气变换(WGS)催化剂。WGS催化剂70被配置为产生通道50中接收的来自汽缸4的丰富的排气中的氢气。
[0022]汽缸1-4中的每个可以通过捕集来自各自汽缸中的燃烧事件的排气并且在随后的燃烧事件期间允许排气保留在各自汽缸内而包括内部EGR，。内部EGR的量可以经由调节进气门和/或排气门打开和/或关闭正时而被改变。例如，通过增加进气门和排气门重叠，附加的EGR在汽缸内在随后的燃烧事件期间可被保持。外部EGR仅经由来自第二汽缸组18 (在此，汽缸4)和EGR通道50的排气流被提供到汽缸1_4。在另一个示例中，可以将外部EGR只提供到汽缸1-3，而不提供到汽缸4。外部EGR不由来自汽缸1_3的排气流提供。因此，在该示例中，汽缸4是发动机10的外部EGR的唯一来源，并且因此在此也被称为专用EGR汽缸(或专用汽缸组)。通过将来自四汽缸发动机的一个汽缸的排气再循环到发动机进气歧管，可以提供接近常量(例如，大约25% )的EGR速率。汽缸1-3在此也被称为非专用EGR汽缸组。虽然当前示例示出作为具有一个汽缸的专用EGR汽缸组，但是应当理解，在替换的发动机配置中，专用EGR汽缸组可以具有更多发动机汽缸。
[0023]EGR通道50可以包括用于冷却输送到发动机进气的EGR的EGR冷却器54。另外，EGR通道50可以包括用于估计从第二汽缸组再循环到剩余的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可以被放置在第一汽缸组的排气歧管部分的下游，第二排气传感器52用于估计第一汽缸组中的排气的空燃比。更进一步，排气传感器可以被包含在图1的发动机系统中。
[0024]来自汽缸4的外部EGR中的氢浓度可以经由富集汽缸4内的空燃混合物而增加。具体地，在WGS催化剂70处产生的氢气的量可以通过增加来自汽缸4的通道50中接收的排气的富裕度而增加。因此，为了提供富集氢的排气到发动机汽缸1-4，第二汽缸组18的燃料可以被调节，以便使汽缸4富集。在一个示例中，来自汽缸4的外部EGR的氢浓度在发动机燃烧的稳定性低于期望的条件下可以增加。该动作增加外部EGR中的氢浓度，并且其可以提高发动机燃烧稳定性，特别在较低的发动机转速和负载下(例如，怠速)。另外，与常见的(低氢浓度)EGR相比，在经历任何燃烧稳定性问题之前，富集氢的EGR允许发动机内容忍更高级别的EGR。通过增加EGR使用率的范围和总量，提高发动机燃料的经济性。
[0025]燃烧室30可以被供应一种或多种燃料，例如汽油、酒精燃料混合物、柴油、生物柴油、压缩天然气等。燃料可以经燃料喷射器66被供应到燃烧室。燃料喷射器66可以从燃料箱26吸取燃料。在所描绘的示例中，燃料喷射器66被配置用于直接喷射，而在其他实施例中，燃料喷射器66可以被配置用于进气道喷射或节流阀体喷射。进一步地，每个燃烧室可以包括不同配置的一个或多个燃料喷射器以使得每个汽缸能够通过直接喷射、进气道喷射、节流阀体喷射或其组合来接收燃料。在燃烧室中，可以通过火花点火和/或压缩点火来启动燃烧。
[0026]来自排气歧管36的排气被引导到涡轮76从而驱动涡轮。当期望减小的发动机扭矩时，一些排气可以代替地被引导通过废气门(未示出)，从而绕开涡轮。来自涡轮和废气门的组合流然后流动经过排放控制装置170。通常，一个或多个排放控制装置170可以包括被配置为催化地处理排气流的一种或多种排气后处理催化剂，并由此减小排气流中的一种或多种物质的量。例如，一种排气后处理催化剂可以被配置为在排气流贫乏时捕集来自排气流的NOx，并在排气流富集时还原(reduce)所捕集的N0X。在其他示例中，排气后处理催化剂可以被配置为歧化NOx或借助还原剂选择性地还原NO χ0在其他示例中，排气后处理催化剂可以被配置为氧化排气流中的剩余烃和/或一氧化碳。具有任何此类功能性的不同排气后处理催化剂可以被分离地或一起布置在涂层中或排气后处理级中的其他位置。在一些实施例中，排气后处理级可以包括被配置为捕集并氧化排气流中的烟尘微粒的可再生烟尘过滤器。来自排放控制装置170的全部或部分已处理排气的可以经排气导管35释放到大气中。
[0027]发动机100进一步包括控制系统14。控制系统14包括控制器12，其可以是发动机系统的任意电子控制系统或其上安装有发动机系统的车辆的任意电子控制系统。控制器12可以被配置为至少部分根据来自发动机系统内的一个或多个传感器16的输出来进行控制决策，并且可以根据控制决策控制致动器81。例如，控制器12可以在存储器中储存计算机可读指令，并且致动器81可以经由指令的执行被控制。示例传感器包括MAP传感器24、MAF传感器53、排气温度传感器和压力传感器128和129、和排气氧传感器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、滤罐排气门120、曲轴箱通气气门28、专用汽缸组气门52等。如图2中所述，也可以包括另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以及期望的但没有具体列出的其他变型执行的用于执行在下文中所描述的方法的指令。参考图3-4在此描述了示例方法和程序。
[0028]参考图2，内燃机10包括如图1中所示的多个汽缸，现在描述其中的一个汽缸。发动机10包括燃烧室30汽缸壁132，活塞136配置在其中并连接到曲轴40。飞轮97和环形齿轮99连接到曲轴40。起动机96包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮组98可以选择性地推进小齿轮95以接合环形齿轮99。起动机96可以直接安装到发动机的前面或发动机的后面。在一些示例中，起动机96可以选择性地经由皮带或链条提供扭矩到曲轴40。在一个示例中，起动机96在没有接合到发动机曲轴时处于基本状态。
[0029]燃烧室30被示为经由相应的进气门152和排气门154与进气歧管144和排气歧管148连通。每个进气门和排气门可以由进气凸轮151和排气凸轮153独立操作。进气门调节器85相对于曲轴40的位置提前或延迟进气门152的相位。另外，进气门调节器85可以增加或降低进气门提升量。排气门调节器83相对于曲轴40的的位置提前或延迟排气154的相位。而且，排气门调节器83可以增加或降低排气门提升量。进气凸轮151的位置由进气凸轮传感器155确定。排气凸轮153的位置可以由排气凸轮传感器157确定。在燃烧室30是专用EGR汽缸的一部分的情况下，气门152和154的正时和/或提升量可以独立于其他发动机汽缸被调节，以便专用EGR汽缸的汽缸充气量可以相对于其他发动机汽缸增加或降低。在该方法中，提供到发动机汽缸的外部EGR可以超出汽缸充气质量的25%。外部EGR是被抽出汽缸的排气门并且经由汽缸进气门返回到汽缸的排气。而且，汽缸的内部EGR量而非EGR汽缸可以通过调节这些单独的汽缸的气门正时独立于专用EGR汽缸被调节。内部EGR是在燃烧事件之后保留在汽缸内，并且在汽缸内是混合物的一部分用于随后的燃烧事件的排气。
[0030]燃料喷射器66被示出设置为将燃料直接喷射到汽缸30中，这是本领域技术人员公知的直接喷射。可替换地，燃料可以被喷射至进气道，这是本领域技术人员公知的进气道喷射。在一些示例性发动机配置中，一个或多个发动机汽缸可以接收来自直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器两者的燃料。
[0031]在一个示例中，燃料喷射器66可以是选择性可停用的燃料喷射器。因此，发动机汽缸可以通过切断到给定汽缸的燃料来选择性地被停用。在专用EGR汽缸的环境中(图1的汽缸4)，给EGR汽缸供给燃料的喷射器66可以在EGR需求较低的选定的条件下被停用，以便允许来自专用汽缸的外部EGR内的迅速下降。这些可以包括例如当发动机负载低的条件下(例如，低于阈值负载)、在发动机冷启动的条件下、在催化剂暖机的条件下的条件。然而，扭矩瞬态会随着EGR下降发生。具体地，专用EGR汽缸的停用导致发动机扭矩立即下降。那么，当EGR已经从进气歧管充分地抽取后，大量的新鲜空气被接收在剩余的发动机汽缸内，导致扭矩激增。如在此参考图3-4阐述的，在EGR汽缸的停用期间，可以使用进气节气门和火花正时调节，以首先增加汽缸扭矩(以抵消初始扭矩的下降)，然后降低汽缸扭矩(以抵消随后扭矩的激增)，从而在停用期间保持发动机扭矩输出。在专用EGR汽缸的再激活期间，可以使用类似的调节，以保持发动机的扭矩。
[0032]在一些实施例中，专用EGR汽缸可以选择性地通过切断空气来替换切断燃料，或除了切断燃料还切断空气而被停用。例如，专用EGR汽缸的进气门或排气门可以被停用。通过停用进气门或排气门，汽缸的栗气功会降低，这在催化剂暖机期间是期望的。最大化专用EGR汽缸的栗气功也可以包括调节凸轮相位、气门升程、进气道节气门的位置、或增压电机控制设备等。可替换地，专用EGR汽缸的所有气门当期望在不增加栗气功而降低EGR的条件(例如在催化剂暖机后，处于低发动机负载)下都可以被停用。
[0033]进气歧管144被示为与可选的电子节气门162连通，该电子节气门调节节流板164的位置以控制从进气42至进气歧管144的空气流。在一些示例中，节气门162和节流板164可以被放置在进气门152和进气歧管144之间，使得节气门162是进气道节气门。驾驶员需要的扭矩可以从由加速器踏板传感器184感应的加速器踏板180的位置确定。当驾驶员的脚182操作加速器踏板180时，驾驶员需要的扭矩的电压或电流指示从加速器踏板传感器184被输出。
[0034]无分电器点火系统88响应于控制器12通过火花塞92将点火火花提供至燃烧室30。宽域排气氧(UEGO)传感器126被示为连接在催化转化器170的上游的排气歧管148。可替换地，双态排气氧传感器可以替代UEGO传感器126。
[0035]在一个示例中，转化器170可以包含多个催化剂砖块(brick)。在另一个示例中，可以使用多个排放控制装置，每个排放控制装置具有多个砖块。在一个示例中，转化器170可以是三元催化剂。
[0036]控制器12在图2中被示为常规微型计算机，其包含:微处理器单元102、输入/输出端口 104、只读(非暂态)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被示为接收除了之前讨论过的那些信号外的来自被连接至发动机10的传感器的各种信号，所述信号还包含:来自被连接至冷却套113的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT);来自被连接至进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量值；来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器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；以及来自传感器158的节气门位置的测量值。大气压也可以被感测(传感器未示出)以便由控制器12处理。在本发明优选地方面，发动机位置传感器115针对曲轴的每次旋转生成预定数量