CN103047025B - 基于发动机转速的配气机构控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于发动机转速的配气机构控制系统和方法。用于车辆的系统包括触发器模块、燃料控制模块和汽缸控制模块。该触发器模块在发动机转速大于第一预定转速时产生触发。第一预定转速大于零。该燃料控制模块响应于触发的产生而中断供应到发动机汽缸的燃料。该汽缸控制模块在燃料被中断之后响应于触发的产生选择性地禁止汽缸的进气门和排气门的打开。

Description

基于发动机转速的配气机构控制系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请涉及2011年提交的美国专利申请No.XX/XXX,XXX （GM 参考序号 No.P015818-PTUS-CD）。上述申请的公开文本整体并入本文作为参考。

技术领域

本公开涉及发动机控制系统和方法，更具体地涉及配气机构控制系统和方法。

背景技术

本文的背景技术描述的目的在于大体提供本公开的背景。截止到本发明背景部分中描述的目前命名的发明人的工作以及本说明书的各方面不另外视为在提交时的现有技术，其既不明确也不隐含地被认为是抵触本公开的现有技术。

空气通过进气歧管引入到发动机中。节气门可以控制进入发动机的空气流。空气与来自一个或更多个燃料喷射器的燃料混合，形成空气/燃料混合物。空气/燃料混合物在发动机的一个或更多个汽缸内燃烧。空气/燃料混合物的燃烧可以例如通过燃料的喷射或由火花塞提供的火花而起燃。

空气/燃料混合物的燃烧产生扭矩和排气。扭矩由在空气/燃料混合物的燃烧期间的热量释放和膨胀产生。发动机经由曲轴将扭矩传递到变速器，变速器经由传动系将扭矩传递到一个或更多个车轮。排气从汽缸排出到排气系统。

发动机控制模块（ECM）控制发动机的扭矩输出。ECM可以基于驾驶员输入和/或其他输入来控制发动机的扭矩输出。ECM可以更改如何以及何时将燃料和火花提供给汽缸。

发明内容

一种用于车辆的系统包括：触发模块和汽缸控制模块。触发模块在催化剂温度大于预定温度时产生触发。响应于触发的产生，汽缸控制模块：在汽缸的第一燃烧循环的排气阶段中禁止汽缸的排气门的打开；在第一燃烧循环之后的N个汽缸燃烧循环中禁止排气门的打开；并且在N个燃烧循环之后的第二燃烧循环中启用排气门的打开。N是大于零的整数。

一种用于车辆的方法包括：在催化剂温度大于预定温度时产生触发，响应于触发的产生：在汽缸的第一燃烧循环的排气阶段中禁止汽缸的排气门的打开；在第一燃烧循环之后的N个汽缸燃烧循环中禁止排气门的打开；并且在N个燃烧循环之后的第二燃烧循环中启用排气门的打开，其中N是大于零的整数。

本发明还提供以下技术方案。

方案1. 一种用于车辆的系统，包括：

触发器模块，当发动机转速大于第一预定转速时所述触发器模块产生触发，其中所述第一预定转速大于零；

燃料控制模块，其响应于所述触发的产生而中断供应到所述发动机的汽缸的燃料；和

汽缸控制模块，其在燃料中断之后响应于所述触发的产生选择性地禁止所述汽缸的进气门和排气门的打开。

方案2. 根据方案1所述的系统，其中所述汽缸控制模块在所述汽缸中的一个汽缸的燃烧循环的进气冲程与所述汽缸中的所述一个汽缸的所述燃烧循环的排气冲程之间的时刻开始禁止所述汽缸中的所述一个汽缸的进气门和排气门的打开。

方案3. 根据方案1所述的系统，其中当所述发动机转速小于第二预定转速时，所述汽缸控制模块启用所述汽缸中的第一汽缸的进气门和排气门的打开，并且

其中所述第二预定转速小于所述第一预定转速。

方案4. 根据方案3所述的系统，其中所述汽缸控制模块在所述汽缸中的所述第一汽缸的第一燃烧循环的进气冲程与所述汽缸中的所述第一汽缸的所述第一燃烧循环的排气冲程之间的时刻开始启用所述汽缸中的所述第一汽缸的进气门和排气门的打开。

方案5. 根据方案4所述的系统，其中所述燃料控制模块在所述第一燃烧循环后的第二燃烧循环期间开始对所述汽缸提供燃料。

方案6. 根据方案3所述的系统，其中在启用所述汽缸中的所述第一汽缸的进气门和排气门的打开后的至少预定时段之后，当所述发动机转速小于所述第二预定转速时，启用所述汽缸的第二汽缸的进气门和排气门。

方案7. 根据方案6所述的系统，其中所述预定时段是至少两个燃烧循环。

方案8. 根据方案3所述的系统，其中在启用所述汽缸中的所述第一汽缸的进气门和排气门的打开后的至少预定时段之后，当所述发动机转速大于第三预定转速时，所述燃料控制模块中断供应到所述发动机的燃料，并且

其中所述第三预定转速大于所述第一预定转速。

方案9. 根据方案8所述的系统，其中当所述发动机转速大于所述第三预定转速时，所述汽缸控制模块基于预定升程来启用所述汽缸的排气门的打开。

方案10. 根据方案8所述的系统，其中当所述发动机转速大于所述第三预定转速时，所述汽缸控制模块在所述汽缸中的第二汽缸内的容积增加时启用所述汽缸中的第二汽缸的排气门的打开，并且在所述汽缸中的所述第二汽缸内的容积减小时禁止该排气门的打开。

方案11. 一种用于车辆的方法，包括：

当发动机转速大于第一预定转速时产生触发，

其中所述第一预定转速大于零；

响应于所述触发的产生，中断供应到所述发动机的汽缸的燃料；和

在所述燃料被中断之后响应于所述触发的产生，选择性地禁止所述汽缸的进气门和排气门的打开。

方案12. 根据方案11所述的方法，还包括在所述汽缸中的一个汽缸的燃烧循环的进气冲程与所述汽缸中的所述一个汽缸的所述燃烧循环的排气冲程之间的时刻开始禁止所述汽缸中的所述一个汽缸的进气门和排气门的打开。

方案13. 根据方案11所述的方法，还包括当所述发动机转速小于第二预定转速时，启用所述汽缸中的第一汽缸的进气门和排气门的打开，

其中所述第二预定转速小于所述第一预定转速。

方案14. 根据方案13所述的方法，还包括在所述汽缸中的所述第一汽缸的第一燃烧循环的进气冲程与所述汽缸中的所述第一汽缸的所述第一燃烧循环的排气冲程之间的时刻开始启用所述汽缸中的所述第一汽缸的进气门和排气门的打开。

方案15. 根据方案14所述的方法，还包括在所述第一燃烧循环后的第二燃烧循环期间开始给所述汽缸提供燃料。

方案16. 根据方案13所述的方法，还包括在启用所述汽缸中的所述第一汽缸的进气门和排气门的打开后的至少预定时段之后，当所述发动机转速小于所述第二预定转速时，启用所述汽缸中的第二汽缸的进气门和排气门。

方案17. 根据方案16所述的方法，其中所述预定时段是至少两个燃烧循环。

方案18. 根据方案13所述的方法，还包括在启用所述汽缸中的所述第一汽缸的进气门和排气门的打开后的至少预定时段之后，当所述发动机转速大于第三预定转速时，中断供应到所述发动机的燃料，

其中所述第三预定转速大于所述第一预定转速。

方案19. 根据方案18所述的方法，还包括当所述发动机转速大于所述第三预定转速时，基于预定升程启用所述汽缸的排气门的打开。

方案20. 根据方案18所述的方法，还包括当所述发动机转速大于所述第三预定转速时：

当所述汽缸中的第二汽缸内的容积增加时，启用所述汽缸中的所述第二汽缸的排气门的打开；和

当所述汽缸中的所述第二汽缸内的容积减少时，禁止所述排气门的打开。

通过本文下面提供的详细描述，本公开的进一步应用领域将变得明显。应理解详细描述和具体示例意在仅作为说明性的目的，并且不意图限制本公开的范围。

附图说明

通过详细描述和附图，将更全面地理解本公开，其中：

图1是根据本公开原理的示例性发动机和排气系统的功能方框图；

图2是根据本公开原理的保护模块的示例性实现方式的功能方框图；

图3包括温度与曲轴角度的示例性曲线图；

图4是根据本公开原理用于基于催化剂温度来控制气门致动的示例性方法的流程图；

图5是根据本公开原理的保护模块的另一示例性实现方式的功能方框图；

图6是根据本公开可用于控制气门致动的示例性发动机转速的图示；和

图7是根据本公开原理用于基于发动机转速来控制气门致动的示例性方法的流程图。

具体实施方式

下面的描述实际上仅是示例性的，决不意图限制本公开、其应用或用途。为了清晰的目的，相同附图标记将在附图中使用以标识同样的元件。如本文使用的，短语A、B和C中的至少一个应被理解为表示使用非排他性逻辑或的逻辑关系（A或B或C）。应理解方法中的步骤可以按不同顺序被执行而不改变本公开的原理。

如本文使用的，术语模块是指专用集成电路（ASIC）、电子电路、执行一个或更多个软件或固件程序的处理器（共享、专用或成组）和存储器、组合逻辑电路、和/或提供所描述的功能的其他合适的部件。

发动机控制模块（ECM）控制向发动机的汽缸提供燃料和火花。更具体地，ECM控制向给定汽缸供给多少燃料、何时将燃料供给到汽缸以及何时产生火花来启动汽缸内的燃烧。ECM还控制发动机的进气门和排气门的致动。

发动机内的燃烧产生可以用于推进车辆的扭矩。燃烧还产生排气。排气被输出到排气系统。排气系统包括处理排气的催化剂。

ECM监测发动机的转动速度（发动机转速）和催化剂的温度（催化剂温度）。当催化剂温度大于预定温度时，ECM可以给发动机大体提供富集空气/燃料混合物（例如针对汽油是约10:1），用以冷却催化剂。

当催化剂温度大于预定温度时，本公开的ECM使发动机的一个或更多个汽缸停用。当汽缸被停用时，汽缸的进气门和排气门保持在闭合位置。当汽缸被停用时，供应到汽缸的燃料和火花可以被中断。

当催化剂温度大于预定温度时，ECM使一个或更多个汽缸停用从而在（多个）汽缸的每个汽缸内捕集空气和燃料的废气混合物（废气充气/已燃充气（burnt charge））。捕集废气充气允许热量离开废气充气而被传递到发动机部件和发动机流体（例如冷却剂、机油等）。

当汽缸被重新启用时，废气充气从汽缸排出到排气系统和催化剂。然而废气充气的温度小于其使汽缸不被停用的温度。冷却器废气充气可以有助于减小催化剂温度和/或有助于防止催化剂温度进一步增加。

当发动机转速大于第一预定转速（例如7000rpm）时，ECM中断对发动机供应燃料和火花。在供应到发动机的燃料已被中断后，ECM停用发动机的汽缸，从而将空气（新鲜空气充气）捕集在每个汽缸内。中断燃料和火花并且停用汽缸允许发动机转速减慢。ECM继续监测发动机转速，并且每当发动机转速小于第二预定转速（例如6500rpm）时选择性地重新启用汽缸。

现在参考图1，其呈现示例性发动机系统100的功能方框图。发动机系统100包含发动机102，发动机102燃烧空气/燃料混合物以产生驱动扭矩。虽然发动机102被示出和论述为汽油发动机，但是发动机102也可以是另一种合适类型的发动机，诸如柴油发动机、柔性燃料发动机等。一个或更多个电动马达可以被提供有发动机102。

空气可以通过节气门阀106被引入进气歧管104内。节气门致动器模块108可以控制节气门阀106的打开。来自进气歧管104的空气被引入发动机102的汽缸内。虽然发动机102可以包含不止一个汽缸，但仅为了说明的目的，仅示出汽缸112。

例如，发动机102可以使用四冲程汽缸循环来运转。下面描述的四冲程可以被称为进气冲程、压缩冲程、燃烧（或膨胀）冲程和排气冲程。在曲轴114的每次回转过程中，在汽缸112内发生四冲程中的两个冲程。因此，对于汽缸112，有必要进行两次曲轴回转，以经历一次燃烧循环的全部四个冲程。发动机102的汽缸一般按预定点火顺序被点火。

在进气冲程期间，来自进气歧管104的空气经由一个或更多个进气门诸如进气门115被引入汽缸112中。燃料致动器模块116控制与汽缸112关联的燃料喷射器118的打开。喷射的燃料与空气混合，形成空气/燃料混合物。在压缩冲程期间，活塞（未示出）压缩汽缸112内的空气/燃料混合物。

火花致动器模块120激励与汽缸112关联的火花塞122，并且由火花塞122产生的火花点燃空气/燃料混合物。火花的正时可以相对于活塞位于其最高位置的时刻（称为上止点（TDC））来规定。由于活塞位置与曲轴旋转直接相关，因此火花正时可以与曲轴位置同步。

曲轴位置传感器124监测曲轴114的旋转，并且基于曲轴114的位置产生曲轴位置信号。曲轴位置传感器124可以包含可变磁阻（VR）传感器或其他合适类型的曲轴位置传感器。曲轴位置信号可以包含脉冲序列。

当N齿轮（未示出）的齿经过该曲轴位置传感器124时，可以生成脉冲序列的每个脉冲。N齿轮被附连到曲轴114并且随曲轴114旋转。因此，每个脉冲可以对应于曲轴114以一定量的角旋转，该一定量等于360度除以N个齿。N齿轮还可以包含一个或多个缺齿的间隙。可以基于曲轴位置确定以每分钟转数（RPM）为单位的发动机转速（例如，参见图2）。

在燃烧冲程（也可被称为膨胀冲程）期间，空气/燃料混合物在汽缸112内燃烧。空气/燃料混合物燃烧的热量使汽缸112内的压力增加，并且驱动活塞离开TDC位置，因而驱动曲轴114的旋转。在接近活塞到达最底位置的时刻，一个或更多个排气门诸如排气门129可以被打开。随着活塞移回到TDC位置，活塞做功使燃烧的副产物（废气充气）经由一个或更多个排气门从汽缸112排出。汽缸112的一个燃烧循环可以由完成四个冲程（在四冲程发动机中曲轴旋转720度）所必需的时段限定。

排气可以从汽缸112排出到排气系统130。催化剂132接收发动机102输出的排气，并且与排气的各种成分反应。仅作为示例，催化剂132可以包含三元催化剂（TWC）、催化转化器或另外合适的排气催化剂。

一个或更多个排气温度传感器可遍布于排气系统130。仅作为示例，第一催化剂温度传感器134可以测量催化剂132上游的排气温度。第二催化剂温度传感器136可以测量催化剂132下游的排气温度。第一和第二催化剂温度传感器134和136分别基于催化剂132上游和下游的温度，产生第一和第二排气温度信号。测量的一个或更多个排气温度和/或测量的一个或更多个其他参数可以用于估计催化剂132的温度（例如，参见图2）。在各种实现方式中，催化剂132的温度可以被直接测量。

机油温度传感器138测量发动机102的机油温度。机油温度传感器138基于机油温度生成机油温度信号。机油压力传感器140测量机油压力，并且基于机油压力生成机油压力信号。车辆还可以包含一个或更多个其他传感器142，诸如发动机冷却剂温度传感器、歧管绝对压力（MAP）传感器、空气质量流量（MAF）传感器、节气门位置传感器、进气空气温度（IAT）传感器和/或其他合适的传感器。

气门致动器模块146控制发动机102的进气门和排气门的打开和闭合。更具体地，气门致动器模块146提供执行可变气门致动（VVA）和汽缸停用的能力。气门致动器模块146可以选择性地通过使用由曲轴驱动的油泵（未示出）泵送的机油，使一个或更多个汽缸的气门（进气门和/或排气门）的打开有效或使其失效。在各种其他实现方式中，气门致动器模块146可以提供被称为完全柔性气门致动（FFVA）并且使用例如电动泵（未示出）泵送的机油来运转。FFVA系统可以使用直接电致动、机械致动或者与锁销相反的其他合适类型的致动。

气门致动器模块146可以使给定气门的打开无效，从而使得当通过移动与气门关联的锁销（未示出）使气门本应相反地处于打开位置时，使气门保持在其闭合位置。气门致动器模块146可以稍后使给定气门的打开重新有效，从而使得通过重新插入锁销使气门被凸轮轴的凸角打开。在各种实现方式中，气门致动器模块146还可以控制每个给定气门被打开的距离（称为升程）和每个给定气门在打开位置的时段（称为持续时间）。

发动机控制模块（ECM）150通过燃料致动器模块116控制燃料喷射器118。更具体地，ECM 150控制喷射到汽缸112内的燃料的量以及何时喷射燃料。ECM 150通过火花致动器模块120控制火花塞122。更具体地，ECM 150可以通过火花致动器模块120控制火花正时。ECM 150通过气门致动器模块146控制发动机气门打开升程和正时。

ECM 150可以控制燃料喷射、火花正时、汽缸停用和其他致动器值，从而控制发动机102输出的扭矩。ECM 150可以基于驾驶员输入模块152提供的驾驶员输入和来自一个或更多个扭矩请求方的输入，调整发动机102的扭矩输出。ECM 150还可以基于各种类型事件的发生而选择性地控制燃料喷射、火花正时、汽缸停用和其他致动器值。

本公开的ECM 150包含保护模块180，保护模块180选择性地控制燃料喷射、火花正时和/或汽缸停用，以便保护各种车辆部件免受损害。保护模块180可以另外地或可替换地采取一种或更多种其他动作，诸如点亮指示灯（例如故障指示灯或MIL）182。

仅作为示例（例如，参见图2），当催化剂温度大于预定温度时，保护模块180停用一个或更多个汽缸，从而使得废气充气被捕集在所述一个或更多个汽缸的每个汽缸内。当催化剂温度大于预定温度时，催化剂132可能受损。

保护模块180使一个或更多个汽缸停用预定数量个的燃烧循环。在至少一个燃烧循环中将废气充气捕集在汽缸内冷却废气充气。在至少一个燃烧循环中捕集废气充气可以有助于冷却催化剂132和/或防止催化剂温度进一步升高。与捕集废气充气关联的冷却量可随着发动机转速的下降而增加，这是因为捕集的充气在汽缸内存在较长时段，并且能够将更多热量传递给发动机部件。

仅作为另一示例（例如，参见图5），当发动机转速大于预定转速时，保护模块180中断对发动机102的所有汽缸供应燃料。在中断燃料后，保护模块180停用所有汽缸，从而使得新鲜空气充气被捕集在每个汽缸内。中断燃料并且在每个汽缸内捕集新鲜空气可以允许发动机转速减慢。

虽然保护模块180被示出和论述为位于ECM 150内，但保护模块180也可以位于其他合适位置。仅作为示例，保护模块180可以位于ECM 150的外部或位于其他合适的模块中。

现在参考图2，其呈现保护模块180的示例性实现方式的功能方框图。催化剂温度确定模块204生成催化剂温度208。仅作为示例，催化剂温度确定模块204可以基于上游排气温度212、下游排气温度216和/或一个或更多个其他参数，来估计催化剂温度208。可以基于由第一催化剂温度传感器134测量的温度提供上游排气温度212。可以基于由第二催化剂温度传感器136测量的温度提供下游排气温度216。

触发模块220基于催化剂温度208选择性地生成催化剂温度触发（例如信号）224。更具体地，当催化剂温度208大于预定温度时，触发模块220生成催化剂温度触发224。仅作为示例，预定温度可以是约875摄氏度（℃）或其他合适温度。

例如，当催化剂温度208大于预定温度时，触发模块220可以将催化剂温度触发224设定为激活状态。相反，当催化剂温度208不大于预定温度时，触发模块220可以将催化剂温度触发224设定为未激活状态。当生成催化剂触发224（例如处于激活状态）时，灯控制模块228可以点亮指示灯182。

火花控制模块232控制火花致动器模块120。燃料控制模块236控制燃料致动器模块116。气门控制模块240控制气门致动器模块146。汽缸控制模块244选择性地生成用于火花控制模块232、燃料控制模块236和/或气门控制模块240的命令。

例如，汽缸控制模块244可以命令气门控制模块240在生成催化剂温度触发224时停用一个或更多个汽缸的进气门和排气门。仅作为示例，汽缸控制模块224可以命令气门控制模块240停用发动机102的一半汽缸。汽缸控制模块244基于来自汽缸控制模块244的命令停用一个或更多个汽缸。

汽缸控制模块244可以指定气门控制模块240应当停用哪个汽缸或哪些汽缸。汽缸控制模块244可以指定停用哪个汽缸或哪些汽缸，从而例如由于对一个或更多个汽缸的停用，使噪声、振动和不舒适性最小化。

汽缸控制模块244命令气门控制模块240停用一个或更多个汽缸，使得废气充气被捕集在一个或更多个汽缸的每个汽缸内。在一个汽缸的情况下，汽缸控制模块244可以命令气门控制模块240在这个汽缸的进气门开始打开之后并且在这个汽缸的排气门开始打开之前停用这个汽缸。汽缸控制模块244可以命令气门控制模块240对于要被停用的一个或更多个汽缸的每个汽缸执行类似操作。

汽缸控制模块244可以命令燃料控制模块236在一个或更多个汽缸被停用时中断对所述一个或更多个汽缸供应燃料。汽缸控制模块可以命令火花控制模块232在一个或更多个汽缸被停用时对所述一个或更多个汽缸禁用火花。

汽缸控制模块244可以命令燃料控制模块236提供燃料给未停用汽缸，以大致产生预定空气/燃料混合物。预定空气/燃料混合物可以用当量比（拉姆达λ）表示。仅作为示例，预定空气/燃料混合物可以在约13:1和14.7:1（化学计量）之间，在约14:1和14.7:1之间或对于汽油发动机系统来说其他合适的值。以当量比为单位，汽缸控制模块244可以命令燃料控制模块236提供燃料给未停用汽缸，以产生在约0.88到1.0之间、在约0.95到1.0之间或者其他合适值的当量比。稍富集的空气/燃料混合物可以进一步有助于催化剂温度的冷却。

汽缸控制模块244命令气门控制模块240停用一个或更多个汽缸预定时段。预定时段可以用预定次数的燃烧循环或预定数量的曲轴旋转度数表示。仅作为示例，预定数量的燃烧循环可以是一个燃烧循环（例如720度曲轴旋转）、两个燃烧循环（1440度曲轴旋转）或其他合适的燃烧循环数量。汽缸控制模块244可以命令火花控制模块232和燃料控制模块236对一个或更多个汽缸分别禁用火花和燃料预定时段。

将废气充气捕集在一个或更多个汽缸的每个汽缸内允许废气充气将热量传递到发动机部件和发动机流体。图3包含汽缸气体温度312与曲轴角316的第一和第二示例性图示304和308。

在示例性图示304中，汽缸的进气门和排气门在约曲轴角320处被停用，从而使得废气充气被捕集在汽缸内。在示例性图示304的剩余部分，汽缸被停用。可以在时刻320与322之间限定一个燃烧循环。如图所示，温度312随着热量从废气充气转移而下降。换言之，温度312随着废气充气被捕集的时段的增加而大体下降。在汽缸停用后，示例性迹线324在温度312处达到顶峰。在停用后，温度312分别随着活塞使废气充气压缩和膨胀而升高和下降。

在示例性图示308中，汽缸的进气门和排气门在约曲轴角320处被停用。在汽缸被重新启用之前，汽缸被停用汽缸的一个燃烧循环。换言之，废气充气在其原本应被排出汽缸之后的一个燃烧循环才从汽缸排出。因此，废气充气比与其本应相反地未停用汽缸的情况更冷。排气门的打开由326表示。燃烧事件由328表示。

再次参考图2，汽缸控制模块244监控曲轴位置248，并且在已经经过预定时段（例如曲轴旋转的量）时，选择性地重新启用一个或更多个（被停用的）汽缸。更具体地，汽缸控制模块244可以命令气门控制模块240在经过预定时段时使进气门和排气门的打开重新有效。气门控制模块240选择性地重新启用一个或更多个汽缸，使得排气门首先打开以将废气充气从一个或更多个汽缸排出。汽缸控制模块244还可以命令火花控制模块232和燃料控制模块236在汽缸燃烧循环中分别给先前停用的汽缸的每个汽缸提供燃料和火花。

启用模块260可以选择性地启用和禁用汽缸控制模块244。启用和禁用汽缸控制模块244可以在生成催化剂温度触发224时分别允许和阻止汽缸控制模块244停用一个或更多个汽缸。

启用模块260可以基于气门致动器模块146是否运转而启用和禁用汽缸控制模块244。仅作为示例，在包含曲轴驱动的油泵的实现方式中，当发动机转速264大于预定转速时，启用模块260可以禁用汽缸控制模块244。另外地或可替换地，当机油温度268小于第二预定温度时，启用模块260可以禁用汽缸控制模块244。另外地或可替换地，当机油压力272小于预定压力时，启用模块260可以禁用汽缸控制模块244。

相反，当发动机转速小于预定转速、机油温度268大于第二预定温度、以及机油压力272大于预定压力时，启用模块260可以启用汽缸控制模块244。仅作为示例，预定转速可以约3000 RPM，第二预定温度可以约0℃并且预定压力可以为约15磅每平方英寸（psi）。发动机转速确定模块276可以基于曲轴位置248确定发动机转速264。

现在参考图4，呈现描绘基于催化剂温度208控制气门致动的示例性方法400的流程图。在404处，控制流程确定催化剂温度208是否大于预定温度。如果否，则在408处，控制流程可以将催化剂温度触发224设定为未激活状态并结束。如果是，则在412处，控制流程可以将催化剂温度触发224设定为激活状态（即，生成催化剂温度触发224），并且继续到416。仅作为示例，预定温度可以是约875℃或其他合适温度，在该温度以上可能导致催化剂132受损。当催化剂温度触发224处于激活状态时，可以点亮指示灯182。

在416处，控制流程可以为发动机设定命令的当量比（EQR）。可以针对要被停用的汽缸和要保持启用的汽缸两种情况设定命令的EQR。仅作为示例，控制流程可以命令提供给汽缸的燃料达到预定的空气/燃料混合比或当量比。

在420处，控制流程可以确定是否满足一个或更多个启用条件。仅作为示例，控制流程可以确定发动机转速264是否小于预定转速，机油温度268是否小于预定温度以及机油压力272是否小于预定压力。如果是，则控制流程可以继续到424；如果否，则控制流程可以避免停用一个或更多个汽缸并且结束。

在424处，控制流程可以停用一个或更多个汽缸（的进气门和排气门），从而使得废气充气被捕集在一个或更多个汽缸的每个汽缸内。控制流程可以例如基于催化剂温度208确定要停用的汽缸数量。仅作为示例，控制流程可以随着催化剂温度208的升高而增加所述数量。

在424处，控制流程停用一个或更多个汽缸预定时段（例如预定数量的燃烧循环或曲轴旋转角度）。仅作为示例，控制流程可以停用一个或更多个汽缸一个燃烧循环（例如曲轴旋转720°）、两个燃烧循环（例如曲轴旋转1440°）或其他合适时段。将废气充气捕集和保留在一个或更多个汽缸内至少一个燃烧循环通过将热量从废气充气传递到发动机部件和发动机流体，使废气充气冷却。

在428处，在经过预定时段之后，控制流程选择性地重新启用一个或更多个汽缸，从而使得废气充气被输出。这样，（现在更冷的）废气充气被输出到排气系统130。更冷的废气充气可以有助于冷却催化剂132和/或有助于阻止催化剂温度208进一步升高。相对于通过提供预定富集空气/燃料混合物（例如对于汽油发动机约10:1）来冷却催化剂132的催化剂冷却系统，采用可选择的汽缸停用来冷却催化剂132可以节约燃料。虽然控制流程被示出和描述为结束，但图4的示例仅是一个控制流程循环的图示，并且控制流程可以返回到404。

现在参考图5，其呈现保护模块180的另一种功能方框图。第二触发模块504接收发动机转速264。第二触发模块504基于发动机转速264选择性地生成发动机转速触发（例如信号）508。更具体地，当发动机转速264大于第一预定转速时，触发模块220生成发动机转速触发508。仅作为示例，第一预定转速可以是约7000 RPM或其他合适转速。

例如，当发动机转速264大于第一预定转速时，第二触发模块504可以将发动机转速触发508设定为激活状态。相反，当发动机转速264不大于第一预定转速时，第二触发模块504可以将发动机转速触发508设定为未激活状态。当生成发动机转速触发508（例如处于激活状态）时，灯控制模块228可以点亮指示灯182。当发动机转速264大于第一预定转速时，一个或更多个发动机部件可能受到损坏。仅作为示例，可能受损的发动机部件的示例可以包含气门、挠性板、连杆轴承和/或一个或更多个其他发动机部件。

汽缸控制模块512选择性地生成用于火花控制模块232、燃料控制模块236和/或气门控制模块240的命令。例如，当生成发动机转速触发508时，汽缸控制模块512命令燃料控制模块236中断对发动机102的所有汽缸供应燃料。当生成发动机转速触发508时，汽缸控制模块512还可命令火花控制模块232中断对发动机102的所有汽缸供应火花。

当生成发动机转速触发508并且已中断燃料时，汽缸控制模块512命令气门控制模块240停用发动机102的所有汽缸。更具体地，汽缸控制模块512命令气门控制模块240停用所有汽缸，从而使得（没有燃料的）新鲜空气充气被捕集在每个汽缸内。

一旦已经在每个汽缸内捕集新鲜空气充气第二预定时段，汽缸控制模块512就可以开始监测发动机转速264。第二预定时段可以用预定量的曲轴旋转或预定数量的燃烧循环来表示。仅作为示例，第二预定时段可以是一个燃烧循环（例如720度曲轴旋转）或其他合适的时段。在发动机102内禁用燃烧减慢发动机转速264。

如果在第二预定时段之后发动机转速264小于第二预定转速，那么汽缸控制模块512可以命令气门控制模块240重新启用一个汽缸，从而使得新鲜空气充气从所述一个汽缸排出。汽缸控制模块512还可以在新鲜空气充气被排出后命令燃料控制模块236将燃料提供给所述一个汽缸，并且命令火花控制模块232将火花提供给所述一个汽缸。汽缸控制模块512可以选择性地重新启用汽缸，并且开始依次为汽缸提供燃料和火花直到所有汽缸被重新启用。第二预定转速小于第一预定转速，并且可以是例如约6500 RPM或其他合适转速。如果发动机转速264大于第二预定转速而小于第一预定转速，那么如果一个或更多个汽缸已经被重新启用，则汽缸控制模块512可以命令气门控制模块240停用所有汽缸。

如果在第二预定时段之后发动机转速不小于第二预定转速，则汽缸控制模块512可以选择性地命令气门控制模块240执行发动机制动。仅作为示例，当发动机转速264大于第三预定转速时，汽缸控制模块512可以命令气门控制模块240执行发动机制动。第三预定转速大于第一预定转速（并且因此大于第二预定转速）。仅作为示例，第三预定转速可以是约7250 RPM或其他合适转速。

汽缸控制模块512可以命令气门控制模块240利用排气门打开来执行发动机制动。仅作为示例，汽缸控制模块512可以命令气门控制模块240控制气门致动，从而使得每个排气门打开预定量的升程。预定量的升程可以是例如约1毫米（mm）升程、小于1mm、或其他合适的升程量。预定量的升程可以被设定为例如防止排气门接触活塞。

仅作为另一种示例，汽缸控制模块512可以命令气门控制模块240控制气门打开，从而使得当汽缸的活塞朝BDC位置移动时打开汽缸的每个排气门，在活塞朝TDC位置移动时关闭汽缸的每个排气门。汽缸控制模块512可以命令气门控制模块240以相似或相同的方式控制其他汽缸的排气门。

图6包含第一、第二和第三预定转速之间的关系的示例图示。第一预定转速由604示出。第二预定转速由608示出，并且第三预定转速由612示出。

现在参考图7，其呈现描绘基于发动机转速264控制气门致动的示例性方法700的流程图。控制流程可以在704处开始，其中控制流程确定发动机转速264是否大于第一预定转速604。如果是，则控制流程继续到708；如果否，则控制流程可以结束。仅作为示例，第一预定转速604可以是约7000 RPM。

在708处，控制流程中断对发动机102的所有汽缸的燃料。在708处，控制流程还可以禁止对所有汽缸的火花。在712处，控制流程停用发动机102的所有汽缸，从而使得新鲜空气充气被捕集在发动机102的每个汽缸内。控制流程通过在关闭进气门给定的汽缸燃烧循环之后停用汽缸的气门，而将新鲜空气充气捕集在汽缸内。在716处，控制流程等待第二预定时段。仅作为示例，第二预定时段716可以是一个燃烧循环或其他合适的时段。

在720处，控制流程确定发动机转速264是否小于第二预定转速608。如果是，则控制流程可继续到724；如果否，则控制流程可继续到736，这将在下面进一步讨论。第二预定转速608小于第一预定转速604。仅作为示例，第二预定转速608可以是约6500 RPM。

在724处，控制流程命令被停用的汽缸中的一个汽缸被重新启用，从而使得新鲜空气充气从这一个汽缸排出。在724处，控制流程还可以命令将燃料和火花提供到这一个汽缸。在728处，控制流程等待第三预定时段。第三时段可以被设定使得控制流程足够缓慢地提高扭矩生产能力，以防止发动机转速264和/或发动机扭矩随着汽缸被重新启用而明显增加。仅作为示例，第三预定时段可以是约两个燃烧循环或其他合适时段。在732处，控制流程确定一个或更多个汽缸是否仍被停用。如果是，则控制流程可返回到720；如果否，则控制流程可结束。虽然控制流程被示出和描述为结束，但是图7的示例仅是一个控制流程循环的图示，控制流程可以返回到704。

返回参考736（在720处发动机转速264不小于第二预定转速608），控制流程确定发动机转速264是否大于第三预定发动机转速612。如果是，则控制流程继续到740；如果否，则控制流程转到752，这将进一步在下面讨论。第三预定转速612大于第一预定转速604。仅作为示例，第三预定转速612可以是约7250 RPM。

在740处，控制流程中断对发动机102的所有汽缸的燃料。在740处，控制流程还可以禁止提供到所有汽缸的火花。在744处，控制流程利用排气门打开来执行发动机制动。仅作为示例，在744处，控制流程可以基于预定量的升程来命令所有排气门被打开。仅作为另一示例，控制流程可以包含随着活塞朝TDC位置移动而打开排气门，随着活塞朝BDC位置移动而打开排气门。

在748处，控制流程在返回到720之前等待第四预定时段。第四预定时段可以与第二预定时段相同或不同。仅作为示例，第四预定时段可以是一个燃烧循环或其他合适时段。

返回参考752（在736处发动机转速264不大于第三预定转速612时），控制流程可以确定发动机转速264是否小于第一预定转速604。如果是，则控制流程可继续到756；如果否，则控制流程可返回到720。在756处，控制流程可以停用所有汽缸，并且在返回720之前控制流程可在760处等待第五预定时段。第五预定时段可以与第二预定时段相同或不同。仅作为示例，第五预定时段可以是一个燃烧循环或其他合适时段。

本公开的广泛教导可以实现为各种形式。因此，虽然本公开包含特定示例，但本公开的真正范围不应被如此限制，因为在本领域技术人员学习附图、说明书和权利要求的基础上，其他修改将对本领域技术人员来说变得明显。

Claims (20)

1.一种用于车辆的系统，包括：

触发器模块，当发动机转速大于第一预定转速时所述触发器模块产生触发，其中所述第一预定转速大于零；

燃料控制模块，其响应于所述触发的产生而中断供应到所述发动机的汽缸的燃料；和

汽缸控制模块，其在燃料中断之后响应于所述触发的产生选择性地禁止所述汽缸的进气门和排气门的打开，其中在关闭进气门给定的汽缸燃烧循环之后停用汽缸的气门。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述汽缸控制模块在所述汽缸中的一个汽缸的燃烧循环的进气冲程与所述汽缸中的所述一个汽缸的所述燃烧循环的排气冲程之间的时刻开始禁止所述汽缸中的所述一个汽缸的进气门和排气门的打开。

3.根据权利要求1所述的系统，其中当所述发动机转速小于第二预定转速时，所述汽缸控制模块启用所述汽缸中的第一汽缸的进气门和排气门的打开，并且

其中所述第二预定转速小于所述第一预定转速。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述汽缸控制模块在所述汽缸中的所述第一汽缸的第一燃烧循环的进气冲程与所述汽缸中的所述第一汽缸的所述第一燃烧循环的排气冲程之间的时刻开始启用所述汽缸中的所述第一汽缸的进气门和排气门的打开。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述燃料控制模块在所述第一燃烧循环后的第二燃烧循环期间开始对所述汽缸提供燃料。

6.根据权利要求3所述的系统，其中在启用所述汽缸中的所述第一汽缸的进气门和排气门的打开后的至少预定时段之后，当所述发动机转速小于所述第二预定转速时，启用所述汽缸的第二汽缸的进气门和排气门。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述预定时段是至少两个燃烧循环。

8.根据权利要求3所述的系统，其中在启用所述汽缸中的所述第一汽缸的进气门和排气门的打开后的至少预定时段之后，当所述发动机转速大于第三预定转速时，所述燃料控制模块中断供应到所述发动机的燃料，并且

其中所述第三预定转速大于所述第一预定转速。

9.根据权利要求8所述的系统，其中当所述发动机转速大于所述第三预定转速时，所述汽缸控制模块基于预定升程来启用所述汽缸的排气门的打开。

10.根据权利要求8所述的系统，其中当所述发动机转速大于所述第三预定转速时，所述汽缸控制模块在所述汽缸中的第二汽缸内的容积增加时启用所述汽缸中的第二汽缸的排气门的打开，并且在所述汽缸中的所述第二汽缸内的容积减小时禁止该排气门的打开。

11.一种用于车辆的方法，包括：

当发动机转速大于第一预定转速时产生触发，

其中所述第一预定转速大于零；

响应于所述触发的产生，中断供应到所述发动机的汽缸的燃料；和

在所述燃料被中断之后响应于所述触发的产生，选择性地禁止所述汽缸的进气门和排气门的打开，其中在关闭进气门给定的汽缸燃烧循环之后停用汽缸的气门。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括在所述汽缸中的一个汽缸的燃烧循环的进气冲程与所述汽缸中的所述一个汽缸的所述燃烧循环的排气冲程之间的时刻开始禁止所述汽缸中的所述一个汽缸的进气门和排气门的打开。

13.根据权利要求11所述的方法，还包括当所述发动机转速小于第二预定转速时，启用所述汽缸中的第一汽缸的进气门和排气门的打开，

其中所述第二预定转速小于所述第一预定转速。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括在所述汽缸中的所述第一汽缸的第一燃烧循环的进气冲程与所述汽缸中的所述第一汽缸的所述第一燃烧循环的排气冲程之间的时刻开始启用所述汽缸中的所述第一汽缸的进气门和排气门的打开。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括在所述第一燃烧循环后的第二燃烧循环期间开始给所述汽缸提供燃料。

16.根据权利要求13所述的方法，还包括在启用所述汽缸中的所述第一汽缸的进气门和排气门的打开后的至少预定时段之后，当所述发动机转速小于所述第二预定转速时，启用所述汽缸中的第二汽缸的进气门和排气门。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述预定时段是至少两个燃烧循环。

18.根据权利要求13所述的方法，还包括在启用所述汽缸中的所述第一汽缸的进气门和排气门的打开后的至少预定时段之后，当所述发动机转速大于第三预定转速时，中断供应到所述发动机的燃料，

其中所述第三预定转速大于所述第一预定转速。

19.根据权利要求18所述的方法，还包括当所述发动机转速大于所述第三预定转速时，基于预定升程启用所述汽缸的排气门的打开。

20.根据权利要求18所述的方法，还包括当所述发动机转速大于所述第三预定转速时：

当所述汽缸中的第二汽缸内的容积增加时，启用所述汽缸中的所述第二汽缸的排气门的打开；和

当所述汽缸中的所述第二汽缸内的容积减少时，禁止所述排气门的打开。