Способ (варианты) и система избирательного вывода из работы одного или более цилиндров двигателя

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ избирательного вывода из работы одного или более цилиндров двигателя заключается в том, что осуществляют работу двигателя (10) со всеми цилиндрами (15a), (15b), в которых происходит сгорание и обеспечивается поток рециркуляции выхлопных газов (EGR) низкого давления (LP-EGR). В ответ на уменьшающуюся нагрузку двигателя деактивируют EGR и увеличивают допуск по EGR двигателя посредством работы двигателя с одним или более цилиндров, выведенных из работы. Поддерживают один или более цилиндров двигателя выведенными из работы до тех пор, пока концентрация EGR не станет ниже порогового значения. Технический результат заключается в ускорении очищения EGR из системы впуска воздуха в условиях уменьшающейся нагрузки двигателя. Раскрыты вариант способа избирательного вывода из работы одного или более цилиндров двигателя и система избирательного вывода из работы одного или более цилиндров двигателя. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к способам и системам для улучшения допуска по разбавлению рециркуляцией выхлопных газов двигателя во время работы на небольших нагрузках.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Системы рециркуляции выхлопных газов (EGR) осуществляют рециркуляцию части выхлопных газов с выпуска двигателя в систему впуска двигателя для улучшения экономии топлива и выбросов транспортного средства посредством уменьшения потерь на дросселирование и температур сгорания. В двигателях непосредственного впрыска с турбонаддувом, может быть реализован контур EGR низкого давления (LP-EGR). Контур LP-EGR рециркулирует выхлопные газы из выпускного канала ниже по потоку от турбины во впускной канал выше по потоку от компрессора турбонагнетателя.

Чтобы обеспечивать EGR в широком диапазоне условий работы, системы LP-EGR могут использовать специальный режим работы EGR. Один из примерных режимов работы EGR показан Фуджитой и другими в US 2007/246028 (МПК F02B33/44, F02B47/08, опубл. 25.10.2007). В нем, постоянная величина EGR подается во всех условиях EGR, величина EGR подается в качестве одной или более из EGR низкого давления и EGR высокого давления. Еще один режим работы показан Стайлесом и другими в US 2012/023937 (МПК F02B33/44, опубл. 02.02.2012). В нем, LP-EGR подается с постоянной интенсивностью (или процентной долей) EGR относительно потока свежего воздуха на всех нагрузках двигателя за исключением высокой нагрузки.

Однако, авторы в материалах настоящего описания выявили потенциальные проблемы у таких режимов работы. В качестве примера, подача EGR согласно режимам работы Стайлеса или Фуджиты может приводить к нестабильности сгорания и событиям пропусков зажигания в двигателе во время переходных операций вследствие наличия избыточного разбавления EGR. Это в значительной степени обусловлено расположением подачи EGR до компрессора. В частности, в системах с турбонаддувом, обеспечение EGR по контуру LP-EGR может вызывать длительные транспортные задержки, та как выхлопные газы должны проходить через компрессор турбонагнетателя, сеть трубопроводов впуска воздуха высокого давления, охладитель наддувочного воздуха и впускной коллектор перед достижением камеры сгорания. В результате транспортной задержки, в условиях, когда EGR необходимо быстро снижаться, таких как во время операции отпускания педали акселератора, где двигатель переходит из состояния высокой нагрузки и высокой интенсивности EGR в состояние низкой нагрузки и низкой интенсивности EGR, EGR может не вычищаться из системы впуска воздуха достаточно быстро. Как результат, может быть повышенное разбавление EGR всасываемого воздуха во время состояния низкой нагрузки до тех пор, пока EGR не вычищена из системы впуска воздуха. Наличие повышенного разбавления всасываемого воздуха на низких нагрузках может усиливать проблемы стабильности сгорания и предрасположенность к пропускам зажигания в двигателе.

Несмотря на то, что ровный режим работы по Стайлесу может понижать вероятность высоких величин EGR на более низких нагрузках двигателя, режим работы также может ограничивать выигрыши экономии топлива от LP-EGR. Например, ровный режим работы EGR может давать в результате выдачу LP-EGR в некоторых точках низкой нагрузки, где не достигаются выигрыши экономии топлива от EGR. В некоторых случаях, может быть даже повышенный расход топлива, связанный с подачей LP-EGR в точке низкой нагрузки. В качестве еще одного примера, более низкая EGR в точках более низкой нагрузки может ограничивать пиковые интенсивности EGR, достижимые во время последующей работы двигателя на более высокой нагрузке. Задержанное вычищение EGR, требующее EGR в системе впуска двигателя на низких нагрузках двигателя также может делать впускной компрессор восприимчивым к коррозии и конденсации. Более того, повышенная конденсация может происходить в охладителе наддувочного воздуха системы двигателя с наддувом вследствие потока EGR через охладитель. Повышенная конденсация может делать необходимыми дополнительные меры против конденсации, которые дополнительно понижают коэффициент полезного действия и экономию топлива двигателя.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном из примеров, некоторые из вышеприведенных проблем могут быть по меньшей мере частично преодолены посредством способа избирательного вывода из работы одного или более цилиндров двигателя, включающий в себя этапы, на которых:

осуществляют работу двигателя со всеми цилиндрами, осуществляющими сгорание при осуществлении потока рециркуляции выхлопных газов (EGR) низкого давления (LP-EGR); и

в ответ на уменьшающуюся нагрузку двигателя,

деактивируют EGR;

увеличивают допуск по EGR двигателя посредством работы двигателя с одним или более цилиндров, выведенных из работы; и

поддерживают один или более цилиндров выведенными из работы до тех пор, пока концентрация EGR не станет ниже порогового значения.

В одном из вариантов предложен способ, в котором выведение из работы EGR включает в себя этап, на котором закрывают клапан EGR, присоединенный в канале LP-EGR, и продувают канал LP-EGR к двигателю, причем канал является подающим выхлопные остаточные газы из выпускного коллектора, расположенного ниже по потоку от выпускной турбины, во впускной коллектор, расположенный выше по потоку от впускного компрессора.

В одном из вариантов предложен способ, в котором количество цилиндров, выведенных из работы, основано на одном или более из нагрузки двигателя, шума, вибрации, неплавности движения (NVH), требуемой частоты переключения цилиндров, условий устройства снижения токсичности выхлопных газов и условий устройства доочистки выбросов.

В одном из вариантов предложен способ, в котором пороговое значение основано на нагрузке двигателя, причем пороговое значение уменьшают при уменьшении нагрузки двигателя.

В одном из вариантов предложен способ, в котором в ответ на уменьшающуюся нагрузку двигателя поддерживают один или более цилиндров работающим, причем

уменьшающаяся нагрузка двигателя включает в себя нагрузку двигателя, уменьшающуюся ниже пороговой нагрузки, причем способ дополнительно включает в себя этап, на котором после того, как концентрация EGR становится ниже порогового значения, в ответ на нагрузку двигателя, остающуюся ниже пороговой нагрузки, перекрывают топливо во все цилиндры двигателя при поддержании работы впускных клапанов и выпускных клапанов всех цилиндров двигателя до тех пор, пока нагрузка двигателя не возрастает выше пороговой нагрузки.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых после того, как концентрация EGR станет ниже порогового значения, в ответ на возрастание нагрузки двигателя выше пороговой нагрузки, возобновляют работу одного или более выведенных из работы цилиндров и возобновляют работу EGR.

В одном из вариантов предложен способ, в котором двигатель включает в себя первую группу цилиндров в первом ряду цилиндров двигателя и вторую группу цилиндров во втором ряду цилиндров двигателя, при этом работа двигателя с одним или более цилиндров, выведенных из работы, включает в себя этап, на котором осуществляют работу двигателя с первой группой цилиндров, выведенной из работы, и второй группой цилиндров, введенной в работу.

В одном из вариантов предложен способ, в котором первая группа цилиндров присоединена к первому каталитическому нейтрализатору выхлопных газов, а вторая группа цилиндров присоединена ко второму каталитическому нейтрализатору выхлопных газов, причем способ дополнительно включает в себя этап, на котором при возобновлении работы цилиндров, прочищают первый каталитический нейтрализатор выхлопных газов, и не прочищают второй каталитический нейтрализатор выхлопных газов.

В одном из вариантов предложен способ, в котором работа с одним или более цилиндров, выведенных из работы, включает в себя этапы, на которых увеличивают среднюю нагрузку цилиндра для цилиндров в работе, увеличивают допуск по EGR для цилиндров в работе и избирательно деактивируют топливоснабжение у одного или более цилиндров или избирательно выводят из работы впускные и выпускные клапаны одного или более цилиндров.

В одном из вариантов предложен способ, в котором уменьшающаяся нагрузка двигателя происходит в ответ на отпускание педали акселератора водителем, причем

поддержание одного или более цилиндров выведенными из работы, пока концентрация EGR не станет ниже порогового значения, включает в себя этап, на котором продувают магистраль EGR.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором оценивают концентрацию EGR на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске, присоединенного ниже по потоку от впускного компрессора и выше по потоку от впускного дросселя.

В одном из вариантов предложен способ, в котором в ответ на уменьшающуюся нагрузку двигателя один или более оставшихся цилиндров в работе подвергают работе при более высокой средней нагрузке цилиндра, пока концентрация EGR не станет меньше порогового значения, и

в ответ на уменьшающуюся до нуля нагрузку на двигатель, перекрывают топливо во все цилиндры двигателя при поддержании работы клапанов.

В одном из дополнительных аспектов предложен способ избирательного вывода из работы одного или более цилиндров двигателя, включающий в себя этапы, на которых:

в ответ на отпускание педали акселератора с более высокой нагрузки двигателя при осуществлении потока EGR низкого давления,

деактивируют EGR; и

деактивируют топливоснабжение первой группы цилиндров двигателя при осуществлении работы второй группы цилиндров двигателя с более высокой средней нагрузкой цилиндра до тех пор, пока EGR не станет ниже порогового значения, причем работа второй группы цилиндров двигателя с более высокой средней нагрузкой цилиндра включает в себя этап, на котором осуществляют работу с уменьшенным рабочим подвергаемым наддуву объемом и более быстрым вычищением EGR, причем способ дополнительно включает в себя этап, на котором, после того, как EGR станет ниже порогового значения, избирательно прочищают первый каталитический нейтрализатор выхлопных газов, присоединенный ниже по потоку от первой группы цилиндров, но не второй группы цилиндров.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых после того, как EGR станет ниже порогового значения, в ответ на нажатие педали акселератора до более высокой нагрузки, возобновляют работу первой группы цилиндров двигателя и EGR, а в ответ на продолжающееся отпускание педали акселератора до нулевой нагрузки, выводят из работы топливоснабжение у второй группы цилиндров наряду с тем, что поддерживают первую группу цилиндров с выведенным из работы топливоснабжением.

В одном из вариантов предложен способ, в котором пороговое значение основано на отпускании педали акселератора с более высокой нагрузки.

В одном из еще дополнительных аспектов предложена система избирательного вывода из работы одного или более цилиндров двигателя, содержащая:

двигатель;

избирательно выводимую из работы топливную форсунку, присоединенную к цилиндру двигателя;

турбонагнетатель, содержащий впускной компрессор, приводимый в действие выпускной турбиной;

систему EGR, содержащую канал для рециркуляции охлажденных выхлопных остаточных газов из местоположения ниже по потоку от турбины в местоположение выше по потоку от компрессора; и

контроллер с машиночитаемыми командами для:

осуществления работы двигателя с активированной EGR; и

в ответ на уменьшающуюся нагрузку двигателя,

деактивирования EGR;

вывода из работы топливоснабжения первой группы цилиндров двигателя, причем первая группа цилиндров двигателя выбирается на основании уменьшающейся нагрузки двигателя, а также на основании NVH двигателя, частоты вывода из работы цилиндров и требований к возобновлению работы цилиндров; и

поддержания первой группы цилиндров двигателя выведенной из работы до тех пор, пока EGR не станет ниже порогового уровня.

В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая датчик кислорода, присоединенный ниже по потоку от компрессора и выше по потоку от воздушного впускного дросселя, при этом контроллер содержит дополнительные команды для оценивания EGR на основании выходного сигнала датчика кислорода.

В одном из вариантов предложена система, в которой контроллер содержит дополнительные команды для вывода из работы топливоснабжения всех цилиндров двигателя при поддержании работы впускного клапана и выпускного клапана всех цилиндров двигателя, после того, как EGR станет ниже порогового уровня, а нагрузка двигателя станет нулевой.

В одном из вариантов предложена система, в которой контроллер содержит дополнительные команды для возобновления работы первой группы цилиндров двигателя и EGR в ответ на возрастающую нагрузку двигателя после того, как EGR станет ниже порогового уровня.

В одном из вариантов предложена система, в которой первая группа цилиндров двигателя расположена в первом ряду цилиндров двигателя, при этом контроллер содержит дополнительные команды для регулировки впрыска топлива в первую группу цилиндров при возобновлении работы первой группы цилиндров для прочищения первого каталитического нейтрализатора выхлопных газов, присоединенного ниже по потоку от первой группы цилиндров.

Таким образом, улучшается допуск по EGR двигателя на низких нагрузках. В качестве примера, во время от средних до высоких нагрузок двигателя, двигатель может быть работающим с EGR низкого давления (LP-EGR), осуществляющей поток, чтобы обеспечивать выгоды экономии топлива и выбросов. Поток LP-EGR может регулироваться, чтобы быть на постоянной интенсивности относительного потока воздуха. В ответ на понижение нагрузки двигателя до условий низкой нагрузки, такое как вследствие отпускания педали акселератора водителем, поток воздуха может уменьшаться (например, посредством регулировки впускного дросселя), к тому же, наряду с уменьшением потока LP-EGR (например, регулировкой клапана LP-EGR). Например, клапан EGR может регулироваться, чтобы давать более низкое разбавление двигателя в условиях более низкой нагрузки. Однако вычищение EGR из системы двигателя может происходить медленнее, чем требуется, вследствие транспортных задержек системы LP-EGR. Более точно, большая EGR может присутствовать в системе впуска воздуха, конкретно, в местоположении до компрессора, чем требуется, ухудшая стабильность сгорания и потенциально вызывая пропуски зажигания.

Чтобы улучшать стабильность сгорания и допуска по EGR в двигателе на низких нагрузках, в ответ на понижение нагрузки двигателя, в то время как EGR уменьшена, один или более цилиндров могут избирательно выводиться из работы. Например, топливо в один или более цилиндров может перекрываться наряду с тем, что выводятся из работы впускные и выпускные клапаны. Количество выведенных из работы цилиндров может быть основано на понижении нагрузки двигателя. В одном из примеров, двигатель может иметь два ряда цилиндров и, в ответ на понижение нагрузки двигателя, все цилиндры первого ряда цилиндров могут выводиться из работы наряду с тем, что все цилиндры второго ряда поддерживаются действующими. Как результат, для одного и того же крутящего момента двигателя, цилиндры второго ряда могут быть работающими на более высокой средней нагрузке цилиндра. Работа на более высокой нагрузке действующих цилиндров предоставляет возможность для работы с медленно проходящей EGR при пониженной вероятности пропусков зажигания и проблем медленного горения. В дополнение, посредством изоляции объема воздуха выведенного из работы ряда, рабочий подвергаемый наддуву объем двигателя уменьшается, а исчерпание LP-EGR ускоряется. Двигатель может продолжать подвергаться работе с одним или более цилиндров, выведенных из работы до тех пор, пока LP-EGR не была истощена до порогового уровня. В ответ на последующее нажатие педали акселератора, ранее выведенные из работы цилиндры двигателя могут подвергаться возобновлению работы. В дополнение, при возобновлении работы, топливоснабжение может регулироваться, чтобы прочищать каталитический нейтрализатор выхлопных газов, присоединенный к выведенной из работы группе цилиндров. По существу, выигрыш экономии топлива от работы на более высокой нагрузке цилиндра и ускоренного вычищения EGR может уравновешивать или перевешивать экономию топлива, связанную с прочищением каталитического нейтрализатора выхлопных газов.

Таким образом, вычищение EGR из впуска двигателя может ускоряться. Посредством избирательного вывода из работы одного или боле цилиндров двигателя в условиях понижающейся нагрузки двигателя и уменьшающейся EGR, средняя нагрузка цилиндра может может повышаться, улучшая допуск по EGR и стабильность сгорания в цилиндре. Посредством изоляции объема воздуха выведенных из работы цилиндров, рабочий подвергаемый наддуву объем двигателя уменьшается, а исчерпание LP-EGR ускоряется. По существу, это дает уровням EGR в системе впуска воздуха и впускном коллекторе возможность понижаться быстрее (например, вплоть до половины времени), чем было бы возможным в ином случае. Посредством быстрого снижения уровня EGR на впуске в условиях низкой нагрузки и посредством повышения допуска по разбавлению EGR в этих условиях низкой нагрузки двигателя посредством вывода из работы цилиндров, более высокие интенсивности EGR могут достигаться, когда двигатель перезапускается впоследствии. По существу, это существенно улучшает коэффициент полезного действия двигателя, в особенности в областях от средних до высоких скорости вращения-нагрузки. Посредством замещения EGR свежим воздухом, испарение конденсатов воды и углеводородов усиливается, уменьшая их концентрацию в двигателе и необходимость в мерах против конденсации. В дополнение, уменьшение конденсации уменьшает коррозию и ухудшение характеристик компрессора и охладителя наддувочного воздуха. В общем и целом, улучшаются рабочие характеристики двигателя с наддувом.

Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, представлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 показывает примерную компоновку двигателя и системы выпуска.

Фиг. 2 - местный вид двигателя.

Фиг. 3 изображает еще одну примерную систему двигателя, выполненную с возможностью рециркуляции выхлопных газов (EGR).

Фиг. 4 иллюстрирует примерный способ работы двигателя с одним или более цилиндров, выведенных из работы для ускорения вычищения LP-EGR.

Фиг. 5 иллюстрирует примерный способ работы первого ряда цилиндров двигателя в режиме с VDE наряду с работой оставшегося ряда цилиндров двигателя в режиме без VDE для ускорения вычищения LP-EGR из двигателя.

Фиг. 6-7 иллюстрируют примерные зависимости выведения из работы цилиндров, которые ускоряют вычищение LP-EGR из системы впуска воздуха.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Последующее описание относится к системам и способам избирательного вывода из работы одного или более цилиндров системы двигателя (такой как система двигателя по фиг. 1-3) для улучшения допуска по EGR сгорания и ускорения вычищения EGR из двигателя в условиях низкой нагрузки. Во время работы двигателя с течением EGR, в ответ на понижение нагрузки двигателя, подаче EGR в двигатель может быть необходимо быстро уменьшаться. Во время таких условий, контроллер может быть выполнен с возможностью выполнять процедуру управления, такую как примерная процедура по фиг. 4, чтобы избирательно выводить из работы подачу топлива и впускные и выпускные клапаны у одного или более цилиндров двигателя наряду с работой действующих цилиндров на более высокой средней нагрузке цилиндра. Двигатель может подвергаться работе с одним или более цилиндров, выведенных из работы на некоторую продолжительность времени до тех пор, пока EGR не вычищена в достаточной мере из впускного коллектора двигателя. В одном из примеров, двигатель может подвергаться работе в режиме с VDE со всеми цилиндрами ряда цилиндров двигателя, выведенными из работы до тех пор, пока EGR не вычищена в достаточной мере. Примерные регулировки показаны со ссылкой на фиг. 6-7. Таким образом, улучшается допуск по разбавлению двигателя на низких нагрузках двигателя.

Фиг. 1 показывает примерный двигатель 10 с переменным объемом (VDE), имеющий первый ряд 15a и второй ряд 15b. В изображенном примере, двигатель 10 является двигателем V6 с первым и вторым рядами, каждый из которых имеет три цилиндра. Двигатель 10 имеет впускной коллектор 16 с дросселем 20 и выпускной коллектор 18, присоединенный к системе 30 снижения токсичности выхлопных газов. Система 30 снижения токсичности выхлопных газов включает в себя один или более каталитических нейтрализаторов и датчиков топливно-воздушного соотношения, таких как описанные со ссылкой на фиг. 2. В качестве одного из неограничивающих примеров, двигатель 10 может быть включен в состав в качестве части силовой установки для пассажирского транспортного средства.

Во время выбранных условий, таких как когда полная несущая способность двигателя по крутящему моменту не нужна, одна из первой или второй группы цилиндров может выбираться для вывода из работы (в материалах настоящего описания также указываемого ссылкой как режим работы с VDE). Более точно, один или более цилиндров из выбранной группы цилиндров могут выводиться из работы посредством перекрытия соответствующих топливных форсунок наряду с поддержанием работы впускного и выпускного клапанов, чтобы воздух мог продолжать прокачиваться через цилиндры. Несмотря на то, топливные форсунки неработающих цилиндров выключены, оставшиеся работающие цилиндры продолжают выполнять сгорание с действующими и работающими топливными форсунками. Для удовлетворения требований крутящего момента, двигатель вырабатывает ту же самую величину крутящего момента на тех цилиндрах, для которых форсунки остаются работающими. Другими словами, оставшиеся действующие цилиндры осуществляют работу на более высоких средних нагрузках цилиндра. Это требует более высоких давлений в коллекторе, давая в результате пониженные насосные потери и повышенный коэффициент полезного действия двигателя. К тому же, более низкая эффективная площадь поверхности (только у работающих цилиндров), подвергаемая воздействию сгорания, уменьшает тепловые потери двигателя, улучшая тепловую эффективность двигателя.

В альтернативных примерах, система 10 двигателя может иметь цилиндры с избирательно отключаемыми впускными и/или выпускными клапанами. В них, клапаны цилиндра могут избирательно выводиться из работы посредством толкателей с гидроприводом (например, толкателей, присоединенных к штокам толкателей клапанов) или посредством механизма переключения профиля кулачков, в котором рабочий выступ кулачка без подъема используется для выведенных из работы клапанов.

Цилиндры могут группироваться для вывода из работы специфичным ряду образом. Например, на фиг. 1, первая группа цилиндров может включать в себя три цилиндра первого ряда 15a наряду с тем, что вторая группа цилиндров может включать в себя три цилиндра второго ряда 15b. В альтернативном примере, вместо вывода из работы одновременно одного или более цилиндров из каждого ряда, могут совместно избирательно выводиться из работы два цилиндра из каждого ряда двигателя V8.

Двигатель 10 может работать на множестве веществ, которые могут подаваться через топливную систему 8. Двигатель 10 может управляться по меньшей мере частично системой управления, включающей в себя контроллер 12. Контроллер 12 может принимать различные сигналы с датчиков 4, присоединенных к двигателю 10 (описанных подробнее со ссылкой на фиг. 2), и отправлять сигналы управления на различные исполнительные механизмы 22, присоединенные к двигателю и/или транспортному средству (как также описано со ссылкой на фиг. 2).Различные датчики, например могут включать в себя различные датчики температуры, давления и топливно-воздушного соотношения. В дополнение, контроллер 12 может принимать указание детонации или преждевременного воспламенения в цилиндре с одного или более датчиков детонации, распределенных по блоку цилиндров двигателя. Когда включены в состав, множество датчиков детонации могут быть распределены по блоку цилиндров двигателя симметрично или несимметрично. Кроме того, один или более датчиков детонации могут включать в себя акселерометр, датчики ионизации или внутрицилиндровые измерительные преобразователи давления.

Топливная система 8 может быть дополнительно присоединена к системе восстановления паров топлива (не показана), включающей в себя один или более бачков для накопления паров топлива дозаправки топливом и суточных паров топлива. Во время выбранных условий, один или более клапанов системы восстановления паров топлива может регулироваться для продувки накопленных паров топлива во впускной коллектор двигателя, чтобы улучшать экономию топлива и уменьшать выбросы с выхлопными газами. В одном из примеров, пары продувки могут направляться ближе к впускному клапану специфичных цилиндров. Например, во время режима работы с VDE, пары продувки могут направляться только к цилиндрам, которые работают. Это может достигаться в двигателях, выполненных отдельными впускными коллекторами для отдельных групп цилиндров. В качестве альтернативы, один или более клапанов управления парами могут управляться для определения, какие цилиндры получают пары топлива.

Фиг. 2 изображает примерный вариант осуществления камеры сгорания или цилиндра двигателя 10 (по фиг. 1). Двигатель 10 может принимать параметры управления из системы управления, включающей в себя контроллер 12, и входные данные от водителя 130 транспортного средства через устройство 132 ввода. В этом примере, устройство 132 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали. Цилиндр 30 (в материалах настоящего описания также «камера сгорания») двигателя 10 может включать в себя стенки 136 камеры сгорания с поршнем 138, расположенным в них. Поршень 138 может быть присоединен к коленчатому валу 140, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 140 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу пассажирского транспортного средства через систему трансмиссии. Кроме того, стартерный электродвигатель может быть присоединен к коленчатому валу 140 через маховик, чтобы давать возможность операции запуска двигателя 10.

Цилиндр 30 может принимать всасываемый воздух через последовательность впускных воздушных каналов 142, 144 и 146. Впускной воздушный канал 146 может сообщаться с другими цилиндрами двигателя 10 в дополнение к цилиндру 30. В некоторых вариантах осуществления, один или более впускных каналов могут включать в себя устройство наддува, такое как турбонагнетатель или нагнетатель. Например, фиг. 2 показывает двигатель 10, выполненный с турбонагнетателем, включающим в себя компрессор 174, расположенный между впускными каналами 142 и 144, и турбиной 176 с приводом от выхлопных газов, расположенной вдоль выпускного канала 148. Компрессор 174 может по меньшей мере частично приводиться в работу турбиной 176 с приводом от выхлопных газов через вал 180, где устройство наддува выполнено в виде турбонагнетателя. Однако, в других примерах, таких как где двигатель 10 снабжен нагнетателем, турбина 176 с приводом от выхлопных газов, по выбору, может быть не включена в состав, где компрессор может приводиться в работу механической подводимой мощностью от электродвигателя или двигателя. Охладитель 177 наддувочного воздуха (CAC) может быть расположен во впускном воздушном канале 144 ниже по потоку от компрессора 174 для охлаждения подвергнутого наддуву заряда воздуха перед подачей в цилиндры двигателя. Дроссель 20, включающий в себя дроссельную заслонку 164, может быть установлен вдоль впускного канала двигателя для изменения расхода и/или давления всасываемого воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя. Например, дроссель 20 может быть расположен ниже по потоку от компрессора 174, как показано на фиг. 2, или, в качестве альтернативы, может быть предусмотрен выше по потоку от компрессора 174.

Выпускной канал 148 может принимать выхлопные газы из других цилиндров двигателя 10 в дополнение к цилиндру 30. Датчик 128 выхлопных газов показан присоединенным к выпускному каналу 148 выше по потоку от устройства 178 снижения токсичности выхлопных газов. Датчик 128 может быть выбран из числа различных пригодных датчиков для выдачи указания топливно-воздушного соотношения в выхлопных газах, например, таких как линейный кислородный датчик или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик количества кислорода в выхлопных газах), двухрежимный кислородный датчик или датчик EGO (который изображен), HEGO (подогреваемый EGO), NOx, HC, или CO. Устройство 178 снижения токсичности выхлопных газов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором (TWC), уловителем NOx, различными другими устройствами снижения токсичности выхлопных газов или их комбинациями.

Температура выхлопных газов может оцениваться одним или более датчиков температуры (не показаны), расположенных в выпускном канале 148. В качестве альтернативы, температура выхлопных газов может логически выводиться на основании условий работы двигателя, таких как скорость вращения, нагрузка, топливно-воздушное соотношение (AFR), запаздывание искрового зажигания, и т.д. Кроме того, температура выхлопных газов может вычисляться по одному или более датчиков 128 выхлопных газов. Может быть принято во внимание, что температура выхлопных газов, в качестве альтернативы, может оцениваться любой комбинацией способов оценки температуры, перечисленных в материалах настоящего описания.

Каждый цилиндр двигателя 10 может включать в себя один или более впускных клапанов и один или более выпускных клапанов. Например, цилиндр 30 показан включающим в себя по меньшей мере один впускной тарельчатый клапан 150 и по меньшей мере один выпускной тарельчатый клапан 156, расположенные в верхней области цилиндра 30. В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10, в том числе, цилиндр 30, может включать в себя по меньшей мере два впускных тарельчатых клапана и по меньшей мере два выпускных тарельчатых клапана, расположенных в верхней области цилиндра.

Впускной клапан 150 может управляться контроллером 12 посредством приведения в работу кулачков через систему 151 кулачкового привода. Подобным образом, выпускной клапан 156 может управляться контроллером 12 через систему 153 кулачкового привода. Каждая из систем 151 и 153 кулачкового привода может включать в себя один или более кулачков и может использовать одну или более из систем переключения профиля кулачков (CPS), регулируемой установки фаз кулачкового распределения (VCT), регулируемой установки фаз клапанного распределения (VVT) и/или регулируемого подъема клапана (VVL), которые могут управляться контроллером 12 для изменения работы клапанов. Положение впускного клапана 150 и выпускного клапана 156 может определяться датчиками 155 и 157 положения клапана, соответственно. В альтернативных вариантах осуществления, впускной и/или выпускной клапан могут управляться посредством клапанного распределителя с электромагнитным управлением. Например, цилиндр 30, в качестве альтернативы, может включать в себя впускной клапан, управляемый посредством приведения в работу клапанного распределителя с электромагнитным управлением, и выпускной клапан, управляемый через кулачковый привод, включающий в себя системы CPS и/или VCT. В кроме того еще других вариантах осуществления, впускной и выпускной клапаны могут управляться системой золотникового привода или распределителя либо системой привода или распределителя с переменной установкой фаз клапанного распределения.

Цилиндр 30 может иметь степень сжатия, которая является отношением объемов того, когда поршень 138 находится в нижней мертвой точке, к тому, когда в верхней мертвой точке. Традиционно, степень сжатия находится в диапазоне от 9:1 до 10:1. Однако, в некоторых примерах, где используется другое топливо, степень сжатия может быть увеличена. Это, например, может происходить, когда используется более высокооктановое топливо или топливо с более высоким скрытым теплосодержанием испарения. Степень сжатия также может быть повышена, если используется непосредственный впрыск, вследствие его воздействия на работу двигателя с детонацией.

В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10 может включать в себя свечу 192 зажигания для инициирования сгорания. Система 190 зажигания может выдавать искру зажигания в камеру 30 сгорания через свечу 192 зажигания в ответ на сигнал SA опережения зажигания из контроллера 12, в выбранных рабочих режимах. Однако, в некоторых вариантах осуществления, свеча 192 зажигания может быть не включена в состав, таких как где двигатель 10 может инициировать сгорание самовоспламенением или впрыском топлива, как может иметь место у некоторых дизельных двигателей.

В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10 может быть выполнен с одной или более форсунок для выдачи текучей среды подавления детонации или преждевременного воспламенения в него. В некоторых вариантах осуществления, текучая среда может быть топливом, при этом форсунка также указывается ссылкой как топливная форсунка. В качестве неограничивающего примера, показан цилиндр 30, включающий в себя одну топливную форсунку 166. Топливная форсунка 166 показана присоединенной непосредственно к цилиндру 30 для впрыска топлива непосредственно в него пропорционально ширине импульса сигнала FPW, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 168. Таким образом, топливная форсунка 166 обеспечивает то, что известно как непосредственный впрыск (в дальнейшем, также указываемый ссылкой как «DI») топлива в цилиндр 30 сгорания. Несмотря на то, что фиг. 2 показывает форсунку 166 в качестве боковой форсунки, она также может быть расположена выше поршня, к примеру, возле положения свечи 192 зажигания. Такое положение может улучшать смешивание и сгорание при работе двигателя на спиртосодержащем топливе вследствие низкой летучести некоторых спиртосодержащих видов топлива. В качестве альтернативы, форсунка может быть расположена выше и возле впускного клапана для улучшения смешивания.

Топливо может подаваться в топливную форсунку 166 из топливной системы 8 высокого давления, включающей в себя топливные баки, топливные насосы и направляющую-распределитель для топлива. В качестве альтернативы, топливо может подаваться однокаскадным топливным насосом на низком давлении, в каком случае, установка момента непосредственного впрыска топлива могут ограничиваться в большей степени во время такта сжатия, чем если используется топливная система высокого давления. Кроме того, несмотря на то, что не показано, топливные баки могут иметь преобразователь давления, выдающий сигнал в контроллер 12. Будет приниматься во внимание, что, в альтернативном варианте осуществления, форсунка 166 может быть форсункой оконного впрыска, выдающей топливо во впускное окно выше по потоку от цилиндра 30.

Как описано выше, фиг. 2 показывает только один цилиндр многоцилиндрового двигателя. По существу, каждый цилиндр, подобным образом, может включать в себя свой собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливной форсунки(ок), свечи зажигания, и т.д.

Топливные баки в топливной системе 8 могут хранить топливо с разными качествами, такими как разные составы. Эти различия могут включать в себя разное содержание спиртов, разное октановое число, разную теплоту парообразования, разные топливные смеси и/или их комбинацию и т.д. В одном из примеров, топливо с разными содержаниями спиртов могли бы включать в себя одно топливо, являющееся бензином, и другое, являющееся этиловым спиртом или метиловым спиртом. В еще одном примере, двигатель может использовать бензин в качестве первого вещества, и спиртосодержащую топливную смесь, такую как E85 (которая является приблизительно 85% этилового спирта и 15% бензина) или M85 (которая является приблизительно 85% метилового спирта и 15% бензина) в качестве второго вещества. Другие спиртосодержащие виды топлива могли бы быть смесью спирта и воды, смесью спирта, воды и бензина, и т.д.

Кроме того, в раскрытых вариантах осуществления, система EGR может направлять требуемую порцию выхлопных газов из выпускного канала 148 во впускной коллектор 142. Фиг. 2 показывает систему LP-EGR, в которой LP-EGR направляется через канал 240 LP-EGR из местоположения ниже по потоку от турбины 176 в местоположение выше по потоку от компрессора 174. Величина LP-EGR, выдаваемой во впускной канал 144, может регулироваться контроллером 12 посредством клапана 242 LP-EGR. Подобным образом, может быть система HP-EGR (показанная на фиг. 3), в которой HP-EGR направляется через канал HP-EGR из выше по потоку от турбины 176 в ниже по потоку от компрессора 174. Величина HP-EGR, выдаваемой во впускной канал 144, может меняться контроллером 12 посредством специального клапана HP-EGR. Система HP-EGR может включать в себя охладитель HP-EGR (смотрите фиг. 146), а система LP-EGR может включать в себя охладитель 246 LP-EGR для выделения тепла из газов EGR, например, в хладагент двигателя.

В некоторых условиях, система EGR может использоваться для регулирования температуры смеси воздуха и топлива в пределах камеры 30 сгорания. Таким образом, может быть желательным измерять или оценивать массовый расход EGR. Датчики EGR могут быть расположены в пределах каналов EGR или впускных каналов 142 или 144 и могут давать показание одного или более из массового расхода, давления, температуры, концентрации O2 и концентрации выхлопных газов. В некоторых вариантах осуществления, один или более датчиков могут быть расположены внутри канала 240 LP-EGR или впускных каналах 142 или 144, чтобы давать показание одного или более из интенсивности потока, давления, температуры и концентрации O2 или других соединений для определения интенсивности потока и концентрации LP-EGR относительно интенсивности потока воздуха. Выхлопные газы, подаваемые по каналу 240 LP-EGR, могут разбавляться свежим воздухом в точке смешивания, расположенной в месте соединения канала 240 LP- EGR и впускного канала 142. Более точно, посредством регулировки клапана 242 LP-EGR в координации с дросселем AIS низкого давления в канале 142, может регулироваться разбавление потока EGR.

Процентное разбавление потока LP-EGR может выводиться по выходному сигналу датчика 245 в потоке газа впуска двигателя. Более точно, датчик 245 может быть расположен ниже по потоку от клапана 242 LP-EGR, чтобы разбавление LP-EGR могло точно определяться. Датчик 245, например, может быть массовым расходомером на анемометре с пленкой накала или нитью накала или диафрагмой или диффузором на разнице давлений. В качестве альтернативы, датчик кислорода, такой как датчик UEGO, может использоваться в канале 144 для расчета интенсивности LP-EGR.

Контроллер 12 показан на фиг. 2 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 106, порты 108 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве микросхемы 110 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 112, энергонезависимую память 114 и шину данных. Контроллер 12 может принимать различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе, измерение всасываемого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 122 массового расхода воздуха; температуру хладагента двигателя (ECT) с датчика 116 температуры, присоединенного к патрубку 118 охлаждения; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 120 на эффекте Холла (или другого типа), присоединенного к коленчатому валу 140; положение дросселя (TP) с датчика положения дросселя; сигнал абсолютного давления в коллекторе (MAP) с датчика 124, AFR цилиндра с датчика 128 EGO, и аномальное сгорание с датчика детонации. Сигнал скорости вращения двигателя, RPM, может формироваться контроллером 12 из сигнала PIP. Сигнал давления в коллекторе, MAP, с датчика давления в коллекторе может использоваться для выдачи указания разряжения или давления во впускном коллекторе.

Постоянное запоминающее устройство 110 запоминающего носителя может быть запрограммировано машиночитаемыми данными, представляющими команды, исполняемые процессором 106 для выполнения способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены.

Далее, с обращением к фиг. 3, проиллюстрирован примерный вариант 300 осуществления системы 10 двигателя, включающей в себя множество рядов цилиндров и систему рециркуляции выхлопных газов. В одном из вариантов осуществления, двигатель 10 может содержать турбонагнетатель, включающий в себя компрессор 174 и турбину 176, дроссель 363 выше по потоку от компрессора 174 и систему рециркуляции выхлопных газов низкого давления (LP-EGR). Система LP-EGR может направлять EGR из местоположения ниже по потоку от турбины 176 в местоположение выше по потоку от компрессора 174 и ниже по потоку от дросселя 363. Система двигателя дополнительно может содержать систему HP-EGR, которая направляет EGR из выше по потоку от турбины 176 в ниже по потоку от дросселя 362.

Обращаясь к фиг. 3, воздух может поступать в двигатель 10 через воздушный фильтр 310. Воздушный фильтр 310 может быть выполнен с возможностью удалять твердые частицы из воздуха, таким образом, масса чистого воздуха может поступать в двигатель 10. Массовый расход чистого воздуха может измеряться по мере того, как он протекает мимо датчика 320 массового расхода воздуха, а затем, через впускной дроссель 363. Массовый расход чистого воздуха, измеренный датчиком 320 массового расхода воздуха, может передаваться в контроллер 12. В одном из вариантов осуществления, масса чистого воздуха может разделяться между разными рядами цилиндров двигателя 10 ниже по потоку от впускного дросселя 363 и выше по потоку от компрессора 174 турбонагнетателя. Система EGR может вводить выхлопные газы выше по потоку от компрессора 174 турбонагнетателя, так чтобы смесь чистого воздуха и выхлопных газов могла подвергаться сжатию компрессором 174 турбонагнетателя. В одном из вариантов осуществления, компрессор 174 турбонагнетателя может включать в себя первый компрессор 174a для первого ряда цилиндров и второй компрессор 174b для второго ряда цилиндров.

Сжатая смесь чистого воздуха и отработавшего газа ниже по потоку от компрессора 174 турбонагнетателя может охлаждаться охладителем 354 наддувочного воздуха (CAC) выше по потоку от второго дросселя 362. В одном из вариантов осуществления, содержание кислорода потока воздуха ниже по потоку от компрессора 174a-b турбонагнетателя может измеряться датчиком 345 выше по потоку от CAC 354. В альтернативном варианте осуществления, содержание кислорода потока воздуха ниже по потоку от компрессора 174a-b турбонагнетателя может измеряться датчиком 347 ниже по потоку от CAC 354. Измерения с датчиков 345 и 347 могут передаваться в контроллер 12.

В одном из вариантов осуществления, выхлопные газы высокого давления могут объединяться со сжатой смесью чистого воздуха и выхлопными газами ниже по потоку от дросселя 362 и выше по потоку от впускного коллектора 344. Смесь газов может направляться в один или более рядов цилиндров впускным коллектором 344. Например, газы могут направляться в первый ряд 344a цилиндров и второй ряд 344b цилиндров. После сгорания в цилиндрах, выхлопные газы могут направляться через выпускной канал. В одном из вариантов осуществления, выпускной канал включает в себя выпускной коллектор для каждого ряда цилиндров, такой как выпускной коллектор 348a для первого ряда цилиндров и выпускной коллектор 348b для второго ряда цилиндров.

Во время выбранных условий, таких как когда полная несущая способность двигателя по крутящему моменту не нужна, один или более из первого ряда 344a цилиндров и второго ряда 344b цилиндров может выбираться для вывода из работы (в материалах настоящего описания также указываемого ссылкой как режим работы с VDE). Более точно, один или более цилиндров из выбранного ряда цилиндров могут выводиться из работы посредством перекрытия соответствующих топливных форсунок наряду с поддержанием работы впускного и выпускного клапанов, чтобы воздух мог продолжать прокачиваться через цилиндры. В качестве альтернативы, впускные и выпускные клапаны в выведенных из работы цилиндрах также могут деактивироваться, чтобы предотвращать прокачивание воздуха через эти цилиндров. Несмотря на то, топливные форсунки неработающих цилиндров выключены, оставшиеся работающие цилиндры продолжают выполнять сгорание с действующими и работающими топливными форсунками. Для удовлетворения требований крутящего момента, двигатель вырабатывает ту же самую величину крутящего момента на тех цилиндрах, для которых форсунки остаются активированными, посредством работы действующих цилиндров на более высоких средних нагрузках цилиндра, предоставляя возможность для повышенного коэффициента полезного действия двигателя. Как также конкретизировано на фиг. 4, в условиях уменьшающейся нагрузки, цилиндры одного из рядов 344a и 344b могут выводиться из работы, EGR может деактивироваться, а двигатель может подвергаться работе в режиме с VDE до тех пор, пока EGR не вычищена в достаточной мере из системы впуска воздуха. После этого, на основании нагрузки двигателя, двигатель может возобновлять работу в режиме без VDE посредством возобновления работы цилиндров.

По меньшей мере часть выхлопных газов может приводить в движение турбину 176 турбонагнетателя. В одном из вариантов осуществления, турбина 176 может включать в себя первую турбину 176a для первого ряда цилиндров и вторую турбину 176b для второго ряда цилиндров. В одном из вариантов осуществления, по меньшей мере часть выхлопных газов может направляться через систему HP-EGR. Например, система HP-EGR может включать в себя охладитель и клапан HP-EGR для направления охлажденных выхлопных газов местоположение выше по потоку от впускного коллектора 344. В одном из вариантов осуществления, система HP-EGR может включать в себя первые охладитель 346a и клапан 342a HP-EGR для первого ряда цилиндров и вторые охладитель 346b и клапан 342b HP-EGR для второго ряда цилиндров.

Ниже по потоку от турбины 176a-b, по меньшей мере часть выхлопных газов может течь вниз по потоку через устройство снижения токсичности выхлопных газов и глушитель 320. В одном из вариантов осуществления, устройство снижения токсичности выхлопных газов может включать в себя первый активный каталитический нейтрализатор или трехкомпонентный каталитический нейтрализатор 371a (TWC) для первого ряда цилиндров и второй активный каталитический нейтрализатор или трехкомпонентный каталитический нейтрализатор 371b для второго ряда цилиндров. Глушитель 320 может быть выполнен с возможностью гасить шум выхлопа от двигателя 10.

По меньшей мере часть выхлопных газов из местоположения ниже по потоку от турбины 176a-b может направляться выше по потоку от компрессора 174a-b турбонагнетателя системой LP-EGR. Например, система LP-EGR может включать в себя охладитель 246 и клапан 242 LP-EGR для направления охлажденных выхлопных газов местоположение выше по потоку от компрессора 174. В одном из вариантов осуществления, система LP-EGR может включать в себя первые охладитель 246a и клапан 242a LP-EGR для первого ряда цилиндров и вторые охладитель 246b и клапан 242b LP-EGR для второго ряда цилиндров.

Величина подаваемой LP-EGR может регулироваться на основании условий скорости вращения-нагрузки двигателя. Например, подача LP-EGR в условиях от средних до высоких нагрузок предоставляет возможность улучшенной экономии топлива и выбросов с выхлопными газами. В одном из примеров, на всех нагрузках вниз от средне-высоких, LP-EGR может подаваться согласно ровному режиму работы, в котором интенсивность EGR поддерживается постоянной относительно потока воздуха. Это может требовать, чтобы открывание клапанов 242a и 242b LP-EGR координировалось с открыванием впускного дросселя 363. Таким образом, во время возрастающих нагрузок, таких как во время нажатия педали акселератора, по мере того, как усиливается поток воздуха, подача LP-EGR может усиливаться соответствующим образом. Подобным образом, во время уменьшающих нагрузок, таких как при отпускании педали акселератора, по мере того, как ослабляется поток воздуха, подача LP-EGR может ослабляться соответствующим образом.

Однако, вследствие большой транспортной задержки между клапаном LP-EGR камерой сгорания, EGR может не уменьшаться настолько быстро, насколько требуется, в частности, в системе впуска воздуха от выхода EGR до входа компрессора (в каждом ряду цилиндров). Более точно, поскольку канал LP-EGR отбирает выхлопные газы после турбины и вводит выхлопные газы до компрессора, есть большая задержка вычищения EGR из системы впуска воздуха, которая, в свою очередь, приводит к угрозам стабильности сгорания.

Как здесь конкретизировано на фиг. 5, в условиях низкой нагрузки, где разбавление EGR является более высоким, чем требуется, к примеру, вследствие задержек вычищения EGR, допуск по разбавлению улучшается посредством вывода из работы цилиндров одного ряда цилиндров двигателя наряду с работой двигателя в режиме с VDE до тех пор, пока EGR не вычищена в достаточной мере. Более высокая средняя нагрузка цилиндра увеличивает допуск по разбавлению цилиндра и уменьшает угрозу стабильности сгорания. Например, ряд 344a цилиндров двигателя может выводиться из работы наряду с тем, что ряд 344b цилиндров двигателя продолжает работать. По существу, во время режима с VDE, каталитический нейтрализатор 371a выхлопных газов, присоединенный ниже по потоку от выведенного из работу ряда 344a цилиндров, может становиться насыщенным кислородом и каталитически неэффективным. Таким образом, при возобновлении работы цилиндров, при выходе из режима с VDE, топливоснабжение у ряда 344a цилиндров может регулироваться так, чтобы каталитический нейтрализатор 371a выхлопных газов мог прочищаться, а каталитическая эффективность улучшаться. Например, при возобновлении работы цилиндров, ряд 344a цилиндров может подвергаться работе более обогащенным, чем стехиометрия в течение некоторой продолжительности времени до тех пор, пока каталитический нейтрализатор 371a выхлопных газов не был прочищен, в то время как ряд 344b цилиндров эксплуатируется на стехиометрии.

В дополнение, уменьшенный рабочий подвергаемый наддуву объем в выведенном из работы ряду цилиндров (если впускные и выпускные клапаны выведены из работы) ускоряет замещение EGR в системе впуска воздуха свежим воздухом, когда введен в работу режим с VDE, кроме того, улучшая способность VDE добиваться более высоких интенсивностей EGR на средних и более высоких нагрузках наряду с вычищением LP EGR на более низких нагрузках двигателя.

Далее, с обращением к фиг. 4, показана примерная процедура 400 для избирательного вывода из работы одного или более цилиндров двигателя в условиях уменьшающей нагрузки двигателя, чтобы улучшать допуск по EGR и ускорять вычищение EGR низкого давления из впуска двигателя.

На этапе 402, процедура включает в себя оценку и/или измерение условий работы двигателя. Таковые, например, могут включать в себя скорость вращения двигателя, требование крутящего момента, температуру двигателя, условия окружающей среды (такие как температура окружающей среды, барометрическое давление и влажность окружающей среды), и т.д. На этапе 404, на основании оцененных условий работы, может определяться целевая интенсивность EGR. Целевая интенсивность EGR может включать в себя целевую интенсивность EGR высокого давления (HP-EGR), EGR низкого давления (LP-EGR) или комбинации EGR высокого и низкого давления. В одном из примеров, на основании условий работы двигателя, таких как условия скорости вращения-нагрузки двигателя, двигатель может быть работающим с наддувом с топливом, подаваемым в подвергаемый наддуву двигатель посредством непосредственного впрыска. В дополнение, двигатель может быть работающим с течением LP-EGR. Посредством осуществления потока LP-EGR во время работы двигателя, экономия топлива улучшается посредством уменьшения насосной работы, подавления детонации, улучшения эффективности сгорания и уменьшения обогащения.

В одном из примеров, интенсивность и режим работы LP-EGR могут быть ровным режимом работы, в котором LP-EGR подается с постоянной интенсивностью относительно потока воздуха. LP-EGR включает в себя охлажденные выхлопные остаточные газы, подвергнутые рециркуляции из выпускного коллектора двигателя ниже по потоку от выпускной турбины во впускной коллектор двигателя выше по потоку от впускного компрессора.

По существу, величина EGR (HP-EGR, LP-EGR или комбинации этих двух), подаваемой на впуск, может быть основана на регулировочной характеристике скорости вращения-нагрузки двигателя, хранимой в памяти контроллера 12. В одном из примеров, регулировочная характеристика скорости вращения-нагрузки двигателя может включать в себя по меньшей мере два режима работы LP-EGR, в том числе, постоянный и переменный режим работы. Диапазон постоянного режима может содержать все нагрузки двигателя от более высоких нагрузок вплоть до минимальной нагрузки и/или скоростей вращения двигателя, более низких, чем порогового значения, такого как на или ниже 3500 оборотов в минуту. На очень высоких нагрузках двигателя и скоростях вращения вплоть до полной нагрузки двигателя, LP- EGR может уменьшаться, чтобы избегать избыточного переноса тепла или ограничений рабочих характеристик двигателя. Минимальная нагрузка двигателя в качестве используемой в материалах настоящего описания содержит наименьшую возможную нагрузку, допустимую для текущих условий работы, например, наименьшую нагрузку, которая поддерживает сгорание для текущих скорости вращения, температуры двигателя, и т.д., и может соответствовать нагрузке двигателя при закрытом дросселе для текущих условий скорости вращения двигателя. В некоторых условиях, минимальная нагрузка может быть более низкой, чем нагрузка на холостом ходу. Таким образом, минимальная нагрузка может встречаться в условиях не холостого хода и может включать в себя наиболее трудную рабочую точку для избежания пропусков зажигания в двигателе при отпускании педали акселератора двигателя при постоянном режиме работы EGR, планируемая постоянная EGR требуется в условиях отпускания педали акселератора большими транспортными задержками и подвергаемыми наддуву объемами, свойственными для LP EGR. В сравнение, переменный режим EGR может активироваться, чтобы предоставлять возможность более высоких интенсивностей EGR в диапазонах средней и более высокой нагрузки двигателя для улучшенного выигрыша экономии топлива, с пониженными интенсивностями EGR в других зонах регулировочной характеристики двигателя, таких как более низкие нагрузки, чтобы избегать проблем пропусков зажигания или стабильности сгорания в двигателе вследствие высоких уровней разбавления.

На этапе 406, процедура включает в себя регулировку положения клапана EGR, чтобы осуществлять поток EGR с заданной целевой интенсивностью и режимом работы EGR. Например, могут регулироваться открывание клапана LP-EGR в канале LP-EGR и/или открывание клапана HP-EGR в канале HP-EGR. В некоторых вариантах осуществления, открывание клапана EGR может регулироваться на основании целевой интенсивности EGR относительно текущей оценки EGR. EGR может оцениваться с использованием одного или более датчиков, присоединенных к каналу EGR. В качестве альтернативы, LP-EGR может оцениваться на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске, присоединенного ниже по потоку от компрессора и выше по потоку от впускного дросселя. Контроллер может логически выводить текущее разбавление EGR на основании изменения (например, уменьшения) концентрации кислорода на датчике.

На этапе 408, может определяться, есть ли понижение нагрузки двигателя. Например, может определяться, была ли нагрузка двигателя понижена до ниже пороговой нагрузки. В одном из примеров, понижение нагрузки двигателя происходит в ответ на отпускание педали акселератора водителем со средней или высокой нагрузки в условия низкой нагрузки. Если нет понижения нагрузки двигателя, управление EGR может поддерживаться на этапе 410. Это включает в себя регулировку интенсивности EGR на основании условий работы двигателя, чтобы продолжать выдавать LP-EGR на требуемой интенсивности относительно условий скорости вращения/нагрузки двигателя.

На этапе 412, наряду с работой двигателя со всеми цилиндрами, осуществляющими сгорание, и при осуществлении потока EGR низкого давления, в ответ на уменьшающуюся нагрузку двигателя, может уменьшаться EGR. Это может включать в себя уменьшение LP-EGR наряду с поддержанием LP-EGR на постоянной интенсивности относительно потока всасываемого воздуха, чтобы обеспечивать или сохранять ровный режим работы LP-EGR на низкой нагрузке. В еще одном примере, уменьшение EGR включает в себя выведение из работы EGR, например, посредством закрывания клапана LP-EGR в канале LP-EGR, канал LP-EGR подает выхлопные остаточные газы из выпускного коллектора ниже по потоку от выпускной турбины во впускной коллектор выше по потоку от впускного компрессора. Выведение из работы EGR в качестве альтернативы может включать в себя закрывание клапана HP-EGR в канале HP-EGR.

К тому же, в ответ на уменьшающуюся нагрузку двигателя, на этапе 414, процедура включает в себя избирательный вывод из работы одного или более цилиндров двигателя и работу двигателя с одним или более цилиндров, выведенных из работы, до тех пор, пока EGR не станет ниже порогового значения. Работа одного или более цилиндров, выведенных из работы, включает в себя избирательное выведение из работы или вывод из работы топливоснабжения у одного или более цилиндров. Например, цилиндры могут быть выполнены избирательно выводимыми из работы топливными форсунками, а выведение из работы топливоснабжения у цилиндров может включать в себя выведение из работы топливных форсунок одного или более цилиндров наряду с поддержанием работы впускных и выпускных клапанов, так чтобы воздух продолжал прокачиваться через выведенные из работы цилиндры. В еще одном примере, цилиндры могут быть выполнены избирательно выводимыми из работы впускными и/или выпускными клапанами, а выведение из работы цилиндров может включать в себя вывод из работы впускного и/или выпускного клапанов одного или более цилиндров, так чтобы воздух не прокачивался через выведенные из работы цилиндры. По существу, посредством вывода из работы одного или более цилиндров, оставшимся действующим цилиндрам может быть необходимо подвергаться работе на более высокой средней нагрузке цилиндра, чтобы поддерживать выходной крутящий момент двигателя.

Количество цилиндров, которые выводятся из работы в ответ на уменьшающуюся нагрузку двигателя является переменным и зависит от различных факторов, таких как количество цилиндров в конфигурации двигателя, рабочий объем двигателя, плавность работы двигателя или требования к NVH, условия каталитического нейтрализатора выхлопных газов или устройства доочистки выбросов, требуемую частоту переключения VDE и проблемы возобновления работы цилиндров. Например, на основании различных факторов, вывод из работы может включать в себя вывод из работы 2 цилиндров на ряд цилиндров в двигателе V8, один ряд цилиндров или один цилиндр на ряд в двигателе V6, 1 или 2 цилиндров в двигателе I4 или один цилиндр в двигателе I3, хотя могли бы рассматриваться другие сценарии. Таким образом, например, двигатель может быть работающим со всеми цилиндрами, осуществляющими сгорание, и с LP-EGR, текущей на первой интенсивности EGR (которая является первой процентной долей EGR во впускном коллекторе). Затем, во время снижения нагрузки двигателя, клапан EGR может закрываться, и один или более цилиндров могут выводиться из работы. Двигатель затем может подвергаться работе с закрытым клапаном EGR и с оставшимися действующими цилиндрами, осуществляющими сгорание, до тех пор, пока интенсивность EGR во впускном коллекторе не упала с первой интенсивности EGR до минимальной пороговой интенсивности.

В одном из примеров, двигатель может включать в себя первую группу цилиндров в первом ряду цилиндров двигателя и вторую группу цилиндров во втором ряду цилиндров двигателя. Первая группа цилиндров может быть присоединена к первому каталитическому нейтрализатору выхлопных газов, расположенному ниже по потоку от первого ряда цилиндров, наряду с тем, что вторая группа цилиндров может быть присоединена ко второму каталитическому нейтрализатору выхлопных газов, расположенному ниже по потоку от второго ряда цилиндров. В ответ на уменьшающуюся нагрузку двигателя, все цилиндры первого ряда цилиндров могут избирательно выводиться из работы. Двигатель затем может подвергаться работе с выведенной из работы первой группой цилиндров и введенной в работу второй группой цилиндров. Другими словами, в тех случаях, когда двигатель является двигателем с VDE, в ответ на уменьшающуюся нагрузку двигателя, двигатель может переводиться из режима без VDE (со всеми цилиндрами, осуществляющими сгорание) в режим с VDE (с половиной цилиндров, осуществляющих сгорание).

Двигатель может продолжать подвергаться работе с выведенными из работы одним или более цилиндрами до тех пор, пока EGR не вычищена из двигателя в достаточной мере. По существу, во время уменьшающейся нагрузки двигателя, поток воздуха в двигатель может уменьшаться и, соответственно, LP-EGR в двигатель также может уменьшаться. Однако, вследствие большой транспортной задержки между клапаном LP-EGR камерой сгорания, EGR может не уменьшаться настолько быстро, насколько требуется, в частности, в системе впуска воздуха от выхода EGR до входа компрессора. Более точно, поскольку канал LP-EGR отбирает выхлопные газы после турбины и вводит выхлопные газы до компрессора, есть большая задержка вычищения EGR из системы впуска воздуха. Задержка усугубляется присутствием большого подвергаемого наддуву объема (например, вплоть до шести раз большего, чем рабочий объем двигателя) в некоторых конфигурациях двигателя. Задержка вычищения приводит к угрозам стабильности сгорания. Например, наличие большего разбавления, чем требуется, в системе впуска воздуха может повышать вероятность пропусков зажигания.

Принятие ровного режима работы EGR, в котором интенсивность EGR поддерживается постоянной относительно потока воздуха, помогает ослаблению некоторых проблем, связанных с задержанным вычищением. Однако, использование ровного режима работы дает в результате работу LP-EGR в некоторых точках более низкой нагрузки, где не достигается выигрыш экономии топлива. Фактически, в некоторых точках более низких скорости вращения-нагрузки двигателя, работа LP-EGR приводит к повышенному расходу топлива. В дополнение, компрессор может подвергаться воздействию EGR в условиях низкой нагрузки, делая обязательным контрмеры против коррозии и конденсации. В то время как EGR течет через охладитель наддувочного воздуха, может происходить дополнительная конденсация, которой также может быть необходимо подвергаться принятию ответных мер. В некоторых условиях низкой нагрузки, воздушному впускному дросселю низкого давления также может быть необходимо подвергаться работе для возбуждения потока EGR. Более того, точки более низкой нагрузки ограничивают ровный режим работы EGR в точках более высокой нагрузки, так как таковые являются точками, где система сгорания является в наибольшей степени ограниченной разбавлением (EGR). Например, ровный режим работы ограничивает пиковую интенсивность EGR, достижимую в условиях более высоких скорости вращения-нагрузки двигателя. По существу, это ограничивает выигрыш экономии топлива от LP-EGR.

Авторы в материалах настоящего описания выявили, что вычищение LP-EGR из системы впуска воздуха может ускоряться посредством избирательного вывода из работы одного или более цилиндров двигателя. Более точно, посредством вывода из работы некоторых цилиндров и работы оставшихся цилиндров на более высокой действующей нагрузке цилиндра, улучшается допуск по разбавлению у цилиндра. То есть, работа на более высоких нагрузках цилиндра предоставляет возможность работы при наличии более высоких величин EGR (которые являются продолжительными вследствие транспортной задержки вычищения EGR) с пониженным риском проблем пропусков зажигания, нестабильности сгорания и медленного горения.

На этапе 416, может определяться, была ли EGR вычищена в достаточной мере из системы впуска воздуха двигателя. Например, может определяться, является ли (поток, величина, концентрация, и т.д.) EGR на впуске более низкой, чем пороговое значение. В одном из примеров, датчик кислорода на впуске может использоваться для оценивания концентрации EGR на впуске. В нем, повышение концентрации кислорода на впуске может использоваться для логического вывода уменьшения подачи разбавления EGR.

Пороговое значение EGR может быть основано на нагрузке двигателя, пороговое значение уменьшается по мере того, как возрастает нагрузка двигателя. Пороговое значение EGR может быть дополнительно основано на количестве цилиндров, которые выведены из работы, и допуске по EGR действующих цилиндров в условиях низкой нагрузки двигателя. Например, по мере того, как количество цилиндров, которые выведены из работы, возрастает, и возрастает допуск по EGR у оставшихся действующих цилиндров, пороговое значение может повышаться.

Если EGR не была вычищена в достаточной мере, и уровень EGR все еще находится выше порогового значения, то, на этапе 417, двигатель может продолжать подвергаться работе с одним или более цилиндров, выведенных из работы. Если EGR была вычищена в достаточной мере, и уровень EGR станет ниже порогового значения, то, на этапе 418, процедура включает в себя определение, является ли нагрузка двигателя все еще низкой, или есть ли дальнейшее падение нагрузки двигателя.

Если, после того, как EGR станет ниже порогового значения, дальнейшее падение нагрузки двигателя не подтверждено на этапе 418, процедура переходит прямо на этапе 427, где процедура включает в себя возобновление работы одного или более выведенных из работы цилиндров. Например, топливные форсунки выведенных из работы цилиндров могут подвергаться возобновлению работы, и топливоснабжение цилиндров может повторно активироваться. В дополнение, может повторно активироваться EGR. Например, клапан LP-EGR может открываться, и EGR может выдаваться с оптимальной интенсивностью LP-EGR относительно условий скорости вращения/нагрузки двигателя. В одном из примеров, LP-EGR может выдаваться согласно ровному режиму работы с EGR, регулируемой, чтобы находиться на постоянной интенсивности относительно потока воздуха.

После этапа 427 способ переходит на этап 428, где, при возобновлении работы цилиндров, может прочищаться каталитический нейтрализатор выхлопных газов (например, трехкомпонентный каталитический нейтрализатор). Прочищение каталитического нейтрализатора включает в себя регулировку топливоснабжения у ранее выведенных из работы цилиндров двигателя, чтобы уменьшать насыщение кислородом каталитического нейтрализатора выхлопных газов, присоединенного ниже по потоку от выведенных из работы цилиндров двигателя. Например, в вариантах осуществления, где первый ряд цилиндров двигателя избирательно выводится из работы на этапе 414 наряду с тем, что второй ряд цилиндров двигателя продолжает осуществление сгорания, прочищение каталитического нейтрализатора может включать в себя, при возобновлении работы первого ряда цилиндров, регулировку топливоснабжения у первого ряда цилиндров, чтобы уменьшать насыщение кислородом первого каталитического нейтрализатора выхлопных газов, присоединенного к первому ряду цилиндров (а не второму ряду цилиндров двигателя). По существу, во время работы в режиме VDE, вследствие работы впускных и выпускных клапанов, воздух мог прокачиваться через первый каталитический нейтрализатор выхлопных газов, вызывая насыщение кислородом каталитического нейтрализатора с результирующим падением эффективности каталитического нейтрализатора. Таким образом, при возобновлении работы, каталитическому нейтрализатору может быть необходимо прочищаться или восстанавливаться. Как обсуждено со ссылкой на пример по фиг. 6-7, при возобновлении работы, первый ряд цилиндров может подвергаться работе более обогащенным, чем стехиометрия, в течение некоторой продолжительности времени наряду с тем, что второй ряд цилиндров эксплуатируется на стехиометрии, до тех пор, пока первый каталитический нейтрализатор выхлопных газов не восстановлен в достаточной мере. Степень обогащения и/или продолжительность времени прочищения могут регулироваться на основании степени требуемого прочищения каталитического нейтрализатора, которая основана на продолжительности времени работы в режиме с VDE во время непосредственно предыдущего вывода из работы ряда цилиндров (на 414). В материалах настоящего описания, каталитический нейтрализатор может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором. В альтернативных примерах, таких как где первый каталитический нейтрализатор выхлопных газов является каталитическим нейтрализатором с SCR или восстановительным каталитическим нейтрализатором, каталитический нейтрализатор выхлопных газов может прочищаться посредством увеличения впрыска восстановителя из форсунки для восстановителя, расположенной выше по потоку от первого каталитического нейтрализатора выхлопных газов в выпускном коллекторе.

Несмотря на то, что вышеприведенный пример детализирует прочищение каталитического нейтрализатора выхлопных газов в вариантах осуществления двигателя, где первая группа цилиндров присоединена к первому каталитическому нейтрализатору выхлопных газов, а вторая группа цилиндров присоединена ко второму каталитическому нейтрализатору выхлопных газов, выпускной коллектор разветвляется выше по потоку от первого и второго каталитических нейтрализаторов выхлопных газов и повторно объединяется в местоположении ниже по потоку от каждого из первого и второго каталитических нейтрализаторов выхлопных газов, в альтернативных вариантах осуществления, таких как где первая группа цилиндров и вторая группа цилиндров присоединены к общему каталитическому нейтрализатору выхлопных газов, или где ряды цилиндров присоединены к соответствующим каталитическим нейтрализаторам выхлопных газов, но выпускной коллектор объединяется в местоположении выше по потоку от первого и второго каталитических нейтрализаторов выхлопных газов, прочищение каталитического нейтрализатора может не требоваться. В качестве альтернативы, может требоваться меньшее прочищение. Это может происходить вследствие подвергания каталитического нейтрализатора выхлопных газов воздействию стехиометрических выхлопных газов из второй действующей группы цилиндров во время работы двигателя.

Возвращаясь на этапе 418, если падение нагрузки двигателя подтверждено, то, на этапе 420, может определяться, включает ли в себя падение нагрузки двигателя отпускание педали акселератора до условий нулевой нагрузки. Если да, то, после того, как EGR станет ниже порогового значения (то есть, вычищена в достаточной мере), в ответ на падение нагрузки двигателя до условий нулевой нагрузки, на этапе 422, процедура включает в себя перекрытие топлива во все цилиндры двигателя наряду с поддержанием работы впускных клапанов и выпускных клапанов всех цилиндров двигателя. Например, в ответ на падение нагрузки двигателя после того, как EGR была вычищена в достаточной мере, двигатель может автоматически переводиться в режим работы перекрытия топлива при замедлении (DFSO). Двигатель затем может оставаться в режиме DFSO с топливоснабжением, деактивированным у всех цилиндров двигателя, до тех пор, пока нагрузка двигателя не возрастает.

Если при отпускании педали акселератора до нулевой нагрузки не подтверждено на этапе 420, то определяется падение нагрузки двигателя до условий низкой нагрузки и, на этапе 424, избирательно выведенные из работы цилиндры двигателя поддерживаются выведенными из работы, а EGR сохраняется деактивированной. Например, режим работы с VDE двигателя продолжается с закрытым клапаном LP-EGR. Двигатель затем может оставаться в режиме с VDE с одним или более цилиндров, избирательно выведенными из работы, и деактивированной EGR до тех пор, пока нет повышения нагрузки двигателя.

На этапе 425, может определяться, есть ли повышение нагрузки двигателя. Например, может определяться, есть ли нажатие педали акселератора. Если повышение нагрузки двигателя не подтверждено, то, на этапе 426, процедура включает в себя поддержание работы двигателя в существующем режиме работы. Например, двигатель может продолжать подвергаться работе в режиме DFSO со всем топливоснабжением всех цилиндров двигателя, выведенным из работы, и деактивированной EGR (на 422), или в режиме с VDE с топливоснабжением выбранных цилиндров двигателя, выведенным из работы, и деактивированной EGR (на 424).

Если повышение нагрузки двигателя подтверждено, процедура переходит на этап 427, чтобы возобновлять работу ранее выведенных из работы цилиндров двигателя и повторно активировать EGR. Например, в ответ на повышение нагрузки двигателя, в то время как двигатель находится в режиме DFSO, процедура включает в себя выход из режима DFSO посредством повторного активирования топливоснабжения у всех цилиндров двигателя и возобновления сгорания во всех цилиндрах двигателя. В дополнение, клапан LP-EGR может открываться, чтобы предоставлять возможность для рециркуляции выхлопных газов (например, согласно ровному режиму работы). В качестве еще одного примера, в ответ на повышение нагрузки двигателя, в то время как двигатель находится в режиме с VDE, процедура включает в себя выход из режима с VDE посредством повторного активирования топливоснабжения у избирательно выведенных из работы цилиндров двигателя, возобновления работы впускных и выпускных клапанов цилиндра, и возобновления сгорания во всех цилиндрах двигателя. В дополнение, клапан LP-EGR может открываться, чтобы предоставлять возможность для рециркуляции выхлопных газов (например, согласно ровному режиму работы). Процедура затем переходит на этап 428 для прочищения каталитических нейтрализаторов выхлопных газов при возобновлении работы, как обсуждено выше.

В одном из примеров, при возобновлении работы вслед за событием DFSO, каждый из первого и второго каталитического нейтрализатора выхлопных газов может прочищаться в вариантах осуществления, где каждая из первой и второй группы цилиндров присоединена к соответствующим расположенным ниже по потоку каталитическим нейтрализаторам выхлопных газов. В качестве альтернативы, если двигатель выполнен общим каталитическим нейтрализатором выхлопных газов, прочищение каталитического нейтрализатора может требоваться вслед за событием DFSO.

Таким образом, посредством вывода из работы некоторых цилиндров двигателя и повышения средней нагрузки цилиндра оставшихся действующих цилиндров в условиях, когда уровни EGR находятся выше, чем требуется, устойчивость к высокому разбавлению цилиндров на низких нагрузках может улучшаться.

Далее, с обращением к фиг. 5, показана примерная процедура 500 вывода из работы цилиндров для ускорения вычищения EGR низкого давления из системы впуска двигателя.

На этапе 502, как на этапе 402, могут оцениваться и/или измеряться условия работы двигателя. На этапе 504, как на этапе 404, целевая интенсивность EGR может определяться на основании оцененных условий работы. Например, может определяться целевая интенсивность LP-EGR. На этапе 506, как на этапе 406, открывание клапана LP-EGR может регулироваться на основании целевой интенсивности EGR, чтобы обеспечивать требуемую EGR. Например, открывание клапана LP-EGR может увеличиваться в условиях от средних до высоких нагрузок, чтобы обеспечивать оптимальную интенсивность LP-EGR относительно условий скорости вращения/нагрузки двигателя (например, согласно ровному режиму работы, с EGR, выдаваемой с постоянной интенсивностью относительно потока воздуха).

На этапе 508, может определяться, произошло ли событие отпускания педали акселератора водителем. Если отпускание педали акселератора не подтверждено, на этапе 510, поддерживается управление EGR с EGR, продолжающей выдаваться с постоянной интенсивностью относительно потока воздуха. В сравнение, на этапе 512, в ответ на отпускание педали акселератора с более высокой нагрузки двигателя при осуществлении потока EGR низкого давления, процедура включает в себя вывод из работы топливоснабжения у первой группы цилиндров двигателя в первом ряду цилиндров двигателя наряду с работой второй группы цилиндров во втором ряду цилиндров двигателя на более высокой средней нагрузке цилиндра. Дополнительно, впускные и выпускные клапаны закрываются, чтобы изолировать объем в выведенном из работы ряду цилиндров для эффективного уменьшения подвергаемого наддуву объема и времен вычищения EGR. В одном из примеров, где двигатель является двигателем с регулируемым рабочим объемом (VDE), вывод из работы включает в себя переключение двигателя с работы в режиме без VDE (со всеми цилиндрами, осуществляющими сгорание) на работу в режиме с VDE (с половиной цилиндров двигателя, осуществляющих сгорание).

Как обсуждено на фиг. 4 (в особенности, на этапе 414), количество цилиндров, которые выводятся из работы в ответ на уменьшающуюся нагрузку двигателя, может регулироваться на основании различных параметров, таких как количество цилиндров в конфигурации двигателя, рабочий объем двигателя, плавность работы двигателя или требования к NVH, условия каталитического нейтрализатора выхлопных газов или устройства доочистки выбросов, требуемую частоту переключения VDE и проблемы возобновления работы цилиндров.

К тому же, на этапе 514, процедура включает в себя выведение из работы EGR, к примеру, посредством закрывания клапана LP-EGR в канале LP-EGR. Двигатель может продолжать подвергаться работе с первой группой цилиндров двигателя, выведенной из работы, и действующей второй группой цилиндров до тех пор, пока EGR не была вычищена в достаточной мере, и EGR в системе впуска воздуха не станет ниже порогового значения.

Следует принимать во внимание, что, несмотря на то, что процедура по фиг. 5 (а также фиг. 4) преподает выведение из работы EGR, к тому же, наряду с выводом из работы цилиндров двигателя для ускорения вычищения EGR, в альтернативных примерах, контроллер сначала может выводить из работы цилиндры двигателя (например, специфичным ряду цилиндров образом посредством работы в режиме с VDE) посредством перекрывания топлива и вывода из работы впускных и выпускных клапанов в выведенных из работы цилиндрах, чтобы уменьшать рабочий подвергаемый наддуву объем и время вычищения EGR. Как обсуждено ранее, посредством работы двигателя в режиме с VDE при закрытом клапане EGR, вычищение EGR из системы впуска двигателя может ускоряться. Посредством вывода из работы первой группы цилиндров наряду с работой второй группы цилиндров на более высокой средней нагрузке цилиндра, допуск по разбавлению у второй группы цилиндров на низкой нагрузке и более высоких, чем требуемые, уровнях EGR улучшается, не понижая выходной крутящий момент двигателя. Посредством улучшения устойчивости к высокому разбавлению на низких нагрузках у цилиндров, уменьшаются пропуски зажигания и проблемы стабильности сгорания. В дополнение, уменьшенный рабочий подвергаемый наддуву объем посредством вывода из работы впускных и выпускных клапанов в выведенных из работы цилиндрах ускоряет замещение EGR в системе впуска свежим воздухом.

Возвращаясь к фиг. 5, на этапе 516, как на этапе 416, может определяться, является ли EGR меньшей, чем пороговое значение. Пороговое значение может быть основано на отпускании педали акселератора с более высокой нагрузки. Датчик кислорода на впуске, например, может использоваться для оценки концентрации EGR на впуске. В качестве альтернативы, анемометр с пленкой или нитью накала либо диафрагма или диффузор на разнице давлений, присоединенные к каналу EGR, могут использоваться для оценки концентрации EGR на впуске.

Если EGR не была вычищена в достаточной мере, и уровень EGR все еще находится выше порогового значения, то, на этапе 517, как на этапе 417, двигатель может продолжать подвергаться работе в режиме с VDE с первой группой цилиндров, выведенной из работы, и с второй группой цилиндров, работающей на более высокой средней нагрузке цилиндра.

Если EGR была вычищена в достаточной мере, и уровень EGR станет ниже порогового значения, то, на этапе 518, процедура включает в себя подтверждение, есть ли дальнейшее падение нагрузки двигателя. Если, после того, как EGR станет ниже порогового значения (то есть, вычищена в достаточной мере), дальнейшее падение нагрузки двигателя не подтверждено на этапе 518, процедура переходит прямо на этапе 528, на котором процедура включает в себя возобновление работы первого ряда цилиндров двигателя. Это включает в себя возобновление топливоснабжения у первого ряда цилиндров двигателя также наряду с повторной активацией впускных и выпускных клапанов цилиндра. К тому же, на этапе 528, может повторно активироваться EGR. Например, клапан LP-EGR может открываться, и EGR может выдаваться с оптимальной интенсивностью LP-EGR относительно условий скорости вращения/нагрузки двигателя. В одном из примеров, LP-EGR может выдаваться согласно ровному режиму работы с EGR, регулируемой, чтобы находиться на постоянной интенсивности относительно потока воздуха.

Возвращаясь на этап 518, если падение нагрузки двигателя подтверждено, то, на этапе 520, может определяться, включает ли в себя падение нагрузки двигателя отпускание педали акселератора до условий нулевой нагрузки. Если да, то, после того, как EGR станет ниже порогового значения (то есть, вычищена в достаточной мере), в ответ на падение нагрузки двигателя до условий нулевой нагрузки, на этапе 522, процедура включает в себя перекрытие топлива во все цилиндры двигателя наряду с поддержанием работы впускных клапанов и выпускных клапанов всех цилиндров двигателя. Например, в ответ на падение нагрузки двигателя после того, как EGR была вычищена в достаточной мере, двигатель может автоматически переводиться в режим работы перекрытия топлива при замедлении (DFSO). Двигатель затем может оставаться в режиме DFSO с топливоснабжением, деактивированным у всех цилиндров двигателя до тех пор, пока нагрузка двигателя не возрастает.

Если при отпускании педали акселератора до нулевой нагрузки не подтверждено на этапе 520, то определяется падение нагрузки двигателя до условий низкой нагрузки и, на этапе 524, процедура включает в себя продолжение работы двигателя в режиме с VDE с первой группой цилиндров, выведенной из работы, и с второй группой цилиндров, работающей на более высокой средней нагрузке цилиндра. То есть, после того, как EGR исчерпана из системы впуска воздуха, двигатель может продолжать работать в режиме отключения ряда цилиндров (или режиме с VDE) с EGR, деактивированной до тех пор, пока не начат режим DFSO, или пока нет повышения нагрузки двигателя. Условия DFSO могут считаться удовлетворенными, если требование крутящего момента остается ниже порогового значения, и скорость транспортного средства падает ниже порогового значения (к примеру, во время крейсерского хода транспортного средства), если нажата тормозная педаль, и запрошено торможение двигателем (к примеру, во время замедления), или если есть отпускание педали акселератора до нулевой нагрузки.

На этапе 525, может определяться, есть ли повышение нагрузки двигателя. Например, может определяться, есть ли нажатие педали акселератора. Если повышение нагрузки двигателя не подтверждено, то, на этапе 526, процедура включает в себя поддержание работы двигателя в существующем режиме работы. Например, двигатель может продолжать подвергаться работе в режиме DFSO со всем топливоснабжением всех цилиндров двигателя, выведенным из работы, и деактивированной EGR (на 522), или в режиме с VDE с топливоснабжением первого ряда цилиндров двигателя, выведенным из работы, и деактивированной EGR (на 524).

Если повышение нагрузки двигателя подтверждено, процедура переходит на этап 528, чтобы возобновлять работу ранее выведенных из работы цилиндров двигателя и повторно активировать EGR. Например, в ответ на повышение нагрузки двигателя, в то время как двигатель находится в режиме DFSO, процедура включает в себя выход из режима DFSO посредством повторного активирования топливоснабжения у всех цилиндров двигателя и возобновления сгорания во всех цилиндрах двигателя. В дополнение, клапан LP-EGR может открываться, чтобы предоставлять возможность для рециркуляции выхлопных газов (например, согласно ровному режиму работы). В качестве еще одного примера, в ответ на повышение нагрузки двигателя, в то время как двигатель находится в режиме с VDE, процедура включает в себя выход из режима с VDE посредством повторного активирования топливоснабжения у первого ряда цилиндров двигателя, возобновления работы впускных и выпускных клапанов цилиндра в первом ряду цилиндров и возобновления сгорания во всех цилиндрах двигателя. В дополнение, клапан LP-EGR может открываться, чтобы предоставлять возможность для рециркуляции выхлопных газов (например, согласно ровному режиму работы). По существу, при возобновлении работы из режима с VDE, прочищение каталитического нейтрализатора выхлопных газов в выведенном из работы ряду цилиндров может не требоваться, поскольку, во время выключения, поток выхлопных газов для выведенного из работы ряда цилиндров также выключен. При возобновлении работы из режима DFSO, каталитическим нейтрализаторам выхлопных газов в обоих рядах цилиндров может быть необходимо прочищаться, как описано ранее на фиг. 4. Подобным образом, в примерах, где, вслед за работой в режиме с VDE, двигатель входит в режим DFSO, при возобновлении работы из режима DFSO, каталитическим нейтрализаторам выхлопных газов, присоединенным к обеим группам цилиндров, может быть необходимым прочищаться.

В одном из примеров, система двигателя содержит двигатель, избирательно выводимую из работы топливную форсунку, присоединенную к цилиндру двигателя, систему для вывода из работы впускных и выпускных клапанов выведенных из работы цилиндров, турбонагнетатель, включающий в себя впускной компрессор, приводимый в работу выпускной турбиной, и систему EGR, включающую в себя канал для рециркуляции охлажденных выхлопных остаточных газов из местоположения ниже по потоку от турбины в местоположение выше по потоку от компрессора. Система двигателя дополнительно может включать в себя контроллер с машиночитаемыми командами для работы двигателя с активированной EGR. Затем, в ответ на уменьшающуюся нагрузку двигателя, контроллер выполнен дополнительными командами для деактивирования EGR, вывода из работы топливоснабжения и впускных и выпускных клапанов у первой группы цилиндров двигателя, первая группа цилиндров двигателя выбирается на основании уменьшающейся нагрузки двигателя и других критериев, таких как NVH/плавность работы двигателя, требуемая частота переключения VDE и требования к возобновлению работы цилиндров; и поддержания количества цилиндров двигателя выведенными из работы до тех пор, пока EGR не станет ниже порогового уровня. Система двигателя дополнительно может содержать датчик кислорода, присоединенный ниже по потоку от компрессора и выше по потоку от воздушного впускного дросселя, и контроллер может включать в себя дополнительные команды для оценивания EGR на основании выходного сигнала датчика кислорода. Контроллер также может быть выполнен с возможностью, после того, как EGR станет ниже порогового уровня, выводить из работы топливоснабжение всех цилиндров двигателя. В сравнение, после того, как EGR станет ниже порогового уровня, в ответ на возрастающую нагрузку двигателя, контроллер может возобновлять работу первой группы цилиндров двигателя и внешней EGR.

Далее, с обращением к фиг. 6-7, показаны примерные операции вывода из работы двигателя для ускорения вычищения EGR. Многомерная характеристика 600 по фиг. 6 изображает изменение нагрузки двигателя на графике 602, изменение средней нагрузки цилиндра на графике 604, изменение величины LP-EGR на графике 606, топливоснабжение первого ряда цилиндров двигателя на графике 608, топливоснабжение второго ряда цилиндров двигателя на графике 610, топливно-воздушное соотношение выхлопных газов в первом ряду цилиндров на графике 612 и насыщение кислородом каталитического нейтрализатора выхлопных газов, присоединенного ниже по потоку только от первого ряда цилиндров на графике 614.

До t1, двигатель может быть работающим на от средней до высокой нагрузки двигателя (график 602), с цилиндрами в обоих, первом и втором, рядах цилиндров двигателя, осуществляющими сгорание (графики 608, 610). В частности, оба ряда цилиндров могут быть работающими на или около стехиометрии (график 612). Вследствие всех цилиндров, работающих для обеспечения крутящего момента двигателя, средний крутящий момент цилиндра может быть более низким (график 604). Во время работы двигателя на средне-высоких нагрузках, двигатель может быть работающим с течением LP-EGR (график 606). В изображенном примере, до t1, двигатель может быть работающим с требуемым режимом работы LP-EGR, в котором LP-EGR подается на оптимальном уровне в зависимости от скорости вращения и нагрузки двигателя. В дополнение, вследствие потока стехиометрических выхлопных газов через каталитический нейтрализатор выхлопных газов, насыщение кислородом каталитического нейтрализатора выхлопных газов, присоединенного ниже по потоку от первого ряда цилиндров двигателя (а также каталитического нейтрализатора выхлопных газов, присоединенного ниже по потоку от второго ряда цилиндров двигателя), может быть более низким (график 614).

В t1, может происходить отпускание педали акселератора водителем, давая в результате падение нагрузки двигателя до условий низкой нагрузки. В ответ на уменьшающуюся нагрузку двигателя, LP-EGR и поток воздуха также могут уменьшаться. Однако, вследствие транспортной задержки в LP-EGR, фактическое уменьшение LP-EGR (график 606, сплошная линия) может быть существенно более медленным, чем требуемое уменьшение LP-EGR (как показано пунктирным сегментом 605). Следовательно, может быть высокое разбавление в цилиндрах в условиях низкой нагрузки, делающее цилиндры предрасположенными к пропускам зажигания и связанным с медленным горением проблемам. Для улучшения устойчивости к высокому разбавлению цилиндров в t1, в ответ на уменьшающую нагрузку двигателя, в то время как LP-EGR уменьшается, может начинаться режим с VDE, и топливоснабжение у цилиндров в первом ряду цилиндров двигателя может избирательно деактивироваться, например, посредством избирательно выводимых из работы топливных форсунок. Одновременно, топливоснабжение цилиндров во втором ряду цилиндров двигателя может продолжаться. В результате падения нагрузки двигателя (приблизительно наполовину) и соответствующего вывода из работы одного ряда цилиндров двигателя, средняя нагрузка цилиндра у действующих цилиндров может оставаться приблизительно постоянной, даже если нагрузка двигателя упала, улучшая их допуск по разбавлению. Однако, повышенное прокачивание свежего воздуха через первый ряд цилиндров повышает насыщение кислородом первого каталитического нейтрализатора выхлопных газов, присоединенного ниже по потоку от первого ряда цилиндров (но не второго ряда цилиндров).

Между t1 и t2, режим работы с VDE может поддерживаться, в то время как LP-EGR вычищается до Thr_EGR. В t2, LP-EGR может находиться на минимальном пороговом значении. В материалах настоящего описания, посредством работы цилиндров во втором ряду цилиндров двигателя с уменьшенным рабочим подвергаемым наддуву объемом, вычищение EGR до минимального порогового значения ускоряется. По существу, если бы цилиндры двигателя не были выведены из работы, LP-EGR достигала бы минимального порогового значения позднее, например, существенно позже t2.

В то время как LP-EGR находится на минимальном пороговом значении на t2, вследствие остающейся низкой нагрузки двигателя, режим с VDE может продолжаться. В t3, подтверждается нажатие педали акселератора водителем. В ответ на нажатие педали акселератора водителем и получающееся в результате повышение нагрузки двигателя, двигатель может выходить из режима с VDE и повторно входить в режим без VDE с возобновленным топливоснабжением у первого ряда цилиндров и со всеми цилиндрами, осуществляющими сгорание. Однако, вследствие повышенного насыщения кислородом первого каталитического нейтрализатора выхлопных газов, присоединенного к первому ряду цилиндров двигателя, первому каталитическому нейтрализатору выхлопных газов может быть необходимо прочищаться при возобновлении работы первого ряда цилиндров двигателя.

Соответственно, в t3, наряду с возобновлением работы цилиндров первого ряда цилиндров двигателя, топливоснабжение у цилиндров первого ряда цилиндров двигателя может регулироваться, чтобы подвергать работе цилиндры более обогащенными, чем стехиометрия, в течение некоторой продолжительности времени до тех пор, пока насыщение кислородом каталитического нейтрализатора не понижено в достаточной мере (то есть, каталитический нейтрализатор не прочищен в достаточной мере). В t4, когда первый каталитический нейтрализатор выхлопных газов прочищен в достаточной мере, топливоснабжение цилиндров в первом ряду цилиндров двигателя может возвращаться к стехиометрии. По существу, в то время как первый каталитический нейтрализатор прочищается, сгорание во втором ряду цилиндров двигателя может поддерживаться на или около стехиометрии.

Таким образом, посредством вывода из работы ряда цилиндров двигателя и деактивирования EGR в ответ на пониженную нагрузку, действующие цилиндры могут подвергаться работе с уменьшенным рабочим подвергаемым наддувом объемом, а вычищение EGR может производиться быстрее. В частности, вычищение EGR, достигаемое при одном или более цилиндрах двигателя, выведенных из работы, является более быстрым, чем было бы возможным, если бы цилиндры двигателя не выводились из работы.

Далее, с обращением к фиг. 7, показан еще один примерный вывод из работы. Многомерная характеристика 700 по фиг. 6 изображает изменение нагрузки двигателя на графике 702, изменение средней нагрузки цилиндра на графике 704, изменение величины LP-EGR на графике 706, топливоснабжение первого ряда цилиндров двигателя на графике 708, топливоснабжение второго ряда цилиндров двигателя на графике 710, топливно-воздушное соотношение выхлопных газов в первом ряду цилиндров на графике 712, а во втором ряду цилиндров на графике 716, насыщение кислородом каталитического нейтрализатора выхлопных газов, присоединенного ниже по потоку только от первого ряда цилиндров, на графике 714 и насыщение кислородом каталитического нейтрализатора выхлопных газов, присоединенного ниже по потоку только от второго ряда цилиндров на графике 718.

До t1, двигатель может быть работающим на от средней до высокой нагрузки двигателя (график 702), с цилиндрами в обоих, первом и втором, рядах цилиндров двигателя, осуществляющими сгорание (графики 708, 710). В частности, оба ряда цилиндров могут быть работающими на или около стехиометрии (графики 712, 716). Вследствие всех цилиндров, работающих для обеспечения крутящего момента двигателя, средний крутящий момент цилиндра может быть более низким (график 704). Во время работы двигателя на средне-высоких нагрузках, двигатель может быть работающим с течением LP-EGR (график 706). В изображенном примере, до t1, двигатель может быть работающим с ровным режимом работы LP-EGR, в котором LP-EGR подается с постоянной интенсивностью относительно потока воздуха. В дополнение, вследствие потока стехиометрических выхлопных газов через каталитический нейтрализатор выхлопных газов, насыщение кислородом каталитического нейтрализатора выхлопных газов, присоединенного ниже по потоку от первого ряда цилиндров двигателя, а также каталитического нейтрализатора выхлопных газов, присоединенного ниже по потоку от второго ряда цилиндров двигателя, может быть более низким (графики 714, 718).

В t1, может происходить отпускание педали акселератора водителем, давая в результате падение нагрузки двигателя до условий низкой нагрузки. В ответ на уменьшающуюся нагрузку двигателя, LP-EGR и поток воздуха также могут уменьшаться. Однако, вследствие транспортной задержки в LP-EGR, фактическое уменьшение LP-EGR (график 706, сплошная линия) может быть существенно более медленным, чем требуемое уменьшение LP-EGR (как показано пунктирным сегментом 705). Следовательно, может быть высокое разбавление в цилиндрах в условиях низкой нагрузки, делающее цилиндры предрасположенными к пропускам зажигания и связанным с медленным горением проблемам. Для улучшения устойчивости к высокому разбавлению цилиндров в t1, в ответ на уменьшающуюся нагрузку двигателя, в то время как LP-EGR уменьшается, может начинаться режим с VDE, и топливоснабжение у цилиндров в первом ряду цилиндров двигателя может избирательно деактивироваться, например, посредством избирательно выводимых из работы топливных форсунок. Одновременно, топливоснабжение цилиндров во втором ряду цилиндров двигателя может продолжаться. Как результат, даже если есть падение нагрузки двигателя, может не быть падения средней нагрузки цилиндра у действующих цилиндров, улучшая их допуск по разбавлению. В дополнение, посредством работы первого ряда цилиндров с выведенным из работы топливоснабжением, но с поддерживаемой работой впускного и/или выпускного клапанов, свежий воздух может продолжать прокачиваться через первый ряд цилиндров. По существу, это усиливает замещение LP-EGR в системе впуска воздуха свежим воздухом, ускоряя падение величины LP-EGR до минимального порогового значения, Thr_EGR. Однако, повышенное прокачивание свежего воздуха через первый ряд цилиндров также повышает насыщение кислородом первого каталитического нейтрализатора выхлопных газов, присоединенного ниже по потоку от первого ряда цилиндров (но не второго ряда цилиндров).

Между t1 и t2, режим работы с VDE может поддерживаться, в то время как LP-EGR вычищается до Thr_EGR. В материалах настоящего описания, посредством работы цилиндров во втором ряду цилиндров двигателя с уменьшенным рабочим подвергаемым наддуву объемом, вычищение EGR до минимального порогового значения ускоряется и достигается к t2. По существу, если бы цилиндры двигателя не были выведены из работы, LP-EGR достигала бы минимального порогового значения позднее, например, существенно позже t2.

В t2, LP-EGR может находиться на минимальном пороговом значении. Однако, вследствие остающейся низкой нагрузки двигателя, режим с VDE может продолжаться. Между t2 и t3, условия DFSO могут подтверждаться и, в ответ на условия DFSO, топливоснабжение у второго ряда цилиндров также могут выводиться из работы. Вслед за выводом из работы топливоснабжения у второго ряда цилиндров, прокачивание свежего воздуха через второй ряд цилиндров также повышает насыщение кислородом второго каталитического нейтрализатора выхлопных газов, присоединенного ниже по потоку от второго ряда цилиндров (но не первого ряда цилиндров). По существу, насыщение кислородом, навлекаемое во втором каталитическом нейтрализаторе выхлопных газов (между t2 и t3), может быть меньшим, чем насыщение кислородом, навлекаемое в первом каталитическом нейтрализаторе выхлопных газов (между t1 и t3).

В t3, подтверждается нажатие педали акселератора водителем. В ответ на нажатие педали акселератора водителем и получающееся в результате повышение нагрузки двигателя, двигатель может выходить из режима DFSO и повторно входить в режим без VDE с возобновленным топливоснабжением у первого ряда цилиндров и второго ряда цилиндров и со всеми цилиндрами, осуществляющими сгорание. Однако, вследствие повышенного насыщения кислородом первого каталитического нейтрализатора выхлопных газов, присоединенного к первому ряду цилиндров двигателя, и второго каталитического нейтрализатора выхлопных газов, присоединенного ко второму ряду цилиндров двигателя, каждому из первого каталитического нейтрализатора выхлопных газов и второго каталитического нейтрализатора выхлопных газов может быть необходимо прочищаться при возобновлении работы первого и второго рядов цилиндров двигателя.

Соответственно, в t3, наряду с возобновлением работы цилиндров первого ряда цилиндров двигателя, топливоснабжение у цилиндров первого ряда цилиндров двигателя может регулироваться, чтобы подвергать работе цилиндры более обогащенными, чем стехиометрия, в течение первой продолжительности времени d1 до тех пор, пока насыщение кислородом первого каталитического нейтрализатора выхлопных газов не понижено в достаточной мере (то есть, каталитический нейтрализатор не прочищен в достаточной мере), наряду с тем, что топливоснабжение у цилиндров второго ряда цилиндров также регулируется, чтобы подвергать работе цилиндры более обогащенными, чем стехиометрия, в течение второй продолжительности времени d2 до тех пор, пока насыщение кислородом второго каталитического нейтрализатор не понижено в достаточной мере. Как показано, первая продолжительность времени d1 может быть более продолжительной, чем вторая продолжительность времени d2. В дополнение, степень обогащения, требуемая для прочищения первого каталитического нейтрализатора выхлопных газов, может быть большей, чем степень обогащения, требуемая для прочищения второго каталитического нейтрализатора выхлопных газов.

Между t3 и t4, когда второй каталитический нейтрализатор выхлопных газов прочищен в достаточной мере, топливоснабжение цилиндров во втором ряду цилиндров двигателя может возвращаться к стехиометрии. Подобным образом, в t4, когда первый каталитический нейтрализатор выхлопных газов прочищен в достаточной мере, топливоснабжение цилиндров в первом ряду цилиндров двигателя может возвращаться к стехиометрии.

Таким образом, прохождение оптимальных интенсивностей LP EGR на от средних до более высоких нагрузках может достигаться наряду с предоставлением возможности, чтобы LP-EGR вычищалась из системы впуска воздуха, когда есть отпускание педали акселератора до более низких нагрузок двигателя. Посредством вывода из работы одного или более цилиндров двигателя во время низкой нагрузки, условиях более высокого, чем требуемое, разбавления EGR, более высокая средняя нагрузка действующих цилиндров может преимущественно использоваться для улучшения допуска по EGR и стабильности сгорания цилиндра. Если впускные и выпускные клапаны также выводятся из работы в выведенных из работы цилиндрах, рабочий подвергаемый наддуву объем тоже может уменьшаться, а вычищение EGR улучшаться. Посредством ускорения вычищения EGR, уменьшаются проблемы стабильности сгорания и события пропусков зажигания. В дополнение, уменьшаются концентрация и связанные проблемы. Более того, более высокие интенсивности EGR могут достигаться во время последующей работы двигателя на высокой нагрузке. В общем и целом, улучшаются рабочие характеристики двигателя с наддувом.

Отметим, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Способы и процедуры управления, раскрытые в материалах настоящего описания, могут храниться в качестве исполняемых команд в постоянной памяти. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящего описания, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции и/или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий, операций и/или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия, операции и/или функции могут графически представлять управляющую программу, которая должна быть запрограммирована в постоянную память машиночитаемого запоминающего носителя в системе управления двигателем.

Следует принимать во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, V-8, I-3, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и не очевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.

Последующая формула изобретения подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы изобретения могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы изобретения включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой изобретения посредством изменения настоящей формулы изобретения или представления новой формулы изобретения в этой или родственной заявке. Такая формула изобретения, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле изобретения, также рассматривается в качестве включенной в предмет изобретения настоящего раскрытия.

1. Способ избирательного вывода из работы одного или более цилиндров двигателя, включающий в себя этапы, на которых:

осуществляют работу двигателя со всеми цилиндрами, осуществляющими сгорание при осуществлении потока рециркуляции выхлопных газов (EGR) низкого давления (LP-EGR); и

в ответ на уменьшающуюся нагрузку двигателя

деактивируют EGR;

увеличивают допуск по EGR двигателя посредством работы двигателя с одним или более цилиндров, выведенных из работы; и

поддерживают один или более цилиндров выведенными из работы до тех пор, пока концентрация EGR не станет ниже порогового значения.

2. Способ по п. 1, в котором выведение из работы EGR включает в себя этап, на котором закрывают клапан EGR, присоединенный в канале LP-EGR, и продувают канал LP-EGR к двигателю, причем канал является подающим выхлопные остаточные газы из выпускного коллектора, расположенного ниже по потоку от выпускной турбины, во впускной коллектор, расположенный выше по потоку от впускного компрессора.

3. Способ по п. 2, в котором количество цилиндров, выведенных из работы, основано на одном или более из нагрузки двигателя, шума, вибрации, неплавности движения (NVH), требуемой частоты переключения цилиндров, условий устройства снижения токсичности выхлопных газов и условий устройства доочистки выбросов.

4. Способ по п. 3, в котором пороговое значение основано на нагрузке двигателя, причем пороговое значение уменьшают при уменьшении нагрузки двигателя.

5. Способ по п. 4, в котором в ответ на уменьшающуюся нагрузку двигателя поддерживают один или более цилиндров работающим, причем

уменьшающаяся нагрузка двигателя включает в себя нагрузку двигателя, уменьшающуюся ниже пороговой нагрузки, причем способ дополнительно включает в себя этап, на котором после того, как концентрация EGR становится ниже порогового значения, в ответ на нагрузку двигателя, остающуюся ниже пороговой нагрузки, перекрывают топливо во все цилиндры двигателя при поддержании работы впускных клапанов и выпускных клапанов всех цилиндров двигателя до тех пор, пока нагрузка двигателя не возрастает выше пороговой нагрузки.

6. Способ по п. 5, дополнительно включающий в себя этапы, на которых после того, как концентрация EGR станет ниже порогового значения, в ответ на возрастание нагрузки двигателя выше пороговой нагрузки возобновляют работу одного или более выведенных из работы цилиндров и возобновляют работу EGR.

7. Способ по п. 6, в котором двигатель включает в себя первую группу цилиндров в первом ряду цилиндров двигателя и вторую группу цилиндров во втором ряду цилиндров двигателя, при этом работа двигателя с одним или более цилиндров, выведенных из работы, включает в себя этап, на котором осуществляют работу двигателя с первой группой цилиндров, выведенной из работы, и второй группой цилиндров, введенной в работу.

8. Способ по п. 7, в котором первая группа цилиндров присоединена к первому каталитическому нейтрализатору выхлопных газов, а вторая группа цилиндров присоединена ко второму каталитическому нейтрализатору выхлопных газов, причем способ дополнительно включает в себя этап, на котором при возобновлении работы цилиндров прочищают первый каталитический нейтрализатор выхлопных газов и не прочищают второй каталитический нейтрализатор выхлопных газов.

9. Способ по п. 1, в котором работа с одним или более цилиндров, выведенных из работы, включает в себя этапы, на которых увеличивают среднюю нагрузку цилиндра для цилиндров в работе, увеличивают допуск по EGR для цилиндров в работе и избирательно деактивируют топливоснабжение у одного или более цилиндров или избирательно выводят из работы впускные и выпускные клапаны одного или более цилиндров.

10. Способ по п. 1, в котором уменьшающаяся нагрузка двигателя происходит в ответ на отпускание педали акселератора водителем, причем

поддержание одного или более цилиндров выведенными из работы, пока концентрация EGR не станет ниже порогового значения, включает в себя этап, на котором продувают магистраль EGR.

11. Способ по п. 2, дополнительно включающий в себя этап, на котором оценивают концентрацию EGR на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске, присоединенного ниже по потоку от впускного компрессора и выше по потоку от впускного дросселя.

12. Способ по п. 1, в котором в ответ на уменьшающуюся нагрузку двигателя один или более оставшихся цилиндров в работе подвергают работе при более высокой средней нагрузке цилиндра, пока концентрация EGR не станет меньше порогового значения, и

в ответ на уменьшающуюся до нуля нагрузку на двигатель перекрывают топливо во все цилиндры двигателя при поддержании работы клапанов.

13. Способ избирательного вывода из работы одного или более цилиндров двигателя, включающий в себя этапы, на которых:

в ответ на отпускание педали акселератора с более высокой нагрузки двигателя при осуществлении потока EGR низкого давления

деактивируют EGR; и

деактивируют топливоснабжение первой группы цилиндров двигателя при осуществлении работы второй группы цилиндров двигателя с более высокой средней нагрузкой цилиндра до тех пор, пока EGR не станет ниже порогового значения, причем работа второй группы цилиндров двигателя с более высокой средней нагрузкой цилиндра включает в себя этап, на котором осуществляют работу с уменьшенным рабочим подвергаемым наддуву объемом и более быстрым вычищением EGR, причем способ дополнительно включает в себя этап, на котором, после того как EGR станет ниже порогового значения, избирательно прочищают первый каталитический нейтрализатор выхлопных газов, присоединенный ниже по потоку от первой группы цилиндров, но не второй группы цилиндров.

14. Способ по п. 13, дополнительно включающий в себя этапы, на которых после того, как EGR станет ниже порогового значения, в ответ на нажатие педали акселератора до более высокой нагрузки возобновляют работу первой группы цилиндров двигателя и EGR, а в ответ на продолжающееся отпускание педали акселератора до нулевой нагрузки выводят из работы топливоснабжение у второй группы цилиндров наряду с тем, что поддерживают первую группу цилиндров с выведенным из работы топливоснабжением.

15. Способ по п. 13, в котором пороговое значение основано на отпускании педали акселератора с более высокой нагрузки.

16. Система избирательного вывода из работы одного или более цилиндров двигателя, содержащая:

двигатель;

избирательно выводимую из работы топливную форсунку, присоединенную к цилиндру двигателя;

турбонагнетатель, содержащий впускной компрессор, приводимый в действие выпускной турбиной;

систему EGR, содержащую канал для рециркуляции охлажденных выхлопных остаточных газов из местоположения ниже по потоку от турбины в местоположение выше по потоку от компрессора; и

контроллер с машиночитаемыми командами для:

осуществления работы двигателя с активированной EGR; и

в ответ на уменьшающуюся нагрузку двигателя

деактивирования EGR;

вывода из работы топливоснабжения первой группы цилиндров двигателя, причем первая группа цилиндров двигателя выбирается на основании уменьшающейся нагрузки двигателя, а также на основании NVH двигателя, частоты вывода из работы цилиндров и требований к возобновлению работы цилиндров; и

поддержания первой группы цилиндров двигателя выведенной из работы до тех пор, пока EGR не станет ниже порогового уровня.

17. Система по п. 16, дополнительно содержащая датчик кислорода, присоединенный ниже по потоку от компрессора и выше по потоку от воздушного впускного дросселя, при этом контроллер содержит дополнительные команды для оценивания EGR на основании выходного сигнала датчика кислорода.

18. Система по п. 16, в которой контроллер содержит дополнительные команды для вывода из работы топливоснабжения всех цилиндров двигателя при поддержании работы впускного клапана и выпускного клапана всех цилиндров двигателя после того, как EGR станет ниже порогового уровня, а нагрузка двигателя станет нулевой.

19. Система по п. 16, в которой контроллер содержит дополнительные команды для возобновления работы первой группы цилиндров двигателя и EGR в ответ на возрастающую нагрузку двигателя после того, как EGR станет ниже порогового уровня.

20. Система по п. 19, в которой первая группа цилиндров двигателя расположена в первом ряду цилиндров двигателя, при этом контроллер содержит дополнительные команды для регулировки впрыска топлива в первую группу цилиндров при возобновлении работы первой группы цилиндров для прочищения первого каталитического нейтрализатора выхлопных газов, присоединенного ниже по потоку от первой группы цилиндров.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам эксплуатации двигателя транспортного средства. Способ эксплуатации двигателя (10) с отключаемыми цилиндрами (14), в котором направляют команду на повторное включение отключенного цилиндра (14).

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ управления предназначен для двигателя (10), содержащего контроллер (12), который содержит исполняемые команды, хранимые на постоянном машиночитаемом носителе.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Двигатель (1) внутреннего сгорания содержит основной узел (100) двигателя внутреннего сгорания.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, снабженных устройствами рециркуляции отработавших газов (EGR). Устройство EGR-управления выполнено с возможностью управлять EGR-устройством.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Контроллер управляет двигателем с непосредственным впрыском топлива.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ для двигателя (10) заключается в том, что в ответ на топливовоздушное соотношение EGR (рециркуляция отработавших газов), являющееся более обогащенным, чем пороговое значение, вносят поправку в выходной сигнал датчика (172) кислорода на впуске с поправочным коэффициентом, основанным на обогащении топливовоздушного соотношения EGR.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ для двигателя (10) заключается в том, что оценивают влажность окружающей среды датчиком влажности на впуске наряду с изучением опорной точки для датчика кислорода на впуске при опорном давлении на впуске.

Группа изобретений относится к датчикам влажности для транспортных средств. Технический результат – создание точного виртуального датчика влажности.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ эксплуатации двигателя (10) заключается в том, что обеспечивают рециркуляцию одного количества сжатого воздуха из области ниже по потоку от охладителя (18) воздуха турбонаддува во впускное отверстие компрессора (114) через первый рециркуляционный канал (70) компрессора через трубку (74) Вентури.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания, оборудованным системами рециркуляции выхлопных газов. Способ эксплуатации двигателя включает определение условия холодного пуска.

Изобретение относится к управлению впрыском топлива, когда двигатель внутреннего сгорания замедляется. Технический результат заключается в уменьшении давления топлива инжектора непосредственного впрыска в состоянии замедления.

Изобретение может быть использовано в системах управления топливоподачей для двигателей внутреннего сгорания. Двигатель (1) внутреннего сгорания включает в себя клапан (8) впрыска топлива для впрыска в цилиндр и клапан (9) впрыска топлива для впрыска во впускной канал.

Изобретение относится к устройству управления для двигателя внутреннего сгорания. На двигателе внутреннего сгорания 10 применено устройство управления.

Изобретение относится к датчику отработавших газов в моторном транспортном средстве. Предложен способ для контроля датчика отработавших газов, присоединенного на выпуске двигателя.

Изобретение относится к датчику отработавших газов в моторном транспортном средстве. Предложен способ для контроля датчика отработавших газов, присоединенного на выпуске двигателя.

Изобретение относится к способам и системам для управления двигателем, который может автоматически останавливаться и запускаться. В одном из примеров раскрыт способ работы двигателя, включающий регулирование исполнительного механизма первый раз для автоматического останова двигателя; регулирование исполнительного механизма второй раз до того, как двигатель достигнет нулевого числа оборотов в ответ на запрос перезапустить двигатель; и регулирование положения дросселя воздухозаборника в момент времени после закрытия открытого впускного клапана цилиндра, имеющего открытый впускной клапан одновременно с запросом перезапустить двигатель, и перед закрытием впускного клапана цилиндра, следующего в порядке сгорания в двигателе в ответ на запрос перезапустить двигатель.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, снабженных охладителями наддувочного воздуха. Способ для двигателя заключается в том, что во время замедления двигателя поток воздуха через охладитель наддувочного воздуха временно увеличивается для продувки накопленного конденсата на впуск двигателя.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Сельскохозяйственное транспортное средство содержит двигатель, соединенный с ведущим мостом и с управляющим устройством, которое в случае превышения заданной частоты вращения двигателя способно подключать к силовому агрегату нагрузку, оказывающую тормозящее действие на силовой агрегат.

Изобретение может быть использовано в системах управления топливоподачей для двигателей внутреннего сгорания (ДВС). ДВС снабжен устройством рециркуляции отработавших газов (EGR) и сконфигурирован с возможностью выполнять режим на основании первого воздушно-топливного соотношения и режим на основании второго воздушно-топливного соотношения, более обедненного, чем первое воздушно-топливное соотношение.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с механизмами изменения степени сжатия. Устройство управления двигателем (1) внутреннего сгорания содержит механизм (2) изменения степени сжатия, средство прекращения подачи топлива, средство обнаружения отказа и средство управления в состоянии отказа.

Изобретение может быть использовано в системах управления топливоподачей для двигателей внутреннего сгорания. Предложены варианты способов осуществления регенерации каталитического нейтрализатора при перезапуске двигателя после его остановки.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ избирательного вывода из работы одного или более цилиндров двигателя заключается в том, что осуществляют работу двигателя со всеми цилиндрами,, в которых происходит сгорание и обеспечивается поток рециркуляции выхлопных газов низкого давления. В ответ на уменьшающуюся нагрузку двигателя деактивируют EGR и увеличивают допуск по EGR двигателя посредством работы двигателя с одним или более цилиндров, выведенных из работы. Поддерживают один или более цилиндров двигателя выведенными из работы до тех пор, пока концентрация EGR не станет ниже порогового значения. Технический результат заключается в ускорении очищения EGR из системы впуска воздуха в условиях уменьшающейся нагрузки двигателя. Раскрыты вариант способа избирательного вывода из работы одного или более цилиндров двигателя и система избирательного вывода из работы одного или более цилиндров двигателя. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.

Наверх