发动机冷起动控制的制作方法

本说明书总体涉及用于改善车辆发动机的冷起动控制的方法和系统。

背景技术：

由于使足够的燃料汽化以提供可燃的空燃比的困难，所以在冷环境状况期间以汽油加燃料的发动机的起动性(也被称为发动机冷起动)可能是个问题。特别地，使燃料汽化所需要的更大量的时间可以劣化发动机起动性。当发动机以诸如乙醇燃料(例如，E85、E100等)的替代燃料加燃料时，这种问题可以被加剧。在其中，醇燃料的附加增压空气冷却效果能够在冷起动状况期间降低进气充气温度，从而进一步劣化燃烧稳定性并且增加发动机失火的可能性。

Krengel等人在US8,447,496中示出用于在冷状况期间改善发动机起动性的一种示例方法。在其中，在发动机冷起动期间，燃料的至少一部分在压缩冲程期间被直接喷射，而燃料的剩余部分在进气冲程期间被直接喷射。另外，以压缩冲程喷射的方式输送的燃料部分随着喷射的燃料的醇含量增加而增加。通过以压缩冲程喷射的方式输送至少一些燃料，发动机在压缩冲程期间的较高的充气温度被用于改善燃料汽化。

然而，发明人在此已经认识到这种系统的潜在问题。作为一个示例，甚至在压缩冲程期间加燃料的情况下，在低环境状况下，可能没有足够的充气温度使燃料汽化用于发动机起动。发明人在此已经进一步认识到：即使当加燃料在压缩冲程期间被提供时，燃料汽化由压缩冲程期间的燃料的沸点和充气温度之间的温度差驱动。然而，燃料的沸点是压缩冲程期间的充气压力的函数。如果燃料沸点能够被减小同时保持充气温度相同，则燃料的汽化能够被增强。

技术实现要素：

因此，在一个示例中，上述问题可以通过用于改善发动机起动性的方法来解决，该方法其包含：在发动机冷起动期间，基于发动机工况确定包括燃料量和喷射正时的燃料喷射；以及基于喷射结束时估计的燃料温度而对于冷起动期间的发动机汽缸中的第一燃烧事件降低歧管压力。在本文中，燃料喷射包括单一压缩冲程喷射。以此方式，燃料汽化在冷起动期间被改善。

作为一个示例，对于发动机冷起动期间的每个汽缸的第一燃烧事件，燃料可以以单一压缩冲程喷射的方式被输送。此外，对于每个汽缸中的第一燃烧事件，可以通过减小进气节气门开度来降低歧管压力。具体地，歧管压力可以被降低至基于减小的歧管压力对燃料沸点和充气体积中的每一个的影响而被优化的值，所述优化使燃烧空燃比能够被维持在目标值处(诸如在化学计量比处或附近)。因此，当歧管压力被减小时，压缩压力也被减小。减小的压力降低正在被输送的燃料的沸点。由于充气温度在压缩冲程期间独立于歧管压力，所以它保持相同，从而导致等熵的压缩冲程喷射。燃料温度然后在压缩之前根据充气的初始温度而变化。因此，通过借助较低的歧管压力的应用来减小沸点同时保持充气温度相同，燃料的汽化被增强。同时，歧管压力的降低减少汽缸中充气的体积，从而减少待被汽化以维持给定空燃比所需要的燃料量。对于每个发动机汽缸的第二燃烧事件，歧管压力然后可以被升高(例如，至标称水平)。通过基于对燃料的减少的需要和较低的歧管压力下的改善的燃料汽化而迭代地优化歧管压力设定点，目标空燃比能够在发动机冷起动时被更容易地实现。

通过降低歧管压力而降低燃料在冷环境状况期间的沸点同时保持充气温度相同的技术效果是：燃料沸点和充气温度之间的较大的差被实现。因此，燃料可以被有效地汽化以形成可燃/化学计量比的空燃混合物。通过基于汽缸充气量的减少(并且因而汽缸中需要的燃料量的减少)和燃料汽化的增强之间的平衡而对于每个发动机汽缸中的第一燃烧事件(在发动机重起动期间)优化歧管压力降低到的设定点，即使当醇燃料被使用时，发动机起动性在较低的温度下也能够被改善，而不会劣化发动机扭矩输出或排气排放。附加地，通过使大部分的喷射燃料汽化，较少的燃料可以在发动机操作期间被损失，并且在发动机冷起动时对较大的或预燃料喷射(pilot fuel injection)的需要可以被减少或消除。因此，这可以提供燃料经济性益处以及减少的冷起动排气排放。此外，发动机失火在发动机冷起动期间的发生率被减小。另外，通过对冷起动的第一燃烧事件维持压缩喷射的使用，能够维持可重复的发动机转速廓线。

应当理解，提供以上本发明内容是为了以简化的形式介绍一系列概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着识别要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围由所附权利要求唯一地限定。另外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出燃烧室的示例实施例。

图2示出图示说明可以被实施用于在冷起动状况期间以降低的歧管压力起动发动机的程序的高水平流程图。

图3示出描绘燃料沸点在汽缸压缩冲程期间的改变的映射图。

图4示出可以用于基于在不同的MAP值下燃料沸点的变化相对于充气体积的变化而在发动机设定点期间选择歧管压力设定点的映射图。

图5-6示出根据本公开的示例冷起动燃料喷射。

具体实施方式

以下描述涉及用于改善发动机(诸如图1的发动机)在冷环境温度下以汽油和醇基燃料起动的能力的系统和方法。发动机控制器可以被配置为在发动机冷起动期间执行控制程序(诸如图2的示例程序)，以在压缩冲程期间降低歧管压力并且喷射燃料同时以较低的歧管压力操作。通过基于在燃料喷射结束时估计的燃料温度降低歧管压力(图3-4)，燃料汽化和可燃的空燃混合物的形成在冷起动下可以被改善。参考图5-6示出示例冷起动操作。通过减少在冷起动期间引起的燃料损失，燃料效率和车辆冷起动排气排放的质量可以被显著地改善。

图1描绘内燃发动机10的燃烧室或汽缸的示例实施例。发动机10可以接收来自包括控制器12的控制系统的控制参数并且接收借助输入装置132来自车辆操作者130的输入。在该示例中，输入装置132包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的汽缸(本文中也称为“燃烧室”)14可以包括燃烧室壁136，活塞138定位在所述燃烧室壁中。活塞138可以耦接到曲轴140，使得活塞的往复运动被转化为曲轴的旋转运动。曲轴140可以借助变速器系统耦接到乘客车辆的至少一个驱动轮。另外，起动机马达可以借助飞轮耦接到曲轴140以实现发动机10的起动操作。

汽缸14能够借助一系列进气通道142、144和146接收进气。除了汽缸14之外，进气通道146能够与发动机10的其它汽缸连通。在一些示例中，进气通道中的一个或多个可以包括增压装置，诸如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1示出配置有涡轮增压器的发动机10，所述涡轮增压器包括布置在进气通道142和144之间的压缩机174以及沿排气通道148布置的排气涡轮176。压缩机174可以借助轴180由排气涡轮176至少部分地提供动力，其中增压装置被配置为涡轮增压器。然而，在其它示例中，诸如在发动机10配备有机械增压器的情况下，排气涡轮176可以可选地被省略，其中压缩机174可以由来自马达或发动机的机械输入提供动力。包括节流板164的节气门20可以沿发动机的进气通道被提供，用于改变提供到发动机汽缸的进气的流率和/或压力。例如，如图1所示，节气门20可以被定位在压缩机174的下游，或者替代地可以被提供在压缩机174的上游。

排气通道148能够接收来自除汽缸14之外的发动机10的其它汽缸的排气。排气传感器128被示出耦接到排放控制装置178上游的排气通道148。传感器128可以选自用于提供排气空燃比的指示的各种合适的传感器，例如，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO(如所描绘的)、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。排放控制装置178可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其它排放控制装置或其组合。

排气温度可以通过位于排气通道148中的一个或多个温度传感器(未示出)来估计。替代地，排气温度可以基于发动机工况来推知，诸如转速、负载、空燃比(AFR)、火花延迟等。另外，排气温度可以通过一个或多个排气氧传感器128计算。应当认识到，排气温度可以替代地通过本文列出的温度估计方法的任何组合来估计。

发动机的10的每个汽缸可以包括一个或多个进气门以及一个或多个排气阀。例如，汽缸14被示出包括位于汽缸14的上部区域处的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些示例中，发动机10的每个汽缸(包括汽缸14)可以包括位于汽缸的上部区域处的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。

进气门150可以由控制器12通过凸轮致动经由凸轮致动系统151来控制。类似地，排气门156可以由控制器12通过凸轮致动系统153控制。凸轮致动系统151和153可以包括一个或多个凸轮并且可以利用可以由控制器12操作以改变气门操作的凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个。进气门150和排气门156的位置可以通过相应的气门位置传感器155和157确定。在替代实施例中，进气门/或排气门可以由电动气门致动控制。例如，汽缸14可以替代地包括借助电动气门致动控制的进气门和借助包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。在其它实施例中，进气门和排气门可以由共同的气门致动器或致动系统控制，或者由可变气门正时致动器或致动系统控制。

汽缸14能够具有压缩比，该压缩比是在活塞138处于底部中心与顶部中心时的容积的比。通常，压缩比在9∶1到10∶1的范围内。然而，在使用不同燃料的一些示例中，压缩比可以增加。例如，这可以在使用高辛烷值燃料或具有较高的潜在汽化焓的燃料时发生。如果使用直接喷射，则由于其对发动机爆震的影响，压缩比也可以增加。

在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可以包括用于开始燃烧的火花塞192。点火系统190能够在选择的操作模式下响应于来自控制器12的火花提前信号SA借助火花塞192向燃烧室14提供点火火花。然而，在一些实施例中，可以省略火花塞192，诸如在发动机10可以通过自动点火或通过燃料的喷射开始燃烧的情况下，如同一些柴油发动机的情况。

在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可以配置有一个或多个燃料喷射器，用于向其提供燃料。作为非限制性的示例，汽缸14被示出包括一个燃料喷射器166。燃料喷射器166被示出直接耦接到汽缸14，用于与借助电子驱动器168从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例将燃料直接喷射到其中。以此方式，燃料喷射器166提供被称为燃料到燃烧汽缸14的直接喷射(下文中也称为“DI”)。虽然图1将喷射器166示为侧喷射器，但是它也可以位于活塞的顶部，诸如在火花塞192的位置附近。当以醇基燃料操作发动机时，由于一些醇基燃料的较低的挥发性，这种位置可以改善混合和燃烧。替代地，喷射器可以位于顶部并且靠近进气门以改善混合。燃料可以从包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的高压燃料系统8被输送到燃料喷射器166。替代地，燃料可以在较低的压力下由单级燃料泵输送，在这种情况下，直接燃料喷射的正时在压缩冲程期间可以比使用高压燃料系统时更受限制。另外，虽然未示出，但是燃料箱可以具有向控制器12提供信号的压力传感器。应当认识到，在替代实施例中，喷射器166可以是将燃料提供到汽缸14上游的进气道内的进气道喷射器。

还应当认识到，虽然在一个实施例中，发动机可以通过借助单个直接喷射器喷射可变混合燃料来操作，但是在替代实施例中，发动机可以通过使用两个喷射器(直接喷射器和进气道喷射器)并且改变自每个喷射器的相对喷射量来操作。

在汽缸的单个循环期间，可以通过喷射器将燃料输送至汽缸。另外，自喷射器输送的燃料的分配和/或相对量可以如下文所描述的随工况(诸如充气温度、燃料醇含量、环境温度等)而改变。此外，对于单个燃烧事件，可以每个循环执行输送的燃料的多次喷射。可以在压缩冲程、进气冲程或其任何适当的组合期间执行多次喷射。

如上所述，图1仅示出多缸发动机的一个汽缸。因此，每个汽缸可以类似地包括其自己的一组进气门/排气门、(多个)燃料喷射器、火花塞等。

燃料系统8中的燃料箱可以容纳具有不同燃料性质的燃料，诸如具有不同的燃料成分。这些不同可以包括不同的醇含量、不同的辛烷、不同的汽化热、不同的混合燃料和/或其组合等。在一个示例中，具有不同的醇含量的燃料可以包括一种汽油燃料和另一种乙醇或甲醇燃料。在另一示例中，发动机可以将汽油用作第一物质，而将含有诸如E85(其约为85％的乙醇和15％的汽油)和M85(其约为85％的甲醇和15％的汽油)的混合燃料的醇用作第二物质。其它含醇燃料可以是醇和水的混合物、醇、水和汽油的混合物、乙醇、甲醇和水的混合物等。在又一示例中，两种燃料可以是混合醇，其中第一燃料可以是具有较低的醇比例的混合汽油醇，第二燃料可以是具有较大的醇比例的混合汽油醇，第一燃料的醇比例小于第二燃料的醇比例，诸如E10(其约为10％的乙醇)作为第一燃料，而E85(其约为85％的乙醇)作为第二燃料。附加地，第一燃料和第二燃料也可以在其它燃料性质方面不同，诸如温度、粘性、辛烷值、潜在汽化焓等的不同。

此外，燃料箱的燃料特性可以频繁地改变。在一个示例中，驾驶员可以一天用E85、接着用E10并且再接着用E50再填充燃料箱。因此，箱再填充每天的变化能够导致频繁地改变燃料成分，由此影响喷射器166输送的燃料成分。

控制器12在图1中被示为微型计算机，其包括微处理器单元106、输入/输出端口108、用于可执行程序和校准值的电子存储介质一在该特定示例中被示为只读存储器芯片110、随机存取存储器112、不失效存储器114和数据总线。除先前讨论的那些信号之外，控制器12还可以从耦接到发动机10的传感器接收各种信号，包括：来自质量空气流量传感器122的引入的质量空气流量(MAF)的测量；来自耦接到冷却套管118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT)；来自耦接到曲轴140的霍耳效应传感器120(或其它类型的传感器)的表面点火感测信号(PIP)；来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)；以及来自传感器124的绝对歧管压力信号(MAP)。发动机转速信号RPM可以通过控制器12根据信号PIP产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用于提供进气歧管中的真空或压力的指示。

存储介质只读存储器110能够用表示可由处理器106执行的指令的计算机可读数据编程，用于执行下述方法以及被预期但未被具体列出的其它变体。控制器可以接收来自各种传感器的输入数据、处理输入数据并且基于接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令而采用各种致动器。控制器可以基于对应于一个或多个程序(诸如在文本中关于图2描述的示例控制程序)的编程在其中的指令或代码响应于处理的输入数据而采用致动器。

图2描述用于在发动机冷起动期间调整进气歧管压力以改善发动机起动性的示例控制系统程序200。用于执行方法200和本文包括的剩余方法的指令可以基于存储在控制器的存储器上的指令并且结合从发动机系统的传感器(诸如上面参考图1描述的传感器)接收的信号由控制器执行。控制器可以根据下面描述的方法采用发动机系统的发动机致动器以调整发动机操作。

在201处，发动机工况可以被测量和/或估计。这些可以包括环境状况(环境温度、环境湿度、环境压力)、充气温度、发动机转速、歧管压力、催化剂温度、大气压力、驾驶员需求、燃料箱填充水平、燃料的醇含量等。在202处，可以确认发动机是否处于冷起动状况。在一个示例中，如果发动机温度(或环境温度、或发动机催化剂温度)低于阈值温度和/或如果自先前的发动机关闭以后已经逝去阈值持续时间，则可以确认发动机冷起动。

如果发动机冷起动未被确认，则在203处该方法包括基于发动机工况以燃料喷射廓线操作发动机。例如，发动机可以在热起动期间以热起动燃料喷射廓线起动。因此，如果冷起动状况未被确认，则可以不进行对歧管压力的调整。即，歧管压力可以被维持在较高的水平。

在确认发动机冷起动状况后，在204处，该方法包括检索燃料成分数据。例如，燃料醇含量(或辛烷含量)可以被检索。在一个示例中，燃料成分可以基于先前的发动机操作来确定。在另一示例中，燃料成分可以基于燃料箱填充事件来确定。替代地，燃料成分可以基于燃料成分传感器(诸如燃料醇传感器)的输出来确定。

在206处，对于发动机冷起动时的每个汽缸中的第一燃烧事件，燃料喷射设定可以基于估计的发动机工况并且进一步基于燃料成分来确定。确定的燃料喷射设定可以包括在第一燃烧事件待被喷射的燃料量以及喷射的正时。确定燃料喷射正时可以包括：对于发动机的每个汽缸中的第一燃烧事件，确定燃料要被喷射的冲程、喷射正时的开始、喷射正时的结束、喷射的持续时间以及用于燃料喷射器的占空比脉冲。此外，可以确定燃料以进气道喷射还是以直接喷射的方式被输送。例如，喷射正时的开始和/或喷射正时的结束可以随发动机转速、负载、燃料醇含量，发动机温度或其它参数而改变。在一个示例中，可以确定燃料在冷起动期间在每个汽缸的第一燃烧事件以单一压缩冲程喷射的方式被输送。

在208处，歧管压力设定点基于在喷射结束时估计的燃料温度。如下面详述的，对于在冷起动期间每个汽缸中的第一燃烧事件，基于随着歧管压力(的变化)待被喷射的燃料的沸点的变化，歧管压力被降低至设定点。因此，歧管压力的下降降低燃料沸点。当燃料沸点下降而充气温度保持相同时，燃料沸点和充气温度之间的差增加，从而改善燃料的汽化和均匀的空燃混合物的形成。然而，同时随着燃料汽化的改善，歧管压力的下降还导致在第一汽缸燃烧事件期间每个汽缸中的充气体积的下降。因此，提供均匀的且化学计量的(或其它空燃比)混合物所需要的燃料量减少。通过两者之间的优化或平衡并且迭代地学习，歧管压力设定点可以被确定。

图3的映射图300描绘在压缩冲程喷射燃料的情况下的发动机起动期间燃料的沸点和充气温度之间的温度差以及该温度差对燃料汽化的影响。映射图300描绘沿y-轴线的温度和沿着x-轴线的(以曲轴角度的)发动机位置，其中范围限于描绘压缩冲程。在所描绘的示例中，喷射的燃料是E100。发动机是在-5℃的环境状况下以250rpm操作的2L四缸直接喷射发动机。燃料在615CAD处在进气门关闭(IVC)的压缩冲程期间被喷射，并且喷射的结束被设定在TDC附近，具体地在720CAD处。

在曲线304(虚线)处示出在压缩冲程期间汽缸中的充气温度。在曲线302(实线)处示出被喷射到汽缸内的燃料(在本文中燃料是E100)的沸点在压缩冲程期间的变化。在本文中，发动机起动在100kPa的歧管压力下处于固定的加燃料量。根据曲轴角的E100燃料的沸点示出燃料的沸点温度随汽缸内压力的增加。燃料汽化通过燃料沸点和充气温度之间的差306(在本文中也被称为δ温度)来驱动。具体地，当δ温度(或差)增加时，燃料汽化改善。

可以选择低于标称歧管压力设定点以改善燃料汽化的歧管压力设定点。例如，歧管压力可以从100kPa被降低至70kPa。曲线308(虚线)描绘在压缩冲程期间被喷射到汽缸内的燃料的沸点在70kPa的歧管压力下的变化。根据曲轴角的E100燃料的沸点在较低的歧管压力下示出燃料的沸点温度随汽缸内压力增加具有类似趋势。然而，在较低的歧管压力下，燃料沸点被降低，从而导致燃料沸点和充气温度之间的较大的差310。即，实现较大的δ温度，从而改善燃料汽化。

图4的映射图400描绘歧管压力设定点的优化或选择。具体地，映射图400描绘沿x-轴线的歧管压力(MAP)、沿第一y-轴线的汽缸充气体积和沿第二y-轴线的燃料汽化的量。曲线402(实线)示出汽缸充气体积和MAP之间的关系。随着MAP在汽缸进气冲程期间降低，汽缸充气质量减少。换言之，汽缸中存在较少的空气。曲线404(虚线)示出燃料汽化和MAP之间的关系。随着MAP在汽缸进气冲程期间降低，燃料汽化增加(由于较低密度的空气)。换言之，汽缸中存在较多的燃料。为了允许目标空燃比的均匀的空燃混合物被实现，平衡必须处于对燃料的减少的需要(由于较小的空气体积)和燃料的增加的可用性(由于较高的汽化)之间。在一个示例中，线之间的交叉点可以用于识别歧管压力设定点。在所描绘的示例中，MAP设定点可以从标称值MAP1(例如，100kPa)被降低至MAP2(例如，70kPa)。

返回到208，如上所述，基于喷射的燃料的沸点随压力的变化，歧管压力可以被降低至设定点。具体地，基于(估计的或预测的或建模的)喷射的燃料的沸点的变化相对于(估计的或预测的或建模的)汽缸充气体积随压力的变化，选择歧管压力设定点。在其它示例中，降低可以为降到基于喷射结束时汽缸中的预期的空燃比的设定点。例如，设定点可以被调整以将空燃比维持在目标比处(例如，在化学计量比处或附近)。在一些示例中，降低可以进一步基于喷射的燃料的醇含量，当喷射的燃料的醇含量增加时，歧管压力被降低至较小的值。

在210处，该方法包括通过减小进气节气门的开度而将歧管压力降低至确定的设定点。例如，降低可以包括基于在致动器处从控制器接收的信号致动耦接到进气节流阀的机电致动器以朝向较大的关闭位置移动阀。在一个示例中，节气门可以被保持短暂地关闭，直至达到MAP设定点。

在212处，可以确认MAP是否已经被降低至确定的设定点。如果为否，则该方法返回到210，以继续朝向较小的打开位置致动节流阀。如果确认MAP已经被降低至确定的设定点，则在214处该方法包括在冷起动下对每个汽缸中的第一燃烧事件以单一压缩冲程喷射的方式喷射燃料。燃料可以以(在206处)先前确定的量和正时被喷射。换言之，对于每个汽缸中的第一燃烧事件，燃料的输送被延迟，直至MAP已经被充分地降低，由此确保喷射的燃料能够充分地汽化以形成均匀的空燃混合物。

因此，降低歧管压力可以精细地增加发动机的起动时间(例如，从0.5秒到0.7秒)。然而，冷环境状况下(诸如在5℃下)的发动机起动时间处于较高的范围，诸如大约2-3秒。在这些状况下，歧管压力的降低基本上不增加发动机冷起动时间。实际上，由于在减少的MAP下燃料汽化的改善，发动机冷起动时间可以被改善，诸如从2-3秒到大约1.2-2秒。

在216处，该方法包括基于降低的歧管压力调整一个或多个发动机操作参数以减少扭矩误差或扭矩干扰。例如，对于每个汽缸中的第一燃烧事件，可以基于降低的歧管压力调整点火火花正时和燃料轨压力中的一个或多个。例如，在第一状况期间，当降低的歧管压力导致比期望的空燃比更富的空燃比时，火花正时可以被提前或延迟以减少扭矩误差。作为另一示例，在第二状况期间，当降低的歧管压力导致比期望的空燃比更稀的空燃比时，火花正时可以被提前或延迟以减少扭矩误差。然而，如果混合物太稀，则可能需要更多的燃料来获得期望的扭矩。

在218处，在发动机冷起动期间每个汽缸中的第一燃烧事件完成后，该方法包括对于紧随每个汽缸中的第一燃烧事件之后而无介于其间的燃烧事件的第二燃烧事件，升高歧管压力。例如，升高可以包括基于在致动器处从控制器接收的信号致动耦接到进气节流阀的机电致动器以朝向较大的打开位置移动阀。

在220处，该方法包括对于在发动机冷起动下每个汽缸中的第二随后的燃烧事件，以一个或多个压缩冲程和/或进气冲程喷射的方式输送燃料。例如，对于汽缸中的第二燃烧事件，控制器可以将燃料喷射转变为分离喷射(split injection)，分离喷射包括以进气冲程喷射的方式输送燃料的第一部分和以压缩冲程喷射的方式输送燃料的第二剩余部分，第一部分相对于第二部分的比基于温度来调整。在本文中，温度可以是燃料温度、发动机温度、排气催化剂温度和环境温度中的一个。第一部分相对于第二部分的比可以随温度增加而增加。所述比可以进一步基于喷射的燃料的醇含量，第一部分相对于第二部分的比随喷射的燃料的醇含量增加而减小。

另外，进气冲程中输送的燃料相对于压缩冲程中输送的燃料的比以及用于分离喷射的喷射次数(如果多次喷射被使用)可以进一步基于燃烧事件数量。例如，在每个汽缸中的第一燃烧事件之后，对于多个燃烧事件，燃料可以以分离进气和/或压缩喷射的方式被输送，此后加燃料可以被转变为单一进气冲程喷射。

以此方式，对于发动机冷起动的第一燃烧事件，通过降低进气歧管压力，随着喷射结束时估计的燃料温度降低，燃料汽化被改善，即使当以醇燃料操作时。此外，较低的歧管压力实现减小失火事件发生率。

现在转向图5，其对于接收用于发动机起动的第一燃烧事件的燃料的发动机汽缸示出关于发动机位置的气门正时和活塞位置的映射图500。在发动机起动期间，当发动机正在被起动转动时，发动机控制器可以被配置为对于发动机冷起动下发动机汽缸中的第一燃烧事件调整歧管压力(MAP)以改善燃料汽化。在发动机热起动的情况下，可以不执行MAP调整，如下面描述的。应当认识到，如在本文中使用的，第一燃烧事件指在发动机起动期间第一汽缸中要点火的第一燃烧事件。然而，类似的廓线可以在发动机起动期间用于每个汽缸中的第一燃烧事件。

映射图500图示说明沿x-轴线以曲轴角度(CAD)的发动机位置。曲线508参考其相距上止点(TDC)和/或下止点(BDC)的方位并且进一步参考其在发动机循环的四个冲程(进气、压缩、做功和排气)内的方位描绘活塞位置(沿y-轴线)。如通过正弦曲线508所指示的，活塞从TDC逐渐向下移动，到做功冲程结束时在BDC处降到最低点。活塞然后到排气冲程结束时在TDC处返回到顶部。活塞然后在进气冲程期间再次朝向BDC向下移动，到压缩冲程结束时在TDC处返回到其原始顶部位置。

曲线502和504描绘在正常的发动机操作期间用于排气门(虚线曲线502)和进气门(实线曲线504)的气门正时。如所图示说明的，恰好在活塞在做功冲程结束时降至最低点时，排气门可以被打开。然后在活塞完成排气冲程时，排气门可以关闭，至少直至随后的进气冲程已经开始才保持打开。以相同的方式，进气门可以在进气冲程开始时或进气冲程开始之前被打开，并且可以保持打开至少直至随后的压缩冲程已经开始。

由于排气门关闭和进气门打开之间的正时差，对于在排气冲程结束之前并且在进气冲程开始之后的短持续时间，进气门和排气门可以打开。两个气门都可以打开的该时期被称为正进气门到排气门重叠506(或简称为正气门重叠)，通过曲线502和504的交叉处的阴影区域来表示。在一个示例中，正进气门到排气门重叠506可以是发动机冷起动期间存在的发动机的默认凸轮位置。

映射图500的第三曲线(自顶部)描绘可以用于发动机冷起动的第一燃烧事件以减少发动机冷起动粗糙度并且改善发动机起动性的示例燃料喷射廓线510。曲线514描绘发动机冷起动的第一燃烧事件下的MAP。映射图500的第五曲线(自顶部)描绘可以用于发动机热起动的第一燃烧事件的示例燃料喷射廓线520。曲线516描绘MAP发动机热起动的第一燃烧事件下的MAP。

在所描绘的示例中，在发动机冷起动的第一燃烧事件期间使用的燃料喷射廓线510包括在压缩冲程期间以被输送到汽缸的燃料量的单一压缩冲程喷射D1，燃料在正时CAD1处被直接喷射。此外，对于发动机冷起动的第一燃烧事件，歧管压力(曲线514)从标称设定512被降低以允许喷射的燃料的沸点和充气温度之间的较大的δ温度。

相比之下，在发动机热起动的第一燃烧事件期间使用的燃料喷射廓线520包括以第一进气冲程直接喷射D11和附加的进气冲程喷射D12或附加的压缩冲程喷射D12’的方式输送到汽缸的总燃料量的多次喷射。总燃料量的第一较大的部分在进气冲程中在第一正时CAD11处被直接喷射。然后，燃料的剩余部分在进气冲程中在CAD12处或在压缩冲程中在CAD13处被直接喷射。此外，对于发动机热起动的第一燃烧事件，歧管压力(曲线516)被保持在标称设定512处，因为热起动下的燃料汽化不是问题。

应当认识到，在一些示例中，对于发动机热起动的第一燃烧事件，输送的总燃料可以包括进气冲程喷射D12和压缩冲程喷射D12’中的每一个以及进气冲程喷射D11。另外，相比于热起动，火花正时(未示出)可以在发动机冷起动的第一燃烧事件期间被延迟较大量。

现在转向图6，映射图600示出在发动机冷起动和随后的起动转动期间燃料喷射廓线和MAP的示例调整。映射图600在曲线602处描绘燃烧事件数量计数器的输出、在曲线604处描绘燃料喷射廓线、在曲线606处描绘MAP并且在曲线608处描绘失火计数器的输出。应当认识到，如在本文中使用的，燃烧事件计数器对在给定的发动机汽缸中发生的燃烧事件计数。因此，第一燃烧事件指在发动机起动期间第一汽缸中要点火的第一燃烧事件，并且随后的燃烧事件指在发动机起动下给定的汽缸中的随后的燃烧事件(在第一燃烧事件之后)。因此，应当认识到，类似的廓线可以在发动机热起动或冷起动期间用于发动机的每个汽缸中的第一燃烧事件。

在t0处，发动机起动命令可以被接收。由于环境状况在阈值温度之下，所以发动机起动在t1处可以继续发动机冷起动。在t0与t1之间，发动机可以利用起动马达起动转动。在t1处或之后不久，对于第一燃烧事件，燃料可以被输送。然而，为了在冷起动的第一燃烧事件时改善燃料汽化，在t1之前，MAP可以被降低。在一个示例中，MAP通过减小进气节气门的开度来降低。例如，节气门可以被保持关闭达一持续时间，直至MAP被降低至预定的设定点。此后，节气门开度可以基于工况和期望的气流来调整。一旦MAP被降低，对于第一燃烧事件，开始加燃料。在本文中，对于第一燃烧事件，燃料以单一压缩冲程喷射C1(阴影条柱)的方式被输送。

在t2处或之后不久，对于第二燃烧事件，燃料可以被输送。然而，燃料可以在第二燃烧事件时充分热，使得对于燃料汽化不需要进一步维持较低的MAP。相应地，在第一燃烧事件完成后，并且在冷起动的第二燃烧事件之前不久(即，在t2之前)，MAP可以被升高。在一个示例中，MAP通过增加进气节气门的开度来升高。一旦MAP被升高，对于第二燃烧事件，开始加燃料。在本文中，对于第二燃烧事件，燃料以第一进气冲程喷射I2(线形条柱)和第二压缩冲程喷射C2(阴影条柱)的方式被输送，所述喷射包括与进气冲程喷射相比压缩冲程喷射中更高的燃料比。对于随后的第三燃烧事件和此后的所有燃烧事件，MAP被保持处于较高的值。此外，对于第三燃烧事件，燃料以第一进气冲程喷射I3(线形条柱)和第二压缩冲程喷射C3(阴影条柱)的方式被输送，所述喷射包括与压缩冲程喷射相比进气冲程喷射中更高的燃料比。此外，通过实现发动机怠速控制的时间处于t4或在t4之后，MAP被保持在较高的值，并且燃烧事件(诸如事件n-1和n)利用进气冲程喷射的燃料(例如，In-1和In)来加燃料。

通过在第一燃烧事件期间减小MAP，燃料汽化被改善。此外，失火事件发生率被减小。因此，如果对于第一燃烧事件未降低MAP，如通过虚线节段610所指示的，则更多的失火事件可以发生，如通过在608处的失火计数器的输出(虚线曲线)所指示的。

在一个示例中，用于发动机的方法包含：对于发动机冷起动期间的发动机的每个汽缸的第一燃烧事件，将歧管压力降低至基于喷射的燃料的沸点随压力的变化相对于汽缸充气的体积随压力的变化而选择的设定点；以及在较低的歧管压力下，以单一压缩冲程喷射的方式向汽缸输送燃料。在上述示例中，基于喷射的燃料的沸点随压力的变化相对于汽缸充气的体积随压力的变化而选择的设定点可以附加地或可选地包括基于在喷射结束时预期的汽缸的空燃比而选择的设定点，所述预期的空燃比基于喷射的燃料的沸点的变化和汽缸充气的体积的变化。在前述示例中的任一个或全部中，降低附加地或可选地包括致动耦接到进气节流阀的致动器以朝向更关闭的位置移动节流阀。在前述示例中的任一个或全部中，降低包括从第一歧管压力降低至设定点，所述第一歧管压力基于环境温度和喷射的燃料的醇含量中的一个或多个。前述示例中的任一个或全部可以附加地或可选地进一步包含：对于紧随发动机冷起动的每个汽缸的第一燃烧事件之后的每个汽缸的第二燃烧事件(其间没有事件)，将歧管压力升高至第一歧管压力并且在较高的歧管压力下以一个或多个进气冲程喷射的方式输送燃料。前述示例中的任一个或全部可以附加地或可选地进一步包含：相对于驾驶员扭矩需求，基于在降低的歧管压力下输出的发动机扭矩调整点火火花正时和燃料轨压力中的一个或多个。

用于发动机的另一种方法包含：在发动机冷起动期间，基于发动机工况确定包括燃料量和喷射正时的燃料喷射；以及基于喷射结束时估计的燃料温度而对于冷起动下发动机的每个汽缸的第一燃烧事件降低歧管压力。在前述示例中，降低可选地包括将歧管压力降低至基于喷射的燃料的沸点随压力变化的设定点。在前述示例中的任一个或全部中，设定点附加地或可选地基于喷射的燃料的沸点的变化相对于汽缸充气的体积随压力的变化。在前述示例中的任一个或全部中，降低附加地或可选地进一步基于喷射的燃料的醇含量，当喷射的燃料的醇含量增加时，歧管压力被降低至较小的值。在前述示例中的任一个或全部中，降低附加地或可选地包括减小进气节气门的开度。前述示例中的任一个或全部可以附加地或可选地进一步包含：对于紧随每个汽缸的第一燃烧事件之后的第二燃烧事件，升高歧管压力，并且对于每个汽缸的第一燃烧事件，以单一压缩冲程喷射的方式喷射燃料。前述示例中的任一个或全部可以附加地或可选地进一步包含：对于第二燃烧事件，将燃料喷射转变为分离喷射，分离喷射包括以进气冲程喷射的方式输送燃料的第一部分和以压缩冲程喷射的方式输送燃料的第二剩余部分，第一部分相对于第二部分的比基于温度来调整。在前述示例中的任一个中，其中所述比基于温度来调整，温度可选地是燃料温度、发动机温度、排气催化剂温度和环境温度中的一个，并且第一部分相对于第二部分的比随温度增加而增加。在前述示例中的任一个中，所述比附加地或可选地进一步基于喷射的燃料的醇含量，第一部分相对于第二部分的比随喷射的燃料的醇含量增加而减小。前述示例中的任一个可以附加地或可选地进一步包含：基于降低的歧管压力调整点火火花正时和燃料轨道压力中的一个或多个。

在又一示例中，耦接至车辆的第一示例发动机系统可以包含：发动机，其具有进气歧管和一个或多个发动机汽缸；直接喷射器，其用于将燃料直接喷射到发动机汽缸内；节流阀，其被耦接在进气歧管中，阀的开度通关机电致动器来调整；压力传感器，其用于估计进气歧管的压力；以及控制器。控制器可以配置有存储在非临时性存储器上的计算机可读指令，用于：在第一发动机冷起动期间，对于每个发动机汽缸的第一燃烧事件，在较高的歧管压力下输送燃料，并且然后在第一燃烧事件之后，将歧管压力增加至较高的歧管压力之上。控制器可以被进一步配置用于：在第二发动机冷起动期间，对于每个发动机汽缸的第一燃烧事件，在较低的歧管压力下输送燃料，并且然后在第一燃烧事件之后，将歧管压力增加至较高的歧管压力。在前述示例发动机系统中，第二发动机冷起动期间的环境温度处于较低的温度。在前述示例发动机系统中，附加地或可选地，在第一发动机冷起动期间，对于每个汽缸的第一燃烧事件，以进气冲程喷射和压缩冲程喷射中的每一个的方式输送燃料，而在第二发动机冷起动期间，对于每个汽缸的第一燃烧事件，以单一压缩冲程喷射的方式输送燃料。

以此方式，以汽油和柴油燃料(诸如E100或E85)在非常冷的温度下起动发动机的能力被改善。改善被实现而不需要辅助的燃料加热系统，诸如加热的燃料轨、汽油喷射器起动、预喷射、加热的喷射器等。通过使喷射的燃料的较大的部分能够在冷起动下被汽化，原料气/进气烃排放能够被显著地减少。此外，通过在发动机起动下减少负载，发动机转速爆发能够被减少。通过在发动机冷起动期间减小发动机失火的发生率，较低的排放和更可靠且可预测的发动机起动的优点被实现。总之，冷起动下的发动机起动性被改善。

注意，包括在本文中的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以存储为非临时性存储器中的可执行指令，并且可以由包括控制器与各种传感器、致动器和其它发动机硬件的控制系统执行。本文描述的具体程序可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等。因此，所示的各种行为、操作和/或功能可以按所示的顺序执行、并行地执行或在一些情况下省略。同样，处理的顺序不是实现本文面描述的实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述提供。根据使用的特定策略，所示的行为、操作和/或功能中的一个或多个可以被重复地执行。此外，所述的行为、操作和/或功能可以图形化地被程序化到发动机控制系统的计算机可读存储介质的非临时性存储器之内的代码，其中所述的行为通过执行包括各种发动机硬件组件与电子控制器的系统中的指令而被执行。

应当认识到，本文所公开的构造和程序在本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被认为具有限制意义，因为许多变体是可能的。例如，上述技术可以使用到V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其它发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和配置和其它特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

随附的权利要求具体指出被认为新颖的和非显而易见的特定组合和子组合。这些权利要求可以涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这样的权利要求应当被理解为包括一个或多个这样的元件的组合，既不要求也不排除两个或更多个这样的元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其它组合和子组合可以通过修改本申请的权利要求或通过在本申请或相关的申请中提出新权利要求被要求保护。这样的权利要求，无论比原权利要求范围更宽、更窄、等同或不同，均被认为包含在本公开的主题内。