專利名稱：基于催化劑溫度的氣門機構控制系統與方法
技術領域：
本發明涉及一種發動機控制系統與方法，并且更特別地涉及一種氣門機構控制系統與方法。
背景技術：
在此提供的背景描述通常是介紹本發明的背景的目的。本發明署名的發明人的工作，在此背景技術部分描述的程度以及在提交時可不構成現有技術的描述的方面，既不明示也不隱含地被認為是對抗本發明的現有技術。空氣通過進氣歧管被吸入發動機中。節流閥可以控制進入發動機的氣流。空氣與來自一個或多個燃料噴射器的燃料混合以形成空氣/燃料混合物。空氣/燃料混合物在發動機的一個或多個汽缸內燃燒。空氣/燃料混合物的燃燒可以例如由燃料的噴射或火花塞提供的火花啟動。空氣/燃料混合物的燃燒產生轉矩并且排出氣體。轉矩經由在空氣/燃料混合物的燃燒期間的熱釋放和膨脹產生。發動機經由曲軸將轉矩傳遞至變速箱，并且變速箱經由傳動系統將轉矩傳遞至一個或多個車輪。排氣從汽缸排出到排氣系統。發動機控制模塊(ECM)控制發動機的轉矩輸出。ECM可以基于駕駛員輸入和/或其它的輸入控制發動機的轉矩輸出。ECM可以改變提供至汽缸的燃料和火花的方式以及時間。
發明內容
用于車輛的系統包括觸發模塊和汽缸控制模塊。當催化劑溫度大于預定溫度時觸發模塊產生觸發。響應于觸發的產生，汽缸控制模塊在汽缸的第一燃燒循環的排氣階段停用汽缸的排氣閥的打開；在第一燃燒循環后的汽缸的N個燃燒循環停用排氣閥的打開；并且在N個燃燒循環后的第二燃燒循環啟動排氣閥的打開。N是大于零的整數。用于車輛的方法包括當催化劑溫度大于預定溫度時產生觸發，并且響應于觸發的產生在汽缸的第一燃燒循環的排氣階段停用汽缸的排氣閥的打開；在第一燃燒循環后的汽缸的N個燃燒循環停用排氣閥的打開；并且在N個燃燒循環后的第二燃燒循環啟動排氣閥的打開，其中N為大于零的整數。從以下提供的詳細說明中，本公開進一步的應用范圍將會變得顯而易見。應當理解，詳細說明和具體例子僅僅是示例性的并且并不旨在限制本公開的范圍。本發明還提供了以下方案1.一種用于車輛的系統，包括 觸發模塊，當催化劑溫度大于預定溫度時觸發模塊產生觸發；以及 汽缸控制模塊，其響應于觸發的產生，從而
在汽缸的第一燃燒循環的排氣階段停用汽缸的排氣閥的打開；
在第一燃燒循環后的汽缸的N個燃燒循環停用排氣閥的打開；以及 在N個燃燒循環后的第二燃燒循環啟動排氣閥的打開，
其中N為大于O的整數。2.如方案I所述的系統，其中響應于觸發的產生，汽缸控制模塊進一步
在N個燃燒循環停用汽缸的進氣閥的打開；以及
在第二燃燒循環停用進氣閥的打開。3.如方案I所述的系統，其中N是小于3的整數。4.如方案I所述的系統，還包括啟動模塊，其在當發動機速度比大于O的預定速度更大時停用汽缸控制模塊。5.如方案I所述的系統，還包括啟動模塊，其在當油溫度小于預定溫度時停用汽缸控制模塊。6.如方案I所述的系統，還包括啟動模塊，其在當油壓力小于預定壓力時停用汽缸控制模塊。7.如方案I所述的系統，還包括燃料控制模塊，其在第一燃燒循環期間提供燃料至汽缸，并且在N個燃燒循環和第二燃燒循環其響應于觸發的產生切斷至汽缸的燃料。8.如方案7所述的系統，其中基于0.88與1.O之間的當量比，在N個燃燒循環和第二燃燒循環期間，燃料控制模塊提供燃料至另一汽缸。9.如方案7所述的系統，其中基于O. 95與1. O之間的當量比，在N個燃燒循環和第二燃燒循環期間，燃料控制模塊提供燃料至另一汽缸。10.如方案I所述的系統，還包括燈控制模塊，其當觸發產生時照亮指示燈。11. 一種用于車輛的方法，包括
當催化劑溫度大于預定溫度時產生觸發；并且 響應于觸發的產生，從而
在汽缸的第一燃燒循環的排氣階段停用汽缸的排氣閥的打開；
在第一燃燒循環后的汽缸的N個燃燒循環停用排氣閥的打開；并且 在N個燃燒循環后的第二燃燒循環啟動排氣閥的打開，
其中N是大于O的整數。12.如方案11所述的方法，還包括，響應于觸發的產生，從而
在N個燃燒循環停用汽缸的進氣閥的打開；以及
在第二燃燒循環停用進氣閥的打開。13.如方案11所述的方法，其中N是小于3的整數。14.如方案11所述的方法，還包括，當發動機速度比大于O的預定速度更大時，防止在汽缸的第一燃燒循環的排氣階段停用汽缸的排氣閥的打開并且在第一燃燒循環后的汽缸的N個燃燒循環停用排氣閥的打開。15.如方案11所述的方法，還包括，當油溫度小于預定溫度時，防止在汽缸的第一燃燒循環的排氣階段停用汽缸的排氣閥的打開并且在第一燃燒循環后的汽缸的N個燃燒循環停用排氣閥的打開。16.如方案11所述的方法，還包括，當油壓力小于預定壓力時，防止在汽缸的第一燃燒循環的排氣階段停用汽缸的排氣閥的打開并且在第一燃燒循環后的汽缸的N個燃燒循環停用排氣閥的打開。17.如方案11所述的方法，還包括
在第一燃燒循環期間提供燃料至汽缸；以及
響應于觸發的產生，在N個燃燒循環和第二燃燒循環切斷至汽缸的燃料。18.如方案17所述的方法，還包括基于O. 88至1. O之間的當量比，在N個燃燒循環和第二燃燒循環期間提供燃料至另一汽缸。19.如方案17所述的方法，還包括基于O. 95至1. O之間的當量比，在N個燃燒循環和第二燃燒循環期間提供燃料至另一汽缸。20.如方案11所述的方法，還包括當觸發產生時照亮指示燈。
從詳細說明和附圖中，本發明將會變得更完全地理解，其中
圖1是根據本發明的原理的示例性發動機以及排氣系統的功能方塊 圖2是根據本發明的原理的保護模塊的示例性實施例的功能方塊 圖3包括溫度與曲軸角的示例性曲線 圖4是根據本發明的原理的基于催化劑溫度控制閥致動的示例性方法的流程 圖5是根據本發明的原理的保護模塊的另一示例性實施例的功能方塊 圖6是根據本發明的可以在控制閥致動中使用的示例性發動機轉速的視圖；以及 圖7是根據本發明的原理的基于發動機轉速控制閥致動的示例性方法的流程圖。
具體實施例方式以下的描述實際上僅僅是示例性的并且不以任何方式限制本發明，其應用或使用。為了清楚，在附圖中將使用相同的附圖標記來指代相似的元件。如在此使用的，術語A，B以及C中的至少一個應當解釋為使用非排他邏輯或來表示邏輯(A或B或C)。應當理解在不改變本發明的原理的情況下，方法中的步驟可以不同順序執行。如在此使用的，術語模塊涉及專用集成電路(ASIC)，電子電路，處理器(共享，專用，或組)和執行一個或多個軟件或固件程序的存儲器，組合邏輯電路，和/或提供上述功能的其它適當的部件。發動機控制模塊(ECM)控制至發動機的汽缸的燃料和火花的提供。更具體地，ECM控制多少燃料提供給給定汽缸，什么時候燃料提供給汽缸，以及什么時候火花產生以開始汽缸內的燃燒。ECM還控制發動機的進氣及排氣閥的致動。發動機內的燃燒產生可以用來推動車輛的轉矩。燃燒還產生排氣。排氣輸出到排氣系統。排氣系統包括處理排氣的催化劑。ECM監控發動機的轉速(發動機速度)和催化劑的溫度(催化劑溫度)。當催化劑溫度是大于預定溫度時，ECM通常可以提供富空氣/燃料混合物至發動機(例如，對于汽油大約10:1)以冷卻催化劑。
當催化劑溫度大于預定溫度時，本發明的ECM停用發動機的一個或多個汽缸。當汽缸停用時，汽缸的進氣及排氣閥維持在關閉位置。當汽缸停用時可以切斷至汽缸的燃料和火花。當催化劑溫度大于預定溫度時，ECM停用一個或多個汽缸以捕集每個汽缸內的空氣和燃料的燃燒后混合物(燃燒后充量)。捕集燃燒后充量允許熱量從燃燒后充量向外傳遞到發動機部件和發動機流體(例如，冷卻劑，油等)。當汽缸重新啟動時，燃燒后充量從汽缸排出到排氣系統和催化劑。然而，燃燒后充量的溫度小于發動機還沒有停用時燃燒后充量將具有的溫度。較冷的燃燒后充量可以幫助減少催化劑溫度和/或幫助防止催化劑溫度進一步增加。當發動機速度大于第一預定速度(例如，7000 rpm)時，ECM切斷至發動機的燃料和火花。至發動機的燃料已經切斷后，ECM停用發動機的汽缸以捕集每個汽缸內的空氣(新鮮空氣充量)。切斷燃料，火花，以及停用汽缸允許發動機速度減慢。ECM繼續監控發動機速度并且每當發動機速度小于第二預定速度(例如，6500 rpm)時有選擇地重新激活汽缸。現在參照圖1，展示了示例性發動機系統100的功能方塊圖。發動機系統100包括燃燒空氣/燃料混合物以產生驅動轉矩的發動機102。盡管發動機102被示出并且將以汽油發動機進行描述，但發動機102可以是另一適當類型的發動機，例如柴油機，靈活燃料發動機等。一個或多個電動機可以設有發動機102。空氣可以通過節流閥106吸入進氣歧管104。節氣門致動器模塊108可以控制節流閥106的開度。來自進氣歧管104的空氣被吸入發動機102的汽缸。盡管發動機102可以包括超過一個汽缸，但僅僅為了示出，僅示出了汽缸112。例如發動機102可以使用四沖程汽缸循環工作。如下所述，四沖程可以指的是進氣沖程，壓縮沖程，燃燒(或膨脹)沖程，以及排氣沖程。在曲軸114的每次旋轉期間，在汽缸112內進行四沖程中的兩個。因此，對于汽缸112需要兩次曲軸旋轉以進行一個燃燒循環中的全部四個沖程。發動機102的汽缸通常以預定點火次序點火。在進氣沖程期間，來自進氣歧管104的空氣經由諸如進氣閥115的一個或多個進氣閥吸入汽缸112。燃料致動器模塊116控制與汽缸112相關的燃料噴射器118的開度。噴射的燃料與空氣混合并且產生空氣/燃料混合物。在壓縮沖程期間，活塞(未示出)在汽缸112內壓縮空氣/燃料混合物。火花致動器模塊120為與汽缸112相關的火花塞122提供能量，并且由火花塞122產生的火花點燃空氣/燃料混合物。火花的正時可以相對于當活塞在被稱為上死點(TDC)的其最高位置的時間進行規定。因為活塞位置與曲軸旋轉直接地相關，火花定時可以與曲軸位置同步。曲軸位置傳感器124監控曲軸114的旋轉并且基于曲軸114的位置產生曲軸位置信號。曲軸位置傳感器124可以包括可變磁阻(VR)傳感器或其它適當類型的曲軸位置傳感器。曲軸位置信號可以包括脈沖序列。脈沖序列的每個脈沖可以在當N齒齒輪(未示出)的齒通過曲軸位置傳感器124時產生。N齒齒輪連到曲軸114上并隨曲軸114轉動。因此，每個脈沖可以對應于曲軸114的角位移，角位移的量等于360°除以N個齒。N齒齒輪還可以包括一個或多個缺齒的缺口。每分鐘轉數的發動機速度(RPM)可以基于曲軸位置確定(例如，見圖2)。
在燃燒沖程期間，也被成為膨脹沖程期間，空氣/燃料混合物在汽缸112內燃燒。空氣/燃料混合物燃燒的熱量增加汽缸112內的壓力并且驅動活塞遠離TDC位置，由此驅動曲軸114的旋轉。一個或多個排氣閥，例如排氣閥129，可以在接近活塞到達最下方位置時打開。當活塞向TDC位置返回時，活塞工作以將燃燒的副產品(燃燒后充量)經由一個或多個排氣閥從汽缸112排出。汽缸112的一個燃燒循環可以由完成四個沖程需要的時間段限定(四沖程發動機中曲軸旋轉720° )。排氣可以從汽缸112排出到排氣系統130。催化劑132接收來自發動機102的排氣輸出并且與排氣的多種成分起反應。僅僅是示例性的，催化劑132可以包括三元催化劑(TWC)，催化轉化器，或其它適當的排氣催化劑。一個或多個排氣溫度傳感器可以遍布整個排氣系統130定位。僅僅是示例性的，第一催化劑溫度傳感器134可以測量催化劑132上游的排氣的溫度。第二催化劑溫度傳感器136可以測量催化劑132下游的排氣的溫度。第一和第二催化劑溫度傳感器134和136分別基于催化劑132上游和下游的溫度產生第一和第二排氣溫度信號。一個或多個測量的排氣溫度和/或一個或多個其它的測量參數可以用來估計催化劑132的溫度(例如，見圖2)。在多種實施方式中，可以直接測量催化劑132的溫度。油溫度傳感器138測量發動機102的油的溫度。油溫度傳感器138基于油溫度產生油溫度信號。油壓力傳感器140測量油的壓力并且基于油的壓力產生油壓力信號。車輛還可以包括一個或多個其它的傳感器142，例如發動機冷卻劑溫度傳感器，歧管絕對壓力(MAP)傳感器，空氣質量流量(MAF)傳感器，節氣門位置傳感器，進氣口溫度(IAT)傳感器，和/或其它適當的傳感器。閥致動器模塊146控制發動機102的進氣及排氣閥的打開和關閉。更具體地，閥致動器模塊146提供執行可變閥致動(VVA)以及汽缸停用的能力。閥致動器模塊146可以使用由曲軸驅動的油泵(未示出)泵送的油有選擇地啟動或停用一個或多個汽缸的閥(進氣和/或排氣閥)的打開。在各種其它實施方式中，閥致動器模塊146可以提供被稱為是完全靈活閥致動(FFVA)并且使用例如電動泵(未示出)泵送的油進行工作。FFVA系統可以使用直接的電致動，機械致動，或與鎖定銷相反的其它適當類型的致動。閥致動器模塊146可以停用給定閥的打開從而當通過移動與閥相關的鎖定銷(未示出)位于打開位置時閥保持在其關閉位置。閥致動器模塊146可以隨后重新啟動給定閥的打開從而閥通過重新插入鎖定銷由凸輪軸的凸角打開。在各種實施方式中，閥致動器模塊146還可以控制每個給定閥打開的距離(被稱為升程)以及每個給定閥位于打開位置的時間段(被稱為持續時間)。發動機控制模塊(ECM) 150經由燃料致動器模塊116控制燃料噴射器118。更具體地，ECM 150控制噴射到汽缸112的燃料的量以及何時燃料噴射。ECM 150經由火花致動器模塊120控制火花塞122。更具體地，ECM 150可以經由火花致動器模塊120控制火花正時。ECM 150經由閥致動器模塊146控制發動機閥打開升程和正時。ECM 150可以控制燃料噴射，點火正時，汽缸停用，以及其它致動器值以控制由發動機102輸出的轉矩。ECM 150可以基于由駕駛員輸入模塊152提供的駕駛員輸入和來自一個或多個轉矩請求者的輸入調節發動機102的轉矩輸出。ECM 150還可以基于各種類型的事件的發生有選擇地控制燃料噴射，點火正時，汽缸停用，以及其它致動器值。
本發明的ECM 150包括有選擇地控制燃料噴射，點火正時，和/或汽缸停用的保護模塊180以保護各種車輛部件不受損壞。保護模塊180可以附加地或可替換地采用一個或多個其它的動作，例如照亮指示燈(例如，故障指示燈或MIL) 182。僅僅是示例性的(例如，見圖2)，保護模塊180停用一個或多個汽缸從而當催化劑溫度大于預定溫度時燃燒后充量捕集在一個或多個汽缸中的每一個內。當催化劑溫度大于預定溫度時催化劑132可能被損壞。保護模塊180在預定數量的燃燒循環中停用一個或多個汽缸。在至少一個燃燒循環中捕集汽缸內的燃燒后充量冷卻燃燒后充量。在至少一個燃燒循環中捕集燃燒后充量可以幫助冷卻催化劑132和/或防止催化劑溫度進一步增加。與捕集燃燒后充量相關的冷卻的量可以隨發動機速度減少而增加，因為捕集的充量停留在汽缸中較長時間段并且可以傳遞更多的熱量至發動機部件。僅僅是為了另一個示例(例如，見圖5)，當發動機速度大于預定速度時，保護模塊180切斷至發動機102的所有汽缸的燃料。燃料切斷后，保護模塊180停用所有汽缸從而新鮮空氣充量捕集在每個汽缸內。切斷燃料和捕集每個汽缸內的新鮮空氣可以允許發動機速度減慢。盡管保護模塊180被示出并且以位于ECM 150內進行討論，但保護模塊180可以位于其它適當的位置。僅僅是示例性的，保護模塊180可以位于在ECM 150之外或其它適當的模塊中。現在參照圖2，展示了保護模塊180的示例性實施例的功能方塊圖。催化劑溫度確定模塊204產生催化劑溫度208。僅僅是示例性的，催化劑溫度確定模塊204可以基于上游排氣溫度212，下游排氣溫度216，和/或一個或多個其它的參數估計催化劑溫度208。可以基于由第一催化劑溫度傳感器134測量的溫度提供上游排氣溫度212。可以基于由第二催化劑溫度傳感器136測量的溫度提供下游的排氣溫度216。觸發模塊220基于催化劑溫度208有選擇地產生催化劑溫度觸發(例如，信號)224。更具體地，當催化劑溫度208大于預定溫度時觸發模塊220產生催化劑溫度觸發224。僅僅是示例性的，預定溫度可以大約為875攝氏溫度(V )或其它適當的溫度。例如當催化劑溫度208大于預定溫度時觸發模塊220可以將催化劑溫度觸發224設定至活動狀態。相反地，當催化劑溫度208不大于預定溫度時觸發模塊220可以將催化劑溫度觸發224設定至不活動狀態。當催化劑觸發224產生時(例如，在活動狀態中)燈控制模塊228可以照亮指示燈182。火花控制模塊232控制火花致動器模塊120。燃料控制模塊236控制燃料致動器模塊116。閥控制模塊240控制閥致動器模塊146。汽缸控制模塊244有選擇地產生用于火花控制模塊232，燃料控制模塊236，和/或閥控制模塊240的命令。例如，當催化劑溫度觸發224產生時，汽缸控制模塊244可以命令閥控制模塊240停用一個或多個汽缸的進氣及排氣閥。僅僅是示例性的，汽缸控制模塊244可以命令閥控制模塊240停用發動機102的一半汽缸。汽缸控制模塊244基于來自汽缸控制模塊244的命令停用一個或多個汽缸。汽缸控制模塊244可以指定閥控制模塊240應停用哪一個或多個汽缸。例如，汽缸控制模塊244可以指定哪一個或多個汽缸停用，以將由于一個或多個汽缸的停用產生的噪聲、振動和不平順性最小化。汽缸控制模塊244命令閥控制模塊240停用一個或多個汽缸從而燃燒后充量捕集在一個或多個汽缸中的每一個內。根據一個汽缸，在一個汽缸的進氣閥開始打開后和在一個汽缸的排氣閥將開始打開之前，汽缸控制模塊244可以命令閥控制模塊240停用一個汽缸。汽缸控制模塊244可以命令閥控制模塊240為將停用的一個或多個汽缸中的每一個類似地執行。當一個或多個汽缸停用時，汽缸控制模塊244可以命令燃料控制模塊236切斷至一個或多個汽缸的燃料。當一個或多個汽缸停用時，汽缸控制模塊可以命令火花控制模塊232禁用到一個或多個汽缸的火花。汽缸控制模塊244可以命令燃料控制模塊236提供燃料至非停用汽缸以產生約為預定的空氣/燃料混合物。預定空氣/燃料混合物可以按照當量比(拉姆達)來表示。僅僅是示例性的，預定空氣/燃料混合物可以在約13:1與14. 7:1之間(化學計量比)，在約14:1與14. 7:1之間，或用于汽油發動機系統的其它適當的值。根據當量比，汽缸控制模塊244可以命令燃料控制模塊236提供燃料至非停用汽缸以產生在約O. 88與1. O之間，約O. 95與1. O之間，或其它適當的值的當量比。稍富的空氣/燃料混合物可以進一步幫助催化劑溫度的冷卻。汽缸控制模塊244命令閥控制模塊240在預定時間段停用一個或多個汽缸。預定時間段可以根據燃燒循環的預定數或曲軸旋轉角度的預定數來表示。僅僅是示例性的，預定數的燃燒循環可以是一個燃燒循環(例如，720°的曲軸旋轉)，兩個燃燒循環(1440°的曲軸旋轉)，或其它適當數的燃燒循環。汽缸控制模塊244還可以分別命令火花控制模塊232和燃料控制模塊236以在預定時間段禁用到一個或多個汽缸的火花和燃料。捕集一個或多個汽缸中每一個內的燃燒后充量允許燃燒后充量傳遞熱量至發動機部件和發動機流體。圖3包括汽缸氣體溫度312與曲軸角316的第一和第二示例性視圖304 和 308。在示例性視圖304中，汽缸的進氣及排氣閥大約在曲柄角320處停用從而燃燒后充量捕集在汽缸內。對于示例性視圖304的其余部分，汽缸被停用。可以在時間320與時間322之間限定一個燃燒循環。如所示，溫度312隨熱量從燃燒后充量傳遞走而降低。換句話說，當燃燒后充量被捕集的時間段增加時溫度312通常降低。示例性跡線324追蹤汽缸停用后溫度312的峰值。當活塞壓縮和膨脹燃燒后充量時，溫度312分別在停用后增加和減少。在示例性視圖308中，汽缸的進氣及排氣閥大約在曲柄角320處停用。在汽缸重新啟動之前在汽缸的一個燃燒循環中汽缸被停用。換句話說，在燃燒后充量將已經以其他方式從汽缸排出后，在一個燃燒循環中燃燒后充量從汽缸排出。因此，燃燒后充量比汽缸沒有停用時更冷。排氣閥打開由326示出。燃燒事件由328示出。現在返回參照圖2，汽缸控制模塊244監控曲軸位置248并且當經過預定時間段時(例如曲軸轉動的量)有選擇地重新啟動一個或多個(停用的)汽缸。更具體地，當經過預定時間段時，汽缸控制模塊244可以命令閥控制模塊240重新啟動進氣及排氣閥的打開。閥控制模塊240有選擇地重新啟動一個或多個汽缸從而排氣閥首先打開以將燃燒后充量從一個或多個汽缸排出。汽缸控制模塊244還可以分別命令火花控制模塊232和燃料控制模塊236以在汽缸燃燒循環中分別提供燃料和火花至每個以前停用的汽缸。啟動模塊260可以有選擇地啟動和停用汽缸控制模塊244。啟動和停用汽缸控制模塊244可以分別允許并且防止當催化劑溫度觸發224產生時汽缸控制模塊244停用一個或多個汽缸。啟動模塊260可以基于閥致動器模塊146是否可操作啟動和停用汽缸控制模塊244。僅僅是示例性的，在包括曲軸驅動油泵的實施例中，當發動機速度264大于預定速度時啟動模塊260可以停用汽缸控制模塊244。額外地或可替換地，當油溫度268小于第二預定溫度時，啟動模塊260可以停用汽缸控制模塊244。額外地或可替換地，當油壓力272小于預定壓力時，啟動模塊260可以停用汽缸控制模塊244。相反地，當發動機速度小于預定速度，油溫度268大于第二預定溫度，并且油壓力272大于預定壓力時，啟動模塊260可以啟動汽缸控制模塊244。僅僅是示例性的，預定速度可以約為3000 RPM，第二預定溫度可以約為0° C，并且預定壓力可以約為15磅/平方英寸(psi)。發動機速度確定模塊276可以基于曲軸位置248確定發動機速度264。現在參照圖4，示出了描述了基于催化劑溫度208的控制閥致動的示例性方法400的流程圖。在404，控制確定催化劑溫度208是否大于預定溫度。如果為否，控制可以在408設定催化劑溫度觸發224至不活動狀態并且結束。如果為是，控制可以在412設定催化劑溫度觸發224至活動狀態(即，產生催化劑溫度觸發224)并且繼續416。僅僅是示例性的，預定溫度可以約為875° C或其它適當的溫度(超過該溫度催化劑132可能引起損害)。當催化劑溫度觸發224在活動狀態時，可以照亮指示燈182。在416，控制可以設定用于汽缸的命令的當量比(EQR)。命令的EQR可以為停用的汽缸和仍然保持活動的汽缸設置。僅僅是示例性的，控制可以命令燃料提供至汽缸以獲得預定的空氣/燃料混合物或當量比。在420，控制可以確定是否滿足一個或多個啟動條件。僅僅是示例性的，控制可以確定發動機速度264是否小于預定速度，油溫度268是否小于預定溫度，以及油壓力272是否小于預定壓力。如果是，控制可以繼續至424;如果為否，控制可以避免停用一個或多個汽缸并且結束。在424，控制可以停用一個或多個汽缸(的進氣及排氣閥)從而燃燒后充量捕集在一個或多個汽缸中的每一個內。控制可以確定汽缸停用的數，例如，基于催化劑溫度208。僅僅是示例性的，當催化劑溫度208增加時控制可以增加該數。在424控制將一個或多個汽缸停用預定時間段(例如，預定數的燃燒循環或曲軸的轉動角)。僅僅是示例性的，控制可以將一個或多個汽缸停用一個燃燒循環(例如720°的曲軸轉動)，兩個燃燒循環(例如，1440°的曲軸轉動)，或其它適當的時間段。將燃燒后充量捕集和保持在一個或多個汽缸內至少一個燃燒循環通過將熱量從燃燒后充量傳遞至發動機部件和發動機流體而冷卻燃燒后充量。在428，經過預定時間段已經經過之后，控制有選擇地重新啟動一個或多個汽缸從而燃燒后充量被輸出。以這樣的方式，(現在較冷的)燃燒后充量輸出到排氣系統130。較冷的燃燒后充量可以幫助冷卻催化劑132和/或幫助防止催化劑溫度208進一步增加。相對于通過提供預定富空氣/燃料混合物(例如，用于汽油發動機的大約10:1)冷卻催化劑132的催化劑冷卻系統，使用可選擇的汽缸停用來冷卻催化劑132可以提供燃料消耗的節省。盡管控制示出并且描述為結束，但圖4的示例示出了一個控制回路并且控制可以回到404。現在參照圖5，示出了保護模塊180的另一功能方塊圖。第二觸發模塊504接收發動機速度264。第二觸發模塊504基于發動機速度264有選擇地產生發動機速度觸發(例如，信號)508。更具體地，當發動機速度264大于第一預定速度時觸發模塊220產生發動機速度觸發508。僅僅是示例性的，第一預定速度可以約為7000 RPM或其它適當的速度。當發動機速度264大于第一預定速度時，第二觸發模塊504例如可以設定發動機速度觸發508至活動狀態。相反地，當發動機速度264不大于第一預定速度時，第二觸發模塊504可以設定發動機速度觸發508至不活動狀態。當發動機速度觸發508產生時(例如，在活動狀態中)燈控制模塊228可以照亮指示燈182。當發動機速度264大于第一預定速度時，一個或多個發動機部件可能會被損壞。僅僅是示例性的，可能被損壞的發動機部件的例子可以包括閥，撓性板，桿軸承，和/或一個或多個其它的發動機部件。汽缸控制模塊512有選擇地產生用于火花控制模塊232，燃料控制模塊236，和/或閥控制模塊240的命令。例如，當發動機速度觸發508產生時，汽缸控制模塊512命令燃料控制模塊236切斷至發動機102的所有汽缸的燃料。當發動機速度觸發508產生時，汽缸控制模塊512還可以命令火花控制模塊232切斷至發動機102的所有汽缸的火花。當發動機速度觸發508產生并且燃料已經切斷時，汽缸控制模塊512命令閥控制模塊240停用發動機102的所有汽缸。更具體地，汽缸控制模塊512命令閥控制模塊240停用所有汽缸從而新鮮空氣充量(沒有燃料)捕集在每一個汽缸內。一旦新鮮空氣充量在第二預定時間段已經捕集在每個汽缸內，汽缸控制模塊512可以開始監控發動機速度264。第二預定時間段可以根據曲軸轉動的預定量或燃燒循環的預定數表示。僅僅是示例性的，第二預定時間段可以是一個燃燒循環(例如，720°的曲軸轉動)或其它適當的時間。停用發動機102內的燃燒降低了發動機速度264。在第二預定時間段后如果發動機速度264小于第二預定速度，則汽缸控制模塊512可以命令閥控制模塊240重新啟動一個汽缸從而新鮮空氣充量從一個汽缸排出。在新鮮空氣充量排出后，汽缸控制模塊512還可以命令燃料控制模塊236提供燃料至一個汽缸并且命令火花控制模塊232提供火花至一個汽缸。汽缸控制模塊512可以有選擇地重新啟動汽缸并且開始每次一個地為汽缸提供燃料和火花，直到所有汽缸在此重新啟動為止。第二預定速度小于第一預定速度，并且例如可以是大約6500 RPM或其它適當的速度。如果發動機速度264大于第二預定速度但小于第一預定速度，如果一個或多個汽缸已經重新啟動，汽缸控制模塊512可以命令閥控制模塊240停用所有汽缸。在第二預定時間段后如果發動機速度不小于第二預定速度，汽缸控制模塊512可以有選擇地命令閥控制模塊240執行發動機制動。僅僅是示例性的，當發動機速度264大于第三預定速度時，汽缸控制模塊512可以命令閥控制模塊240執行發動機制動。第三預定速度大于第一預定速度(因此大于第二預定速度)。僅僅是示例性的，第三預定速度可以約為7250 RPM或其它適當的速度。汽缸控制模塊512可以使用排氣閥打開來命令閥控制模塊240執行發動機制動。僅僅是示例性的，汽缸控制模塊512可以命令閥控制模塊240控制閥致動從而每個排氣閥都以預定升程量打開。例如，預定升程量可以約為I毫米(mm)升程，小于I mm，或其它適當的升程量。例如可以設定預定升程量以防止排氣閥接觸活塞。
對于僅僅是另一示例，汽缸控制模塊512可以命令閥控制模塊240控制閥打開從而當汽缸的活塞向BDC位置移動時汽缸的每個排氣閥打開并且當活塞向TDC位置移動時而關閉。汽缸控制模塊512可以類似地或同樣地命令閥控制模塊240控制另一汽缸的排氣閥。圖6包括第一，第二以及第三預定速度之間的關系的示例性視圖。第一預定速度由604示出。第二預定速度由608示出，以及第三預定速度由612示出。現在參照圖7，示出了描述了基于發動機速度264的控制閥致動的示例性方法700的流程圖。控制可以在704開始，其中控制確定發動機速度264是否大于第一預定速度604。如果是，控制繼續至708 ;如果為否，控制可以結束。僅僅是示例性的，第一預定速度604可以約為7000 RPM。在708，控制切斷至發動機102的所有汽缸的燃料。在708控制還可以停用至所有汽缸的火花。在712，控制停用發動機102的所有汽缸從而新鮮空氣充量捕集在發動機102的每個汽缸內。在進氣閥關閉汽缸的給定燃燒循環之后，控制通過停用汽缸的閥而捕集汽缸內的新鮮空氣充量。在716控制等待第二預定時間段。僅僅是示例性的，第二預定時間段716可以是一個燃燒循環或其他適當的時間段。在720控制確定發動機速度264是否小于第二預定速度608。如果為是，控制可以繼續至724 ;如果為否，控制可以繼續至將在下文中進一步討論的736。第二預定速度608小于第一預定速度604。僅僅是示例性的，第二預定速度608可以約為6500 RPM。在724，控制命令未啟動汽缸中的一個汽缸重新啟動從而新鮮空氣充量從一個汽缸排出。在724，控制還可以命令燃料和火花提供至一個汽缸。在728控制等待第三預定時間段。第三預定時間段可以設定為使得控制足夠緩慢地斜率增加轉矩產生能力以防止當汽缸重新啟動時發動機速度264和/或發動機轉矩顯著地增加。僅僅是示例性的，第三預定時間段可以約為兩個燃燒循環或其他適當的時間。在732，控制確定一個或多個汽缸是否仍然停用。如果為是，控制可以返回到720;如果為否，控制可以結束。盡管控制示出并且描述為結束，但圖7的示例示出了一個控制回路并且控制可以回到704。返回參照736 (在720當發動機速度264不小于第二預定速度608時)，控制確定發動機速度264是否大于第三預定發動機速度612。如果為是，控制繼續至740 ;如果為否，控制轉移至將在下文中進一步討論的752。第三預定速度612大于第一預定速度604。僅僅是示例性的，第三預定速度612可以約為7250 RPM。在740，控制切斷至發動機102的所有汽缸的燃料。在740控制還可以停用至所有汽缸的火花。在744，控制使用排氣閥打開來執行發動機制動。僅僅是示例性的，在744控制可以基于預定升程量命令所有排氣閥打開。僅僅是另一示例性例子，控制可以包括當活塞向TDC位置移動時打開排氣閥并且當活塞向BDC位置移動時打開排氣閥。在748，在返回到720之前控制等待第四預定時間段。第四預定時間段可以與第二預定時間段相同或不同。僅僅是示例性的，第四預定時間段可以是一個燃燒循環或其它適當的時間段。返回參照752 (在736當發動機速度264不大于第三預定速度612時)，控制可以確定發動機速度264是否小于第一個預定發動機速度604。如果為是，控制可以繼續至756 ；如果為否，控制可以返回到720。在756，控制可以停用所有汽缸，并且在返回到720之前在760控制可以等待第五預定時間段。第五預定時間段可以與第二預定時間段相同或不同。僅僅是示例性的，第五預定時間段可以是一個燃燒循環或其他適當的時間段。 本發明的寬泛教導可以各種形式實施。因此，盡管該公開包括具體的例子，但本公開的真實范圍應不會受到限制，因為在對附圖，說明書，以及所附的權利要求的學習后，其它的修改對于本領域技術人員將會變得顯而易見。
權利要求
1.一種用于車輛的系統，包括 觸發模塊，當催化劑溫度大于預定溫度時觸發模塊產生觸發；以及 汽缸控制模塊，其響應于觸發的產生，從而 在汽缸的第一燃燒循環的排氣階段停用汽缸的排氣閥的打開； 在第一燃燒循環后的汽缸的N個燃燒循環停用排氣閥的打開；以及 在N個燃燒循環后的第二燃燒循環啟動排氣閥的打開， 其中N為大于O的整數。
2.如權利要求1所述的系統，其中響應于觸發的產生，汽缸控制模塊進一步 在N個燃燒循環停用汽缸的進氣閥的打開；以及 在第二燃燒循環停用進氣閥的打開。
3.如權利要求1所述的系統，其中N是小于3的整數。
4.如權利要求1所述的系統，還包括啟動模塊，其在當發動機速度比大于O的預定速度更大時停用汽缸控制模塊。
5.如權利要求1所述的系統，還包括啟動模塊，其在當油溫度小于預定溫度時停用汽缸控制模塊。
6.如權利要求1所述的系統，還包括啟動模塊，其在當油壓力小于預定壓力時停用汽缸控制模塊。
7.如權利要求1所述的系統，還包括燃料控制模塊，其在第一燃燒循環期間提供燃料至汽缸，并且在N個燃燒循環和第二燃燒循環其響應于觸發的產生切斷至汽缸的燃料。
8.如權利要求7所述的系統，其中基于O.88與1. O之間的當量比，在N個燃燒循環和第二燃燒循環期間，燃料控制模塊提供燃料至另一汽缸。
9.如權利要求7所述的系統，其中基于O.95與1. O之間的當量比，在N個燃燒循環和第二燃燒循環期間，燃料控制模塊提供燃料至另一汽缸。
10.一種用于車輛的方法,包括 當催化劑溫度大于預定溫度時產生觸發；并且 響應于觸發的產生，從而 在汽缸的第一燃燒循環的排氣階段停用汽缸的排氣閥的打開； 在第一燃燒循環后的汽缸的N個燃燒循環停用排氣閥的打開；并且 在N個燃燒循環后的第二燃燒循環啟動排氣閥的打開， 其中N是大于O的整數。
全文摘要
本發明涉及基于催化劑溫度的氣門機構控制系統與方法。具體地，用于車輛的系統包括觸發模塊和汽缸控制模塊。當催化劑溫度大于預定溫度時觸發模塊產生觸發。響應于觸發的產生，汽缸控制模塊在汽缸的第一燃燒循環的排氣階段停用汽缸的排氣閥的打開；在第一燃燒循環后的汽缸的N個燃燒循環停用排氣閥的打開；并且在N個燃燒循環后的第二燃燒循環啟動排氣閥的打開。N是大于零的整數。
文檔編號F02D17/02GK103047024SQ20121032913
公開日2013年4月17日 申請日期2012年9月7日 優先權日2011年9月7日
發明者M.M.麥唐納, W.C.阿爾伯森 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司