在全局化学计量操作下增大发动机功率输出的系统和方法与流程

[0001]
本说明书总体涉及用于控制车辆发动机以经由排气再循环和空燃比调整增大功率输出的方法和系统。


背景技术：

[0002]
车辆的典型的火花点火发动机在大多数工况期间以化学计量操作，其中对所述发动机供应正好足够的燃料以与由发动机消耗的一定量的空气发生反应。以化学计量操作提高了定位在发动机的排气系统中的三元催化器的效率，从而减少车辆排放。一般而言，较高的气缸空气充气增大了发动机功率，并且因此一些发动机配备有涡轮增压器以利用来自排气的热量来向发动机供应更多空气以增大发动机功率。然而，增大发动机气流增大了排气系统部件温度，包括涡轮增压器的涡轮的温度和三元催化剂的温度。例如，此类温度增大可能会使涡轮和三元催化剂退化。
[0003]
因此，典型的火花点火发动机可采用全局富化策略来增大发动机功率，其中供应了比与由发动机消耗的所述一定量的空气完全反应的情况更多的燃料。特别地，附加的未反应燃料冷却排气系统部件，包括涡轮和三元催化剂。与以化学计量操作相比，这实现了更多气流以增大功率，同时减少了下游部件的热相关退化。然而，偏离化学计量会降低三元催化剂的效率，从而造成增加的车辆排放。
[0004]
本文的发明人已认识到，需要一种维持或接近可通过全局富化获得的功率增益，同时减少车辆排放的解决方案。例如，越来越严格的车辆排放标准可能不支持执行此类全局富化策略。在没有通过富化实现的未反应燃料的冷却效应的情况下，可减少发动机气流，以便保护排气系统部件免于热相关退化，从而减小最大可实现的发动机功率。


技术实现要素：

[0005]
在一个示例中，可通过一种方法来解决上文所述的问题，该方法包括：在操作发动机时，使第一组气缸富化并使剩余的第二组气缸稀化，来自所述第一组气缸和所述第二组气缸的排气在下游排放控制装置处产生化学计量混合物；以及提供从所述第一组气缸而不是从所述第二组气缸到所述发动机的进气通道的排气再循环(egr)。以此方式，可通过在不增加车辆排放的情况下使发动机局部地富化来增大发动机功率输出。
[0006]
作为一个示例，使所述第一组气缸富化并使所述第二组气缸稀化可以是响应于发动机扭矩需求大于阈值扭矩。作为另一个示例，另外地或可选地，使所述第一组气缸富化并使所述第二组气缸稀化可以是进一步响应于所述egr的速率达到阈值速率。例如，所述阈值扭矩可与某一扭矩水平相对应，在高于该扭矩水平的情况下，扭矩经由增大的气流继续增大，同时以化学计量操作发动机可能会使排气温度增大到高于阈值温度，并且在高于该扭矩水平的情况下，仅提供egr不能维持排气温度低于阈值温度。
[0007]
作为另一个示例，所述第一组气缸可包括所述发动机中的气缸总数的第一半，并且所述第二组气缸可包括所述发动机中的所述气缸总数的第二半。所述第一组气缸可联接
到第一排气歧管，并且所述第二组气缸可联接到与所述第一排气歧管分开的第二排气歧管。另外，egr通道可联接在所述第一排气歧管与所述进气通道之间，以便从所述第一组气缸而不是从所述第二组气缸提供egr。通过从所述第一组气缸提供egr，还可使所述egr富化。富化egr可因富化排气中的较高浓度的氢气和一氧化碳而提供爆震抑制，从而使得火花正时能够提前以进一步增大发动机扭矩。因此，为了考虑到所述第一组(富化)气缸和所述第二组(稀化)气缸的不同燃烧速率，可针对每个气缸单独地调整所述火花正时。
[0008]
通过使发动机局部地富化，同时将排气的总的空燃比维持为化学计量，可实现富化的排气部件冷却效应，同时有效地操作排放控制装置，从而减少车辆排放，同时增大发动机功率。另外，富化egr可提供附加排气部件冷却以及爆震抑制，从而使得火花正时能够优化以进一步增大发动机功率。总之，与以化学计量操作每个发动机气缸相比，可在更大空气消耗下操作发动机以增大发动机功率，同时可减少下游部件(包括涡轮增压器涡轮和排放控制装置)的热相关退化。
[0009]
应理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由在具体实施方式之后的权利要求限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实现方式。
附图说明
[0010]
图1示出了可被包括在发动机系统中的气缸的实施例。
[0011]
图2示出了发动机系统的第一示例的示意图。
[0012]
图3示出了发动机系统的第二示例的示意图。
[0013]
图4示出了发动机系统的第三示例的示意图。
[0014]
图5描绘了用于基于发动机需求来转入或转出化学计量模式、动力egr模式和分流λ模式的示例方法。
[0015]
图6示出了在不同空燃比分流下发动机功率与egr速率之间的关系。
[0016]
图7示出了用于基于发动机扭矩需求来调整发动机操作以在各种操作模式(包括化学计量模式、动力egr模式和分流λ模式)之间转变的预示性示例时间线。
具体实施方式
[0017]
以下描述涉及用于经由排气再循环(egr)和局部发动机富化来增大发动机的功率输出的系统和方法。发动机可包括各种多缸配置，诸如图2至图4所示的示例发动机系统配置，所述多缸配置使得能够从气缸的子集选择性地抽取egr以在局部发动机富化期间进行egr富化。特别地，图2示出了直列-4缸配置，其包括联接到第一排气歧管的两个气缸和联接到第二排气歧管的两个气缸，第二排气歧管联接到egr通道。图3示出了v-6配置，其中仅从两个气缸排中的一个气缸排提供egr。图4示出了直列-3缸配置，其包括联接到一个气缸的排气流道的egr通道。另外，发动机的每个气缸可具有诸如图1所示的气缸配置。控制器可经由图5的示例方法使发动机转入和转出以局部富化操作的模式(在本文中被称为分流λ模式)。例如，转入分流λ模式可包括一系列egr速率、空燃比和火花正时调整。作为另一个示例，在以化学计量操作发动机的所有气缸时，可在egr速率达到阈值之前仅经由egr增大发
动机功率，在本文中被称为动力egr模式。另外，当发动机需求较低(例如，低于阈值)时，可在不使用egr来增大发动机功率的情况下以化学计量模式操作发动机。图6示出了在不同λ分流下在egr速率与发动机功率之间的关系(例如，在第一气缸组的富空燃比与第二气缸组的稀空燃比之间的差值)并总体示出了当在动力egr模式与分流λ模式之间转变时如何调整egr速率和λ分流。图7中示出了示例时间线，其示出了基于发动机扭矩需求来在化学计量模式、动力egr模式和分流λ模式之间转变。以此方式，可在不增加车辆排放或因温度增加而使排气部件退化的情况下增大发动机功率输出。
[0018]
现在转向附图，图1示出了可被包括在车辆5中的内燃发动机10的单个气缸130的局部视图。内燃发动机10可为多缸发动机，并且下文将关于图2至图4来描述发动机10的不同发动机系统配置。气缸(例如，燃烧室)130包括冷却剂套筒114和气缸壁132，其中活塞136定位在该气缸中并连接到曲轴140。燃烧室130被示出为经由进气门4和进气道22与进气歧管44连通并经由排气门8与排气道86连通。
[0019]
在所描绘的视图中，进气门4和排气门8位于燃烧室130的上部区域处。可由控制器12使用包括一个或多个凸轮的相应的凸轮致动系统来控制进气门4和排气门8。该凸轮致动系统可利用凸轮廓线变换(cps)系统、可变凸轮正时(vct)系统、可变气门正时(vvt)系统和/或可变气门升程(vvl)系统中的一者或多者来改变气门操作。在所描绘的示例中，进气门4由进气凸轮151控制，并且排气门8由排气凸轮153控制。分别根据设定好的进气门和排气门正时，可经由进气门正时致动器101来致动进气凸轮151，并且可经由排气门正时致动器103来致动排气凸轮153。在一些示例中，可分别经由进气门正时致动器101和排气门正时致动器103来停用进气门和排气门。例如，控制器可将信号发送到排气门正时致动器103以停用排气门8，使得所述排气门保持关闭并且不在其设定好的正时打开。进气凸轮151和排气凸轮153的位置可分别由凸轮轴位置传感器155和157确定。
[0020]
在一些示例中，进气门和/或排气门可通过电动气门致动来控制。例如，气缸130可选地可包括经由电动气门致动控制的进气门和经由包括cps系统和/或vct系统的凸轮致动控制的排气门。在其他示例中，可由共同的气门致动器或致动系统或可变气门正时致动器或致动系统来控制进气门和排气门。
[0021]
气缸130可具有某一压缩比，所述压缩比是在活塞136处于下止点与上止点时的体积的比率。常规上，所述压缩比在9:1到10:1的范围内。然而，在其中使用不同燃料的一些示例中，可增大所述压缩比。例如，当使用较高辛烷值燃料或具有较高的气化潜焓的燃料时可能会出现这种情况。如果使用直接喷射，由于直接喷射对发动机爆震的影响，则压缩比也可能会增大。
[0022]
在一些示例中，发动机10的每个气缸都可包括用于发起燃烧的火花塞92。点火系统88可在选定的操作模式下响应于来自控制器12的火花提前信号sa而经由火花塞92向燃烧室130提供点火火花。然而，在一些示例中，例如在发动机10通过自动点火或通过喷射燃料(例如，当发动机10是柴油发动机时)而发起燃烧的情况下，可省略火花塞92。
[0023]
作为非限制性示例，气缸130被示出为包括一个燃料喷射器66。燃料喷射器66被示出为直接地联接到燃烧室130，以便与经由电子驱动器168从控制器12接收到的信号fpw的脉冲宽度成比例地在该气缸中直接地喷射燃料。以此方式，燃料喷射器66提供被认为是将燃料直接喷射(在下文中也被称为“di”)到气缸130中的燃料喷射。虽然图1将喷射器66示出
为侧喷射器，但所述喷射器66还可位于活塞顶上，诸如接近火花塞92的位置。当使用醇基燃料操作发动机时，由于一些醇基燃料的较低挥发性，这种位置可增加混合和燃烧。可选地，喷射器可位于进气门顶上和附近以提高混合。在另一个示例中，喷射器66可为将燃料提供到在气缸130上游的进气道中的进气道喷射器。
[0024]
可从包括一个或多个燃料箱、燃料泵和燃料轨的高压燃料系统180将燃料递送到燃料喷射器66。可选地，可通过单级燃料泵在较低压力下递送燃料。此外，虽然未示出，但燃料箱可包括向控制器12提供信号的压力传感器。燃料系统180中的燃料箱可保持具有不同燃料品质(诸如不同燃料成分)的燃料。这些差异可包括不同的醇含量、不同的辛烷值、不同的汽化热、不同的燃料混合物和/或它们的组合等。在一些示例中，燃料系统180可联接到燃料蒸气回收系统，该燃料蒸气回收系统包括用于储存燃料补给和日间燃料蒸气的滤罐。当满足抽取条件时，在发动机操作期间可将燃料蒸气从滤罐抽取到发动机气缸。
[0025]
发动机10可至少部分地由控制器12以及来自车辆操作员113的经由加速踏板116和加速踏板位置传感器118以及经由制动踏板117和制动踏板位置传感器119实现的输入控制。加速踏板位置传感器118可将与加速踏板116的位置相对应的踏板位置信号(pp)发送到控制器12，并且制动踏板位置传感器119可将与制动踏板117的位置相对应的制动踏板位置(bpp)信号发送到控制器12。控制器12在图1中被示出为微型计算机，其包括微处理器单元102、输入/输出端口104、用于可执行程序和校准值的在该特定示例中被示出为只读存储器106的电子存储介质、随机存取存储器108、保活存储器110和数据总线。存储介质只读存储器106可被编程有计算机可读数据，该计算机可读数据表示可由微处理器102执行以用于执行本文中所述的方法和例程以及预期但未具体地列出的其他变体的指令。除了先前论述的那些信号之外，控制器12可从联接到发动机10的传感器接收各种信号，包括来自质量空气流量传感器48的进气质量空气流量(maf)的测量结果；来自联接到冷却剂套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度信号(ect)；来自联接到曲轴140的霍尔效应传感器120(或其他类型传感器)的表面点火感测信号(pip)；来自联接到节气门62的节气门位置传感器的节气门位置(tp)；以及来自联接到进气歧管44的map传感器122的绝对歧管压力信号(map)。可由控制器12从信号pip产生发动机转速信号rpm。可使用来自歧管压力传感器的歧管压力信号map来提供进气歧管中的真空或压力的指示。
[0026]
基于来自上文提及的传感器中的一者或多者的输入，控制器12可调整一个或多个致动器，诸如燃料喷射器66、节气门62、火花塞92、进气门/排气门和凸轮等。控制器可从各种传感器接收输入数据，处理输入数据，并且基于被编程在致动器中的与一个或多个例程相对应的指令或代码，响应于处理后的输入数据而触发所述致动器，其示例关于图5进行了描述。
[0027]
在一些示例中，车辆5可为具有可用于一个或多个车轮160的多个扭矩源的混合动力车辆。在其他示例中，车辆5是仅具有发动机的常规车辆。在图1所示的示例中，车辆包括发动机10和电机161。电机161可为马达或马达/发电机，并且因此也可在本文中被称为电动马达。电机161从牵引电池170接收电力以将扭矩提供给车轮160。电机161还可例如在制动操作期间操作为发电机以提供电力来对电池170进行充电。
[0028]
当接合一个或多个离合器166时，发动机10的曲轴140以及电机161经由变速器167连接到车轮160。在所描绘的示例中，在曲轴140与电机161之间提供第一离合器166，并且在
电机161与变速器167之间提供第二离合器166。控制器12可将信号发送到每个离合器166的致动器以使离合器接合或脱离，以便使曲轴140与电机161和与该电机连接的部件连接或断开，和/或使电机161与变速器167和与该变速器连接的部件连接或断开。变速器167可为齿轮箱、行星齿轮系统或另一种类型的变速器。动力传动系统可以各种方式配置，包括被配置为并联、串联或串并联混合动力车辆。
[0029]
如上文所提及，图1仅示出了多缸发动机10的一个气缸。现在参考图2，示出了第一示例发动机系统200的示意图，该发动机系统可被包括在图1的车辆5的推进系统中。例如，发动机系统200提供图1中介绍的发动机10的第一示例发动机配置。因此，先前在图1中介绍的部件用相同的附图标记表示并且不再重新介绍。在图2所示的示例中，发动机10包括以直列4缸配置布置的气缸13、14、15和18，但将关于图3至图4描述发动机10的其他配置。发动机气缸可在顶部被气缸盖盖住。参考图2，气缸14和15在本文中被称为内部(或内侧)气缸，并且气缸13和18在本文中被称为外部(或外侧)气缸。图2所示的气缸各自可具有气缸配置，诸如上文关于图1描述的气缸配置。
[0030]
气缸13、14、15和18包括至少一个进气门4和至少一个排气门8。进气门和排气门可分别在本文中被称为气缸进气门和气缸排气门。如上文参考图1所解释，可经由各种气门正时系统来控制每个进气门4和每个排气门8的正时(例如，打开正时、关闭正时、打开持续时间等)。
[0031]
每个气缸经由进气通道28从进气歧管44接收进气(或进气与再循环排气的混合物，如将在下文详述)。进气歧管44经由进气道(例如，流道)22联接到气缸。以此方式，每个气缸进气道可经由对应的进气门4与其所联接的气缸选择性地连通。每个进气道可向其所联接的气缸供应空气、再循环排气和/或燃料以供燃烧。
[0032]
如上文关于图1所述，可使用高压燃料系统来产生在联接到每个气缸的燃料喷射器66处的燃料压力。例如，控制器12可在不同正时将燃料喷射到每个气缸中，使得燃料在发动机循环中的适当的时间递送到每个气缸。如本文所使用，“发动机循环”是指期间每个发动机气缸以指定气缸点火次序点火一次的时段。无分电器点火系统可响应于来自控制器12的信号sa而经由对应的火花塞92向气缸13、14、15和18提供点火火花以发起燃烧。如下文将关于图5进一步描述的，可针对每个气缸单独地优化点火火花的正时。
[0033]
内侧气缸14和15各自联接到一个排气道(例如，流道)86，并且外侧气缸13和18各自联接到一个排气道87，以将燃烧排气导引到排气系统84。每个排气道86和87可经由对应的排气门8与其所联接的气缸选择性地连通。具体地，如图2所示，气缸14和15经由排气道86将排气导引到第一排气歧管81，并且气缸13和18经由排气道87将排气导引到第二排气歧管85。第一排气歧管81和第二排气歧管85不彼此直接地连通(例如，没有通道将两个排气歧管彼此直接地联接)。
[0034]
发动机系统200还包括涡轮增压器164，该涡轮增压器包括联接在共用轴(未示出)上的涡轮165和进气压缩机162。在图2所示的示例中，涡轮165可为双涡管(或双蜗壳)涡轮。在这样的示例中，双涡管涡轮的较热的第一涡管可联接到第二排气歧管85，并且双涡管涡轮的较冷的第二涡管可联接到第一排气歧管81，使得第一排气歧管81和第二排气歧管85在涡轮叶轮之前一直保持分开。例如，两个涡管各自可围绕叶轮的整个周边但在不同的轴向位置处引入气体。可选地，两个涡管各自可在周边的一部分上(诸如在该周边的大约180度
上)将气体引入涡轮。在另一个示例中，发动机10可包括单涡管涡轮。在单涡管涡轮的一些示例中，第一排气歧管81和第二排气歧管85可在到达涡轮叶轮之前组合。与单涡管配置相比，双涡管配置可通过从给定燃烧事件提供最小体积(例如，来自两个气缸的排气和较小歧管体积)来向涡轮叶轮提供更大动力。相比之下，单涡管配置使得能够使用具有较高温度容限的较低成本涡轮。
[0035]
涡轮165的旋转驱动设置在进气通道28内的压缩机162的旋转。因此，进气在压缩机162处被增压(例如，被加压)并向下游行进到进气歧管44。排气离开涡轮165进入排气通道74。在一些示例中，废气门可跨涡轮165(未示出)联接。具体地，废气门阀可被包括在旁路中，该旁路联接在涡轮165的入口与在涡轮165的出口下游的排气通路74之间。废气门阀可控制流过旁路并流到涡轮的出口的排气量。例如，随着废气门阀的开度增大，流过旁路而不流过涡轮165的排气量可增大，从而减小可用于驱动涡轮165和压缩机162的动力量。作为另一个示例，随着废气门阀的开度减小，流过旁路的排气量减小，从而增大可用于驱动涡轮165和压缩机162的动力量。以此方式，废气门阀的位置可控制由涡轮增压器164提供的增压量。在其他示例中，涡轮165可为包括可调整叶片的可变几何涡轮(vgt)，以在发动机工况改变时改变涡轮165的有效纵横比以提供所期望的增压压力。因此，增大涡轮增压器164的速度(诸如通过进一步关闭废气门阀或调整涡轮叶片)可增大所提供的增压量，并且减小涡轮增压器164的速度(诸如通过进一步打开废气门阀或调整涡轮叶片)可减小所提供的增压量。
[0036]
在离开涡轮165之后，排气在排气通道74中向下游流动到排放控制装置70。排放控制装置70可包括一个或多个排放控制装置，诸如一个或多个催化剂砖和/或一个或多个微粒过滤器。例如，排放控制装置70可包括三元催化剂，该三元催化剂被配置为化学还原氮氧化物(nox)并氧化一氧化碳(co)和碳氢化合物(hc)。在一些示例中，排放控制装置70另外地或可选地可包括汽油微粒过滤器(gpf)。在通过排放控制装置70之后，排气可被引出到排气尾管。作为一个示例，如下文将详述，三元催化剂在处理具有化学计量空燃比(afr)的排气方面可以是最大程度地有效的。
[0037]
排气通道74还包括与控制系统17中包括的控制器12进行电子通信的多个排气传感器。如图2所示，排气通道74包括定位在排放控制装置70上游的第一氧传感器90。第一氧传感器90可被配置为测量进入排放控制装置70的排气的氧含量。排气通道74可包括沿排气通道74定位的一个或多个附加氧传感器，诸如定位在排放控制装置70下游的第二氧传感器91。因此，第二氧传感器91可被配置为测量离开排放控制装置70的排气的氧含量。在一个示例中，氧传感器90和氧传感器91中的一者或多者可为通用排气氧(uego)传感器。可选地，可用双态排气氧传感器替代氧传感器90和91中的至少一者。排气通道74可包括各种其他传感器，诸如一个或多个温度和/或压力传感器。例如，如图2所示，传感器96在排气通道74内定位在排放控制装置70上游。传感器96可为压力和/或温度传感器。因此，传感器96可被配置为测量进入排放控制装置70的排气的压力和/或温度。
[0038]
第二排气歧管85直接地联接到egr系统56中包括的排气再循环(egr)通道50。egr通道50联接在第二排气歧管85与在压缩机162下游的进气通道28之间。因此，排气从第二排气歧管85(而不是第一排气歧管81)经由提供高压egr的egr通道50被引导到在压缩机162下游的进气通道28。然而，在其他示例中，egr通道50可在压缩机162上游联接到进气通道28。
[0039]
如图2所示，egr通道50可包括被配置为冷却从第二排气歧管85流到进气通道28的排气的egr冷却器52，并且还可包括设置在其中的egr阀54。控制器12被配置为致动并调整egr阀54的位置，以便控制流过egr通道50的排气的流速和/或量。当egr阀54在关闭(例如，完全地关闭)位置时，没有排气可从第二排气歧管85流到进气通道28。当egr阀54在打开位置(例如，从部分地打开到完全地打开)时，排气可从第二排气歧管85流到进气通道28。控制器12可将egr阀54调整到在完全地打开与完全地关闭之间的多个位置。在其他示例中，控制器12可仅将egr阀54调整为完全地打开或完全地关闭。另外，在一些示例中，压力传感器34可在egr通道50中布置在egr阀54上游。
[0040]
如图2所示，egr通道50在增压空气冷却器(cac)40下游联接到进气通道28。cac 40被配置为在进气通过cac 40时冷却所述进气。在可选示例中，egr通道50可在cac 40上游(和压缩机162下游)联接到进气通道28。在一些这样的示例中，egr冷却器52可不被包括在egr通道50中，因为cac冷却器40可冷却进气和再循环排气两者。egr通道50还可包括设置在其中并被配置为测量从第二排气歧管85流过egr通道50的排气的氧含量的氧传感器36。在一些示例中，egr通道50可包括附加传感器，诸如温度和/或湿度传感器，以确定从第二排气歧管85再循环到进气通道28的排气的组成和/或品质。
[0041]
进气通道28还包括节气门62。如图2所示，节气门62定位在cac 40下游和在egr通道50联接到进气通道28的位置下游(例如，在egr通道50与进气通道28之间的接合部下游)。可通过控制器12经由通信地耦合到控制器12的节气门致动器(未示出)来调整节气门62的节流板64的位置。通过在操作压缩机162时调节节气门62，可经由进气歧管44在增压压力下将所期望量的新鲜空气和/或再循环排气递送到发动机气缸。
[0042]
为了减少压缩机喘振，可将由压缩机162压缩的空气充气的至少一部分再循环到压缩机入口。可提供压缩机再循环通道41以用于将来自在cac 40上游的压缩机出口的压缩空气再循环到压缩机入口。可提供压缩机再循环阀(crv)42以用于调整再循环到压缩机入口的流的量。在一个示例中，可响应于实际或预期的压缩机喘振状况而经由来自控制器12的命令来将crv 42致动为打开。
[0043]
进气通道28可包括一个或多个附加传感器(例如，附加压力、温度、流速和/或氧传感器)。例如，如图2所示，进气通道28包括在进气通道28中设置在压缩机162上游的maf传感器48。进气压力和/或温度传感器31也在压缩机162上游定位在进气通道28中。进气氧传感器35可在进气通道28中定位在压缩机162下游和cac 40上游。附加进气压力传感器37可在进气通道28中定位在cac 40下游和节气门62上游(例如，节气门入口压力传感器)。在一些示例中，如图2所示，附加进气氧传感器39可在进气通道28中定位在cac 40与节气门62之间，在egr通道50与进气通道28之间的接合部下游。另外，map传感器122和进气歧管温度传感器123被示出为在发动机气缸上游定位在进气歧管44内。
[0044]
发动机10可至少部分地由包括控制器12的控制系统17控制，并通过来自车辆操作员的输入(如上文关于图1所述)进行控制。控制系统17被示出为从多个传感器16(本文中描述了这些传感器的各种示例)接收信息并将控制信号发送到多个致动器83。作为一个示例，传感器16可包括如上所述位于进气通道28、进气歧管44、排气通道74和egr通道50内的压力、温度和氧传感器。其他传感器可包括在节气门62上游联接在进气通道中的用于估计节气门空气温度(tct)的节气门入口温度传感器。另外，应注意，发动机10可包括图2所示的传
感器的全部或仅一部分。作为另一个示例，致动器83可包括燃料喷射器66、节气门62、crv 42、egr阀54和火花塞92。致动器83还可包括联接到气缸进气门和排气门的各种凸轮轴正时致动器(如上文参考图1所述)。控制器12可从各种传感器接收输入数据，处理该输入数据，并且基于被编程在控制器12的存储器中的与一个或多个例程相对应的指令或代码，响应于处理过的输入数据而触发致动器。本文在图5处描述了示例控制例程(例如，方法)。
[0045]
发动机系统200的配置可实现发动机性能增强，同时减少车辆排放。特别地，通过包括不直接地连通且从不同气缸接收排气的分开的排气歧管，由第一排气歧管81接收的气体可具有与由第二排气歧管85接收的气体不同的afr。在本文中，afr将作为相对afr来论述，该相对afr被定义为给定混合物的实际afr与化学计量的比率并由lambda(λ)表示。在化学计量操作期间(例如，在化学计量下)，λ值为1，其中空气-燃料混合物产生完全燃烧反应。富进给(λ＜1)起因于相对于化学计量具有更多燃料的空气-燃料混合物。例如，当气缸被富化时，与用于与气缸中的一定量的空气产生完全燃烧反应的燃料相比，经由燃料喷射器66向气缸供应更多燃料，从而造成过量的未反应燃料。相比之下，稀进给(λ＞1)起因于相对于化学计量具有更少燃料的空气-燃料混合物。例如，当气缸被稀化时，与用于与气缸中的一定量的空气产生完全燃烧反应的燃料相比，经由燃料喷射器66向气缸递送更少燃料，从而造成过量的未反应空气。在标称发动机操作期间，afr可围绕化学计量波动，诸如按λ大体上保持在化学计量的2％以内的方式波动。例如，发动机可在喷射循环之间发生从富到稀和从稀到富的转变，从而产生在化学计量下的“平均”操作。
[0046]
另外，在一些发动机工况期间，afr可偏离化学计量。作为一个示例，全局富化(其中每个气缸都以富afr操作)是增大发动机功率的常规的性能增强策略。一般而言，较高气缸空气充气带来更多发动机扭矩以及因此更多发动机功率，其中气缸加燃料基于较高空气充气来对应地增加以维持富化。特别地，附加的未反应燃料冷却发动机系统部件，包括下游涡轮165和排放控制装置70，从而实现更多气流以增大功率，同时减少下游部件的热相关退化(对比以较高气缸空气充气在化学计量下操作而言)。然而，如上文所提及，排放控制装置70在化学计量下是最有效的，并且因此，上文描述的全局富化策略带来增加的车辆排放，特别是增加的co和hc排放。
[0047]
因此，根据本公开，诸如当需要高发动机扭矩(或高发动机功率)时，第一组气缸可以第一富afr操作，并且发动机气缸的剩余的第二组气缸可以第二稀afr操作。此类操作在本文中将被称为“分流λ”操作(或处于分流λ模式的操作)。特别地，内侧气缸可以稀afr操作，从而造成气缸14和15将稀排气进给到第一排气歧管81，并且外侧气缸可以富afr操作，从而造成气缸13和14将富排气进给到第二排气歧管85。在涡轮165处及其下游进行混合之前，第一排气歧管81中的稀排气可与第二排气歧管85中的富排气隔离。另外，可基于第一组气缸的富化程度来选择第二组气缸的稀化程度，使得来自第一组气缸的排气可与来自第二组气缸的排气混合以形成化学计量混合物，即使在没有一个气缸以化学计量操作时也是如此。更进一步地，第一组气缸的富化程度(和第二组气缸的稀化程度)大于在标称发动机操作期间出现的围绕化学计量的典型的波动。作为一个示例，第一组气缸可以所具有的λ值在0.95至0.8的范围内的富afr(例如，5％至20％富)操作。
[0048]
通过将发动机10维持为总体(例如，全局)化学计量，即使在以分流λ操作模式操作时，也可减少排气尾管排放。例如，以分流λ模式操作可带来与常规的富化发动机操作相比
大幅减少(例如，减少90％)的co排放，同时提供增加的发动机冷却和增大的发动机功率，这与常规的富化发动机操作类似。作为一个示例，如将关于图5进一步描述的，控制器12可响应于增大的发动机需求而使发动机10转变到分流λ操作模式和从所述分流λ操作模式转变。
[0049]
另外，由于egr通道50联接到在分流λ操作期间从外部气缸13和18接收富化排气的第二排气歧管85，因此再循环到进气通道28(并供应到发动机10的每个气缸)的排气可被富化。与稀egr和化学计量egr相比，富化egr包含相对高的浓度(或量)的co和氢气。co和氢气具有高有效辛烷值，从而抵消每个气缸的爆震极限并为富化气缸和稀化气缸两者创造了附加的火花提前机会。火花提前为涡轮165和排放控制装置70提供了附加温度释放，从而与在没有富化egr的情况下操作发动机10时相比，实现甚至更多的气流(以及因此发动机功率)。因此，冷却的富化egr可为发动机10提供附加爆震和效率益处。更进一步地，即使在以分流λ模式操作并使egr富化之前，在高发动机负荷下提供egr也可提供发动机冷却，从而使得发动机气流能够相对于没有提供egr时有所增加。这种操作在本文中将被称为动力egr模式，并且将关于图5进行进一步描述。
[0050]
其他发动机系统配置也可使得能够在分流λ模式下以富化egr操作来增大发动机功率并减少排放。接下来，图3示出了发动机10的第二示例配置。具体地，图3示出了示例发动机系统300，其中发动机10包括呈v-6配置的气缸13、14、15、19、20和21。然而，其他数量的发动机气缸也是可能的，诸如v-8配置。除了下文描述的差异之外，发动机系统300可与图2的发动机系统200基本上相同。因此，先前在图1和图2中介绍的部件用相同的附图标记表示并且不再重新介绍。
[0051]
在发动机系统300的示例中，发动机10包括两个发动机排，即第一发动机排312和第二发动机排314。具体地，第一发动机排312包括气缸13、14和15，每个气缸经由进气道22联接到进气歧管44，并且第二发动机排314包括气缸19、20和21，每个气缸经由进气道22联接到进气歧管44。第一发动机排312的气缸13、14和15中的每一者经由排气道86将燃烧气体排出到第一排气歧管81。从第一排气歧管81，气体可被引导到涡轮增压器174的涡轮175。相比之下，第二发动机排314的气缸19、20和21中的每一者经由排气道87将燃烧气体排出到与排气歧管85分开的第二排气歧管85。例如，没有通道直接地联接第一排气歧管81和第二排气歧管85。从第二排气歧管85，气体可被引导到不同于涡轮增压器174的涡轮增压器164的涡轮165。例如，涡轮175定位在第一排气通道77中并唯一地从第一排气歧管81接收排气以用于驱动定位在进气通道29中的压缩机172。涡轮165定位在第二排气通道76中并唯一地从排气歧管85接收排气以用于驱动定位在进气通道28中的压缩机162。例如，如图所示，压缩机172可与压缩机162并联地联接。
[0052]
因此，在发动机系统300的示例配置中，排气系统84包括两个分开的排气歧管，即，第一排气歧管81和第二排气歧管85，每个排气歧管联接到单个发动机排的发动机气缸。另外，排气系统84包括两个涡轮增压器，即，涡轮增压器164和涡轮增压器174，每个涡轮增压器具有被定位成仅从两个排气歧管中的一者接收排气的涡轮。
[0053]
第一排气通道77和第二排气通道76合并，并且相应地在涡轮175和165下游联接到排气通道74。排气通道74用作共用排气通道。在一些示例中，排气通道77和76中的一者或两者可包括在对应的涡轮下游且在排气通道74上游的紧密地联接的催化剂。在图3所示的示例中，第一紧密地联接的催化剂78在涡轮175下游和在第一排气通道77与共用排气通道74
联接处上游定位在第一排气通道77中，并且第二紧密地联接的催化剂72在涡轮165下游和在第二排气通道76与共用排气通道74联接处上游定位在第二排气通道76中。相比之下，排放控制装置70定位在共用排气通道74中。因此，在第一紧密地联接的催化剂78唯一地从第一发动机排312(例如，经由第一排气歧管81和涡轮175)接收排气并且第二紧密地联接的催化剂72唯一地从第二发动机排314(例如，经由第二排气歧管85和涡轮165)接收排气时，排放控制装置70从第一发动机排312和第二发动机排314两者接收排气，并且被引导出排气尾管的所有排气都通过排气通道74和排放控制装置70。然而，在其他示例中，可省略第一紧密地联接的催化剂78和第二紧密地联接的催化剂72。
[0054]
当包括第一紧密地联接的催化剂78和第二紧密地联接的催化剂72时，它们可在以分流λ模式操作之前(例如，在发动机冷起动期间)减少车辆排放。例如，由于定位得更靠近发动机10，与排放控制装置70相比，第一紧密地联接的催化剂78和第二紧密地联接的催化剂72可从发动机接收更多的热量，并且因此可更快地实现起燃。然而，在以分流λ模式操作时，由于仅接收富或稀排气，因此第一紧密地联接的催化剂78和第二紧密地联接的催化剂72可能效率较低。在此类示例中，排放控制装置70可有效地处理未被第一紧密地联接的催化剂78和第二紧密地联接的催化剂72处理的排气组分。
[0055]
如图3所示，排气通道74包括：第一氧传感器90和传感器96，每个传感器都定位在排放控制装置70上游；以及任选的第二氧传感器91，其定位在排放控制装置70下游，就像在上文关于图2所述的发动机系统200中那样。在其他示例中，另外地或可选地，排气传感器(诸如氧、温度和/或压力传感器)可联接到第一排气通道77和/或第二排气通道76。例如，氧传感器可在第一紧密地联接的催化剂78上游联接到第一排气通道77和/或在第二紧密地联接的催化剂72上游联接到第二排气通道76。
[0056]
进气通道28和29可被配置为合并且在节气门62上游联接到共用进气通道30的两个并联进气通道。如图3所示，进气通道28包括如图2中介绍的cac 40，并且进气通道29包括第二cac 43。然而，在其他示例中，可包括单个增压空气冷却器，诸如在节气门62上游定位在共用进气通道30中。进气通道29可包括定位在进气通道28中并在上文关于图2描述的各种传感器中的一些或全部的第二组传感器以用于确定提供给发动机10的进气的不同品质。例如，进气通道29被示出为包括maf传感器49、温度传感器32和进气氧传感器33。可选地，仅进气通道28和29中的一者可包括每一种传感器。例如，进气通道28可包括maf传感器48和温度传感器31(而不包括进气氧传感器35)，并且进气通道29可包括进气氧传感器33(而不包括maf传感器49和温度传感器32)。作为另一个示例，进气通道29可包括maf传感器49(而不包括温度传感器32和进气氧传感器33)，并且进气通道28可包括温度传感器31和进气氧传感器35(而不包括maf传感器48)。
[0057]
另外，进气通道29可包括压缩机再循环通道46以用于将压缩空气从在cac 43上游的压缩机172的出口再循环到压缩机172的入口。可提供crv 45以用于调整再循环到压缩机172的入口的流的量。因此，压缩机再循环通道46和crv 45可如上文关于图2所述分别以与压缩机再循环通道41和crv 42类似的方式起作用。
[0058]
在发动机系统300的示例中，egr通道50直接地联接到第二排气歧管85，而不联接到第一排气歧管81。因此，当egr阀54至少部分地打开时，egr系统56使由燃烧产生的排气在第二发动机排314而不是第一发动机排312中再循环。另外的egr通道50被示出为在cac 40
下游和在进气通道28联接到共用进气通道30的位置上游联接到进气通道28。然而，在其他示例中，egr通道50可诸如在节气门62上游联接到共用进气通道30。由于进气通道28使进气流到经由进气歧管44向发动机10的每个气缸提供进气的共用进气通道30，因此当请求egr时，可将再循环排气提供到发动机10的每个气缸。
[0059]
由于egr系统56的配置，第二发动机排314的气缸可以第一富afr操作，并且第一发动机排312的气缸可以第二稀afr操作。特别地，气缸19、30和21可以富afr操作，从而造成富排气流到第二排气歧管85，所述富排气的一部分可经由egr通道50再循环到进气通道28。气缸13、14和15可以稀afr操作，从而造成稀排气流到第一排气歧管81。在排气通道74处进行混合之前，第一排气歧管81中的稀排气与第二排气歧管85中的富排气隔离。因此，当在分流λ操作期间，富排气可流过第二紧密地联接的催化剂72并且稀排气可流过第一紧密地联接的催化剂78时，流过排放控制装置70的排气平均可维持为化学计量以减少排放。
[0060]
其他发动机系统可以分流λ模式操作。转向图4，示出了发动机10的第三示例配置。具体地，图4示出了示例发动机系统400，其中发动机10具有直列3缸配置而不是图2的发动机系统200的直列4缸配置。除了下文描述的差异之外，发动机系统400可与图2的发动机系统200基本上相同。因此，先前在图1至图3中介绍的部件用相同的附图标记表示并且不再重新介绍。
[0061]
如上文所提及，在发动机系统400的示例中，发动机10包括以直列3缸配置布置的气缸13、14和15。另外，发动机系统300的排气系统84仅包括排气歧管85。因此，排气歧管85经由排气道87联接到气缸13、14和15中的每一者(例如，发动机10的每个气缸)，并且排气歧管85接收从发动机10的所有气缸排出的排气。如上所述，由排气歧管85接收的排气可被导引到涡轮165。
[0062]
当经由egr系统56提供egr时，诸如当egr阀54至少部分地打开时，排气的一部分可流过egr通道50。在发动机系统300的示例中，egr通道50可接收源自气缸13、14和15中的每一者的排气。然而，egr通道50在气缸13的排气道87连结排气歧管85的位置上游联接到气缸13的排气道87。由于egr通道50相对于排气道87的位置和在排气歧管85内的流体动力学，与气缸14和15相比，再循环通过egr通道50的较高比例的排气可源自气缸13内的燃烧。例如，流过egr通道50的排气的至少80％可源自气缸13内的燃烧。
[0063]
由于发动机系统400中的发动机10中的奇数个气缸，处于分流λ模式的操作可不同于当发动机具有偶数个气缸(诸如在图2的发动机系统200和图3的发动机系统300中)时的操作。例如，当从排气歧管85流到排放控制装置70的排气维持为全局化学计量时，气缸13、14和15各自可以不同afr操作。也就是说，第一气缸可以第一富afr操作，第二气缸可以第二化学计量afr操作，并且剩余的第三气缸可以第三稀afr操作，从而在排放控制装置70上游产生化学计量混合物。具体地，气缸13可以富afr操作，气缸14可以化学计量操作，并且气缸15可以稀afr操作。在另一个示例中，气缸14可以稀afr操作，而气缸15可以化学计量操作。然而，可选择性地使气缸13富化，使得经由egr系统56再循环的排气被富化，以便实现上文关于图2所述的火花提前和附加冷却益处。
[0064]
因此，图2至图4的系统提供了三种示例发动机配置(例如，具有偶数个气缸的直列配置、v形配置和具有奇数个气缸的直列配置)以及对以下内容的描述：三种发动机配置中的每一种如何使得能够在分流λ模式下以富化egr操作，从而增大发动机功率，同时减少燃
料使用并减少车辆排放。应注意，在不脱离本公开的范围的情况下，可改变每种配置中的气缸的数量。
[0065]
接下来，图5提供了用于基于发动机需求来调整发动机操作，包括转入和转出分流λ操作模式的示例方法500。例如，由于不同燃烧速率，分流λ燃烧策略固有地会导致富气缸与稀气缸之间的不平衡，这可能会造成发动机振动。因此，方法500提供了用于缓解这种不平衡以便减少发动机振动的控制策略。方法500另外地包括用于转入和转出动力egr模式的控制策略，在此模式期间，经由排气部件温度释放提供冷却的egr以增大发动机输出。例如，动力egr模式可用于产生发动机功率输出，该发动机功率输出大于在没有egr的情况下因排气温度极限而能够经由增压提供的发动机功率输出，并且小于可经由分流λ模式提供的发动机功率输出。用于实施方法500和本文中包括的其余方法的指令可由控制器(例如，图1至图4的控制器12)基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器(诸如上文参考图1至图4描述的传感器)接收的信号来执行。控制器可采用发动机系统的发动机致动器(例如，图1至图4的燃料喷射器66、图1至图4的火花塞92和图2至图4的egr阀54)来根据下文描述的方法调整发动机操作。
[0066]
在502处，方法500包括估计和/或测量发动机工况。工况可包括例如制动踏板位置、加速踏板位置、环境温度和湿度、大气压力、发动机转速、发动机负荷、发动机扭矩、发动机温度、质量空气流量(maf)、进气歧管压力(map)、命令的afr、进入排放控制装置(例如，图2至图4的排放控制装置70)的排气的实际的afr、排气温度等。作为一个示例，控制器可使用加速踏板位置来确定车辆操作员所需的发动机扭矩。例如，控制器可将加速踏板位置和发动机转速输入到发动机map图中以确定发动机扭矩需求。另外，控制器可确定基于发动机扭矩和发动机转速产生的发动机功率，诸如通过将发动机扭矩乘以发动机转速来确定。作为另一个示例，控制器可基于(例如，依据)map图和大气压力来确定由涡轮增压器(例如，图2至图4的涡轮增压器164)提供的增压压力。
[0067]
在504处，方法500包括确定扭矩需求是否大于第一阈值扭矩。第一阈值扭矩可为预校准的非零发动机扭矩值，高于该预校准的非零发动机扭矩值，在以化学计量操作发动机时无法在不冒着排气系统部件，诸如涡轮增压器的涡轮(例如，图2至图4的涡轮165)和排放控制装置的热相关退化的风险的情况下进一步增大扭矩。如上文关于图2所提及，更多发动机气流(例如，更高maf和/或map图值)会带来更多发动机功率。然而，同样如上文所提及，这会增大所产生的排气的温度，以及因此排气系统部件的温度。因此，可基于阈值排气温度来设定第一阈值扭矩，该阈值排气温度包括预校准的非零排气温度值，高于该预校准的非零排气温度值，可能会增加排气系统部件退化。作为方法在504处的可选示例，可确定发动机功率需求是否大于第一阈值功率，该第一阈值功率可与在给定发动机转速下的第一阈值扭矩相对应。
[0068]
如果扭矩需求不大于第一阈值扭矩，则方法500进行到542并包括以化学计量模式(在本文中也被称为化学计量操作模式)操作发动机。可提供egr，其中egr的速率响应于发动机转速和负荷而调整，诸如以在部分负荷操作期间提供egr，以便提高发动机效率，降低燃料消耗，并且减少nox排放。另外，所提供的egr的量可受发动机的燃烧稳定性或流动能力的限制。如将在本文中详述的，这不同于提供egr以增大发动机功率。例如，当发动机负荷大于较低的第一阈值负荷且小于较高的第二阈值负荷时，可提供egr。第一阈值负荷可为预校
准的非零负荷，低于该预校准的非零负荷，egr可能会导致不稳定的燃烧。第二阈值负荷可为预校准的非零负荷，高于该预校准的非零负荷，egr可能会减小发动机功率。另外地，可基于扭矩需求来经由涡轮增压器提供增压。然而，可基于排气温度来限制增压压力(例如，增压量)，诸如以维持排气温度低于阈值排气温度。因此，在以化学计量模式操作时，增压压力可保持低于受温度限制的增压压力阈值。作为一个示例，受温度限制的增压压力阈值可与用于产生第一阈值扭矩的增压压力相对应。
[0069]
然后可结束方法500。另外，可重复方法500，使得控制器可随工况变化而更新操作模式。例如，控制器可自动地且连续地(例如，实时地)重复方法500的至少部分，使得可基于从发动机的传感器接收的信号来检测工况的变化，诸如扭矩需求的变化，并且对所述变化进行评估以确定工况的变化是否有必要改变发动机操作模式。
[0070]
返回到504，如果替代地扭矩需求大于第一阈值扭矩，则方法500进行到506并包括使发动机转入动力egr模式。动力egr模式(在本文中也被称为动力egr操作模式)不同于上文描述的提供egr以降低部分负荷操作期间的燃料消耗和nox排放。通过当扭矩需求大于第一阈值扭矩时提供egr，可降低燃烧温度，从而实现更大气缸空气充气(例如，更多增压)和对应的加燃料以增大发动机功率，同时减少排气部件的热相关退化。例如，动力egr模式可使得发动机扭矩能够增大到高于第一阈值扭矩，同时维持排气温度低于阈值排气温度。例如，在以动力egr模式操作时提供egr通过冷却排气(稀释)并通过增大爆震极限(这进一步冷却排气)来实现最大发动机负荷/扭矩/功率。排气的这种冷却在维持较低排气温度的同时实现更多空气/负荷，并且由此实现更多功率/扭矩输出，从而减少排气部件的热相关退化。
[0071]
使发动机转变到动力egr模式包括如在508处所指示在多个发动机循环内增大egr速率，同时以化学计量操作发动机的所有气缸。例如，在诸如在扭矩需求接近第一阈值扭矩时可能发生的较高发动机转速和负荷下，发动机可在没有egr(例如，其中egr速率为零)的情况下操作。因此，响应于扭矩需求超过第一阈值扭矩，egr速率可从零增大。作为一个示例，egr速率可从零逐渐地增大，直到发动机扭矩增大到驾驶员需求扭矩或egr速率达到阈值egr速率为止。阈值egr速率可为预校准的非零egr速率，将egr速率进一步增大到高于该预校准的非零egr速率可能会造成失火或局部燃烧。例如，在多个发动机循环内增大egr速率可包括控制器使egr阀以预校准的速率从完全地关闭的位置逐渐地打开，诸如通过调整发送到处于预校准的速率的egr阀的致动器的控制信号来进行。同时，增压压力可逐渐地增大，诸如增大到高于受温度限制的增压压力阈值。例如，增压压力可以与egr增大速率成比例的速率逐渐地增大。通过在多个发动机循环内逐渐地增大egr速率，相对于瞬时地使egr速率阶梯式上升到用于产生对应的功率增大的所期望的速率，可减少发动机振动并且可进一步减少排气部件的热相关退化。
[0072]
另外，发动机可继续以化学计量操作，其中所有气缸以相同(例如，均一)afr操作。如上文关于图2所提及，以化学计量操作发动机可包括在点火之间围绕化学计量的小的afr波动，但这不同于将发动机操作为全局富化、全局稀化或将不同afr分配给不同气缸或气缸组(就像在本文中所述的分流λ操作模式中那样)。
[0073]
使发动机转变到动力egr模式还包括如在510处所指示基于egr速率来调整火花正时。作为一个示例，当egr逐渐地增大时，可基于egr速率来全局地调整火花正时(例如，对每
个发动机气缸进行相同调整)。由于egr会降低燃烧温度，因此可使火花正时提前，其中提前程度与egr速率的增大成比例。作为一个示例，控制器可将egr速率(或egr阀的开度)输入到查找表、算法或map图中，该查找表、算法或map图可输出对应的火花正时。作为另一个示例，控制器可基于逻辑规则来确定火花正时，该逻辑规则是egr速率(或egr阀的开度)的函数。然后，控制器可产生控制信号(例如，信号sa)，该控制信号被发送到点火系统(例如，图1的点火系统88)以在所确定的火花正时致动每个气缸的火花塞。作为一个示例，可在mbt火花正时或边界火花正时(例如，基于来自爆震传感器的反馈)递送火花。
[0074]
在512处，方法500包括确定扭矩需求是否大于第二阈值扭矩，该第二阈值扭矩大于上文在504处描述的第一阈值扭矩。第二阈值扭矩可为预校准的非零发动机扭矩值，在以动力egr模式操作发动机时，诸如由于达到阈值egr速率，无法将扭矩进一步增大到高于该预校准的非零发动机扭矩值。作为方法在512处的可选示例，可确定发动机功率需求是否大于第二阈值功率，该第二阈值功率可与在给定发动机转速下的第二阈值扭矩相对应。
[0075]
如果扭矩需求不大于第二阈值扭矩，则方法500进行到532并包括以动力egr模式操作发动机。也就是说，如上文在506处所述，可将egr提供用于排气部件温度释放，从而使得发动机能够产生大于第一阈值扭矩且小于第二阈值扭矩的扭矩值，而不会使排气部件退化。因此，可使发动机转入动力egr模式(例如，在506处)，然后以该动力egr模式操作(例如，在532处)。
[0076]
如果替代地扭矩需求大于第二阈值扭矩，则方法500进行到514并包括使发动机转入分流λ操作模式。作为第一示例，发动机可响应于扭矩需求的进一步增大而转入分流λ操作模式，在以动力egr模式操作时，扭矩需求的进一步增大会造成扭矩需求超过第二阈值扭矩。作为第二示例，扭矩需求可从低于第一阈值扭矩快速地增大到高于第二阈值扭矩。在第二示例中，转入动力egr模式可使发动机准备好转入振动减少且排气部件温度控制提高的分流λ操作模式。例如，在暂时地以动力egr模式操作时，发动机可响应于egr速率达到阈值egr速率而转入分流λ操作模式。因此，动力egr模式用作用于增大发动机功率(诸如当扭矩需求大于第一阈值扭矩而小于第二阈值扭矩(例如，就像在532处那样)时)并用于使发动机转入分流λ操作模式的独特的操作模式。
[0077]
使发动机转入分流λ操作模式包括如在516处所指示以第一富afr操作第一气缸组并且以第二稀afr操作第二气缸组。在一些示例中，诸如当发动机包括奇数个气缸时，所述方法还可包括以化学计量操作第三气缸组。第一气缸组和第二气缸组中的每一者可包括一个或多个气缸，其中第一气缸组中的气缸数量等于第二气缸组中的气缸数量。例如，当发动机包括偶数个气缸和两个排气歧管时，可在富气缸与稀气缸之间等分所述气缸(例如，一半气缸以富afr操作，并且一半气缸以稀afr操作)。这可包括以稀afr操作联接到第一排气歧管(例如，图2和图3的第一排气歧管81)的所有气缸并以富afr操作联接到第二排气歧管(例如，图2和图3的第二排气歧管85)的所有气缸，第二排气歧管进一步联接到egr系统。作为一个示例，当发动机包括两个发动机排时，第一发动机排(例如，图3的第一发动机排312)的气缸可以稀afr操作，而第二发动机排(例如，图3的第二发动机排314)的气缸可以富afr操作。作为另一个示例，当发动机包括奇数个气缸时，一个气缸可以化学计量操作，而在富afr(例如，第一气缸组)与稀afr(例如，第二气缸组)之间等分剩余的气缸。另外，如上文关于图2详述的，可平衡富afr和稀afr以在下游排放控制装置处产生化学计量混合物。
[0078]
另外，使发动机转入分流λ模式包括如在518处所指示增大在富afr与稀afr之间的差值，同时在多个发动机循环内维持或减小egr速率。在富afr与稀afr之间的差值在本文中可被称为λ分流。因此，使发动机转入分流λ模式包括增大λ分流。例如，在每个发动机循环递增地减小egr速率时，可递增地增大λ分流，直到满足发动机需求为止。这可包括控制器在每个发动机循环进一步使第一组气缸富化并进一步使第二组气缸稀化对应的量以在排放控制装置处维持化学计量排气混合物。例如，在每个发动机循环，第一组气缸的富化程度可等于第二组气缸的稀化程度。作为一个非限制性说明性示例，富afr可在每个发动机循环减小λ值0.02，并且稀afr可在每个发动机循环对应地增大，以在排放控制装置处维持化学计量排气混合物。作为另一个示例，在λ分流增大时，可在多个发动机循环内维持egr速率。如将关于图6所示，在较高λ分流和一些egr范围下，调整egr速率可能不会影响输出发动机扭矩/功率。
[0079]
作为一个示例，控制器可基于气缸是在第一气缸组中还是在第二气缸组中(并且在一些示例中有第三气缸组)以及所期望的λ分流来确定在每个发动机循环命令用于每个气缸的afr。然后，控制器可基于特定气缸的命令的afr和气缸空气充气量，诸如经由查找表或函数来调整发送到每个气缸的燃料喷射器的信号fpw的脉冲宽度。另外，控制器可调整在每个发动机循环发送到egr阀的控制信号，以便随着λ分流的增大而成比例地减小egr阀的开度。然而，egr阀可在以分流λ模式操作期间保持部分地打开，以便提供非零egr速率。
[0080]
可理解，为了满足增大的发动机扭矩需求，可进一步增大增压压力。作为一个示例，增压压力可在每个发动机循环以与λ分流在每个发动机循环的变化成比例的速率递增地增大。例如，可相对于第一组气缸的富化程度以及egr速率(即会影响排气部件冷却的两个参数)校准增压增大，以便在发动机扭矩输出进一步增大时防止和/或减少热相关退化。
[0081]
使发动机转入分流λ操作模式还包括如在520处所指示单独地调整每个气缸的火花正时。可选地，这可包括独立于其他气缸组调整每个气缸组的火花正时。由于egr会降低燃烧温度并且进一步由于egr是从第一富化气缸组抽取的，因此可为每个气缸提前火花正时，其中提前程度对于第一气缸组和第二气缸组来说是不同的。另外地，egr的富化程度可等于第一气缸组的富化程度。因此，作为一个示例，控制器可将egr速率(或egr阀的开度)、egr的富化程度和特定气缸的命令的afr输入到查找表、算法或map图中，该查找表、算法或map图可输出对应的火花正时。作为另一个示例，控制器可基于逻辑规则来确定火花正时，该逻辑规则是egr速率(或egr阀的开度)、egr的富化程度和气缸的命令的afr的函数。然后，控制器可产生控制信号，该控制信号被发送到点火系统以在每个气缸的所确定的火花正时致动所述各个气缸的火花塞。作为一个示例，控制器可将每个气缸组的预校准的mbt火花正时值(例如，富、稀和化学计量)存储在非暂时性存储器中，并且每个气缸可在该组气缸的mbt火花正时或边界火花正时(如通过爆震传感器进行控制)操作。另外，由于气缸组的不同燃烧速率，稀气缸组的mbt火花正时可提前较多时间，而富气缸组的mbt火花正时可提前较少时间。
[0082]
在522处，方法500包括以分流λ操作模式操作发动机。因此，可使发动机转入分流λ模式(例如，在514处)，然后以该分流λ模式操作(例如，在522处)以提供排气部件温度释放与减少的车辆排放，从而使得发动机能够产生大于第二阈值扭矩的扭矩值，同时维持排气温度低于阈值排气温度。
[0083]
在524处，方法500包括确定扭矩需求是否保持高于第二阈值扭矩(如上文在512处所限定)。例如，控制器可连续地评估发动机工况以确定扭矩需求是否存在变化，并且响应于扭矩需求的变化，将新请求的扭矩需求与第二阈值扭矩进行比较。作为一个示例，在使发动机转入分流λ操作模式之后，扭矩需求可诸如因驾驶员松加速踏板事件而减小到低于第二阈值扭矩。如果替代地扭矩需求保持高于第二阈值扭矩，则方法500可返回到522以继续以分流λ模式操作发动机。
[0084]
如果扭矩需求减小到低于第二阈值扭矩，则方法500进行到526并包括使发动机转出分流λ操作模式。类似于用于使发动机转入分流λ操作模式(例如，上文在514处描述)的发动机调整序列，可校准用于使发动机转出分流λ操作模式的发动机调整序列以减少发动机振动并维持排气温度低于阈值温度。
[0085]
使发动机转出分流λ操作模式包括如在528处所指示减小在富afr与稀afr之间的差值，同时在多个发动机循环内维持或增大egr速率。例如，可在多个发动机循环内逐渐地减小λ分流，直到λ分流达到零并且所有发动机气缸都以均一的命令的afr(例如，化学计量)操作为止。这可包括控制器在每个发动机循环减小第一组气缸的富化程度并以对应的量调整将第二组气缸的稀afr以在排放控制装置处维持化学计量排气混合物。作为一个非限制性说明性示例，富afr可在每个发动机循环增大λ值0.02，其中稀afr对应地增大。同时，egr速率可在多个发动机循环内逐渐地增大，直到达到阈值egr速率为止。作为另一个示例，在λ分流减小时，可在多个发动机循环内维持egr速率，因为在一些λ分流和egr范围内，调整egr速率可能不会影响输出发动机扭矩/功率。
[0086]
使发动机转出分流λ操作模式还包括如在530处所指示单独地调整每个气缸的火花正时。可选地，这可包括独立于其他气缸组调整每个气缸组的火花正时。由于egr速率、egr的富化程度以及第一气缸组和第二气缸组的命令的afr在转变期间的每个发动机循环都会改变，因此控制器可在每个发动机循环调整每个气缸的火花正时。虽然在使发动机转出分流λ模式时进行的调整的方向性可能与在使发动机转入分流λ模式(例如，在514处)时进行的调整的方向性相反，但控制器可以上文在520处所述的相同方式确定每个气缸的火花正时。
[0087]
如上所述，一旦发动机已被转出分流λ操作模式并且发动机以均一的命令的afr(例如，化学计量)操作，方法500就进行到532来以动力egr模式操作发动机。因此，使发动机转出分流λ操作模式还包括使发动机转入动力egr模式。
[0088]
在534处，方法500包括确定扭矩需求是否大于第一阈值扭矩(上文在504处所介绍)。作为一个示例，扭矩需求可减小到低于第二阈值扭矩(如在524处所确定)而保持高于第一阈值扭矩，并且因此，方法500可返回到532以继续以动力egr模式操作。如果替代地扭矩需求已减小到低于第一阈值扭矩，则方法500进行到536并包括使发动机转出动力egr模式。
[0089]
使发动机转出动力egr模式包括如在538处所指示在多个发动机循环内减小egr速率，同时以化学计量操作所有气缸。作为一个示例，可以与egr在508处增大的速率相同的速率减小egr速率。例如，控制器可在多个发动机循环内通过逐渐地关闭egr阀来使egr速率从阈值egr速率减小，直到egr阀完全地关闭并且egr速率为零为止。通过在多个发动机循环内逐渐地减小egr速率，相对于瞬时地使egr速率减小到零，可减少发动机振动并可进一步减
少排气部件的热相关退化。
[0090]
使发动机转出动力egr模式还包括如在540处所指示基于egr速率来调整火花正时。作为一个示例，当egr逐渐地减小时，可基于egr速率来全局地调整火花正时(例如，对每个发动机气缸进行相同调整)。由于egr会降低燃烧温度，因此当egr速率在每个发动机循环减小时，火花正时可提前较少时间。虽然在使发动机转出动力egr模式时进行的调整的方向性可能与在使发动机转入动力egr模式(例如，在506处)时进行的调整的方向性相反，但控制器可如上文在510处所述确定火花正时。
[0091]
如上所述，一旦发动机被转出动力egr模式，方法500就可进行到542来以化学计量模式操作发动机。例如，响应于扭矩需求继续减小并且发动机负荷下降到低于阈值负荷，egr速率可在部分负荷操作期间从零增大以提高发动机效率并降低燃料消耗。另外，可基于发动机需求来提供增压，同时将所述增压保持低于受温度限制的增压压力阈值。
[0092]
以此方式，方法500提供了一种用于基于发动机扭矩(或功率)需求来以不同操作模式(例如，化学计量模式、动力egr模式和分流λ模式)操作车辆的发动机，同时减少热相关排气部件退化并减少车辆排放的方法。如本文的示例所示，响应于发动机扭矩需求的确定而操作和执行动作的方法可包括：操作发动机以产生扭矩(例如，在车辆行驶并且发动机燃烧以提供驾驶员需求扭矩的情况下操作)；选择将提供发动机扭矩需求的操作模式(诸如基于传感器输出，例如，加速踏板位置传感器输出)；以及响应于所述操作模式而执行动作。例如，响应于发动机扭矩需求小于第一阈值，控制器可选择化学计量操作模式。响应于选择化学计量操作模式，控制器可针对所有气缸将命令的afr设定为化学计量，并且致动燃料喷射器以相应地对发动机加燃料以便以化学计量模式操作发动机。作为另一个示例，响应于发动机扭矩需求大于第一阈值且小于较高的第二阈值，控制器可选择动力egr模式。响应于选择动力egr模式，控制器可通过在多个发动机循环内增大egr速率(例如，通过调整发送到egr阀的信号以增大egr阀的开度)并使火花正时提前(例如，通过调整发送到点火系统的火花提前信号)来使发动机转入动力egr模式。另外，控制器可针对所有气缸将命令的afr设定为化学计量。作为又一个示例，响应于发动机扭矩需求超过第二阈值，控制器可选择分流λ模式。响应于选择分流λ模式，控制器可通过减小egr速率(减小到非零egr速率)、将第一气缸组的afr调整为富afr并将第二气缸组的afr调整为稀afr来使发动机转入分流λ模式，富afr的富化程度和第二气缸组的稀化程度在多个发动机循环内增大并被设定为产生总的化学计量afr。另外地，控制器可进一步使火花正时提前。
[0093]
关于图6示出了上文描述的转入和转出动力egr模式和分流λ模式。图6的示例曲线图600示出了在不同的命令的afr和火花正时下在发动机功率与egr速率之间的关系。水平轴线表示egr速率，其中egr速率沿水平轴线从左到右从零增大。竖直轴线表示发动机功率，其中发动机功率沿竖直轴线从下到上向上增大。另外，曲线图600的每个曲线表示不同发动机操作参数。曲线602示出了在没有优化的火花正时的情况下以化学计量进行的发动机操作，曲线604示出了在具有优化的火花正时的情况下以化学计量进行的发动机操作，曲线606示出了以第一λ分流和优化的火花正时进行的发动机操作，曲线608示出了以第二λ分流和优化的火花正时进行的发动机操作，曲线610示出了以第三λ分流和优化的火花正时进行的发动机操作，曲线612示出了以第四λ分流和优化的火花正时进行的发动机操作，并且614示出了以第五λ分流和优化的火花正时进行的发动机操作。另外，示出了egr阈值(egr_t)，
其可为上文关于图5的508描述的阈值egr速率。示出了两个发动机功率阈值，即，较低的第一发动机功率阈值(pwr_t1)和较高的第二发动机功率阈值(pwr_t2)。在给定发动机转速下，第一发动机功率阈值可与上文关于图5的504描述的第一发动机扭矩阈值相对应，并且在给定发动机转速下，第二发动机功率阈值可与上文关于图5的512描述的第二发动机扭矩阈值相对应。
[0094]
如曲线602和604所示，在以化学计量操作发动机时优化火花正时增大了发动机功率。例如，对于相同egr速率，曲线604(其表示在具有优化的火花正时的情况下以化学计量进行的发动机操作)产生了比在没有优化的火花正时的情况下以化学计量操作发动机(曲线602)时更高的发动机功率。另外，曲线602和604中的每一者都示出了增大egr速率会带来增大的发动机功率。例如，响应于发动机功率需求超过第一发动机功率阈值，如虚线箭头616所指示，egr速率可从零增大以增大发动机功率。因此，虚线箭头616大体上表示在如上文关于图5的506所述的转入动力egr模式期间逐步实施egr。
[0095]
如果发动机功率需求保持在第一发动机功率阈值与第二发动机功率阈值之间，则发动机可以动力egr模式操作，诸如沿循曲线604。如果替代地发动机功率需求大于第二发动机功率阈值和/或egr速率达到egr阈值，则可使发动机转入分流λ模式。曲线606、608、610、612和614都示出了以分流λ模式进行的发动机操作，每条曲线都具有不同λ分流。在曲线图600的示例中，曲线606包括最小λ分流，并且曲线614包括最大λ分流，其中λ分流跨曲线606与曲线614之间的曲线逐渐地增大(例如，曲线610包括比曲线608更大的λ分流，并且曲线612包括比曲线610更大的λ分流)。作为说明性示例，曲线606可包括在λ＝0.93的富afr下的发动机操作(例如，在第一气缸组中)，曲线608可包括在λ＝0.91的富afr下的发动机操作，曲线610可包括在λ＝0.89的富afr下的发动机操作，曲线612可包括在λ＝0.87的富afr下的发动机操作，并且曲线614可包括在λ＝0.85的富afr下的发动机操作。另外，每个λ分流包括以对应的稀afr进行的发动机操作(例如，在第二气缸组中)，使得由发动机产生化学计量排气混合物。如这些曲线所展示，对于相同egr速率，更大λ分流会带来更大发动机功率。
[0096]
如上文关于图5的514所述，转入分流λ模式包括如虚线箭头618所指示增大λ分流，同时减小egr速率。因此，虚线箭头618大体上表示在逐步退出egr(达到非零速率)时逐步实施λ分流。作为一个示例，发动机功率需求可从低于第一发动机功率阈值增大到高于第二发动机功率阈值。在这样的示例中，对发动机操作参数的调整可首先遵循虚线箭头616，然后遵循虚线箭头618。基于在以分流λ模式操作时的特定发动机功率需求，发动机可例如沿循曲线606、608、610、612和614中的一者操作，但其他曲线也是可能的(例如，具有不同λ分流)。
[0097]
从分流λ模式退出转变到egr动力模式大体上由虚线箭头620示出。如上文关于图5的526所详述，响应于发动机功率需求减小到低于第二发动机功率阈值，减小λ分流(例如，直到λ分流等于零为止)，同时增大egr速率，从而造成发动机转入动力egr模式。如果发动机功率需求进一步低于第一发动机功率阈值，则如大体上由虚线箭头622所示，使发动机进一步转出动力egr模式(并转入化学计量模式)。例如，如上文关于图5的536所详述，在多个发动机循环内，egr速率在虚线箭头622的方向上逐渐地减小，直到egr速率等于零为止。可理解，曲线图600中未示出以化学计量模式进行的发动机操作，因为在化学计量模式下，可能不会使用egr来增大发动机功率。
[0098]
现在转向图7，示例时间线700示出了响应于变化的发动机扭矩需求而使发动机在不同操作模式之间转变。发动机可为图2至图4所示的例如在分流λ操作期间实现富化egr再循环以进一步增大发动机功率的发动机系统配置中的任一者中包括的发动机10。曲线702中示出了发动机扭矩需求，曲线704中示出了由涡轮增压器提供的增压压力，曲线706中示出了操作模式，曲线708中示出了λ分流，曲线710中示出了egr速率，曲线712中示出了排气温度，曲线714中示出了第一组发动机气缸的递送火花正时提前，并且虚线曲线716中示出了第二组发动机气缸的递送火花正时提前。另外，较低的第一发动机扭矩阈值由虚线720示出，较高的第二发动机扭矩阈值由虚线722示出，受温度限制的增压压力阈值由虚线724示出，阈值egr速率由虚线726示出，并且阈值排气温度由虚线728示出。
[0099]
对于以上所有曲线，水平轴线表示时间，其中时间沿水平轴线从左向右增大。竖直轴线表示每个标记的参数。对于曲线702、704、708、710、712、714和716，参数的量值沿竖直轴线从下到上向上增大。对于曲线706，竖直轴线示出发动机是如标记的那样以化学计量模式(“化学计量”)操作、以动力egr模式(“动力egr”)操作还是以分流λ模式(“分流λ”)操作，这三个模式与上文关于图5描述的化学计量模式、动力egr模式和分流λ模式相对应。另外，增压压力可被理解为包括大于大气压力的进气歧管压力。例如，当增压压力为零时，发动机可在没有增压的情况下(例如，经由自然进气)，诸如在较低发动机转速和负荷下操作。另外地，时间线700的示例未示出响应延迟，诸如在对增大的发动机扭矩的请求与增压压力的对应增大之间的延迟。另外，示出了两个气缸组的火花正时，这与具有偶数个气缸的发动机(例如，就像在图2的发动机系统200和图3的发动机系统300中那样)相对应。然而，当发动机替代地包括奇数个气缸(例如，就像在图4的发动机系统400中那样)时，也可包括第三气缸组的火花正时。
[0100]
在时间t1之前，发动机扭矩需求(曲线702)小于第一阈值扭矩(虚线720)。因此，发动机以化学计量模式操作(曲线706)，其中λ分流为零(曲线708)。在发动机以化学计量模式操作时，基于发动机扭矩需求来调整egr速率(曲线710)和增压压力(曲线704)两者。例如，当发动机扭矩需求(曲线702)是低的时，诸如当发动机在怠速下操作时，不提供egr，并且egr速率为零。为了将egr速率维持为零，egr阀(例如，图2至图4的egr阀54)保持在完全地关闭的位置。然后，随着发动机扭矩需求增大，通过使egr阀的开度从完全地关闭的位置增大，egr速率从零增大(曲线710)。随着发动机扭矩需求进一步增大并开始接近第一阈值扭矩(虚线720)，通过减小egr阀的开度直到egr阀完全地关闭，egr速率再次减小到零(曲线710)。类似地，当发动机扭矩需求(曲线702)是低的时，可不提供增压，其中增压压力为零(曲线704)。增压压力(曲线704)随着发动机扭矩需求的增大(曲线702)而增大，以便提供压缩空气来满足增大的发动机扭矩需求。另外，由于以均一的afr(例如，化学计量)进行发动机操作，递送火花正时对于第一气缸组和第二气缸组来说是相同的(例如，实线曲线714和虚线曲线716是重叠的)，并且基于例如发动机转速和负荷而变化。
[0101]
由于egr速率(曲线710)减小并且增压压力(曲线704)增大，因此排气温度增大(曲线712)并接近阈值排气温度(虚线726)。在高于阈值排气温度的温度下，可能会发生排气部件(诸如涡轮增压器的涡轮和排放控制装置)的热相关退化。这与增压压力(曲线704)接近受温度限制的增压压力阈值(虚线724)相对应。受温度限制的增压压力阈值与在以化学计量模式(曲线706)操作时可提供的最大增压量相对应，以便维持排气温度(曲线712)低于阈
值排气温度(虚线728)。由于增压受排气温度的限制，因此发动机在以化学计量模式操作时可产生的扭矩量也被限制为低于第一阈值扭矩(虚线720)。
[0102]
在时间t1处，响应于发动机扭矩需求(曲线702)超过第一阈值扭矩(虚线720)，发动机转变到动力egr模式(曲线706)，以便经由冷却的egr提供排气温度释放。因此，egr速率(曲线710)从零逐渐地增大(例如，通过使egr阀从完全地关闭的位置逐渐地打开)。所有发动机气缸继续在动力egr模式下以化学计量操作，并且因此λ分流保持等于零(曲线708)。每个气缸的火花正时因egr的冷却效应而以mbt正时操作，并且由于均一的命令的afr，所述火花正时对于每个气缸组来说可能是大约相同的(曲线714和716)。另外地，由于egr的冷却效应，增压压力(曲线704)进一步增大到高于受温度限制的增压压力阈值(虚线724)，从而使得发动机扭矩能够满足发动机扭矩需求，同时排气温度(曲线712)从排气温度阈值减小并保持低于该排气温度阈值(虚线728)。通过将所有气缸维持为化学计量，排放控制装置继续有效地处理排气，从而带来减少的车辆排放，同时增大发动机扭矩并且最小化发动机振动。
[0103]
在时间t1与时间t2之间，发动机扭矩需求(曲线702)保持大于第一阈值扭矩(虚线720)且小于第二阈值扭矩(虚线722)。因此，发动机在时间t1与时间t2之间以动力egr模式操作(曲线706)。另外，基于发动机扭矩需求(曲线702)来调整egr速率(曲线710)和增压压力(曲线704)，诸如通过响应于发动机扭矩需求减小，同时保持在第一阈值扭矩与第二阈值扭矩之间时而减小egr速率和增压压力。
[0104]
在时间t2处，发动机扭矩需求(曲线702)减小到低于第一阈值扭矩(虚线720)。作为响应，发动机转出动力egr模式并转入化学计量模式(曲线706)。为了使发动机转出动力egr模式，将egr速率逐渐地减小到零(曲线710)，从而使得排气温度(曲线712)能够保持低于阈值排气温度(虚线728)。同时，将增压压力(曲线704)减小到低于受温度限制的增压压力阈值(虚线724)。在转出动力egr模式并转入化学计量模式时，发动机以化学计量模式操作(曲线706)，同时在时间t2与时间t3之间，发动机扭矩需求(曲线702)保持低于第一阈值扭矩(虚线720)。另外地，在发动机以化学计量模式操作的情况下，λ分流保持为零(曲线708)。
[0105]
在时间t3处，发动机扭矩需求(曲线702)再次增大到高于第一阈值扭矩(虚线720)。作为响应，发动机开始转入动力egr模式(曲线706)，其中egr速率从零逐渐地增大(曲线710)。在发生该转变时，发动机扭矩需求(曲线702)继续增大并超过第二扭矩需求阈值(虚线722)。因此，发动机转入分流λ模式(曲线706)。例如，一旦egr速率(曲线710)达到阈值egr速率(虚线726)，egr速率就逐渐地减小，同时λ分流(曲线708)逐渐地增大。第一组气缸以富afr操作，并且第二组气缸以稀afr操作，其中随着λ分流的逐步实施而逐渐地增大富afr的富化程度，并且相应地调整稀afr，以在排放控制装置处产生化学计量排气混合物。另外，针对不同气缸组不同地调整火花正时提前。递送火花正时提前对于第一富气缸组来说较低(曲线714)并且对于第二稀气缸组来说较高(曲线716)，但这两个气缸组都可以对应的气缸组的mbt正时(或者，可选地，边界火花正时)操作。
[0106]
在发动机以分流λ模式操作时，增压压力(曲线704)增大到高于受温度限制的增压压力阈值(虚线724)，从而使得发动机扭矩能够满足发动机扭矩需求，同时排气温度(曲线712)保持低于排气温度阈值(虚线728)。另外，可基于发动机扭矩需求来调整λ分流和/或egr速率，诸如通过响应于减小的发动机扭矩需求(其保持高于第二阈值扭矩)而减小λ分流
和/或egr速率，并且响应于增大的发动机扭矩需求而增大λ分流和/或egr速率来调整。如在时间t3与时间t4之间所示，当λ分流(曲线708)相对高时，即使在发动机扭矩需求(曲线702)存在略微波动的情况下，egr速率(曲线710)也保持相对恒定。
[0107]
在时间t4处，发动机扭矩需求(曲线702)减小到低于第二阈值扭矩(虚线722)。因此，发动机转出分流λ模式并转入动力egr模式。转出分流λ模式并转入动力egr模式包括在多个发动机循环内逐渐地增大egr速率(曲线710)，直到达到阈值egr速率(虚线726)为止。另外，在多个发动机循环内减小λ分流(曲线708)，直到发动机以均一的afr操作并且λ分流达到零为止。由于减小的发动机扭矩需求，增压压力减小(曲线704)，但保持高于受温度限制的增压压力阈值(虚线724)。由于在转变期间λ分流的逐渐减小和egr速率的逐渐增大，排气温度(曲线712)保持低于排气温度阈值(虚线728)。另外，由于转变到均一的命令的afr，每个气缸组以大约相同的递送火花正时提前(曲线714和716)进行操作。
[0108]
在转出分流λ操作模式后，发动机扭矩需求(曲线702)保持高于第一扭矩阈值(虚线720)。因此，发动机以动力egr模式操作(曲线706)。然而，发动机扭矩需求(曲线702)之后在时间t5处减小到低于第一扭矩阈值(虚线720)，并且因此发动机转出动力egr模式并转入化学计量模式(曲线706)。这包括逐渐地减小egr速率，直到egr速率达到零(曲线710)为止。增压压力(曲线704)减小到低于受温度限制的增压压力阈值(虚线724)，使得排气温度(曲线712)保持低于阈值排气温度(虚线728)。更进一步地，λ分流保持为零(曲线708)。
[0109]
在时间t6处，发动机扭矩需求(曲线702)再次增大到高于第一扭矩阈值(虚线720)。作为响应，发动机转变到以动力egr模式操作(曲线706)，其中egr率从零逐渐地增大(曲线710)，同时λ分流保持为零(曲线708)。由于egr的冷却效应，增压压力(曲线704)增大到高于受温度限制的增压压力阈值(虚线724)，从而使得发动机扭矩能够满足更高发动机扭矩需求，同时排气温度(曲线712)保持低于排气温度阈值(虚线728)。与在相同发动机转速和负荷下在动力egr模式之外的火花正时相比，还进一步使每个气缸的火花正时提前(曲线714和716)。
[0110]
在时间t5与时间t6之间，发动机以动力egr模式操作。然而，在时间t6处，发动机扭矩需求(曲线702)增大到高于第二扭矩阈值(虚线722)。作为响应，发动机转变为以分流λ模式操作(曲线706)。在转变期间，egr速率(曲线710)逐渐地增大到阈值egr速率(虚线726)，然后逐渐地减小，同时λ分流(曲线708)逐渐地增大。第一组气缸以富afr操作，并且第二组气缸以稀afr操作，其中随着λ分流的逐步实施而逐渐地增大富afr的富化程度(以及稀afr的稀化程度)。第三组气缸(当发动机包括奇数个气缸时)维持为化学计量。另外，如上文关于在时间t3与时间t4之间的分流λ转变所述，针对不同气缸组不同地调整火花正时提前。在发动机以分流λ模式操作时，增压压力(曲线704)仍进一步增大到高于受温度限制的增压压力阈值(虚线724)，从而使得发动机扭矩能够满足发动机扭矩需求，同时排气温度(曲线712)保持低于排气温度阈值(虚线728)。
[0111]
在时间t7处，发动机扭矩需求(曲线702)减小到低于第二扭矩阈值(虚线722)，并且因此发动机转出分流λ模式，其中egr速率(曲线710)在多个发动机循环内逐渐地增大，直到达到阈值egr速率(虚线726)。然而，在转出分流λ模式期间，发动机扭矩需求(曲线702)继续减小并减小到低于第一扭矩阈值(虚线720)。因此，发动机转入化学计量模式(曲线706)，并且动力egr模式用作在分流λ模式与化学计量模式之间转变期间的过渡模式。另外，在多
个发动机循环内减小λ分流(曲线708)，直到发动机以均一的afr操作并且λ分流达到零，然后egr速率减小到零(曲线710)为止。由于减小的发动机扭矩需求并且还由于冷却的egr和富化，因此增压压力减小(曲线704)到低于受温度限制的增压压力阈值(虚线724)。由于在转变期间λ分流的逐渐减小和egr速率的逐渐增大，排气温度(曲线712)保持低于排气温度阈值(虚线728)。
[0112]
以此方式，车辆的发动机可被配置为使egr从特定气缸子集流出，并且可基于发动机扭矩(或功率)需求来以不同操作模式(例如，化学计量模式、动力egr模式和分流λ模式)进行操作。特别地，以动力egr模式和分流λ模式操作使得能够增大发动机气流以及因此发动机功率，同时减少热相关排气部件退化。另外，与常规富化策略相比，经由动力egr模式和经由分流λ模式增大发动机功率增大了发动机功率，同时减少了车辆排放。另外地，经由富化egr来增强分流λ操作模式，这使得能够进一步火花正时提前以实现附加功率增益。更进一步，在以分流λ模式操作时因在富气缸与稀气缸之间的不平衡所致的振动可通过经过动力egr模式的转变来减少，这包括在逐步实施λ分流时逐步实施egr，然后逐步退出egr。
[0113]
使发动机局部地富化，同时将发动机维持为全局化学计量并使富化egr再循环的技术效果是可在不增加车辆排放的情况下增大发动机功率。
[0114]
先逐渐地增大egr速率以增大发动机功率，然后逐渐地减小egr速率，同时增大在两组气缸之间的空燃比差值以进一步增大发动机功率的技术效果是可减少发动机振动，同时将排气部件温度维持低于上限阈值，该空燃比差值提供局部发动机富化，同时将发动机维持为全局化学计量。
[0115]
作为一个示例，一种方法包括：在操作发动机时，使第一组气缸富化并使剩余的第二组气缸稀化，来自所述第一组气缸和所述第二组气缸的排气在下游排放控制装置处产生化学计量混合物；以及提供从所述第一组气缸而不是从所述第二组气缸到所述发动机的进气通道的排气再循环(egr)。在前述示例中，另外地或任选地，使所述第一组气缸富化并使所述第二组气缸稀化是响应于发动机扭矩需求大于阈值扭矩并进一步响应于所述egr的速率达到阈值速率。在前述示例中的一个或两者中，另外地或任选地，所述第一组气缸包括所述发动机中的气缸总数的第一半，并且所述第二组气缸包括所述发动机中的所述气缸总数的第二半。在前述示例中的任一个或全部中，另外地或任选地，所述第一组气缸包括第一发动机排的气缸，并且所述第二组气缸包括第二发动机排的气缸。在前述示例中的任一个或全部中，另外地或任选地，所述第一组气缸使排气流到第一排气歧管，并且所述第二组气缸使排气流到第二排气歧管，并且其中所述第一排气歧管和所述第二排气歧管不直接地联接。在前述示例中的任一个或全部中，另外地或任选地，egr通道将所述第一排气歧管联接到所述发动机的所述进气通道，所述egr通道包括设置在其中的egr阀和egr冷却器，并且其中提供从所述第一组气缸而不是从所述第二组气缸到所述发动机的所述进气通道的egr包括至少部分地打开所述egr阀。在前述示例中的任一个或全部中，另外地或任选地，所述egr通道在涡轮增压器的涡轮上游联接到所述第一排气歧管并在所述涡轮增压器的压缩机下游联接到所述进气通道。在前述示例中的任一个或全部中，另外地或任选地，来自所述第一排气歧管和所述第二排气歧管两者的排气流过所述排放控制装置，所述排放控制装置在所述涡轮下游联接在排气通道中。在前述示例中的任一个或全部中，另外地或任选地，所述涡轮是双涡管涡轮，所述第一排气歧管联接到所述双涡管涡轮的较热的第一涡管，并且所述
第二排气歧管联接到所述双涡管涡轮的较冷的第二涡管。在前述示例中的任一个或全部中，所述方法另外地或任选地还包括使所述第一组气缸和所述第二组气缸两者中的火花正时提前，所述提前针对每个气缸单独地调整。
[0116]
作为另一个示例，一种方法包括：基于发动机扭矩需求来在以化学计量模式、动力排气再循环(egr)模式和分流λ模式操作发动机之间进行选择；响应于选择所述化学计量模式，以所述化学计量模式操作所述发动机，包括以化学计量空燃比(afr)操作所有发动机气缸；响应于选择所述动力egr模式，以所述动力egr模式操作所述发动机，包括以所述化学计量afr操作所有发动机气缸，同时增大egr速率；以及响应于选择所述分流λ模式，以所述分流λ模式操作所述发动机，包括在仅从所述发动机气缸的第一半提供egr时，对所述发动机气缸的所述第一半进行富操作并对所述发动机气缸的第二半进行稀操作。在前述示例中，另外地或任选地，所述发动机气缸的所述第一半联接到第一排气歧管，并且所述发动机气缸的所述第二半联接到第二排气歧管，所述第一排气歧管和所述第二排气歧管在排气通道上游彼此隔离，并且基于所述发动机扭矩需求来在以所述化学计量模式、所述动力egr模式和所述分流λ模式操作所述发动机之间进行选择包括：响应于所述发动机扭矩需求小于较低的第一阈值而选择所述化学计量模式；响应于所述发动机扭矩需求大于所述第一阈值且小于较高的第二阈值而选择所述动力egr模式；以及响应于所述发动机扭矩需求大于所述第二阈值而选择所述分流λ模式。在前述示例中的一个或两者中，另外地或任选地，对所述发动机气缸的所述第一半进行富操作并对所述发动机气缸的所述第二半进行稀操作在下游排放控制装置处产生化学计量混合物，所述下游排放控制装置被定位成从所述发动机气缸的所述第一半和所述发动机气缸的所述第二半两者接收排气。在前述示例中的任一个或全部中，另外地或任选地，随着所述发动机扭矩需求进一步增大到高于所述第二阈值，所述发动机气缸的所述第一半的富化程度增大并且所述egr速率减小。在前述示例中的任一个或全部中，另外地或任选地，以所述化学计量模式操作所述发动机包括通过增大由涡轮增压器提供的增压量来增大发动机扭矩，以所述动力egr模式操作所述发动机包括通过增大所述egr速率直到达到阈值速率为止，同时进一步增大由所述涡轮增压器提供的所述增压量来增大发动机扭矩，并且以所述分流λ模式操作包括通过增大所述发动机气缸的所述第一半的富化程度，同时减小所述egr速率并仍然进一步增大由所述涡轮增压器提供的所述增压量来增大发动机扭矩。
[0117]
作为另一个示例，一种系统包括：发动机，所述发动机包括多个气缸；第一排气歧管，所述第一排气歧管联接到所述多个气缸中的第一组气缸；和第二排气歧管，所述第二排气歧管联接到所述多个气缸中的剩余的第二组气缸，所述第一排气歧管与所述第二排气歧管分开；以及控制器，所述控制器具有存储在非暂时性存储器中的计算机可读指令，所述计算机可读指令当在发动机操作期间执行时，致使所述控制器：响应于发动机需求增大到高于上限阈值需求而以富空燃比操作所述多个气缸中的所述第一组气缸并以稀空燃比操作所述多个气缸中的所述第二组气缸；以及响应于所述发动机需求保持低于所述上限阈值需求而以相同空燃比操作所述多个气缸中的所述第一组气缸和所述多个气缸中的所述第二组气缸。在前述示例中，所述系统另外地或任选地还包括排气再循环(egr)通道，所述egr通道联接在所述第一排气歧管与所述发动机的进气通道之间，所述egr通道包括设置在其中的egr阀和egr冷却器，并且所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的另外的计算机可读
指令，所述另外的计算机可读指令当在发动机操作期间执行时，致使所述控制器：在以所述富空燃比操作所述多个气缸中的所述第一组气缸并以所述稀空燃比操作所述多个气缸中的所述第二组气缸时，调整所述egr阀以提供小于阈值egr量的非零egr量。在前述示例中的任一个或全部中，所述系统另外地或任选地还包括排放控制装置，所述排放控制装置在所述第一排气歧管和所述第二排气歧管两者下游联接在排气通道中，并且以所述富空燃比操作所述多个气缸中的所述第一组气缸并以所述稀空燃比操作所述多个气缸中的所述第二组气缸在所述排放控制装置处产生化学计量空燃比。在前述示例中的任一个或全部中，所述系统另外地或任选地还包括涡轮增压器，所述涡轮增压器包括联接到所述发动机的进气口的压缩机和在所述排放控制装置上游联接在所述排气通道中的涡轮，并且所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的另外的计算机可读指令，所述另外的计算机可读指令当在发动机操作期间执行时，致使所述控制器：在以所述富空燃比操作所述多个气缸中的所述第一组气缸并以所述稀空燃比操作所述多个气缸中的所述第二组气缸时，使由所述涡轮增压器提供的增压压力增大到高于受温度限制的增压压力阈值。在前述示例中的任一个或全部中，所述系统另外地或任选地还包括火花塞，所述火花塞联接到所述多个气缸中的每一者，并且所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的另外的计算机可读指令，所述另外的计算机可读指令当在发动机操作期间执行时，致使所述控制器：在以所述富空燃比操作所述多个气缸中的所述第一组气缸并以所述稀空燃比操作所述多个气缸中的所述第二组气缸时，使联接到所述多个气缸中的每一者的所述火花塞的火花正时提前，所述多个气缸中的所述第一组气缸的第一火花正时提前量不同于所述多个气缸中的所述第二组气缸的第二火花正时提前量。
[0118]
在另一种表示中，一种方法包括：以使气缸总数的第一半富化并使所述气缸总数的第二半稀化的方式操作发动机，来自所述第一半和所述第二半两者的排气在下游催化剂处产生化学计量空燃比；以及在以使所述气缸总数的所述第一半富化并使所述气缸总数的所述第二半稀化的方式操作所述发动机时，使排气仅从所述气缸总数的所述第一半再循环到所述发动机的进气通道并使所述气缸总数的所述第一半和所述气缸总数的所述第二半两者中的火花正时提前，所述提前的火花正时针对每一半单独地调整。在前述示例中，另外地或任选地，所述气缸总数的所述第一半联接到第一排气歧管，并且所述气缸总数的所述第二半联接到第二排气歧管。在前述示例中的一个或两者中，另外地或任选地，所述气缸总数的所述第一半包括第一发动机排，并且所述气缸总数的所述第二半包括第二发动机排。在前述示例中的任一个或全部中，另外地或任选地，所述第一排气歧管经由egr通道联接到所述发动机的进气通道。在前述示例中的任一个或全部中，另外地或任选地，以使所述气缸总数的所述第一半富化并使所述气缸总数的所述第二半稀化的方式操作所述发动机是响应于发动机扭矩请求大于上限阈值。
[0119]
应注意，本文中包括的示例控制和估计例程可与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文中公开的控制方法和例程可作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来实施。本文中所述的具体例程可表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务、多线程等)中的一个或多个。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以所示的顺序执行，并行地执行，或者在一些情况下被省略。同样地，处理次序不一定是实现本文中所述的示例实施
例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供的。所示的动作、操作和/或功能中的一个或多个可根据所使用的特定策略来反复地执行。此外，所述的动作、操作和/或功能可图形地表示被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中所述的动作通过结合电子控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令来实施。
[0120]
将了解，本文中公开的配置和例程本质上是示例性的，并且这些特定的实施例不应被视为具有限制意义，因为许多变型是可能的。例如，以上技术可应用于v-6、i-4、i-6、v-12、对置4缸以及其他发动机类型。本公开的主题包括本文中公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。
[0121]
如本文所使用，除非另外指定，否则术语“大约”被解释为表示所述范围的
±
5％。
[0122]
所附权利要求特别指出被视为新颖且非显而易见的特定组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一种/个”元件或“第一”元件或其等效物。此类权利要求应被理解为包括并入一个或多个此类元件，既不要求也不排除两个或更多个此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可通过修正本权利要求或通过在本申请或相关申请中提出新权利要求来要求保护。此类权利要求，无论与原权利要求相比在范围上是更广、更窄、等同还是不同，都被视为包括在本公开的主题内。
[0123]
根据本发明，一种方法包括：在操作发动机时，使第一组气缸富化并使剩余的第二组气缸稀化，来自所述第一组气缸和所述第二组气缸的排气在下游排放控制装置处产生化学计量混合物；以及提供从所述第一组气缸而不是从所述第二组气缸到所述发动机的进气通道的排气再循环(egr)。
[0124]
根据一个实施例，使所述第一组气缸富化并使所述第二组气缸稀化是响应于发动机扭矩需求大于阈值扭矩并进一步响应于所述egr的速率达到阈值速率。
[0125]
根据一个实施例，所述第一组气缸包括所述发动机中的气缸总数的第一半，并且所述第二组气缸包括所述发动机中的所述气缸总数的第二半。
[0126]
根据一个实施例，所述第一组气缸包括第一发动机排的气缸，并且所述第二组气缸包括第二发动机排的气缸。
[0127]
根据一个实施例，所述第一组气缸使排气流到第一排气歧管，并且所述第二组气缸使排气流到第二排气歧管，并且其中所述第一排气歧管和所述第二排气歧管不直接地联接。
[0128]
根据一个实施例，egr通道将所述第一排气歧管联接到所述发动机的所述进气通道，所述egr通道包括设置在其中的egr阀和egr冷却器，并且其中提供从所述第一组气缸而不是从所述第二组气缸到所述发动机的所述进气通道的egr包括至少部分地打开所述egr阀。
[0129]
根据一个实施例，所述egr通道在涡轮增压器的涡轮上游联接到所述第一排气歧管并在所述涡轮增压器的压缩机下游联接到所述进气通道。
[0130]
根据一个实施例，来自所述第一排气歧管和所述第二排气歧管两者的排气流过所述排放控制装置，所述排放控制装置在所述涡轮下游联接在排气通道中。
[0131]
根据一个实施例，所述涡轮是双涡管涡轮，所述第一排气歧管联接到所述双涡管涡轮的较热的第一涡管，并且所述第二排气歧管联接到所述双涡管涡轮的较冷的第二涡
管。
[0132]
根据一个实施例，上述发明的特征还在于，使所述第一组气缸和所述第二组气缸两者中的火花正时提前，所述提前针对每个气缸单独地调整。
[0133]
根据本发明，一种方法包括：基于发动机扭矩需求来在以化学计量模式、动力排气再循环(egr)模式和分流λ模式操作发动机之间进行选择；响应于选择所述化学计量模式，以所述化学计量模式操作所述发动机，包括以化学计量空燃比(afr)操作所有发动机气缸；响应于选择所述动力egr模式，以所述动力egr模式操作所述发动机，包括以所述化学计量afr操作所有发动机气缸，同时增大egr速率；以及响应于选择所述分流λ模式，以所述分流λ模式操作所述发动机，包括在仅从所述发动机气缸的第一半提供egr时，对所述发动机气缸的所述第一半进行富操作并对所述发动机气缸的第二半进行稀操作。
[0134]
根据一个实施例，所述发动机气缸的所述第一半联接到第一排气歧管，并且所述发动机气缸的所述第二半联接到第二排气歧管，所述第一排气歧管和所述第二排气歧管在排气通道上游彼此隔离，并且其中基于所述发动机扭矩需求来在以所述化学计量模式、所述动力egr模式和所述分流λ模式操作所述发动机之间进行选择包括：响应于所述发动机扭矩需求小于较低的第一阈值而选择所述化学计量模式；响应于所述发动机扭矩需求大于所述第一阈值且小于较高的第二阈值而选择所述动力egr模式；以及响应于所述发动机扭矩需求大于所述第二阈值而选择所述分流λ模式。
[0135]
根据一个实施例，对所述发动机气缸的所述第一半进行富操作并对所述发动机气缸的所述第二半进行稀操作在下游排放控制装置处产生化学计量混合物，所述下游排放控制装置被定位成从所述发动机气缸的所述第一半和所述发动机气缸的所述第二半两者接收排气。
[0136]
根据一个实施例，随着所述发动机扭矩需求进一步增大到高于所述第二阈值，所述发动机气缸的所述第一半的富化程度增大并且所述egr速率减小。
[0137]
根据一个实施例，以所述化学计量模式操作所述发动机包括通过增大由涡轮增压器提供的增压量来增大发动机扭矩，以所述动力egr模式操作所述发动机包括通过增大所述egr速率直到达到阈值速率，同时进一步增大由所述涡轮增压器提供的所述增压量来增大发动机扭矩，并且以所述分流λ模式操作包括通过增大所述发动机气缸的所述第一半的富化程度，同时减小所述egr速率并仍然进一步增大由所述涡轮增压器提供的所述增压量来增大发动机扭矩。
[0138]
根据本发明，提供了一种系统，所述系统具有：发动机，所述发动机包括多个气缸；第一排气歧管，所述第一排气歧管联接到所述多个气缸中的第一组气缸；和第二排气歧管，所述第二排气歧管联接到所述多个气缸中的剩余的第二组气缸，所述第一排气歧管与所述第二排气歧管分开；以及控制器，所述控制器具有存储在非暂时性存储器中的计算机可读指令，所述计算机可读指令当在发动机操作期间执行时，致使所述控制器：响应于发动机需求增大到高于上限阈值需求而以富空燃比操作所述多个气缸中的所述第一组气缸并以稀空燃比操作所述多个气缸中的所述第二组气缸；以及响应于所述发动机需求保持低于所述上限阈值需求而以相同空燃比操作所述多个气缸中的所述第一组气缸和所述多个气缸中的所述第二组气缸。
[0139]
根据一个实施例，上述发明的特征还在于，排气再循环(egr)通道，所述egr通道联
接在所述第一排气歧管与所述发动机的进气通道之间，所述egr通道包括设置在其中的egr阀和egr冷却器，并且其中所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的另外的计算机可读指令，所述另外的计算机可读指令当在发动机操作期间执行时，致使所述控制器：在以所述富空燃比操作所述多个气缸中的所述第一组气缸并以所述稀空燃比操作所述多个气缸中的所述第二组气缸时，调整所述egr阀以提供小于阈值egr量的非零egr量。
[0140]
根据一个实施例，上述发明的特征还在于，排放控制装置，所述排放控制装置在所述第一排气歧管和所述第二排气歧管两者下游联接在排气通道中，并且其中以所述富空燃比操作所述多个气缸中的所述第一组气缸并以所述稀空燃比操作所述多个气缸中的所述第二组气缸在所述排放控制装置处产生化学计量空燃比。
[0141]
根据一个实施例，上述发明的特征还在于，涡轮增压器，所述涡轮增压器包括联接到所述发动机的进气口的压缩机和在所述排放控制装置上游联接在所述排气通道中的涡轮，并且其中所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的另外的计算机可读指令，所述另外的计算机可读指令当在发动机操作期间执行时，致使所述控制器：在以所述富空燃比操作所述多个气缸中的所述第一组气缸并以所述稀空燃比操作所述多个气缸中的所述第二组气缸时，使由所述涡轮增压器提供的增压压力增大到高于受温度限制的增压压力阈值。
[0142]
根据一个实施例，上述发明的特征还在于，火花塞，所述火花塞联接到所述多个气缸中的每一者，并且其中所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的另外的计算机可读指令，所述另外的计算机可读指令当在发动机操作期间执行时，致使所述控制器：在以所述富空燃比操作所述多个气缸中的所述第一组气缸并以所述稀空燃比操作所述多个气缸中的所述第二组气缸时，使联接到所述多个气缸中的每一者的所述火花塞的火花正时提前，所述多个气缸中的所述第一组气缸的第一火花正时提前量不同于所述多个气缸中的所述第二组气缸的第二火花正时提前量。