本申請涉及柴油發(fā)動機(jī)燃料管理技術(shù)，并提供用于將氣缸停用延伸到中等范圍發(fā)動機(jī)負(fù)載的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

可以控制柴油發(fā)動機(jī)的燃燒過程來限制提供扭矩輸出的氣缸數(shù)量。一種技術(shù)是氣缸切斷。該技術(shù)在繼續(xù)循環(huán)進(jìn)氣門和排氣門時消除了到氣缸的燃料?；钊惭h(huán)。該技術(shù)導(dǎo)致燃料經(jīng)濟(jì)性損失。

在非常低的負(fù)載和怠速條件下，發(fā)動機(jī)運(yùn)行的燃料效率不佳。所有氣缸點(diǎn)火，但只需要較少的扭矩輸出至不需要扭矩輸出。即使在空載狀態(tài)下，發(fā)動機(jī)也可以提供比所需的更大的扭矩。燃料浪費(fèi)，燃料經(jīng)濟(jì)性差。

低效率和無效率的燃料使用對加熱后處理系統(tǒng)無效，因此污染程度高。

提高柴油發(fā)動機(jī)的燃料經(jīng)濟(jì)性和燃料效率將是有益的。減少污染是有益的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開克服了上述缺點(diǎn)，并且通過用于多缸柴油發(fā)動機(jī)中的氣缸停用的系統(tǒng)和方法來改進(jìn)技術(shù)，該系統(tǒng)和方法包括使用渦輪增壓器將空氣泵入柴油發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管。使用進(jìn)氣輔助裝置將空氣泵入進(jìn)氣歧管。并且，對柴油發(fā)動機(jī)中的至少一個氣缸，燃料噴射被選擇性地停用。對于柴油發(fā)動機(jī)的至少一個氣缸選擇性地停用進(jìn)氣門和排氣門。

多缸柴油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)包括多缸柴油發(fā)動機(jī)，該多缸柴油發(fā)動機(jī)包括用于多個氣缸中的每一個氣缸的相應(yīng)的進(jìn)氣門和相應(yīng)的排氣門。連接進(jìn)氣歧管以將空氣供應(yīng)到柴油發(fā)動機(jī)的多個氣缸。連接排氣歧管以接收來自柴油發(fā)動機(jī)的多個氣缸的排氣。連接進(jìn)氣輔助裝置以將空氣泵入進(jìn)氣歧管。連接氣門控制系統(tǒng)以選擇性地停用多缸柴油發(fā)動機(jī)的氣缸的相應(yīng)的進(jìn)氣門和相應(yīng)的排氣門。連接燃料噴射控制系統(tǒng)以選擇性地停用向氣缸的燃料噴射。多缸柴油發(fā)動機(jī)進(jìn)入氣缸停用模式，由此氣門控制系統(tǒng)使用于氣缸的相應(yīng)的進(jìn)氣門和相應(yīng)排氣門停用。氣門控制系統(tǒng)停用燃料噴射到氣缸，同時多缸柴油發(fā)動機(jī)的其它氣缸繼續(xù)點(diǎn)火。

一種用于柴油發(fā)動機(jī)的污染管理系統(tǒng)，包括具有多個燃燒氣缸的柴油發(fā)動機(jī)。多個燃燒氣缸中的每一個燃燒氣缸包括連接到曲軸的相應(yīng)活塞、連接到噴射控制器的燃料噴射器、連接到進(jìn)氣門控制器的進(jìn)氣門和連接到排氣門控制器的排氣門。排氣系統(tǒng)連接到排氣門。排氣系統(tǒng)包括用于過濾來自廢氣流的污染的催化劑和用于測量廢氣流中的污染水平的傳感器?？刂茊卧ㄌ幚砥鳌⒋鎯ρb置和存儲在存儲器中的處理器可執(zhí)行控制算法。控制算法被配置為從傳感器接收污染水平傳感器數(shù)據(jù)，確定廢氣流中的污染水平，并確定污染水平是否超過污染閾值。當(dāng)廢氣流中的污染水平超過污染閾值時，控制系統(tǒng)選擇多個燃燒氣缸中的至少一個燃燒氣缸停用，命令噴射控制器停用所選擇的燃燒氣缸中的至少一個燃燒氣缸的相應(yīng)燃料噴射器，命令進(jìn)氣門控制器停用所選擇的燃燒氣缸中的至少一個燃燒氣缸的相應(yīng)的進(jìn)氣門，并且命令排氣門控制器停用所選擇的燃燒氣缸中的至少一個燃燒氣缸的相應(yīng)的排氣門控制器。

用于在氣缸停用模式中操作多缸柴油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的方法包括確定柴油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)在至少一個閾值范圍內(nèi)操作。當(dāng)柴油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)在至少一個閾值范圍內(nèi)操作時，氣缸停用模式被輸入到多缸柴油發(fā)動機(jī)的至少一個氣缸中?；谠谥辽僖粋€氣缸中進(jìn)入氣缸停用模式，調(diào)節(jié)多缸柴油發(fā)動機(jī)的至少一個點(diǎn)火氣缸的空燃比。進(jìn)入氣缸停用模式包括對至少一個氣缸停用燃料噴射以及對至少一個氣缸停用進(jìn)氣門致動和排氣門致動。

額外的目的和優(yōu)點(diǎn)將部分地在下面的描述中闡述，并且部分地將從描述中變得明顯，或者可以通過本公開的實(shí)踐來了解。還將借助于具體在所附權(quán)利要求中指出的元素和組合來認(rèn)識和獲得本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)。

應(yīng)當(dāng)理解，前述整體描述和以下的詳細(xì)描述僅僅是示例性和解釋性的，并非用來限制要求保護(hù)的本發(fā)明。

附圖說明

圖1a和1b是發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的示意圖。

圖2是另一個發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的示意圖。

圖3a-3c是示例性發(fā)動機(jī)的可選視圖。

圖4a和4b是用于實(shí)施氣缸停用的示例性方法。

圖5是正常模式下的6缸發(fā)動機(jī)的例子。

圖6是在氣缸停用模式下的圖5的6缸發(fā)動機(jī)的例子。

圖7是示例性發(fā)動機(jī)的廢氣溫度曲線的例子。

圖8是用于實(shí)施氣缸停用模式、正常模式或增強(qiáng)模式的負(fù)載閾值的例子。

圖9是氣缸停用模式下的負(fù)載閾值對氣缸數(shù)量的例子。

圖10示出了發(fā)動機(jī)的制動熱效率對負(fù)載的示例。

圖11示出了將渦輪出口溫度與空燃比相聯(lián)的多項式曲線。

圖12是催化劑的nox污染轉(zhuǎn)化效率對溫度的例子。

圖13是將nox轉(zhuǎn)化效率與催化劑溫度、發(fā)動機(jī)輸出nox和尾管排放要求對比的圖表。

圖14是用于發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的計算機(jī)控制系統(tǒng)的示意圖。

圖15是可能的進(jìn)氣門或排氣門升程曲線的例子。

圖16a-16d將用于示例性發(fā)動機(jī)的各種輸出的3缸cda模式與6缸模式進(jìn)行對比。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)參考附圖中示出的例子。只要有可能，相同的附圖標(biāo)記將在整個附圖中用來表示相同的或類似的部件。諸如“左”和“右”的方向稱謂是為了便于參考附圖。

對于所選擇的氣缸循環(huán)而言進(jìn)氣門、排氣門和燃料噴射關(guān)閉的氣缸停用(cda)對于柴油發(fā)動機(jī)來說不是很明顯的，原因有幾個。許多好處適于并且可用于改善燃料經(jīng)濟(jì)性和污染控制。與以前的研究相反，cda可以用于有利于重型機(jī)械和輕型汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性和污染控制。例如，可以停用低負(fù)載氣缸以增加燃料經(jīng)濟(jì)性。由于通過消除氣門運(yùn)動而減少摩擦，使得發(fā)動機(jī)的效率增加。此外，關(guān)閉低效氣缸以提高其它氣缸的效率，提高整體燃料經(jīng)濟(jì)性。

氣缸停用與“氣缸切斷”不同，氣缸切斷僅將所選氣缸的燃料噴射關(guān)閉，但使附屬氣門運(yùn)動。氣缸切斷導(dǎo)致可測量的和有害的系統(tǒng)損失。然而，氣缸停用可以實(shí)現(xiàn)可測量的系統(tǒng)增益。當(dāng)氣缸停用時，其它點(diǎn)火氣缸必須增加其扭矩輸出(負(fù)載)，以保持用戶體驗(yàn)。增加點(diǎn)火氣缸的負(fù)載會增加燃料效率&制動熱效率。使停用的氣缸上的進(jìn)氣門和排氣門停用減少了用于移動這些氣門的能量損失，從而提高了燃料經(jīng)濟(jì)性。

cda可以在某些占空比下使用。例如，在高速公路上，重型卡車可以針對高速或巡航任務(wù)周期關(guān)閉cda。但是，例如垃圾車可以在整個拾取占空比中使用cda。這同樣可以應(yīng)用于運(yùn)輸對接人占空比的公共汽車。

3、4、5、6、8或10缸柴油發(fā)動機(jī)的正常操作包括將空氣引入進(jìn)氣歧管、關(guān)閉氣缸上的氣門、噴射燃料、點(diǎn)燃燃料進(jìn)行燃燒、以及將氣缸排空以用于下一個循環(huán)。

當(dāng)操作條件不需要全扭矩輸出時，可以限制哪些氣缸接收燃料，并且還可以定制噴射到各個氣缸中的燃料量。例如，通過在以全扭矩能力使用剩余氣缸的同時停用于氣缸中的一半的燃料噴射，可以以50％的負(fù)載能力運(yùn)行發(fā)動機(jī)?？梢酝Ｓ门紨?shù)個氣缸以平衡發(fā)動機(jī)的扭轉(zhuǎn)，但是也可以停用單個氣缸或其它奇數(shù)個氣缸以獲得燃料效率利益。完全使用的氣缸的燃料效率非常高，而在停用的氣缸中沒有燃料使用。動力裝置的整體燃料效率提高，燃料消耗降低。該策略允許根據(jù)駕駛條件調(diào)整扭矩輸出。以六缸發(fā)動機(jī)為例，可以停用2缸或4缸，同時完全或部分地使用剩余氣缸的扭矩輸出能力。

轉(zhuǎn)到圖1a，示出了用于發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的示意圖。發(fā)動機(jī)100包括6個氣缸1-6?？梢允褂闷渌鼣?shù)量的氣缸，但是為了討論，示出了6個氣缸。氣缸1-6從進(jìn)氣歧管103接收進(jìn)氣流體，該進(jìn)氣流體為燃燒氣體(例如空氣)或與廢氣混合的空氣(廢氣再循環(huán)“egr”)。進(jìn)氣歧管傳感器173可以監(jiān)測壓力、流量、氧氣含量、廢氣含量或進(jìn)氣流體的其它質(zhì)量。進(jìn)氣歧管103連接到發(fā)動機(jī)缸體中的進(jìn)氣口133，以向氣缸1-6提供進(jìn)氣流體。在柴油發(fā)動機(jī)中，除了進(jìn)氣歧管被加壓之外，進(jìn)氣歧管具有真空。cda是有益的，因?yàn)闅飧卓梢躁P(guān)閉。代替克服真空情況將活塞向下拉的是，停用的氣缸具有不處于真空的一定體積的流體。通過不克服真空將活塞向下拉來提高燃料效率。

燃料通過燃料噴射控制器300噴射到各個氣缸。燃料噴射控制器300可以調(diào)節(jié)噴射到每個氣缸中的燃料的量和正時，并且可以關(guān)閉和恢復(fù)對每個氣缸的燃料噴射。每個氣缸1-6的燃料噴射對于每個氣缸106可以是相同或獨(dú)特的，使得一個氣缸可以具有比另一個氣缸更多的燃料，并且一個氣缸可以不具有燃料噴射，而其它氣缸具有燃料。

可變氣門致動器(vva)200還聯(lián)接到氣缸1-6以致動進(jìn)氣門130和排氣門150。vva200可以改變進(jìn)氣門130和排氣門150的致動，從而正常、提前或延遲或者它們的組合來打開或關(guān)閉氣門，或者停止氣門的操作。提前進(jìn)氣門打開(eivo)、提前進(jìn)氣門關(guān)閉(eivc)、延遲進(jìn)氣門打開(livo)、延遲進(jìn)氣門關(guān)閉(livc)、提前排氣門打開(eevo)、提前排氣門關(guān)閉(eevc)、延遲排氣門打開(levo)、延遲排氣門關(guān)閉(levc)、eevc和livo的組合、或者負(fù)氣門重疊(nvo)可以通過vva200實(shí)現(xiàn)。vva200可以配合液壓、電動或螺線管系統(tǒng)來控制進(jìn)氣門和排氣門130、150。發(fā)動機(jī)100可以是凸輪或無凸輪的，或混合的“凸輪-無凸輪vva”。因此，進(jìn)氣門130和排氣門150可以聯(lián)接到凸輪系統(tǒng)以用于致動，如圖3a的凸輪軸801、802示例、液壓軌道、閂鎖的搖臂、其它搖臂、電動液壓致動器等?；蛘?，無凸輪直接作用機(jī)構(gòu)可以選擇性地操作各個氣門。雖然圖3b&3c示出了一個進(jìn)氣門130和一個排氣門150，但是如圖3a所示，每個氣缸可以具有兩個進(jìn)氣門130和兩個排氣門150。為了清楚起見，對于圖3a的示例，發(fā)動機(jī)缸體102被移除，氣缸以虛線示出。

柴油發(fā)動機(jī)通過使用活塞160壓縮氣缸1-6中的進(jìn)氣流體而工作。燃料通過燃料噴射器310噴射。高熱和壓縮點(diǎn)燃燃料，并且燃燒將活塞從上止點(diǎn)(tdc)推到下止點(diǎn)(bdc)，扭矩由此被引導(dǎo)到曲軸101。盡管可以使用諸如2沖程和8沖程的其它操作模式，但是也可以將柴油機(jī)操作稱為“4沖程”。在4沖程中，活塞從tdc移動到bdc，以用進(jìn)氣流體填充氣缸(沖程1)。循環(huán)的開始在圖3b中示出，并且圖3c示出了當(dāng)氣缸充滿進(jìn)氣流體時的沖程1的結(jié)束。活塞上升回到tdc(沖程2)。燃料被噴射并點(diǎn)燃以將活塞160推到bdc(沖程3)?；钊俅紊仙絫dc，以將廢氣從排氣門排出(沖程4)。進(jìn)氣門130在沖程1期間打開，并且在沖程2-4期間關(guān)閉，但是vva200可以調(diào)節(jié)打開和關(guān)閉的正時。排氣門150在沖程4期間打開，并且在沖程2-4期間關(guān)閉，但是vva200可以調(diào)節(jié)打開和關(guān)閉的正時。

廢氣通過發(fā)動機(jī)缸體102中的排氣口155離開氣缸。排氣口155與排氣歧管105連通。排氣歧管傳感器175可以監(jiān)測壓力、流量、氧含量、含氮物或氮氧化物(nox)含量、硫含量、其它污染物含量或其它廢氣性質(zhì)。廢氣可以為可變幾何結(jié)構(gòu)渦輪增壓器(vgt)501或其它渦輪增壓器的渦輪510提供動力。渦輪增壓器501可以經(jīng)由渦輪增壓器控制器500來控制，以調(diào)節(jié)渦輪510和壓縮機(jī)512之間的聯(lián)接件514?？梢哉{(diào)節(jié)vgt以便控制廢氣中的進(jìn)氣或排氣流量或背壓。

廢氣在后處理系統(tǒng)中過濾。后處理系統(tǒng)可以包括各種污染管理機(jī)構(gòu)，如碳?xì)浠衔?、燃料或尿素加料器。幾種過濾器可以單獨(dú)使用或組合使用，例如doc、dpf、scr、nh3、cu-zescr等。一種或多種催化劑800過濾污染，并且可以包括柴油顆粒過濾器(dpf)，柴油催化劑通常包含各種稀土金屬以過濾污染，包括nox。至少一個廢氣傳感器807放置在后處理系統(tǒng)中以測量廢氣條件，例如廢氣排放、nox含量、廢氣溫度、流量等。廢氣傳感器807可以包括多于一種類型的傳感器，例如化學(xué)、熱、光學(xué)、電阻、速度、壓力等。廢氣傳感器807可以包括傳感器陣列，傳感器分布選擇包括在催化劑800之前、之后或之內(nèi)。還可以包括與渦輪增壓器501相連的傳感器以檢測渦輪和壓縮機(jī)活動。

在由至少一個催化劑800過濾之后，廢氣可以離開系統(tǒng)。或者，廢氣可經(jīng)由各種通路被重新引導(dǎo)到進(jìn)氣歧管103，其中一些通路在圖1a-2中示出。在圖1a中，廢氣在egr冷卻器455中冷卻。egr控制器400致動egr閥410以選擇性地控制供應(yīng)到進(jìn)氣歧管103的egr量。再循環(huán)到歧管103的廢氣影響氣缸中的空燃比(afr)。廢氣稀釋歧管103中的氧含量。來自燃料加料器的未燃燒燃料或燃燒后剩余的未燃燒燃料增加了afr中的燃料量。煙灰和其它微粒和污染氣體也減少空燃比的空氣部分。雖然通過進(jìn)氣系統(tǒng)700引入的新鮮空氣可以提高afr，但是egr可以降低afr，并且對氣缸的燃料噴射可以進(jìn)一步降低afr。因此，egr控制器、燃料噴射控制器400和進(jìn)氣輔助控制器600可以通過分別操作egr閥410、燃料噴射器310和進(jìn)氣輔助裝置610來調(diào)整空燃比以適應(yīng)發(fā)動機(jī)操作條件。因此，調(diào)節(jié)點(diǎn)火氣缸的空燃比可以包括以下方式中的一種：通過控制增壓器增壓到至少一個點(diǎn)火氣缸的新鮮空氣，或者通過增壓再循環(huán)到點(diǎn)火氣缸的廢氣來降低點(diǎn)火氣缸的空燃比。這可以在增加或不增加渦輪增壓器501的情況下完成。

圖1b中的變型的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)12去除了一個廢氣再循環(huán)路徑以有利于替代的通路。egr控制器400可以代替地聯(lián)接到egr閥412，以沿著第二egr路徑613、沿著egr路徑612將廢氣引導(dǎo)到進(jìn)氣輔助裝置601。作為另外一種選擇，廢氣可以在被催化劑800過濾之后進(jìn)行再循環(huán)。因此，egr閥414可以由egr控制器400控制，以將egr的一部分沿著第一egr路徑610、沿著egr路徑612引導(dǎo)到進(jìn)氣輔助裝置601?？刂芿gr閥412或egr閥414調(diào)整包括在氣缸1-6內(nèi)的空燃比中的廢氣量。

圖16b比較了正常模式(三角形)相對于cda模式(圓)的示例性6缸發(fā)動機(jī)的空燃比(afr)與負(fù)載(以英尺-磅為單位的扭矩)。停用一半的氣缸切斷afr。在某些時候，afr變得太低，出現(xiàn)煙灰問題。

使用非常小的進(jìn)氣輔助裝置601通過增壓可用氧氣來延伸氣缸停用(cda)的操作范圍。小型空氣泵、增壓器或風(fēng)扇連接到諸如進(jìn)氣系統(tǒng)700的氧化源。進(jìn)氣系統(tǒng)可以供應(yīng)新鮮空氣以增加柴油發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管中的空燃比。取代將cda限制在低負(fù)載或怠速條件，進(jìn)氣輔助裝置601可以增加到進(jìn)氣歧管的空氣流，并且可以增加到氣缸的空氣。這可以通過提高afr的空氣部分來提供更稀薄燃燒的發(fā)動機(jī)。雖然可以在氣缸停用(cda)模式下降低afr，但是進(jìn)氣輔助裝置使得可以通過相對于低壓進(jìn)氣歧管增加流量來增加afr。這與現(xiàn)有技術(shù)相反，現(xiàn)有技術(shù)試圖在cda模式下消除能量排出。egr不需要暫停以限制二氧化碳排放，但可以進(jìn)行調(diào)節(jié)。

通過控制到氣缸1-6的空燃比，可以消除渦輪增壓器501，從而簡化了控制算法的輸出并降低了系統(tǒng)的費(fèi)用。在圖2中，省去了渦輪增壓器501。新鮮空氣可以通過進(jìn)氣系統(tǒng)700自然地吸入到進(jìn)氣歧管103，并且可以選擇性地控制進(jìn)氣輔助裝置601以增壓到進(jìn)氣歧管103的進(jìn)氣流。如果例如當(dāng)使用增壓器時進(jìn)氣輔助裝置加熱進(jìn)氣流，那么可以可選地包括增壓空氣冷卻器650以調(diào)節(jié)進(jìn)氣流溫度。如下面更詳細(xì)地討論的那樣，在低負(fù)載和怠速模式使用氣缸停用以及在中等負(fù)載模式下通過進(jìn)氣輔助裝置601增壓進(jìn)氣，消除了柴油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)依賴于用于空氣流到進(jìn)氣歧管103的渦輪增壓器。

圖5示出了用于發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10、12或14或類似發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的正常操作模式。進(jìn)氣流體720設(shè)置到每個氣缸1-6。每個氣缸接收燃料320并進(jìn)行燃燒循環(huán)。廢氣420離開每個氣缸1-6。在發(fā)動機(jī)的某些負(fù)載和速度條件下，例如當(dāng)需要全扭矩輸出時，這里可以使用正常模式?；蛘撸缤?dāng)巡航模式為發(fā)動機(jī)系統(tǒng)提供比cda模式更好的溫度或nox輸出時。

圖6示出了氣缸停用模式(cda)。一半的氣缸被停用。氣缸1-3接收與扭矩輸出要求相稱的燃料。當(dāng)發(fā)動機(jī)需要保持一定的扭矩水平并且實(shí)施cda模式時，可以在將至氣缸1-3的燃料加倍的同時使氣缸4-6停用。因?yàn)橛捎谌w氣缸的摩擦減小所產(chǎn)生的燃料經(jīng)濟(jì)性好處，所以可以向點(diǎn)火氣缸1-3提供少于兩倍的燃料，以獲得與正常模式下點(diǎn)火所有六個氣缸相同的扭矩水平。例如，當(dāng)關(guān)閉一半氣缸時，點(diǎn)火氣缸可以接收1.95倍的燃料以在停用期間保持穩(wěn)定的扭矩輸出。因此，cda模式通過減少期望扭矩輸出所用的燃料而產(chǎn)生燃料經(jīng)濟(jì)性好處。

進(jìn)氣門和排氣門130、150在由用于點(diǎn)火氣缸1-3的vva200控制時移動。然而，對于氣缸4-6，進(jìn)氣門和排氣門150不被致動。

增加到氣缸1-3的燃料使得氣缸1-3中的混合物更加“豐富”。對于氣缸而言空燃比較小，這是因?yàn)榭諝廨^少而燃料較多。所得到的廢氣更熱，如圖11所示。隨著空燃比接近下限，渦輪出口溫度(tot)增加。柴油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)14不使用渦輪增壓器501，因此使用“渦輪出口溫度”作為表示渦輪501所處位置處的廢氣溫度的方便的短語。隨著afr增加，tot遵循多項式曲線。

與必須是化學(xué)計量17：1的afr(十七份空氣對一份汽油)的汽油發(fā)動機(jī)不同，柴油系統(tǒng)可以改變afr并仍然工作。點(diǎn)火氣缸中的afr可以在從17：1-100：1(十七份空氣對一份柴油燃料，至100份空氣對一份柴油燃料)的范圍內(nèi)。煙灰在低afr時是一個問題，因此在需要高溫操作時保持afr為22：1-24：1是有益的。為了避免煙灰，調(diào)節(jié)點(diǎn)火氣缸的空燃比包括調(diào)節(jié)進(jìn)氣和燃料噴射中的一個或兩個以將空燃比保持為十七份空氣對一份燃料或更高。cda模式可以以17：1-70：1或20：1-50：1之間的afr進(jìn)行操作。另一個afr范圍是24：1-45：1。提供大約300攝氏度的后處理催化劑床溫度的一個afr范圍是30：1-45：1的afr。

由于afr和tot之間的多項式關(guān)系，可以提出控制算法，以用于感測低溫條件并調(diào)節(jié)空燃比，從而使廢氣溫度達(dá)到期望的范圍。使用上述廢氣再循環(huán)(egr)控制器400、燃料噴射控制器300和進(jìn)氣輔助控制器600是調(diào)節(jié)廢氣溫度的一個方面。在選擇氣缸上進(jìn)入氣缸停用(cda)模式是調(diào)節(jié)afr和tot的另一個方面。

圖16a將用于6缸發(fā)動機(jī)的正常操作模式(三角形)與3缸cda模式(圓)進(jìn)行對比。將負(fù)載(以英尺-磅為單位的扭矩)與以攝氏度為單位的tot進(jìn)行比較。6缸模式具有比3缸cda模式低的tot。因此，實(shí)施圖4a的方法提高了tot。實(shí)施圖4b的方法時具有額外的tot優(yōu)點(diǎn)。

進(jìn)入cda模式減少了通過發(fā)動機(jī)100的空氣流。這在圖16c中示出，其中對于給定的負(fù)載(以英尺-磅為單位的扭矩)，對于用于發(fā)動機(jī)的6缸模式(三角形)和三缸cda模式(圓)示出新鮮空氣流(以千克每分鐘計)。使用所有6個氣缸吸入更多的空氣通過發(fā)動機(jī)。由于進(jìn)氣門和排氣門130、150對于cda模式氣缸被停用，所以在cda模式中較少的空氣被吸入發(fā)動機(jī)并被推入到排氣歧管105。這降低了廢氣420的流量。廢氣420在后處理系統(tǒng)中更停滯，因此在催化劑800中較長時間地滯留，從而將更多的污染和熱傳遞給催化劑800。熱的催化劑800是有效的催化劑，如圖12的例子所示。對于催化劑材料(鉑、鈀、銠等)的給定混合物，催化劑800具有理想的操作溫度范圍。在這個理想的溫度范圍內(nèi)，催化劑對于捕獲污染是最有效的。因此，控制廢氣溫度就控制了催化劑800的溫度，催化劑的溫度控制催化劑800捕獲污染的功效。進(jìn)出cda模式通過調(diào)節(jié)每個氣缸中的afr來控制廢氣溫度。另外，通過一個或多個egr閥、進(jìn)氣輔助裝置和燃料噴射來控制afr進(jìn)一步影響廢氣溫度和污染捕獲。

圖12示出了催化劑800的一個例子。調(diào)節(jié)催化劑800的過濾材料將使所示的線移動。對于該例子，催化劑800具有廢氣420穿過的材料的“床”?！按病钡募訜嵊绊懥宋廴静东@的效率。含氮物和氮氧化物(nox)是圖12的目標(biāo)污染物。除了別的之外，其它污染物，如硫磺或碳?xì)浠衔?，可以是目?biāo)污染物。在100攝氏度時，催化劑對于捕獲nox(點(diǎn)a)的效率為0％。在150度時，催化劑僅轉(zhuǎn)化24％的nox(點(diǎn)b)。將廢氣溫度提高到200攝氏度(點(diǎn)c)，nox轉(zhuǎn)化效率高達(dá)78％，在250度(點(diǎn)d)效率為90％，在300攝氏度(點(diǎn)e)效率為96％。對于示例性催化劑，因此理想的廢氣溫度接近300攝氏度。

材料選擇限制了催化劑在何種溫度下有效，在什么溫度下催化劑通過燒結(jié)效應(yīng)被破壞，以及催化劑在何種溫度下可以進(jìn)行柴油顆粒再生(dpr)。再生過程在高溫下燒掉污染物，這限制了污染物的大氣進(jìn)入和環(huán)境污染。燒掉污染更新催化劑800以重新捕獲污染物。圖12顯示在500攝氏度的再生溫度下，催化劑在捕獲nox時效率僅為50％。

在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的某些負(fù)載模式下，退出正常模式并進(jìn)入cda模式可將廢氣溫度提高100攝氏度。通過轉(zhuǎn)向圖7可以看出影響。發(fā)動機(jī)可以以取決于發(fā)動機(jī)構(gòu)造的速度怠速，并且圖7的例子示出了具有從每分鐘800轉(zhuǎn)(rpm)到超過2400rpm的速度的發(fā)動機(jī)。該例子還使用從零到20巴的發(fā)動機(jī)負(fù)載?？梢韵氲狡渌l(fā)動機(jī)設(shè)定，并且可以根據(jù)發(fā)動機(jī)的應(yīng)用和占空比而改變這些設(shè)定。例如，乘用公共汽車可以運(yùn)行在與自卸車不同的rpm范圍內(nèi)。例如公共汽車在接人期間調(diào)節(jié)時的怠速時的負(fù)載，可能會與傾倒自卸器的自卸車的怠速時的負(fù)載不同。由于cda模式策略可以應(yīng)用于各種輕型、中型、長途和重型應(yīng)用，圖7的例子并不示出為將權(quán)利要求限制在rpm對負(fù)載的單個范圍內(nèi)。圖7示出了在顯著的操作范圍內(nèi)，發(fā)動機(jī)在300攝氏度的理想催化劑床溫度以下的溫度下運(yùn)行，如圖12所示。沒有足夠的負(fù)載，示例性發(fā)動機(jī)不產(chǎn)生足夠的熱量以有效地捕獲nox。

諸如叉車、平地機(jī)、攤鋪機(jī)、收割機(jī)、割草機(jī)、施工設(shè)備、農(nóng)用設(shè)備等的非公路車輛在不足以將催化劑加熱到理想溫度的負(fù)荷下運(yùn)行大量的時間。但是，不能簡單地將催化劑調(diào)節(jié)為不同的材料，因?yàn)檐囕v具有較高溫度的偏移，因此催化劑800需要承受更高的溫度而不損壞。

由于發(fā)動機(jī)廢氣遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于理想的催化劑溫度，所以未裝載的怠速模式(點(diǎn)ui)可能具有高尾管污染排放。進(jìn)入cda模式以停用至少一個氣缸，通過提高發(fā)動機(jī)的燃料效率為廢氣添加即時熱。通過對點(diǎn)火氣缸調(diào)節(jié)afr，可以立即向排氣添加額外100攝氏度的熱?；仡檲D12的曲線，額外的熱顯著增加了無負(fù)載怠速時的污染物過濾。加載怠速模式(點(diǎn)li)的例子具有200攝氏度的廢氣溫度。增加100度將使催化劑效率接近其峰值。因此，調(diào)節(jié)在cda模式中的氣缸數(shù)量并調(diào)節(jié)到剩余的點(diǎn)火氣缸的燃料，允許通過催化劑800的熱管理調(diào)節(jié)污染物過濾。

通過cda模式的即時加熱可應(yīng)用于柴油機(jī)微粒過濾器(dpf)再生技術(shù)。不用怠速車輛以運(yùn)行dpf再生循環(huán)，計算機(jī)控制可以在選擇操作模式期間或選擇操作次數(shù)啟動cda模式。afr的進(jìn)一步調(diào)整增加了賦予廢氣的熱。而且，無需使用燃料加料器或怠速循環(huán)，更容易實(shí)現(xiàn)點(diǎn)r(理想的dpf再生點(diǎn))。

可以實(shí)施用于監(jiān)測廢氣溫度的方法，其中調(diào)節(jié)點(diǎn)火氣缸的空燃比以提高廢氣溫度或?qū)U氣溫度保持在閾值溫度以上?？梢员O(jiān)測從柴油發(fā)動機(jī)排出的污染水平，并調(diào)節(jié)進(jìn)入氣缸停用模式的氣缸數(shù)量以達(dá)到目標(biāo)污染水平?；谶_(dá)到目標(biāo)污染水平，還可以調(diào)節(jié)至少一個點(diǎn)火氣缸的空燃比。

可以監(jiān)測通過后處理系統(tǒng)的廢氣流量，并且調(diào)節(jié)進(jìn)入氣缸停用模式的氣缸數(shù)量以達(dá)到目標(biāo)廢氣流量。

圖4a概述了進(jìn)入氣缸停用的步驟。在步驟s103中，切斷到所選擇的氣缸的燃料。在步驟s105中，無論是通過電動或液壓裝置，例如電螺線管、電動閂鎖、液壓閂鎖、凸輪選擇、禁用可控提升機(jī)構(gòu)、凸輪-無凸輪致動器、混合電動-液壓系統(tǒng)或類似裝置，將進(jìn)氣門和排氣門脫離致動。一定量的進(jìn)氣流被捕獲在停用的氣缸中，并且圖4a的步驟s107的例子捕獲空氣進(jìn)氣。

圖4a的方法可以單獨(dú)使用以提高發(fā)動機(jī)的燃料效率和污染控制。但是，圖4b示出了氣缸停用以及額外的控制優(yōu)點(diǎn)。在步驟s401中，可以是專用車載計算機(jī)的控制系統(tǒng)1400、電子控制單元(ecu)的子系統(tǒng)或其它可編程電路，決定發(fā)動機(jī)負(fù)載是否滿足進(jìn)入cda模式的標(biāo)準(zhǔn)。計算機(jī)控制系統(tǒng)1400可以如圖14地概述，使得從各種傳感器收集傳感器數(shù)據(jù)，包括進(jìn)氣歧管傳感器173、排氣歧管傳感器175和廢氣傳感器807，并沿著bus或類似的布線傳送到傳感器數(shù)據(jù)存儲器。

存儲裝置1401是諸如ram、eprom、大容量存儲設(shè)備、可移動介質(zhì)驅(qū)動器、dram、硬盤驅(qū)動器等的有形可讀存儲器結(jié)構(gòu)。排除了信號本身。用于執(zhí)行本文公開的方法所需的算法存儲在存儲裝置1401中，供處理器1403執(zhí)行。當(dāng)實(shí)施可選的可變幾何渦輪增壓器控制時，vgt控制1415從存儲器1401傳送到處理器以供執(zhí)行，計算機(jī)控制系統(tǒng)作用為渦輪增壓器控制器。類似地，計算機(jī)控制系統(tǒng)1400實(shí)施用于egr控制1414的存儲算法，以實(shí)施egr控制器；實(shí)施進(jìn)氣輔助裝置控制1416的存儲算法，以實(shí)施進(jìn)氣輔助控制器；實(shí)施燃料噴射控制1413的存儲算法，以實(shí)施燃料噴射控制器。當(dāng)實(shí)施用于vva控制1412的存儲算法時，各種進(jìn)氣門控制器和排氣門控制器策略可能涉及氣門正時和氣門升程策略，如本申請其它地方所詳述的。

雖然計算機(jī)控制系統(tǒng)1400被示為具有單個處理器的集中式部件，但是計算機(jī)控制系統(tǒng)1400可以分布成具有多個處理器或分配編程以區(qū)分處理器1403?；蛘撸植际接嬎銠C(jī)網(wǎng)絡(luò)可以將計算機(jī)結(jié)構(gòu)靠近一個或多個受控結(jié)構(gòu)放置。分布式計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以與集中式計算機(jī)控制系統(tǒng)通信，也可以在分布式計算機(jī)結(jié)構(gòu)之間進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。例如，計算機(jī)結(jié)構(gòu)可以靠近用于vgt控制500的渦輪增壓器501，另一個計算機(jī)結(jié)構(gòu)可以靠近用于egr控制器400的egr閥410，另一個計算機(jī)結(jié)構(gòu)可以靠近用于可變氣門致動器200的進(jìn)氣門和排氣門，另一個計算機(jī)控制器可以設(shè)置用于燃料噴射控制器300，并且另一個計算機(jī)控制器可以被實(shí)施用于進(jìn)氣輔助控制器600。子程序可以存儲在分布式計算機(jī)結(jié)構(gòu)中，在計算機(jī)控制系統(tǒng)1400處進(jìn)行集中或核心處理。

如果發(fā)動機(jī)系統(tǒng)滿足cda標(biāo)準(zhǔn)，如通過具有適當(dāng)?shù)呢?fù)載或曲軸rpm或二者，那么計算機(jī)控制系統(tǒng)在步驟s403中選擇能夠在滿足當(dāng)前負(fù)載和rpm要求的情況下被停用的氣缸數(shù)量。要考慮的其它因素是以下因素中的一個或多個：廢氣溫度是否處于閾值范圍內(nèi)或處于目標(biāo)溫度下；制動熱效率(bte)是否高于bte閾值；或者尾管排放是否在范圍內(nèi)或處于目標(biāo)水平。一種策略是在不影響發(fā)動機(jī)扭矩輸出的情況下，使盡可能多的氣缸停用。另一種策略是使盡可能多的氣缸停用，以保持廢氣溫度盡可能高。另一種策略是停用盡可能多的氣缸，以盡可能進(jìn)行節(jié)省燃料的操作。

一旦在步驟s403中選擇了用于停用的氣缸數(shù)量，則在步驟s405中，燃料噴射控制器300關(guān)閉到所選擇的氣缸的燃料。在步驟s413中可以同時或隨后進(jìn)行點(diǎn)火氣缸的空燃比(afr)的調(diào)節(jié)。注入氣缸的燃料量范圍為0-100％，可由計算機(jī)通過適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)控制，包括傳感器、發(fā)射器、接收器和致動器。步驟s413可以附加地或可選地包括調(diào)節(jié)以下中的一個或多個：燃料噴射的正時或量、進(jìn)氣流、廢氣再循環(huán)(egr)、用于點(diǎn)火氣缸的氣門打開或關(guān)閉曲線(升程或正時)。這可以包括上面詳述的afr調(diào)整策略，并且可以包括壓縮機(jī)512或進(jìn)氣輔助裝置601，或者適當(dāng)?shù)嘏懦郎u輪增壓器501。

通過進(jìn)行燃料調(diào)節(jié)，在步驟s407中，對于所選擇的停用氣缸，進(jìn)氣門和排氣門致動被切斷。在步驟s409中，系統(tǒng)監(jiān)測廢氣溫度、制動熱效率、污染水平、通過催化劑的廢氣流量等中的一種或多種。如果不能夠調(diào)節(jié)停用的氣缸的數(shù)量，則繼續(xù)步驟s409中的監(jiān)測，但是如果可以停用附加氣缸，則步驟s411確定這樣做。例如，溫度、污染或流量的閾值可以表明，cda中的氣缸數(shù)量的增加或減少將改善廢氣條件。因此，如果閾值表示在cda模式下調(diào)節(jié)氣缸將有益于目標(biāo)廢氣條件，那么該方法通過返回到步驟s401來檢查諸如負(fù)載和rpm之類的其它參數(shù)是否允許cda模式。

在一個方面，并且返回到圖5，為了方便起見，以線性方式將發(fā)動機(jī)概括并用6個氣缸標(biāo)記。在實(shí)際實(shí)施中，氣缸并不總是線性對準(zhǔn)的。即使是這樣，它們并不總是按照圖中編號的順序進(jìn)行點(diǎn)火。也就是說，氣缸可以不按序列1、2、3、4、5、6點(diǎn)火。例如，正常操作模式下的發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火順序可以是1、5、3、6、2、4。在cda模式下，氣缸4、5、6被停用。剩余的氣缸按順序1、2、3點(diǎn)火。根據(jù)發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火順序，選擇停用的氣缸可以在算法迭代之間改變。所以，第一次迭代可以如解釋的點(diǎn)火。第二次迭代可以將正常點(diǎn)火順序移動到3、6、2、4、1、5。在這個順序中，氣缸點(diǎn)火3、2、1，而氣缸4-6停用。然而，用于實(shí)施新的cda模式停用順序的啟動順序可以啟用停用的氣缸，并且停用點(diǎn)火氣缸。5、3、6、2、4、1的順序?qū)错樞?、6、4進(jìn)行氣缸點(diǎn)火，氣缸1-3停用。因此，不僅可以改變點(diǎn)火和停用的氣缸的數(shù)量，而且可以在算法迭代之間改變選擇用于點(diǎn)火和停用的氣缸。

返回到流程圖，可以分析步驟s409的結(jié)果，并且可以在步驟s415中確定是否調(diào)節(jié)廢氣曲線。如上所述，為了調(diào)節(jié)廢氣及其加熱催化劑800或者從催化劑過濾污染物的能力的方面，可能需要在氣缸水平處調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的活動性。因此，如果要調(diào)節(jié)廢氣曲線，則算法返回到步驟s413。否則，如步驟s409那樣，系統(tǒng)繼續(xù)監(jiān)測。

可能需要在步驟s417中一起完全退出cda模式，就像在發(fā)動機(jī)上的負(fù)載增加到高于閾值時一樣?；蛘撸拖癞?dāng)制動熱效率或污染控制在cda模式之外更好時一樣。系統(tǒng)通過返回到步驟s401來檢查發(fā)動機(jī)是否仍然滿足實(shí)施cda模式的標(biāo)準(zhǔn)。如果不符合基本標(biāo)準(zhǔn)，則步驟s417觸發(fā)從cda模式退出。停用的氣缸接收氣門致動控制和燃料噴射以返回到點(diǎn)火模式。然而，通過繼續(xù)流經(jīng)步驟s413、s409、&s415，該算法可以繼續(xù)檢查afr調(diào)節(jié)或氣門曲線調(diào)節(jié)是否有益于廢氣曲線。

用于進(jìn)入或退出cda模式或者將可變氣門致動技術(shù)與正?；騝da模式氣缸組合的觸發(fā)條件在圖7-13中概述。污染管理與afr和廢氣溫度相關(guān)，因此一個觸發(fā)條件可能會影響其它觸發(fā)條件。調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)操作的一個方面可能會影響觸發(fā)條件的多于一個的閾值范圍。

圖7中的粗線表示給定催化劑床組成的目標(biāo)溫度。在粗線下方，廢氣溫度范圍的閾值范圍觸發(fā)cda模式適于提高廢氣溫度的指示。當(dāng)系統(tǒng)確定廢氣溫度低于目標(biāo)溫度時，控制系統(tǒng)1400發(fā)出命令以進(jìn)入cda，與其它考慮因素(例如負(fù)載和rpm要求)相稱。在粗線上方，可以退出cda模式，以有利于圖8中概述的其它技術(shù)。

閾值范圍可以包括低于理想催化劑床溫度的廢氣溫度范圍。理想的催化劑床溫可以在200-300攝氏度之間，高于200攝氏度，高于300攝氏度，或者可以是柴油微粒過濾器再生溫度以下的廢氣溫度。在最后的情況下，柴油微粒過濾器的再生溫度可以為大約500攝氏度或高于500攝氏度。在溫度閾值范圍之外，可以退出cda模式。

與控制系統(tǒng)1400組合的廢氣溫度傳感器807可以從廢氣溫度傳感器接收和處理廢氣溫度數(shù)據(jù)?；趶U氣溫度數(shù)據(jù)，可以針對燃料噴射器調(diào)節(jié)命令以調(diào)節(jié)噴射到多個燃燒氣缸的活動燃燒氣缸的燃料量。此外，命令可以調(diào)節(jié)選擇用于停用的燃燒氣缸的數(shù)量。

轉(zhuǎn)到圖8，示出了用于觸發(fā)發(fā)動機(jī)的各種操作模式的一個實(shí)施策略。類似于圖7，只要發(fā)動機(jī)上的負(fù)載低于第一負(fù)載閾值lt1，控制系統(tǒng)1400就可進(jìn)入cda模式。可以在整個發(fā)動機(jī)速度(以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)為單位)操作范圍內(nèi)進(jìn)入cda模式，從怠速模式直到每分鐘最大發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速。區(qū)域1包括怠速、低負(fù)載和負(fù)載怠速模式。cda模式可以單獨(dú)使用或用于egr增壓，以降低afr并提高廢氣溫度。通過調(diào)節(jié)燃料噴射來優(yōu)化點(diǎn)火氣缸中的燃料使用，可以允許最佳的燃料效率和高熱廢氣。減少使用的氣缸降低了流量，因此盡管處于歷史上有問題的區(qū)域1，催化劑仍然可以達(dá)到圖12中的點(diǎn)c、d、&e。傳統(tǒng)上，廢氣溫度太低，無法捕獲區(qū)域1中的顆粒，但本文描述的cda模式技術(shù)增加了催化劑活性。雖然有效的燃料使用增加了廢氣中的nox輸出，但是在催化劑800中更有效地捕獲污染。

圖13的觸發(fā)條件表明，當(dāng)催化劑的nox轉(zhuǎn)化效率隨著催化劑床溫度基準(zhǔn)而增加時，廢氣中的nox的允許量可以增加。污染法規(guī)要求發(fā)動機(jī)的尾管測量滿足上限0.2g/hp-hr(每馬力小時0.2克)的nox排放量，或0.3g/hp-hr的nox排放量。發(fā)動機(jī)可以在一小時內(nèi)排放(發(fā)動機(jī)排出)nox，并且發(fā)動機(jī)廢氣系統(tǒng)的尾管處的nox排放總量不能高于上限(nox污染閾值)。發(fā)動機(jī)可以排放超過上限，但是當(dāng)廢氣到達(dá)尾管時，nox水平必須降低到污染閾值以下。

當(dāng)96％效率時，催化劑800可以接收具有5.0克每馬力小時的nox的廢氣，并除去足夠的nox以保持在0.2g/hp-hr上限以下。同樣地，當(dāng)催化劑效率為96％時，催化劑可以從排氣歧管中接收7.5g/hp-hr的nox，但過濾污染仍保持在0.3g/hp-hr上限以下。隨著催化劑效率的降低，來自發(fā)動機(jī)的可以過濾的nox污染量減少。因此，通過使用催化劑溫度作為確定閾值，并將催化劑溫度保持在目標(biāo)閾值范圍內(nèi)或目標(biāo)溫度下，點(diǎn)火氣缸可以在高燃料效率模式(高溫，高nox輸出)下運(yùn)行而不增加尾管處的污染。在步驟s415和s411中，圖4b的算法可以包括管理尾管污染的過程。監(jiān)測步驟s409的結(jié)果可以是通過調(diào)節(jié)燃料效率、廢氣溫度、燃料噴射、進(jìn)氣流、cda模式中的氣缸數(shù)量等來確保馬力小時的nox不超過污染閾值的過程?？梢栽谳^高的nox模式上選擇低nox模式，例如較低的燃料效率模式，以確保在必要的時間框架內(nèi)滿足尾管排放污染閾值。例如，當(dāng)催化劑床溫度在理想范圍內(nèi)時，可以暫停cda模式，或者降低燃料效率以減少從發(fā)動機(jī)排出的nox的量。于是，催化劑過濾的nox越少，催化劑中捕獲的污染物就越多。因此，控制算法被配置為處理污染水平數(shù)據(jù)以迭代地調(diào)節(jié)燃料噴射器310、進(jìn)氣輔助裝置601、vgt渦輪增壓器501、egr閥412、414或410或者氣門致動器中的一個或多個的命令，直到污染水平低于污染閾值。

返回到圖8，區(qū)域2指示第二負(fù)載閾值lt2。中等負(fù)載(例如50％負(fù)載模式)可以是第二負(fù)載閾值lt2。在區(qū)域2中，可以在整個發(fā)動機(jī)速度操作范圍內(nèi)使用cda。進(jìn)氣輔助裝置601可以提高afr以滿足發(fā)動機(jī)的扭矩輸出要求。

諸如曲軸傳感器107之類的負(fù)載監(jiān)測傳感器可以確定發(fā)動機(jī)的負(fù)載?？刂扑惴梢詮那S傳感器107接收負(fù)載數(shù)據(jù)并確定發(fā)動機(jī)的負(fù)載。控制系統(tǒng)1400可以基于發(fā)動機(jī)的負(fù)載來確定發(fā)動機(jī)輸出要求。當(dāng)發(fā)動機(jī)的負(fù)載低于第一負(fù)載閾值lt1時，控制系統(tǒng)1400可以調(diào)節(jié)選擇用于停用的多個燃燒氣缸的數(shù)量以滿足發(fā)動機(jī)輸出要求。當(dāng)發(fā)動機(jī)的負(fù)載高于第一負(fù)載閾值lt1時，控制算法被配置為增加進(jìn)氣歧管的進(jìn)氣流。當(dāng)發(fā)動機(jī)的負(fù)載高于第二負(fù)載閾值lt2時，控制算法退出cda模式。

發(fā)動機(jī)的負(fù)載可以以多種方式影響進(jìn)入cda模式的決定。比較圖8&9示出了這一點(diǎn)。圖8利用負(fù)載閾值lt1&lt2將負(fù)載對rpm分為區(qū)域1-4。圖9將負(fù)載與在cda模式下停用的多個氣缸的一個例子相關(guān)聯(lián)。高于第二負(fù)載閾值lt2時，不使用cda模式。發(fā)動機(jī)需要比在cda模式下能夠提供的更多的扭矩輸出。所有氣缸點(diǎn)火以適應(yīng)負(fù)載。

控制系統(tǒng)1400可以監(jiān)測發(fā)動機(jī)操作模式。用于進(jìn)入cda模式的閾值范圍可以包括怠速發(fā)動機(jī)操作模式閾值lta、負(fù)載怠速發(fā)動機(jī)操作模式閾值ltb和負(fù)載發(fā)動機(jī)操作模式閾值ltc中的一個或多個?；诎l(fā)動機(jī)工作模式是怠速發(fā)動機(jī)操作模式、負(fù)載怠速發(fā)動機(jī)操作模式還是負(fù)載發(fā)動機(jī)操作模式，來調(diào)節(jié)進(jìn)入氣缸停用模式的多缸柴油發(fā)動機(jī)的氣缸數(shù)量。圖9顯示了負(fù)載閾值對停用的氣缸數(shù)量的一個例子。雖然示出了偶數(shù)個氣缸，但可以選擇其它數(shù)量的氣缸停用，例如奇數(shù)或單數(shù)的氣缸。

發(fā)動機(jī)操作模式可以包括輕負(fù)載模式、中等負(fù)載模式和重負(fù)載模式，并且用于進(jìn)入cda的閾值范圍可以包括輕負(fù)載模式和中等負(fù)載模式。發(fā)動機(jī)操作模式還可以啟動模式，并且用于進(jìn)入cda的閾值范圍可以包括啟動模式。

確定是否進(jìn)入cda可以包括通過曲軸傳感器107監(jiān)測發(fā)動機(jī)曲軸速度。當(dāng)閾值范圍包括高于st的高速閾值范圍和低于st的低速閾值范圍時，基于發(fā)動機(jī)曲軸速度是在低速閾值范圍內(nèi)還是在高速閾值范圍內(nèi)來調(diào)節(jié)進(jìn)入氣缸停用模式的氣缸數(shù)量。

在區(qū)域4中可以使用正常操作模式，特別是當(dāng)發(fā)動機(jī)優(yōu)化為在區(qū)域4中進(jìn)行操作時，例如巡航模式。增強(qiáng)模式可用于區(qū)域1-3，僅用于區(qū)域2&3，或僅用于區(qū)域3。增強(qiáng)模式應(yīng)用步驟s409、s415、&s413的原理來調(diào)節(jié)氣門打開或氣門關(guān)閉曲線以影響燃料效率。超過閾值速度st，使用區(qū)域3。低于閾值速度st，使用區(qū)域4的技術(shù)。

增強(qiáng)模式的技術(shù)可以調(diào)節(jié)氣門曲線，如圖15所示。每個氣門可以調(diào)節(jié)其升程高度，并調(diào)節(jié)其打開時間。圖15的例子示出了提前關(guān)閉曲線與曲線ll中的低升程的組合。還示出了正常升程以及正常打開和關(guān)閉曲線ln。示出了具有高升程曲線lh的延遲氣門關(guān)閉。其它氣門曲線是可能的，因此圖15是示例性的并且不限制進(jìn)氣門和排氣門的可能的曲線范圍。進(jìn)氣門或排氣門打開或關(guān)閉的升程和正時可以根據(jù)發(fā)動機(jī)操作條件進(jìn)行調(diào)整。如上所述，對于可變氣門致動器(vva)200，增強(qiáng)模式技術(shù)可以包括提前進(jìn)氣門打開(eivo)、提前進(jìn)氣門關(guān)閉(eivc)、延遲進(jìn)氣門打開(livo)、延遲進(jìn)氣門關(guān)閉(livc)、提前排氣門打開(eevo)、提前排氣門關(guān)閉(eevc)、延遲排氣門打開(levo)、延遲排氣門關(guān)閉(levc)、進(jìn)氣門致動正時和排氣門致動正時的組合，如eevc和livo調(diào)節(jié)(負(fù)氣門重疊(nvo))。用于操作發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的一種技術(shù)包括當(dāng)柴油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)在諸如第二負(fù)載閾值lt2之類的閾值范圍之外操作并進(jìn)入提前進(jìn)氣門關(guān)閉模式時，退出氣缸停用模式。當(dāng)柴油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)在諸如第二負(fù)載閾值lt2之類的閾值范圍之外操作并且進(jìn)入延遲進(jìn)氣門關(guān)閉模式時，另一技術(shù)退出氣缸停用模式。

氣缸停用需要實(shí)施bsfc(制動比燃料消耗)和&nox&tot(渦輪出口溫度)之間最佳權(quán)衡的策略。提前進(jìn)氣門關(guān)閉(eivc)和延遲進(jìn)氣門關(guān)閉(livc)產(chǎn)生良好的bsfc。可以在高速和高負(fù)載條件下使用這些技術(shù)。盡管對于eivc和livc而言nox較高，但是在啟動和低負(fù)載下，催化劑通過cda被加熱到理想的過濾范圍。催化劑可以在期望的監(jiān)管限度內(nèi)對凈尾管排放過濾增加的nox。

如圖10所示，發(fā)動機(jī)的制動熱效率(bte)隨負(fù)載的增加而增加。負(fù)載的比例與圖7不同。圖7示出了以巴為單位的示例性負(fù)載(壓力)。但圖10示出了相對于發(fā)動機(jī)負(fù)載能力的負(fù)載百分比。因此，發(fā)動機(jī)的負(fù)載范圍為其能力的0-100％。bte增加，發(fā)動機(jī)越接近其最大負(fù)載能力。bte可以是進(jìn)入或退出cda模式的觸發(fā)條件。低于閾值bte的負(fù)載在bte值的閾值范圍內(nèi)觸發(fā)進(jìn)入cda模式。在bte閾值以上，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)退出cda模式，以利用高負(fù)載、高bte效率的操作條件。圖16d比較了例如示例性6缸發(fā)動機(jī)的正常所有氣缸點(diǎn)火模式(三角形)和cda模式(圓)之間的制動熱效率(bte)。在圖16d中，cda模式在閾值下勝過正常操作模式。當(dāng)負(fù)載小于200英尺-磅的扭矩時，減少點(diǎn)火氣缸的數(shù)量增加了示例性發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的bte。超過200ft-lbs扭矩，使用所有氣缸點(diǎn)火的正常操作是有益的。

圖7將高負(fù)載條件與廢氣溫度相關(guān)聯(lián)，以示出催化劑床對發(fā)動機(jī)大部分高負(fù)載輸出而言有效地工作。催化劑床溫度足夠高以捕獲污染，因此基于bte監(jiān)測bte和調(diào)節(jié)cda模式會影響催化劑的溫度和發(fā)動機(jī)系統(tǒng)調(diào)節(jié)污染的能力。監(jiān)測制動熱效率允許基于將制動熱效率保持在制動熱效率閾值以上來調(diào)節(jié)點(diǎn)火氣缸的空燃比的步驟。cda模式可以使bte達(dá)到較低負(fù)載的閾值，并且當(dāng)跨越負(fù)載閾值時，退出cda模式以有利于點(diǎn)火所有氣缸。

用于進(jìn)入或退出cda模式的其它觸發(fā)事件可以包括監(jiān)測加速器位置，并且其中閾值范圍包括加速器位置的子集。一定的加速度會引起發(fā)動機(jī)的負(fù)載，因此cda模式可以鏈接到加速器，因?yàn)樗梢枣溄拥截?fù)載。其它用戶輸入，例如按鈕、杠桿和其它用戶輸入，可觸發(fā)進(jìn)入cda模式的閾值范圍。例如，用戶可以選擇dpf再生模式，這導(dǎo)致發(fā)動機(jī)系統(tǒng)進(jìn)入cda以達(dá)到目標(biāo)dpf再生溫度，例如圖12中的點(diǎn)r，或適用于催化劑含量的另一目標(biāo)溫度。

退出cda模式可以包括：取消選擇用于停用的燃燒氣缸；命令噴射控制器啟用用于至少一個被取消選擇的燃燒氣缸的相應(yīng)燃料噴射器；命令進(jìn)氣門控制器啟用用于至少一個被取消選擇的燃燒氣缸的相應(yīng)進(jìn)氣門；以及命令排氣門控制器啟用用于至少一個被取消選擇的燃燒氣缸的相應(yīng)排氣門控制器?？刂扑惴ㄟ€被配置為基于發(fā)動機(jī)輸出要求來調(diào)節(jié)到燃料噴射器的命令以調(diào)節(jié)噴射到多個燃燒氣缸的活動燃燒氣缸的燃料量。當(dāng)氣缸退出cda模式時，燃料噴射器310被控制以基于發(fā)動機(jī)負(fù)載要求重新分配燃料。

控制算法可以包括從空氣流傳感器(例如進(jìn)氣歧管傳感器173)接收空氣流數(shù)據(jù)的指令?？刂葡到y(tǒng)1400可以確定到相應(yīng)進(jìn)氣門的空氣流，基于所確定的空氣流量并基于燃料噴射器命令確定多個燃燒氣缸中的每一個燃燒氣缸的空燃比，并且基于所確定的空燃比，當(dāng)發(fā)動機(jī)的負(fù)載處于預(yù)定范圍內(nèi)時命令進(jìn)氣輔助裝置增大到多個燃燒氣缸的空氣流。基于確定的空燃比，控制系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)對燃料噴射器310的命令，以調(diào)節(jié)噴射到多個燃燒氣缸的活動燃燒氣缸的燃料量。

回到圖8，區(qū)域2，在正常低負(fù)載條件下，空燃比(afr)可以是80份空氣對一份燃料(80：1)。在cda模式中，afr減少了一半，這增加了燃燒的熱。中等負(fù)載的afr可以為40：1。降低afr會增加廢氣溫度(tot或渦輪出口溫度)，從而可以有助于催化劑收集不期望排放的能力。但是，進(jìn)入或低于20：1，afr會增加廢氣排放，這并不是所期望的。所以在中等負(fù)載下一半的氣缸簡單地進(jìn)入cda可能產(chǎn)生太多的煙灰。在cda模式下運(yùn)行進(jìn)氣輔助裝置對于更有效地調(diào)節(jié)afr而言是有益的。運(yùn)行進(jìn)氣輔助裝置601的益處超過了通過帶輪操作的裝置向進(jìn)氣輔助裝置601提供動力的發(fā)動機(jī)100上的任何增加的負(fù)載的破壞。當(dāng)在沒有進(jìn)氣輔助的情況下afr升高到高于低20：1的afr時，停用一半的氣缸可以為中等負(fù)載條件下的廢氣獲得高溫tot的益處。沒有進(jìn)氣流輔助，使用中等載荷的cda會在廢氣中產(chǎn)生煙灰。使用進(jìn)氣輔助裝置將cda模式的優(yōu)點(diǎn)擴(kuò)展到低負(fù)載和怠速狀態(tài)之外，并且盡管為進(jìn)氣輔助裝置601提供動力但仍然提供燃料經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)點(diǎn)。這是因?yàn)樵陉P(guān)閉氣缸時和減少燃料使用時減少了廢氣輸出。cda模式期間的廢氣輸出量不足以激勵渦輪增壓器以足以將進(jìn)氣流增加到所需的afr。

空氣輔助裝置用于供應(yīng)新鮮空氣來代替或補(bǔ)充通過渦輪增壓供應(yīng)空氣，以提高氧氣對燃料的比例。不是僅在非常低的負(fù)載或怠速條件下使用cda，而是使用cda擴(kuò)展到更高的負(fù)載條件?？諝廨o助裝置用于將空燃比(afr)從20:1提高到23:1或24:1。例如，使用空氣泵允許25-35％負(fù)載的cda。較大的范圍是25-50％的負(fù)載。這允許柴油發(fā)動機(jī)在更大的操作范圍內(nèi)以及在渦輪增壓否則將不足以提高afr的載荷下受益于降低排放。在更大的發(fā)動機(jī)操作范圍內(nèi)，低燃料使用和低排放是可能的，因?yàn)楣┭踉床灰蕾囉跍u輪增壓器。進(jìn)氣輔助裝置601可以是空氣泵、機(jī)械增壓器或者甚至風(fēng)扇。

因?yàn)檫M(jìn)氣輔助裝置的占空比非常小，例如為2％，并且由于進(jìn)氣輔助裝置的尺寸保持非常小，例如發(fā)動機(jī)尺寸的15％或更小，所以存在凈燃料節(jié)省。例如，15l、7l或2l發(fā)動機(jī)可與0.3l機(jī)械增壓器、風(fēng)扇或空氣泵配對。再次使用2l發(fā)動機(jī)作為例子，進(jìn)氣輔助裝置提供大約0.5kg/min的空氣流或更小的空氣流，以增加25-50％負(fù)載操作的afr。在這種負(fù)載范圍內(nèi)，低的140-150kpa進(jìn)氣歧管壓力允許低容量進(jìn)氣輔助裝置，并導(dǎo)致低功率使用。

cda模式可用于六缸發(fā)動機(jī)或八缸發(fā)動機(jī)。一半的氣缸、兩個氣缸等可以進(jìn)入cda。發(fā)動機(jī)可以僅僅以兩個點(diǎn)火氣缸進(jìn)行操作。cda模式的使用創(chuàng)造了“發(fā)動機(jī)內(nèi)的發(fā)動機(jī)”，因?yàn)榭梢栽谘b置或車輛上安裝大容量以用于高負(fù)載操作，但是計算機(jī)控制策略可將發(fā)動機(jī)燃料使用和污染減少到更小發(fā)動機(jī)的小負(fù)載和怠速條件下的發(fā)動機(jī)燃料使用和污染。也就是說，cda模式可以用于選擇性地減小發(fā)動機(jī)排量。但是，cda也可以用于將每個氣缸的負(fù)載加倍，從而在正常模式下增加每個氣缸的扭矩輸出。這些有利之處可以減少排放、提高燃料經(jīng)濟(jì)性、并增加tot。

cda模式的另一個好處是能夠回收壓縮能量。因?yàn)樵鰤嚎諝饣蚱渌M(jìn)氣流被捕獲在cda氣缸中，并且因?yàn)榛钊?60未被停用，所以活塞在停用的氣缸中繼續(xù)上下循環(huán)?；钊S其沖程循環(huán)，并且進(jìn)行工作以壓縮進(jìn)氣。但是活塞回彈，這可以通過將壓縮回彈從活塞160聯(lián)接到曲軸101來增加來自柴油發(fā)動機(jī)的扭矩輸出。這種“空氣彈簧”效應(yīng)可以將比摩擦損失更多的能量返回給曲軸，否則這些能量將會從正常模式啟用氣缸奪去。使用cda模式比發(fā)動機(jī)制動、規(guī)則燃燒、正功率或制動負(fù)載對發(fā)動機(jī)的磨損更少。關(guān)閉氣缸保持它們，并且有效地運(yùn)行剩余的點(diǎn)火氣缸在整個發(fā)動機(jī)上效率低下地運(yùn)行所有氣缸磨損更少。為了增加彈回，可以在停用氣門之前增加到氣缸的進(jìn)氣流。

使用cda的nox調(diào)節(jié)策略

燃料效率燃燒循環(huán)增加了nox排放。消費(fèi)者需要良好的燃料經(jīng)濟(jì)性，但聯(lián)邦法規(guī)要求低nox輸出。目標(biāo)是不一致的。

一種妥協(xié)是使發(fā)動機(jī)的燃料效率降低以減少nox排放，如通過調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)正時以延遲發(fā)動機(jī)，或通過廢氣再循環(huán)(egr)。重新設(shè)計其它系統(tǒng)組件試圖提高燃料經(jīng)濟(jì)性，以彌補(bǔ)燃料效率的損失。其它部件通過更多的空氣動力學(xué)、較小的阻力等來彌補(bǔ)發(fā)動機(jī)的燃料經(jīng)濟(jì)性損失。但是，最終，發(fā)動機(jī)的燃料效率低下。

一個問題是燃料效率高的柴油(具有低bsfc-制動比燃料消耗的柴油)已經(jīng)增加了nox輸出。例如，燃料效率高的柴油可以輸出6-9克nox/發(fā)動機(jī)小時。然而，法規(guī)要求輸出量為0.2，并且即將達(dá)到0.02克nox/發(fā)動機(jī)小時。只有通過有效的后處理系統(tǒng)才能達(dá)到目標(biāo)，同時滿足消費(fèi)者對燃料效率的需求。因此，有必要快速加熱催化劑以進(jìn)行有效的過濾。

例如，通過bsfc測量的燃料效率提高8％，可提高nox2g/hp-hr。另外8％的燃料效率增加是一樣的，因此燃料效率/燃料經(jīng)濟(jì)性可以提高16％，但是代價是從1g/hphr升至5g/hphr的nox。如果催化劑可以保持在其最有效的過濾范圍內(nèi)，那么捕獲nox，并且尾管排放符合必要的標(biāo)準(zhǔn)。

在汽油發(fā)動機(jī)中，cda將努力減少泵送損失，并減少對進(jìn)氣節(jié)氣門的需求。這些好處將限于流量和阻力損失。汽油發(fā)動機(jī)必須運(yùn)行化學(xué)計量的燃料：空氣(afr)，因此cda模式的優(yōu)點(diǎn)更受限制。

在缺乏節(jié)氣門的柴油發(fā)動機(jī)上，cda的泵送損失較少，而有效燃燒更多。柴油發(fā)動機(jī)可以具有一定范圍的空燃比。afr可以調(diào)節(jié)到條件，因此cda可以以更高的負(fù)載運(yùn)行每個氣缸，從而提高氣缸的制動熱效率，從而提高燃料經(jīng)濟(jì)性。cda通過停用一個或多個氣缸來提供燃料經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)點(diǎn)，從而節(jié)省了到該氣缸的燃料，并節(jié)省了用于致動氣缸的能量消耗。燃料經(jīng)濟(jì)性在剩余活動氣缸中增加，因?yàn)轫憫?yīng)于停用的氣缸并且響應(yīng)于負(fù)載或怠速狀況而調(diào)節(jié)到那些氣缸的燃料?？梢愿鶕?jù)情況計量燃料量。

在一個方面中，通過在cda模式下停用氣缸，減少污染。關(guān)閉一個或多個氣缸導(dǎo)致降低無效率的燃料使用，這降低了污染和燃料消耗。所以，cda會立即帶來好處。由于afr被調(diào)節(jié)到活動氣缸，所以最佳燃燒所需的空氣量也被調(diào)整到活動氣缸。在低負(fù)載條件下，所需的扭矩輸出量相當(dāng)小。將空氣推入所有氣缸，并將燃料推入所有氣缸，會產(chǎn)生過大的扭矩并使用太多能量和燃料。停用一個或多個氣缸允許一個或多個剩余的點(diǎn)火氣缸使用更多的燃料或更少的空氣，導(dǎo)致較熱的燃燒。較高的熱燃燒具有較低的尾管污染，因?yàn)榇呋瘎┐部梢员患訜岵⑶铱梢愿玫剡^濾污染。在一個方面，nox排放減少，因?yàn)檩^少量的廢氣輸出產(chǎn)生較少的nox。然而，由于高效的燃燒會增加nox，所以較高的燃料經(jīng)濟(jì)性會增加nox。因此，在增加的燃料效率、降低的廢氣量和催化劑加熱到最佳nox過濾溫度的能力之間存在權(quán)衡。

只使用cda，沒有調(diào)節(jié)到其它氣缸的afr或燃料，那么燃料效率會提高5％，因?yàn)橛糜谕Ｓ玫臍飧椎娜剂陷^少。cda活塞的摩擦損失被不運(yùn)行氣門和噴射器的增益遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過。

但是，通過提高燃燒效率，將afr調(diào)節(jié)到活動氣缸可能增加污染。氣缸中有效的燃料使用可能增加nox。因此，對于cds，最佳燃燒所需的空氣量也調(diào)整到活動氣缸。在低負(fù)載條件下，所需的扭矩輸出量相當(dāng)小。將空氣推入所有氣缸，并將燃料推入所有氣缸，會產(chǎn)生過大的扭矩并使用太多能量和燃料。停用一個或多個氣缸允許一個或多個剩余的氣缸使用更多的燃料或更少的空氣，導(dǎo)致較熱的燃燒。更高的熱燃燒具有較低的污染，因?yàn)榇呋瘎┐部梢员患訜幔⑶铱梢酝ㄟ^后處理系統(tǒng)更好地過濾污染，后處理系統(tǒng)在加熱到200-300攝氏度之間時最有效地運(yùn)行。

用cda調(diào)節(jié)afr會立即加熱廢氣。較高的熱廢氣使催化劑加熱到其最佳過濾溫度。使用cda，可以去除在低負(fù)載或低溫操作時增加廢氣溫度所需的燃料加料器。這減少了后處理燃料的使用和費(fèi)用。對于尿素污染管理系統(tǒng)，尿素的需求急劇下降。

一方面，在低負(fù)載條件下的cda期間nox排放減少，因?yàn)閺U氣輸出量減少。使用較少的氣缸排出較少的廢氣。較少的廢氣輸出產(chǎn)生較少的nox。然而，通過cda減少廢氣將流量減少一半，這減少了用于加熱催化劑的廢氣量。但是，降低的流量更好地保持催化劑中的熱，并且廢氣更熱，從而更快地加熱催化劑。然而，由于高效的燃燒會增加nox，所以較高的燃料經(jīng)濟(jì)性會增加nox。通過更好的催化劑加熱，催化劑能夠更好地吸收nox。因此，在增加的燃料效率、降低的廢氣量和催化劑加熱到最佳nox過濾溫度的能力之間存在權(quán)衡。

廢氣立即加熱，因?yàn)樵谕馆嗈D(zhuǎn)動一圈期間可以打開和關(guān)閉cda，但周圍的金屬，如氣缸對氣缸的熱傳遞和催化劑本身，需要更長的時間才能從熱傳遞中升溫。滿足未來排放標(biāo)準(zhǔn)成為加熱理想加熱廢氣周圍操作環(huán)境的問題。

使用cda高效運(yùn)行發(fā)動機(jī)在活動點(diǎn)火氣缸中更有效地使用燃料，同時在非活動氣缸中不使用燃料。減少的燃料使用增加燃料經(jīng)濟(jì)性，這是非常期望的。增加的催化劑功能對低燃料使用也是非常期望的。更有效地使用更少的燃料最終減少發(fā)動機(jī)的nox排放。

氣缸停用使用策略(按需的廢氣溫度)

氣缸停用非常有利于燃料經(jīng)濟(jì)性和后處理污染管理，并且可以在不需要全發(fā)動機(jī)扭矩輸出時實(shí)施?？梢允褂胏da來加熱廢氣溫度，這會加熱催化劑，從而導(dǎo)致更好的nox管理。加熱的催化劑能夠更好地過濾nox。

cda將氣缸的進(jìn)氣門、排氣門和燃料噴射停用，同時通過在更多燃料狀態(tài)下或以更高化學(xué)計量的空燃比運(yùn)轉(zhuǎn)其它氣缸，來增加剩余氣缸的扭矩輸出。與汽油發(fā)動機(jī)不同，柴油發(fā)動機(jī)的空燃比(afr)可以改變，使得空氣量可以相對于燃料量改變以調(diào)節(jié)扭矩輸出。調(diào)節(jié)afr以調(diào)節(jié)扭矩輸出也調(diào)節(jié)了氣缸的熱輸出。

一種控制技術(shù)僅在廢氣溫度低于250攝氏度時實(shí)施cda模式。低于此溫度，nox過濾不良。高于該溫度，催化劑是有效的。燃料經(jīng)濟(jì)性通常緊密跟蹤這種現(xiàn)象。但是，通過調(diào)節(jié)空燃比(afr)，cda通過更有效地使用每個氣缸中的燃料來提高燃料經(jīng)濟(jì)性。

在柴油機(jī)中，燃料效率高的氣缸增加了nox輸出和廢氣溫度。所以認(rèn)為cda是壞的：它增加了nox。但是，溫度升高提高了催化劑過濾污染的能力。這最終會過濾比燃料經(jīng)濟(jì)性提高所增加的更多的nox，從而導(dǎo)致污染凈減少。

注意，根據(jù)催化劑材料和目標(biāo)nox輸出，實(shí)施cda的250度線可以調(diào)節(jié)到200或300攝氏度。

如圖7所示，大部分柴油發(fā)動機(jī)的操作圖在廢氣溫度低于250攝氏度的情況下輸出扭矩。因此，在低負(fù)載或怠速條件下，發(fā)動機(jī)速度可以達(dá)到2400rpm，而不會輸出足夠的熱來有效地使用后處理系統(tǒng)。因此，可以在大范圍的發(fā)動機(jī)rpm下實(shí)施cda，以提高廢氣溫度以進(jìn)行有效的nox過濾。與以前的想法相反，cda不必局限于低發(fā)動機(jī)速度操作。cda可以基于廢氣溫度來實(shí)施。由于在臨界溫度帶內(nèi)不需要全發(fā)動機(jī)負(fù)載能力，因此可以停用氣缸以滿足后處理溫度目標(biāo)，而不會影響發(fā)動機(jī)的操作速度。因此，只有當(dāng)廢氣溫度低于某個溫度限值時實(shí)施cda的控制策略消除了對用于確定cda模式的發(fā)動機(jī)負(fù)載的依賴。溫度限制控制cda活動的時間量，而不影響其它負(fù)載操作模式。

研究發(fā)動機(jī)圖顯示，隨著發(fā)動機(jī)rpm的增加，對cda模式的需求將減少。在負(fù)載和速度增加時，發(fā)動機(jī)更加能夠輸出目標(biāo)后處理溫度下的廢氣。通過溫度限制cda使得cda對于在低負(fù)載溫度帶上具有普通操作經(jīng)驗(yàn)的駕駛員而言使用較少的可檢測因素。

催化劑再生的氣缸停用

在0-600攝氏度的全溫度范圍內(nèi)難以設(shè)計最佳操作的催化劑。在某些時候，低溫nox過濾材料不能承受dpf催化劑再生的熱，而較高溫度的過濾材料在低溫下表現(xiàn)較差。因此，難以捕獲nox。

使用cda，可以去除在低負(fù)載或低溫操作時增加廢氣溫度所需的燃料加料器。這減少了后處理燃料的使用和費(fèi)用。對于尿素污染管理系統(tǒng)，尿素的需求急劇下降。

一個問題是燃料效率高的柴油已經(jīng)增加了nox輸出。例如，燃料效率高的燃燒柴油可以輸出6-9克nox/發(fā)動機(jī)小時。然而，法規(guī)要求輸出量為0.2，并且即將達(dá)到0.02克nox/發(fā)動機(jī)小時。只有通過有效的后處理系統(tǒng)才能達(dá)到目標(biāo)，同時滿足消費(fèi)者對燃料效率的需求。因此，有必要快速加熱催化劑以進(jìn)行有效的過濾和有效的燃燒。

廢氣立即加熱，例如，通過從正常操作切換到cda操作，可以將額外的100-110攝氏度添加到廢氣溫度。這與必須循環(huán)一段時間才能使廢氣溫度升高的eevo和其它現(xiàn)有技術(shù)的策略形成鮮明對比。目前的重型機(jī)械可能需要花費(fèi)ftp(聯(lián)邦測試程序)排放測試的全部20分鐘才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的正確溫度(如果有的話)。某些機(jī)械不會產(chǎn)生足夠的熱量來通過排放測試。其它策略需要7分鐘來升溫才能達(dá)到排放測試。cda模式可以在3分鐘內(nèi)加熱后處理系統(tǒng)。通過cda模式能夠獲得的提高的廢氣溫度大于競爭策略，并且與競爭策略相比，需要較少的燃料來達(dá)到該溫度。

因?yàn)閏da可以在凸輪轉(zhuǎn)動一圈時打開和關(guān)閉，所以在正常和cda模式之間切換氣缸的能力允許廢氣溫度的快速調(diào)整。滿足未來排放標(biāo)準(zhǔn)成為理想加熱和過濾廢氣的問題。

催化劑再生將催化劑加熱至特定溫度，例如500-600攝氏度。nox與其它污染物一起燃燒，以清潔催化劑，以便其能夠再次過濾污染物。因?yàn)閏da可以立即加熱廢氣，所以它是微粒過濾器再生技術(shù)的有利之處。使用cda可以減少車輛用于再生的停機(jī)時間，并提供更多的按需再生。因此，在駐車制動器打開的情況下，不用拉到路旁以高rpm運(yùn)行發(fā)動機(jī)，cda模式可以在車輛操作期間啟用以再生催化劑。

使用cda，可以去除在低負(fù)載或低溫操作時清潔催化劑所需的燃料加料器。這促進(jìn)了重新設(shè)計一個溫度帶的后處理以實(shí)現(xiàn)高效操作的目標(biāo)。理想情況下，催化劑在200-600攝氏度下操作，但從材料科學(xué)的角度來看，難以在0-600℃的整個溫度操作范圍內(nèi)設(shè)計催化劑。因此，使用cda即可將廢氣加熱至200攝氏度或更高攝氏度減輕了在催化劑中的包括低溫過濾材料的一些材料負(fù)擔(dān)?？梢砸苿雍筇幚淼淖罴褱囟葞?，并相應(yīng)地調(diào)節(jié)材料。

通過考慮本文公開的例子的說明和實(shí)踐，其它實(shí)施方案對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是明顯的。說明書和例子僅被認(rèn)為是示例性的，本發(fā)明的真實(shí)范圍由所附權(quán)利要求表示。