CN107882645B - 用于控制专用egr发动机的技术 - Google Patents

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Abstract

一种***包括具有多个缸的内燃机，其中使多个缸中的至少一个垂直，以具有来自该缸的排出气体的完全再循环。该***还包括具有EGR冲程循环的完全再循环缸以及具有排气冲程循环的发动机的非再循环缸。该***包括与排气冲程循环不同的EGR冲程循环。至少在发动机的某些操作条件下，来自循环缸的排气的量和组成与来自非循环缸的排气的量和组成不同。

Description

用于控制专用EGR发动机的技术
相关申请的交叉引用
本申请涉及并要求于2012年6月28日提交的、标题为“用于控制专用EGR发动机的技术”的第61/665,679号美国临时申请的优先权，该申请通过引用整体地并入本文。
背景技术
利用一个或多个缸作为专用EGR缸进行操作的发动机具有大大简化的控制和压力管理、更少的硬件装置以及其他优点。然而，这些简化的代价是对***控制的损失，包括对EGR分数控制的损失。当标称缸专用于提供EGR并且采用标准燃料供给和控制时，由该缸提供的EGR分数被限制为EGR缸的数目与总缸数的简单比值。例如，如果所有缸均以相同方式进行操作，那么总共具有4个缸且一个为EGR专用缸的发动机将以25％的EGR分数操作。此外，具有专用EGR缸的发动机提供了在进气歧管处更好地控制气体的温度和组成的机会，前提是能够开发一种***来利用这个机会。因此，期望在该领域进行进一步的技术开发。
发明内容
一个实施方式是用于控制分开的排气发动机的独特的***。其它实施方式包括用于控制分开的排气发动机的独特的方法、***和设备。提供本概述以引入在以下说明性实施方式中进一步进行描述的概念的选择。该概述并不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也并不旨在用于协助限制所要求保护的主题的范围。其他实施方式、形式、目的、特征、优点、方面以及益处将在以下描述和附图中变得显而易见。
附图说明
图1是具有带选择性专用EGR缸的发动机的示意图。
图2是具有专用EGR缸的***的示意图。
图3是具有带可变入口控制部的专用EGR缸的***的示意图。
图4是具有带可变入口控制部的多个选择性专用EGR缸的***的示意图。
图5是具有带可变入口控制部的选择性专用EGR缸的***的示意图。
具体实施方式
为了促进对本发明的原理的理解，以下将参照附图所示的实施方式，并且将使用具体语言来描述这些实施方式。然而，应理解的是，并不旨在对本发明的范围进行限制，本发明相关的领域中的技术人员通常会想到的在所述实施方式中的任何变化和进一步的修改、以及如本文中所述的本发明的原理的任何进一步的应用均在本文中进行了设想。
参照图1，***100被示出为具有发动机102。发动机102是任何类型的内燃机，并且可包括化学计量发动机、汽油发动机和/或天然气发动机。在某些实施方式中，发动机102包括稀薄燃烧发动机，诸如稀薄燃烧汽油发动机或稀薄燃烧柴油循环发动机。在某些实施方式中，发动机102可以是产生排放的任何类型的发动机，其可包括废气再循环(EGR)***，例如用于减少来自发动机102的NOx的排放。发动机102包括多个缸a、b。缸的数量可以是任何数量，并且其布置可以是任何布置。***100包括用于说明的内联6缸布置。
发动机102包括专用EGR缸b以及不专用于EGR的缸a。如本文中所使用的，应对术语“专用EGR”进行宽泛的解读。在任何EGR布置中，在至少某些操作条件下，如果某些缸的全部排气输出再次循环至发动机进气部，那么该缸即为专用EGR缸。专用EGR缸通常至少在专用的EGR操作期间包括从不是专用EGR缸的其余缸中的一个或多个缸分开的排气。
在***100中，EGR气体108再循环，并且在进气歧管104的上游位置处与进入气体118相结合。EGR气体108可在混合器(未示出)处或通过任何其他装置与进入气体118相结合。在某些实施方式中，EGR气体108直接返回至进气歧管。EGR***可以是例如在压缩机(未示出)的上游位置处返回进气部的低压回路，或者可以是在压缩机的下游位置处和/或在进气歧管处返回进气部的高压回路。在某些实施方式中，***100不包括压缩机或其它任何类型的增压压力产生装置。示例性***100包括EGR回路108中的EGR冷却器112以及选择性地允许EGR流绕过EGR冷却器112的EGR冷却器旁通阀110。EGR冷却器112和/或EGR冷却器旁通阀110的存在是可选且非限制性的。
在某些实施方式中，专用EGR缸b包括用于供给燃料的直接喷射器(未示出)。如本文所使用的直接喷射器包括将燃料直接注入缸容积的任何燃料喷射器，并且能够在一个或多个进气阀和一个或多个排气阀闭合时将燃料输送至缸容积中。直接喷射器可构造成在缸的顶部注入燃料。在某些实施方式中，直接喷射器可被构造成将燃料注入预燃烧室中，虽然在某些实施方式中专用EGR缸b不包括预燃烧室。每个专用EGR缸b均可包括一个或多个直接喷射器。直接喷射器可以是用于专用EGR缸b的主要或唯一的燃料供给装置，或替代地，直接喷射器可以是用于专用EGR缸b的辅助或次级燃料供给装置。在某些实施方式中，直接喷射器能够在任何操作条件下为专用EGR缸b提供所有设计的燃料供给量。替代地，直接喷射器可能仅能够为专用EGR缸b提供部分设计的燃料供给量，例如直接喷射器可能能够提供用于具体目的的指定量的燃料，其中，具体目的包括本公开中的任何内容所描述的目的。
在某些实施方式中，***100包括控制器122，控制器122被构造成执行某些操作来控制专用EGR发动机。在某些实施方式中，控制器122形成处理子***的一部分，该处理子***包括具有存储、处理和通信硬件的一个或多个计算设备。控制器122可以是单个装置或分布式装置，并且控制器122的功能可通过硬件或软件来执行。控制器122可包括于、部分包括于发动机控制器(未示出)内或与发动机控制器完全分离。控制器122与整个***100中的任何传感器或致动器通信，包括通过直接通信、在数据链路上通信和/或通过与其他控制器或向控制器122提供传感器和/或致动器信息的处理子***的部分的通信。
在某些实施方式中，控制器122被描述为在功能上执行某些操作。本文中包括控制器操作的描述强调了控制器的结构独立性，并且示出了控制器的操作的一个分组以及职责。执行类似整体操作的其它分组应理解为在本申请的范围内。控制器的多个方面可在硬件中实施和/或通过存储在一个或多个计算机可读介质上非瞬态存储器中的计算机执行指令来实现，并且控制器可分布在各种硬件或基于计算机的组件上。
示例性的和非限制性的控制器执行元件包括提供在其中确定的任何值的传感器、通过提供对于在其中确定的值为前体的任何值的传感器、数据链路和/或网络硬件、任何致动器和/或数字控制元件，其中，数据链路和/或网络硬件包括通信芯片、振荡晶体、通信链路、电缆、双绞线布线、同轴线布线、屏蔽线布线、发射器、接收器和/或收发信机、逻辑电路、硬连线逻辑电路、根据模块规范配置的在具体非过渡状态下可重新配置的逻辑电路，任何致动器包括至少一个电致动器、液压致动器或气压致动器、螺线管、运算放大器、模拟控制元件(弹簧、滤波器、积分器、加法器、除法器、增益元件)。
本文中所列具体实施元件并不是限定性的，并且用于本文中描述的本领域技术人员可理解的任何控制器的任何实施元件均在本文中进行了设想。在对操作进行描述后，本文中的控制器就能够进行许多基于硬件和/或计算机的实施，对于获得本文中公开的益处以及理解通过本公开提供的控制器的操作的本领域技术人员，该控制器的很多具体实施涉及机械步骤。
本文所描述的某些操作包括用于解译(interpret)一个或多个参数的操作。如本文中所用，解译包括通过本领域中已知的任何方法接收值，包括至少从数据链路或网络通信接收值、接收表明该值的电子信号(例如，电压信号、频率信号、电流信号或PWM信号)、接收表明该值的软件参数、从非瞬态计算机可读存储介质上的存储器位置读取该值、通过本领域中已知的任何方式将该值作为运行时间参数进行接收，和/或通过接收可通过其计算所解译的参数的值，和/或通过参照被解译或为参数值的默认值。
下面将对某些***进行描述，其包括在本公开的不同背景下控制器操作的示例。在某些实施方式中，控制器122解译预热条件，并且控制器122响应于该预热条件提供预热操作指令。预热条件包括在本领域被理解为可表明发动机102和/或在发动机的下游的后处理组件(未示出)低于一个温度值并且期望和/或要求增加温度的任何条件。示例性的和非限定性的预热条件包括冷启动条件、低催化剂温度条件、低发动机温度条件、低发动机冷却液温度条件以及低发动机油温度条件。低发动机温度条件可以是表明或提供可推理指示发动机可能比标称操作温度凉的任何温度值。非限制性示例包括涡轮温度、环境空气温度和/或自从前次关机操作所经过的时间。
该***100包括响应于预热操作指令的直接喷射器。对预热操作指令的示例性的和非限制性的反应包括提供延迟点火定时、富油操作条件，为燃烧提供有利种类的喷射条件(例如产生H2或CO的高度富油操作)。在某些另外的或替代的实施方式中，对预热操作指令的响应包括确定为产生所需量的H2、未燃HC以及CO的延迟喷射定时、分层喷射定时、预定的富油量和/或预定的喷射定时(和/或燃料供给量)。在没有限制于具体操作理论的情况下，包括专用EGR缸中的具体响应的***100提供可提供延迟定时或其它预热技术的、优于传统发动机的显著优势。通过专用EGR缸提供的组成成分以及所诱发的热能被立即完全返回至发动机进气部，以在所有缸内进行利用。这提供了快速的正反馈，该正反馈能大大提高预热操作的速度并且显著降低冷启动条件的净排放量的影响。
在某些实施方式中，专用EGR缸b为选择性专用EGR缸。例如，参照图1，三通阀114将专用EGR缸b流提供给EGR流108、排气流116和/或以选定比率将专用EGR缸b流同时提供给EGR流108、排气流116。提供选择性专用EGR缸是可选的和非限制性的。在某些实施方式中，选择性专用EGR缸在预热操作期间作为专用EGR缸进行操作。
该***100包括非专用EGR缸a(完全不参与EGR或仅一部分排放气体参与EGR的缸-未示出)。该非专用EGR缸a可以进行端口燃料喷射和/或可完全不包括直接喷射。在某些实施方式中，在预热条件期间的操作包括以不同AFR值操作的专用EGR缸b和非专用EGR缸a。在一个示例中，专用EGR缸在预热操作期间以比非专用EGR缸富油的条件操作。在某些实施方式中，专用EGR缸在预热操作期间以比非专用EGR缸贫油的条件操作。
在某些实施方式中，该***100包括还具有端口燃料喷射器的专用EGR缸。在某些其他的实施方式中，用于专用EGR缸的端口燃料喷射器在预热条件期间不工作。可替代地，端口燃料喷射器可在预热条件期间提供一些燃料，并且直接喷射器在预热条件期间提供超过通过端口燃料喷射器提供的燃料的附加量的燃料。在某些其他实施方式中，专用EGR缸的进气部从发动机的非专用EGR缸流体隔离开来。例如，进气歧管104可以分开(未示出)，或者可以对端口燃料喷射器进行定位，以使该***100中没有其他缸位于端口燃料喷射器的下游，即，仅目标缸位于端口燃料喷射器的下游。
在某些实施方式中，控制器122响应于预热条件的结束和/或预热条件接近结束而提供过渡操作指令。预热条件的结束可根据进入预热条件所利用的温度或时间值中的任意一个来确定。可替代地或另外地，可利用与开始预热条件的值不同的时间或温度值来确定预热条件的结束。预热条件的结束的示例性的和非限制性的确定包括温度值超过阈值、在预热操作期间注入的燃料量超过阈值、和/或预热条件操作的时间超过阈值。预热条件接近结束的示例性的和非限制性的确定包括接近预热条件状态结束的任何预热确定条件、退出预热条件的预测的时间低于阈值、和/或至预热条件结束的距离(任何单位，包括时间、温度等)相对于接近预热条件结束的速度很小的基于衍生的确定。
示例性的和非限制性的过渡操作包括返回正常燃料供给表、正常AFR值和/或响应于预热条件进行调整的任何其他标称操作。该过渡操作可包括对预热条件操作与标称操作条件之间的任何变化值进行速率限制、平滑、和/或过滤。
另一示例性***包括具有多个缸的内燃机，其中，多个缸中的至少一个包括专用EGR缸，并且其中，该专用EGR缸包括EGR排量容积。该***还包括来自分别具有排气缸排量容积的、多个缸中不是专用EGR缸的缸。在某些实施方式中，EGR排量容积不同于排气缸排量容积。具有不同于排气缸排量容积的EGR排量容积的示例性的和非限制性的***包括专用EGR缸，该专用EGR缸具有调整的缸径和/或冲程值、调整的阀定时值(例如在相同的几何排量容积内提供不同的实际排量容积)和/或向专用EGR缸提供不同冲程值的活塞驱动机构。
示例性活塞驱动机构包括但不限于挡板、摇摆盘、Z形曲柄轴、凸轮驱动活塞、和/或围绕用于一个或多个专用EGR缸的曲柄轴的不同的枢转距离。在具有多个专用EGR缸的情况下，每个专用EGR缸都可以具有或都可以不具有与排气缸和/或其他专用EGR缸不同的排量容积。本文明确地设想了以下***：具有第一容积的三个排气缸和具有第二容积(不同)的一个专用EGR缸；具有第一容积的四个排气缸和具有第二容积(与第一容积不同，彼此相等)的两个专用EGR缸；具有第一容积的四个排气缸和一个具有第一容积而另一个具有第二容积(不同)的两个专用EGR缸；具有第一容积的四个排气缸和一个具有第二容积(不同)而另一个具有第三容积(不同)的两个专用EGR缸。所描述的实施方式为非限制性示例。所提供的示例分别说明了各实施方式，其中，所得到的该***的EGR分数不同于专用EGR缸数目与总的缸数目的简单比值。
在某些实施方式中，示例性***还包括控制器，该控制器解译目标EGR分数，并且响应于该目标EGR分数提供可变排量指令。该***还包括可变排量装置，该可变排量装置可操作地联接至专用EGR缸，并且响应于可变排量指令。该可变排量装置可为本领域已知的任何类型。在某些实施方式中，活塞驱动机构公知为可响应于指令调整，例如但不限于，可利用挡板角度变化、凸轮旋转或位置变化、和/或摇摆盘调整来调整一个或多个专用EGR缸的排量。另外或可替代地，可利用在一个或多个专用EGR缸上的可变阀定时操作来改变一个或多个专用EGR缸的有效排量，和/或可利用缸截止装置和/或减少燃料(例如停止或减少向专用EGR缸中的一个供给燃料)通过再循环新鲜空气或轻度燃烧的空气来有效降低EGR分数。因此，在利用一个或多个专用EGR缸的***中，可完成对该***的实现的EGR分数进行一些控制，从而具有本文中公开的益处。
又一示例性***为具有多个缸的内燃机，其中，多个缸中的至少一个包括专用EGR缸。该专用EGR缸包括EGR冲程循环，其中，来自多个缸中不是专用EGR缸的缸分别包括排气冲程循环，其中，EGR冲程循环不同于排气冲程循环。在一个示例中，排气冲程循环为4冲程循环，并且EGR冲程循环为2冲程循环。可以看出的是，例如，其中，具有单个专用EGR缸的4缸发动机大体为25％的EGR(1个再循环燃烧/4个总燃烧)，其中，所有缸均以4循环模式操作。相比之下，具有单个专用EGR缸的4-缸发动机大体为40％的EGR(2个再循环燃烧/5个总燃烧)，其中，非EGR缸以4循环模式操作，并且专用EGR缸以2循环模式操作。在EGR冲程循环为冲程计划的情况下，例如，用于操作时间的百分比的和/或在某些操作条件过程中的2冲程，其中，冲程计划的一些部分与排气冲程循环相同而该冲程计划的其他部分与排气冲程循环不同，EGR冲程循环依然不同于排气冲程循环。
又一示例***包括具有多个缸的内燃机，其中，多个缸中的至少一个包括专用EGR缸。该专用EGR缸包括EGR冲程循环，并且来自多个缸中不是专用EGR缸的缸分别包括排气冲程循环。EGR冲程循环可在不同于排气冲程循环与等于排气冲程循环之间选择。该***还包括解译目标EGR分数的控制器，该控制器响应于该目标EGR分数选择EGR冲程循环。在某些实施方式中，该控制器解译发动机操作条件(例如发动机速度、发动机负载、发动机瞬态操作指示)，并且该控制器响应于发动机操作条件选择EGR冲程循环。在某些实施方式中，该***包括多个专用EGR缸，其中，专用EGR缸中的一个或多个包括EGR冲程循环。在某些实施方式中，所有EGR缸都包括EGR冲程循环。在某些实施方式中，EGR冲程循环和排气冲程循环中的每个在任何给定的时间或为2-冲程循环或为4-冲程循环。在某些实施方式中，EGR冲程循环在任何给定的时间包括2-冲程循环或4-冲程循环，并且EGR冲程循环在2-冲程循环与4-冲程循环之间调节以生成时间平均的EGR比率。在某些实施方式中，该控制器调节EGR冲程循环来生成时间平均的EGR率。
以下示意性流程说明提供了执行用于提供专用EGR***的组成反馈控制的步骤的说明性实施方式。应将所说明的操作理解为仅为示例性的，并且除非在本文中明确地声明为相反，操作可整体或部分地进行组合或划分、添加或去除以及重新排序。所说明的某些操作可通过执行非瞬时计算机可读存储介质上的计算机程序产品的计算机来实施，其中，该计算机程序产品包括使计算机执行该操作中的一个或多个的指令或向其他装置发出指令以执行该操作中的一个或多个的指令。
示例性步骤包括解译由专用EGR缸产生的氢量并且响应于该氢量确定用于专用EGR缸的燃料量的操作。该步骤还包括响应于所确定的燃料量向专用EGR缸供给燃料的操作。响应于所确定的燃料量向专用EGR缸供给燃料包括但不限于，利用实现该氢量所需的燃料量为专用EGR缸供给燃料，可接受地朝向所需的燃料量进行以实现该氢量，和/或利用以其他方式限制的量来供给燃料，诸如通过氧气-燃料极限、扭矩生产极限、发动机振动极限、进气歧管或EGR***温度极限等限制的量。
解译氢量的示例性操作包括但不限于，解译包括专用EGR缸的内燃机的排气流中的CO量；解译用于包括专用EGR缸的内燃机的燃料组成值；和/或解译用于包括专用EGR缸的内燃机的燃料质量值。在一个示例中，***的校准可使现场可检测的CO与H2等同，从而允许与H2相关的反馈响应。在另一示例中，确定燃料组成值(例如由操作者输入、由燃料供给***自动输入、根据燃料密度或其它传感器值确定等)，并且根据预定的性能值来建模所产生的H2量。
又一示例性***包括具有多个缸的内燃机，其中，多个缸中的至少一个包括专用EGR缸。该***还包括稀释燃烧特征，该稀释燃烧特征在专用EGR缸中以低流体质量条件提供点火。对于包括EGR的发动机，在流过该***的质量很小、负载很低的条件下，可中止或急剧减少EGR的利用以提供稳定的燃烧条件。然而，某些专用EGR发动机没有消除或急剧减少EGR分数的选项，至少不是以保留专用EGR发动机的低成本结构和简单的控制的方式。在某些***中，期待促进稳定的燃烧而不降低EGR的流动速率。
示例性***包括作为长持续时间火花式***的稀释燃烧特征。另一示例性***包括作为柴油机燃料微引导***的稀释燃烧特征(例如提供非常小的压缩点火燃料的引导喷射量来促进随后的均匀燃烧)。又一示例***包括作为激光点火***的稀释燃烧特征。又一示例***包括具有预燃室点火***(例如，该预燃室点火***可进行加热等或以其他方式提供良好的燃烧条件)的稀释燃烧特征。
另一示例性***包括具有多个缸的内燃机，其中，多个缸中的至少一个包括专用EGR缸。该***还包括控制器，该控制器响应于专用EGR缸中的低流体质量条件以稀薄AFR操作一个或多个专用EGR缸。稀薄AFR可为任何稀薄化学计量值。在某些实施方式中，稀薄AFR包括在1.17与1.5之间的lambda(λ)值。在某些实施方式中，该控制器还解译EGR目标值，并响应于该EGR目标值以稀薄AFR操作一个或多个专用EGR缸。可以看出，当以一个或多个EGR缸中的有效的稀薄燃烧运行时，有效的EGR比率随着EGR缸再循环新鲜空气和/或轻度燃烧的空气而降低。
参照图2，另一示例性***200包括具有多个缸a、b的压缩点火内燃机102。多个缸中的至少一个为专用EGR缸b。该示例性***200为涡轮增压***，该涡轮增压***具有涡轮增压器的涡轮侧202b和压缩机侧202a。该***200还包括与EGR流108混合的压缩入口空气204，从而向进气歧管104提供混合的增压空气120。该***200中所示的硬件为说明性的和非限制性的。
该***200还包括解译目标EGR分数的控制器122，控制器122响应于该目标EGR分数调节专用EGR缸中的燃料供给量。在某些实施方式中，该控制器还响应于专用EGR缸中的燃料供给量调节专用EGR缸中的燃料供给定时，其中，专用EGR缸中的燃料供给量相对于多个缸中不是专用EGR缸的缸中的燃料供给量具有幅度差。例如，当专用EGR缸提供不同于其他缸的燃料量时，发动机200的转矩产生建模和振动测试可为燃料供给提供定时值从而在操作期间更好地平衡发动机200。对于本领域技术人员来说，确定在不同的燃料供给时段从专用EGR缸提供减振的燃料供给定时调整量为具有本文公开的益处的机械步骤。
参照图3，***300包括进气阀302，该进气阀302流体联接至一个或多个专用EGR缸，并且与不是专用EGR缸的一个或多个缸进行流体隔离。如本文所用，流体隔离表示其他缸不是该进气阀302的下游，并且除了间接通过经过专用EGR缸的流的减少的影响，通过其他缸的流不受该进气阀302的操作的影响。该进气阀302可为蝶形阀、闸式阀、截止阀或任何其他类型的阀，并且可包括通过进气阀302的孔。
在某些实施方式中，控制器122响应于目标EGR分数调节进气阀302。此外或替代地，该控制器解译EGR组成值(例如O2分数、H2分数、CO分数、未燃HC分数等)，并且还响应于该EGR组成值来调节进气阀302。
参照图4，***400包括EGR阀114，EGR阀114选择性地在发动机120的进气部与发动机116的排气部之间导向来自专用EGR缸b的流。示例性阀114为三通阀，其向EGR流108提供专用EGR流的可选择的分数和/或向排气侧402提供专用EGR流的可选择的分数，以添加至排气流116。在示例***400中，排气侧402在涡轮增压器202b的上游位置处进入发动机的排气部。参照图5，示例性***500包括在涡轮增压器202b的下游位置处进入发动机的排气部的排气侧502。
在某些实施方式中，控制器122还解译发动机响应请求值，并且该控制器122还响应于超过瞬态操作阈值的发动机响应请求值将来自专用EGR缸的流导向至发动机的排气部。此外地或替代地，该控制器响应于超过瞬态操作阈值的发动机响应请求值来增大流向发动机的排气部的、来自专用EGR缸的总流的分数。
在某些实施方式中，控制器122解译排气温度目标值，并且响应于该排气温度目标值减小专用EGR缸中的燃料供给量。减小对专用EGR缸的燃料供给可导致增加后续对其他缸的燃料供给，并且提高排气温度。另一示例性控制器122解译排气温度目标值，并且响应于该排气温度目标值消除专用EGR缸中的燃料供给量。在某些实施方式中，控制器122减少或消除专用EGR缸的燃料供给量是响应于提升的排气温度目标值，例如，在期望排气温度提高的后处理再生操作在正常操作之上的过程中。
在某些实施方式中，例如，参照图5，控制器122解译提升的排气温度目标值，并接合EGR冷却器旁通阀110(在***500中示出为三通阀)来协助提升排气温度。在某些实施方式中，控制器122解译提升的排气温度目标值，并且接合可控涡轮增压器(例如将高于标称背压的压力引发至发动机102)来协助提升排气温度。可控涡轮增压器可为可变几何涡轮增压器和/或可控废气门涡轮增压器。
一组示例性实施方式包括具有带专用EGR缸的内燃机的***，其中，专用EGR缸包括直接喷射器。该***包括控制器，该控制器解译预热条件，并且响应于该预热条件提供预热操作指令。该直接喷射装置响应于预热操作指令。下面将对该***的某些其他实施方式进行描述。
示例性***包括专用EGR缸，该专用EGR缸为选择性专用EGR缸。示例性预热操作指令包括产生期望量的H2、未燃HC和/或CO的预定的喷射定时、延迟喷射定时、分层喷射定时和/或预定的富油量。示例性***包括具有非专用EGR缸的发动机，其中，该非专用EGR缸包括非直接喷射器、端口燃料喷射部和/或缺乏直接喷射部。示例性***包括发动机，该发动机在非专用EGR缸中具有相对于一个或多个专用EGR缸不同的AFR。示例性***包括具有端口燃料喷射部的一个或多个专用EGR缸，其中，端口燃料喷射器在预热条件期间不工作。示例性***包括具有端口燃料喷射部的一个或多个专用EGR缸，其中，端口燃料喷射器和直接喷射器都在预热条件期间提供燃料。示例性***包括一个或多个专用EGR缸的进气部，该进气部与一个或多个非专用EGR缸的一个或多个进气部隔开。示例性***包括预热条件，该预热条件为包括冷启动条件、低催化剂温度条件、低发动机温度条件、低发动机冷却剂温度条件和/或低发动机油温度条件的条件。示例性***包括在预热条件期间作为专用EGR缸操作的选择性专用EGR缸。另一示例性***包括控制器，该控制器还响应于预热条件和/或接近结束的预热条件提供过渡操作指令。
另一组示例性实施方式为包括具有多个缸的内燃机的***，其中，多个缸中的至少一个为专用EGR缸，其中，专用EGR缸包括EGR排量容积，并且不是专用EGR缸的缸都具有不同于EGR排量容积的排气缸排量容积。下面将对该示例性***的某些其他实施方式进行描述。
示例***还包括解译目标EGR分数的控制器，该控制器响应于该目标EGR分数提供可变排量指令，其中，该***还包括可变排量装置，该可变排量装置可操作地联接至专用EGR缸并且响应于可变排量指令。示例性***包括可变排量装置，该可变排量装置为斜盘装置、摇摆盘装置、Z曲柄轴装置和/或基于凸轮的曲柄轴。示例性***包括为缸截止装置的可变排量装置。
又一组示例性实施方式为包括具有多个缸的内燃机的***，多个缸中的至少一个为专用EGR缸，其中，专用EGR缸包括EGR冲程，以及其中，不是专用EGR缸的缸包括排气循环冲程。该***包括彼此不同的EGR冲程和排气循环冲程。示例性***包括可选择地与排气循环冲程相同或不同的EGR冲程循环。另一示例性***包括解译目标EGR分数的控制器，该控制器响应于该目标EGR分数选择EGR冲程循环。示例性***还包括解译发动机操作条件的控制器，该控制器响应于该发动机操作条件选择EGR冲程循环。示例性***包括一个以上的专用EGR缸，其中，所有专用EGR缸或专用EGR缸的一个子集采用EGR冲程。示例性***包括一个或多个EGR缸和/或控制器，其中，该一个或多个EGR缸以2冲程模式、4冲程模式、在2冲程模式与4冲程模式之间可选的模式操作，该控制器在2冲程模式与4冲程模式之间调整该一个或多个EGR缸以生成可选择的时间平均EGR比率。
另一示例性***包括具有多个缸的内燃机，该多个缸中的至少一个缸为专用EGR缸，其中，该***包括用于提供与通过专用EGR缸与总缸数的比例限定的分数不同的EGR分数的装置。例如，在6个缸中的两个缸为专用EGR缸的情况下，示例性***包括用于提供除2/6之外的EGR分数的装置。本文中描述了用于提供与通过专用EGR缸与总缸数的比例限定的分数不同的EGR分数的示例性的和非限制性的方式。然而，本文中还考虑了整个公开中所描述的任何方式。示例性的和非限制性的方式包括用于调整阀定时的硬件和操作、用于调整冲程的形状和/或长度的硬件和操作、用于专用EGR缸在2冲程操作与4冲程操作之间可选择地改变的硬件和操作、用于在正常操作与专用EGR操作之间调整缸的硬件和操作和/或用于改变专用EGR缸中的燃料供给量的硬件和操作。
又一组示例性实施方式为一种包括以下操作的方法，这些操作为：解译由专用EGR缸产生的氢量；响应于该氢量确定用于专用EGR缸的燃料量；以及响应于所确定的燃料量为专用EGR缸供给燃料。下面对一种方法的进一步示例性操作进行描述。
示例性方法包括：通过解译包括专用EGR缸的内燃机的排气流中的CO量来解译氢量；解译用于包括该专用EGR缸的内燃机的燃料组成值；和/或解译用于包括该专用EGR缸的内燃机的燃料质量值。
又一组示例性实施方式为包括内燃机和稀释燃烧特征的***，其中，内燃机具有多个缸，该多个缸中的至少一个为专用EGR缸，稀释燃烧特征在专用EGR缸中在低流体质量条件下提供点火。示例性稀释燃烧特征包括但不限于：长持续时间火花式***、柴油微引导***、激光点火***和/或预燃室点火***。预燃室点火***可包括可操作地联接至该预燃室点火***的火花***、燃料喷射***和/或加热器***。
在某些其他实施方式中，一个***包括响应于专用EGR缸中的低流体质量条件以稀薄AFR操作专用EGR缸的控制器。示例性稀薄AFR值包括但不限于在1.17与1.5之间(包括1.17和1.5)的lambda(λ)值。在某些实施方式中，示例性***包括解译EGR目标值的控制器，该控制器响应于该EGR目标值以稀薄AFR操作专用EGR缸。
又一组示例性实施方式为包括压缩点火式内燃机和控制器的***，其中，压缩点火式内燃机具有多个缸，其中，该多个缸中的至少一个为专用EGR缸，该控制器解译目标EGR分数，并且响应于该目标EGR分数调整专用EGR缸中的燃料供给量。示例性***还包括控制器，该控制器响应于专用EGR缸中的燃料量调整专用EGR缸中的燃料供给定时，其中，该专用EGR缸具有相对于一个或多个不是专用EGR缸的缸中的燃料供给量的幅度差。示例性***包括进气阀，该进气阀流体联接至一个或多个专用EGR缸，并且与一个或多个不是专用EGR缸的缸流体隔离开。示例性***包括响应于目标EGR分数调整进气阀的控制器。示例***包括解译EGR组成值并响应于该EGR组成值进一步调整进气阀的控制器。
另一示例性***包括EGR阀，该EGR阀在发动机的进气部与发动机的排气部之间选择性地导向来自专用EGR缸的流。示例性***还包括发动机的排气部，该发动机的排气部在涡轮增压器的上游位置和/或涡轮增压器的下游位置处接纳专用EGR流。示例***还包括解译发动机响应请求值的控制器，该控制器响应于超过瞬态操作阈值的发动机响应请求值将来自专用EGR缸的流导向发动机的排气部，从而提高流向发动机的排气部的、来自专用EGR缸的总流的分数。示例性***还包括解译发动机响应请求值的控制器，该控制器对发动机响应请求值超过瞬态操作阈值作出响应，将来自专用EGR缸的流导向发动机的排气部。示例性***包括解译排气温度目标值的控制器，该控制器响应于该排气温度目标值降低专用EGR缸中的燃料供给量。示例***包括解译排气温度目标值的控制器，该控制器响应于该排气温度目标值消除专用EGR缸中的供油量。示例***包括响应于提高的排气温度目标值降低和/或消除专用EGR缸中的燃料供给。示例性***包括EGR冷却器以及用于利用该EGR冷却装置来协助提升排气温度的装置。示例性***还包括可控涡轮增压器以及用于利用该可控涡轮增压器来协助提升排气温度的装置。示例性可控涡轮增压器包括VGT和/或可控废气门。
虽然已经在附图和以上描述中详细示出并描述了本发明，但是该描述在性质上应被视为说明性的而非限制性的，应理解的是，仅示出并描述了某些示例性实施方式。本领域技术人员应理解的是，示例性实施方式中可进行很多修改而实质上不背离本发明。因此，如权利要求所限定，所有这些修改均旨在包括于本公开的范围内。
在阅读权利要求时，当使用“一(a)”，“一(an)”，“至少一个”，或“至少一部分”时，除非在权利要求有具体相反的说明，并不旨在将权利要求限制为仅此一项。当使用语言“至少一部分”和/或“一部分”时，除非具体说明为相反，否则该物体可包括一部分和/或整个物体。

Claims (22)

1.一种内燃机***，其包括：
内燃机，具有多个缸；
所述多个缸中的至少一个包括专用EGR缸；
其中，所述专用EGR缸包括EGR排量容积，其中，所述多个缸中不是专用EGR缸的缸各自包括排气缸排量容积，其中，所述EGR排量容积与所述排气缸排量容积不同；以及
控制器，所述控制器构造成解译目标EGR分数的控制器，并响应于所述目标EGR分数提供可变排量指令，所述***还包括可变排量装置，所述可变排量装置被可操作地联接至所述专用EGR缸，并且响应于所述可变排量指令。
2.如权利要求1所述的***，其中，所述可变排量装置包括从以下装置中选择的装置：斜盘装置、摇摆盘装置、Z曲柄轴装置和基于凸轮的曲柄轴。
3.如权利要求1所述的***，其中，所述***还包括多个专用EGR缸，其中，所述可变排量装置包括缸截止装置。
4.一种内燃机***，其包括：
压缩点火式内燃机，具有多个缸；
所述多个缸中的至少一个包括专用EGR缸；
控制器，被构造成解译目标EGR分数，并且响应于所述目标EGR分数调整所述专用EGR缸中的燃料供给量并提供可变排量指令，所述***还包括可变排量装置，所述可变排量装置被可操作地联接至所述专用EGR缸，并且响应于所述可变排量指令。
5.如权利要求4所述的***，其中，所述控制器还被构造成响应于所述专用EGR缸中的燃料供给量调节所述专用EGR缸中的燃料供给定时，其中，所述专用EGR缸中的燃料供给量相对于所述多个缸中不是专用EGR缸的缸中的燃料供给量具有不同幅度。
6.如权利要求4所述的***，还包括进气阀，所述进气阀流体联接至一个或多个所述专用EGR缸，并且与多个缸中不是专用EGR缸的缸流体隔开。
7.如权利要求6所述的***，其中，所述控制器还被构造成响应于所述目标EGR分数调整所述进气阀。
8.如权利要求7所述的***，其中，所述控制器还被构造成解译EGR组成值，并且进一步响应于所述EGR组成值调整所述进气阀。
9.如权利要求4所述的***，还包括EGR阀，所述EGR阀被构造成在所述内燃机的进气部与所述内燃机的排气部之间选择性地导向来自所述专用EGR缸的流。
10.如权利要求9所述的***，其中，所述内燃机的排气部包括涡轮排气部上游的位置和所述涡轮排气部下游的位置之一。
11.如权利要求9所述的***，其中，所述控制器还被构造成解译内燃机响应请求值，并且所述控制器响应于超过瞬态操作阈值的内燃机响应请求值将来自所述专用EGR缸的流导向至所述内燃机的排气部，从而增大流向所述内燃机的排气部的、来自所述专用EGR缸的总流的分数。
12.如权利要求9所述的***，其中，所述控制器还被构造成解译内燃机响应请求值，并且所述控制器响应于超过瞬态操作阈值的内燃机响应请求值将来自所述专用EGR缸的流导向至所述内燃机的排气部。
13.如权利要求9所述的***，其中，所述控制器还被构造成解译排气温度目标值，并且所述控制器响应于所述排气温度目标值来减小所述专用EGR缸中的燃料供给量。
14.如权利要求13所述的***，其中，所述减小所述专用EGR缸中的燃料供给量响应于提升的排气温度目标值。
15.如权利要求13所述的***，还包括EGR冷却器，以及用于利用所述EGR冷却器来协助提升所述排气温度的装置。
16.如权利要求13所述的***，还包括可控涡轮增压器，以及用于利用所述可控涡轮增压器来协助提升所述排气温度的装置。
17.如权利要求16所述的***，其中，所述可控涡轮增压器包括VGT和可控废气门之一。
18.如权利要求9所述的***，其中，所述控制器还被构造成解译排气温度目标值，并且所述控制器响应于所述排气温度目标值来消除所述专用EGR缸中的燃料供给量。
19.如权利要求18所述的***，其中，所述消除所述燃料供给量响应于提升的排气温度目标值。
20.如权利要求19所述的***，还包括EGR冷却器，以及用于利用所述EGR冷却器来协助提升所述排气温度的装置。
21.如权利要求19所述的***，还包括可控涡轮增压器，以及用于利用所述可控涡轮增压器来协助提升所述排气温度的装置。
22.如权利要求21所述的***，其中，所述可控涡轮增压器包括VGT和可控废气门之一。
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