CN107120163B - 用于排气热回收的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及用于排气热回收的方法和系统。提供了用于包括分流排气歧管的发动机系统中的排气流的方法和系统，用于加速排气催化剂起燃和发动机预热，同时减少发动机系统中的冷凝。在一个示例中，方法可包括在排气催化剂起燃之前，使所有或更多排气绕过热交换器经由第一排气门和第一排气歧管流动到排气催化剂。此外，在起燃之后，但在发动机冷却剂预热到阈值温度之前，在流动到排气催化剂之前，全部或更多排气可经由第二排气门和第二不同歧管被递送到热交换器；并且可不提供排气再循环，直到冷却剂达到阈值温度，以减少冷凝。

Description

用于排气热回收的方法和系统

技术领域

本说明书总体涉及用于在排气热交换器处的排气热回收的方法和系统。

背景技术

发动机可被配置有用于回收在内燃发动机处产生的排气的热的排气热回收系统。通过排气热交换器系统将热从热排气传递到冷却剂。可利用来自循环通过排气热交换器的冷却剂的热，用于诸如加热汽缸盖和使乘客舱室变暖的功能，从而提高发动机效率和乘客舒适性。在混合动力电动车辆中，通过使发动机温度保持更长，排气热的回收提高燃料经济性，由此在电动模式下允许更快的发动机关闭和车辆的延长的使用。

排气热也可以在排气再循环(EGR)冷却器处被取回。EGR冷却器可以被耦接至EGR递送系统，以使再循环的排气在被输送至进气歧管之前，其温度降下来。EGR可被用来减少排气NOx排放。另外，EGR可以被用来帮助减少低负载下的节流损失，并改善爆震容限。

提供了用于排气热回收和EGR冷却的各种方法。在一个示例中，在排气通道中的排气催化剂的上游位置处设置导流阀。在冷启动期间，热排气在导流阀处经由EGR通道转向到EGR冷却器，其中热被传递到发动机冷却剂。随后，排气在穿过EGR冷却器之后在排气流方向上在导流阀下游但在排气催化剂上游的位置处返回到排气通道。

但是，本文的发明人已经认识到上述方法的潜在缺点。作为一个示例，在排气催化剂之前封装EGR通道、导流阀和回流管会是困难的。此外，在冷启动条件期间，将排气转向到EGR冷却器可延迟排气催化剂预热，并因此延迟起燃。另外，导流阀在未冷却的环境中操作，这可导致耐久性问题。

发明内容

本文的发明人已经确定了可至少部分地解决上述问题的方法。在一个示例中，一种用于发动机的方法包括：在冷启动条件期间，在排气催化剂的起燃之前，使从每个发动机汽缸的第一排气门抽吸的排气流动到排气催化剂，同时绕过/旁路(bypass)热交换器；以及在排气催化剂的起燃之后，使从每个发动机汽缸的第二排气门抽吸的排气流动到热交换器，并且在热交换器处将排气热传递到发动机冷却剂。以这种方式，可实现冷却剂预热，而不延迟排气催化剂起燃。因此，可增大发动机效率，同时减少发动机排放。

作为一个示例，发动机系统可被配置有接收来自每个发动机汽缸的第一排气门的排气的第一排气歧管，以及接收来自每个汽缸的第二排气门的排气的第二排气歧管。此外，热交换器可包括在第二排气歧管内，并且EGR阀可位于热交换器的下游，用于调节从热交换器的下游到进气歧管中的排气再循环。当排气催化剂温度低于起燃温度时，可从第一排气门抽吸排气，并且将所述排气绕过热交换器经由第一排气歧管递送到排气催化剂。在起燃之后，如果发动机冷却剂温度低于阈值，则可从第二排气门抽吸排气并将其递送到热交换器，其中排气热被传递到发动机冷却剂用于预热。此外，当发动机冷却剂低于阈值时，为了减少在排气碰撞到冷却器发动机部件时可发生的排气冷凝，可不提供EGR。因此，在冷启动条件期间，EGR阀可被关闭，并且来自热交换器下游的排气可经由回流通道(returnpassage)返回到排气催化剂。

以这种方式，通过绕过热交换器，并且将排气直接递送到排气催化剂，可加速催化剂起燃。在催化剂起燃后，通过将排气直接引导到热交换器，也可加速发动机预热。此外，通过在实现发动机预热之前不提供EGR，可减少排气的冷凝。

应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些选择的概念，这些选择的概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围被随附权利要求唯一地限定。此外，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1A示出根据本公开的实施例的具有包括热交换器和被配置为可变阀的EGR阀的分流(split)排气歧管的自然吸气发动机系统的示意图。

图1B示出根据本公开的另一个实施例的具有包括热交换器和被配置为三位阀的EGR阀的分流排气歧管的自然吸气发动机系统的示意图。

图2示出图1A或图1B的发动机系统的燃烧室的示意图。

图3示出图示说明可实施用于基于发动机工况控制通过分流排气歧管的排气流的示例方法的流程图。

图4示出图示说明待结合图3使用的可实施用于增加到第一排气催化剂的排气流的示例方法的流程图。

图5示出图示说明待结合图3使用的可实施用于增加到热交换器的排气流的示例方法的流程图。

图6示出图示说明待结合图3使用的可实施用于基于EGR需求在发动机预热操作期间调整通过分流排气歧管的排气流的示例方法的流程图。

图7示出根据本公开的第一实施例的描绘用于控制通过分流排气歧管的EGR流和排气流的第一排气门、第二排气门和EGR阀的示例调整的映射图。

图8示出根据本发明的第二实施例的描绘用于控制用于控制通过分流排气歧管的EGR流和排气流的第一排气门、第二排气门和被配置为三位阀的EGR阀的示例调整的映射图。

图9示出根据本公开的第三实施例的描绘用于控制通过分流排气歧管的EGR流和排气流的第一排气门、第二排气门和EGR阀的示例调整的映射图。

具体实施方式

以下描述涉及系统和方法，其用于控制包括分流排气歧管的发动机系统,诸如图1A、图1B和图2的发动机系统中的排气流，以便在改善发动机预热和减少发动机系统中的排气冷凝的同时加速排气催化剂起燃。具体地，在起燃之前和在冷启动条件期间，经由每个发动机汽缸的第一排气门和第一歧管可将全部或大部分排气流引导到排气催化剂，用于更快的起燃，并且到位于第二不同的排气歧管内的热交换器的排气流可以被旁路。在起燃之后，当发动机冷却剂温度低于阈值时，经由每个发动机汽缸的第二排气门和第二歧管可将全部或大部分排气流引导到热交换器，用于更快的冷却剂预热，并且来自热交换器的冷却的排气可随后返回到排气催化剂。此外，直到发动机温度达到阈值，可不提供排气再循环，以便减少发动机系统和排气再循环系统内的排气冷凝。发动机控制器可被配置成执行控制程序，诸如图3-6中的示例程序，以改变(一个或多个)系统阀的位置，从而分别调整通过图1A、图1B和图2的系统中的分流排气系统的排气流。分别参考图7-9示出图1A、图1B和图2的系统的示例操作。

图1A示出可包括在汽车的推进系统中的多汽缸内燃发动机10的示意图。发动机10可包括多个燃烧室(即，汽缸)20。在所示的示例中，发动机10包括以直列式配置布置的四个汽缸。然而，在替代的示例中，发动机10能够包括以替代配置，诸如V-6、I-6、V-12、对置4缸、盒装的等布置的两个或更多个汽缸，诸如3、5、8、10个或更多个汽缸。

发动机10的每个汽缸20可被配置成经由进气通道28接收来自进气歧管27的进气空气。进气通道28可包括位于空气滤清器60下游的进气节气门62。经由通信地耦接到控制器12的节气门致动器(未示出)，通过控制系统15可调整节气门62的位置。通过调节节气门62，一定量的新鲜空气可从大气被引入发动机10中，并且经由进气通道28在气压(或大气压力)下或低于气压(或大气压力)之下被递送到发动机汽缸。进气歧管27可经由进气端口(未示出)耦接到燃烧室。每个进气端口可将空气和/或燃料供应到其耦接以用于燃烧的汽缸。每个汽缸进气端口能够经由一个或多个进气门选择性地与汽缸连通。在所示的示例中，每个汽缸20被示出具有两个进气门I1和I2。在一个示例中，进气通道可由选择性地与每个进气门连通的进气歧管27形成。在其它实施例中，用于单个汽缸的进气通道可靠近汽缸分成其间具有壁的两个相邻的路径，通道的每个分流路径与单个进气门连通。在另一个示例中，两个进气门中的每一个可被控制为在特定发动机转速下打开，并且因此可通过公共进气端口与进气歧管连通。

每个燃烧室可经由耦接到其的两个排气端口排出燃烧气体。在所示的示例中，每个汽缸20经由第一排气门E1耦接到第一排气端口33，并且经由第二排气门E2耦接到第二排气端口31。每个汽缸的每个排气端口可通向用于引导排气的一部分的不同的排气歧管。在一些实施例中，用于第一气门和第二气门的升程轮廓可不同，以引导排气的第一部分(本文中也称为泄放(blowdown)部分)和第二后部分(也称为扫气(scavenging)部分)到分离的歧管。例如，来自汽缸20中每一个的第一排气端口33中的每一个可经由流道22组合成第一排气歧管57。类似地，来自汽缸20中每一个的第二排气端口31中的每一个可经由流道24组合成第二排气歧管59。以这种方式，每个燃烧室20可经由第一排气门E1将燃烧气体(本文也称为排气)排出到第一排气歧管57中，并且经由第二排气门将所述燃烧气体排出到第二排气歧管59中。这种排气系统在本文中将被称为“分流排气系统”，其包括两个排气歧管，用于引导排气的一部分的一个歧管和用于引导排气的剩余部分的另一个歧管。

发动机10可包括在公共排气通道内的排气后处理系统70。排气后处理系统可包括第一排放控制装置72和第二排放控制装置73。在一些示例中，排放控制装置72可以是三元型催化剂。在其他示例中，第一排放控制装置72可包括多个柴油氧化催化剂(DOC)和选择性催化还原催化剂(SCR)中的一个或多个。类似地，第二排放控制装置73可以是三元型催化剂。在一些示例中，第二排放控制装置可包括多个柴油氧化催化剂(DOC)和选择性催化还原催化剂(SCR)中的一个或多个。此外，在一个示例中，第一排放控制装置72和第二排放控制装置73能够各自包括多个催化剂砖。在另一个示例中，第一排放控制装置72和第二排放控制装置73能够各自包括多个排放控制装置，每个排放控制装置具有多个砖。

排气可经由第一排气门E1从每个汽缸10流动到第一排气流道22，并且随后，在流动到公共排气通道86中的排气后处理系统70之前，流动到第一排气歧管57和第一排气通道162。因此，经由每个第一排气门E1、第一排气流道22、第一排气歧管57、第一排气通道162和公共排气通道86可将来自每个汽缸20的排气递送到后处理系统70。在经过排气后处理系统70之后，排气可被引导出去到尾管58。

发动机10可还包括位于耦接到第二排气歧管59的第二通道55内的热交换器80。在气体经由回流通道85、公共通道86、排气后处理系统70和尾管58进入EGR通道56或者逸散到大气之前，冷却剂可循环通过热交换器80，用于有效地冷却通过它的排气。来自每个汽缸20的燃烧气体可经由每个汽缸的第二排气门E2、排气流道24、第二排气歧管59和第二排气道55被递送到热交换器80。此外，排气再循环(EGR)阀82可位于热交换器80的下游(相对于排气流的方向的下游)，以调节通过EGR通道56和热交换器80的排气流。可打开EGR阀82以准许受控量的排气到达进气歧管27，用于期望的燃烧和排放控制性能。

在一个实施例中，如图1A中所示，EGR阀82可被配置为用于计量进入进气歧管的排气再循环流的量的连续可变阀。当EGR阀82被配置为可变阀时，排气的一部分可在EGR阀82的所有位置从热交换器80流动到回流通道85(如箭头83所示)。在一些示例中，阀82可包括两个分离的阀，其包括开/关阀，以阻塞或允许排气流动到通道85，后面是可变阀，其在从第二排气门E2到热交换器80的方向上在开/关阀的下游，以调节排气到达通道56的流动。

EGR阀82的第二实施例在图1B中示出。转到图1B，示出了具有包括热交换器和被配置为三位阀的EGR阀的分流排气歧管的自然吸气发动机系统。图1B的许多元件对应于在上面对于图1A已经描述的类似编号的元件；为了简明起见，将不再次描述这些元件。

如在图1B所指示，不是被配置为可变EGR阀，而是被配置为三位阀的EGR阀92可被定位在热交换器80的下游。具体地，当经由一个或多个阀致动器(未示出)调整每个汽缸20的气门操作，使得第一排气门E1在第一正时打开，并且第二排气门E2在第二不同正时打开时，可调整第二排气门E2的第二正时，以调节排气再循环流的量。在这种情况下，当第二正时用于计量排气再循环流时，EGR阀92可被配置为三位阀，其可在第一位置、第二位置和第三位置之间移动，从而允许选择用于排气流的不同的路径。在第一位置中，EGR阀92可允许来自热交换器80的所有排气流动到排气再循环通道56，并随后流动到进气歧管27。本示例示出处于第一位置的EGR阀92。在第二位置中，EGR阀92可允许来自热交换器80的所有排气流动到回流通道85，并且随后流动到排气后处理系统。在第三位置中，EGR阀92可阻塞排气从热交换器80到排气再循环通道56和回流通道85两者的流动。因此，阀致动器(未示出)可用于基于从控制器12接收的信号将EGR阀的位置调整到第一位置、第二位置或第三位置。替代地，阀92可被配置为两个分离的阀，其包括第一开/关阀，以阻塞或允许排气流动到通道85，后面是第二开/关阀(即，在从排气门E2到热交换器80的排气流的方向上的第一开/关阀下游的第二开/关阀)，以阻塞或允许气体流动到通道56。这样，第一阀致动器(未示出)可用于打开或关闭第一开/关阀，并且第二阀致动器可用于打开或关闭第二开/关阀。

返回到图1A，如上所述，来自每个汽缸20的排气可经由排气门E2、流道24、第二排气歧管59和第二排气通道55被递送到热交换器80，且然后基于EGR阀的位置，从热交换器80被递送到进气歧管27和/或排气后处理系统。排气也可从每个汽缸20绕过热交换器80经由第一排气门E1、排气流道22、第一排气歧管57、第一排气通道和公共通道86而流动到排气后处理系统70。基于发动机工况，可调整排气门E1和E2的操作，以使所有排气单独经由排气门E1流动，或者使所有排气经由排气门E2流动，或者使排气的一部分经由排气门E1流动，并且使排气的剩余部分经由排气门E2流动。参考图3-9将进一步详细描述调整排气门操作的细节。

以这种方式，经由由分流排气歧管形成的两个不同的排气通道，可将离开汽缸的燃烧气体分离成两部分。例如，在一个燃烧循环中，汽缸20的第一排气门E1可将排气的第一部分经由第一排气门E1和第一排气通道162引导到排气后处理系统70，并且相同汽缸20的第二排气门E2可将排气的第二部分经由第二通道55引导到热交换器80。

每个汽缸20被示出与每个汽缸的两个喷射器74和76耦接。燃料喷射器76被示出直接耦接到每个汽缸，用于与经由电子驱动器从控制器12接收的信号FPW-1的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射在汽缸中。以这种方式，燃料喷射器76将所谓的燃料的直接喷射(下文也称为“DI”)提供到汽缸20中。虽然图1A和图1B示出位于汽缸20的一侧的喷射器76，但是它也可替代地位于活塞的顶部，例如靠近火花塞的位置。当借助醇基燃料操作发动机时，由于一些醇基燃料较低的挥发性，这样的位置可改善混合和燃烧。替代地，喷射器可位于进气门的顶部，或者靠近进气门，从而改善混合。

在将所谓的燃料的进气道喷射(下文称为“PFI”)提供到汽缸20上游的进气端口中的配置中，燃料喷射器74被示出布置在进气通道27中，而不是在汽缸20中。燃料喷射器74可与经由第二电子驱动器从控制器12接收的信号FPW-2的脉冲宽度成比例地喷射从燃料系统接收的燃料。需注意，单个电子驱动器可用于两个燃料喷射系统，或者可使用多个驱动器。

在替代的示例中，燃料喷射器74和76中的每一个可被配置为用于将燃料直接喷射到汽缸20中的直接燃料喷射器。在另一个示例中，燃料喷射器74和76中的每一个可被配置为用于在进气门I1和I2的上游喷射燃料的进气道燃料喷射器。尽管在图1A和图1B中未示出，但是，通过包括燃料箱、燃料泵、燃料管线以及燃料轨的燃料系统，燃料可被递送到燃料喷射器。

在一些示例中，响应于控制器12，无分电器点火系统(未示出)可将点火火花提供到耦接到燃烧室20的火花塞(未示出)。

通过包括控制器12的控制系统15和来自车辆操作者经由输入装置的输入，可至少部分地控制发动机10。控制系统15被示出接收来自多个传感器16(其各种示例在本文被描述)的信息，并且将控制信号发送到多个致动器81。作为一个示例，传感器16可包括进口压力和温度传感器，以及位于进气通道内的歧管空气压力(MAP)传感器。其它的传感器可包括耦接在进气通道中节气门下游的用于估计节气门进口压力(TIP)的节气门进口压力(TIP)传感器，和/或用于估计节气门空气温度(TCT)的节气门进口温度传感器。下面参照图2详述了附加的系统传感器和致动器。作为另一示例，致动器81可以包括燃料喷射器和节气门62。基于对应于一个或多个程序的在其中编程的指令或代码，控制器12可接收来自各种传感器的输入数据，处理输入数据，并且响应于处理的输入数据，触发致动器。本文参考图3-6描述示例控制程序，其通过与图1-2中所示的各种部件的相互作用来进行。

参考图2，其示出内燃发动机10的单个汽缸的局部视图200。这样，先前在图1A中介绍的部件用相同的附图标记表示且不再重新介绍，并且在图1A和图2或图1B和图2的一个示例中可组合为公共示例配置，使得关于图2描述的部件还可指图1A或图1B的系统。

发动机10被示出具有燃烧室(汽缸)20、冷却剂套筒214、以及具有定位在其中且连接到曲轴240的活塞236的汽缸壁232。燃烧室20被示出经由相应的进气门252和排气门256与进气通道146和排气通道148连通。如先前在图1A中所述，发动机10的每个汽缸可沿两个管道排出燃烧产物。在示出的视图200中，排气通道148表示从汽缸通向涡轮的第一排气端口(诸如图1和图1B的排气端口33)，而通向排气催化剂的第二排气管道在该视图中是不可见的。

同样，如先前在图1A中详述的，发动机10的每个汽缸可包括两个(或更多个)进气门和两个(或更多个)排气门。在所示的视图200中，进气门252和排气门256位于燃烧室20的上部区域。使用包括一个或多个凸轮的相应的凸轮致动系统，通过控制器12可控制进气门252和排气门256。凸轮致动系统可利用凸轮廓线变换系统(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，以改变气门操作。在所示示例中，每个进气门252由进气凸轮251控制，并且每个排气门256由排气凸轮253控制。进气门252和排气门256的位置可分别由气门位置传感器255和257确定。

在替代的实施例中，进气门和/或排气门可由电动气门致动控制。例如，汽缸20可替代地包括经由电动气门致动控制的进气门，以及经由包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。在其它实施例中，通过公共的气门致动器或致动系统，或可变气门正时致动器或致动系统，可控制进气门和排气门。

在一个示例中，进气凸轮251包括分开且不同的凸轮凸角，其提供用于燃烧室20的两个进气门中每一个的不同的气门廓线(例如，气门正时、气门升程、持续时间等等)。同样，排气凸轮253可包括分开且不同的凸轮凸角，其提供用于燃烧室20的两个排气门中每一个的不同的气门廓线(例如，气门正时、气门升程、持续时间等等)。在另一个示例中，进气凸轮251可包括公共的凸角，或类似的凸角，其提供用于两个进气门中每一个的基本上类似的气门廓线。

另外，用于不同的排气门的不同的凸轮廓线可用来将在低汽缸压力下排出的排气与在排气压力下排出的排气分开。例如，第一排气凸轮廓线能够刚好在燃烧室20的做功冲程的BDC(下止点)之前从关闭位置打开第一排气门，并且在上止点(TDC)之前很久关闭相同的排气门，从而将泄放气体从燃烧室选择性地排出。此外，第二排气凸轮廓线能够被定位成在排气冲程的中点附近处从关闭位置打开第二排气门，并且在TDC之前关闭其，从而选择性地将排气的扫气部分排出。

继续参照图2，排气传感器226被示出耦接到排气通道148。传感器226可被定位在一个或多个排放控制装置，诸如图1A和图1B的装置72上游的排气通道中。传感器226可从用于提供排气空燃比的指示的各种合适的传感器中选择，例如，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)，双态氧传感器或EGO(如所示)，HEGO(加热的EGO)，NOx、HC、或CO传感器。下游排放控制装置可包括三元催化剂(TWC)，NOx捕集器，各种其它的排放控制装置，或它们的组合中的一个或多个。

通过位于排气通道148中的一个或多个温度传感器(未示出)，可估计排气温度。替代地，基于发动机工况，诸如转速、负载、空燃比(AFR)、火花延迟等等，可推断排气温度。

汽缸20能够具有压缩比，其是当活塞236在下止点到上止点时的体积比。常规地，压缩比在9:1到10:1的范围中。但是，在使用不同的燃料的一些示例中，可增加压缩比。例如，这可在使用较高辛烷值燃料或具有较高的汽化的潜焓的燃料时发生。如果使用直接喷射，由于其对发动机爆震的影响，则压缩比也可增加。

在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可包括用于启动燃烧的火花塞91。在选择操作模式下，响应于来自控制器12的火花提前信号SA，点火系统288能够经由火花塞91将点火火花提供到燃烧室20。但是，在一些实施例中，可省略火花塞91，诸如在发动机10可通过自点火或通过燃料的喷射启动燃烧的情况下，如同一些柴油发动机的情况。

在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可被配置有用于向其提供燃料的一个或多个燃料喷射器。作为非限制示例，汽缸20被示出包括一个燃料喷射器66。燃料喷射器66被示出直接地耦接到燃烧室20，用于与经由通电子驱动器268从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地将燃料直接地喷射到其中。以这种方式，燃料喷射器66将所谓的燃料的直接喷射(下文也称为“DI”)提供到燃烧汽缸20中。虽然图2示出喷射器66为侧面喷射器，但是其也可位于活塞的顶部，诸如靠近火花塞91的位置。当借助醇基燃料操作发动机时，由于一些醇基燃料较低的挥发性，这样的位置可改善混合和燃烧。替代地，喷射器可位于进气门的顶部，或者靠近进气门，从而改善混合。在替代的实施例中，喷射器66可以是进气道喷射器，其将燃料提供到汽缸20上游的进气端口中。

燃料可从包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统8被递送到燃料喷射器66。替代地，燃料可在较低压力下通过单级燃料泵被递送，在该情况下，在压缩冲程期间，直接燃料喷射的正时可比如果使用燃料系统更受限。此外，虽然未示出，燃料箱可具有压力传感器，其将信号提供到控制器12。燃料系统8中的燃料箱可保持具有不同燃料质量，诸如不同的燃料成分的燃料。这些差异可包括不同的含醇量、不同的辛烷值、不同汽化热、不同的燃料共混物、和/或它们的组合等等。在一些实施例中，燃料系统8可耦接到燃料蒸汽回收系统，燃料蒸汽回收系统包括用于存储再加燃料和昼间燃料蒸汽的滤罐。当满足清除(purge)条件时，在发动机操作期间，燃料蒸汽可从滤罐清除到发动机汽缸。例如，清除蒸汽可在气压下或低于气压之下经由第一进气通道被自然地吸入汽缸。

控制器12在图2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，用于可执行程序和校准值的电子存储介质，其在该具体示例中被示为只读存储器(ROM)106，随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110，以及数据总线。使用计算机可读数据能够编程存储介质只读存储器106，所述计算机可读数据表示通过微处理器102可执行的指令，用于执行下面所述的方法和程序，以及预期的但没有具体列出的其它变型形式。除了先前讨论的那些信号，控制器12还可从耦接到发动机10的传感器接收各种信号，其包括来自空气质量流量传感器48的引入的空气质量流量(MAF)的测量值；来自排气催化剂(未示出)内的排气催化剂温度传感器的排气催化剂温度，来自耦接到冷却剂套筒214的温度传感器212的发动机冷却剂温度(ECT)；来自耦接到曲轴240的霍尔效应传感器220(或其它的类型)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)；来自传感器98的绝对歧管压力信号(MAP)，来自EGO传感器226的汽缸AFR，以及来自爆震传感器和曲轴加速传感器的异常燃烧。通过控制器12可从信号PIP产生发动机转速信号，RPM。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可用来提供进气歧管中的真空或压力的指示。

基于来自上述传感器中的一个或多个的输入，控制器12可调整一个或多个致动器，诸如燃料喷射器66、节气门62、火花塞91、进气/排气门和凸轮、EGR阀致动器等等。基于对应于一个或多个程序的在其中编程的指令或代码，控制器可接收来自各种传感器的输入数据，处理输入数据，并且响应于处理的输入数据而触发致动器。后面将参照图3-6描述示例控制程序。

图3示出可实施用于调整通过图1A或图1B的排气旁路组件的排气流的示例方法300。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1A，图1B和图2所述的传感器)接收的信号，通过控制器可执行用于实施方法300和包括在本文的其余方法的指令。根据下面所述的方法，控制器可采用发动机系统的发动机致动器以调整发动机操作。

在302处，方法300包括估计和/或测量当前发动机工况。所评估的条件可包括，例如排气催化剂温度、发动机冷却剂温度、发动机负载、发动机转速、歧管真空、节气门位置、排气压力等。

在304处，方法300包括确定第一排气催化剂(诸如在图1A或图1B的排气催化剂72)的第一温度是否大于第一阈值。例如，当车辆发动机在冷启动条件下操作时，第一排气催化剂的第一温度可低于第一阈值。

如果确认第一温度不大于第一阈值，则方法300前进到308。在308处，方法300包括旁路至热交换器(诸如在图1A或图1B的热交换器80)的排气流，并且经由第一排气歧管(诸如在图1A或图1B的第一排气歧管57)将排气直接递送到排气催化剂。因此，当第一排气催化剂的第一温度小于第一阈值时，通过将排气直接递送到第一排气催化剂，可加速排气催化剂加热。为了允许排气绕过热交换器并将排气递送到排气后处理组件，可调整每个发动机汽缸的第一排气门和每个汽缸的第二排气门的操作。将相对于图4进一步详述调整每个汽缸的第一排气门和第二排气门的细节。

如果确认第一温度处于或高于第一阈值(即，如果在304处答案为是)，则方法300前进到306。在306处，方法300包括确定第一排气催化剂的第一温度是否大于第二阈值温度。在一个示例中，第二阈值温度可以是第一排气催化剂起燃发生的起燃温度。起燃温度可以是催化剂的催化反应充分操作的温度，例如大于75％的效率。如果第一温度不大于第二阈值但保持在第一阈值温度或高于第一阈值温度，则方法300前进到308。在308处，方法300包括维持当前排气流。当前排气流可以是在第一温度达到第一阈值温度之前的最近的时间点或者在第一温度降低到低于第二阈值温度之前的最近的时间点的排气流。维持当前排气流包括维持当前发动机阀操作。当前发动机阀操作可以是在第一温度达到第一阈值温度之前的最近的时间点或者在第一温度降低到低于第二阈值温度之前的最近的时间点的发动机阀操作。例如，如果第一排气温度从低于第一阈值的最近的温度增加到处于第一阈值的当前温度，则可维持低于第一阈值的最近的温度下的排气流。因此，排气可在绕过热交换器的同时继续被递送到第一排气催化剂。但是，如果第一排气温度从高于第二阈值温度的最近的温度降低到低于第二阈值温度的当前温度，则可维持高于第二阈值温度的最近的温度下的排气流。

如果确定第一温度大于第二阈值，则方法300前进到312。在312处，方法300包括确定发动机冷却剂温度是否大于阈值冷却剂温度。在一个示例中，基于从汽缸盖内的温度传感器获得的汽缸盖温度，可确定发动机冷却剂温度。在另一个示例中，基于来自位于冷却剂回路内的温度传感器的指示，可确定发动机冷却剂温度。

如果确认发动机冷却剂温度小于阈值冷却剂温度，则方法300前进到314。阈值冷却剂温度可基于舱室加热需求、期望的汽缸盖温度等中的一个或多个。相应地，随着舱室加热需求增加，阈值冷却剂温度可更大。在314处，响应于第一温度高于第二阈值(在排气催化剂起燃已经发生之后)并且发动机冷却剂温度低于阈值冷却剂温度，方法300包括调整EGR阀，诸如在图1A处的EGR阀82，或在图1B处的EGR阀92，并且经由热交换器将排气递送到第一排气催化剂。例如，当EGR阀被配置为可变EGR阀82时，可关闭EGR阀。但是，当EGR阀被配置为EGR阀92时(即，当EGR阀被配置为三位阀时)，EGR阀可被调整到上面参照图1B讨论的第二位置。在任一种情况下，可调整EGR阀，使得排气可经由热交换器和回流通道(诸如在图1的通道85)被递送到排气催化剂。

通过在将排气递送到第一排气催化剂之前使排气流动通过热交换器，来自排气的大部分热能够经由热交换器被传递到发动机冷却剂。此外，通过关闭EGR阀，直到发动机已经预热到期望的温度(即，直到发动机冷却剂温度已经达到阈值温度)，可减少进气歧管中和在包括EGR阀和在热交换器与进气歧管之间的EGR通道的热交换器下游的排气再循环回路中的排气的冷凝。为了经由热交换器将排气递送到第一排气催化剂，可调整每个发动机汽缸的第一排气门和每个汽缸的第二排气门的操作。将参照图5进一步详述调整第一排气门、第二排气门和EGR阀以用于冷却剂预热和用于减少冷凝的细节。

接下来，方法300可从314前进到318。在318处，在热交换器处回收废热。具体地，来自排气的热被传递到循环通过热交换器的冷却剂。通过将热从排气传递到冷却剂，在排气催化剂下游的位置处，加热排气催化剂之后剩余的废热能够有利地用来加温循环通过热交换器的冷却剂。因此，离开热交换器的排气被冷却。

接下来，在320处，经由在热交换器处的热传递加温的冷却剂可通过冷却剂泵循环到发动机和/或加热器核心，使得其能够用于在发动机冷启动期间加热车辆的其他部件，诸如汽缸盖、发动机缸体和车辆舱室空间。

在322处，方法300包括基于车辆加热需求将热从冷却剂传递到一个或多个车辆部件。在冷启动的情况下，车辆舱室温度可以是低的，并且可需要舱室加热。因此，基于车辆操作者请求的舱室加热需求(例如，基于舱室温度设置)，热可经由加热器核心从冷却剂传递到舱室。例如，空气可经由加热器核心被抽吸到舱室中，从而使得舱室能够被加温。在满足舱室加热需求时，加温的冷却剂也可循环到发动机缸体和汽缸盖，以升高发动机温度，从而在冷的条件期间提高发动机性能。

返回到312，如果确定发动机冷却剂温度大于或等于阈值冷却剂温度，则方法300前进到316。在316处，方法300包括基于EGR需求使排气流动通过热交换器。具体地，基于EGR需求，可调整每个发动机汽缸的第一排气门、每个汽缸的第二排气门、以及EGR阀的操作，使得仅当存在EGR需求时，排气流动通过热交换器。如果不期望EGR，则排气流可绕过热交换器，使得进一步增加降低冷却剂温度。将参考图6进一步详述当冷却剂温度大于阈值时，基于EGR需求调整第一排气门、第二排气门和EGR阀的细节。

以这种方式，通过基于排气催化剂温度和发动机冷却剂温度，在递送到进气装置或排气催化剂之前调整排气流，以绕过或流动通过热交换器，可实现更快的起燃，同时实现更快的冷却剂预热并减少冷凝。

在一些示例中，可基于多于一个冷却剂温度阈值调整排气流。例如，可利用基于期望的汽缸盖温度确定的第一阈值冷却剂温度、以及基于期望的汽缸盖温度和车辆舱室加热要求的第二阈值冷却剂温度。第二阈值可大于第一阈值。第二阈值也可基于舱室加热要求而变化。在一些示例中，第一阈值和第二阈值可相同(例如，当没有舱室加热要求时)。当冷却剂温度小于第一阈值时，可不提供EGR以减少冷凝，并且在流动到排气催化剂之前可将全部或更多的排气递送到热交换器，用于更快的冷却剂预热。当冷却剂温度处于或高于第一阈值但低于第二阈值时，基于期望的EGR流可提供EGR，从而增加EGR操作的范围。此外，排气可被递送到热交换器以满足舱室加热要求。因此，可将所有或更多的排气递送到热交换器(例如，停用第一排气门，或提前第一排气门的正时，或增加第一排气门升程)，并且基于EGR需求，冷却器排气可经由EGR阀被递送到进气歧管。剩余的排气可经由回流通道从热交换器被递送到排气催化剂。当冷却剂温度处于或高于第二阈值冷却剂温度时，当期望的EGR流为零时，所有或大部分排气可绕过热交换器被递送到排气催化剂(例如，停用第二排气门，或延迟第二排气门的正时，或减小第二排气门升程)，以便减少冷却剂温度的过度增加。如果在冷却剂温度处于或高于第二阈值冷却剂温度时期望的EGR流大于零，则到热交换器的排气流可基于EGR需求，而来自汽缸的剩余排气流可绕过热交换器而被递送到排气催化剂。

转到图4，示出了图示说明用于操作每个汽缸的第一排气门、每个汽缸的第二排气门和EGR阀以加速排气催化剂起燃的示例方法400的流程图。协同在图3描述的方法300，通过控制器(诸如在图1A或图1B的控制器12)可执行方法400。具体地，响应于排气催化剂温度小于第一温度阈值，可执行方法400。这样，基于从车辆系统的一个或多个传感器接收的信号，控制器可根据下面描述的方法来调整一个或多个致动器。例如，基于来自位于排气催化剂内的排气催化剂温度传感器的指示，控制器可调整包括一个或多个排气门凸轮(例如，在图2的排气凸轮253)的排气门凸轮致动系统，以改变气门操作，从而控制排气的流动。控制器可利用凸轮廓线变换(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来改变气门操作。

在402处，方法400包括调整第一排气门、第二排气门和EGR阀，以旁路至热交换器的排气流，并且使排气经由第一排气歧管流动到排气催化剂。因此，在方法400的第一实施例中，如在404处所指示，方法400包括停用第二排气门，并且维持第一排气门激活。因此，在汽缸循环的排气阶段期间，控制器可操作排气凸轮致动系统，以打开将排气递送到第一排气歧管的第一排气门，并且关闭将排气递送到第二排气歧管的第二排气门。通过停用第二排气门，在汽缸燃烧期间产生的所有排气都经由第一排气门和第一排气歧管被递送到排气后处理系统。因此，当排气催化剂温度低于第一阈值时，不使排气流动通过热交换器。通过将所有的排气流直接引导到排气后处理系统，来自排气的废热直接用于加热排气通道中的排气催化剂。此外，在该实施例中，可利用EGR阀，诸如被配置为可变EGR阀的EGR阀82。可关闭EGR阀(即，可变EGR阀)，以防止排气经由回流通道85从通道86流动到再循环通道56。

在方法400的第二实施例中，如在406处所指示，可调整第一排气门的第一正时和/或第二排气门的第二正时，使得具有较大热能的排气被递送到排气催化剂，以便增加排气催化剂温度。具体地，可提前第一排气门，以使具有较大热能的更多排气流动到排气催化剂，并且可延迟第二排气门以使具有较少热能的剩余排气流动到热交换器。此外，在该实施例中，当调整排气门的正时以调整排气流时，代替可变EGR阀，可利用被配置为三位阀的EGR阀，诸如在图1B的EGR阀92。此外，如果提供EGR，则可基于期望的EGR流来调整第二排气门的第二正时。如本文中关于图1B所讨论的，当被配置为三位阀时，EGR阀可被调整到第一位置、第二位置或第三位置。在第一位置中，EGR阀可允许排气在流动通过热交换器之后流动到进气歧管，并且通过调整第二排气门的第二正时，可调整流动到进气装置的排气的量。在第二位置中，EGR阀可允许排气经由热交换器80流动到排气通道85，并且在第三位置中，EGR阀可阻塞排气流动到排气通道85和再循环通道，诸如通道56和进气歧管，诸如进气歧管27。因此，在排气催化剂温度小于第一阈值的条件期间，三位阀可被调整到第三位置，以阻塞排气流动到排气通道和进气歧管。总而言之，当排气催化剂温度小于第一阈值时，提前第一排气门的第一正时，和/或者延迟第二排气门的第二正时，并且调整EGR阀以在第三位置操作。

在方法400的第三实施例中，如在408处所指示，可调整第一排气门的第一气门升程量和/或第二排气门的第二气门升程量，以使更多的排气流动到第一排气催化剂，以及更少的排气流动到热交换器。具体地，第一排气门的第一升程量可大于第二排气门的第二升程量。通过提供更大的第一气门升程量，可向排气催化剂提供更多的排气流。在该实施例中，EGR阀可以是用于计量进入进气歧管的EGR流的连续可变阀。在排气催化剂温度低于第一阈值的发动机工况期间，可不提供EGR。因此，可关闭EGR阀，使得阻塞到达进气歧管的流动。但是，EGR阀可允许在流动通过热交换器之后到排气通道的流动。

此外，在一些实施例中，可同时执行第一排气门的正时的调整和第二排气门的气门升程量的调整。

以这种方式，可调整第一排气门、第二排气门和EGR阀，以将更多的排气流动到排气后处理系统，以便将排气催化剂的温度增加到高于起燃温度。

转到图5，示出了图示说明用于操作第一排气门、第二排气门和EGR阀以增加用于发动机预热的冷却剂温度的示例方法500的流程图。协同在图3描述的方法300，通过控制器(诸如在图1A或图1B的控制器12)可执行方法500。具体地，响应于发动机冷却剂温度小于阈值冷却剂温度，可执行方法500。这样，基于从车辆系统的一个或多个传感器接收的信号，控制器可根据下面描述的方法来调整一个或多个致动器。例如，如上所述，基于来自位于排气催化剂内的排气催化剂温度传感器和发动机冷却剂温度传感器的指示，控制器可调整包括一个或多个排气门凸轮(例如，在图2处的排气凸轮253)的排气门凸轮致动系统，以改变气门操作，从而控制排气的流动。控制器可利用CPS、VCT、VVT和/或VVL系统中的一个或多个来改变气门操作。

在502处，方法500包括调整排气流以将所有或更多的排气递送到热交换器。在方法500的第一实施例中，如在504处所示，方法500包括停用第一排气门并维持第二排气门激活，使得来自汽缸的排气经由第二排气门被递送到第二排气歧管。因此，在汽缸循环的排气阶段期间，打开第二排气门，并且关闭第一排气门。因此，排气在流动到排气后处理系统之前经由第二排气门和第二排气歧管流动到热交换器。因此，来自排气的热能通过热交换器被传递到发动机冷却剂。因此，发动机冷却剂温度增加。此外，当发动机冷却剂温度小于阈值时，可不提供EGR以便减少发动机系统和EGR系统中的冷凝。因此，可关闭EGR阀。在该实施例中，可利用被配置为可变EGR阀的EGR阀，诸如在图1A处的EGR阀82。可关闭EGR阀(即，可变EGR阀)，以防止排气经由回流通道85从通道86流动到再循环通道56。

在方法500的第二实施例中，如在506处所指示，可调整第一排气门的第一正时和第二排气门的第二正时，以使所有或更多排气在流动通过排气后处理系统之前流动通过热交换器。此外，如上所述，当调整第一排气门正时和第二排气门正时时，EGR阀可被配置为三位阀(例如，在图1B处的EGR阀92)。因此，当期望使更多的排气能量流动通过热交换器用于冷却剂加热时，EGR阀可被调整到第二位置。因此，具有较大热能的排气经由第二排气门从汽缸流动到热交换器，并且流动到热交换器下游的EGR阀。在EGR阀处，排气被转向到排气催化剂，用于排气后处理。以这种方式，可调整第二气门的第二气门正时，第一排气门的第一气门正时，以及EGR阀，以使更高能量的排气流动通过热交换器，以增加发动机冷却剂温度。

在方法500的第三实施例中，如在508处所示，可调整第一气门升程量和第二气门升程量，以使更多的排气流动通过热交换器。具体地，可增加第二气门升程量，并且可减小第一气门升程量。此外，可将EGR阀关闭到进气歧管，直到发动机冷却剂温度增加到高于阈值。如上所述，在该实施例中，可利用被配置为可变阀的EGR阀。

接下来，图6示出图示说明用于在发动机预热(warmed-up)条件期间以及当排气催化剂温度高于阈值时，基于EGR需求操作第一排气门、第二排气门和EGR阀的示例方法600的流程图。协同在图3处描述的方法300，通过控制器(诸如在图1A或图1B的控制器12)可执行方法600。具体地，响应于发动机冷却剂温度处于或大于阈值冷却剂温度，可执行方法600。这样，基于从车辆系统的一个或多个传感器接收的信号，控制器可根据下面描述的方法来调整一个或多个致动器。

在602处，方法600包括确定是否期望EGR。在一个示例中，在预定的发动机工况期间期望EGR。例如，当发动机冷却剂温度大于阈值冷却剂温度时，当发动机负载大于阈值负载时以及当发动机转速大于阈值速度时。如果确定期望EGR，则方法600前进到604。在604处，在方法600的第一实施例中，如在614处所指示，方法600包括维持第一排气门和第二排气门激活。因此，在汽缸循环的排气阶段期间，可打开第一排气门和第二排气门，以使排气经由第一排气门流动到第一歧管并之后立即流动到包括第一排气催化剂的排气通道，并且经由第二排气门使排气流动到第二歧管并随后流动到热交换器。此外，在该实施例中，可利用被配置为可变阀的EGR阀。因此，可基于EGR需求来调整EGR阀。具体地，随着EGR需求增加，可将EGR阀更多地打开，以使更多的EGR流动到进气歧管。未被递送到进气歧管的剩余排气可从EGR阀转向回到排气通道，并且随后到排气后处理系统中的排气催化剂。

在方法600的第二实施例中，如在616处所指示，可调整第一排气门正时和/或第二排气门正时。具体地，可基于期望的EGR流来调整第二排气门的正时。此外，在该实施例中，可利用被配置为三位阀的EGR阀(例如，在图1B处的EGR阀92)。EGR阀可被调整到第一位置(如关于图1B所讨论的)以允许排气经由排气再循环通道56流动到进气歧管。

在方法600的第三实施例中，如在618处所指示，可调整第一排气门升程量和/或第二排气门升程量。具体地，可增加第一排气门升程量，并且可减小第二排气门升程量。此外，在该实施例中，可利用被配置为可变阀的EGR阀。因此，可基于EGR需求来调整EGR阀。以这种方式，通过减少到热交换器的排气流和增加到排气催化剂的排气流，可减少发动机冷却剂温度的过度增加，同时提供期望的排气再循环。

返回到602，如果确认不需要EGR，则方法600前进到606。在606处，方法600包括将大部分或所有排气直接递送到排气催化剂，而不引导排气通过热交换器。因此，在方法600的第一实施例中，如在608处所指示，方法600包括停用第二排气门并维持第一排气门激活。因此，在汽缸循环的排气阶段期间，可打开第一排气门，并且可关闭第二排气门。此外，在该实施例中，可利用被配置为可变阀的EGR阀。相应地，可关闭EGR阀。通过打开第一排气门，并关闭第二排气门，可使到热交换器排气流被旁路，并且排气经由第一排气门和第一排气歧管被递送到排气催化剂。

在方法600的第二实施例中，如在610处所指示，方法600包括提前第一排气门，延迟第二排气门，并将EGR阀(在该实施例中被配置为三位阀的EGR阀)调整到第三位置。在第三位置处，EGR阀可阻塞排气流动到排气通道和进气歧管。以这种方式，通过提前第一排气门并延迟第二排气门，具有较大热能的大部分排气经由第一排气门和第一排气歧管被递送到排气催化剂。具有较少热能的剩余排气被递送到热交换器，并且随后在通过热交换器之后被递送到排气后处理系统。因此，当不需要EGR并且发动机冷却剂温度大于阈值时，由于排气流引起的发动机冷却剂温度的过度增加被减少。

在方法600的第三实施例中，如在612处所指示，可增加第一排气门升程量，可减小第二排气门升程量，并且可关闭EGR阀(在该实施例中被配置为可变阀)。

以这种方式，通过将大部分或所有排气流引导到排气催化剂，并且允许减少的排气或无排气到热交换器的流动，可减少发动机冷却剂温度的过度增加。

相对于第一实施例、第二实施例和第三实施例来讨论方法400、方法500和方法600中的每一个。在方法的第二实施例中，调整排气门的气门正时；并且当实施第二实施例时，EGR阀可被配置为三位阀(例如，在图1B处的EGR阀92)。在方法的第一实施例中，控制排气门的激活或停用；并且在方法的第三实施例中，调整排气门的气门升程量。此外，当使用第一实施例和第三实施例时，EGR阀可被配置为可变或连续可变阀(例如，在图1A处的EGR阀82)。应当理解，其中使用排气门激活/停用控制(在方法的第一实施例中讨论的)以及可变气门升程量(在方法的第三实施例中讨论的)的组合的示例也在本公开的范围内。

转到图7，其示出了映射图700，映射图700描绘了第一排气门(例如，在图1A或图1B处的气门E1)、第二排气门(例如，在图1A或图1B处的气门E2)和EGR阀(例如，在图1A的EGR阀82)的示例操作，以调整到达热交换器(例如，在图1A或图1B处的热交换器80)和包括在分流排气发动机系统(诸如在图1A或图1B发动机系统)的排气系统中的第一排气催化剂(例如，在图1A或图1B的排气催化剂72)的排气流。具体地，可基于第一排气催化剂的第一催化剂温度和发动机冷却剂温度来调整排气流。通过根据图3、图4、图5和图6的方法执行图1-2的系统中的指令，可提供图7的序列。在时间t1-t12处的竖直标记表示序列期间感兴趣的时间。在下面讨论的所有曲线图中，X轴表示时间，并且时间从每个曲线的左侧到每个曲线的右侧增加。

自图7的顶部起的第一曲线描绘了相对时间而言的发动机负载。Y轴表示发动机负载，并且发动机负载在Y轴箭头的方向上增加。迹线702表示发动机负载。

自图7的顶部起的第二曲线描绘了相对时间而言的第一排气催化剂温度(即，第一排气催化剂的温度)。Y轴表示第一排气催化剂温度，并且第一排气催化剂温度在Y轴箭头的方向上增加。迹线704表示第一排气催化剂温度的变化。水平线703表示第一排气催化剂温度阈值，并且水平线705表示第二排气催化剂温度阈值。这样，第二阈值温度大于第一阈值温度。

自图7的顶部起的第三曲线描绘了相对时间而言的第二排气催化剂温度(即，第一排气催化剂的下游(相对于排气流)的第二排气催化剂的温度)。Y轴表示第二排气催化剂温度，并且第二排气催化剂温度在Y轴箭头的方向上增加。迹线706表示第二排气催化剂温度的变化。

自图7的顶部起的第四曲线描绘了相对时间而言的通过第一排气催化剂的排气流。Y轴表示通过第一排气催化剂的流量，并且流量在Y轴箭头的方向上增加。迹线708表示通过第一排气催化剂的流量。例如，排气流可经由第一气门和第一排气歧管(例如，在图1A或图1B处的第一排气歧管57)从发动机汽缸被递送到第一排气催化剂。

自图7的顶部起的第五曲线描绘了相对时间而言的通过热交换器的排气质量流量的部分。Y轴表示通过热交换器的流量，并且通过热交换器的流量在Y轴箭头的方向上增加。迹线710表示通过催化剂的排气质量流量。例如，排气质量流可经由第二气门和第二排气歧管(例如，在图1A或图1B处的第二排气歧管59)从发动机汽缸被递送到催化剂。

自图7的顶部起的第六曲线描绘了相对时间而言的第一排气门的位置。Y轴表示在汽缸循环的排气冲程期间第一排气门的打开或关闭位置。迹线712表示第一排气门的位置的变化。

自图7的顶部起的第七曲线描绘了相对时间而言的第二排气门的位置。Y轴表示在汽缸循环的排气冲程期间第二排气门的打开位置或关闭位置。迹线714表示第二排气门的位置的变化。

自图7的顶部起的第八曲线描绘了相对时间而言的EGR阀位置。Y轴表示EGR阀的开度，并且EGR阀开度在Y轴箭头的方向上增加。迹线716表示泄放阀持续时间。

自图7的顶部起的第九曲线描绘了相对时间而言的发动机冷却剂温度。Y轴表示发动机冷却剂温度，并且发动机冷却剂温度在Y轴箭头的方向上增加。迹线718表示发动机冷却剂温度的变化。水平线720表示阈值发动机冷却剂温度。

这样，第二阈值温度可基于用于第一排气催化剂起燃的期望温度；并且阈值冷却剂温度可基于车辆舱室加热需求和汽缸盖的期望温度中的一个或多个。

在t1之前的时间，发动机可在第一排气催化剂温度(704)低于第一阈值(703)的情况下操作。这样，第一阈值可低于催化剂起燃温度。此外，发动机冷却剂温度(718)低于冷却剂温度阈值(720)。因此，发动机可在冷启动条件下操作。当第一排气催化剂温度低于第一阈值并且发动机冷却剂温度低于冷却剂温度阈值时，相对于增加冷却剂温度，可优先增加第一排气催化剂温度。因此，为了增加第一排气催化剂温度，由汽缸燃烧产生的所有排气可被引导，从而经由第一排气门和第一排气歧管从汽缸流动到第一排气催化剂。因此，汽缸的第一排气门是激活的，以使排气经由第一排气门流动到第一排气歧管，并且汽缸的第二排气门被停用。此外，为了减少冷凝，只要发动机冷却剂温度低于阈值，可不提供EGR。因此，可关闭EGR阀。在关闭位置处，EGR阀可阻塞到进气歧管的流动，并且允许排气流经由回流通道(诸如在图1A或图1B的回流通道85)重新进入排气通道。

在t1处，第一排气催化剂温度处于第一阈值温度。当第一排气催化剂处于第一阈值，在第一阈值和第二阈值之间，或者处于第二阈值时，发动机可操作以将排气门维持在其最近的位置。因此，排气可继续流动到第一排气催化剂，从而绕过热交换器，直到第一排气催化剂温度增加到高于第二阈值。因此，在t1处，第一排气门被维持激活，并且第二排气门被维持在停用状态，以将排气流经由第一排气门和第一排气歧管直接引导到排气催化剂，用于催化剂加热。此外，在t1处，EGR阀可保持关闭。

在t1和直到刚好在t2之前之间的时间，第一排气催化剂温度在第一阈值和第二阈值之间。因此，如上所述，发动机可操作以将排气门维持在其最近的状态。因此，第一排气门保持激活，并且第二排气门保持停用。

在t2处，第一排气催化剂温度增加到高于第二阈值温度。如上所述，第二催化剂温度可以是第一排气催化剂起燃发生的温度。但是，发动机冷却剂温度可依然低于阈值。当第一排气催化剂温度高于第二阈值温度，并且发动机冷却剂温度低于阈值时，排气流动到热交换器以经由热交换器增加冷却剂温度。因此，第一排气门被停用，并且第二排气门被激活。通过停用第一排气门和激活第二排气门，排气首先经由第二排气门和第二排气歧管被引导到热交换器。因此，在t2处，通过热交换器的排气流增加，而直接流动到催化剂的排气质量减少。以这种方式，经由热交换器利用排气热能来加热发动机冷却剂。此外，在t2处，由于发动机冷却剂温度依然在阈值冷却剂温度以下，EGR阀可保持关闭。因此，在t2处，排气经由第二排气门和第二排气歧管从汽缸流动到热交换器；并且随后经由回流通道从热交换器流动到包括第一排气催化剂的排气通道(例如，排气通道58)。

在t2和t3之间的时间，发动机负载可增加(例如，由于加速器踏板的致动)。此外，由于所有的排气热能被引导到热交换器用于发动机冷却剂加热，第一排气催化剂温度降低；并且发动机冷却剂温度增加但依然低于阈值。但是，在t2和直到刚好t3之前之间，第一排气催化剂温度可处于或高于第一阈值但低于第二阈值。响应于排气催化剂温度处于或高于第一阈值但低于第二阈值，发动机操作以将排气门维持在最近的状态。因此，在t2和t3之间，第一排气门可保持停用，并且第二排气门可保持激活，并且排气可继续用于冷却剂加热。因此，在t2和t3之间，排气不直接流动到第一排气催化剂。相反，排气经由第二排气门和第二排气歧管流动到热交换器，并且随后经由回流通道流动到包括第一排气催化剂的排气通道。

在刚好在t3之前的时间，排气催化剂温度可降低到低于第一阈值。响应于第一排气催化剂温度降低到低于第一阈值，在t3处，第一排气门被激活，并且第二排气门被激活。因此，排气绕过热交换器直接流动到催化剂。因此，排气流用于催化剂加热。此外，在t2和t3之间，以及在t3处，EGR阀可保持关闭。

在t4处，第一排气催化剂温度高于第二阈值，并且发动机冷却剂温度依然低于阈值冷却剂温度。响应于第一催化剂温度高于第二阈值，并且发动机冷却剂温度低于阈值，在t4和t5之间，第一排气门被停用，第二排气门被激活以将排气流从汽缸引导到热交换器用于冷却剂加热，并且EGR阀保持关闭。

在t5处，以及在t5和t8之间的时间，发动机冷却剂温度可依然低于冷却剂温度阈值。因此，在这些时间期间，可关闭EGR阀。此外，当第一排气催化剂温度降低到低于第一阈值时，可激活第一排气门，并且可停用第二排气门，以将排气流递送到第一排气催化剂，并且绕过热交换器。当第一排气催化剂温度增加到高于第二阈值时，可停用第一排气门，并且可激活第二排气门，以将排气流首先递送到热交换器用于冷却剂加热，且然后使冷却的排气经由回流通道从热交换器流动到第一排气催化剂。此外，当第一排气催化剂温度处于第一阈值，在第一阈值和第二阈值之间，或者处于第二阈值时，发动机可操作以将第一排气门和第二排气门保持在最近的条件。

在t9处，发动机冷却剂温度可达到阈值冷却剂温度。此外，在t9处，第一排气催化剂温度可高于第二阈值。响应于冷却剂温度高于阈值，可调整排气门以减少冷却剂温度的进一步增加。此外，响应于冷却剂温度高于阈值冷却剂温度，可基于期望的EGR流提供EGR。因此，在t9和t10之间的时间处，排气绕过热交换器直接流动到第一排气催化剂，以降低冷却剂温度增加。因此，在t9和t10之间，第一排气门被激活，并且第二排气门被停用。此外，在t9和t10之间，期望的EGR流可为零。因此，可关闭EGR阀。

在刚好在t10之前的时间点处，期望的EGR流可增加。响应于期望的EGR流的增加，在t10处，可将EGR阀从关闭位置调整到更打开的位置，打开的量基于期望的EGR流。此外，在t10处，可激活第一排气门和第二排气门。因此，在t10处，排气的第一部分经由第一排气门和第一排气歧管递送到第一排气催化剂；排气的第二部分经由第二排气门和第二排气歧管递送到热交换器，并且随后经由EGR阀从热交换器递送到进气歧管；并且排气的第三部分经由第二排气门和第二排气歧管递送到热交换器，并且经由回流通道从热交换器传送回到排气通道(包括第一排气催化剂)。

在t10和t11之间的时间，发动机冷却剂温度可以依然在阈值以上；第一排气门和第二排气门是激活的；并且可基于期望的EGR流来调整EGR阀。

在t11处，期望的EGR流可减小到零。响应于EGR要求变为零，EGR阀被调整到关闭位置(没有到进气歧管的流动)。此外，第一排气门是激活的，而第二排气门被关闭，以使排气绕过热交换器直接从汽缸流动到排气催化剂，以减少发动机冷却剂温度的过度增加。

在t11和t12之间的时间，期望的EGR流可依然为零。因此，关闭EGR阀(没有到进气歧管的流动)；第一排气门是激活的；并且第二排气门被停用。

在t12处及以后，基于期望的EGR流来调整EGR阀位置。此外，当期望的EGR流大于零时，将第一排气门和第二排气门调整为激活的；或者当期望的EGR流为零时，通过热交换器的流动停止，并且所有的排气绕过热交换器被引到排气催化剂。

转到图8，其示出了映射图800，映射图800描绘第一排气门(例如，在图1A或图1B处的气门E1)、第二排气门(例如，图1A或图1B处的气门E2)和三位阀(例如，在图1B处的EGR阀92)的另一个示例操作，以调整到热交换器(例如，在图1A或图1B处的热交换器80)和包括在分流排气发动机系统(诸如在图1A或图1B处发动机系统)的排气系统中的第一排气催化剂(例如，在图1A或图1B处的排气催化剂72)的排气流。具体地，可基于第一排气催化剂的第一催化剂温度和发动机冷却剂温度来调整排气流。通过根据图3、图4、图5和图6的方法执行图1-2的系统中的指令，可提供图8的序列。在时间t1-t12处的竖直标记表示序列期间感兴趣的时间。在下面讨论的所有曲线图中，X轴表示时间，并且时间从每个曲线的左侧到每个曲线的右侧增加。

自图8的顶部起的第一曲线、第二曲线、第三曲线、第四曲线、第五曲线和第九曲线类似于图7的第一曲线、第二曲线、第三曲线、第四曲线、第五曲线和第九曲线。因此，上述曲线被类似地编号，并且为了简明起见，将省略上述曲线的描述。自图8的顶部起的第六曲线、第七曲线和第八曲线将在下面进行简要描述。

自图8的顶部起的第六曲线描绘了相对时间而言的第一排气门的正时。Y轴表示第一气门正时，并且延迟程度在Y轴箭头的方向上减小。迹线812表示第一排气门正时的变化。

自图8的顶部起的第七曲线描绘了相对时间而言的第二排气门的正时。Y轴表示第二气门正时，并且延迟程度在Y轴箭头的方向上减小。迹线814表示第二排气门正时的变化。

自图8的顶部起的第八曲线描绘了相对时间而言的三位阀的位置。Y轴表示三位阀的第一位置、第二位置和第三位置。在第一位置中，三位阀可允许来自热交换器的所有排气流动到排气再循环通道(例如，在图1A或图1B处的通道56)，并且随后流动到进气歧管(例如，在图1A或图1B处的进气歧管27)。在第二位置中，三位阀92可允许来自热交换器的所有排气流动到回流通道，并且随后流动到排气后处理系统。在第三位置中，三位阀92可阻塞排气从热交换器流动到排气再循环通道和回流通道两者。迹线816表示三位置阀位置的变化。

在t1之前的时间，为了增加第一排气催化剂温度，通过提前第一排气门的第一正时和延迟第二排气门的第二正时来增加到排气催化剂的排气流。通过提前第一排气门的第一正时，具有较大能量的排气(在汽缸的活塞在排气冲程到达BDC之前在汽缸中膨胀的气体)可经由第一排气门和第一排气歧管被递送到第一排气催化剂。具有较少能量的排气(保留在汽缸中的残余气体)可经由第二排气门和第二排气歧管递送到热交换器。此外，为了减少冷凝，只要发动机冷却剂温度低于阈值，可不提供EGR。因此，三位阀可处于第三位置。在第三位置中，三位阀可阻塞到进气歧管的流动，并且阻塞排气流经由回流通道85重新进入排气通道。在第三位置中，三位阀可有效地防止排气经由第二排气门和通道55离开发动机。所有的排气可经由第一气门通过歧管57离开汽缸。

当第一排气催化剂处于第一阈值，在第一阈值和第二阈值之间，或者处于第二阈值时，发动机可操作以将排气门维持在其最近的正时。因此，在t1处，以及在t1直到刚好在t2之前之间，第一排气门在提前第一排气门正时并延迟第二排气门正时的情况下操作，以使具有较大能量的排气经由第一排气门和第一排气歧管流动到排气催化剂，用于催化剂加热。此外，在t1处，三位阀可保持关闭。因此，三位阀可被调整到第三位置，在第三位置处，EGR阀阻塞到进气歧管和到排气催化剂的排气流。

在t2处，当第一排气催化剂温度高于第二阈值温度，并且发动机冷却剂温度低于阈值时，具有较大能量的排气流动到热交换器以经由热交换器增加冷却剂温度。因此，提前第二排气门正时，并且延迟第一排气门正时。通过提前第二排气门正时并延迟第一排气门，具有较大能量的排气的较大部分经由第二排气门和第二排气歧管被引导到热交换器。因此，在t2处，通过热交换器的排气质量流量增加，而通过催化剂的排气质量流量减小。以这种方式，，经由热交换器利用排气热能来加热发动机冷却剂。此外，在t2处，由于发动机冷却剂温度依然在阈值冷却剂温度以下，三位阀可仅保持关闭到进气歧管(第二位置)。因此，在t2处，排气经由第二排气门和第二排气歧管从汽缸流动到热交换器；并且随后经由回流通道(例如，在图1A或图1B处的回流通道85)从热交换器流动到包括第一排气催化剂的排气通道(例如，排气通道58)。

在t2和直到刚好在t3之前之间的时间，响应于排气催化剂温度处于或高于第一阈值但低于第二阈值，发动机操作以维持排气门的正时。因此，在t2和t3之间，第二排气门正时可保持提前，并且第一排气门可保持延迟。因此，排气可继续用于冷却剂加热。

在t3处、以及在t3和t8之间的时间，发动机冷却剂温度可依然低于冷却剂温度阈值。因此，在这些时间期间，三位阀可关闭到进气歧管。也就是说，三位阀可在第二位置中操作，以允许排气从热交换器流动到回流通道，随后到排气催化剂，或者三位阀可在第三位置中操作，从而阻塞到再循环通道和回流通道两者的排气流。在这些时间期间的三位阀位置可基于通过热交换器的期望流量和第一排气催化剂温度，如在814处所指示和在下面讨论的。

此外，当第一排气催化剂温度降低到低于第一阈值时，可提前第一排气门正时，并且可延迟第二排气门，以将大部分排气流递送到第一排气催化剂，并且绕过热交换器。当响应于第二排气催化剂温度降低到低于第一阈值而延迟第二排气门时，三位阀可在第二位置中被操作。

此外，当第一排气催化剂温度增加到高于第二阈值时，可延迟第一排气门，并且可提前第二排气门，以将大部分排气流首先递送到热交换器用于冷却剂加热，然后使冷却的排气经由回流通道从热交换器流动到第一排气催化剂。当响应于第一排气催化剂温度增加到高于第一阈值而提前第二排气门时，三位阀可在第三位置中被操作。

此外，当第一排气催化剂温度处于第一阈值，在第一阈值和第二阈值之间，或者处于第二阈值时，发动机可操作以维持最近的第一排气门正时和第二排气门正时。

在t9处，响应于冷却剂温度高于阈值冷却剂温度，可基于期望的EGR流提供EGR。此外，在t9处，第一排气催化剂温度可高于第二阈值。响应于冷却剂温度高于阈值，可调整排气门正时以减少冷却剂温度的进一步增加。因此，在t9处以及在t9和t10之间的时间，大部分排气绕过热交换器流动到第一排气催化剂，以降低冷却剂温度增加。因此，在t9处以及在t9和t10之间，提前第一排气门正时，和/或者延迟第二排气门。此外，在t9处以及在t9和t10之间，期望的EGR流可为零。因此，三位阀可被关闭(第三位置)。

在刚好在t10之前的时间点处，期望的EGR流可增加。响应于期望的EGR流的增加，在t10处，可将三位阀从关闭位置调整到允许排气从热交换器流动到进气歧管的第一位置。通过调整第一排气门和第二排气门的正时，可提供期望的EGR流。例如，如果期望更多的EGR流，则第二排气门正时可比第一排气门正时更提前。因此，在t10处，排气的第一部分经由第一排气门和第一排气歧管被递送到第一排气催化剂；排气的第二部分经由第二排气门和第二排气歧管被递送到热交换器，并且随后经由三位阀从热交换器被递送到进气歧管。

在t10和t11之间的时间，发动机冷却剂温度可依然在阈值以上；并且可基于期望的EGR流来调整第一排气正时和第二排气正时。此外，可将EGR阀维持在第一位置。

在t11处，期望的EGR流可减小到零，并且可在t11和t12之间保持为零。响应于EGR要求变为零，三位阀被调整到关闭位置(没有到进气歧管的流动)。此外，为了使排气绕过热交换器直接从汽缸流动到排气催化剂，可提前第一排气门，并且可延迟第二排气门。

在t12处及以后，基于期望的EGR流来调整三位阀位置(即，如果不期望EGR，则关闭(第二位置)，或者如果期望EGR，则在通向进气歧管的第一位置)。此外，当期望的EGR流大于零时，调整第一排气门正时和第二排气门正时以提供期望的EGR流；或当期望的EGR流为零时，减少通过热交换器的流，并且大部分排气被引导绕过热交换器而到排气催化剂。

在一些示例中，除了调整第一排气门正时和/或第二排气门正时之外，还可调整第一排气门打开的第一持续时间和/或第二排气门打开的第二持续时间。例如，如果期望更多的排气流到达排气催化剂，诸如当排气催化剂温度小于第一阈值时，除了提前第一排气门正时和/或延迟第二排气门正时之外，还可增加第一持续时间和/或者可减少第二持续时间。类似地，如果期望更多的流到达热交换器，诸如当排气催化剂温度高于第二阈值并且发动机冷却剂温度低于阈值冷却剂温度时，除了延迟第一排气门正时和/或提前第二排气门正时之外，还可减少第一持续时间和/或者可增加第二持续时间。

图9示出映射图900，映射图900描绘第一排气门(例如，在图1A或图1B处的气门E1)、第二排气门(例如，在图1A或图1B处的气门E2)和EGR阀(例如，在图1A处的EGR阀82)的另一个示例操作，以调整到热交换器和包括在分流排气发动机系统的排气系统中的第一排气催化剂的排气质量流量。具体地，可基于第一排气催化剂的第一催化剂温度和发动机冷却剂温度来调整排气流。通过根据图3、图4、图5和图6的方法执行图1-2的系统中的指令，可提供图9的序列。在时间t1-t12处的竖直标记表示序列期间感兴趣的时间。在下面讨论的所有曲线图中，X轴表示时间，并且时间从每个曲线的左侧到每个曲线的右侧增加。

自图9的顶部起的第一曲线、第二曲线、第三曲线、第四曲线、第五曲线、第八曲线和第九曲线类似于图7的第一曲线、第二曲线、第三曲线、第四曲线、第五曲线、第八曲线和第九曲线。因此，上述曲线被类似地编号，并且为了简明起见，将省略上述曲线的描述。自图9的顶部起的第六曲线和第七曲线将在下面进行简要描述。

自图9的顶部起的第六曲线描绘了相对时间而言的第一排气门升程量。Y轴表示第一气门升程量，并且升程量在Y轴箭头的方向上增加。迹线912表示第一排气门升程量的变化。

自图9的顶部起的第七曲线描绘了相对时间而言的第二排气门升程量。Y轴表示第二气门升程量，并且升程量在Y轴箭头的方向上增加。迹线914表示第二排气门升程量的变化。

如第六曲线和第七曲线中所示，为了增加到达排气催化剂的排气流，可增加第一排气门升程量，并且可减小第二排气门升程量。类似地，为了增加到达热交换器的流，可减小第一排气门升程量，并且可增加第二排气门升程量。此外，如图所示，可不提供EGR，直到发动机冷却剂温度达到阈值冷却剂温度。当冷却剂温度处于或高于阈值冷却剂温度时，基于期望的EGR流通过增加到热交换器的流并调整EGR阀位置，可提供期望的EGR流。但是，当冷却剂温度处于或高于阈值时，如果不期望EGR，则通过增加第一排气门升程量以及减小第二排气门升程量，可减少到热交换器的流，从而减少冷却剂温度的过度增加。

以这种方式，可调整第一排气门升程量和第二排气门升程量，从而调整分流排气系统中的排气流。

作为一个实施例，一种用于发动机的方法包括在冷启动条件期间，在排气催化剂的起燃之前，使从每个发动机汽缸的第一排气门抽吸的排气流动到排气催化剂，同时绕过热交换器；以及在排气催化剂的起燃之后，使从每个发动机汽缸的第二排气门抽吸的排气流动到热交换器，并且在热交换器处将排气热传递到发动机冷却剂。在方法的第一示例中，用于发动机的方法包括在起燃之后的冷启动条件期间，关闭排气再循环(EGR)阀，并且使从热交换器的下游抽吸的所有排气流动到排气催化剂。方法的第二示例任选地包括第一示例，并且还包括其中冷启动条件包括发动机冷却剂温度低于阈值冷却剂温度。方法的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，并且还包括在发动机预热条件期间，使从每个发动机汽缸的第二排气门抽吸的排气的一部分流动到热交换器，并且使从每个发动机汽缸的第一排气门抽吸的排气的剩余部分流动到排气催化剂。该方法的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个，并且还包括，在发动机预热条件期间，使从热交换器的下游抽吸的排气的部分的第一部分流动到发动机进气装置，并且使从热交换器的下游抽吸的排气的部分的剩余的第二部分流动到排气催化剂。方法的第五示例任选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个，并且还包括，其中发动机预热条件包括发动机冷却剂温度处于或高于阈值冷却剂温度。方法的第六示例任选地包括第一示例至第五示例中的一个或多个，并且还包括，其中第一部分与第二剩余部分的比率基于期望的EGR流。方法的第七示例任选地包括第一示例至第六示例中的一个或多个，并且还包括，其中比率随着期望的EGR流增加而增加。方法的第八示例任选地包括第一示例至第七示例中的一个或多个，并且还包括，其中在发动机预热条件期间，如果期望的EGR流为零，则从每个发动机汽缸的第一排气门抽吸的排气被递送到排气催化剂，同时绕过热交换器。方法的第九示例任选地包括第一示例至第八示例中的一个或多个，并且还包括，其中使从每个发动机汽缸的第一排气门抽吸的排气流动到排气催化剂，同时绕过热交换器包括停用第二排气门，同时维持第一排气门激活；并且其中使从每个发动机汽缸的第二排气门抽吸的排气流动到热交换器包括停用第一排气门，同时维持第二排气门激活。

作为另一实施例，一种用于发动机的方法包括，在第一条件期间，在排气催化剂的起燃之前并且在冷却剂温度达到阈值冷却剂温度之前，增加从第一排气门到排气催化剂的排气流，同时减少从第二排气门到热交换器的排气流；在第二条件期间，在排气催化剂的起燃之后，并且在冷却剂温度达到阈值冷却剂温度之前，增加从第二排气门到热交换器的排气流，同时减少从第一排气门到排气催化剂的排气流；以及在第三条件期间，在起燃之后，并且当冷却剂温度达到或增加到高于阈值冷却剂温度时，将排气流的一部分绕过热交换器引导到排气催化剂，同时将排气流的剩余部分引导到热交换器，排气流的部分与排气流的剩余部分的比率基于期望的EGR流和舱室加热需求。在方法的第一示例中，用于发动机的方法包括在第三条件期间，将来自热交换器的剩余部分的第一部分经由EGR阀递送到进气歧管，同时将来自热交换器的剩余部分的第二部分递送到排气催化剂；其中第一部分基于期望的EGR流。方法的第二示例任选地包括第一示例，并且还包括：其中增加从第一排气门到排气催化剂的排气流同时减少从第二排气门到热交换器的排气流包括停用第二排气门，同时维持第一排气门激活。方法的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，并且还包括：其中增加从第二排气门到所述热交换器的排气流同时减少从第一排气门到排气催化剂的排气流包括停用第一排气门，同时维持第二排气门激活的。方法的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个，并且还包括，其中将排气流的一部分绕过热交换器引导到排气催化剂同时将排气流的剩余部分引导到热交换器包括维持第一排气门和第二排气门激活。方法的第五示例任选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个，并且还包括，其中阈值冷却剂温度基于期望的汽缸盖温度和车辆舱室加热需求。方法的第六示例任选地包括第一示例至第五示例中的一个或多个，并且还包括，其中在第三条件期间，如果期望的EGR流为零，则停用第二排气门，同时维持第一排气门激活并且关闭EGR阀。

作为另一个实施例，一种系统包括发动机汽缸，所述发动机汽缸具有第一排气门和第二排气门；第一排气歧管，其将第一排气门耦接到第一排气通道，所述第一通道直接耦接到包括排气催化剂的公共排气通道；第二排气歧管，其将第二排气门耦接到第二分离的排气通道；热交换器，其位于第二排气通道内；EGR阀，其位于热交换器下游的第二排气通道内；回流通道，其在排气催化剂的上游位置处将EGR阀耦接到公共排气通道；以及控制器，其具有计算机可读指令，用于：响应于排气催化剂的温度低于起燃温度，经由第一排气门和第一排气歧管将排气绕过热交换器从汽缸递送到排气催化剂；以及响应于温度达到或增加到高于起燃温度，如果发动机冷却剂温度低于阈值，则经由第二排气门和第二排气歧管将排气从汽缸递送到热交换器；否则，经由第一排气门将排气的一部分从汽缸递送到排气催化剂，并且经由第二排气门将排气的剩余部分从汽缸递送到热交换器。在系统的第一示例中，经由第一排气门将排气从发动机汽缸递送到排气催化剂包括停用第二排气门；其中经由第二排气门将排气从汽缸递送到热交换器包括停用第一排气门；并且其中经由第一排气门将排气的所述部分从汽缸递送到排气催化剂以及经由第二排气门将排气的所述剩余部分从汽缸递送到热交换器包括维持第一排气门和第二排气门激活。系统的第二示例任选地包括第一示例，并且还包括其中控制器包括另外的指令，用于：响应于温度达到或增加到高于起燃温度，如果发动机冷却剂温度低于阈值，则关闭EGR阀；否则，基于期望的EGR流，调整EGR阀位置，同时维持第一排气门和第二排气门激活。

注意，本文中包括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。在本文中所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中，并且可以由包括与各种传感器、致动器和其他发动机硬件相结合的控制器的控制系统执行。在本文中所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所描述的各种动作、操作和/或功能可以所示顺序、并行地被执行，或者在一些情况下被省略。同样，实现在本文中所描述的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺序，而是为了便于图示和说明而提供了所述处理顺序。取决于所使用的特定策略，所示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以被重复执行。另外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示被编程入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器的代码，其中通过结合电子控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令而使所描述的动作得以实现。

应认识到，在本文中所公开的配置和程序本质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变体是可能的。例如，上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括在本文中所公开的各种系统和构造和其他的特征、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。

以下权利要求具体地指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被理解为包括一个或多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过修改现有权利要求或通过在这个或关联申请中提出新的权利要求而得要求保护。这些权利要求，无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相同，都被认为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种用于发动机的方法，其包括：

当发动机以冷启动条件操作时，在所述冷启动条件期间，

在排气催化剂的起燃之前，使从每个发动机汽缸的第一排气门抽吸的排气经由第一排气通道流动到所述排气催化剂，同时绕过分离的第二排气通道中的热交换器并且停用每个发动机汽缸的第二排气门；以及

在所述排气催化剂的起燃之后，使从所述第二排气门抽吸的排气经由所述第二排气通道流动到所述热交换器，同时停用所述第一排气门，并且在所述热交换器处将排气热传递到发动机冷却剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其还包括，在所述排气催化剂的起燃后的所述冷启动条件期间，关闭排气再循环阀，即EGR阀，并且使从所述热交换器的下游抽吸的所有所述排气流动到所述排气催化剂。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述冷启动条件包括发动机冷却剂温度低于阈值冷却剂温度。

4.根据权利要求2所述的方法，其还包括，在发动机预热条件期间，使从每个发动机汽缸的所述第二排气门抽吸的排气的一部分流动到所述热交换器，并且使从每个发动机汽缸的所述第一排气门抽吸的排气的剩余部分流动到所述排气催化剂。

5.根据权利要求4所述的方法，其还包括，在所述发动机预热条件期间，使从所述热交换器的下游抽吸的排气的部分的第一部分流动到发动机进气装置，并且使从所述热交换器的下游抽吸的排气的所述部分的剩余的第二部分流动到所述排气催化剂。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述发动机预热条件包括发动机冷却剂温度处于或高于阈值冷却剂温度。

7.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一部分与所述剩余的第二部分的比率基于期望的EGR流。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述比率随着所述期望的EGR流增加而增加。

9.根据权利要求7所述的方法，其中在所述发动机预热条件期间，如果所述期望的EGR流为零，则从每个发动机汽缸的所述第一排气门抽吸的排气被递送到所述排气催化剂，同时绕过所述热交换器。

10.根据权利要求1所述的方法，其中使从每个发动机汽缸的所述第一排气门抽吸的排气流动到所述排气催化剂同时绕过所述热交换器包括：停用所述第二排气门，同时维持所述第一排气门激活；并且其中使从每个发动机汽缸的所述第二排气门抽吸的排气流动到所述热交换器包括：停用所述第一排气门，同时维持所述第二排气门激活。

11.一种用于发动机的方法，其包括：

在第一条件期间，在排气催化剂的起燃之前并且在冷却剂温度达到阈值冷却剂温度之前，增加从每个发动机汽缸的第一排气门到所述排气催化剂的排气流，同时减少从每个发动机汽缸的第二排气门到热交换器的排气流；

在第二条件期间，在所述排气催化剂的起燃之后并且在所述冷却剂温度达到所述阈值冷却剂温度之前，增加从所述第二排气门到所述热交换器的排气流，同时减少从所述第一排气门到所述排气催化剂的排气流；以及

在第三条件期间，在起燃之后并且当所述冷却剂温度达到或增加到所述阈值冷却剂温度以上时，将排气流的一部分引导绕过所述热交换器到达所述排气催化剂，同时将排气流的剩余部分引导到所述热交换器，排气流的所述部分与排气流的所述剩余部分的比率基于期望的EGR流和舱室加热需求。

12.根据权利要求11所述的方法，其还包括：在所述第三条件期间，经由EGR阀将来自所述热交换器的所述剩余部分的第一部分递送到进气歧管，同时将来自所述热交换器的所述剩余部分的第二部分递送到所述排气催化剂；其中所述第一部分基于所述期望的EGR流。

13.根据权利要求11所述的方法，其中增加从所述第一排气门到所述排气催化剂的排气流同时减少从第二排气门到所述热交换器的排气流包括：减小所述第二排气门的第二排气门升程量，同时增加所述第一排气门的第一排气门升程量。

14.根据权利要求11所述的方法，其中增加从所述第二排气门到所述热交换器的排气流同时减少从所述第一排气门到所述排气催化剂的排气流包括：减小第一排气门升程量，同时增加第二排气门升程量。

15.根据权利要求11所述的方法，其中将排气流的一部分引导绕过所述热交换器到达所述排气催化剂同时将排气流的剩余部分引导到所述热交换器包括：增加第一排气门升程量并且增加第二排气门升程量。

16.根据权利要求11所述的方法，其中所述阈值冷却剂温度基于期望的汽缸盖温度和车辆舱室加热需求。

17.根据权利要求11所述的方法，其中在所述第三条件期间，如果所述期望的EGR流为零，减小第二排气门升程量，同时增加第一排气门升程量，并且关闭EGR阀。

18.一种用于发动机的系统，其包括：

发动机汽缸，其具有第一排气门和第二排气门；

第一排气歧管，其将所述第一排气门耦接到第一排气通道，所述第一排气通道直接耦接到包括排气催化剂的公共排气通道；

第二排气歧管，其将所述第二排气门耦接到分离的第二排气通道；

热交换器，其位于所述第二排气通道内；

EGR阀，其位于所述热交换器下游的所述第二排气通道内；

回流通道，其在所述排气催化剂的上游位置处将所述EGR阀耦接到所述公共排气通道；以及

控制器，其具有计算机可读指令，用于：

在排气催化剂的起燃之前，响应于所述排气催化剂的温度低于起燃温度，将排气绕过所述热交换器经由所述第一排气门和所述第一排气歧管从所述汽缸递送到所述排气催化剂；

响应于所述温度达到或增加到所述起燃温度以上，如果发动机冷却剂温度低于阈值，则经由所述第二排气门和所述第二排气歧管将排气从所述汽缸递送到所述热交换器；否则，经由所述第一排气门将排气的一部分从所述汽缸递送到所述排气催化剂，并且经由所述第二排气门将排气的剩余部分从所述汽缸递送到所述热交换器；以及

在所述催化剂实现起燃之后，响应于所述温度降低到所述起燃温度以下，如果所述发动机冷却剂温度低于所述阈值，则经由所述第二排气门和所述第二排气歧管将排气从所述汽缸递送到所述热交换器。

19.根据权利要求18所述的系统，其中经由所述第一排气门将排气从所述发动机汽缸递送到所述排气催化剂包括：停用所述第二排气门；其中经由所述第二排气门将排气从所述汽缸递送到所述热交换器包括：停用所述第一排气门；并且其中经由所述第一排气门将排气的所述部分从所述汽缸递送到所述排气催化剂以及经由所述第二排气门将排气的所述剩余部分从所述汽缸递送到所述热交换器包括：维持所述第一排气门和所述第二排气门激活。

20.根据权利要求18所述的系统，其中所述控制器还包括指令，用于：

响应于所述温度达到或增加到所述起燃温度以上，如果所述发动机冷却剂温度低于所述阈值，关闭所述EGR阀；否则，基于期望的EGR流，调整EGR阀位置，同时维持所述第一排气门和所述第二排气门激活。

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