後期燃燒的檢測和汽缸2的壓縮燃料脈衝之間有足夠的時間。在另選示例中，如果可能的話，至汽缸2的進氣衝程燃料脈衝和壓縮衝程燃料脈衝均可以停止，使得沒有燃料被噴射到汽缸2中。然而，火花可以不停用(如星形607所示)，因為排氣殘餘物的豐富度可能不大於閾值。例如，611a-b處的燃料噴射可導致處於或接近化學計量比的排氣空燃比。由此，殘餘物燃料可以不進入汽缸2並引起提前點火。然後，在汽缸2中的隨後的進氣衝程(曲線618a)期間重新激活壓縮衝程燃料噴射。

然而，在其他示例中，發動機控制器還可以在607處停用火花，以便減少在汽缸2中的提前點火的可能性。例如，在汽缸2中的進氣衝程之後的做功衝程期間可以不出現火花。

用於發動機的一個示例方法包括：響應於在汽缸中接收或生成的殘餘物的量指示在汽缸中即將發生的提前點火，殘餘物的量基於排氣壓力和進氣歧管壓力；以及基於該指示並且進一步基於殘餘物的量調節汽缸的燃料供給。在前述示例中，另外地或可選地，殘餘物的量基於相對於進氣歧管壓力的排氣壓力，當排氣壓力超過進氣歧管壓力時，殘餘物的量增加。在前述示例中的任何一個或全部中，另外地或可選地，在排氣門事件期間，通過聯接到汽缸的排氣道或者聯接到共同排氣歧管的壓力傳感器估計排氣壓力。在前述示例中的任何一個或全部中，另外地或可選地，所述指示包括將由在汽缸處的一定量的殘餘物所生成的力相對於保持汽缸的排氣門座關閉的力進行比較；並且當由一定量的殘餘物所生成的力大於保持汽缸的排氣門座關閉的力時，指示即將發生的提前點火。在前述示例中的任何一個或全部中，另外地或可選地，指示即將發生的提前點火包括在汽缸中實際發生提前點火之前指示可在汽缸中發生提前點火。在前述示例中的任何一個或全部中，另外地或可選地，該方法進一步包括基於氣門正時，確定是否從汽缸釋放中釋放一定量的殘餘物。在前述示例中的任何一個或全部中，另外地或可選地，所述汽缸為第一汽缸，並且該方法進一步包括基於氣門正時，識別接收來自所述汽缸的一定量的殘餘物的第二汽缸。在前述示例中的任何一個或全部中，另外地或可選地，該方法進一步包括基於一定量的殘餘物的溫度調節汽缸的燃料供給。在前述示例中的任何一個或全部中，另外地或可選地，該調節包括，當一定量的殘餘物的溫度低於閾值時，使該汽缸富化；並且當一定量的殘餘物的溫度高於閾值時，禁用至汽缸的燃料，或者停止壓縮衝程噴射，同時維持汽缸的進氣衝程噴射。在前述示例中的任何一個或全部中，另外地或可選地，該方法進一步包括基於所估計的殘餘物的量更新汽缸中的內部EGR的估計值。在前述示例中的任何一個或全部中，另外地或可選地，該方法進一步包括基於汽缸中的內部EGR的更新估計值調節汽缸氣門正時、汽缸火花正時和發動機外部EGR量中的一個或多個。

用於發動機的另一示例方法包括：基於在第一汽缸的氣門事件期間排氣壓力讀數相對於進氣歧管壓力讀數的變化，估計在第一汽缸中生成的排氣殘餘物的量和溫度；以及基於在第一汽缸中生成的殘餘物的估計量和溫度調節第二汽缸的燃料供給。在前述示例中，另外地或可選地，第二汽缸接收來自第一汽缸中的燃燒的排氣殘餘物的至少一部分。在前述示例中的任何一個或全部中，另外地或可選地，所述調節包括響應於第一汽缸中的殘餘物的量低於閾值量並且殘餘物的溫度低於閾值溫度，使第二汽缸富化；響應於第一汽缸中的殘餘物的量低於閾值量並且殘餘物的溫度高於閾值溫度，選擇性地停用至第二汽缸的火花點火或燃料；以及響應於第一汽缸中的殘餘物的量高於閾值量，選擇性地停用至第二汽缸的火花點火和燃料，其中選擇性地停用燃料包括至少在壓縮衝程中選擇性地停用至第二汽缸的的燃料的遞送。在前述示例中的任何一個或全部中，另外地或可選地，該方法進一步包括基於氣門正時並且進一步基於排氣壓力讀數在第二汽缸的氣門事件期間的變化來估計來自第一汽缸的被接收在第二汽缸中的殘餘物的部分，以及當該部分增加時增加富化的豐富度。在前述示例中的任何一個或全部中，另外地或可選地，該方法進一步包括基於在第一汽缸中生成的殘餘物的量和溫度並且進一步基於氣門正時來識別第二汽缸。在前述示例中的任何一個或全部中，另外地或可選地，該方法進一步包括基於殘餘物的估計量和溫度調節第一汽缸的燃料供給、火花正時和火花能量中的一個或多個。

另一示例發動機系統包括：發動機，其包括第一汽缸和第二汽缸；火花塞，其聯接到每個發動機汽缸；直接燃料噴射器，其聯接到每個發動機汽缸；壓力傳感器，其聯接到每個汽缸的排氣道，用於估計排氣壓力；以及控制器。控制器配置有在非暫時性存儲器上的計算機可讀指令，所述指令用於：在第一汽缸排氣門事件期間對第一汽缸的排氣壓力進行採樣以及在第二汽缸排氣門事件期間對第二汽缸的排氣壓力進行採樣；基於第一汽缸的採樣的排氣壓力來估計從第一汽缸生成和釋放的殘餘物的量和溫度；基於第一汽缸的採樣的排氣壓力和第二汽缸的採樣的排氣壓力，估計來自第一汽缸的被接收在第二汽缸中的殘餘物的量和溫度；以及基於接收在第二汽缸中的殘餘物的估計量和溫度調節第二汽缸的燃料供給。在前述示例中，另外地或可選地，所述調節包括響應於估計量高於閾值量和估計溫度高於閾值溫度中的一個，選擇性地停用至第二汽缸的燃料和火花，並且響應於估計量低於閾值量和估計溫度低於閾值溫度中的每個，選擇性地使第二汽缸富化。在前述示例中的任何一個或全部中，另外地或可選地，基於氣門正時、第一汽缸的特性和發動機的點火順序來選擇第二汽缸。在前述示例中的任何一個或全部中，所述調節包括調節經由進氣衝程噴射相對於經由壓縮衝程噴射遞送到第二汽缸的燃料的分流比，調節該分流比以停止在壓縮衝程噴射期間遞送的燃料。

以這種方式，可以依賴所估計的單獨汽缸的排氣壓力脈衝，來準確地估計從每個發動機汽缸生成和釋放的排氣殘餘物的量。然後，可以使用針對每個汽缸的所估計的排氣壓力分布圖的較高的信噪比來準確地識別汽缸失火事件和後期燃燒事件，汽缸失火事件和後期燃燒事件具有用熱殘餘物填充排氣歧管的可能性。此外，能夠有利地利用所估計的排氣壓力分布圖來識別汽缸氣門的強制打開以及來自失火或後期燃燒汽缸的排氣殘餘物非預期地攝入到鄰近汽缸中。通過基於所接收的殘餘物的量和溫度來調節在受影響的汽缸中執行的提前點火減輕調節，可以更好地解決後期燃燒/失火引發的提前點火。這允許減輕由於提前點火造成的發動機退化。通過也使用排氣壓力分布圖更新每個汽缸的內部EGR估計值，可以更準確地控制發動機操作參數，並且可以改進發動機性能。

注意，在本文包括的示例性控制和估計程序能夠與各種發動機和/或車輛系統配置一起使用。在本文公開的控制方法和程序可以作為可執行指令存儲在非暫時性存儲器中，並且可以由包括控制器的控制系統與各種傳感器、致動器和其他發動機硬體結合實施。本文描述的特定程序可以表示任何數量的處理策略中的一種或多種，諸如事件驅動、中斷驅動、多任務、多線程等。由此，所說明的各種動作、操作和/或功能可以按照所說明的次序執行、並行執行或在某些情況下被省略。同樣，處理的順序不一定是實現在本文所描述的示例實施例的特徵和優點所必需的，而是為便於說明和描述而提供。根據所使用的特定策略，可以重複地執行所說明的動作、操作和/或功能中的一個或多個。進一步地，所描述的動作、操作和/或功能可以用圖形表示待編程到發動機控制系統中的計算機可讀存儲介質的非暫時性存儲器中的代碼，其中所描述的動作通過在包括各種發動機硬體組件的系統中結合電子控制器執行指令來實施。

應當理解，本文公開的配置和程序在本質上是示例性的，並且這些具體實施例不應被認為具有限制性意義，因為可能有許多變化。例如，以上技術能夠應用於V-6、I-4、I-6、V-12、對置4和其他發動機類型。本公開的主題包括本文公開的各種系統和配置以及其他特徵、功能和/或性質的所有新穎和非顯而易見的組合和子組合。

所附權利要求特別指出被認為新穎和非顯而易見的某些組合和子組合。這些權利要求可以指「一個」元素或「第一」元素或其等同物。此類權利要求應當被理解為包括一個或多個此類元素的結合，其既不要求也不排除兩個或更多個此類元素。所公開的特徵、功能、元素和/或性質的其他組合和子組合可以通過本本權利要求的修正或者通過在本申請或相關申請中提出的新權利要求加以要求保護。此類權利要求，無論其範圍比原始權利要求的範圍更寬、更窄、相同或不同，仍被認為包括在本公開的主題內。