CN107313868A - 用于改进燃料经济性的系统和方法 - Google Patents

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CN107313868A CN201710219344.5A CN201710219344A CN107313868A CN 107313868 A CN107313868 A CN 107313868A CN 201710219344 A CN201710219344 A CN 201710219344A CN 107313868 A CN107313868 A CN 107313868A
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T·G·莱昂内
K·J·米勒
D·R·马丁
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Abstract

本申请涉及用于改进燃料经济性的系统和方法。提供用于控制混合动力车辆中的发动机操作的方法和系统，其中车辆发动机包括专用于将排气再循环到进气歧管的一个或多个汽缸。在一个示例中，如果发动机负载降低到专用的排气再循环可导致燃烧稳定性问题的水平以下，则可将发动机负载增加到所需要的负载以上并且过量的功率用于对系统电池充电，或者如果电池荷电状态高于阈值，则可关闭发动机，并且经由电池功率推进车辆。以这种方式，可改进燃料经济性和燃烧稳定性问题、减少NOx排放，并且降低用于实施专用的排气再循环的成本。

Description

用于改进燃料经济性的系统和方法
技术领域
本说明书整体涉及用于控制车辆发动机以改进燃料经济性，并且避免燃烧不稳定性问题，同时在低发动机负载下并且在发动机起动事件期间维持低水平的不期望排放的方法和系统。
背景技术
发动机可被配置具有排气再循环(EGR)系统，以将至少一些排气从发动机排气歧管转移到发动机进气歧管。通过提供期望的发动机稀释，此类系统减少了发动机爆震、节流损失、缸内热损失以及氮氧化物(NOx)排放。因此，改进了在部分节气门负载和较高负载水平下(诸如在发动机增压期间)的燃料经济性。作为示例，通过将发动机的排气的一部分再循环回到发动机汽缸，在进入的空气流中的氧被稀释，并且对燃烧呈惰性的气体充当燃烧热的吸收剂，以降低峰值缸内温度。因为NOx主要在氮和氧的混合物经受高温时形成，所以由EGR引起的较低燃烧室温度减少了由燃烧产生的NOx的量。发动机也已经被配置具有专用于向其他发动机汽缸提供外部EGR的唯一(sole)汽缸(或汽缸组)。其中，来自专用汽缸组的所有排气被再循环到进气歧管。由此，这允许在大多数工况下将实质上固定量的EGR提供到发动机汽缸。通过调节专用的EGR(DEGR，即，专用的EGR)汽缸组的燃料供给(例如，用以富运行)，能够改变EGR成分以包括诸如氢和CO的种类，这提高了发动机的EGR容限(tolerance)，从而导致燃料经济性益处。
当一个或多个汽缸专用于提供EGR时，在标准燃料供给和控制下，充气流中的EGR分数仅仅是EGR汽缸数量与汽缸总数量的比。作为示例，如果所有汽缸类似地操作，则在总共四个汽缸中包括一个DEGR汽缸的发动机将在25％EGR下操作。虽然此布置在控制、硬件装置等方面简化了发动机操作，但是简化的操作导致对系统的控制的普遍缺乏。例如，关键的缺点是不能降低轻负载下的EGR率，其中燃烧稳定性是一约束。缺少控制可不利的另一个示例是在瞬态条件期间，其中进气歧管中的充气流的压力能够比(一个或多个)专用的EGR汽缸的排气歧管中的排气的压力更快地改变，诸如当驾驶员松开(tip out)踏板使节气门快速关闭时。在此示例中，所提供的EGR分数可在预期或期望的EGR分数上显著增加。与预期或期望的EGR分数的偏差可导致不期望的工况，诸如汽缸失火和燃烧不稳定性。由此，期望在轻负载和瞬态条件期间实现对专用的EGR的控制，而实质上不增加成本。
美国专利申请US 2015/0369180教导了在其中即将发生、请求或启动发动机关闭的情况下，在停用非DEGR汽缸和关闭发动机之前，可停止到(一个或多个)DEGR汽缸的燃料供给。此外，在发动机起动条件期间，可向非DEGR汽缸供应燃料和火花，其中响应于发动机达到稳定速度，启动(一个或多个)DEGR汽缸的激活。然而，本发明人已经认识到使用此方法的潜在问题。例如，在维持非DEGR汽缸的燃料供给的同时停止对DEGR汽缸的燃料供给可在车辆操作的一些条件下导致由于在其余的非DEGR汽缸中的不均匀点火间隔引起的噪声、振动和不舒适性(NVH)约束增加。进一步地，在一些示例中，车辆可在一定的发动机速度或负载下连续地操作，在该发动机速度或负载下使用DEGR进行连续的发动机操作可导致燃烧稳定性问题，而不进入发动机关闭状态。在此示例中，除增加工况的噪声、振动和不舒适性之外，使用非DEGR汽缸连续操作车辆可负面地影响燃料经济性。此外，在一些示例中，操作没有EGR的车辆可导致NOx排放增加。
美国专利申请US 2015/0136074教导了用于在减小的发动机负载条件期间加快混合动力车辆中的EGR的清除(purging)的方法，其中由于LP-EGR阀和燃烧室之间的大的运输延迟，EGR可不如所需要的那样快速地减小。清除的延迟可导致燃烧稳定性风险。由此，如果车辆系统电池不能接受进一步的充电，则US 2015/0136074教导了响应于减小的发动机负载条件而禁用发动机燃料供给，以及经由电池功率推进车辆。经由马达可使发动机未供以燃料地(unfueled)旋转，同时维持打开LP-EGR阀和进气节气门，以从EGR系统和进气系统清除排气残余物。在另选的示例中，如果电池被认为能够接受进一步的充电，则可通过以发电模式操作车辆，通过关闭EGR阀并以大于需求扭矩的输出扭矩操作发动机，以及对系统电池充电，从而实现EGR清除。在EGR阀关闭且发动机处于操作的情况下，可快速地将EGR从进气清除。但是，本发明人已经认识到使用此方法的潜在问题。例如，US2015/0136074没有教导用于操作其中一个或多个汽缸包括DEGR汽缸的车辆的方法。另外，US2015/0136074没有教导用于在减小的负载条件期间维持EGR的方法，其中如果在发动机工作(engine-on)条件期间不能维持EGR，则NOx排放可增加。由此，本发明人已经认识到，可利用另选的方法，以便最大化燃料经济性和最小化燃烧稳定性问题，同时维持低NOx排放，特别是关于系统电池能够接受进一步充电的低负载事件。
发明内容
因此，本文本发明人已经开发了至少部分地解决上述问题的系统和方法。在一个示例中，上述问题可通过一种方法来解决，该方法包括将来自发动机的一个或多个汽缸的排气再循环到剩余汽缸，同时不控制再循环的排气的量；将发动机的功率输出控制到期望功率以在车辆的车轮处递送驾驶员需求功率；以及在发动机的轻负载下，将功率增加到超过期望功率，并且对车载能量存储装置再充电以将功率减小到期望功率，同时维持排气再循环的量。在除了响应在车轮处的驾驶员需求功率之外的操作模式中，例如在空转速度控制期间，发动机功率被控制以实现期望的发动机空转速度。在另一种操作模式中，当车辆速度控制是激活的时，发动机功率被控制以实现期望的车辆速度。
在一个示例中，该方法包括停止到将排气再循环到剩余汽缸的一个或多个汽缸的燃料喷射；停止到剩余发动机汽缸的燃料喷射；以及当能量存储装置不能接受进一步的能量存储时，经由来自车载能量存储装置的能量推进车辆。此外，该方法包括当能量存储装置的荷电状态超过预定值时，中止来自能量存储装置的车辆推进，并且恢复对将排气再循环到剩余汽缸的一个或多个汽缸的燃料供给。以这种方式，响应于发动机的轻负载，且能量存储装置能够接受进一步的能量存储的指示，可维持发动机操作，同时维持排气再循环的量，因此在轻负载下减轻与连续的EGR相关联的潜在的燃烧稳定性问题，并且通过维持EGR附加地减少NOx排放的增加。
当单独或结合附图考虑时，本说明书的上述优点和其他优点以及特征将根据以下具体实施方式变得显而易见。
应当理解，提供上面的发明内容是为以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的所选概念。并非旨在确立所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由随附权利要求唯一限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上面或在本公开的任何部分提到的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出包括提供给(donating)汽缸组的DEGR的发动机系统的示意图。
图2示出图1的发动机系统的燃烧室的示意图。
图3示出混合动力电动车辆系统的示意图。
图4示出用于操作混合动力车辆发动机的高级示例方法的流程图，其中发动机包括一个或多个DEGR汽缸。
图5示出用于在发动机重新起动事件期间调节混合动力车辆发动机操作的高级示例方法的流程图，其中发动机包括一个或多个DEGR汽缸。
图6示出用于响应于松开加速器踏板(tip-out)事件操作混合动力车辆发动机的高级示例方法的流程图，其中发动机包括一个或多个DEGR汽缸。
图7示出用于在需要发动机操作的条件下响应于低于阈值的发动机负载或松开加速器踏板事件而操作包括一个或多个DEGR汽缸的混合动力车辆发动机的高级示例方法的流程图。
图8示出用于根据图4至图7中所描绘的方法操作包括一个或多个DEGR汽缸的混合动力车辆发动机的示例时间线。
具体实施方式
该详细描述涉及用于操作混合动力车辆发动机的系统和方法，其中发动机包括一个或多个DEGR汽缸。具体地，本说明书涉及在使用DEGR进行的发动机操作可导致燃烧稳定性问题和/或噪声、振动和不舒适性(NVH)水平增加的条件下控制发动机操作。该系统和方法可应用于包括一个或多个非DEGR汽缸和一个或多个DEGR汽缸的车辆发动机，诸如图1中所描绘的发动机系统。图2中描绘了对应于图1中所描绘的车辆发动机的汽缸中的一个的示例图示。包括一个或多个DEGR汽缸的发动机可被配置在混合动力推进系统内，诸如图3中所示的混合动力推进系统。响应于其中使用DEGR进行的发动机操作可导致燃烧稳定性问题的条件，如果电池荷电高于阈值并且不需要发动机操作，则可禁用对发动机的燃料供给，并且车辆可在电池模式下操作，在所述池模式下，马达扭矩用于根据图4中所示的方法推进车辆。另选地，图4中所示的方法可用于将发动机负载增加到阈值以上，使得在电池荷电低于阈值荷电水平的条件下，DEGR的连续操作不会导致燃烧稳定性问题，其中过量扭矩用于对车辆系统电池充电。如果停止车辆发动机，则可根据图5中所描绘的方法重新起动车辆发动机，并且可包括根据是否指示重新起动事件包括热起动或冷起动事件，差别地操作车辆发动机和混合动力马达。响应于突然的松开加速器踏板事件，如图6的方法所示，假如不需要发动机操作，则发动机可快速关闭，并且可利用电池功率来推进车辆。在由于使用DEGR的发动机的连续操作可导致燃烧稳定性问题，但仍需要发动机操作的示例条件中，根据图7中所示的方法，可停用对DEGR汽缸的燃料供给，并且电动马达可用于高频消除由于不均匀的点火间隔引起的扭矩脉动。在图8中示出用于根据图4至图7中所描绘的方法控制混合动力车辆中的发动机操作的时间线，其中发动机包括一个或多个DEGR汽缸。
图1示意性地示出包括具有四个汽缸(1-4)的发动机10的示例发动机系统100的各方面。如本文详细描述的，四个汽缸被布置为由非专用的EGR汽缸1-3组成的第一汽缸组17，汽缸不将排气再循环(导引)到进气歧管但仅到排气通道；以及由专用的EGR汽缸4组成的第二汽缸组18，其将排气从第二汽缸组直接导引到进气歧管。参考图2，提供了对发动机的每个燃烧室的详细描述。发动机系统100可耦接在车辆中，诸如被配置用于道路行驶的载客车辆。
在所描绘的实施例中，发动机10是耦接到涡轮增压器13的增压发动机，涡轮增压器13包括由涡轮76驱动的压缩机74。具体地，新鲜空气经由空气净化器49沿进气通道42被引入发动机10中，并且流到压缩机74。通过进气道42进入进气系统的环境空气的流速能够至少部分地通过调节进气节气门20来控制。压缩机74可以是任何合适的进气压缩机，诸如马达驱动或驱动轴驱动的机械增压器压缩机。然而，在发动机系统10中，压缩机是经由轴19机械地耦接到涡轮76的涡轮增压器压缩机，涡轮76由膨胀的发动机排气驱动。在一个实施例中，压缩机和涡轮可耦接在双涡流式涡轮增压器内。在另一个实施例中，涡轮增压器可以是可变几何涡轮增压器(VGT)，其中涡轮几何形状根据发动机速度而主动变化。
如图1中所示，压缩机74通过增压空气冷却器78耦接到进气节气门20。进气节气门20耦接到发动机进气歧管25。压缩的空气充气从压缩机流过增压空气冷却器和节气门到达进气歧管。增压空气冷却器可以是例如空气-空气或空气-水热交换器。在图1中所示的实施例中，进气歧管内的空气充气的压力由歧管空气压力(MAP)传感器27感测。压缩机旁通阀(未示出)可串联耦接在压缩机74的进口和出口之间。压缩机旁通阀可以是正常关闭的阀，其被配置为在选择的工况下打开以释放过量的增压压力。例如，在减小的发动机速度条件期间可打开压缩机旁通阀，以避免压缩机喘振。
进气歧管25通过一系列进气门耦接到一系列燃烧室30(参见图2)。燃烧室经由一系列排气门进一步耦接到排气歧管48(参见图2)。在所描绘的实施例中，排气歧管48包括多个排气歧管区段，以使得来自不同燃烧室的流出物(effluent)能够被引导到发动机系统中的不同位置。具体地，来自第一汽缸组17(汽缸1-3)的流出物在被排放控制装置170的排气催化剂处理之前被引导通过排气歧管48的涡轮76。相比之下，来自第二汽缸组18(汽缸4)的排气经由通道50和排气催化剂70导引回到进气歧管25。另选地，来自第二汽缸组的排气的至少一部分经由阀65和通道56被引导到排气歧管48的涡轮76。通过调节阀65，可改变相对于进气歧管从汽缸4引导到排气歧管的排气的比例。在一些示例中，可省略阀65和通道56。在一个示例中，阀65可以是三通阀。在一个示例中，阀65可被调节成允许来自汽缸4的所有排气到排气歧管48。在另一个示例中，阀65可被调节成允许来自汽缸4的所有排气到进气歧管25，同时阻止任何EGR流到排气歧管的。
排气催化剂70被配置为水煤气变换(WGS)催化剂。WGS催化剂70被配置为从来自汽缸4的接收在通道50中的富排气产生氢气。
通过捕集来自相应汽缸中的燃烧事件的排气，并且允许排气在随后的燃烧事件期间保持在相应的汽缸中，汽缸1-4中的每个可包括内部EGR。通过调节进气门和/或排气门打开和/或关闭时间可改变内部EGR的量。例如，通过增加进气门和排气门重叠，可在随后的燃烧事件期间将附加的EGR保持在汽缸中。仅经由来自第二汽缸组18(在本文为汽缸4)和EGR通道50的排气流将外部EGR提供到汽缸1-4。在另一个示例中，外部EGR可仅被提供到汽缸1-3，而不提供到汽缸4。外部EGR并非由来自汽缸1-3的排气流提供。供。因此，在该示例中，汽缸4是发动机10的唯一外部EGR源，并且因此在本文中也被称为专用的EGR汽缸(或专用汽缸组)。汽缸1-3在本文中也被称为非专用的EGR汽缸组或非专用的EGR汽缸。虽然当前示例将专用的EGR汽缸组示出为具有单个汽缸，但是应当理解，在另选的发动机配置中，专用的EGR汽缸组可具有更多的发动机汽缸。
EGR通道50可包括用于冷却被递送到发动机进气装置的EGR的EGR冷却器45。另外，EGR通道50可包括用于估计从第二汽缸组再循环到剩余发动机汽缸的排气的空燃比的第一排气传感器59。第二排气传感器61可定位在第一汽缸组的排气歧管区段的下游，用于估计第一汽缸组中的排气的空燃比。在图1的发动机系统中可包括另外的排气传感器。
通过富化(enrich)在汽缸4中燃烧的空气-燃料混合物，可增加来自汽缸4的外部EGR中的氢浓度。具体地，通过增加来自汽缸4的在通道50中接收的排气的富集(richness)程度，可增加在WGS催化剂70处产生的氢气的量。另外，可调节催化剂温度，以便增加WGS催化剂70的效率。因此，为向发动机汽缸1-4提供氢富化的排气，可调节第二汽缸组18的燃料供给，使得汽缸4被富化。在一个示例中，在发动机燃烧稳定性小于期望时的条件期间，可增加来自汽缸4的外部EGR的氢浓度。该作用增加了外部EGR中的氢浓度，并且其可改进发动机燃烧稳定性，特别是在较低的发动机速度和负载(例如，空转)下。另外，在遇到任何燃烧稳定性问题之前，与常规(较低氢浓度)EGR相比，氢富化的EGR允许在发动机中容许更高水平的EGR。通过增加EGR使用的范围和量，可改进发动机排放和发动机燃料经济性。
燃烧室30可被供应一种或多种燃料，诸如汽油、醇燃料共混物、柴油、生物柴油、压缩天然气等。燃料可经由喷射器66被供应到燃烧室。燃料喷射器66可从燃料箱26抽吸燃料。在所描绘的示例中，燃料喷射器66被配置为用于直接喷射，但是在其他实施例中，燃料喷射器66可被配置为用于进气道喷射或节气门体喷射。进一步地，每个燃烧室可包括不同配置的一个或多个燃料喷射器，以使得每个汽缸能够经由直接喷射、进气道喷射、节气门体喷射或其组合接收燃料。在燃烧室中，可经由火花点火和/或压缩点火来启动燃烧。
来自排气歧管48的排气被引导到涡轮76以驱动涡轮。当期望减小的涡轮扭矩时，可替代地引导一些排气绕过涡轮而通过废气门(未示出)。然后，来自涡轮和排气门的组合流流过排放控制装置170。一般来讲，一个或多个排放控制装置170可包括被配置为催化地处理排气流的一个或多个排气后处理催化剂，并且从而减少排气流中一种或多种物质的量。例如，一种排气后处理催化剂可被配置为在排气流为贫时从排气流捕集NOx，并且在排气流为富时减少捕集的NOx。在其他实施例中，排气后处理催化剂可被配置为歧化NOx，或者在还原剂的帮助下选择性地还原NOx。在其他实施例中，排气后处理催化剂可被配置为氧化排气流中的残余烃和/或一氧化碳。具有任何此功能的不同排气后处理催化剂可在排气后处理级(stage)中单独或一起布置在涂层中或其他地方。在一些实施例中，排气后处理级可包括被配置为捕集和氧化排气流中的碳烟微粒的可再生碳烟过滤器。来自排放控制装置170的经处理的排气的全部或一部分可经由排气导管35被释放到大气中。
发动机系统100进一步包括控制系统14。控制系统14包括控制器12，控制器12可以是发动机系统或其中安装有发动机系统的车辆的任何电子控制系统。控制器12可被配置为至少部分地基于来自发动机系统内的一个或多个传感器16的输入来做出控制决策，并且可基于控制决策来控制致动器81。例如，控制器12可将计算机可读指令存储在存储器中，并且可经由指令的执行来控制致动器81。示例传感器包括MAP传感器27、MAF传感器47、排气温度128和压力传感器129，以及氧传感器24和61。示例致动器包括节气门20、燃料喷射器66、专用汽缸组阀65等。可包括附加的传感器和致动器，如图2中所示。控制器12中的存储介质只读存储器能够用表示可由处理器执行的指令的计算机可读数据进行编程，以用于执行下面描述的方法以及预期但未具体列出的其他变型。本文参考图4至图7描述示例方法和程序。
参考图2，包括多个汽缸的内燃发动机10由电子发动机控制器12控制，其中多个汽缸中的一个汽缸在图1中示出。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，其中活塞36定位在汽缸壁32中并且连接到曲轴40。飞轮97和环形齿轮99耦接到曲轴40。起动机96包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可选择性地推进小齿轮95，从而接合环形齿轮99。起动机96可直接地安装到发动机的前部或发动机的后部。在一些示例中，起动机96可经由皮带或链条选择性地将扭矩供应到曲轴40。燃烧室30被示出为经由各自的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可由进气凸轮51和排气凸轮53操作。进气凸轮51的位置可由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可由排气凸轮传感器57确定。
所示燃料喷射器66被定位成将燃料直接喷射到燃烧室30中，这是本领域技术人员已知的直接喷射。另选地，燃料可被喷射到进气道，这是本领域技术人员已知的进气道喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的信号FPW的脉冲宽度成比例地递送液体燃料。通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨(未示出)的燃料系统(未示出)将燃料递送到燃料喷射器66。从响应于控制器12的驱动器68向燃料喷射器66供应操作电流。另外，所示进气歧管44与任选的电子节气门62连通，电子节气门62调节节流板64的位置以控制从空气进气口42到进气歧管44的空气流。在一个示例中，可使用低压直接喷射系统，其中燃料压力能够升高到大约20巴至30巴。另选地，高压、双级的燃料系统可用于产生更高的燃料压力。在一些示例中，节气门62和节流板64可定位在进气门52和进气歧管44之间，使得节气门62为端口节气门。
响应于控制器12，无分电器点火系统88经由火花塞92将点火火花提供到燃烧室30。所示通用排气氧(UEGO)传感器126耦接到排放控制装置170上游的排气歧管48。另选地，双态排气氧传感器可代替UFEG传感器126。排放控制装置170可如上面关于图1所述的那样进行配置。
控制器12在图2中被示为常规微型计算机，其包括：微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、只读存储器(ROM)106、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110和常规数据总线。所示控制器12接收来自耦接到发动机10的传感器的各种信号，除前面讨论的那些信号之外，还包括：来自耦接到冷却套管115的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；耦接到加速器踏板130的位置传感器134，用于感测由脚132施加的力；来自耦接到进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量值；来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器119的发动机位置传感器；来自传感器121的进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器58的节气门位置的测量值。大气压力也可被感测(未示出的传感器)，以由控制器12进行处理。在本说明书的优选方面中，对于曲轴的每转，发动机位置传感器119产生预定数量的等间隔脉冲，根据其能够确定发动机速度(RPM)。
在一些示例中，发动机可耦接到如图3中所示的混合动力车辆中的电动马达/电池系统，或者配备有高压起动机系统(未示出)的停止/起动车辆。
在操作期间，发动机10内的每个汽缸通常经历四冲程循环：该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。一般来讲，在进气冲程期间，排气门54关闭，并且进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入燃烧室30中，并且活塞36移动到汽缸的底部，以便增加燃烧室30内的容积。活塞36在汽缸的底部附近并且在其冲程结束时的位置(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门52和排气门54被关闭。活塞36朝汽缸盖移动，以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36在其冲程结束时并且最靠近汽缸盖的点(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在下文被称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室中。在下文被称为点火的过程中，喷射的燃料被点火装置，诸如火花塞92点燃，从而导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀气体推动活塞36回到BDC。曲轴40将活塞移动转化成旋转轴的旋转扭矩。最终，在排气冲程期间，排气门54打开以将燃烧的空气燃料混合物释放到排气歧管48，并且活塞回到TDC。需注意，上述描述仅仅是示例，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可变化，诸如以提供正的或负的气门重叠、迟进气门关闭或各种其他示例。
图3描绘用于车辆的混合动力推进系统300。在所描绘的实施例中，车辆是混合动力电动车辆(HEV)。为简单和清楚起见，本文的描述将集中于在HEV中用一个或多个DEGR汽缸控制发动机操作，然而应当理解，对于该描述，HEV的使用并非意味着以任何方式进行限制。例如，在不偏离本公开的范围的情况下，本文所描绘的方法可应用于在飞轮混合动力或液压混合动力中使用一个或多个DEGR汽缸控制发动机操作，在飞轮混合动力中，使用机械飞轮存储装置代替电池，在液压混合动力中，能量存储在压力蓄积器中而不是电池中。
推进系统300包括具有多个汽缸30的内燃发动机10。燃料可以从包括一个或多个燃料箱、一个或多个燃料泵和喷射器66的燃料系统(未示出)提供到发动机10的每个汽缸。
发动机10经由扭矩输入轴318将动力递送到变速器344。在所描绘的示例中，变速器344是包括行星齿轮组322和一个或多个旋转齿轮元件的动力分配(power-plit)变速器(或驱动桥)。变速器344进一步包括发电机324和电动马达326。发电机324和电动马达326也可被称为电机，因为它们中的每个可作为马达或发电机操作。扭矩从变速器344输出，用于经由动力分配装置传动装置(power transfer gearing)334、扭矩输出轴319和差速器-轮轴(axle)组件336来推进车辆牵引车轮352。
发电机324可驱动地连接到电动马达326，使得使用来自在本文中被描绘为电池354的电能存储装置的电能，可以操作发电机324和电动马达326中的每个。在一些实施例中，能量转换装置诸如逆变器可耦接在电池和马达之间，以将电池的DC输出转换为AC输出，以供马达使用。然而，在另选的实施例中，逆变器可被配置在电动马达中。
电动马达326可以以再生模式，即作为发电机操作，以从车辆运动和/或发动机吸收能量，并且将吸收的动能转换为适于存储在电池354中的能量形式。此外，电动马达326可根据需要作为马达或发电机操作，以增大或吸收由发动机提供的扭矩。
行星齿轮组322包括环形齿轮342、太阳齿轮343和行星齿轮托架组件346。环形齿轮和太阳齿轮可经由托架耦接到彼此。行星齿轮组322的第一输入侧耦接到发动机10，而行星齿轮组322的第二输入侧耦接到发电机324。行星齿轮组的输出侧经由包括一个或多个啮合的齿轮元件360-368的动力分配装置传动装置334耦接到车辆牵引车轮352。在一个示例中，啮合的齿轮元件360-368可以是步进变速(step ratio)齿轮，其中托架组件346可将扭矩分配到步进变速齿轮。齿轮元件362、364和366安装在中间轴(countershaft)317上，其中齿轮元件364接合电动马达驱动的齿轮元件370。电动马达326驱动齿轮元件370，齿轮元件370用作用于中间轴传动装置的扭矩输入。以这种方式，行星齿轮托架346(并且因此发动机和发电机)可经由一个或多个齿轮元件耦接到车辆车轮和马达。混合动力推进系统300可在包括全混合动力系统的各种实施例中操作，其中车辆仅由发动机和发电机协作地驱动，仅由电动马达驱动或其组合驱动。另选地，也可采用辅助或轻度混合动力实施例，其中发动机是扭矩的主要来源，并且电动马达在特定条件期间，诸如在踩加速器踏板事件期间，选择性地添加扭矩。
例如，车辆可以在发动机模式中被驱动，其中发动机10结合发电机(其向行星齿轮组提供反作用扭矩并允许净行星输出扭矩用于推进)操作，并且用作用于为车轮352提供动力的主要扭矩源，(如果在马达驱动(motoring)模式下，发电机也可向车轮提供扭矩)。在所述发动机模式期间，燃料可经由燃料喷射器66从燃料箱被供应到发动机10，使得发动机能够供以燃料地旋转，以提供用于推进车辆的扭矩。具体地，发动机动力被递送到行星齿轮组的环形齿轮。同时，发电机向太阳齿轮343提供扭矩，从而产生到发动机的反作用扭矩。因此，扭矩通过行星齿轮托架输出到中间轴317上的齿轮362、364、366，中间轴317继而将动力递送到车轮352。另外，发动机能够被操作以输出比用于推进所需的更多的扭矩，在这种情况下，附加动力被发电机吸收(在发电模式中)，以对电池354充电，或者为其他车辆负载供应电功率。
在另一个示例中，车辆可以在辅助模式中被驱动，其中发动机10被操作并且用作用于为车轮352提供动力的主要的扭矩源，并且电动马达用作附加的扭矩源以与发动机10协作并补充发动机10提供的扭矩。在辅助模式期间，如在发动机模式中一样，燃料被供应到发动机10以便使发动机供以燃料地旋转并且向车辆车轮提供扭矩。
在另一个示例中，车辆可以在发动机关闭或电动模式中被驱动，其中电池供电的电动马达326被操作，并且用作用于驱动车轮352的唯一的扭矩源。由此，在电动模式期间，不管发动机是否旋转，都没有燃料被喷射到发动机10中。例如在制动、低速、低负载期间，在交通灯处停止时等可使用电动模式。具体地，马达动力被递送到齿轮元件370，齿轮元件370继而驱动中间轴317上的齿轮元件，并且在其上驱动车轮352。
推进系统300可进一步包括控制系统，控制系统包括控制器12，控制器12被配置为从多个传感器16(本文描述了其各种示例)接收信息，并且将控制信号发送到多个致动器81(本文描述了其各种示例)。作为一个示例，传感器16可包括各种压力和温度传感器、燃料水平传感器、各种排气传感器等。各种致动器可包括，例如齿轮组、汽缸燃料喷射器(未示出)、耦接到发动机进气歧管(未示出)的进气节气门等。图1至图2中详细阐述了附加的传感器和致动器。控制器12可接收来自各种传感器的输入数据，处理该输入数据，并且响应于处理的输入数据、基于对应于一个或多个程序的在其中编程的指令或代码而触发致动器。本文关于图4至图7描述了示例控制程序。
现在转到图4，示出了用于操作混合动力车辆发动机的高级示例方法400的流程图，其中发动机包括一个或多个专用的EGR(DEGR)汽缸。更具体地，方法400可用于指示是否指示了松开加速器踏板事件，或者车辆是否在低负载下操作，其中由于燃烧稳定性问题，不期望使用DEGR进行连续的发动机操作。响应于未指示松开加速器踏板事件的低负载条件，如果电池荷电状态大于阈值，并且如果不需要发动机操作，则可在中断(discontinue)发动机操作的同时经由电池功率推进车辆。另选地，如果电池荷电状态低于阈值，则可继续发动机操作，可增加发动机负载(或者在部分松开加速器踏板期间，不一直减少到降低车轮功率所需的负载和速度)，并且过量扭矩用于对电池充电。以这种方式，在不期望被配置有一个或多个DEGR汽缸的发动机的未减轻的连续操作的情况下，可采取动作，使得可避免燃烧稳定性问题。通过将专用的EGR发动机与混合动力传动系统组合，可因此改进燃料经济性，同时避免在低负载下与专用的EGR相关联的问题。将参考本文描述的并且在图1至图3中示出的系统来描述方法400，但是应当理解，在不偏离本公开的范围的情况下，可将类似的方法应用到其他系统。方法400可通过控制器诸如图1中的控制器12实施，并且可作为非暂时性存储器中的可执行指令存储在控制器处。基于存储在控制器的存储器上的指令，并且结合从发动机系统的传感器(诸如上面参考图1至图3所述的传感器)接收的信号，可通过控制器执行用于实施方法400和包括在本文中的其余方法的指令。根据下面的方法，控制器可采用燃料系统致动器，诸如燃料喷射器(例如，66)，火花塞(例如，92)，进气节气门(例如，20)等。
方法400在402处开始，并且包括估计和/或测量发动机工况和车辆操作参数。例如，可估计和/或测量制动踏板位置、加速器踏板位置、操作者扭矩需求、电池荷电状态(SOC)、发动机温度(Teng)、环境温度和湿度、大气压力(BP)等。在一个示例中，混合动力车辆系统是动力分配混合动力的。然而，如上面关于图3所述，在其他示例中，在不偏离本公开的范围的情况下，混合动力车辆系统可包括飞轮混合动力或液压混合动力。
前进到404，基于估计的工况可确定车辆操作模式。例如，至少基于估计的驾驶员扭矩需求和电池SOC，可确定车辆是否将以纯发动机模式(其中发动机驱动车辆车轮)、辅助模式(其中电池辅助发动机驱动车辆)或纯电动模式(其中仅电池驱动车辆)进行操作。在一个示例中，如果需求的扭矩能够仅由电池提供，如下面更详细讨论的，则车辆可以以纯电动模式操作。在另一个示例中，如果需求的扭矩不能仅由电池提供，则车辆可在发动机模式下或在辅助模式下操作。因此，车辆可以以确定的操作模式操作。
继续到406，可确认车辆是否处于发动机运行(engine-on)模式。例如，可确认车辆以纯发动机模式操作，其中车辆仅用发动机扭矩推进。另选地，可确认车辆在辅助模式下操作，并且车辆至少部分地用发动机扭矩推进。如果未确认发动机运行模式，则方法400可前进到408。在408处，方法400可包括指示是否满足发动机重新起动条件。例如，响应于电池SOC低于阈值荷电水平、接收到乘客的加热或空气调节的请求、操作者扭矩需求大于阈值量等中的一个或多个，可满足发动机重新起动条件。如果在408处未满足发动机重新起动条件，则方法400可前进到409。在409处，方法400可包括维持当前车辆操作状态。例如，发动机可维持关闭，并且车辆可经由电池功率继续操作。在另一个示例中，如果车辆未处于操作中，例如车辆处于熄火状态，则发动机可类似地维持关闭，直到满足重新起动条件。另选地，如果在408处指示满足重新起动条件，则方法400可前进到图5中所描绘的方法500，其中可确定发动机重新起动事件是否包括热起动或冷起动事件，其中在重新起动期间的发动机操作可如下面进一步详细描述的那样进行调节。
返回到406，如果指示车辆处于发动机运行模式，则方法400可前进到410。在410处，方法400可包括指示是否指示松开加速器踏板事件。松开加速器踏板事件指示驾驶员需求较少的功率或车辆减速，并且可通过制动车辆、提离(lifting off)加速踏板(gaspedal)或制动和/或提离加速踏板的组合来指示。如果指示松开加速器踏板事件，则方法400可前进到图6中所描绘的方法600，其中可进行发动机关闭，以避免进气歧管中的EGR的百分比快速增加。
在410处，如果未指示松开加速器踏板事件，则方法400可前进到412。在412处，方法400可包括指示发动机扭矩需求是否小于阈值扭矩需求(预选负载)。例如，阈值扭矩需求可包括其中专用的EGR量可导致燃烧稳定性问题的发动机负载。阈值扭矩需求可包括大于松开加速器踏板事件的扭矩水平预定量的扭矩水平。由此，车辆操作者可请求低于阈值扭矩需求但是大于松开加速器踏板事件的扭矩水平。此外，转变到低于阈值扭矩需求的扭矩需求水平可比响应于松开加速器踏板事件而发生的扭矩需求的转变更平缓。
在412处，如果发动机扭矩需求不小于阈值扭矩需求，并且在410出未指示松开加速器踏板事件，则方法400可以前进到414。在414处，方法400可包括维持发动机操作参数。例如，如果车辆以纯发动机模式操作，其中仅用发动机扭矩推进车辆，则车辆可维持在此操作状态中。另选地，如果车辆以辅助模式操作，其中车辆至少部分地通过发动机扭矩操作，则车辆可维持在此操作状态。此外，当车辆以发动机运行模式操作时，可连续地监测车辆是否指示松开加速器踏板事件，或者发动机扭矩需求是否已经下降到阈值扭矩需求以下。
在412处，如果指示发动机扭矩需求低于阈值扭矩需求，则方法400可前进到416。如上面简要描述的，如果发动机扭矩需求下降到阈值扭矩需求以下，则使用专用的EGR的发动机的连续操作可导致燃烧稳定性问题。由此，在混合动力车辆中，当发动机扭矩需求低于阈值扭矩需求时，可采取缓解动作以防止与使用专用的EGR进行的连续发动机操作相关联的问题。因此，在416处，方法400可包括估计和/或测量电池SOC(能量存储容量)，以及将估计和/或测量的SOC与阈值荷电水平(预定量)进行比较。如果混合动力车辆包括飞轮混合动力或液压混合动力，则在416处，方法400可包括估计和/或测量存储在飞轮中的能量水平或压力蓄积的量，并且将相应的能量/压力水平与它们的相应的阈值荷电水平进行比较。在本文所述的包括HEV的示例中，阈值荷电可被定义为其中电池不能够接受进一步的充电的电池荷电状态。在416处，如果指示电池SOC大于阈值荷电水平，则方法400可前进到418。
在418处，可指示是否需要发动机操作。在一些示例中，如果车辆操作者已经请求车辆舱室加热或车辆舱室空气调节，则可需要发动机操作。如果需要发动机操作，则方法400可前进到图7中所描绘的方法700，并且可包括关闭用于DEGR汽缸的燃料喷射器，如在其中进一步详细描述的。另选地，如果在418处未指示需要发动机操作，则方法400可前进到420。
在420处，方法400可包括禁用发动机的燃料供给。在420处禁用发动机燃料供给可包括停止到发动机汽缸的燃料喷射，以及中断火花。此外，在420处，可操作混合动力车辆系统的马达/发电机。因此，可使用马达扭矩而不是发动机扭矩，全部通过来自能量存储装置(例如，电池)的能量来推进车辆。通过使用马达扭矩推进车辆，可在低于阈值扭矩需求的扭矩需求下避免燃烧不稳定性问题。如上所述，在飞轮混合动力或液压混合动力的情况下，可分别经由存储在飞轮中的能量或者经由存储在压力蓄积器中的能量，而不是经由存储在电池中的能量来提供扭矩。为简单起见，将避免进一步参考飞轮和/或液压混合动力技术，而是参考混合动力电动车辆。然而，应当理解，在不偏离本公开的范围的情况下，下面描绘的任何示例可包括飞轮混合动力或液压混合动力技术。前进到422，为加快清除进气歧管中剩余的EGR，方法400包括经由马达/发电机未供以燃料地旋转发动机。例如，发动机可经由马达/发电机未供以燃料地旋转达额外的1秒至3秒。另外，在通过进气节气门调整供应到进气歧管的空气的情况下，可完全打开进气通道中的进气节气门。通过在旋转期间完全打开进气节气门，专用的EGR系统和进气系统可以被清除排气残余物并且被补充新鲜的进气空气。通过从进气系统和EGR系统清除排气残余物，可避免与随后的发动机重新起动相关联的燃烧稳定性问题。
经由马达旋转未供以燃料的发动机包括使用来自系统电池的电能来操作发电机，以使发动机以所选的发动机速度旋转。在关闭燃料喷射器之前，发动机可以以基于发动机速度的所选的发动机速度未供以燃料地旋转。例如，控制器可操作发电机以在禁用燃料喷射器前一刻维持发动机正在旋转的发动机速度。作为另一个示例，发电机可使未供以燃料的发动机以一定的发动机速度旋转，该发动机速度是在禁用燃料喷射器前一刻发动机正在旋转的发动机速度的函数(例如，分数(fraction))。另选地，所选的发动机速度可以是对于发动机和变速器两者都有效的速度。由此，完全清除EGR所需的清除时间将是发动机速度和节气门位置的函数。
在另选的示例中，发动机可以以基于车辆速度的速度未供以燃料地旋转。例如，发动机速度可被设置为以查找表存储在控制器的存储器中的可校准速度，所述查找表作为车辆速度的函数被访问。在另一个示例中，发动机可以以基于车辆速度和行星齿轮变速器的旋转部件的旋转速度(或旋转速度极限)的速度旋转。可调节马达/发电机设置以使发动机能够经由马达扭矩以所选的发动机速度旋转。在一些实施例中，可操作发电机和马达中的每个以使发动机以所选的发动机速度旋转。在其他实施例中，可仅需要操作发电机。
在另一个示例中，发动机可以以对应于至少发动机的起动转动(cranking)速度的发动机速度未供以燃料地旋转。除加快EGR清除之外，这还允许发动机在驾驶员改变想法操作的情况下(诸如，在操作者在发动机扭矩需求下降到低于阈值之后不久增加需求的发动机扭矩的情况下)快速地重新起动。例如，响应于操作者改变想法的指示，控制器可开始为发动机供以燃料并且从起动转动速度开始向上旋转发动机，以便满足操作者扭矩需求。
在其他示例中，发动机可以以允许尽可能快地清除EGR的发动机速度未供以燃料地旋转。在本文，可基于每次减小的发动机扭矩需求(例如，每次操作者松开加速器踏板)的进气EGR水平选择发动机速度。例如，发动机速度可瞬时地升高到最大允许发动机速度，该最大允许发动机速度不影响扭矩输出，但是允许尽可能快地清除EGR。在另一个示例中，发动机可以以允许以较慢的速率清除EGR的发动机速度未供以燃料地旋转。
在进一步的示例中，代替使发动机持续旋转直到EGR被清除，发动机可经由发电机而间歇地未供以燃料地旋转。例如，在下坡行驶期间，发动机可经由发电机未供以燃料地脉动以清除EGR。
在424处，方法400包括指示EGR是否已经从发动机进气歧管充分地清除。例如，可确定进气中的EGR(流量、量、浓度、水平等)是否低于阈值。在一个示例中，进气氧传感器(诸如图1的传感器24)可用于估计进气中的EGR的浓度。其中，进气氧浓度的下降可用于推断EGR稀释递送的增加。在一个示例中，阈值可基于在低发动机负载条件下的发动机的EGR容限。
如果EGR不低于阈值，则控制器可继续经由马达/发电机未供以燃料地旋转发动机，直到EGR被充分地清除。如果EGR低于阈值，则在426处，程序包括使发动机旋转至静止。例如，发动机可经由马达/电机旋转至静止，并且此后可维持发动机关闭，直到满足发动机重新起动条件。同时，车辆可使用马达扭矩继续被推进。由此，这允许重新设置EGR率(例如，设置为零)，使得当重新起动发动机时，燃烧稳定性问题可不会由于发动机进气中的残余EGR而加剧。
继续到428，如上面关于方法400的步骤408所述，响应于电池SOC低于阈值荷电水平、加热或空气调节请求、扭矩需求大于阈值量等，可满足重新起动条件。在一个示例中，在经由马达扭矩推进车辆期间，响应于电池的荷电状态超过阈值荷电水平(例如，预定值或第二阈值SOC)的指示，重新起动条件可包括中止来自电池(或其他能量存储装置)的车辆推进，并且恢复对将排气再循环到剩余汽缸的一个或多个汽缸的燃料供给，同时通过根据图4中所描绘的且在图8中进一步描述的方法对系统电池充电，可将发动机负载快速地增加到阈值扭矩需求之上。
如果不满足发动机重新起动条件，则方法400可包括维持车辆操作状态，车辆操作状态可包括经由马达扭矩继续推进车辆，或者如果在某一时刻检测到车辆关闭事件，则在车辆关闭条件期间维持发动机关闭，直到满足发动机重新起动条件。
如果在428处满足重新起动条件，则方法400可前进到图5中所描绘的方法500，其中可确定发动机重新起动事件是否包括热起动或冷起动事件，其中在重新起动期间的发动机操作可如下面进一步详细描述的那样进行调节。
返回到416，如果电池SOC被指示为低于阈值荷电水平，则可确定电池能够接受进一步的充电。因此，在430处，方法400可包括在发动机输出扭矩大于需求扭矩的情况下继续未供以燃料的发动机操作。由此，系统电池可通过大于需求扭矩的发动机输出扭矩来充电。对电池充电可包括使用过量的发动机输出扭矩来操作发电机，该发电机耦接到电池。例如，发动机可在其中专用的EGR不导致燃烧不稳定性问题的扭矩和负载的水平下操作。在一些示例中，扭矩水平可以是扭矩的预定阈值水平。
前进到432，当发动机在过量扭矩用于对电池充电的情况下以高于需求扭矩的扭矩水平操作时，可监测电池SOC。如果在432处指示电池SOC达到阈值电池SOC，所述阈值SOC包括其中电池不能够接受进一步充电的充电水平，则方法400可前进到418，并且可包括指示是否需要发动机操作。如上所述，如果车辆操作者已经请求例如加热或空气调节，则可需要发动机操作。如果需要发动机操作，则方法400可前进到方法700，其中可停止DEGR汽缸的燃料供给，如在其中进一步详述的。如果在418处未指示需要发动机操作，则方法400可前进到420，并且可包括禁用发动机的燃料供给，并且使用马达扭矩而不是发动机扭矩推进车辆。在420处禁用对发动机的燃料供给之后，方法400可如上所述前进。为避免冗余，将不在这里完全详细重复该方法的每个步骤，但是应当理解，从420继续的每个步骤可包括上面详细描述的方法400的所有方面。简而言之，当电池荷电已经增加到其中进一步充电是不可能的水平时，使用马达扭矩推进车辆可避免在低于阈值扭矩水平的扭矩需求下的燃烧不稳定性问题。为快速清除进气歧管中的剩余EGR，发动机可在进气节气门完全打开的情况下未供以燃料地旋转，以用新鲜的进气空气补充专用的EGR系统和进气系统。响应于已经从发动机进气歧管充分清除EGR的指示，发动机可经由马达旋转至静止，并且此后维持关闭，直到满足发动机重新起动条件。如果满足发动机重新起动条件，则方法400可前进到图5中所描绘的方法500，其中可确定发动机重新起动事件是否包括热起动或冷起动事件，其中在重新起动期间的发动机操作可如下面进一步详细描述的那样进行调节。
返回到432，如果在对电池充电的同时以高于扭矩需求的扭矩水平操作发动机期间指示电池SOC还未达到电池不能够接受进一步的充电的阈值SOC，则方法400可前进到434。在434处，方法400可包括指示发动机扭矩需求是否保持小于阈值。例如，阈值水平可包括关于方法400的步骤412所描述的阈值水平。换句话说，阈值扭矩需求可包括其中专用的EGR可导致燃烧稳定性问题的扭矩水平。如果发动机扭矩需求保持低于阈值，则在对电池充电时，发动机可继续以高于扭矩需求的扭矩水平未供以燃料地旋转。然而，如果发动机扭矩需求保持低于阈值，并且在435处指示松开加速器踏板事件，则方法400可前进到方法600，如上所述。另选地，如果在434处指示发动机扭矩需求已上升到阈值量以上，则方法400可前进到436。在436处，方法400可包括恢复默认发动机工况。例如，响应于发动机扭矩增加到阈值以上，发动机可在扭矩水平需求下操作，同时不提供过量扭矩对电池充电。然后，方法400可结束。
现在转到图5，示出了用于在发动机重新起动事件期间调节发动机操作的高级示例方法500的流程图。更具体地，方法500可从方法400、方法600或方法700继续，并且包括确定发动机重新起动事件是否包括热起动事件或冷起动事件，以及根据发动机重新起动事件的类型，差别地调整车辆工况。例如，响应于热起动事件，可最初激活非专用的EGR汽缸，随后响应于稳定的发动机速度和负载高于限定阈值的指示来激活一个或多个DEGR汽缸。另选地，响应于冷起动事件，可最初激活非专用的EGR汽缸，随后响应于稳定的发动机速度高于阈值的指示，激活一个或多个DEGR汽缸，其中通过在发动机预热期间使用过量扭矩对电池充电，发动机负载维持在专用的EGR操作的阈值负载极限以上。将参考本文描述的并且在图1至图3中示出的系统来描述方法500，但是应当理解，在不偏离本公开的范围的情况下，可将类似的方法应用到其他系统。方法500可通过控制器(诸如图1中的控制器12)实施，并且可作为非暂时性存储器中的可执行指令存储在控制器处。基于存储在控制器的存储器上的指令，并且结合从发动机系统的传感器(诸如上面参考图1至图3所描述的传感器)接收的信号，可通过控制器执行用于实施方法500和包括在本文中的其余方法的指令。根据下面的方法，控制器可采用燃料系统致动器，诸如燃料喷射器(例如，66)、火花塞(例如，92)等。
方法500在505处开始，并且包括估计和/或测量车辆工况。车辆工况可包括但不限于发动机速度、加速器位置、节气门位置、制动踏板位置、车辆速度、发动机温度和负载。在510处，方法500包括指示发动机重新起动事件是否包括热起动或冷起动事件。例如，在510处，指示发动机冷起动可包括发动机温度(或发动机冷却剂温度)低于阈值温度(诸如，催化剂起燃温度)。如果未确认冷起动条件，则可确定发动机处于热起动条件，并且方法500可前进到515。更具体地，热起动条件可包括确定：耦接到来自非DEGR汽缸的排气的一种或多种催化剂的温度处于或高于预选温度，自上次发动机起动以来的时间小于预选时间，排气温度高于预定值、或者耦接到发动机的冷却剂的温度高于阈值的指示。
在515处，方法500可包括基于估计的工况操作非DEGR汽缸，而不操作DEGR汽缸。通过致动非DEGR汽缸的气门，且向非DEGR汽缸供应燃料和火花以进行燃烧，可操作非DEGR汽缸。在一些示例中，在发动机的停止-起动操作期间，当发动机重新起动时，可以操作非DEGR汽缸，使得发动机空气-燃料比比化学计量比更富，以便再生或激活排气排放控制装置，诸如在图1处的排放控制装置170。
前进到520，方法500可包括在加速期段(例如，从在发动机速度为零的时间直到发动机达到稳定速度的时间)期间监测发动机速度。进一步地，在发动机起动期间发动机速度达到稳定速度之后，可监测发动机速度达预定量的时间。监测发动机速度可包括将实际的发动机速度与存储在控制器存储器中的期望发动机速度轨迹进行比较。在监测发动机速度之后，方法500前进到525。在525处，方法500指示发动机速度是否大于阈值速度，以及发动机速度的变化速率是否小于阈值变化。换句话说，方法500指示自发动机起动以来发动机速度是否已经达到稳定速度。在一些示例中，除发动机速度之外，还可利用冷却剂温度、环境温度和催化剂温度来确定稳定的发动机工况。如果在525处，确定发动机速度小于阈值速度，并且变化速率大于阈值变化，则方法500可前进到530。在530处，该方法可在操作非DEGR汽缸而不操作DEGR汽缸的情况下继续发动机操作，直到发动机速度达到阈值速度并且速度变化速率小于阈值速率。如果在525处确定发动机速度大于阈值速度，并且发动机速度的变化速率小于阈值变化速率，则方法500可前进到535。在535处，方法500可以包括指示发动机扭矩需求是否小于阈值扭矩需求。例如，如上所述，阈值扭矩需求可包括其中专用的EGR量可导致燃烧稳定性问题的发动机负载。如果发动机扭矩需求小于阈值扭矩需求，则方法500可前进到530，并且可包括在操作非DEGR汽缸而不操作DEGR汽缸的情况下继续发动机操作，如上所述。然而，如果在535处指示发动机扭矩需求大于阈值扭矩需求，则方法535可前进到536，并且可包括激活(一个或多个)DEGR汽缸。由此，通过致动进气门/排气门，且将燃料和火花供应到汽缸用于燃烧，可激活DEGR汽缸。可调节到DEGR汽缸和非DEGR汽缸的燃料，使得发动机空气-燃料比是化学计量的。在一些示例中，在激活DEGR汽缸之前，方法500可包括使用电动马达用于高频消除由燃烧的非DEGR汽缸产生的扭矩与来自非燃烧的DEGR汽缸的扭矩之间的失衡所导致的扭矩脉动。例如，可控制马达以向车辆的传动系供应扭矩，从而提供与先前的和/或随后的点火汽缸实质上类似的扭矩水平。由此，在发动机起动事件期间可减轻噪声、振动和不舒适性。
在此描述的并且在图8中进一步详细描绘的另一个示例中，响应于热起动事件，代替响应于稳定的发动机速度和负载高于限定的阈值的指示而操作非DEGR汽缸，随后激活(一个或多个)DEGR汽缸，可采用另选的方法。在一个示例中，响应于热起动事件，可同时激活非DEGR汽缸和DEGR汽缸两者，同时通过对系统电池充电，发动机负载可快速增加到阈值扭矩需求以上，其中阈值扭矩需求可包括其中专用的EGR量可导致如上所述的燃烧稳定性问题的发动机负载。在这样做时，可避免燃烧稳定性问题，并且在热起动事件期间减少NOx排放。在此类示例中，通过对能量存储装置充电，可将发动机负载维持在阈值扭矩需求以上，直到指示驾驶员需求扭矩高于阈值扭矩需求，在此时，发动机可以以扭矩水平需求操作，而没有提供过量的扭矩以对电池充电，如上面关于图4所描述的。此外，在此类示例中，在同时激活非DEGR汽缸和DEGR汽缸之前，可指示电池SOC是否低于阈值，使得电池能够接受进一步的充电。如果指示电池不能够接受进一步的充电，则该方法可如图5中所描述的那样通过操作非DEGR汽缸，然后激活DEGR汽缸来进行，如上所述。
返回到510，如果确认冷起动条件，则方法500可前进到540。在540处，方法500可包括基于估计的工况操作(一个或多个)非DEGR汽缸，而不操作DEGR汽缸。如上所述，通过致动非DEGR汽缸的气门，并且向非DEGR汽缸供应燃料和火花以进行燃烧，可操作非DEGR汽缸，并且在一些示例中(例如，起动-停止操作)，可操作非DEGR汽缸，使得发动机空气-燃料比比化学计量比更富，以便再生或激活排气排放控制装置。
前进到545，方法500可包括如上所述在加速期段期间监测发动机速度，并且可包括将实际发动机速度与存储在控制器存储器中期望的发动机速度轨迹进行比较。在550处，方法500可包括指示发动机速度是否大于阈值速度，以及发动机速度的变化速率是否小于阈值变化。换句话说，如上所述，可确定发动机速度是否已经达到稳定速度。可另外利用冷却剂温度、环境温度和催化剂温度来确定稳定的发动机工况。如果未达到稳定速度，则方法500可在非DEGR汽缸操作而DEGR汽缸不操作的情况下继续发动机操作，直到发动机速度达到阈值速度，并且速度变化速率小于阈值速率。
如果确定发动机速度已经达到稳定速度，则方法500可前进到555。在555处，方法500包括指示电池荷电状态(SOC)是否大于阈值荷电水平。作为一个示例，阈值荷电水平可被定义为其中电池不能够接受进一步的充电的电池SOC，如上面关于图4所描述的。如果在555处指示电池SOC不大于阈值荷电水平，则方法500可前进到560。在560处，方法500可包括在发动机输出扭矩高于阈值的情况下经由非DEGR气缸操作未供以燃料的发动机，其中发动机输出扭矩阈值可以是发动机输出扭矩的预定阈值水平。在一个示例中，发动机输出扭矩的水平可包括其中专用的EGR不导致燃烧稳定性问题的扭矩水平。因此，系统电池可通过大于需求扭矩的发动机输出扭矩来充电，并且可包括操作发电机，该发电机耦接到电池。如上所述，在操作非DEGR汽缸期间，为降低噪声、振动和不舒适性，电动马达可用于高频消除由燃烧的非DEGR汽缸以及非燃烧的DEGR汽缸产生的扭矩之间的失衡所导致的扭矩脉动。由此，可控制马达以向车辆的传动系供应扭矩，从而提供与先前的和/或随后的点火汽缸实质上类似的扭矩水平。
响应于将发动机输出扭矩增加到阈值水平，方法500可前进到565，在565处，方法500包括激活DEGR汽缸。通过致动进气门/排气门并且向汽缸供应燃料和火花以进行燃烧，可激活DEGR汽缸，并且可调节到(一个或多个)DEGR汽缸和非DEGR汽缸的燃料，使得发动机空气-燃料比为化学计量的。通过在发动机输出扭矩处于或高于阈值水平时激活DEGR汽缸，可避免在冷起动事件期间的燃烧稳定性问题。
方法500可以以高于阈值水平的输出扭矩继续操作发动机，同时对系统电池充电，直到驾驶员需求的发动机扭矩达到或超过发动机输出扭矩阈值水平。因此，在570处，方法500可包括指示驾驶员需求的发动机扭矩是否等于或大于阈值水平。如果在570处指示驾驶员需求的发动机扭矩不等于或不大于阈值水平，则方法500可前进到575，在575处，方法500包括维持以高于阈值的发动机输出扭矩操作发动机，其中过量扭矩用于对系统电池充电，如上所述。在570处，如果发动机扭矩需求等于或大于阈值水平，则方法500可前进到580。在580处，方法500可包括恢复默认发动机工况。例如，如上所述，响应于发动机扭矩需求增加到阈值水平以上，发动机可在扭矩水平需求下操作，其中非DEGR汽缸和DEGR汽缸两者均被激活，同时没有提供任何过量扭矩来对电池充电。
虽然在方法500中没有明确指出，但是应当理解，在将发动机扭矩增加到阈值以上并且用过量扭矩对电池充电后，接着激活DEGR汽缸之后，如果电池SOC增加到其中电池不能接受进一步充电的阈值以上，则过量扭矩发动机输出扭矩可中断并且DEGR阀停用。在此情况下，发动机可在没有DEGR的情况下继续操作，直到驾驶员需求的发动机扭矩增加到其中DEGR并不负面地影响燃烧稳定性的阈值以上。
因此，返回到555，如果继指示发动机速度已经达到稳定速度之后指示电池SOC高于阈值水平，则方法500可前进到585，并且可包括维持DEGR汽缸停用，并且使用非EFRG汽缸操作供以燃料的发动机，直到驾驶员需求扭矩增加到其中DEGR不负面地影响燃烧稳定性的阈值以上，因此方法500可前进到590，并且可包括激活DEGR汽缸并恢复默认发动机工况。
在此描述的并且在图8中进一步详细描绘的另一个示例中，响应于冷起动事件，通过开始燃料供给、提供火花以及激活进气门和排气门，可激活非DEGR汽缸。然而，到DEGR汽缸的燃料可被切断，同时DEGR汽缸上的进气门和排气门可被激活。在此类示例冷起动条件下，排放控制装置中的催化剂材料会不处于以便充分处理排气排放物的足够的温度(例如，起燃温度)下。由此，可期望快速升高催化剂材料的温度，因此减少耦接到非DEGR汽缸的一种或多种催化剂的起燃时间。通过激活非DEGR汽缸，并且激活DEGR汽缸上的进气门和排气门，同时禁用到DEGR汽缸的燃料供给，可将空气导引到非DEGR汽缸的进气管，从而导致稀(lean)化学计量比的排气。在稀化学计量比的排气的情况下，排气中的过量氧可全部用于点燃催化剂。此外，在此类示例冷起动事件期间，对非DEGR汽缸的点火可延迟，这可导致行进到催化剂材料的排气的温度的增加。由此，通过经由操作DEGR汽缸作为空气泵以将空气导引到非DEGR汽缸的进气管并延迟对非DEGR汽缸的点火来操作稀化学计量比的发动机，可减少催化剂起燃时间，这可因此减少冷起动事件期间的不期望的排放。
在此类示例冷起动事件期间，可例如经由一种或多种催化剂的直接温度测量、经由耦接到发动机的冷却剂的温度，和/或经由基于发动机的负载或发动机的速度确定排气温度来监测催化剂的温度。在一个示例中，响应于一种或多种催化剂的温度高于催化活性所需的预定阈值温度的指示，并且进一步响应于发动机速度大于阈值速度并且已经达到稳定速度的指示，可启动到DEGR汽缸的燃料供给和火花。在此类示例中，如果在指示催化剂高于预定阈值时驾驶员需求的发动机扭矩低于发动机输出扭矩阈值水平，则可确定电池荷电状态(SOC)是否大于阈值水平，其中阈值荷电水平可包括电池不能够接受进一步充电的条件，如上所述。如果电池SOC不大于阈值荷电水平，则可通过向发动机施加负扭矩并且对系统电池充电，将发动机输出扭矩增加到发动机输出扭矩阈值以上。通过对系统电池充电，发动机可以以发动机输出扭矩阈值水平操作，直到指示驾驶员需求的发动机扭矩等于或大于发动机输出扭矩阈值。响应于驾驶员需求的发动机扭矩等于或超过发动机输出扭矩阈值，可恢复默认发动机工况。例如，如上所述，发动机可在扭矩水平需求下操作，其中非DEGR汽缸和DEGR汽缸均被激活，同时没有提供任何过量的扭矩来对电池充电。
然而，在其中电池SOC大于阈值荷电水平的条件下，其中一种或多种催化剂的温度高于催化活性所需的预定阈值温度，而驾驶员需求的发动机扭矩低于发动机输出扭矩阈值，到DEGR的燃料供给和火花可维持关闭，并且可停用DEGR汽缸上的进气门和排气门。例如，进气门和排气门的停用可包括将DEGR汽缸上的进气门和排气门两者均配置为闭合构造。在此类示例条件下，关闭进气门和排气门可防止空气被导引到非DEGR汽缸的进气管，并且可因此防止催化剂的过热。由此，响应于驾驶员需求的发动机扭矩等于或超过发动机输出扭矩阈值的指示，可恢复默认发动机工况。例如，如上所述，发动机可在扭矩水平需求下操作，其中非DEGR汽缸和DEGR汽缸两者均被激活。现在转到图6，示出用于响应于松开加速器踏板事件操作混合动力车辆发动机的高级示例方法600的流程图，其中发动机包括一个或多个专用的EGR汽缸。更具体地，方法600从方法400继续，并且可用于在不需要发动机操作且不管能量存储装置的荷电状态是否大于或小于预定量的情况下，响应于松开加速器踏板事件快速关闭发动机。以这种方式，可避免在松开加速器踏板事件期间发生并且可导致燃烧不稳定性的快速上升的EGR百分比。将参考本文描述的并且在图1至图3中示出的系统来描述方法600，但是应当理解，在不偏离本公开的范围的情况下，可将类似的方法应用到其他系统。方法600可通过控制器(诸如图1中的控制器12)实施，并且可作为非暂时性存储器中的可执行指令存储在控制器处。基于存储在控制器的存储器上的指令，并且结合从发动机系统的传感器(诸如上面参考图1至图3所描述的传感器)接收的信号，可通过控制器执行用于实施方法600和包括在本文中的其余方法的指令。根据下面的方法，控制器可采用燃料系统致动器，诸如燃料喷射器(例如，66)、火花塞(例如92)等。
方法600在602处开始，并且包括指示是否需要发动机操作。如上所述，如果车辆操作者已经请求乘客的加热或空气调节，则可需要发动机操作。如果需要发动机操作，则方法600可前进到图7中所描绘的方法700，并且可包括关闭用于(一个或多个)DEGR汽缸的燃料喷射器，如在其中进一步详细描述的。另选地，如果在602没有指示需要发动机操作，则方法600可前进到604。
方法600的其余部分可以与上面关于方法400的步骤420-428所描述的类似的方式进行。为避免冗余，在此将简要地重复所述步骤。但是，应当理解，从方法600中的604开始的每个步骤可包括方法400的关于步骤420-428的所有方面。进一步地，可强调的是，响应于松开加速器踏板事件，如下面进一步详细描述的，方法600可直接前进到禁用到发动机的燃料，而不使发动机扭矩增加到扭矩需求以上且不对电池充电，即使电池SOC低于阈值，如关于图4中的方法400所描述的。通过直接前进到关闭发动机，可避免在松开加速器踏板事件期间可发生的由于EGR的快速百分比增加而引起的燃烧稳定性问题。
因此，在604处，方法600包括禁用发动机燃料供给，其可包括停止到发动机汽缸的燃料喷射，以及中断火花。此外，可操作混合动力车辆系统的马达/发电机，使得可使用马达扭矩推进车辆。前进到606，通过在进气通道中的进气节气门完全打开的情况下经由马达发电机未供以燃料地旋转发动机，可加快进气歧管中的剩余EGR的清除。未供以燃料地旋转发动机可包括使用来自系统电池的电能来操作马达/发电机。在一个示例中，发动机可以以基于关闭燃料喷射器之前的发动机速度的发动机速度未供以燃料地旋转。另一个示例可包括，发电机以禁用燃料喷射器前一刻正在旋转的发动机的发动机速度的分数未供以燃料地旋转发动机。另选地，所选的速度可以是对于发动机和变速器两者都有效的速度。其他示例可包括以基于车辆速度的速度，或者基于车辆速度和行星齿轮变速器的旋转部件的旋转速度的组合的速度未供以燃料地旋转发动机。其他示例可包括以对应于发动机的最小起动转动速度的发动机速度未供以燃料地旋转发动机，以允许发动机在驾驶员改变想法操作的情况下快速重新起动(例如，松开加速器踏板，随后紧接着是踩加速器踏板)。例如，如上所述，响应于操作者改变想法的指示，控制器可开始为发动机供以燃料并且从起动转动速度加快旋转发动机，以便满足操作者扭矩需求。在其他示例中，发动机可以以允许尽可能快地清除EGR并且可基于松开加速器踏板事件时的进气EGR水平的发动机速度未供以燃料地旋转。最后，代替连续旋转，发动机可间歇地未供以燃料地旋转。在上述示例的每个中，可调节马达/发电机设置以使发动机能够以所选的发动机速度旋转。在一些实施例中，可操作马达和电动机中的每个，从而以所选的速度旋转发动机，而在其他实施例中，可仅需要操作发电机。
在608处，方法600包括指示EGR是否已经从发动机进气歧管充分地清除。如上所述，EGR是否已经充分清除可包括指示进气中的EGR是否低于阈值，并且可基于进气氧传感器(例如，24)。
如果EGR不低于阈值，则控制器可继续经由马达/发电机未供以燃料地旋转发动机，直到EGR被充分地清除。如果EGR低于阈值，则在610处，程序包括使发动机旋转至静止。例如，发动机可经由马达旋转至静止，并且此后发动机可维持关闭，直到满足发动机重新起动条件。同时，可使用马达扭矩继续推进车辆。由此，这允许重新设置EGR率(例如，设置为零)，使得当重新起动发动机时，燃烧稳定性问题可不会由于发动机进气中的残余EGR而加剧。
继续到612，如上所述，响应于电池SOC低于阈值荷电水平、加热或空气调节的请求、扭矩需求大于阈值量等，可满足重新起动条件。如上所述，如果在经由马达扭矩推进车辆期间，响应于电池的荷电状态超过阈值荷电水平(例如，预定值或第二阈值SOC)的指示，则重新起动条件可包括中止来自电池(或其他能量存储装置)的车辆推进，并且恢复对将排气再循环到剩余汽缸的一个或多个汽缸的燃料供给，同时通过根据图4中所描绘的且在图5和图8中进一步描述的方法对系统电池充电，可将发动机负载快速地增加到阈值扭矩需求之上。
如果不满足发动机重新起动条件，则方法600可包括维持车辆操作状态，其可包括经由马达扭矩继续推进车辆，或者如果在某一时刻检测到车辆关闭事件，则在车辆关闭条件期间维持发动机关闭，直到满足发动机重新起动条件。
如果在612处满足重新起动条件，则方法600可前进到图5中所描绘的方法500，其中可确定发动机重新起动事件是否包括热起动或冷起动事件，其中在重新起动期间的发动机操作可如上所述的那样进行调节。
现在转到图7，示出响应于松开加速器踏板事件，或者发动机扭矩需求低于阈值而操作混合动力车辆的高级示例方法70的流程图，其中发动机包括一个或多个DEGR汽缸。更具体地，方法700可从方法400或方法600继续，并且可包括在需要发动机操作的情况下，响应于松开加速器踏板事件(图6)，或者发动机扭矩需求低于阈值且电池SOC大于阈值(图4)，关闭到一个或多个DEGR汽缸的燃料喷射器。以这种方式，如果需要发动机操作，例如由于对车辆空气调节或加热的车辆操作者请求，可维持发动机操作，同时可禁用到一个或多个DEGR汽缸的燃料供应，从而减轻与一个或多个DEGR汽缸的连续操作相关联的潜在的燃烧不稳定性问题。将参考本文描述的并且在图1至图3中示出的系统来描述方法700，但是应当理解，在不偏离本公开的范围的情况下，可将类似的方法应用到其他系统。方法700可通过控制器(诸如图1中的控制器12)实施，并且可作为非暂时性存储器中的可执行指令存储在控制器处。基于存储在控制器的存储器上的指令，并且结合从发动机系统的传感器(诸如上面参考图1至图3所描述的传感器)接收的信号，可通过控制器执行用于实施方法700和包括在本文中的其余方法的指令。根据下面的方法，控制器可采用燃料系统致动器，诸如燃料喷射器(例如，66)、火花塞(例如，92)等。
方法700在705处开始，并且包括停止到(一个或多个)DEGR汽缸的燃料供应。例如，控制器可以发信号通知燃料喷射器致动器移动到期望的位置，以便停止到DEGR汽缸的燃料供应。因此，燃料喷射器致动器可移动到期望位置，并且可停止到DEGR汽缸的燃料供应。此外，可禁用到DEGR汽缸的火花。在DEGR汽缸停用的情况下，进行燃烧的汽缸中产生的扭矩与停用的汽缸的扭矩之间的失衡可导致发动机振动和不舒适性增加。车辆操作者可经历此类振动和不舒适性，并且从而降低车辆驾驶感觉。为降低噪声、振动和不舒适性(NVH)，可在719处经由马达/发电机增加发动机速度，并且在715处，可以在没有燃料的情况下操作DEGR汽缸。在720处，方法700可包括使用电动马达用于高频消除由燃烧的非DEGR汽缸产生的扭矩和来自非燃烧的DEGR汽缸的扭矩之间的失衡所导致的扭矩脉动。例如，可控制马达以向车辆的传动系供应扭矩，从而提供与先前的和/或随后的点火汽缸实质上类似的扭矩水平。通过在停止到DEGR汽缸的燃料之后操作DEGR汽缸，通过进气节气门供应到进气装置的新鲜空气可被泵送通过DEGR汽缸。EGR系统中的新鲜空气可置换(displace)进气歧管中的EGR。由此，可将EGR从进气系统清除，从而导致进气系统中的EGR率的降低和进气氧浓度的增加。以这种方式，剩余的汽缸可在没有EGR的情况下以化学计量比运行。
前进到725，方法700可包括指示发动机扭矩需求是否小于阈值扭矩需求。例如，如上面关于图4所述，阈值扭矩需求可包括其中专用的EGR量可导致燃烧稳定性问题的发动机负载。在725处，如果发动机扭矩需求不低于阈值扭矩需求，则方法700可前进到730。在730处，方法700可包括指示EGR是否已经从发动机进气歧管充分地清除。例如，如上所述，可确定进气中的EGR(流量、量、浓度、水平等)是否低于阈值，其中阈值可基于在低发动机负载条件下的发动机的EGR容限。在一个示例中，进气氧传感器(例如，24)可用于估计进气中的EGR。如果EGR不低于阈值，则方法700可继续在DEGR汽缸停用的情况下继续操作供以燃料的发动机，以进一步从进气清除EGR。如果EGR不低于阈值但发动机扭矩需求大于阈值，则除使用发动机用于高频消除由于DEGR汽缸的未激活引起的扭矩脉动之外，在车辆操作的辅助模式下，可经由电动马达提供额外的扭矩以推进车辆，如上面关于图4所描述的。另选地，如果EGR低于阈值，则方法700可前进到735，并且可包括响应于发动机扭矩需求增加到阈值以上，恢复默认发动机工况。例如，恢复默认发动机工况可包括激活到停用的DEGR汽缸的燃料供给，并且恢复向DEGR汽缸提供火花。由于扭矩需求大于阈值，并且在供以燃料地操作发动机期间，通过在735处激活DEGR汽缸以恢复默认发动机工况，从进气歧管充分地清除EGR，所以可避免燃烧不稳定性问题。
返回到725，如果指示发动机扭矩需求保持小于阈值，则方法700可前进到740。在740处，方法700可包括指示是否仍然需要发动机操作。在一个示例中，响应于车辆操作者中断对发动机加热或空气调节的请求，可仍然不需要发动机操作。由此，在740处，如果仍然需要发动机操作并且发动机扭矩需求保持在阈值以下，则发动机可继续供以燃料地操作，其中DEGR汽缸停用并且电动马达提供在DEGR汽缸停用情况下的发动机操作引起的扭矩脉动的高频消除。另选地，如果在740处未指示仍然请求发动机操作，则方法700可前进到745。在745处，方法700可包括指示EGR是否已经从发动机进气歧管充分地清除。如上所述，在一个示例中，进气氧传感器可用于估计进气中的EGR，并且可指示进气中的EGR是否低于阈值。如果进气中的EGR不低于阈值，则发动机可在DEGR汽缸停用的情况下继续供以燃料地操作，以充分地从进气清除EGR。另选地，在745处，如果指示进气中的EGR低于阈值，则方法700可前进到750，并且可包括停止到非DEGR发动机汽缸的燃料喷射，以及中断到非DEGR汽缸的火花。此外，在750处，方法700可包括操作混合动力车辆系统的马达/发电机，使得可使用马达扭矩而不是发动机扭矩来推进车辆。通过使用马达扭矩推进车辆，可避免低于阈值扭矩需求的扭矩需求下的燃烧不稳定性问题。前进到755，方法700可包括使发动机旋转至静止。例如，发动机可经由马达旋转至静止，并且此后发动机可维持关闭，直到满足发动机重新起动条件。同时，车辆可使用马达扭矩被继续推进。
前进到760，如上面关于方法400的步骤408所述，响应于电池SOC低于阈值荷电水平、加热或空气调节请求、扭矩需求大于阈值量等，可满足重新起动条件。如上所述，如果在经由马达扭矩推进车辆期间，响应于电池的荷电状态超过阈值荷电水平(例如，预定值或第二阈值SOC)的指示，则重新起动条件可包括中止来自电池(或其他能量存储装置)的车辆推进，并且恢复对将排气再循环到剩余汽缸的一个或多个汽缸的燃料供给，同时通过根据图4中所描绘的且在图5和图8中进一步描述的方法对系统电池充电，可将发动机负载快速地增加到阈值扭矩需求之上。
如果不满足发动机重新起动条件，则方法700可包括维持车辆操作状态，其可包括经由马达扭矩继续推进车辆，或者如果在某一时刻检测到车辆关闭事件，则在车辆关闭条件期间维持发动机关闭，直到满足发动机重新起动条件。
如果在760处满足重新起动条件，则方法700可前进到图5中描绘的方法500，其中可确定发动机重新起动事件是否包括热起动或冷起动事件，其中在重新起动期间的发动机操作可如上所述的那样进行调节。
图8描绘用于使用本文所述的并且参考图4至图7的方法控制混合动力车辆操作的示例时间线800，其中汽缸中的一个或多个包括专用的EGR(DEGR)汽缸。时间线800包括指示车辆发动机速度随时间变化的曲线805。线806表示阈值发动机速度，高于该阈值发动机速度，可在热起动事件期间激活一个或多个DEGR汽缸，或者其中通过向发动机提供负扭矩可经由电动马达/发电机增加发动机负载，使得一个或多个DEGR汽缸可在发动机冷起动事件期间被激活。时间线800进一步包括指示发动机扭矩随时间变化的曲线810。线811表示发动机输出阈值扭矩水平，低于该发动机输出阈值扭矩水平，使用DEGR的发动机操作可导致燃烧稳定性问题。进一步地，与指示实际发动机扭矩的曲线810相比，线812和813指示车辆操作者需求扭矩。在没有具体指示需求发动机扭矩的情况下，应当理解，需求扭矩和实际扭矩相等。线814表示在热起动事件期间的另选的示例发动机扭矩，如下面进一步详细描述的。时间线800进一步包括指示节气门位置随时间变化的曲线815。时间线800进一步包括指示车辆发动机的进气歧管中的百分比EGR随时间变化的曲线820。线821表示阈值百分比EGR，低于该阈值百分比EGR，可指示EGR从进气歧管充分清除，使得可在发动机进气中没有残余EGR的情况下启动未来的发动机重新起动。线821表示在热起动事件期间的另选的示例百分比EGR，如下面进一步详细描述的。时间线800进一步包括指示马达/发电机扭矩随时间变化的曲线825。为简单起见，负的马达/发电机扭矩指示车辆系统电池的充电，其中正的马达/发电机扭矩指示可用于经由车辆动力传动系统推进车辆的扭矩。线826表示在热起动事件期间的另选的示例马达/发电机扭矩，如下面进一步详细描述的。时间线800进一步包括指示车辆电池荷电状态(SOC)随时间变化的曲线830。线831表示阈值SOC，并且可包括电池不能够接受进一步充电的荷电水平。线832表示第二阈值SOC，其中在响应于发动机扭矩需求低于发动机输出阈值扭矩水平而经由马达扭矩推进车辆期间，如果SOC达到第二阈值，则可激活发动机，并且可通过根据图4中所描绘的方法对系统电池充电将发动机负载快速地增加到阈值扭矩需求以上。线833表示在热起动事件期间的另选的示例电池SOC，如下面进一步详细描述的。时间线800进一步包括指示车辆中的非DEGR汽缸随时间变化的工作或关闭状态的曲线835，其中工作状态包括非DEGR汽缸被供应有来自一个或多个燃料喷射器的燃料，并且提供火花以启动燃烧的状态。时间线800进一步包括指示随时间变化燃料喷射(和火花)是否被提供到一个或多个专用的EGR汽缸的曲线840。线841表示其中在热起动事件期间将燃料喷射(和火花)提供到一个或多个专用的EGR汽缸的另选的示例，如下面进一步详细描述的。时间线800进一步包括指示车辆发动机的进气歧管中的氧水平随时间变化的曲线845。线846表示可指示EGR从进气歧管被充分地清除的氧水平，其中。线847表示在热起动事件期间的氧水平的另选的示例，如下面进一步详细描述的。时间线800进一步包括指示随时间变化是否请求对车辆舱室加热或空气调节的请求的曲线850。时间线800进一步包括指示随时间变化是否激活在一个或多个专用的EGR汽缸上的进气门和排气门的曲线855。例如，如果阀激活是“关闭”，则应当理解，进气门和排气门被配置为闭合构造。线856表示其中进气门和排气门可在冷起动事件期间被激活的另选的示例。线857表示其中响应于热起动事件可激活进气门和排气门的另选的示例。
应当理解，在时间t0时，车辆未处于在操作中。换句话说，时间t0可表示钥匙关闭(key-off)事件。发动机速度为零(例如，mph)，如由曲线805所指示，并且车辆不通过电池功率推进，如由曲线825所指示。因此，不经由发动机提供扭矩，如由曲线810所指示。当发动机未处于操作中时，由曲线820指示的EGR的百分比低于由线821表示的阈值，从而指示EGR从发动机进气清除。因此，如由进气氧传感器(例如，24)监测的进气氧处于由线846表示的阈值水平，其中阈值指示低于限定的百分比的EGR水平。分别由曲线835和840表示的非DEGR和DEGR汽缸两者均关闭。由曲线830指示的电池SOC低于由线831表示的阈值，从而指示电池可接受进一步的充电。节气门位置接近关闭位置，指示在车辆关闭事件时的节气门位置，节气门位置由曲线815指示。此外，不请求加热和/或空气调节，如由曲线850所指示。
在时间t1时，启动冷起动事件。冷起动事件可包括发动机温度(或发动机冷却剂温度)低于阈值温度(例如，催化剂起燃温度)的指示。因此，通过致动非DEGR汽缸的气门，且通过向非DEGR汽缸供应燃料和火花以进行燃烧，可操作非DEGR汽缸。由此，发动机速度和扭矩增加。进一步地，在时间t1时，到(一个或多个)DEGR汽缸的燃料供给和火花维持关闭。然而，在由线856指示的一些示例中，(一个或多个)DEGR汽缸上的进气门和排气门可以被激活，以便将空气导引到非DEGR汽缸，使得来自非DEGR汽缸的排气为稀化学计量比。在此类示例中，非DEGR汽缸的点火正时可额外地被延迟，以增加排气热。除延迟点火之外，通过在不对DEGR汽缸供给燃料的情况下激活DEGR进气门和排气门，可更快地加热排气催化剂，如上面关于图5所描述的。如上所述，在一些示例中，在激活DEGR汽缸之前，电动马达可用于高频消除由燃烧的非DEGR汽缸产生的扭矩和来自非燃烧的DEGR汽缸的扭矩之间的失衡所导致的扭矩脉动。例如，可控制马达以向车辆的传动系供应扭矩，从而提供与先前的和/或随后的点火汽缸实质上类似的扭矩水平。因此，可减轻发动机启动事件期间的噪声、振动和不舒适性。
在时间t1和t2之间，发动机速度升高到阈值水平以上，并且发动机扭矩相应地增加。到时间t2，指示发动机速度稳定在阈值之上。然而，发动机扭矩保持在响应于使用(一个或多个)DEGR汽缸的发动机操作可导致燃烧稳定性问题的水平。为快速地使发动机在DEGR汽缸工作的情况下操作，在时间t2时，可向发动机施加负的扭矩，如由曲线825所指示，并且可启动到(一个或多个)DEGR汽缸的燃料喷射。在一些示例中，启动到(一个或多个)DEGR汽缸的燃料喷射可包括，响应于可启动到DEGR汽缸的燃料喷射的指示，在汽缸点火顺序中最后启动到DEGR汽缸的燃料喷射。换句话说，响应于向发动机施加负扭矩以增加实际发动机扭矩，到DEGR汽缸的燃料喷射可安排(schedule)为使得DEGR汽缸在汽缸点火顺序中最后被激活。通过向发动机施加负扭矩，发动机可以在发动机输出扭矩处于或高于由线811表示的发动机输出扭矩阈值的情况下进行操作，其中阈值可表示其中专用的EGR不会导致燃烧稳定性问题的发动机输出扭矩的水平。因此，在时间t2和t3之间，由曲线810表示的实际发动机输出扭矩处于发动机输出阈值，而在没有经由马达/发电机向发动机施加负扭矩的情况下，发动机输出扭矩将保持在由线812所指示的发动机输出阈值以下。应当理解，包括时间t2至t3的持续时间可包括“预热”持续时间。为显示预热持续时间的足够细节，如图8中所示，示出了时间t2和t3之间的时间段，但是应当理解，该持续时间可不按比例绘制，并且预热持续时间可包括更短或更长的时间段。当DEGR汽缸被激活时，百分比EGR上升到限定的水平，其中限定的水平可包括基于非DEGR汽缸与DEGR汽缸的比率的百分比EGR。例如，在四缸发动机中，如果汽缸中的一个包括DEGR汽缸，则在所有汽缸均等地操作的情况下，进气歧管中的EGR将为百分之二十五。另外，在向发动机施加负扭矩的情况下，当大于需求扭矩的发动机输出扭矩用于对系统电池充电时，系统电池SOC增加。在一些示例中，对系统电池充电可包括操作车辆发电机，该发电机耦接到系统电池。此外，由于DEGR在时间t2时被激活，所以在时间t2和t3之间，当氧气被排气置换时，指示发动机进气中的氧水平下降，如由曲线845所指示。
在时间t3时，车辆开始加速。由此，当加速踏板被压下时，指示节气门位置打开。因此，指示需求的发动机扭矩增加，如由曲线812所指示。然而，在时间t3和t4之间，当需求的扭矩保持在发动机输出阈值扭矩水平以下时，维持向发动机施加负扭矩，使得实际发动机输出扭矩保持在阈值处，并且过量扭矩继续用来对系统电池充电。
在时间t4时，需求的发动机输出扭矩达到发动机输出扭矩阈值水平。因此，停止到发动机的负扭矩，并且类似地停止电池充电操作。在时间t4和t5之间，当加速踏板被压下到限定的量时，节气门被进一步打开。由此，指示发动机扭矩和发动机速度两者均上升且平稳。非DEGR汽缸和(一个或多个)DEGR汽缸两者均保持激活，并且发动机进气中的百分比EGR和氧水平均保持稳定。
在时间t5时，指示节气门位置开始关闭，这是加速踏板被略微从其压下状态释放的结果。因此，在时间t5和t6之间，随着节气门关闭，发动机速度和发动机扭矩需求的水平下降。在时间t6时，发动机输出扭矩需求的水平穿过阈值，并且由此，(一个或多个)DEGR汽缸的连续操作可导致燃烧稳定性问题。因此，在时间t6时，经由马达向发动机施加负扭矩，以将实际的发动机输出扭矩维持在发动机输出扭矩阈值水平以上，尽管由线813表示的通过驾驶员踏板推断的需求扭矩继续下降到阈值以下。在一些示例中，施加到发动机的负扭矩的量可刚好足以将发动机输出扭矩的水平升高到阈值水平，如本文所描绘的。在其他示例中，施加到发动机的负扭矩的量可包括更大的量，并且在一些情况下可基于电池荷电水平。例如，响应于电池荷电低于阈值，可增加负扭矩，使得可进行电池的附加充电。由此，在时间t6和t7之间，尽管需求扭矩低于发动机输出扭矩阈值，但是通过向发动机施加负扭矩，实际发动机输出扭矩可维持在阈值水平处，使得(一个或多个)DEGR汽缸可维持激活，而没有燃烧稳定性问题。因此，继续使用过量扭矩来对系统电池充电。
在时间t7时，电池SOC达到由线831表示的电池不可以接受进一步充电的水平。然而，发动机扭矩需求保持在发动机输出扭矩阈值以下。当电池SOC已经达到阈值时，通过系统电池的继续充电，发动机扭矩不可以维持在发动机输出阈值水平处或其上。由此，可确定是否需要发动机操作。由于如由曲线850表示的未指示对加热或空气调节的请求，所以未指示需要发动机操作。如果需要发动机操作，则可停止到DEGR汽缸的燃料，并且车辆在燃烧的非DEGR汽缸的情况下进行操作，其中可控制马达用于高频消除由燃烧的非DEGR产生的扭矩和来自非燃烧的DEGR汽缸的扭矩之间的失衡所导致的扭矩脉动，如关于方法700详细描述的。由于未指示需要发动机操作，所以在时间t7时，发动机关闭，其包括停用到非DEGR汽缸和(一个或多个)DEGR汽缸两者的燃料喷射和火花。此外，可激活马达以通过经由车辆动力传动系统向车轮提供正扭矩来经由电池功率推进车辆。
在时间t7和t8之间，在马达可用于推进车辆的同时，马达/发电机可另外地用于旋转未供以燃料且没有火花(DEGR汽缸和非DEGR汽缸两者)的发动机，其中进气门和排气门维持激活。由此，EGR可变成空气，从而使得能够将EGR快速地从发动机进气清除。另外，可命令进气节气门打开，如曲线815所指示。通过在旋转期间完全打开进气节气门，专用的EGR系统和进气系统可清除排气残余物并且补充以新鲜的进气空气。由此，在时间t7和t8之间，指示百分比EGR下降，同时指示进气氧上升。当马达推进车辆，并且发动机经由电池功率未供以燃料地旋转时，在时间t7和t8之间，电池SOC减小。
在时间t8时，指示发动机进气中的氧水平达到由线846表示的阈值水平，并且由此，可指示发动机进气中的百分比EGR类似地达到由线821表示的阈值水平。由此，可在时间t8时指示从发动机进气充分清除了EGR。通过从空气进气和EGR系统清除排气残余物，可减少或避免与发动机的随后重新起动相关联的燃烧稳定性问题。在从进气和EGR系统清除排气残余物的情况下，可中断未供以燃料地旋转发动机。因此，在时间t8和t9之间，发动机可旋转至静止，并且可命令节气门到默认位置。可经由电池功率由马达继续推进车辆。由此，电池SOC可继续减小。然而，由于未指示电池SOC达到由线832表示的第二阈值SOC，所以车辆继续经由马达扭矩来推进，而不是激活发动机并且通过对系统电池充电将发动机负载快速地增加到阈值扭矩需求以上，以减轻燃烧不稳定性。
在时间t9时，指示车辆停止，如由马达扭矩停止推进车辆所指示。在一些示例中，停止可指示再供以燃料事件。在其他示例中，车辆可在交通灯、停车标志等处停止。在该示例中，可另外地理解，车辆可包括起动-停止系统，其中响应于加速的请求，车辆发动机可重新起动。例如，加速的请求可包括车辆操作者释放制动踏板或者通过启动加速踏板的下压。响应于加速请求而启动发动机重新起动的其他示例可包括本领域中公知的任何示例。由此，在时间t10时，可启动热起动事件，由于发动机最近关闭并且因此应当理解，发动机温度和/或发动机冷却剂温度可保持在阈值水平以上。
在时间t10和t13之间，响应于热起动事件来控制车辆操作的两个示例。一个示例由实线表示，且另选的第二示例由虚线表示，如下面进一步详细描述的。在仅有实线的情况下，实线表示两个示例。为简化描述，将首先全面详细描述第一示例，并且随后将描述第二示例。
在第一示例中，在时间t10时，激活非DEGR汽缸，如由曲线835所指示，并且(一个或多个)DEGR汽缸保持关闭。在时间t10和t11之间，发动机速度升高到阈值水平以上，并且发动机扭矩相应地增加。到时间t11，指示发动机速度稳定在阈值之上。当发动机起动事件包括热起动事件时，不启动预热阶段。在时间t11时，指示节气门位置打开，其为加速踏板被压下的结果。当车辆由发动机向前推进时，发动机速度和扭矩增加。在非DEGR汽缸正在燃烧且DEGR汽缸不燃烧的时间段期间，马达/发电机可用于高频消除由非DEGR汽缸和(一个或多个)DEGR汽缸产生的扭矩之间的失衡所造成的扭矩脉动，如上所述。在时间t12时，发动机扭矩上升到其中专用的EGR不是燃烧稳定性的问题的阈值水平，并且在发动机速度高于阈值水平的情况下，启动到(一个或多个)DEGR汽缸的燃料喷射。因此，在时间t12和t13之间，发动机进气中的百分比EGR上升并稳定，同时发动机进气中的进气氧下降并且类似地稳定。当车辆经由发动机来推进时，电池SOC不改变，并且不通过马达提供扭矩。发动机速度和发动机扭矩基于驾驶员需求根据节气门位置而波动。
返回到时间t10，在另选的第二示例中，非DEGR汽缸可被激活，并且(一个或多个)DEGR汽缸可同时被激活，如由虚线841所指示。在时间t10时开始对(一个或多个)DEGR汽缸供以燃料(和火花)的情况下，可另外地激活DEGR汽缸上的进气门和排气门，如由虚线857所指示。在此类另选的示例中，可施加负扭矩到发动机，如由虚线826所指示，以快速地将实际发动机扭矩增加到由虚线814所指示的发动机输出阈值扭矩。百分比EGR在时间t10时开始上升，如由虚线821所指示，过量的发动机扭矩被施加到电池，如由虚线833所指示，并且进气歧管中的氧开始下降，如由虚线847所指示。
在时间t10和t12之间，百分比EGR上升并稳定，进气歧管中的氧水平下降并稳定，并且电池SOC增加。在时间t12时，发动机扭矩需求达到其中专用的EGR不是燃烧稳定性的问题的阈值水平，并且因此发动机可在扭矩水平需求下操作，同时没有提供过量扭矩对电池充电。因此，在时刻t12和t13之间，车辆经由发动机被推进，电池SOC不改变，并且不通过马达提供扭矩。发动机速度和发动机扭矩基于驾驶员需求根据节气门位置而波动。
以这种方式，响应于其中使用专用的EGR的关键缺点包括燃烧稳定性问题的轻发动机负载，所述燃烧稳定性问题可通过本文描述的系统和方法减轻，从而能够在轻的发动机负载下继续使用EGR。重要的是，继续使用EGR可减少在轻负载下的发动机操作期间的NOx排放。例如，增加车辆发动机功率输出，且使用过量扭矩对车载能量存储装置充电使得能够维持来自一个或多个专用的EGR汽缸的EGR，同时避免燃烧稳定性问题并且保持NOx水平为低。
技术效果是将发动机操作维持在其中专用的EGR不会导致燃烧稳定性问题的水平，甚至在轻发动机负载下的连续操作期间。通过将(一个或多个)专用的EGR汽缸的使用与能够存储和使用车载能量存储装置中的能量的车辆组合来实现此效果。此类车辆不限于混合动力电动车辆，而是可包括能够捕获和利用车载存储装置中的能量的任何车辆。除电池之外的能量存储装置的一些示例可包括机械飞轮存储装置或液压压力蓄积器。通过将专用的EGR的使用与能够存储和使用车载存储装置中的能量的车辆组合，可使用低成本硬件实现使用专用的EGR的燃料经济性优点，同时减少NOx排放。
本文所描述的且参考图1至图3的系统，连同本文所描述的且参考图4至图7的方法可实现一个或多个系统和一种或多种方法。在一个示例中，一种方法包括将来自发动机的一个或多个汽缸的排气再循环到剩余汽缸，而不控制再循环的排气的量；将发动机的功率输出控制到期望功率；并且在发动机的轻负载下，将功率增加到超过期望功率，且对车载能量存储装置再充电以将功率减小到期望功率，同时维持再循环的排气的量。在方法的第一示例中，该方法进一步包括，其中期望功率包括期望的车轮功率或期望的发动机空转速度；并且其中车载能量存储装置包括电池、机械飞轮存储装置或液压压力蓄积器中的一个或多个。方法的第二示例任选地包括第一示例，并且进一步包括，其中发动机的轻负载包括扭矩需求低于发动机输出扭矩阈值，其中在不控制再循环的排气的量的情况下，将来自发动机的一个或多个汽缸的排气再循环到剩余汽缸导致燃烧不稳定性；其中发动机输出扭矩阈值比松开加速器踏板事件扭矩水平大一预定量；其中轻负载进一步包括扭矩需求低于发动机输出扭矩阈值但大于松开加速器踏板事件扭矩水平；并且其中松开加速器踏板事件包括车辆的制动、车辆的加速踏板的提离或制动和加速踏板的提离的组合中的一个或多个。方法的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的任何一个或多个或者每个，并且进一步包括，响应于发动机的轻负载和能量存储装置的能量存储容量大于预定量，或者响应于松开加速器踏板事件：停止到将排气再循环到发动机的进气歧管和剩余汽缸的一个或多个发动机汽缸的燃料喷射，并且停止到剩余汽缸的燃料喷射；以及经由来自能量存储装置的能量推进车辆；其中能量存储装置的能量存储容量大于预定量包括，其中能量存储装置不能够接受进一步能量存储的存储容量水平。方法的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的任何一个或多个或者每个，并且进一步包括，其中停止到将排气再循环到进气歧管和剩余发动机汽缸的一个或多个发动机汽缸的燃料喷射并且停止到剩余发动机汽缸的燃料喷射进一步包括：操作能量存储装置以未供以燃料地旋转发动机，从而从进气歧管清除残余排气，并且用新鲜的进气空气补充进气歧管；其中供应到进气歧管的空气通过进气节气门调整，并且其中未供以燃料地旋转发动机期间命令进气节气门打开；以及响应于进气歧管中的残余排气低于阈值水平的指示：经由车载能量存储装置将发动机旋转至静止。方法的第五示例任选地包括第一示例至第四示例中的任何一个或多个或者每个，并且进一步包括，其中停止到将排气再循环到进气歧管和剩余发动机汽缸的一个或多个发动机汽缸的燃料喷射并且停止到剩余发动机汽缸的燃料喷射进一步包括：指示不需要发动机操作；其中需要发动机操作包括对车辆舱室加热或车辆舱室空气调节的请求。方法的第六示例任选地包括第一示例至第五示例中的任何一个或多个或者每个，并且进一步包括，其中响应于在能量存储装置的能量存储容量大于预定量的发动机的轻负载期间或者松开加速器踏板事件期间需要发动机操作的指示，：停止到将排气再循环到剩余发动机汽缸的一个或多个发动机汽缸的燃料喷射，使得将排气再循环到剩余汽缸的一个或多个发动机汽缸使用空气进行操作；操作车载能量存储装置，以将发动机速度增加到预定的阈值发动机速度；以及操作车载能量存储装置，以消除由燃烧的汽缸和非燃烧的汽缸产生的扭矩之间的失衡所造成的扭矩脉动；其中消除扭矩脉动包括向车辆的传动系供应扭矩，以提供与先前和/或随后的燃烧的汽缸实质上类似的扭矩水平。方法的第七示例任选地包括第一示例至第六示例中的任何一个或多个或者每个，并且进一步包括，继使发动机旋转至静止之后，并且响应于发动机重新起动事件：指示重新起动事件是否包括冷起动事件，其中冷起动事件包括发动机温度或发动机冷却剂温度低于阈值温度。该方法的第八示例任选地包括第一示例至第七示例中的任何一个或多个或者每个，并且进一步包括，其中响应于发动机重新起动事件不包括冷起动事件的指示：同时开始到不将排气再循环到进气歧管的剩余发动机汽缸，以及到将排气再循环到进气歧管的一个或多个发动机汽缸的燃料喷射；以及将发动机扭矩增加到至少发动机输出扭矩阈值，并且对能量存储装置再充电；其中能量存储装置的能量存储容量被指示为小于预定量。方法的第九示例任选地包括第一示例至第八示例中的任何一个或多个或者每个，并且进一步包括，其中响应于发动机重新起动事件不包括冷起动事件的指示：通过开始对不将排气再循环到进气歧管的剩余发动机汽缸的燃料喷射并且不开始到将排气再循环到进气歧管的一个或多个发动机汽缸的燃料喷射，激活发动机；监测发动机速度；以及响应于发动机速度达到阈值发动机速度，其中发动机速度的变化速率进一步被指示为小于阈值变化速率：维持激活不将排气再循环到进气歧管的剩余发动机汽缸，并且开始到将排气再循环到进气歧管的一个或多个发动机汽缸的燃料喷射；其中开始到将排气再循环到进气歧管的一个或多个发动机汽缸的燃料喷射进一步包括发动机扭矩需求大于发动机输出扭矩阈值的指示。方法的第十示例任选地包括第一示例至第九示例中的任何一个或多个或者每个，并且进一步包括，其中响应于发动机重新起动事件包括冷起动事件的指示：通过开始到不将排气再循环到进气歧管的剩余发动机汽缸的燃料喷射，并且不开始到将排气再循环到进气歧管的发动机汽缸的燃料喷射，激活发动机；监测发动机速度；以及响应于发动机速度达到阈值发动机速度，其中发动机速度的变化速率进一步被指示为小于阈值变化速率，并且其中能量存储装置的能量存储容量被指示为小于预定量：将发动机扭矩增加到至少发动机输出扭矩阈值，对车载能量存储装置再充电；以及开始到将排气再循环到进气歧管的发动机汽缸的燃料喷射。方法的第十一示例任选地包括第一示例至第十示例中的任何一个或多个或者每个，并且进一步包括，响应于期望发动机扭矩等于或大于发动机输出扭矩阈值的指示：维持激活不将排气再循环到进气歧管的剩余发动机汽缸，并且维持激活将排气再循环到进气歧管的发动机汽缸；以及在期望的发动机扭矩下操作发动机。
方法的另一个示例包括将来自发动机的一个或多个汽缸的排气再循环到发动机的进气歧管和剩余的汽缸，而不控制再循环的排气的量；将发动机的功率输出控制到期望功率，从而以期望的速度推进由发动机驱动的机动车辆；以及当发动机负载小于预选负载时，并且当能量存储装置的荷电状态小于预定量时，将功率增加到超过期望功率，并且对能量存储装置再充电以将功率减小到期望功率，同时维持再循环的排气的量，所述能量存储装置包括电池、机械飞轮存储装置或液压压力蓄积器中的一个或多个；以及当发动机负载小于预选负载时，并且当能量存储装置的荷电状态大于预定量时，至少部分地通过来自能量存储装置的能量推进车辆。在方法的第一示例中，该方法进一步包括，当发动机负载小于预选负载时，并且当能量存储装置的荷电状态大于预定量时，停止对将排气再循环到剩余汽缸的至少一个或多个发动机汽缸的燃料供给。方法的第二示例任选地包括第一示例，并且进一步包括，当能量存储装置的荷电状态超过预定值时，中止来自能量存储装置的车辆推进，并且恢复对将排气再循环到剩余汽缸的一个或多个汽缸的燃料供给。方法的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的任何一个或多个或者每个，并且进一步包括，其中在将来自发动机的一个或多个汽缸的排气再循环到剩余汽缸期间，低于预选负载的发动机负载导致燃烧不稳定性；其中预选负载比松开加速器踏板事件负载大预定量，松开加速器踏板事件包括车辆的制动、车辆的加速踏板的提离或制动和加速踏板的提离的组合中的一个或多个；并且其中松开加速器踏板事件包括关闭将排气再循环到剩余汽缸的至少一个或多个汽缸，并且至少部分地通过来自能量存储装置的能量推进车辆，而不管能量存储器装置的荷电状态是否大于或小于预定量。方法的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的任何一个或多个或者每个，并且进一步包括，指示是否需要发动机操作，其中所需的发动机操作包括对车辆舱室加热或空气调节的请求；在其中能量存储装置的荷电状态大于预定量并且发动机负载低于预选负载但大于松开加速器踏板事件的条件下，或者响应于松开加速器踏板事件而不管能量存储装置的荷电状态；关闭将排气再循环到剩余汽缸的一个或多个汽缸，且关闭剩余汽缸，并且完全通过来自能量存储装置的能量推进车辆；其中未指示需要发动机操作。方法的第五示例任选地包括第一示例至第四示例中的任何一个或多个或者每个，并且进一步包括，其中指示需要发动机操作；以及响应于其中能量存储装置的荷电状态大于预定量，并且发动机负载低于预选负载但大于松开加速器踏板事件的条件，或者响应于松开加速器踏板事件而不管能量存储装置的荷电状态：停止到将排气再循环到剩余发动机汽缸的一个或多个发动机汽缸的燃料喷射，使得将排气再循环到剩余汽缸的一个或多个发动机汽缸使用空气进行操作；操作所述能量存储装置，以将发动机速度增加到预定的阈值发动机速度；以及操作能量存储装置，以消除由燃烧的汽缸和非燃烧的汽缸产生的扭矩之间的失衡所造成的扭矩脉动；其中消除扭矩脉动包括向车辆的传动系供应扭矩，以提供与先前和/或随后的燃烧的汽缸实质上类似的扭矩水平。该方法的第六示例任选地包括第一示例至第五示例中的任何一个或多个或者每个，并且进一步包括，其中关闭将排气再循环到剩余汽缸的一个或多个汽缸，且关闭剩余汽缸，并且完全通过来自能量存储装置的能量推进车辆进一步包括：操作能量存储装置以未供以燃料地旋转所述发动机，从而从进气歧管清除残余排气，并且用新鲜的进气空气补充进气歧管；其中供应到进气歧管的空气通过进气节气门调整，并且其中在未供以燃料地旋转发动机期间命令进气节气门打开；以及响应于进气歧管中的残余排气低于阈值水平的指示：经由能量存储装置将发动机旋转至静止。
一种用于混合动力车辆的系统的示例包括：发动机，其包括进气通道和排气通道；能量存储装置；车辆车轮，使用来自发动机和来自所述能量存储装置的能量中的一个或多个的扭矩来推进所述车辆车轮；第一组一个或多个汽缸，其将排气导引到排气通道；第二组一个或多个汽缸，其将排气从第二组(一个或多个)汽缸直接导引到发动机的进气歧管；控制器，其将指令存储在非暂时性存储器中，所述指令在被执行时使控制器：将发动机的功率输出控制到期望功率，从而以期望的速度推进由发动机驱动的车辆，并且当发动机负载小于预选负载时且当能量存储装置的荷电状态小于预定量时，将功率增加到超过期望功率，并且对能量存储装置充电以将功率减小到期望功率；以及当发动机负载小于预选负载时，并且当能量存储装置的荷电状态大于预定量时，停止对将排气导引到进气歧管的至少一个或多个汽缸的燃料供给并且至少部分地通过来自能量存储装置的能量推进车辆；其中车载能量存储装置包括电池、机械飞轮存储装置或液压压力蓄积器中的一个或多个。
需注意，包括在本文中的示例控制和估计程序可与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可由包括控制器的控制系统与各种传感器、致动器以及其他发动机硬件组合实施。本文描述的特定程序可表示任何数量的处理策略中的一种或多种，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。由此，所示的各种动作、操作和/或功能可以按所示的顺序执行、并行执行或在一些情况下省略。同样地，处理的次序并非是实现本文所描述的示例实施例的特征和优点所必需的，而是为易于说明和描述提供。根据所使用的具体策略，可重复执行所示的动作、操作和/或功能中的一个或多个。进一步地，所描述的动作、操作和/或功能可图形化地表示待编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中可以通过执行包括与电子控制器结合的各种发动机硬件部件的系统中的指令来实施所描述的动作。
应该理解，本文公开的配置和程序在本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被视为具有限制性意义，因为可能有许多变体。例如，以上技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其他的发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和配置，以及其他特征、功能和/或特性的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
随附权利要求特别指出被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可指“一个”元件或“第一”元件或其等同物。此类权利要求应当被理解为包括一个或多个此类元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类元件。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本权利要求的修正或通过在本申请或相关申请中呈现的新权利要求加以要求保护。此类权利要求，无论是更宽于、更窄于、等于或不同于原始的权利要求范围，仍被视为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种方法，其包括：
将来自发动机的一个或多个汽缸的排气再循环到剩余汽缸，而不控制所述再循环的排气的量；
将所述发动机的功率输出控制到期望功率；以及
在所述发动机的轻负载下，将所述功率增加到超过所述期望功率，并且对车载能量存储装置再充电以将所述功率减小到所述期望功率，同时维持再循环的排气的所述量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述期望功率包括期望的车轮功率或期望的发动机空转速度；以及
其中所述车载能量存储装置包括电池、机械飞轮存储装置或液压压力蓄积器中的一个或多个。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述发动机的轻负载包括扭矩需求低于发动机输出扭矩阈值，其中将来自所述发动机的一个或多个汽缸的排气再循环到所述剩余汽缸而不控制所述再循环排气的所述量导致燃烧不稳定性；
其中所述发动机输出扭矩阈值比松开加速器踏板事件扭矩水平大一预定量；
其中轻负载进一步包括扭矩需求低于所述发动机输出扭矩阈值但大于所述松开加速器踏板事件扭矩水平；以及
其中松开加速器踏板事件包括车辆的制动、所述车辆的加速踏板的提离或制动和所述加速踏板的提离的组合中的一个或多个。
4.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括：
响应于所述发动机的轻负载和所述能量存储装置的能量存储容量大于预定量，或者响应于松开加速器踏板事件：
停止到将排气再循环到所述发动机的进气歧管和所述剩余汽缸的所述一个或多个发动机汽缸的燃料喷射，并且停止到所述剩余汽缸的燃料喷射；以及
经由来自所述能量存储装置的能量推进所述车辆；
其中所述能量存储装置的所述能量存储容量大于所述预定量包括，其中所述能量存储装置不能接受进一步能量存储的存储容量水平。
5.根据权利要求4所述的方法，其中停止到将排气再循环到所述进气歧管和所述剩余发动机汽缸的所述一个或多个发动机汽缸的燃料喷射，并且停止到所述剩余发动机汽缸的燃料喷射进一步包括：
操作所述能量存储装置以未供以燃料地旋转所述发动机，从而从所述进气歧管清除残余排气，并且用新鲜的进气空气补充所述进气歧管；
其中供应到所述进气歧管的空气通过进气节气门调整，并且其中在未供以燃料地旋转所述发动机期间命令所述进气节气门打开；以及
响应于所述进气歧管中的残余排气低于阈值水平的指示：
经由所述车载能量存储装置将所述发动机旋转至静止。
6.根据权利要求4所述的方法，其中停止到将排气再循环到所述进气歧管和所述剩余发动机汽缸的所述一个或多个发动机汽缸的燃料喷射，并且停止到所述剩余发动机汽缸的燃料喷射进一步包括：
指示不需要发动机操作；
其中需要发动机操作包括对车辆舱室加热或车辆舱室空气调节的请求。
7.根据权利要求6所述的方法，其中响应于在所述能量存储装置的所述能量存储容量大于所述预定量的所述发动机的轻负载期间或者响应于松开加速器踏板事件期间需要发动机操作的指示：
停止到将排气再循环到所述剩余发动机汽缸的所述一个或多个发动机汽缸的燃料喷射，使得将排气再循环到所述剩余汽缸的所述一个或多个发动机汽缸使用空气进行操作；
操作所述车载能量存储装置，以将发动机速度增加到预定的阈值发动机速度；以及
操作所述车载能量存储装置，以消除由燃烧的汽缸和非燃烧的汽缸产生的扭矩之间的失衡所造成的扭矩脉动；
其中消除扭矩脉动包括向所述车辆的传动系供应扭矩，以提供与先前和/或随后的燃烧的汽缸实质上类似的扭矩水平。
8.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括继使所述发动机旋转至静止之后，并且响应于发动机重新起动事件：
指示所述重新起动事件是否包括冷起动事件，其中冷起动事件包括发动机温度或发动机冷却剂温度低于阈值温度。
9.根据权利要求8所述的方法，其中响应于所述发动机重新起动事件不包括冷起动事件的指示：
同时开始到不将排气再循环到所述进气歧管的所述剩余发动机汽缸以及到将排气再循环到所述进气歧管的所述一个或多个发动机汽缸的燃料喷射；以及
将发动机扭矩增加到至少所述发动机输出扭矩阈值，并且对所述能量存储装置再充电；
其中所述能量存储装置的所述能量存储容量被指示为小于所述预定量。
10.根据权利要求8所述的方法，其中响应于所述发动机重新起动事件不包括冷起动事件的指示：
通过开始到不将排气再循环到所述进气歧管的所述剩余发动机汽缸的燃料喷射并且不开始到将排气再循环到所述进气歧管的所述一个或多个发动机汽缸的燃料喷射，激活所述发动机；
监测发动机速度；以及
响应于所述发动机速度达到阈值发动机速度，其中发动机速度的变化速率进一步被指示为小于阈值变化速率：
维持激活不将排气再循环到所述进气歧管的所述剩余发动机汽缸，并且开始到将排气再循环到所述进气歧管的所述一个或多个发动机汽缸的燃料喷射；
其中开始到将排气再循环到所述进气歧管的所述一个或多个发动机汽缸的燃料喷射进一步包括发动机扭矩需求大于所述发动机输出扭矩阈值的指示。
11.根据权利要求8所述的方法，其中响应于所述发动机重新起动事件包括冷起动事件的指示：
通过开始到不将排气再循环到所述进气歧管的所述剩余发动机汽缸的燃料喷射，并且不开始到将排气再循环到所述进气歧管的发动机汽缸的燃料喷射，激活所述发动机；
监测发动机速度；以及
响应于所述发动机速度达到阈值发动机速度，其中发动机速度的变化速率进一步被指示为小于阈值变化速率，并且其中所述能量存储装置的所述能量存储容量被指示为小于所述预定量：
将发动机扭矩增加到至少所述发动机输出扭矩阈值，对所述车载能量存储装置再充电；以及
开始到将排气再循环到所述进气歧管的发动机汽缸的燃料喷射。
12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括：
响应于期望的发动机扭矩等于或大于所述发动机输出扭矩阈值的指示：
维持激活不将排气再循环到所述进气歧管的所述剩余发动机汽缸，并且维持激活将排气再循环到所述进气歧管的所述发动机汽缸；以及
在所述期望的发动机扭矩下操作所述发动机。
13.一种方法，其包括：
将来自发动机的一个或多个汽缸的排气再循环到所述发动机的进气歧管和剩余汽缸，而不控制所述再循环的排气的量；
将所述发动机的功率输出控制到期望功率，从而以期望的速度推进由所述发动机驱动的机动车辆；以及
当发动机负载小于预选负载时并且当能量存储装置的荷电状态小于预定量时，将所述功率增加到超过所述期望功率，并且对所述能量存储装置再充电以将所述功率减小到所述期望功率，同时维持再循环的排气的所述量，所述能量存储装置包括电池、机械飞轮存储装置或液压压力蓄积器中的一个或多个；以及
当发动机负载小于所述预选负载时并且当所述能量存储装置的荷电状态大于所述预定量时，至少部分地通过来自所述能量存储装置的能量推进所述车辆。
14.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括，当发动机负载小于所述预选负载时并且当所述能量存储装置的荷电状态大于所述预定量时，停止对将排气再循环到所述剩余汽缸的至少所述一个或多个发动机汽缸的燃料供给。
15.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括，当所述能量存储装置的所述荷电状态超过预定值时，中止来自所述能量存储装置的所述车辆推进，并且恢复对将排气再循环到所述剩余汽缸的所述一个或多个汽缸的燃料供给。
16.根据权利要求13所述的方法，其中在将来自所述发动机的一个或多个汽缸的排气再循环到所述剩余汽缸期间，低于所述预选负载的发动机负载导致燃烧不稳定性；
其中所述预选负载比松开加速器踏板事件负载大预定量，松开加速器踏板事件包括所述车辆的制动、所述车辆的加速踏板的提离或制动和所述加速踏板的提离的组合中的一个或多个；以及
其中松开加速器踏板事件包括关闭将排气再循环到所述剩余汽缸的至少所述一个或多个汽缸，并且至少部分地通过来自所述能量存储装置的能量推进所述车辆，而不管所述能量存储器装置的所述荷电状态是否大于或小于所述预定量。
17.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括：
指示是否需要发动机操作，其中所需的发动机操作包括对车辆舱室加热或空气调节的请求；
在其中所述能量存储装置的所述荷电状态大于所述预定量并且发动机负载低于所述预选负载但大于松开加速器踏板事件的条件下，或者响应于松开加速器踏板事件而不管所述能量存储装置的所述荷电状态；
关闭将排气再循环到所述剩余汽缸的所述一个或多个汽缸且关闭所述剩余汽缸，并且完全通过来自能量存储装置的能量推进所述车辆；
其中未指示需要发动机操作。
18.根据权利要求17所述的方法，其进一步包括：
其中指示需要发动机操作；以及
响应于其中所述能量存储装置的所述荷电状态大于所述预定量并且发动机负载低于所述预选负载但大于松开加速器踏板事件的条件，或者响应于松开加速器踏板事件而不管所述能量存储装置的所述荷电状态：
停止到将排气再循环到所述剩余发动机汽缸的所述一个或多个发动机汽缸的燃料喷射，使得将排气再循环到所述剩余汽缸的所述一个或多个发动机汽缸使用空气进行操作；
操作所述能量存储装置，以将发动机速度增加到预定的阈值发动机速度；以及
操作所述能量存储装置，以消除由燃烧的汽缸和非燃烧的汽缸产生的扭矩之间的失衡所造成的扭矩脉动；
其中消除扭矩脉动包括向所述车辆的传动系供应扭矩，以提供与先前和/或随后的燃烧的汽缸实质上类似的扭矩水平。
19.根据权利要求17所述的方法，其中关闭将排气再循环到所述剩余汽缸的所述一个或多个汽缸且关闭所述剩余汽缸，并且完全通过来自所述能量存储装置的能量推进所述车辆进一步包括：
操作所述能量存储装置以未供以燃料地旋转所述发动机，从而从所述进气歧管清除残余排气，并且用新鲜的进气空气补充所述进气歧管；
其中供应到所述进气歧管的空气通过进气节气门调整，并且其中在未供以燃料地旋转发动机期间命令所述进气节气门打开；以及
响应于所述进气歧管中的残余排气低于阈值水平的指示：
经由所述能量存储装置将所述发动机旋转至静止。
20.一种混合动力车辆系统，其包括：
发动机，其包括进气通道和排气通道；
能量存储装置；
车辆车轮，使用来自所述发动机和来自所述能量存储装置的能量中的一个或多个的扭矩推进所述车辆车轮；
第一组一个或多个汽缸，其将排气导引到排气通道；
第二组一个或多个汽缸，其将排气从所述第二组一个或多个汽缸直接导引到所述发动机的进气歧管；
控制器，其将指令存储在非暂时性存储器中，所述指令在被执行时使所述控制器：
将所述发动机的功率输出控制到期望功率，从而以期望的速度推进由所述发动机驱动的所述车辆，并且当发动机负载小于预选负载时且当所述能量存储装置的荷电状态小于预定量时，将所述功率增加到超过所述期望功率，并且对所述能量存储装置充电以将所述功率减小到所述期望功率；以及
当发动机负载小于所述预选负载时且当所述能量存储装置的荷电状态大于所述预定量时，停止对将排气导引到所述进气歧管的至少所述一个或多个汽缸的燃料供给，并且至少部分地通过来自所述能量存储装置的能量推进所述车辆；
其中所述车载能量存储装置包括电池、机械飞轮存储装置或液压压力蓄积器中的一个或多个。
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