CN103670727B - 通过排气背压的催化剂加热 - Google Patents

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Abstract

本发明提供用于控制排气背压阀的实施例。在一个示例中，运行发动机的方法包括：响应于部件温度关闭排气背压阀；和响应于关闭排气背压阀，调节进气门和/或排气门操作，以减少汽缸内部排气再循环（EGR）；以及当排气背压阀关闭时，如果指定的发动机运行参数保持恒定，则指示排气背压系统的退化。以此方式，可以诊断排气背压系统的退化，同时保持燃烧稳定性。

Description

通过排气背压的催化剂加热
技术领域
本公开涉及内燃发动机。
背景技术
位于发动机排气装置中的催化剂用于将燃烧期间产生的排放物转化成可释放到大气中的化合物。通常，这些催化剂在升高的排气温度下最有效地转化排放物，并且因此在发动机冷启动和暖机工况期间，当催化剂低于正常操作温度时，排放物可能溜过催化剂。快速加热催化剂的一种方法包括增加通过催化剂的排气的温度。
在美国专利申请公开2010/0005784中描述了增加排气温度的一种示例方法。在引用的参考中，位于发动机排气装置中的排气背压阀关闭以增加排气温度，以便执行催化剂的脱磺（desulfination）。
然而，本发明人在这里已认识到上述方法的几个问题。通过关闭排气背压阀增加排气背压可能增加用燃烧气体稀释汽缸充气，在一些条件下导致不稳定燃烧。此外，稀释的汽缸充气可能限制可应用的点火延迟量，因此限制了排气的温度增加。
发明内容
因此，至少部分地解决上述问题的一个实施例包括运行发动机的方法。该方法包括响应于部件温度关闭排气背压阀，响应于关闭排气背压阀调节进气门和/或排气门操作，从而减少汽缸内部排气再循环（EGR），以及当排气背压阀关闭时，如果指定的发动机运行参数保持恒定，则指示排气背压系统的退化。
以此方式，响应于部件温度（例如催化剂的温度低于阈值），通过经由排气背压阀节流排气，排气温度可以增加。此外，进气门和/或排气门正时可以被调节以减少排气残留物捕集在汽缸中，由此减少内部排气再循环（例如汽缸充气的稀释），并提高燃烧稳定性。在一些示例中，外部排气再循环也可以减少，从而进一步减少汽缸充气的稀释。排气背压阀的关闭也可以被限制于高燃烧稳定性工况，例如低湿度和低海拔，从而避免增加燃烧不稳定性。此外，排气背压系统的退化在气门运动期间可以被监测，同时仍保持燃烧稳定性。
在另一个实施例中，用于发动机的方法包括：在第一条件期间，以第一较高的点火延迟量和打开的排气背压阀运行发动机；以及在第二条件期间，以第二较低的点火延迟量和关闭的排气背压阀运行发动机；以及当排气背压阀关闭时，基于进气歧管压力的变化，指示排气背压系统的退化。
在另一个实施例中，第一条件包括在低于第一阈值的大气压下的运行，并且其中第二条件包括在高于第一阈值的大气压下的运行和催化剂温度低于第二阈值。
在另一个实施例中，第二条件进一步包括在怠速下的运行，并且其中基于进气歧管压力的变化指示排气背压系统的退化进一步包括，保持恒定的怠速，并且如果进气歧管压力不改变，则指示退化。
在另一个实施例中，该方法进一步包括：在第一条件期间，以第一数量的进气门和排气门重叠运行发动机；以及在第二条件期间，以第二数量的进气门和排气门重叠运行发动机。
在另一个实施例中，第二数量的进气门和排气门重叠包括进气门和排气门不重叠。
在另一个实施例中，该方法进一步包括：在第一条件期间，基于发动机转速和负载，调节EGR阀以提供所需的EGR量；以及在第二条件期间，关闭EGR阀。
在另一个实施例中，系统包括：发动机，其包括可变凸轮轴正时系统；催化剂，其位于发动机排气装置中；排气背压阀，其位于催化剂下游；以及控制器，其包括指令以便：当催化剂温度低于阈值时关闭排气背压阀；以及响应于排气背压阀的关闭，调节可变凸轮轴正时系统，以减少进气门和排气门重叠；并且基于曲轴加速度指示排气背压阀的退化。
在另一个实施例中，控制器包括指令，以便当排气背压阀关闭时，如果曲轴加速度不改变，则指示退化。
在另一个实施例中，控制器包括进一步的指令，以便响应于排气背压阀的关闭，提前点火正时。
在另一个实施例中，系统进一步包括EGR系统，从而引导排气到发动机的进气装置中，并且其中控制器包括进一步的指令，以便当排气背压阀关闭时，关闭EGR系统的EGR阀。
在另一个实施例中，控制器包括进一步的指令，以便如果催化剂的温度高于阈值，则打开排气背压阀。
在另一个实施例中，控制器包括调节可变凸轮轴正时系统以减少正的进气门和排气门重叠的指令。
在另一个实施例中，控制器包括进一步的指令，以便当排气背压阀打开时，如果曲轴加速度没有变化，则指示排气背压阀的退化。
本公开可以提供几个优点。例如，可以获得快速催化剂加热，而不损害燃烧稳定性，因此避免使排气排放降级和潜在的熄火。通过快速加热催化剂，可以减少发动机冷启动期间的排气排放。此外，通过即使在排气背压阀关闭的情况下保持相对低的稀释，点火正时可以进一步延迟以增加排气温度。此外，当排气背压阀运动时，通过基于指定的工况的变化而诊断排气背压系统，系统的退化可以被迅速地检测，并且如果系统退化，则可以采用加热催化剂的额外机制。
当单独或结合附图时，根据以下的具体实施方式，本发明的上述优点和其它优点以及特征将是显而易见的。
应该理解，提供上述概要以便以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步说明的一系列概念。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通过随附权利要求书唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在本公开的上面或任何部分中提到的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出发动机的示意图。
图2示出示例可变气门正时系统。
图3是图示说明用于调节排气背压阀的示例方法的流程图。
图4是图示说明用于诊断排气背压系统的示例方法的流程图。
图5是描述针对多个工况的示例气门正时的映射图。
图6是描述在排气背压阀调节期间示例运行参数的图。
具体实施方式
在发动机冷启动期间，在位于发动机排气装置中的催化剂达到操作温度之前，排气排放物可以释放到大气中。快速加热催化剂的一种机制包括，关闭排气背压阀以节流排气，因此增加通过催化剂的排气的温度。然而，这类排气节流可能增加用燃烧的气体稀释汽缸中的充气，因此降低燃烧稳定性，并限制可应用的点火延迟量。为了减少汽缸充气的稀释，排气背压阀的关闭可以被限制于高燃烧稳定性的条件，例如低湿度、低海拔、高挥发性燃料等。此外，进气门和排气门重叠可以被限制以减少内部排气再循环（EGR），并且外部EGR可以停用，由此限制有效的EGR。如果指出，点火延迟量可以被减少以进一步保持燃烧稳定性。
当排气背压阀打开或关闭时，各种运行参数可以被监测，从而确保排气背压系统不退化。例如，当保持发动机转速稳定时，当排气背压阀打开或关闭时，歧管压力或节气门位置的改变可以被监测，并且如果压力或节气门位置保持恒定，则可以指示退化。
图1和图2是示例发动机示图，其包括：排气背压阀、可变气门正时系统以及发动机控制器，该发动机控制器被配置为执行图3和图4中示出的方法。图5和图6图示说明在上述方法的执行期间示例气门事件和发动机运行参数。
现参考图1，其包括示出多缸内燃发动机10的一个汽缸的示意图。发动机10可以至少部分地通过包括控制器12的控制系统和经由输入装置130通过来自车辆驾驶员132的输入控制。在这个示例中，输入装置130包括加速器踏板和踏板位置传感器134，该踏板位置传感器134用于产生比例踏板位置信号PP。
发动机10的燃烧汽缸30可以包括活塞36位于其中的燃烧汽缸壁32。活塞36可以连接至曲轴40，使得活塞的往复运动被转换成曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间传动系统连接至车辆的至少一个驱动轮。此外，起动机马达可以经由飞轮连接至曲轴40，以使能发动机10的启动操作。
燃烧汽缸30可以经由进气道42接收来自进气歧管44的进气，并且可以经由排气道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气道48可以经由各自的进气门52和排气门54选择性地与燃烧汽缸30相通。在一些实施例中，燃烧汽缸30可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。
在这个示例中，进气门52和排气门54可以经由各自的凸轮驱动系统51和53由凸轮驱动控制。凸轮驱动系统51和53可以各包括一个或更多个凸轮，并且可以利用可由控制器12操作的凸轮廓线变换（CPS）系统、可变凸轮正时（VCT）系统、可变气门正时（VVT）系统和/或可变气门升程（VVL）系统中的一个或更多个以改变气门操作。在一个示例中，气门操作可以响应于排气背压阀150的关闭并与排气背压阀150的关闭相配合地被调节。在一个示例中，当排气背压阀关闭时，气门操作可同时或在阈值持续时间内被调节。关于调节气门操作的额外细节可以在下面关于图2提出。进气凸轮51和排气凸轮53的正时可以分别由传感器55和57确定。在可替换的实施例中，进气门52和/或排气门54可以由电动气门驱动控制。例如，汽缸30可以可替代地包括经由电动气门驱动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT系统的凸轮驱动控制的排气门。
燃料喷射器66示为直接连接至燃烧汽缸30，用于与经由电子驱动器68从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地直接在其中喷射燃料。以此方式，燃料喷射器66提供所谓的燃料直接喷射到燃烧汽缸30中。燃料喷射器可以例如安装在燃烧汽缸的侧面或燃烧汽缸的顶部。燃料可以通过燃料输送系统（未示出）输送至燃料喷射器66，该燃料输送系统包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨。在一些实施例中，燃烧汽缸30可以可替换地或额外地包括燃料喷射器，该燃料喷射器以提供所谓的燃料进气道喷射到燃烧汽缸30上游的进气口的构造设置在进气道42中。
进气道42可以包括节气门62，其具有节流板64。在这个具体示例中，节流板64的位置可以经由提供至包括节气门62的电动马达或驱动器的信号由控制器12改变，这种配置可以称为电子节气门控制（ETC）。以此方式，节气门62可以被操作以改变提供至其它发动机燃烧汽缸之外的燃烧汽缸30的进气。进气道42可以包括质量空气流量传感器120和歧管空气压力传感器122，用于提供相应的信号MAF和MAP至控制器12。
在选择的运行模式下，点火系统88可以响应于来自控制器12的点火提前信号SA，经由火花塞92提供点火火花至燃烧室30。尽管示出了火花点火部件，但是在一些实施例中，发动机10的燃烧室30或一个或多个其它燃烧室可以在具有或没有点火火花的情况下，以压缩点火模式运行。
排气传感器126被示为连接至催化剂70上游的排气道48。传感器126可以是用于提供排气空燃比的指示的任何适当的传感器，例如线性氧传感器或UEGO（通用或宽域排气氧传感器）、双态氧传感器或EGO、HEGO（加热的EGO）、NOx、HC或CO传感器。排气系统可以包括点火催化剂和底部催化剂，以及排气歧管和上游和/或下游空燃比传感器。在一个示例中，催化剂70可包括多块催化剂砖。在另一个示例中，可以使用多个排放控制装置，每个排放控制装置具有多块砖。在一个示例中，催化剂70可以是三元型催化剂。在其它示例中，催化剂70可以是氧化催化剂、稀NOx捕集器、选择性催化还原（SCR）装置、微粒过滤器或其它排气处理装置。排气背压阀150位于催化剂70下游的排气道中（或可替换地，其可位于催化剂70的上游）。排气背压阀150在大多数发动机工况期间可以保持在完全打开的位置，但在某些条件下可以被配置为关闭以加热排气。在一些实施例中，排气背压阀150可以具有两个限制等级，完全打开或完全关闭。在其它实施例中，排气背压阀150可以可变地调节到多个限制等级。排气背压阀150的位置可以由控制器12调节。如这里使用，关闭的排气背压阀可以指排气背压阀的完全关闭状态，或其可以指半关闭位置，其中排气能够在气门周围流动，但排气的压力和/或流动速率改变。
此外，在公开的实施例中，排气再循环（EGR）系统可以经由EGR通道140将期望部分的排气从排气道48引导到进气道42。提供给进气道42的EGR量可以经由EGR阀142由控制器12改变。此外，EGR传感器144可以设置在EGR通道内，并可提供排气的压力、温度、流动速率和浓度中一个或更多个的指示。EGR冷却器146可以设置在EGR通道140中，以便在到达进气道42之前冷却再循环的排气。在一些条件下，EGR系统可以用于调节燃烧室内的空气和燃料混合物的温度。此外，在一些条件期间，通过控制气门正时，例如通过控制可变气门正时机构，部分燃烧气体可以被保持或捕集在燃烧室中。
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（CPU）102、输入/输出端口（I/O）104、在该具体示例中被示为只读存储器芯片（ROM）106的用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器（RAM）108、保活存储器（KAM）110以及数据总线。控制器12可以从连接至发动机10的传感器接收各种信号和信息，除了先前讨论的那些信号之外，还包括：来自质量空气流量传感器120的引入的质量空气流量（MAF）的测量值；来自连接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度（ECT）；来自连接至曲轴40的霍尔效应传感器118（或其它类型）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122的绝对歧管压力信号MAP。存储介质只读存储器106可以用计算机可读数据编程，该计算机可读数据表示可由处理器102执行用于执行下面描述的方法以及其变体的指令。
如上所述，图1仅示出多缸发动机的一个汽缸，并且每个汽缸可以同样包括其自己的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。
图2示出发动机200的示例实施例，该发动机包括控制器202、可变凸轮正时（VCT）系统232以及具有多个汽缸210的发动机汽缸体206。发动机200可以是图1中描述的发动机10的一个示例。发动机200被示出具有进气歧管266和排气歧管268，进气歧管266被配置为供应进气和/或燃料至汽缸210a-d，排气歧管268被配置为从汽缸210排出燃烧产物。环境空气流可以通过进气道260进入进气系统，其中进气的流动速率和/或压力可以至少部分地由主节气门（未示出）控制。
发动机汽缸体206包括多个汽缸210a-d（这里是四个）。在示出的示例中，所有的汽缸在共同的发动机排中。在可替换的实施例中，汽缸可以在多排之间划分。例如，汽缸210a-b可以在第一排上，而汽缸210c-d可以在第二排上。汽缸210a-d每个都可以包括火花塞和燃料喷射器，用于直接输送燃料至燃烧室，如上面图1所述。此外，汽缸210a-d每个均可以由一个或更多个气门服务。在本示例中，每个汽缸210a-d包括相应的进气门212和排气门222。如下所述，发动机200进一步包括一个或更多个凸轮轴238、240，其中每个凸轮轴可以被驱动以操作连接至共同的凸轮轴的多个汽缸的进气门和/或排气门。
每个进气门212可以在打开位置和关闭位置之间驱动，打开位置允许进气到相应的汽缸中，而关闭位置基本上阻断进气到汽缸中。此外，图2示出汽缸210a-d的进气门212可以如何通过共同的进气凸轮轴238驱动。进气凸轮轴238可以包括在进气门驱动系统214中。进气凸轮轴238包括进气凸轮凸起216，其具有用于打开进气门212一段定义进气持续时间的升程廓线。在一些实施例中（未示出），凸轮轴可以包括具有可替换的升程廓线的额外进气凸轮凸起，所述可替换的升程廓线允许进气门212打开可替换的升程和/或持续时间（这里也称为凸轮廓线变换系统）。基于额外凸轮凸起的升程廓线，可替换的持续时间可以比进气凸轮凸起216的定义的进气持续时间更长或更短。升程廓线可以影响凸轮升程高度、凸轮持续时间、打开正时和/或关闭正时。控制器能够通过纵向移动进气凸轮轴238和在凸轮廓线之间切换，从而切换进气门持续时间。
以相同的方式，每个排气门222在打开位置和关闭位置之间可驱动，该打开位置允许排气从相应的汽缸排出，而该关闭位置基本上保持气体在汽缸内。此外，图2示出汽缸210a-d的排气门222可以如何通过共同的排气凸轮轴240驱动。排气凸轮轴240可以包括在排气门驱动系统224中。排气凸轮轴240包括排气凸轮凸起226，其具有打开排气门222一段定义的排气持续时间的升程廓线。在一些实施例中（未示出），凸轮轴可以包括具有可替换的升程廓线的额外排气凸轮凸起，该可替换的升程廓线允许排气门222打开可替换的升程和/或持续时间。基于额外凸轮凸起的升程廓线，可替换的持续时间可以比排气凸轮凸起226的定义的排气持续时间更长或更短。升程廓线可以影响凸轮升程高度、凸轮持续时间、打开正时和/或关闭正时。控制器能够通过纵向移动排气凸轮轴240和在凸轮廓线之间切换，从而切换排气门持续时间。
应该理解，虽然描述的示例示出共同的进气凸轮轴238连接至每个汽缸210a-d的进气门，并且共同的排气凸轮轴240连接至每个汽缸210a-d的排气门，但是在可替换的实施例中，凸轮轴可以连接至汽缸子组，并且可以存在多个进气和/或排气凸轮轴。例如，第一进气凸轮轴可以连接至汽缸的第一子组的进气门（例如，连接至汽缸210a-b），而第二进气凸轮轴可以连接至汽缸的第二子组的进气门（例如，连接至汽缸210c-d）。同样地，第一排气凸轮轴可以连接至汽缸的第一子组的排气门（例如，连接至汽缸210a-b），而第二排气凸轮轴可以连接至汽缸的第二子组的排气门（例如，连接至汽缸210c-d）。此外，一个或更多个进气门和排气门可以连接至每个凸轮轴。连接至凸轮轴的汽缸子组可以基于它们沿发动机汽缸体206的位置、它们的点火顺序、发动机配置等。
进气门驱动系统214和排气门驱动系统224可以进一步包括推杆、摇臂、挺柱等。这类装置和特征可以通过将凸轮的旋转运动转换为气门的平移运动，控制进气门212和排气门222的驱动。如先前讨论的，气门也可通过凸轮轴上额外的凸轮凸起廓线被驱动，其中不同气门之间的凸轮凸起廓线可以提供不同的凸轮升程高度、凸轮持续时间和/或凸轮正时。然而，如果需要，可以使用可替换的凸轮轴（顶置和/或推杆）设置。此外，在一些示例中，汽缸210a-d每个可以具有多于一个的排气门和/或进气门。在其它示例中，一个或更多个汽缸的每个排气门222和进气门212可以通过共同的凸轮轴驱动。此外，在一些示例中，一些进气门212和/或排气门222可以通过它们自己独立的凸轮轴或其它装置驱动。
发动机200可以包括可变气门正时系统，例如可变凸轮正时VCT系统232。VCT系统232可以是双独立可变凸轮轴正时系统，用于相互独立地改变进气门正时和排气门正时。VCT系统232包括进气凸轮轴移相器234和排气凸轮轴移相器236，进气凸轮轴移相器234连接至共同的进气凸轮轴238用于改变进气门正时，排气凸轮轴移相器236连接至共同的排气凸轮轴240用于改变排气门正时。VCT系统232可以被配置为通过提前或延迟凸轮正时从而提前或延迟气门正时，并且可以经由信号线通过控制器202控制。VCT系统232可以被配置为通过改变曲轴位置和凸轮轴位置之间的关系，改变气门打开和关闭事件的正时。例如，VCT系统232可以被配置为独立于曲轴使进气凸轮轴238和/或排气凸轮轴240旋转，从而导致气门正时被提前或延迟。在一些实施例中，VCT系统232可以是凸轮扭矩驱动装置，其被配置为快速地改变凸轮正时。在一些实施例中，例如进气门关闭（IVC）和排气门关闭（EVC）的气门正时可以通过连续可变的气门升程（CVVL）装置改变。
可变气门正时系统可以被配置为在第一运行模式期间在第一正时打开第一气门。当发动机部件温度高于阈值时（例如催化转换器），第一运行模式可发生。此外，可变气门正时系统可以被配置为在第二运行模式期间，在比第一正时更早的第二正时打开第一气门。当部件温度低于阈值时，第二运行模式可发生。可替换地或额外地，可变气门正时系统可以被配置为在第一运行模式期间打开第一气门第一持续时间，并在第二运行模式期间打开第一气门更短的第二持续时间。在一个示例中，第一气门可以是排气门，且可变气门正时系统可以被配置为在排气门的气门正时之间切换，以便减少排气门和进气门之间正的气门重叠。除了或可替换地调节排气门正时之外，可变气门正时系统可以被配置为切换进气门打开和/或关闭的正时。
上述的气门/凸轮控制装置和系统可以被液压地驱动或电动地驱动，或是它们的组合。在一个示例中，凸轮轴的位置可以通过电子驱动器的凸轮相位调节（例如，电动驱动的凸轮移相器）改变，该电子驱动器的保真度具有超过大多数液压操作的凸轮移相器的保真度。信号线可以发送控制信号至VCT系统232，并从VCT系统232接收凸轮正时和/或凸轮选择测量值。
在示出的示例中，由于所有汽缸210a-d的进气门通过共同的进气凸轮轴驱动，进气凸轮轴238的位置改变将影响所有汽缸的进气门位置和正时。同样地，由于所有汽缸210a-d的排气门通过共同的排气凸轮轴驱动，排气凸轮轴240的位置改变将影响所有汽缸的排气门位置和正时。例如，使第一汽缸210a的（进气或排气）气门正时提前的进气和/或排气凸轮轴的位置改变也将使剩余汽缸210b-d的（进气或排气）气门正时同时提前。然而，气门正时的调节可以独立于剩余汽缸的气门正时在一个或多个汽缸上执行。
如上所述，图2示出内燃发动机以及相关进气和排气系统的非限制性示例。应该理解，在一些实施例中，发动机可以具有更多或更少的燃烧汽缸、控制气门、节气门和压缩装置等等。示例发动机可以具有以“V”型配置设置的汽缸。此外，第一共同的凸轮轴可以控制第一排上的第一组汽缸的气门，而第二凸轮轴可以控制第二排上的第二组汽缸的气门。也就是说，凸轮驱动系统（例如，VCT系统）的共同的凸轮轴可以用于控制一组汽缸的气门操作。
因此，图2图示说明可变气门正时系统，其可以用于调节发动机的一个或更多个汽缸的进气门打开、进气门关闭、排气门打开和排气门关闭事件。如下面更详细的描述，气门正时可以在排气背压阀打开或关闭之前、期间或其后调节，从而调节汽缸充气中存在的稀释量。在一个示例中，进气门和排气门正时可以基于发动机转速和负载设置，以便优化进气效率和内部EGR（这可以减少发动机排放物，例如NOx）。响应于排气背压阀的关闭，气门正时可以被调节以减少内部EGR，以便保持燃烧稳定性。
在一些实施例中，以上关于图1和图2描述的发动机系统提供一种系统，其包括：发动机，所述发动机包括可变凸轮轴正时系统；催化剂，其位于发动机排气装置中；排气背压阀，其位于催化剂下游；以及控制器，其包括指令以便：当催化剂的温度低于阈值时，关闭排气背压阀；并响应于排气背压阀的关闭，调节可变凸轮轴正时系统以减少进气门和排气门重叠。
控制器可以包括进一步的指令，以便响应于排气背压阀的关闭提前点火正时。系统可以进一步包括EGR系统，从而将排气引导至发动机进气装置，且控制器可以包括进一步的指令，以便当排气背压阀关闭时，关闭EGR系统的EGR阀。控制器可以包括进一步的指令，以便如果催化剂的温度高于阈值，则打开排气背压阀。在一个示例中，控制器可以包括指令以调节可变凸轮轴正时系统，从而减少正的进气门和排气门重叠，并且在另一个示例中，控制器可以包括指令以调节可变凸轮轴正时系统，从而减少负的进气门和排气门重叠。
在其它实施例中，系统包括：发动机，其包括可变凸轮轴正时系统；催化剂，其位于发动机排气装置中；排气背压阀，其位于催化剂下游；以及控制器，其包括指令以便当催化剂温度低于阈值时关闭排气背压阀，并响应于排气背压阀的关闭，调节可变凸轮轴正时系统，从而减少进气门和排气门重叠，并基于曲轴加速度指示排气背压阀的退化。
控制器可包括指令以便当排气背压阀关闭时，如果曲轴加速度不改变，则指示退化。控制器也可包括进一步的指令，以便响应于排气背压阀的关闭，提前点火正时。该系统可以进一步包括EGR系统以将排气引导至发动机进气装置，并且控制器可以包括进一步的指令，以便当排气背压阀关闭时，关闭EGR系统的EGR阀。控制器可以包括进一步的指令，以便如果催化剂的温度高于阈值，则打开排气背压阀。控制器也可以包括进一步的指令，以便当排气背压阀打开时，如果曲轴加速度不改变，则指示排气背压阀的退化。
现转到图3，其示出用于控制排气背压阀的方法300。方法300可以根据存储在其上的指令，由例如控制器12或控制器202的控制器执行。方法300可以响应于发动机的工况，调节例如气门150的排气背压阀的位置，发动机的工况可以基于来自各种发动机传感器的反馈而确定。
在步骤302处，方法300包括确定部件温度是否低于阈值。部件温度可以是位于发动机排气装置中的催化剂70的温度。可以被升高的其它部件温度包括发动机自身，或其它排放控制装置。阈值温度可以是催化剂的点火温度，或发动机的暖机运行温度，或发动机停止启动可行时的温度，或其它适当的温度。在一些示例中，可以基于部件或排气的实际温度的监测确定部件运行在阈值温度以下。然而，在其它示例中，可以基于发动机工况估计部件运行在阈值温度以下。例如，在发动机冷启动期间，可以假设催化剂运行在点火温度以下。因此，如果发动机已经启动或将要启动，并且发动机温度处于环境温度，则可以确定发动机以冷启动运行并因此处于低的催化剂温度。在另一个示例中，例如微粒过滤器的排气处理装置可以经历再生事件，其中过滤器的温度被增加以燃烧掉累积的微粒。因此，如果确定部件将要再生，则可以确定部件低于阈值温度，从而执行再生。
如果部件温度不低于阈值，则不指示排气加热，且方法300进行到步骤304，从而保持排气背压阀（EBV）处于完全打开的位置（其可以是在发动机启动时EBV的默认位置）。在步骤306处，当前的点火正时和EGR量可以被保持。当前的点火正时和EGR量可以基于工况，例如发动机转速和负载。在步骤308处，可以采用如下进气门和排气门正时设置，该进气门和排气门正时设置可以被优化用于内部EGR和扭矩或其它参数。气门正时也可以基于发动机转速和负载或其它工况被设置。然后方法300返回。
回到步骤302，如果确定部件运行在阈值温度以下，则方法300进行到步骤310，以确定大气压是否高于阈值。阈值大气压可以是这样的压力，在所述压力以下，发动机在EBV关闭和延迟点火正时的情况下不能达到期望的发动机转速和/或扭矩。例如，如果EBV关闭并且点火被延迟以加热催化剂，则发动机可能无法在驱动和某些起作用的配件的传动中实现高怠速。大气压可以通过压力传感器测量，所述压力传感器确定进入发动机的进气系统的气压。在其它实施例中，大气压可以基于发动机运行所处的海拔相互关联；海拔越低，大气压越高。在另一个实施例中，基于节气门角度和气流之间的关系，或基于当通过节气门的压降很小时在某些条件下的MAP传感器读数，可以推断大气压。在相对低的大气压下，质量空气流量可以足够低，从而基本上限制发动机性能，特别是在EBV关闭并且点火延迟的情况下。当发动机运行在低大气压条件下时，如果排气背压阀关闭，则可能发生性能不良或发动机熄火或其它问题。因此，如果确定大气压不高于阈值，则方法300进行到步骤304，从而保持EBV阀打开，以避免性能不良或发动机熄火。
如果确定大气压高于阈值，则方法300进行到步骤312，从而确定额外的燃烧因素是否处于适当的水平。额外的燃烧因素可以包括影响燃烧稳定性的因素，包括进气的湿度、喷射到发动机的燃料质量（例如燃料挥发性）、环境温度、部件温度、控制器空燃比的自适应学习水平等。如果额外的燃烧因素不处于适当水平，则方法300返回到步骤304，以保持EBV打开。然而，如果额外的燃烧因素处于适当的水平（例如，如果确定发动机可以在EBV关闭的情况下实现稳定燃烧），则方法300进行到步骤314，以确定当前的发动机转速和扭矩要求是否适于关闭排气背压阀。关闭EBV减少了到汽缸中的进气流。例如，如果发动机以高转速和/或高负载运行，则关闭EBV可以限制发动机的转速或发动机产生的扭矩。因此，如果当前的发动机转速和扭矩要求不能在EBV关闭的情况下传递，则方法300返回到步骤304，从而保持EBV打开。
如果当前的转速和扭矩可以在气门关闭的情况下传递，则方法300进行到步骤316，从而确定发动机是否以最小内部和外部EGR运行。最小外部EGR可以由EGR阀定义，所述EGR阀控制EGR系统完全关闭；最小内部EGR可以包括进气门和排气门正时，其导致尽可能少的排气残留被捕集在汽缸中（例如，最小有效气门重叠）。如果发动机不以最小EGR运行，则方法300进行到步骤318，以关闭EGR阀，从而使EGR失效和/或调节气门正时以减少气门重叠。
气门正时可以通过调节可变气门正时系统而调节，如以上参考图2所述。气门正时的示例调节在图5中图示说明，图5示出在多个发动机运行模式期间对于给定的发动机汽缸的气门正时和活塞位置相对于发动机位置的映射图500。在标准的发动机暖机运行期间，发动机可以被配置为在进气门和排气门正时针对当前的工况（如发动机转速和负载）优化的情况下运行。在该运行模式期间，进气门和排气门可以在特定的正时打开和关闭，以便产生气门重叠。这类气门重叠可以增加燃烧期间留在汽缸中的排气量（称为内部EGR），在一些条件期间提高发动机效率并减少排放。然而，在第二运行模式期间，例如当催化剂低于点火温度时，内部EGR量可以减少以便保持燃烧稳定性，并使排气背压阀关闭，并且点火正时可以延迟或保持延迟，由此加热催化剂。因此，如果发动机在第一模式期间以气门重叠操作，当转换到第二运行模式时，则气门重叠量可以减少或消除，以减少稀释汽缸充气的排气残留量。
图500图示说明曲柄角度（CAD）中沿x轴的发动机位置。曲线508描述活塞位置（沿y轴）相对于它们从上止点（TDC）和/或下止点（BDC）的位置，并进一步相对于发动机循环的四个冲程（进气、压缩、做功和排气）内它们的位置。如近似正弦的曲线508所指示的，活塞从TDC逐渐向下运动，在做功冲程结束时在BDC处触底回升。然后活塞在排气冲程结束时，返回顶部，处于TDC处。然后在进气冲程期间，活塞朝向BDC再次回落，在压缩冲程结束时，返回其原先顶点位置，处于TDC处。
曲线502和504示出在部分负载下正常发动机运行的第一示例期间，排气门（虚曲线502）和进气门（实曲线504）的气门正时。如图所示，在做功冲程结束，接近活塞触底回升时，排气门可打开。然后当活塞完成排气冲程，保持打开至少直到随后的进气冲程已经开始时，排气门可以关闭。以同样的方式，进气门可以在进气冲程开始时或之前打开，并且可以保持打开，至少直到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异，在排气冲程结束之前和进气冲程开始之后的一段短持续时间，进气门和排气门两个都可以打开。两个气门都可以打开的这个时期被称为正的进气门与排气门重叠506（或简单地称为气门重叠），其用曲线502和504的交叉处的阴影区表示。在一个示例中，气门重叠506可以是发动机的默认的凸轮位置。
在正常发动机运行的第二示例中，进气门和排气门正时可以被设置为产生一段负的气门重叠，其中在排气门完全关闭时和进气门开始打开时之间经过一段时间。这个负的气门重叠可以起作用以将残留的燃烧气体捕集在汽缸中（因为在活塞已经达到TDC之前排气门关闭）。此外，通过延迟进气门打开，直到活塞已经开始紧随TDC下降之后，可以产生真空，因此当进气门打开时，以更快的速率将进气吸入汽缸中。
曲线510和512示出在正常发动机运行的第二示例期间排气门（虚曲线510）和进气门（实曲线512）的气门正时。如图所示，在做功冲程结束时，在活塞触底回升之前，排气门可以打开。然后在活塞完成排气冲程之前，排气门可以关闭，在随后的进气冲程已开始之前关闭。以相同的方式，进气门可以在进气冲程开始时或之后打开，并且可以保持打开，至少直到随后的压缩冲程已开始。
由于排气门关闭和进气门打开之间的正时差异，结果，在排气冲程结束和进气冲程开始期间的一段短持续时间，进气门和排气门两个都可以关闭。两个气门都可以关闭的这个时期被称为负的进气门与排气门重叠514（或简单地称为负的气门重叠），其由曲线510和512之间的区域表示。
现在参考在催化转换器暖机阶段期间发动机运行的示例，在正常部分负载发动机运行期间的气门正时设置可以被调节以保持燃烧稳定性，和/或在关闭的排气背压阀的情况下使点火正时延迟。为了加热催化剂，可以关闭催化剂下游的排气背压阀。然而，排气背压阀的关闭增加了捕集在汽缸中的排气（稀释）量，由此潜在地使燃烧降级。为了确保在排气背压阀关闭期间的稳定燃烧，在燃烧期间在汽缸中存在的排气量可以通过减少外部EGR（例如，关闭EGR阀）和减少内部EGR两者而减少。为了减少内部EGR，进气门和/或排气门正时可以被调节。
曲线516和518示出了发动机以冷催化剂运行的示例期间，排气门（虚曲线516）和进气门（实曲线518）的气门正时。如图所示，在做功冲程结束时，在活塞触底回升之前，排气门可以打开。然后当活塞完成排气冲程时，排气门可以关闭，在过渡至随后的进气冲程期间关闭。因此，曲线516示出的排气门可以在曲线502的排气门之前但在曲线510的排气门之后打开。以同样的方式，进气门可以在进气冲程开始时打开，并且可以保持打开，至少直到随后的压缩冲程已经开始。
由于排气门关闭和进气门打开的正时，排气门仅当进气门打开时关闭。在这种情况下，由以正的或负的气门重叠运行引起的汽缸稀释量可以在打开排气背压阀之前减少。
因此，如图5所示，如果发动机初始以正的气门重叠和打开的排气背压阀运行，并且当排气背压阀关闭时过渡到以减少的气门重叠或无气门重叠操作，则排气门可以被调节以更早打开和关闭，并且进气门可以被调节以更晚打开和关闭。然而，在其它实施例中，仅排气门的正时可以被调节，或仅进气门的正时可以被调节。此外，在另一个实施例中，气门打开的持续时间可以被调节，而不是调节各气门打开和关闭的正时。例如，当过渡到以无气门重叠或减少的气门重叠运行时，排气门可以同时打开，但可以打开较短的持续时间，因此更早关闭。此外，当排气背压阀关闭时，气门重叠量可以减少，但不完全消除，或在一些实施例中，气门重叠量可以增加。
返回到图3，在步骤318处关闭EGR阀和/或调节气门正时之后，方法300进行到步骤320，以关闭EBV。此外，如果之前在步骤316处确定发动机已经以最小的内部和外部EGR运行，则方法300也进行到步骤320以关闭EBV，因为发动机以稳定的燃烧条件运行。通过关闭EBV，排气压力增加。增加的排气压力造成由于打开排气门期间的排放（blowdown）产生的能量损耗反而移动到EBV（其位于催化剂的下游）。这进而增加通过催化剂的排气中的能量（例如热量）。此外，关闭的EBV和更高的排气压力导致更高的排气密度，这可提高从热排气到相对冷的催化剂的热传递，因此也加热催化剂。在步骤322处，气门正时可以被用于保持减少的内部EGR。这里使用的气门正时可以是与318处设置的相同的正时，或其可以是最小化内部EGR的不同正时。该气门正时可以不同于EBV打开时采用的气门正时。
在步骤324处，如果指示的话，点火正时可以被调节。为了在EBV关闭之后进一步加热排气，点火正时可以被延迟。因此，如果燃烧条件足够稳定，则点火正时可以从关闭EBV之前设置的点火正时延迟，例如从MBT延迟（最佳扭矩的最小点火提前）。然而，如果例如延迟点火正时将降低燃烧稳定性，则点火正时可以保持在当前正时，或其可以被提前。此外，如果要求更高的发动机扭矩和/或RPM，则点火正时可以提前以增加发动机扭矩和/或RPM。
在步骤326处，确定部件温度是否仍低于阈值。如果是的话，则方法300循环回到步骤320，以保持EBV关闭，并调节任何操作参数从而保持燃烧稳定性。如果部件温度不再低于阈值，则方法300进行到步骤328以打开EBV并将EGR、气门正时和点火调节回到原始设置，或回到基于当前转速和负载的设置。然后方法300返回。
因此，在一个实施例中，图3的方法300提供用于发动机的方法，其包括：在第一条件期间，以第一较高的点火延迟量和打开的排气背压阀运行发动机；以及在第二条件期间，以第二较低的点火延迟量和关闭的排气背压阀运行发动机。
第一条件可以包括高于阈值的催化剂温度，而第二条件可以包括低于阈值的催化剂温度。第二条件可以进一步包括稳定的燃烧条件。额外地或可替换地，第一条件可以包括在低于阈值的大气压下运行，而第二条件可以包括在高于阈值的大气压下运行。
该方法可以进一步包括：在第一条件期间，以第一数量的进气门和排气门重叠运行发动机；以及在第二条件期间，以第二数量的进气门和排气门重叠运行发动机。第二数量的进气门和排气门重叠可以包括没有进气门和排气门重叠。该方法也可以进一步包括：在第一条件期间，基于发动机转速和负载，调节EGR阀以提供所需的EGR量；并在第二条件期间，关闭EGR阀。
现转到图4，其示出用于诊断排气背压阀的方法400。方法400可以由控制器12执行，以确定排气背压系统中是否有任何退化，例如排气背压阀150或其驱动器的排气泄露或退化。方法400可以与图3的方法300一起执行，以便在EBV打开或关闭期间诊断排气背压系统。因此，当各种工况被监视以确定当EBV关闭时排气背压系统是否退化时，例如，燃烧稳定性可以通过调节气门正时、外部EGR、点火正时等保持，如上所解释。
方法400包括，在步骤402处确定自先前的EBV诊断之后是否已经经过了时间阈值量。时间阈值量可以是适当的间隔，例如20次发动机启动，或其可以是发动机运行时间的实际量，例如10个小时。如果自先前诊断之后没有经过时间阈值量，则方法400进行到步骤404，以保持当前的运行参数，且方法400返回。
如果自先前诊断之后已经过了时间阈值量，则方法400进行到步骤406，以确定EBV位置是否将要改变。当催化剂温度低于阈值时，EBV可以关闭，如上关于图3所述，并且一旦催化剂已经达到操作温度，则其可以打开。在气门关闭或打开期间，各种发动机运行参数可能由于气门运动而波动。例如，当气门关闭时，进入发动机的质量空气流量可能减少。因此，在EBV运动期间波动的发动机参数可以被监测以诊断排气背压系统的可能退化。此外，当气门运动时，额外的发动机运行参数（例如，内部和外部EGR和点火正时）可以被调节以保持燃烧稳定性，如关于图3所解释。EBV运动可以基于从控制器发送到EBV的信号被检测，或其可以基于当前的工况（例如，催化剂温度低于阈值）被检测。
如果EBV位置将要改变，则方法400进行到步骤410，其将在下面更详细地解释。如果EBV位置不会改变，则方法400进行到408，以便如果条件有利，则准备打开或关闭EBV。有利条件包括以上关于图3描述的燃烧稳定条件，例如低湿度、低效EGR等。准备打开或关闭气门可以包括改变发动机运行参数，以在气门运动期间提供燃烧稳定性。例如，进气门和/或排气门正时可以被调节，再循环到进气中的EGR量可以被减少，并且点火正时可以被调节。然而，如果条件不利于使气门运动，则方法400可以等待直到气门响应于工况将要运动时，或者可以等待直到在进行之前，燃烧条件有利于特意地使气门运动。
在步骤408处准备使EBV运动之后，或者如果在406处确定EBV位置将要改变，则方法400进行到410，以确定发动机当前是否怠速运行。如果发动机怠速运行，则方法400进行到步骤412，以便当EBV位置在怠速发动机运行时改变时，诊断排气背压系统。在怠速运行期间诊断EBV可能涉及监测一个或更多个发动机运行参数。例如，如步骤414处所指示，在EBV运动期间怠速可以保持在恒定的速度，并且MAP或节气门位置的改变可以被监测。当EBV打开或关闭时，如果发动机转速保持恒定，则进气歧管压力将改变，从而平衡排气背压的改变，并且因此应该观察到MAP的波动（例如，当EBV关闭时，MAP可能增加）。此外，当EBV运动时为了保持恒定的发动机怠速，节气门位置将改变从而改变MAP，并平衡由EBV位置改变引起的排气背压的改变。例如，当EBV关闭时，质量空气流量最初可能减少，并且因此节气门可以打开从而允许更多的空气到发动机中，以保持发动机转速。因此，如果没有观察到MAP或节气门位置的改变，则指示排气背压系统的退化。
如这里使用，术语“恒定”、“保持”和“不改变”可以指被监测或被控制的运行参数不变化超过阈值量的操作时期。例如，当保持恒定的发动机怠速时，发动机转速可以从平均值变化小于例如5%的阈值量。此外，运行参数可以在特定的持续时间内保持恒定，例如EBV位置改变期间的时间，和紧随EBV运动的阈值持续时间，例如两秒。同样地，在给定的运行时期中，例如当EBV运动时和紧随EBV运动的两秒，如果监测的运行参数没有从平均值变化超过例如5%的阈值量，则可以确定监测的运行参数没有响应于EBV的运动而变化。
在EBV运动期间可以改变的运行参数的另一个示例是发动机怠速，如在步骤416处所指示。如果在EBV运动期间MAP或节气门位置保持恒定，则当通过发动机的空气流改变时，怠速将改变。因此，如果在怠速下EBV运动期间MAP或节气门位置保持恒定，如果怠速不改变，则指示排气背压系统的退化。在EBV运动期间可以改变的运行参数的进一步示例是曲轴加速度，如步骤418处所指示。例如，当EBV气门运动时，扭矩可能波动；当EBV关闭时，由于质量空气流量的减少，至少最初扭矩可能下降。扭矩的改变可以基于曲轴加速度的改变而确定（例如基于来自传感器118的反馈而确定）。此外或可替换地，爆震或熄火或其它燃烧退化可以基于曲轴加速度的改变被检测，并且如之前所解释，EBV的运动可能导致燃烧不稳定性。因此，如果当EBV运动时曲轴加速度不改变，则可以指示排气背压系统的退化。
在怠速下EBV运动期间监测一个或更多个运行参数之后，方法400进行到步骤428，这将在下面更详细地解释。返回步骤410，如果确定发动机没有怠速运行，则方法400进行到步骤420，以在非怠速发动机转速下EBV运动期间诊断EBV。类似于在怠速下诊断EBV，在非怠速下诊断EBV可以包括监测一个或更多个发动机运行参数，包括MAP或节气门，如步骤422处所指示。在非怠速条件期间（例如，当其中安装发动机的车辆移动时），当EBV运动时，MAF可以保持恒定。为了保持MAF恒定，当EBV运动时，节气门位置改变，和/或MAP改变。因此，当在恒定的MAF下EBV打开或关闭时，如果MAP或节气门位置不改变，则可以指示排气背压系统的退化。在另一个示例中，如步骤424处所指示，如果当EBV运动时，MAP或节气门位置保持恒定，则发动机空燃比的改变可以被监测。因此，在非怠速发动机转速下在恒定的MAP或节气门位置的情况下，如果当EBV打开或关闭时空燃比不改变，则指示排气背压系统的退化。如步骤422处所指示的在恒定的MAF监测MAP或节气门，以及如步骤424处所指示的在恒定的MAP或节气门监测空燃比，也可以在怠速下执行。最后，在步骤426处，曲轴加速度改变可以在非怠速下被监测，类似于在步骤418处的曲轴加速度监测。
在步骤420处在非怠速下诊断排气背压系统之后，以及在步骤412处在怠速下诊断EBV之后，方法400进行到步骤428，以基于在步骤420处或步骤412处进行的监测，确定是否指示排气背压系统的退化。如果指示退化，则方法400进行到步骤430，以调节运行参数和/或采取默认动作。如果排气背压系统退化，则当部件温度低于阈值时，响应于EBV关闭而被调节的额外的运行参数可以被保持在它们的前EBV运动水平，因为如果退化，EBV不会关闭。此外，如果EBV由于退化而不能关闭，则其它的参数可以被调节以加热催化剂，而不是调节EBV位置。响应于排气背压系统退化采取的默认动作可以包括通知车辆驾驶员（例如通过使故障指示灯亮灯）和/或设置诊断代码。然后方法400返回。然而，如果在步骤428处不指示退化，则在步骤432处保持当前的运行参数，并且方法400返回。保持当前的运行参数可以包括，如果特意地使EBV运动以执行诊断，则从命令位置释放EBV，并使任何被调节的运行参数回到预诊断水平。
因此，图4的方法400基于当EBV运动时可能波动的各种发动机运行参数，诊断在EBV运动期间的排气背压系统。该诊断可以在每次EBV打开或关闭时执行，或其可以在经过时间阈值量之后执行。此外，如果已经经过时间阈值量，且EBV不会改变位置，则可以特意地使EBV运动以执行诊断。当EBV关闭时，严格地加热催化剂或其它发动机部件，或是执行气门、运行参数的诊断（例如气门正时和EGR阀位置）可以相应地被调节，从而保持气门关闭期间的燃烧稳定性。此外，在一些实施例中，排气背压系统的退化可以基于位于EBV上游的压力传感器而确定。如果压力传感器存在于EBV上游，当EBV关闭时，如果感测的排气压力不增加，则可以指示退化。在一些示例中，专用的排气压力传感器可存在以诊断EBV。在其它示例中，可以使用现有的排气压力传感器，例如测量EGR系统中的压力的传感器。
在一个实施例中，这里描述的方法和系统提供用于运行发动机的方法，其包括：响应于部件温度关闭排气背压阀；响应于关闭排气背压阀，调节进气门和/或排气门操作，从而减少汽缸内部EGR；并且当排气背压阀关闭时，如果指定的发动机运行参数保持恒定，则指示排气背压系统的退化。如果在给定的运行时期中，指定的发动机运行参数没有变化超过阈值量，则指定的发动机运行参数可以保持恒定。在一个示例中，阈值量可以包括5%。在另一个示例中，阈值量可以包括2%，或在另外的示例中，其可以包括10%。给定的运行时期可以包括排气背压阀关闭的持续时间，和/或可以包括气门运动停止之后的给定时间段，例如在一个示例中为两秒，或在另一个示例中为五秒。变化的其它阈值量和给定的运行时期是可能的。
部件温度可以包括位于排气背压阀上游的排气后处理装置的温度，并且响应于部件温度关闭排气背压阀可以进一步包括响应于排气后处理装置的温度低于阈值，关闭排气背压阀。
指示排气背压系统的退化可以进一步包括，当排气背压阀关闭时，如果进气歧管压力或节气门位置保持恒定，则指示退化。发动机可以在怠速下运行，并且指示排气背压系统的退化可以进一步包括，当排气背压阀关闭时，如果怠速保持恒定，同时保持恒定的歧管压力或节气门位置，则指示退化。
指示排气背压系统的退化可以进一步包括，当排气背压阀关闭时，如果发动机空燃比保持恒定，同时保持恒定的歧管压力或节气门位置，则指示退化。该方法也可以包括，其中指定的运行参数是曲轴加速度。该方法也可以包括，通过减少进气门和排气门重叠，调节进气门和/或排气门操作，并进一步包括，响应于关闭排气背压阀，提前点火正时。
在另一个实施例中，用于发动机的方法包括，在第一条件期间，以第一较高的点火延迟量和打开的排气背压阀运行发动机；以及在第二条件期间，以第二较低的点火延迟量和关闭的排气背压阀运行发动机，并且当排气背压阀关闭时，基于歧管压力的变化，指示排气背压阀的退化。
第一条件可以包括在低于第一阈值的大气压下运行，而第二条件可以包括在高于第一阈值的大气压下和低于第二阈值的催化剂温度下运行。基于歧管压力的变化指示排气背压系统的退化可以进一步包括保持恒定的质量空气流量，并且如果歧管压力不改变，则指示退化。
第二条件可以进一步包括在怠速下运行，并且基于歧管压力的变化指示排气背压系统的退化可以进一步包括保持恒定的怠速，并且如果歧管压力不改变，则指示退化。
该方法可以进一步包括：在第一条件期间，以第一数量的进气门和排气门重叠运行发动机；以及在第二条件期间，以第二数量的进气门和排气门重叠运行发动机。第二数量的进气门和排气门重叠可以包括没有进气门和排气门重叠。该方法也可以进一步包括，在第一条件期间，基于发动机转速和负载，调节EGR阀以提供所需的EGR量；并在第二条件期间，关闭EGR阀。
图6是图示说明根据本公开实施例的在EBV关闭期间示例发动机运行参数的示图600。在水平轴上示出了时间，且各相应运行参数在纵轴上示出。曲线602示出催化剂温度，曲线604示出EBV位置，曲线606示出点火正时，曲线608示出有效的EGR率，而曲线610示出扭矩。
参考曲线602，其示出催化剂温度。在时刻T1之前，催化剂低于阈值操作温度。时刻T1之后，EBV关闭，用曲线604示出。因此，催化剂温度开始增加。一旦催化剂温度达到操作温度，在时刻T2，EBV打开。
点火正时和有效EGR率可以响应于EBV的关闭而被调节。例如，如曲线606所示，当催化剂低于操作温度时，点火正时可以从MBT延迟，从而产生过量的热量以加热催化剂。然而，为了减少当EBV关闭时可能引起的燃烧不稳定性，点火正时可以在时刻T1之后稍微被提前。一旦EBV气门在时刻T2打开，点火正时可以设置为当前条件的最佳正时，例如MBT。此外，在关闭EBV之前，有效的EGR率可以减小，如曲线608所示，并且可在EBV关闭的持续期间被保持在最小量。有效的EGR率包括从排气装置引导到进气装置的外部EGR，以及由于进气门和排气门正时而被捕集在汽缸中的内部EGR。
最后，在EBV关闭期间，至少在初始阶段，扭矩可波动。如曲线610所示，紧随在时刻T1时EBV关闭之后，扭矩开始下降。然而，其它参数可以被调节以补偿通过发动机的减少的空气流，例如节气门位置。因此，在初次下降之后，扭矩可以恢复初始水平。然而，如曲线612所示，如果EBV退化且不关闭，则扭矩可以保持恒定。
应该理解，这里公开的配置和方法本质上是示例性的，并且这些具体实施例不被认为具有限制意义，因为许多变化是可能的。例如，上面的技术可应用于V-6、L-4、L-6、V-12、对置式四缸以及其它发动机类型。本公开的主题包括这里公开的各种系统和配置以及其它特征、功能和/或属性的所有新颖和非易见性的组合和子组合。
所附权利要求具体指出被视为新颖和非易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以指“一个”元件或“第一”元件或其等效物。这类权利要求应该被理解为包括一个或更多个这类元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个这类元件。所公开的特征、功能、元件和/或属性的其它组合和子组合可以通过本权利要求的修改或通过在本应用或相关应用中提出新权利要求而要求保护。这类权利要求，在原权利要求的范围上无论更宽、更窄、等同或不同，也被视为包括在本公开的主题之内。

Claims (10)

1.一种运行发动机的方法，其包括：
响应于排气后处理装置的温度，关闭排气背压阀；
响应于关闭所述排气背压阀，调节进气门和/或排气门操作，以减少汽缸内部排气再循环即EGR；以及
当排气背压阀关闭时，如果指定的发动机运行参数保持恒定，则指示排气背压系统的退化。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述排气后处理装置位于所述排气背压阀上游，并且其中响应于所述排气后处理装置的温度关闭所述排气背压阀进一步包括，响应于所述排气后处理装置的温度低于阈值，关闭所述排气背压阀。
3.根据权利要求1所述的方法，其中指示所述排气背压系统的退化进一步包括，当所述排气背压阀关闭时，如果进气歧管压力或节气门位置保持恒定，则指示所述退化。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述发动机在怠速下运行，并且其中指示所述排气背压系统的退化进一步包括，当所述排气背压阀关闭时，如果所述怠速保持恒定，同时保持恒定的进气歧管压力或节气门位置，则指示所述退化。
5.根据权利要求1所述的方法，其中指示所述排气背压系统的退化进一步包括，当所述排气背压阀关闭时，如果发动机空燃比保持恒定，同时保持恒定的进气歧管压力或节气门位置，则指示所述退化。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述指定的运行参数是曲轴加速度。
7.根据权利要求1所述的方法，其中调节进气门和/或排气门操作包括减少进气门和排气门重叠。
8.一种用于发动机的方法，其包括：
在第一条件期间，以第一点火延迟量和打开的排气背压阀运行发动机；以及
在第二条件期间，
以第二点火延迟量和关闭的排气背压阀运行发动机，其中所述第一点火延迟量高于所述第二点火延迟量；以及
当所述排气背压阀关闭时，基于是否存在进气歧管压力的变化，指示排气背压系统的退化，
其中所述第一条件包括在低于第一阈值的大气压下运行，并且其中所述第二条件包括在高于所述第一阈值的大气压下和低于第二阈值的催化剂温度下运行。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第二条件进一步包括在怠速下的运行，并且其中基于进气歧管压力的变化指示所述排气背压系统的退化进一步包括，保持恒定的怠速，并且如果所述进气歧管压力不改变，则指示退化。
10.根据权利要求9所述的方法，其中基于是否存在进气歧管压力的变化指示所述排气背压系统的退化进一步包括，保持恒定的空气质量流量，并且如果所述进气歧管压力不改变，则指示退化。
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