CN110513205A - 用于发动机控制的方法和系统 - Google Patents

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伊姆蒂亚兹·阿里
马里奥·安东尼·桑蒂洛
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Abstract

本公开提供了“用于发动机控制的方法和系统”。提供了用于改进可变排量发动机的燃料效率、监测完成和排气尾管排放的方法和系统。最初在选择为要停用的气缸中禁用燃料加注，同时通过所述气缸将空气泵送到排气后处理催化剂和氧传感器。在所述传感器显示稀响应并且催化剂监测完成之后，还将禁用气缸气门操作以降低泵气损失并且防止排气部件的进一步氧饱和。

Description

用于发动机控制的方法和系统
技术领域
本说明书总体涉及用于控制具有可变排量能力的车辆发动机以提供额外的燃料经济性优点的方法和系统。
背景技术
被称为可变排量发动机(VDE)的一些发动机可以被配置为以变化数量的激活和停用的气缸操作以提高燃料经济性。在其中，可以在由诸如速度/负荷窗口的参数限定的选定状况、以及包括发动机温度的各种其他工况期间禁用发动机的气缸的一部分。通过控制影响气缸燃料加注的多个可选择性停用的燃料喷射器(又被称为减速燃料关断事件或DFSO)，和/或通过控制点火系统以选择性地控制(例如，保留)可停用的气缸的火花，发动机控制系统可以禁用一组选定的气缸，诸如某一气缸组。在一些示例中，发动机控制器可以使接收空气和燃料的气缸，以及被跳过的气缸的身份连续地轮转，并且改变在其中应用特定停用模式的气缸事件的数量。通过跳过对选定气缸的空气和燃料输送，激活的气缸可以在其最佳效率附近操作，从而提高发动机的整体操作效率。通过改变被跳过的气缸的身份和数量，大范围的发动机排量选择是可能的。
通过选择性地停用影响气缸的进气门和/或排气门的操作的多个气缸气门停用器，可以实现燃料经济性的进一步提高。Carlson等人在US 9,790,867中说明了减速气缸切断操作(DCCO)的一个示例。在其中，在不需要发动机扭矩的状况期间，在遵循DCCO进入决策的工作循环中通过停用燃料并禁止空气被泵送通过气缸气门来停用每个气缸。
然而，本文中的发明人已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，DCCO操作可能会直接干扰为了确保排放达标而需要完成的车载诊断(OBD)程序。例如，可以在DFSO事件期间通过利用不带燃料的被泵送通过气缸的空气来诊断排气催化剂和相关联的氧传感器。在其中，对DFSO的稀响应用于指示催化剂和氧传感器正如预期的那样起作用。通常，OBD程序必须进行多次尝试，并且为了使排放能够被视为达标，在行驶周期内必须另外完成多次。气缸气门的停用导致没有空气通过气缸泵送到排气系统，从而使得诊断难以被执行。
发明内容
在一个示例中，上文描述的问题可以通过一种操作具有可选择性停用的气缸的发动机的方法来解决，所述方法包括：响应于降低的扭矩需求，对气缸停用燃料，同时维持气门操作；以及响应于排气催化剂和/或相关联的排气氧传感器诊断的完成而进一步停用气缸的气门操作。以此方式，可以利用DFSO和DCCO两者的优点，而不会危及OBD完成和排放达标率。
作为一个示例，响应于满足气缸停用条件，可以通过禁用燃料(DFSO)和火花输送，同时继续将空气泵送通过气缸进气门和排气门来选择性地停用一个或多个发动机气缸。在启动DFSO之后，可以实行OBD程序以诊断一个或多个排气催化剂和排气氧传感器。例如，可以确定在排气催化剂和排气氧传感器处是否观察到稀响应。在一些示例中，在禁用之前，可以调整气缸燃料加注以对下游氧传感器和催化剂进行增浓处理。然后，在禁用燃料加注之后，发动机控制器可以监测排气部件的浓到稀的转变。在完成监测之后，诸如在下游HEGO传感器和排气催化剂处确认到稀响应之后，可以停用气缸气门。换言之，发动机可以基于排气响应而从DFSO状态转变到DCCO状态。
以此方式，气缸燃料加注和气缸气门操作的停用可以与OBD程序的完成更好地协调配合。在禁用气缸燃料加注之后并在禁用气缸气门操作之前诊断排气催化剂和氧传感器的性能的技术效果是可以实现DFSO操作和DCCO操作两者的燃料经济性优点，而不会危及排放达标率。通过在排气氧传感器处观察到浓到稀的转变之前延迟DCCO操作，可以在行驶周期期间尝试并完成催化剂和传感器监测。总而言之，改进了发动机燃料经济性和排气排放。
应理解，以上发明内容被提供用来以简化形式介绍在具体实施方式中进一步描述的精选概念。这并不意味着表示所要求保护的主题的关键或必要特征，所述主题的范围由跟在具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题并不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实现方式。
附图说明
图1示出了可选择性地停用的示例发动机系统的示意图。
图2示出了包括图1的发动机系统的具有排放控制装置的车辆系统的示意图。
图3示出了高级流程图，其示出了对气缸燃料加注和气门操作的禁用与排气部件诊断程序进行协调的示例方法。
图4示出了气缸停用事件的预示性示例。
具体实施方式
以下描述涉及用于提高发动机的排放达标率的系统和方法，所述发动机配置有可选择性停用的气缸，诸如联接在图2的车辆系统中的图1的发动机系统。发动机控制器可以被配置为执行控制程序，诸如图3的示例程序，以响应于满足气缸停用条件而禁用气缸燃料加注，同时延迟气缸气门停用直到在下游排气部件处观察到稀响应为止。在图4处示出了示例气缸停用事件。以此方式，实现了燃料经济性和排放达标两者。
现转向图1，示出了示例发动机系统100。发动机系统100包括发动机10，所述发动机10具有第一气缸组13和第二气缸组14。在所示的示例中，发动机10为具有两个气缸组的V-8发动机，每个气缸组具有四个气缸15。然而，在替代示例中，发动机可以具有替代配置，诸如替代数量的气缸(例如，V-4、V-6等)，或者气缸的直列布置(例如，I-3、I-4等)。发动机10具有带有进气节气门20的进气歧管17和联接到排放控制系统30的排气歧管18。排放控制系统30包括一种或多种催化剂和空燃比传感器，诸如相对于图2描述的空燃比传感器。发动机10可以多种物质操作，这些物质可以经由燃料系统8输送。作为一个非限制性示例，发动机10可以作为诸如图2的车辆系统的乘用车的推进系统的部分包括在内。
发动机10可以是可变排量发动机(VDE)，从而具有带有可选择性停用的(直接)燃料喷射器66的一个或多个气缸15。在其中，可以通过关闭相应的燃料喷射器并禁用火花输送来停用选定气缸。可以在维持气缸进气门和排气门的操作的同时停用燃料加注，使得空气可以继续被泵送通过气缸。这个过程在本文中可以被称为减速燃料关断(或切断)事件，或简称为DFSO。
在一些示例中，气缸15中的一个或多个还可以配置有可选择性停用的进气门50和可选择性停用的排气门56。在其中，可以通过关闭相应的气缸气门，通过在本文中被称为减速气缸切断事件或简称为DCCO的过程来停用选定气缸。在一个示例中，进气门50和排气门56被配置为用于经由电动的个别气缸气门致动器进行电动气门致动(EVA)。在其他示例中，进气门和排气门可以是凸轮致动的。虽然所示的示例示出了每个气缸具有单个进气门和单个排气门，但是在替代示例中，如图2处所详述，每个气缸可以具有多个可选择性停用的进气门和/或多个可选择性停用的排气门。
在选定状况期间，诸如当不需要发动机的全扭矩能力时，可以选择发动机10的一个或多个气缸进行选择性停用(在本文中又被称为个别气缸停用)。这可以包括选择性地停用第一气缸组13上的一个或多个气缸和/或选择性地停用第二气缸组14上的一个或多个气缸。在气缸组上停用的气缸的数量和身份可以是对称的或不对称的。发动机控制器12可以不断地分析个别气缸，从而基于驾驶员的踏板位置输入和扭矩需求而确定是激活还是停用每个气缸，由此提供被称为跳过点火或滚动VDE(rVDE)操作模式的操作模式。在其他示例中，可以停用整个气缸组或子集。
在停用期间，可以通过首先禁用气缸燃料加注(即，DFSO)，同时允许空气继续被泵送通过停用的气缸来停用选定气缸。除了停止通向停用的气缸的燃料流之外，还可以诸如通过选择性地控制车辆点火系统以仅将点火输送到激活的气缸来停止停用的气缸的火花。当选定气缸被禁用时，剩余的启用或激活的气缸继续进行燃烧，其中燃料喷射器66和气缸气门机构是激活的并且在操作。为了满足扭矩需求，发动机在激活的气缸上产生相同的扭矩量。这需要较高的歧管压力，由此使泵气损失减少并使发动机效率提高。而且，暴露于燃烧的较低有效表面积(仅来自启用的气缸)减少了发动机热损失，从而提高发动机的热效率。
然而，泵送通过停用的气缸的空气中的氧气由于长时间暴露于比化学计量稀的空燃比而导致排放控制装置30的后处理排气催化剂的氧气饱和后续停用。在停用之后，排气催化剂的再生需要空燃比在一定持续时间内变得比化学计量比更浓。这可以降低VDE操作的燃料经济性影响。然而，特别是在实行车载诊断程序的情况下，可以有利地利用空燃比的变化(确切地说是在禁用气缸燃料加注之后到更稀的空燃比的转变)来诊断后处理催化剂和任何相关联的氧传感器。
通过同时停用个别气缸气门机构来实现燃料经济性的进一步提高。在其中，可以经由液压致动的挺杆(例如，联接到气门推杆的挺杆)，经由其中将不具有升程的凸轮凸角用于停用的气门的凸轮廓线切换机构，或经由联接到每个气缸的电致动的气缸气门机构来选择性地停用气缸气门。
关闭个别气缸气门机构(例如，VDE机构)，诸如进气门机构、排气门机构或两者的组合除了会减少气缸泵气损失之外还会减少后处理催化剂的氧饱和。然而，DCCO使得发动机控制器无法安排车载程序来诊断后处理催化剂。如本文参考图3所详述，响应于气缸停用条件，发动机控制器可以启动DFSO操作。然后，控制器可以诸如基于对浓到稀的转变的观测而诊断排气催化剂和任何相关联的后处理排气氧传感器。之后，基于氧传感器响应，可以启动DCCO事件。这使得DFSO和DCCO两者的燃料经济性优点能够被提供，同时还使得OBD测试能够被完成。
可以基于指定的控制算法而停用气缸15以提供特定点火(例如，跳过点火或滚动VDE)模式。更确切地说，选定的“被跳过的”气缸不会被点火，而其他“激活的”气缸被点火。任选地，还可以基于选定工作室的点火顺序或点火历史而调整与选定工作室的选定点火相关联的火花正时。如本文所使用，点火模式或停用模式可以包括停用的气缸相对于剩余的激活的气缸的总数、以及停用的和激活的气缸的身份。点火模式可以进一步指定每个停用的气缸保持停用时的燃烧事件的总数，和/或在模式在其中起作用的发动机循环的数量。发动机控制器12可以如下所述配置有合适的逻辑以用于基于发动机工况而确定气缸停用(或跳过点火)模式。例如，控制器可以基于包括驾驶员扭矩需求的发动机操作参数而选择要应用的期望的进气比，然后选择使得期望的进气比能够被提供的气缸停用模式。如本文所使用，进气比被定义为发生的实际气缸进气事件(例如，气缸点火)的数量除以气缸进气事件机会(例如，全部发动机气缸)的数量。
发动机控制器12可以包括驱动脉冲发生器和定序器，以用于确定基于在当前发动机工况下的期望的发动机输出而提供期望的进气比的气缸模式。例如，驱动脉冲发生器可以使用自适应预测控制来动态地计算驱动脉冲信号，所述驱动脉冲信号指示哪些气缸将被点火以及以哪种间隔来获得期望的输出(即，气缸点火/跳过点火模式)。可以调整气缸点火模式以提供期望的输出，而不会在发动机内产生过多或不适当的振动。因此，可以基于发动机的配置，诸如基于发动机是V形发动机还是直列式发动机、存在于发动机中的发动机气缸的数量等而选择气缸模式。基于选定气缸模式，可以关闭选定气缸的个别气缸气门机构，同时停止通向气缸的燃料流和火花，从而使得期望的进气比能够被提供。
由于给定气缸的最佳效率接近全输出，因此可以选择较低频率的点火事件以减少输出。例如，每隔一个气缸跳过平均会产生一半的动力。此外，可以调整在点火事件之间的间隔以最小化NVH。是否所有气缸都被包括在跳过点火模式中可能取决于期望的全发动机输出的分数，全发动机扭矩输出本身取决于各种条件，诸如凸轮正时、气缸温度等。
以此方式，通过调整个别气缸气门机构和个别气缸燃料喷射器的气缸模式，可以通过更有效地操作更少的气缸来提供期望的发动机输出，从而提高燃料经济性。
发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制系统14控制。控制器12可以从联接到发动机10(且参考图2描述)的传感器16接收各种信号，并且将控制信号发送到联接到发动机和/或车辆(如参考图2所描述)的各种致动器81。各种传感器可以包括例如各种温度传感器、压力传感器和空燃比传感器。此外，控制器12可以从节气门位置传感器接收对节气门位置的指示。
现转向图2，其示意性地示出了可以被包括在车辆系统5的推进系统中的多缸发动机10的一个气缸。在一个示例中，发动机10是图1的可变排量发动机10。可以对先前介绍的部件进行类似地编号。
在一些示例中，车辆系统5可以是具有可用于一个或多个车轮55的多个扭矩源的混合动力车辆。在其他示例中，车辆系统5是仅具有发动机的传统车辆，或是仅具有电机的电动车辆。在所示的示例中，车辆系统5包括发动机10和电机52。电机52可以是马达或马达/发电机。当一个或多个离合器56接合时，发动机10的曲轴140和电机52经由变速器54连接到车轮55。在所示的示例中，第一离合器56设置在曲轴140与电机52之间，并且第二离合器56设置在电机52与变速器54之间。控制器12可以向每个离合器56的致动器发送信号以接合或脱离离合器，以便将曲轴140与电机52和其所连接的部件连接或断开，和/或将电机52与变速器54和其所连接的部件连接或断开。变速器54可以是齿轮箱、行星齿轮系统或另一种类型的变速器。动力传动系统可以通过各种方式配置，所述方式包括并联、串联或混联式混合动力车辆。
电机52从牵引用电池58接收电力以向车轮55提供扭矩。电机52还可以作为发电机操作，以例如在制动操作期间提供电力以对电池58进行充电。
发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制系统，并通过由车辆驾驶员130经由输入装置132实现的输入来控制。在这个示例中，输入装置132包括加速踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室(例如，气缸)15可以包括有活塞138定位在其中的燃烧室壁136。在一些实施例中，气缸15内部的活塞138的表面可以具有碗状物。活塞138可以联接到曲轴140，使得活塞的往复运动被转换成曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由中间变速器系统联接到车辆的至少一个驱动轮。另外，起动机马达(未示出)可以经由飞轮联接到曲轴140以实现发动机10的起动操作。
燃烧室15可以经由进气通道142和144从进气歧管146接收进气，并且可以经由排气歧管148排出燃烧气体。以此方式，进气通道142和144流体地联接到进气歧管146。进气歧管146和排气歧管148可以选择性地经由相应的进气门150和排气门156与燃烧室15连通。在一些实施例中，燃烧室15可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。
进气门150和排气门156可以通过控制器12经由相应的电动可变气门致动器152和154来控制。可替代地，可变气门致动器152和154可以是电动液压的、凸轮致动的或任何其他用于实现气门致动的可想象的机构。在一些状况期间，控制器12可以改变提供到可变气门致动器的信号，以控制相应的进气门和排气门的打开和关闭。进气门150和排气门156的位置可以由相应的气门位置传感器(未示出)确定。在替代实施例中，进气门和排气门中的一个或多个可以由一个或多个凸轮致动，并且可以利用凸轮廓线切换(CPS)系统、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一者或多者来改变气门操作。例如，气缸15可以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的凸轮致动控制的排气门。
燃料喷射器166被示出为直接联接到燃烧室15，以与经由电子驱动器168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到所述燃烧室中。以此方式，燃料喷射器166提供被称为燃料到燃烧室15的直接喷射的燃料喷射。将了解，例如，燃料喷射器可以安装在燃烧室的侧部中或燃烧室的顶部中。
燃料喷射器170被示出为直接联接到进气歧管146，以与经由电子驱动器171从控制器12接收的信号FPW-2的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射到所述进气歧管中。以此方式，燃料喷射器170提供被称为燃料到进气歧管146的进气道喷射的燃料喷射。燃料可以通过可以包括燃料罐、燃料泵和燃料轨的燃料系统8输送到燃料喷射器166和170。将了解，发动机10可以包括进气道燃料喷射和直接喷射中一者或两者。
如前所述，一些发动机实施例可以包括以减速燃料关断(DFSO)模式操作发动机的一个或多个气缸以提高燃料经济性。当发动机在DFSO模式下操作时，发动机在没有燃料喷射的情况下操作，同时发动机继续旋转并将空气泵送通过气缸。确切地说，经由燃料喷射器166和/或燃料喷射器170对一个或多个气缸15进行的燃料喷射被禁用，同时进气可以继续通过气缸经由操作的进气门和排气门从进气歧管通过气缸泵送到排气歧管。DFSO进入条件可以是基于多个车辆和发动机工况。特别地，可以使用车辆速度、车辆加速度、发动机转速、发动机负荷、节气门位置、踏板位置、变速器档位位置和各种其他参数中的一者或多者的组合来确定发动机是否将进入DFSO。在一个示例中，当发动机气缸可以被停用时，诸如当车辆在减速(例如，车辆速度在减小)时，可以满足DFSO进入条件。在另一个示例中，DFSO进入条件(和气缸停用条件)可以是基于低于阈值的发动机转速。在又一个示例中，DFSO进入条件可以是基于低于阈值的发动机负荷和/或减小的发动机负荷。在另一个示例中，DFSO条件可以是基于指示未请求扭矩的加速踏板位置。例如，在驾驶员释放加速踏板(例如，输入装置132)的松踏板期间，可以满足气缸停用和DFSO进入条件。
发动机的一个或多个气缸可以另外在减速气缸切断(DCCO)模式下操作，以进一步将燃料经济性提高到超过并高于在DFSO模式下实现的燃料经济性。当发动机在DCCO模式下操作时，发动机在没有燃料喷射的情况下操作，并且另外，气缸气门被停用以防止空气被泵送通过气缸。气门的关闭会禁止空气流向排气部件，并且不允许来自空气的任何氧气使后处理催化剂饱和。相反，气缸充当空气弹簧，其中进入压缩冲程的大部分能量在随后的放空冲程中恢复。在DCCO模式下，经由燃料喷射器166和/或燃料喷射器170对一个或多个气缸15进行的燃料喷射被禁用，并且可能不允许进气通过气缸经由操作的进气门和排气门从进气歧管通过气缸泵送到排气歧管。DCCO进入条件可能与先前参考DFSO进入条件所论述的进入条件相同。此外，如图3处所详述，在响应于对下游排气氧传感器和排气催化剂的诊断完成而满足气缸停用条件之后，可以启用从DFSO模式到DCCO模式的转变。这允许在禁用燃料之后存在足够的气流用于有待完成的OBD程序，并且在此之后还可以禁止气流通过停用的气缸。
点火系统188可以在选择的操作模式下响应于来自控制器12的火花提前信号SA而经由火花塞192向燃烧室15提供点火火花。尽管示出了火花点火部件，但是在一些实施例中，燃烧室15或发动机10的一个或多个其他燃烧室可以在压缩点火模式下用或不用点火火花来操作。
进气通道144或进气歧管146可以包括具有节流板164的节气门162(在一个示例中其可以是图1的节气门20)。在这个特定示例中，节流板164的位置或节气门开度可以通过控制器12经由提供到节气门162所包括的电动马达或致动器的信号来改变，即通常被称为电子节气门控制(ETC)的配置。以此方式，节气门162可以被操作来在其他发动机气缸之间改变提供到燃烧室15的进气。节流板164的位置可以通过节气门位置信号TP提供到控制器12。进气通道142可以包括用于向控制器12提供MAF信号的质量空气流量传感器122，并且进气歧管146可以包括用于向控制器12提供MAP信号的歧管绝对压力传感器124。
发动机10还可以包括压缩装置，诸如涡轮增压器或机械增压器，所述压缩装置包括沿着进气通道144布置的至少一个压缩机174。对于涡轮增压器，压缩机174可以至少部分地由沿着排气通道158布置的涡轮176(例如，经由轴180)驱动。如果发动机包括机械增压器，则压缩机174可以至少部分地由发动机10和/或电机驱动，并且可以不包括涡轮。压缩装置(例如，涡轮增压器或机械增压器)允许通过控制器12改变提供到发动机的一个或多个气缸的压缩量。
在一些实施例中，发动机10可以包括排气再循环(EGR)系统，所述EGR系统包括用于使排气再循环的低压(LP)EGR和/或高压(HP)EGR通道(未示出)。EGR系统的一个示例包括低压(LP)EGR系统，其中EGR的路线可以被设定为从涡轮增压器的涡轮176的下游到涡轮增压器的压缩机174的上游。在高压(HP)EGR系统中，EGR的路线可以被设定为从涡轮增压器的涡轮176的上游到涡轮增压器的压缩机174通道的下游。在LP和HP EGR系统两者中，提供到进气歧管146的EGR的量可以通过控制器12经由相应的LP EGR阀和HP EGR阀(未示出)来改变。另外，EGR传感器(未示出)可以布置在相应的LP EGR通道和/或HP EGR通道内，并且可以提供对排气的压力、温度和浓度中的一者或多者的指示。可替代地，可以通过基于来自MAF传感器(上游)、MAP(进气歧管)、MAT(歧管气体温度)和曲柄速度传感器的信号的计算值来控制EGR流。另外，可以基于排气氧传感器128和/或进气氧传感器(未示出)而控制EGR流。在一些状况下，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和/或接近于微粒过滤器72的温度。
将了解，在若干实施例中，排气通道158可以包括旁路通道173，所述旁路通道173具有定位在涡轮176上游的入口。被称为废气门阀172的流量控制阀可以设置在旁路通道中。通过调整废气门阀172的位置(例如，开度)，可以控制绕过涡轮176的排气的量。废气门阀的位置可以响应于来自控制器12的信号而经由废气门致动器(未示出，并且所述废气门致动器在本质上可以是液压、气动、电动或机械的)控制。例如，控制器12可以接收增加发动机扭矩的驾驶员请求，并且可以增加增压压力以满足扭矩请求。
类似地，将了解，压缩机174可以包括横越压缩机的再循环通道(未示出)。再循环通道可以用于使(暖的)压缩空气从压缩机出口再循环回到压缩机入口。在一些实施例中，压缩机再循环系统可以可替代地或另外地包括再循环通道，所述再循环通道用于使在增压空气冷却器(未示出)下游的(冷却的)压缩空气从压缩机出口再循环到压缩机入口；或用于将压缩空气消散到大气的压缩机旁路。被称为压缩再循环阀(未示出)的流量控制阀可以被包括在进气通道142与再循环通道之间。取决于废气门阀的位置，可以控制再循环进气的量。
排放控制装置(ECD)70被示出为沿着在排气歧管148的下游且在排气传感器128下游的排气通道158布置。排气传感器128被示出为联接到在排放控制装置(ECD)70上游的排气通道158。排气传感器128可以是用于提供对排气空燃比的指示的任何合适的传感器，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、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。在所示的示例中，排气传感器128被配置为UEGO。
在这个示例中，ECD 70(在本文中又被称为排气后处理系统)包括第一上游催化剂71和第二下游催化剂72。在一个示例中，第一上游催化剂是三元催化转化器(TWC)，但是将了解，在不脱离本公开的范围的情况下可以使用任何类型的催化剂或催化转化器，诸如柴油机氧化催化器(DOC)、选择性催化还原催化剂(SCR)、稀NOx捕集器(LNT)等。第二下游催化剂72可以是微粒过滤器(PF)，但是将了解，过滤器可以是任何类型的微粒过滤器，包括但不限于柴油机微粒过滤器(DPF)或汽油机微粒过滤器(GPF)。在替代示例中，第二催化剂可以是辅助TWC，或涂覆的PF(诸如PF和TWC的组合)。此外，在一些示例中，第一催化剂可以是占据ECD的所有容积的全容积系统，在此情况下可能不存在单独的第二催化剂。
ECD 70还包括下游排气氧传感器，在本文中又被称为催化剂监测传感器(CMS)228，其可以是任何类型的排气传感器，包括氧传感器或HEGO传感器。在所示的示例中，CMS228被配置为HEGO传感器。CMS 228联接在上游催化剂71的下游，并且可以用于在催化剂监测的执行期间评定催化剂的状态，这在满足选定条件时可以包括作为由控制器12执行的车载诊断程序中的一个。特别地，响应于满足减速燃料关断条件，作为HEGO(加热型排气氧)传感器操作的CMS228可以监测离开上游催化剂71的排气的空燃比。在其中，响应于在DFSO期间对燃料而非空气的禁用，到比化学计量稀的空燃比的转变反映出上游催化剂是起作用的。在DFSO期间HEGO处的稀响应还可以用于诊断HEGO传感器。在另外的示例中，可以基于上游传感器(EGO 128)相对于下游传感器(HEGO 228)的输出而诊断上游催化剂71。同样地，可以通过将下游HEGO传感器与上游EGO传感器的输出进行比较来诊断HEGO传感器228。如上所述，在禁用气缸燃料加注之后并在确认到已对CMS和TWC作出诊断之后，发动机控制器可以继续禁用气缸气门以在低负荷状况期间提高燃料经济性。
控制器12(其可以包括图1的控制器12)在图2中被示出为微型计算机，所述微型计算机包括微处理器106、输入/输出端口108、用于可执行程序和校准值的在这个特定示例中被示出为只读存储器110、随机存取存储器112、保活存储器114的电子存储介质(例如，计算机可读电子存储介质)以及数据总线。存储介质只读存储器110可以编程有表示指令的计算机可读数据，所述指令可由微处理器单元106执行以执行本文描述的方法、以及预期的但未被具体列出的其他变型。如上所述，图2示出了多缸发动机的一个气缸，并且将了解，每个气缸可以类似地包括其自身的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。
除了先前论述的那些信号之外，控制器12还可以从联接到发动机10的传感器接收各种信号，包括来自踏板位置传感器134的驾驶员需求扭矩的程度、以及来自催化剂监测传感器(CMS或HEGO)228的在TWC 71的下游的排气的空燃比。控制器12也可以接收包括以下的信号：来自质量空气流量传感器122的进气质量空气流量(MAF)的测量；来自联接到冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT)；来自联接到曲轴140的霍尔效应传感器120(或其他类型的传感器)的表面点火感测信号(PIP)；来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)或节气门开度；以及来自压力传感器124的歧管绝对压力信号MAP，其可以用于提供对进气歧管中的真空或压力的指示。发动机转速信号RPM可以由控制器12根据信号PIP产生。应注意，可以使用上述传感器的各种组合，诸如有MAF传感器但没有MAP传感器，反之亦然。在化学计量操作期间，MAP传感器可以给出对发动机扭矩的指示。另外，这个传感器连同检测到的发动机转速一起可以提供对引入气缸中的装料(包括空气)的估计。在一个示例中，也用作发动机转速传感器的霍尔效应传感器120可以在曲轴的每一次回转中产生预定数量的等距脉冲。控制器12从图1至图2的各种传感器(例如，HEGO传感器228、EGO传感器128、踏板位置传感器134等)接收信号，并且采用图1至图2的各种致动器(例如，节流板164、火花塞192、燃料喷射器166、170、气门致动器152、154等)以基于所接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令而调整发动机操作。
例如，响应于发动机扭矩需求的下降，基于踏板位置传感器的输出，控制器可以向至少燃料喷射器166发送命令信号以禁用对气缸15的燃料输送。同时，控制器可以继续经由致动器152、154致动气门150、156。然后，在将不带燃料的空气泵送通过停用的气缸到达排气催化剂时，控制器可以基于由CMS/HEGO传感器228输出的响应而诊断上游催化剂71。在完成诊断之后，控制器12可以向气门致动器152、154发送命令信号，以使气门150、156在气缸停用的剩余持续时间内保持关闭。
以此方式，图1至图2的部件实现了一种发动机系统，所述发动机系统包括：发动机的气缸；可选择性停用的燃料喷射器，所述可选择性停用的燃料喷射器联接到气缸；可选择性停用的气门机构，所述可选择性停用的气门机构联接到气缸的进气门和排气门；发动机的另一个气缸；排气后处理装置，所述排气后处理装置联接在气缸和另一个气缸的下游，所述后处理装置包括第一上游催化剂和第二下游催化剂；UEGO传感器，所述UEGO传感器联接在第一催化剂的上游；HEGO传感器，所述HEGO传感器联接在第一催化剂与第二催化剂之间；以及控制器，所述控制器具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令，所述计算机可读指令在执行时致使控制器：响应于降低的驾驶员扭矩需求，以燃料被禁用而气门操作被启用的减速燃料关断模式操作气缸，同时使另一个气缸保持激活；经由HEGO传感器的输出监测第一催化剂处的空燃比的变化，同时使不带燃料的空气通过气缸流动到排气后处理装置；以及响应于监测到的变化指示第一催化剂氧饱和，使气缸转变到燃料和气门操作都被禁用的减速气缸切断模式。另外地或任选地，监测到的变化包括从化学计量空燃比到比化学计量稀的空燃比的转变。另外，监测到的变化可以指示第二催化剂未氧饱和。在一些示例中，另外地或任选地，监测到的变化进一步指示催化剂监测的完成。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，控制器包括致使控制器执行以下操作的另外的指令：延迟从减速燃料关断模式到减速气缸切断模式的转变，直到监测到的变化指示第一催化剂氧饱和为止。
现转向图3，示出了用于停用可变排量发动机的气缸的示例方法300。所述方法基于观察到的催化剂监测传感器的响应而调整停用气缸燃料加注相对于停用气缸气门操作的定时。用于执行方法300的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器，诸如上文参考图1至图2描述的传感器接收的信号来执行。根据以下描述的方法，控制器可以采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机操作。
在302处，程序包括估计和/或测量发动机工况，包括例如发动机转速、车辆速度、驾驶员扭矩需求、节气门位置、大气压力(BP)，增压压力、加速踏板位置(PP)、歧管绝对压力(MAP)、质量空气流量(MAF)、发动机稀释度(例如，EGR水平)、歧管空气温度(MAT)、发动机冷却剂温度(ECT)和环境湿度。
在304处，程序包括确定是否满足气缸停用条件。在一个示例中，如果发动机扭矩需求小于阈值，诸如当驾驶员将其的脚从加速踏板释放并允许车辆滑行时可能发生的情形，则认为已满足气缸停用条件。如果不满足气缸停用条件，则在306处，所述方法包括维持当前的进气比。当前的进气比可以包括所有发动机气缸都是激活和点火的。发动机气缸进气比是气缸点火事件的实际总数比气缸压缩冲程的实际总数。在一个示例中，气缸压缩冲程的实际总数是预定数量。
如果满足气缸停用条件，则在308处，所述方法包括基于至少包括驾驶员扭矩需求的当前工况而确定期望的进气比。作为一个示例，目标进气比1/2(或0.5)意味着对于每2个气缸事件，一个气缸被点火，而另一个气缸被跳过。作为另一个示例，目标进气比1/3(或0.33)意味着对于每3个气缸事件，一个气缸被点火，而其余两个气缸被跳过。
在310处，程序包括选择提供期望的进气比的气缸停用模式。作为一个示例，进气比为1/2的进气模式可以包括每隔一个气缸选择性地不进行燃料加注以平均产生一半的动力。另外，可以对每个连续的发动机循环应用相同的模式，使得在连续的发动机循环上跳过相同的气缸，同时在每个发动机循环上对剩余的气缸进行点火，从而形成固定模式。在一个示例中，在气缸1-8布置为各自具有4个气缸的两组(组1具有气缸1-4，并且组2具有气缸5-8)，而点火顺序为1-5-4-2-6-3-7-8的情况下，可以通过根据进气模式S-5-S-2-S-3-S-8点火来提供1/2的进气比，其中S表示跳过的气缸事件。
作为另一个示例，进气比为1/3的进气模式可以包括每三个气缸中有两个选择性地不进行燃料加注以平均产生三分之一的动力。另外，可以通过在每个发动机循环上跳过不同气缸来提供进气比，从而形成非固定模式。在一个示例中，在气缸1-8布置为各自具有4个气缸的两组(组1具有气缸1-4，并且组2具有气缸5-8)，而点火顺序为1-5-4-2-6-3-7-8的情况下，可以通过根据模式1-S-S-2-S-S-7-S-S-5-S-S-6-S-S-8-S-S-4-S-S-3-S-S点火来提供1/3的进气比，其中S表示跳过的气缸事件。
可以根据驾驶员请求的发动机扭矩来确定目标或期望的进气比。特别地，容许的发动机气缸点火分数值可以存储在可以通过期望的发动机扭矩和发动机转速编索引的表或函数中。可以提供请求的发动机扭矩的发动机气缸点火分数值可以是一组可用的发动机气缸点火分数值的一部分。然后，基于其他车辆工况，可以从可用的发动机气缸点火分数值组中排除一些发动机气缸点火分数。例如，如果气缸点火分数提供较高水平的发动机振动，则可以从组中移除一些发动机气缸点火分数。然后，可以从可用的发动机气缸点火分数值组中选择在循环期间提供最少数量的激活的发动机气缸的发动机气缸点火分数，以提供期望的发动机气缸点火分数。以此方式，可以从一组大量的发动机气缸点火分数中选择单个期望的发动机气缸点火分数。将了解，然后可以如下文所详述经由多个可能的气缸停用模式中的一个来提供选定的发动机气缸点火分数。
如本文所使用，发动机事件可以是发生的气缸的冲程(例如，进气、压缩、做功、排气冲程)、进气门或排气门打开或关闭时间、气缸中的空气燃料混合物的点火时间、气缸中的活塞相对于曲轴位置的位置或其他发动机相关事件。发动机事件编号对应于特定气缸。例如，一号发动机事件可以对应于一号气缸的压缩冲程。二号发动机事件可以对应于三号气缸的压缩冲程。循环编号指代发动机循环，所述发动机循环包括每个气缸中的一个事件(激活或停用)。例如，当发动机的每个气缸按点火顺序已完成所有4个冲程事件(进气、排气、压缩和膨胀事件)时，完成第一循环。第二循环在发动机的每个气缸开始所有4个冲程事件的另一次迭代时开始。
在选择了对应于期望的进气比的气缸模式之后，控制器可以根据选定的气缸模式来停用气缸以提供目标进气比。选择性气缸停用还在310处包括对于有待停用的选定气缸，最初仅停用气缸燃料喷射器，同时继续操作进气门和排气门，使得空气继续被泵送通过气缸。在720度的曲柄转角的整个发动机循环内(即，在气缸的所有4个冲程内)，可以停用气缸燃料喷射器，其中没有燃料喷射到气缸中。由于禁用气缸燃料加注，进入减速燃料关断(DFSO)模式。
如本文所使用，气缸激活事件指代进气门和排气门在气缸的循环期间打开和关闭的气缸点火(即，启用燃料和火花)。相比之下，气缸停用事件可以包括减速燃料关断(DFSO)事件(或模式)和减速气缸切断(DCCO)事件中的一者或多者。DFSO事件包括气缸不点火(即，禁用燃料和火花)，而进气门和排气门继续泵送空气通过气缸。相比之下，DCCO事件除了禁用燃料和火花之外还包括进气门和排气门在气缸的循环期间保持关闭。
将了解，可以先于激活或停用气缸预定数量的气缸事件(例如，一个气缸事件、或可替代地一个气缸循环或八个气缸事件)做出激活或停用气缸的决定，以留出时间开始所述过程。例如，对于点火顺序为1-3-7-2-6-5-4-8的八缸发动机，可以先于激活或停用七号气缸一个发动机循环，在七号气缸的进气或压缩冲程期间做出激活或停用七号气缸的决定。可替代地，可以先于激活或停用选定气缸预定数量的发动机事件或气缸事件做出激活或停用气缸的决定。在另外的示例中，可以基于硬件能力和当前发动机工况而调整气缸事件的数量。
在DFSO模式期间泵送通过停用的气缸的没有添加燃料的空气流过排气系统。这可能会导致排气催化剂的氧饱和和排气氧传感器的稀化。可以有利地利用这种转变来诊断排气部件。特别地，在DFSO事件期间流向后处理系统的氧气流提供了很大的信噪比优点。当氧气充满加热型排气氧(HEGO)传感器(即，联接在后处理系统的上游催化剂与下游催化剂之间的氧传感器，诸如图2的HEGO传感器228，在本文中又被称为催化剂监测传感器或CMS)时，测量响应并将其用作诊断。在催化剂氧饱和之后，需要“重新对中”以实现最大效率。“重新对中”是通过在重新激活时以浓于化学计量的空燃比操作发动机来完成。这个事件的燃料量进而用作催化剂诊断。然而，增加的燃料需求可以降低选择性气缸停用操作的燃料经济性影响。
如果气缸停用还包括气门的停用，使得没有空气被泵送通过停用的气缸(在本文中又被称为DCCO模式的过程)，则燃料效率会被最大化。特别地，DCCO避免了催化剂因为氧气而饱和，从而减少了事件后再加注燃料损失。此外，DCCO减少了泵气损失，从而允许更长久的减速事件。在这些减速事件期间，DCCO还允许在配备有再生制动能力的车辆中进行更多再生制动。然而，HEGO和催化剂监测的完成会受到负面影响。如下文所详述，当前方法确立了一种解决方案，其中通过使用下游HEGO作为用于允许进出每个气缸的气体交换的控制机构来控制DCCO事件而满足燃料效率、监测完成和排气尾管排放。
确切地说，当HEGO传感器对DFSO事件作出响应时，就表明监测到的催化剂体积(其包括后处理装置的从定位在第一上游催化剂上游的UEGO传感器到定位在第二下游催化剂上游的HEGO传感器的体积)是饱和的，并且因此可以开始DCCO并且其不允许任何其他氧气使催化剂的未监测到的体积饱和(其包括后处理装置的在HEGO传感器下游的包括第二下游催化剂的体积)。在HEGO和催化剂监测在给定的行驶周期内完成之后，DFSO可以立即开始进入DCCO事件。
因此，在314处，在以DFSO模式操作时，可以确定在HEGO传感器(或CMS)处是否已观察到稀响应。这包括确认联接在后处理装置的上游催化剂与下游催化剂之间的HEGO传感器(诸如联接在图2的ECD 70的上游催化剂71与下游催化剂72之间的HEGO传感器228)的输出具有对应于比化学计量稀的空燃比的输出。在气缸燃料喷射器停用之前，传感器的输出可能已对应于化学计量空燃比。可替代地，可以确认HEGO传感器的输出比气缸燃料停用之前的输出要稀多于阈值的量。在其他示例中，诸如在DFSO之前在气缸中使用浓空燃比的情况下，可以确定在HEGO处是否观察到浓到稀的转变。如果未确认到足够稀的响应，则在320处，所述方法包括继续通过气缸气门使不带燃料的空气从停用的气缸流动到排气后处理装置。换言之，继续DFSO模式并且延迟DCCO模式。所述方法之后返回到314以继续监测HEGO传感器输出。
在确认到足够稀的响应之后，在316处，可以确认CMS和催化剂监测是否已完成。例如，催化剂监测可以包括由控制器估计驱动监测到的催化剂体积以从氧饱和的起点取得浓的突破进展所需的燃料量。这对应于在DFSO事件之后的后续气缸重新激活期间需要添加的燃料量。综合燃料量可以被计算为：
IAF＝∫(浓燃料测量-燃料化学计量所需)
并且可以包括单位lbm(磅质量的燃料)。监测可以基于HEGO传感器的输出和/或基于DFSO事件的持续时间以及DFSO事件期间的歧管空气流量(以考虑在DFSO期间流过气缸的空气的量)而计算燃料质量。因此，监测是对为了迫使催化剂取得从稀到浓的突破进展而需要多少燃料的量度。如果估计的量高于阈值，则可以确认催化剂监测已完成。综合燃料量(IAF)监测通常在重新激活时(在DFSO事件结束之后)运行，并且将实际燃料加注与用于“良好”催化剂的“预期”燃料加注进行比较，以确定是需要更多燃料还是需要更少燃料。因此，基于比较，监测能够确定催化剂是劣质的还是良好的(以及催化剂劣化程度)。通常，当HEGO电压超过某个稀到浓的阈值时，监测事件完成，从而表明催化剂现已被重新激活。
特别地，当CMS和催化剂监测完成时，可以推断出监测到的催化剂体积(其包括后处理装置的从UEGO传感器到HEGO传感器，并仅包括后处理装置的上游催化剂的体积)是饱和的。如果CMS和催化剂监测未完成，则所述方法移动到318，其中延迟到DCCO模式的转变。所述方法之后返回到316以继续在以DFSO模式操作的时候使空气流过排气部件，并且继续监测HEGO响应。
将了解，单独的EGO功能监测器确保HEGO传感器测量不会“被阻断”。这通常不会发生于DFSO事件期间，从而允许独立地诊断两个监测器。
在确认CMS和催化剂监测完成之后，在322处，所述方法包括从DFSO模式转变到DCCO模式(假设仍然存在气缸停用条件并且不存在扭矩需求的中间增加)。转变到DCCO气缸停用模式可以包括关闭燃料加注已被禁用的气缸的选定的各个气缸气门机构。关闭气门机构包括通过将气门关闭命令从控制器发送到气门致动器来关闭进气门机构、排气门机构、两者的组合。可以经由液压致动的挺杆(例如，联接到气门推杆的挺杆)，经由其中将不具有升程的凸轮凸角用于停用的气门的凸轮廓线切换机构，或经由联接到每个气缸的电致动的气缸气门机构来选择性地停用气缸气门。由于在CMS和催化剂监测完成之前延迟到DCCO模式的转变，未监测到的催化剂体积(其是后处理装置的在HEGO下游，且包括下游催化剂的体积)并未氧饱和。因此，这个体积保持集中在化学计量附近，从而减少在后续重新激活气缸时使后处理装置再生所需的燃料损失。
在324处，可以确定是否满足气缸重新激活条件。可以响应于扭矩需求的增加，诸如当驾驶员踩下加速踏板时可能发生的情形而确认气缸重新激活。如果不满足气缸重新激活条件，则在328处，所述方法包括通过继续以选择性气缸停用操作发动机来维持当前的进气比。特别地，可以继续禁用选定气缸的燃料喷射器和气门机构。如果满足气缸重新激活条件，则在326处，所述方法包括重新激活先前停用的气缸的气门机构和燃料喷射器。然后，所述方法结束。
以此方式，响应于气缸停用条件，最初仅在选定气缸中禁用燃料和火花，同时气缸气门继续泵送空气以允许在下游排气后处理氧传感器(例如，HEGO传感器)和排气催化剂处发生氧饱和。通过仅在确认到在HEGO传感器处观察到稀响应，并需要高于阈值的燃料体积来使催化剂再生之后才使得气缸气门能够被停用，后处理装置的氧饱和被限于上游催化剂。这能保护下游催化剂的排气体积免于氧饱和，从而减少在后续催化剂再生事件期间的相关联的燃料损失。此外，由于减少的泵气损失，早先的到气门也被停用的工作气缸的转变允许燃料经济性的进一步提高。
现转向图4，示出了气缸停用事件的预示性示例，包括初始DFSO事件和到后续DCCO事件的转变。图400在曲线图402处示出了加速踏板位置(PP)。踏板位置指示扭矩需求。随着加速踏板位置沿着y轴增大，表明踏板已被驾驶员踩下，并且反映出对发动机扭矩的增加的需求。随着加速踏板位置沿着y轴减小，表明踏板已被驾驶员释放，并且反映出对发动机扭矩的降低的需求。在曲线图404处示出了DFSO事件的发生。当DFSO标记处于开启状态时，这意味着可以通过禁用燃料和火花输送来选择性地停用一个或多个气缸，同时空气继续被泵送通过停用的气缸的打开的进气门和排气门。在曲线图406处示出了DCCO事件的发生。当DCCO标记处于开启状态时，这意味着燃料和火花已被禁用的一个或多个气缸现在还将关闭其进气门和排气门。在曲线图408处示出了发动机进气比。进气比可以随扭矩需求而变化。基于选定的进气比，选择有待停用的气缸的数量和身份。在曲线图410处示出了定位在排气后处理装置的上游催化剂与下游催化剂之间的排气HEGO传感器处感测到的空燃比(AFR)。随着AFR沿着y轴增大，空燃比相对于化学计量(如虚线所示)变得更稀。在AFR下降到虚线以下时，空燃比相对于化学计量变得更浓。在曲线图412处示出了包括综合空气-燃料质量(IAF)的催化剂监测器输出。随着监测器的输出沿着y轴增大，在后续气缸重新激活期间需要添加来使催化剂再生的燃料量增加。相对于阈值Thr示出了综合燃料量。
在t1之前，驾驶员扭矩需求升高(曲线图402)并且通过对所有发动机气缸进行激活操作来满足扭矩需求。因此，没有一个气缸在燃料被停用(曲线图404)或气缸气门被关闭(曲线图406)的情况下操作。在所有气缸点火的情况下实现的进气比为1.0(曲线图408)。如由下游HEGO所检测(曲线图410)，气缸以接近化学计量的AFR操作。在此时禁用催化剂监测器(曲线图412)。
在t1处，响应于驾驶员松踏板，满足气缸停用条件。为了改进后续DFSO期间的HEGO响应的信噪比，在停用任何气缸之前，发动机以比化学计量浓的AFR进行瞬时操作(在t1与t2之间)，以在HEGO处产生浓响应。在t2处，在HEGO处观察到浓响应之后，则通过选择性地停用一个或多个气缸来提供对应于较低扭矩需求的低进气比。可以随着扭矩需求降低而增加停用的气缸的数量，从而允许使用以较高平均输出以及因此较低泵气损失操作的较少数量的激活气缸来满足相同的扭矩需求。通过停用对应的燃料喷射器，被选择为停用的气缸转变到DFSO模式。然而，如由保持处于关闭状态的DCCO标记所指示，气缸气门保持打开。停用的结果的是，进气比下降到1.0以下(例如，在每隔一个气缸停用的情况下下降到0.5，或在每隔两个气缸停用的情况下下降到0.67)。
由于气缸燃料加注被禁用，而气缸气门继续操作，因此空气(不带燃料)通过气缸朝向排气部件流动，从而引起逐渐的氧饱和。这是基于在HEGO传感器处估计的AFR的逐渐增加而观察到的。在t3处，HEGO输出达到化学计量水平，然后在t3之后，开始朝向稀响应转变。然而，在此时，催化剂监测并未完整(如下文所详述)，并且因此气缸气门保持打开状态。
同时，在空气流过HEGO传感器时，后处理装置的从上游UEGO到下游HEGO，且包括定位在UEGO与HEGO之间的上游催化剂的体积变得氧饱和。因此，在气缸重新激活时为使催化剂再生而估计需要的总(综合)燃料量开始增加。此燃料质量估计是基于DFSO的持续时间和通过气缸的质量空气流量。
在t4处，综合燃料质量超过阈值Thr，这表明催化剂监测已完成。响应于HEGO传感器已显示浓到稀的转变，并且催化剂监测已完成，在t4处，(选择性停用的气缸的)气缸气门关闭，同时燃料和火花保持禁用，从而从DFSO模式转变到DCCO模式。通过响应于HEGO响应而进行转变，后处理装置的来自下游HEGO，且包括定位在HEGO之后的下游催化剂的体积被保护免于变得氧饱和。因此，减少了使后处理装置再生所需的燃料量。
在t4与t5之间，停用的气缸以DCCO模式操作。由于未发生催化剂的进一步的氧饱和，因此HEGO响应保持为稀并且催化剂监测器燃料需求趋于稳定。
在t5处，响应于驾驶员踩踏板，满足气缸重新激活条件。因此，通过恢复燃料和火花输送以及气门操作来重新激活先前停用的气缸。恢复气缸操作的结果是，HEGO输出返回到化学计量水平。此外，催化剂监测器燃料需求开始下降。DFSO和DCCO标记被取消。在所有气缸激活的情况下，发动机恢复以1.0的进气比操作。
以此方式，可以平衡燃料效率、监测完成和排气尾管排放的方式实现滚动可变排量发动机中的气缸停用。通过最初在满足气缸停用条件时仅禁用燃料和火花，可以将通过气缸的气流以及排气催化剂和相关联的氧传感器的氧饱和用于监测完成。响应于催化剂监测传感器处的稀响应而禁用气门操作的技术效果是后处理装置的氧饱和可以被限于为仅包括上游催化剂的体积。通过减少或避免下游催化剂的氧饱和，减少了与使催化剂再生相关联的燃料损失。同时，可以更好地确保在行驶周期期间的监测完成。另外，较早地实现DFSO到DCCO的转变，这通过减少泵气损失来提高燃料经济性。总而言之，改进了发动机燃料经济性和排气排放。
一种示例方法包括：响应于降低的扭矩需求，对气缸停用燃料，同时维持气门操作；以及响应于排气催化剂和/或相关联的排气氧传感器诊断的完成而进一步停用气缸的气门操作。在前述示例中，另外地或任选地，响应于排气催化剂和/或相关联的排气氧传感器诊断的完成而停用包括响应于联接在排气催化剂与排气尾管之间的排气氧传感器处的稀响应而停用气缸的气门操作。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，停用气门操作是进一步响应于在后续气缸重新激活期间估计需要的高于阈值的综合燃料质量。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，排气氧传感器是加热型排气氧传感器。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，排气催化剂是排气后处理装置的第一上游催化剂，所述装置还包括联接在排气氧传感器下游的第二下游催化剂。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，稀响应包括第一催化剂是氧饱和的，而第二催化剂不是氧饱和的。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，稀响应包括以下中的一者：在氧传感器处的空燃比从比化学计量浓到比化学计量稀的转变；以及在氧传感器处的空燃比从化学计量到比化学计量稀的转变。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，所述方法还包括：响应于诊断未完成，延迟停用气门操作。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，在维持气门操作的同时停用燃料包括使空气流过排气催化剂和相关联的氧传感器。
另一种用于具有可选择性停用的气缸的发动机的示例方法包括：响应于车辆减速，从化学计量或浓操作对选定发动机气缸禁用燃料，同时继续通过气缸气门将空气朝向下游排气催化剂和排气氧传感器泵送；以及仅在排气氧传感器处出现稀响应之后禁用选定发动机气缸的进气门和排气门。在前述示例中，另外地或任选地，所述方法还包括响应于排气氧传感器处的稀响应的延迟而延迟进气门和排气门的禁用。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，排气催化剂是排气后处理装置的第一催化剂，并且排气氧传感器是联接在第一催化剂与第二催化剂之间的加热型排气氧传感器，所述第二催化剂在排气后处理装置中联接在第一催化剂的下游。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，响应于排气氧传感器处的稀响应而禁用选定发动机气缸的进气门和排气门包括在第一催化剂氧饱和之后并在第二催化剂氧饱和之前禁用进气门和排气门。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，稀响应包括第一催化剂的高于阈值的氧饱和度。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，所述方法还包括在禁用燃料之前以比化学计量浓的空燃比将发动机操作一定持续时间，并且其中稀响应包括比化学计量浓到比化学计量稀的空燃比转变。
另一种示例发动机系统包括：发动机的气缸；可选择性停用的燃料喷射器，所述可选择性停用的燃料喷射器联接到气缸；可选择性停用的气门机构，所述可选择性停用的气门机构联接到气缸的进气门和排气门；发动机的另一个气缸；排气后处理装置，所述排气后处理装置联接在气缸和另一个气缸的下游，所述后处理装置包括第一上游催化剂和第二下游催化剂；UEGO传感器，所述UEGO传感器联接在第一催化剂的上游；HEGO传感器，所述HEGO传感器联接在第一催化剂与第二催化剂之间；以及控制器，所述控制器具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令，所述计算机可读指令在执行时致使控制器：响应于降低的驾驶员扭矩需求，以燃料被禁用而气门操作被启用的减速燃料关断模式操作气缸，同时使另一个气缸保持激活；经由HEGO传感器的输出监测第一催化剂处的空燃比的变化，同时使不带燃料的空气通过气缸流动到排气后处理装置；以及响应于监测到的变化指示第一催化剂氧饱和，使气缸转变到燃料和气门操作都被禁用的减速气缸切断模式。在前述示例中，另外地或任选地，监测到的变化包括从化学计量空燃比到比化学计量稀的空燃比的转变。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，监测到的变化指示第二催化剂未氧饱和。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，监测到的变化进一步指示催化剂监测的完成。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，控制器包括致使控制器执行以下操作的另外的指令：延迟从减速燃料关断模式到减速气缸切断模式的转变，直到监测到的变化指示第一催化剂氧饱和为止。
在另一种表示中，一种用于发动机的方法包括：延迟一个或多个气缸从减速燃料关断(DFSO)模式到减速气缸切断(DCCO)模式的转变，直到排气催化剂和/或相关联的排气氧传感器诊断完成为止。在前述示例中，另外地或任选地，响应于驾驶员需求扭矩的减小，启用DFSO模式和DCCO模式中的每一者。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，延迟转变包括继续以气缸燃料加注被停用而气缸进气门和排气门操作被启用的DFSO模式操作，直到诊断完成为止。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，响应于诊断完成，在维持气缸燃料加注停用的同时停用气缸的进气门和排气门操作。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，催化剂诊断完成包括在联接在第一催化剂下游的排气氧传感器处确认到浓到稀或化学计量到稀的响应。在任何或所有前述示例中，另外地或任选地，相关联的氧传感器诊断完成包括在气缸重新激活时预期需要的综合燃料量高于下限阈值并且低于上限阈值。
应注意，本文中包括的示例控制和估计程序可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件一起来执行。本文描述的特定程序可以表示任何数量的处理策略，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等等中的一者或多者。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以所示的顺序、并行地执行，或在一些情况下被省略。类似地，所述处理顺序不一定是实现本文描述的示例实施例的特征和优点所必需的，而是为了方便说明和描述才提供的。取决于正被使用的特定策略，可以重复执行所示的动作、操作和/或功能中的一者或多者。另外，所描述的动作、操作和/或功能可以图解方式表示会被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，其中通过在包括各种发动机硬件部件与电子控制器的组合的系统中执行所述指令来执行所描述的动作。
将了解，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，因为众多变化是可能的。例如，以上技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其他发动机类型。本公开的主题包括各种系统和配置，以及本文公开的其他特征、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。
如本文所使用，除非另外指明，否则术语“大约”被解释为表示所述范围的±5％。
以下权利要求特别指出了被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以指代“一个”要素或“第一”要素或其等效形式。这类权利要求应被理解为包括一个或多个此类要素，既不要求也不排除两个或更多个此类要素的结合。可以通过修改当前的权利要求或在此处或相关申请中提出新权利要求来要求保护所公开的特征、功能、要素和/或性质的其他组合和子组合。与原始权利要求的范围相比，这类权利要求不管是范围更大、更小、等同还是不同也都被视为被包括在本公开的主题内。
根据本发明，一种方法包括：响应于降低的扭矩需求，对气缸停用燃料，同时维持气门操作；以及响应于排气催化剂和/或相关联的排气氧传感器诊断的完成而进一步停用气缸的气门操作。
根据一个实施例，响应于排气催化剂和/或相关联的排气氧传感器诊断的完成而停用包括响应于联接在排气催化剂与排气尾管之间的排气氧传感器处的稀响应而停用气缸的气门操作。
根据一个实施例，停用气门操作是进一步响应于在后续气缸重新激活期间估计需要的高于阈值的综合燃料质量。
根据一个实施例，排气氧传感器是加热型排气氧传感器。
根据一个实施例，排气催化剂是排气后处理装置的第一上游催化剂，所述装置还包括联接在排气氧传感器下游的第二下游催化剂。
根据一个实施例，稀响应包括第一催化剂是氧饱和的，而第二催化剂不是氧饱和的。
根据一个实施例，稀响应包括以下中的一者：在氧传感器处的空燃比从比化学计量浓到比化学计量稀的转变；以及在氧传感器处的空燃比从化学计量到比化学计量稀的转变。
根据一个实施例，以上发明的进一步特征在于：响应于诊断未完成，延迟停用气门操作。
根据一个实施例，在维持气门操作的同时停用燃料包括使空气流过排气催化剂和相关联的氧传感器。
根据本发明，一种用于具有可选择性停用的气缸的发动机的方法包括：响应于车辆减速，从化学计量或浓操作对选定发动机气缸禁用燃料，同时继续通过气缸气门将空气朝向下游排气催化剂和排气氧传感器泵送；以及仅在排气氧传感器处出现稀响应之后禁用选定发动机气缸的进气门和排气门。
根据一个实施例，以上发明的进一步特征在于：响应于排气氧传感器处的稀响应的延迟而延迟进气门和排气门的禁用。
根据一个实施例，排气催化剂是排气后处理装置的第一催化剂，并且排气氧传感器是联接在第一催化剂与第二催化剂之间的加热型排气氧传感器，所述第二催化剂在排气后处理装置中联接在第一催化剂的下游。
根据一个实施例，响应于排气氧传感器处的稀响应而禁用选定发动机气缸的进气门和排气门包括在第一催化剂氧饱和之后并在第二催化剂氧饱和之前禁用进气门和排气门。
根据一个实施例，稀响应包括第一催化剂的高于阈值的氧饱和度。
根据一个实施例，以上发明的进一步特征在于：在禁用燃料之前以比化学计量浓的空燃比将发动机操作一定持续时间，并且其中稀响应包括比化学计量浓到比化学计量稀的空燃比转变。
根据本发明，提供了一种发动机系统，所述发动机系统具有：发动机的气缸；可选择性停用的燃料喷射器，所述可选择性停用的燃料喷射器联接到气缸；可选择性停用的气门机构，所述可选择性停用的气门机构联接到气缸的进气门和排气门；发动机的另一个气缸；排气后处理装置，所述排气后处理装置联接在气缸和另一个气缸的下游，所述后处理装置包括第一上游催化剂和第二下游催化剂；UEGO传感器，所述UEGO传感器联接在第一催化剂的上游；HEGO传感器，所述HEGO传感器联接在第一催化剂与第二催化剂之间；以及控制器，所述控制器具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令，所述计算机可读指令在执行时致使控制器：响应于降低的驾驶员扭矩需求，以燃料被禁用而气门操作被启用的减速燃料关断模式操作气缸，同时使另一个气缸保持激活；经由HEGO传感器的输出监测第一催化剂处的空燃比的变化，同时使不带燃料的空气通过气缸流动到排气后处理装置；以及响应于监测到的变化指示第一催化剂氧饱和，使气缸转变到燃料和气门操作都被禁用的减速气缸切断模式。
根据一个实施例，监测到的变化包括从化学计量空燃比到比化学计量稀的空燃比的转变。
根据一个实施例，监测到的变化指示第二催化剂未氧饱和。
根据一个实施例，监测到的变化进一步指示催化剂监测的完成。
根据一个实施例，控制器包括致使控制器执行以下操作的另外的指令：延迟从减速燃料关断模式到减速气缸切断模式的转变，直到监测到的变化指示第一催化剂氧饱和为止。

Claims (14)

1.一种方法，所述方法包括：
响应于降低的扭矩需求，
在维持气门操作的同时对气缸停用燃料；以及
响应于排气催化剂和/或相关联的排气氧传感器诊断的完成而进一步停用所述气缸的所述气门操作。
2.如权利要求1所述的方法，其中响应于所述排气催化剂和/或相关联的排气氧传感器诊断的所述完成而停用包括响应于联接在所述排气催化剂与排气尾管之间的排气氧传感器处的稀响应而停用所述气缸的所述气门操作。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述停用所述气门操作是进一步响应于在后续气缸重新激活期间估计需要的高于阈值的综合燃料质量。
4.如权利要求2所述的方法，其中所述排气氧传感器是加热型排气氧传感器。
5.如权利要求2所述的方法，其中所述排气催化剂是排气后处理装置的第一上游催化剂，所述装置还包括联接在所述排气氧传感器下游的第二下游催化剂。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述稀响应包括所述第一催化剂是氧饱和的，而所述第二催化剂不是氧饱和的。
7.如权利要求2所述的方法，其中所述稀响应包括以下中的一者：在所述氧传感器处的空燃比从比化学计量浓到比化学计量稀的转变；以及在所述氧传感器处的所述空燃比从化学计量到比化学计量稀的转变。
8.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：响应于所述诊断未完成，延迟停用所述气门操作。
9.如权利要求1所述的方法，其中在维持气门操作的同时停用燃料包括使空气流过所述排气催化剂和所述相关联的氧传感器。
10.一种发动机系统，所述发动机系统包括：
发动机的气缸；
可选择性停用的燃料喷射器，所述可选择性停用的燃料喷射器联接到所述气缸；
可选择性停用的气门机构，所述可选择性停用的气门机构联接到所述气缸的进气门和排气门；
所述发动机的另一个气缸；
排气后处理装置，所述排气后处理装置联接在所述气缸和所述另一个气缸的下游，所述后处理装置包括第一上游催化剂和第二下游催化剂；
UEGO传感器，所述UEGO传感器联接在所述第一催化剂的上游；
HEGO传感器，所述HEGO传感器联接在所述第一催化剂与所述第二催化剂之间；以及
控制器，所述控制器具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令，所述计算机可读指令在执行时致使所述控制器：
响应于降低的驾驶员扭矩需求，
以燃料被禁用而气门操作被启用的减速燃料关断模式操作所述气缸，同时使所述另一个气缸保持激活；
经由所述HEGO传感器的输出监测所述第一催化剂处的空燃比的变化，同时使不带燃料的空气通过所述气缸流动到所述排气后处理装置；以及
响应于所述监测到的变化指示所述第一催化剂氧饱和，使所述气缸转变到燃料和气门操作都被禁用的减速气缸切断模式。
11.如权利要求10所述的系统，其中所述监测到的变化包括从化学计量空燃比到比化学计量稀的空燃比的转变。
12.如权利要求10所述的系统，其中所述监测到的变化指示所述第二催化剂未氧饱和。
13.如权利要求10所述的系统，其中所述监测到的变化进一步指示催化剂监测的完成。
14.如权利要求10所述的系统，其中所述控制器包括致使所述控制器执行以下操作的另外的指令：
延迟从所述减速燃料关断模式到所述减速气缸切断模式的所述转变，直到所述监测到的变化指示所述第一催化剂氧饱和为止。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113738472A (zh) * 2020-05-29 2021-12-03 通用汽车环球科技运作有限责任公司 带滑动凸轮的减速气缸切断
CN114109638A (zh) * 2020-08-28 2022-03-01 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置、内燃机的控制方法及存储介质
CN114278448A (zh) * 2020-09-28 2022-04-05 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于通过限制减速气缸切断控制三元催化剂上的硫的量的系统和方法

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111142458B (zh) * 2019-12-05 2020-09-08 北京星际荣耀空间科技有限公司 一种固体运载火箭发动机耗尽判别方法、装置及设备
US10961941B1 (en) * 2020-03-03 2021-03-30 GM Global Technology Operations LLC Physics-based charge temperature model
US12017506B2 (en) 2020-08-20 2024-06-25 Denso International America, Inc. Passenger cabin air control systems and methods
US11932080B2 (en) 2020-08-20 2024-03-19 Denso International America, Inc. Diagnostic and recirculation control systems and methods
US11760170B2 (en) 2020-08-20 2023-09-19 Denso International America, Inc. Olfaction sensor preservation systems and methods
US11881093B2 (en) 2020-08-20 2024-01-23 Denso International America, Inc. Systems and methods for identifying smoking in vehicles
US11828210B2 (en) 2020-08-20 2023-11-28 Denso International America, Inc. Diagnostic systems and methods of vehicles using olfaction
US11760169B2 (en) 2020-08-20 2023-09-19 Denso International America, Inc. Particulate control systems and methods for olfaction sensors
US11636870B2 (en) 2020-08-20 2023-04-25 Denso International America, Inc. Smoking cessation systems and methods
US11813926B2 (en) 2020-08-20 2023-11-14 Denso International America, Inc. Binding agent and olfaction sensor
JP7327342B2 (ja) * 2020-10-08 2023-08-16 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
US11359561B2 (en) 2020-11-17 2022-06-14 Tula Technology, Inc. Dynamic skip fire transitions for fixed CDA engines
JP7444081B2 (ja) * 2021-01-08 2024-03-06 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US20220307434A1 (en) * 2021-03-26 2022-09-29 Tula Technology, Inc. Deceleration management for dynamic skip fire
US20230406285A1 (en) * 2022-05-26 2023-12-21 Ben T Dean Robust gasoline particulate filter control with full cylinder deactivation

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6553962B1 (en) * 2000-08-02 2003-04-29 Ford Global Technologies, Inc. Exhaust valve deactivation and intake valve phasing to enable deceleration fuel shut off and engine braking
US9790867B2 (en) * 2012-07-31 2017-10-17 Tula Technology, Inc. Deceleration cylinder cut-off
JP6222020B2 (ja) * 2014-09-09 2017-11-01 トヨタ自動車株式会社 空燃比センサの異常診断装置
JP6287810B2 (ja) * 2014-12-19 2018-03-07 トヨタ自動車株式会社 空燃比センサの異常診断装置
US9714613B2 (en) * 2015-08-10 2017-07-25 Ford Global Technologies, Llc Throttle adjustment during deceleration fuel shut off

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113738472A (zh) * 2020-05-29 2021-12-03 通用汽车环球科技运作有限责任公司 带滑动凸轮的减速气缸切断
CN113738472B (zh) * 2020-05-29 2024-03-08 通用汽车环球科技运作有限责任公司 带滑动凸轮的减速气缸切断
CN114109638A (zh) * 2020-08-28 2022-03-01 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置、内燃机的控制方法及存储介质
CN114109638B (zh) * 2020-08-28 2023-07-07 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置、内燃机的控制方法及存储介质
CN114278448A (zh) * 2020-09-28 2022-04-05 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于通过限制减速气缸切断控制三元催化剂上的硫的量的系统和方法

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