用于egr控制的可變氣門正時的制作方法
【專利摘要】本申請涉及用于EGR控制的可變氣門正時。提供方法和系統(tǒng)，用于調(diào)節(jié)汽缸氣門正時，以使汽缸組能夠運轉(zhuǎn)和燃燒，同時第二組汽缸選擇性地被停用。氣門正時可被調(diào)節(jié)，以使得經(jīng)過停用汽缸的空氣流量減少，減少再次啟用時的催化劑再生要求。氣門正時可以可選地被調(diào)節(jié)，以使排氣通過停用汽缸再循環(huán)至啟用汽缸，提供冷卻EGR的益處。
【專利說明】用于EGR控制的可變氣門正時
【技術領域】
[0001]本申請涉及改變氣門正時，以實現(xiàn)實際上的汽缸停用，和選擇性地使經(jīng)過停用汽缸機組的流量逆向，以實現(xiàn)EGR益處。
[0002]背景和概沭
[0003]發(fā)動機可通過可變氣門正時控制被操作，以提高發(fā)動機性能。例如，進氣門和/或排氣門正時可基于發(fā)動機工況被調(diào)節(jié)(例如，被提前或延遲)，以增加正氣門開啟重疊角。然后，增加的氣門開啟重疊角可用于提高空氣-燃料混合、汽缸充氣溫度控制等。在再其它的狀況下，氣門正時可被調(diào)節(jié)，以增加負氣門開啟重疊角。
[0004]控制發(fā)動機可變氣門正時裝置的一個實例方法由Winstead在US7，779，823中顯不。其中，第一發(fā)動機汽缸的氣門正時被調(diào)節(jié)，以使氣體從發(fā)動機進氣至發(fā)動機排氣，同時，相同機組上第二汽缸的氣門正時被調(diào)節(jié)，以使燃燒排氣返回至進氣。以這種方式，發(fā)動機中自動點火燃燒的正時(例如，當以HCCI模式操作時)可被控制。
[0005]然而，本文的發(fā)明人已經(jīng)識別這樣的方法的潛在問題。作為一個實例，可不實現(xiàn)冷卻的EGR。具體地，因為排氣經(jīng)相同機組的一個或多個汽缸返回，所以，返回的排氣可處于基本上高的溫度。雖然這可幫助發(fā)動機處于HCCI燃燒模式時加速汽缸加熱，但在火花點火燃燒模式下，較高溫度循環(huán)的排氣可導致燃燒汽缸中缺火和其它異常燃燒事件。因此，這可使發(fā)動機性能衰退。
[0006]因此，在一個實例中，一些上述問題可通過操作發(fā)動機的方法得以解決，該方法包括操作第一發(fā)動機機組上的第一組汽缸，以從第一進氣歧管提供空氣和排氣凈流量至第一排氣歧管，同時，操作第二發(fā)動機機組上的第二組汽缸，以從第二排氣歧管提供排氣凈流量至第二進氣歧管。以這種方式，燃料可在第一啟用的汽缸機組上被燃燒，同時，排氣經(jīng)第二停用的汽缸機組被再循環(huán)。
[0007]例如，發(fā)動機可包括第一發(fā)動機機組上連接至第一排氣催化劑的第一組汽缸和第二發(fā)動機機組上連接至第二排氣催化劑的第二組汽缸。在選定狀況下，諸如當發(fā)動機負荷低于閾值時，燃料可被噴射至第一組汽缸并在其中燃燒。另外，第一組汽缸的氣門正時可被調(diào)節(jié)，以便使空氣和排氣從進氣歧管經(jīng)過第一排氣催化劑朝向排氣接合點(junction)流動。同時，沒有燃料可被噴射到第二組汽缸。相反，第二組汽缸的氣門正時可被調(diào)節(jié)，以便從排氣接合點通過第二組汽缸再循環(huán)至少一些排氣至進氣歧管。即，經(jīng)過第二機組的流量可與經(jīng)過第一機組的流量的方向相反。因此，隨著其經(jīng)過停用機組的汽缸，排氣可被冷卻，從而提供冷卻的EGR。任選地，第二排氣催化劑和排氣接合點之間位置處的排氣空-燃比可被監(jiān)測，以鑒別排氣泄露的存在。
[0008]另外，產(chǎn)生于第一組汽缸的排氣的暫時加濃可有利地用于至少部分地再生連接至第二組汽缸的第二催化劑。這減少在隨后的汽缸再次啟用后再生催化劑所需的燃料。
[0009]以這種方式，在第一發(fā)動機機組上產(chǎn)生的燃燒排氣可通過第二、不同的發(fā)動機機組被再循環(huán)。通過使經(jīng)過停用機組汽缸的流量逆向，再循環(huán)排氣可被冷卻?？傊?，可同時提供汽缸停用和冷卻EGR的益處，以提高發(fā)動機性能。通過利用逆向流量檢測排氣泄露，還可同時診斷排氣降解。
[0010]在另一實施方式中，發(fā)動機方法包括:操作第一發(fā)動機機組上的第一組汽缸以提供第一方向的充氣流量；在第一狀況下，操作第二發(fā)動機機組上的第二組汽缸，以提供第二、相反的方向的充氣流量；和在第二狀況下，操作第二組汽缸，以不提供凈流量經(jīng)過第二發(fā)動機機組。
[0011]在另一實施方式中，第一方向的充氣流量包括使充氣從第一發(fā)動機機組的第一進氣歧管流至第一排氣歧管，和其中第二方向的充氣流量包括使充氣從第二發(fā)動機機組的第二排氣歧管流至第二進氣歧管。
[0012]在另一實施方式中，第一狀況包括在第一組汽缸中要求的EGR高于閾值水平，和第二狀況包括在第一組汽缸中要求的EGR低于閾值水平。
[0013]在另一實施方式中，第一狀況包括在第一組汽缸中要求冷卻的EGR，和第二狀況包括在第一組汽缸中不要求冷卻的EGR。
[0014]在另一實施方式中，第一狀況包括第二組汽缸在沒有凈流量的情況下被操作達一定的持續(xù)時間。
[0015]在另一實施方式中，在第一狀況下，第一組汽缸比化學計量比濃地被操作達一定的持續(xù)時間，直到在第二發(fā)動機機組的第二進氣歧管處檢測的空-燃比濃于閾值水平。
[0016]在另一實施方式中，第二排氣歧管連接在接合點下游的第一排氣歧管，方法還包括，在第一狀況下，檢測第二排氣歧管中的排氣催化劑和接合點之間位置處的空-燃比；和響應監(jiān)測的比閾值水平稀的空-燃比，指示第二發(fā)動機機組中的后凸緣(post flange)排氣泄露。
[0017]在另一實施方式中，發(fā)動機方法包括操作第一發(fā)動機機組上的第一組汽缸，以燃燒和排放氣體至催化劑，然后排放至排氣接合點；同時，操作第二發(fā)動機機組上的第二組汽缸，以從排氣接合點吸引氣體，經(jīng)過第二催化劑，然后進入進氣。
[0018]在另一實施方式中，第二發(fā)動機機組的進氣與第一發(fā)動機機組的進氣相同或不同。
[0019]在另一實施方式中，第一發(fā)動機機組包括EGR通道，其連接在進氣和排氣接合點上游之間，方法還包括基于從排氣接合點經(jīng)第二發(fā)動機機組的第二催化劑吸引的氣體的量，調(diào)節(jié)經(jīng)EGR通道在第一發(fā)動機機組上再循環(huán)的氣體的量。
[0020]應該理解，提供以上概述以以簡化形式介紹對在詳細描述中進一步描述的概念的選擇。其不意為確定要求保護的主題的關鍵或本質(zhì)特征，要求保護的主題的范圍由所述詳細描述之后的權利要求書唯一限定。此外，要求保護的主題不限于解決上面在本公開內(nèi)容任何部分所述的任意缺點的實施。
附圖簡介
[0021]圖1-2示意性地顯示根據(jù)本公開內(nèi)容實施方式的實例發(fā)動機系統(tǒng)的方面。
[0022]圖3描述部分發(fā)動機視圖。
[0023]圖4-6圖解調(diào)節(jié)第一組和第二組汽缸各自的進氣門和/或排氣門正時的實例方法，以減少經(jīng)過停用發(fā)動機機組的流量或使該流量逆向。
[0024]圖7圖解在流量逆向狀況期間診斷停用發(fā)動機機組中排氣泄露的實例方法。[0025]圖8圖解根據(jù)本公開內(nèi)容對第一和第二組汽缸各自進行的實例氣門正時調(diào)節(jié)。
[0026]圖9圖解對第二組汽缸的實例氣門正時調(diào)節(jié)，以提供基本上零流量經(jīng)過第二機組。
[0027]詳細描沭
[0028]以下描述涉及系統(tǒng)和方法，用于調(diào)節(jié)第一發(fā)動機機組上的第一組汽缸和第二發(fā)動機機組上的第二組汽缸的進氣門和/或排氣門正時(圖1-3)，以能夠?qū)崿F(xiàn)選擇性的汽缸停用?？刂破骺杀慌渲贸蓤?zhí)行控制程序，諸如圖4-6所示的那些，以便在一些工況下與啟用機組相比以相同的方向引導實質(zhì)上較少的流量經(jīng)過啟用機組。在其它狀況下，控制器可引導燃燒排氣以相反的方向從啟用機組經(jīng)過停用機組。如圖7所示，控制器還可基于監(jiān)測的空-燃比的變化，在逆向流量期間引導停用機組中的排氣泄漏物。通過基于停用機組的排氣空-燃比調(diào)節(jié)停用機組的氣門正時，可實現(xiàn)汽缸停用益處同時維持排氣催化劑作用的狀況。實例調(diào)節(jié)在本文中通過參考圖8-9被描述。
[0029]圖1顯示實例發(fā)動機10，其包括多個燃燒室或汽缸30。發(fā)動機10的多個汽缸30作為汽缸組排列在不同的發(fā)動機機組上。在描述的實例中，發(fā)動機10包括兩個發(fā)動機機組14A、14B。因此,汽缸作為排列在第一發(fā)動機機組14A上的第一組汽缸和排列在第二發(fā)動機機組14B上的第二組汽缸被排列。
[0030]發(fā)動機10可通過進氣道42接收進氣，該進氣道42與分支的進氣歧管44A、44B連通。具體地，第一發(fā)動機機組14A通過第一進氣歧管44A接收來自進氣道42的進氣，而第二發(fā)動機機組14B通過第二進氣歧管44B接收來自進氣道42的進氣。雖然顯示發(fā)動機機組14A、14B具有不同的進氣歧管，但應該理解，在可選實施方式中，它們可共用共同的進氣歧管或部分共同的進氣歧管。供應至發(fā)動機汽缸的空氣量可通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門64的位置而被控制。另外，如在本文中詳細闡述的，供應至特定機組上每一組汽缸的空氣量可通過改變連接至汽缸的一個或多個進氣門——在圖3中更詳細地顯示——的進氣門正時而被調(diào)節(jié)。
[0031]在第一發(fā)動機機組14A的汽缸產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)物通過第一排氣歧管48A被排至大氣中。第一排放控制裝置，諸如第一排氣催化劑70A連接至第一排氣歧管48A。排氣從第一發(fā)動機機組14A沿著第一排氣歧管48A被引導經(jīng)過第一排氣催化劑70A朝向排氣接合點55。從那里，排氣可通過通用排氣道50被引導到大氣。類似地，在第二發(fā)動機機組14B的汽缸產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)物通過第二排氣歧管48B被排至大氣中。第二排放控制裝置，諸如第二排氣催化劑70B連接至第二排氣歧管48B。排氣從第二發(fā)動機機組14B沿著第二排氣歧管48B被引導經(jīng)過第二排氣催化劑70B朝向排氣接合點55。從那里，排氣可通過通用排氣道50被引導到大氣。
[0032]如下面所詳細闡述的，通過調(diào)節(jié)凸輪正時，汽缸氣門正時可被調(diào)節(jié)，以提供有效汽缸停用，其中，經(jīng)過汽缸的流量被減少。例如，可提供基本上零流量經(jīng)過第二機組。作為實例，當凸輪正時是這樣的:即進氣和排氣口中心接近于活塞行程底部時，氣體(進氣和/或排氣)可以以進氣和排氣歧管之間的最小凈流量流入和流出汽缸。然而，在這樣的狀況下，凸輪正時、排氣壓力和進氣壓力的較小變化可導致進氣和排氣歧管之間至少一些凈流量。如果凈流量從進氣系統(tǒng)到排氣系統(tǒng)，則過多的氧被引入排氣催化劑，這在汽缸被再次啟用時降低催化劑的NOx轉(zhuǎn)化效率，并且，這導致需要引入過多的燃料用于催化劑再生。這降低總體VDE增益。相反，在期望冷卻EGR的狀況下，可應用從啟用機組至停用機組的逆向流量。在其他時候，逆向流量會損害功率輸出和燃料效率。因此，基于排氣空-燃比，通過調(diào)節(jié)凸輪正時或汽缸氣門正時，可監(jiān)測和維持經(jīng)過停用機組的流量的期望量和方向。
[0033]例如，在選定發(fā)動機狀況下，諸如在低發(fā)動機負荷下，選定發(fā)動機機組的一個或多個汽缸可被選擇性地停用。這可包括停用選定發(fā)動機機組上的燃料和火花。另外，進氣門和/或排氣門正時可被調(diào)節(jié)，以便與啟用發(fā)動機機組相比，提供實質(zhì)上較少的流量經(jīng)過停用發(fā)動機機組。實質(zhì)上較少的流量的方向可經(jīng)常被調(diào)節(jié)，例如被交替，以便基本上零流量能夠經(jīng)過停用機組。例如，停用發(fā)動機機組的進氣門和/或排氣門正時可基于停用發(fā)動機機組的排氣空-燃比被不斷地調(diào)節(jié)，以實質(zhì)上不提供凈流量經(jīng)過停用機組，而啟用發(fā)動機機組的進氣門和/或排氣門正時被調(diào)節(jié)，提供零流量(或沒有凈流量)的空氣和排氣經(jīng)過啟用機組。操作第二機組上的第二組非燃燒汽缸同時氣門正時被調(diào)節(jié)以實質(zhì)上不提供充氣流量可包括:響應在第二機組檢測的、比化學計量比稀的排氣空-燃比，調(diào)節(jié)氣門正時至第一正時，以減少從第二進氣歧管至第二排氣歧管的充氣流量，和響應在第二機組檢測的、處于化學計量比的排氣空-燃比，調(diào)節(jié)氣門正時至第二正時，以減少從第二排氣歧管至第二進氣歧管的充氣流量。在本文中，通過提供實質(zhì)上較少的流量經(jīng)過停用機組，可提供汽缸停用益處而不降低停用機組上排氣催化劑的效率(例如，通過保持氧在排氣催化劑上)，從而減少在隨后的汽缸再次啟用期間對有效再生排氣催化劑的需要。這降低所導致的燃料懲罰并提高總體發(fā)動機燃料經(jīng)濟性。
[0034]如在圖4-5所詳細闡述的，停用機組的氣門正時可基于停用機組的排氣空-燃比被調(diào)節(jié)，以提供減少的流量，維持停用機組的空-燃比稍微稀。例如，停用的第二發(fā)動機機組14B的氣門正時可基于第二排氣空-燃比傳感器82的輸出被調(diào)節(jié)，以通過維持比化學計量比稍微稀的機組排氣空-燃比，實質(zhì)上不提供流量?？蛇x地，氣門正時可被調(diào)節(jié)，以維持比啟用發(fā)動機機組14A的排氣空-燃比稍微稀(例如，稀小于10%)的停用發(fā)動機機組14B的排氣空-燃比。第一發(fā)動機機組14A的排氣空-燃比可通過第一排氣空-燃比傳感器72被評估。因此，傳感器72、82可以是氧傳感器(諸如EGO、HEGO或UEG傳感器)或其它合適的空-燃比傳感器。在一個實例中，操作第二機組上的第二組非燃燒汽缸同時氣門正時被調(diào)節(jié)以實質(zhì)上不提供充氣流量包括:響應在第二機組檢測的、比化學計量比稀的排氣空-燃比，調(diào)節(jié)氣門正時至第一正時，以減少從第二進氣歧管至第二排氣歧管的充氣流量，和響應在第二機組檢測的、處于化學計量比的排氣空-燃比，調(diào)節(jié)氣門正時至第二正時，以減少從第二排氣歧管至第二進氣歧管的充氣流量。
[0035]在再其它的狀況下，諸如在低發(fā)動機負荷下，當要求排氣再循環(huán)時，選定發(fā)動機機組的一個或多個汽缸可被選擇性地停用，另外，停用機組的進氣門和/或排氣門正時可被調(diào)節(jié)，以以與經(jīng)過啟用機組的凈流量相反的方向提供凈流量經(jīng)過停用機組。例如，如圖2所示，第二發(fā)動機機組14B可通過停用選定發(fā)動機機組的燃料和火花被停用。然后，停用發(fā)動機機組14B的進氣門和/或排氣門正時可被調(diào)節(jié)，以便在啟用發(fā)動機機組14A產(chǎn)生的至少部分燃燒排氣自第一排氣歧管48A被吸引到排氣接合點55上游的第二排氣歧管48B。此夕卜，燃燒排氣自第二排氣歧管48B被吸引經(jīng)第二催化劑70B至第二進氣歧管44B。因此，第一發(fā)動機機組14A的第一組汽缸被操作，以從第一進氣歧管44A提供凈流量的空氣和排氣至第一排氣歧管48A，而第二發(fā)動機機組14B的第二組汽缸被操作，以從第二排氣歧管48B提供凈流量的排氣至第二進氣歧管44B。隨著排氣行進經(jīng)過停用機組的汽缸，可發(fā)生排氣冷卻，以便通過停用機組接收的再循環(huán)排氣比通過專用EGR通道接收的排氣冷。在本文中，通過經(jīng)過停用機組吸引逆向流量，除了汽缸停用益處之外，還可提供冷卻EGR的益處。應該理解，除了通過經(jīng)過停用機組的逆向流量接收的EGR之外，還可通過EGR通道提供另外的EGR至啟用發(fā)動機機組，該EGR通道連接在排氣歧管和進氣歧管之間(如圖3所示)。例如，通用EGR通道(未顯示于圖1-2)可從排氣接合點55的下游連接至進氣歧管44A、44B的上游(以及進氣節(jié)氣門64的下游)。然而，在一些實施方式中，每一發(fā)動機機組均可具有專用EGR通道，其連接在節(jié)氣門下游的相應進氣歧管和排氣接合點55上游的相應排氣歧管之間。
[0036]如在圖6所詳細闡述的，停用機組的氣門正時在逆向流量期間可被調(diào)節(jié)，以便啟用機組的排氣空-燃比在停用機組的進氣歧管中被檢測。例如，在使經(jīng)過停用的第二發(fā)動機機組14B的流量逆向時，啟用發(fā)動機機組14A可比化學計量比濃地被操作達一定的持續(xù)時間。然后，第二發(fā)動機機組14B的氣門正時可被調(diào)節(jié)，以便比化學計量比濃的空-燃比在第二進氣歧管44B中第二進氣空-燃比傳感器84處被檢測。第一發(fā)動機機組14A可在第一進氣歧管44A中具有類似的第一進氣空-燃比傳感器74。因此，傳感器74、84可以是氧傳感器(諸如EGO、HEGO或UEG傳感器)或其它合適的空_燃比傳感器。通過在停用機組進氣口中檢測啟用機組的濃排氣空-燃比，可確定逆向流量。另外，在選定狀況下，第一啟用機組14A可被暫時比化學計量比濃地操作達一定的持續(xù)時間，以至少部分地再生第二停用發(fā)動機機組14B上的排氣催化劑。在本文中，加濃的持續(xù)時間和/或加濃的程度可基于連接至停用機組的排氣催化劑的再生狀態(tài)或氧加載狀態(tài)。例如，隨著催化劑的氧加載狀態(tài)提高，持續(xù)時間可被增加并且濃度可被提高。
[0037]如在本文中所應用的，調(diào)節(jié)進氣和/或和排氣門的氣門正時可包括調(diào)節(jié)凸輪正時，其中，氣門是凸輪驅(qū)動的氣門。例如，連接至第一機組的進氣門和/或排氣門的凸輪軸的凸輪軸位置可被調(diào)節(jié)至第一位置，以提供第一凸輪正時和相應的第一氣門正時，其以第一方向提供凈流量經(jīng)過第一機組(具體地，從進氣歧管至排氣歧管)。同時，連接至第二機組的進氣門和/或排氣門的凸輪軸的凸輪軸位置可被調(diào)節(jié)至第二、不同的位置，以提供第二、不同的凸輪正時和相應的第二、不同的氣門正時，其以第二、相反的方向提供凈流量經(jīng)過第二機組(具體地，從排氣歧管至進氣歧管)?？蛇x地，第二凸輪正時和相應的第二氣門正時可在正時——以第一方向提供小的凈流量經(jīng)過第二機組(具體地，從進氣歧管至排氣歧管)同時在第二機組提供比理論稀的排氣空-燃比——和正時——以第二方向提供小的凈流量經(jīng)過第二機組(具體地，從排氣歧管至進氣歧管)同時在第二機組提供理論排氣空-燃比——之間被經(jīng)常調(diào)節(jié)。在位置之間持續(xù)的交替允許在第二機組提供基本上零凈流量，同時，排氣空-燃比停留在比化學計量比稍微稀。
[0038]以這種方式，基于發(fā)動機工況，選定發(fā)動機機組可被停用，同時，停用的氣門正時可被調(diào)節(jié)，以調(diào)節(jié)經(jīng)過停用機組的汽缸的空氣和排氣的流量。在一些狀況下，通過允許流量逆向經(jīng)過停用機組，可提供更冷的EGR同時維持停用機組的排氣催化劑的性能水平。在其它狀況下，通過允許經(jīng)過停用機組的流量實質(zhì)上被減少，可提供汽缸停用同時也維持停用機組的排氣催化劑的性能水平和減少再生要求。以這種方式，尾管排氣排放物和燃料經(jīng)濟性得以提聞。
[0039]應該理解，在一些實施方式中，排氣歧管還可包括在各個排氣催化劑上游連接的截止閥(未顯示)，以便減少經(jīng)過催化劑的流量。例如，在第一發(fā)動機機組14A上的第一組汽缸被停用時的狀況下，在第一排氣催化劑70A上游連接的第一截止閥可被關閉，以減少流經(jīng)那里的流量。類似地，在第二發(fā)動機機組14B上的第二組汽缸被停用時的狀況下，在第二排氣催化劑70B可上游連接的第二截止閥可被關閉，以減少流經(jīng)那里的流量。通過減少流量，可降低連接至停用發(fā)動機機組的催化劑的氧飽和度。
[0040]因此，當截止閥關閉時，在相應的排氣歧管中趨于加強壓力和真空。排氣歧管壓力的這種增加會增加泵送作業(yè)和減少通過汽缸停用實現(xiàn)的燃料經(jīng)濟性益處。因此，在一些實施方式中，壓力傳感器還可連接于排氣歧管，以檢測壓力變化，并且，停用發(fā)動機機組上汽缸的氣門正時可進一步被微調(diào)，以保持排氣歧管壓力處于期望的壓力或在其附近?？蛇x地，氧傳感器，諸如排氣UEGO傳感器，可用于推斷排氣歧管的壓力，因為UEGO傳感器的輸出電壓對空氣壓力敏感。因此，停用發(fā)動機機組的氣門正時可基于氧傳感器的輸出被調(diào)節(jié)，以維持排氣歧管壓力處于期望的值(例如，處于或低于閾值壓力)。
[0041]圖3描述內(nèi)燃發(fā)動機10(諸如圖1-2的發(fā)動機10)的燃燒室或汽缸的實例實施方式。發(fā)動機10可接收來自包括控制器12的控制系統(tǒng)的控制參數(shù)和由車輛駕駛員130通過輸入裝置132的輸入。在該實例中，輸入裝置132包括加速器踏板和踏板位置傳感器134，用于產(chǎn)生相稱的踏板位置信號PP。發(fā)動機10的汽缸(本文也稱為“燃燒室”)14可包括燃燒室壁136，其中布置有活塞138?；钊?38可連接于曲軸140，以便活塞的往復運動被轉(zhuǎn)化成曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。曲軸140可通過傳動系連接于客運車輛的至少一個驅(qū)動輪。此外，起動機可通過飛輪連接于曲軸140，以能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動機10的起動操作。
[0042]汽缸14可通過一系列進氣道142、144和146接收進氣。除了汽缸14以外，進氣道146還可與發(fā)動機10的其他汽缸連通。在一些實施方式中，一個或多個進氣道可包括增壓裝置，諸如渦輪增壓器或機械增壓器。例如，圖3顯示發(fā)動機10，其配置有渦輪增壓器，該渦輪增壓器包括排列在進氣道142和144之間的壓縮機174和沿排氣道148排列的排氣渦輪176。壓縮機174可經(jīng)軸180通過排氣渦輪176被至少部分地提供動力，其中，增壓裝置被配置為渦輪增壓器。然而，在其他實例中，諸如其中發(fā)動機10被提供以機械增壓器的實施例中，排氣渦輪176可任選地被省略，其中，壓縮機174可通過來自馬達或發(fā)動機的機械輸入被提供動力。可沿發(fā)動機的進氣道提供節(jié)氣門20——包括節(jié)流板164，以改變提供至發(fā)動機汽缸的進氣的流動速率和/或壓力。例如，節(jié)氣門20可布置在壓縮機174下游,如圖3所示，或可選地，可提供在壓縮機174上游。
[0043]除了汽缸14之外，排氣道148還可接收來自發(fā)動機10其他汽缸的排氣。顯示排氣傳感器128連接至排放控制裝置178上游的排氣道148，盡管在一些實施方式中，排氣傳感器128可布置在排放控制裝置178下游。傳感器128可選自各種合適的傳感器，以提供排氣空/燃比的指示，所述傳感器例如，諸如線性氧傳感器或UEGO(通用或?qū)捰蚺艢庋?、雙態(tài)氧傳感器或EGO (如所描述)、HEGO (加熱型EGO)、NOx、HC或CO傳感器。排放控制裝置178可以是三元催化劑(TWC)、NOx捕集器、各種其他排放控制裝置或其組合。
[0044]排氣溫度可通過位于排氣道148中的一個或多個溫度傳感器(未顯示)測量。可選地，排氣溫度可基于發(fā)動機工況，諸如轉(zhuǎn)速、負荷、空燃比(AFR)、點火延遲等被推斷。此夕卜，排氣溫度可通過一個或多個排氣傳感器128被計算。可以理解，可選地，排氣溫度可通過本文所列舉的溫度評估方法的任意組合被評估。
[0045]發(fā)動機10的每一汽缸均可包括一個或多個進氣門和一個或多個排氣門。例如，顯示汽缸14包括至少一個進氣提升閥150和至少一個排氣提升閥156，其位于汽缸14的上部區(qū)域。在一些實施方式中，發(fā)動機10的每一汽缸，包括汽缸14，均可包括至少兩個進氣提升閥和至少兩個排氣提升閥，其位于汽缸的上部區(qū)域。
[0046]進氣門150可經(jīng)凸輪驅(qū)動系統(tǒng)151通過凸輪驅(qū)動被控制器12控制。類似地，排氣門156可通過凸輪驅(qū)動系統(tǒng)153被控制器12控制。凸輪驅(qū)動系統(tǒng)151和153均可包括一個或多個凸輪，并且，均可利用凸輪輪廓轉(zhuǎn)換(CPS)、可變凸輪正時(VCT)、可變氣門正時(VVT)和/或可變閥門升程(VVL)系統(tǒng)一可通過控制器12被操作以改變氣門運轉(zhuǎn)一中的一個或多個。進氣門150和排氣門156的運轉(zhuǎn)可通過氣門位置傳感器(未顯示)和/或凸輪軸位置傳感器155和157分別確定。在可選實施方式中，進氣門和/或排氣門可通過電動氣門驅(qū)動被控制。例如，汽缸14可可選地包括通過電動氣門驅(qū)動控制的進氣門和通過凸輪驅(qū)動控制的排氣門，該凸輪驅(qū)動包括CPS和/或VCT系統(tǒng)。在再其他的實施方式中，進氣和排氣門可通過通用氣門驅(qū)動器或驅(qū)動系統(tǒng)，或者通過可變氣門正時驅(qū)動器或驅(qū)動系統(tǒng)被控制。例如，在圖1-2的實施方式中，第一機組上汽缸的進氣門可通過通用氣門驅(qū)動器被控制，而第一機組上的排氣門通過不同的通用氣門驅(qū)動器被控制。類似地，第二機組的進氣門和排氣門可具有各自的通用氣門驅(qū)動器。
[0047]汽缸14可具有壓縮比，其是活塞138位于底部中心與位于頂部中心的容積的比。通常，壓縮比的范圍為9:1至10:1。然而，在使用不同燃料的一些實例中，壓縮比可被提高。這可發(fā)生在，例如應用較高辛烷燃料或具有較高蒸發(fā)潛在焓的燃料時。如果應用直接噴射，壓縮比還可被減小，這是由于對發(fā)動機爆燃的作用。
[0048]在一些實施方式中，發(fā)動機10的每一汽缸均可包括火花塞192，用于發(fā)起燃燒。在選定操作模式下，響應來自控制器12的點火提前信號SA,點火系統(tǒng)190可通過火花塞192提供點火電火花至燃燒室14。然而，在一些實施方式中，火花塞192可被省略，諸如在發(fā)動機10可通過自動點火或通過噴射燃料發(fā)起燃燒的實施方式中，正如具有一些柴油發(fā)動機的實施方式。
[0049]在一些實施方式中，發(fā)動機10的每一汽缸均可被配置有一個或多個燃料噴射器，用于輸送燃料。作為非限制性實例，顯示汽缸14包括一個燃料噴射器166。顯示燃料噴射器166直接連接至汽缸14，用于與通過電子驅(qū)動器168接收自控制器12的信號FPW的脈寬成比例地向其中直接噴射燃料。以這種方式，燃料噴射器166提供被稱為燃料的直接噴射(下文也稱為“DI”)到燃燒汽缸14中。雖然圖3顯示噴射器166為側(cè)面噴射器，但其還可位于活塞上面，諸如在火花塞192的位置附近。在用醇基燃料操作發(fā)動機時，這樣的位置可提高混合和燃燒，這是由于一些醇基燃料的較低揮發(fā)性?？蛇x地，噴射器可位于進氣門上面并鄰近進氣門，以提高混合。燃料可自高壓燃料系統(tǒng)8——包括燃料箱、燃料泵和燃料導軌——被輸送至燃料噴射器166?？蛇x地，燃料可通過單級燃料泵在較低壓力下被輸送，在這種情況下，直接燃料噴射的定時在壓縮行程期間可比使用高壓燃料系統(tǒng)時更受限。此外，盡管沒有顯示，但是燃料箱可具有壓力傳感器，其提供信號給控制器12。
[0050]應該理解，在可選實施方式中，噴射器166可以是進氣道噴射器，其提供燃料到汽缸14上游的進氣口中。此外，雖然實例實施方式顯示燃料通過單一噴射器噴射到汽缸，但發(fā)動機可可選地通過經(jīng)多個噴射器噴射燃料而被操作，所述多個噴射器諸如一個直接噴射器和一個進氣道噴射器。在這樣的構造中，控制器可改變每一噴射器的相對噴射量。[0051]在汽缸的單一循環(huán)中，燃料可通過噴射器輸送至汽缸。此外，自噴射器輸送的燃料或爆燃控制流體的分布和/或相對量可隨工況，諸如空氣充氣溫度而變化，如在下文所描述的。此外，對于單一燃燒事件，每一周期可執(zhí)行輸送燃料的多次噴射。多次噴射可在壓縮行程、進氣行程或其任意適當組合中執(zhí)行。
[0052]如上所述，圖3僅顯示多汽缸發(fā)動機的一個汽缸。因此，每一汽缸可類似地包括其本身的一組進氣門/排氣門、燃料噴射器(一個或多個)、火花塞等。
[0053]燃料系統(tǒng)8中的燃料箱可容納具有不同燃料質(zhì)量和組成的燃料。這些差異可包括不同的醇含量、不同的含水量、不同的辛烷、不同的蒸發(fā)熱、不同的燃料摻和物和/或其組合等。在一個實例中，發(fā)動機可利用汽油作為第一物質(zhì)和含醇燃料摻和物，諸如E85(其是大約85%乙醇和15%汽油)或M85 (其是大約85%甲醇和15%汽油)作為第二物質(zhì)。其他含醇燃料可以是醇和水的混合物，醇、水和汽油的混合物等。在再另外的實例中，兩種燃料均可以是醇摻和物，其中，第一燃料可以是汽油醇摻和物，其具有比具有較大比例醇的第二燃料的汽油醇摻和物低的醇比例，諸如ElO (其是大約10%乙醇)作為第一燃料和E85 (其是大約85%乙醇)作為第二燃料。而且，存儲在燃料箱中的燃料或爆燃控制流體的燃料特征可頻繁地變化。在一個實例中，第一天驅(qū)動器可向燃料箱再加入E85，次日再加入E10，再次日再加入E50。油箱再加料的每日變化可因而導致頻繁改變?nèi)剂辖M成，從而影響通過噴射器166輸送的燃料組成。
[0054]發(fā)動機還可包括一個或多個排氣再循環(huán)通道，用于從發(fā)動機排氣再循環(huán)部分排氣至發(fā)動機進氣。因此，通過再循環(huán)一些排氣，可影響發(fā)動機稀釋度，這可通過減少發(fā)動機爆燃、峰值汽缸燃燒溫度和壓力、節(jié)流損失和NOx排放物而提高發(fā)動機性能。在描述的實施方式中，排氣可自排氣道148通過EGR通道141被再循環(huán)至進氣道144。提供至進氣道148的EGR的量可經(jīng)EGR閥143通過控制器12而改變。此外，EGR傳感器145可排列在EGR通道中，并可以提供排氣壓力、溫度和濃度中一種或多種的指示。
[0055]應該理解，雖然圖3的實施方式顯示低壓力(LP-EGR)通過LP-EGR通道——連接在渦輪增壓器壓縮機上游的發(fā)動機進氣和渦輪下游的發(fā)動機排氣之間一被提供，但在可選實施方式中，發(fā)動機可被配置成還通過HP-EGR通道——連接在壓縮機下游的發(fā)動機進氣和渦輪上游的發(fā)動機排氣之間——提供高壓EGR(HP-EGR)。在一個實例中，可在狀況，諸如不存在通過渦輪增壓器提供增壓的狀況下提供HP-EGR流量，而可在狀況，諸如存在渦輪增壓器增壓和/或排氣溫度高于閾值時的狀況下提供LP-EGR流量。當不同的HP-EGR和LP-EGR通道被包括時，各自的EGR流量可通過對各自EGR閥的調(diào)節(jié)而被控制。
[0056]控制器12作為微型計算機顯示在圖3中，其包括微處理器單元106、輸入/輸出端口 108、用于可執(zhí)行程序和校準值的電子存儲介質(zhì)——其在該具體實例中顯示為只讀存儲器芯片110、隨機存取存儲器112、?；畲鎯ζ?14和數(shù)據(jù)總線。除了之前論述的那些信號之外，控制器12還可以接收來自與發(fā)動機10連接的傳感器的各種信號，包括來自質(zhì)量空氣流量傳感器122的進氣質(zhì)量空氣流量計(MAF)的測量結果；來自溫度傳感器116——與冷卻套筒118連接——的發(fā)動機冷卻液溫度(ECT);來自與曲軸140連接的霍爾傳感器120 (或其它類型)的表面點火感測信號(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的絕對歧管壓力信號(MAP)。發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號——RPM可通過控制器12從信號PIP產(chǎn)生。來自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號MAP可用于提供對進氣歧管中的真空或壓力的指示。再其它的傳感器可包括燃油液面?zhèn)鞲衅骱腿剂辖M成傳感器，其連接至燃料系統(tǒng)的燃料箱(一個或多個)。
[0057]存儲介質(zhì)只讀存儲器110可用計算機可讀數(shù)據(jù)編程——該計算機可讀數(shù)據(jù)代表處理器106可執(zhí)行、用于執(zhí)行下面描述的方法以及預期但未具體列出的其它變型的指示。
[0058]以這種方式，圖1-3的系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)用于發(fā)動機的方法，其中，第一發(fā)動機機組上的第一組汽缸被操作，以燃燒和排放氣體至催化劑，然后排放至排氣接合點，同時，操作第二發(fā)動機機組上的第二組汽缸，以從排氣接合點吸引氣體，通過第二催化劑然后到達進氣。系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的方法，其中，第一發(fā)動機機組上的第一組汽缸被操作，以燃燒和排放氣體至催化劑，然后排放至排氣接合點，同時，操作第二發(fā)動機機組上的第二組汽缸，以使空氣流動，通過第二催化劑然后到達排氣接合點，其中經(jīng)過第二發(fā)動機機組的空氣流量小于經(jīng)過第一發(fā)動機機組的排氣流量。
[0059]現(xiàn)在參考圖4，顯示實例方法400，其用于調(diào)節(jié)發(fā)動機運轉(zhuǎn)，以能夠?qū)崿F(xiàn)選擇性的汽缸停用，而且還用于進一步調(diào)節(jié)各個汽缸組的進氣門和/或排氣門正時，以減少經(jīng)過停用汽缸的流量或使經(jīng)過停用汽缸的流量逆向。
[0060]在402，方法包括評估和/或測量發(fā)動機工況。這些可包括，例如發(fā)動機轉(zhuǎn)速、期望扭矩(例如，來自踏板位置傳感器)、歧管壓力(MAP)、歧管空氣流量(MAF)、BP、發(fā)動機溫度、催化劑溫度、進氣溫度、點火定時、增壓水平、空氣溫度、爆燃極限等。
[0061]在404，基于評估的工況，程序可確定發(fā)動機運轉(zhuǎn)模式(例如，VDE或非VDE)。尤其地，可確定汽缸停用狀況是否已經(jīng)被滿足。作為一個實例，當扭矩要求小于閾值時，可確定汽缸停用狀況。因此，如果在404沒有滿足汽缸停用狀況，則程序可結束，同時發(fā)動機在所有汽缸點火的情況下運轉(zhuǎn)。
[0062]在406，在確定汽缸停用狀況后，程序包括基于評估的發(fā)動機工況選擇要停用的汽缸組和/或發(fā)動機機組。選擇可基于，例如，在之前的VDE運轉(zhuǎn)模式中，哪一組汽缸被停用。例如，如果在之前的汽缸停用狀況下，第一發(fā)動機機組上的第一組汽缸被停用，則在當前的VDE運轉(zhuǎn)模式中，控制器可選擇停用第二發(fā)動機機組上的第二組汽缸。作為另一實例，選擇可基于連接至第一機組的第一排氣催化劑(或排放控制裝置)相對于連接至第二機組的第二排氣催化劑(或排放控制裝置)的再生狀態(tài)的再生狀態(tài)。
[0063]在選擇之后，在408，選定的汽缸組可被停用。在本文中，停用可包括選擇性地關掉選定汽缸組的燃料噴射器。如下面所詳細闡述的，控制器可繼續(xù)操作(例如，打開或關閉)停用汽缸的進氣和排氣門，以便使空氣和/或排氣經(jīng)過停用汽缸流動。在一個實例中，當發(fā)動機是V8發(fā)動機時，在VDE模式下，可以一組汽缸被啟用(即，在V4模式下)操作發(fā)動機，而在非VDE模式下，可以兩組汽缸均被啟用(即，在V8模式下)操作發(fā)動機。
[0064]在410，程序包括基于停用機組的排氣空-燃比調(diào)節(jié)停用汽缸組的進氣門和/或排氣門正時，以便實質(zhì)上減小經(jīng)過選定機組的流量。任選地，控制器還可維持停用機組中期望的排氣空-燃比。作為實例，發(fā)動機可包括具有第一組汽缸的第一機組和具有第二組汽缸的第二機組，并且，控制器可在VDE模式下已經(jīng)選擇第二組汽缸停用。因此，程序包括操作第一發(fā)動機機組上的第一組汽缸，以提供第一方向上的空氣和排氣凈流量，同時，調(diào)節(jié)第二發(fā)動機機組上的第二組汽缸的氣門正時，以便與第一機組相比，使實質(zhì)上較少的流量經(jīng)過第二機組并維持在第二機組的期望空-燃比比化學計量比稍微稀(或比啟用機組的排氣空-燃比稍微稀)。
[0065]如在圖5中所詳細闡述的，經(jīng)過停用機組的流量方向可基于在停用機組檢測的排氣空-燃比經(jīng)常被調(diào)節(jié)(例如，被交替)，以便提供基本上零(或可忽略的)流量經(jīng)過第二發(fā)動機機組。因此，經(jīng)過第二發(fā)動機機組的實質(zhì)上較少的流量可包括凈流量，其是經(jīng)過第一發(fā)動機機組的凈流量的部分(例如，小于10%)，并且，其不斷地在與第一發(fā)動機機組中的流量相同的方向和與第一發(fā)動機機組中的流量相反方向之間交替方向。例如，雖然第一機組以化學計量比被操作，但第二機組的比化學計量比更稀的排氣空-燃比可用于推斷從進氣歧管到排氣歧管的小的空氣充氣流量。響應變稀，氣門正時可被調(diào)節(jié)，以使經(jīng)過第二機組的流量逆向，以便小的充氣流量從排氣歧管進入進氣歧管，并且，第二機組的空-燃比返回化學計量比。然后，響應第二機組的理論排氣空-燃比，從排氣歧管至進氣歧管的小的充氣流量可被推斷，并且，氣門正時可被調(diào)節(jié)，以使經(jīng)過第二機組的流量逆向，以便小的充氣流量從進氣歧管進入排氣歧管，并且，第二機組的空-燃比變稀。以這種方式，流動方向的連續(xù)交替導致基本上零凈流量在第二發(fā)動機機組被提供。另外，流動方向的持續(xù)調(diào)節(jié)導致第二發(fā)動機機組的排氣空-燃比在比化學計量比更稀附近波動。
[0066]因此，在一些狀況下，經(jīng)過第一發(fā)動機機組和第二發(fā)動機機組的凈流量可以在相同的方向上(在本文中，為第一方向)，并且，在其它狀況下，可以在相反的方向上。具體地，經(jīng)過第一發(fā)動機機組的第一方向上的空氣和排氣凈流量可包括從第一機組的第一進氣歧管至第一排氣歧管的凈流量。在一些狀況下，第二機組中實質(zhì)上較少的流量可在第一方向上，具體地，從第二機組的第二進氣歧管至第二排氣歧管，然后，在其它狀況下，交替成在第二方向上，具體地，從第二機組的第二排氣歧管至第二進氣歧管。
[0067]應該理解，在一些實施方式中，當排氣歧管包括連接在排氣催化劑上游的截止閥時，控制器還可關閉截止閥，以減少經(jīng)過停用發(fā)動機機組進入催化劑的空氣流量，從而減小排氣催化劑的氧飽和度。
[0068]接下來，在412，可確定是否滿足逆向流量狀況。具體地，可確定發(fā)動機狀況是否要求經(jīng)過停用汽缸組的流量被暫時逆向。因此，在選定發(fā)動機狀況下，經(jīng)過停用機組汽缸的逆向流量可有利地被用于使排氣經(jīng)汽缸再循環(huán)和提供冷卻EGR的益處。這可使汽缸停用，和冷卻EGR的益處能夠同時提供，用于增加發(fā)動機性能。
[0069]在一個實例中，逆向流量狀況可包括在啟用機組要求的EGR的增加。例如，當在第一組汽缸要求的EGR高于閾值時，逆向流量狀況可被確定。作為另一實例，可響應在啟用機組對冷卻EGR的要求(例如，在第一組汽缸中要求的冷卻EGR)確定逆向流量狀況。作為另一實例，逆向流量狀況可在停用發(fā)動機機組已經(jīng)通過減少的流量或基本上沒有凈流量(如在410)被操作達一定的持續(xù)時間后被確定。
[0070]另外，如在圖8所詳細闡述的，如果連接至停用機組的排氣催化劑的氧含量高于閾值，則可要求逆向流量，以便濃排氣的逆向流量可有利地用于再生(例如，至少部分地再生)排氣催化劑。因此，這減少在隨后的汽缸再次啟用中發(fā)生的燃料懲罰。
[0071]如果滿足逆向流量狀況，則在414，并且如在圖6所詳細闡述的，程序包括調(diào)節(jié)選定機組上停用汽缸組(在本文中，為第二機組上的第二組汽缸)的進氣門和/或排氣門正時，以能夠?qū)崿F(xiàn)逆向流量經(jīng)過停用機組，同時維持期望的排氣空-燃比。在當前的實施例中，當?shù)诙l(fā)動機機組上的第二組汽缸被選擇停用時，控制器可操作第一發(fā)動機機組上的第一組汽缸，以從第一進氣歧管提供空氣和排氣凈流量至第一排氣歧管，同時，操作第二發(fā)動機機組上的第二組汽缸，以從第二排氣歧管提供排氣凈流量至第二進氣歧管。如圖1-2所示，第一排氣歧管可于第一機組的第一排氣催化劑和第二機組的第二排氣催化劑的下游的接合點處連接第二排氣歧管。
[0072]尤其地，程序包括操作第一發(fā)動機機組上的第一組汽缸，以燃燒和排放氣體至催化劑，然后排放至排氣接合點，同時，操作第二發(fā)動機機組上的第二組汽缸，以從排氣接合點吸引氣體，經(jīng)過第二催化劑，然后進入進氣。如在本文中所應用的，第二發(fā)動機機組的進氣可不同于第一發(fā)動機機組的進氣(如圖1-2所示)或與第一發(fā)動機機組的進氣相同。
[0073]接下來，在416，程序包括基于經(jīng)過第二停用發(fā)動機機組的逆向流量調(diào)節(jié)輸送至啟用發(fā)動機機組的外部EGR的量。如之前詳細闡述的，通過從第一和第二排氣歧管的排氣接合點吸引排氣到第一停用機組的進氣歧管，排氣可經(jīng)停用機組被再循環(huán)。另外，再循環(huán)排氣可隨其經(jīng)過停用發(fā)動機機組的汽缸而快速冷卻。當冷卻的再循環(huán)排氣然后被泵送通過第一啟用發(fā)動機機組時，連同汽缸停用益處一起提供冷卻EGR的益處。這減少需要經(jīng)專用EGR通道和專用EGR冷卻器被輸送至啟用發(fā)動機機組的冷卻EGR的量，提供額外的燃料經(jīng)濟性益處。
[0074]在當前的實施例中，第一發(fā)動機機組可包括EGR通道，其在排氣接合點上游的點連接在進氣和排氣之間，并且，控制器可基于從排氣接合點吸引通過第二發(fā)動機機組的第二催化劑的氣體的量，調(diào)節(jié)經(jīng)EGR通道再循環(huán)至第一發(fā)動機機組的排氣的量。這使得冷卻EGR的總量得以維持。在一個實例中，通過在EGR要求高的狀況下提供逆向流量，通過經(jīng)過停用發(fā)動機機組的逆向流量提供的EGR可用于補充經(jīng)EGR通道提供的EGR，以便可以滿足提高的EGR要求。
[0075]在418，逆向流量可有利地用于診斷排氣泄露。如在圖7所詳細闡述的，控制器可檢測和監(jiān)測停用發(fā)動機機組的排氣歧管中的空-燃比，并基于監(jiān)測的空-燃比比閾值水平稀，指示停用發(fā)動機機組的排氣歧管中的泄露。通過參考當前的實例，響應在第二排氣催化劑和排氣接合點之間檢測的空-燃比比閾值水平稀，控制器可指示(第二停用發(fā)動機機組的)第二排氣歧管中的泄露。
[0076]返回412，如果不滿足逆向流量狀況，則控制器可繼續(xù)通過經(jīng)過停用發(fā)動機機組的實質(zhì)上減少的流量操作發(fā)動機，直到汽缸再次啟用狀況在420得以滿足。響應，例如高于閾值水平的驅(qū)動器扭矩要求(例如，在踩加速器踏板期間)，汽缸再次啟用狀況可被確認。作為另一實例，在發(fā)動機已經(jīng)通過汽缸停用(即，在VDE模式下)被操作達限定的持續(xù)時間之后，汽缸再次啟用狀況可被確認。持續(xù)時間可基于，例如，停用發(fā)動機機組(在本文中為第二發(fā)動機機組)的排氣催化劑的氧加載狀態(tài)。
[0077]如果汽缸再次啟用狀況被滿足，則在422，程序包括恢復停用發(fā)動機機組的燃料噴射和火花點火和在停用汽缸組重新開始燃燒。
[0078]現(xiàn)在參考圖5，顯示實例程序500，其用于調(diào)節(jié)停用發(fā)動機機組上的進氣門和/或排氣門正時，以相對于啟用機組提供凈零流量經(jīng)過停用機組。圖5的程序可作為圖4程序的部分被執(zhí)行，諸如在410。
[0079]然后，在502，程序包括操作第一發(fā)動機機組上的第一組汽缸，以提供第一方向上的空氣和排氣凈流量。第一方向包括從第一發(fā)動機機組的第一進氣歧管至第一排氣歧管的凈流量。第一組汽缸的氣門正時(例如，進氣門和/或排氣門正時)可被調(diào)節(jié)，以在第一方向上提供較高的氣體(例如，空氣和排氣)凈流量。
[0080]在本文中，第一發(fā)動機機組是啟用發(fā)動機機組，和操作第一組汽缸包括噴射燃料到第一組汽缸。尤其地，向第一組汽缸進行的燃料噴射和第一組汽缸的氣門正時可被調(diào)節(jié)，以維持第一發(fā)動機機組中的排氣空-燃比基本上處于化學計量比。在一些實施方式中，控制器還可基于第二組汽缸的氣門正時調(diào)節(jié)第一組汽缸的點火定時，以維持第一發(fā)動機機組的排氣空-燃比和維持凈制動扭矩。
[0081]在504，程序包括調(diào)節(jié)第二發(fā)動機機組上的第二組汽缸的氣門正時，以便與第一機組相比，使第二機組中基本上沒有流量。任選地，在第二機組可維持期望的空-燃比。在本文中，第二發(fā)動機機組是停用發(fā)動機機組，并且，沒有燃料被噴射到第二組汽缸。例如，第二組汽缸可具有可選擇性地停用的燃料噴射器，其被停用，以以VDE模式操作發(fā)動機(同時，利用第一組汽缸作為啟用機組)。
[0082]通過響應第二機組的排氣空-燃比不斷地調(diào)節(jié)第二機組的氣門正時，可在第二機組中提供基本上零流量。如在圖9所詳細闡述的，連續(xù)調(diào)節(jié)使得排氣空-燃比不斷地在化學計量比(或第一發(fā)動機機組的排氣空-燃比)和比化學計量比稀(或比第一發(fā)動機機組的排氣空-燃比稀)之間波動，以便第二機組中的凈流量為零和凈排氣空-燃比比化學計量比稍微稀。
[0083]如在本文中所應用的，調(diào)節(jié)第二組汽缸的氣門正時包括調(diào)節(jié)第二組汽缸的進氣門和/或排氣門正時。如下面在506-512所詳細闡述的，調(diào)節(jié)氣門正時，以調(diào)節(jié)流動方向和維持第二發(fā)動機機組的期望的空-燃比。尤其地，基于評估的第二機組的排氣空-燃比調(diào)節(jié)氣門正時，以維持第二機組的排氣空-燃比比第一機組的空-燃比稍微稀。作為一個實例，第一機組的氣門正時可被調(diào)節(jié)，以維持第一機組的排氣空-燃比處于化學計量比或在化學計量比附近，而第二機組的氣門正時可被調(diào)節(jié)，以維持第二機組的排氣空-燃比比化學計量比稍微稀。作為另一實例，第二機組的氣門正時可被調(diào)節(jié)，以維持第二機組的排氣空-燃比比第一機組的排氣空-燃比稍微稀，并且，尤其地，在第一機組的排氣空-燃比范圍內(nèi)(例如，處于比第一機組的排氣空-燃比稀小于5-10%)。
[0084]在506，停用的第二發(fā)動機機組的排氣空-燃比可被檢測，并且，可確定檢測的排氣空-燃比是否比閾值稀。例如，可確定檢測的排氣空-燃比是否比化學計量比稀或比啟用的第一發(fā)動機機組的排氣空-燃比稀。如果是，則在508，控制器可推斷與經(jīng)過第一發(fā)動機機組的第一方向上的流量相比，存在第一方向上的、實質(zhì)上較少的流量經(jīng)過第二發(fā)動機機組(具體地，在從進氣歧管至排氣歧管的方向上)?？刂破骺梢蚨{(diào)節(jié)第二機組的氣門正時，以使實質(zhì)上較少的流量的方向從第一方向換向到第二方向(具體地，在從第二機組的排氣歧管至進氣歧管的方向上)。
[0085]如果檢測的第二機組的排氣空-燃比不比閾值稀，則在510，可確定檢測的第二機組的排氣空-燃比是否處于閾值或在閾值附近。例如，可確定檢測的排氣空-燃比是否處于化學計量比或在化學計量比附近或處于啟用第一發(fā)動機機組的排氣空-燃比或在其附近。如果是，則在512，控制器可推斷與經(jīng)過第一發(fā)動機機組的第一方向上的流量相比，存在第二方向上的、實質(zhì)上較少的流量經(jīng)過第二發(fā)動機機組(具體地，在從排氣歧管至進氣歧管的方向上)?？刂破骺梢虼苏{(diào)節(jié)第二機組的氣門正時，以使實質(zhì)上較少的流量的方向從第二方向換向至第一方向(具體地，換向到從第二機組的進氣歧管至排氣歧管的方向)。
[0086]在本文中，現(xiàn)有的排氣氧傳感器被用于控制經(jīng)過停用汽缸組的凈流量。尤其地，如果停用發(fā)動機機組中的凈流量從進氣歧管到排氣歧管，則排氣氧傳感器將與來自進氣歧管的新鮮空氣進行反應，并指示稀空-燃比。如果凈流量從排氣歧管到進氣歧管，則傳感器將繼續(xù)檢測來自其他啟用發(fā)動機機組的排氣的空-燃比(或者，基于流量速率和汽缸停用時間，來自汽缸停用前的排氣的空-燃比)，其更接近化學計量比。如果氧傳感器附近的流量輕微地交替方向，則新鮮空氣——來自與來自排氣系統(tǒng)下游部分的排氣混合的進氣——會導致稍微稀的測量值。因此，通過根據(jù)停用發(fā)動機機組中檢測的排氣空-燃比控制停用發(fā)動機機組的凸輪正時，以不斷地交替和調(diào)節(jié)經(jīng)過停用發(fā)動機機組的小流量的方向，可維持經(jīng)過停用機組的流量基本上處于零，同時，維持第二機組的排氣空-燃比稍稀。這降低停用發(fā)動機機組上所導致的排氣催化劑的氧飽和度，因而減少再生要求。通過減少再生催化劑所需的燃料量，提高催化效率和燃料經(jīng)濟性。
[0087]在一些實施方式中，第二組汽缸的氣門正時可基于第二機組的第二排氣歧管的壓力而進一步被調(diào)節(jié)。第二排氣歧管的壓力可通過連接至第二排氣歧管中的排氣催化劑的壓力傳感器被評估?？蛇x地，第二排氣歧管的壓力可通過連接至第二排氣歧管中的排氣催化劑的氧傳感器被評估?；诘诙C組的排氣壓力對氣門正時進行的調(diào)節(jié)可包括調(diào)節(jié)氣門正時，以維持第二機組的排氣壓力低于閾值壓力。因此，提高的排氣壓力可導致泵送作業(yè)增力口，因此燃料經(jīng)濟性損失增加。因此，通過維持第二機組的排氣壓力低于閾值壓力，可減少與泵送作業(yè)相關的損失。
[0088]在一個實例中，當發(fā)動機被配置以凸輪驅(qū)動的氣門時，第一組汽缸的進氣門和/或排氣門可通過第一凸輪被操作，和第二組汽缸的進氣門和/或排氣門可通過第二、不同的凸輪被操作。在本文中，調(diào)節(jié)第二組汽缸的進氣門和/或排氣門正時包括調(diào)節(jié)第二凸輪的第二凸輪正時，同時，維持第一凸輪的第一凸輪正時。例如，第一組汽缸的第一凸輪正時可基于發(fā)動機工況(例如，扭矩要求)被確定，以提供具有處于化學計量比或在化學計量比附近的排氣空-燃比的期望燃燒。在設置第一凸輪至相應于第一凸輪正時的位置后，第一凸輪位置和第一凸輪正時可得以維持。同時，第二凸輪正時可被調(diào)節(jié)(例如，基于第一凸輪正時和/或第一排氣空-燃比)，以提供基本上零流量經(jīng)過第二發(fā)動機機組和維持第二排氣空-燃比比第一排氣空-燃比稍微稀。例如，第一機組的燃燒汽缸可通過凸輪正時——提供理論排氣空-燃比——被操作。然后，響應在第二機組檢測的、比化學計量比稀的排氣空-燃比，第二凸輪可被調(diào)節(jié)至第二凸輪正時，其能夠?qū)崿F(xiàn)從第二進氣歧管至第二排氣歧管的減少的充氣流量，和響應在第二機組檢測的、處于比化學計量比的排氣空-燃比，調(diào)節(jié)第二凸輪至第三凸輪正時，其減少從第二排氣歧管至第二進氣歧管的充氣流量。
[0089]因此，第一和第二排氣空-燃比之間的關聯(lián)暗示第一發(fā)動機機組的排氣空-燃比的變化可影響第二發(fā)動機機組的排氣空-燃比，只要存在減少的交替流量(即使非常少)經(jīng)過第二發(fā)動機機組和只要第二機組的氣門正時處于期望的設置。例如，如果存在第一發(fā)動機機組的第一排氣空-燃比的突然和暫時性加濃，則可存在第二發(fā)動機機組的第二排氣空-燃比相應的突然和暫時性加濃(例如，在流量從第二機組的排氣歧管到進氣歧管的狀況)。在這種情況下，不要求對第二機組進行進一步的氣門正時調(diào)節(jié)，因為其指示經(jīng)過第二機組的流量基于經(jīng)過第一機組的流量被調(diào)節(jié)，以維持相對于第一機組經(jīng)過第二機組的減少的流量。
[0090]然而，如果在排氣空-燃比之間沒有關聯(lián)，則可對第二發(fā)動機機組要求進一步的氣門正時調(diào)節(jié)。例如，如果存在第一發(fā)動機機組的第一排氣空-燃比的突然和暫時性加濃，而第二發(fā)動機機組的第二排氣空-燃比不相應地加濃，則第二機組的氣門正時可需要被重新調(diào)節(jié)。排氣空-燃比之間關聯(lián)的缺乏可指示第二發(fā)動機機組的氣門正時已經(jīng)潛在地偏離期望設置并且經(jīng)過第二發(fā)動機的流量沒有處于期望的減少的流量。然后，進行氣門正時再調(diào)節(jié)，以便經(jīng)過第二機組的流量可相對于第一機組恢復到經(jīng)過第二機組的減少的流量。
[0091]作為一個實例，發(fā)動機控制器可操作第一機組上的第一組燃燒汽缸，同時，氣門正時被調(diào)節(jié)，以從第一進氣歧管提供第一、較高充氣流量至第一排氣歧管。同時，控制器可操作第二機組上的第二組非燃燒汽缸，同時，氣門正時被調(diào)節(jié)，以從第二進氣歧管基本上不提供充氣流量至第二排氣歧管。第二組汽缸的氣門正時可基于排氣空-燃比和第二排氣歧管的排氣壓力中的一個或多個被調(diào)節(jié)?？刂破鬟€可基于第二組汽缸的氣門正時調(diào)節(jié)第一組汽缸的點火定時，以維持第一發(fā)動機機組的排氣空-燃比和維持凈制動扭矩。第一組汽缸的進氣門和/或排氣門可通過第一凸輪軸被操作和第二組汽缸的進氣門和/或排氣門通過第二凸輪軸被操作。因此，通過使第一凸輪軸變換至第一凸輪軸位置，第一組汽缸的氣門正時可被調(diào)節(jié)至第一正時，而通過使第二凸輪軸在第二、不同的凸輪軸位置一能夠在第一方向上實現(xiàn)減少的流量——和第三、不同的凸輪軸位置——能夠在第二、相反的方向上實現(xiàn)減少的流量一之間不斷地變換，第二組汽缸的氣門正時在第二、不同的正時和第三、不同的正時之間被不斷地調(diào)節(jié)。以這種方式，連續(xù)氣門調(diào)節(jié)可用于使減少量的充氣(例如，空氣和/或排氣)的流動方向在第二組非燃燒汽缸進氣和排氣歧管之間交替。這使得基本上沒有凈充氣流量(即，可忽略的少量凈流量)提供在第二進氣歧管和第二排氣歧管之間。
[0092]在可選實施方式中，控制器可通過利用僅存在于一個凸輪(進氣或者排氣)上的凸輪活塞同步器調(diào)節(jié)氣門正時，同時調(diào)節(jié)連接至排氣歧管的截止閥的位置。例如，控制器可斷開機組的燃料并改變發(fā)動機機組僅一個凸輪的相位，以造成極端負氣門開啟重疊角的狀況，其有效地停用機組。同時，控制器可通過關閉截止閥關閉來自停用發(fā)動機機組的排氣歧管的流量。以這種方式，汽缸停用得以實現(xiàn)。通過利用一些凸輪正時調(diào)節(jié)和一些截止閥調(diào)節(jié)，排氣歧管可被排氣至接近于進氣歧管壓力的壓力，從而減少泵送作業(yè)。
[0093]在再另外的實施方式中，控制器可移動選定發(fā)動機機組的進氣和排氣凸輪，以增加負氣門開啟重疊角，同時排氣歧管通過截止閥被關閉。這可使凸輪定相汽缸停用(或VDE)而不要求凸輪被移動超過90度。
[0094]作為另一實例，控制器可操作第一發(fā)動機機組上的第一組汽缸，以燃燒和以第一、較高流動速率排出較大量的氣體至第一催化劑，然后排至排氣接合點；同時，操作第二發(fā)動機機組上的第二組汽缸，以不燃燒，并以第二、較低流動速率使較小的充氣流量的流動方向在第二催化劑和排氣接合點之間交替。在本文中，第二、較低流動速率是第一、較高流動速率的部分，并且，使較小量的充氣的流動方向交替包括在第一狀況下，從排氣接合點以第二、較低流動速率引導較小量的充氣至第二催化劑，和在第二狀況下，從第二催化劑以第二、較低流動速率引導較小量的充氣至排氣接合點。流動方向的交替可基于相對于第一組汽缸的排氣空-燃比的第二組汽缸的排氣空-燃比。例如，交替可包括當?shù)诙M汽缸的排氣空-燃比比第一組汽缸的排氣空-燃比稀時，在第一方向上調(diào)節(jié)第二組汽缸的氣門正時，和當?shù)诙M汽缸的排氣空-燃比處于第一組汽缸的排氣空-燃比或在其附近時，在第二、相反的方向上調(diào)節(jié)第二組汽缸的氣門正時。
[0095]作為另一實例，調(diào)節(jié)可包括調(diào)節(jié)氣門正時至初始正時，其中，第二組汽缸的排氣空-燃比在第一組汽缸的排氣空-燃比的閾值范圍內(nèi)，然后，當?shù)诙M汽缸的排氣空-燃比在第一組汽缸的排氣空-燃比的閾值范圍之外時，從初始正時再調(diào)節(jié)氣門正時，以使第一組汽缸的排氣空-燃比返回到閾值范圍內(nèi)。
[0096]現(xiàn)在參考圖6，顯示實例程序600，其用于調(diào)節(jié)停用發(fā)動機機組上的進氣門和/或排氣門正時，以相對于啟用機組提供凈逆向流量經(jīng)過停用機組。圖6程序可作為圖4程序的部分被執(zhí)行，諸如在414。
[0097]在602，程序包括操作第一發(fā)動機機組上的第一組汽缸，以從第一進氣歧管提供空氣和排氣凈流量至第一排氣歧管。操作第一組汽缸包括噴射燃料到第一發(fā)動機機組，同時，調(diào)節(jié)第一組汽缸的進氣和排氣門的氣門正時至第一正時，以從第一進氣歧管提供排氣凈流量至第一排氣歧管。
[0098]通過調(diào)節(jié)連接至第一組汽缸的第一凸輪軸的位置至第一位置，控制器可調(diào)節(jié)第一組汽缸的進氣和排氣門的氣門正時至第一正時。第一正時可基于評估的發(fā)動機工況(例如，扭矩要求)以及期望的排氣空-燃比。在一些實施方式中，控制器還可基于第二組汽缸的第二氣門正時調(diào)節(jié)第一組汽缸的點火定時，以維持期望的排氣空-燃比和維持凈制動扭矩。作為實例，第一組汽缸的氣門正時和燃料噴射可被調(diào)節(jié)，以維持第一發(fā)動機機組中的排氣空-燃比基本上處于化學計量比或在化學計量比附近。
[0099]在604，程序包括操作第二發(fā)動機機組上的第二組汽缸，以從第二排氣歧管提供排氣凈流量至第二進氣歧管。在一個實例中，如圖1-2所示，第一排氣歧管可連接第二排氣歧管于位于第一機組的第一排氣催化劑和第二機組的第二排氣催化劑下游的接合點。操作第二組汽缸包括不噴射燃料到第二發(fā)動機機組，同時，調(diào)節(jié)第二組汽缸的進氣和排氣門的氣門正時至第二、不同的正時，以從第二排氣歧管提供排氣凈流量至第二進氣歧管。即，在與經(jīng)過第一發(fā)動機機組的第一組汽缸的流量方向相反的方向上。通過調(diào)節(jié)連接至第二組汽缸的第二凸輪軸的位置至第二、不同的位置，控制器可調(diào)節(jié)第二組汽缸的進氣和排氣門的氣門正時至第二正時。
[0100]因此，第二組汽缸的第二氣門正時使排氣能夠從排氣接合點、經(jīng)過第二發(fā)動機機組的第二排氣催化劑被吸引到發(fā)動機進氣中。換言之，通過第二發(fā)動機機組能夠在第一發(fā)動機機組中實現(xiàn)排氣再循環(huán)。另外，因為排氣在經(jīng)過停用發(fā)動機機組的汽缸期間被冷卻，所以實現(xiàn)了冷卻EGR的益處。因此，在VDE運轉(zhuǎn)期間，進氣歧管壓力通常高(即，存在低真空)，這可使其難以通過常規(guī)EGR方法(諸如通過EGR通道)引入EGR。在本文中，通過利用凸輪定相調(diào)節(jié)以使經(jīng)過停用發(fā)動機機組的流量被逆向，冷卻EGR可被泵送到啟用發(fā)動機機組——甚至當存在最小的進氣真空或沒有進氣真空時。即，在VDE模式下，EGR益處的窗口在操作期間被擴大。
[0101]因為第一發(fā)動機機組的燃燒排氣被吸引到第二發(fā)動機機組，因此，在第一發(fā)動機機組產(chǎn)生的排氣的第一排氣空-燃比在第二發(fā)動機機組的進氣歧管處應該是可檢測的，只要存在經(jīng)過第二發(fā)動機機組的逆向流量。在一個實例中，控制器可確認第二組汽缸的氣門正時被調(diào)節(jié)至這樣的正時:其通過在第一發(fā)動機機組的排氣歧管處(例如，通過連接至第一發(fā)動機機組的排氣歧管的第一排氣空-燃比傳感器)以及在第二發(fā)動機機組的進氣歧管處(例如，通過連接至第二發(fā)動機機組的進氣歧管的第二進氣空-燃比傳感器)檢測第一組汽缸的第一排氣空-燃比能夠?qū)崿F(xiàn)逆向流量。
[0102]因此，借助于逆向流量，其中，排氣被從第一發(fā)動機機組輸送至排氣接合點，并從排氣接合點被吸引到第二發(fā)動機機組中，第一發(fā)動機機組的排氣空-燃比的變化可影響在第二發(fā)動機機組檢測的排氣空-燃比。尤其地，只要存在經(jīng)過第二發(fā)動機機組的逆向流量和只要第二機組的氣門正時處于期望的設置一能夠?qū)崿F(xiàn)逆向流量，則第一發(fā)動機機組的排氣空-燃比的變化將與在第二發(fā)動機機組的進氣檢測的排氣空-燃比的相應變化相關。例如，如果存在第一發(fā)動機機組的第一排氣空-燃比的突然和暫時性加濃，則可存在相應的在第二發(fā)動機機組的進氣檢測的第二排氣空-燃比的突然和暫時性加濃。在這種情況下，不要求對第二機組進行進一步的氣門正時調(diào)節(jié)，因為其指示經(jīng)過第二機組的流量基于經(jīng)過第一機組的流量被調(diào)節(jié)，以相對于第一機組維持經(jīng)過第二機組的逆向流量。
[0103]然而，如果在排氣空-燃比之間沒有關聯(lián)，則可對第二發(fā)動機機組要求進一步的氣門正時調(diào)節(jié)。例如，如果存在第一發(fā)動機機組的第一排氣空-燃比的突然和暫時性加濃，而在第二發(fā)動機機組的進氣檢測的第二進氣排氣空-燃比不相應地加濃，則第二機組的氣門正時可需要被重新調(diào)節(jié)。排氣空-燃比之間關聯(lián)的缺乏可指示第二發(fā)動機機組的氣門正時已經(jīng)潛在地偏離期望設置并且經(jīng)過第二發(fā)動機的流量沒有處于期望的逆向流量。然后，進行氣門正時再調(diào)節(jié)，以便經(jīng)過第二機組的流量可相對于第一機組恢復到經(jīng)過第二機組的逆向流量。
[0104]在一個實例中，控制器可以比化學計量比濃的空-燃比操作第一發(fā)動機機組上的第一組汽缸達一定的持續(xù)時間，直到比化學計量比濃的空-燃比在第二組汽缸的第二進氣歧管中的氧傳感器處被檢測。然后，在變濃的持續(xù)時間之后，控制器可重新開始以處于化學計量比或在化學計量比附近的空-燃比操作第一組汽缸。以這種方式，經(jīng)過第二發(fā)動機機組的逆向流量得以檢測并被更好地確認。
[0105]在可選實施方式中，在變濃的持續(xù)時間之后，控制器可操作第二發(fā)動機機組上的第二組汽缸，以在第二進氣歧管和第二排氣歧管之間不提供空氣或排氣凈流量。例如，控制器可將第二凸輪軸從第二位置變換至第三位置，以便調(diào)節(jié)第二組汽缸的進氣和排氣門的氣門正時從第二正時至第三正時，同時，維持第一凸輪軸的第一位置和第一組汽缸的進氣和排氣門的第一正時。
[0106]作為另一實例，通過操作比化學計量比濃的第一組汽缸達一定的持續(xù)時間，直到在第二發(fā)動機機組的第二進氣歧管處檢測的空-燃比濃于閾值水平，控制器可確認經(jīng)過第二發(fā)動機機組的逆向流量。例如，第一組汽缸可繼續(xù)被加濃，直到在第二發(fā)動機機組的第二進氣歧管處檢測的排氣空-燃比在在第一發(fā)動機機組的排氣歧管處檢測的排氣空-燃比的范圍內(nèi)(例如，在其10%之內(nèi))。在本文中，加濃可基于連接至第二組汽缸的第二排氣催化劑的氧加載狀態(tài)。例如，在過渡到VDE模式期間，停用第二組汽缸下游的第二催化劑可在6個發(fā)動機循環(huán)(revolution)中被氧飽和，因為VCT系統(tǒng)采用大約4_6個周期來從正常流量過渡到?jīng)]有流量(或減少的流量)的狀況。雖然第二催化劑被加載以氧，但第一組汽缸的排氣的加濃在第二組汽缸的進氣中可能檢測不到。當來自濃排氣的燃料已經(jīng)置換來自第二排氣催化劑的氧后，在第二進氣中可檢測到加濃并可確定催化劑再生。然后，第一組汽缸可以化學計量比重新開始運轉(zhuǎn)。在本文中，濃排氣被有利地用于減少排氣催化劑，從而在汽缸被再次啟用時提高催化劑的NOx轉(zhuǎn)化效率。
[0107]因此，雖然經(jīng)過第二發(fā)動機機組的充氣流量在與經(jīng)過第一發(fā)動機機組的充氣流量相反的方向上被引導，但逆向流量可有利地用于鑒別排氣泄露。圖7顯示實例程序700，其可用于基于排氣空-燃比偏差鑒別這樣的排氣泄露。因此，圖7程序可作為圖4程序的部分被執(zhí)行，諸如在418。在當前的實施例中，第一發(fā)動機機組上的第一組汽缸是啟用汽缸，而第二發(fā)動機機組上的第二組汽缸是停用汽缸。
[0108]在702，程序包括在第二排氣歧管中的排氣催化劑和排氣接合點之間的位置檢測空-燃比。即，通過第二排氣空-燃比傳感器在停用機組的排氣歧管中檢測的排氣空-燃比可被監(jiān)測。在704，可確定檢測的空-燃比是否比閾值稀。例如，可確定檢測的空-燃比是否比預期的空-燃比稀。因此，在第二排氣歧管預測的排氣空-燃比應該與在第一發(fā)動機機組的第一排氣歧管處檢測的排氣空-燃比基本上相同(例如，范圍為，諸如在其10%內(nèi))，因為在逆向流量期間，排氣從第一排氣歧管被吸引到排氣接合點附近的第二排氣歧管中。然而，如果在排氣歧管中存在泄露，則空氣可無意地被吸入并與排氣混合，導致排氣空-燃比變稀。
[0109]如果監(jiān)測的空-燃比不比閾值稀，則在708，可確定沒有排氣泄露。相比之下，在706，響應監(jiān)測的比閾值稀的空-燃比，控制器可指示第二發(fā)動機機組中的后凸緣(postflange)排氣泄露。以這種方式，在經(jīng)過第二機組的逆向流量期間，在第二組汽缸檢測的排氣空-燃比的意想不到的變稀可有利地用于鑒別排氣泄露。
[0110]現(xiàn)在參考圖8，圖800顯示實例發(fā)動機運轉(zhuǎn)，其中，經(jīng)過停用發(fā)動機機組的流量被調(diào)節(jié)，以便在一些狀況下，以與經(jīng)過啟用發(fā)動機機組的充氣流量相同的方向提供減少的流量，和在其它狀況下，以與經(jīng)過啟用發(fā)動機機組的充氣流量相反的方向提供經(jīng)過停用機組的逆向流量。
[0111]圖800描述在圖表802，在第一啟用發(fā)動機機組上的第一燃燒汽缸組的第一排氣歧管處檢測的第一排氣空-燃比(AFR_機組I)的變化。在第二停用發(fā)動機機組上的第二非燃燒汽缸組的第二進氣歧管處檢測的第二排氣空-燃比(AFR_機組2)的變化描述在圖表804中。圖表802和804圖解空-燃比相對于代表化學計量比的基線(803)的加濃——在高于基線時，和變稀——在低于基線時。經(jīng)過第二停用發(fā)動機機組上的第二非燃燒汽缸組的氣體(空氣和/或排氣)的流量(流量_機組2)變化描述在圖表806中。第二停用發(fā)動機機組上的第二組汽缸的氣門正時調(diào)節(jié)(VVT_機組2)描述在圖表808中。第二停用發(fā)動機機組上的第二組汽缸的加燃料調(diào)節(jié)(燃料_機組2)描述在圖表810中。所有變化均隨著時間顯示(沿X軸)。
[0112]在tl之前，發(fā)動機以非VDE模式被操作，其中所有汽缸均點火。即，第一發(fā)動機機組上的第一組汽缸以及第二發(fā)動機機組上的第二組汽缸可燃燒。因此，向兩個汽缸組進行加燃料可被調(diào)節(jié)，以使第一發(fā)動機機組的第一排氣歧管和第二發(fā)動機機組的第二排氣歧管的排氣空-燃比處于化學計量比803或在化學計量比803附近(第一組汽缸的排氣空-燃比顯示于圖表802)。加燃料至第二組汽缸顯示于圖表810，而氣門正時一能夠?qū)崿F(xiàn)空氣流到第二組汽缸一顯示于圖表806和808。在第二發(fā)動機機組的進氣檢測的空-燃比可比化學計量比803稀(圖表804)，這是由于與相應的排氣歧管相比較大量的進氣在進氣歧管處可被利用。
[0113]在tl，汽缸停用狀況可被確認，并且發(fā)動機可變換至以VDE模式進行操作，其中第二組汽缸被選擇停用。因此，可停止向第二組汽缸的燃料噴射(圖表810)。另外，第二組汽缸的氣門正時可被調(diào)節(jié)(圖表808)至這樣的正時:其提供減少的充氣流量經(jīng)過第二組汽缸(圖表806)。S卩，在燃料被噴射至第一組汽缸時，第一組汽缸的氣門正時(未顯不)被維持，以提供較高充氣流量經(jīng)過第一發(fā)動機機組，當燃料未被噴射至第二組汽缸時，第二組汽缸的氣門正時被調(diào)節(jié)，以提供較低充氣流量經(jīng)過第二發(fā)動機機組。結果，控制器可操作第一發(fā)動機機組上的第一組汽缸，以燃燒和以第一、較高流動速率排放氣體至第一催化劑，然后排至排氣接合點，同時，操作第二發(fā)動機機組上的第二組汽缸，以不燃燒，并以第二、較低流動速率泵送空氣至第二催化劑，然后到達排氣接合點。經(jīng)過第二組汽缸的第二、較低流動速率可包括基本上沒有流量，或者可以是這樣的流動速率:其是經(jīng)過第一組汽缸的第一流動速率的部分(例如，小于經(jīng)過第一發(fā)動機機組的流動速率的10%)。
[0114]控制器可基于第一組汽缸的排氣空-燃比調(diào)節(jié)第二組汽缸的氣門正時，以提供減少的流量經(jīng)過第二發(fā)動機機組，同時，還維持第二組汽缸的期望的排氣空-燃比。例如，控制器可調(diào)節(jié)氣門正時至初始正時，其中，第二組汽缸的排氣空-燃比在第一組汽缸的排氣空-燃比的閾值范圍內(nèi)(例如，在第一組汽缸的排氣空-燃比的+/-10%以內(nèi))。在該初始正時，第一組汽缸的排氣空-燃比的變化可與在第二組汽缸檢測的排氣空-燃比的相應變化相關。例如，如在區(qū)域811所示，發(fā)生第二組汽缸的排氣空-燃比的暫時變稀(見區(qū)域811內(nèi)圖表804)，這是由于經(jīng)過第二組汽缸的流量突然增加(見區(qū)域811內(nèi)圖表806)，所述暫時變稀是響應第一組汽缸的排氣空-燃比的相應暫時變稀(見區(qū)域811內(nèi)圖表802)。換言之，只要兩個變化是成比例的，第二組汽缸的流量和排氣空-燃比就在第一組汽缸的流量和排氣空-燃比閾值范圍內(nèi)。結果，不需要氣門正時調(diào)節(jié)(見區(qū)域811內(nèi)圖表808)來解決暫時變稀。
[0115]相比之下，如果第二組汽缸的排氣空-燃比存在與第一組汽缸的排氣空-燃比的相應變化不相關的變化(結果，第一組汽缸的排氣空-燃比在閾值范圍之外)，則氣門正時可需要被重新調(diào)節(jié)。作為實例，當?shù)诙M汽缸的排氣空-燃比在第一組汽缸的排氣空-燃比的閾值范圍之外時，控制器可從初始正時重新調(diào)節(jié)氣門正時，以使第一組汽缸的排氣空-燃比返回到閾值范圍內(nèi)。
[0116]一個這樣的實例調(diào)節(jié)顯示于區(qū)域812，其中，發(fā)生第二組汽缸的排氣空-燃比的暫時變稀(見區(qū)域812內(nèi)圖表804)，這是由于經(jīng)過第二組汽缸的流量的突然增加(見區(qū)域812內(nèi)圖表806)——即使不存在第一組汽缸的排氣空-燃比的相應暫時變稀(見區(qū)域812內(nèi)圖表802)。為解決不相關的暫時變稀，第二組汽缸的氣門正時被調(diào)節(jié)(在第一方向上)，以減少經(jīng)過第二組汽缸的流量和使排氣空-燃比返回到閾值范圍內(nèi)。
[0117]另一實例調(diào)節(jié)顯示于區(qū)域814，其中，發(fā)生第二組汽缸的排氣空-燃比的暫時加濃(見區(qū)域814內(nèi)圖表804)，這是由于經(jīng)過第二組汽缸的流量的突然減少(見區(qū)域814內(nèi)圖表806)——即使不存在第一組汽缸的排氣空-燃比的相應暫時加濃(見區(qū)域814內(nèi)圖表802)。為解決不相關的暫時加濃，第二組汽缸的氣門正時被調(diào)節(jié)(在第二方向上，與前述實例中的調(diào)節(jié)的第一方向相反)，以增加經(jīng)過第二組汽缸的流量和使排氣空-燃比返回到閾值范圍內(nèi)。[0118]因此，在tl和t2之間，隨著空氣經(jīng)過第二組汽缸被泵送，第二發(fā)動機機組的排氣歧管中的第二排氣催化劑的氧加載可增加。該氧加載可降低催化劑性能并在第二組汽缸隨后被再次啟用時可要求再生。結果，導致高燃料懲罰。為減少燃料懲罰和提高停用機組上的催化劑性能，在t2，發(fā)動機控制器可重新調(diào)節(jié)第二組汽缸的氣門正時，以使經(jīng)過第二發(fā)動機機組的流量逆向。在當前的實例中，流動方向的逆轉(zhuǎn)通過圖表806從線807(代表流量的給定方向)的一側(cè)至線807 (代表流量的相反方向)的另一側(cè)的變化顯示。即，第二組汽缸的氣門正時被調(diào)節(jié)，以便排氣(在第一組汽缸燃燒和產(chǎn)生的)從第一發(fā)動機機組的排氣歧管被吸引、經(jīng)過排氣接合點、然后經(jīng)過第二排氣催化劑、進入第二發(fā)動機機組的進氣歧管。即，來自第一啟用發(fā)動機機組的排氣通過第二停用發(fā)動機機組被再循環(huán)。
[0119]在使流量逆向時，控制器還可調(diào)節(jié)向第一組汽缸的噴射，使其比化學計量比濃達一定的持續(xù)時間。在前述以減少的流量進行操作期間，第一組汽缸的第一排氣空-燃比的暫時加濃可基于加載到第二排氣催化劑上的氧的量。例如，基于經(jīng)過第二組汽缸的減小的空氣流量速率以及第二組汽缸的空-燃比，控制器可評估在tl和t2之間加載到第二排氣催化劑上的氧的量。隨著氧加載增加，第一組汽缸的加濃的濃度(在t2開始，如圖表802所示)可被提高。
[0120]在t2和t3之間，在第一組汽缸產(chǎn)生的濃排氣可在(第一和第二發(fā)動機機組的)排氣接合點附近，通過第二組汽缸的排氣歧管，被吸引到發(fā)動機進氣。隨著濃排氣過去并經(jīng)過第二發(fā)動機機組的第二排氣催化劑，氧從第二催化劑被置換并被取代以燃料，從而再生催化劑。只要第二催化劑通過濃排氣被再生，使第一排氣空-燃比加濃并不導致在第二組汽缸的進氣檢測的空-燃比的相應加濃(如圖表802和804，在t2至t3之間所示)。以這種方式，濃排氣經(jīng)停用發(fā)動機機組的排氣催化劑從啟用發(fā)動機機組至停用發(fā)動機機組的逆向流量或再循環(huán)使得催化劑至少部分地被再生。這減小燃料懲罰，否則，在停用發(fā)動機機組的隨后再次啟用期間會導致燃料懲罰。
[0121]當?shù)诙艢獯呋瘎┍辉偕螅谝慌艢饪?燃比的加濃導致在第二組汽缸的進氣檢測的空-燃比的相應加濃(如圖表802和804，從t3至t4所示)。在t3，在第一發(fā)動機機組的進氣處檢測第二發(fā)動機機組的濃空-燃比之后，控制器確定第二催化劑再生已經(jīng)完成和第一排氣空-燃比的加濃被停止。第一組汽缸的排氣空-燃比然后恢復到處于化學計量比或在化學計量比附近(見圖表802，在t3之后)。
[0122]在t4，可滿足汽缸再次啟用狀況。因此，在t4，向第二組汽缸進行的燃料噴射可重新開始(圖表810)，并且，第二組汽缸的氣門正時可被重新調(diào)節(jié)(圖表808)，以允許較高充氣流量在從進氣到排氣的第一方向上經(jīng)過第二機組(圖表806)。第二發(fā)動機機組的加燃料和空氣流量的變化可被調(diào)節(jié)，以通過基本上處于化學計量比803的排氣空-燃比操作第二組汽缸(圖表804)。在本文中，通過再生第二催化劑同時第二發(fā)動機機組被停用，在汽缸再次啟用后要求的另外的再生可被減少。在一個實例中，停用發(fā)動機機組上的催化劑可在汽缸停用周期中被部分地再生，在隨后的再次啟用周期中完成再生。通過減少再生要求，燃料經(jīng)濟性得以提高。
[0123]現(xiàn)在參考圖9，圖900顯示實例發(fā)動機運轉(zhuǎn)，其中，基于停用發(fā)動機機組的排氣空-燃比，不斷進行氣門正時調(diào)節(jié)，以提供基本上零流量經(jīng)過停用發(fā)動機機組。
[0124]圖900描述在圖表902，在第一啟用發(fā)動機機組上的第一燃燒汽缸組的第一排氣歧管檢測的第一排氣空-燃比(AFR_機組I)的變化。在第二停用發(fā)動機機組上的第二非燃燒汽缸組的第二排氣歧管檢測的第二排氣空-燃比(AFR_機組2)的變化描述在圖表904。圖表902和904圖解空-燃比相對于代表化學計量比的基線(903)的加濃——在高于基線時，和變稀——在低于基線時。第二停用發(fā)動機機組上的第二組汽缸的氣門正時調(diào)節(jié)(WT_機組2)描述在圖表906中。所有變化均隨著時間顯示(沿X軸)。
[0125]在描述的實例中，發(fā)動機可以VDE模式被操作，其中，一個或多個汽缸被停用。尤其地，發(fā)動機可在第一啟用發(fā)動機機組上的第一組汽缸燃燒燃料和第二停用發(fā)動機機組上的第二組汽缸不燃燒燃料的情況下被操作。第一組汽缸的氣門正時(未顯示)可被調(diào)節(jié)，以便在第一發(fā)動機機組檢測的排氣空-燃比(圖表902)基本上處于化學計量比903或在化學計量比903附近。同時，第二組汽缸的氣門正時(圖表906)可基于在第二發(fā)動機機組檢測的排氣空-燃比(圖表904)不斷地被調(diào)節(jié)。尤其地，在第二發(fā)動機機組檢測的排氣空-燃比被用于推斷經(jīng)過第二發(fā)動機機組的流量的方向，因此，進行氣門正時調(diào)節(jié)，以調(diào)節(jié)流量方向，以便基本上零流量被提供在第二機組。
[0126]例如，在每一時間點tl、t3和t5，比理論稀的排氣空-燃比在第二發(fā)動機機組處被檢測。基于檢測的稀空-燃比，控制器可推斷存在從第二發(fā)動機機組的進氣歧管至排氣歧管的一些新鮮空氣的凈流量。因此，在每一時間點tl、t3和t5，控制器可調(diào)節(jié)氣門正時，以減少經(jīng)過第二發(fā)動機機組的流量和/或使其逆向。流量的逆轉(zhuǎn)使得第二機組的空-燃比恢復至化學計量比。
[0127]作為另一實例，在每一時間點t2和t4，理論排氣空-燃比在第二發(fā)動機機組處被檢測?；跈z測的理論空-燃比，控制器可推斷可能存在從第二發(fā)動機機組的排氣歧管至進氣歧管的一些充氣的凈流量(或沒有流量)。因此，在每一時間點t2和t4，控制器可調(diào)節(jié)氣門正時，以減少經(jīng)過第二發(fā)動機機組的流量和/或使其逆向。流量的逆轉(zhuǎn)使得第二機組的空-燃比朝向比化學計量比稍微稀移動。然后，控制器可允許氣門正時調(diào)節(jié)繼續(xù)進行，直至IJ檢測到比化學計量比稀的排氣空-燃比，此時，氣門正時被再次調(diào)節(jié)(但以相反的方向)，以使經(jīng)過第二發(fā)動機機組的流量方向逆向。
[0128]以這種方式，通過連續(xù)調(diào)節(jié)氣門正時，經(jīng)過停用發(fā)動機機組的流動方向可被交替，以基本上維持零凈流量經(jīng)過機組。通過減少從停用發(fā)動機機組的進氣歧管至排氣歧管的正向流量，催化劑氧飽和度被降低，從而減少對催化劑的再生要求。
[0129]在一個實例中，發(fā)動機系統(tǒng)包括第一發(fā)動機機組，其具有第一組汽缸、第一進氣歧管、第一排氣歧管和第一排氣歧管中的第一排氣催化劑；和第二發(fā)動機機組，其具有第二組汽缸、第二進氣歧管、第二排氣歧管和第二排氣歧管中的排氣催化劑。第二排氣歧管連接至接合點下游的第一排氣歧管，而第二進氣歧管連接至支點上游的第一進氣歧管。發(fā)動機系統(tǒng)還包括第一凸輪軸，其連接至第一發(fā)動機機組，并且被配置成調(diào)節(jié)第一組汽缸的進氣門和/或排氣門正時；以及第二凸輪軸，其連接至第二發(fā)動機機組，并且被配置成調(diào)節(jié)第二組汽缸的進氣門和/或排氣門正時。
[0130]發(fā)動機系統(tǒng)另外包括控制器，其具有計算機可讀指令，用于基于第一排氣歧管的排氣空-燃比向第一組汽缸噴射燃料同時調(diào)節(jié)第一組汽缸的氣門正時，以從第一進氣歧管提供較高空氣和排氣流量至第一排氣歧管?？刂破靼硗獾闹噶?，用于基于第二排氣歧管的排氣空-燃比，不向第二組汽缸噴射燃料同時調(diào)節(jié)第二組汽缸的氣門正時，以從第二進氣歧管提供實質(zhì)上較低的流量至第二排氣歧管。第一組汽缸的氣門正時被調(diào)節(jié)，以維持第一排氣歧管的排氣空-燃比處于化學計量比或在化學計量比附近，而第二組汽缸的氣門正時被調(diào)節(jié)，以維持第二排氣歧管的排氣空-燃比比化學計量比稍微稀。
[0131]控制器還可基于第二組汽缸的氣門正時調(diào)節(jié)第一組汽缸的點火定時，以維持凈制動扭矩以及維持第一排氣歧管的排氣空-燃比處于化學計量比或在化學計量比附近。在通過基本上零流量操作第二組汽缸達一定的持續(xù)時間之后，控制器還基于第二進氣歧管的進氣空-燃比調(diào)節(jié)第二組汽缸的氣門正時，以經(jīng)第二排氣歧管從第一排氣歧管吸引排氣到第二進氣歧管中。
[0132]在另一實例中，控制器被配置以指令，用于向第一組汽缸噴射燃料同時調(diào)節(jié)第一組汽缸的氣門正時，以從第一進氣歧管提供空氣和排氣凈流量至第一排氣歧管。同時，控制器可不向第二組汽缸噴射燃料同時調(diào)節(jié)第二組汽缸的氣門正時，以使排氣從第一排氣歧管經(jīng)第二排氣歧管和第二進氣歧管再循環(huán)至第一進氣歧管。尤其地，控制器可調(diào)節(jié)第一凸輪軸至第一位置，以在第一正時操作第一組的進氣和排氣門，同時，調(diào)節(jié)第二凸輪軸至第二、不同的位置，以在第二、不同的正時操作第二組的進氣和排氣門。另外，響應在第二排氣催化劑檢測的空-燃比比閾值水平稀，在再循環(huán)排氣時，控制器可指示第二發(fā)動機機組中的排氣泄露。
[0133]以這種方式，凸輪定相用于在VDE運轉(zhuǎn)模式期間選擇性地停用汽缸組。通過基于在停用機組檢測的排氣空-燃比調(diào)節(jié)停用發(fā)動機機組的氣門正時，經(jīng)過排氣催化劑的流量可被減少，并且，可使基本上零流量經(jīng)過停用機組。尤其地，通過基于在停用發(fā)動機機組檢測的排氣空-燃比連續(xù)調(diào)節(jié)氣門正時，從停用機組的進氣歧管至排氣歧管進行的新鮮進氣的泵送可被減少，從而降低催化劑的氧飽和度。在其它狀況下，通過調(diào)節(jié)氣門正時，以使經(jīng)過停用發(fā)動機機組的流量逆向，除了 VDE益處之外，還可提供冷卻EGR的益處一甚至是在低進氣真空狀況下。通過加濃經(jīng)停用發(fā)動機機組再循環(huán)的排氣，排氣催化劑也可至少部分地被再生。通過在汽缸再次啟用期間減少催化劑再生要求，停用機組上的催化劑效率可被提高，尾管排放物可被減少和燃料經(jīng)濟性可被提高。
[0134]如將被本領域的普通技術人員所理解地，本文所述程序可代表任意數(shù)目處理策略中的一個或多個，所述處理策略諸如事件驅(qū)動、中斷驅(qū)動、多任務、多線程等。因此，所示的各個步驟或功能均可在所示的程序中執(zhí)行，并行執(zhí)行，或在一些情況中被省略。類似地，不一定要求處理順序達到本文所述的目標、特征和優(yōu)勢，而是提供來方便說明和描述。盡管沒有清楚地示例，但本領域的普通技術人員將會認識到，一個或多個示例的步驟或功能可重復執(zhí)行，這取決于所應用的具體策略。
[0135]現(xiàn)在結束說明書。本領域的技術人員通過閱讀本說明書，將會想到許多變化和修改而不背離本說明書的精神和范圍。例如，以天然氣、汽油、柴油或可選燃料配置運轉(zhuǎn)的13、
14、15、V6、V8、VlO和V12發(fā)動機可應用本申請說明書，以獲得益處。
【權利要求】
1.發(fā)動機方法，包括: 操作第一發(fā)動機機組上的第一組汽缸，以從第一進氣歧管提供空氣和排氣凈流量至第一排氣歧管，同時，操作第二發(fā)動機機組上的第二組汽缸，以從第二排氣歧管提供排氣凈流量至第二進氣歧管。
2.權利要求1所述的方法，其中所述第一排氣歧管于位于所述第一機組的第一排氣催化劑和所述第二機組的第二排氣催化劑下游的接合點處連接至所述第二排氣歧管。
3.權利要求2所述的方法，其中，操作所述第一組汽缸包括噴射燃料到所述第一發(fā)動機機組，同時，調(diào)節(jié)所述第一組汽缸的進氣門和排氣門的氣門正時至第一正時，以從所述第一進氣歧管提供排氣凈流量至所述第一排氣歧管，并且，其中操作所述第二組汽缸包括不噴射燃料到所述第二發(fā)動機機組，同時，調(diào)節(jié)所述第二組汽缸的進氣門和排氣門的氣門正時至第二、不同的正時，以從所述第二排氣歧管提供排氣凈流量至所述第二進氣歧管。
4.權利要求3所述的方法，其中，調(diào)節(jié)所述第一組汽缸的進氣門和排氣門的所述氣門正時至第一正時包括調(diào)節(jié)連接至所述第一組汽缸的第一凸輪軸的位置至第一位置，并且，其中調(diào)節(jié)所述第二組汽缸的進氣門和排氣門的所述氣門正時至第二正時包括調(diào)節(jié)連接至所述第二組汽缸的第二凸輪軸的位置至第二、不同的位置。
5.權利要求4所述的方法，還包括基于所述第二組汽缸的第二氣門正時調(diào)節(jié)所述第一組汽缸的點火定時。
6.權利要求5所述的方法，其中，操作所述第一發(fā)動機機組上的所述第一組汽缸包括以比化學計量比濃的空-燃比操作所述第一組汽缸達一定的持續(xù)時間，直到所述比化學計量比濃的空-燃比被在所述第二組汽缸的所述第二進氣歧管中的氧傳感器檢測到。
7.權利要求6所述的方法，還包括在所述持續(xù)時間之后，以處于化學計量比或在化學計量比附近的空-燃比操作所述第一組汽缸。
8.權利要求6所述的方法，還包括在所述持續(xù)時間之后，操作所述第二發(fā)動機機組上的所述第二組汽缸，以在所述第二進氣歧管和所述第二排氣歧管之間不提供空氣或排氣凈流量。
9.權利要求8所述的方法，其中，操作所述第二組汽缸以不提供凈流量包括使所述第二凸輪軸從所述第二位置變換至第三位置，以便從所述第二正時調(diào)節(jié)所述第二組汽缸的進氣門和排氣門的所述氣門正時至第三正時，同時維持所述第一凸輪軸的所述第一位置和所述第一組汽缸的進氣門和排氣門的所述第一正時。
10.權利要求2所述的方法，還包括響應在所述第二排氣催化劑和所述接合點之間檢測的空-燃比比閾值水平稀，指示所述第二排氣歧管中的泄露。
【文檔編號】F02D21/08GK103573431SQ201310311283
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月23日 優(yōu)先權日:2012年7月24日
【發(fā)明者】J·M·克恩斯, S·B·史密斯, A·N·班克, M·J·于里克 申請人:福特環(huán)球技術公司