CN113446125A - 用于维持排放装置的温度的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了“用于维持排放装置的温度的系统和方法”。描述了用于在车辆制动和滑行期间将催化剂的温度维持在阈值温度以上的方法和系统。在一个示例中，可以在不增加冷新鲜空气通过发动机的排气系统的流量的情况下增加发动机的泵气功，以提供期望的发动机制动水平。可以经由激活减压致动器来减少通过所述发动机的净空气流量。

Description

用于维持排放装置的温度的系统和方法
技术领域
本公开总体上涉及车辆发动机，并且更具体地，涉及车辆发动机排放装置。
背景技术
柴油发动机可以被操作以不时地向车辆提供制动，使得可以在车辆滑行时或在施加制动踏板时降低车辆速度。通过施加发动机制动，可以在较少地依赖基础摩擦制动器的情况下降低车辆的速度。然而，发动机制动可以允许一些空气流过发动机，并且流过发动机的空气可以冷却催化剂或其他排气后处理装置。冷却排气后处理装置可能是不期望的，因为其可能降低排气后处理装置的效率。因此，可能期望提供发动机制动，同时维持或减小排气后处理装置的温度下降速率。
发明内容
发明人在此已经认识到常规发动机制动的上述缺点并且已经开发了一种发动机操作方法，所述发动机操作方法包括：响应于车辆制动请求并且催化剂的温度低于阈值温度而停用气缸并且经由在包括所述气缸的发动机的循环的整个持续时间内保持所述气缸的进气提升阀打开来减少通过所述气缸的流量；以及在所述循环期间操作所述气缸的排气门。
通过停用一个或多个气缸并且在发动机循环的整个持续时间内保持所述一个或多个气缸的进气门打开，可以提供发动机制动并维持排气后处理装置的温度。可以经由减少流过排气后处理装置的新鲜空气来在发动机制动期间维持排气后处理装置的温度。另外，可以根据车辆制动请求的量经由选择性地停用不同数量的发动机气缸来提供不同水平的发动机制动。
本说明书可以提供若干优点。特定地，所述方法可以提供发动机制动并且减小排气后处理装置的温度变化速率。此外，所述方法也可以在驾驶员需求扭矩低并且不请求发动机制动的车辆滑行期间应用。另外，本文描述的方法可以包括应用进气道节气门以提供更高的发动机制动水平。
当单独地或结合附图来理解时，根据以下具体实施方式，将容易明白本说明书的以上优点和其他优点以及特征。
应当理解，提供以上发明内容是为了以简化形式介绍将在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。另外，所要求保护的主题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施方式。
附图说明
图1示出了示例性发动机的示意图；
图2A和图2B示出了示例性发动机气缸配置；
图3A至图3C示出了根据本系统和方法的示例性预示性发动机操作序列；以及
图4和图5示出了用于操作图1至图2B所示的类型的发动机的示例性方法。
具体实施方式
本说明书涉及操作包括排气后处理装置的柴油发动机。所述发动机可以是图1至图2B中所示的类型。所述发动机可以如图3A和图3B的序列所示进行操作。可以根据图4和图5的方法来操作图1至图2B的发动机以在提供发动机制动以使车辆减速的同时维持排气后处理装置的温度。
参考图1，内燃发动机10(包括多个气缸，图1中示出其中一个气缸)由电子发动机控制器12控制。控制器12从图1的各种传感器接收信号，并采用图1的各种致动器以基于所接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令来调整发动机操作。
发动机10包括燃烧室30和气缸壁32，其中活塞36定位在所述气缸壁中并连接到曲轴40。气缸盖13紧固到发动机缸体14。燃烧室30被示出为经由相应的进气门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以通过进气凸轮51和排气凸轮53操作。但是在其他示例中，发动机可以经由单个凸轮轴或推杆操作气门。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。进气门52可以在发动机10的整个循环(例如，四个冲程)期间经由减压致动器17保持打开。在一个示例中，减压致动器经由提供负余隙来操作。发动机10可以任选地包括进气道节气门19，所述进气道节气门19根据如箭头15所示的进入发动机10的气流方向定位在中央节气门62下游的进气道18中。进气道18定位在进气歧管44与气缸30之间。进气道节气门19可以选择性地控制气体进出气缸30的流动。
燃料喷射器68被示出为定位在气缸盖13中以将燃料直接喷射到燃烧室30中，这被本领域技术人员称为直接喷射。燃料由包括燃料箱26、燃料泵21、燃料泵控制阀25和燃料轨(未示出)的燃料系统输送到燃料喷射器68。可以通过改变位置阀来调整由燃料系统输送的燃料压力，所述位置阀调节到燃料泵(未示出)的流量。另外，计量阀可以位于燃料轨中或附近以用于闭环燃料控制。泵计量阀还可以调节到燃料泵的燃料流量，从而减少泵送到高压燃料泵的燃料。
进气歧管44被示出为与任选的中央电子节气门62连通，所述中央电子节气门调整节流板64的位置以控制来自进气增压室46的气流。压缩机162从进气口42抽吸空气以供应增压室46。排气使涡轮164旋转，所述涡轮经由轴161联接到压缩机162。可以调整涡轮叶片165的位置以增加或降低涡轮164的转速和效率。特定地，可以经由调整可变叶片控件78或压缩机旁通阀158的位置来调整压缩机转速。在替代示例中，废气门79可以替换可变叶片控件78，或作为所述可变叶片控件78的补充而使用。可变叶片控件78调整可变几何涡轮叶片165的位置。当叶片165处于打开位置时，排气可以穿过涡轮164，从而供应很少的能量来使涡轮164旋转。当叶片165处于关闭位置时，排气可以穿过涡轮164并在涡轮164上施加增大的力。替代地，废气门79或旁通阀可以允许排气围绕涡轮164流动，以便减少供应到涡轮的能量的量。压缩机旁通阀158允许压缩机162出口处的压缩空气返回到压缩机162的输入端。以这种方式，压缩机162的效率可以降低，以便影响压缩机162的流量并降低压缩机喘振的可能性。
飞轮97和环形齿轮99联接到曲轴40。起动机96(例如，低电压(以小于30伏操作)电机)包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性地使小齿轮95前进以接合环形齿轮99，使得起动机96可以在发动机转动起动期间使曲轴40旋转。起动机96可以直接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可以通过皮带或链条选择性地向曲轴40供应扭矩。在一个示例中，起动机96在未接合到发动机曲轴时处于基本状态。可以经由人/机接口(例如，钥匙开关、按钮、远程射频发射装置等)69或响应于车辆工况(例如，制动踏板位置、加速踏板位置、电池SOC等)请求发动机起动。电池8可以向起动机96供电，并且控制器12可以监测电池的荷电状态。
当活塞36接近上止点压缩冲程时，在燃料在燃烧室温度达到燃料的自动点火温度时自动点火的情况下，在燃烧室30中引发燃烧。在一些示例中，通用排气氧(UEGO)传感器126可以在排气后处理装置71的上游联接到排气歧管48。在其他示例中，UEGO传感器可以定位在一个或多个排气后处理装置的下游。此外，在一些示例中，UEGO传感器可以由具有NOx和氧感测元件两者的NOx传感器代替。
在较低的发动机温度下，电热塞66可以将电能转换为热能，以便在燃烧室30中的喷射器的燃料喷雾锥中的一个燃料喷雾锥旁边产生热点。通过在燃料喷雾旁边在燃烧室30中产生热点，可以更容易点燃气缸中的燃料喷雾羽流，从而释放在整个气缸中传播的热量，升高燃烧室中的温度，并改进燃烧。可以经由压力传感器67测量气缸压力。
在一个示例中，排气后处理装置71可以包括氧化催化剂，并且其之后可以是SCR72和柴油微粒过滤器(DPF)73。在另一个示例中，DPF 73可以定位在SCR 72的上游。NOx传感器70提供对发动机排气中的NOx的指示。排气节气门61可以至少部分地关闭以增加发动机制动，并且至少部分地打开以减少发动机制动。
可以经由高压排气再循环(EGR)系统83向发动机提供EGR。高压EGR系统83包括高压EGR阀80、EGR通道81和EGR冷却器85。EGR阀80是阻止或允许排气从排气后处理装置71的上游流动到压缩机162下游的发动机进气系统中的某一位置的阀。EGR可以绕过EGR冷却器85，或者替代地，EGR可以经由穿过EGR冷却器85而被冷却。还可以经由低压EGR系统75来提供EGR。低压EGR系统75包括EGR通道77和EGR阀76。低压EGR可以从排放装置71的下游流动到压缩机162上游的位置。增压空气冷却器163可以设置在压缩机162的下游。
控制器12在图1中被示出为常规的微计算机，包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器(例如，非暂时性存储器)106、随机存取存储器108、保活存储器110和常规的数据总线。控制器12被示出为除了先前讨论的那些信号之外，还从联接到发动机10的传感器接收各种信号，包括：来自联接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；联接到加速踏板130的用于感测由人脚132调整的加速器位置的位置传感器134；来自联接到进气歧管44的压力传感器121的发动机歧管压力(MAP)的测量值；来自压力传感器122的增压压力；来自氧传感器126的排气氧浓度；来自压力传感器127的排气歧管压力；来自感测曲轴40的位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120(例如，热线空气流量计)的进入发动机的空气质量的测量值；联接到制动踏板150的用于感测由人类驾驶员132施加的力的位置传感器154；以及来自传感器58的节气门位置的测量值。还可以感测(传感器未示出)大气压力以供控制器12处理。在本说明书的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴每旋转一圈时产生预定数目的等距脉冲，根据所述预定数目的等距脉冲可确定发动机转速(RPM)。
在操作期间，发动机10内的每个气缸通常经历四冲程循环：所述循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，一般来说，排气门54关闭并且进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入到燃烧室30中，并且活塞36移动到气缸的底部以便增加燃烧室30内的容积。活塞36靠近气缸的底部并且处于其冲程的结束(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)的位置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关闭。活塞36朝向气缸盖移动，以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36处于其冲程的结束并最靠近气缸盖时(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)的点通常被本领域的技术人员称为上止点(TDC)。在下文称为喷射的过程中，燃料被引入到燃烧室中。在一些示例中，可以在单个气缸循环期间向气缸喷射燃料多次。
在下文称为点火的过程中，喷射的燃料通过压缩点火而点燃，从而导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞36推回到BDC。曲轴40将活塞移动转换成旋转轴的旋转扭矩。最后，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，并且活塞返回到TDC。注意，上文仅作为示例进行描述，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可变化，诸如以提供正或负气门重叠、迟进气门关闭或各种其他示例。此外，在一些示例中，可以使用二冲程循环而不是四冲程循环。
现在参考图2A，示出了包括两个气缸组的示例性多气缸发动机。如图1所示，发动机包括气缸和相关联的部件。发动机10包括八个气缸210。八个气缸中的每一个都有编号，并且气缸的编号包括在气缸内。每个气缸的每个进气道包括进气道节气门19；然而，在一些示例中，可以提供更少的进气道节气门。进气道节气门19经由图1中所示的气缸进气道18选择性地控制气体进出气缸210的流量。一个进气道节气门可以限制进出气缸的两个进气道的流量。替代地，可以为如图所示的气缸的每个进气道提供进气道节气门。可以经由停止使燃料流到停用的气缸来选择性地停用一个或多个气缸1至8。例如，气缸2、3、5和8(例如，固定模式的停用的气缸)可以在发动机循环(例如，对于四冲程发动机是两转)期间被停用，并且可以在发动机转速和负荷恒定或稍微变化时在多个发动机循环内被停用。在不同的发动机循环期间，可以停用第二固定模式的气缸1、4、6和7。此外，可以基于车辆工况选择性地停用其他模式的气缸。例如，气缸组202的气缸可以被停用，而气缸组204的气缸保持被激活(例如，接收并燃烧燃料)，或反之亦然。另外，可以停用发动机气缸，使得固定模式的气缸在多个发动机循环内不被停用。相反，停用的气缸可以在一个发动机循环到下一发动机循环发生变化。
每个气缸包括两个进气门52和两个排气门54。然而，在其他示例中，每个发动机气缸可以包括仅一个进气门和仅一个排气门。每个气缸还包括至少一个减压致动器17，所述减压致动器17选择性地保持气缸的一个进气门52打开(例如，1毫米)小于进气门的全升程高度(例如，8毫米)。替代地，如在5号气缸处所示，每个气缸可以包括用于其进气门和排气门中的每一个的减压致动器17。在该示例中，发动机10包括第一气缸组204，所述第一气缸组204包括四个气缸1、2、3和4。发动机10还包括第二气缸组202，所述第二气缸组202包括四个气缸5、6、7和8。
现在参考图2B，示出了包括一个气缸组的示例性多气缸发动机。如图1所示，发动机包括气缸和相关联的部件。发动机10包括四个气缸210。四个气缸中的每一个都有编号，并且气缸的编号包括在气缸内。每个气缸包括进气道节气门19；然而，在一些示例中，可以提供更少的进气道节气门。进气道节气门19经由图1所示的气缸进气道18选择性地控制气体进出气缸210的流量。当请求小于发动机的全扭矩容量时，可以选择性地停用气缸1至4(例如，在发动机循环期间不接收燃料并且不燃烧燃料)以提高发动机燃料经济性。例如，气缸2和3(例如，固定模式的停用的气缸)可以在多个发动机循环(例如，对于四冲程发动机是两转)期间停用。在不同的发动机循环期间，可以在多个发动机循环内停用第二固定模式的气缸1和4。此外，可以基于车辆工况选择性地停用其他模式的气缸。另外，可以停用发动机气缸，使得固定模式的气缸在多个发动机循环内不被停用。相反，停用的气缸可以在一个发动机循环到下一发动机循环发生变化。以这种方式，停用的发动机气缸可以在一个发动机循环到下一发动机循环轮换或发生变化。
发动机10包括单个气缸组250，所述单个气缸组250包括四个气缸1-4。每个气缸包括两个进气门52和两个排气门54。然而，在其他示例中，每个发动机气缸可以包括仅一个进气门和仅一个排气门。每个气缸还包括减压致动器17，所述减压致动器17可以选择性地保持气缸的一个进气门52打开(例如，1毫米)小于进气门的全升程高度(例如，8毫米)。
因此，图1至图2B的系统可以提供一种发动机系统，所述发动机系统包括：柴油发动机，所述柴油发动机包括第一组气缸中所包括的气缸、第二组气缸中所包括的第二气缸、中央节气门和排气后处理装置，所述气缸包括进气提升阀和用于提升进气提升阀的减压致动器；控制器，其包括：存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令使所述控制器响应于车辆制动请求而停用第一组气缸中所包括的所述气缸和其他气缸；以及另外的指令，其用于响应于车辆制动请求而在柴油发动机的整个循环期间保持所述气缸的进气提升阀打开并且在柴油发动机的整个循环期间不保持第二组气缸中所包括的气缸的进气提升阀打开。
在一些示例中，发动机系统还包括：中央节气门、用于所述气缸的进气道节气门，以及用于所述第一气缸组中所包括的所述其他气缸中的每一个的进气道节气门。发动机系统还包括使控制器在所述气缸的排气冲程的至少一部分期间打开所述气缸的进气道节气门的另外的指令。发动机系统还包括使控制器在发动机制动请求生效时完全打开中央节气门的另外的指令。发动机系统包括：其中进气提升阀经由减压致动器保持打开。发动机系统还包括另外的指令，所述另外的指令用于响应于催化剂的温度低于阈值温度而在柴油发动机的整个循环期间保持气缸的进气提升阀打开。
现在参考图3A，示出了发动机操作序列。图3A的序列是针对响应于车辆制动请求或低驾驶员需求扭矩而已经停用(例如，到气缸的燃料流已经停止)的发动机的单个气缸。当如图3A所示操作气缸时，发动机气缸中的一个或多个可以以常规气门正时和升程进行操作。此外，其他发动机气缸可以如图3A所示进行操作，但是其他气缸的冲程与图3A所示的气缸的冲程不同相，使得发动机可以以恒定的曲轴角度间隔产生扭矩。另外，完全打开发动机的中央节气门。在该示例中，发动机包括进气道节气门。图3A和图3B的序列示出了四冲程发动机的气缸的操作。
图3A的序列可以经由图1至图2B的系统协同图4和图5的方法来提供。图3A的曲线图在时间上对齐并且在同一时间发生。在发动机位置p0至p6处的竖直线表示序列期间感兴趣的时间。气缸压缩冲程由缩写“压缩”指示。气缸膨胀冲程由缩写“膨胀”指示。气缸排气冲程由缩写“排气”指示。气缸进气冲程由缩写“进气”指示。气缸冲程之间的竖直条表示气缸的上止点位置和下止点位置。本文描述的发动机系统可以操作并且包括非暂时性指令以在包括在图3A的描述中的所有条件下操作。
从图3A的顶部开始的第一曲线图表示中央节气门的打开量。迹线302表示中央节气门的打开量。竖直轴线表示中央节气门的打开量。当迹线302处于水平轴线的水平时，中央节气门完全关闭。当迹线302在竖直轴线箭头附近时，中央节气门完全打开。水平轴线表示发动机位置，并且标记发动机位置以指示发动机的气缸所处的冲程。例如，在位置p0处，气缸处于其进气冲程。发动机从图的左侧到图的右侧旋转。
从图3A的顶部开始的第二曲线图表示气缸的进气道中的进气道节气门的打开量。在该示例中，进气道节气门经由通向第一进气门的进气道控制进入气缸的气流。进气道节气门可以限制进出两个进气道的流量。然而，在一些示例中，两个进气道节气门的位置由迹线304指示，并且两个进气道节气门可以控制进出气缸的进气道的流量。迹线304表示进气道节气门的打开量。竖直轴线表示进气道节气门的打开量。当迹线304处于水平轴线的水平时，进气道节气门完全关闭。当迹线304在竖直轴线箭头附近时，进气道节气门完全打开。迹线304A表示进气道节气门的替代打开量轨迹。当迹线304A不可见时，迹线304A的轨迹与迹线304的轨迹相同。水平轴线表示发动机位置，并且标记发动机位置以指示发动机的气缸所处的冲程。水平轴线与迹线304之间的小间距被示出以增加迹线304的可见性，尽管当迹线304接近水平轴线时进气道节气门完全关闭。
从图3A的顶部开始的第三曲线图表示气缸的第一进气门的升程与发动机位置。在气缸的进气冲程期间，第一进气门遵循基本进气门轨迹，使得与第一进气门升程处于较低水平时相比，可以增加进入气缸的流量。在气缸的压缩、膨胀和排气冲程期间，第一进气门不遵循基本进气门轨迹。迹线306表示气缸的第一进气门的升程。升程量在水平轴线的水平处为零，并且升程量沿竖直轴线箭头的方向增加。升程量是进气门距进气门座的距离。如图所示，进气门的升程在整个循环中不为零(例如，3mm)。水平轴线表示发动机位置，并且标记发动机位置以指示发动机的气缸所处的冲程。
从图3A的顶部开始的第四曲线图表示气缸的第二进气门的升程与发动机位置。在整个序列中，第二进气门遵循基本进气门轨迹。迹线308表示气缸的第二进气门的升程。升程量在水平轴线的水平处为零，并且升程量沿竖直轴线箭头的方向增加。升程量是进气门距进气门座的距离。水平轴线表示发动机位置，并且标记发动机位置以指示发动机的气缸所处的冲程。水平轴线与迹线308之间的小间距被示出以增加迹线308的可见性，尽管当迹线308接近水平轴线时第二进气门完全关闭。水平轴线表示发动机位置，并且标记发动机位置以指示发动机的气缸所处的冲程。
从图3A的顶部开始的第五曲线图表示发动机状态与发动机位置的曲线图，在该情况下是针对停用的气缸。当迹线310处于竖直轴箭头附近的较高水平时，激活气缸(例如，接收并燃烧燃料并且如图所示为“开启”)。当迹线310处于水平轴线附近的较低水平时，停用气缸(例如，不接收并且不燃烧燃料，并且也如图所示为“关闭”)。迹线310表示气缸的状态。水平轴线表示发动机位置，并且标记发动机位置以指示发动机的气缸所处的冲程。
从图3A的顶部开始的第六曲线图表示排气门(例如，图1的54)的升程与发动机位置。迹线312表示气缸的第一排气门和第二排气门的升程。升程量在水平轴线的水平处为零，并且升程量沿竖直轴线箭头的方向增加。升程量是排气门距排气门座的距离。水平轴线表示发动机位置，并且标记发动机位置以指示发动机的气缸所处的冲程。水平轴线与迹线312之间的小间距被示出以增加迹线312的可见性，尽管当迹线312接近水平轴线时排气门完全关闭。
从图3A的顶部开始的第七曲线图表示气缸中的压力。气缸中的压力沿竖直轴线箭头的方向增加。水平轴线表示发动机位置，并且标记发动机位置以指示发动机的气缸所处的冲程。如果发动机不包括进气道节气门，则迹线316表示气缸中的压力。当气缸包括进气道节气门时，迹线314表示气缸中的压力，所述进气道节气门根据从图3A的顶部开始的第二曲线图中所示的迹线304来控制。当气缸包括进气道节气门时，迹线314A表示气缸中的压力，所述进气道节气门根据从图3A的顶部开始的第二曲线图中所示的迹线304A来控制。当迹线314A不可见时，迹线314A等效于迹线314。
在发动机位置p0处，所述气缸被停用并且发动机的其他气缸也以类似方式(未示出)被停用。请求车辆制动(未示出)，并且中央节气门完全打开。气缸的进气道节气门完全打开，以允许空气在气缸进气冲程的第一部分期间流入气缸中。当第一进气门遵循在发动机位置p0处开始的凸轮的基本曲线时，所述气缸的第一进气门的升程开始增加。在发动机位置p0之前，第一进气门经由减压阀致动器(例如，图1的17)保持部分地打开。当第二进气门遵循在发动机位置p0之前不久开始的凸轮的基本曲线(未示出)时，第二进气门的升程继续增加。排气门接近完全关闭位置。气缸中的压力相对较低。
在发动机位置p1处，进气道节气门打开，以允许空气在进气冲程期间经由第一进气门流入气缸中(例如，迹线304)。任选地，进气道节气门可以关闭(例如，迹线304A)以降低气缸中的压力并增加发动机制动功率。可以调整迹线304的进气道节气门关闭的特定正时，以调整压缩冲程开始时气缸中的质量。中央节气门保持完全打开，并且第一进气门升程和第二进气门升程遵循基本气门升程轨迹。气缸保持停用并且排气门完全关闭。气缸压力保持较低。排气门关闭，并且气缸处于进气冲程。
在发动机位置p2处，进气门仍然部分地打开，并且气缸保持停用。排气门完全关闭，并且随着气缸进入其压缩冲程，气缸中的压力开始增加。进气道节气门保持关闭以将空气捕获在气缸中。
在发动机位置p2与发动机位置p3之间，中央节气门保持完全打开并且气缸保持停用。当气缸中的空气被压缩时，进气道节气门完全关闭，并且气缸中的压力升高。第一进气门部分地打开并且第二进气门完全关闭。排气门完全关闭。
在发动机位置p3处，中央节气门完全打开，并且进气道节气门完全打开，使得可以经由使空气从气缸跨越第一进气门流回到进气歧管中来降低气缸中的压力。第一进气门部分地打开并且第二进气门完全关闭。排气门完全关闭。
在发动机位置p3与发动机位置p4之间，中央节气门完全打开并且进气道节气门完全打开。第一进气门部分地打开并且第二进气门完全关闭。排气门在气缸的排气冲程期间打开。气缸压力降低。
在发动机位置p4处，所述序列开始重复。第二进气门开始打开并且第一进气门保持部分地打开。进气道节气门保持完全打开并且中央节气门保持完全打开。替代地，进气道节气门可以在发动机位置p4处完全关闭。气缸保持停用并且排气门几乎完全关闭。随着气缸开始其进气冲程，气缸中的压力开始下降。
在发动机位置p5处，进气道节气门打开，以允许空气在进气冲程期间经由第一进气门流入气缸中(例如，迹线304)。任选地，进气道节气门可以关闭(例如，迹线304A)以如在314A处所示降低气缸中的压力并增加发动机制动功率。可以调整迹线304A的进气道节气门关闭的特定正时，以控制压缩冲程开始时气缸中的质量。中央节气门保持完全打开，并且第一进气门升程和第二进气门升程遵循基本气门升程轨迹。气缸保持停用并且排气门完全关闭。气缸压力保持较低。排气门关闭，并且气缸处于进气冲程。
在发动机位置p6处，进气门仍然部分地打开，并且气缸保持停用。排气门完全关闭，并且随着气缸进入其压缩冲程，气缸中的压力开始增加。进气道节气门保持关闭以将空气捕获在气缸中。
以这种方式，进气道节气门可以与气门减压致动器结合操作，以在提供发动机制动的同时减少冷空气流以及排气后处理装置的相关联的冷却。另外，在压缩冲程期间气缸中的压力可以经由调整关闭进气道节气门时的发动机位置来进行调整。提前关闭进气道节气门(例如，在气缸的上止点压缩冲程之前的270曲轴度)可能在压缩冲程期间降低气缸中的压力，从而减少发动机制动。延迟关闭进气道节气门(例如，在气缸的上止点压缩冲程之前的200曲轴度)可能在压缩冲程期间增加气缸中的压力，从而增加发动机制动。与具有常规气门升程的发动机相比，图3A的序列也可以允许进气歧管压力保持在较高水平，使得如果响应于驾驶员需求扭矩的增加而重新激活发动机，则发动机可以更快地产生更大量的扭矩。
现在参考图3B，示出了第二发动机操作序列。图3B的序列是针对响应于车辆制动请求或低驾驶员需求扭矩而已经停用(例如，到气缸的燃料流已经停止)的发动机的单个气缸。当如图3B所示操作气缸时，所述发动机气缸中的一个或多个可以以常规气门正时和升程进行操作。此外，其他发动机气缸可以如图3B所示进行操作，但是其他气缸的冲程与图3B所示的气缸的冲程不同相，使得发动机可以以恒定的曲轴角度间隔产生扭矩。另外，完全打开发动机的中央节气门。在该示例中，发动机包括进气道节气门。
图3B的序列可以经由图1至图2B的系统结合图4和图5的方法来提供。图3B的曲线图在时间上对齐并且在同一时间发生。在发动机位置p0至p6处的竖直线表示序列期间感兴趣的时间。气缸压缩冲程由缩写“压缩”指示。气缸膨胀冲程由缩写“膨胀”指示。气缸排气冲程由缩写“排气”指示。气缸进气冲程由缩写“进气”指示。气缸冲程之间的竖直条表示气缸的上止点位置和下止点位置。本文描述的发动机系统可以操作并且包括非暂时性指令以在包括在图3B的描述中的所有条件下操作。
从图3B的顶部开始的第一曲线图表示中央节气门的打开量。迹线320表示中央节气门的打开量。竖直轴线表示中央节气门的打开量。当迹线320处于水平轴线的水平时，中央节气门完全关闭。当迹线320在竖直轴线箭头附近时，中央节气门完全打开。水平轴线表示发动机位置，并且标记发动机位置以指示发动机的气缸所处的冲程。例如，在位置p10处，气缸处于其进气冲程。沿着水平轴线的小竖直线表示沿着水平轴线指示的所说明的气缸冲程的上止点位置和下止点位置。发动机从图的左侧到图的右侧旋转。
从图3B的顶部开始的第二曲线图表示气缸的进气道中的进气道节气门的打开量。在该示例中，进气道节气门经由通向第一进气门的进气道控制进入气缸的气流。进气道节气门可以限制进出两个进气道的流量。然而，在一些示例中，两个进气道节气门的位置由迹线322指示，并且两个进气道节气门可以控制进出气缸的进气道的流。迹线322表示进气道节气门的打开量。竖直轴线表示进气道节气门的打开量。当迹线322处于水平轴线的水平处时，进气道节气门完全关闭。当迹线322在竖直轴线箭头附近时，进气道节气门完全打开。水平轴线表示发动机位置，并且标记发动机位置以指示发动机的气缸所处的冲程。水平轴线与迹线322之间的小间距被示出以增加迹线322的可见性，尽管当迹线322接近水平轴线时进气道节气门完全关闭。
从图3B的顶部开始的第三曲线图表示气缸的第一进气门的升程与发动机位置。在气缸的进气冲程期间，第一进气门遵循基本进气门轨迹，使得与第一进气门升程处于较低水平时相比，可以增加进入气缸的流量。在气缸的压缩、膨胀和排气冲程期间，第一进气门不遵循基本进气门轨迹。迹线324表示气缸的第一进气门的升程。升程量在水平轴线的水平处为零，并且升程量沿竖直轴线箭头的方向增加。升程量是进气门距进气门座的距离。水平轴线表示发动机位置，并且标记发动机位置以指示发动机的气缸所处的冲程。
从图3B的顶部开始的第四曲线图表示气缸的第二进气门的升程与发动机位置。在整个序列中，第二进气门遵循基本进气门轨迹。迹线326表示气缸的第二进气门的升程。升程量在水平轴线的水平处为零，并且升程量沿竖直轴线箭头的方向增加。升程量是进气门距进气门座的距离。水平轴线表示发动机位置，并且标记发动机位置以指示发动机的气缸所处的冲程。水平轴线与迹线326之间的小间距被示出以增加迹线326的可见性，尽管当迹线326接近水平轴线时第二进气门完全关闭。水平轴线表示发动机位置，并且标记发动机位置以指示发动机的气缸所处的冲程。
从图3B的顶部开始的第五曲线图表示发动机状态与发动机位置的曲线图。当迹线328处于竖直轴线箭头附近的较高水平时，激活气缸(例如，接收并燃烧燃料)。当迹线328处于水平轴线附近的较低水平时，停用气缸(例如，不接收燃料并且不燃烧燃料)。迹线328表示气缸的状态。水平轴线表示发动机位置，并且标记发动机位置以指示发动机的气缸所处的冲程。
从图3B的顶部开始的第六曲线图表示排气门(例如，图1的54)的升程与发动机位置。迹线330表示气缸的第一排气门和第二排气门的升程。升程量在水平轴线的水平处为零，并且升程量沿竖直轴线箭头的方向增加。升程量是排气门距排气门座的距离。水平轴线表示发动机位置，并且标记发动机位置以指示发动机的气缸所处的冲程。水平轴线与迹线330之间的小间距被示出以增加迹线330的可见性，尽管当迹线330接近水平轴线时排气门完全关闭。
从图3B的顶部开始的第七曲线图表示气缸中的压力。气缸中的压力沿竖直轴线箭头的方向增加。水平轴线表示发动机位置，并且标记发动机位置以指示发动机的气缸所处的冲程。如果发动机不包括进气道节气门，则迹线332表示气缸中的压力。当气缸包括进气道节气门时，迹线334表示气缸中的压力，所述进气道节气门如从图3B的顶部开始的第二曲线图中所示进行控制。
在发动机位置p10处，所述气缸被停用并且发动机的其他气缸也以类似方式被停用(未示出)。请求车辆制动(未示出)，并且中央节气门完全打开。气缸的进气道节气门完全关闭，以阻止气流在气缸的进气冲程期间进入气缸。当第一进气门遵循在发动机位置p10处开始的凸轮的基本曲线时，所述气缸的第一进气门的升程开始增加。在发动机位置p10之前，第一进气门经由减压气门致动器(例如，图1的17)保持部分地打开。当第二进气门遵循在发动机位置p10之前不久开始的凸轮的基本曲线(未示出)时，第二进气门的升程继续增加。排气门接近完全关闭位置。气缸中的压力相对较低，并且当活塞接近下止点(例如p11)时，气缸中的压力开始降低。
在发动机位置p11处，进气道节气门完全打开，以允许空气在气缸的压缩冲程期间经由第一进气门流出气缸(例如，迹线324)。进气门仍然部分地打开，并且气缸保持停用。排气门完全关闭，并且气缸中的压力随着进气道节气门的打开而增加。中央节气门保持完全打开并且所述气缸保持停用。
在发动机位置p11与发动机位置p12之间，中央节气门保持完全打开并且气缸保持停用。进气道节气门完全打开，并且气缸中的压力保持几乎恒定，因为空气可以经由第一进气门流出气缸。排气门保持完全关闭并且第一进气门部分地打开。第二进气门继续遵循基本气门升程轨迹，并且其完全关闭。
在发动机位置p12处，中央节气门保持完全打开，并且进气道节气门再次完全关闭，以阻止空气在膨胀冲程期间经由第一进气门从进气歧管流到所述气缸。随着发动机旋转到膨胀冲程，气缸中的压力降低。排气门完全关闭并且第二进气门完全关闭。
在发动机位置p13处，中央节气门再次完全打开，以允许空气经由第一进气门从进气歧管流到所述气缸。空气流入气缸，并且气缸中的压力增加。第一进气门部分地打开并且第二进气门完全关闭。排气门打开并且气缸保持停用。
在发动机位置p14处，所述序列开始重复。第二进气门开始打开并且第一进气门保持部分地打开。进气道节气门完全打开并且中央节气门保持完全打开。气缸保持停用并且排气门几乎完全关闭。随着气缸开始其进气冲程，气缸中的压力开始下降。
在发动机位置p15处，进气道节气门完全打开，以允许空气在进气冲程期间经由第一进气门流入气缸(例如，迹线324)。中央节气门保持完全打开，并且第一进气门升程和第二进气门升程遵循基本气门升程轨迹。气缸保持停用并且排气门完全关闭。气缸压力保持较低。排气门关闭，并且气缸处于进气冲程。
以这种方式，进气道节气门可以与气门减压致动器结合操作，以在提供发动机制动的同时减少排气后处理装置的冷却。与图3A所示的方法相比，图3B所示的序列可以降低通过发动机的质量流率。但是，与图3A所示的序列相比，图3B的序列可以减小发动机的泵送功率，从而减少发动机制动，其可以实现图3B所示的序列。
现在参考图3C，示出了第三发动机操作序列。图3C的序列是针对响应于对少量制动扭矩的车辆制动请求或较低驾驶员需求扭矩而已经停用(例如，到气缸的燃料流已经停止)的发动机的单个气缸。所有发动机气缸可以如图3C所示操作以减少催化剂冷却。其他发动机气缸可以如图3C所示操作，但是其他气缸的冲程与图3C所示的气缸的冲程不同相，使得发动机可以以恒定的曲轴角度间隔产生扭矩。
图3C的序列可以经由图1至图2B的系统协同图4和图5的方法来提供。图3C的曲线图在时间上对齐并且在同一时间发生。气缸压缩冲程由缩写“压缩”指示。气缸膨胀冲程由缩写“膨胀”指示。气缸排气冲程由缩写“排气”指示。气缸进气冲程由缩写“进气”指示。气缸冲程之间的竖直条表示气缸的上止点位置和下止点位置。本文描述的发动机系统可以操作并包括非暂时性指令以在包括在图3C的描述中的所有条件下操作。
从图3C的顶部开始的第一曲线图是中央节气门的打开量的曲线图。迹线342表示中央节气门的打开量。竖直轴线表示中央节气门的打开量。当迹线342处于水平轴线的水平时，中央节气门完全关闭。当迹线342在竖直轴线箭头附近时，中央节气门完全打开。水平轴线表示发动机位置，并且标记发动机位置以指示发动机的气缸所处的冲程。在该示例中，中央节气门从发动机位置p20向前关闭。例如，在位置p10处，气缸处于其进气冲程。沿着水平轴线的小竖直线表示沿着水平轴线指示的所说明的气缸冲程的上止点位置和下止点位置。发动机从图的左侧到图的右侧旋转。
从图3C的顶部开始的第二曲线图是高压排气再循环(EGR)阀(例如，图1的80)的打开量的曲线图。竖直轴线表示EGR阀的打开量。当迹线344处于水平轴线的水平时，EGR阀完全关闭。当迹线344在竖直轴线箭头附近时，EGR阀完全打开。水平轴线表示发动机位置，并且标记发动机位置以指示发动机的气缸所处的冲程。
从图3C的顶部开始的第三曲线图是气缸的第一进气提升阀的升程与发动机位置的曲线图。在气缸的进气冲程期间，第一进气门遵循基本进气门轨迹，使得与第一进气门升程处于较低水平时相比，可以增加进入气缸的流量。在气缸的压缩、膨胀和排气冲程期间，第一进气门不遵循基本进气门轨迹。迹线346表示气缸的第一进气门的升程。升程量在水平轴线的水平处为零，并且升程量沿竖直轴线箭头的方向增加。升程量是进气门距进气门座的距离。水平轴线表示发动机位置，并且标记发动机位置以指示发动机的气缸所处的冲程。
从图3C的顶部开始的第四曲线图是气缸的第二进气提升阀的升程与发动机位置的曲线图。在整个序列中，第二进气门遵循基本进气门轨迹。迹线348表示气缸的第二进气门的升程。升程量在水平轴线的水平处为零，并且升程量沿竖直轴线箭头的方向增加。升程量是进气门距进气门座的距离。水平轴线表示发动机位置，并且标记发动机位置以指示发动机的气缸所处的冲程。水平轴线与迹线348之间的小间距被示出以增加迹线348的可见性，尽管当迹线348接近水平轴线时第二进气门完全关闭。水平轴线表示发动机位置，并且标记发动机位置以指示发动机的气缸所处的冲程。
从图3C的顶部开始的第五曲线图是发动机状态与发动机位置的曲线图。当迹线350处于竖直轴线箭头附近的较高水平时，激活气缸(例如，接收并燃烧燃料)。当迹线350处于水平轴线附近的较低水平时，停用气缸(例如，不接收燃料并且不燃烧燃料)。迹线350表示气缸的状态。水平轴线表示发动机位置，并且标记发动机位置以指示发动机的气缸所处的冲程。
从图3C的顶部开始的第六曲线图是排气门(例如，图1的54)的升程与发动机位置的曲线图。迹线352表示气缸的第一排气门和第二排气门的升程。升程量在水平轴线的水平处为零，并且升程量沿竖直轴线箭头的方向增加。升程量是排气门距排气门座的距离。水平轴线表示发动机位置，并且标记发动机位置以指示发动机的气缸所处的冲程。水平轴线与迹线352之间的小间距被示出以增加迹线352的可见性，尽管当迹线352接近水平轴线时排气门完全关闭。
从图3C的顶部开始的第七曲线图是气缸中的压力对发动机位置的曲线图。气缸中的压力沿竖直轴线箭头的方向增加。水平轴线表示发动机位置，并且标记发动机位置以指示发动机的气缸所处的冲程。迹线354表示不包括进气道排气门的发动机的气缸中的压力。
从图3C的顶部开始的第八曲线图是绝对进气歧管压力(MAP)与发动机位置的曲线图。竖直轴线表示MAP，并且MAP沿竖直轴线箭头的方向增加。水平轴线表示发动机位置，并且标记发动机位置以指示发动机的气缸所处的冲程。水平线370表示大气压力，并且水平线375表示比大气压力低10％的压力。迹线356表示MAP。
在发动机位置p20处，所述气缸被停用并且发动机的其他气缸也以类似方式被停用(未示出)。车辆在滑行(例如，加速踏板已完全释放并且驾驶员需求扭矩低)。未请求制动，并且中央节气门完全关闭。高压EGR阀完全打开，并且MAP低于大气压力并且高于阈值375。第一进气门部分地打开并且第二进气门部分地打开。气缸被停用并且排气门几乎完全关闭。气缸压力低。当发动机在位置p20之后旋转时，MAP保持基本恒定，并且由于中央节气门关闭、第一进气门打开以及EGR阀完全打开，所以流出发动机的排气流量(未示出)几乎为零。高MAP可能是理想的，使得如果驾驶员需求扭矩增加，则进气歧管不必充满新鲜空气。因此，响应于驾驶员需求扭矩增加，可以更快地输送发动机扭矩。另外，到催化剂的低流量可以帮助保持催化剂温暖，使得当驾驶员需求扭矩增加时可以减少发动机排放。
现在参考图4，示出了一种用于操作发动机的方法。特定地，示出了用于操作内燃发动机的方法的流程图。图4和图5的方法可以作为可执行指令存储在诸如图1至图2B所示的系统中的非暂时性存储器中。图4和图5的方法可以并入到图1至图2B的系统中并且可以与所述系统协作。此外，图4和图5的方法的至少一些部分可以作为存储在非暂时性存储器中的可执行指令而并入，而所述方法的其他部分可以经由控制器来执行，所述控制器转换物理世界中的装置和致动器的操作状态。根据下文所述的方法，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。此外，方法400和500可以从传感器输入确定选定的控制参数。
在402处，方法400确定车辆工况。车辆工况可以包括但不限于发动机温度、加速踏板位置、催化剂温度、环境温度、环境压力、驾驶员需求扭矩、发动机转速和发动机负荷。可以经由图1中描述的车辆传感器和发动机控制器来确定车辆工况。方法400前进到404。
在404处，方法400判断是否请求车辆制动。可以经由人类驾驶员施加制动踏板来请求车辆制动。如果方法400判断请求了车辆制动，则答案为是，并且方法400前进到406。否则，答案为否，并且方法400前进到460。
在460处，方法400在未激活减压致动器并且进气门和排气门升程遵循基本进气门和排气门升程曲线的情况下操作发动机(例如，进气门遵循迹线308的轨迹，并且排气门遵循迹线312的轨迹，如图3A所示)。此外，气缸可以被激活(例如，接收燃料并且燃烧空气和燃料的混合物)并产生扭矩以满足驾驶员需求扭矩。可以通过经由加速踏板位置和车辆速度索引或引用函数或表来确定驾驶员需求扭矩。方法400前进到退出。
在406处，方法400判断催化剂或后处理装置的温度是否高于阈值温度(例如，催化剂起燃温度)。催化剂起燃温度可以是可以经由监测催化剂效率和催化剂温度确定的以经验确定的温度。如果方法400判断后处理装置温度高于阈值温度，则答案为是并且方法400前进到409。否则，答案为否，并且方法400前进到408。
在409处，方法400以基本进气门和排气门升程量来操作发动机。在一个示例中，进气门和排气门遵循凸轮轴的凸轮凸角的升程。进气门在气缸的进气冲程期间打开，并且排气门在发动机气缸的排气冲程期间打开。另外，停用进气门减压致动器，使得进气门遵循基本凸轮曲线。从图3A的顶部开始的第四曲线图示出了当经由基本凸轮曲线操作进气门时进气门升程的一个示例。从图3A的顶部开始的第六曲线图示出了当经由基本凸轮曲线操作排气门时排气门升程的一个示例。发动机可以经由至少部分地关闭可变几何涡轮增压器的叶片或排气节气门并停止向发动机的气缸供应燃料来产生发动机制动扭矩。方法400前进到退出。
在408处，方法400判断请求的车辆制动的量或替代地请求的发动机制动的量是否大于第一阈值量。车辆和/或发动机制动量可以经由制动踏板的位置来确定。如果方法400判断车辆制动量或替代地发动机制动量大于第一阈值量，则答案为是，并且方法400前进到409。否则，答案为否，并且方法400前进到410。
在410处，方法400判断请求的车辆制动的量或替代地请求的发动机制动的量是否大于第二阈值量。如果方法400判断车辆制动量或替代地发动机制动量大于第二阈值量，则答案为是，并且方法400前进到414。否则，答案为否并且方法400前进到412。
在412处，方法400激活所有气缸的减压致动器，以在发动机的整个循环内保持所有发动机气缸的进气门打开，如从图3的顶部开始的第三曲线图中所示。减压致动器将进气门保持部分地打开，但是它们也允许进气门在经由凸轮轴产生的进气门打开期间遵循基线气门升程曲线(例如，在从图3A的顶部开始的第三曲线图中在发动机位置p0与发动机位置p1之间示出的进气门升程曲线)。发动机的中央节气门可以完全打开，并且气缸的排气门可以遵循基线升程曲线。图3A示出了根据步骤412的发动机的单个气缸的气门升程和正时的一个示例。如图3A所示，所有发动机气缸可以以进气门和排气门升程量和正时进行操作。另外，当发动机正在向传动系和车辆提供制动时，可以停止向所有发动机气缸输送燃料。
方法400还可以包括完全关闭涡轮增压器的叶片以增加排气背压。此外，方法400可以至少部分地关闭进气节气门以控制进气歧管压力。另外，方法400可以在气缸的膨胀冲程的至少一部分期间完全打开气缸的进气道节气门，在气缸的排气冲程的至少一部分期间完全打开气缸的进气道节气门，并且在气缸的进气冲程的至少一部分期间完全打开气缸的进气道节气门。方法400还可以在气缸的压缩冲程的至少一部分期间完全关闭气缸的进气道节气门。这些进气道节气门控制动作可以应用于每个发动机气缸和其相应的进气道节气门。图3A示出了这种进气道节气门正时的一个示例。然而，应当理解，可以调整图3A所示的进气道节气门正时以修改发动机制动和通过发动机的流量。因此，正时不意在限于仅图3A中所示的那些正时。
在其他示例中，方法400可以在气缸的膨胀冲程的至少一部分期间完全打开气缸的进气道节气门，并且方法400可以在气缸的压缩和排气冲程的至少一部分期间完全打开气缸的进气道节气门。方法400还可以在气缸的进气和膨胀冲程的至少一部分期间完全关闭气缸的进气道节气门。这些进气道节气门控制动作可以应用于每个发动机气缸和其相应的进气道节气门。图3B示出了这种进气道节气门正时的一个示例。然而，应当理解，可以调整图3B所示的进气道节气门正时以修改发动机制动和通过发动机的流量。因此，正时不意在限于仅图3B中所示的那些正时。方法400前进到退出。
在414处，方法400激活第一组气缸的减压致动器，以在发动机的整个循环内保持所有发动机气缸的进气门打开，如从图3A的顶部开始的第三曲线图中所示。当制动需求低时，可以应用这种方法。可以不激活第二组气缸的减压致动器，并且第二组气缸的进气门和排气门升程曲线可以遵循基本进气门和排气门升程曲线。第一组气缸中的减压致动器将进气门保持部分地打开，但是它们也允许进气门在经由凸轮轴产生的进气门打开期间遵循基线气门升程曲线(例如，在从图3A的顶部开始的第三曲线图中在发动机位置p0与发动机位置p1之间示出的进气门升程曲线)。发动机的中央节气门可以完全打开，并且气缸的排气门可以遵循基线升程曲线。图3A示出了根据步骤414的发动机的单个气缸的气门升程和正时的一个示例。另外，当发动机正在向传动系和车辆提供制动时，可以停止向所有发动机气缸输送燃料。
方法400还可以包括完全关闭涡轮增压器的叶片以增加排气背压。另外，方法400可以至少部分地关闭进气节气门以控制进气歧管压力。而且，方法400可以在气缸的膨胀冲程的至少一部分期间完全打开第一组气缸中的一个气缸的进气道节气门，在气缸的排气冲程的至少一部分期间完全打开所述气缸的进气道节气门，并且在气缸的进气冲程的至少一部分期间完全打开所述气缸的进气道节气门。方法400还可以在气缸的压缩冲程的至少一部分期间完全关闭第一组气缸中的所述气缸的进气道节气门。这些进气道节气门控制动作可以应用于第一组气缸中的每个发动机气缸和其相应的进气道节气门。图3A示出了这种进气道节气门正时的一个示例。然而，应当理解，可以调整图3A所示的进气道节气门正时以修改发动机制动和通过发动机的流量。因此，正时不意在限于仅图3A中所示的那些正时。
在其他示例中，方法400可以在气缸的膨胀冲程的至少一部分期间完全打开第一组气缸中的一个气缸的进气道节气门，在气缸的压缩和排气冲程的至少一部分期间完全打开气缸的进气道节气门。方法400还可以在气缸的进气和膨胀冲程的至少一部分期间完全关闭第一组气缸中的所述气缸的进气道节气门。这些进气道节气门控制动作可以应用于每个发动机气缸和其相应的进气道节气门。图3B示出了这种进气道节气门正时的一个示例。然而，应当理解，可以调整图3B所示的进气道节气门正时以修改发动机制动和通过发动机的流量。因此，正时不意在限于仅图3B中所示的那些正时。方法400前进到退出。
以这种方式，可以提供车辆和发动机制动，同时减少到排气后处理装置的气流。通过减少到排气后处理装置的气流，可以维持后处理装置的温度或降低后处理装置的温度下降速率。
现在参考图5，示出了一种用于操作发动机的方法。特定地，示出了用于操作内燃发动机的方法的流程图。根据图5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502处，方法500确定车辆工况。车辆工况可以包括但不限于发动机温度、加速踏板位置、催化剂温度、环境温度、环境压力、驾驶员需求扭矩、发动机转速和发动机负荷。可以经由图1中描述的车辆传感器和发动机控制器来确定车辆工况。方法500前进到504。
在504处，方法500判断车辆的加速踏板是否完全释放。完全释放的加速踏板可能是低驾驶员需求扭矩的基础。如果方法500判断车辆的加速踏板完全释放，则答案为是并且方法500前进到506。否则，答案为否并且方法500前进到560。
在560处，方法500在未激活减压致动器并且进气门和排气门升程遵循基本进气门和排气门升程曲线的情况下操作发动机(例如，进气门遵循迹线308的轨迹，并且排气门遵循迹线312的轨迹，如图3A所示)。此外，气缸可以被激活(例如，接收燃料并且燃烧空气和燃料的混合物)并产生扭矩以满足驾驶员需求扭矩。可以通过经由加速踏板位置和车辆速度索引或引用函数或表来确定驾驶员需求扭矩。方法500前进到退出。
在506处，方法500判断催化剂或后处理装置的温度是否高于阈值温度(例如，催化剂起燃温度)。催化剂起燃温度可以是可以经由监测催化剂效率和催化剂温度确定的以经验确定的温度。如果方法500判断后处理装置温度高于阈值温度，则答案为是并且方法500前进到507。否则，答案为否并且方法500前进到508。
在507处，方法500以基本进气门和排气门升程量来操作发动机。在一个示例中，进气门和排气门遵循凸轮轴的凸轮凸角的升程。进气门在气缸的进气冲程期间打开，并且排气门在发动机气缸的排气冲程期间打开。另外，停用进气门减压致动器，使得进气门遵循基本凸轮曲线。从图3A的顶部开始的第四曲线图示出了当经由基本凸轮曲线操作进气门时进气门升程的一个示例。从图3A的顶部开始的第六曲线图示出了当经由基本凸轮曲线操作排气门时排气门升程的一个示例。也停止向发动机气缸输送燃料，使得发动机进入燃料切断模式。发动机在燃料切断模式下操作时继续旋转。方法500前进到退出。
替代地，在一些示例中，方法500可以为发动机气缸中的每一个激活减压致动器，完全或至少部分地打开发动机的高压EGR阀(例如，图1的80)，并且完全关闭发动机的中央节气门。这些动作可以减少到排气后处理装置的流量，以维持催化剂温度，并允许MAP保持在高水平(例如，在大气压力的10％内)，使得如果驾驶员需求增加，则发动机扭矩输出可以快速满足驾驶员需求。这类操作在图3C中示出。
在508处，方法500判断当前发动机转速是否小于用于激活气缸减压致动器和气缸停用的阈值转速。如果方法500判断当前发动机转速小于用于激活气缸减压致动器和气缸停用的阈值转速，则答案为是并且方法500前进到510。否则，答案为否并且方法500前进到512。
在510处，方法500激活每个发动机气缸中的气缸减压致动器，使得每个气缸的进气门在发动机的整个循环期间保持部分地打开。气缸减压致动器可以保持进气门或排气门打开。另外，方法500可以停用气缸的选定进气门或排气门，并将停用的气门保持在完全关闭的位置。在一个示例中，方法500可以根据图3A或图3B所示的升程曲线来操作每个气缸的进气门和排气门。
方法500还可以根据如图3A和图3B所示和所述，打开和关闭每个发动机气缸的进气道节气门以根据需要进一步控制通过发动机的流量。例如，进气道节气门可以在气缸的压缩和排气冲程的至少一些部分期间完全打开，进气道节气门为所述气缸控制流量。方法500前进到514。
在512处，方法500停用每个发动机气缸中的减压致动器，使得根据基本正时和升程量在每个气缸中操作进气门和排气门。方法500前进到514。
在514处，方法500在发动机继续旋转的同时停用对发动机的燃料输送。因此，发动机以燃料切断模式操作。方法500前进到516。
在516处，方法500完全关闭可变几何涡轮增压器涡轮叶片以增加排气压力并减少到排气系统的流量。另外，方法500可以完全打开发动机进气或中央节气门，使得进气歧管压力可以较高。增加发动机进气歧管压力可以允许发动机更快地响应驾驶员需求扭矩的增加。方法500前进到退出。
替代地，在一些示例中，方法500可以为发动机气缸中的每一个激活减压致动器，完全或至少部分地打开发动机的高压EGR阀，并且完全关闭发动机的中央节气门。这些动作可以减少到排气后处理装置的流量，以维持催化剂温度，并允许MAP保持在高水平(例如，在大气压力的10％内)，使得如果驾驶员需求增加，则发动机扭矩输出可以快速满足驾驶员需求。这类操作在图3C中示出。
以这种方式，在低驾驶员需求扭矩的情况下，至少一个发动机气缸的至少一个进气门可以在整个发动机循环内保持打开，以减少当气缸停用时到排气后处理装置的流量。流量减少可能有助于维持和/或减少排气后处理装置的冷却。
因此，图4和图5的方法提供了一种发动机操作方法，所述发动机操作方法包括：响应于车辆制动请求并且催化剂的温度低于阈值温度而停用气缸并且经由在包括所述气缸的发动机的循环的整个持续时间内保持所述气缸的进气提升阀打开来减少通过所述气缸的流量；以及在所述循环期间操作所述气缸的排气门。发动机方法还包括响应于制动请求并且催化剂的温度高于阈值温度而在发动机循环的整个持续时间内不保持气缸的进气提升阀打开。发动机方法还包括响应于车辆制动请求并且催化剂的温度低于阈值温度而至少部分地关闭进气节气门和至少部分地关闭可变几何涡轮增压器的叶片。
在一些示例中，发动机方法还包括响应于制动请求并且催化剂的温度高于阈值温度而至少部分地关闭排气节气门。发动机方法还包括在停用气缸的同时保持中央节气门完全打开。发动机方法还包括在气缸的进气冲程的至少一部分期间保持气缸的进气道节气门关闭。发动机方法还包括在气缸的压缩冲程期间保持进气道节气门完全关闭。发动机方法还包括在气缸的膨胀冲程期间保持进气道节气门完全打开。发动机方法还包括在发动机的循环期间保持排气再循环阀至少部分地打开并且保持中央节气门完全关闭。
图4和图5的方法还提供了一种发动机操作方法，所述发动机操作方法包括：响应于切断气缸加燃料的请求，而在发动机的气缸的压缩冲程的至少一部分期间打开发动机的中央节气门并且保持所述气缸的进气道节气门关闭，所述气缸的进气冲程在所述发动机的循环期间发生；以及在所述气缸的排气冲程的至少一部分期间保持进气道节气门打开，所述气缸的排气冲程在所述发动机的所述循环期间发生。发动机方法还包括进一步响应于发动机转速小于阈值转速而在发动机的气缸的压缩冲程的至少一部分期间，打开发动机的中央节气门并保持所述气缸的进气道节气门关闭。发动机方法还包括在发动机的整个循环内保持气缸的进气门至少打开阈值升程量。发动机方法还包括在发动机的整个循环的至少一部分期间增加进气门的升程量到超过阈值升程量。发动机方法还包括在发动机的整个循环的所述部分期间遵循基本进气门升程量。发动机方法还包括停止向所述气缸输送燃料。
应当注意，本文所包括的示例性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来执行。此外，所述方法的部分可以是在现实世界中采取的用于改变装置状态的物理动作。本文所述的具体程序可以表示任何数目的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等)中的一种或多种。因此，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，或者在一些情况下被省略。同样，处理顺序不一定是实现本文所述的示例性示例的特征和优点所必须需要的，而是为了便于说明和描述而提供的。所示的动作、操作和/或功能中的一者或多者可以根据所使用的特定策略而重复地执行。此外，所述动作、操作和/或功能可以图形表示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，其中所述动作通过在包括各种发动机硬件部件的系统中结合电子控制器执行指令来执行。如果需要，可以省略本文中所描述的方法步骤中的一个或多个。
应理解，本文所公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体示例不应被视为具有限制含义，因为众多变型是可能的。例如，上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文中公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖的且非明显的组合和子组合。
以下权利要求特别地指出被视为新颖且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”要素或其等同物。这些权利要求应理解为包括一个或多个此类要素的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类要素。所公开特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可以通过修正本权利要求或通过在此申请或相关申请中呈现新的权利要求来要求保护。此类权利要求与原始权利要求相比无论在范围上更宽、更窄、等同或不同都被视为包括在本公开的主题内。

Claims (14)

1.一种发动机操作方法，其包括：
响应于车辆制动请求并且催化剂的温度低于阈值温度而停用气缸并且经由在包括所述气缸的发动机的循环的整个持续时间内保持所述气缸的进气提升阀打开来减少通过所述气缸的流量；以及
在所述循环期间操作所述气缸的排气门。
2.如权利要求1所述的发动机操作方法，其还包括响应于所述制动请求并且所述催化剂的所述温度高于所述阈值温度而在所述发动机的所述循环的所述整个持续时间内不保持所述气缸的所述进气提升阀打开。
3.如权利要求1所述的发动机操作方法，其还包括响应于所述车辆制动请求并且所述催化剂的所述温度低于所述阈值温度而至少部分地关闭进气节气门和至少部分地关闭可变几何涡轮增压器的叶片。
4.如权利要求1所述的发动机操作方法，其还包括响应于所述制动请求并且所述催化剂的所述温度高于所述阈值温度而至少部分地关闭排气节气门。
5.如权利要求1所述的发动机操作方法，其还包括在停用所述气缸的同时保持中央节气门完全打开。
6.如权利要求5所述的发动机操作方法，其还包括在所述气缸的进气冲程的至少一部分期间保持所述气缸的进气道节气门关闭。
7.如权利要求6所述的发动机操作方法，其还包括在所述气缸的压缩冲程期间保持所述进气道节气门完全关闭，以及在所述气缸的膨胀冲程期间保持所述进气道节气门完全打开。
8.如权利要求1所述的发动机操作方法，其还包括在所述发动机的所述循环期间保持排气再循环阀至少部分地打开并且保持中央节气门完全关闭。
9.一种发动机系统，其包括：
柴油发动机，其包括第一组气缸中所包括的气缸、第二组气缸中所包括的第二气缸、中央节气门和排气后处理装置，所述气缸包括进气提升阀以及用于提升所述进气提升阀的减压致动器；
控制器，其包括：存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令使所述控制器响应于车辆制动请求而停用所述第一组气缸中所包括的所述气缸和其他气缸；以及另外的指令，所述另外的指令用于响应于所述车辆制动请求而在所述柴油发动机的整个循环期间保持所述气缸的所述进气道提升阀打开并且不保持所述第二组气缸中所包括的气缸的进气提升阀打开。
10.如权利要求9所述的发动机系统，其还包括：
中央节气门、用于所述气缸的进气道节气门，以及用于所述第一组气缸中所包括的所述其他气缸中的每一个的进气道节气门。
11.如权利要求10所述的发动机系统，其还包括使所述控制器在所述气缸的排气冲程的至少一部分期间打开所述气缸的所述进气道节气门的另外的指令。
12.如权利要求11所述的发动机系统，其还包括使所述控制器在所述发动机制动请求生效时完全打开所述中央节气门的另外的指令。
13.如权利要求9所述的发动机系统，其中所述进气提升阀经由所述减压致动器保持打开。
14.如权利要求9所述的发动机系统，其还包括用于响应于催化剂的温度低于阈值温度而在所述柴油发动机的整个循环期间保持所述气缸的所述进气提升阀打开的另外的指令。
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