發(fā)動機系統(tǒng)內(nèi)的一個或多個傳感器16的輸入做出控制決定，且可以基于控制決定控制致動器83。例如，控制器12可以將計算機可讀指令存儲在存儲器中，且致動器83可以經(jīng)由指令的執(zhí)行來控制。示例傳感器包括MAP傳感器24、MAF傳感器49、排氣溫度傳感器128和排氣壓力傳感器129以及排氣氧傳感器51。示例致動器包括節(jié)氣門20、燃料噴射器66、進氣門62和排氣門64-66。如在圖2_3中所描述的，可以包括附加傳感器和致動器?？刂破?2中的存儲介質(zhì)只讀存儲器可以通過表示由處理器可執(zhí)行的指令的計算機可讀數(shù)據(jù)來編程，從而執(zhí)行下面描述的方法，以及被期望但未具體列出的其它變體。在此參考圖4，其描述示例方法。
[0039]圖2示出在不同操作模式期間從專用EGR汽缸組到發(fā)動機中不同位置的排氣流的詳細(xì)實施例200。因此，先前圖1中引進的組件被類似地編號。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，描述的實施例看起來示出了專用EGR汽缸(汽缸4)在物理上與其余的發(fā)動機汽缸(汽缸1-3)分離，這意味著表示功能的區(qū)別。因此，汽缸可以實際上被連續(xù)地布置在發(fā)動機缸體(engine block)上，如圖1所圖示說明的。然而，在替換的示例中，專用發(fā)動機汽缸組可以在物理上與其余的發(fā)動機汽缸分開，諸如，在不同的排(bank)上或完全分開的發(fā)動機上。
[0040]實施例200示出發(fā)動機10，其具有進氣歧管25和排氣歧管36，渦輪增壓器，該渦輪增壓器包括經(jīng)由軸通過排氣渦輪76驅(qū)動的進氣壓縮機74 ;和增壓空氣冷卻器78，該增壓空氣冷卻器78處于如實線所示的預(yù)節(jié)氣門位置或替換地整合到如由虛線所示的后節(jié)氣門位置的進氣歧管。第一專用EGR汽缸組18 (本文為氣缸數(shù)字4)包括進氣門62和第一排氣門64、第二排氣門65和第三排氣門66中的每個。進氣門62將來自進氣壓縮機的上游的進氣空氣取得到第一汽缸組18內(nèi)或替換地可以從進氣歧管25取得升壓空氣。
[0041]第一管道57使第一汽缸組的第一排氣門64耦接至進氣壓縮機下游的進氣歧管。第一管道可以被包括在EGR通道54內(nèi)。在此，EGR還被傳送至進氣節(jié)氣門20的下游。以此方式，專用EGR汽缸組經(jīng)配置以在CAC未整合到進氣歧管時經(jīng)由第一排氣門和第一管道將熱EGR再循環(huán)至后壓縮機位置處的發(fā)動機進氣口，且經(jīng)由第一排氣門和第一管道將冷卻的EGR再循環(huán)至后壓縮機位置處的發(fā)動機進氣口。在一個示例中，第一排氣門可以在第一操作模式期間在較低的發(fā)動機負(fù)荷和升壓壓力下選擇性地打開以經(jīng)由第一管道向發(fā)動機提供熱EGR。通過將較小容積的熱EGR(或在具有整合的CAC的配置中的冷卻的EGR)傳送至壓縮機下游的發(fā)動機，EGR填充被加速且EGR誤差在瞬變期間被減小。此外，熱(或冷卻的)EGR被傳送到靠近期望的位置。替換地，EGR冷卻器52可以被包括在通道57中和/或CAC 78可以被整合到進氣歧管25中，從而允許冷卻的EGR被傳送至后壓縮機。
[0042]第二管道55使第一汽缸組的第二排氣門65耦接至進氣壓縮機上游的空氣進氣口。第二管道還可以被包括在EGR通道54內(nèi)且可以被安排為至少部分鄰接第一管道57。在此，EGR還被傳送至進氣節(jié)氣門20的上游。以此方式，專用EGR汽缸組經(jīng)配置以經(jīng)由第二排氣門和第二管道將冷卻的EGR再循環(huán)至前壓縮機位置處的發(fā)動機進氣口。EGR可以經(jīng)由CAC在預(yù)節(jié)氣門位置處(當(dāng)CAC未被整合時)或在后節(jié)氣門位置處(當(dāng)CAC被整合時)冷卻。在一個示例中，第二排氣門可以在第二操作模式期間在較高的發(fā)動機負(fù)荷和升壓壓力下選擇性地打開以經(jīng)由第二管道向發(fā)動機提供冷卻的低壓EGR。通過將冷卻的EGR傳送到壓縮機上游的發(fā)動機，存在較大的混合長度，從而在升壓操作期間允許EGR到發(fā)動機汽缸的更均勻分布并避免壓縮機喘振問題。
[0043]第三管道56使第一汽缸組的第三排氣門66耦接至排放控制設(shè)備的排氣催化劑192的上游位置處的排氣歧管。第三管道還可以被包括在EGR通道54內(nèi)，但可以被布置為偏移于第一管道55和第二管道57。在圖2的實施例中，管道56被耦接在渦輪76的下游，雖然在替換的示例中，諸如圖1所示的示例中，管道56可以被耦接在渦輪76的上游。以此方式，專用EGR汽缸組經(jīng)配置以將排氣傳送至排氣催化劑，從而加速催化劑加熱和/或大體上不提供發(fā)動機充氣稀釋。在一個示例中，第三排氣門可以在第三操作模式期間選被擇性地打開以在發(fā)動機冷啟動期間不向發(fā)動機提供EGR。將排氣路由至預(yù)渦輪位置還可以提高發(fā)動機的升壓性能。
[0044]凸輪輪廓轉(zhuǎn)換設(shè)備致動器可以被耦接至第一汽缸組的第一、第二和第三排氣門中的每個。具有計算機可讀指令的控制器可以被包括在發(fā)動機系統(tǒng)中且可以配置有代碼(code)，該代碼在第一汽缸組的排氣沖程期間基于發(fā)動機負(fù)荷、升壓壓力和發(fā)動機充氣稀釋中的一個或多個調(diào)整第一、第二和第三排氣門中的每個排氣門的打開正時。例如，該調(diào)整可以包括:在較低的發(fā)動機負(fù)荷和升壓壓力下，在第一汽缸組的排氣沖程期間且在閉合第二和第三排氣門之前，打開和閉合第一排氣門。該調(diào)整可以進一步包括:在較高的發(fā)動機負(fù)荷和升壓壓力下，在閉合第一和第三排氣門之前，打開和閉合第二排氣門。更進一步地，該調(diào)整可以包括:在發(fā)動機冷啟動期間，在閉合第一和第二排氣門之前，打開和閉合第三排氣門。在此，控制器可以基于發(fā)動機充氣稀釋需求調(diào)整第一和第二排氣門中的每個的打開持續(xù)時間同時基于耦接到排氣歧管的排氣催化劑的溫度調(diào)整第三排氣門的打開持續(xù)時間。例如，第一和第二排氣門的打開持續(xù)時間可以隨發(fā)動機充氣稀釋需求的增加而增加，而當(dāng)排氣催化劑溫度降低到閾值之下時，第三排氣門的打開持續(xù)時間增加。
[0045]排氣門的打開正時可以被調(diào)整，使得在氣門操作之間無重疊或具有至少部分重疊。通過調(diào)整氣門打開正時，氣門打開的持續(xù)時間以及排氣門之間的正時重疊、EGR傳送率和EGR傳送位置可以隨發(fā)動機工況的變化而變化。這允許EGR被傳送到前壓縮機位置和后壓縮機位置中的每個同時至少基于發(fā)動機負(fù)荷和升壓壓力改變位置之間的EGR傳送率且同時滿足發(fā)動機充氣稀釋要求。例如，在較高的發(fā)動機負(fù)荷和升壓壓力狀態(tài)期間，EGR的較大部分可以被傳送至前壓縮機位置同時EGR的較小部分被傳送至后壓縮機位置。作為另一個示例，在較低的發(fā)動機負(fù)荷和升壓壓力狀態(tài)期間，EGR的較大部分可以被傳送至后壓縮機位置同時EGR的較小部分被傳送至前壓縮機位置。
[0046]現(xiàn)參考圖3，其描述包含多個汽缸(如圖1-2所示)的內(nèi)燃發(fā)動機10的一個汽缸。發(fā)動機10包括燃燒室30和汽缸壁132，該汽缸壁132具有位于其中的且被連接至曲軸40的活塞136。飛輪97和環(huán)形齒輪99被耦接至曲軸40。起動機96包括小齒輪軸98和小齒輪95。小齒輪軸98可以選擇地使小齒輪95前進以嚙合環(huán)形齒輪99。起動機96可以直接地安裝至發(fā)動機的前部或發(fā)動機的后部。在一些示例中，起動機96可以選擇地經(jīng)由皮帶或鏈條向曲軸40施加轉(zhuǎn)矩。在一個示例中，當(dāng)起動機96未接合至發(fā)動機曲軸時，其處于基態(tài)。
[0047]燃燒室30被示出為經(jīng)由相應(yīng)的進氣門152和排氣門154與進氣歧管144和排氣歧管148連通。每個進氣門和排氣門可以由進氣凸輪151和排氣凸輪153獨立地操作。進氣門調(diào)整器85使進氣門152的相位相對于曲軸40的位置提前或延遲。附加地，進氣門調(diào)整器85可以增加或減小進氣門升程量。排氣門調(diào)整器83使排氣門154相對于曲軸40的位置提前或延遲。進一步地，排氣門調(diào)整器83可以增加或減小排氣門升程量。進氣凸輪151的位置可以由進氣凸輪傳感器155確定。排氣凸輪153的位置可以由排氣凸輪傳感器157確定。在燃燒室30是專用EGR汽缸的一部分的情況下，氣門152和154的正時和/或升程量可以獨立于其它發(fā)動機汽缸而被調(diào)整，使得專用EGR汽缸的汽缸空氣充氣可以相對于其它發(fā)動機汽缸增加或減小。以此方式，施加到發(fā)動機汽缸的外部EGR可以超過汽缸充氣質(zhì)量的25%。外部EGR是栗出汽缸的排氣門且經(jīng)由汽缸進氣門返至汽缸的排氣。進一步地，不同于EGR汽缸，汽缸的內(nèi)部EGR量可以獨立于專用EGR汽缸，通過調(diào)整那些相應(yīng)汽缸的氣門正時而被調(diào)整。內(nèi)部EGR是在燃燒事件之后仍然在汽缸中的排氣且是在隨后的燃燒事件期間汽缸中的一部分混合物。
[0048]燃料噴射器66被示出為被定位以將燃料直接噴射至汽缸30內(nèi)，這是為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的直接噴射。替換地，燃料可以被噴射至進氣道，這是為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的進氣道噴射。在一些示例發(fā)動機配置中，一個或多個發(fā)動機汽缸可以接收來自直接燃料噴射器和進氣道燃料噴射器兩者的燃料。
[0049]在一個示例中，燃料噴射器166可以是選擇性停用的燃料噴射器。因此，通過停止到指定汽缸的燃料，發(fā)動機汽缸可以被選擇性地停用。在一些實施例中，通過切斷空氣而不是或除了切斷燃料，專用EGR汽缸可以被選擇性地停用。例如，專用EGR汽缸的進氣門和排氣門中的一個可以被停用，而不是兩者都被停用。通過停用進氣門或排氣門，汽缸的栗送工作可以被增加。最大化專用EGR汽缸的栗送工作還可以包括調(diào)整凸輪相位、氣門升程、進氣道節(jié)氣門或充氣運動控制設(shè)備的位置等。
[0050]進氣歧管44被示出為與可選電子節(jié)氣門162連通，電子節(jié)氣門162調(diào)整節(jié)流板164的位置以控制從進氣口 42到進氣歧管144的空氣流。在一些示例中，節(jié)氣門162和節(jié)流板164可以位于進氣門152和進氣歧管144之間，使得節(jié)氣門162是進氣道節(jié)氣門。駕駛員需求轉(zhuǎn)矩可以由加速器踏板傳感器184感測的加速器踏板180的位置來確定。當(dāng)駕駛員的腳182操作加速器踏板180時，駛員需求轉(zhuǎn)矩的電壓或電流指示是來自加速器踏板傳感器184的輸出。
[0051]響應(yīng)于控制器12，無分電器(distributorless)點火系統(tǒng)88經(jīng)由火花塞92向燃燒室30提供點火火花。通用排氣氧(HEG0)傳感器126被示出為耦接至催化轉(zhuǎn)換器170上游的排氣歧管48。替換地，雙態(tài)排氣氧傳感器可以替代UEG0傳感器126。
[0052]在一個示例中，轉(zhuǎn)換器170可以包括多個催化劑磚。在另一個示例中，可以使用多個排放控制設(shè)備，其中每個具有多個磚(brick)。在一個示例中，轉(zhuǎn)換器170可以是三元催化劑。
[0053]控制器12在圖3中被示為常規(guī)微型計算機，其包括:微處理器單元102、輸入/輸出端口 104、(非臨時性)只讀存儲器106、隨機存取存儲器108、?；畲鎯ζ?10和常規(guī)數(shù)據(jù)總線?？刂破?2被示出為接收來自被耦接到發(fā)動機10的傳感器的各種信號，除了前面討論的這些信號，其還包括:來自耦接到冷卻套管113的溫度傳感器112的發(fā)動機冷卻液溫度(ECT);來自耦接至進氣歧管44的壓力傳感器122的發(fā)動機歧管壓力(MAP)的測量值；來自霍爾效應(yīng)傳感器118的感測曲軸40位置的發(fā)動機位置傳感器；從傳感器119進入發(fā)動機的空氣質(zhì)量測量值；和來自傳感器158的節(jié)氣門位置的測量值。大氣壓力還可以被感測(未示出傳感器)，用于由控制器12處理。在本描述的優(yōu)選方面，發(fā)動機位置傳感器115每曲軸旋轉(zhuǎn)一次產(chǎn)生預(yù)定數(shù)量的等間隔脈沖，其中發(fā)動機轉(zhuǎn)速(RPM)可以根據(jù)所述預(yù)定數(shù)量的等間隔脈沖確定。
[0054]在操作期間，發(fā)動機10內(nèi)的每個汽缸通常經(jīng)歷四沖程循環(huán):循環(huán)包括進氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程和排氣沖程。在進氣沖程期間，通常排氣門154閉合和進氣門152打開?？諝饨?jīng)由進氣歧管44被引入燃燒室30，且活塞136移至汽缸的底部，以便增加燃燒室30內(nèi)的容積?；钊?