專利名稱：渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本說明書涉及用于提高渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率 的方法。該方法在渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)提供EGR可以是特別有益的。
背景技術(shù)：
發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸可以被構(gòu)造成具有用于接收空氣充氣的一個(gè)或更多個(gè)進(jìn)氣口。一個(gè)或更多個(gè)進(jìn)氣口可以從公共進(jìn)氣道分支出，或者可以具有不同的進(jìn)氣管道。此外，一個(gè)或更多個(gè)進(jìn)氣口可以接收新鮮空氣或可以循環(huán)排氣。具有分支式進(jìn)氣系統(tǒng)的汽缸的一個(gè)示例在6，135,088中由Duret示出。其中，在低負(fù)載條件時(shí)，汽缸的第一進(jìn)入端口被構(gòu)造成接收被循環(huán)的排氣而第二進(jìn)入端口被構(gòu)造成接收通過壓縮機(jī)在進(jìn)氣道之后已經(jīng)被增壓的空氣-燃料混合物。不過，本發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這種系統(tǒng)的潛在問題。作為一個(gè)示例，增加排氣渦輪機(jī)來驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)會(huì)破壞系統(tǒng)的期望功能性。具體地，如果渦輪機(jī)被包括在公共排氣口內(nèi)，則高壓排氣會(huì)被吸入較低壓力(即未增壓)的進(jìn)氣口內(nèi)，從而導(dǎo)致EGR控制問題。作為另一示例，在某些條件下可能難以提供較高壓力的EGR (HP-EGR)來進(jìn)一步改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)性能。

發(fā)明內(nèi)容
因此，在一個(gè)示例中，通過如下運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的方法至少部分解決了上述問題，其包括通過第一進(jìn)氣道向發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸提供處于或低于大氣壓力的空氣充氣并且通過單獨(dú)的第二進(jìn)氣道向汽缸提供第二增壓空氣充氣，該第二空氣充氣通過由排氣渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的進(jìn)氣壓縮機(jī)來增壓。以此方式，進(jìn)氣壓縮機(jī)可以由排氣渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)從而通過進(jìn)氣道向汽缸提供增壓的進(jìn)氣空氣充氣且同時(shí)通過單獨(dú)的進(jìn)氣道并行地向汽缸提供自然進(jìn)氣式的空氣充氣。之后不同的空氣充氣可以彼此混合并且在燃燒之前被充料到汽缸內(nèi)。在一個(gè)示例中，第一進(jìn)氣道可以聯(lián)接到第一排氣道，而單獨(dú)的第二進(jìn)氣道被聯(lián)接到單獨(dú)的第二排氣道。僅聯(lián)接到第二進(jìn)氣道的渦輪增壓器壓縮機(jī)可以被僅聯(lián)接到第二排氣道的渦輪增壓器渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)，從而在第二進(jìn)氣道內(nèi)提供增壓空氣充氣。在一個(gè)示例中，處于或低于大氣壓力(BP)的新鮮空氣可以經(jīng)由與第一進(jìn)氣道連通的第一進(jìn)氣門被傳輸?shù)狡?，而處于壓縮機(jī)壓力的新鮮空氣(即增壓空氣)可以經(jīng)由與第二進(jìn)氣道連通的第二進(jìn)氣門被傳輸?shù)狡?。以此方式，能夠通過自然吸氣提供至少一部分新鮮進(jìn)氣，而另一部分被壓縮。通過減少進(jìn)氣需要壓縮的部分，能夠增加壓縮機(jī)效率并且能夠降低控制延遲。此外，能夠通過較小的壓縮機(jī)和渦輪機(jī)來提供理想增壓而不會(huì)損害增壓性能。
在一個(gè)替代性示例中，第一和第二空氣充氣中的一者或兩者可以包括至少一些新鮮空氣和至少一些循環(huán)排氣。例如，從第一排氣道循環(huán)到第一進(jìn)氣道的至少一些低壓EGR(LP-EGR)可以與第一進(jìn)氣道內(nèi)處于或低于BP的新鮮空氣混合從而形成第一空氣充氣。此夕卜，從第二排氣道循環(huán)到第二進(jìn)氣道的至少一些高壓EGR (HP-EGR)可以與第二進(jìn)氣道內(nèi)的增壓新鮮空氣混合從而形成第二空氣充氣。第一和第二空氣充氣可以彼此混合并且在燃燒之前被直接噴射到汽缸內(nèi)。聯(lián)接到不同進(jìn)氣道的不同進(jìn)氣門的打開正時(shí)可以相對(duì)彼此是不同的以便在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣沖程的不同點(diǎn)處傳輸不同空氣充氣。進(jìn)氣門正時(shí)還可以與聯(lián)接到不同排氣道的不同排氣門的打開相協(xié)調(diào)。以此方式，通過僅使得一部分排氣流動(dòng)通過渦輪機(jī)且同時(shí)將剩余部分排氣自然吸入汽缸，增加了從排氣恢復(fù)的熱并且提高了渦輪機(jī)的熱力效率。通過將一些新鮮空氣自然吸入發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)且同時(shí)增壓剩余部分，可以減少壓縮機(jī)工作，從而提高壓縮機(jī)效率。此外，能夠減少增壓控制延遲。通過經(jīng)由不用進(jìn)氣道向發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸提供具有不同比例的循環(huán)
排氣和不同壓力的新鮮空氣來提供空氣充氣，從而可以擴(kuò)展EGR益處并且能夠提高渦輪增壓器的優(yōu)點(diǎn)，即使使用較小的渦輪增壓器仍如是。這樣，能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率和性能。在另一不例中，運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的方法包括經(jīng)由第一進(jìn)氣道向發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸傳輸?shù)陀诖髿鈮毫Φ牡谝豢諝獬錃猓摰谝豢諝獬錃獍ǖ谝涣康难h(huán)排氣和第一量的新鮮空氣；以及經(jīng)由單獨(dú)的第二進(jìn)氣道向發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸傳輸處于壓縮機(jī)壓力的第二空氣充氣，該第二空氣充氣包括第二量的循環(huán)排氣和第二量的新鮮空氣。在另一示例中，方法還包括直接噴射燃料到汽缸內(nèi)；在汽缸內(nèi)混合第一空氣充氣與第二空氣充氣和噴射的燃料；以及在汽缸內(nèi)燃燒混合物。在另一示例中，傳輸?shù)谝豢諝獬錃獍ㄔ诘谝贿M(jìn)氣門正時(shí)打開第一進(jìn)氣道的第一進(jìn)氣門；以及其中傳輸?shù)诙諝獬錃獍ㄔ诘诙M(jìn)氣門正時(shí)打開第二進(jìn)氣道的第二進(jìn)氣門。在另一示例中，傳輸?shù)谝豢諝獬錃膺€包括打開第一 EGR閥從而使得第一量的排氣從第一排氣道循環(huán)到第一進(jìn)氣道；以及傳輸?shù)诙諝獬錃膺€包括打開第二 EGR閥從而使得第二量的排氣從單獨(dú)的第二排氣道循環(huán)到第二進(jìn)氣道。在另一示例中，傳輸處于壓縮機(jī)壓力的第二空氣充氣還包括運(yùn)行被包括在第二進(jìn)氣道內(nèi)的壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)被包括在第二排氣道內(nèi)的渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)，并且其中第二量的排氣從渦輪機(jī)上游循環(huán)到壓縮機(jī)下游。在另一示例中，第一進(jìn)氣門和第二進(jìn)氣門被聯(lián)接到氣門致動(dòng)器，還包括調(diào)節(jié)氣門致動(dòng)器的氣門相位從而在第一進(jìn)氣門正時(shí)打開第一氣門并且在第二進(jìn)氣門正時(shí)打開第二氣門，在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的進(jìn)氣沖程中第一進(jìn)氣門正時(shí)早于第二進(jìn)氣門正時(shí)。在另一示例中，傳輸?shù)谝豢諝獬錃膺€包括在第一正時(shí)打開第一排氣道的第一排氣門并且在較早的第二正時(shí)打開第二排氣道的第二排氣門。在另一不例中，提供發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸；經(jīng)由第一進(jìn)氣門將未壓縮空氣充氣連通到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的第一進(jìn)氣道；經(jīng)由第二進(jìn)氣門將壓縮空氣充氣連通到汽缸的第二進(jìn)氣道；被構(gòu)造成壓縮傳輸給汽缸的空氣充氣的、被聯(lián)接到第一進(jìn)氣道的渦輪增壓器壓縮機(jī)；用于打開第一進(jìn)氣門和第二進(jìn)氣門的氣門致動(dòng)器；以及控制系統(tǒng)，其具有計(jì)算機(jī)可讀指令以用于調(diào)節(jié)氣門致動(dòng)器的相位從而在第一正時(shí)打開第一進(jìn)氣門且在不同的第二正時(shí)打開第二進(jìn)氣門。在另一示例中，未壓縮空氣充氣包括處于或低于大氣壓力的至少一些新鮮空氣和至少一些EGR，并且其中壓縮空氣充氣包括處于壓縮機(jī)壓力的至少一些新鮮空氣和至少一些 EGR。在另一示例中，第一進(jìn)氣道并聯(lián)于且獨(dú)立于第二進(jìn)氣道，該系統(tǒng)還包括第一和第二排氣道，第一排氣道并聯(lián)于且獨(dú)立于第二排氣道；以及聯(lián)接到第二排氣道的渦輪增壓器渦輪機(jī)，該渦輪機(jī)被構(gòu)造成驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。在另一示例中，該系統(tǒng)還包括將第一排氣道連通地聯(lián)接到第一進(jìn)氣道的第一EGR通道，第一 EGR通道包括第一 EGR冷卻器和第一 EGR閥；以及將第二排氣道連通地聯(lián)接到第二進(jìn)氣道的第二 EGR通道，第二 EGR通道包括第二 EGR冷卻器和第二 EGR閥，其中控制系統(tǒng)還包括如下指令，其用于打開第一 EGR閥以便將處于或低于環(huán)境壓力的至少一些EGR
傳輸?shù)降谝贿M(jìn)氣道以及打開第二 EGR閥以便將處于壓縮機(jī)壓力的至少一些EGR從渦輪機(jī)上游的第二排氣道傳輸?shù)綁嚎s機(jī)下游的第二進(jìn)氣道。應(yīng)理解提供上面的概述用于以簡化的形式引入將在具體實(shí)施方式
中進(jìn)一步描述的選擇的概念。不意味著確認(rèn)所保護(hù)的本發(fā)明主題的關(guān)鍵的或基本的特征，本發(fā)明的范圍將由本申請(qǐng)的權(quán)利要求唯一地界定。此外，所保護(hù)的主題不限于克服上文或本公開的任何部分中所述的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。


圖I示出了包括分離式進(jìn)氣歧管和分離式排氣歧管及相關(guān)排氣循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖。圖2示出了聯(lián)接到第一和第二進(jìn)氣道以及第一和第二排氣道的圖I的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的示例性實(shí)施例。圖3示出了局部發(fā)動(dòng)機(jī)示圖。圖4示出了圖釋可執(zhí)行以用于根據(jù)本公開運(yùn)行圖2的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的程序的高級(jí)流程圖。圖5示出了圖2的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的示例汽缸進(jìn)氣門和排氣門正時(shí)。圖6示出了示例空氣充氣混合物，其可以經(jīng)由第一和第二進(jìn)氣道在不同工況期間被提供給圖2的汽缸。圖7示出了圖釋可執(zhí)行用于使得踩加速器踏板期間進(jìn)氣空氣節(jié)氣門操作與渦輪增壓器操作相協(xié)調(diào)的程序的高級(jí)流程圖。圖8示出了解釋踩加速器踏板期間示例進(jìn)氣空氣節(jié)氣門和EGR閥調(diào)節(jié)的示圖。圖9示出了圖釋可執(zhí)行用于基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況調(diào)節(jié)EGR冷卻器的操作的程序的高級(jí)流程圖。
具體實(shí)施例方式以下說明涉及用于通過如下手段來控制發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)和方法，該發(fā)動(dòng)機(jī)是例如圖1-3的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，即通過在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的不同時(shí)刻通過不同的進(jìn)氣道向發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸提供具有不同壓力和/或不同成分(例如不同的新鮮空氣與EGR的比)的空氣充氣。具體地，能夠分離于處于壓縮機(jī)壓力的進(jìn)氣空氣充氣向汽缸提供處于或低于大氣壓力的進(jìn)氣空氣充氣。類似地，能夠分離于具有新鮮空氣的進(jìn)氣空氣充氣向汽缸提供包括再循環(huán)排氣的進(jìn)氣空氣充氣。如圖6示出的，還可以存在其他組合。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可以被配置成執(zhí)行控制程序，例如圖4程序，以便與第二汽缸進(jìn)氣門(圖5)相比在較早正時(shí)打開第一汽缸進(jìn)氣門，從而與第二組分的第二空氣充氣相比，在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中的不同時(shí)刻提供第一組分的第一空氣充氣。進(jìn)氣門正時(shí)還可以與對(duì)應(yīng)的排氣門正時(shí)向協(xié)調(diào)(圖5)。被聯(lián)接到不同進(jìn)氣道的一個(gè)或更多個(gè)空氣進(jìn)氣節(jié)氣門和EGR閥的位置可以被調(diào)節(jié)和協(xié)調(diào)成針對(duì)瞬態(tài)進(jìn)行補(bǔ)償，如圖7-8示出的。此外，各種EGR閥可以被調(diào)節(jié)成使得能夠通過相應(yīng)EGR冷卻器來加熱或冷卻每個(gè)進(jìn)氣道的進(jìn)氣空氣充氣。以此方式，可以減少耗費(fèi)在拉動(dòng)EGR上的渦輪增壓器壓縮功的量，從而增加了施加于和來自于渦輪增壓器的平均進(jìn)氣和/或排氣壓力，進(jìn)而提高了渦輪增壓器輸出。此外，通過保持基于EGR的空氣充氣分離于基于增壓的空氣充氣，直到它們?cè)谄變?nèi)混合，可以減少EGR控制和增壓控制延遲二者?？偠灾?，可以擴(kuò)展EGR 和增壓二者的益處，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能和燃料效益。圖I示出了示例性渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的示意圖，其包括多缸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10和渦輪增壓器50。作為非限制性示例，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100能夠被包括作為客運(yùn)交通工具的推進(jìn)系統(tǒng)的一部分。發(fā)動(dòng)機(jī)10可以包括多個(gè)汽缸14。在所示示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10包括以直列構(gòu)造設(shè)置的三個(gè)汽缸。不過，在可替代示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10能夠包括兩個(gè)或更多個(gè)汽缸，例如4、5、8、10或更多個(gè)汽缸，且其可以設(shè)置成替代性構(gòu)造，例如V型、盒型等。每個(gè)汽缸14均可以被構(gòu)造成具有燃料噴射器166。在所7^75例中，燃料噴射器166是直噴式汽缸噴射器。不過在其他示例中，燃料噴射器166能夠被構(gòu)造成進(jìn)氣道式燃料噴射器。下面將關(guān)于圖2-3描述單個(gè)汽缸14的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸14均被構(gòu)造成從第一進(jìn)氣道42以及第二進(jìn)氣道44接收進(jìn)氣空氣充氣(包括新鮮空氣和/或再循環(huán)排氣)。這樣，第二進(jìn)氣道44可以分離于但并聯(lián)于第一進(jìn)氣道42。第一進(jìn)氣道42可以包括在空氣過濾器60下游的空氣進(jìn)氣節(jié)氣門62。節(jié)氣門62的位置能夠經(jīng)由與控制器12通信聯(lián)接的節(jié)氣門致動(dòng)器(未示出)由控制系統(tǒng)15調(diào)節(jié)。通過調(diào)整節(jié)氣門62，可以經(jīng)由第一進(jìn)氣道42在處于或低于大氣(或環(huán)境)壓力的條件下將一定量的新鮮空氣從環(huán)境引入發(fā)動(dòng)機(jī)10并傳輸給發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。第一進(jìn)氣道42可以分支成在節(jié)氣門62下游的多個(gè)進(jìn)氣管道43a-43c。各進(jìn)氣管道43a_43c可以被聯(lián)接到不同的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸并且可以被構(gòu)造成將進(jìn)氣道42的一部分進(jìn)氣空氣充氣傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)汽缸。第二進(jìn)氣道44可以包括在充氣空氣冷卻器56和渦輪增壓器壓縮機(jī)52下游的空氣進(jìn)氣節(jié)氣門64。具體地，渦輪增壓器50的壓縮機(jī)52可以被包括在第二進(jìn)氣道44內(nèi)并聯(lián)接到第二進(jìn)氣道44，而不是第一進(jìn)氣道42。節(jié)氣門64的位置能夠經(jīng)由與控制器12通信聯(lián)接的節(jié)氣門致動(dòng)器(未示出)由控制系統(tǒng)15調(diào)節(jié)。在運(yùn)行壓縮機(jī)52的同時(shí)，通過調(diào)整空氣進(jìn)氣節(jié)氣門64，可以經(jīng)由第二進(jìn)氣道44在處于壓縮機(jī)(或增壓)壓力的條件下將一定量的新鮮空氣從環(huán)境引入發(fā)動(dòng)機(jī)10并傳輸給發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。第二進(jìn)氣道44可以分支成在節(jié)氣門64下游的多個(gè)進(jìn)氣管道45a-45c。各進(jìn)氣管道45a_45c可以被聯(lián)接到不同的汽缸并且可以被構(gòu)造成將進(jìn)氣道44的一部分進(jìn)氣空氣充氣傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)汽缸。在汽缸燃燒事件期間生成的排氣可以從各汽缸14沿第一排氣道46和第二排氣道48被排出。排氣道46可以分支成多個(gè)排氣管道47a-47c。具體地，各排氣管道47a_47c可以被聯(lián)接到不同汽缸并且可以被構(gòu)造成將從對(duì)應(yīng)汽缸排放的一部分排氣傳輸?shù)脚艢獾?6內(nèi)。在沿尾氣管35被排放到大氣之前，流動(dòng)通過第一排氣道46的排氣可以被一個(gè)或更多個(gè)排氣后處理裝置(例如催化器70和72)處理。以相同方式，第二排氣道48可以分支成多個(gè)排氣管道49a_49c。具體地，各排氣管道47a-47c可以被聯(lián)接到不同的汽缸并且可以被構(gòu)造成將從對(duì)應(yīng)汽缸排放的一部分排氣傳輸?shù)脚艢獾?8內(nèi)。渦輪增壓器50的渦輪機(jī)54可以被包括于且聯(lián)接到第二排氣道48，而不是第一排氣道46。因此，經(jīng)由排氣道48排出的燃燒產(chǎn)物能夠被引導(dǎo)通過渦輪機(jī)54以便經(jīng)由軸(未示出)向壓縮機(jī)52提供機(jī)械功。在一些示例中，渦輪機(jī)54可以被構(gòu)造成可變幾何形狀渦輪機(jī)，其中控制器12可以調(diào)節(jié)渦輪機(jī)葉輪葉片(或扇葉)的位置以便改變從排氣流獲得的且施加于壓縮機(jī)52的能量水平?？商娲兀艢鉁u輪機(jī)54可以被構(gòu)造成可變噴嘴渦輪機(jī)，其中控制器12可以調(diào)節(jié)渦輪機(jī)噴嘴的位置以便改變從排氣流獲得的且施加于壓縮機(jī)52的能量水平。在沿尾氣管35被排放到大氣之前，流動(dòng)通過第二排氣道48的排氣可以被一個(gè)或更多個(gè)排氣后處理裝置(例如催化器72)處理。在所示示例中，來自第二排氣道48的排氣與來自第一排氣道46的排氣在渦輪機(jī)54和催化器70的下游但是在催化器72的上游相組合，這樣組合的排氣沿尾氣管35被排放大氣。不過，在替代性實(shí)施例中，排氣道46和48可以沒有再次合并，并且可以經(jīng)由單獨(dú)的尾氣管排放排氣。排氣道46和48還可以包括一個(gè)或更多個(gè)排氣傳感器，如圖3進(jìn)一步示出的。發(fā)動(dòng)機(jī)10還可以包括一個(gè)或更多個(gè)排氣再循環(huán)(EGR)通道以便將來自第一和第二排氣道46和48的排氣的至少一部分分別再循環(huán)到第一和第二進(jìn)氣道42和44。具體地，第一排氣道46可以經(jīng)由第一 EGR通道80連通地聯(lián)接到第一進(jìn)氣道42，其中該第一 EGR通道80包括第一 EGR冷卻器82和第一 EGR閥84。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可以被構(gòu)造成打開第一 EGR閥84從而使得處于或低于環(huán)境壓力的一定量排氣循環(huán)到第一進(jìn)氣道42。以此方式,低壓EGR (LP-EGR)可以從第一排氣道轉(zhuǎn)移到第一進(jìn)氣道。類似地，第二排氣道48可以經(jīng)由第二 EGR通道90連通地聯(lián)接到第二進(jìn)氣道44，其中該第二 EGR通道90包括第二 EGR冷卻器92和第二 EGR閥94。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可以被構(gòu)造成打開第二 EGR閥94從而使得處于壓縮機(jī)壓力的一定量排氣從渦輪機(jī)54上游循環(huán)到壓縮機(jī)52下游的第二進(jìn)氣道44。以此方式，高壓EGR (HP-EGR)可以經(jīng)由第二進(jìn)氣和排氣道被提供給發(fā)動(dòng)機(jī)。通過提供行經(jīng)第一 EGR通道的LP-EGR且同時(shí)提供行經(jīng)單獨(dú)的第二 EGR通道的HP-EGR，可以同時(shí)地提供HP-EGR和LP-EGR 二者，從而擴(kuò)展EGR的益處。EGR冷卻器82和92可以被構(gòu)造成在循環(huán)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣之前降低流動(dòng)通過相應(yīng)EGR通道的排氣的溫度。在可替代實(shí)施例中，EGR冷卻器82和92可以被定位在EGR通道和對(duì)應(yīng)進(jìn)氣道的結(jié)合處。在此位置，如這里相對(duì)于圖9示出的，在特定條件下，一個(gè)(更多個(gè))EGR冷卻器可以有利地被用于加熱被傳送到汽缸的進(jìn)氣空氣充氣。具體地，EGR冷卻器可以用于在一些條件下向發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸提供被加熱的空氣充氣(例如被加熱的新鮮空氣，或者被加熱的氣體和新鮮空氣的混合物)，而在另一些條件下向發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸提供被冷卻的空氣充氣(例如被冷卻的EGR)。在一個(gè)示例中，在冷機(jī)條件下，經(jīng)由第二進(jìn)氣道被傳送到汽缸的空氣充氣可以在進(jìn)入壓縮機(jī)之前被加熱以便避免水滴落在壓縮機(jī)上。在又一些實(shí)施例中，導(dǎo)管可以聯(lián)接EGR通道。導(dǎo)管可以從位于EGR閥94和EGR冷卻器92之間的位置將第二 EGR通道90聯(lián)接到位于EGR閥84和EGR冷卻器82之間的位置的第一 EGR通道80。這里，在一些條件下，經(jīng)由第二排氣門被釋放到第二排氣道內(nèi)的較高壓力的排氣可以在EGR冷卻器92內(nèi)被冷卻，并且熱量被傳輸?shù)嚼鋮s劑。被冷卻的排氣可以經(jīng)由較低壓力的第一進(jìn)氣道被循環(huán)到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣。可替代地，被冷卻的排氣可以經(jīng)由第一排氣道46和尾管35被排放到大氣。以此方式，可以從排氣汲取更大量的功。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100還可以包括氣門致動(dòng)器96以用于調(diào)節(jié)汽缸14的氣門運(yùn)行。具體地，氣門致動(dòng)器96可以被構(gòu)造成在第一正時(shí)打開汽缸14的第一進(jìn)氣和/或排氣門，而在第二正時(shí)打開汽缸14的第二進(jìn)氣和/或排氣門。以此方式，處于或低于大氣壓力的第一成分的第一空氣充氣可以在第一正時(shí)被提供給發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸，而處于壓縮機(jī)壓力的不同的第二成分的第二空氣充氣可以在第二正時(shí)被提供給發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。作為非限制性示例，如圖2-圖3所示，氣門致動(dòng)器96可以被構(gòu)造成凸輪致動(dòng)器，其中每個(gè)汽缸14的進(jìn)氣和/或排氣門被聯(lián)接到相應(yīng)凸輪?？刂破骺梢员粯?gòu)造成基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況來調(diào)節(jié)氣門致動(dòng)器96 (或凸輪致動(dòng)器)的相位(或凸輪廓線)以便在第一正時(shí)打開第一進(jìn)氣門從而輸送第一空氣充氣而在第二
正時(shí)打開第二進(jìn)氣門從而輸送第二空氣充氣。例如，這里的如圖5所示，進(jìn)氣門正時(shí)可以是錯(cuò)開的以便通過壓縮機(jī)引入一部分進(jìn)氣空氣充氣且自然吸氣另一部分進(jìn)氣空氣充氣?？刂破鬟€可以被構(gòu)造成調(diào)節(jié)氣門相位以便在第一正時(shí)打開第一排氣門而在不同的第二正時(shí)打開第二排氣門從而在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中的不同位置處釋放處于不同壓力的排氣。例如，如這里圖5示出的,排氣門正時(shí)可以錯(cuò)開以便將吹送(blow down)氣體(例如當(dāng)汽缸活塞到達(dá)膨脹沖程的下止點(diǎn)時(shí)汽缸中的膨脹排氣)的釋放與殘余排氣(例如在吹送之后剩余的汽缸中的氣體)的釋放分開。在一個(gè)示例中，通過使得第一進(jìn)氣門的正時(shí)與第一排氣門的正時(shí)相協(xié)調(diào)并且類似地第二進(jìn)氣門的正時(shí)與第二排氣門的正時(shí)相協(xié)調(diào)，排放能量能夠從通過第二排氣道內(nèi)的渦輪增壓器渦輪機(jī)的吹送氣體的釋放而被轉(zhuǎn)移，從而運(yùn)行第二進(jìn)氣道內(nèi)的渦輪增壓器壓縮機(jī)以便提供增壓益處?；就瑫r(shí)，殘余氣體能夠從第一排氣道被轉(zhuǎn)移到第一進(jìn)氣道從而提供EGR優(yōu)勢。以此方式，可以在不用花費(fèi)額外能量來將排氣從排氣歧管經(jīng)由EGR冷卻器泵送到進(jìn)氣歧管的條件下，提供理想的EGR稀釋，甚至在較高負(fù)載條件下仍如此。將意識(shí)到，雖然示出的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100通過第一進(jìn)氣道循環(huán)處于或低于大氣壓力的排氣，不過在其他實(shí)施例中，例如當(dāng)?shù)谝贿M(jìn)氣道聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料蒸汽回收系統(tǒng)時(shí)，第一進(jìn)氣道可以被構(gòu)造成在處于或低于大氣壓力的條件下將抽送蒸汽、曲軸箱蒸汽和氣態(tài)或汽化燃料蒸汽中的一個(gè)或更多個(gè)循環(huán)到汽缸?？芍辽俨糠钟砂刂破?2的控制系統(tǒng)15和由車輛駕駛員經(jīng)過輸入裝置的輸入控制發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100 (如圖3所示)。示出的控制系統(tǒng)15從多個(gè)傳感器16 (這里描述了其中的各種示例)接收信息并發(fā)送控制信號(hào)給多個(gè)致動(dòng)器81。作為一個(gè)示例，傳感器16可包括在一個(gè)或兩個(gè)進(jìn)氣道內(nèi)的進(jìn)氣空氣壓力和溫度傳感器、MAP傳感器和MAT傳感器。其他傳感器可以包括被聯(lián)接在每個(gè)進(jìn)氣道內(nèi)的節(jié)氣門下游的用于估計(jì)節(jié)氣門入口壓力(TIP )的節(jié)氣門入口壓力(TIP)傳感器和/或用于估計(jì)節(jié)氣門空氣溫度(TCT)的節(jié)氣門入口溫度傳感器。在其他示例中，一個(gè)或更多個(gè)EGR通道可以包括用于確定EGR流動(dòng)特征的壓力、溫度和/或空氣-燃料比傳感器。下面參考圖3示出附加的系統(tǒng)傳感器和致動(dòng)器。作為另一個(gè)示例，致動(dòng)器81可以包括燃料噴射器166、EGR閥84和94、氣門致動(dòng)器96和節(jié)氣門62和64。例如各種附加氣門和節(jié)氣門的其他致動(dòng)器可以被聯(lián)接于發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100中的不同位置?；趯?duì)應(yīng)于一個(gè)或更多個(gè)程序被編程在其中的指令或代碼，控制器12可以接收來自各種傳感器的輸入數(shù)據(jù)、處理輸入數(shù)據(jù)并且響應(yīng)經(jīng)處理的輸入數(shù)據(jù)來觸發(fā)致動(dòng)器。這里參考圖4、圖7和圖9描述了不例性控制程序?，F(xiàn)在參考圖2-圖3，示出了內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的單個(gè)汽缸14。這樣，使用相同附圖標(biāo)記代表前面圖I中介紹的部件，并且不再次進(jìn)行介紹。圖2示出了汽缸14的第一視圖200。這里，示出的汽缸14具有四個(gè)端口，包括兩個(gè)進(jìn)氣口 17和18以及兩個(gè)排氣口 19和20。具體地，汽缸14中的第一進(jìn)氣口 17可以經(jīng)由第一進(jìn)氣門30從聯(lián)接到第一進(jìn)氣道42的第一進(jìn)氣導(dǎo)管43a接收處于或低于環(huán)境壓力的第一空氣充氣。第一空氣充氣可以包括在處于或低于環(huán)境壓力的條件下被弓I入汽缸內(nèi)的新鮮空氣、低壓再循環(huán)排氣(LP-EGR)或者新鮮空氣和LP-EGR的混合物。汽缸14的第二進(jìn)氣口 18可以經(jīng)由第二進(jìn)氣門31從聯(lián) 接到第二進(jìn)氣道44的第二進(jìn)氣導(dǎo)管45a接收處于壓縮機(jī)壓力的第二空氣充氣。第二空氣充氣可以包括在被壓縮機(jī)52壓縮之后處于增壓壓力的被引入汽缸內(nèi)的新鮮空氣、高壓再循環(huán)排氣(HP-EGR)或者新鮮空氣和HP-EGR的混合物。一部分汽缸燃燒產(chǎn)物可以從汽缸14的第一排氣口 19經(jīng)由第一排氣門32被排放到與第一排氣道46聯(lián)接的第一排氣導(dǎo)管47a內(nèi)。另一部分汽缸燃燒產(chǎn)物可以從汽缸14的第二排氣口 20經(jīng)由第二排氣門33被排放到與第二排氣道48聯(lián)接的第二排氣導(dǎo)管49a內(nèi)。排氣可以沿尾管35被相繼釋放到大氣。具體地，第一和第二排氣道可以在渦輪機(jī)下游且在排放控制裝置72上游再次組合，從而允許在釋放之前被釋放到第一排氣道內(nèi)的排氣被排放控制裝置70和72處理且允許在沿尾管35釋放之前被釋放到第二排氣道內(nèi)的排氣被裝置72處理。附加地或可選地，一部分排氣還可以經(jīng)由第一 EGR通道80從第一排氣導(dǎo)管47a被循環(huán)到第一進(jìn)氣道43a而同時(shí)一部分排氣可以經(jīng)由第二 EGR通道90從第二排氣導(dǎo)管49a被循環(huán)到第二進(jìn)氣道45a。在其他實(shí)施例中，第二排氣道可以被構(gòu)造成向第一或第二進(jìn)氣道提供排氣，并且第一排氣道可以被構(gòu)造成向第一或第二進(jìn)氣道中任意一者提供排氣。在所示示例中，第一進(jìn)氣門30和第二進(jìn)氣門31均可以由相應(yīng)進(jìn)氣門凸輪操作(圖3)。進(jìn)氣凸輪的位置且因而進(jìn)氣門的正時(shí)可以經(jīng)由凸輪軸桿101由進(jìn)氣凸輪致動(dòng)器97確定。類似地，第一排氣門32和第二排氣門33均可以由相應(yīng)排氣凸輪操作(圖3)，排氣凸輪的位置可以經(jīng)由凸輪軸桿102由排氣凸輪致動(dòng)器98確定。不過，在可替代實(shí)施例中，每個(gè)進(jìn)氣門和每個(gè)排氣門可以具有獨(dú)立的氣門致動(dòng)器。進(jìn)一步地，第一進(jìn)氣門和第一排氣門可以被聯(lián)接到一個(gè)(公共)氣門致動(dòng)器，而第二進(jìn)氣門和第二排氣門可以被聯(lián)接到一個(gè)不同的氣門致動(dòng)器。控制器12可以被構(gòu)造成基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況調(diào)節(jié)進(jìn)氣門致動(dòng)器97的相位從而在第一進(jìn)氣門正時(shí)打開第一進(jìn)氣門30并且在不同的第二進(jìn)氣門正時(shí)打開第二進(jìn)氣門31。例如，可以相對(duì)于第二正時(shí)調(diào)節(jié)第一正時(shí)以便提供在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)早期(例如在進(jìn)氣沖程的早期)以第一較低壓力向汽缸14提供包括新鮮空氣和/或再循環(huán)排氣的第一進(jìn)氣空氣充氣，而在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)后期(例如在相同發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中的同一進(jìn)氣沖程靠后部分)以第二較高壓力向汽缸14提供包括新鮮空氣和/或再循環(huán)排氣的第二進(jìn)氣空氣充氣。以相同方式，控制器12可以被構(gòu)造成基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況調(diào)節(jié)排氣門致動(dòng)器98的相位從而在特定正時(shí)打開第一排氣門32和第二排氣門33。在一個(gè)示例中，可以相對(duì)于氣門致動(dòng)器98的相位調(diào)節(jié)排氣門致動(dòng)器97的相位，以致進(jìn)氣門30和31的打開和/或關(guān)閉協(xié)調(diào)于(或基于)對(duì)應(yīng)的排氣門32和33的打開和/或關(guān)閉。例如，第一排氣門可以被打開從而選擇性排出(或再循環(huán))殘余排氣而第二排氣門可以打開從而選擇性排出吹送氣體通過渦輪機(jī)從而驅(qū)動(dòng)被聯(lián)接的壓縮機(jī)。圖5中示出了示例性第一和第二進(jìn)氣和排氣門正時(shí)。參考圖3，其示出了內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的替代性視圖300。示出的發(fā)動(dòng)機(jī)10帶有燃燒室14、冷卻劑套筒118和汽缸壁136，活塞138位于汽缸壁136內(nèi)且連接到曲軸140。燃燒室14可經(jīng)由相應(yīng)進(jìn)氣門150和排氣門156連通于進(jìn)氣道146和排氣道148。如前文圖I-圖2中所示，發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸14可以沿兩個(gè)進(jìn)氣導(dǎo)管接收進(jìn)氣空氣充氣并且可以沿兩個(gè)排氣導(dǎo)管排出燃燒產(chǎn)物。在所示視圖300中，進(jìn)氣道146和排氣道148代表通到和/或來自汽缸的第一進(jìn)氣導(dǎo)管和第一排氣導(dǎo)管(例如圖2的導(dǎo)管43a和47a)，而在這個(gè)視圖中不可見通到和/或來自汽缸的第二進(jìn)氣導(dǎo)管和第二排氣導(dǎo)管。同樣如前文圖2所示，發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸可以包括聯(lián)接到相應(yīng)進(jìn)氣和排氣導(dǎo)管的兩個(gè)(或更多個(gè))進(jìn)氣門和兩個(gè)(或更多個(gè))排氣門。在所示視圖300中，至少一個(gè)進(jìn)氣門被示為位于汽缸14的上部區(qū)域處的進(jìn)氣提升氣門150，并且至少一個(gè)排氣門被示為位于汽缸14的上部區(qū)域處的排氣提升氣
門 156?？梢酝ㄟ^使用相應(yīng)凸輪致動(dòng)系統(tǒng)由控制器12來控制進(jìn)氣門150和排氣門156，其中該凸輪致動(dòng)系統(tǒng)包括一個(gè)或更多個(gè)凸輪。凸輪致動(dòng)系統(tǒng)可以利用凸輪廓線變換(CPS)、可變凸輪正時(shí)(VCT)、可變氣門正時(shí)(VVT)和/或可變氣門升程(VVL)系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)改變氣門運(yùn)轉(zhuǎn)。在所示示例中，每個(gè)進(jìn)氣門150由進(jìn)氣凸輪151操作且每個(gè)排氣門156由排氣凸輪153操作。進(jìn)氣門150和排氣門156的位置可以分別由氣門位置傳感器155和157確定。在可替代實(shí)施例中，進(jìn)氣和/或排氣門可以由電子氣門致動(dòng)來控制。例如，汽缸14可以可替代地包括經(jīng)由電子氣門致動(dòng)的進(jìn)氣門和經(jīng)由包括CPS和/或VCT系統(tǒng)的凸輪致動(dòng)控制的排氣門。在另一些實(shí)施例中，進(jìn)氣和排氣門可以由公共氣門致動(dòng)器或致動(dòng)系統(tǒng)，或可變氣門正時(shí)致動(dòng)器或致動(dòng)系統(tǒng)來控制。在一個(gè)示例中，進(jìn)氣凸輪151包括單獨(dú)且不同的凸輪凸角，其為燃燒室14的兩個(gè)進(jìn)氣門中的每個(gè)進(jìn)氣門提供不同的氣門廓線(例如，氣門正時(shí)、氣門升程、持續(xù)時(shí)間等等)。類似地，排氣凸輪153可以包括單獨(dú)且不同的凸輪凸角，其為燃燒室14的兩個(gè)排氣門中的每個(gè)排氣門提供不同的氣門廓線(例如，氣門正時(shí)、氣門升程、持續(xù)時(shí)間等等)?？商娲兀艢馔馆?53可以包括一個(gè)公共凸角或類似的凸角，其為兩個(gè)排氣門中的每個(gè)排氣門提供基本類似的氣門廓線。例如，燃燒室14的第一進(jìn)氣門的第一凸輪廓線可以具有第一升程量和第一打開正時(shí)和持續(xù)時(shí)間。燃燒室14的第二進(jìn)氣門的第二凸輪廓線可以具有第二升程量和第二打開正時(shí)和持續(xù)時(shí)間。在一個(gè)示例中，第一升程量可以小于第二升程量，第一打開正時(shí)可以早于(或提前于)第二打開正時(shí)，并且/或者第一打開持續(xù)時(shí)間可以短于第二打開持續(xù)時(shí)間。此夕卜，在一些示例中，可以相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的相位獨(dú)立地調(diào)節(jié)第一和第二凸輪廓線的相位。因此第一進(jìn)氣凸輪廓線能夠被定位以在燃燒室14的進(jìn)氣沖程靠近TDC處打開進(jìn)氣門，以便第一進(jìn)氣門能夠在進(jìn)氣沖程靠近TDC處打開且在進(jìn)氣沖程靠近BDC處關(guān)閉。另一方面，第二進(jìn)氣凸輪廓線能夠在進(jìn)氣沖程的靠近BDC處打開第二進(jìn)氣門。因此，第一進(jìn)氣門和第二進(jìn)氣門的正時(shí)能夠?qū)⒔?jīng)由第一進(jìn)氣道接收的第一進(jìn)氣空氣充氣分離于經(jīng)由不同的第二進(jìn)氣道接收的第二進(jìn)氣空氣充氣。
以相同方式，不同排氣門的不同凸輪廓線能夠被用于將汽缸壓力排放的排氣分離于處于排氣壓力排放的排氣。例如，第一排氣凸輪廓線能夠在BDC膨脹沖程之后打開第一排氣門。另一方面，第二排氣凸輪廓線能夠被定位成在膨脹沖程的BDC處打開第二排氣門以致第二排氣門能夠在BDC膨脹沖程之前打開和關(guān)閉。此外，能夠響應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)第二凸輪廓線從而調(diào)節(jié)排氣門打開和閉合從而選擇性排出燃燒室的吹送氣體。因此，第一排氣門和第二排氣門的正時(shí)能夠?qū)⑵状邓蜌怏w隔離于殘余氣體。雖然在上述示例中第一排氣門正時(shí)在汽缸循環(huán)中遲于第二排氣門正時(shí)，不過將意識(shí)到在可替代示例中，第一排氣門正時(shí)在汽缸循環(huán)中可以早于第二排氣門正時(shí)。例如，在喘振條件期間，可以在第一排氣門打開之后打開第二排氣門。通過使得一部分排氣(例如高壓排氣)流動(dòng)通過渦輪機(jī)和高壓排氣道，而剩余部分排氣(例如低壓排氣)流動(dòng)通過催化劑裝置和第一排氣道，能夠增加從排氣回收的熱且同時(shí)提高渦輪機(jī)的工作效率。通過使得排氣門的正時(shí)和進(jìn)氣門的正時(shí)相協(xié)調(diào)，一部分殘余氣體能夠被傳輸成提供EGR而另一部分驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器壓縮機(jī)。具體地，在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)
機(jī)能夠分為在低壓時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的自然吸氣部分和在高壓時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的增壓部分，從而提供EGR和增壓的各種協(xié)同益處。此外，這種構(gòu)造使得發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在具有較小渦輪機(jī)和壓縮機(jī)的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)且同時(shí)產(chǎn)生較小的渦輪遲滯。在又一些實(shí)施例中，兩個(gè)排氣門可以同時(shí)打開以便提供類似廢氣門的行為。類似地，兩個(gè)進(jìn)氣門可以同時(shí)打開以便提供類似壓縮機(jī)旁通閥的行為。這樣，能夠利用分支式進(jìn)氣歧管提供的優(yōu)點(diǎn)，即使在不存在分支式排氣歧管的條件下仍如是。此外，即使在不存在EGR通道的條件下仍提供所述優(yōu)點(diǎn)。例如，不管是否存在一個(gè)或更多個(gè)EGR通道或分支式進(jìn)氣和分支式排氣之間沒有EGR通道，均可實(shí)現(xiàn)類似廢氣門的行為和類似壓縮機(jī)旁通閥的行為。示出的排氣傳感器128被聯(lián)接到排氣道148。傳感器128可以被定位在一個(gè)或更多個(gè)排放控制裝置上游的排氣道內(nèi)，該排放控制裝置例如圖I-圖2的裝置70和72。傳感器128可以選自提供對(duì)排放氣體的空氣/燃料比的指示的各種適當(dāng)傳感器，例如線性氧傳感器或UEGO (通用或?qū)捰蚺艢庋鮽鞲衅?、雙態(tài)氧傳感器或EGO (如所述)、HEG0 (加熱EG0)、NOx,HC或CO傳感器。下游排放控制裝置可以包括一個(gè)或更多個(gè)三元催化器(TWC)、N0x捕集器、各種其他排放控制裝置或其組合?？梢酝ㄟ^排氣道148內(nèi)的一個(gè)或更多個(gè)溫度傳感器(未示出)來估計(jì)排氣溫度。可替代地，可以基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況(例如速度、負(fù)載、空氣-燃料比(AFR)、火花延遲等)來推斷排氣溫度。汽缸14能夠具有壓縮比，其是活塞138處于下止點(diǎn)的容積與處于上止點(diǎn)的容積的t匕。常規(guī)地，壓縮比是在9:1至10:1的范圍內(nèi)。不過，在使用不同燃料的一些示例中，壓縮比會(huì)增加。例如，這可以發(fā)生于使用較大辛烷值燃料或具有較高蒸發(fā)潛熱焓的燃料時(shí)。如果使用直接噴射則由于其對(duì)于爆震的影響也會(huì)增加壓縮比。在一些實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸均可以包括火花塞192以用于啟動(dòng)燃燒。在選定操作模式下，點(diǎn)火系統(tǒng)190能夠響應(yīng)來自控制器12的火花提前角信號(hào)SA經(jīng)由火花塞192向燃燒室14提供點(diǎn)火火花。不過，在一些實(shí)施例中，可以省略火花塞192，例如當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)可以通過自點(diǎn)火或通過燃料噴射來啟動(dòng)燃燒的情況，如一些使用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的情況。
在一些實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸均可以被構(gòu)造成具有一個(gè)或更多個(gè)燃料噴射器來向其提供燃料。如一個(gè)非限制性示例，汽缸14顯示為包括一個(gè)燃料噴射器166。燃料噴射器166顯示為直接地聯(lián)接至汽缸14用于將燃料與經(jīng)由電子驅(qū)動(dòng)器168從控制器12接收的FPW信號(hào)的脈沖寬度成比例地噴射進(jìn)其內(nèi)。以此方式，燃料噴射器166將燃料以稱為燃料直接噴射的方式提供至燃燒汽缸14內(nèi)。盡管圖3顯示了噴射器166為側(cè)面噴射器，其也可位于活塞的頂部，例如靠近火花塞192的位置處。當(dāng)以醇基的燃料運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，由于一些醇類燃料的低揮發(fā)性，這種位置可改善混合和燃燒。可替代地，噴射器可位于頂部或靠近進(jìn)氣門處以改善混合。在可替代實(shí)施例中，噴射器166可以是將燃料提供至汽缸14上游的進(jìn)氣道內(nèi)的進(jìn)氣道噴射器。燃料可以從包括燃料箱、燃料泵和燃料集合管的高壓燃料系統(tǒng)8被輸送到燃料噴射器166。可替代地，可通過單級(jí)燃料泵在低壓下輸送燃料，在這種情況下 ，在壓縮沖程期間可比如果在使用高壓燃料系統(tǒng)時(shí)更多地限制直接燃料噴射正時(shí)。此外，盡管未顯示，燃料箱可具有提供信號(hào)至控制器12的壓力換能器/傳感器。燃料系統(tǒng)8中的燃料箱可保存具有不同燃料品質(zhì)(例如不同燃料成分)的燃料。這些差別可包括不同的醇含量、不同的辛烷值、不同的汽化熱、不同的燃料混合和/或它們的組合等。在一些實(shí)施例中，燃料系統(tǒng)8可以聯(lián)接到燃料蒸汽回收系統(tǒng)，其包括用于存儲(chǔ)補(bǔ)給燃料和每天的燃料蒸汽的碳罐。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間當(dāng)滿足抽送條件時(shí)燃料蒸汽可以從碳罐被抽送到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。例如，抽送蒸汽可以在處于或低于大氣壓力時(shí)經(jīng)由第一進(jìn)氣道被自然吸氣到汽缸內(nèi)。圖3中所示的控制器12為微型計(jì)算機(jī)，包括微處理器單元(CPU) 106、輸入/輸出(I/o)端口 108、用于可執(zhí)行的程序和檢定值的電子存儲(chǔ)介質(zhì)(在本具體例子中顯示為只讀存儲(chǔ)器(ROM)芯片110)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 112、?；畲鎯?chǔ)器(KAM) 114和數(shù)據(jù)總線。存儲(chǔ)介質(zhì)只讀存儲(chǔ)器110能夠編程有代表由處理器106可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)用于執(zhí)行下面所述的方法和程序以及預(yù)見但未具體列出的變形?？刂破?2可從聯(lián)接至發(fā)動(dòng)機(jī)10的傳感器接收多種信號(hào)，除了之前論述的那些信號(hào)，還包括來自質(zhì)量空氣流量傳感器122的引入質(zhì)量空氣流量(MAF)測量值、來自聯(lián)接至冷卻套筒118的溫度傳感器116的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ECT)、來自聯(lián)接至曲軸140霍爾效應(yīng)傳感器120 (或其他類型)的脈沖點(diǎn)火感測信號(hào)(PIP)、來自節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置(TP)、來自傳感器124的絕對(duì)歧管壓力信號(hào)(MAP)、來自EGO傳感器128的汽缸空燃比(AFR)和來自爆震傳感器和曲軸加速度傳感器的異常燃燒?？捎煽刂破?2從脈沖點(diǎn)火感測PIP信號(hào)生成發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)RPM。來自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號(hào)MAP可用于提供進(jìn)氣歧管內(nèi)的真空或壓力指示?；趤碜陨鲜鰝鞲衅髦械囊粋€(gè)或更多個(gè)的輸入，控制器12可以調(diào)節(jié)一個(gè)或更多個(gè)致動(dòng)器，例如燃料噴射器166、節(jié)氣門162、火花塞199、進(jìn)氣/排氣門和凸輪等?？刂破骺梢曰诰幊淘谄鋬?nèi)的對(duì)應(yīng)于一個(gè)或更多個(gè)程序的指令或代碼，從各種傳感器接收輸入數(shù)據(jù)、處理輸入數(shù)據(jù)并且響應(yīng)經(jīng)處理的輸送輸入來觸發(fā)致動(dòng)器。這里參考圖4描述示例性控制程序?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖4，示出了示例性程序400，其用于通過第一進(jìn)氣道向發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸輸送第一空氣充氣而通過第二并行但分離的進(jìn)氣道向發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸輸送第二空氣充氣。第一和第二空氣充氣可以具有不同成分(例如不同的新鮮空氣與再循環(huán)排氣的比)、不同壓力(例如一個(gè)空氣充氣處于較高增壓壓力而另一個(gè)空氣充氣處于較低亞大氣壓力)、不同溫度(例如一個(gè)空氣充氣被加熱到較高溫度而另一個(gè)空氣充氣被冷卻到較低溫度)等。此外，不同空氣充氣可以在不同正時(shí)被輸送以便在給定進(jìn)氣沖程期間使其輸送錯(cuò)開。在步驟402，可以估計(jì)并/或測量發(fā)動(dòng)機(jī)工況。這些可以包括例如環(huán)境溫度和壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、曲軸速度、變速器速度、電池電荷狀態(tài)、可用燃料、燃料醇含量、催化劑溫度、驅(qū)動(dòng)器要求轉(zhuǎn)矩等。在步驟404，基于估計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)工況，可以確定理想(總)空氣充氣。這可以包括確定新鮮進(jìn)氣空氣的量、排氣再循環(huán)(EGR)的量以及增壓的量。此外，以處于或低于大氣壓力(BP)輸送的新鮮進(jìn)氣空氣相對(duì)于以增壓壓力輸送的新鮮進(jìn)氣空氣的比可以被確定。類似地，可以確定較高壓力(HP-EGR)輸送的EGR相對(duì)于較低壓力(LP-EGR)輸送的EGR的比。在一個(gè)示例中，響應(yīng)較高的轉(zhuǎn)矩要求，理想(總)空氣充氣可以包括較大量的新鮮進(jìn)氣空氣和較小量的EGR。此外，空氣充氣可以包括較大量的增壓新鮮進(jìn)氣空氣和較小量的
處于或低于BP的新鮮空氣。在另一示例中，在中高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載條件下，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)時(shí)，理想(總)空氣充氣可以包括較大量的EGR和較小量的新鮮進(jìn)氣空氣。此外，空氣充氣可以包括較大量的LP-EGR和較小量的HP-EGR?；诶硐氲目偪諝獬錃?，程序還可以進(jìn)一步確定沿第一進(jìn)氣道以第一較低壓力(例如處于或低于大氣壓力)向發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸輸送的第一空氣充氣，以及沿第二單獨(dú)的進(jìn)氣道以第二較高壓力(例如增壓壓力)向汽缸輸送的第二空氣充氣。具體地，第一和第二空氣充氣可以在汽缸內(nèi)被混合從而提供理想的總空氣充氣。沿第一進(jìn)氣道輸送的第一空氣充氣可以包括以處于或低于大氣壓力傳輸?shù)男迈r空氣、再循環(huán)排氣(LP-EGR)或二者混合。類似地，沿第二進(jìn)氣道輸送的第二空氣充氣可以包括增壓壓力或壓縮機(jī)壓力傳輸?shù)男迈r空氣、再循環(huán)排氣(HP-EGR)或二者混合。在這里參考圖6可以進(jìn)一步想到可以沿第一和第二進(jìn)氣道被輸送給汽缸的第一和第二空氣充氣的各種組合。在步驟406，可以基于理想空氣充氣來確定第一和第二 EGR閥的設(shè)定。例如，基于理想空氣充氣，第一 EGR通道內(nèi)的第一 EGR閥可被打開一定量從而使得第一量的排氣從第一排氣道再循環(huán)到第一進(jìn)氣道。這里，第一量的排氣可以處于第一較低壓力(例如處于或低于大氣壓力)從而提供LP-EGR。作為另一示例，基于理想空氣充氣，第二單獨(dú)EGR通道內(nèi)的第二 EGR閥可被打開一定量從而使得第二量的排氣從單獨(dú)的第二排氣道再循環(huán)到單獨(dú)的第二進(jìn)氣道。如上說明的，第二排氣道可以被設(shè)置成與第一排氣道并行，第二進(jìn)氣道可以設(shè)置成與第一進(jìn)氣道并行，并且第二 EGR通道可以設(shè)置成與第一 EGR通道并行，雖然所有通道均可彼此分離。這里，第二量的排氣可以處于第二較高壓力(例如處于增壓或壓縮機(jī)壓力)從而提供ΗΡ-EGR。具體地第二 EGR閥可被打開以將第二量的排氣從聯(lián)接至第二排氣道的渦輪增壓器渦輪機(jī)上游輸送至聯(lián)接至第二進(jìn)氣道的渦輪增壓器壓縮機(jī)下游。在步驟408，基于理想空氣充氣，可以確定通過聯(lián)接到第一進(jìn)氣道的第一進(jìn)氣門向汽缸輸送第一空氣充氣的第一進(jìn)氣門正時(shí)以及通過聯(lián)接到第二進(jìn)氣道的第二進(jìn)氣門向汽缸輸送第二空氣充氣的第二進(jìn)氣門正時(shí)。在一個(gè)示例中，其中第一進(jìn)氣門和第二進(jìn)氣門被聯(lián)接到進(jìn)氣門致動(dòng)器，則進(jìn)氣門致動(dòng)器的氣門相位可以被調(diào)節(jié)成在第一進(jìn)氣門正時(shí)打開第一進(jìn)氣門并且在第二進(jìn)氣門正時(shí)打開第二進(jìn)氣門?；诎l(fā)動(dòng)機(jī)工況，第一進(jìn)氣門正時(shí)可以相對(duì)于第二進(jìn)氣門正時(shí)被調(diào)節(jié)。具體地，第一正時(shí)可以被調(diào)節(jié)成在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中早于第二正時(shí)。例如，如圖5所示，第一進(jìn)氣門正時(shí)可以在進(jìn)氣沖程中較早(即更靠近進(jìn)氣沖程TDC)，而第二正時(shí)可以在相同進(jìn)氣沖程中較晚(即更遠(yuǎn)離進(jìn)氣沖程TDC)。除了第一和第二進(jìn)氣門正時(shí)之外，還可以確定每個(gè)進(jìn)氣門的氣門升程以及進(jìn)氣門打開持續(xù)時(shí)間。可以因此調(diào)節(jié)進(jìn)氣門致動(dòng)器的氣門相位。在一個(gè)示例中，第一進(jìn)氣門可被打開第一量的氣門升程，而第二進(jìn)氣門可被打開不同的第二量的氣門升程。例如，如圖5所示，第一進(jìn)氣門的氣門升程的第一量可以小于第二進(jìn)氣門的氣門升程的第二量。在另一示例中，第一進(jìn)氣門可以打開第一持續(xù)時(shí)間，而第二進(jìn)氣門可以打開不同的第二持續(xù)時(shí)間。例如，如圖5所示，第一進(jìn)氣門可以被打開比第二進(jìn)氣門更少的持續(xù)時(shí)間。以相同方式，可以確定聯(lián)接到第一排氣道的第一排氣門的第一排氣門正時(shí)以及聯(lián)接到第二排氣道的第二排氣門的第二排氣門正時(shí)。在一個(gè)示例中，其中第一排氣門和第二排氣門被聯(lián)接至排氣門致動(dòng)器，則排氣門致動(dòng)器的氣門相位可以被調(diào)節(jié)成在第一排氣門正時(shí)打開第一排氣門并且在第二排氣門正時(shí)打開第二排氣門。可以基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況來選擇第一排氣門正時(shí)和第二排氣門正時(shí)。在一個(gè)示例中，如圖5所示，可以在公共排氣門正時(shí)打開
第一和第二排氣門?？商娲?，它們可以錯(cuò)開。進(jìn)氣和排氣門致動(dòng)器的氣門相位還可以被調(diào)節(jié)成使得排氣門事件的正時(shí)與進(jìn)氣門事件的正時(shí)相協(xié)調(diào)。具體地，第一進(jìn)氣門的第一進(jìn)氣門正時(shí)可以基于第一排氣門的第一排氣門正時(shí)(例如第一進(jìn)氣門正時(shí)可以從第一排氣門正時(shí)延遲一預(yù)定量)，而第二進(jìn)氣門的進(jìn)氣門正時(shí)可以基于第二排氣門的第二排氣門正時(shí)(例如第二進(jìn)氣門正時(shí)可以從第二排氣門正時(shí)延遲一預(yù)定量)。在步驟410，基于理想空氣充氣和發(fā)動(dòng)機(jī)工況，可以確定聯(lián)接至每個(gè)進(jìn)氣道的空氣進(jìn)氣節(jié)氣門的設(shè)定。此外，可以確定燃料噴射器設(shè)定(例如正時(shí)、噴射量、打開持續(xù)時(shí)間等)以及渦輪增壓器設(shè)定。例如可以基于理想增壓量(例如基于理想的增壓空氣充氣的量)來確定聯(lián)接到第二進(jìn)氣道的渦輪增壓器的壓縮機(jī)設(shè)定。在步驟412，基于確定的EGR閥設(shè)定，第一和第二 EGR閥可以被打開。具體地，程序包括打開第一 EGR通道內(nèi)的第一 EGR閥從而將處于或低于大氣壓力的第一量的排氣從第一排氣道再循環(huán)到第一進(jìn)氣道。程序還包括打開第二 EGR通道內(nèi)的第二 EGR閥從而將處于壓縮機(jī)壓力(即，增壓壓力)的第二量的排氣從渦輪增壓器渦輪機(jī)上游的第二排氣道再循環(huán)到渦輪增壓器壓縮機(jī)下游的第二進(jìn)氣道。在步驟414，程序包括在第一進(jìn)氣門正時(shí)打開第一進(jìn)氣道的第一進(jìn)氣門從而將處于或低于大氣壓力的第一(未增壓)空氣充氣輸送到汽缸。在步驟416,程序包括在第二進(jìn)氣門正時(shí)打開第二進(jìn)氣道的第二進(jìn)氣門從而將處于壓縮機(jī)壓力的第二(增壓)空氣充氣輸送到汽缸。這樣，提供第二增壓空氣充氣包括根據(jù)確定的增壓設(shè)定來操作聯(lián)接到第二進(jìn)氣道(但未聯(lián)接到第一進(jìn)氣道)的渦輪增壓器壓縮機(jī)。如參考圖6進(jìn)一步示出的，第一和第二空氣充氣可以包括處于變化壓力的新鮮空氣和再循環(huán)排氣的各種組合。例如，輸送到汽缸的第一空氣充氣可以包括處于或低于大氣壓力的第一量的新鮮進(jìn)氣空氣和第一量的再循環(huán)排氣(LP-EGR)，而輸送到汽缸的第二空氣充氣可以包括處于增壓壓力的第二量的新鮮進(jìn)氣空氣和第二量的再循環(huán)排氣(HP-EGR)。在步驟418，程序包括直接噴射一定量的燃料到汽缸內(nèi)，并且在汽缸內(nèi)使得第一空氣充氣混合于第二空氣充氣和被噴射燃料。被噴射燃料以及第一和第二空氣充氣的混合物之后可以在汽缸內(nèi)燃燒。在一個(gè)示例中，其中第一進(jìn)氣空氣充氣僅包括再循環(huán)排氣并且第二進(jìn)氣空氣充氣僅包括新鮮空氣，則新鮮空氣和EGR可以沿單獨(dú)的進(jìn)氣道被單獨(dú)地輸送到汽缸，并且之后在汽缸內(nèi)空氣充氣可以被初次混合。之后，混合的空氣充氣可以在汽缸內(nèi)進(jìn)一步與被噴射燃料混合并且燃燒。在另一示例中，其中第一進(jìn)氣空氣充氣僅包括LP-EGR并且第二進(jìn)氣空氣充氣僅包括HP-EGR，則不同壓力的再循環(huán)排氣可以沿單獨(dú)的進(jìn)氣道被單獨(dú)地輸送到汽缸，并且之后在汽缸內(nèi)初次混合。類似地，在第一進(jìn)氣空氣充氣包括處于或低于環(huán)境壓力的新鮮進(jìn)氣空氣并且第二進(jìn)氣空氣充氣包括增壓新鮮進(jìn)氣空氣的示例中，不同壓力的新鮮空氣可以沿單獨(dú)的進(jìn)氣道被單獨(dú)地輸送到汽缸，并且之后在汽缸內(nèi)初次混合。在又一示例中，其中第一空氣進(jìn)氣和第二空氣進(jìn)氣中的每個(gè)都包括至少一些新鮮空氣和至少一些再循環(huán)排氣，則第一量的LP-EGR可以在第一進(jìn)氣道內(nèi)與處于或低于大氣壓力的第一量的新鮮空氣空氣相混合從而形成第一空氣充氣，而第二量的HP-EGR可以在第二進(jìn)氣道內(nèi)與第二量的增壓新鮮進(jìn)氣空氣相混合從而形成第二空氣充氣。 之后每個(gè)空氣充氣都被單獨(dú)地輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)并且在汽缸內(nèi)初次混合而不是在進(jìn)氣道內(nèi)更早地混合。之后，空氣充氣的混合物與被噴射燃料在汽缸內(nèi)混合并燃燒。以此方式，不同的空氣充氣可以被單獨(dú)地輸送但是在汽缸內(nèi)完全混合從而提供均質(zhì)汽缸空氣充氣。通過允許在汽缸內(nèi)發(fā)生空氣充氣的均質(zhì)化，可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能和EGR的益處。通過相對(duì)于第二進(jìn)氣門的第二正時(shí)以及第一和第二排氣門的正時(shí)調(diào)節(jié)第一進(jìn)氣門的第一正時(shí)，不同空氣充氣可以在不同時(shí)間被輸送不過可以在汽缸內(nèi)混合從而提供均質(zhì)的最終汽缸空氣充氣?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖5，映射圖500示出了相對(duì)于活塞位置的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的示例性進(jìn)氣門正時(shí)和排氣門正時(shí)，該汽缸被構(gòu)造成通過第一進(jìn)氣門從第一進(jìn)氣道接收第一進(jìn)氣空氣充氣、通過不同的第二進(jìn)氣門從單獨(dú)的第二進(jìn)氣道接收第二進(jìn)氣空氣充氣，并且將汽缸燃燒產(chǎn)物通過第一排氣門排放到每個(gè)第一排氣道內(nèi)并且通過第二排氣門排放到不同的第二排氣道內(nèi)。通過相對(duì)于第二進(jìn)氣門的第二正時(shí)以及第一和第二排氣門的正時(shí)調(diào)節(jié)第一進(jìn)氣門的第一正時(shí)，不同空氣充氣可以在不同時(shí)間被輸送以便提供一些分層，不過可以在汽缸內(nèi)混合從而提供均質(zhì)的最終汽缸空氣充氣。映射圖500沿X軸線示出了以曲軸角度(CAD)表示的發(fā)動(dòng)機(jī)位置。曲線502參考其距上止點(diǎn)(TDC)和/或下止點(diǎn)(BDC)的位置并且進(jìn)一步參考其在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的四沖程(進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣)中的位置(沿y軸線)示出了活塞位置。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間，每個(gè)汽缸一般經(jīng)歷四沖程循環(huán)，該循環(huán)包括進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程和排氣沖程。在進(jìn)氣沖程期間，一般地，排氣門關(guān)閉并且進(jìn)氣門打開?？諝饨?jīng)由對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣道被引入到汽缸內(nèi)，并且汽缸活塞移至汽缸的底部，以便增大汽缸內(nèi)的容積?；钊谄椎牡撞扛浇⑶以谄錄_程的末端(即，當(dāng)燃燒室處于其最大容積)時(shí)的位置一般被本領(lǐng)域的技術(shù)人員稱作下止點(diǎn)(BDC)。在壓縮沖程期間，進(jìn)氣門和排氣門關(guān)閉?；钊葡蚱咨w以便壓縮燃燒室內(nèi)的空氣?；钊谄錄_程的末端并且最接近汽缸蓋時(shí)(例如，當(dāng)燃燒室處于其最小容器時(shí))的點(diǎn)一般被本領(lǐng)域的技術(shù)人員稱作上止點(diǎn)(TDC)。在以下被稱作噴射的過程中，燃料被弓I入燃燒室內(nèi)。在以下被稱作點(diǎn)火的過程中，被噴射的燃料通過公知的點(diǎn)火裝置(例如火花塞)而被點(diǎn)火，從而導(dǎo)致燃燒。在膨脹沖程期間，膨脹的氣體將活塞推回到BDC0曲軸將該活塞的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)扭矩。在排氣沖程期間，排氣門打開以釋放殘余的燃燒的空-燃混合物至對(duì)應(yīng)的排氣道并且活塞返回至TDC。
曲線504示出了聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的第一進(jìn)氣道的第一進(jìn)氣門(Int_l)的第一進(jìn)氣門正時(shí)、升程和持續(xù)時(shí)間，而曲線506示出了聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的第二進(jìn)氣道的第二進(jìn)氣門(Int_2)的第二進(jìn)氣門正時(shí)、升程和持續(xù)時(shí)間。曲線508a和508b示出了聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的第二排氣道的第二排氣門(Exh_2)的第二進(jìn)氣門正時(shí)、升程和持續(xù)時(shí)間，而曲線510a和510b示出聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的第一排氣道的第一排氣門(Exh_l)的第一排氣門正時(shí)、升程和持續(xù)時(shí)間。如上詳述，第一和第二進(jìn)氣道可以彼此分離但并行設(shè)置。類似地，第一和第二排氣道可以彼此分離但并行設(shè)置。此外第一進(jìn)氣道可以經(jīng)由第一 EGR通道連通地聯(lián)接到第一排氣道，而第二進(jìn)氣道可以經(jīng)由第二 EGR通道連通地聯(lián)接到第二排氣道。在所示示例中，第一進(jìn)氣門在第一正時(shí)打開(曲線502)，該第一正時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中早于第二進(jìn)氣門打開時(shí)的第二正時(shí)(曲線504)。具體地，第一進(jìn)氣門的第一正時(shí)更接近進(jìn)氣沖程TDC，恰在CAD 2之前(例如處于或恰早于進(jìn)氣沖程TDC)。相比之下，第二進(jìn)氣門的第二正時(shí)從進(jìn)氣沖程TDC延后，在CAD 2之后但在CAD 3之前。以此方式，第一進(jìn)氣門可以在開始進(jìn)氣沖程時(shí)或之前打開并且可以在進(jìn)氣沖程結(jié)束之前關(guān)閉，而第二進(jìn)氣門可以在開
始進(jìn)氣沖程之后打開并且可以保持打開至少直到后續(xù)壓縮沖程已經(jīng)開始。此外，第一進(jìn)氣門可以在第一正時(shí)打開第一較小量的氣門升程LI，而第二進(jìn)氣門可以在第二正時(shí)打開第二較大量的氣門升程L2。此外，第一進(jìn)氣門可以在第一正時(shí)打開第一較短持續(xù)時(shí)間D1，而第二進(jìn)氣門可以在第二正時(shí)打開第二較長持續(xù)時(shí)間D2。在一個(gè)示例中，其中第一和第二進(jìn)氣門被聯(lián)接到進(jìn)氣門致動(dòng)器，則致動(dòng)器的氣門相位可以被調(diào)節(jié)成在第一正時(shí)打開第一進(jìn)氣門而在第二正時(shí)打開第二進(jìn)氣門。致動(dòng)器的氣門相位還可以被調(diào)節(jié)成使得以第一量的氣門升程將第一進(jìn)氣門打開第一持續(xù)時(shí)間而以不同的第二量的氣門升程將第二進(jìn)氣門打開第二持續(xù)時(shí)間。雖然所示示例針對(duì)不同進(jìn)氣門描述了不同的正時(shí)、升程和持續(xù)時(shí)間，不過將意識(shí)到在替代性實(shí)施例中，進(jìn)氣門可以具有相同量的氣門升程和/或相同的打開持續(xù)時(shí)間但以錯(cuò)開的正時(shí)打開。現(xiàn)在轉(zhuǎn)向排氣門，曲線508a和510a示出了排氣門正時(shí)的第一示例，其中第一和第二排氣門(Exh_l，Exh_2) 二者在公共正時(shí)被打開，即基本開始于排氣沖程BDC，在CAD I處或附近，并且基本結(jié)束于排氣沖程TDC，在CAD 2處或附近。具體地，在這個(gè)示例中，第一和第二排氣門可以在排氣沖程內(nèi)操作。此外，在這個(gè)示例中，第一和第二排氣門二者均打開相同量的升程L3并且具有相同持續(xù)時(shí)間D3。在所示示例中，升程L3可以具有小于進(jìn)氣門的升程L2但大于進(jìn)氣門升程LI的值。在一個(gè)示例中，升程L3可以具有等于升程LI和L2的均值或平均的值。曲線508b和510b示出了排氣門正時(shí)的第二示例，其中第一和第二排氣門的正時(shí)錯(cuò)開。具體地，第二排氣門的打開更靠近(或處于)做功(或膨脹)沖程BDC，處于或恰早于CADl (例如處于或恰早于做功沖程BDC)，而第二排氣門的正時(shí)延遲于做功沖程BDC，在CADl之后但在CAD2之前。以此方式，第二排氣門的打開可以處于或早于排氣沖程的開始，恰在活塞在做功沖程末端處觸底，并且可以在排氣沖程結(jié)束之前關(guān)閉。相比之下，第一排氣門可以在排氣沖程開始之后打開并且可保持打開至少直到后續(xù)進(jìn)氣沖程已經(jīng)開始。此外，第二排氣門可以打開第二較小量的氣門升程L4，而第一排氣門打開第一較大量的氣門升程L5。此外，第二排氣門可以打開第二較短持續(xù)時(shí)間D4，而第一排氣門打開第一較長持續(xù)時(shí)間D5。在所示示例中，第一排氣門正時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中遲于第二排氣門正時(shí)。不過在替代性實(shí)施例中，例如在喘振情況期間，第一排氣門正時(shí)可以在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中早于第二排氣門正時(shí)。在又一些示例中，兩個(gè)排氣門可以同時(shí)打開從而提供類似廢氣門的行為。類似地，兩個(gè)進(jìn)氣門可以同時(shí)打開從而提供類似壓縮機(jī)旁通閥的行為。在一個(gè)示例中，第二排氣門的凸輪廓線能夠被調(diào)節(jié)成在膨脹沖程BDC打開和關(guān)閉第二排氣門并且將汽缸的吹送氣體選擇性排放到第二排氣道內(nèi)。另一方面，第一排氣門的凸輪廓線能夠被調(diào)節(jié)成在膨脹沖程BDC之后打開排氣門并且將汽缸的剩余殘存氣體選擇性排放到第一排氣道內(nèi)。在一個(gè)示例中，其中第一和第二排氣門被聯(lián)接到排氣門致動(dòng)器，則致動(dòng)器的氣門相位可以被調(diào)節(jié)成在第一正時(shí)打開第一排氣門而在(相同的或不同的)第二正時(shí)打開第二排氣門。致動(dòng)器的氣門相位還可以被調(diào)節(jié)成以第一量的氣門升程打開第一排氣門并且打開第一持續(xù)時(shí)間而以(相同的或不同的)第二量的氣門升程打開第二排氣門并且打開(相同的或不同的)第二持續(xù)時(shí)間。例如，進(jìn)氣門致動(dòng)器的氣門相位可以基于排氣門致動(dòng)器的氣門相位被調(diào)節(jié)從而使得錯(cuò)開的進(jìn)氣門正時(shí)(如曲線504、506所示)與錯(cuò)開的排氣門正時(shí)(如曲線
508b,510b所示)相協(xié)調(diào)。此外，進(jìn)氣門正時(shí)和排氣門正時(shí)的重疊量可以被調(diào)節(jié)成調(diào)節(jié)提供給汽缸的EGR的量。在又一些示例中，兩個(gè)排氣門可以同時(shí)打開從而提供類似廢氣門的行為。類似地，兩個(gè)進(jìn)氣門可以同時(shí)打開從而提供類似壓縮機(jī)旁通閥的行為。以相同方式，排氣門之間的氣門重疊量可以基于理想廢氣門被調(diào)節(jié)，并且進(jìn)氣門之間的氣門重疊量可以基于理想壓縮機(jī)旁通被調(diào)節(jié)。以此方式，使用不同的排氣門正時(shí)，通過使得較高壓力時(shí)釋放的排氣(例如在汽缸活塞達(dá)到下止點(diǎn)膨脹沖程的時(shí)間之前膨脹汽缸內(nèi)的吹送排氣)分離于較低壓力時(shí)釋放的排氣(例如在吹送之后保留在汽缸內(nèi)的殘余排氣)，能夠增加發(fā)動(dòng)機(jī)效率且同時(shí)減少發(fā)動(dòng)機(jī)排放。具體地，排氣能量能夠從吹送排氣被轉(zhuǎn)移到兩個(gè)排氣道之一從而運(yùn)轉(zhuǎn)渦輪增壓器渦輪機(jī)(其進(jìn)而驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器壓縮機(jī))或提供較高壓力的EGR?；就瑫r(shí)地，殘余氣體可以被引導(dǎo)到兩個(gè)排氣道中的另一排氣道從而加熱催化劑，因而減少發(fā)動(dòng)機(jī)排放，或者從而提供較低壓力的EGR。以此方式，與簡單地通過單個(gè)公共排氣口向渦輪增壓器渦輪機(jī)弓I導(dǎo)汽缸的所有排氣相比，能夠更有效率地使用排氣。這樣，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。例如，能夠提高被供應(yīng)到渦輪增壓器的平均排氣壓力從而提高渦輪增壓器輸出。此外，通過減少發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)時(shí)間，可以提高燃料經(jīng)濟(jì)性并且可以減少顆粒排放。此外，方法能夠減少發(fā)動(dòng)機(jī)排放，這是因?yàn)橹辽僖徊糠制着艢獗恢苯訌钠滓龑?dǎo)到催化劑?，F(xiàn)在參考圖6示出通過第一和第二進(jìn)氣道被輸送到汽缸的進(jìn)氣空氣充氣的各種示例。具體地，表格600列出了通過第一進(jìn)氣門沿第一進(jìn)氣道在第一較早進(jìn)氣門正時(shí)被輸送到汽缸的第一空氣充氣與通過單獨(dú)的第二進(jìn)氣門沿單獨(dú)的第二進(jìn)氣道在第二較遲進(jìn)氣門正時(shí)被輸送到汽缸的第二空氣充氣的示例性組合。這樣，第一和第二空氣充氣可以被單獨(dú)地輸送并且之后在汽缸內(nèi)彼此(初次)混合且與直接噴射的燃料混合，之后混合物燃燒。在一個(gè)示例中，在第一條件(ConcLl)期間，沿第一進(jìn)氣道被輸送的第一進(jìn)氣空氣充氣可以包括被自然吸入的處于或低于大氣壓力的新鮮進(jìn)氣空氣。同時(shí)，第二進(jìn)氣空氣充氣可以包括沿第二進(jìn)氣道被輸送的處于壓縮機(jī)壓力的增壓新鮮進(jìn)氣空氣。這里，通過經(jīng)由單獨(dú)的進(jìn)氣道向發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸提供自然吸入的新鮮進(jìn)氣空氣和增壓新鮮進(jìn)氣空氣，進(jìn)氣空氣充氣的自然吸入部分能夠被引入而不消耗(渦輪增壓器的)壓縮功且同時(shí)僅進(jìn)氣空氣充氣的增壓部分需要被壓縮。以此方式，有利地實(shí)現(xiàn)了熱效率增益。在另一示例中，在第二條件(Cond_2)期間，沿第一進(jìn)氣道提供的第一進(jìn)氣空氣充氣可以包括處于或低于大氣壓力的至少一些再循環(huán)排氣。即，低壓-EGR可以從第一排氣道被再循環(huán)到第一進(jìn)氣道。同時(shí)，第二進(jìn)氣空氣充氣可以包括沿第二進(jìn)氣道被輸送的處于壓縮機(jī)壓力增壓新鮮進(jìn)氣空氣。這里，通過經(jīng)由單獨(dú)的進(jìn)氣道提供低壓EGR和增壓新鮮進(jìn)氣空氣，LP-EGR可以保持于壓縮空氣路徑之外。這提供了多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先，渦輪增壓器的壓縮功不被耗費(fèi)來輸送EGR0因此，提高了渦輪增壓器的壓縮效率。其次，通過保持LP-EGR遠(yuǎn)離渦輪增壓器壓縮機(jī)，減少了壓縮機(jī)由于EGR堵塞和污染相關(guān)的問題。第三，因?yàn)椴皇褂肊GR稀釋增壓新鮮進(jìn)氣空氣充氣，所以實(shí)現(xiàn)了溫度優(yōu)點(diǎn)，即不需要充氣空氣冷卻器運(yùn)轉(zhuǎn)來降低進(jìn)氣空氣充氣的溫度。第四，通過使得增壓進(jìn)氣空氣充氣分離于基于EGR的進(jìn)氣空氣充氣，能夠減小增壓控制延遲和EGR控制延遲二者，從而提供協(xié)同優(yōu)點(diǎn)。最后，通過將總空氣充氣劃分為通過自然吸入進(jìn)氣道輸送的一部分(即未被增壓的一部分)以及通過壓縮機(jī)被輸送的一部分，減小了壓
縮機(jī)所需的壓縮功，從而提供了熱力學(xué)效率優(yōu)點(diǎn)。這樣，這可以使得由較小渦輪增壓器(具有較小壓縮機(jī)和/或渦輪)提供相同的壓縮而不會(huì)損害增壓效率且同時(shí)減少渦輪遲滯。作為另一示例，在第三條件(Cond_3)期間，沿第一進(jìn)氣道被輸送的第一進(jìn)氣空氣充氣可以包括處于或低于大氣壓力的再循環(huán)排氣和被自然吸入的新鮮進(jìn)氣空氣的混合物。因此，第一量的LP-EGR可以在處于或低于BP與第一量新鮮進(jìn)氣空氣混合且經(jīng)由第一進(jìn)氣道被輸送到汽缸。同時(shí)，第二進(jìn)氣空氣充氣可以包括處于壓縮機(jī)壓力的新鮮進(jìn)氣空氣。這里，如上一示例(在Cond_2期間)，通過經(jīng)由與包括壓縮機(jī)的進(jìn)氣道分離的進(jìn)氣道提供至少一些EGR能夠減少壓縮機(jī)堵塞，能夠減少渦輪增壓器和EGR控制延遲，能夠提高渦輪增壓器效率，并且增壓和EGR優(yōu)點(diǎn)能夠擴(kuò)展到更廣的發(fā)動(dòng)機(jī)工作范圍。在又一示例中，在第四條件(Cond_4)期間，沿第一進(jìn)氣道被輸送的第一進(jìn)氣空氣充氣可以包括處于或低于大氣壓力的至少一些再循環(huán)排氣。同時(shí)，第二進(jìn)氣空氣充氣可以包括處于壓縮機(jī)壓力的至少一些再循環(huán)排氣。即，LP-EGR可以通過第一進(jìn)氣道被提供而HP-EGR通過第二進(jìn)氣道被提供。這里，通過經(jīng)由單獨(dú)的進(jìn)氣道向發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸提供LP-EGR和HP-EGR，排氣再循環(huán)的優(yōu)勢能夠被擴(kuò)展至更廣泛的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和/或負(fù)載條件。此外，可以獨(dú)立地控制LP-EGR和HP-EGR。在另一示例中，在第五條件(Cond_5)期間，沿第一進(jìn)氣道被輸送的第一進(jìn)氣空氣充氣可以包括處于或低于大氣壓力被自然吸入的新鮮進(jìn)氣空氣。同時(shí)，第二進(jìn)氣空氣充氣可以包括處于壓縮機(jī)壓力的至少一些再循環(huán)排氣。即，高壓-EGR (HP-EGR)可以從渦輪增壓器渦輪機(jī)上游的第二排氣道被再循環(huán)到渦輪增壓器壓縮機(jī)下游的第二進(jìn)氣道。這里，通過經(jīng)由單獨(dú)的進(jìn)氣道向發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸提供自然吸入的新鮮進(jìn)氣空氣和增壓EGR，能夠減少使用EGR對(duì)進(jìn)氣空氣稀釋。在又一示例中，在第六條件(Cond_6)期間，沿第一進(jìn)氣道被輸送的第一進(jìn)氣空氣充氣可以包括處于或低于大氣壓力再循環(huán)排氣和被自然吸入的新鮮進(jìn)氣空氣的混合物。同時(shí)，第二進(jìn)氣空氣充氣可以包括處于壓縮機(jī)壓力的至少一些再循環(huán)排氣。因此，第一量的LP-EGR可以在處于或低于BP與第一量的新鮮進(jìn)氣空氣混合并且經(jīng)由第一進(jìn)氣道被輸送到汽缸，而HP-EGR經(jīng)由第二進(jìn)氣道被輸送到汽缸。這里，如前述示例(Cond_4)，通過經(jīng)由單獨(dú)的進(jìn)氣道提供LP-EGR和HP-EGR，排氣再循環(huán)的益處能夠擴(kuò)展至更廣泛的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和/或負(fù)載條件。作為又一示例，在第七條件(Cond_7)期間，沿第一進(jìn)氣道被輸送的第一進(jìn)氣空氣充氣可以包括處于或低于大氣壓力的至少一些再循環(huán)排氣。同時(shí)，第二進(jìn)氣空氣充氣可以包括處于壓縮機(jī)壓力的再循環(huán)排氣和新鮮進(jìn)氣空氣的混合物。因此，第二量的HP-EGR可以在壓縮機(jī)壓力與第二量的新鮮進(jìn)氣空氣混合并且經(jīng)由第二進(jìn)氣道被輸送到汽缸，而LP-EGR經(jīng)由第一進(jìn)氣道被輸送到汽缸。這里，如前述示例(Cond_4和Cond_6)，通過經(jīng)由單獨(dú)的進(jìn)氣道提供LP-EGR和HP-EGR，排氣再循環(huán)的益處能夠擴(kuò)展至更廣泛的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和/或負(fù)載條件。作為又一示例，在第八條件(Cond_8)期間，沿第一進(jìn)氣道被輸送的第一進(jìn)氣空氣充氣可以包括在處于或低于大氣壓力再循環(huán)排氣和被自然吸入的新鮮空氣的混合物。同時(shí)，第二進(jìn)氣空氣充氣可以包括處于壓縮機(jī)壓力的再循環(huán)排氣和新鮮進(jìn) 氣空氣的混合物。因此，第一量的LP-EGR可以在處于或低于BP時(shí)與第一量的新鮮進(jìn)氣空氣混合并且經(jīng)由第一進(jìn)氣道被輸送到汽缸，而第二量的HP-EGR可以在壓縮機(jī)壓力與第二量的新鮮進(jìn)氣空氣混合并且經(jīng)由第二進(jìn)氣道被輸送至汽缸。這里，通過經(jīng)由不同的進(jìn)氣道使得向汽缸提供的處于較低第一壓力的第一空氣充氣分離于向汽缸提供的處于較高第二壓力的第二空氣充氣，可以在廣泛的工況使用EGR和增壓且同時(shí)允許更好地控制EGR和增壓。作為另一示例，在第九條件(Cond_9)期間，沿第一進(jìn)氣道被輸送的第一進(jìn)氣空氣充氣可以包括在處于或低于大氣壓力的被自然吸入的新鮮進(jìn)氣空氣。同時(shí)，第二進(jìn)氣空氣充氣可以包括處于壓縮機(jī)壓力的再循環(huán)排氣和至少一些新鮮進(jìn)氣空氣的混合物。因此，第二量的HP-EGR可以在壓縮機(jī)壓力與第二量的新鮮進(jìn)氣空氣混合并且經(jīng)由第二進(jìn)氣道被輸送到汽缸，而自然吸入的新鮮進(jìn)氣經(jīng)由第一進(jìn)氣道被輸送到汽缸。這里，通過經(jīng)由不同的進(jìn)氣道提供增壓進(jìn)氣空氣充氣和自然吸入的進(jìn)氣空氣充氣，自然吸入的進(jìn)氣空氣充氣能夠被引入而不耗費(fèi)壓縮功且同時(shí)僅將渦輪增壓器的壓縮功消耗在增壓進(jìn)氣空氣充氣上?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖7，描述了用于減小渦輪遲滯的示例性程序700。具體地，程序示出了在踩加速器踏板事件期間使得第一進(jìn)氣道的進(jìn)氣空氣節(jié)氣門操作與第二進(jìn)氣道中的渦輪增壓器操作相協(xié)調(diào)從而減小渦輪遲滯。通過減小渦輪遲滯，能夠增加渦輪增壓器效率并且能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能。圖8借助于映射圖800示出了在踩加速器踏板期間的示例性節(jié)氣門-EGR閥調(diào)節(jié)，如圖7程序。在步驟702，程序包括確認(rèn)踩加速器踏板事件。在一個(gè)示例中，可以響應(yīng)駕駛員踩(或下壓)加速器踏板超出閾值位置來確認(rèn)踩加速器踏板事件。在另一示例中，可以響應(yīng)高于閾值的駕駛員扭矩要求來確認(rèn)踩加速器踏板事件。這樣，在踩加速器踏板事件之前，每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸均已經(jīng)通過第一進(jìn)氣道接收了一定量的再循環(huán)排氣(具體地，LP-EGR)，而經(jīng)由單獨(dú)但并行的第二進(jìn)氣道接收新鮮進(jìn)氣空氣。排氣可以已經(jīng)在較低壓力從在第一空氣進(jìn)氣節(jié)氣門下游、與第一進(jìn)氣道連通地聯(lián)接的第一排氣道經(jīng)由包括第一 EGR閥的第一 EGR通道被再循環(huán)。響應(yīng)踩加速器踏板事件，在步驟704，程序包括增加新鮮進(jìn)氣空氣的量而減少經(jīng)由第一進(jìn)氣道被輸送到汽缸的再循環(huán)排氣的量。具體地，程序包括打開第一進(jìn)氣道內(nèi)的第一空氣進(jìn)氣節(jié)氣門(或增加其打開量)從而增加通過第一進(jìn)氣道被引入到汽缸內(nèi)的新鮮進(jìn)氣空氣的量，而閉合被聯(lián)接在第一進(jìn)氣道和第一排氣道之間的第一 EGR通道內(nèi)的第一 EGR閥(或減小其打開量)從而減少通過第一進(jìn)氣道再循環(huán)的排氣的量。當(dāng)調(diào)節(jié)第一進(jìn)氣道內(nèi)的空氣進(jìn)氣節(jié)氣門和EGR閥時(shí)，在步驟706，程序還包括在踩加速器踏板期間，操作與第二進(jìn)氣道聯(lián)接的渦輪增壓器壓縮機(jī)從而增加經(jīng)由第二進(jìn)氣道被輸送到汽缸的增壓新鮮進(jìn)氣空氣的量。具體地，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可以開始渦輪增壓器壓縮機(jī)的操作且同時(shí)打開在壓縮機(jī)下游被聯(lián)接在第二進(jìn)氣道內(nèi)的第二空氣進(jìn)氣節(jié)氣門(或增加其打開量)從而增加被輸送到汽缸的增壓新鮮進(jìn)氣空氣的量?？刂破鬟€可以關(guān)閉被聯(lián)接在第二進(jìn)氣道和第二排氣道之間的第二 EGR通道內(nèi)所包括的第二 EGR閥(或減小其打開量)從而減少通過第二進(jìn)氣道再循環(huán)的較高壓力排氣的量。在一個(gè)示例中，可以基于壓縮機(jī)速度曲線以一定曲線逐漸打開第一空氣進(jìn)氣節(jié)氣門且逐漸關(guān)閉第一 EGR閥。第一和第二空氣進(jìn)氣節(jié)氣門以及第一和第二 EGR閥的調(diào)節(jié)可以持續(xù)一時(shí)間段，該持續(xù)時(shí)間段對(duì)應(yīng)于壓縮機(jī)達(dá)到閾值速度之前的時(shí)間段。在一個(gè)示例中，閾值速度可以對(duì)應(yīng)于超過其外會(huì)減小渦輪遲滯的速度，例如壓縮機(jī)的壓力輸出大于給定發(fā)動(dòng)機(jī)工況下的環(huán)境(或大氣)壓力時(shí)的速度。在步驟708，可以確認(rèn)壓縮機(jī)速度是否已經(jīng)達(dá)到閾值速度。可替代地，(例如通過使用計(jì)時(shí)器)可以確認(rèn)對(duì)應(yīng)于壓縮機(jī)獲得閾值速度之前的時(shí)間段的預(yù)定時(shí)間段是否已經(jīng)流逝。如果否，則在步驟710，程序可以保持第一進(jìn)氣空氣節(jié)氣門打開且保持第一 EGR閥關(guān)閉且同時(shí)操作壓縮機(jī)。相比之下，如果壓縮機(jī)速度已經(jīng)達(dá)到閾值速度，或者如果預(yù)定時(shí)間段已經(jīng)逝去，則在步驟712，在該時(shí)間段已經(jīng)逝去之后，程序包括減少經(jīng)由第一進(jìn)氣道被輸送到汽缸的新鮮進(jìn)氣空氣的量且同時(shí)增加經(jīng)由第一進(jìn)氣道被輸送到汽缸的再循環(huán)排氣的量。具體地，程序包括關(guān)閉第一進(jìn)氣道內(nèi)的第一空氣進(jìn)氣節(jié)氣門(或減小其打開量)從而減小通過第一進(jìn)氣道被引入到汽缸內(nèi)的新鮮進(jìn)氣空氣的量，且同時(shí)打開被連接在第一進(jìn)氣道和第一排氣道之間的第一 EGR通道內(nèi)的第一 EGR閥(或增加其打開量)從而增加通過第一進(jìn)氣道再循環(huán)的排氣的量。在一個(gè)示例中，可以基于壓縮機(jī)速度曲線以一定曲線逐漸關(guān)閉第一空氣進(jìn)氣節(jié)氣門且逐漸打開第一 EGR閥。以此方式，可以經(jīng)由第一進(jìn)氣道向汽缸填充新鮮進(jìn)氣空氣且同時(shí)壓縮機(jī)被加速到第二進(jìn)氣道內(nèi)的速度以致當(dāng)壓縮機(jī)處于理想增壓速度時(shí)汽缸可以已經(jīng)被新鮮進(jìn)氣空氣填充。換言之，在壓縮機(jī)處于增壓壓力時(shí)，增壓新鮮進(jìn)氣空氣可以經(jīng)由第二進(jìn)氣道被提供給汽缸且同時(shí)額外新鮮空氣經(jīng)由第一進(jìn)氣道被提供給汽缸。因而，由于在增壓新鮮空氣能夠被引入到汽缸內(nèi)之前等待壓縮機(jī)達(dá)到速度所導(dǎo)致的渦輪遲滯可以被減小。之后，當(dāng)壓縮機(jī)已經(jīng)達(dá)到理想速度，則EGR能夠通過第一和第二進(jìn)氣道(具體地LP-EGR經(jīng)由第一進(jìn)氣道且HP-EGR經(jīng)由第二進(jìn)氣道)被逐步采用從而除增壓益處外還提供EGR益處。通過減小渦輪遲滯，提高了渦輪增壓器效率并且增加了發(fā)動(dòng)機(jī)性能。通過一起提供增壓益處和EGR益處，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的協(xié)同改進(jìn)。通過圖8的示例進(jìn)一步明確了圖7的步驟。映射圖800在繪圖802處示出了發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出。在繪圖804示出了渦輪增壓器壓縮機(jī)速度的對(duì)應(yīng)變化。繪圖810和812分別示出了與第一進(jìn)氣道聯(lián)接的第一空氣進(jìn)氣節(jié)氣門和第一 EGR閥的位置變化，而繪圖806和808分別示出了與第二進(jìn)氣道聯(lián)接的第二空氣進(jìn)氣節(jié)氣門和第二 EGR閥的位置變化。這樣，僅第二進(jìn)氣道可以包括渦輪增壓器壓縮機(jī)。繪圖818和820處示出了由于調(diào)節(jié)第一 EGR閥和節(jié)氣門所導(dǎo)致的、通過第一進(jìn)氣道被輸送到汽缸的第一空氣充氣(Air_Int_l)的成分變化，而繪圖814和816處示出了由于調(diào)節(jié)第二 EGR閥和節(jié)氣門所導(dǎo)致的、通過第二進(jìn)氣道被輸送到汽缸的第二空氣充氣(Air_Int_2)的成分變化。在繪圖822和繪圖824處分別示出凈汽缸空氣充氣(Cyl_aircharge)中的變化。在繪圖814-824中的每一個(gè)中，實(shí)線代表空氣充氣的新鮮空氣組分，而虛線代表空氣充氣的EGR組分。在tl之前，基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況，可以要求較小扭矩。這里，對(duì)應(yīng)于較小扭矩輸出的凈汽缸空氣充氣可以包括相對(duì)較大量的EGR (繪圖824中的虛線)和相對(duì)較小量的新鮮空氣(繪圖822中的實(shí)線)。通過在小負(fù)載條件下使用EGR，可以實(shí)現(xiàn)燃料經(jīng)濟(jì)性益處和排放減小的益處?？梢酝ㄟ^使得沿第一進(jìn)氣道被輸送的第一進(jìn)氣空氣充氣與沿第二進(jìn)氣道被輸送的第二進(jìn)氣空氣充氣相混合提供在tl之前被輸送到汽缸的凈汽缸空氣充氣。具體地，第一進(jìn)氣空氣充氣可以包括通過打開第一 EGR閥(繪圖812)和第二進(jìn)氣節(jié)氣門(繪圖810)相應(yīng)的
量所提供的處于或低于大氣壓力(即LP-EGR)的較大量的再循環(huán)排氣(繪圖820)以及較小量的自然吸入的新鮮空氣(繪圖818)。相比之下，第二進(jìn)氣空氣充氣可以包括通過打開第二進(jìn)氣節(jié)氣門(繪圖806)且同時(shí)關(guān)閉第二 EGR閥(繪圖808)所提供的新鮮空氣(繪圖814中的實(shí)線)且基本沒有EGR (繪圖816中的虛線)。在tl，可以發(fā)生踩加速器踏板事件，從而導(dǎo)致較大扭矩要求。例如，可以響應(yīng)于車輛操作者將加速器踏板下壓超過閾值位置來要求較大扭矩輸出。響應(yīng)踩加速器踏板事件，壓縮機(jī)(繪圖804)可以被操作成提供增壓進(jìn)氣空氣充氣，而第二進(jìn)氣節(jié)氣門(繪圖806)被打開(例如完全打開)從而將增壓新鮮空氣引到汽缸內(nèi)。不過，在壓縮機(jī)達(dá)到閾值速度之前增壓空氣充氣會(huì)不可用，從而導(dǎo)致渦輪遲滯。為了減小渦輪遲滯，在壓縮機(jī)在第二進(jìn)氣道內(nèi)加速的同時(shí)，沿第一進(jìn)氣道被輸送的第一進(jìn)氣空氣充氣可以被臨時(shí)調(diào)節(jié)從而增壓新鮮進(jìn)氣空氣部分且同時(shí)減小EGR部分(繪圖808-820 )。具體地，第一 EGR閥(繪圖812 )可以被關(guān)閉且同時(shí)第一進(jìn)氣節(jié)氣門(繪圖810)被完全打開從而增加被引到汽缸內(nèi)的自然吸入的新鮮空氣的量且同時(shí)減小輸送到汽缸的LP-EGR的量。在t2，當(dāng)壓縮機(jī)處于或高于理想閾值速度時(shí)，增壓新鮮進(jìn)氣空氣充氣可以沿第二進(jìn)氣道被輸送到汽缸(繪圖814)。此時(shí)，可以通過逐漸關(guān)閉第一進(jìn)氣節(jié)氣門(繪圖810)來減小沿第一進(jìn)氣道被輸送的新鮮空氣的量，且同時(shí)通過打開第一 EGR閥(繪圖812)來逐漸恢復(fù)LP-EGR。以此方式，當(dāng)壓縮機(jī)在一個(gè)進(jìn)氣道內(nèi)加速時(shí)，新鮮空氣能夠通過另一進(jìn)氣道被引入汽缸內(nèi)從而稀釋汽缸內(nèi)已經(jīng)存在的任何EGR。因而，當(dāng)壓縮機(jī)已經(jīng)被加速，在第二進(jìn)氣道內(nèi)的被引入新鮮空氣能夠被壓縮從而滿足較大扭矩要求。此外，當(dāng)壓縮機(jī)已經(jīng)被加速，壓縮機(jī)可以被用于通過一個(gè)進(jìn)氣道弓I入增壓新鮮空氣而LP-EGR通過另一進(jìn)氣道被并行輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。以此方式，能夠減小渦輪遲滯且同時(shí)提供除增壓益處之外的EGR益處。將意識(shí)到在其他實(shí)施例中，可以通過關(guān)閉EGR閥、停用第一排氣門以及完全打開第二排氣門來額外地或可選地減小渦輪遲滯。之后，如果需要EGR，則一個(gè)或更多個(gè)EGR閥可以被打開從而提供所需EGR，如上文808和812所示。現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖9，示出用于基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況來調(diào)節(jié)EGR冷卻器的操作的示例性程序900。具體地，程序使得位于EGR通道和進(jìn)氣道接合處(例如第一 EGR通道和第一進(jìn)氣道的接合處)的EGR冷卻器能夠被用于在一些條件下冷卻(例如經(jīng)由第一進(jìn)氣道)被輸送到汽缸的進(jìn)氣空氣充氣而使得EGR冷卻器在其他條件下能夠加熱進(jìn)氣空氣充氣。在步驟902，可以估計(jì)和/或測量發(fā)動(dòng)機(jī)工況。這些可以包括例如環(huán)境溫度和壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、曲軸速度、變速器速度、電池充電狀態(tài)、可用燃料、燃料醇含量、催化劑溫度、駕駛員要求的扭矩等。在904處，可以確定是否需要加熱進(jìn)氣空氣充氣。在一個(gè)示例中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)不被爆震限制時(shí)可以需要加熱進(jìn)氣空氣充氣。例如，如果預(yù)測到?jīng)]有爆震，則進(jìn)氣空氣充氣可以被加熱從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)泵送功并且提高燃料經(jīng)濟(jì)性。如果請(qǐng)求加熱，則在步驟906，可以確認(rèn)加熱條件。具體地可以確認(rèn)是否存在能夠操作EGR冷卻器作為加熱器來加熱進(jìn)氣空氣充氣的所有條件。例如，當(dāng)EGR冷卻器是基于液體冷卻劑的冷卻器時(shí)，可以確認(rèn)冷卻劑溫度高于進(jìn)氣空氣溫度。此外可以確認(rèn)不存在爆震條件(即，沒有發(fā)生或預(yù)測到爆震)。如果滿足所有加熱條件，則在步驟908，程序包括關(guān)閉第一EGR閥且同時(shí)打開第一進(jìn)氣道內(nèi)的第一進(jìn)氣節(jié)氣門從而使用第一EGR冷卻器來加熱沿第一進(jìn)氣道被引到汽缸內(nèi)的進(jìn)氣空氣充氣。以此方式，在被引入到汽缸內(nèi)之前能夠加熱沿第一進(jìn)氣道被輸送的進(jìn)氣空氣充氣，從而減小發(fā)動(dòng)機(jī)泵送損失并提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率。這樣，如果加熱條件中的任意或所有條件沒有被滿足，則控制器可以確定此時(shí)EGR冷卻器不能被操作作為空氣充氣加熱器。并且程序可以結(jié)束。如果在步驟904不需要加熱進(jìn)氣空氣充氣，則在步驟910可以 確定是否需要冷卻進(jìn)氣空氣充氣。在一個(gè)示例中，冷卻可以用于降低被輸送到汽缸的EGR的溫度。被冷卻的EGR可以減少汽缸爆震且同時(shí)還提供燃料經(jīng)濟(jì)性和NOx降低的益處。如果不需要冷卻，則程序可以結(jié)束。如果需要冷卻，則在步驟912，可以確認(rèn)冷卻條件。具體地，可以確定是否存在能夠操作EGR冷卻器來冷卻進(jìn)氣空氣充氣的所有條件。例如，可以確認(rèn)冷卻將不會(huì)導(dǎo)致在壓縮機(jī)上冷凝。如果滿足所有冷卻條件，則在步驟914，程序包括打開第二進(jìn)氣道內(nèi)的第二EGR閥且同時(shí)關(guān)閉第二進(jìn)氣道內(nèi)的第二進(jìn)氣節(jié)氣門從而通過使用第二 EGR冷卻器來冷卻沿第二進(jìn)氣道被弓I到汽缸內(nèi)的進(jìn)氣空氣充氣中的EGR。此外或可選地，程序可以包括打開第一進(jìn)氣道內(nèi)的第一 EGR閥且同時(shí)關(guān)閉第一進(jìn)氣道內(nèi)的第一進(jìn)氣節(jié)氣門從而通過使用第一 EGR冷卻器來冷卻沿第一進(jìn)氣道被弓I到汽缸內(nèi)的進(jìn)氣空氣充氣中的EGR。以此方式，進(jìn)氣空氣充氣可以被引到汽缸內(nèi)之前被冷卻，并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)EGR的溫度控制。這樣，如果冷卻條件中的任意或全部條件未被滿足，則控制器可以確定EGR冷卻器此時(shí)不能操作作為空氣充氣冷卻器，并且程序可以結(jié)束。在一個(gè)示例中，加熱進(jìn)氣空氣充氣可以包括僅加熱被輸送到汽缸的EGR。例如，當(dāng)EGR冷卻器位于再循環(huán)通道(或EGR通道)內(nèi)時(shí)(如圖I-圖2所示)，EGR閥可以被打開并且EGR冷卻器能夠被操作作為加熱器來加熱EGR并且在輸送到汽缸之前在進(jìn)氣道內(nèi)將被加熱的EGR與冷卻器新鮮進(jìn)氣空氣相混合?？商娲?，如果EGR冷卻器位于EGR通道和進(jìn)氣通道的接合處，則加熱進(jìn)氣空氣充氣可以包括加熱被輸送到汽缸的新鮮進(jìn)氣空氣和/或EGR。例如，EGR閥可以關(guān)閉且同時(shí)EGR冷卻器被操作作為加熱器從而在被輸送到汽缸之前加熱新鮮進(jìn)氣空氣?？商娲?，EGR閥可以被打開并且EGR冷卻器可以被操作作為加熱器從而加熱新鮮空氣和EGR，被加熱的EGR和被加熱的新鮮空氣在被輸送到汽缸之前在進(jìn)氣道內(nèi)被混合。在又一些示例中，一個(gè)EGR冷卻器可以作為冷卻器運(yùn)行且另一 EGR冷卻器作為加熱器運(yùn)行。例如，在第一條件期間，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可以操作第一進(jìn)氣道內(nèi)的第一 EGR冷卻器以便在將排氣再循環(huán)到第一進(jìn)氣道之前加熱第一量的排氣，并且在第二條件期間，控制器可以操作第一進(jìn)氣道內(nèi)的第一 EGR冷卻器以便在將排氣再循環(huán)到第一進(jìn)氣道之前冷卻第一量的排氣。同時(shí)，在第一條件期間，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可以操作第二進(jìn)氣道內(nèi)的第二 EGR冷卻器以便在將排氣再循環(huán)到第二進(jìn)氣道之前冷卻第二量的排氣，而在第二條件期間，控制器可以操作第二進(jìn)氣道內(nèi)的第二 EGR冷卻器以便在將排氣再循環(huán)到第二進(jìn)氣道之前加熱第二量的排氣。這樣，僅當(dāng)壓縮機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)且不提供增壓時(shí)第二 EGR冷卻器可以被用作加熱器。此外，EGR冷卻器的操作可以與位于渦輪增壓器壓縮機(jī)下游的充氣空氣冷卻器(例如圖I-圖2的充氣空氣冷卻器56)的操作相協(xié)調(diào)。例如，第一進(jìn)氣道內(nèi)的第一 EGR冷卻器可以被用作加熱器來經(jīng)由第一進(jìn)氣道向汽缸提供被加熱的進(jìn)氣空氣充氣(包括新鮮進(jìn)氣空氣和/或LP-EGR)。同時(shí)，第二進(jìn)氣道內(nèi)的壓縮機(jī)可以被操作成提供增壓進(jìn)氣空氣充氣而壓縮機(jī)下游的充氣空氣冷卻器被操作成冷卻被增壓的進(jìn)氣空氣充氣。以此方式，(處于或低于大氣壓力的)被加熱的自然吸入的空氣和被冷卻的增壓空氣能夠被同時(shí)地提供給汽缸。被加熱和被冷卻的空氣充氣之后能夠在汽缸內(nèi)混合和燃燒。這里，通過結(jié)合和燃燒被單獨(dú)地且同時(shí)地輸送到汽缸的被加熱和被冷卻的空氣充氣，可以在變化的負(fù)載情 況下實(shí)現(xiàn)基本恒定的壓縮溫度，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能。以此方式，分離式發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣可以與分離式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣相結(jié)合從而在不同正時(shí)向汽缸輸送不同成分和壓力的不同空氣充氣。具體地，自然吸入的空氣充氣可以分離于增壓空氣充氣被引入從而減少所需的壓縮功的量。通過減少壓縮機(jī)所需要的功的量，發(fā)動(dòng)機(jī)增壓效率能夠被增加，即使使用較小渦輪增壓器仍如是。在另一實(shí)施例中，EGR可以分離于增壓新鮮進(jìn)氣空氣充氣被輸送。通過保持EGR在壓縮機(jī)外，能夠減少壓縮機(jī)的堵塞和污染且同時(shí)使得EGR控制延遲和渦輪增壓器控制延遲被減小。在另一實(shí)施例中，HP-EGR和LP-EGR可以經(jīng)由單獨(dú)的通道被輸送。這里，能夠改進(jìn)總體EGR控制且同時(shí)允許EGR益處擴(kuò)展到更廣泛的條件。此外，具體地當(dāng)從大的汽缸空氣充氣轉(zhuǎn)變到小的汽缸空氣充氣時(shí)，能夠通過使得能夠提供未稀釋空氣的第二路徑來減小EGR對(duì)空氣的過度稀釋?？傊?，EGR和增壓效率可被改進(jìn)以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。注意的是這里包括的示例控制和估值程序可與多種系統(tǒng)配置一同使用。這里描述的具體程序可代表任意數(shù)量處理策略(例如事件驅(qū)動(dòng)、中斷驅(qū)動(dòng)、多任務(wù)、多線程等)中的一個(gè)或更多個(gè)。同樣，可以以所說明的順序執(zhí)行、并行執(zhí)行所說明的各種行為、操作或功能，或在一些情況下有所省略。同樣地，處理的順序也并非實(shí)現(xiàn)此處所描述的實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)所必需的，而只是為了說明和描述的方便。可根據(jù)使用的具體策略，可重復(fù)執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)說明的動(dòng)作、功能或操作。此外，所述的操作、功能和/或動(dòng)作用圖形表示了編程入控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的代碼。應(yīng)當(dāng)了解，此處公開的系統(tǒng)和方法實(shí)際上為示例性，且這些具體實(shí)施例或示例不應(yīng)理解為是限制性，因?yàn)榭赡艽嬖诙喾N變形。因此，本發(fā)明的主題包括這里公開的多種系統(tǒng)與方法及其任意和全部等價(jià)物的所有新穎和非顯而易見的組合。
權(quán)利要求
1.一種操作發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，包括 通過第一進(jìn)氣道向發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸提供處于或低于大氣壓力的第一空氣充氣；以及 通過單獨(dú)的第二進(jìn)氣道向所述汽缸提供增壓的第二空氣充氣，該第二空氣充氣經(jīng)由被排氣渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的進(jìn)氣壓縮機(jī)被增壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述第一進(jìn)氣道被聯(lián)接至第一排氣道，并且其中所述第二進(jìn)氣道被聯(lián)接至第二排氣道，所述進(jìn)氣壓縮機(jī)被包括在所述第二進(jìn)氣道內(nèi)，所述排氣渦輪機(jī)被包括在所述第二排氣道內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括，使得所述第一和第二空氣充氣在所述汽缸內(nèi)與燃料混合并且在所述汽缸內(nèi)燃燒該混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中提供處于或低于大氣壓力的至少一些空氣充氣包括在第一進(jìn)氣門正時(shí)打開所述第一進(jìn)氣道內(nèi)的第一進(jìn)氣門，并且其中提供至少一些增壓空氣充氣包括在相同發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)內(nèi)在不同的第二進(jìn)氣門正時(shí)打開所述第二進(jìn)氣道內(nèi)的第二進(jìn)氣門；其中基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況相對(duì)于所述第二進(jìn)氣門正時(shí)調(diào)節(jié)所述第一進(jìn)氣門正時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括，操作與具有相位差異的所述第一和第二進(jìn)氣門聯(lián)接的進(jìn)氣門致動(dòng)器從而在所述第一正時(shí)打開所述第一氣門并且在所述第二正時(shí)打開所述第二氣門。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述第一空氣充氣包括處于或低于大氣壓力的第一量的新鮮進(jìn)氣空氣，并且其中所述第二空氣充氣包括處于增壓壓力的第二量的新鮮進(jìn)氣空氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述第一空氣充氣包括處于或低于大氣壓力的所述第一量的新鮮進(jìn)氣空氣與第一量的再循環(huán)排氣的混合物，并且其中所述第二空氣充氣包括處于增壓壓力的所述第二量的新鮮進(jìn)氣空氣與第二量的再循環(huán)排氣的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述第二進(jìn)氣道與所述第一進(jìn)氣道并行，并且其中所述第二排氣道與所述第一排氣道并行。
9.一種操作發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，包括 經(jīng)由第一進(jìn)氣道向發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸輸送低于大氣壓力的第一空氣充氣，該第一空氣充氣包括第一量的再循環(huán)排氣和第一量的新鮮進(jìn)氣空氣；以及 經(jīng)由單獨(dú)的第二進(jìn)氣道向所述發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸輸送處于壓縮機(jī)壓力的第二空氣充氣，該第二空氣充氣包括第二量的再循環(huán)排氣和第二量的新鮮進(jìn)氣空氣。
10.發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括 發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸； 將未壓縮空氣充氣經(jīng)由第一進(jìn)氣門連通至發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的第一進(jìn)氣道； 將壓縮空氣充氣經(jīng)由第二進(jìn)氣門連通至所述汽缸的第二進(jìn)氣道； 聯(lián)接到所述第一進(jìn)氣道且被構(gòu)造成壓縮被輸送到所述汽缸的空氣充氣的渦輪增壓器壓縮機(jī)； 用于打開所述第一進(jìn)氣門和所述第二進(jìn)氣門的氣門致動(dòng)器；以及 控制系統(tǒng)，其具有計(jì)算機(jī)可讀指令以用于 調(diào)節(jié)所述氣門致動(dòng)器的相位從而在第一正時(shí)打開所述第一進(jìn)氣門并且在不同的第二正時(shí)打開所述第二進(jìn)氣門。
全文摘要
提供用于具有與分離式排氣系統(tǒng)聯(lián)接的分離式進(jìn)氣系統(tǒng)的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的方法和系統(tǒng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的不同點(diǎn)處可以通過分離式進(jìn)氣系統(tǒng)向發(fā)動(dòng)機(jī)輸送具有不同成分、壓力和溫度的空氣充氣。以此方式，可以擴(kuò)展增壓和EGR益處。
文檔編號(hào)F02D21/08GK102877964SQ20121024340
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月13日
發(fā)明者R·D·皮爾西弗, J·N·阿勒瑞 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司