本說明書總體涉及用于在排氣熱交換器處的排氣熱回收的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

發(fā)動機可被配置有用于回收在內(nèi)燃發(fā)動機處產(chǎn)生的排氣的熱的排氣熱回收系統(tǒng)。通過排氣熱交換器系統(tǒng)將熱從熱排氣傳遞到冷卻劑?？衫脕碜匝h(huán)通過排氣熱交換器的冷卻劑的熱，用于諸如加熱汽缸蓋和使乘客艙室變暖的功能，從而提高發(fā)動機效率和乘客舒適性。在混合動力電動車輛中，通過使發(fā)動機溫度保持更長，排氣熱的回收提高燃料經(jīng)濟性，由此在電動模式下允許更快的發(fā)動機關(guān)閉和車輛的延長的使用。

排氣熱也可以在排氣再循環(huán)(egr)冷卻器處被取回。egr冷卻器可以被耦接至egr遞送系統(tǒng)，以使再循環(huán)的排氣在被輸送至進氣歧管之前，其溫度降下來。egr可被用來減少排氣nox排放。另外，egr可以被用來幫助減少低負載下的節(jié)流損失，并改善爆震容限。

提供了用于排氣熱回收和egr冷卻的各種方法。在一個示例中，在排氣通道中的排氣催化劑的上游位置處設(shè)置導(dǎo)流閥。在冷啟動期間，熱排氣在導(dǎo)流閥處經(jīng)由egr通道轉(zhuǎn)向到egr冷卻器，其中熱被傳遞到發(fā)動機冷卻劑。隨后，排氣在穿過egr冷卻器之后在排氣流方向上在導(dǎo)流閥下游但在排氣催化劑上游的位置處返回到排氣通道。

但是，本文的發(fā)明人已經(jīng)認識到上述方法的潛在缺點。作為一個示例，在排氣催化劑之前封裝egr通道、導(dǎo)流閥和回流管會是困難的。此外，在冷啟動條件期間，將排氣轉(zhuǎn)向到egr冷卻器可延遲排氣催化劑預(yù)熱，并因此延遲起燃。另外，導(dǎo)流閥在未冷卻的環(huán)境中操作，這可導(dǎo)致耐久性問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本文的發(fā)明人已經(jīng)確定了可至少部分地解決上述問題的方法。在一個示例中，一種用于發(fā)動機的方法包括：在冷啟動條件期間，在排氣催化劑的起燃之前，使從每個發(fā)動機汽缸的第一排氣門抽吸的排氣流動到排氣催化劑，同時繞過/旁路(bypass)熱交換器；以及在排氣催化劑的起燃之后，使從每個發(fā)動機汽缸的第二排氣門抽吸的排氣流動到熱交換器，并且在熱交換器處將排氣熱傳遞到發(fā)動機冷卻劑。以這種方式，可實現(xiàn)冷卻劑預(yù)熱，而不延遲排氣催化劑起燃。因此，可增大發(fā)動機效率，同時減少發(fā)動機排放。

作為一個示例，發(fā)動機系統(tǒng)可被配置有接收來自每個發(fā)動機汽缸的第一排氣門的排氣的第一排氣歧管，以及接收來自每個汽缸的第二排氣門的排氣的第二排氣歧管。此外，熱交換器可包括在第二排氣歧管內(nèi)，并且egr閥可位于熱交換器的下游，用于調(diào)節(jié)從熱交換器的下游到進氣歧管中的排氣再循環(huán)。當(dāng)排氣催化劑溫度低于起燃溫度時，可從第一排氣門抽吸排氣，并且將所述排氣繞過熱交換器經(jīng)由第一排氣歧管遞送到排氣催化劑。在起燃之后，如果發(fā)動機冷卻劑溫度低于閾值，則可從第二排氣門抽吸排氣并將其遞送到熱交換器，其中排氣熱被傳遞到發(fā)動機冷卻劑用于預(yù)熱。此外，當(dāng)發(fā)動機冷卻劑低于閾值時，為了減少在排氣碰撞到冷卻器發(fā)動機部件時可發(fā)生的排氣冷凝，可不提供egr。因此，在冷啟動條件期間，egr閥可被關(guān)閉，并且來自熱交換器下游的排氣可經(jīng)由回流通道(returnpassage)返回到排氣催化劑。

以這種方式，通過繞過熱交換器，并且將排氣直接遞送到排氣催化劑，可加速催化劑起燃。在催化劑起燃后，通過將排氣直接引導(dǎo)到熱交換器，也可加速發(fā)動機預(yù)熱。此外，通過在實現(xiàn)發(fā)動機預(yù)熱之前不提供egr，可減少排氣的冷凝。

應(yīng)當(dāng)理解，提供以上概述是為了以簡化的形式介紹一些選擇的概念，這些選擇的概念在具體實施方式中被進一步描述。這并不意味著確定所要求保護的主題的關(guān)鍵或基本特征，要求保護的主題的范圍被隨附權(quán)利要求唯一地限定。此外，要求保護的主題不限于解決在上面或在本公開的任何部分中提及的任何缺點的實施方式。

附圖說明

圖1a示出根據(jù)本公開的實施例的具有包括熱交換器和被配置為可變閥的egr閥的分流(split)排氣歧管的自然吸氣發(fā)動機系統(tǒng)的示意圖。

圖1b示出根據(jù)本公開的另一個實施例的具有包括熱交換器和被配置為三位閥的egr閥的分流排氣歧管的自然吸氣發(fā)動機系統(tǒng)的示意圖。

圖2示出圖1a或圖1b的發(fā)動機系統(tǒng)的燃燒室的示意圖。

圖3示出圖示說明可實施用于基于發(fā)動機工況控制通過分流排氣歧管的排氣流的示例方法的流程圖。

圖4示出圖示說明待結(jié)合圖3使用的可實施用于增加到第一排氣催化劑的排氣流的示例方法的流程圖。

圖5示出圖示說明待結(jié)合圖3使用的可實施用于增加到熱交換器的排氣流的示例方法的流程圖。

圖6示出圖示說明待結(jié)合圖3使用的可實施用于基于egr需求在發(fā)動機預(yù)熱操作期間調(diào)整通過分流排氣歧管的排氣流的示例方法的流程圖。

圖7示出根據(jù)本公開的第一實施例的描繪用于控制通過分流排氣歧管的egr流和排氣流的第一排氣門、第二排氣門和egr閥的示例調(diào)整的映射圖。

圖8示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的描繪用于控制用于控制通過分流排氣歧管的egr流和排氣流的第一排氣門、第二排氣門和被配置為三位閥的egr閥的示例調(diào)整的映射圖。

圖9示出根據(jù)本公開的第三實施例的描繪用于控制通過分流排氣歧管的egr流和排氣流的第一排氣門、第二排氣門和egr閥的示例調(diào)整的映射圖。

具體實施方式

以下描述涉及系統(tǒng)和方法，其用于控制包括分流排氣歧管的發(fā)動機系統(tǒng),諸如圖1a、圖1b和圖2的發(fā)動機系統(tǒng)中的排氣流，以便在改善發(fā)動機預(yù)熱和減少發(fā)動機系統(tǒng)中的排氣冷凝的同時加速排氣催化劑起燃。具體地，在起燃之前和在冷啟動條件期間，經(jīng)由每個發(fā)動機汽缸的第一排氣門和第一歧管可將全部或大部分排氣流引導(dǎo)到排氣催化劑，用于更快的起燃，并且到位于第二不同的排氣歧管內(nèi)的熱交換器的排氣流可以被旁路。在起燃之后，當(dāng)發(fā)動機冷卻劑溫度低于閾值時，經(jīng)由每個發(fā)動機汽缸的第二排氣門和第二歧管可將全部或大部分排氣流引導(dǎo)到熱交換器，用于更快的冷卻劑預(yù)熱，并且來自熱交換器的冷卻的排氣可隨后返回到排氣催化劑。此外，直到發(fā)動機溫度達到閾值，可不提供排氣再循環(huán)，以便減少發(fā)動機系統(tǒng)和排氣再循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的排氣冷凝。發(fā)動機控制器可被配置成執(zhí)行控制程序，諸如圖3-6中的示例程序，以改變(一個或多個)系統(tǒng)閥的位置，從而分別調(diào)整通過圖1a、圖1b和圖2的系統(tǒng)中的分流排氣系統(tǒng)的排氣流。分別參考圖7-9示出圖1a、圖1b和圖2的系統(tǒng)的示例操作。

圖1a示出可包括在汽車的推進系統(tǒng)中的多汽缸內(nèi)燃發(fā)動機10的示意圖。發(fā)動機10可包括多個燃燒室(即，汽缸)20。在所示的示例中，發(fā)動機10包括以直列式配置布置的四個汽缸。然而，在替代的示例中，發(fā)動機10能夠包括以替代配置，諸如v-6、i-6、v-12、對置4缸、盒裝的等布置的兩個或更多個汽缸，諸如3、5、8、10個或更多個汽缸。

發(fā)動機10的每個汽缸20可被配置成經(jīng)由進氣通道28接收來自進氣歧管27的進氣空氣。進氣通道28可包括位于空氣濾清器60下游的進氣節(jié)氣門62。經(jīng)由通信地耦接到控制器12的節(jié)氣門致動器(未示出)，通過控制系統(tǒng)15可調(diào)整節(jié)氣門62的位置。通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門62，一定量的新鮮空氣可從大氣被引入發(fā)動機10中，并且經(jīng)由進氣通道28在氣壓(或大氣壓力)下或低于氣壓(或大氣壓力)之下被遞送到發(fā)動機汽缸。進氣歧管27可經(jīng)由進氣端口(未示出)耦接到燃燒室。每個進氣端口可將空氣和/或燃料供應(yīng)到其耦接以用于燃燒的汽缸。每個汽缸進氣端口能夠經(jīng)由一個或多個進氣門選擇性地與汽缸連通。在所示的示例中，每個汽缸20被示出具有兩個進氣門i1和i2。在一個示例中，進氣通道可由選擇性地與每個進氣門連通的進氣歧管27形成。在其它實施例中，用于單個汽缸的進氣通道可靠近汽缸分成其間具有壁的兩個相鄰的路徑，通道的每個分流路徑與單個進氣門連通。在另一個示例中，兩個進氣門中的每一個可被控制為在特定發(fā)動機轉(zhuǎn)速下打開，并且因此可通過公共進氣端口與進氣歧管連通。

每個燃燒室可經(jīng)由耦接到其的兩個排氣端口排出燃燒氣體。在所示的示例中，每個汽缸20經(jīng)由第一排氣門e1耦接到第一排氣端口33，并且經(jīng)由第二排氣門e2耦接到第二排氣端口31。每個汽缸的每個排氣端口可通向用于引導(dǎo)排氣的一部分的不同的排氣歧管。在一些實施例中，用于第一氣門和第二氣門的升程輪廓可不同，以引導(dǎo)排氣的第一部分(本文中也稱為泄放(blowdown)部分)和第二后部分(也稱為掃氣(scavenging)部分)到分離的歧管。例如，來自汽缸20中每一個的第一排氣端口33中的每一個可經(jīng)由流道22組合成第一排氣歧管57。類似地，來自汽缸20中每一個的第二排氣端口31中的每一個可經(jīng)由流道24組合成第二排氣歧管59。以這種方式，每個燃燒室20可經(jīng)由第一排氣門e1將燃燒氣體(本文也稱為排氣)排出到第一排氣歧管57中，并且經(jīng)由第二排氣門將所述燃燒氣體排出到第二排氣歧管59中。這種排氣系統(tǒng)在本文中將被稱為“分流排氣系統(tǒng)”，其包括兩個排氣歧管，用于引導(dǎo)排氣的一部分的一個歧管和用于引導(dǎo)排氣的剩余部分的另一個歧管。

發(fā)動機10可包括在公共排氣通道內(nèi)的排氣后處理系統(tǒng)70。排氣后處理系統(tǒng)可包括第一排放控制裝置72和第二排放控制裝置73。在一些示例中，排放控制裝置72可以是三元型催化劑。在其他示例中，第一排放控制裝置72可包括多個柴油氧化催化劑(doc)和選擇性催化還原催化劑(scr)中的一個或多個。類似地，第二排放控制裝置73可以是三元型催化劑。在一些示例中，第二排放控制裝置可包括多個柴油氧化催化劑(doc)和選擇性催化還原催化劑(scr)中的一個或多個。此外，在一個示例中，第一排放控制裝置72和第二排放控制裝置73能夠各自包括多個催化劑磚。在另一個示例中，第一排放控制裝置72和第二排放控制裝置73能夠各自包括多個排放控制裝置，每個排放控制裝置具有多個磚。

排氣可經(jīng)由第一排氣門e1從每個汽缸10流動到第一排氣流道22，并且隨后，在流動到公共排氣通道86中的排氣后處理系統(tǒng)70之前，流動到第一排氣歧管57和第一排氣通道162。因此，經(jīng)由每個第一排氣門e1、第一排氣流道22、第一排氣歧管57、第一排氣通道162和公共排氣通道86可將來自每個汽缸20的排氣遞送到后處理系統(tǒng)70。在經(jīng)過排氣后處理系統(tǒng)70之后，排氣可被引導(dǎo)出去到尾管58。

發(fā)動機10可還包括位于耦接到第二排氣歧管59的第二通道55內(nèi)的熱交換器80。在氣體經(jīng)由回流通道85、公共通道86、排氣后處理系統(tǒng)70和尾管58進入egr通道56或者逸散到大氣之前，冷卻劑可循環(huán)通過熱交換器80，用于有效地冷卻通過它的排氣。來自每個汽缸20的燃燒氣體可經(jīng)由每個汽缸的第二排氣門e2、排氣流道24、第二排氣歧管59和第二排氣道55被遞送到熱交換器80。此外，排氣再循環(huán)(egr)閥82可位于熱交換器80的下游(相對于排氣流的方向的下游)，以調(diào)節(jié)通過egr通道56和熱交換器80的排氣流。可打開egr閥82以準許受控量的排氣到達進氣歧管27，用于期望的燃燒和排放控制性能。

在一個實施例中，如圖1a中所示，egr閥82可被配置為用于計量進入進氣歧管的排氣再循環(huán)流的量的連續(xù)可變閥。當(dāng)egr閥82被配置為可變閥時，排氣的一部分可在egr閥82的所有位置從熱交換器80流動到回流通道85(如箭頭83所示)。在一些示例中，閥82可包括兩個分離的閥，其包括開/關(guān)閥，以阻塞或允許排氣流動到通道85，后面是可變閥，其在從第二排氣門e2到熱交換器80的方向上在開/關(guān)閥的下游，以調(diào)節(jié)排氣到達通道56的流動。

egr閥82的第二實施例在圖1b中示出。轉(zhuǎn)到圖1b，示出了具有包括熱交換器和被配置為三位閥的egr閥的分流排氣歧管的自然吸氣發(fā)動機系統(tǒng)。圖1b的許多元件對應(yīng)于在上面對于圖1a已經(jīng)描述的類似編號的元件；為了簡明起見，將不再次描述這些元件。

如在圖1b所指示，不是被配置為可變egr閥，而是被配置為三位閥的egr閥92可被定位在熱交換器80的下游。具體地，當(dāng)經(jīng)由一個或多個閥致動器(未示出)調(diào)整每個汽缸20的氣門操作，使得第一排氣門e1在第一正時打開，并且第二排氣門e2在第二不同正時打開時，可調(diào)整第二排氣門e2的第二正時，以調(diào)節(jié)排氣再循環(huán)流的量。在這種情況下，當(dāng)?shù)诙龝r用于計量排氣再循環(huán)流時，egr閥92可被配置為三位閥，其可在第一位置、第二位置和第三位置之間移動，從而允許選擇用于排氣流的不同的路徑。在第一位置中，egr閥92可允許來自熱交換器80的所有排氣流動到排氣再循環(huán)通道56，并隨后流動到進氣歧管27。本示例示出處于第一位置的egr閥92。在第二位置中，egr閥92可允許來自熱交換器80的所有排氣流動到回流通道85，并且隨后流動到排氣后處理系統(tǒng)。在第三位置中，egr閥92可阻塞排氣從熱交換器80到排氣再循環(huán)通道56和回流通道85兩者的流動。因此，閥致動器(未示出)可用于基于從控制器12接收的信號將egr閥的位置調(diào)整到第一位置、第二位置或第三位置。替代地，閥92可被配置為兩個分離的閥，其包括第一開/關(guān)閥，以阻塞或允許排氣流動到通道85，后面是第二開/關(guān)閥(即，在從排氣門e2到熱交換器80的排氣流的方向上的第一開/關(guān)閥下游的第二開/關(guān)閥)，以阻塞或允許氣體流動到通道56。這樣，第一閥致動器(未示出)可用于打開或關(guān)閉第一開/關(guān)閥，并且第二閥致動器可用于打開或關(guān)閉第二開/關(guān)閥。

返回到圖1a，如上所述，來自每個汽缸20的排氣可經(jīng)由排氣門e2、流道24、第二排氣歧管59和第二排氣通道55被遞送到熱交換器80，且然后基于egr閥的位置，從熱交換器80被遞送到進氣歧管27和/或排氣后處理系統(tǒng)。排氣也可從每個汽缸20繞過熱交換器80經(jīng)由第一排氣門e1、排氣流道22、第一排氣歧管57、第一排氣通道和公共通道86而流動到排氣后處理系統(tǒng)70。基于發(fā)動機工況，可調(diào)整排氣門e1和e2的操作，以使所有排氣單獨經(jīng)由排氣門e1流動，或者使所有排氣經(jīng)由排氣門e2流動，或者使排氣的一部分經(jīng)由排氣門e1流動，并且使排氣的剩余部分經(jīng)由排氣門e2流動。參考圖3-9將進一步詳細描述調(diào)整排氣門操作的細節(jié)。

以這種方式，經(jīng)由由分流排氣歧管形成的兩個不同的排氣通道，可將離開汽缸的燃燒氣體分離成兩部分。例如，在一個燃燒循環(huán)中，汽缸20的第一排氣門e1可將排氣的第一部分經(jīng)由第一排氣門e1和第一排氣通道162引導(dǎo)到排氣后處理系統(tǒng)70，并且相同汽缸20的第二排氣門e2可將排氣的第二部分經(jīng)由第二通道55引導(dǎo)到熱交換器80。

每個汽缸20被示出與每個汽缸的兩個噴射器74和76耦接。燃料噴射器76被示出直接耦接到每個汽缸，用于與經(jīng)由電子驅(qū)動器從控制器12接收的信號fpw-1的脈沖寬度成比例地將燃料直接噴射在汽缸中。以這種方式，燃料噴射器76將所謂的燃料的直接噴射(下文也稱為“di”)提供到汽缸20中。雖然圖1a和圖1b示出位于汽缸20的一側(cè)的噴射器76，但是它也可替代地位于活塞的頂部，例如靠近火花塞的位置。當(dāng)借助醇基燃料操作發(fā)動機時，由于一些醇基燃料較低的揮發(fā)性，這樣的位置可改善混合和燃燒。替代地，噴射器可位于進氣門的頂部，或者靠近進氣門，從而改善混合。

在將所謂的燃料的進氣道噴射(下文稱為“pfi”)提供到汽缸20上游的進氣端口中的配置中，燃料噴射器74被示出布置在進氣通道27中，而不是在汽缸20中。燃料噴射器74可與經(jīng)由第二電子驅(qū)動器從控制器12接收的信號fpw-2的脈沖寬度成比例地噴射從燃料系統(tǒng)接收的燃料。需注意，單個電子驅(qū)動器可用于兩個燃料噴射系統(tǒng)，或者可使用多個驅(qū)動器。

在替代的示例中，燃料噴射器74和76中的每一個可被配置為用于將燃料直接噴射到汽缸20中的直接燃料噴射器。在另一個示例中，燃料噴射器74和76中的每一個可被配置為用于在進氣門i1和i2的上游噴射燃料的進氣道燃料噴射器。盡管在圖1a和圖1b中未示出，但是，通過包括燃料箱、燃料泵、燃料管線以及燃料軌的燃料系統(tǒng)，燃料可被遞送到燃料噴射器。

在一些示例中，響應(yīng)于控制器12，無分電器點火系統(tǒng)(未示出)可將點火火花提供到耦接到燃燒室20的火花塞(未示出)。

通過包括控制器12的控制系統(tǒng)15和來自車輛操作者經(jīng)由輸入裝置的輸入，可至少部分地控制發(fā)動機10?？刂葡到y(tǒng)15被示出接收來自多個傳感器16(其各種示例在本文被描述)的信息，并且將控制信號發(fā)送到多個致動器81。作為一個示例，傳感器16可包括進口壓力和溫度傳感器，以及位于進氣通道內(nèi)的歧管空氣壓力(map)傳感器。其它的傳感器可包括耦接在進氣通道中節(jié)氣門下游的用于估計節(jié)氣門進口壓力(tip)的節(jié)氣門進口壓力(tip)傳感器，和/或用于估計節(jié)氣門空氣溫度(tct)的節(jié)氣門進口溫度傳感器。下面參照圖2詳述了附加的系統(tǒng)傳感器和致動器。作為另一示例，致動器81可以包括燃料噴射器和節(jié)氣門62?；趯?yīng)于一個或多個程序的在其中編程的指令或代碼，控制器12可接收來自各種傳感器的輸入數(shù)據(jù)，處理輸入數(shù)據(jù)，并且響應(yīng)于處理的輸入數(shù)據(jù)，觸發(fā)致動器。本文參考圖3-6描述示例控制程序，其通過與圖1-2中所示的各種部件的相互作用來進行。

參考圖2，其示出內(nèi)燃發(fā)動機10的單個汽缸的局部視圖200。這樣，先前在圖1a中介紹的部件用相同的附圖標(biāo)記表示且不再重新介紹，并且在圖1a和圖2或圖1b和圖2的一個示例中可組合為公共示例配置，使得關(guān)于圖2描述的部件還可指圖1a或圖1b的系統(tǒng)。

發(fā)動機10被示出具有燃燒室(汽缸)20、冷卻劑套筒214、以及具有定位在其中且連接到曲軸240的活塞236的汽缸壁232。燃燒室20被示出經(jīng)由相應(yīng)的進氣門252和排氣門256與進氣通道146和排氣通道148連通。如先前在圖1a中所述，發(fā)動機10的每個汽缸可沿兩個管道排出燃燒產(chǎn)物。在示出的視圖200中，排氣通道148表示從汽缸通向渦輪的第一排氣端口(諸如圖1和圖1b的排氣端口33)，而通向排氣催化劑的第二排氣管道在該視圖中是不可見的。

同樣，如先前在圖1a中詳述的，發(fā)動機10的每個汽缸可包括兩個(或更多個)進氣門和兩個(或更多個)排氣門。在所示的視圖200中，進氣門252和排氣門256位于燃燒室20的上部區(qū)域。使用包括一個或多個凸輪的相應(yīng)的凸輪致動系統(tǒng)，通過控制器12可控制進氣門252和排氣門256。凸輪致動系統(tǒng)可利用凸輪廓線變換系統(tǒng)(cps)、可變凸輪正時(vct)、可變氣門正時(vvt)、和/或可變氣門升程(vvl)系統(tǒng)中的一個或多個，以改變氣門操作。在所示示例中，每個進氣門252由進氣凸輪251控制，并且每個排氣門256由排氣凸輪253控制。進氣門252和排氣門256的位置可分別由氣門位置傳感器255和257確定。

在替代的實施例中，進氣門和/或排氣門可由電動氣門致動控制。例如，汽缸20可替代地包括經(jīng)由電動氣門致動控制的進氣門，以及經(jīng)由包括cps和/或vct系統(tǒng)的凸輪致動控制的排氣門。在其它實施例中，通過公共的氣門致動器或致動系統(tǒng)，或可變氣門正時致動器或致動系統(tǒng)，可控制進氣門和排氣門。

在一個示例中，進氣凸輪251包括分開且不同的凸輪凸角，其提供用于燃燒室20的兩個進氣門中每一個的不同的氣門廓線(例如，氣門正時、氣門升程、持續(xù)時間等等)。同樣，排氣凸輪253可包括分開且不同的凸輪凸角，其提供用于燃燒室20的兩個排氣門中每一個的不同的氣門廓線(例如，氣門正時、氣門升程、持續(xù)時間等等)。在另一個示例中，進氣凸輪251可包括公共的凸角，或類似的凸角，其提供用于兩個進氣門中每一個的基本上類似的氣門廓線。

另外，用于不同的排氣門的不同的凸輪廓線可用來將在低汽缸壓力下排出的排氣與在排氣壓力下排出的排氣分開。例如，第一排氣凸輪廓線能夠剛好在燃燒室20的做功沖程的bdc(下止點)之前從關(guān)閉位置打開第一排氣門，并且在上止點(tdc)之前很久關(guān)閉相同的排氣門，從而將泄放氣體從燃燒室選擇性地排出。此外，第二排氣凸輪廓線能夠被定位成在排氣沖程的中點附近處從關(guān)閉位置打開第二排氣門，并且在tdc之前關(guān)閉其，從而選擇性地將排氣的掃氣部分排出。

繼續(xù)參照圖2，排氣傳感器226被示出耦接到排氣通道148。傳感器226可被定位在一個或多個排放控制裝置，諸如圖1a和圖1b的裝置72上游的排氣通道中。傳感器226可從用于提供排氣空燃比的指示的各種合適的傳感器中選擇，例如，諸如線性氧傳感器或uego(通用或?qū)捰蚺艢庋?，雙態(tài)氧傳感器或ego(如所示)，hego(加熱的ego)，nox、hc、或co傳感器。下游排放控制裝置可包括三元催化劑(twc)，nox捕集器，各種其它的排放控制裝置，或它們的組合中的一個或多個。

通過位于排氣通道148中的一個或多個溫度傳感器(未示出)，可估計排氣溫度。替代地，基于發(fā)動機工況，諸如轉(zhuǎn)速、負載、空燃比(afr)、火花延遲等等，可推斷排氣溫度。

汽缸20能夠具有壓縮比，其是當(dāng)活塞236在下止點到上止點時的體積比。常規(guī)地，壓縮比在9:1到10:1的范圍中。但是，在使用不同的燃料的一些示例中，可增加壓縮比。例如，這可在使用較高辛烷值燃料或具有較高的汽化的潛焓的燃料時發(fā)生。如果使用直接噴射，由于其對發(fā)動機爆震的影響，則壓縮比也可增加。

在一些實施例中，發(fā)動機10的每個汽缸可包括用于啟動燃燒的火花塞91。在選擇操作模式下，響應(yīng)于來自控制器12的火花提前信號sa，點火系統(tǒng)288能夠經(jīng)由火花塞91將點火火花提供到燃燒室20。但是，在一些實施例中，可省略火花塞91，諸如在發(fā)動機10可通過自點火或通過燃料的噴射啟動燃燒的情況下，如同一些柴油發(fā)動機的情況。

在一些實施例中，發(fā)動機10的每個汽缸可被配置有用于向其提供燃料的一個或多個燃料噴射器。作為非限制示例，汽缸20被示出包括一個燃料噴射器66。燃料噴射器66被示出直接地耦接到燃燒室20，用于與經(jīng)由通電子驅(qū)動器268從控制器12接收的信號fpw的脈沖寬度成比例地將燃料直接地噴射到其中。以這種方式，燃料噴射器66將所謂的燃料的直接噴射(下文也稱為“di”)提供到燃燒汽缸20中。雖然圖2示出噴射器66為側(cè)面噴射器，但是其也可位于活塞的頂部，諸如靠近火花塞91的位置。當(dāng)借助醇基燃料操作發(fā)動機時，由于一些醇基燃料較低的揮發(fā)性，這樣的位置可改善混合和燃燒。替代地，噴射器可位于進氣門的頂部，或者靠近進氣門，從而改善混合。在替代的實施例中，噴射器66可以是進氣道噴射器，其將燃料提供到汽缸20上游的進氣端口中。

燃料可從包括燃料箱、燃料泵和燃料軌的燃料系統(tǒng)8被遞送到燃料噴射器66。替代地，燃料可在較低壓力下通過單級燃料泵被遞送，在該情況下，在壓縮沖程期間，直接燃料噴射的正時可比如果使用燃料系統(tǒng)更受限。此外，雖然未示出，燃料箱可具有壓力傳感器，其將信號提供到控制器12。燃料系統(tǒng)8中的燃料箱可保持具有不同燃料質(zhì)量，諸如不同的燃料成分的燃料。這些差異可包括不同的含醇量、不同的辛烷值、不同汽化熱、不同的燃料共混物、和/或它們的組合等等。在一些實施例中，燃料系統(tǒng)8可耦接到燃料蒸汽回收系統(tǒng)，燃料蒸汽回收系統(tǒng)包括用于存儲再加燃料和晝間燃料蒸汽的濾罐。當(dāng)滿足清除(purge)條件時，在發(fā)動機操作期間，燃料蒸汽可從濾罐清除到發(fā)動機汽缸。例如，清除蒸汽可在氣壓下或低于氣壓之下經(jīng)由第一進氣通道被自然地吸入汽缸。

控制器12在圖2中被示為微型計算機，其包括：微處理器單元(cpu)102，輸入/輸出端口(i/o)104，用于可執(zhí)行程序和校準值的電子存儲介質(zhì)，其在該具體示例中被示為只讀存儲器(rom)106，隨機存取存儲器(ram)108、?；畲鎯ζ?kam)110，以及數(shù)據(jù)總線。使用計算機可讀數(shù)據(jù)能夠編程存儲介質(zhì)只讀存儲器106，所述計算機可讀數(shù)據(jù)表示通過微處理器102可執(zhí)行的指令，用于執(zhí)行下面所述的方法和程序，以及預(yù)期的但沒有具體列出的其它變型形式。除了先前討論的那些信號，控制器12還可從耦接到發(fā)動機10的傳感器接收各種信號，其包括來自空氣質(zhì)量流量傳感器48的引入的空氣質(zhì)量流量(maf)的測量值；來自排氣催化劑(未示出)內(nèi)的排氣催化劑溫度傳感器的排氣催化劑溫度，來自耦接到冷卻劑套筒214的溫度傳感器212的發(fā)動機冷卻劑溫度(ect)；來自耦接到曲軸240的霍爾效應(yīng)傳感器220(或其它的類型)的表面點火感測信號(pip)；來自節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置(tp)；來自傳感器98的絕對歧管壓力信號(map)，來自ego傳感器226的汽缸afr，以及來自爆震傳感器和曲軸加速傳感器的異常燃燒。通過控制器12可從信號pip產(chǎn)生發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號，rpm。來自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號map可用來提供進氣歧管中的真空或壓力的指示。

基于來自上述傳感器中的一個或多個的輸入，控制器12可調(diào)整一個或多個致動器，諸如燃料噴射器66、節(jié)氣門62、火花塞91、進氣/排氣門和凸輪、egr閥致動器等等?；趯?yīng)于一個或多個程序的在其中編程的指令或代碼，控制器可接收來自各種傳感器的輸入數(shù)據(jù)，處理輸入數(shù)據(jù)，并且響應(yīng)于處理的輸入數(shù)據(jù)而觸發(fā)致動器。后面將參照圖3-6描述示例控制程序。

圖3示出可實施用于調(diào)整通過圖1a或圖1b的排氣旁路組件的排氣流的示例方法300?；诖鎯υ诳刂破鞯拇鎯ζ魃系闹噶畈⑶医Y(jié)合從發(fā)動機系統(tǒng)的傳感器(諸如上面參考圖1a，圖1b和圖2所述的傳感器)接收的信號，通過控制器可執(zhí)行用于實施方法300和包括在本文的其余方法的指令。根據(jù)下面所述的方法，控制器可采用發(fā)動機系統(tǒng)的發(fā)動機致動器以調(diào)整發(fā)動機操作。

在302處，方法300包括估計和/或測量當(dāng)前發(fā)動機工況。所評估的條件可包括，例如排氣催化劑溫度、發(fā)動機冷卻劑溫度、發(fā)動機負載、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、歧管真空、節(jié)氣門位置、排氣壓力等。

在304處，方法300包括確定第一排氣催化劑(諸如在圖1a或圖1b的排氣催化劑72)的第一溫度是否大于第一閾值。例如，當(dāng)車輛發(fā)動機在冷啟動條件下操作時，第一排氣催化劑的第一溫度可低于第一閾值。

如果確認第一溫度不大于第一閾值，則方法300前進到308。在308處，方法300包括旁路至熱交換器(諸如在圖1a或圖1b的熱交換器80)的排氣流，并且經(jīng)由第一排氣歧管(諸如在圖1a或圖1b的第一排氣歧管57)將排氣直接遞送到排氣催化劑。因此，當(dāng)?shù)谝慌艢獯呋瘎┑牡谝粶囟刃∮诘谝婚撝禃r，通過將排氣直接遞送到第一排氣催化劑，可加速排氣催化劑加熱。為了允許排氣繞過熱交換器并將排氣遞送到排氣后處理組件，可調(diào)整每個發(fā)動機汽缸的第一排氣門和每個汽缸的第二排氣門的操作。將相對于圖4進一步詳述調(diào)整每個汽缸的第一排氣門和第二排氣門的細節(jié)。

如果確認第一溫度處于或高于第一閾值(即，如果在304處答案為是)，則方法300前進到306。在306處，方法300包括確定第一排氣催化劑的第一溫度是否大于第二閾值溫度。在一個示例中，第二閾值溫度可以是第一排氣催化劑起燃發(fā)生的起燃溫度。起燃溫度可以是催化劑的催化反應(yīng)充分操作的溫度，例如大于75％的效率。如果第一溫度不大于第二閾值但保持在第一閾值溫度或高于第一閾值溫度，則方法300前進到308。在308處，方法300包括維持當(dāng)前排氣流。當(dāng)前排氣流可以是在第一溫度達到第一閾值溫度之前的最近的時間點或者在第一溫度降低到低于第二閾值溫度之前的最近的時間點的排氣流。維持當(dāng)前排氣流包括維持當(dāng)前發(fā)動機閥操作。當(dāng)前發(fā)動機閥操作可以是在第一溫度達到第一閾值溫度之前的最近的時間點或者在第一溫度降低到低于第二閾值溫度之前的最近的時間點的發(fā)動機閥操作。例如，如果第一排氣溫度從低于第一閾值的最近的溫度增加到處于第一閾值的當(dāng)前溫度，則可維持低于第一閾值的最近的溫度下的排氣流。因此，排氣可在繞過熱交換器的同時繼續(xù)被遞送到第一排氣催化劑。但是，如果第一排氣溫度從高于第二閾值溫度的最近的溫度降低到低于第二閾值溫度的當(dāng)前溫度，則可維持高于第二閾值溫度的最近的溫度下的排氣流。

如果確定第一溫度大于第二閾值，則方法300前進到312。在312處，方法300包括確定發(fā)動機冷卻劑溫度是否大于閾值冷卻劑溫度。在一個示例中，基于從汽缸蓋內(nèi)的溫度傳感器獲得的汽缸蓋溫度，可確定發(fā)動機冷卻劑溫度。在另一個示例中，基于來自位于冷卻劑回路內(nèi)的溫度傳感器的指示，可確定發(fā)動機冷卻劑溫度。

如果確認發(fā)動機冷卻劑溫度小于閾值冷卻劑溫度，則方法300前進到314。閾值冷卻劑溫度可基于艙室加熱需求、期望的汽缸蓋溫度等中的一個或多個。相應(yīng)地，隨著艙室加熱需求增加，閾值冷卻劑溫度可更大。在314處，響應(yīng)于第一溫度高于第二閾值(在排氣催化劑起燃已經(jīng)發(fā)生之后)并且發(fā)動機冷卻劑溫度低于閾值冷卻劑溫度，方法300包括調(diào)整egr閥，諸如在圖1a處的egr閥82，或在圖1b處的egr閥92，并且經(jīng)由熱交換器將排氣遞送到第一排氣催化劑。例如，當(dāng)egr閥被配置為可變egr閥82時，可關(guān)閉egr閥。但是，當(dāng)egr閥被配置為egr閥92時(即，當(dāng)egr閥被配置為三位閥時)，egr閥可被調(diào)整到上面參照圖1b討論的第二位置。在任一種情況下，可調(diào)整egr閥，使得排氣可經(jīng)由熱交換器和回流通道(諸如在圖1的通道85)被遞送到排氣催化劑。

通過在將排氣遞送到第一排氣催化劑之前使排氣流動通過熱交換器，來自排氣的大部分熱能夠經(jīng)由熱交換器被傳遞到發(fā)動機冷卻劑。此外，通過關(guān)閉egr閥，直到發(fā)動機已經(jīng)預(yù)熱到期望的溫度(即，直到發(fā)動機冷卻劑溫度已經(jīng)達到閾值溫度)，可減少進氣歧管中和在包括egr閥和在熱交換器與進氣歧管之間的egr通道的熱交換器下游的排氣再循環(huán)回路中的排氣的冷凝。為了經(jīng)由熱交換器將排氣遞送到第一排氣催化劑，可調(diào)整每個發(fā)動機汽缸的第一排氣門和每個汽缸的第二排氣門的操作。將參照圖5進一步詳述調(diào)整第一排氣門、第二排氣門和egr閥以用于冷卻劑預(yù)熱和用于減少冷凝的細節(jié)。

接下來，方法300可從314前進到318。在318處，在熱交換器處回收廢熱。具體地，來自排氣的熱被傳遞到循環(huán)通過熱交換器的冷卻劑。通過將熱從排氣傳遞到冷卻劑，在排氣催化劑下游的位置處，加熱排氣催化劑之后剩余的廢熱能夠有利地用來加溫循環(huán)通過熱交換器的冷卻劑。因此，離開熱交換器的排氣被冷卻。

接下來，在320處，經(jīng)由在熱交換器處的熱傳遞加溫的冷卻劑可通過冷卻劑泵循環(huán)到發(fā)動機和/或加熱器核心，使得其能夠用于在發(fā)動機冷啟動期間加熱車輛的其他部件，諸如汽缸蓋、發(fā)動機缸體和車輛艙室空間。

在322處，方法300包括基于車輛加熱需求將熱從冷卻劑傳遞到一個或多個車輛部件。在冷啟動的情況下，車輛艙室溫度可以是低的，并且可需要艙室加熱。因此，基于車輛操作者請求的艙室加熱需求(例如，基于艙室溫度設(shè)置)，熱可經(jīng)由加熱器核心從冷卻劑傳遞到艙室。例如，空氣可經(jīng)由加熱器核心被抽吸到艙室中，從而使得艙室能夠被加溫。在滿足艙室加熱需求時，加溫的冷卻劑也可循環(huán)到發(fā)動機缸體和汽缸蓋，以升高發(fā)動機溫度，從而在冷的條件期間提高發(fā)動機性能。

返回到312，如果確定發(fā)動機冷卻劑溫度大于或等于閾值冷卻劑溫度，則方法300前進到316。在316處，方法300包括基于egr需求使排氣流動通過熱交換器。具體地，基于egr需求，可調(diào)整每個發(fā)動機汽缸的第一排氣門、每個汽缸的第二排氣門、以及egr閥的操作，使得僅當(dāng)存在egr需求時，排氣流動通過熱交換器。如果不期望egr，則排氣流可繞過熱交換器，使得進一步增加降低冷卻劑溫度。將參考圖6進一步詳述當(dāng)冷卻劑溫度大于閾值時，基于egr需求調(diào)整第一排氣門、第二排氣門和egr閥的細節(jié)。

以這種方式，通過基于排氣催化劑溫度和發(fā)動機冷卻劑溫度，在遞送到進氣裝置或排氣催化劑之前調(diào)整排氣流，以繞過或流動通過熱交換器，可實現(xiàn)更快的起燃，同時實現(xiàn)更快的冷卻劑預(yù)熱并減少冷凝。

在一些示例中，可基于多于一個冷卻劑溫度閾值調(diào)整排氣流。例如，可利用基于期望的汽缸蓋溫度確定的第一閾值冷卻劑溫度、以及基于期望的汽缸蓋溫度和車輛艙室加熱要求的第二閾值冷卻劑溫度。第二閾值可大于第一閾值。第二閾值也可基于艙室加熱要求而變化。在一些示例中，第一閾值和第二閾值可相同(例如，當(dāng)沒有艙室加熱要求時)。當(dāng)冷卻劑溫度小于第一閾值時，可不提供egr以減少冷凝，并且在流動到排氣催化劑之前可將全部或更多的排氣遞送到熱交換器，用于更快的冷卻劑預(yù)熱。當(dāng)冷卻劑溫度處于或高于第一閾值但低于第二閾值時，基于期望的egr流可提供egr，從而增加egr操作的范圍。此外，排氣可被遞送到熱交換器以滿足艙室加熱要求。因此，可將所有或更多的排氣遞送到熱交換器(例如，停用第一排氣門，或提前第一排氣門的正時，或增加第一排氣門升程)，并且基于egr需求，冷卻器排氣可經(jīng)由egr閥被遞送到進氣歧管。剩余的排氣可經(jīng)由回流通道從熱交換器被遞送到排氣催化劑。當(dāng)冷卻劑溫度處于或高于第二閾值冷卻劑溫度時，當(dāng)期望的egr流為零時，所有或大部分排氣可繞過熱交換器被遞送到排氣催化劑(例如，停用第二排氣門，或延遲第二排氣門的正時，或減小第二排氣門升程)，以便減少冷卻劑溫度的過度增加。如果在冷卻劑溫度處于或高于第二閾值冷卻劑溫度時期望的egr流大于零，則到熱交換器的排氣流可基于egr需求，而來自汽缸的剩余排氣流可繞過熱交換器而被遞送到排氣催化劑。

轉(zhuǎn)到圖4，示出了圖示說明用于操作每個汽缸的第一排氣門、每個汽缸的第二排氣門和egr閥以加速排氣催化劑起燃的示例方法400的流程圖。協(xié)同在圖3描述的方法300，通過控制器(諸如在圖1a或圖1b的控制器12)可執(zhí)行方法400。具體地，響應(yīng)于排氣催化劑溫度小于第一溫度閾值，可執(zhí)行方法400。這樣，基于從車輛系統(tǒng)的一個或多個傳感器接收的信號，控制器可根據(jù)下面描述的方法來調(diào)整一個或多個致動器。例如，基于來自位于排氣催化劑內(nèi)的排氣催化劑溫度傳感器的指示，控制器可調(diào)整包括一個或多個排氣門凸輪(例如，在圖2的排氣凸輪253)的排氣門凸輪致動系統(tǒng)，以改變氣門操作，從而控制排氣的流動?？刂破骺衫猛馆喞€變換(cps)、可變凸輪正時(vct)、可變氣門正時(vvt)、和/或可變氣門升程(vvl)系統(tǒng)中的一個或多個來改變氣門操作。

在402處，方法400包括調(diào)整第一排氣門、第二排氣門和egr閥，以旁路至熱交換器的排氣流，并且使排氣經(jīng)由第一排氣歧管流動到排氣催化劑。因此，在方法400的第一實施例中，如在404處所指示，方法400包括停用第二排氣門，并且維持第一排氣門激活。因此，在汽缸循環(huán)的排氣階段期間，控制器可操作排氣凸輪致動系統(tǒng)，以打開將排氣遞送到第一排氣歧管的第一排氣門，并且關(guān)閉將排氣遞送到第二排氣歧管的第二排氣門。通過停用第二排氣門，在汽缸燃燒期間產(chǎn)生的所有排氣都經(jīng)由第一排氣門和第一排氣歧管被遞送到排氣后處理系統(tǒng)。因此，當(dāng)排氣催化劑溫度低于第一閾值時，不使排氣流動通過熱交換器。通過將所有的排氣流直接引導(dǎo)到排氣后處理系統(tǒng)，來自排氣的廢熱直接用于加熱排氣通道中的排氣催化劑。此外，在該實施例中，可利用egr閥，諸如被配置為可變egr閥的egr閥82?？申P(guān)閉egr閥(即，可變egr閥)，以防止排氣經(jīng)由回流通道85從通道86流動到再循環(huán)通道56。

在方法400的第二實施例中，如在406處所指示，可調(diào)整第一排氣門的第一正時和/或第二排氣門的第二正時，使得具有較大熱能的排氣被遞送到排氣催化劑，以便增加排氣催化劑溫度。具體地，可提前第一排氣門，以使具有較大熱能的更多排氣流動到排氣催化劑，并且可延遲第二排氣門以使具有較少熱能的剩余排氣流動到熱交換器。此外，在該實施例中，當(dāng)調(diào)整排氣門的正時以調(diào)整排氣流時，代替可變egr閥，可利用被配置為三位閥的egr閥，諸如在圖1b的egr閥92。此外，如果提供egr，則可基于期望的egr流來調(diào)整第二排氣門的第二正時。如本文中關(guān)于圖1b所討論的，當(dāng)被配置為三位閥時，egr閥可被調(diào)整到第一位置、第二位置或第三位置。在第一位置中，egr閥可允許排氣在流動通過熱交換器之后流動到進氣歧管，并且通過調(diào)整第二排氣門的第二正時，可調(diào)整流動到進氣裝置的排氣的量。在第二位置中，egr閥可允許排氣經(jīng)由熱交換器80流動到排氣通道85，并且在第三位置中，egr閥可阻塞排氣流動到排氣通道85和再循環(huán)通道，諸如通道56和進氣歧管，諸如進氣歧管27。因此，在排氣催化劑溫度小于第一閾值的條件期間，三位閥可被調(diào)整到第三位置，以阻塞排氣流動到排氣通道和進氣歧管?？偠灾?dāng)排氣催化劑溫度小于第一閾值時，提前第一排氣門的第一正時，和/或者延遲第二排氣門的第二正時，并且調(diào)整egr閥以在第三位置操作。

在方法400的第三實施例中，如在408處所指示，可調(diào)整第一排氣門的第一氣門升程量和/或第二排氣門的第二氣門升程量，以使更多的排氣流動到第一排氣催化劑，以及更少的排氣流動到熱交換器。具體地，第一排氣門的第一升程量可大于第二排氣門的第二升程量。通過提供更大的第一氣門升程量，可向排氣催化劑提供更多的排氣流。在該實施例中，egr閥可以是用于計量進入進氣歧管的egr流的連續(xù)可變閥。在排氣催化劑溫度低于第一閾值的發(fā)動機工況期間，可不提供egr。因此，可關(guān)閉egr閥，使得阻塞到達進氣歧管的流動。但是，egr閥可允許在流動通過熱交換器之后到排氣通道的流動。

此外，在一些實施例中，可同時執(zhí)行第一排氣門的正時的調(diào)整和第二排氣門的氣門升程量的調(diào)整。

以這種方式，可調(diào)整第一排氣門、第二排氣門和egr閥，以將更多的排氣流動到排氣后處理系統(tǒng)，以便將排氣催化劑的溫度增加到高于起燃溫度。

轉(zhuǎn)到圖5，示出了圖示說明用于操作第一排氣門、第二排氣門和egr閥以增加用于發(fā)動機預(yù)熱的冷卻劑溫度的示例方法500的流程圖。協(xié)同在圖3描述的方法300，通過控制器(諸如在圖1a或圖1b的控制器12)可執(zhí)行方法500。具體地，響應(yīng)于發(fā)動機冷卻劑溫度小于閾值冷卻劑溫度，可執(zhí)行方法500。這樣，基于從車輛系統(tǒng)的一個或多個傳感器接收的信號，控制器可根據(jù)下面描述的方法來調(diào)整一個或多個致動器。例如，如上所述，基于來自位于排氣催化劑內(nèi)的排氣催化劑溫度傳感器和發(fā)動機冷卻劑溫度傳感器的指示，控制器可調(diào)整包括一個或多個排氣門凸輪(例如，在圖2處的排氣凸輪253)的排氣門凸輪致動系統(tǒng)，以改變氣門操作，從而控制排氣的流動?？刂破骺衫胏ps、vct、vvt和/或vvl系統(tǒng)中的一個或多個來改變氣門操作。

在502處，方法500包括調(diào)整排氣流以將所有或更多的排氣遞送到熱交換器。在方法500的第一實施例中，如在504處所示，方法500包括停用第一排氣門并維持第二排氣門激活，使得來自汽缸的排氣經(jīng)由第二排氣門被遞送到第二排氣歧管。因此，在汽缸循環(huán)的排氣階段期間，打開第二排氣門，并且關(guān)閉第一排氣門。因此，排氣在流動到排氣后處理系統(tǒng)之前經(jīng)由第二排氣門和第二排氣歧管流動到熱交換器。因此，來自排氣的熱能通過熱交換器被傳遞到發(fā)動機冷卻劑。因此，發(fā)動機冷卻劑溫度增加。此外，當(dāng)發(fā)動機冷卻劑溫度小于閾值時，可不提供egr以便減少發(fā)動機系統(tǒng)和egr系統(tǒng)中的冷凝。因此，可關(guān)閉egr閥。在該實施例中，可利用被配置為可變egr閥的egr閥，諸如在圖1a處的egr閥82。可關(guān)閉egr閥(即，可變egr閥)，以防止排氣經(jīng)由回流通道85從通道86流動到再循環(huán)通道56。

在方法500的第二實施例中，如在506處所指示，可調(diào)整第一排氣門的第一正時和第二排氣門的第二正時，以使所有或更多排氣在流動通過排氣后處理系統(tǒng)之前流動通過熱交換器。此外，如上所述，當(dāng)調(diào)整第一排氣門正時和第二排氣門正時時，egr閥可被配置為三位閥(例如，在圖1b處的egr閥92)。因此，當(dāng)期望使更多的排氣能量流動通過熱交換器用于冷卻劑加熱時，egr閥可被調(diào)整到第二位置。因此，具有較大熱能的排氣經(jīng)由第二排氣門從汽缸流動到熱交換器，并且流動到熱交換器下游的egr閥。在egr閥處，排氣被轉(zhuǎn)向到排氣催化劑，用于排氣后處理。以這種方式，可調(diào)整第二氣門的第二氣門正時，第一排氣門的第一氣門正時，以及egr閥，以使更高能量的排氣流動通過熱交換器，以增加發(fā)動機冷卻劑溫度。

在方法500的第三實施例中，如在508處所示，可調(diào)整第一氣門升程量和第二氣門升程量，以使更多的排氣流動通過熱交換器。具體地，可增加第二氣門升程量，并且可減小第一氣門升程量。此外，可將egr閥關(guān)閉到進氣歧管，直到發(fā)動機冷卻劑溫度增加到高于閾值。如上所述，在該實施例中，可利用被配置為可變閥的egr閥。

接下來，圖6示出圖示說明用于在發(fā)動機預(yù)熱(warmed-up)條件期間以及當(dāng)排氣催化劑溫度高于閾值時，基于egr需求操作第一排氣門、第二排氣門和egr閥的示例方法600的流程圖。協(xié)同在圖3處描述的方法300，通過控制器(諸如在圖1a或圖1b的控制器12)可執(zhí)行方法600。具體地，響應(yīng)于發(fā)動機冷卻劑溫度處于或大于閾值冷卻劑溫度，可執(zhí)行方法600。這樣，基于從車輛系統(tǒng)的一個或多個傳感器接收的信號，控制器可根據(jù)下面描述的方法來調(diào)整一個或多個致動器。

在602處，方法600包括確定是否期望egr。在一個示例中，在預(yù)定的發(fā)動機工況期間期望egr。例如，當(dāng)發(fā)動機冷卻劑溫度大于閾值冷卻劑溫度時，當(dāng)發(fā)動機負載大于閾值負載時以及當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速大于閾值速度時。如果確定期望egr，則方法600前進到604。在604處，在方法600的第一實施例中，如在614處所指示，方法600包括維持第一排氣門和第二排氣門激活。因此，在汽缸循環(huán)的排氣階段期間，可打開第一排氣門和第二排氣門，以使排氣經(jīng)由第一排氣門流動到第一歧管并之后立即流動到包括第一排氣催化劑的排氣通道，并且經(jīng)由第二排氣門使排氣流動到第二歧管并隨后流動到熱交換器。此外，在該實施例中，可利用被配置為可變閥的egr閥。因此，可基于egr需求來調(diào)整egr閥。具體地，隨著egr需求增加，可將egr閥更多地打開，以使更多的egr流動到進氣歧管。未被遞送到進氣歧管的剩余排氣可從egr閥轉(zhuǎn)向回到排氣通道，并且隨后到排氣后處理系統(tǒng)中的排氣催化劑。

在方法600的第二實施例中，如在616處所指示，可調(diào)整第一排氣門正時和/或第二排氣門正時。具體地，可基于期望的egr流來調(diào)整第二排氣門的正時。此外，在該實施例中，可利用被配置為三位閥的egr閥(例如，在圖1b處的egr閥92)。egr閥可被調(diào)整到第一位置(如關(guān)于圖1b所討論的)以允許排氣經(jīng)由排氣再循環(huán)通道56流動到進氣歧管。

在方法600的第三實施例中，如在618處所指示，可調(diào)整第一排氣門升程量和/或第二排氣門升程量。具體地，可增加第一排氣門升程量，并且可減小第二排氣門升程量。此外，在該實施例中，可利用被配置為可變閥的egr閥。因此，可基于egr需求來調(diào)整egr閥。以這種方式，通過減少到熱交換器的排氣流和增加到排氣催化劑的排氣流，可減少發(fā)動機冷卻劑溫度的過度增加，同時提供期望的排氣再循環(huán)。

返回到602，如果確認不需要egr，則方法600前進到606。在606處，方法600包括將大部分或所有排氣直接遞送到排氣催化劑，而不引導(dǎo)排氣通過熱交換器。因此，在方法600的第一實施例中，如在608處所指示，方法600包括停用第二排氣門并維持第一排氣門激活。因此，在汽缸循環(huán)的排氣階段期間，可打開第一排氣門，并且可關(guān)閉第二排氣門。此外，在該實施例中，可利用被配置為可變閥的egr閥。相應(yīng)地，可關(guān)閉egr閥。通過打開第一排氣門，并關(guān)閉第二排氣門，可使到熱交換器排氣流被旁路，并且排氣經(jīng)由第一排氣門和第一排氣歧管被遞送到排氣催化劑。

在方法600的第二實施例中，如在610處所指示，方法600包括提前第一排氣門，延遲第二排氣門，并將egr閥(在該實施例中被配置為三位閥的egr閥)調(diào)整到第三位置。在第三位置處，egr閥可阻塞排氣流動到排氣通道和進氣歧管。以這種方式，通過提前第一排氣門并延遲第二排氣門，具有較大熱能的大部分排氣經(jīng)由第一排氣門和第一排氣歧管被遞送到排氣催化劑。具有較少熱能的剩余排氣被遞送到熱交換器，并且隨后在通過熱交換器之后被遞送到排氣后處理系統(tǒng)。因此，當(dāng)不需要egr并且發(fā)動機冷卻劑溫度大于閾值時，由于排氣流引起的發(fā)動機冷卻劑溫度的過度增加被減少。

在方法600的第三實施例中，如在612處所指示，可增加第一排氣門升程量，可減小第二排氣門升程量，并且可關(guān)閉egr閥(在該實施例中被配置為可變閥)。

以這種方式，通過將大部分或所有排氣流引導(dǎo)到排氣催化劑，并且允許減少的排氣或無排氣到熱交換器的流動，可減少發(fā)動機冷卻劑溫度的過度增加。

相對于第一實施例、第二實施例和第三實施例來討論方法400、方法500和方法600中的每一個。在方法的第二實施例中，調(diào)整排氣門的氣門正時；并且當(dāng)實施第二實施例時，egr閥可被配置為三位閥(例如，在圖1b處的egr閥92)。在方法的第一實施例中，控制排氣門的激活或停用；并且在方法的第三實施例中，調(diào)整排氣門的氣門升程量。此外，當(dāng)使用第一實施例和第三實施例時，egr閥可被配置為可變或連續(xù)可變閥(例如，在圖1a處的egr閥82)。應(yīng)當(dāng)理解，其中使用排氣門激活/停用控制(在方法的第一實施例中討論的)以及可變氣門升程量(在方法的第三實施例中討論的)的組合的示例也在本公開的范圍內(nèi)。

轉(zhuǎn)到圖7，其示出了映射圖700，映射圖700描繪了第一排氣門(例如，在圖1a或圖1b處的氣門e1)、第二排氣門(例如，在圖1a或圖1b處的氣門e2)和egr閥(例如，在圖1a的egr閥82)的示例操作，以調(diào)整到達熱交換器(例如，在圖1a或圖1b處的熱交換器80)和包括在分流排氣發(fā)動機系統(tǒng)(諸如在圖1a或圖1b發(fā)動機系統(tǒng))的排氣系統(tǒng)中的第一排氣催化劑(例如，在圖1a或圖1b的排氣催化劑72)的排氣流。具體地，可基于第一排氣催化劑的第一催化劑溫度和發(fā)動機冷卻劑溫度來調(diào)整排氣流。通過根據(jù)圖3、圖4、圖5和圖6的方法執(zhí)行圖1-2的系統(tǒng)中的指令，可提供圖7的序列。在時間t1-t12處的豎直標(biāo)記表示序列期間感興趣的時間。在下面討論的所有曲線圖中，x軸表示時間，并且時間從每個曲線的左側(cè)到每個曲線的右側(cè)增加。

自圖7的頂部起的第一曲線描繪了相對時間而言的發(fā)動機負載。y軸表示發(fā)動機負載，并且發(fā)動機負載在y軸箭頭的方向上增加。跡線702表示發(fā)動機負載。

自圖7的頂部起的第二曲線描繪了相對時間而言的第一排氣催化劑溫度(即，第一排氣催化劑的溫度)。y軸表示第一排氣催化劑溫度，并且第一排氣催化劑溫度在y軸箭頭的方向上增加。跡線704表示第一排氣催化劑溫度的變化。水平線703表示第一排氣催化劑溫度閾值，并且水平線705表示第二排氣催化劑溫度閾值。這樣，第二閾值溫度大于第一閾值溫度。

自圖7的頂部起的第三曲線描繪了相對時間而言的第二排氣催化劑溫度(即，第一排氣催化劑的下游(相對于排氣流)的第二排氣催化劑的溫度)。y軸表示第二排氣催化劑溫度，并且第二排氣催化劑溫度在y軸箭頭的方向上增加。跡線706表示第二排氣催化劑溫度的變化。

自圖7的頂部起的第四曲線描繪了相對時間而言的通過第一排氣催化劑的排氣流。y軸表示通過第一排氣催化劑的流量，并且流量在y軸箭頭的方向上增加。跡線708表示通過第一排氣催化劑的流量。例如，排氣流可經(jīng)由第一氣門和第一排氣歧管(例如，在圖1a或圖1b處的第一排氣歧管57)從發(fā)動機汽缸被遞送到第一排氣催化劑。

自圖7的頂部起的第五曲線描繪了相對時間而言的通過熱交換器的排氣質(zhì)量流量的部分。y軸表示通過熱交換器的流量，并且通過熱交換器的流量在y軸箭頭的方向上增加。跡線710表示通過催化劑的排氣質(zhì)量流量。例如，排氣質(zhì)量流可經(jīng)由第二氣門和第二排氣歧管(例如，在圖1a或圖1b處的第二排氣歧管59)從發(fā)動機汽缸被遞送到催化劑。

自圖7的頂部起的第六曲線描繪了相對時間而言的第一排氣門的位置。y軸表示在汽缸循環(huán)的排氣沖程期間第一排氣門的打開或關(guān)閉位置。跡線712表示第一排氣門的位置的變化。

自圖7的頂部起的第七曲線描繪了相對時間而言的第二排氣門的位置。y軸表示在汽缸循環(huán)的排氣沖程期間第二排氣門的打開位置或關(guān)閉位置。跡線714表示第二排氣門的位置的變化。

自圖7的頂部起的第八曲線描繪了相對時間而言的egr閥位置。y軸表示egr閥的開度，并且egr閥開度在y軸箭頭的方向上增加。跡線716表示泄放閥持續(xù)時間。

自圖7的頂部起的第九曲線描繪了相對時間而言的發(fā)動機冷卻劑溫度。y軸表示發(fā)動機冷卻劑溫度，并且發(fā)動機冷卻劑溫度在y軸箭頭的方向上增加。跡線718表示發(fā)動機冷卻劑溫度的變化。水平線720表示閾值發(fā)動機冷卻劑溫度。

這樣，第二閾值溫度可基于用于第一排氣催化劑起燃的期望溫度；并且閾值冷卻劑溫度可基于車輛艙室加熱需求和汽缸蓋的期望溫度中的一個或多個。

在t1之前的時間，發(fā)動機可在第一排氣催化劑溫度(704)低于第一閾值(703)的情況下操作。這樣，第一閾值可低于催化劑起燃溫度。此外，發(fā)動機冷卻劑溫度(718)低于冷卻劑溫度閾值(720)。因此，發(fā)動機可在冷啟動條件下操作。當(dāng)?shù)谝慌艢獯呋瘎囟鹊陀诘谝婚撝挡⑶野l(fā)動機冷卻劑溫度低于冷卻劑溫度閾值時，相對于增加冷卻劑溫度，可優(yōu)先增加第一排氣催化劑溫度。因此，為了增加第一排氣催化劑溫度，由汽缸燃燒產(chǎn)生的所有排氣可被引導(dǎo)，從而經(jīng)由第一排氣門和第一排氣歧管從汽缸流動到第一排氣催化劑。因此，汽缸的第一排氣門是激活的，以使排氣經(jīng)由第一排氣門流動到第一排氣歧管，并且汽缸的第二排氣門被停用。此外，為了減少冷凝，只要發(fā)動機冷卻劑溫度低于閾值，可不提供egr。因此，可關(guān)閉egr閥。在關(guān)閉位置處，egr閥可阻塞到進氣歧管的流動，并且允許排氣流經(jīng)由回流通道(諸如在圖1a或圖1b的回流通道85)重新進入排氣通道。

在t1處，第一排氣催化劑溫度處于第一閾值溫度。當(dāng)?shù)谝慌艢獯呋瘎┨幱诘谝婚撝担诘谝婚撝岛偷诙撝抵g，或者處于第二閾值時，發(fā)動機可操作以將排氣門維持在其最近的位置。因此，排氣可繼續(xù)流動到第一排氣催化劑，從而繞過熱交換器，直到第一排氣催化劑溫度增加到高于第二閾值。因此，在t1處，第一排氣門被維持激活，并且第二排氣門被維持在停用狀態(tài)，以將排氣流經(jīng)由第一排氣門和第一排氣歧管直接引導(dǎo)到排氣催化劑，用于催化劑加熱。此外，在t1處，egr閥可保持關(guān)閉。

在t1和直到剛好在t2之前之間的時間，第一排氣催化劑溫度在第一閾值和第二閾值之間。因此，如上所述，發(fā)動機可操作以將排氣門維持在其最近的狀態(tài)。因此，第一排氣門保持激活，并且第二排氣門保持停用。

在t2處，第一排氣催化劑溫度增加到高于第二閾值溫度。如上所述，第二催化劑溫度可以是第一排氣催化劑起燃發(fā)生的溫度。但是，發(fā)動機冷卻劑溫度可依然低于閾值。當(dāng)?shù)谝慌艢獯呋瘎囟雀哂诘诙撝禍囟?，并且發(fā)動機冷卻劑溫度低于閾值時，排氣流動到熱交換器以經(jīng)由熱交換器增加冷卻劑溫度。因此，第一排氣門被停用，并且第二排氣門被激活。通過停用第一排氣門和激活第二排氣門，排氣首先經(jīng)由第二排氣門和第二排氣歧管被引導(dǎo)到熱交換器。因此，在t2處，通過熱交換器的排氣流增加，而直接流動到催化劑的排氣質(zhì)量減少。以這種方式，經(jīng)由熱交換器利用排氣熱能來加熱發(fā)動機冷卻劑。此外，在t2處，由于發(fā)動機冷卻劑溫度依然在閾值冷卻劑溫度以下，egr閥可保持關(guān)閉。因此，在t2處，排氣經(jīng)由第二排氣門和第二排氣歧管從汽缸流動到熱交換器；并且隨后經(jīng)由回流通道從熱交換器流動到包括第一排氣催化劑的排氣通道(例如，排氣通道58)。

在t2和t3之間的時間，發(fā)動機負載可增加(例如，由于加速器踏板的致動)。此外，由于所有的排氣熱能被引導(dǎo)到熱交換器用于發(fā)動機冷卻劑加熱，第一排氣催化劑溫度降低；并且發(fā)動機冷卻劑溫度增加但依然低于閾值。但是，在t2和直到剛好t3之前之間，第一排氣催化劑溫度可處于或高于第一閾值但低于第二閾值。響應(yīng)于排氣催化劑溫度處于或高于第一閾值但低于第二閾值，發(fā)動機操作以將排氣門維持在最近的狀態(tài)。因此，在t2和t3之間，第一排氣門可保持停用，并且第二排氣門可保持激活，并且排氣可繼續(xù)用于冷卻劑加熱。因此，在t2和t3之間，排氣不直接流動到第一排氣催化劑。相反，排氣經(jīng)由第二排氣門和第二排氣歧管流動到熱交換器，并且隨后經(jīng)由回流通道流動到包括第一排氣催化劑的排氣通道。

在剛好在t3之前的時間，排氣催化劑溫度可降低到低于第一閾值。響應(yīng)于第一排氣催化劑溫度降低到低于第一閾值，在t3處，第一排氣門被激活，并且第二排氣門被激活。因此，排氣繞過熱交換器直接流動到催化劑。因此，排氣流用于催化劑加熱。此外，在t2和t3之間，以及在t3處，egr閥可保持關(guān)閉。

在t4處，第一排氣催化劑溫度高于第二閾值，并且發(fā)動機冷卻劑溫度依然低于閾值冷卻劑溫度。響應(yīng)于第一催化劑溫度高于第二閾值，并且發(fā)動機冷卻劑溫度低于閾值，在t4和t5之間，第一排氣門被停用，第二排氣門被激活以將排氣流從汽缸引導(dǎo)到熱交換器用于冷卻劑加熱，并且egr閥保持關(guān)閉。

在t5處，以及在t5和t8之間的時間，發(fā)動機冷卻劑溫度可依然低于冷卻劑溫度閾值。因此，在這些時間期間，可關(guān)閉egr閥。此外，當(dāng)?shù)谝慌艢獯呋瘎囟冉档偷降陀诘谝婚撝禃r，可激活第一排氣門，并且可停用第二排氣門，以將排氣流遞送到第一排氣催化劑，并且繞過熱交換器。當(dāng)?shù)谝慌艢獯呋瘎囟仍黾拥礁哂诘诙撝禃r，可停用第一排氣門，并且可激活第二排氣門，以將排氣流首先遞送到熱交換器用于冷卻劑加熱，且然后使冷卻的排氣經(jīng)由回流通道從熱交換器流動到第一排氣催化劑。此外，當(dāng)?shù)谝慌艢獯呋瘎囟忍幱诘谝婚撝?，在第一閾值和第二閾值之間，或者處于第二閾值時，發(fā)動機可操作以將第一排氣門和第二排氣門保持在最近的條件。

在t9處，發(fā)動機冷卻劑溫度可達到閾值冷卻劑溫度。此外，在t9處，第一排氣催化劑溫度可高于第二閾值。響應(yīng)于冷卻劑溫度高于閾值，可調(diào)整排氣門以減少冷卻劑溫度的進一步增加。此外，響應(yīng)于冷卻劑溫度高于閾值冷卻劑溫度，可基于期望的egr流提供egr。因此，在t9和t10之間的時間處，排氣繞過熱交換器直接流動到第一排氣催化劑，以降低冷卻劑溫度增加。因此，在t9和t10之間，第一排氣門被激活，并且第二排氣門被停用。此外，在t9和t10之間，期望的egr流可為零。因此，可關(guān)閉egr閥。

在剛好在t10之前的時間點處，期望的egr流可增加。響應(yīng)于期望的egr流的增加，在t10處，可將egr閥從關(guān)閉位置調(diào)整到更打開的位置，打開的量基于期望的egr流。此外，在t10處，可激活第一排氣門和第二排氣門。因此，在t10處，排氣的第一部分經(jīng)由第一排氣門和第一排氣歧管遞送到第一排氣催化劑；排氣的第二部分經(jīng)由第二排氣門和第二排氣歧管遞送到熱交換器，并且隨后經(jīng)由egr閥從熱交換器遞送到進氣歧管；并且排氣的第三部分經(jīng)由第二排氣門和第二排氣歧管遞送到熱交換器，并且經(jīng)由回流通道從熱交換器傳送回到排氣通道(包括第一排氣催化劑)。

在t10和t11之間的時間，發(fā)動機冷卻劑溫度可以依然在閾值以上；第一排氣門和第二排氣門是激活的；并且可基于期望的egr流來調(diào)整egr閥。

在t11處，期望的egr流可減小到零。響應(yīng)于egr要求變?yōu)榱?，egr閥被調(diào)整到關(guān)閉位置(沒有到進氣歧管的流動)。此外，第一排氣門是激活的，而第二排氣門被關(guān)閉，以使排氣繞過熱交換器直接從汽缸流動到排氣催化劑，以減少發(fā)動機冷卻劑溫度的過度增加。

在t11和t12之間的時間，期望的egr流可依然為零。因此，關(guān)閉egr閥(沒有到進氣歧管的流動)；第一排氣門是激活的；并且第二排氣門被停用。

在t12處及以后，基于期望的egr流來調(diào)整egr閥位置。此外，當(dāng)期望的egr流大于零時，將第一排氣門和第二排氣門調(diào)整為激活的；或者當(dāng)期望的egr流為零時，通過熱交換器的流動停止，并且所有的排氣繞過熱交換器被引到排氣催化劑。

轉(zhuǎn)到圖8，其示出了映射圖800，映射圖800描繪第一排氣門(例如，在圖1a或圖1b處的氣門e1)、第二排氣門(例如，圖1a或圖1b處的氣門e2)和三位閥(例如，在圖1b處的egr閥92)的另一個示例操作，以調(diào)整到熱交換器(例如，在圖1a或圖1b處的熱交換器80)和包括在分流排氣發(fā)動機系統(tǒng)(諸如在圖1a或圖1b處發(fā)動機系統(tǒng))的排氣系統(tǒng)中的第一排氣催化劑(例如，在圖1a或圖1b處的排氣催化劑72)的排氣流。具體地，可基于第一排氣催化劑的第一催化劑溫度和發(fā)動機冷卻劑溫度來調(diào)整排氣流。通過根據(jù)圖3、圖4、圖5和圖6的方法執(zhí)行圖1-2的系統(tǒng)中的指令，可提供圖8的序列。在時間t1-t12處的豎直標(biāo)記表示序列期間感興趣的時間。在下面討論的所有曲線圖中，x軸表示時間，并且時間從每個曲線的左側(cè)到每個曲線的右側(cè)增加。

自圖8的頂部起的第一曲線、第二曲線、第三曲線、第四曲線、第五曲線和第九曲線類似于圖7的第一曲線、第二曲線、第三曲線、第四曲線、第五曲線和第九曲線。因此，上述曲線被類似地編號，并且為了簡明起見，將省略上述曲線的描述。自圖8的頂部起的第六曲線、第七曲線和第八曲線將在下面進行簡要描述。

自圖8的頂部起的第六曲線描繪了相對時間而言的第一排氣門的正時。y軸表示第一氣門正時，并且延遲程度在y軸箭頭的方向上減小。跡線812表示第一排氣門正時的變化。

自圖8的頂部起的第七曲線描繪了相對時間而言的第二排氣門的正時。y軸表示第二氣門正時，并且延遲程度在y軸箭頭的方向上減小。跡線814表示第二排氣門正時的變化。

自圖8的頂部起的第八曲線描繪了相對時間而言的三位閥的位置。y軸表示三位閥的第一位置、第二位置和第三位置。在第一位置中，三位閥可允許來自熱交換器的所有排氣流動到排氣再循環(huán)通道(例如，在圖1a或圖1b處的通道56)，并且隨后流動到進氣歧管(例如，在圖1a或圖1b處的進氣歧管27)。在第二位置中，三位閥92可允許來自熱交換器的所有排氣流動到回流通道，并且隨后流動到排氣后處理系統(tǒng)。在第三位置中，三位閥92可阻塞排氣從熱交換器流動到排氣再循環(huán)通道和回流通道兩者。跡線816表示三位置閥位置的變化。

在t1之前的時間，為了增加第一排氣催化劑溫度，通過提前第一排氣門的第一正時和延遲第二排氣門的第二正時來增加到排氣催化劑的排氣流。通過提前第一排氣門的第一正時，具有較大能量的排氣(在汽缸的活塞在排氣沖程到達bdc之前在汽缸中膨脹的氣體)可經(jīng)由第一排氣門和第一排氣歧管被遞送到第一排氣催化劑。具有較少能量的排氣(保留在汽缸中的殘余氣體)可經(jīng)由第二排氣門和第二排氣歧管遞送到熱交換器。此外，為了減少冷凝，只要發(fā)動機冷卻劑溫度低于閾值，可不提供egr。因此，三位閥可處于第三位置。在第三位置中，三位閥可阻塞到進氣歧管的流動，并且阻塞排氣流經(jīng)由回流通道85重新進入排氣通道。在第三位置中，三位閥可有效地防止排氣經(jīng)由第二排氣門和通道55離開發(fā)動機。所有的排氣可經(jīng)由第一氣門通過歧管57離開汽缸。

當(dāng)?shù)谝慌艢獯呋瘎┨幱诘谝婚撝?，在第一閾值和第二閾值之間，或者處于第二閾值時，發(fā)動機可操作以將排氣門維持在其最近的正時。因此，在t1處，以及在t1直到剛好在t2之前之間，第一排氣門在提前第一排氣門正時并延遲第二排氣門正時的情況下操作，以使具有較大能量的排氣經(jīng)由第一排氣門和第一排氣歧管流動到排氣催化劑，用于催化劑加熱。此外，在t1處，三位閥可保持關(guān)閉。因此，三位閥可被調(diào)整到第三位置，在第三位置處，egr閥阻塞到進氣歧管和到排氣催化劑的排氣流。

在t2處，當(dāng)?shù)谝慌艢獯呋瘎囟雀哂诘诙撝禍囟?，并且發(fā)動機冷卻劑溫度低于閾值時，具有較大能量的排氣流動到熱交換器以經(jīng)由熱交換器增加冷卻劑溫度。因此，提前第二排氣門正時，并且延遲第一排氣門正時。通過提前第二排氣門正時并延遲第一排氣門，具有較大能量的排氣的較大部分經(jīng)由第二排氣門和第二排氣歧管被引導(dǎo)到熱交換器。因此，在t2處，通過熱交換器的排氣質(zhì)量流量增加，而通過催化劑的排氣質(zhì)量流量減小。以這種方式，，經(jīng)由熱交換器利用排氣熱能來加熱發(fā)動機冷卻劑。此外，在t2處，由于發(fā)動機冷卻劑溫度依然在閾值冷卻劑溫度以下，三位閥可僅保持關(guān)閉到進氣歧管(第二位置)。因此，在t2處，排氣經(jīng)由第二排氣門和第二排氣歧管從汽缸流動到熱交換器；并且隨后經(jīng)由回流通道(例如，在圖1a或圖1b處的回流通道85)從熱交換器流動到包括第一排氣催化劑的排氣通道(例如，排氣通道58)。

在t2和直到剛好在t3之前之間的時間，響應(yīng)于排氣催化劑溫度處于或高于第一閾值但低于第二閾值，發(fā)動機操作以維持排氣門的正時。因此，在t2和t3之間，第二排氣門正時可保持提前，并且第一排氣門可保持延遲。因此，排氣可繼續(xù)用于冷卻劑加熱。

在t3處、以及在t3和t8之間的時間，發(fā)動機冷卻劑溫度可依然低于冷卻劑溫度閾值。因此，在這些時間期間，三位閥可關(guān)閉到進氣歧管。也就是說，三位閥可在第二位置中操作，以允許排氣從熱交換器流動到回流通道，隨后到排氣催化劑，或者三位閥可在第三位置中操作，從而阻塞到再循環(huán)通道和回流通道兩者的排氣流。在這些時間期間的三位閥位置可基于通過熱交換器的期望流量和第一排氣催化劑溫度，如在814處所指示和在下面討論的。

此外，當(dāng)?shù)谝慌艢獯呋瘎囟冉档偷降陀诘谝婚撝禃r，可提前第一排氣門正時，并且可延遲第二排氣門，以將大部分排氣流遞送到第一排氣催化劑，并且繞過熱交換器。當(dāng)響應(yīng)于第二排氣催化劑溫度降低到低于第一閾值而延遲第二排氣門時，三位閥可在第二位置中被操作。

此外，當(dāng)?shù)谝慌艢獯呋瘎囟仍黾拥礁哂诘诙撝禃r，可延遲第一排氣門，并且可提前第二排氣門，以將大部分排氣流首先遞送到熱交換器用于冷卻劑加熱，然后使冷卻的排氣經(jīng)由回流通道從熱交換器流動到第一排氣催化劑。當(dāng)響應(yīng)于第一排氣催化劑溫度增加到高于第一閾值而提前第二排氣門時，三位閥可在第三位置中被操作。

此外，當(dāng)?shù)谝慌艢獯呋瘎囟忍幱诘谝婚撝?，在第一閾值和第二閾值之間，或者處于第二閾值時，發(fā)動機可操作以維持最近的第一排氣門正時和第二排氣門正時。

在t9處，響應(yīng)于冷卻劑溫度高于閾值冷卻劑溫度，可基于期望的egr流提供egr。此外，在t9處，第一排氣催化劑溫度可高于第二閾值。響應(yīng)于冷卻劑溫度高于閾值，可調(diào)整排氣門正時以減少冷卻劑溫度的進一步增加。因此，在t9處以及在t9和t10之間的時間，大部分排氣繞過熱交換器流動到第一排氣催化劑，以降低冷卻劑溫度增加。因此，在t9處以及在t9和t10之間，提前第一排氣門正時，和/或者延遲第二排氣門。此外，在t9處以及在t9和t10之間，期望的egr流可為零。因此，三位閥可被關(guān)閉(第三位置)。

在剛好在t10之前的時間點處，期望的egr流可增加。響應(yīng)于期望的egr流的增加，在t10處，可將三位閥從關(guān)閉位置調(diào)整到允許排氣從熱交換器流動到進氣歧管的第一位置。通過調(diào)整第一排氣門和第二排氣門的正時，可提供期望的egr流。例如，如果期望更多的egr流，則第二排氣門正時可比第一排氣門正時更提前。因此，在t10處，排氣的第一部分經(jīng)由第一排氣門和第一排氣歧管被遞送到第一排氣催化劑；排氣的第二部分經(jīng)由第二排氣門和第二排氣歧管被遞送到熱交換器，并且隨后經(jīng)由三位閥從熱交換器被遞送到進氣歧管。

在t10和t11之間的時間，發(fā)動機冷卻劑溫度可依然在閾值以上；并且可基于期望的egr流來調(diào)整第一排氣正時和第二排氣正時。此外，可將egr閥維持在第一位置。

在t11處，期望的egr流可減小到零，并且可在t11和t12之間保持為零。響應(yīng)于egr要求變?yōu)榱?，三位閥被調(diào)整到關(guān)閉位置(沒有到進氣歧管的流動)。此外，為了使排氣繞過熱交換器直接從汽缸流動到排氣催化劑，可提前第一排氣門，并且可延遲第二排氣門。

在t12處及以后，基于期望的egr流來調(diào)整三位閥位置(即，如果不期望egr，則關(guān)閉(第二位置)，或者如果期望egr，則在通向進氣歧管的第一位置)。此外，當(dāng)期望的egr流大于零時，調(diào)整第一排氣門正時和第二排氣門正時以提供期望的egr流；或當(dāng)期望的egr流為零時，減少通過熱交換器的流，并且大部分排氣被引導(dǎo)繞過熱交換器而到排氣催化劑。

在一些示例中，除了調(diào)整第一排氣門正時和/或第二排氣門正時之外，還可調(diào)整第一排氣門打開的第一持續(xù)時間和/或第二排氣門打開的第二持續(xù)時間。例如，如果期望更多的排氣流到達排氣催化劑，諸如當(dāng)排氣催化劑溫度小于第一閾值時，除了提前第一排氣門正時和/或延遲第二排氣門正時之外，還可增加第一持續(xù)時間和/或者可減少第二持續(xù)時間。類似地，如果期望更多的流到達熱交換器，諸如當(dāng)排氣催化劑溫度高于第二閾值并且發(fā)動機冷卻劑溫度低于閾值冷卻劑溫度時，除了延遲第一排氣門正時和/或提前第二排氣門正時之外，還可減少第一持續(xù)時間和/或者可增加第二持續(xù)時間。

圖9示出映射圖900，映射圖900描繪第一排氣門(例如，在圖1a或圖1b處的氣門e1)、第二排氣門(例如，在圖1a或圖1b處的氣門e2)和egr閥(例如，在圖1a處的egr閥82)的另一個示例操作，以調(diào)整到熱交換器和包括在分流排氣發(fā)動機系統(tǒng)的排氣系統(tǒng)中的第一排氣催化劑的排氣質(zhì)量流量。具體地，可基于第一排氣催化劑的第一催化劑溫度和發(fā)動機冷卻劑溫度來調(diào)整排氣流。通過根據(jù)圖3、圖4、圖5和圖6的方法執(zhí)行圖1-2的系統(tǒng)中的指令，可提供圖9的序列。在時間t1-t12處的豎直標(biāo)記表示序列期間感興趣的時間。在下面討論的所有曲線圖中，x軸表示時間，并且時間從每個曲線的左側(cè)到每個曲線的右側(cè)增加。

自圖9的頂部起的第一曲線、第二曲線、第三曲線、第四曲線、第五曲線、第八曲線和第九曲線類似于圖7的第一曲線、第二曲線、第三曲線、第四曲線、第五曲線、第八曲線和第九曲線。因此，上述曲線被類似地編號，并且為了簡明起見，將省略上述曲線的描述。自圖9的頂部起的第六曲線和第七曲線將在下面進行簡要描述。

自圖9的頂部起的第六曲線描繪了相對時間而言的第一排氣門升程量。y軸表示第一氣門升程量，并且升程量在y軸箭頭的方向上增加。跡線912表示第一排氣門升程量的變化。

自圖9的頂部起的第七曲線描繪了相對時間而言的第二排氣門升程量。y軸表示第二氣門升程量，并且升程量在y軸箭頭的方向上增加。跡線914表示第二排氣門升程量的變化。

如第六曲線和第七曲線中所示，為了增加到達排氣催化劑的排氣流，可增加第一排氣門升程量，并且可減小第二排氣門升程量。類似地，為了增加到達熱交換器的流，可減小第一排氣門升程量，并且可增加第二排氣門升程量。此外，如圖所示，可不提供egr，直到發(fā)動機冷卻劑溫度達到閾值冷卻劑溫度。當(dāng)冷卻劑溫度處于或高于閾值冷卻劑溫度時，基于期望的egr流通過增加到熱交換器的流并調(diào)整egr閥位置，可提供期望的egr流。但是，當(dāng)冷卻劑溫度處于或高于閾值時，如果不期望egr，則通過增加第一排氣門升程量以及減小第二排氣門升程量，可減少到熱交換器的流，從而減少冷卻劑溫度的過度增加。

以這種方式，可調(diào)整第一排氣門升程量和第二排氣門升程量，從而調(diào)整分流排氣系統(tǒng)中的排氣流。

作為一個實施例，一種用于發(fā)動機的方法包括在冷啟動條件期間，在排氣催化劑的起燃之前，使從每個發(fā)動機汽缸的第一排氣門抽吸的排氣流動到排氣催化劑，同時繞過熱交換器；以及在排氣催化劑的起燃之后，使從每個發(fā)動機汽缸的第二排氣門抽吸的排氣流動到熱交換器，并且在熱交換器處將排氣熱傳遞到發(fā)動機冷卻劑。在方法的第一示例中，用于發(fā)動機的方法包括在起燃之后的冷啟動條件期間，關(guān)閉排氣再循環(huán)(egr)閥，并且使從熱交換器的下游抽吸的所有排氣流動到排氣催化劑。方法的第二示例任選地包括第一示例，并且還包括其中冷啟動條件包括發(fā)動機冷卻劑溫度低于閾值冷卻劑溫度。方法的第三示例任選地包括第一示例和第二示例中的一個或多個，并且還包括在發(fā)動機預(yù)熱條件期間，使從每個發(fā)動機汽缸的第二排氣門抽吸的排氣的一部分流動到熱交換器，并且使從每個發(fā)動機汽缸的第一排氣門抽吸的排氣的剩余部分流動到排氣催化劑。該方法的第四示例任選地包括第一示例至第三示例中的一個或多個，并且還包括，在發(fā)動機預(yù)熱條件期間，使從熱交換器的下游抽吸的排氣的部分的第一部分流動到發(fā)動機進氣裝置，并且使從熱交換器的下游抽吸的排氣的部分的剩余的第二部分流動到排氣催化劑。方法的第五示例任選地包括第一示例至第四示例中的一個或多個，并且還包括，其中發(fā)動機預(yù)熱條件包括發(fā)動機冷卻劑溫度處于或高于閾值冷卻劑溫度。方法的第六示例任選地包括第一示例至第五示例中的一個或多個，并且還包括，其中第一部分與第二剩余部分的比率基于期望的egr流。方法的第七示例任選地包括第一示例至第六示例中的一個或多個，并且還包括，其中比率隨著期望的egr流增加而增加。方法的第八示例任選地包括第一示例至第七示例中的一個或多個，并且還包括，其中在發(fā)動機預(yù)熱條件期間，如果期望的egr流為零，則從每個發(fā)動機汽缸的第一排氣門抽吸的排氣被遞送到排氣催化劑，同時繞過熱交換器。方法的第九示例任選地包括第一示例至第八示例中的一個或多個，并且還包括，其中使從每個發(fā)動機汽缸的第一排氣門抽吸的排氣流動到排氣催化劑，同時繞過熱交換器包括停用第二排氣門，同時維持第一排氣門激活；并且其中使從每個發(fā)動機汽缸的第二排氣門抽吸的排氣流動到熱交換器包括停用第一排氣門，同時維持第二排氣門激活。

作為另一實施例，一種用于發(fā)動機的方法包括，在第一條件期間，在排氣催化劑的起燃之前并且在冷卻劑溫度達到閾值冷卻劑溫度之前，增加從第一排氣門到排氣催化劑的排氣流，同時減少從第二排氣門到熱交換器的排氣流；在第二條件期間，在排氣催化劑的起燃之后，并且在冷卻劑溫度達到閾值冷卻劑溫度之前，增加從第二排氣門到熱交換器的排氣流，同時減少從第一排氣門到排氣催化劑的排氣流；以及在第三條件期間，在起燃之后，并且當(dāng)冷卻劑溫度達到或增加到高于閾值冷卻劑溫度時，將排氣流的一部分繞過熱交換器引導(dǎo)到排氣催化劑，同時將排氣流的剩余部分引導(dǎo)到熱交換器，排氣流的部分與排氣流的剩余部分的比率基于期望的egr流和艙室加熱需求。在方法的第一示例中，用于發(fā)動機的方法包括在第三條件期間，將來自熱交換器的剩余部分的第一部分經(jīng)由egr閥遞送到進氣歧管，同時將來自熱交換器的剩余部分的第二部分遞送到排氣催化劑；其中第一部分基于期望的egr流。方法的第二示例任選地包括第一示例，并且還包括：其中增加從第一排氣門到排氣催化劑的排氣流同時減少從第二排氣門到熱交換器的排氣流包括停用第二排氣門，同時維持第一排氣門激活。方法的第三示例任選地包括第一示例和第二示例中的一個或多個，并且還包括：其中增加從第二排氣門到所述熱交換器的排氣流同時減少從第一排氣門到排氣催化劑的排氣流包括停用第一排氣門，同時維持第二排氣門激活的。方法的第四示例任選地包括第一示例至第三示例中的一個或多個，并且還包括，其中將排氣流的一部分繞過熱交換器引導(dǎo)到排氣催化劑同時將排氣流的剩余部分引導(dǎo)到熱交換器包括維持第一排氣門和第二排氣門激活。方法的第五示例任選地包括第一示例至第四示例中的一個或多個，并且還包括，其中閾值冷卻劑溫度基于期望的汽缸蓋溫度和車輛艙室加熱需求。方法的第六示例任選地包括第一示例至第五示例中的一個或多個，并且還包括，其中在第三條件期間，如果期望的egr流為零，則停用第二排氣門，同時維持第一排氣門激活并且關(guān)閉egr閥。

作為另一個實施例，一種系統(tǒng)包括發(fā)動機汽缸，所述發(fā)動機汽缸具有第一排氣門和第二排氣門；第一排氣歧管，其將第一排氣門耦接到第一排氣通道，所述第一通道直接耦接到包括排氣催化劑的公共排氣通道；第二排氣歧管，其將第二排氣門耦接到第二分離的排氣通道；熱交換器，其位于第二排氣通道內(nèi)；egr閥，其位于熱交換器下游的第二排氣通道內(nèi)；回流通道，其在排氣催化劑的上游位置處將egr閥耦接到公共排氣通道；以及控制器，其具有計算機可讀指令，用于：響應(yīng)于排氣催化劑的溫度低于起燃溫度，經(jīng)由第一排氣門和第一排氣歧管將排氣繞過熱交換器從汽缸遞送到排氣催化劑；以及響應(yīng)于溫度達到或增加到高于起燃溫度，如果發(fā)動機冷卻劑溫度低于閾值，則經(jīng)由第二排氣門和第二排氣歧管將排氣從汽缸遞送到熱交換器；否則，經(jīng)由第一排氣門將排氣的一部分從汽缸遞送到排氣催化劑，并且經(jīng)由第二排氣門將排氣的剩余部分從汽缸遞送到熱交換器。在系統(tǒng)的第一示例中，經(jīng)由第一排氣門將排氣從發(fā)動機汽缸遞送到排氣催化劑包括停用第二排氣門；其中經(jīng)由第二排氣門將排氣從汽缸遞送到熱交換器包括停用第一排氣門；并且其中經(jīng)由第一排氣門將排氣的所述部分從汽缸遞送到排氣催化劑以及經(jīng)由第二排氣門將排氣的所述剩余部分從汽缸遞送到熱交換器包括維持第一排氣門和第二排氣門激活。系統(tǒng)的第二示例任選地包括第一示例，并且還包括其中控制器包括另外的指令，用于：響應(yīng)于溫度達到或增加到高于起燃溫度，如果發(fā)動機冷卻劑溫度低于閾值，則關(guān)閉egr閥；否則，基于期望的egr流，調(diào)整egr閥位置，同時維持第一排氣門和第二排氣門激活。

注意，本文中包括的示例控制和估計程序能夠與各種發(fā)動機和/或車輛系統(tǒng)配置一起使用。在本文中所公開的控制方法和程序可以作為可執(zhí)行指令存儲在非臨時性存儲器中，并且可以由包括與各種傳感器、致動器和其他發(fā)動機硬件相結(jié)合的控制器的控制系統(tǒng)執(zhí)行。在本文中所描述的具體程序可以代表任意數(shù)量的處理策略中的一個或多個，諸如事件驅(qū)動、中斷驅(qū)動、多任務(wù)、多線程等。因此，所描述的各種動作、操作和/或功能可以所示順序、并行地被執(zhí)行，或者在一些情況下被省略。同樣，實現(xiàn)在本文中所描述的示例實施例的特征和優(yōu)點不一定需要所述處理順序，而是為了便于圖示和說明而提供了所述處理順序。取決于所使用的特定策略，所示出的動作、操作和/或功能中的一個或多個可以被重復(fù)執(zhí)行。另外，所描述的動作、操作和/或功能可以圖形地表示被編程入發(fā)動機控制系統(tǒng)中的計算機可讀存儲介質(zhì)的非臨時性存儲器的代碼，其中通過結(jié)合電子控制器執(zhí)行包括各種發(fā)動機硬件部件的系統(tǒng)中的指令而使所描述的動作得以實現(xiàn)。

應(yīng)認識到，在本文中所公開的配置和程序本質(zhì)上是示范性的，并且這些具體的實施例不被認為是限制性的，因為許多變體是可能的。例如，上述技術(shù)能夠應(yīng)用于v-6、i-4、i-6、v-12、對置4缸和其他發(fā)動機類型。本公開的主題包括在本文中所公開的各種系統(tǒng)和構(gòu)造和其他的特征、功能和/或性質(zhì)的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合。

以下權(quán)利要求具體地指出某些被認為是新穎的和非顯而易見的組合和子組合。這些權(quán)利要求可能涉及“一個”元件或“第一”元件或其等同物。這些權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)被理解為包括一個或多個這種元件的結(jié)合，既不要求也不排除兩個或多個這種元件。所公開的特征、功能、元件和/或特性的其他組合和子組合可通過修改現(xiàn)有權(quán)利要求或通過在這個或關(guān)聯(lián)申請中提出新的權(quán)利要求而得要求保護。這些權(quán)利要求，無論與原始權(quán)利要求范圍相比更寬、更窄、相同或不相同，都被認為包括在本公開的主題內(nèi)。