用于瞬变事件期间的催化剂氧还原和温度控制的水喷射

摘要

本发明涉及用于瞬变事件期间的催化剂氧还原和温度控制的水喷射。本发明提供了用于在发动机汽缸停用事件期间基于汽缸停用的持续时间和排气催化剂温度喷射水以便减少汽缸停用后的排气催化剂再生要求并防止催化剂退化的方法和系统。

说明书

技术领域

本申请涉及在稀事件期间利用水喷射的催化剂再生和催化剂温度控 制。

背景技术

发动机排放控制系统可以包括处理各种排气成分的一种或更多种排 气催化剂。例如，这些可以包括三元催化剂、NOx存储催化剂、起燃催 化剂、SCR催化剂等。发动机排气催化剂可以利用周期性再生来恢复催 化剂活性并减少催化剂氧化。例如，可以通过充足的燃料而使催化剂再 生，以产生富环境并减少催化剂处存储的氨量。因为在催化剂再生期间 消耗的燃料会使发动机燃料经济性退化，所以已经开发了各种催化剂再 生策略。

Georigk等人在US6,969,492中示出了一种示例方法。其中，排放控 制装置包括由串联布置的至少两种催化剂产生的催化转化级。具体地， 催化级包括与NOx还原催化剂串联(例如，在NOx还原催化剂的上游) 布置的三元催化剂。不同催化剂的不同氨存储性能使NOx还原得以改善， 并减少了对催化剂再生的需要。Eckhoff等人在WO2009/080152中示出 了另一种示例方法。其中，发动机排气系统包括多种NOx存储催化剂以 及中间SCR催化剂，并且基于第一NOx存储催化剂上游的空燃比与第二 NOx存储催化剂下游的空燃比之差而使排气空燃比在富与稀阶段之间不 断交替变化。

然而，发明人在此已经认识到这类方法的潜在问题。例如，发明人 已经认识到，当一个或多个汽缸在车辆行驶周期期间可以通过切断到汽 缸的燃料而被停用时，再生控制会在运转期间退化。在这些运转期间， 当发动机被停用并且燃料被切断以改善驾驶性和性能时，发动机可以继 续旋转。该旋转泵送空气穿过排气三元催化剂，引起催化剂被氧化，并 且使其在发动机被重新启用时减少NOx的能力退化。尽管加富能够被用 来使三元催化剂在发动机重新启用后迅速再生，但加富导致燃料损失。 发动机泵送空气穿过催化剂的另一结果可能包括催化剂温度的增加，这 会使催化剂性能进一步退化。

发明内容

在一个示例中，一种方法可以包括，在所选状况下，通过可停用的 燃料喷射器来选择性地停用一个或多个发动机汽缸；以及在汽缸停用期 间，在一个或多个停用的发动机汽缸处喷射水，以减少第一排气催化剂 的氧化。

在此期间可以停用一个或多个汽缸的事件可以包括，例如，自动和 手动运转期间的变速器换挡、减速燃料切断(DFSO)、不发火故障模式 效应管理(不发火FMEM)以及起动-停止瞬变期间的发动机转速波动 (flare)控制。以此方式，通过在汽缸停用事件期间喷射水并减少催化剂 氧化，可以减少汽缸重新启用期间由于加富而导致的燃料损失，同时维 持所需的NOx排放水平。此外，汽缸停用事件期间的水喷射可以减少催 化剂温度的过度增加。通过降低催化剂温度，可以实现最佳的催化剂性 能。另外，在停用汽缸处喷射水有助于在燃料重新启用之后通过穿过第 一排气催化剂时的蒸汽转化过程减少排气中的碳氢化合物量。因此，除 了降低排气催化剂的氧化和温度外，水喷射还能够减少碳氢化合物排放。

应当理解，提供以上概述以便以简化的形式介绍在具体实施方式中 进一步描述的一些概念。这并不意味着辨别要求保护的主题的关键或基 本特征，要求保护的主题的范围仅由随附在具体实施例之后的权利要求 确定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分 提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出了示例车辆传动系。

图2描述了内燃发动机的部分视图。

图3示出了耦接至发动机系统的曲轴箱强制通风系统和燃料箱抽取 系统的示意图。

图4A、4B和4C示出了用于基于发动机汽缸停用和排气催化剂温度 而喷射水并调整排气催化剂再生的示例方法。

图5示出了用于在发动机汽缸停用期间调整水喷射的示例方法。

图6示出了响应于选择性汽缸停用和排气催化剂温度而调整水喷射 和燃烧空燃比的示例。

具体实施方式

以下描述涉及用于在发动机汽缸停用事件期间喷射水以便在汽缸停 用后减少排气催化剂再生要求并控制排气催化剂温度的过度增加的方法 和系统。汽缸停用事件(或稀运转)可以包括诸如变速器换挡、减速燃 料切断(DFSO)、汽缸不发火故障模式效应管理(不发火FMEM)以及 图1、2和3所示的发动机系统中的起动-停止运转期间的发动机转速波动 (flare)控制的运转。发动机控制器可以被配置为执行用于喷射水并调整 排气催化剂再生的控制程序，诸如图4的示例程序。具体地，在汽缸停 用事件期间，可以基于发动机汽缸停用的持续时间和排气催化剂温度而 在一个或多个停用的发动机汽缸喷射水。在图5处介绍了用于确定水喷 射的量以及水喷射的正时的方法。在发动机汽缸重新启用之后，发动机 控制器可以调整重新启用汽缸的燃烧空燃比。在图6处示出了响应于汽 缸停用和排气催化剂温度而对水喷射和空燃比的示例调整。燃烧空燃比 的富度(例如，富偏移量)可以基于排气催化剂(诸如SCR催化剂)中 存储的氨量。以此方式，可以使排气催化剂(诸如三元催化剂)再生， 同时减少发动机的燃料损失。另外，通过执行水喷射，可以控制排气催 化剂温度，由此防止排气催化剂退化。

参照图1，示出了车辆传动系100。传动系包括内燃发动机10。在所 描述的示例中，可以响应于变速器换挡、DFSO、汽缸不发火以及起动- 停止运转而选择性地停用发动机10，这将在本文中具体参照图2-5进一 步描述。发动机10被示为经由曲轴40耦接至液力变矩器11。发动机10 可以包括起动系统9，其用于在发动机重新起动时辅助发动机起动转动。 液力变矩器11还经由涡轮轴17耦接至变速器15。在一个示例中，变速 器15是多级变速器。变速器15还可以包括各种档位和变速器离合器， 以调整从变速器到车轮19的扭矩输出。液力变矩器11具有旁通离合器 (未示出)，该旁通离合器能够被接合、分开或部分接合。当离合器被 分开或正被分开时，液力变矩器被称为是处于解锁状态。涡轮轴17也被 称为变速器输入轴。在一个实施例中，变速器15包含具有多个可选离散 齿轮比的电控变速器。变速器15还可以包含各种其他齿轮比，诸如最终 传动比(未示出)。可替代地，变速器15可以是无极变速器(CVT)。 在另一实施例中，变速器15可以是手动变速器，在此情况下，传动系可 以由将发动机耦接至变速器(而非如在自动变速器中的液力变矩器)的 离合器组成。车辆操作者可以通过经由离合器踏板分开以及接合离合器 而改变档位来控制手动变速器中的变速器换挡。

变速器15还可以经由轮轴21耦接至车轮19。车轮19将车辆(未示 出)连接至道路23。注意，在一个示例实施例中，这种传动系被耦接至 正在道路上行进的客车。尽管可以使用各种车辆构造，但在一个示例中， 发动机是唯一的动力源，因此车辆不是混合动力、插电式混合动力等。 在其他实施例中，该方法可以被包含在混合动力车辆中。

发动机控制器42可以被配置为接收来自发动机10的输入，并且相 应地控制发动机的扭矩输出和/或液力变矩器11、变速器15和相关离合 器的运转。作为一个示例，可以通过调整火花正时、燃料脉冲宽度、燃 料脉冲正时和/或空气充气的组合，通过控制节气门打开和/或气门正时、 气门升程和涡轮增加发动机的升压，控制扭矩输出。在柴油发动机的情 况下，控制器42还可以通过控制燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和空气充 气的组合而控制发动机扭矩输出。在任何情况下，可以在逐缸 (cylinder-by-cylinder)基础上执行发动机控制，以控制发动机扭矩输出。

当汽缸停用状况满足时，控制器42可以通过关闭到发动机汽缸的燃 料喷射和火花点火而选择性地停用一个或多个汽缸。停用汽缸可以被维 持在停用状态，直至汽缸重新启用状况被确认。因此，当汽缸正旋转(未 加燃料)时，可以泵送空气通过排气催化剂。该空气能够使催化剂(特 别是，密耦三元排气催化剂)氧化，从而降低其减少排气NOx种类的能 力，并且从而使排气排放退化。

如在图4-6处详述的，发动机控制器还可以被配置为具有用于在停用 期间在发动机汽缸处喷射水的计算机可读指令。水和/或水蒸汽然后可以 取代来自发动机汽缸的空气，由此减少停用汽缸处的空气的吸入。这可 以减少行进至催化剂的空气量，因此减少催化剂的氧化。然后，在汽缸 重新启用之后，可以通过调整汽缸的燃烧空燃比而使排气催化剂(诸如 三元催化剂)再生。具体地，可以减小燃烧空燃比，使得空燃比具有富 偏移。富偏移量可以基于排气催化剂(诸如SCR催化剂)上存储的氨含 量。例如，如果排气催化剂的氨含量更高，富偏移可以更低。在汽缸停 用期间喷射水可以允许排气催化剂的氨含量保持在比在不使用水喷射的 情况下更高的水平。因此，可能在汽缸重新启用期间需要更小的富偏移。 这可以减少排气催化剂退化遭受的燃料损失，由此改善总体的燃料经济 性，同时满足NOx排放要求。另外，在利用富空燃比重新启用燃料后， 通过穿过排气催化剂时的蒸汽转化过程，停用汽缸处的水喷射可以减少 碳氢化合物排放，其中排气中的碳氢化合物可以被转变为CO，并且相关 联的氢可以被转变为H₂。CO和H₂可以随后在穿过SCR催化剂时被氧化， 由此减少碳氢化合物排放。此外，由于蒸汽转化过程的吸热性质，在停 用汽缸处喷射水可以减少排气催化剂温度的增加，由此防止排气催化剂 退化。

在一个示例中，SCR催化剂可以包括铜。在另一示例中，SCR催化 剂可以是铜/沸石或改良的铜/沸石SCR催化剂。

图2是示出了多缸发动机210的一个汽缸的示意图200，发动机210 可以被包括在汽车的推进系统中。发动机210可以至少部分地由包括控 制器12的控制系统以及经由输入装置来自车辆操作者132的输入控制。 在一个示例中，输入装置包括加速器踏板130和用于产生成比例的踏板 位置信号PP的踏板位置传感器134。

发动机210的燃烧室30可以包括汽缸壁32，活塞36被设置在其中。 活塞36可以被耦接至曲轴40，使得活塞的往复运动被转换为曲轴的旋转 运动。曲轴40可以经由中间变速器系统耦接至车辆的至少一个驱动轮。 另外，起动马达可以经由飞轮耦接至曲轴40，以实现发动机210的起动 运转。

燃烧室30可以经由进气通道142从进气歧管144接收进气，并且可 以经由排气通道148排出燃烧气体。进气歧管144和排气通道148可以 经由各自的进气门52和排气门54与燃烧室30选择性地连通。在一些实 施例中，燃烧室30可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气 门。排气凸轮轴53根据沿排气凸轮轴的长度布置的凸轮廓线使排气门54 运转。进气凸轮轴51根据沿进气凸轮轴的长度布置的凸轮廓线使进气门 52运转。排气凸轮位置传感器57和进气凸轮位置传感器155将各自的凸 轮轴位置传递至控制器12。

燃料喷射器66被示为直接耦连至燃烧室30，以便通过电子驱动器 68与从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射 进其中。以此方式，燃料喷射器66提供到燃烧室30内的所谓的燃料直 接喷射。例如，燃料喷射器可以被安装在燃烧室的侧部或燃烧室的顶部。 燃料可以通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨道的燃料系统(未示出)输 送至燃料喷射器66。在一些实施例中，燃烧室30可以可替代地或另外地 包括以如下构造布置在进气歧管144中的燃料喷射器，所述构造提供了 到燃烧室30上游的进气道的所谓的燃料进气道喷射。进气道142可以包 括具有节流板64的节气门。在这个具体的示例中，控制器12可以通过 提供给被包括在节气门62内的电动机或执行器改变节流板64的位置， 这种构造通常被称为电子节气门控制(ETC)。以此方式，节气门62可 以被操作为改变提供给在发动机汽缸中的燃烧室30的进气。节流板64 的位置可以通过节气门位置信号TP提供给控制器12。进气道142可以 包括质量空气流量传感器120和歧管空气质量传感器122，用于向控制器 12提供各自的信号MAF和MAP。

在选择的运转模式下，响应于来自控制器12的火花提前信号SA， 点火系统88可以经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。尽管示出了 火花点火部件，但在一些实施例中，不论具有或不具有点火火花都可以 以压缩点火模式使发动机210的燃烧室30或一个或多个其他燃烧室运 转。

发动机210可以包括水喷射系统，以在停用汽缸处喷射水。水喷射 系统可以包括用于每个汽缸的水喷射器，用于喷射水或风挡刮水器流体。 在一个示例中，进气道水喷射器94可以被设置在进气道处和/或靠近进气 门52的进气歧管144内。在另一示例中，直接水喷射器(未示出)可以 被设置在燃烧室30内。在这个示例中，直接水喷射器可以将水直接喷射 到发动机汽缸内。在另一示例中，第二进气道水喷射器(未示出)可以 被设置在排气门54下游的排气通道148内。

在停用的发动机汽缸处喷射水可以减少行进通过汽缸、到达排气歧 管以及到达排气催化剂的空气量。例如，如果发动机210中使用的水喷 射系统是进气道水喷射系统94，进气道水喷射器可以将水喷射在进气道 处、喷射在停用汽缸的进气门上。在一个示例中，经由进气道水喷射的 水喷射可以在汽缸停用期间、在进气门打开之前(例如，当进气门关闭 时)发生。喷射的水可以在进气门上和/或附近汽化。喷射的水和/或水蒸 汽然后可以取代进气道周围的进气。因此，当进气门打开时，水和/或水 蒸汽可以取代进气，由此减少进入汽缸的进气量。因此，当不发火(例 如，停用)汽缸的排气门打开时，水蒸汽可以行进通过排气系统并到达 排气催化剂。经过排气系统的任何空气都可以被水稀释。另外，可以使 经过排气系统的氧气被水蒸汽取代，由此减少排气催化剂的氧化。

发动机控制器可以致动对应停用汽缸的水喷射器，以在汽缸停用期 间喷射水。控制器可以控制水喷射的正时、持续时间和量。响应于一个 或多个发动机汽缸的停用，控制器可以致动水喷射器，以将某一量的水 喷射到进气道、发动机汽缸或排气歧管中的一个内。在一个实施例中， 控制器可以致动进气道水喷射器，以在进气门打开之前喷射水。在另一 实施例中，控制器可以致动直接水喷射器，以刚好在进气门打开之前、 靠近燃烧行程中的上止点喷射水。然而，在这个实施例中，水可能没有 足够时间以膨胀并取代空气。因此，通过靠近燃烧行程中的上止点喷射 水，燃烧室中的热可以更好地汽化所喷射的水。在另一实施例中，控制 器可以致动排气歧管中的进气道水喷射器，以在排气门打开之前将水喷 射到对应于停用汽缸组的排气歧管内。控制器然后可以在汽缸重新启用 状况满足时停止水喷射。

控制器还可以控制一次喷射到停用汽缸内的水量。如在下文中图5 处进一步讨论的，喷射的水量可以基于发动机汽缸的容积。具体地，在 进气道处喷射的或直接喷射到发动机汽缸内的水量可以对应于可以用水 蒸汽充分填满汽缸的水量。因此，该量的水蒸汽可以减少进入汽缸并到 达排气系统和排气催化剂的空气的可用空间。由某一量的喷射的水形成 的水蒸汽的体积会随着温度的增加而增加。因此，在停用汽缸处喷射的 水量可以基于发动机汽缸容积和进气道和/或歧管温度。喷射的水量可以 进一步基于其他发动机工况，诸如歧管压力、MAP、估计的活塞气门与 缸盖温度和/或发动机转速。此外，喷射的水量可以基于排气氧传感器的 示数。

以此方式，在停用汽缸处喷射水可以减少进入燃烧室并随后进入排 气管的空气，这会减少到达排气催化剂的氧气富度，由此减少在重新启 用汽缸之后所需的催化剂还原量和催化剂再生量。喷射的水可以用于取 代进气，并且减少流过停用汽缸并流入排气歧管的氧气量。另外，行进 通过排气系统的水和/或水蒸汽可以在穿过第一排气催化剂时与碳氢化合 物反应，从而在蒸汽形成反应中形成CO和H₂。H₂然后可以在穿过催化 剂时还原NO，从而形成氨NH₃。另外，注意，形成的CO和H₂不会与 第二排气催化剂(诸如，SCR催化剂)中的的氨强烈地反应，并且可以 在穿过第二排气催化剂时被剩余的O₂氧化。在发动机汽缸被重新启用之 后，发动机控制器然后可以在汽缸重新启用期间基于重新启用时SCR催 化剂上存储的氨量调整燃烧空燃比。在一个示例中，可以以比化学计量 比更富的燃烧空燃比重新启用汽缸。如果在汽缸重新启用时SCR催化剂 中的氨量低于阈值水平，更富的燃烧空燃比可以具有更高的富偏移。然 而，如果在汽缸重新启用时SCR催化剂中的氨量大于阈值水平，更富的 燃烧空燃比可以具有更低的富偏移。可以使富空燃比燃烧某一持续时间， 以便使三元催化剂(例如，密耦催化剂)再生。以此方式，取决于多少 氨存储在SCR催化剂中，可以降低密耦催化剂的再生要求。

通过在汽缸停用期间在停用的发动机汽缸处喷射水，更少氧气可以 进入排气系统，由此减少第一排气催化剂(例如，三元催化剂)的氧化。 另外，在停用汽缸处喷射水之后，由于穿过第一排气催化剂时的蒸汽转 化以及随后的穿过第二排气催化剂(例如，SCR催化剂)时的H₂和CO 的氧化，可以减少碳氢化合物排放。因此，可以降低排气催化剂温度的 增加。此外，水可以增加第二排气催化剂(例如，SCR催化剂)处的氨 形成，由此增加在汽缸重新启用期间可用的氨量。因此，喷射水可以减 少在重新启用的发动机汽缸之后所需的富偏移量，由此减少在第一催化 剂的再生期间遭受的燃料损失。

注意，存在一个或多个汽缸可以被停用的各种状况。在一些情况下， 部分发动机汽缸可以在发动机循环期间并且仅在单个发动机循环内被停 用(例如，燃料喷射被停用)。在一个实施例中，在发动机起动期间， 多个顺序点火汽缸可以在单个发动机循环中被停用(例如，仅仅是六个 总汽缸中的两个顺序汽缸，或仅仅是六个总汽缸中的三个顺序汽缸)。 在单个发动机循环中停用的汽缸的数量可以基于扭矩减少请求，以减少 在怠速停止的发动机重新起动期间的发动机转速波动，由此减小通过至 少部分接合的变速器(诸如具有液力变矩器的变速器)传递的扭矩。在 这种情况下，如在本文中所描述的水喷射可以应用于停用汽缸。

在一个实施例中，变速器换挡事件期间的燃料喷射器停用可以被用 来控制发动机扭矩并改善换挡特性。此外，可以略过所选数量的特定汽 缸加燃料事件，以便在很短持续时间(例如，发动机循环中的单个汽缸 燃烧事件)内迅速减小扭矩。在这种情况下，如在本文中所描述的水喷 射可以应用于停用汽缸中的每一个。

其他实施例可以响应于部件退化等使用如在本文中进一步描述的水 喷射，诸如其他变速器事件、发动机起动运转、缺省运转。

返回到图1，排气氧传感器126被示为耦连至排放控制装置70上游 的排气通道148。传感器126可以是用于提供排气空燃比指示的任何合适 的传感器，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、 双态氧传感器或EGO、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。 排放控制装置70被示为沿排气氧传感器126下游的排气通道48布置。 装置70可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其他排放控制 装置或其组合。例如，车辆的排放控制系统可以包括具有至少一种SCR 催化剂和至少一种三元催化剂的一个或多个排放控制装置。这些催化剂 可以被布置到排放控制系统内的不同构造内。因此，下文中进一步描述 的方法可以在具有不同排放控制系统构造的各种发动机中实施。在一个 示例中，排放控制装置70可以由第一排气催化剂(诸如三元催化剂)和 第二排气催化剂(诸如SCR催化剂)组成。另外，排放控制装置70可 以包含温度传感器(未示出)，以提供第一排气催化剂(即，三元催化 剂)的温度的示数。

控制器12在图1中被示为微型计算机，包括微处理器单元(CPU) 102、输入/输出端口(I/O)104、在这个具体示例中作为只读存储器(ROM) 106示出的用于可执行程序和校准数值的电子存储介质、随机存取存储器 (RAM)108、保活存取器(KAM)110和数据总线。控制器12可以接 收来自耦连至发动机210的传感器的各种信号，除了之前所讨论的那些 信号外，还包括来自质量空气流量传感器120的进气质量空气流量计 (MAF)的测量值；来自耦接至冷却套筒114的温度传感器112的发动 机冷却液温度(ECT)；车辆制动；来自耦连至曲轴40的霍尔效应传感 器118(或其他类型)的表面点火感测信号(PIP)；来自节气门位置传 感器的节气门位置(TP)；来自排气催化剂温度传感器(未示出)的排 气催化剂温度；以及来自传感器122的歧管绝对压力信号MAP。发动机 转速信号RPM可以由控制器12根据信号PIP产生。来自歧管压力传感 器的歧管压力信号可以被用来提供进气歧管内的真空或压力的指示。注 意，可以使用上述传感器的各种组合，例如有MAF传感器而没有MAP 传感器，反之亦然。在一个示例中，也用作发动机转速传感器的传感器 118可以在曲轴的每次旋转产生预定数量的等间距脉冲。

存储介质只读存储器106可以用计算机可读数据编程，该计算机可 读数据表示可由处理器102执行的指令，用于执行以下所述方法以及期 望但没有具体列出的其他变体。

控制器12还接收来自变速器(未示出)的信号，并向变速器提供控 制信号。变速器信号可以包括但不限于变速器输入与输出的转速、用于 调节变速器管路压力(例如，供应给变速器离合器的流体压力)的信号、 以及用于控制供应给离合器的致动变速器齿轮的压力的信号。

如上所述，图2仅示出了多缸发动机中的一个汽缸，并且每个汽缸 可以类似地包括其自己的一组进/排气门、燃料喷射器、火花塞等。

转向图3，其示出了发动机系统300，诸如在图2处描述的发动机系 统，其包含曲轴箱强制通风(PCV)系统350和燃料箱抽取系统360。

PCV系统350可以包括封装曲轴40的曲轴箱306，其中油槽302被 设置在曲轴下面。注油口304可以被布置在曲轴箱306中，使得机油可 以被供应至油槽302。

发动机系统300还可以包括燃烧室30。燃烧室30可以包括燃烧室壁 32，活塞36被设置在其中。活塞36可以被耦接至曲轴40，使得活塞的 往复运动被转换为曲轴的旋转运动。燃烧室30可以接收来自进气歧管144 的进气，进气歧管144被设置在节气门62的下游。

节气门62可以被布置在发动机进气装置中，以控制进入进气歧管144 的气流。进气可以经由凸轮致动的进气门系统51进入燃烧室30。同样， 燃烧的排气可以经由凸轮致动的排气门系统53离开燃烧室30。在替代实 施例中，进气门系统和排气门系统中的一个或多个可以被电致动。

燃烧排气经由排气通道148离开燃烧室30。氧传感器126可以沿排 气通道148布置。传感器126可以是用于提供排气空/燃比指示的合适的 传感器，诸如线性氧传感器或UGEO(通用或宽域排气氧传感器)、双 态氧传感器或EGO、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。 氧传感器126可以与控制器12连接。

在图3的示例中，PCV系统350被耦接至发动机进气装置，以便可 以以受控方式从曲轴箱排出曲轴箱中的气体。在歧管压力(MAP)小于 大气压力(BP)的状况下，曲轴箱通风系统350经由通气或通风管311 将空气吸入曲轴箱306。曲轴箱通风管311可以被耦接至节气门62上游 的新鲜空气进气通道142。

PCV系统350还经由管道309(在本文中也被称为PCV管路309) 将气体从曲轴箱中排出并排入到进气歧管144内。应认识到，如在本文 中所使用的，PCV流指的是气体通过管道309从曲轴箱到进气歧管的流 动。类似地，如在本文中所使用的，PCV回流指的是气体通过管道309 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，PCV 回流会发生。在一些示例中，PCV系统350可以装有用于防止PCV回流 的装置。在其他示例中，PCV回流的发生可能是无足轻重的或甚至是期 望的；在这些示例中，例如，PCV系统350可以不包括用于防止PCV回 流的装置，或可以有利地使用用于真空产生的PCV回流。

曲轴箱306中的气体可以由未燃燃料、未燃空气以及完全或部分燃 烧的气体组成。另外，还可以存在润滑油雾。因此，各种机油分离器可 以被包含在曲轴箱通风系统350中，以减少油雾通过PCV系统从曲轴箱 的离开。例如，PCV管路309可以包括单向机油分离器308，单向机油 分离器308在离开曲轴箱306的蒸汽重新进入进气歧管144之前从该蒸 汽中过滤出机油。另一机油分离器310可以被布置在管道311中，以便 从在升压的运转期间离开曲轴箱的气流中去除机油。此外，PCV管路309 还可以包括耦接至PCV系统的真空传感器(未示出)。

燃料系统360包括燃料箱330，其被耦接至燃料泵(未示出)和燃料 蒸汽罐318。在燃料箱加燃料事件期间，燃料可以通过加燃料口328从外 部来源泵入车辆。燃料箱330可以容纳多种燃料混合物，包括在某一醇 富度范围内的燃料，诸如各种汽油-乙醇混合物，其包括E10、E85、汽油 等以及其组合。位于燃料箱330中的燃料水平传感器(未示出)可以为 控制器12提供燃料水平的指示(“燃料水平输入”)。应认识到，燃料 系统360可以是非回流式燃料系统、回流式燃料系统、或各种其他类型 的燃料系统。可以在被抽取至发动机进气装置144之前经由管道322将 在燃料箱330中产生的蒸汽送至燃料蒸汽罐318。

燃料蒸汽罐318可以充满适当的吸附剂，其用于在燃料箱加燃料运 转期间临时地捕集燃料蒸汽(包括汽化的碳氢化合物)以及日常的蒸汽。 在一个示例中，使用的吸附剂是活性炭。当抽取条件满足时，诸如当罐 饱和时，可以通过打开罐的抽取阀314而将燃料蒸汽罐318中存储的蒸 汽抽取至发动机进气装置144。尽管示出了单个罐318，但应认识到，燃 料系统360可以包括任何数量的罐。在一个示例中，罐的抽取阀314可 以是电磁阀，其中通过罐的抽取螺线管的致动来执行阀的打开或关闭。

罐318包括通风口317，其用于当罐318存储或捕集来自燃料箱330 的燃料蒸汽时将气体从罐318中送至大气。当经由抽取管路312和抽取 阀314将存储的燃料蒸汽抽取至发动机进气装置144，通风口317可以允 许新鲜空气被汲取到燃料蒸汽罐318内。尽管这个示例示出了与新鲜、 未加热的空气连通的通风口317，但同样可以使用各种更改。通风口317 可以包括罐的通风阀316，以调整在罐318与大气之间的空气和蒸汽的流 动。罐的通风阀还可以用于诊断程序。当包括通风阀时，通风阀可以在 燃料蒸汽存储运转期间(例如，在燃料箱加燃料期间，并且同时发动机 未运行)打开，使得去除已经经过罐之后的燃料蒸汽的空气能够被排至 大气。同样，在抽取运转期间(例如，在罐的恢复期间，并且同时发动 机正运行)，通风阀可以打开，以允许新鲜空气的流动，从而捕集罐中 存储的燃料蒸汽。在一个示例中，罐的通风阀316可以是电磁阀，其中 通过罐的通风螺线管的致动来执行阀的打开或关闭。具体地，罐的通风 阀可以在罐的通风电池阀的致动后被打开以及被关闭。

例如在抽取运转期间，可以经由抽取管路312将从罐318中释放的 燃料蒸汽引导到发动机进气歧管144内。可以通过耦接在燃料蒸汽罐与 发动机进气装置之间的罐的抽取阀314，调节蒸汽沿抽取管路312的流动。 可以通过相关联的罐的抽取阀螺线管(未示出)的工作周期确定由罐的 抽取阀释放的蒸汽量和蒸汽速率。因此，响应于发动机工况，可以通过 车辆的传动系控制模块(PCM)(诸如控制器12)确定罐的抽取阀螺线 管的工作周期，发动机工况包括例如发动机转速-负荷状况、空燃比、罐 负荷等。通过命令罐的抽取阀关闭，控制器可以相对于发动机进气装置 密封燃料蒸汽回收系统。可选的罐的止回阀(未示出)可以被包括在抽 取管路312中，以防止进气歧管压力使气体沿抽取流的相反方向流动。 因此，如果罐的抽取阀控制不是准确同步的或罐的抽取阀本身可能被高 的进气歧管压力强行打开，止回阀则是必需的。

在某些发动机运转(诸如DFSO)期间，当一个或多个汽缸可以被停 用时，进气歧管中产生的真空会引起来自PCV流系统和/或燃料箱抽取系 统的过多未燃碳氢化合物流入停用汽缸，并且随后流入排气以及排放控 制装置。未燃碳氢化合物的装载量的增加会引起排气催化剂温度的增加。 在DFSO事件期间在停用汽缸处执行水喷射可以减少碳氢化合物排放， 并控制排气催化剂温度的增加。在水喷射之后，膨胀的水蒸汽可以通过 取代来减少进入停用汽缸的碳氢化合物量。此外，流过排气装置的水蒸 汽促进了蒸汽转化过程，在此蒸汽转化过程期间，排气装置中的一些碳 氢化合物可以在穿过第一排气催化剂时被转化为CO和H₂。因此形成的 CO和H₂随后可以在穿过第二排气催化剂(诸如SCR催化剂)时被剩余 氧气消耗。另外，由于蒸汽转化过程是吸热的，可以减低排气催化剂温 度。因此，为了减少来自PCV流的未燃碳氢化合物和/或来自燃料箱抽取 管路的蒸汽性排放进入停用汽缸并减少DFSO事件期间的碳氢化合物排 放，可以在停用汽缸处执行水喷射。水喷射可以包括基于来自氧传感器 126的排气成分的示数以闭环的方式调整水喷射的量。通过调整水量喷 射，可以控制进入汽缸的空气量和排气。

以此方式，在DFSO事件期间，通过基于来自氧传感器的示数调整 停用汽缸处的水喷射的量，可以减少进入停用汽缸的未燃碳氢化合物量 (因为它们被膨胀的水蒸汽取代)，使得那些碳氢化合物能够在没有水 喷射的情况下进入汽缸(并在其中执行燃烧)，和/或使得它们稍后能够 在没有水喷射的情况下进入重新起动的汽缸(并在其中执行燃烧)。即 使进气歧管处的节气门接近关闭或关闭也可以执行这样的运转，从而产 生歧管真空，该歧管真空将会另外增加吸入歧管并经过停用汽缸到达排 气装置的蒸汽。另外，如上所述，可以减少碳氢化合物排放和排气催化 剂温度的增加(通过蒸汽转化过程)。将会在图5处进一步详述关于在 汽缸停用期间调整水喷射量的细节。

图1-3的系统提供了一种发动机系统，该发动机系统包括发动机，其 包括进气歧管和发动机汽缸。发动机汽缸具有进气道，其具有进气门和 金可停用的燃料喷射器。发动机系统还包括水喷射系统和排放控制装置， 水喷射系统具有被设置在进气门上游的进气道中的用于将水喷射在进气 门上的水喷射器，排放控制装置具有第一排气催化剂和第二排气催化剂。 发动机系统还包括控制器，其具有计算机可读指令，所述指令用于：在 停用期间，通过可停用的燃料喷射器选择性地停用一个或多个发动机汽 缸，并在一个或多个停用的发动机汽缸处喷射水，以减少第一排气催化 剂的氧化。在停用之后，控制器可以停止水喷射，重新启用一个或多个 停用的发动机汽缸，以及基于基于第二排气催化剂中存储的氨含量调整 重新启用的发动机汽缸的燃烧空燃比。

以此方式，可以通过可停用的燃料喷射器来选择性地停用一个或多 个发动机汽缸。然后，在汽缸停用期间，可以在一个或多个停用的发动 机汽缸处喷射水，以减少第一排气催化剂的氧化。在一个示例中，在一 个或多个停用汽缸处喷射水可以包括，在进气门打开之前将水进气道喷 射在一个或多个停用的发动机汽缸的关闭的进气门上。在另一示例中， 在一个或多个停用汽缸处喷射水可以包括，在一个或多个停用的发动机 汽缸的进气门打开之前将水直接喷射到一个或多个停用的发动机汽缸 内。在另一示例中，在一个或多个停用的发动机汽缸的排气门打开之前， 可以在一个或多个停用的发动机汽缸的排气歧管处喷射水。

发动机控制器可以在喷射水期间基于发动机汽缸容积、发动机温度、 发动机转速、歧管压力和排气氧量中的一个或多个调整喷射的水量。另 外，在发动机汽缸重新启用状况满足之后，发动机控制器可以估计第二 排气催化剂中存储的氨含量。然后，响应于发动机汽缸重新启用状况满 足，可以停止水喷射，并且可以重新启用一个或多个停用的发动机汽缸。 该方法还可以包括，基于第二排气催化剂中存储的氨含量调整重新启用 的发动机汽缸的燃烧空燃比。燃烧空燃比可以随着氨含量的减小而减小。

在一个示例中，选择性地停用一个或多个发动机汽缸可以包括，响 应于用于变速器扭矩控制的自动变速器中的变速器换挡而停用一个或多 个汽缸。可替代地，可以响应于手动变速器中的变速器换挡而停用一个 或多个汽缸。在第二示例中，选择性地停用一个或多个发动机汽缸可以 包括，响应于减速燃料切断事件而停用一个或多个汽缸。在第三示例中， 选择性地停用一个或多个汽缸可以包括，响应于汽缸不发火检测而停用 一个或多个汽缸。在第四示例中，选择性地停用一个或多个汽缸可以包 括，在控制发动机转速波动的起动-停止瞬变运转期间停用一个或多个发 动机汽缸。另外，当一个或多个发动机汽缸被停用时，其他发动机汽缸 可以继续燃烧。例如，一种用于选择性地停用发动机汽缸的方法可以包 括，仅停用一些发动机汽缸同时通过继续燃料喷射和其余启用汽缸的燃 烧来维持发动机汽缸继续运转。另外，上述示例的各种组合可以结合在 一起发生，此外，使上述示例中的每一个运转的方法可结合在一起使用， 并且全都可以结合在一起使用。

现在转向图4，方法400示出了用于基于发动机汽缸停用的持续时间 和排气催化剂温度喷射水并在汽缸停用之后调整排气催化剂再生的示例 程序。具体地，该方法包括，在停用的发动机汽缸处喷射水，以减少排 气催化剂的氧化，并降低排气催化剂温度。然后，在随后的汽缸重新启 用期间，可以需要更少的排气催化剂再生，并且可以减少排气催化剂退 化。在一个示例中，排气催化剂可以是第一排气催化剂，诸如三元催化 剂。例如，当切断燃料时有利的时候，发动机汽缸停用可以在包括变速 器换挡、DFSO、汽缸不发火FMEM和起动-停止应用中的每一个的运转 期间发生。取决于运转的性质，汽缸停用可以发生相对短、中等或长的 持续时间。作为一个示例，由于自动变速器中的变速器换挡导致的发动 机汽缸停用可以发生比由于DFSO事件导致的发动机汽缸停用更短的持 续时间(即，更少的发动机循环)。发动机控制器(诸如在图1处所讨论 的控制器12)可以包括存储在其上用于执行方法400的指令。

在402处，该方法包括估计和/或测量车辆和发动机工况。例如，这 些可以包括MAP、空燃比(AFR)、排气流速、排气温度、车辆速度、发 动机转速、系统电池的充电状态、环境温度与压力、发动机或歧管温度、 曲轴转速、变速器速度、可用燃料、燃料的醇含量等。

在404处，控制器可以基于估计的工况确定汽缸停用状况是否已经 满足。在一个示例中，汽缸停用状况可以是包括从更高的齿轮比变为更 低的齿轮比的变速器升档的变速器换挡运转。在变速器换挡期间，可以 停用一个或多个发动机汽缸，以减小发动机扭矩，并且因此将发动机转 速降至用于变速器换挡的期望齿轮转速。可以基于发动机转速、发动机 扭矩、车辆速度、加速器踏板位置、节流阀位置、档位变化状态等确定 变速器换挡状况。在一些示例中，变速器换挡状况可以包括自动变速器 中的运转。在一些其他示例中，变速器换挡可以包括手动变速器中的运 转。

在第二示例中，汽缸停用状况可以是减速燃料切断运转，可以在发 动机减速期间通过切断到一个或多个发动机汽缸的燃料来执行减速燃料 切断运转，以改善燃料经济性并限制车辆速度。可以基于加速器踏板位 置、发动机转速、制动器应用检测、车辆速度、节流阀位置等确定减速 燃料切断状况。在第三示例中，例如，发动机工况可以表明基于曲轴转 速变化识别的汽缸不发火。不发火的汽缸可以被停用，以防止未燃烧的 燃料涌进排气催化剂。在第四示例中，汽缸停用状况可以在起动-停止瞬 变运转期间，并且可以基于超过波动阈值转速发动机转速、制动踏板的 应用/释放等。一个或多个汽缸可以被停用，以减小在起动-停止事件后的 起动期间的初始扭矩，并减少初始加速的发动机转速飙升。

在替代实施例中，可以确定是否已经自车辆操作者接收关闭请求。 在一个示例中，响应于车辆点火装置正被移动至切断位置，可以确认来 自车辆操作者的关闭请求。如果接收到操作者请求的关闭，可以通过切 断到发动机汽缸的燃料和/或火花而类似地停用发动机，并且发动机可以 旋转减慢至静止。

如果在404处任一汽缸停用状况都不满足，程序可以结束，其中发 动机在所有发动机汽缸都被启用并点火的情况下运转。

然而，如果任一或所有汽缸停用状况满足，那么在408处，控制器 可以基于汽缸停用状况估计可用水喷射循环的次数。水喷射循环的次数 可以基于估计的汽缸停用的持续时间。例如，如果汽缸在变速器换挡运 转期间被停用，汽缸保持停用的持续时间可以小于DFSO运转期间的汽 缸停用持续时间。因此，变速器换挡事件期间的水喷射循环的次数可以 小于DFSO事件期间的水喷射循环的次数。

在估计可用水喷射循环的次数之后，在410处，控制器可以确定水 喷射循环的次数是否大于阈值。如果是，那么在416处，控制器可以停 用被请求的汽缸，并使停用汽缸为水喷射作好准备。例如，如果估计的 DFSO运转期间的可用水喷射循环的次数大于阈值循环次数，控制器可以 执行自动DFSO运转，选择性地停用发动机，并使系统为水喷射作好准 备。发动机停用可以包括切断的到发动机的燃料喷射和/或火花点火。例 如，可以停用所选汽缸的可选择性停用的燃料喷射器，并且可以中断到 所选汽缸的火花点火。为水喷射作准备可以包括确定水喷射正时和水喷 射量。将会在图5处详述水喷射的其他细节。

其次，在汽缸停用之后，在418处，该方法包括在汽缸停用期间经 由水喷射器在停用汽缸处喷射水。这可以包括，通过直接水喷射将水喷 射到停用汽缸内，或通过进气道水喷射在进气道以及气门处或在排气歧 管处喷射水。在图5处介绍了在汽缸停用期间确定喷射的水量并调整水 喷射的细节。

其次在420处，该方法包括确定汽缸重新启用状况是否已经满足。 在变速器换挡期间，可以基于变速器升档的完成(例如，从更高齿轮比 到更低齿轮比的齿轮换挡的完成)确定汽缸重新启用。在减速燃料切断 运转期间，汽缸重新启用状况可以基于致动器释放、加速器踏板位置、 节流阀位置、发动机转速和车辆速度。不发火汽缸的汽缸重新启用状况 可以基于矫正不发火的汽缸修复的完成。在起动-停止瞬变运转期间，汽 缸重新启用状况可以基于制动踏板的释放、操作者请求的扭矩、发动机 转速等。

如果汽缸重新启用状况未满足，那么在422处，可以通过在有水喷 射的情况下选择性停用一个或多个发动机汽缸来维持发动机运转。

相比之下，如果在420处汽缸重新启用状况满足，该方法继续至图 4C处的方法，以估计第二排气催化剂的存储的氨含量。在一个示例中， 第二排气催化剂可以是SCR催化剂。第二催化剂上存储的氨量可以取决 于有助于在催化剂上产生并存储氨的各种因素以及有助于自第二排气催 化剂氨吸出(例如，消耗或消散)氨的各种因素。例如，这些包括流过 第二催化剂的排气的温度、流速和空燃比。第二催化剂的含量可以进一 步基于稀事件的类型、稀事件的持续时间、自上一次稀事件以后的持续 时间、原料气(FG)NOx质量和非稀事件期间的发动机工况(诸如空燃 比)。

返回到410，如果水喷射循环的次数不大于阈值，程序进入到412， 在412处，可以确定排气催化剂的温度。排气催化剂可以是第一排气催 化剂。第一排气催化剂可以是三元催化剂。其次，在414处，可以确定 第一排气催化剂温度是否大于阈值。如果是，那么在416处，控制器执 行包括停用汽缸并为水喷射作准备的程序。在这样的情况下，其中排气 催化剂的温度大于阈值，有利的是，在有水喷射的情况下执行汽缸停用， 以便降低催化剂温度，并且由此减少催化剂退化。然而，在414处，如 果排气催化剂温度被确定为小于阈值温度，在424处，程序可以在没有 水喷射的情况下执行汽缸停用。

程序可以从424进入到428，在428处，如上所述，可以确定汽缸重 新启用状况是否已经满足。如果汽缸重新启用状况已经满足，那么控制 器可以执行图4B处的方法。

分别在430处和在440处继续至图4B和4C，控制器可以确定估计 的第二排气催化剂的氨含量是否大于阈值水平。阈值水平可以表明需要 多少第一排气催化剂的再生。例如，当第二排气催化剂的氨含量增加， 可以需要更少的第一排气催化剂的再生。重新截获发动机汽缸可以包括 恢复火花点火并重新启用汽缸燃料喷射器。此外，可以调整到汽缸的燃 料供给，使得排气空燃比具有更高或更低的富偏移，更高或更低的富偏 移基于第二排气催化剂相比于阈值水平的氨含量。在一个示例中，如上 所述，可以基于在水喷射期间在停用汽缸处喷射的水量调整更高或更低 的富偏移，以便通过蒸汽转化过程利用增加的碳氢化合物反应。

因此，如果在432处(或在图4C的442处)第二排气催化剂的氨含 量大于阈值水平，在434处(或在图4C的444处)，控制器可以以具有 更低富偏移的燃烧空燃比重新启用汽缸。在一些示例中，这可以包括空 燃比略微小于化学计量比。在其他示例中，这可以包括处于化学计量比 的空燃比。例如，如果不需要第一排气催化剂的再生，汽缸可以被重新 启用并以化学计量比运转。因此，随着第二排气催化剂的氨含量增加以 及所需的第一排气催化剂再生的减少，更低富偏移的量可以减小。在图 4C的444处，该方法还包括当重新启用一个或多个停用的发动机汽缸时 停止汽缸处的水喷射。

可替代地，如果第二排气催化剂的氨含量不大于阈值水平，该方法 继续至436(或至446在图4C处)。在436处(或在图4C的446处)， 控制器可以以具有更高富偏移的燃烧空燃比重新启用发动机汽缸。因此， 在436处(或在图4C的446处)使用的燃烧空燃比富于在434处(或在 图4C的444处)使用的燃烧空燃比。另外，在图4C446的处，该方法包 括当重新启用停用汽缸时停止水喷射。以此方式，当第二排气催化剂的 氨含量更低时，重新启用汽缸的燃烧空燃比可以更富。

在一个示例中，基于估计的第二排气催化剂的氨含量和排放控制系 统构造，可以在持续时间内执行调整重新启用的发动机汽缸的燃烧空燃 比。因此，在持续时间之后，重新启用汽缸的燃烧空燃比可以返回到化 学计量比。例如，当在430处(或在440处)估计的氨含量增加时，使 更富空燃比燃烧的持续时间可以减少。

在一个示例中，可以基于在汽缸停用期间在停用汽缸处喷射的水量 进一步调整重新启用时的富偏移量。例如，取决于喷射的水量，可以在 重新启用期间穿过第一排气催化剂时的蒸汽转化过程中转化更多或更少 的碳氢化合物。因此，可以通过在重新启用之后适当控制富偏移来减少 碳氢化合物对排气催化剂的影响。因此，第一排气催化剂的再生要求可 以随着喷射的水量而发生变化。例如，随着水量喷射增加，排气催化剂 的再生要求可以减少。例如，可以减少富偏移的持续时间或富偏移的富 度。

在等待确定的持续时间之后，在438处(或在图4C的448处)，空 燃比可以返回到化学计量比。在一个示例中，重新启用汽缸的燃烧空燃 比可以从经调整的或更富的空燃比(具有更高或更低的富偏移)增加至 化学计量比。可替代地，在438处(或在图4C的448处)，控制器可以 继续监测第二排气催化剂的氨含量。然后，当氨含量大于第二阈值水平 时，控制器可以停止调整重新启用汽缸的空燃比，并使空燃比返回到化 学计量比。第二阈值水平可以是表明第一排气催化剂再生的水平。

如在方法400中的418处所描述的，在汽缸停用期间，可以通过水 喷射系统来喷射水。

图5介绍了用于在汽缸停用期间调整水喷射的方法500。具体地，发 动机控制器(诸如控制器12)可以致动对应停用汽缸的水喷射器，以在 汽缸停用期间喷射水。控制器可以控制水喷射的正时、持续时间和量。

具体地，响应于在方法400中的416处的一个或多个发动机汽缸的 停用，控制器可以致动水喷射器，以将某一量的水喷射到进气道、发动 机汽缸或排气歧管中的一个内。水喷射的位置可以基于发动机的水喷射 系统。例如，发动机可以包括直接水喷射系统，其中水喷射器被设置在 每个发动机汽缸中，用于将水直接喷射到汽缸内。在另一示例中，发动 机可以包括进气道水喷射系统，其中水喷射器被设置在每个汽缸的进气 门上游的进气道中，用于将水喷射在进气门上或附近。在另一示例中， 发动机可以包括不同的进气道水喷射系统，其中水喷射器被设置在一个 或多个排气歧管中，用于将水喷射到排气歧管内。

在502处，该方法可以包括基于喷射器位置确定水喷射的喷射正时。 例如，如果水喷射器被设置在汽缸的进气道中，水喷射可以在进气门打 开之前发生。在另一示例中，如果水喷射器是设置在发动机汽缸中的直 接水喷射器，水喷射也可以在进气门打开之前发生。在另一示例中，如 果水喷射器是设置在一个或多个排气歧管中的进气道水喷射器，水喷射 可以在进气门打开之前发生。

在504处，控制器然后可以为汽缸停用期间的每个水喷射事件(例 如，一个水喷射事件可以在发动机的每个进气/排气循环内发生)确定喷 射的水量。喷射的水量可以基于发动机汽缸的容积。具体地，在进气道 处喷射的或直接喷射到发动机汽缸内的水量可以对应于可以用水蒸汽充 分填满汽缸的水量。因此，该量的水和/或水蒸汽可以减少进入汽缸并到 达排气系统和排气催化剂的空气的可用空间。由某一量的喷射的水形成 的水蒸汽的体积会随着温度的增加而增加。因此，在停用汽缸处喷射的 水量可以基于发动机汽缸容积和进气歧管温度(或发动机温度)。喷射 的水量可以进一步基于其他发动机工况，诸如歧管压力、MAP、估计的 活塞气门与缸盖温度、和/或发动机转速。

在一些实施例中，控制器还可以调整进气与排气门在汽缸停用和水 喷射期间的气门正时。例如，通过延迟排气门关闭，进气与排气门可以 一起打开(例如，气门重叠)。这会增加内部排气再循环(EGR)，由 此减少进入发动机汽缸的新鲜进气量。减少进入汽缸的进气量反过来可 以减少在汽缸停用期间到达排气催化剂的氧气量。在一些实施例中，增 加的气门重叠可以结合水喷射使用，以减少在汽缸停用期间喷射的总水 量。在这个实施例中，在504处，该方法可以包括确定气门正时调整， 以增加内部EGR。在504处确定的水量然后可以进一步基于由经调整的 气门正时产生的内部EGR量。以此方式，更大量的气门重叠会导致为每 个水喷射事件喷射的更小的水量。

继续前进到506，控制器可以在一个或多个选择性停用的汽缸处喷射 水。因此，仅停用汽缸处的水喷射器可以在汽缸停用期间喷射水。在506 处，该方法可以包括在汽缸停用的持续时间内以确定的正时喷射确定量 的水。在508处，控制器可以在选择性汽缸停用期间调整重新启用(例 如，点火)汽缸的燃烧空燃比。在一个示例中，控制器可以调整重新启 用汽缸的燃烧空燃比，以实现化学计量比排气混合气。可替代地，控制 器可以将重新启用汽缸的燃烧空燃比调整为略微富于化学计量比。新启 用汽缸的燃烧空燃比可以基于排气系统构造。可替代地，由于水喷射可 以减少排气催化剂的氧化，由此需要更少的再生，因此不管排气系统构 造如何，控制器都可以调整重新启用汽缸的燃烧空燃比，以维持化学计 量比排气。

506和508处的方法可以在汽缸停用期间同时且连续地发生。在510 处，水喷射可以继续直至汽缸重新启用状况满足为止。该方法然后返回 到方法400中的418。

图6示出了用于响应于选择性汽缸停用和排气催化剂温度而调整水 喷射和燃烧空燃比的示例。具体地，曲线图600在曲线602处示出了汽 缸启用与停用之间的变化。在汽缸停用运转期间，基于发动机工况，可 以通过停止燃料喷射(例如，燃料喷射器断流)来选择性地停用一个或 多个发动机汽缸，而其他汽缸保持启用。在曲线604处示出了水喷射系 统的运转的变化。具体地，曲线604可以说明从不喷射水到利用停用汽 缸处的水喷射器喷射水的变化。另外，曲线图600在曲线606处示出了 车辆运转期间的齿轮换挡的变化，在曲线608处示出了排气催化剂温度 (诸如三元催化剂(例如，第一催化剂))相对于阈值温度616的变化， 在曲线610处示出了燃烧空燃比(AFR)相对于化学计量比618的变化， 在曲线612处示出了SCR催化剂(例如，第二催化剂)的氨含量相对于 阈值水平620的变化，以及在曲线614处示出了三元催化剂TWC(例如， 第一催化剂)的再生状态相对于再生的或阈值状态622的变化。示出了 随着时间(沿x轴)的所有变化。

在t1之前，发动机可以在所有发动机汽缸启用的情况下运转，并且 基本以化学计量比618燃烧(曲线610)。可以关闭水喷射器，因此未在 发动机汽缸处喷射水(曲线604)。随着发动机以化学计量比运转，SCR 催化剂的氨含量会逐渐增加(曲线612)。排气催化剂的温度也会逐渐增 加(曲线608)，同时维持在阈值温度616之下。在t1之前，SCR催化 剂的氨含量可以高于阈值水平620，并且三元催化剂(TWC)可以处于 更高的再生状态(超过阈值状态622)，即，它可以不需要进一步再生。

在t1处，由于发动机工况的变化(例如，在发动机运转从更高的齿 轮比换挡至更低的齿轮比时的变速器换挡期间)，可以选择性地停用一 个或多个发动机汽缸。汽缸可以被停用持续时间tx1，持续时间tx1可以 低于停用的阈值持续时间。因此，停用汽缸的水喷射循环的次数可以小 于水喷射循环的阈值次数。另外，在t1处，排气催化剂温度可以低于阈 值(曲线608)。由于停用持续时间低于阈值极限并且催化剂温度低于阈 值温度，因此在t1处，可以不在停用汽缸处喷射水(曲线604)。可以 将启用的发动机汽缸的燃烧空燃比基本维持在化学计量比(曲线610)。 通过基于汽缸停用的持续时间和排气催化剂温度限制停用汽缸处的水喷 射，可以实现汽缸停用与重新启用之间的更快转变(在诸如变速器换挡 的短暂停用状况下)。在汽缸停用期间(在t1与t2之间)，TWC会遭 受一些氧化，由此会降低TWC的再生状态(曲线614)。此外，SCR催 化剂的氨含量可以减少。

在t2处，响应于汽缸重新启用状况满足(曲线602)，可以使发动 机运转转变回到启用停用汽缸。换句话说，在t2处，停用汽缸可以在变 速器换挡完成后被重新启用。此外，为了使TWC再生，燃烧空燃比(曲 线610)可以加富持续时间d1，以使TWC的再生状态(曲线614)超过 阈值状态622。基于SCR催化剂的氨存储量(曲线612)调整富燃料喷 射的富度。在本文中，由于氨含量在汽缸重新启用之后低于阈值水平620， 持续时间d1的更高富偏移的富燃料喷射被用来使TWC再生。当正在使 TWC再生时，可以消耗SCR催化剂上存储的氨，以减少排气NOx种类， 因此基本维持从汽缸停用到汽缸重新启用的转变时候的排气NOx水平。 然而，随着汽缸继续使更富的空燃比燃烧，SCR催化剂的氨含量会在t3 之前开始增加。在t3处，TWC的再生状态可以高于阈值，并且因此重新 启用汽缸的燃烧空燃比可以返回到化学计量比618。另外，在t2与t3之 间，排气催化剂温度(曲线608)可以逐渐增加，同时保持在阈值616之 下。

在t4处，发动机工况的另一变化可以发生，从而引起一个或多个发 动机汽缸将要被选择性地停用。例如，基于车辆操作者的松加速器踏板 和制动器应用，控制器可以命令所选汽缸处的减速燃料切断运转。减速 燃料切断可以发生大于停用的阈值持续时间的持续时间ty。因此，响应 于汽缸停用持续时间大于阈值，可以通过停用的发动机汽缸处的水喷射 器来喷射水(曲线604)。此外，启用汽缸的燃烧空燃比可以维持在化学 计量比618(曲线610)。在汽缸停用期间，在t4与t5之间，SCR催化 剂的氨含量可以略微减少，但保持在阈值水平620之上(曲线612)，并 且TWC的再生状态也可以降低，但可以保持在阈值状态622之上或保持 在阈值状态622(曲线614)。因此，可以维持NOx排放水平。另外， 通过在停用汽缸处执行水喷射，可以将排气催化剂的温度(608)维持在 阈值616之下。SCR催化剂的氨含量和TWC的再生状态这些变化会比在 汽缸停用期间不使用水喷射的情况下更少。

其次，在t5处，在汽缸重新启用状况满足(诸如减速燃料切断运转 完成)之后，发动机控制器可以重新启用停用汽缸。由于SCR催化剂的 氨含量大于阈值水平620，因此在t5处，重新启用汽缸的燃烧空燃比会 具有更低的富偏移。在曲线图600所示的示例中，更低的富偏移可以小 到使得重新启用汽缸的燃烧空燃比仅略微低于化学计量比618。如从t4 到t5所示的，水喷射减少了TWC的氧化和氨的还原。因此，当重新启 用汽缸时需要更少的富偏移，由此减少发动机的燃料损失。如果在t4与 t5之间没有使用水喷射，为了使排气催化剂再生，在t5处将会需要更大 的富偏移。

在t5与t6之间，发动机可以继续使所有汽缸都运转。由于燃烧AFR 稀运转，SCR催化剂的氨含量会降至阈值水平，并且TWC的再生状态也 会降至仅低于阈值的状态。另外，催化剂温度可以逐渐增加，同时维持 在阈值之下。其次，在t6与t7之间，由于发动机工况没有变化，发动机 还可以继续使所有汽缸都运转。燃烧AFR可以富运转，以便将TWC的 再生状态恢复至超过阈值的状态。因此，最初可以消耗SCR催化剂处存 储的氨以减少NOx种类，并且可以在t7之前增加。另外，在t6与t7之 间，随着发动机继续使燃料燃烧，引起更多的排气经过催化剂，催化剂 温度可以增加至超过阈值温度的水平。在t7处，发动机工况的另一变化 (诸如这个示例中的第二变速器换挡)可以引起控制器停用一个或多个 汽缸。所选汽缸可以被停用小于阈值的持续时间tx2。然而，由于在t7处 排气催化剂的温度高于阈值温度，即使停用的持续时间小于水喷射的阈 值持续时间，也可以在停用汽缸处喷射水，以使催化剂的温度低于阈值 616。通过在停用汽缸处喷射水，可以降低催化剂温度，由此防止催化剂 退化。另外，通过执行水喷射，还可以减小SCR的氨含量和TWC的再 生状态的降低。换句话说，可以将SCR催化剂的氨含量维持在阈值极限 之上，并且也可以将TWC的再生状态维持在阈值极限或维持在阈值极限 之上。

在t8处，在汽缸重新启用状况满足之后，可以结束停用汽缸处的水 喷射，并且可以启用停用汽缸。另外，在t8处，催化剂温度低于阈值， SCR催化剂的氨含量超过阈值，并且TWC的再生状态处于阈值。在t8 与t9之间，发动机使所有汽缸以处于化学计量比的燃烧AFR运转。

其次，在t9处，发动机工况可以表明汽缸不发火。在检测到不发火 之后，控制器可以停用不发火的汽缸。在FMEM期间，不发火的汽缸停 用的持续时间tz可以被估计为大于水喷射的阈值。因此，可以在停用汽 缸处喷射水。以此方式，通过在不发火的汽缸处喷射水，可以控制催化 剂温度的过度增加，并且能够防止过多空气进入排气装置并使催化剂氧 化。

应认识到，尽管参照汽缸停用事件(诸如变速器换挡、DFSO和汽缸 不发火)说明了图6的示例，但在替代示例中，水喷射情况下的汽缸停 用可以应用于发动机转速波动控制的起动-停止瞬变。通过使用水喷射情 况下的汽缸停用射，可以控制排气催化剂温度，并且可以减少排气催化 剂的氧化。因此，可以防止排气催化剂退化，并且可以控制排放。因此， 可以改善燃料经济性。

以此方式，可以通过可停用的燃料喷射器来选择性地停用一个或多 个发动机汽缸。然后，在停用期间，可以在一个或多个停用的发动机汽 缸处喷射水。喷射水可以减少排气催化剂(诸如三元催化剂(TWC)) 的氧化量，并且可以控制催化剂温度的过度增加。在一个或多个停用的 发动机汽缸重新启用之后，可以减小或加富燃烧空燃比，以便使三元催 化剂再生。然而，由于停用事件期间的水喷射，因此可以需要更少的再 生。另一排气催化剂(诸如SCR催化剂)的氨含量可以表明需要多少再 生以及随后在汽缸重新启用期间所需的燃烧空燃比的富度。

如图6中的t2处所示，在汽缸的第一重新启用期间，当排气催化剂 的氨含量低于阈值时，控制器可以将发动机燃烧空燃比调整为富于富于 化学计量比、具有第一更高的富偏移。在汽缸的第二重新启用，如t5处 所示，当排气催化剂的氨含量高于阈值时，将发动机燃烧空燃比调整为 富于化学计量比、具有第二更低的富偏移。如在t2与t3之间所示，在第 一和第二汽缸重新启用的每一个期间，继续在持续时间内基于排气催化 剂的氨含量调整发动机燃烧空燃比。在另一示例中，如果SCR催化剂的 氨含量大于图6中的t2处所示的，持续时间d1可以更短。

如上所述，在一个或多个停用的发动机汽缸处喷射水包括，一个或 多个停用的发动机汽缸的进气门上游的进气道处喷射水、将水直接喷射 到一个或多个停用的发动机汽缸内或在一个或多个停用的发动机汽缸的 排气歧管处喷射水中的一个。然后可以基于水喷射的位置确定水喷射的 喷射正时。另外，可以基于发动机汽缸容积、发动机温度、发动机转速 和歧管压力中一个或多个的确定在喷射水期间的喷射的水量，并且其中 喷射的水量随着汽缸容积的增加以及发动机温度的降低而增加。

返回到图6，如在t1与t2之间和在t4与t5之间所示，在选择性地停 用一个或多个发动机汽缸期间，可以调整启用的发动机汽缸的燃料喷射， 以维持化学计量空燃比。在替代示例中，可以调整启用的发动机汽缸的 燃料喷射，以维持空燃比略微富于化学计量比。最后，如在t5和t7处所 示，当一个或多个停用汽缸被重新启用时，可以停止水喷射。

以此方式，在发动机汽缸停用事件期间，在选择性地停用的发动机 汽缸处喷射水可以减少行进至排气系统并到达第一排气催化剂和第二排 气催化剂的氧气量。在一个示例中，响应于汽缸停用，一个或多个水喷 射器可以将水喷射到一个或多个停用的发动机汽缸的进气道内。然后， 在发动机汽缸重新启用之后，可以基于第二排气催化剂的氨含量调整重 新启用汽缸的燃烧空燃比。具体地，如果氨含量大于阈值水平，具有更 低富偏移的燃烧空燃比可以被用来使第一排气催化剂再生。可替代地， 如果第二排气催化剂的氨含量小于阈值水平，具有更高富偏移的燃烧空 燃比富偏移可以被用来使第一排气催化剂再生。水喷射可以有助于减少 所需的排气催化剂再生量，并且可以防止排气催化剂温度的过度增加。 以此方式，在发动机汽缸停用期间喷射水可以减少发动机的燃料损失， 并且减少由于催化剂温度的增加而导致的催化剂退化，同时还维持所需 的NOx水平。

在一个示例中，一种发动机方法可以包含，响应于一个或多个发动 机汽缸中的发动机不发火而通过可停用的燃料喷射器来选择性地停用一 个或多个发动机汽缸；以及在汽缸停用期间，在一个或多个停用的发动 机汽缸处喷射水，以减少第一排气催化剂的氧化。

注意，在一个实施例中，提供了用于在多种运转状况中的每一种状 况下执行水喷射的综合方法。例如，一个实施例可以包括一种方法，该 方法包含：

在发动机不发火的状况下，响应于一个或多个发动机汽缸中的发动 机不发火而通过可停用的燃料喷射器来选择性地停用一个或多个发动机 汽缸；以及在汽缸停用期间，在一个或多个停用的发动机汽缸处喷射水， 以减少第一排气催化剂的氧化；

在瞬变变速器状况下，在变速器事件期间通过可停用的燃料喷射器 来选择性地停用一个或多个发动机汽缸；以及在汽缸停用期间，在一个 或多个停用的发动机汽缸处喷射水，以减少第一排气催化剂的氧化；以 及

在自静止开始的停止-起动的发动机重新起动期间，在自静止开始起 动的发动机加速期间通过可停用的燃料喷射器来选择性地停用一个或多 个发动机汽缸；以及在汽缸停用期间，在一个或多个停用的发动机汽缸 处喷射水，以减少第一排气催化剂的氧化，其中每种状况中的水喷射在 基于其他状况中的喷射的水量，以便避免水的过度喷射。以此方式，可 以在多种状况之间协调水喷射。

注意，在本文中包括的示例控制程序能够与各种发动机和/或车辆系 统构造一起使用。在本文中所描述的具体程序可以表示任意数量的处理 策略如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等策略中的一种或更多种。 因此，所说明的各种步骤或功能可以按照所示的顺序执行，并列地执行， 或在某些情况下省略。类似地，处理的顺序并不是实现所描述的目标、 特征和优点所必需的，而是仅提供用于说明和描述的方便。所示出的步 骤或功能中的一个或更多个可以基于所使用的特定策略而被反复执行。 另外，所描述的动作可以图示地表示被编入发动机控制系统中的计算机 可读存储介质的非临时性存储器中的代码。

应认识到，在本文中所公开的构造和程序本质上是示范性的，并且 这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变体是可能的。例如， 上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其它发动机类型。 另外，一个或多个各种系统配置可以与一个或多个所描述的诊断程序结 合使用。本公开的主题包括在本文中所公开的各种系统和构造和其它的 特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

所附权利要求特别指出被认为是新颖的和非显而易见的某些组合和 子组合。这些权利要求可以涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同 物。应当理解，这样的权利要求包括纳入一个或多个这样的元件，既不 必也不排除两个或更多个这样的元件。在这个或相关的申请中，通过修 改本权利要求或提出新权利要求，所公开的特征、功能、元件和/或性质 的其它组合和子组合可以被要求保护。这样的权利要求，无论是比原权 利要求范围更宽、更窄、相同或不同，均被认为包含在本公开的主体内。