GR在各自汽缸內(nèi)捕集自燃燒事件的排氣和允許排氣在隨后的燃燒事件期間維持在各自汽缸內(nèi)。內(nèi)部EGR的量可以經(jīng)由調(diào)節(jié)進氣門和/或排氣門打開和/或關(guān)閉時間而被改變。例如，通過增加進氣門和排氣門重疊，額外的EGR可以在隨后的燃燒事件期間被保留在汽缸內(nèi)。外部EGR經(jīng)由來自第二汽缸組18(此處，汽缸4)和EGR通道50的排氣流僅被提供到汽缸1-4。在另一個示例中，外部EGR可以只被提供至汽缸1-3，而不被提供到汽缸4。而且，外部EGR不被來自汽缸1-3的排氣流提供。因此，在該示例中，汽缸4是發(fā)動機10的外部EGR的唯一來源，并且因此在此也被稱為專用EGR汽缸(或?qū)Ｓ闷捉M)。通過將來自四汽缸發(fā)動機中的一個汽缸的排氣再循環(huán)到發(fā)動機進氣歧管，接近恒定(例如，在本示例中大約25%)的EGR速率可以被提供。汽缸1-3在此也被稱為非專用EGR汽缸(或非專用汽缸組)。雖然當(dāng)前示例示出的專用EGR汽缸組具有單個汽缸，但是應(yīng)當(dāng)了解在可替換的發(fā)動機配置中，專用EGR汽缸組可以具有更多個發(fā)動機汽缸。
[0027]EGR通道50可以包括用于冷卻被傳送到發(fā)動機進氣道的EGR的EGR冷卻器54。另外，EGR通道50可以包括第一排氣傳感器51，其用于估計從第二汽缸組18再循環(huán)到剩余的發(fā)動機汽缸的排氣的空燃比。第二排氣傳感器52可以被配置在第一汽缸組17的排氣歧管區(qū)段的下游，用于估計第一汽缸組內(nèi)的排氣的空燃比。更進一步，排氣傳感器可以被包括在圖1的發(fā)動機系統(tǒng)內(nèi)。
[0028]來自汽缸4的外部EGR內(nèi)的氫氣濃度可以經(jīng)由使在汽缸4內(nèi)燃燒的空氣燃料混合物變富而被增加。特別地，在WGS催化劑70處產(chǎn)生的氫氣量可以通過增加在通道50內(nèi)接收的來自汽缸4的排氣的富程度而被增加。因此，為了將富氫的排氣提供到發(fā)動機汽缸1-4，第二汽缸組18的燃料加注可以被調(diào)節(jié)，以使汽缸4變富。在一個示例中，來自汽缸4的外部EGR的氫氣濃度可以在當(dāng)發(fā)動機燃燒穩(wěn)定性低于期望時被增加。這個動作增加了外部EGR中的氫氣濃度，并且其可以提高發(fā)動機燃燒穩(wěn)定性，特別是在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負(fù)荷(例如，怠速)的情況下。另外，在遭遇任何燃燒穩(wěn)定性問題之前，如與傳統(tǒng)的(更低氫氣濃度)EGR相比，富氫的EGR允許在發(fā)動機中存在更高水平的EGR。通過增加EGR使用的范圍和量，發(fā)動機燃料的經(jīng)濟效益被提高。
[0029]燃燒室30可以被提供一種或多種燃料，諸如汽油、酒精燃料混合物、柴油、生物柴油、壓縮天然氣等。燃料可以經(jīng)由噴射器66提供到燃燒室，噴射器66可以從燃料箱26抽吸燃料。在描述的示例中，燃料噴射器66被配置用于直接噴射，在其他實施例中，燃料噴射器66被配置用于進氣道噴射或節(jié)氣門-主體噴射。而且，每個燃燒室可以包括不同配置的一個或多個燃燒噴射器，以使每個汽缸能夠經(jīng)由直接噴射、進氣道噴射、節(jié)氣門-主體噴射或它們的組合而接收燃料。在燃燒室內(nèi)，燃燒可以經(jīng)由火花點火和/或壓縮點火而開始。
[0030]許多充氣運動控制設(shè)備(CMCD) 27被放置在進氣歧管25內(nèi)，其中每個CMCD對應(yīng)于汽缸1-4中的每個。如圖1所示，進氣歧管25被分割為對應(yīng)于各汽缸1-4的獨立的、分立的路徑。在每個分立的路徑內(nèi)，CMCD 27被設(shè)置以操控氣流進入對應(yīng)的汽缸。在其他實施例中，汽缸1-4可以具有多個進氣路徑(即，分支)，使得每個汽缸與多個CMCD 27流體連通。在本實施例中，每個汽缸1-4被流體地連接至單個CMCD 27。在一些實施例中，充氣運動控制設(shè)備27可以包括閥，諸如圖1中所示，在這種情況下，設(shè)備可以等價地被視為充氣運動控制閥(CMCV)27。
[0031]CMCV 27的一般的目的可以是限制氣流至汽缸1_4中的一個或多個，以用于各種期望的結(jié)果，包括但不限于調(diào)節(jié)翻滾比率(即，湍流)和燃燒速率。在圖1的當(dāng)前示例中，每個CMCV 27包括閥板。應(yīng)當(dāng)注意，為了本公開的目的，當(dāng)CMCV完全被激活并且閥板完全傾斜進入各自的進氣歧管25的管道中時，CMCV 27處于“關(guān)閉”位置，由此引起最大空氣充氣流阻礙。可替換地，當(dāng)閥被停用并且閥板完全旋轉(zhuǎn)到平行于氣流時，閥處于“打開”位置，由此充分地最小化或消除氣流充氣阻礙。也就是說，每個CMCV 27可以利用進氣路徑內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸來旋轉(zhuǎn)閥板，以使其平行于流動方向。在其他實施例中，每個CMCV 27的閥(板)可以被集成到進氣歧管25的分支中，這樣在關(guān)閉位置期間，通過末端樞轉(zhuǎn)CMCV 27進入氣流中而引起氣流限制?？商鎿Q地，在該配置中，當(dāng)CMCV 27在打開位置時，板沿著分支的輪廓平放，使得在氣流中基本不存在阻礙。CMCV 27的其他配置是可行的，同時落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0032]來自排氣歧管36的排氣被引導(dǎo)至渦輪76以驅(qū)動渦輪。當(dāng)期望降低的渦輪扭矩時，一些排氣可以被改為引導(dǎo)通過廢氣門(未示出)，而繞過渦輪。來自渦輪和廢氣門的組合流然后流經(jīng)排放控制設(shè)備170。通常，一個或多個排放控制設(shè)備170可以包括一個或多個排氣后處理催化劑，其被配置為催化處理排氣流，并且由此降低排氣流中的一種或多種物質(zhì)的量。例如，一種排氣后處理催化劑可以配置為當(dāng)排氣流為稀時，捕集來自排氣流的N0X，而當(dāng)排氣流為富時，減少捕集的N0X。在其他示例中，排氣后處理催化劑可以配置為與^^^不成比例或配置為在減少介質(zhì)的幫助下選擇性地減少N0X。在其他示例中，排氣后處理催化劑可以配置為使排氣流中剩余的氫氣和/或一氧化碳被氧化。具有任意這種功能的不同的排氣后處理催化劑可以獨立地或一起被布置在中間層或排氣后處理級中的其他地方。在一些實施例中，排氣后處理級可以包括可再生碳煙濾清器，其配置為捕集和氧化排氣流中的碳煙微粒。來自排放控制設(shè)備170的所有或部分被處理的排氣可以經(jīng)由排氣管道35被釋放至大氣中。
[0033]發(fā)動機系統(tǒng)100進一步包括控制系統(tǒng)14?？刂葡到y(tǒng)14包括控制器12，其可以是發(fā)動機系統(tǒng)或安裝了發(fā)動機系統(tǒng)的車輛的任意電子控制系統(tǒng)。控制器12可以被配置為根據(jù)至少部分來自發(fā)動機系統(tǒng)內(nèi)的一個或多個傳感器16的輸入而做出控制決策，并且可以基于控制決策控制驅(qū)動器81。例如，控制器12可以在存儲器內(nèi)儲存計算機可讀指令，且驅(qū)動器81可以經(jīng)由指令的執(zhí)行被控制。示例性傳感器包括MAP傳感器24、MAF傳感器55、排氣溫度和壓力傳感器128和129、和排氣氧傳感器51、52，和曲軸箱通風(fēng)壓力傳感器62。示例驅(qū)動器包括節(jié)氣門20、燃料噴射器66、充氣運動控制設(shè)備27、專用汽缸組氣門65等。可以包括額外的傳感器和驅(qū)動器，如圖2中所述?？刂破?2中的存儲介質(zhì)只讀存儲器可以計算機可讀數(shù)據(jù)編程，該數(shù)據(jù)表示由處理器可執(zhí)行以用于實施以下方法的指令，以及可預(yù)計但并未具體列出的其他變體。示例方法和程序在此參考圖3-7被描述。
[0034]帶有控制器12的控制系統(tǒng)14可以包括用于控制驅(qū)動器81，特別是CMCV27的計算機可讀指令。例如，CMCV 27的驅(qū)動(即，打開和關(guān)閉)可以是發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的函數(shù)，其中負(fù)荷是一些因子諸如進氣歧管壓力(MAP)、大氣壓力和溫度等的函數(shù)。在其他示例中，CMCV 27的驅(qū)動可以響應(yīng)于節(jié)氣門20的驅(qū)動，并且可以被用于控制系統(tǒng)內(nèi)以監(jiān)測發(fā)動機負(fù)荷。在一個示例中，響應(yīng)于被指示的節(jié)氣門20的位置，CMCV 27可以被驅(qū)動第一量，并且可以響應(yīng)于指示的MAP被驅(qū)動第二量。第一量和第二量可以在相對于CMCV 27的板的旋轉(zhuǎn)角度的相同方向或相反方向。而且，如果被指示的節(jié)氣門位置處于預(yù)定閾值或如果MAP處于預(yù)定閾值，則CMCV 27可以完全打開。可替換地，控制系統(tǒng)14可以具有指令，以響應(yīng)于兩個變量的函數(shù)而關(guān)閉和/或打開CMCV 27。除非另行規(guī)定，否則氣門驅(qū)動可以進一步響應(yīng)于溫度、點火正時或其他條件。
[0035]在另一示例操作方案中，控制系統(tǒng)14可以具有指令，以經(jīng)由驅(qū)動器81響應(yīng)于來自傳感器16的輸入而驅(qū)動任意CMCV 27。輸入信息可以包括發(fā)動機或排氣系統(tǒng)內(nèi)的溫度，以便如果發(fā)動機情況下降到溫度閾值以下，CMCV 27可以被關(guān)閉，因此引入冷啟動內(nèi)的湍流。燃燒室內(nèi)的湍流允許更有效的燃燒，這對于燃燒效率損失明顯的冷啟動情況下是有利的。實施例還可以驅(qū)動CMCV 27到對應(yīng)于感測的溫度或其他發(fā)動機負(fù)荷指示的預(yù)定的位置。在一些示例中，驅(qū)動器81可以完全打開CMCV 27，使得在傳感器16指示如控制系統(tǒng)14確定的負(fù)荷閾值被滿足后，閥板平行于氣流放置。完全打開平行于氣流和進氣歧管分支的閥板基本清除了通道障礙，使得最大空氣充氣可以進入汽缸1-4的燃燒室，從而提供最大馬力。
[0036]參考圖2，示出了包括如圖1中所示的多個汽缸的內(nèi)燃發(fā)動機10的一個汽缸。發(fā)動機10包括燃燒室30和汽缸壁132，其中活塞136設(shè)置在汽缸壁132中并且連接至曲軸40。飛輪97和環(huán)行齒輪99被連接至曲軸40。起動機96包括小齒輪軸98和小齒輪95。小齒輪軸98可以選擇性地推進小齒輪95以接合環(huán)形齒輪99。起動機96可以直接安裝到發(fā)動機的前面或發(fā)動機的后面。在一個示例中，起動機96可以選擇性地經(jīng)由皮帶或鏈條給曲軸40提供扭矩。在一個示例中，起動機96當(dāng)沒有與發(fā)動機曲軸接合時處于基本狀態(tài)。
[0037]燃燒室30被示出為經(jīng)由相應(yīng)的進氣門152和排氣門154與進氣歧管144和排氣歧管148連通。每個進氣門和排氣門可以被進氣凸輪151和排氣凸輪153獨立地操作。進氣門調(diào)節(jié)器85相對于曲軸40的位置推進或延遲進氣門152的相位。此外，進氣門調(diào)節(jié)器85可以增加或減小進氣門升程量。排氣門調(diào)節(jié)器83相對于曲軸40的位置推進或延遲排氣門154的相位。而且，排氣門調(diào)節(jié)器83可以增加或減小排氣門升程量。充氣運動控制設(shè)備(例如，閥)133被設(shè)置在進氣門152和電子節(jié)氣門162之間的進氣歧管144內(nèi)，下面將更詳細(xì)的描述。CMCD 133可以類似于或基本上與圖1的CMCV 27相同。
[0038]進氣凸輪151的位置可以被進氣凸輪傳感器155確定。排氣凸輪153的位置可以被排氣凸輪傳感器157確定。在燃燒室30是專用EGR汽缸的一部分的情況下，氣門152和154的正時和/或升程量可以獨立于其他發(fā)動機汽缸被調(diào)節(jié)，以便專用EGR汽缸的汽缸空氣充氣可以相對于其他發(fā)動機汽缸而增加或減少。以此方式，提供到發(fā)動機汽缸的外部EGR可以超過汽缸充氣質(zhì)量的百分之二十五。外部EGR是栗送出汽缸的排氣門并且經(jīng)由汽缸進氣門返回到汽缸的排氣。而且，除了 EGR汽缸的汽缸的內(nèi)部EGR量可以獨立于專用EGR汽缸通過調(diào)節(jié)這些各自汽缸的氣門正時而被調(diào)節(jié)。內(nèi)部EGR是燃燒事件后汽缸內(nèi)殘余的排氣并且是用于隨后燃燒事件的汽缸內(nèi)的部分混合物。
[0039]燃料噴射器66被示出定位為直接噴射燃料至汽缸30內(nèi)，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的直接噴射?？商鎿Q地，燃料可以被噴射到進氣道，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的進氣道噴射。在一些發(fā)動機配置的示例中，一個或多個發(fā)動機汽缸可以接收來自直接燃料噴射器和進氣道燃料噴射器兩者的燃料。
[0040]在一個示例中，燃料噴射器66可以是選擇性地可停用的燃料噴射器。因此，發(fā)動機汽缸可以通過中斷至給定汽缸的燃料而被選擇性地停用。在專用EGR汽缸(圖1中的汽缸4)的情況中，給EGR汽缸加注燃料的噴射器66可以在EGR需求為低的選擇的情況期間被停用，以便允許迅速降低來自專用汽缸的外部EGR。這些情況可以包括，諸如當(dāng)發(fā)動機負(fù)荷低時(例如，低于閾值負(fù)荷)、在發(fā)動機冷啟動期間、或在催化劑暖機情況期間的情況。
[0041]在一些實施例中，專用EGR汽缸可以通過切斷空氣而不是切斷燃料或者通過切斷空氣和燃料而被選擇性地停用。例如，專用EGR汽缸的進氣門或排氣門可以被停用。通過停用進氣門或排氣門，汽缸