| 专利名称： | 用于抽取和PCV控制的系统和方法 | ||
| 专利名称(英文)： | Systems and methods for purge and PCV control | ||
| 专利号： | CN201510266665.1 | 申请时间： | 20150522 |
| 公开号： | CN105089868A | 公开时间： | 20151125 |
| 申请人： | 福特环球技术公司 | ||
| 申请地址： | 美国密歇根州 | ||
| 发明人： | C·P·格卢格拉; D·J·斯泰尔斯; M·H·谢尔比 | ||
| 分类号： | F02M25/08; F02M25/07; F01M13/00; F02D21/08 | 主分类号： | F02M25/08 |
| 代理机构： | 北京纪凯知识产权代理有限公司 11245 | 代理人： | 赵蓉民 |
| 摘要： | 本说明书涉及用于抽取和PCV控制的系统和方法。本发明提供用于提高抽取空燃比控制的方法和系统。来自滤罐和曲轴箱的燃料蒸气被选择性地抽取到一组汽缸且不抽取到剩余发动机汽缸。排气从所选择的一组汽缸再循环到发动机进气口，其中EGR从所述发动机进气口吸入剩余发动机汽缸和所选择的一组汽缸中。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention relates to systems and method for purge and positive crankcase ventilation (PCV) control. The methods and systems are provided for improving purge air-fuel ratio control. Fuel vapors from a canister and the crankcase are selectively purged to a group of cylinders and not to remaining engine cylinders. Exhaust is recirculated from the selected group of cylinders to the engine intake wherefrom the exhaust gas recirculation (EGR) is ingested in the remaining engine cylinders and the selected group of cylinders. | ||
1.一种方法，其包括： 选择性地抽取来自燃料系统滤罐和曲轴箱中的一个或多个的燃料蒸 气，从而仅富集多汽缸发动机的专用排气再循环汽缸组即专用EGR汽缸 组；以及 将来自所述专用EGR汽缸组的排气再循环到剩余发动机汽缸中的每 个和所述专用汽缸组。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述选择性地抽取还包括不将 燃料蒸气抽取到任何所述剩余发动机汽缸。
3.根据权利要求1所述的方法，其中富集所述专用EGR汽缸组包括 操作所述专用EGR汽缸组的富集度比化学计量更富，该富集度被调节以 向所述剩余发动机汽缸提供排气再循环量。
4.根据权利要求3所述的方法，其中在将所述排气再循环到所述剩 余发动机汽缸的每个之前，来自所述专用EGR汽缸组的排气被输送到连 接在所述专用EGR汽缸组下游的水气变换催化剂。
5.根据权利要求4所述的方法，其中在所述水气变换催化剂处从所 述专用EGR汽缸组接收的所述排气的氢浓度低于从所述水气变换催化剂 再循环到所述剩余发动机汽缸的每个的排气的氢浓度。
6.根据权利要求5所述的方法，其还包括：基于抽取到所述专用EGR 汽缸组的燃料蒸气的前馈估计并进一步基于所述专用EGR汽缸组中的排 气空燃比的传感器反馈，调节所述专用EGR汽缸组的加燃料。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述专用EGR汽缸组的加燃料 随着燃料蒸气抽取的前馈估计增加而减少，以保持所述专用EGR汽缸组 中的所述排气空燃比处于向所述剩余发动机汽缸提供排气再循环的量所 需的所述富集度处。
8.根据权利要求7所述的方法，其还包括：基于从所述专用EGR汽 缸组接收的排气再循环，调节到所述剩余发动机汽缸的每个的加燃料， 以保持所述剩余发动机汽缸的排气空燃比处于化学计量或在该化学计量 周围。
9.根据权利要求8所述的方法，其中调节所述加燃料包括随着从所 述专用EGR汽缸组接收的排气再循环的量增加，以比化学计量更稀向所 述剩余发动机汽缸加燃料。
10.根据权利要求8所述的方法，其中调节所述加燃料包括随着所述专 用EGR汽缸组的富集度增加，以比化学计量更稀向所述剩余发动机汽缸加 燃料。
11.一种方法，其包括： 调节专用汽缸的加燃料，所述专用汽缸经配置响应于仅抽取到所述专 用汽缸的燃料蒸气的估计并且响应于所述专用汽缸的第一排气空燃比将 排气再循环到剩余发动机汽缸的每个；以及 响应于所述第一排气空燃比并且响应于所述剩余发动机汽缸的第二 空燃比，调节所述剩余发动机汽缸的加燃料。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一排气空燃比由仅在所 述专用汽缸的下游连接的第一空燃比传感器估计，并且其中所述第二排 气空燃比由仅在所述剩余发动机汽缸的下游连接的第二空燃比传感器估 计。
13.根据权利要求12所述的方法，其中仅抽取到所述专用汽缸的燃料 蒸气包括燃料系统滤罐燃料蒸气和曲轴箱强制通风装置燃料蒸气中的一 个或多个，并且其中所述燃料蒸气未被抽取到任何所述剩余发动机汽缸。
14.根据权利要求13所述的方法，其中抽取的燃料蒸气的估计是基于 抽取流动速率的前馈估计。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述专用汽缸的加燃料被调节 以比化学计量更富的目标空燃比操作所述专用汽缸，所述目标空燃比经 选择向所有发动机汽缸提供排气再循环燃烧耐受性的量。
16.根据权利要求15所述的方法，其中给所述专用汽缸加燃料的富集 度随着抽取到所述专用汽缸的燃料蒸气的估计增加和/或随着所述第一排 气空燃比接近所述目标空燃比而减小。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述剩余发动机汽缸的加燃料 经调节以保持所述第二空燃比处于化学计量或处于化学计量周围，所述 剩余发动机汽缸的加燃料还随着所述第一空燃比减小而更稀。
18.一种发动机系统，其包括： 第一组汽缸； 第二组汽缸； 仅在所述第一组汽缸的下游连接的第一排气催化剂； 在所述第二组汽缸的下游连接的第二排气催化剂； 排气再循环通道，其经配置将仅来自所述第一组汽缸的排气再循环到 共同发动机进气口，所述共同发动机进气口将充气供给至所述第一组汽 缸和第二组汽缸中的每个； 燃料系统滤罐； 曲轴箱； 抽取通道，其经配置将来自所述滤罐和所述曲轴箱中的每个的燃料蒸 气仅抽取到所述第一组汽缸； 在所述第一组汽缸的下游连接的第一排气空燃比传感器； 在所述第二组汽缸的下游连接的第二排气空燃比传感器；和 具有计算机可读指令的控制器，所述指令用于： 基于在所述第一组汽缸处接收的抽取燃料蒸气的量，调节所述第 一组汽缸的加燃料，以向所有汽缸提供目标排气再循环燃烧耐受性； 以及 基于从所述第一组汽缸接收的排气再循环，调节所述第二组汽缸 的加燃料，以保持化学计量的排气空燃比。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述第一组汽缸的加燃料随着 所接收的抽取燃料蒸气的量减小并且随着所述第一排气空燃比传感器的 输出增加而富集。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述第二组汽缸的加燃料随着从 所述第一组汽缸接收的所述排气再循环增加并且随着所述第二排气空燃比 传感器的输出减小而稀化。
1.一种方法，其包括： 选择性地抽取来自燃料系统滤罐和曲轴箱中的一个或多个的燃料蒸 气，从而仅富集多汽缸发动机的专用排气再循环汽缸组即专用EGR汽缸 组；以及 将来自所述专用EGR汽缸组的排气再循环到剩余发动机汽缸中的每 个和所述专用汽缸组。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述选择性地抽取还包括不将 燃料蒸气抽取到任何所述剩余发动机汽缸。
3.根据权利要求1所述的方法，其中富集所述专用EGR汽缸组包括 操作所述专用EGR汽缸组的富集度比化学计量更富，该富集度被调节以 向所述剩余发动机汽缸提供排气再循环量。
4.根据权利要求3所述的方法，其中在将所述排气再循环到所述剩 余发动机汽缸的每个之前，来自所述专用EGR汽缸组的排气被输送到连 接在所述专用EGR汽缸组下游的水气变换催化剂。
5.根据权利要求4所述的方法，其中在所述水气变换催化剂处从所 述专用EGR汽缸组接收的所述排气的氢浓度低于从所述水气变换催化剂 再循环到所述剩余发动机汽缸的每个的排气的氢浓度。
6.根据权利要求5所述的方法，其还包括：基于抽取到所述专用EGR 汽缸组的燃料蒸气的前馈估计并进一步基于所述专用EGR汽缸组中的排 气空燃比的传感器反馈，调节所述专用EGR汽缸组的加燃料。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述专用EGR汽缸组的加燃料 随着燃料蒸气抽取的前馈估计增加而减少，以保持所述专用EGR汽缸组 中的所述排气空燃比处于向所述剩余发动机汽缸提供排气再循环的量所 需的所述富集度处。
8.根据权利要求7所述的方法，其还包括：基于从所述专用EGR汽 缸组接收的排气再循环，调节到所述剩余发动机汽缸的每个的加燃料， 以保持所述剩余发动机汽缸的排气空燃比处于化学计量或在该化学计量 周围。
9.根据权利要求8所述的方法，其中调节所述加燃料包括随着从所 述专用EGR汽缸组接收的排气再循环的量增加，以比化学计量更稀向所 述剩余发动机汽缸加燃料。
10.根据权利要求8所述的方法，其中调节所述加燃料包括随着所述专 用EGR汽缸组的富集度增加，以比化学计量更稀向所述剩余发动机汽缸加 燃料。
11.一种方法，其包括： 调节专用汽缸的加燃料，所述专用汽缸经配置响应于仅抽取到所述专 用汽缸的燃料蒸气的估计并且响应于所述专用汽缸的第一排气空燃比将 排气再循环到剩余发动机汽缸的每个；以及 响应于所述第一排气空燃比并且响应于所述剩余发动机汽缸的第二 空燃比，调节所述剩余发动机汽缸的加燃料。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一排气空燃比由仅在所 述专用汽缸的下游连接的第一空燃比传感器估计，并且其中所述第二排 气空燃比由仅在所述剩余发动机汽缸的下游连接的第二空燃比传感器估 计。
13.根据权利要求12所述的方法，其中仅抽取到所述专用汽缸的燃料 蒸气包括燃料系统滤罐燃料蒸气和曲轴箱强制通风装置燃料蒸气中的一 个或多个，并且其中所述燃料蒸气未被抽取到任何所述剩余发动机汽缸。
14.根据权利要求13所述的方法，其中抽取的燃料蒸气的估计是基于 抽取流动速率的前馈估计。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述专用汽缸的加燃料被调节 以比化学计量更富的目标空燃比操作所述专用汽缸，所述目标空燃比经 选择向所有发动机汽缸提供排气再循环燃烧耐受性的量。
16.根据权利要求15所述的方法，其中给所述专用汽缸加燃料的富集 度随着抽取到所述专用汽缸的燃料蒸气的估计增加和/或随着所述第一排 气空燃比接近所述目标空燃比而减小。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述剩余发动机汽缸的加燃料 经调节以保持所述第二空燃比处于化学计量或处于化学计量周围，所述 剩余发动机汽缸的加燃料还随着所述第一空燃比减小而更稀。
18.一种发动机系统，其包括： 第一组汽缸； 第二组汽缸； 仅在所述第一组汽缸的下游连接的第一排气催化剂； 在所述第二组汽缸的下游连接的第二排气催化剂； 排气再循环通道，其经配置将仅来自所述第一组汽缸的排气再循环到 共同发动机进气口，所述共同发动机进气口将充气供给至所述第一组汽 缸和第二组汽缸中的每个； 燃料系统滤罐； 曲轴箱； 抽取通道，其经配置将来自所述滤罐和所述曲轴箱中的每个的燃料蒸 气仅抽取到所述第一组汽缸； 在所述第一组汽缸的下游连接的第一排气空燃比传感器； 在所述第二组汽缸的下游连接的第二排气空燃比传感器；和 具有计算机可读指令的控制器，所述指令用于： 基于在所述第一组汽缸处接收的抽取燃料蒸气的量，调节所述第 一组汽缸的加燃料，以向所有汽缸提供目标排气再循环燃烧耐受性； 以及 基于从所述第一组汽缸接收的排气再循环，调节所述第二组汽缸 的加燃料，以保持化学计量的排气空燃比。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述第一组汽缸的加燃料随着 所接收的抽取燃料蒸气的量减小并且随着所述第一排气空燃比传感器的 输出增加而富集。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述第二组汽缸的加燃料随着从 所述第一组汽缸接收的所述排气再循环增加并且随着所述第二排气空燃比 传感器的输出减小而稀化。
翻译：技术领域
本说明书涉及用于提高燃料蒸气和曲轴箱强制通风装置蒸气到发 动机进气口中的抽取(purge)的系统和方法。所述方法可具体地用于 包括单一汽缸的发动机，该单一汽缸向其他发动机汽缸提供外部 EGR。
背景技术
车辆排放控制系统可经配置在活性炭滤罐中存储来自燃料箱加燃 料和每日发动机操作的燃料蒸气。在随后的发动机操作期间，所存储 的蒸气可以被抽取到其中燃烧蒸气的发动机中。除了罐燃料蒸气以外， 曲轴箱强制通风燃料蒸气也可在发动机操作期间吸入并在发动机中燃 烧。
关于曲轴箱和罐碳氢化合物到发动机进气口的抽取的一个共同问 题是燃烧空燃比的控制。具体地，由于来自罐和曲轴箱的燃料蒸气浓 度的估计的较大差异，会难以控制其中引入蒸气用于燃烧的汽缸的空 燃比。因此，空燃比误差可以导致退化的发动机性能和升高的排气排 放。
发明内容
本发明人在此已认识到在抽取期间可以在发动机系统中实现更可 靠的空燃比控制，所述发动机系统配置有专门用于向其他发动机汽缸 提供外部EGR的单一汽缸。具体地，具有专用EGR汽缸的发动机系 统可经配置在调节非专用汽缸(也就是，剩余发动机汽缸)的加燃料 时操作提供比化学计量更富的EGR的专用汽缸，以保持整体的化学计 量排气。因此，专用EGR汽缸可具有偏离于所需的空燃比的较高耐受 性。此外，可具有多个机会来精确地估计和解决在EGR汽缸以及非专 用EGR汽缸两者处的空燃比偏差。例如，连接到专用EGR汽缸的第 一空燃比传感器可使得在专用EGR汽缸处(如由于燃料蒸气到专用 EGR汽缸的抽取)产生的空燃比偏差被估计并校正。另外，基于第一 空燃比传感器的输出，可以更好地估计和补偿由于来自专用EGR汽缸 的排气的再循环而在非专用EGR汽缸处引起的空燃比偏差。此外，基 于连接到非专用EGR汽缸和用于校正专用EGR汽缸以及剩余发动机 汽缸两者的加燃料的第二空燃比传感器的输出，可以估计空燃比偏差。 因此，更精确的空燃比控制可以通过允许专用EGR汽缸富集有至少所 述抽取蒸气在抽取条件下实现，而发动机空燃比在剩余汽缸处被更严 格地控制。
因此，在一个示例中，通过一种方法提高抽取控制，该方法包括 选择性地抽取来自燃料系统罐和曲轴箱中的一个或多个的燃料蒸气， 以仅富集多汽缸发动机的专用汽缸组；和将来自专用汽缸组的排气再 循环到每个剩余非专用EGR发动机汽缸和专用汽缸组中。以这种方式， 提高了在抽取期间空燃比控制。
作为示例，响应于抽取条件得到满足，来自燃料系统抽取罐以及 曲轴箱通风的燃料蒸气可被抽取到多汽缸发动机的单个专用EGR汽 缸。基于抽取速率，可调节专用EGR汽缸的加燃料，以便操作该汽缸 比化学计量更富。因此，基于罐负荷、抽取速率等可前馈地估计专用 EGR汽缸中接收的抽取含量。来自汽缸的富的排气可穿过在该汽缸的 下游连接的水气变换(WGS)催化剂，用于从富排气中的碳氢化合物 产生氢的目的。然后，来自专用EGR汽缸的氢富集排气经由EGR通 道再循环到所有发动机汽缸。基于在供EGR的汽缸的下游连接的空燃 比传感器的输出，可估计在发动机汽缸中接收的氢富集EGR的空燃比。 然后，基于所接收的EGR的空燃比调节非专用汽缸的加燃料，以便保 持化学计量燃烧。
以这种方式，在非专用EGR汽缸中启用化学计量的空燃比控制， 而不需要抽取含量的精确估计。通过选择性地将抽取燃料蒸气输送到 专用EGR汽缸，汽缸富集的至少一部分可以由抽取蒸气提供，从而提 高燃料使用率。通过将氢富集的EGR从抽取蒸气接收汽缸输送到所有 发动机汽缸或仅非专用发动机汽缸，高度稀释的EGR发动机的燃烧稳 定性得到提高，从而允许发动机更有效地操作。
应该理解，提供以上发明内容来以简化的形式介绍在详细说明中 进一步描述的概念的选择。它不旨在识别所要求保护的主题的关键或 必要特征，所述主题的范围由详细说明之后的权利要求唯一地限定。 此外，所要求保护的主题不限于上述或在本公开的任何部分中提到的 任何缺点的实现。
附图说明
当单独地或参考附图进行时，通过阅读在本文称为具体实施方式 的实施例的示例，将更完全地理解本文所述的优点，其中：
图1是包括专用的供(donating)EGR的汽缸组的发动机系统的 示意图。
图2是发动机的燃烧室的示意图。
图3示出用于在调节用于发动机空燃比控制的加燃料时将燃料蒸 气抽取到专用EGR汽缸的示例方法。
图4示出基于抽取蒸气含量的用于给专用EGR汽缸和非专用 EGR汽缸加燃料的程序的示意图。
图5示出图1的发动机系统的专用EGR汽缸和非专用EGR汽缸 中的空燃比控制的示例。
图6示出用于空燃比控制的到发动机系统的专用EGR汽缸和非专 用EGR汽缸的示例加燃料调节。
具体实施方式
本说明书涉及抽取燃料蒸气到与高度稀释的汽缸混合物操作的发 动机，如图1-2的发动机系统。发动机汽缸混合物可使用再循环的排气 (EGR)稀释，该再循环的排气(EGR)是燃烧空气-燃料混合物的副 产物。控制器可经配置执行控制程序(如图3-4的程序)，用于将来自 燃料系统滤罐和漏气基座的燃料蒸气从曲轴箱通风抽取到发动机的专 用汽缸组。控制器可进一步基于抽取含量的前馈估计调节给专用EGR 汽缸组加燃料，从而以目标空燃比操作专用EGR汽缸组。然后，基于 所接收的EGR调节非专用EGR汽缸的加燃料，以提供整体的化学计 量排气。参考图5-6示出示例加燃料和空燃比调节。
图1示意性地示出包括具有四个汽缸(1-4)的发动机10的示例发 动机系统100的各方面。如本文详尽说明，四个汽缸被布置为由非专 用EGR汽缸1-3组成的第一汽缸组17和由专用EGR汽缸4组成的第 二汽缸组18。参考图2，提供了发动机10的每个燃烧室的详细描述。 发动机系统100可连接在诸如经配置用于道路行驶的乘用车辆等车辆 中。
在所述的实施例中，发动机10是连接到涡轮增压器13的升压发动 机，所述涡轮增压器13包括由涡轮76驱动的压缩机74。具体地，新 鲜空气经由空气抽取器53沿进气通道42引入发动机10中并流动到压 缩机74。通过进气通道42进入进气系统的环境空气的流动速率可以至 少部分地通过调节进气节气门20进行控制。压缩机74可以是任何合 适的进气压缩机，例如马达驱动的或驱动轴驱动的机械增压器压缩机。 然而，在发动机系统10中，压缩机是经由轴19机械地连接到涡轮76 的涡轮增压器压缩机，该涡轮76通过膨胀发动机排气而驱动。在一个 实施例中，压缩机和涡轮可连接在双涡旋增压器。在另一个实施例中， 涡轮增压器可以是可变几何涡轮增压器(VGT)，其中涡轮几何形状 根据发动机转速的函数而主动地变化。
如图1中所示，压缩机74通过增压空气冷却器78连接到进气节气 门20。进气节气门20连接到发动机进气歧管25。压缩充气从压缩机 流过增压空气冷却器和节气门到进气歧管。增压空气冷却器可以是例 如空气至空气或空气至水换热器。在图1中所示的实施例中，进气歧 管内的充气压力由歧管空气压力(MAP)传感器24感测。压缩机旁通 阀(未示出)可串联地连接在压缩机74的入口和出口之间。压缩机旁 通阀可以是经配置在选定的工况下打开以减轻过量增压压力的常闭 阀。例如，压缩机旁通阀可以在减小发动机转速和负荷的条件下打开， 以避免压缩机喘振。
进气歧管25通过一系列进气阀连接到一系列燃烧室30(参见图2)。 燃烧室还经由一系列排气阀连接到排气歧管36(参见图2)。在所述 的实施例中，排气歧管36包括多个排气歧管段，以使来自不同燃烧室 的流出物(effluent)被引导至发动机系统中的不同位置。具体地，来 自第一汽缸组17(汽缸1-3)的流出物在由排放控制装置170的排气催 化剂处理之前引导穿过排气歧管36的涡轮76。相比之下，来自第二汽 缸组18(汽缸4)的排气经由通道50和排气催化剂70回送到进气歧 管25。可替代地，来自第二汽缸组的排气的至少一部分经由阀65和通 道56引导至排气歧管48的涡轮76。通过调节阀65，可改变相对于进 气歧管的从汽缸4引导至排气歧管的排气的比例。在一些示例中，可 省略阀65和通道56。
排气催化剂70被配置为水气变换(WGS)催化剂。WGS催化剂 70经配置产生来自从汽缸4接收在通道50中的富集排气的氢气。
每个汽缸1-4可包括通过在各自汽缸中捕集燃烧事件中的排气和 允许排气在随后的燃烧事件期间保持在各自汽缸而产生的内部EGR。 内部EGR的量可通过调节进气阀和/或排气阀打开和/或关闭次数而变 化。例如，通过增加进气阀和排气阀重叠，额外的EGR可以在随后的 燃烧事件期间保持在汽缸中。外部EGR仅仅经由来自第二汽缸组18 (在此为汽缸4)和EGR通道50的排气流向汽缸1-4提供。在另一个 示例中，可仅向汽缸1-3而不是向汽缸4提供外部EGR。外部EGR不 是由来自汽缸1-3的排气流提供。因此，在此示例中，汽缸4是用于发 动机10的外部EGR的唯一来源。汽缸1-3也在此称为非专用EGR汽 缸组。虽然当前的示例示出专用EGR汽缸组具有单个汽缸，但将理解 的是在替代的发动机配置中，专用EGR汽缸组可具有更多个发动机汽 缸。
EGR通道50可包括用于冷却输送到发动机进气口的EGR的EGR 冷却器54。另外，EGR通道50可包括用于估计从第二汽缸组再循环 到剩余发动机汽缸的排气的空燃比的第一排气传感器51。第二排气传 感器52可定位在第一汽缸组的排气歧管段的下游，用于估计第一汽缸 组中排气的空燃比。第一排气传感器和第二排气传感器可以是诸如宽 域排气氧(UEGO)传感器的空燃比传感器。更进一步的排气传感器可 被包括在图1的发动机系统中。
来自汽缸4的外部EGR中的氢浓度可以通过富集汽缸4中燃烧的 空气-燃料混合物而增加。具体地，在WGS催化剂70处产生的氢气的 量可通过增加从汽缸4接收在通道50中的排气的富集度而增加。因此， 为了向发动机汽缸1-4提供给氢富集排气，可调节第二汽缸组18的加 燃料，以便使汽缸4富集。在一个示例中，来自汽缸4的外部EGR的 氢浓度可以在当发动机燃烧稳定性小于期望的稳定性时的条件下增 加。此动作增加外部EGR中的氢浓度，并且可提高发动机燃烧稳定性， 尤其提高处于较低的发动机转速和负荷(例如，空转)的发动机燃烧 稳定性。另外，与常规的(较低氢浓度)EGR相比，在遇到任何燃烧 稳定性问题之前，氢富集的EGR允许发动机中容许较高水平的EGR。 通过增加EGR使用的范围和量，提高发动机燃料经济性。
燃烧室30可被供给一种或多种燃料，如汽油、酒精燃料混合物、 柴油、生物柴油、压缩天然气等。燃料可经由喷射器66被供给到燃烧 室。燃料喷射器66可从燃料箱26吸取燃料。在所述的示例中，燃料 喷射器66经配置用于直接喷射，尽管在其他实施例中，燃料喷射器66 可经配置用于进气道喷射或节气门-阀体喷射。此外，每个燃烧室可包 括一个或多个不同配置的燃料喷射器，以使每个汽缸通过直接喷射、 进气道喷射、节气门-阀体喷射或它们的组合接收燃料。在燃烧室中， 燃烧可通过火花点火和/或压缩点火启动。
燃料箱26存储发动机10中燃烧的挥发性液体燃料。为了避免燃料 蒸气从燃料箱和到大气中的排放，燃料箱通过吸附滤罐22向大气开口。 吸附滤罐可具有用于在吸附状态下存储碳氢化合物、醇和/或酯类燃料 的显著容量。例如，滤罐22可被填充有例如活性碳颗粒和/或另一种高 表面面积材料。然而，燃料蒸气的延长吸附将最终减小用于进一步存 储的吸附滤罐的容量。因此，吸附滤罐可定期地抽取所吸附的燃料， 如在下文进一步描述。在图1中所示的配置中，滤罐抽取阀118控制 燃料蒸气沿净化管线82从滤罐22到进气歧管中且具体地仅到汽缸4 中的净化。止回阀(未示出)可连接在净化管线82中，以阻止从进气 歧管到滤罐22的回流。本发明人在此已认识到通过选择性地将燃料蒸 气净化到专门用于向其他发动机汽缸提供外部EGR的汽缸组，可以在 净化条件下实现可靠的空燃比控制，因为专用EGR汽缸被富集地操作 用于氢的产生且并且因此具有用于空燃比偏移的较高耐受性。因此， 通过将滤罐燃料蒸气净化到汽缸4，可以提供产生氢富集的外部EGR 所需的汽缸4的富集的至少一部分，从而减少汽缸4的加燃料要求。
当净化条件得到满足时，如当滤罐饱和时，燃料蒸气滤罐22中存 储的蒸气可通过打开滤罐净化阀118仅净化到第二汽缸组(在此仅为 汽缸4，而不是汽缸1-3)的汽缸。然后来自滤罐22的燃料蒸气通过使 用发动机进气歧管真空被吸入汽缸4中。虽然示出了单个滤罐22，但 是将理解的是任何数量的滤罐可连接在发动机系统100中。在一个示 例中，滤罐净化阀118可以是电磁阀，其中该阀的打开或关闭通过滤 罐净化螺线管(solenoid)的致动进行。滤罐22还包括用于当存储或 捕集来自燃料箱26的燃料蒸气时从滤罐22引出气体到大气的通气口 (vent)117。当经由抽取管线82和抽取阀118将所存储的燃料蒸气抽 取到进气歧管144时，通气口117也可允许将新鲜空气吸入燃料蒸气 滤罐22中。虽然此示例示出通气口117与新鲜的未加热的空气连通， 但是也可以使用各种修改。通气口117可包括滤罐通气阀120，以调节 滤罐22和大气之间的空气和蒸气的流动。滤罐22中燃料蒸气的压力 可由专用滤罐压力传感器确定。
发动机10的燃烧室30可布置在润滑剂填充的曲轴箱114的上方， 其中燃烧室的往复活塞旋转曲轴箱。往复活塞可基本上经由一个或多 个活塞环与曲轴箱分离，该一个或多个活塞环压制空气-燃料混合物和 燃烧气体到曲轴箱中的流动。然而，随着时间的推移，显著的燃料蒸 气、未燃烧空气和排气的量可‘窜漏出(blowby)’活塞环并进入曲 轴箱。为了减少燃料蒸气对发动机润滑剂的粘度的影响并且为了减少 蒸气到大气的排放，曲轴箱可连续地或定期地通风，如在下文进一步 描述。在图1中所示的配置中，曲轴箱通风阀28控制燃料蒸气沿曲轴 箱通风管线80从曲轴箱到进气歧管中并且具体地到汽缸4中的抽取。 通风管线80在第二组汽缸18(汽缸4)的进气道的上游与抽取管线82 合并。如参考燃料系统滤罐抽取讨论，曲轴箱燃料蒸气可被选择性地 抽取到专门用于向其他发动机汽缸提供外部EGR的汽缸组，因为专用 EGR汽缸被富集地操作用于氢的产生，并且因此具有用于空燃比偏移 的较高耐受性。因此，通过将曲轴箱燃料蒸气抽取到汽缸4，可以提供 产生氢富集的外部EGR所需的汽缸4的富集的至少一部分，从而减少 汽缸4的加燃料要求。
在一个实施例中，曲轴箱通风阀28可以是在连接到进气歧管之前 提供曲轴箱气体从曲轴箱114内部的不间断抽空的单向被动阀。当穿 过曲轴箱通风管线80的流将趋向于在相反方向上流动时，该单向阀可 密封。在另一个实施例中，曲轴箱通风阀28可以是响应其两端的压力 下降(或穿过其的流速)来改变其流动限制的阀。在其他示例中，曲 轴箱通风阀可以是电子控制的阀。其中，控制器12可命令信号来将阀 的位置从打开位置(或高流动的位置)改变为闭合位置(或低流动的 位置)，或反之亦然，或者它们之间的任何位置。
应该认识到，如本文所用，曲轴箱通风流动是指燃料蒸气和气体沿 通风管线80从曲轴箱到进气歧管的流动。类似地，如本文所用，曲轴 箱回流是指燃料蒸气和气体沿通风管线80从进气歧管到曲轴箱的流 动。当进气歧管压力高于曲轴箱压力时(例如，在升压发动机操作期 间)，可发生回流。在一些实施例中，止回阀(未示出)可沿通风管 线80连接在进气歧管25和曲轴箱114之间用于阻止曲轴箱回流。曲 轴箱114中燃料蒸气的压力可由专用曲轴箱压力传感器确定。
曲轴箱114可包括一个或多个油分离器94，用于在蒸气被抽取到 汽缸4之前将油和曲轴箱蒸气(或“窜漏气体”)分离。随着所述的 配置启动单向曲轴箱通风，仅一个油分离器94示出。
在非升压条件下，新鲜空气沿通风管77从空气净化器56吸入曲轴 箱114中。然后，曲轴箱燃料蒸气和气体沿通风管线80排出并使用进 气歧管真空在进气歧管中输送到第二组汽缸。
以这种方式，每个曲轴箱燃料蒸气和滤罐燃料蒸气被抽取到发动机 的专用EGR汽缸组，并且未被抽取到剩余发动机汽缸。然后，在氢富 集时，来自专用EGR汽缸组的外部EGR被再循环回到所有发动机汽 缸。
来自排气歧管36的排气被引导至涡轮76，以驱动该涡轮。当需要 减小的涡轮扭矩时，一些排气可被引导替代地穿过排气门(未示出)， 从而穿过涡轮。然后，来自涡轮和排气门的组合流流过排放控制装置 170。通常，一个或多个排放控制装置170可包括一个或多个排气后处 理催化剂，其经配置催化地处理排气流，并且从而减少排气流中一种 或多种物质的量。例如，一种排气后处理催化剂可经配置当排气流是 稀的时从排气流捕集NOx，并且当排气流富时减少所捕集的NOx。在 其他示例中，排气后处理催化剂可经配置使NOx不成比例或者借助还 原剂(reducingagent)选择性地减少NOx。在其他示例中，排气后处 理催化剂可经配置氧化排气流中的残余碳氢化合物和/或一氧化碳。具 有任何此类功能的不同排气后处理催化剂可被单独地或一起布置在清 洗涂层中或者布置在排气后处理阶段。在一些实施例中，排气后处理 阶段可包括经配置捕集并氧化排气流中的烟尘颗粒的再生烟尘过滤 器。来自排放控制装置170的所有或部分处理的排气可经由排气导管 35释放到大气中。
发动机系统100还包括控制系统14。控制系统14包括控制器12， 其可以是发动机系统的任何电子控制系统或其中安装了发动机系统的 车辆的任何电子控制系统。控制器12可经配置至少部分基于来自发动 机系统内的一个或多个传感器16的输入作出控制决定，并且可基于控 制决定控制致动器81。例如，控制器12可将计算机可读指令存储在存 储器中，并且可通过指令的执行控制致动器81。示例传感器包括MAP 传感器24、MAF传感器119、排气温度和压力传感器128和129以及 排气空燃比传感器51、52和曲轴箱通风压力传感器62。示例致动器包 括节气门20、燃料喷射器66、滤罐抽取阀118、滤罐通气阀120、曲 轴箱通风阀28、专用汽缸组阀65等。如图2中所述，可包括额外的传 感器和致动器。控制器12中的存储介质只读存储器可以被编程具有表 示可由用于执行下面所述的方法的处理器执行的指令的计算机可读数 据，以及预期的但未具体列出的其他变体。示例方法和程序在本文参 考图3描述。
参考图2，内燃机10包括如图1中所示的多个汽缸，其中一个汽 缸现在进行描述。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁132，其中活塞 136定位在汽缸壁132中并连接到曲轴40。飞轮97和环形齿轮99连 接到曲轴40。起动器96包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98 可选择性地推进小齿轮95，以啮合环形齿轮99。起动器96可直接安 装到发动机的前部或发动机的后部。在一些示例中，起动器96可选择 性地经由带或链条供给扭矩到曲轴40。在一个示例中，起动器96处于 当未啮合到发动机曲轴时的基本状态。
燃烧室30被示出经由各自进气阀152和排气阀154与进气歧管144 和排气歧管148连通。每个进气阀和排气阀可由进气凸轮151和排气 凸轮153独立地操作。进气阀调节器85相对于曲轴40的位置推进或 延迟进气阀152的相位。另外，进气阀调节器85可增加或减小进气阀 升程量。排气阀调节器83相对于曲轴40的位置推进或延迟排气阀154 的相位。另外，排气阀调节器83可增加或减小排气阀升程量。进气凸 轮151的位置可由进气凸轮传感器155确定。排气凸轮153的位置可 由排气凸轮传感器157确定。在其中燃烧室30是专用EGR汽缸的一 部分的情况下，阀152和154的正时和/或升程量可独立于其他发动机 汽缸调节，使得专用EGR汽缸的汽缸充气可相对于其他发动机汽缸增 加或减小。以这种方式，供给至发动机汽缸的外部EGR可超过百分之 二十五的汽缸充气质量。外部EGR是从汽缸的排气阀泵送出并经由汽 缸进气阀返回到汽缸的排气。此外，除EGR汽缸之外的汽缸的内部EGR 量可通过调节那些各自汽缸的阀正时而独立于专用EGR汽缸调节。内 部EGR是在燃烧事件之后保持在汽缸中的排气，并且是用于随后燃烧 事件的汽缸中的混合物中的一部分。
燃料喷射器66被示出经定位将燃料直接喷射到汽缸30中，其为本 领域的技术人员所知的直接喷射。可替代地，燃料可被喷射到进气道， 其为本领域的技术人员所知的进气道喷射。在一些示例发动机配置中， 一个或多个发动机汽缸可从直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器两者 接收燃料。
进气歧管144被示出与可选的电子节气门162连通，所述可选的电 子节气门162调节节流板164的位置，以控制从空气进气口42到进气 歧管144的空气流动。在一些示例中，节气门162和节流板164可被 定位在进气阀152和进气歧管144之间，使得节气门162是进气道节 气门。驾驶员需求扭矩可从如由加速器踏板传感器174感测的加速器 踏板170的位置确定。当驾驶员的一只脚172操作加速器踏板170时， 指示驾驶员需求扭矩的电压或电流从加速器踏板传感器174输出。
无分配器点火系统88响应控制器12经由火花塞92向燃烧室30 提供点火火花。宽域排气氧(UEGO)传感器126被示出在催化转换器 170的上游连接到排气歧管148。可替代地，双态排气氧传感器可以用 UEGO传感器126代替。
在一个示例中，转换器170可以包括多个催化剂砖。在另一个示例 中，可以使用每个均具有多个砖的多个排放控制装置。在一个示例中， 转换器170可以是三元催化剂。
控制器12在图2中被示出作为常规微型计算机，包括：微处理器 单元102、输入/输出端口104、只读(非暂时性)存储器106、随机存 取存储器108、保活存储器110和常规数据总线。控制器12被示出从 连接到发动机10的传感器接收各种信号，除了先前讨论的那些信号以 外，还包括：来自连接到冷却套筒113的温度传感器112的发动机冷 却液温度(ECT)；来自连接到进气歧管44的压力传感器122的发动 机歧管压力(MAP)的测量值；感测曲轴40位置的来自霍尔效应传感 器115的发动机位置传感器；来自传感器119的进入发动机的空气质 量的测量值；和来自传感器158的节气门位置的测量值。大气压力也 可被感测(传感器未示出)用于由控制器12处理。在本说明书的优选 方面中，发动机位置传感器115以曲轴的每转产生预定数量的等间隔 脉冲，其中可以确定发动机转速(RPM)。
在操作期间，发动机10内的每个汽缸通常经历四冲程循环：该循 环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。通常地，在进气 冲程期间，排气阀154关闭，并且进气阀152打开。空气经由进气歧 管144被引入燃烧室30中，并且活塞136移动到汽缸的底部，以便增 加燃烧室30内的容积。其中活塞136靠近汽缸的底部并且在其冲程结 束时(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)的位置通常被本领域的 技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气阀152和排气 阀154关闭。活塞136朝向汽缸盖移动，以便将空气压缩在燃烧室30 内。其中活塞136在其冲程结束时且最接近汽缸盖(例如，当燃烧室 30处于其最小容积时)的点通常被本领域的技术人员称为上止点 (TDC)。
在下文称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室中。在下文称为点火 的过程中，所喷射的燃料由诸如火花塞92等已知的点火装置点火，从 而导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀的气体推动活塞136回到BDC。 曲轴40将活塞运动转换为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间， 排气阀154打开，以释放所燃烧的空气-燃料混合物到排气歧管148， 并且活塞返回到TDC。注意，以上仅作为示例示出，并且进气阀和排 气阀打开和/或关闭正时可变化，如用于提供正的或负的阀重叠、晚的 进气阀关闭或各种其他示例。
因此，图1-2的组件提供一种发动机系统，其允许来自燃料系统滤 罐和曲轴箱中的一个或多个的燃料蒸气的选择性抽取，以仅富集多汽 缸发动机的专用EGR汽缸组，并且允许排气从专用EGR汽缸组到每 个剩余发动机汽缸和专用汽缸组的再循环。
现在转向图3，其示出了一种用于基于抽取条件调节多汽缸发动机 的专用EGR汽缸组和剩余发动机汽缸的加燃料以保持每个汽缸组的空 燃比处于目标空燃比的示例方法300。
在302，程序包括估计和/或测量发动机工况，如发动机转速、负 荷、升压、MAP、进气流、诸如环境压力、温度、湿度等环境条件。 在304，所要求的排气再循环(EGR)的量可基于发动机工况确定。具 体地，所要求的发动机稀释的量可基于发动机工况确定，并且EGR速 率可基于所要求的发动机稀释确定。因此，通过将排气从仅专用EGR 汽缸组(例如，仅从图1-2中的发动机10的汽缸4)再循环到所有发 动机汽缸(到所有汽缸1-4)，可提供EGR。
在306，可基于所要求的发动机稀释确定目标空燃比用于(多个) 专用EGR汽缸的操作。例如，目标空燃比可经选择向发动机提供所需 的EGR量。可替代地，目标空燃比可经选择向发动机提供所需的EGR 燃烧耐受性的量。也就是，目标空燃比可产生足够的氢，使得发动机 可以用所需的EGR量(例如，在较高的EGR水平)操作，而不引发 燃烧稳定性问题。具体地，可仅富集专用EGR汽缸。富集专用EGR 汽缸组可包括操作专用EGR汽缸组(而不是剩余发动机汽缸)比化学 计量即所调节的富集度更富，该富集度被调节以向剩余发动机汽缸提供 所要求的排气再循环量。
如参考图1-2所讨论，在排气再循环到每个剩余发动机汽缸之前， 来自专用EGR汽缸组的排气输送到在专用EGR汽缸组的下游连接的 水气变换催化剂(watergasshiftcatalyst)。水气变换催化剂使用来自富排 气的一氧化碳来产生额外的氢。然后，氢富集的排气被再循环到发动 机进气口。因此，在水气变换催化剂处从专用EGR汽缸组接收的排气 的氢浓度低于从水气变换催化剂再循环到每个剩余发动机汽缸和专用 EGR汽缸的排气的氢浓度。通过将氢富集EGR再循环到发动机，可以 在引发燃烧稳定性问题之前提供较大的发动机稀释量。
在308，可以确定抽取条件是否已得到满足。具体地，可确定是否 存在用于抽取来自燃料系统滤罐的燃料蒸气和/或用于抽取来自曲轴箱 的曲轴箱气体的条件。响应滤罐负荷高于阈值，或响应于自最后滤罐 抽取已经逝去的阈值持续时间，可确定滤罐抽取条件。响应曲轴箱压 力，或响应于自上次曲轴箱抽取已经逝去的阈值持续时间，可确定曲 轴箱通风条件。在替代示例中，曲轴箱可被不断地通风。
如果未确定曲轴箱抽取条件，则在320，该程序包括估计专用EGR 汽缸的排气空燃比(AFR_D)。例如，基于来自连接在专用EGR汽缸 组的下游的第一排气传感器(例如，诸如UEGO传感器等空燃比传感 器)(如通道50中的传感器51)的反馈，可估计空燃比。在322，该 程序包括基于所估计的空燃比调节到(多个)专用EGR汽缸的加燃料， 从而以(比化学计量更富的)目标空燃比操作(多个)专用EGR汽缸。 因此，基于所估计的空燃比和目标的富空燃比之间的差异，可添加燃 料到(多个)专用EGR汽缸。在324，该程序包括将排气从专用EGR 汽缸组再循环到所有发动机汽缸(到每个剩余发动机汽缸和专用EGR 汽缸组)。
在326，该程序包括估计剩余EGR汽缸的排气空燃比(AFR_ND)。 例如，基于来自在剩余发动机汽缸的下游连接的第二排气传感器(例 如，诸如UEGO传感器的排气空燃比传感器)(如传感器56)的反馈， 可估计空燃比。在328，该程序包括基于从专用EGR汽缸组接收的EGR 调节到每个剩余发动机汽缸的加燃料，以保持发动机的排气空燃比处 于化学计量或在化学计量周围。例如，随着从专用EGR汽缸组接收的 排气的富集度增加，剩余发动机汽缸可被加燃料比化学计量更稀。
返回到308，如果确定抽取条件，则在310，该程序包括选择性地 抽取来自燃料系统滤罐和曲轴箱中的一个或多个的燃料蒸气，以仅富 集多汽缸发动机的专用EGR汽缸组。因此，选择性的抽取还包括不将 燃料蒸气抽取到发动机的剩余发动机汽缸的任何一个。在312，该程序 包括前馈估计专用EGR汽缸组中接收的抽取含量。前馈抽取含量估计 可以基于滤罐抽取阀的抽取速率、滤罐负荷、曲轴箱压力等。
在314，该程序包括估计专用EGR汽缸的排气空燃比(AFR_D)。 例如，基于来自在专用EGR汽缸组的下游连接的第一排气传感器(空 燃比传感器)(如通道50中的传感器51)的反馈，可估计空燃比。在 316，该程序包括基于到专用EGR汽缸组中的燃料蒸气抽取的前馈估 计并进一步基于专用EGR汽缸组的排气空燃比的传感器反馈，调节专 用EGR汽缸组的加燃料。具体地，随着燃料蒸气抽取的前馈估计增加， 专用EGR汽缸组的加燃料可减少，以保持专用EGR汽缸组的排气空 燃比处于目标空燃比，并且提供专用EGR汽缸组中所要求的富集度用 言语向剩余发动机汽缸提供所要求的EGR量。换句话讲，随着从燃料 滤罐和/或曲轴箱接收的抽取蒸气的量增加，为了达到用于在WGS催 化剂处产生充足氢的目标富集度并输送发动机稀释的目标速率而在专 用EGR汽缸组中要求的加燃料量减少。氢提高与EGR的燃烧稳定性 并允许燃料燃烧效率提高。
该程序从316移动到324，以将排气从专用EGR汽缸组再循环到 每个剩余发动机汽缸和专用EGR汽缸组。具体地，排气仅从专用EGR 汽缸组再循环到在所有发动机汽缸的进气道上游的发动机进气歧管。 在326，基于来自在非专用发动机汽缸的下游连接的第二排气传感器的 反馈，估计剩余EGR汽缸的排气空燃比(AFR_ND)。在328，基于 从专用EGR汽缸组接收的EGR，调节到每个剩余发动机汽缸的加燃料， 以保持发动机的排气空燃比处于化学计量或在该化学计量周围。例如， 随着从专用EGR汽缸组接收的排气再循环的量增加，剩余发动机汽缸 可被加燃料比化学计量更稀。同样，随着专用EGR汽缸组中接收的抽 取蒸气的量增加，专用EGR汽缸中要求更少的燃料喷射来实现所需的 富空燃比。
图3的燃料调节程序被示出作为在图4的程序400处的方框图。程 序400包括用于确定要输送到专用发动机汽缸组的燃料的量的第一子 程序410和用于确定要输送到非专用EGR汽缸组的燃料的量的第二子 程序420。专用EGR汽缸组的加燃料经调节操作该汽缸组比化学计量 更富，而非专用EGR汽缸组的加燃料经调节操作该汽缸组处于化学计 量。
子程序410包括在402，接收关于所估计的专用汽缸组的排气空燃 比(AFR_D)、所需的富集度(Rich_reference)和抽取含量的前馈估 计的输入(Purge_content)。所估计的专用汽缸组的排气空燃比 (AFR_D)可基于来自在专用汽缸组的下游连接的排气传感器的反馈， 该专用汽缸组例如在将排气从专用EGR汽缸组再循环到发动机进气口 的EGR通道中。所需的富集度可基于在普遍存在的发动机工况下要求 的发动机稀释的量(Target_EGR)确定。例如，随着所要求的发动机 稀释的量增加，所需的富集度可增加使得更多的氢可以在专用EGR汽 缸组的下游的WGS催化剂处产生。
与抽取空气结合，基于实际空燃比与目标空燃比之间的比较，计算 偏差。该偏差被发送至第一控制器K1，然后该第一控制器K1计算要 喷入专用EGR汽缸组中的燃料的量(Fuel_D)。第一控制器K1可以 是例如第一比例积分微分(PID)控制器。
子程序420包括在404，接收关于所估计的非专用汽缸组的排气空 燃比(AFR_ND)和在本文处于化学计量的所需排气空燃比 (Stoich_reference)的输入。所估计的非专用汽缸组的排气空燃比 (AFR_ND)可以基于来自在专用汽缸组的下游连接的第二排气传感 器的反馈，如来自在紧接在非专用EGR汽缸组下游的排气歧管段中的 第二排气传感器的反馈。基于非专用EGR汽缸组的实际空燃比和目标 化学计量的空燃比之间的比较，计算偏差。然后，该偏差被发送至也 可以是PID控制器的第二控制器K2。然后，第二控制器的输出与专用 EGR汽缸组的空燃比(AFR_D)的过滤估计相比较。具体地，在与第 二控制器的输出比较之前，AFR_D可在穿过过滤器F1时被过滤。过 滤器F1的输出与在406的控制器K2的输出相比较，以确定要喷射到 非专用汽缸组的燃料的量(Fuel_ND)。因此，这可以构成加燃料回路 的前馈部分。另外，关于喷入到非专用汽缸组的燃料的量的反馈被接 收作为到过滤器F1的输入。
以这种方式，提供一种方法，其中经配置再循环排气以到达剩余发 动机汽缸的专用EGR汽缸的加燃料响应仅抽取到专用汽缸的燃料蒸气 的估计和响应专用汽缸的第一排气空燃比来调节。抽取到专用汽缸的 燃料蒸气包括燃料系统滤罐燃料蒸气和曲轴箱强制通风燃料蒸气中的 一个或多个，其中所述燃料蒸气未被抽取到任何剩余发动机汽缸。因 此，所抽取的燃料蒸气的估计可以是基于抽取流动速率的前馈估计。 专用汽缸的加燃料经调节用比化学计量更富的目标空燃比操作专用汽 缸，所述目标空燃比经选择向剩余发动机汽缸提供排气再循环的量。 例如，随着抽取到专用汽缸的燃料蒸气的估计增加且/或随着第一排气 空燃比接近目标空燃比，给专用汽缸加燃料的富集度可减小。
相比之下，剩余发动机汽缸的加燃料响应第一排气空燃比和响应剩 余发动机汽缸的第二空燃比来调节。在此，第一排气空燃比由仅在专 用汽缸的下游连接的第一空燃比传感器估计，并且第二排气空燃比由 仅在剩余发动机汽缸的下游连接的第二空燃比传感器估计。例如，剩 余发动机汽缸的加燃料可经调节保持第二空燃比处于化学计量或其周 围，剩余发动机汽缸的加燃料还随着第一空燃比减小而贫乏。这考虑 到在抽取期间在发动机处的精确空燃比控制，即使非常精确的抽取含 量估计是不可能的。
图5示出曲线图500，其示出加燃料到专用EGR汽缸组和非专用 EGR汽缸组以考虑到空燃比(AFR)控制的示例调节。曲线图500示 出在曲线502处专用汽缸组的空燃比(AFR_D)的变化和在曲线504 处非专用汽缸组的空燃比(AFR_ND)的变化。两个曲线图均(沿x 轴线)随着时间示出。
曲线502示出与目标富集设置503(虚线)相比较的AFR_D的变 化。基于加燃料的变化以及专用EGR汽缸组中接收的抽取含量的变化， 空燃比可间歇地悬停(hover)比富集设置更稀(如在t1之前所示)或 悬停比富集设置更富(如在t2之后所示)。如果不需要额外的氢用于 保持燃烧稳定性或者专用EGR汽缸在给定工况下达到其“富集限制”， 则AFR_D可被调节比目标富集设置503更稀。可替代地，如果需要额 外的氢用于保持燃烧稳定性并且专用EGR汽缸尚未达到其“富集限 制”，则AFR_D可被调节比目标富集设置更富。例如，专用汽缸组的 AFR可暂时地增加(如在t1之前所示)。来自专用汽缸组的富集排气 在剩余发动机汽缸中接收。因此，相应AFR_D的变化，非专用汽缸组 的加燃料经调节使得汽缸的整体排气空燃比处于化学计量或其周围。 例如，在当从专用汽缸组接收的排气更富时的条件下，如在t1之后看 到的，非专用汽缸组的加燃料被调节得更稀。因此，由于在进气歧管 中富集排气的接收中涉及的事件延迟以及歧管混合延迟，专用汽缸组 的空燃比变化和非专用汽缸组的空燃比变化之间可以有时间间隔d1。
以这种方式，协调专用EGR汽缸组和非专用EGR汽缸组的加燃料 和空燃比控制，使得甚至在抽取燃料蒸气在专用汽缸组中接收时可以 保持化学计量的排气空燃比。
现在转向图6，示出了在接收抽取燃料蒸气时加燃料到专用EGR 汽缸组和非专用EGR汽缸组的示例调节。该方法考虑到空燃比(AFR) 控制。曲线图600示出在曲线602处发动机稀释或EGR需求的变化， 示出在曲线604处专用汽缸组的加燃料(Fuel_D)，示出在曲线606 处非专用汽缸组的加燃料(Fuel_ND)，示出在曲线608处燃料蒸气到 专用汽缸组的选择性抽取，并且示出在曲线610处排气尾管空燃比估 计。所有曲线均(沿x轴线)随着时间示出。
在t1之前，可基于发动机稀释要求调节专用汽缸组的加燃料。因 此，在t1之前，抽取条件不可以确定并且所存储的燃料蒸气不可以在 任何发动机汽缸中接收。具体地，随着发动机稀释要求增加，专用汽 缸组的加燃料被调节得比化学计量(虚线)更富，使得在专用汽缸组 的下游连接的水气变换催化剂可以使用来自富集排气的碳氢化合物来 产生更多氢。然后，氢富集的排气从专用EGR汽缸组再循环到发动机 进气口，其中它由剩余发动机汽缸和专用EGR汽缸组吸取。随着从专 用EGR汽缸组接收的排气的富集增加，非专用EGR汽缸组中剩余发 动机汽缸的加燃料可被稀化使得尾管排气可以保持处于化学计量或其 周围。例如，当专用汽缸组的加燃料的富集度增加时，非专用EGR汽 缸组的加燃料的贫乏度也可相应地增加。
在t1处，可确定抽取条件。响应抽取条件得到满足，来自燃料系 统燃料蒸气滤罐和/或曲轴箱中的一个或多个的燃料蒸气可选择性地仅 在专用汽缸组中接收。燃料可以在逐渐增加的抽取速率下抽取，直到 抽取速率稳定。因此，抽取蒸气被选择性地输送到仅专用EGR汽缸组 并且不输送到非专用EGR汽缸组中的任何剩余汽缸。抽取蒸气可因此 构成专用EGR汽缸组中所要求的富集的至少一部分，用于提供所要求 的发动机稀释。因此，随着抽取速率增加和专用EGR汽缸组中接收的 抽取蒸气的量增加，专用EGR汽缸组的富集加燃料可减少。换句话讲， 可需要将较少的燃料喷射到专用EGR汽缸组中，以保持所要求的用于 向剩余发动机汽缸提供EGR的富集排气空燃比。例如，可启用更靠近 化学计量加燃料的专用EGR汽缸组的加燃料。
在t2处，滤罐负荷可以足够地低并且抽取可以中断。因此，抽取 速率可下降并且专用EGR汽缸组的富集加燃料可增加，而非专用EGR 汽缸组的贫乏加燃料相应地增加。因此，所协调的专用EGR汽缸组和 非专用EGR汽缸组的加燃料调节在抽取燃料蒸气的存在或不存在下， 允许在发动机操作期间保持尾管排气空燃比处于化学计量或处于化学 计量周围。
在一个示例中，发动机系统包括第一组汽缸、第二组汽缸、在仅第 一组汽缸的下游连接的第一排气催化剂、在第一组汽缸和第二组汽缸 每个的下游连接的第二排气催化剂和经配置将排气从近第一组汽缸再 循环到共同发动机进气口的EGR通道，所述共同发动机进气口向第一 组汽缸和第二组汽缸每个供给充气。第一排气催化剂可以是水气变换 催化剂，而第二排气催化剂可以是三效催化剂。发动机系统还可包括 燃料系统滤罐、曲轴箱、经配置将来自滤罐和曲轴箱每个的燃料蒸气 抽取到仅第一组汽缸的抽取通道、在第一组汽缸的下游连接的第一排 气空燃比传感器、在第二组汽缸的下游连接的第二排气空燃比传感器 和控制器。控制器可以配置有计算机可读指令，所述计算机可读指令 用于基于在第一组汽缸处接收的抽取燃料蒸气的量调节第一组汽缸的 加燃料，以向第二组汽缸提供目标排气再循环。此外，控制器可包括 用于基于从第一组汽缸接收的排气再循环调节第二组汽缸的加燃料以 保持化学计量的排气空燃比的指令。随着所接收的抽取燃料蒸气的量 减少并随着第一排气空燃比传感器的输出增加，第一组汽缸的加燃料 可被富集。随着从第一组汽缸接收的排气再循环增加并随着第二排气 空燃比传感器的输出减少，第二组汽缸的加燃料可被稀化。
以这种方式，通过选择性地在专用EGR汽缸组中接收抽取燃料蒸 气，抽取和PCB蒸气的控制被简化和提高。另外，专用EGR汽缸的 整体富集和氢产生通过提高发动机的EGR耐受性而提高燃料燃烧效 率。通过使用抽取蒸气来提供专用EGR汽缸的富集的至少一部分，抽 取和PCV的控制随着所有燃料富集蒸气被引导至富集的专用EGR汽 缸而提高。通过使专用EGR汽缸富集以将氢富集的排气再循环到发动 机，发动机的燃烧稳定性得到提高，甚至当在以高发动机稀释操作。 通过提高其中可以输送EGR而不产生燃烧稳定性问题的工况的范围， 燃料燃烧效率和发动机性能的进一步提高得到实现。
注意，本文包括的示例控制和估计程序可以与各种发动机和/或车 辆系统配置使用。本文所述的具体程序可表示任何数量的诸如事件驱 动、中断驱动、多任务、多线程等处理策略中的一个或多个。因此， 所示的各种动作、操作或功能能够以所示的顺序、并行地或在一些省 略的情况下执行。同样，不一定需要所述处理顺序来实现本文所述的 示例实施例的特征和优点，但提供所述处理顺序是为了便于说明和描 述。所示的动作或功能中的一个或多个可根据所使用的特定策略重复 地执行。此外，所述的动作可以以图形方式表示要编入发动机控制系 统中的计算机可读存储介质中的代码。
将理解的是，本文所公开的配置和程序在本质上是示例性的，并且 这些具体实施例不应以限制意义考虑，因为许多变化都是可能的。例 如，上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4和其他发动机 类型。本公开的主题包括各种系统和配置以及本文所公开的其他特征、 功能和/或属性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。
下列的权利要求特别指出某些视为新颖且非显而易见的组合和子 组合。这些权利要求可指“一个”要素或“第一”要素或它们的等同 物。此类权利要求应该理解为包括既不要求也不排除两个或更多个此 类要素的一个或多个此类要素的并入。所公开的特征、功能、要素和/ 或属性的其他组合和子组合可通过本权利要求的修改或通过本申请或 相关申请中新权利要求的呈现进行保护。此类权利要求无论在范围上 比原权利要求更宽、更窄或与其相等或不同，也被视为包括在本公开 的主题内。
