CN113494391A - 用于在燃料切断模式下操作发动机的系统和方法 - Google Patents

用于在燃料切断模式下操作发动机的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本公开提供了“用于在燃料切断模式下操作发动机的系统和方法”。描述了用于操作包括可调整提升阀正时和排气再循环阀的发动机的方法和系统。在一个示例中，所述排气再循环阀打开并且所述提升阀的正时延迟，使得可以减少由所述发动机泵送到后处理装置的新鲜空气的量。

Description

用于在燃料切断模式下操作发动机的系统和方法
技术领域
本公开总体涉及车辆发动机。
背景技术
当车速大于阈值速度时并且当驾驶员需求扭矩小于阈值扭矩时，车辆的发动机可以在燃料切断模式下操作。燃料切断模式可以包括使发动机旋转，而无需向发动机供应燃料。发动机可以经由将扭矩从车辆的车轮输送到发动机来继续旋转。车辆的动能可以供应扭矩以使车辆的车轮和发动机旋转。由于发动机并未消耗燃料以维持发动机旋转，因此在燃料切断模式下操作发动机可以减少燃料消耗。然而，燃料消耗的减少可并非没有成本。特别地，旋转发动机，而无需向发动机供应燃料可致使发动机将新鲜空气泵送到排气后处理装置(例如，催化器)。被引入到后处理装置的过量空气可扰乱后处理装置中的氧化剂和还原剂的平衡，使得如果发动机重新启动，则由发动机生成的NOx可冲破后处理装置而不会还原为N2和O2。氧化剂和还原剂的平衡可以在退出燃料切断模式之后经由燃烧发动机气缸中的浓空燃比或通过在气缸的排气冲程期间喷射燃料来重新建立。因此，通过在燃料切断模式下操作发动机而节省至少一部分燃料可用于确保满足发动机排放标准。因此，在燃料切断模式下操作发动机可能不如所期望的那样有益。因此，可能期望提供一种在燃料切断模式下操作发动机，使得可应用更少燃料来将后处理装置重新启动到所需操作状态的方式。
发明内容
本文的发明人已经认识到上述缺点并且已经开发了一种发动机操作方法，所述方法包括：响应于发动机进入燃料切断模式而经由控制器调整进气门关闭正时并且打开排气再循环(EGR)阀。
通过响应于发动机进入燃料切断模式而调整进气门关闭正时并且打开EGR阀，可以减少可由发动机泵送到排气后处理装置的新鲜空气和氧气的量。因此，与不调整进气门关闭正时和不打开EGR阀相比，可以使用更少燃料来重新启动后处理装置。重新启动后处理装置可以允许后处理装置以更大效率减少排气排放物(例如，NOx)。
本说明书可提供若干优点。特别地，所述方法可以减少发动机的燃料消耗。另外，所述方法可以减少对后处理装置的冷却，使得后处理装置可以更有效地操作。此外，所述方法可以在进入发动机燃料切断模式之后或在发动机的旋转停止之后提高后处理装置效率。
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。此外，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详细示意图；
图2和图3示出了示例性发动机配置；
图4示出了根据图5的方法的示例性发动机操作序列；并且
图5示出了用于操作发动机以提高后处理效率并且减少燃料消耗的示例性方法。
具体实施方式
本说明书涉及操作可以进入燃料切断模式的发动机。另外，本说明书适用于可以被命令来自动地或经由专用操作员输入停止的发动机。图1示出了可以根据图5的方法操作的内燃发动机的一个示例。发动机包括可变气门正时以及高压EGR阀和通道。可变气门正时和高压EGR阀可以操作来减少可以经由发动机泵送到后处理装置的空气和氧气的量。发动机可以配置有如图2所示的单组气缸或如图3所示的两组气缸。根据图5的方法的示例性发动机操作序列在图4中示出。用于操作发动机并且减少泵送到排气系统的后处理装置的空气和氧气的量的方法在图5中示出。
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，发动机可经由单个凸轮轴或推杆操作气门。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。进气提升阀52可以由可变气门启用/停用致动器59操作，所述可变气门启用/停用致动器59可以是凸轮驱动的阀操作器(例如，如美国专利号9,605,603；7,404,383和7,159,551中所示，全部所述美国专利出于所有目的据此以引用的方式完全并入)。同样地，排气提升阀54可以由可变气门启用/停用致动器58操作，所述可变气门启用/停用致动器58可以是凸轮驱动的阀操作器(例如，如美国专利号9,605,603；7,404,383和7,159,551中所示，全部所述美国专利出于所有目的据此以引用的方式完全并入)。对于一个或多个完整的发动机循环(例如，两转发动机旋转)，可以经由启动/停用致动器58和59将进气提升阀52和排气提升阀54停用并保持在关闭位置，从而防止流进入和离开气缸30，由此停用气缸30。当气缸30被停用时，向气缸30供应的燃料流也可以停止。排气门正时相对于曲轴正时的相位可以经由相位致动器84来调整。类似地，进气门正时相对于曲轴正时的相位可以经由相位致动器85来调整。
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。
发动机进气系统9可包括进气歧管44、中央节气门62、涡轮增压器压缩机162和空气过滤器42。进气歧管44被示出为与任选的中央节气门62连通，所述中央节气门调整节流板64的位置以控制来自进气增压室46的气流。涡轮增压器压缩机162从空气过滤器42抽吸空气以供应增压室46。涡轮增压器涡轮164经由轴161使涡轮增压器压缩机162旋转。排气可向可变几何叶片163施加力以使轴161旋转。叶片致动器165可调整叶片163的位置以增大或降低叶片163的效率。因此，可经由调整叶片163的位置来调整压缩机速度。压缩机再循环阀158允许压缩机162的出口15处的压缩空气返回到压缩机162的入口17。以此方式，压缩机162的效率可增大或降低，以便影响压缩机162的流量并降低压缩机喘振的可能性。箭头5示出当发动机在燃料切断模式下操作时或在停止发动机旋转请求之后通过发动机的气流的方向。
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可在发动机转动起动期间使曲轴40旋转。起动机96可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可经由皮带或链条选择性地向曲轴40供应扭矩。在一个示例中，当未接合到发动机曲轴时，起动机96处于基本状态。驾驶员或车辆乘员可经由具有起动和停止发动机的唯一功能的专用人/机接口(例如，按键开关、按钮、远程射频发射装置等)69请求发动机起动或发动机停止旋转。替代地，可以响应于车辆工况(例如，制动踏板位置、推进踏板位置、电池SOC等)而经由控制器12自动地生成停止发动机旋转请求或发动机起动请求。低电压电池8可以向起动机96供应电力。控制器12可以监测电池荷电状态。
经由火花塞66在燃烧室30中发起燃烧。点火系统88可以包括线圈和电路以向火花塞66提供电能。在一些示例中，通用排气氧(universal Exhaust Gas Oxygen,UEGO)传感器126可以联接到排放装置70上游的排气歧管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和氧气感测元件两者的NOx传感器代替。
可以经由包括排气歧管的排气系统11和后处理装置70(例如，三效催化器、颗粒过滤器等)来处理发动机排气。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包括阀80和EGR通道81。EGR阀80是阻止或允许排气从排放装置70的上游流到压缩机162下游的发动机进气系统中的位置的阀。EGR可以经由穿过EGR冷却器(未示出)进行冷却。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70的下游流到压缩机162上游的位置。低压EGR系统75可以包括EGR冷却器74、冷却器旁通通道77a和低压冷却器旁通阀78。低压冷却器旁通阀78可以被打开以使气体绕过冷却器74。
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)；联接到推进踏板130的用于感测由人类脚部132调整的推进位置的位置传感器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(替代地或另外，传感器121可感测进气歧管温度)；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；来自感测曲轴40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，热线式空气流量计)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。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，一般而言，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内的体积。活塞36靠近气缸的底部并处于其冲程终点(例如，当燃烧室30处于其最大体积时)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处于其冲程的终点并最靠近气缸盖(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)的点通常被本领域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，喷射的燃料通过在火花塞66处或替代地在柴油发动机中生成的火花经由压缩点火而点燃，从而导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀气体将活塞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，以上仅作为示例进行描述，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以变化，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2，示出了发动机10的第一示例性配置。在此示例中，发动机10包括单个气缸组200，所述单个气缸组200包括四个气缸。四个气缸用数字表示为1-4。在燃料切断模式期间，节气门62可以完全关闭，并且空气可以从进气歧管44通过气缸1-4泵送并且进入排气歧管48。如箭头202所指示，排气歧管中的空气的至少一部分可以经由高压EGR通道81返回到进气歧管44。如箭头204所指示，未返回到进气歧管44的空气可以退出发动机10。
现在参考图3，示出了发动机10的第二示例性配置。在此示例中，发动机10包括两个气缸组300和302，所述两个气缸组300和302包括八个气缸。八个气缸用数字表示为1-8。在燃料切断模式期间，节气门62可以完全关闭，并且空气可以从进气歧管44通过气缸5-8泵送并且进入排气歧管48b。如箭头304所指示，排气歧管中的空气的至少一部分可以经由高压EGR通道81返回到进气歧管44。如箭头306所指示，未返回到进气歧管44的空气可以退出发动机10和后处理装置70b。气缸1-4的进气门和排气门可以在发动机10的完整循环期间保持关闭，使得空气和氧气不会被泵送到后处理装置70a。在气缸1-4中的提升阀可能在完整发动机循环内不会保持关闭的示例中，进气歧管44中的空气和氧气的一部分可以如箭头308所指示退出发动机10。
图1至图3的系统提供发动机系统，其包括：发动机，所述发动机包括高压排气再循环(EGR)阀和提升阀；以及控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令致使控制器响应于停止发动机旋转请求而打开高压EGR阀并且调整提升阀的正时。发动机系统包括：其中调整提升阀的正时包括延迟进气门关闭正时。发动机系统还包括：用于响应于发动机不旋转而完全关闭高压EGR阀的附加指令。发动机系统还包括：用于响应于操作员改变主意而完全关闭高压EGR阀的附加指令。发动机系统还包括：用于响应于释放推进踏板而完全打开高压EGR阀并且调整提升阀的正时的附加指令。发动机系统还包括：用于响应于车速而完全打开高压EGR阀并且调整提升阀的正时的附加指令。发动机系统还包括：用于响应于停止发动机旋转请求而中止燃料到发动机的流动的附加指令。
现在参考图4，示出了发动机的示例性预示性发动机操作序列。图4的操作序列可以经由图1至图3的系统执行根据图5中描述的方法的指令来产生。图4的曲线图在时间上对齐并且同时发生。t0-t5处的竖直标记指示序列期间特别关注的时间。
从图4的顶部开始的第一曲线图表示发动机状态与时间的关系。迹线402表示发动机状态，并且当迹线402在横轴附近处于低水平时发动机关断并且不旋转。当迹线402在竖直轴箭头附近处于较高水平时，发动机开启并且接收燃料，燃烧燃料，或至少试图燃烧燃料。竖直轴表示发动机状态。发动机在燃料切断模式下，在所述燃料切断模式下，当迹线402处于竖直轴的中间水平时，发动机旋转而不接收燃料并燃烧燃料。竖直轴表示发动机状态。横轴表示时间，并且时间从图的左侧向右侧增加。
从图4的顶部开始的第二曲线图表示EGR阀位置与时间的关系。迹线404表示EGR阀位置。竖直轴表示EGR阀位置，并且当迹线404沿着竖直轴在标签FO附近时EGR阀完全打开。当迹线404沿着竖直轴在标签FC附近时，EGR阀完全关闭。横轴表示时间，并且时间从图的左侧向右侧增加。
从图4的顶部开始的第三曲线图表示中央节气门位置与时间的关系。迹线406表示中央节气门状态。竖直轴表示中央节气门状态，并且当迹线406沿着竖直轴在标签FO附近时中央节气门完全打开。当迹线406沿着竖直轴在标签FC附近时，中央节气门完全关闭。横轴表示时间，并且时间从图的左侧向右侧增加。
从图4的顶部开始的第四曲线图表示进气门关闭(IVC)位置与时间的关系。迹线408表示IVC位置。竖直轴表示IVC位置，并且当迹线408沿着竖直轴在标签Adv.附近时，IVC提前。当迹线408沿着竖直轴在标签Ret.附近时，IVC延迟。横轴表示时间，并且时间从图的左侧向右侧增加。
从图4的顶部开始的第五曲线图表示推进踏板位置与时间的关系。迹线410表示推进踏板位置，并且当迹线401沿着竖直轴在标签FA附近时，推进踏板被完全踩下。当迹线410沿着竖直轴在标签FR附近时，推进踏板完全返回。横轴表示时间，并且时间从图的左侧向右侧增加。
在时间t0处，发动机开启并且燃烧燃料。EGR阀部分地打开并且中央节气门部分地打开。IVC正时部分地提前，并且推进踏板被部分地踩下。当车辆以巡航速度在道路上行进时，可能存在此类工况。
在时间t1处，发动机进入燃料切断模式，在所述燃料切断模式下，发动机旋转而没有燃料被供应给发动机。当车辆的动能从车辆的车轮传递到发动机时，发动机可以继续旋转。当发动机经由中止向发动机气缸供应燃料而在燃料切断模式下操作时，所有发动机气缸都可以停用。EGR阀响应于发动机进入燃料切断模式而完全打开，并且中央节气门响应于发动机进入燃料切断模式而也完全关闭。关闭中央节气门并且完全打开EGR阀可以减少由发动机泵送到排气后处理装置的空气和氧气的量。IVC正时也延迟，使得可以减少从进气歧管进入发动机气缸的空气的量。推进踏板被示出为完全释放。发动机可以基于驾驶员需求扭矩和车速进入燃料切断模式。可以根据推进踏板位置和车速来确定驾驶员需求扭矩。例如，以经验确定的驾驶员需求扭矩值的表或函数可以经由车速和推进踏板位置来进行索引或参考。所述表或函数输出驾驶员需求扭矩。可以经由在测力计上操作车辆并且调整表中的值直到达到针对特定推进踏板位置和车速提供所需车辆性能水平为止来确定表或函数中的值。在时间t1与时间t2之间，发动机保持在燃料切断模式下。
在时间t2处，车辆驾驶员(未示出)踩下推进踏板以增大驾驶员需求扭矩，从而致使发动机退出燃料切断模式并且重新启动。EGR阀部分地关闭，使得可以将所需量的EGR提供给发动机气缸。中央节气门打开，使得可以将空气提供给发动机。到发动机的空气流量的增大允许发动机生成驾驶员需求扭矩。IVC正时提前，使得更大量的空气可以进入发动机气缸，使得可以增大发动机扭矩输出。在EGR阀关闭后不久，发动机退出燃料切断模式并且开始燃烧燃料。
在时间t3处，车辆驾驶员(未示出)完全释放推进踏板，并且发动机继续燃烧燃料并旋转。当推进踏板被释放时，EGR阀部分地打开并且中央节气门关闭。IVC正时响应于推进踏板被完全释放而开始延迟。
在时间t4处，发出停止发动机旋转请求(未示出)，并且EGR阀响应于所述停止发动机旋转请求而被完全打开。中央节气门保持关闭，并且IVC正时进一步延迟。推进踏板保持释放。向发动机(未示出)的燃料供应也被切断，使得发动机转速开始降低(未示出)。
在时间t5处，发动机转速达到零，并且EGR阀响应于发动机转速达到零而被完全关闭。IVC正时也提前以准备用于后续发动机起动。中央节气门保持关闭，并且推进踏板保持完全释放。
以此方式，当请求停止发动机旋转时并且当发动机进入燃料切断模式时，可以减少到催化器的空气和氧气的流量。
现在参考图5，示出了一种用于操作发动机的方法。特别地，示出了用于操作内燃发动机的方法的流程图。图5的方法可以作为可执行指令存储在诸如图1至图3所示的系统中的非暂时性存储器中。图5的方法可以并入图1至图3的系统中并且可以与所述系统配合。此外，图5的方法的至少部分可以被并入作为存储在非暂时性存储器中的可执行指令，而所述方法的其他部分可以经由控制器变换物理世界中的装置和致动器的操作状态来执行。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500可以根据传感器输入来确定选择的控制参数。
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、推进踏板位置、环境温度、发动机起动请求、停止发动机旋转请求、车速、环境压力、驾驶员需求扭矩和发动机转速。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判断是否存在发动机进入燃料切断模式的条件。在一个示例中，当如根据推进踏板位置确定的驾驶员需求扭矩小于阈值并且车速大于阈值时，方法500可以进入燃料切断模式。如果方法500判断出存在进入燃料切断模式的条件，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530。
在506处，方法500完全关闭发动机节气门。关闭发动机节气门减少到后处理装置的空气和氧气流量，使得后处理装置可以不被氧气饱和。另外，关闭节气门可以有助于维持后处理装置的温度，这可以有助于维持后处理装置的效率。应注意，即使发动机节气门完全关闭，少量的空气也可能穿过发动机，原因是完全关闭节气门可能不会提供气密性密封。方法500前进到508。
在508处，方法500完全打开高压EGR阀。通过完全打开高压EGR阀，可以从发动机进气歧管泵送到发动机排气歧管的空气的至少一部分可以返回到发动机进气歧管，从而减少到排气系统中后处理装置的空气和氧气的流量。另外，在一些示例中，方法500可以完全关闭可变几何涡轮增压器的叶片以限制空气通过后处理装置的流量。方法500前进到510。
在510处，方法500调整发动机提升阀的正时以减少通过发动机气缸的空气流量。在一个示例中，进气提升阀的正时可以延迟，使得可以将抽吸到发动机气缸中的空气的一部分喷回到发动机进气歧管中。气缸组的正时可以此方式调整。另外，如果发动机是V型发动机，则可以在关闭状态下停用一个气缸组的提升阀，使得一个气缸组可以进入气缸的阀停用的气缸切断模式。如先前所述，第二气缸组的提升阀的正时可以延迟。EGR阀可以将第二气缸组的排气歧管直接联接到发动机进气歧管，如图3所示，使得可以减少通过第二气缸组的空气流量。方法500前进到512。
在512处，方法500致使选择气缸进入燃料切断模式。在一个示例中，如果发动机包括单个气缸组，则所有发动机气缸都可以进入燃料切断模式。例如，如果气缸是四气缸发动机，则发动机的四个气缸可以停止接收燃料，而所选择气缸的提升阀继续操作。另外，如果发动机包括两个气缸组，则气缸中的一些可以进入气缸切断模式，在所述气缸切断模式下，这些气缸的提升阀在发动机的完整循环期间保持关闭(例如，两转发动机旋转)。到在气缸切断模式下的气缸的燃料输送也中止。方法500前进到514。
在514处，方法500判断是否存在退出燃料切断模式和气缸切断模式的条件。在一个示例中，如果驾驶员需求扭矩大于阈值扭矩，则方法500可以判断出存在退出燃料切断模式和气缸切断模式的条件。如果方法500判断出存在退出燃料切断模式和气缸切断模式的条件，则答案为是并且方法500前进到516。否则，答案为否，并且方法500返回到514。
在516处，方法500调整节气门的位置以供应空气以便满足所请求的驾驶员需求扭矩。另外，如果可变几何涡轮增压器的叶片先前已关闭，则可以将它们打开以增大压缩机转速，以便满足驾驶员需求扭矩。方法500前进到518。
在518处，方法500至少部分地关闭高压EGR阀。在一些示例中，高压EGR阀可以完全关闭。高压EGR阀至少部分地关闭，使得发动机气缸可以不接收在发动机气缸被重新启动时可能造成发动机失火的EGR量。方法500前进到520。
在520处，方法500调整提升阀正时。在一个示例中，方法500可以使IVC正时提前，使得发动机气缸可以引入更大空气量，从而使得发动机可以生成扭矩并且具有良好的燃烧稳定性。方法500前进到522。
在522处，方法500通过重新启动在燃料切断模式下操作的气缸来使这些气缸退出。这些气缸可以经由将燃料喷射到气缸并且燃烧燃料来重新启动。另外，如果任何气缸当前在气缸切断模式下，则方法500可以使气缸从气缸切断模式退出。气缸可以经由打开和关闭气缸的进气门和排气门并且向气缸喷射燃料来退出气缸切断模式。方法500前进以退出。
在530处，方法500判断是否请求停止发动机旋转。当车辆操作员意图离开车辆附近或者当车辆驾驶员并不意图在延长时间段内移动车辆时，可以经由车辆操作员请求停止发动机旋转。替代地，响应于车辆工况，可以经由发动机控制器自动地(例如，无需车辆操作员向只是为了起动和停止发动机旋转目的的专用装置供应输入)请求停止发动机旋转。例如，当驾驶员需求扭矩小于阈值并且车速小于阈值时，可以请求停止发动机旋转。如果方法500判断出停止发动机旋转被请求，则答案为是并且方法500前进到532。否则，答案为否并且方法500前进到550。
在532处，方法500中止向发动机喷射燃料以停止发动机旋转。方法500前进到534。
在534处，方法500完全打开高压EGR阀。高压EGR阀在发动机旋转停止期间打开，使得在燃料喷射中止之后进入发动机的空气可以再循环回到发动机进气歧管，使得较不过量的空气和氧气可以到达排气系统后处理装置。通过降低在发动机停止期间到达后处理装置的空气的量，可以通过向发动机和/或后处理装置供应更少燃料来重新起动发动机并且重新启动后处理装置。因此，可以减少燃料消耗并且可以更快地重新启动后处理装置，使得可以更快、更有效地转换发动机排放物。另外，方法500可以关闭可变几何涡轮增压器的叶片以进一步减少到后处理装置的空气流量。在打开EGR阀之后，方法500前进到536。
在536处，方法500调整发动机提升阀的正时以随着发动机滑行至停止而减少通过发动机气缸的空气流量。在一个示例中，进气提升阀的正时可以延迟，使得可以将抽吸到发动机气缸中的空气的一部分喷回到发动机进气歧管中。方法500前进到538。
在538处，方法500判断发动机是否已停止旋转或车辆驾驶员是否已指示改变主意。改变主意可以包括从停止发动机旋转改变主意为推进车辆。例如，如果车速达到零并且不踩下推进踏板，则发动机控制器可以自动地开始停止发动机旋转序列。停止发动机旋转序列可以包括停止燃料到发动机的流动。然而，在已经喷射到发动机的燃料在停止发动机旋转序列之前被燃烧时发动机可以继续旋转。如果车辆的驾驶员在发动机仍然旋转时踩下推进踏板，则踩下推进踏板可以被解释为改变主意状况。响应于改变主意而可以通过开始进行燃料喷射和点燃发动机来重新启动发动机，使得车速可以根据驾驶员需求而增大。如果方法500判断出发动机已停止旋转或者已发生改变主意，则答案为是并且方法500前进到540。否则，回答为否并且方法500返回到538。
在540处，方法500至少部分地关闭高压EGR阀。在一些示例中，方法500可以完全关闭高压EGR阀。通过关闭EGR阀，可以重新起动发动机而无需引入可能比所需的更多的EGR。方法500前进到542。
在542处，方法500调整提升阀正时。在一个示例中，IVC正时可以提前，使得发动机的气缸可以被引入足够的空气以支持发动机中稳定的燃烧。可以将IVC正时调整为用于起动发动机所需的正时。方法500前进以退出。
在550处，方法500响应于发动机工况(例如，发动机转速和发动机负载)而调整EGR阀。在一个示例中，方法500参考基于发动机转速和发动机负载的以经验确定的EGR流率的表。调整EGR阀的位置以提供由表输出的EGR率。方法500前进到552。
在552处，方法500响应于发动机工况(例如，发动机转速和发动机负载)而调整提升阀正时。在一个示例中，方法500参考基于发动机转速和发动机负载的以经验确定的提升阀正时的表。可以调整提升阀的正时以提供所需容积效率和内部EGR。方法500前进到554。
在554处，方法500命令发动机提供所请求的驾驶员需求扭矩。可以经由调整发动机的一个或多个扭矩致动器来提供所请求的驾驶员需求扭矩。例如，方法500可以调整节气门位置、火花正时和燃料喷射量，使得发动机可以生成所请求的驾驶员需求扭矩。方法500前进以退出。
以此方式，提升阀正时和EGR阀状态可以被调整来减少可以由发动机泵送到后处理装置的空气和氧气的量。通过降低泵送到后处理装置的空气的量，可能减少用于重新启动后处理装置的燃料的量。因此，可以减少发动机燃料消耗。
因此，图5的方法提供一种发动机操作方法，其包括：响应于发动机进入燃料切断模式而经由控制器调整进气门关闭正时并且打开排气再循环阀。所述发动机方法包括：其中调整进气门关闭正时包括延迟进气门关闭正时，并且所述发动机方法还包括：在所述排气再循环阀打开并且第二气缸组的阀正时延迟的同时在气缸切断模式下操作第一气缸组，并且其中所述排气再循环阀选择性地启用和禁用所述发动机的进气歧管与所述第二气缸组的排气歧管之间的连通。所述发动机方法还包括：响应于释放推进踏板而使所述发动机进入所述燃料切断模式。所述发动机方法包括：其中所述排气再循环阀是高压排气再循环阀。所述发动机方法还包括：在使所述发动机从所述燃料切断模式退出之前关闭所述排气再循环阀。所述发动机方法还包括：在使所述发动机从所述燃料切断模式退出之前响应于加速踏板位置、发动机转速或车速中的至少一者而调整进气门正时。所述发动机方法还包括：在使所述发动机从所述燃料切断模式退出之前打开发动机节气门。所述发动机方法还包括：响应于所述发动机进入所述燃料切断模式而关闭可变几何涡轮增压器的叶片。
图5的方法还提供一种发动机操作方法，其包括：响应于停止发动机旋转请求而经由控制器调整进气门关闭正时并且打开排气再循环阀。所述发动机方法包括：其中调整进气门关闭正时包括延迟进气门关闭正时。所述发动机方法包括：其中打开所述排气再循环阀包括完全打开所述排气再循环阀。所述发动机方法还包括：响应于改变主意而完全关闭所述排气再循环阀。所述发动机方法包括：其中所述改变主意经由踩下推进踏板来指示。
应注意，本文所包括的示例性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 (15)

1.一种发动机操作方法，其包括：
响应于发动机进入燃料切断模式而经由控制器调整进气门关闭正时并且打开排气再循环阀。
2.如权利要求1所述的发动机方法，其中调整进气门关闭正时包括延迟进气门关闭正时，并且所述发动机方法还包括：
在所述排气再循环阀打开并且第二气缸组的阀正时延迟的同时在气缸切断模式下操作第一气缸组，并且其中所述排气再循环阀选择性地启用和禁用所述发动机的进气歧管与所述第二气缸组的排气歧管之间的连通。
3.如权利要求1所述的发动机方法，其还包括：响应于释放加速踏板而使所述发动机进入所述燃料切断模式。
4.如权利要求1所述的发动机方法，其中所述排气再循环阀是高压排气再循环阀。
5.如权利要求1所述的发动机方法，其还包括：在使所述发动机从所述燃料切断模式退出之前关闭所述排气再循环阀。
6.如权利要求1所述的发动机方法，其还包括：在使所述发动机从所述燃料切断模式退出之前响应于加速踏板位置、发动机转速或车速中的至少一者而调整进气门正时。
7.如权利要求1所述的发动机方法，其还包括：在使所述发动机从所述燃料切断模式退出之前打开发动机节气门。
8.如权利要求1所述的发动机方法，其还包括：响应于所述发动机进入所述燃料切断模式而关闭可变几何涡轮增压器的叶片。
9.一种发动机系统，其包括：
发动机，所述发动机包括高压排气再循环(EGR)阀和提升阀；以及
控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令致使所述控制器响应于停止发动机旋转请求而打开所述高压EGR阀并且调整所述提升阀的正时。
10.如权利要求9所述的发动机系统，其中所述调整所述提升阀的正时包括延迟进气阀关闭正时。
11.如权利要求9所述的发动机系统，其还包括：用于响应于所述发动机不旋转而完全关闭所述高压EGR阀的附加指令。
12.如权利要求9所述的发动机系统，其还包括：用于响应于操作员改变主意而完全关闭所述高压EGR阀的附加指令。
13.如权利要求9所述的发动机系统，其还包括：用于响应于释放加速踏板而完全打开所述高压EGR阀并且调整所述提升阀的正时的附加指令。
14.如权利要求13所述的发动机系统，其还包括：用于响应于车速而完全打开所述高压EGR阀并且调整所述提升阀的正时的附加指令。
15.如权利要求9所述的发动机系统，其还包括：用于响应于所述停止发动机旋转请求而中止燃料到所述发动机的流动的附加指令。
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