用于催化劑再生的發(fā)動(dòng)機(jī)控制的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸停用事件期間噴射水以便降低汽缸停用之后的排氣催化劑再生需求的方法和系統(tǒng)。在一個(gè)示例中，在一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸處噴射水，以減少排氣催化劑的氧化。然后，在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸重新激活期間，燃燒空氣-燃料比的富化程度可降低，以減少到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料損耗，同時(shí)降低NOx排放。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于催化劑再生的發(fā)動(dòng)機(jī)控制

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于催化劑再生的發(fā)動(dòng)機(jī)控制。

【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制系統(tǒng)可包括一種或多種排氣催化劑，以處理各種排氣成分。這些 可包括，例如，三元催化劑、NOx儲(chǔ)存催化劑、起燃催化劑、SCR催化劑等。發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣催化 劑可要求周期性的再生來(lái)恢復(fù)催化劑活性并降低催化劑氧化。例如，催化劑可通過(guò)噴射足 夠的燃料以產(chǎn)生富環(huán)境并減少存儲(chǔ)在催化劑中的氧的量進(jìn)行再生。因此，在催化劑再生期 間消耗的燃料可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料經(jīng)濟(jì)性。相應(yīng)地，已經(jīng)開(kāi)發(fā)各種催化劑再生策略。
[0003] 一種示例方法由Georigk等人在US6,969,492中示出。其中，排放控制裝置包 括由串聯(lián)布置的至少兩種催化劑產(chǎn)生的催化轉(zhuǎn)換器的階段。具體地，該催化階段包括與 (例如，上游的）NOx還原催化劑串聯(lián)布置的三元催化劑。不同的催化劑的不同的氨儲(chǔ)存性 能使NOx還原加以改進(jìn)并降低對(duì)催化劑再生的需要。另一個(gè)示例方法由Eckhoff等人在 W02009/080152中示出。其中，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)包括具有中間SCR催化劑的多個(gè)NOx儲(chǔ)存催 化劑，并且排氣空氣-燃料比基于第一 NOx儲(chǔ)存催化劑的上游的空氣-燃料比和第二NOx 儲(chǔ)存催化劑的下游的空氣-燃料比之間的差異在富相和稀相之間不斷交替。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 然而，本文的發(fā)明人已經(jīng)意識(shí)這種方法的潛在問(wèn)題。例如，發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，再 生控制可以在車(chē)輛驅(qū)動(dòng)周期期間執(zhí)行的怠速停止操作期間退化。具體地，在怠速停止期間， 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)被停用并且燃料被切斷以關(guān)閉機(jī)器，發(fā)動(dòng)機(jī)仍然多旋轉(zhuǎn)幾次。此旋轉(zhuǎn)泵送空氣越 過(guò)排氣三元催化劑，造成催化劑變得氧化并且當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)重新激活時(shí)降低其還原NOx的能 力。同樣，在發(fā)動(dòng)機(jī)從怠速停止重新啟動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)幾次，在空氣可以越過(guò)排氣催化劑 被泵送的期間提供另一個(gè)機(jī)會(huì)。并且雖然濃縮可以用來(lái)在發(fā)動(dòng)機(jī)重新激活時(shí)快速地再生三 元催化劑，濃縮導(dǎo)致燃料損耗。另外，在發(fā)動(dòng)機(jī)重新起動(dòng)的延遲可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。
[0005] 在一個(gè)示例中，一些上述問(wèn)題可至少部分地由在汽缸停用期間減少排氣催化劑氧 化的方法來(lái)處理，從而減少在重新激活所述發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸時(shí)需要再生的量。具體地，該方法可 以包括選擇性地經(jīng)由可停用燃料噴射器來(lái)停用一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。然后，在汽缸停用 期間，可以在一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸處噴射水，以減少第一排氣催化劑的氧化。在一 個(gè)示例中，第一排氣催化劑可以是三元催化劑。在汽缸停用期間，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可確定噴射 正時(shí)和水噴射的噴射量。在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸重新激活后（例如，在怠速停止之后），水噴射就可 停止并且一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸可基于第二排氣催化劑的估算的氨含量使用燃燒 空氣-燃料比重新激活。在一個(gè)示例中，所述第二排氣催化劑可以是SCR催化劑。例如，當(dāng) 第二排氣催化劑的氨含量增加時(shí)燃燒空氣-燃料比可以不那么富。以這種方式，通過(guò)在汽 缸停用事件期間噴射水并減少催化劑的氧化，在汽缸重新激活期間從濃縮的燃料損耗以減 小，同時(shí)保持所需要的NOx排放水平。
[0006] 應(yīng)當(dāng)理解，提供上面的概要以便以簡(jiǎn)化的形式來(lái)介紹在【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步描 述的選擇的概念。這并不意味著確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或必要特征，其范圍是由具 體實(shí)施方式之后的權(quán)利要求唯一地限定。此外，所要求保護(hù)的主題并不限于解決以上或本 公開(kāi)的任何部分提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007] 圖1示出車(chē)輛傳動(dòng)系統(tǒng)的示例。
[0008] 圖2A-圖2B示出可變排量發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的示例實(shí)施例。
[0009] 圖3示出局部發(fā)動(dòng)機(jī)視圖。
[0010] 圖4示出用于基于發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸停用噴射水并且調(diào)節(jié)排氣催化劑再生的示例方法。
[0011] 圖5示出用于發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸停用期間調(diào)節(jié)水噴射的示例方法。
[0012] 圖6示出響應(yīng)選擇的汽缸停用的調(diào)節(jié)水噴射和燃燒空氣-燃料比的示例。

【具體實(shí)施方式】
[0013] 以下描述涉及用于在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸停用事件期間噴射水以便減少汽缸停用之后的 排氣催化劑的再生要求的系統(tǒng)和方法。汽缸停用事件（或稀操作）可以包括怠速停止操作 (如在圖1和圖3的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中）或在可變排量的發(fā)動(dòng)機(jī)中的汽缸停用（如在圖2A-圖 2B和圖3的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中）。又一個(gè)汽缸停用事件可以包括減速燃料切斷操作（DFS0)。發(fā) 動(dòng)機(jī)控制器可以經(jīng)配置以執(zhí)行控制例程（如圖4所示的示例例程），用于基于發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸停 用噴射水并調(diào)節(jié)排氣催化劑再生。具體地，在汽缸停用事件期間可以在一個(gè)或多個(gè)停用的 發(fā)動(dòng)機(jī)處噴射水。在圖5處呈現(xiàn)了一種用于確定水噴射量，以及水噴射的正時(shí)的方法。在 發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸重新激活后，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可調(diào)節(jié)重新激活的汽缸的燃燒空氣-燃料比。在圖6 處示處了響應(yīng)汽缸停用的水噴射和空氣-燃料比的示例調(diào)節(jié)。燃燒空氣-燃料比的富的程 度（例如，富偏置的量）可以基于存儲(chǔ)在排氣催化劑（例如SCR催化劑）中的氨的量。以 這種方式，排氣催化劑，如三元催化劑可以被再生同時(shí)減少到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料損耗。
[0014] 參考圖1，示出車(chē)輛傳動(dòng)系統(tǒng)100。傳動(dòng)系統(tǒng)包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10。在所描繪的示例 中，發(fā)動(dòng)機(jī)10可以選擇性地停用以響應(yīng)怠速停止?fàn)顩r，如本文具體參考圖3-圖5進(jìn)一步描 述的。發(fā)動(dòng)機(jī)10被示出經(jīng)由曲軸40聯(lián)接到液力變矩器11。發(fā)動(dòng)機(jī)10可包括起動(dòng)器系統(tǒng) 9,用于在發(fā)動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng)時(shí)輔助發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。液力變矩器11還經(jīng)由渦輪軸17聯(lián)接到傳動(dòng) 裝置15。在一個(gè)示例中，傳動(dòng)裝置15是階梯式齒輪齒數(shù)比的傳動(dòng)裝置。傳動(dòng)裝置15可進(jìn) 一步包括各種齒輪和傳動(dòng)離合器來(lái)調(diào)節(jié)從傳動(dòng)裝置到車(chē)輪19的輸出的轉(zhuǎn)矩。液力變矩器 11具有可以接合、脫離，或部分接合的旁路離合器（未示出）。當(dāng)離合器脫開(kāi)或正脫開(kāi)時(shí)， 液力變矩器被稱(chēng)為處于未鎖定狀態(tài)。渦輪軸17也被認(rèn)為是傳動(dòng)裝置輸入軸。在一個(gè)示例 中，傳動(dòng)裝置15包括具有多個(gè)可選擇的離散齒輪齒數(shù)比的電子控制傳動(dòng)裝置。傳動(dòng)裝置15 還可以包括各種其他的齒輪，例如，舉例來(lái)說(shuō)，最終傳動(dòng)比（未示出）?？商鎿Q地，傳動(dòng)裝置 15可以是無(wú)級(jí)傳動(dòng)裝置（CVT)。
[0015] 傳動(dòng)裝置15可以經(jīng)由輪軸21進(jìn)一步聯(lián)接到車(chē)輪19。車(chē)輪19將車(chē)輛（未示出） 與道路23相接。注意，在一個(gè)示例實(shí)施例中，此動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)接在道路上行駛的客車(chē)中。 雖然可以使用各種車(chē)輛配置，在一個(gè)示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)是唯一的動(dòng)力源，因此，車(chē)輛不是混合 電能的、混合插電的等。在其他實(shí)施例中，該方法可以并入混合動(dòng)力車(chē)輛。
[0016] 發(fā)動(dòng)機(jī)控制器42可以經(jīng)配置從發(fā)動(dòng)機(jī)10接收輸入，并且從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩 輸出和/或液力變矩器11、傳動(dòng)裝置15以及相關(guān)的離合器的操作。作為一個(gè)示例，轉(zhuǎn)矩輸 出可以通過(guò)調(diào)節(jié)火花正時(shí)、燃料脈沖寬度、燃料脈沖正時(shí)和/或空氣增壓的組合，通過(guò)控制 節(jié)氣門(mén)開(kāi)度和/或氣門(mén)正時(shí)，氣門(mén)升程和渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的升壓來(lái)控制。在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的 情況下，控制器42也可以通過(guò)控制燃料脈沖寬度、燃料脈沖正時(shí)和空氣增壓的組合來(lái)控制 所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出。在所有情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)控制可以在逐個(gè)汽缸的基礎(chǔ)上執(zhí)行，以控制 發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出。
[0017] 當(dāng)滿(mǎn)足怠速停止?fàn)顩r時(shí)，控制器42可以選擇性地通過(guò)關(guān)掉到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的燃料 噴射和火花點(diǎn)火來(lái)停用發(fā)動(dòng)機(jī)。在一些實(shí)施例中，控制器還可以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)節(jié)氣門(mén)，將歧管空 氣壓力（MAP)帶向大氣壓（BP)，以協(xié)助發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)減慢，同時(shí)將起動(dòng)系統(tǒng)9接合到旋轉(zhuǎn)的發(fā) 動(dòng)機(jī)以施加制動(dòng)轉(zhuǎn)矩和/或隨著減少的發(fā)動(dòng)機(jī)反向提供發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)減慢。發(fā)動(dòng)機(jī)然后可保 持在怠速停止，直到發(fā)動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng)條件得到確認(rèn)。因此，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)減慢至靜止（沒(méi)有 燃料），空氣可通過(guò)排氣催化劑被泵送。同樣地，在發(fā)動(dòng)機(jī)從怠速停止重新啟動(dòng)期間，當(dāng)發(fā)動(dòng) 機(jī)旋轉(zhuǎn)加速，并加注燃料恢復(fù)之前，空氣可以通過(guò)排氣催化劑被泵送。所述空氣可以氧化的 催化劑，具體地，密偶三元排氣催化劑，降低其減少排氣NOx物質(zhì)的能力，并且降低排氣排 放。
[0018] 如在圖4-圖6中詳細(xì)闡述的，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器還可以與計(jì)算機(jī)可讀指令經(jīng)配置用于 在停用期間在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸處噴射水。然后水和/或水蒸氣可從發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中排出空氣，從 而降低停用汽缸的空氣的吸入。這可降低行進(jìn)到催化劑的空氣的量，并且因此氧化催化劑。 然后，在發(fā)動(dòng)機(jī)從怠速停止重新啟動(dòng)期間，諸如三元催化劑的排氣催化劑，可通過(guò)調(diào)節(jié)汽缸 的燃燒空氣-燃料比再生。具體地，燃燒空氣-燃料比可降低，使得空氣-燃料比具有富偏 置。富偏置的量可基于存儲(chǔ)在排氣催化劑（例如SCR催化劑）的氨含量。例如，如果排氣 催化劑的氨含量較高時(shí)，富偏置的可更低。在怠速停止和汽缸停用期間噴射水可以允許排 氣催化劑的氨含量比如果不使用水噴射時(shí)保持更高的水平。因此，在汽缸重新激活（例如 重新啟動(dòng)）期間可以需要較少的富偏置。這可減少在排氣催化劑的再生中所產(chǎn)生的燃料損 耗，從而提高整體燃料經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)滿(mǎn)足NOx排放要求。
[0019] 圖2A-圖2B示出發(fā)動(dòng)機(jī)210的示例實(shí)施例200和250,其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)配置作 為可變排量發(fā)動(dòng)機(jī)（VDE)?？勺兣帕堪l(fā)動(dòng)機(jī)210包括多個(gè)燃燒室或汽缸31。發(fā)動(dòng)機(jī)210的 多個(gè)汽缸31在不同的發(fā)動(dòng)機(jī)組布置為汽缸組。在所描繪的示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)210包括兩個(gè)發(fā) 動(dòng)機(jī)組14A、14B。因此，汽缸布置為布置在第一發(fā)動(dòng)機(jī)組14A的第一組汽缸（在所描繪的示 例中四個(gè)汽缸）和布置在第二發(fā)動(dòng)機(jī)組14B的第二組汽缸（在所描繪的示例中四個(gè)汽缸）。 將理解，盡管在圖2A-圖2B中描繪的實(shí)施例示出具有在不同的組上布置的汽缸的V型發(fā)動(dòng) 機(jī)，這不意味著是限制性的，并且在替代實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)可以是具有在共同的發(fā)動(dòng)機(jī)組上 的所有發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的內(nèi)嵌發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0020] 可變排量發(fā)動(dòng)機(jī)210可以經(jīng)由與分支的進(jìn)氣歧管44A、44B連通的進(jìn)氣通道142接 收進(jìn)氣空氣。具體地，第一發(fā)動(dòng)機(jī)組14A經(jīng)由第一進(jìn)氣歧管44A從進(jìn)氣通道142接收進(jìn)氣 空氣，而第二發(fā)動(dòng)機(jī)組14B經(jīng)由第二進(jìn)氣歧管44B從進(jìn)氣通道142接收進(jìn)氣空氣。雖然發(fā) 動(dòng)機(jī)組14A、14B示出具有不同的進(jìn)氣歧管，將理解的是，在替代實(shí)施例中，它們可以共享共 同的進(jìn)氣歧管或一部分共同的進(jìn)氣歧管。供給到發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸的空氣量可以通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)氣 門(mén)62的位置來(lái)控制。另外，供給到特定組上的各組的汽缸的空氣的量可通過(guò)改變連接到所 述汽缸的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣門(mén)的進(jìn)氣門(mén)正時(shí)來(lái)調(diào)節(jié)。
[0021] 參考圖2A，在第一發(fā)動(dòng)機(jī)組14A的汽缸產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)物被引導(dǎo)至在其中燃燒產(chǎn)物 排放到大氣中之前處理過(guò)的第一排氣歧管48A中的一個(gè)或多個(gè)排氣催化劑。第一排放控制 裝置70A聯(lián)接到第一排氣歧管48A。第一排放控制裝置70A可以包括一個(gè)或多個(gè)排氣催化 齊[J，例如密偶催化劑（close-coupled catalyst)。在一個(gè)示例中，在排放控制裝置70A的密 偶催化劑可以是三元催化劑。在第一發(fā)動(dòng)機(jī)組14A產(chǎn)生的排氣在被引導(dǎo)到第一底部排放控 制裝置80A之前在排放控制裝置70A中被處理。第一底部排放控制裝置80A可以包括：第 一底部排氣催化劑82A和第二底部排氣催化劑84A。具體地，第一底部催化劑82A和第二底 部催化劑84A可以在底部排放控制裝置80A中彼此面對(duì)面接觸的被集成。在一個(gè)示例中， 第一底部排氣催化劑82A包括經(jīng)配置用于選擇性的催化還原的SCR催化劑，其中NOx物質(zhì) 使用氨還原成氮。作為另一個(gè)示例，第二底部排氣催化劑84A包括三元催化劑。第一底部 排氣催化劑82A放置在底部排放控制裝置80A中的第二底部排氣催化劑84A的上游（在排 氣流的方向），但是在第三密偶排氣催化劑（包括在排放控制裝置70A中）的下游。穿過(guò)第 一排放控制裝置70A和第一底部排放控制裝置80A的通道處理的排氣然后沿著第一排氣歧 管48A朝向排氣接合處55被引導(dǎo)。從那里，排氣可以經(jīng)由共同的排氣通道50引導(dǎo)到大氣 中。
[0022] 在第二發(fā)動(dòng)機(jī)組14B的汽缸中產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)物經(jīng)由第二排氣歧管48B排出到大氣 中。第二排放控制裝置70B聯(lián)接到第二排氣歧管48B。第二排放控制裝置70B可以包括一 種或多種排氣催化劑，例如密偶催化劑。在一個(gè)示例中，在排放控制裝置70A中的密偶催化 劑可以是三元催化劑。在第二發(fā)動(dòng)機(jī)組14B中產(chǎn)生的排氣在被引導(dǎo)到第二底部排放控制裝 置80B之前在排放控制裝置70B中被處理。第二底部排放控制裝置80B還可以包括第一底 部排氣催化劑82B和第二底部排氣催化劑84B。具體地，第一底部催化劑82B和第二底部催 化劑84B可以底部排放控制裝置80B中彼此面對(duì)面接觸的被集成。在一個(gè)示例中，第一底 部排氣催化劑82B包括SCR催化劑而第二底部排氣催化劑84B包括三元催化劑。第二底部 排氣催化劑82B放置在底部排放控制裝置80B中的第二底部排氣催化劑84B的上游（在排 氣流的方向），但是在第三密偶排氣催化劑（包括在排放控制裝置70B中）的下游。
[0023] 雖然圖2A的實(shí)施例示出聯(lián)接到分別的底部排放控制裝置的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)組，在替 代實(shí)施例中，如在圖2B所示，每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)組聯(lián)接到分別的排放控制裝置70A、70B，但聯(lián)接到 共同的底部排放控制裝置80。在圖2B描繪的實(shí)施例250中，共同的底部排放控制裝置80 被定位在排氣接合處55和共同的排氣通道50的下游。共同的底部排放控制裝置80示出 具有定位在底部排放控制裝置80中的第二底部排氣催化劑84 (在排氣流的方向）上游以 及整體聯(lián)接到此的第一底部排氣催化劑82。
[0024] 各種空氣-燃料比傳感器可聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)210。例如，第一空氣-燃料比傳感器72 可以聯(lián)接到第一排放控制裝置70A的下游的第一發(fā)動(dòng)機(jī)組14A的第一排氣歧管48A，而第二 空氣-燃料比傳感器74聯(lián)接到第二排放控制裝置70B的下游的第二發(fā)動(dòng)機(jī)組14B的第二 排氣歧管48B。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，附加的空氣-燃料比傳感器可聯(lián)接到排放控制裝置的 上游，例如聯(lián)接到第一排放控制裝置70A的上游的第一上游空氣-燃料比傳感器71A和聯(lián) 接第二排放控制裝置70B的上游的第二上游空氣-燃料比傳感器71B。可以包括又一個(gè)空 氣-燃料比傳感器，例如，其聯(lián)接到底部排放控制裝置。如在圖3中詳細(xì)闡述的，空氣-燃料 比傳感器可包括氧傳感器，如EGO傳感器、HEGO傳感器，或UEGO傳感器。在一個(gè)示例中，聯(lián) 接到排放控制裝置70A、70B的下游的下游空氣-燃料比傳感器72、74可以是用于催化劑監(jiān) 測(cè)的HEG0傳感器，而聯(lián)接到排放控制裝置70A、70B的上游的上游空氣-燃料比傳感器71A、 71B是用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制的UEG0傳感器。
[0025] 雖然圖2A-圖2B示出具有多種排氣催化劑的排放控制裝置以及底部排放控制裝 置，在替代實(shí)施例中，一個(gè)排放控制裝置或多個(gè)排放控制裝置可以包括不同布置的排氣催 化劑。例如，車(chē)輛的排放控制系統(tǒng)可以包括具有至少一種SCR催化劑和至少一種三元催化 劑的一個(gè)或多個(gè)排放控制裝置。這些催化劑可以在排放控制系統(tǒng)內(nèi)布置成不同的配置。因 此，在下面進(jìn)一步描述的方法可以在多種發(fā)動(dòng)機(jī)中使用不同的排放控制系統(tǒng)的配置來(lái)實(shí) 現(xiàn)。
[0026] -個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸在選擇的發(fā)動(dòng)機(jī)工況期間可選擇性地停用。例如，在低發(fā) 動(dòng)機(jī)負(fù)荷期間，當(dāng)不需要發(fā)動(dòng)機(jī)的全轉(zhuǎn)矩能力時(shí)，可選擇性地停用選擇的發(fā)動(dòng)機(jī)組的一個(gè) 或多個(gè)汽缸（在本文中也稱(chēng)為VDE操作模式）。這可包括在選擇的發(fā)動(dòng)機(jī)組上停用燃料和 火花。具體地，所選擇的汽缸組的一個(gè)或多個(gè)汽缸可以通過(guò)關(guān)掉分別的燃料噴射器而停用， 同時(shí)保持進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)的操作，使得空氣可繼續(xù)通過(guò)汽缸被泵送。當(dāng)不起作用的汽缸的 燃料噴射器被關(guān)掉時(shí)，剩余的啟用的汽缸隨著燃料噴射器的激活和操作繼續(xù)進(jìn)行燃燒。為 滿(mǎn)足轉(zhuǎn)矩要求，發(fā)動(dòng)機(jī)在那些噴射器保持啟用的汽缸上產(chǎn)生相同的量的轉(zhuǎn)矩。這需要較高 的歧管壓力，從而導(dǎo)致較低的泵送損失和增加的發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。此外，暴露于燃燒的較低效 的表面積（僅來(lái)自啟用的汽缸）減少發(fā)動(dòng)機(jī)的熱損失，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。在一個(gè)示例 中，在轉(zhuǎn)換到VDE模式期間發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可以選擇性地停用給定的發(fā)動(dòng)機(jī)組（無(wú)論是14A 或14B)的全部汽缸，然后在轉(zhuǎn)換回非VDE模式期間重新激活汽缸。
[0027] 在替代示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以具有帶有選擇性地可停用的進(jìn)氣門(mén)和/或排氣門(mén) 的汽缸。具體地，進(jìn)氣門(mén)和/或排氣門(mén)正時(shí)可以調(diào)節(jié)，使得基本上沒(méi)有空氣穿過(guò)不起作用的 發(fā)動(dòng)機(jī)組泵送，同時(shí)空氣繼續(xù)流經(jīng)起作用的發(fā)動(dòng)機(jī)組。在一些實(shí)施例中，停用的汽缸可具有 在一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)周期期間保持關(guān)閉的汽缸閥，其中所述汽缸閥經(jīng)由液壓致動(dòng)升降器或 經(jīng)由其中沒(méi)有升程的凸輪凸角用于停用的閥門(mén)的凸輪輪廓線變換（CPS)機(jī)制停用。
[0028] 通過(guò)在低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷條件期間選擇性地停用發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸，發(fā)動(dòng)機(jī)泵送損失和摩擦 損失減少，并且燃料經(jīng)濟(jì)性提高。然而，存在唯一的排放挑戰(zhàn)。例如，在非VDE或化學(xué)計(jì)量 的發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間，氨在通常用于閉環(huán)控制的稍富的條件下由密偶三元催化劑產(chǎn)生。其中， 密偶催化劑上游的燃料和還原劑的噴射基于在密偶催化劑的下游估算的排氣空氣-燃料 比調(diào)節(jié)，以便將空氣-燃料比保持在化學(xué)計(jì)量或在其周?chē)ɡ?，稍富的化學(xué)計(jì)量），同時(shí) 產(chǎn)生氨用于還原排氣NOx物質(zhì)。在缺乏底部SCR催化劑時(shí)，該氨可以存儲(chǔ)在底部的三元催 化劑是由于在該位置上的冷卻器的排氣溫度。在VDE模式的開(kāi)始期間，純空氣經(jīng)過(guò)一組發(fā) 動(dòng)機(jī)并且底部的三元催化劑可使用新鮮空氣中的氧氣將所存儲(chǔ)的氨氧化為NOx物質(zhì)和N 20。 另外，在稀操作（即，VDE操作模式）期間，三元催化劑氧化，這降低其返回到非VDE/化學(xué) 計(jì)量發(fā)動(dòng)機(jī)操作時(shí)還原NOx物質(zhì)的能力。具體地，三元催化劑不能還原NOx物質(zhì)，直到三元 催化劑已充分地還原并進(jìn)行再生。為將這種損失三元催化劑功能的持續(xù)時(shí)間最小化，在退 出VDE模式后可以使用顯著的濃縮以迅速還原三元催化劑。這種濃縮不僅增加燃料損耗， 而且也產(chǎn)生額外的氨。所述額外的氨要求VDE模式的再進(jìn)入延遲，以允許氨消散，否則剩余 的氨會(huì)氧化為NOx和N20。
[0029] 本文中，在停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸噴射水解決至少其中的一些問(wèn)題。特別地，水或風(fēng)擋 刮水器流體可在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸處經(jīng)由直接噴射或進(jìn)氣道噴射而噴射。在一個(gè)示例中，發(fā)動(dòng)機(jī) 210可具有主要設(shè)計(jì)用于在高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載爆震控制的水噴射系統(tǒng)。該系統(tǒng)然后也可以在噴 射器以VDE截?cái)嗥陂g（例如，在VDE模式操作期間）用于水噴射以及后處理系統(tǒng)催化劑再 生。這個(gè)系統(tǒng)可以是直接噴射（DI)系統(tǒng)或進(jìn)氣道噴射（PI)系統(tǒng)。在一個(gè)示例中，如在圖 2A-圖2B中所示，發(fā)動(dòng)機(jī)210可以具有直接水噴射系統(tǒng)。直接水噴射系統(tǒng)可包括用于第一 發(fā)動(dòng)機(jī)組14A的第一組直接水噴射器96A和用于第二發(fā)動(dòng)機(jī)組14B的第二組直接水噴射 器96B。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)210的每個(gè)汽缸31可具有直接水噴射器。在另一個(gè)示例中，如在圖 2A-圖2B中所示，發(fā)動(dòng)機(jī)210可包括進(jìn)氣道水噴射系統(tǒng)。進(jìn)氣道水噴射系統(tǒng)可包括用于第 一發(fā)動(dòng)機(jī)組14A的第一組進(jìn)氣道水噴射器94A和用于第二發(fā)動(dòng)機(jī)組14B的第二組進(jìn)氣道水 噴射器94B。對(duì)于每個(gè)汽缸31，所述進(jìn)氣道水噴射器可以放置在包括進(jìn)氣門(mén)的進(jìn)氣道99內(nèi)。 因此，發(fā)動(dòng)機(jī)210的每個(gè)汽缸31的每個(gè)進(jìn)氣道99可具有進(jìn)氣道水噴射器。在又一個(gè)示例 中，發(fā)動(dòng)機(jī)210可包括放置在第一排氣歧管48A中的第一排氣口水噴射器98A和放置在第 二排氣歧管48B中的第二排氣口水噴射器98B。如果停用的汽缸只在第一發(fā)動(dòng)機(jī)組中，則只 有第一進(jìn)氣道水噴射器98A可以噴射水。如果停用的汽缸只在第二發(fā)動(dòng)機(jī)組中，則僅有第 二進(jìn)氣道噴射器98B可以噴射水?？商娲兀绻械陌l(fā)動(dòng)機(jī)汽缸（例如，在兩個(gè)組中） 停用，第一進(jìn)氣道噴射器98A和第二進(jìn)氣道98B噴射器都可以噴射水。
[0030] 在停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸處噴射水可減少穿過(guò)汽缸31到排氣歧管以及到排氣催化劑 的空氣的量。例如，如果在發(fā)動(dòng)機(jī)210中使用的水噴射系統(tǒng)是進(jìn)氣道水噴射系統(tǒng)94,則進(jìn)氣 道水噴射器可以在停用的汽缸的進(jìn)氣門(mén)上的進(jìn)氣道處噴射水。在一個(gè)示例中，在進(jìn)氣門(mén)打 開(kāi)之前（例如，當(dāng)進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉時(shí)），經(jīng)由進(jìn)氣道水噴射的水噴射可以在汽缸停用期間出現(xiàn)。 噴射的水可在進(jìn)氣門(mén)上和/或其周?chē)舭l(fā)。然后噴射的水和/或水蒸氣可將進(jìn)氣道周?chē)?進(jìn)氣空氣排出。因此，當(dāng)進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)時(shí)，水和/或水蒸氣可排出進(jìn)氣空氣，從而減少進(jìn)入汽 缸的進(jìn)氣空氣的量。因此，當(dāng)非點(diǎn)火（例如，停用的）汽缸的排氣門(mén)打開(kāi)時(shí)，水蒸氣可流經(jīng) 通過(guò)排氣系統(tǒng)并且到排氣催化劑。穿過(guò)所述排氣系統(tǒng)的任何空氣可由水進(jìn)行稀釋。進(jìn)一步 地，經(jīng)過(guò)排氣系統(tǒng)的氧氣可以減少，已被水蒸氣排出，從而減少排氣催化劑的氧化。
[0031] 在汽缸停用期間，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可致動(dòng)相應(yīng)的停用的汽缸的水噴射器來(lái)噴射水。 控制器可控制正時(shí)、持續(xù)時(shí)間和水噴射量。響應(yīng)一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的停用，控制器可致 動(dòng)水噴射器以噴射一定量的水到進(jìn)氣道、發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸或排氣歧管中的一個(gè)。在優(yōu)選的實(shí)施 例中，控制器可致動(dòng)進(jìn)氣道水噴射器以在進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)之前噴射水。在另一個(gè)實(shí)施例中，在燃 燒沖程的上死點(diǎn)附近，控制器可以致動(dòng)直接水噴射器以在進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)之前噴射水。然而，在 本實(shí)施例中，水沒(méi)有足夠的時(shí)間來(lái)擴(kuò)展和排出空氣。因此，通過(guò)在燃燒沖程的上死點(diǎn)附近噴 射水，在燃燒室內(nèi)的熱可以更好地蒸發(fā)噴射的水。在又一個(gè)實(shí)施例中，排氣門(mén)打開(kāi)之前，控 制器可致動(dòng)排氣歧管中的進(jìn)氣道水噴射器將水噴射到對(duì)應(yīng)的停用的汽缸組的排氣歧管。然 后，當(dāng)汽缸重新激活條件滿(mǎn)足時(shí)控制器可停止水噴射。
[0032] 控制器可以進(jìn)一步控制一次噴射到停用的汽缸的水的量。如在下面圖5中進(jìn)一步 討論的，噴射的水的量可以基于發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的容積。具體地，在進(jìn)氣道處噴射的水或直接進(jìn) 入發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中的量可相當(dāng)于基本上用水蒸氣裝滿(mǎn)汽缸的水的量。因此，水蒸氣的量可減 少空氣進(jìn)入汽缸并到達(dá)排氣系統(tǒng)和排氣催化劑的可用空間。由許多噴射的水形成的水蒸氣 的量可隨著溫度的升高而增加。因此，在停用汽缸中噴射的水的量可以基于發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸容 積與進(jìn)氣道和/或歧管溫度。噴射的水的量可進(jìn)一步基于諸如歧管壓力、MAP、估算的活塞 閥和活塞頭的溫度，和/或發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的附加的發(fā)動(dòng)機(jī)工況。
[0033] 以這種方式，在停用的汽缸處噴射水可減少進(jìn)入燃燒室的空氣，并且隨后，排氣 管，將降低達(dá)到排氣催化劑的氧濃度，從而降低催化劑還原的量和重新激活汽缸之后所需 的催化劑再生的量。噴射的水可以用以排出進(jìn)氣并減少流經(jīng)停用的汽缸與進(jìn)入排氣歧管的 氧的量。進(jìn)一步地，在蒸汽形成反應(yīng)中，穿過(guò)排氣系統(tǒng)的水和/或水蒸氣可越過(guò)第一排氣催 化劑與碳?xì)浠衔锓磻?yīng)以形成C0和H 2。然后H2可穿過(guò)催化劑還原N0以形成氨，NH3。
[0034] 發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸被重新激活后，然后在汽缸重新激活期間發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可基于在重新 激活的時(shí)候儲(chǔ)存在SCR催化劑中的氨的量調(diào)節(jié)燃燒空氣-燃料比。在一個(gè)示例中，汽缸可以 以比化學(xué)計(jì)量比更富的燃燒空氣-燃料比被重新激活。如果在SCR催化劑中的氨的量低于 在汽缸重新激活的閾值水平，更富的燃燒空氣-燃料比可具有更高的富偏置。然而，在SCR 催化劑中的氨的量大于在汽缸重新激活的閾值水平，更富的燃燒空氣-燃料比可具有更低 的富偏置。富的空氣-燃料比可在一段持續(xù)時(shí)間燃燒，以便重新再生三元催化劑（例如，密 偶催化劑）。以這種方式，用于密偶催化劑的再生要求可取決于多少氨儲(chǔ)存在SCR催化劑中 而減少。
[0035] 通過(guò)在汽缸停用期間在停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸處噴射水，更少量的氧可進(jìn)入排氣系 統(tǒng)，從而減少第一排氣催化劑（例如，三元催化劑）的氧化。此外，水可以增加在第二排氣 催化劑（例如，SCR催化劑）的氨的形成，從而增加在汽缸重新激活期間可用的氨的量。因 此，噴射水可以減少在重新激活發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸后需要的富偏置的量，從而減少在第一催化劑 的再生期間產(chǎn)生的燃料損耗。
[0036] 圖3是示出多汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)310的一個(gè)汽缸的示意圖300,它可以包括在汽車(chē)的推進(jìn) 系統(tǒng)中。發(fā)動(dòng)機(jī)310可以是可變排量的發(fā)動(dòng)機(jī)，例如圖2A-圖2B的發(fā)動(dòng)機(jī)210和/或可以 經(jīng)配置選擇性地重新激活以響應(yīng)怠速停止條件，例如圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)10。發(fā)動(dòng)機(jī)310可以至 少部分地由包括控制器12的控制系統(tǒng)和由經(jīng)由輸入裝置來(lái)自車(chē)輛操作者132的輸入控制。 在一個(gè)示例中，輸入裝置包括加速踏板130和用于產(chǎn)生成比例的踏板位置信號(hào)PP的踏板位 置傳感器134。
[0037] 發(fā)動(dòng)機(jī)310的燃燒室30可包括具有放置在其中的活塞36的汽缸壁32。活塞36 可聯(lián)接到曲軸40,使得活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸40可經(jīng)由中間傳輸系 統(tǒng)聯(lián)接到車(chē)輛的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪。進(jìn)一步地，起動(dòng)電動(dòng)機(jī)可經(jīng)由飛輪聯(lián)接到曲軸40,以確保 發(fā)動(dòng)機(jī)310的起動(dòng)操作。
[0038] 燃燒室30可經(jīng)由進(jìn)氣通道142接收來(lái)自進(jìn)氣歧管144的進(jìn)氣空氣，并且可以經(jīng)由 排氣通道148排出燃燒氣體。進(jìn)氣歧管144和排氣通道148可經(jīng)由各自的進(jìn)氣門(mén)52和排 氣門(mén)54選擇性地與燃燒室30連通。在一些實(shí)施例中，燃燒室30可包括兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣門(mén) 和/或兩個(gè)或多個(gè)排氣門(mén)。排氣凸輪軸53依照位于沿排氣凸輪軸的長(zhǎng)度的凸輪的輪廓操 作排氣門(mén)54。進(jìn)氣凸輪軸51依照位于沿凸輪軸的長(zhǎng)度的凸輪的輪廓操作進(jìn)氣門(mén)52。排氣 凸輪位置傳感器57和進(jìn)氣凸輪位置傳感器傳動(dòng)裝置155將分別的凸輪軸位置傳送到控制 器12。
[0039] 燃料噴射器66示出直接聯(lián)接到燃燒室30,用于與經(jīng)由電子驅(qū)動(dòng)器68從控制器12 接收的信號(hào)FPW的脈沖寬度成比例地在其中直接噴射燃料。以這種方法，燃料噴射器66提 供稱(chēng)為進(jìn)入燃燒室30的燃料的直接噴射。例如，燃料噴射器可以安裝在燃燒室的側(cè)面或在 燃燒室的頂部。燃料可以由包括燃料箱、燃料泵和燃料軌的燃料系統(tǒng)（未示出）傳遞到燃 料噴射器66。在一些實(shí)施例中，燃燒室30可以替代地或另外地包括布置在進(jìn)氣歧管144中 的以提供稱(chēng)為進(jìn)入燃燒室30的上游的進(jìn)氣道的燃料的進(jìn)氣道噴射的配置的燃料噴射器。
[0040] 進(jìn)氣通道142可包括具有節(jié)流板64的節(jié)氣門(mén)62。在這個(gè)特定的例子中，節(jié)流板 64的位置可以經(jīng)由提供給電動(dòng)馬達(dá)或包括在節(jié)氣門(mén)62中的致動(dòng)器的信號(hào)由控制器12改 變，通常稱(chēng)為電子節(jié)氣門(mén)控制（ETC)的配置。以這種方法，可以操作節(jié)氣門(mén)62,以改變提供 給其他發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸之間的燃燒室30的進(jìn)氣空氣。節(jié)流板64的位置可由節(jié)氣門(mén)位置信號(hào)TP 提供給控制器12。進(jìn)氣通道142可包括質(zhì)量空氣流量傳感器120和歧管空氣壓力傳感器 122,用于向控制器12提供分別的信號(hào)MAF和MAP。
[0041] 在選擇操作模式下，響應(yīng)來(lái)自控制器12的點(diǎn)火提前信號(hào)SA點(diǎn)火系統(tǒng)88可以經(jīng)由 火花塞92提供點(diǎn)火火花到燃燒室30。雖然火花點(diǎn)火元件示出，在一些實(shí)施例中，但是發(fā)動(dòng) 機(jī)10的燃燒室30或一個(gè)或多個(gè)其他的燃燒室可以在具有或不具有點(diǎn)火火花的情況下在壓 縮點(diǎn)火模式下操作。
[0042] 發(fā)動(dòng)機(jī)310可以包括水噴射系統(tǒng)，如在上面的圖2A-圖2B中描述的水噴射系統(tǒng)。 水噴射系統(tǒng)可以包括對(duì)每個(gè)汽缸用于噴射水或風(fēng)擋刮水器流體的水噴射器。在發(fā)動(dòng)機(jī)310 中的水噴射系統(tǒng)和水噴射器可以和上面討論的用于發(fā)動(dòng)機(jī)210的水噴射器和系統(tǒng)類(lèi)似。在 一個(gè)示例中，進(jìn)氣道水噴射器94可以放置在進(jìn)氣道處和/或進(jìn)氣門(mén)52附近的進(jìn)氣歧管144 內(nèi)。在另一個(gè)示例中，直接水噴射器96可以放置在燃燒室30(例如，汽缸）內(nèi)。在這個(gè)示 例中，直接水噴射器96可將水直接噴射進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。在又一個(gè)示例中，第二進(jìn)氣道水 噴射器98可以放置在從排氣門(mén)54的下游的排氣通道148內(nèi)?？刂破?2可致動(dòng)一個(gè)或多 個(gè)水噴射器以噴射水。進(jìn)一步地，該控制器可調(diào)節(jié)由水噴射器噴射的水的正時(shí)和量。
[0043] 例如，在怠速停止條件期間，控制器可停用發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的一個(gè)或多個(gè)。在一個(gè)示例 中，所有發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸可以在怠速停止條件期間停用。在停用期間，控制器可在停用的汽缸處 致動(dòng)水噴射器以噴射水。如上面所討論的，水噴射可以減少穿過(guò)排氣催化劑行進(jìn)的空氣和 氧氣的量，從而減少催化劑的氧化和隨后汽缸重新激活時(shí)（例如，在怠速停止之后重新啟 動(dòng)條件）催化劑再生需要的量。
[0044] 排氣傳感器126示出聯(lián)接到排放控制裝置70的上游的排氣通道148。傳感器 126可以是用于提供排氣空氣/燃料比的指示的任何合適的傳感器，例如線性氧傳感器或 UEG0(通用或?qū)挿秶呐艢獾难酰p態(tài)氧傳感器或EGO, HEG0(加熱的EGO)，NOx、HC或C0 傳感器。排放控制裝置70示出沿排氣傳感器126的下游的排氣通道148布置。裝置70可 以是三元催化劑（TWC)、N0x捕集、SCR催化劑、各種其它排放控制裝置，或它們的組合。在 一些實(shí)施例中，在發(fā)動(dòng)機(jī)310的操作期間，排放控制裝置70可以周期性地通過(guò)在特定的空 氣/燃料比范圍內(nèi)的至少一個(gè)汽缸上操作而復(fù)位。
[0045] 控制器12在圖3中示出為微計(jì)算機(jī)，其包括微處理器單元102、輸入/輸出端口 104、在此特定示例中示出為只讀存儲(chǔ)器106的用于可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)值的電子存儲(chǔ)介質(zhì)、 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器108、?；畲鎯?chǔ)器110,以及數(shù)據(jù)總線?？刂破?2可從聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)310 的傳感器接收各種信號(hào)，除了前面所討論的那些信號(hào)，其包括來(lái)自質(zhì)量空氣流量傳感器120 的感應(yīng)的質(zhì)量空氣流量（MAF)的測(cè)量；來(lái)自聯(lián)接到冷卻套管114的溫度傳感器112的發(fā)動(dòng) 機(jī)冷卻液溫度（ECT);車(chē)輛制動(dòng)；來(lái)自聯(lián)接到曲軸40的霍爾效應(yīng)傳感器118 (或其他類(lèi)型） 的輪廓點(diǎn)火拾取信號(hào)（PIP)、來(lái)自節(jié)氣門(mén)位置傳感器的節(jié)氣門(mén)位置（TP);以及來(lái)自歧管壓 力傳感器122的絕對(duì)歧管壓力信號(hào)MAP。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，RPM可通過(guò)控制器12從信號(hào)PIP 中產(chǎn)生。來(lái)自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號(hào)MAP可以在進(jìn)氣歧管中用來(lái)提供真空或壓力 的指示。注意，上述的傳感器的各種組合都可以使用，如沒(méi)有MAP傳感器的MAF傳感器，反 之亦然。在一個(gè)示例中，還用作發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的傳感器118在曲軸每轉(zhuǎn)一圈可產(chǎn)生預(yù) 定數(shù)量的等間隔的脈沖。
[0046] 存儲(chǔ)介質(zhì)只讀存儲(chǔ)器106可以由微處理器單元102用代表可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)可 讀數(shù)據(jù)進(jìn)行編程，用于執(zhí)行以下描述的方法以及預(yù)期但不具體列出的其它變體。
[0047] 控制器12還從傳動(dòng)裝置接收信號(hào)并提供控制信號(hào)給傳動(dòng)裝置（未示出）。傳動(dòng)裝 置信號(hào)可以包括但不限于傳動(dòng)裝置輸入和輸出速度、用于調(diào)節(jié)傳輸線的壓力（例如，供給 傳動(dòng)裝置離合器流體壓力）的信號(hào)，以及用于供給離合器用于致動(dòng)傳動(dòng)裝置齒輪的控制壓 力的信號(hào)。
[0048] 如上所述，圖3僅示出多汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)中的一個(gè)汽缸，并且每個(gè)汽缸可類(lèi)似地包括 其自身的一組進(jìn)氣門(mén)/排氣門(mén)、燃料噴射器、火花塞等。
[0049] 圖1-圖3的系統(tǒng)提供一種包括發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括進(jìn)氣歧管和發(fā) 動(dòng)機(jī)汽缸。發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸具有帶有進(jìn)氣門(mén)和可停用的燃料噴射器的進(jìn)氣道。該發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn) 一步包括具有放置在所述進(jìn)氣門(mén)的上游的進(jìn)氣道的水噴射器的水噴射系統(tǒng)，用于在進(jìn)氣門(mén) 上噴射水并且排放控制裝置具有第一排氣催化劑和第二催化劑。該發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)還包括具有 計(jì)算機(jī)可讀指令的控制器，用于經(jīng)由可停用燃料噴射器選擇性地停用一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽 缸并且在停用期間在一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸處噴射水，以減少所述第一排氣催化劑 的氧化。停用后，控制器可以停止水噴射，重新激活所述一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸，并 基于存儲(chǔ)在所述第二排氣催化劑的氨含量調(diào)節(jié)重新激活的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中的燃燒空氣-燃 料比。
[0050] 以這種方式，一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸可經(jīng)由可停用的燃料噴射器被選擇性地停 用。然后，在汽缸停用期間，可以在一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸處噴射水，以減少第一排 氣催化劑的氧化。在一個(gè)示例中，在所述一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸噴射水包括在進(jìn)氣 門(mén)打開(kāi)之前在一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的閉合的進(jìn)氣門(mén)上進(jìn)氣道噴射水。在另一個(gè)示 例中，在所述一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸處噴射水包括在一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸 的進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)之前直接將水噴射到一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中。在又一個(gè)示例中，在 一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的排氣門(mén)打開(kāi)之前水可以噴射到一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī) 汽缸的排氣歧管。
[0051] 發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可基于發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸容積、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以及歧管壓力中 的一個(gè)或多個(gè)在噴射水期間調(diào)節(jié)噴射的水的量。進(jìn)一步地，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸 重新激活條件滿(mǎn)足之后估算存儲(chǔ)在第二排氣催化劑中的氨含量。然后，響應(yīng)滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機(jī)汽 缸重新激活的條件，水噴射可以停止，并且一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸可以重新激活。該 方法可以進(jìn)一步包括基于存儲(chǔ)在第二排氣催化劑中的氨含量調(diào)節(jié)重新激活的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸 的燃燒空氣-燃料比。燃燒空氣-燃料比隨著減少的氨含量而減小。
[0052] 在一個(gè)示例中，選擇性地停用一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸可包括響應(yīng)怠速停止條件停 用所有發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。在另一個(gè)示例中，選擇性地停用一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸可響應(yīng)低于閾 值的轉(zhuǎn)矩需求包括停用一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。作為一個(gè)示例，一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸可 以停用，而其他發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸繼續(xù)燃燒。例如，用于選擇性地停用發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的方法可以包括 僅停用一些發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸，而其余發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸通過(guò)繼續(xù)燃料噴射和剩余的起作用的汽缸的燃 燒而繼續(xù)操作。
[0053] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖4,方法400示出用于噴射水以及基于發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸停用調(diào)節(jié)排氣催化 劑再生的示例例程。具體地，該方法包括在停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸處噴射水以減少排氣催化劑 的氧化。作為一個(gè)示例，發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸停用可以由VDE或非VDE發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速停止操作而產(chǎn) 生。在另一個(gè)示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸停用可包括VDE發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸停用操作。然后，在隨后的 汽缸重新激活期間，要求較少的排氣催化劑再生。在一個(gè)示例中，排氣催化劑可以是諸如三 元催化劑的第一排氣催化劑。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，如在圖1-圖3中討論的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器42和 控制器12,可包括在其上存儲(chǔ)的用于執(zhí)行方法400的指令。
[0054] 在402處，該方法包括估算和/或測(cè)量車(chē)輛和發(fā)動(dòng)機(jī)的工況。所述工況可包括，例 如，MAP、空氣-燃料比（AFR)、排氣流率、排氣溫度、車(chē)速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、系統(tǒng)電池充電狀態(tài)、 環(huán)境溫度和壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)或歧管溫度、曲軸轉(zhuǎn)速、傳輸速度、可用燃料、燃料乙醇含量等。在 404處，控制器可確定汽缸停用條件是否已經(jīng)滿(mǎn)足。在一個(gè)示例中，這可包括，確定怠速停 止條件是否已經(jīng)滿(mǎn)足。怠速停止條件可以包括，例如，發(fā)動(dòng)機(jī)操作（例如，進(jìn)行燃燒）、高于 閾值（例如30 %以上）的充電電池狀態(tài)、低于閾值（例如，不超過(guò)30mph)的車(chē)輛速度、沒(méi) 有進(jìn)行空調(diào)的要求、高于閾值的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度（例如，從發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度推斷的）、沒(méi)有車(chē) 輛駕駛員要求的起動(dòng)、低于閾值的駕駛員要求的轉(zhuǎn)矩、正在按壓的制動(dòng)板等。在替代實(shí)施例 中，可確定停止操作請(qǐng)求是否已經(jīng)從車(chē)輛操作者接收。在一個(gè)示例中，來(lái)自車(chē)輛操作者停止 操作請(qǐng)求可以確認(rèn)以響應(yīng)移動(dòng)到斷開(kāi)位置的車(chē)輛的點(diǎn)火。如果接收到操作者請(qǐng)求的停止操 作，發(fā)動(dòng)機(jī)可類(lèi)似地通過(guò)切斷到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的燃料和/或火花而停用，并且發(fā)動(dòng)機(jī)可緩慢 地降速至靜止。
[0055] 在另一個(gè)示例中，汽缸停用的條件可包括確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩需求是否小于閾值。例 如，基于所估算的工況，該例程可確定發(fā)動(dòng)機(jī)的操作模式（例如，VDE或非VDE)。作為一個(gè) 示例，當(dāng)轉(zhuǎn)矩需求小于閾值時(shí)汽缸停用條件可以得到確認(rèn)。如果在404處汽缸停用或任何 的怠速停止條件不滿(mǎn)足，該例程可以以所有發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸運(yùn)轉(zhuǎn)和點(diǎn)火的發(fā)動(dòng)機(jī)操作終止。
[0056] 然而，如果任何或全部怠速停止條件滿(mǎn)足或任何VDE模式條件滿(mǎn)足，那么在408 處，控制器可以停用請(qǐng)求的汽缸。例如，如果怠速停止條件得到滿(mǎn)足，控制器可以執(zhí)行自動(dòng) 發(fā)動(dòng)機(jī)怠速停止操作，并選擇性地停用發(fā)動(dòng)機(jī)以響應(yīng)怠速停止。這可包括切斷燃料噴射和 /或到發(fā)動(dòng)機(jī)的火花點(diǎn)火。例如，選擇的汽缸的選擇性地可停用的燃料噴射器可停用并且 到選擇的汽缸的火花點(diǎn)火可停止。一旦停用，發(fā)動(dòng)機(jī)可開(kāi)始減速靜止。在另一個(gè)示例中，如 果VDE模式的條件滿(mǎn)足，在408處該例程可以選擇性地停用一個(gè)或多個(gè)選擇的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。 這可以包括選擇性地停用到所述一個(gè)或多個(gè)選擇的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的燃料，使得燃料不會(huì)在汽 缸中燃燒。然而，空氣可繼續(xù)流經(jīng)停用的汽缸。
[0057] 在410處，該方法包括在汽缸停用期間經(jīng)由在停用的汽缸處的水噴射器噴射水。 這可包括用直接水噴射將水噴射到停用的汽缸，或者在進(jìn)氣道和進(jìn)氣門(mén)或在排氣歧管用進(jìn) 氣道噴射來(lái)進(jìn)行進(jìn)氣道噴射水。在汽缸停用期間確定噴射的水的量以及調(diào)節(jié)水噴射的細(xì)節(jié) 在圖5呈現(xiàn)。
[0058] 在412處，該方法包括確定汽缸重新激活條件是否已經(jīng)滿(mǎn)足。在一個(gè)示例中，這包 括確定所述發(fā)動(dòng)機(jī)是否可以/應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)換回至非VDE操作模式。在這個(gè)示例中，汽缸重新激 活條件可以確認(rèn)以響應(yīng)，例如，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求比閾值水平較高（例如，在踩油門(mén)期間）。作為 另一個(gè)示例，在發(fā)動(dòng)機(jī)在定義的持續(xù)時(shí)間以汽缸停用（即，在VDE模式）操作之后，汽缸重 新激活條件可以確認(rèn)。
[0059] 在另一個(gè)示例中，汽缸重新激活條件可包括發(fā)動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng)條件。發(fā)動(dòng)機(jī)重新啟 動(dòng)條件可以包括，例如，處于怠速停止的發(fā)動(dòng)機(jī)（例如，不進(jìn)行燃燒）、低于閾值（例如，小于 30% )的充電電池狀態(tài)、高于閾值的車(chē)輛速度、用于進(jìn)行空調(diào)的要求、低于閾值的發(fā)動(dòng)機(jī)溫 度、低于閾值的發(fā)排放控制裝置溫度（例如，低于起燃溫度）、高于閾值的駕駛員要求的轉(zhuǎn) 矩、高于閾值的車(chē)輛電力負(fù)載、正在釋放的制動(dòng)板、正在按壓的加速板等。如果汽缸重新激 活條件得不到滿(mǎn)足，在414處，在一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸選擇性地停用的情況下，該發(fā)動(dòng)機(jī) 可以保持在怠速停止或VDE操作模式。
[0060] 相比之下，如果在412處汽缸重新激活的條件得到滿(mǎn)足，該方法繼續(xù)到416來(lái)估算 第二排氣催化劑的存儲(chǔ)的氨含量。在一個(gè)示例中，第二排氣催化劑可以是SCR催化劑。存儲(chǔ) 在第二催化劑的氨的量可以取決于影響正生產(chǎn)的和儲(chǔ)存在催化劑上的氨的各種因素以及 影響正從第二排氣催化劑中抽出（例如，消耗或消散）的氨的各種因素。這些包括，例如， 溫度、流速和流經(jīng)第二催化劑的排氣的空氣-燃料比。第二催化劑的氨含量可進(jìn)一步基于 稀事件（例如，VDE模式與怠速停止操作）的類(lèi)型、稀事件的持續(xù)時(shí)間、從上次稀事件的持 續(xù)時(shí)間、原料氣（FG)的NOx量，以及發(fā)動(dòng)機(jī)工況，如在非稀事件期間的空氣-燃料比。
[0061] 在418處，控制器可確定所確定的第二排氣催化劑的氨含量是否大于閾值水平。 閾值水平可以指示第一排氣催化劑需要的再生的量。例如，由于第二排氣催化劑的氨含量 增加，可需要第一排氣催化劑較少的再生。重新激活發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸可包括恢復(fù)火花點(diǎn)火和重 新激活汽缸燃料噴射器。此外，加燃料給汽缸可調(diào)節(jié)，使得排氣空氣-燃料比具有較高或較 低的富偏置，基于第二排氣催化劑的氨含量的較高或較低的富偏置與閾值水平相比較。
[0062] 因此，如果第二排氣催化劑的氨含量大于在418處的閾值水平，則在420處控制 器可以以具有較低的富偏置的燃燒空氣-燃料比（AFR)重新激活該汽缸。在一些示例中， 這可以包括稍微少于化學(xué)計(jì)量的空氣-燃料比。在其他示例中，這可包括在化學(xué)計(jì)量的空 氣-燃料比。例如，如果不需要第一排氣催化劑的再生，則汽缸可以重新激活，并在化學(xué)計(jì) 量操作。同樣地，較低的富偏置的量可隨著增加的所述第二排氣催化劑的氨含量以及降低 的所述第一排氣催化劑的需要的再生而減少。在420處，該方法進(jìn)一步包括當(dāng)重新激活所 述一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸時(shí)在汽缸處停止水噴射。
[0063] 可替換地，如果第二排氣催化劑的氨含量不大于（例如小于）閾值水平，則該方法 繼續(xù)到422。在422處，控制器可以停止噴射水并以具有較高的富偏置的燃燒空氣-燃料 比（AFR)重新激活發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。因此，在422處使用的燃燒空氣-燃料比以比在420處使 用的燃燒空氣-燃料比更富。以這種方式，當(dāng)?shù)诙艢獯呋瘎┑陌焙枯^低時(shí)，重新激活的 汽缸的燃燒空氣-燃料比可以是更富的。
[0064] 在一個(gè)示例中，基于估算的第二排氣催化劑的氨含量和排放控制系統(tǒng)的配置，調(diào) 節(jié)在420處和422處重新激活的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的燃燒空氣-燃料比可以在一段持續(xù)時(shí)間進(jìn) 行。因此，在該段持續(xù)時(shí)間之后，重新激活的汽缸的燃燒空氣-燃料比可返回到化學(xué)計(jì)量。 例如，由于在416處估算的氨的含量增加，燃燒更富的空氣-燃料比的持續(xù)時(shí)間可降低。在 另一個(gè)示例中，如果發(fā)動(dòng)機(jī)是具有共享共同的底部排放控制裝置（如示于圖2B)的兩個(gè)汽 缸組的VDE發(fā)動(dòng)機(jī)，則可發(fā)生第一排氣催化劑的更少的氧化，從而降低再生所需要的量。因 此，在420處或422處的持續(xù)時(shí)間可降低?？商鎿Q地，如果發(fā)動(dòng)機(jī)是具有擁有其自身的底部 排放控制裝置（如示于圖2A)的每個(gè)汽缸組的VDE發(fā)動(dòng)機(jī)或者所有的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸停用（例 如，對(duì)于怠速停止條件），則可發(fā)生第一排氣催化劑的增加的氧化，從而增加再生所需要的 量。這樣，在420處或422處的持續(xù)時(shí)間可增加。
[0065] 等待所確定的持續(xù)時(shí)間之后，在424處空氣-燃料比可返回到化學(xué)計(jì)量。在一個(gè) 示例中，重新激活的汽缸的燃燒空氣-燃料比可從調(diào)節(jié)的或較富的燃燒空氣-燃料比（具 有較高或較低的豐富偏置）增加至化學(xué)計(jì)量比?？商鎿Q地，在424處，控制器可以繼續(xù)監(jiān)測(cè) 第二排氣催化劑的氨含量。然后，當(dāng)氨含量大于第二閾值水平時(shí)，控制器可以停止調(diào)節(jié)重新 激活的汽缸的空氣-燃料比并且將空氣-燃料比回到化學(xué)計(jì)量。所述第二閾值水平可以是 指示第一排氣催化劑再生的水平。
[0066] 如在方法400中410處所述，在汽缸停用期間水可用水噴射系統(tǒng)噴射。圖5呈現(xiàn) 方法500用于在汽缸停用期間調(diào)節(jié)水噴射。具體地，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，如發(fā)動(dòng)機(jī)控制器42和 控制器12,可在汽缸停用期間致動(dòng)分別停用的汽缸的水噴射器噴射水?？刂破骺煽刂普龝r(shí)、 持續(xù)時(shí)間和水噴射的量。
[0067] 具體地，響應(yīng)在方法400中408處的一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的停用，控制器可致動(dòng) 水噴射器噴射一定量的水到進(jìn)氣道、發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸或排氣歧管中的一個(gè)。水噴射的位置可以 基于發(fā)動(dòng)機(jī)的水噴射系統(tǒng)。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)可包括具有放置在每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中的水噴射器 用于直接噴射水進(jìn)入汽缸的直接水噴射系統(tǒng)。在另一個(gè)示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)可包括具有放置在 進(jìn)氣門(mén)的上游的每個(gè)汽缸的進(jìn)氣道中的水噴射器的進(jìn)氣道水噴射系統(tǒng)，用于在進(jìn)氣門(mén)上或 其附近噴射水。在又一個(gè)示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)可包括具有放置在一個(gè)或多個(gè)排氣歧管的水噴射 器的不同的進(jìn)氣道水噴射系統(tǒng)，用于將水噴射到所述排氣歧管。例如，如果發(fā)動(dòng)機(jī)具有多于 一個(gè)汽缸組，則水噴射可以放置在每個(gè)汽缸組的排氣歧管中。
[0068] 在502處，該方法可以包括基于噴射器位置確定水噴射的噴射正時(shí)。例如，如果水 噴射器放置在汽缸的進(jìn)氣道，則水噴射可以在進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)之前發(fā)生。在另一個(gè)示例中，如果 水噴射器是設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中的直接水噴射器，水噴射也可以在進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)之前發(fā)生。 在又一個(gè)示例中，如果水噴射器是放置在一個(gè)或多個(gè)排氣歧管的進(jìn)氣道噴射器。水噴射可 在排氣門(mén)打開(kāi)之前發(fā)生。
[0069] 在504處，控制器然后可確定在汽缸停用期間對(duì)于每次水噴射事件所噴射的水的 量（例如，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)進(jìn)氣周期/排氣周期可發(fā)生一次水噴射事件）。噴射的水的量 可以基于發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的容積。具體地，在進(jìn)氣道噴射的或直接噴射進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中的水 的量可相當(dāng)于基本上用水和/或水蒸氣裝滿(mǎn)汽缸的水的量。因此，水和/或水蒸氣的量可 以減少進(jìn)入汽缸并到達(dá)排氣系統(tǒng)和排氣催化劑的空氣的可用空間。由許多噴射的水形成的 水蒸氣的量可隨著溫度的升高而增加。因此，在停用的汽缸噴射的水的量可以基于發(fā)動(dòng)機(jī) 汽缸容積和進(jìn)氣歧管溫度（或發(fā)動(dòng)機(jī)溫度）。噴射的水的量可進(jìn)一步基于諸如歧管壓力、 MAP、估算的活塞閥和活塞頭的溫度，和/或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的附加的發(fā)動(dòng)機(jī)工況。
[0070] 在一些實(shí)施例中，控制器還可以在汽缸停用和噴射水期間調(diào)節(jié)進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)的 氣門(mén)正時(shí)。例如，通過(guò)延遲排氣門(mén)關(guān)閉，進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)可以一起打開(kāi)（例如，氣門(mén)重疊）。 這可增加內(nèi)部排氣再循環(huán)（EGR)，從而減少進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的新鮮的進(jìn)氣空氣的量。在汽缸 停用期間減少進(jìn)入汽缸的進(jìn)氣空氣的量可以反過(guò)來(lái)降低到達(dá)排氣催化劑的氧的量。在一些 實(shí)施例中，增加的氣門(mén)重疊可以與水噴射結(jié)合使用，以降低汽缸停用期間噴射的水的總量。 在本實(shí)施例中，在504處的方法可以包括確定氣門(mén)正時(shí)調(diào)節(jié)，以增加內(nèi)部EGR。然后在504 處確定的水的量可以進(jìn)一步基于由調(diào)節(jié)的氣門(mén)正時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)部EGR的量。以這種方式，大 量的氣門(mén)重疊可導(dǎo)致對(duì)于每次水噴射事件較少量的噴射的水。
[0071] 前進(jìn)到506,該方法包括確定汽缸停用是否由于其中所有汽缸均停用的怠速停止 條件。可替換地，在506處的方法可以包括確定是否所有發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸因?yàn)槌说∷偻Ｖ箺l 件以外的原因停用。如果所有發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸停用，則該方法繼續(xù)到508以在所有發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸 噴射水。這可以包括在所確定的正時(shí)在汽缸停用的持續(xù)時(shí)間噴射確定量的水。因此，隨著 汽缸停用的持續(xù)時(shí)間增加，水噴射事件的次數(shù)和隨后噴射的水的總量可增加。
[0072] 可替換地，如果少于全部的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸停用，該方法將從506繼續(xù)到510。在510 處，控制器可以在一個(gè)或多個(gè)選擇性地停用的汽缸處噴射水。因此，只有在停用的汽缸處的 水噴射器可在汽缸停用期間噴射水。在510處的方法可包括所確定的正時(shí)在汽缸停用的持 續(xù)時(shí)間噴射確定量的水。在512處，控制器可以在汽缸停用期間選擇性地調(diào)節(jié)激活的（例 如，點(diǎn)火的）汽缸的燃燒空氣-燃料比。在一個(gè)示例中，控制器可調(diào)節(jié)激活的汽缸的燃燒空 氣-燃料比，以實(shí)現(xiàn)化學(xué)計(jì)量的排氣混合物。可替換地，控制器可調(diào)節(jié)激活的汽缸的燃燒空 氣-燃料比以比化學(xué)計(jì)量稍富。激活的汽缸的燃燒空氣-燃料比可以基于排氣系統(tǒng)配置。 例如，如果一個(gè)或多個(gè)排放控制裝置在VDE發(fā)動(dòng)機(jī)中共享，則燃燒空氣-燃料比可以降低 (例如，濃縮）以幫助排氣催化劑的再生?？商鎿Q地，如果在VDE發(fā)動(dòng)機(jī)中的每個(gè)排氣歧管 具有其自身的排放控制裝置，則激活的汽缸的燃燒空氣-燃料比可調(diào)節(jié)，以保持化學(xué)計(jì)量 排氣。由于水噴射可降低排氣催化劑的氧化，從而需要較少的再生，則控制器可調(diào)節(jié)激活的 汽缸的燃燒空氣-燃料比以便無(wú)論排氣系統(tǒng)的配置如何以保持化學(xué)計(jì)量排氣。
[0073] 在510處和512處的方法可以在汽缸停用期間同時(shí)并連續(xù)發(fā)生。在514處，水噴 射可繼續(xù)直到汽缸重新激活條件得到滿(mǎn)足。然后，該方法返回到方法400中的412。
[0074] 圖6示出調(diào)節(jié)水噴射和響應(yīng)選擇性地汽缸停用的燃燒空氣-燃料比的示例。具體 地，曲線圖600示出在曲線602處的在VDE模式和非VDE模式之間的變化。在VDE模式中的 發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間，一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸可選擇性地通過(guò)停止燃料噴射（例如，燃料噴射 器終止）同時(shí)其他汽缸保持運(yùn)轉(zhuǎn)而停用。在水噴射系統(tǒng)的操作中的變化在曲線604處被示 出。具體地，曲線604可示出從用水噴射器不噴射水到在停用的汽缸處噴射水的變化。進(jìn) 一步地，曲線圖600示出在曲線606處燃燒空氣-燃料比（AFR)相對(duì)于化學(xué)計(jì)量614的變 化、在曲線608處SCR催化劑的氨含量（例如，第二催化劑）相對(duì)于閾值水平616的變化、 在曲線610處三元催化劑，TWC (例如，第一催化劑）的再生狀態(tài)相對(duì)于再生或閾值狀態(tài)618 的變化，以及在曲線612處NOx排放的變化。所有的變化隨著時(shí)間的推移（沿x軸線）示 出。
[0075] 在tl之前，發(fā)動(dòng)機(jī)可在非VDE模式（曲線602)在所有發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸激活的操作并且 在化學(xué)計(jì)量614充分燃燒（曲線606)。水噴射器可以關(guān)閉，使得在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸沒(méi)有水噴射 (曲線604)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在化學(xué)計(jì)量處操作時(shí)，SCR催化劑的氨含量可逐漸增加（曲線608)。 在tl之前，SCR催化劑的氨含量可高于閾值水平616并且三元催化劑（TWC)可以在再生的 更高的狀態(tài)（閾值狀態(tài)618之上），也就是說(shuō)，它可以不需要進(jìn)一步的再生。
[0076] 在tl處，由于發(fā)動(dòng)機(jī)工況的變化（例如，在延伸的松油門(mén)期間），在一個(gè)或多個(gè)發(fā) 動(dòng)機(jī)汽缸（例如，在選擇的組中）選擇性地停用的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)可轉(zhuǎn)換到VDE操作模式 (曲線602)。激活的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的燃燒空氣-燃料比基本上保持在化學(xué)計(jì)量比（曲線606)。 在汽缸停用期間，水可在停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸（或相應(yīng)的排氣歧管）噴射（曲線604)。在汽 缸停用期間（tl和t2之間），三元催化器可經(jīng)歷一些氧化，從而降低TWC的再生狀態(tài)（曲線 610)。此外，SCR催化劑的氨含量可稍微下降。然而，這些變化可以小于如果汽缸停用期間 沒(méi)有水噴射使用的情況。
[0077] 在t2處，響應(yīng)汽缸重新激活條件得到滿(mǎn)足（曲線602)，發(fā)動(dòng)機(jī)操作可以轉(zhuǎn)換回非 VDE模式。另外，為再生TWC，燃燒空氣-燃料比（曲線606)可在持續(xù)時(shí)間dl富化以使TWC 的再生狀態(tài)（曲線610)高于閾值狀態(tài)618。富燃料噴射的富程度基于SCR催化劑的氨存儲(chǔ) 含量（曲線608)而調(diào)節(jié)。在這里，由于在汽缸的重新激活時(shí)氨含量低于閾值水平616,持續(xù) 時(shí)間dl的更高的富偏置的富燃料噴射用于再生TWC。然而，持續(xù)時(shí)間dl可以更短并且富偏 置的量可低于如果在汽缸停用期間沒(méi)有水噴射使用的情況。當(dāng)TWC進(jìn)行再生時(shí)，儲(chǔ)存在SCR 催化器的氨可以消耗以減少排氣NOx物質(zhì)，使得在從VDE模式到非VDE模式轉(zhuǎn)換時(shí)的排氣 NOx水平基本保持（曲線612)。然而，由于汽缸繼續(xù)燃燒較富空氣-燃料比，SCR催化劑的 氨含量可在t3之前開(kāi)始增加。在t3處，重新激活的汽缸的燃燒空氣-燃料比可返回到化 學(xué)計(jì)量614。
[0078] 在t4處，可發(fā)生在發(fā)動(dòng)機(jī)工況的另一個(gè)變化，在一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸（例如，在 選擇的組中的）選擇性地停用的情況下導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換到VDE操作模式（曲線602)。再 次，激活的汽缸的燃燒空氣-燃料比可保持在化學(xué)計(jì)量614(曲線606)。響應(yīng)汽缸停用，水 由水噴射器在停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸處（曲線604)噴射。在汽缸停用期間，在t4和t5之間， SCR催化劑的氨含量可保持高于閾值水平616 (曲線608)并且TWC的再生狀態(tài)可保持在高 于或處于閾值狀態(tài)618 (曲線610)。因此，NOx排放水平可以被保持（曲線612)。在t5處， 發(fā)動(dòng)機(jī)可從VDE模式轉(zhuǎn)換到非VDE模式，從而重新激活停用的汽缸。在t5處由于SCR催 化劑的氨含量大于閾值水平616,重新激活的汽缸的燃燒空氣-燃料比可具有較低的富偏 置。在該示例中，在曲線圖600中所示，較低的富偏置可以小，使得重新激活的汽缸的燃燒 空氣-燃料比僅比化學(xué)計(jì)量614稍微低。如在從t4處到t5處所示，水噴射降低三元催化 器的氧化和氨的還原。因此，當(dāng)重新激活的汽缸時(shí)需要較低的富偏置，從而降低到發(fā)動(dòng)機(jī)的 燃料損耗。如果在t4和t5之間沒(méi)有水噴射使用，在t5處需要較大的富偏置以再生排氣催 化劑。
[0079] 將理解，雖然圖6的示例參考作為稀發(fā)動(dòng)機(jī)事件的VDE事件進(jìn)行說(shuō)明，在一個(gè)替代 實(shí)施例中，稀事件可以是發(fā)動(dòng)機(jī)怠速停止。其中，相同的趨勢(shì)會(huì)在重新啟動(dòng)過(guò)程中從VDE模 式到非VDE模式的轉(zhuǎn)換期間如本文描繪的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速停止中可以看出。
[0080] 以這種方式，一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸可經(jīng)由可停用燃料噴射器選擇性地停用。然 后，在停用期間水可以在一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)處被噴射。噴射水可以減少排氣催化劑 (如三元催化劑（TWC))的氧化量。根據(jù)所述一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的重新激活，燃 燒空氣-燃料比可降低，或濃縮，以便再生三元催化劑。然而，由于在停用事件期間的水噴 射可需要更少的再生。另一種排氣催化劑（如SCR催化劑）的氨含量，可以指示需要的再 生的數(shù)量以及隨后在汽缸重新激活期間所需的燃燒空氣-燃料比的富的程度。
[0081] 如圖6中在t2處所示，第一汽缸重新激活期間，當(dāng)排氣催化劑的氨含量低于閾值 時(shí)，控制器可以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒空氣-燃料比以比具有第一、較高的富偏置的化學(xué)計(jì)量 更富。在汽缸的第二重新激活期間，如在t5處所示，當(dāng)排氣催化劑的氨含量高于閾值時(shí)，調(diào) 節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒空氣-燃料比以比具有第二、較低的富偏置的化學(xué)計(jì)量更富。如在t2和t3 之間所示，在每個(gè)所述第一和第二汽缸重新激活期間，基于排氣催化劑的氨含量調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng) 機(jī)的燃燒空氣-燃料比繼續(xù)一段時(shí)間。在另一個(gè)示例中，如果SCR催化劑的氨含量大于圖 6中在t2處示出的，則持續(xù)時(shí)間dl可以更低。
[0082] 如上面所討論的，在一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸處噴射水包括在一個(gè)或多個(gè)停 用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的進(jìn)氣門(mén)的上游的進(jìn)氣道處噴射水，將水直接噴射進(jìn)入一個(gè)或多個(gè)停用的 發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸，或在一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的排氣歧管處噴射水。然后水噴射的噴射 正時(shí)可以基于水噴射的位置來(lái)確定。進(jìn)一步地在噴射水期間噴射的水的量可以基于發(fā)動(dòng)機(jī) 的汽缸容積、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以及歧管壓力中的一個(gè)或多個(gè)來(lái)確定，并且其中噴 射的水的量隨汽缸容積的增加和發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的降低而增加。
[0083] 返回到圖6,如在tl和t2之間以及t4和t5之間所示，在選擇性地停用一個(gè)或多 個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸期間，激活的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的燃料噴射可以被調(diào)節(jié)以保持化學(xué)計(jì)量的空氣-燃 料比。在替代示例中，激活的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的燃料噴射可以被調(diào)節(jié)以保持空氣-燃料比比化 學(xué)計(jì)量稍微富。最后，如在t2處和t5處所示，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)停用的汽缸重新激活時(shí)，可以 停止水噴射。
[0084] 以這種方式，在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸停用事件期間，在選擇性地停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸噴射水 可減少到排氣系統(tǒng)并到達(dá)第一排氣催化劑和第二排氣催化劑的氧氣的量。在一個(gè)示例中， 響應(yīng)汽缸停用，一個(gè)或多個(gè)水噴射器可以將水噴射進(jìn)入一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的進(jìn) 氣道。然后，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的重新激活時(shí)，可以基于所述第二排氣催化劑的氨含量進(jìn)行調(diào)節(jié) 重新激活的汽缸的燃燒空氣-燃料比。具體地，如果氨含量大于閾值水平，則具有較低富偏 置的燃燒空氣-燃料比可用于再生第一排氣催化劑?？商鎿Q地，如果第二排氣催化劑的氨 含量低于閾值水平，具有較高富偏置的燃燒空氣-燃料比可用于再生第一排氣催化劑。水 噴射可有助于減少所需的排氣催化劑再生的量。以這種方式，在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸停用期間噴射 水可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料損耗，同時(shí)也保持所需的NOx水平。
[0085] 注意，本文中包括的示例控制例程可以與各種發(fā)動(dòng)機(jī)和/或車(chē)輛的系統(tǒng)配置使 用。本文所描述的具體例程可以表示一個(gè)或多個(gè)任意數(shù)量的處理策略，如事件驅(qū)動(dòng)、中斷驅(qū) 動(dòng)、多任務(wù)、多線程等。同樣地，示出的各種動(dòng)作、操作或功能可按示出的序列、并聯(lián)，或在某 些情況下省略的方式執(zhí)行。同樣地，為實(shí)現(xiàn)本文所描述的示例實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)，處理的 順序不是必需的，但提供便于說(shuō)明和描述。一個(gè)或多個(gè)示出的動(dòng)作或功能可以依賴(lài)于所使 用的具體策略重復(fù)執(zhí)行。進(jìn)一步地，在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中所描述的動(dòng)作可以以圖形方式表 示代碼被編程到計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中。
[0086] 應(yīng)該理解，本文所公開(kāi)的配置和例程本質(zhì)上是示例性的，且這些具體實(shí)施例不以 限制意義考慮，因?yàn)樵S多變化是可以的。例如，上述技術(shù)可以應(yīng)用于V-6、I-4、I-6、V-12ji 置4缸，及其他發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型。進(jìn)一步地，一個(gè)或多個(gè)不同的系統(tǒng)配置可以結(jié)合一個(gè)或多個(gè)所 描述的診斷例程一起使用。本公開(kāi)內(nèi)容的主題包括所有新穎的和非顯而易見(jiàn)的組合以及各 種系統(tǒng)和配置的子組合，及其他特征、功能，和/或本文所公開(kāi)的特性。
【權(quán)利要求】
1. 一種發(fā)動(dòng)機(jī)方法，其包括： 經(jīng)由可停用的燃料噴射器選擇性地停用一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸；以及 在汽缸停用期間，在一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸處噴射水，以減少第一排氣催化劑 的氧化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸處噴射水包 括在進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)之前在所述一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的閉合的所述進(jìn)氣門(mén)上進(jìn)氣道 噴射水。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸處噴射水包 括在所述一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)之前直接將水噴射到所述一個(gè)或多 個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括在所述一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的 排氣門(mén)打開(kāi)之前在所述一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的排氣歧管處噴射水。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括基于發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸容積、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、發(fā)動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)速以及歧管壓力中的一個(gè)或多個(gè)在所述噴射水期間調(diào)節(jié)噴射的水的量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸重新激活條件滿(mǎn)足之后估 算存儲(chǔ)在第二排氣催化劑中的氨含量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其進(jìn)一步包括當(dāng)重新激活所述一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng) 機(jī)汽缸時(shí)停止水噴射。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其進(jìn)一步包括基于存儲(chǔ)在所述第二排氣催化劑中的氨 含量調(diào)節(jié)所述重新激活的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的燃燒空氣-燃料比。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述燃燒空氣-燃料比隨著氨含量的減少而減小。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中選擇性地停用一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸包括響應(yīng) 怠速停止?fàn)顩r停用所有的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中選擇性地停用一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸包括響應(yīng) 轉(zhuǎn)矩需求低于閾值停用一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括停用一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸，同時(shí)其他 發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸繼續(xù)燃燒。
13. -種發(fā)動(dòng)機(jī)方法，其包括： 經(jīng)由可停用的燃料噴射器選擇性地停用一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸； 在停用期間，在所述一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸處噴射水；并且然后 在第一汽缸重新激活期間，當(dāng)排氣催化劑的氨含量低于閾值時(shí)，以第一、較高富偏置調(diào) 節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒空氣-燃料比以使其比化學(xué)計(jì)量比更富；以及 在第二汽缸重新激活期間，當(dāng)所述排氣催化劑的氨含量高于所述閾值時(shí)，以第二、較低 富偏置調(diào)節(jié)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒空氣-燃料比以使其比化學(xué)計(jì)量比更富。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中在所述第一汽缸重新激活和所述第二汽缸重新 激活期間，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒空氣-燃料比的所述調(diào)節(jié)基于所述排氣催化劑的所述氨含量 繼續(xù)一段時(shí)間。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中在所述一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸處噴射水 包括在所述一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的進(jìn)氣門(mén)的上游的進(jìn)氣道處噴射水、直接將水噴 射到所述一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸、或在所述一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的排氣歧 管處噴射水之一。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其進(jìn)一步包括基于水噴射器的位置確定水噴射的噴 射正時(shí)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其進(jìn)一步包括基于發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸容積、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、發(fā) 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及歧管壓力中的一個(gè)或多個(gè)在所述噴射水期間確定噴射的水的量，并且其中噴 射的水的所述量隨著增加汽缸容積和降低發(fā)動(dòng)機(jī)溫度而增加。
18. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其進(jìn)一步包括，在所述選擇性地停用一個(gè)或多個(gè)發(fā) 動(dòng)機(jī)汽缸期間，調(diào)節(jié)激活的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的燃料噴射以保持化學(xué)計(jì)量的空氣-燃料比。
19. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其進(jìn)一步包括當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)停用的汽缸被重新 激活時(shí)停止噴射水。
20. -種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其包括： 發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括進(jìn)氣歧管和發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸，所述發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸具有帶進(jìn)氣門(mén)的進(jìn)氣道和可 停用的燃料噴射器； 水噴射系統(tǒng)，其具有位于所述進(jìn)氣門(mén)的上游的所述進(jìn)氣道中的水噴射器，用于在所述 進(jìn)氣門(mén)上噴射水； 排放控制裝置，其具有第一排氣催化劑和第二排氣催化劑；以及 帶有計(jì)算機(jī)可讀指令的控制器，用于經(jīng)由可停用的燃料噴射器選擇性地停用一個(gè)或多 個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸并且在所述停用期間在所述一個(gè)或多個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸處噴射水，以減少 所述第一排氣催化劑的氧化。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括：停止水噴射、重新激活所述一個(gè)或多 個(gè)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸，以及基于存儲(chǔ)在所述第二排氣催化劑中的氨含量調(diào)節(jié)所述重新激活 的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的燃燒空氣-燃料比。
【文檔編號(hào)】F01N3/023GK104121078SQ201410165654
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月23日
【發(fā)明者】T·G·萊昂內(nèi), J·N·阿勒瑞, M·A·德思 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司