用于确定再循环气体的稀释度的方法与流程

本描述总体涉及用于确定使用吹气进行操作的分流式排气发动机中的再循环气体的稀释值或稀释速率的方法和系统。

背景技术：

发动机可以使用增压装置，例如涡轮增压器，来增加发动机功率密度。然而，可能会由于增加的燃烧温度而出现发动机爆震。在由于高充气温度而产生的增压条件下，爆震尤其成问题。本文发明人已经认识到，利用具有分流式排气系统的发动机系统可以减少爆震并且增加发动机效率，其中第一排气岐管将排气再循环(egr)运送到位于涡轮增压器的压缩机的上游的发动机的进气口，并且其中第二排气岐管将排气运送到发动机的排气口中的涡轮增压器的涡轮。在此类发动机系统中，每个气缸可以包括两个进气门和两个排气门，其中专门联接到第一排气岐管的第一组气缸排气门(例如，放气排气门)可以按照与专门联接到第二排气岐管的第二组气缸排气门(例如，换气排气门)不同的正时操作，进而隔离排气的放气部分和扫气部分。第二组气缸排气门的正时还可以与气缸进气门的正时进行协调以产生正气门重叠周期，在所述正气门重叠周期中，称为吹气的新鲜进气(或者新鲜进气与egr的混合物)可以经由联接到第一排气岐管的egr通道而流过气缸并且流回到位于压缩机的上游的进气口。吹气可以移除气缸内的残余排气(称为扫除)。本文发明人已经认识到，通过使排气的第一部分(例如，较高压力排气)流过涡轮和较高压力排气道并且使排气的第二部分(例如，较低压力排气)和吹气流动到压缩机入口，可以在提高涡轮的工作效率和发动机扭矩的同时降低燃烧温度。

然而，本文发明人已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，在上文描述的发动机系统中，再循环到进气口的气体的组成可能比包括单个排气岐管的传统的egr系统或不使增加体积的吹气再循环的系统更复杂。然而，传统的egr系统中的再循环气体完全由废气构成，穿过分流式排气发动机再循环的气体可能包括不同份量的废气、新鲜空气以及后推(例如，未燃尽或未燃烧的)燃料。基于传统的egr系统的所采取的egr气体组成的例如燃料喷射、火花提前以及进气门致动正时和排气门致动正时等发动机操作的正时调整可能导致分流式排气发动机中的劣化的发动机性能。因此，需要用于基于发动机的独特配置来确定分流式排气发动机中的包括吹气的再循环气体的组成的方法来估计egr稀释速率(例如，再循环到进气道的气体的稀释值或稀释速率)，以便进行准确的发动机控制。

技术实现要素：

在一个示例中，可以通过以下方法来解决上文描述的问题：在使来自第二组排气门的排气流动到涡轮增压器涡轮而不流动到所述进气道时基于第一组排气门的正时来确定从所述第一组排气门再循环到进气道的气体的稀释速率，其中每个气缸包括来自第一组排气门和第二组排气门中的每一者的一个气门。作为一个示例，使用前馈模型来估计egr稀释速率，所述前馈模型评估在发动机瞬时事件期间的随发动机转速和负荷而变的总的排气再循环(egr)质量流量、egr气体的温度、废气的质量、由于吹气而产生的空气质量、由于吹气而产生的燃料质量，以及废气分数。通过考虑循环穿过分流式排气发动机的气体混合物(包括新鲜空气和再循环气体，或扫气)的每个分量的贡献以及跨越进气区的压力差的影响，根据分流式排气发动机的架构来定制egr速率的估计并且可以允许调整燃料喷射和火花正时以增加发动机的效率和动力输出。

应理解，提供以上概要来以简化的形式介绍在详细描述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所述具体实施方式之后的权利要求书界定。此外，所要求保护的主题不限于解决上述或在本公开的任何部分中所述的任何缺点的实现方式。

附图说明

图1示出具有分流式排气系统的涡轮增压发动机系统的示意性描绘。

图2示出图1的发动机系统的气缸的实施方案。

图3示出分流式排气发动机系统的一个发动机气缸的示例性气缸进气门和排气门正时。

图4示出用于计算流过分流式排气系统的egr稀释速率的变量的流程图。

图5示出用于计算扫气岐管中的egr的温度的随制动平均有效压力而变的平均扫气气门流道温度的示例性图。

图6a示出用于计算总egr质量流动速率的在较低egr流量下随曲柄转角而变的压力的示例性图。

图6b示出用于计算总egr质量流动速率的在较高egr流量下随曲柄转角而变的压力的示例性图。

图7示出用于估计分流式排气发动机中的再循环气体的稀释速率的示例性例程。

图8示出响应于再循环到分流式排气发动机的进气口中的进气的气体的所确定的稀释速率而对发动机操作参数的示例性调整。

具体实施方式

以下描述涉及用于在经由扫气排气岐管到进气口的吹气和排气再循环(egr)的情况下操作分流式排气发动机的系统和方法。如图1中所示，分流式排气发动机包括专门联接到每个气缸的放气排气门的第一排气岐管(在本文被称作放气排气岐管)。放气岐管联接到发动机的排气道，其中所述排气道包括涡轮增压器涡轮和一个或多个排放控制装置(其可以包括一种或多种催化剂)。所述分流式排气发动机还可以包括专门联接到每个气缸的扫气排气门的第二排气岐管(在本文被称作扫气排气岐管)。扫气岐管经由包括第一egr阀(在本文被称作扫气egr阀)的第一egr通道而在涡轮增压器压缩机的上游联接到进气道。在一些实施方案中，如图1中示出，分流式排气发动机系统可以包括联接在扫气岐管与进气道或排气道之间的额外的通道。另外，在一些实施方案中，如图2中所示，分流式排气发动机系统可以包括各种气门致动机构并且可以安装在混合动力车辆中。扫气排气门和放气排气门在每个气缸的发动机循环中的不同时间打开和关闭，以便隔离燃烧后的排气的扫气部分和放气部分，并且将这些部分单独地引导至扫气岐管和放气岐管。如图3中示出，在每个气缸的进气门与扫气排气门之间可能存在重叠周期，这些气门在所述重叠周期中同时打开。因此，新鲜的吹气可以经由扫气排气门流动到egr通道中。因此，在每个发动机循环期间，egr通道可以接收燃烧后的排气、吹气与未燃尽的燃料的组合并且将这些组合气体再循环到进气道。分流式排气发动机系统(如图1的示例中所示)的特定架构以及气缸气门的正时导致经由egr通道而再循环到进气口的气体中的吹气的增加的比例(与具有egr的传统发动机相比)，这使得确定经由egr通道而再循环到进气口并且行进到发动机气缸的气体的稀释速率具有挑战性。在一些示例中，再循环气体的此稀释速率可以称为egr速率；然而，此egr速率是除了燃烧后的排气之外还包括新鲜的吹气和未燃尽的燃料的气体的egr速率。在一个示例中，可以基于各种发动机工况和如图4中所示的映射参数/模型来确定egr速率(例如，从egr通道到进气道的再循环气体的稀释速率)。具体来说，图4示出基于用于估计分流式排气发动机的egr速率的所映射的参数和稳态校正而促成egr速率的前馈模型的所计算的变量。作为用于计算扫气岐管与进气道相交的区处的egr气体的温度的示例，在图5中示出随制动平均有效压力而变的平均扫气流道温度的映射。提供在发动机的特定区处检测到的随发动机曲柄转角而变的压力的示例性曲线图，其在图6a说明低egr流量情形并且在图6b说明高egr流量情形。图6a至图6b的曲线图可以用于计算总egr质量流动速率。在图7相对于发动机控制器而示出用于确定egr稀释速率并且响应于稀释速率来调整发动机操作的示例性例程。本文参考图8来说明计算流过分流式排气发动机的气体的组成的用于校正前馈模型的稳态模型的示例性操作。

在图4中示出的用于确定egr(例如，稀释)速率的模型可以表示在发动机瞬时(例如，瞬时发动机操作)期间的egr流动速率的估计。然而，在低egr流量周期之后，例如在低发动机转速和负荷期间，由前馈模型确定的egr速率的增加可能会由于将要在发动机气缸处吸收的循环的气体混合物的时间的延迟而偏离进气岐管处的实际egr速率。因此，可以使用用于近似egr流量的稳态模型来调整发动机操作的正时，直到扫气和新鲜空气的混合物被输送到发动机进气口为止。可以基于跨越进气岐管的上游的区的所计算的温度梯度来确定所述稳态模型。在一些示例中，甚至在前馈模型更有效地成为温度导出的校正以朝向实际速率对所估计的egr速率进行建模之后也可以继续使用所述稳态模型。在这些情况下，所述稳态模型可以用作前馈模型的校正。然而，在其他示例中，可以仅使用所述前馈模型来确定稀释速率。在本文描述根据并入到瞬时前馈模型和稳态校正中的变量来确定egr速率估计。

另外，依赖于采用所测量的流体的温度的任何温度传感器可以具有基于表面与质量的比率的固有时间常数。使传感器的感测元件的直径减小至晶须的直径可以使所述时间常数减小至无关紧要的值。然而，制造此类小直径感测元件可能不是成本或时间高效的。因此，基于常规的传感器的温度测量相对于空气流中的排气分数可能变化的速度来说可能较慢。虽然用于确定发动机空气流中的排气浓度的基于温度的方法具有增加的准确度，但所述方法可能对变化的反应较慢，因此用于对瞬时事件作出更快响应的前馈方法与用于准确度或适配的稳态流测量的组合可以增加egr速率估计的整体准确度。

图1示出在汽车的推进系统中可能包括的多气缸内燃发动机10的示意图。发动机10包括多个燃烧室(即，气缸)，所述多个燃烧室的顶部可以由气缸盖(未示出)盖帽。在图1中示出的示例中，发动机10包括被布置成直列4缸配置的气缸12、14、16和18。然而，应理解，虽然图1示出四个气缸，但发动机10可以包括处于任何配置的任何数目的气缸，例如v-6、i-6、v-12、对置4缸等。此外，在图1中示出的气缸可以具有气缸配置，例如在图2中示出的气缸配置，如下文进一步描述。气缸12、14、16和18中的每一者包括：两个进气门，包括第一进气门2和第二进气门4；以及两个排气门，包括第一排气门(在本文被称作放气排气门或放气气门)8和第二排气门(在本文被称作扫气排气门或扫气气门)6。进气门和排气门在本文可以分别被称作气缸进气门和气缸排气门。如下文参考图2进一步阐释，可以经由各种凸轮轴正时系统来控制进气门中的每一者的正时(例如，打开正时、关闭正时、打开持续时间等)。在一个实施方案中，可以控制第一进气门2和第二进气门4以达到相同的气门正时(例如，使得它们在发动机循环中同时打开和关闭)。在替代性实施方案中，可以按照不同的气门正时控制第一进气门2和第二进气门4。此外，可以按照与第二排气门6不同的气门正时控制第一排气门8(例如，使得同一气缸的第一排气门和第二排气门彼此在不同的时间打开并且彼此在不同的时间关闭)，如在下文进一步论述。

每个气缸经由进气道28从进气岐管44接收进气(或者进气与再循环的排气的混合物，如下文进一步阐释)。进气岐管44经由进气道(例如，流道)而联接到气缸。举例来说，进气岐管44在图1中示出为经由第一进气道20而联接到每个气缸的每个第一进气门2。此外，进气岐管44经由第二进气道22而联接到每个气缸的每个第二进气门4。以此方式，每个气缸进气道可以经由第一进气门2或第二进气门4中的对应一者而选择性地与其联接到的气缸连通。每个进气道可以向其联接到的气缸供应空气和/或燃料以供燃烧。

所述进气道中的一者或多者可以包括充气运动控制装置，例如充气运动控制阀(cmcv)。如图1中所示，每个气缸的每个第一进气道20包括cmcv24。cmcv24还可以称为涡流控制阀或滚流控制阀。cmcv24可以约束经由第一进气门2进入气缸的气流。在图1的示例中，每个cmcv24可以包括阀板；然而，所述阀的其他配置是可能的。应注意，出于本公开的目的，cmcv24在被完全启动时处于“关闭”位置，并且所述阀板可以完全倾斜到相应的第一进气道20中，进而产生最大充气流阻碍。替代地，cmcv24在被停用时处于“打开”位置，并且阀板可以完全旋转成与气流基本上平行定位，进而极大地最小化或消除气流充气阻碍。cmcv可以主要维持在它们的“打开”位置，并且可以仅在需要涡流条件时被启动“关闭”。如图1中所示，每个气缸的仅一个进气道包括cmcv24。然而，在替代性实施方案中，每个气缸的两个进气道都可以包括cmcv24。控制器12可以响应于发动机工况(例如，发动机转速/负荷和/或在经由第二排气门6的吹气是活动时)而致动cmcv24(例如，经由可以联接到旋转轴杆的阀致动器，所述旋转轴杆直接联接到每个cmcv24)以将cmcv移动到打开位置或关闭位置，或在打开位置和关闭位置之间的多个位置，如下文进一步阐释。如本文提及，吹气或吹气燃烧冷却可以指在进气门与第二排气门6之间的气门打开重叠周期(例如，在进气门和第二排气门6同时打开时的周期)期间从每个气缸的一个或多个进气门流动到第二排气门6(并且进入第二排气岐管80)而不燃烧所述吹气的进气。

可以使用高压、双级燃料系统(例如，在图2中示出的燃料系统)来产生喷射器66处的燃料压力。因此，可以经由喷射器66将燃料直接喷射于气缸中。无分电盘点火系统88响应于控制器12而经由火花塞92向气缸12、14、16和18提供点火火花。气缸12、14、16和18各自联接到两个排气口，以用于单独地用通道运输燃烧气体的放气部分和扫气部分。具体来说，如图1中所示，气缸12、14、16和18经由第二排气流道(例如，端口)82将燃烧气体(例如，扫气部分)排出到第二排气岐管(在本文被称作扫气岐管)80并且经由第一排气流道(例如，端口)86将燃烧气体(例如，放气部分)排出到第一排气岐管(在本文被称作放气岐管)84。第二排气流道82从气缸12、14、16和18延伸到第二排气岐管80。另外，第一排气岐管84包括第一岐管部分81和第二岐管部分85。气缸12和18(在本文被称作外部气缸)的第一排气流道86从气缸12和18延伸到第一排气岐管84的第二岐管部分85。另外，气缸14和16的第一排气流道86(在本文被称作内部气缸)从气缸14和16延伸到第一排气岐管84的第一岐管部分81。

每个排气流道可以经由排气门而选择性地与其联接到的气缸连通。举例来说，第二排气流道82经由第二排气门6而与它们的相应的气缸连通，并且第一排气流道86经由第一排气门8而与它们的相应的气缸连通。在每个气缸的至少一个排气门处于关闭位置时，第二排气流道82与第一排气流道86隔离。排气可以不在排气流道82和86之间直接流动。上文描述的排气系统在本文可以被称作分流式排气岐管系统，其中来自每个气缸的排气的第一部分输出到第一排气岐管84，并且来自每个气缸的排气的第二部分输出到第二排气岐管80，并且其中所述第一排气岐管和所述第二排气岐管彼此不直接连通(例如，没有通道使所述两个排气岐管彼此直接联接，并且因此排气的第一部分和第二部分不会在所述第一排气岐管和所述第二排气岐管内彼此混合)。

发动机10包括涡轮增压器，所述涡轮增压器包括联接在共同轴杆上的双级排气涡轮164和进气压缩机162。双级涡轮164包括第一涡轮163和第二涡轮165。第一涡轮163直接联接到第一排气岐管84的第一岐管部分81并且仅经由气缸14和16的第一排气门8从气缸14和16接收排气。第二涡轮165直接联接到第一排气岐管84的第二岐管部分85并且仅经由气缸12和18的第一排气门8从气缸12和18接收排气。第一涡轮和第二涡轮的旋转会驱动设置在进气道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)并且向下游行进到进气岐管44。排气退出第一涡轮163和第二涡轮165两者进入共同的排气道74。废气门可以跨越双级涡轮164而联接。具体来说，废气门阀76可以包括在旁路78中，所述旁路联接在位于双级涡轮164的入口的上游的第一岐管部分81和第二岐管部分85中的每一者与位于双级涡轮164的出口的下游的排气道74之间。以此方式，废气门阀(在本文被称作涡轮废气门)76的位置控制由涡轮增压器提供的增压量。在替代性实施方案中，发动机10可以包括单级涡轮，其中来自第一排气岐管84的所有排气被引导到同一涡轮的入口。

退出双级涡轮164的排气在排气道74中向下游流动到第一排放控制装置70和第二排放控制装置72，第二排放控制装置72在排气道74中被布置在第一排放控制装置70的下游。在一个示例中，排放控制装置70和72可以包括一个或多个催化剂砖。在一些示例中，排放控制装置70和72可以是三元催化剂。在其他示例中，排放控制装置70和72可以包括一个或多个柴油氧化催化剂(doc)和选择性催化还原催化剂(scr)。在另一示例中，第二排放控制装置72可以包括汽油微粒滤波器(gpf)。在一个示例中，第一排放控制装置70可以包括催化剂并且第二排放控制装置72可以包括gpf。在穿过排放控制装置70和72之后，可以将排气向外引导到排气尾管。

排气道74还包括与控制系统15的控制器12进行电子通信的多个排气传感器，如在下文进一步描述。如图1中所示，排气道74包括定位在第一排放控制装置70与第二排放控制装置72之间的第一氧传感器90。第一氧传感器90可以被配置成测量进入第二排放控制装置72的排气的氧含量。排气道74可以包括沿着排气道74定位的一个或多个额外的氧传感器，例如定位在双级涡轮164与第一排放控制装置70之间的第二氧传感器91和/或定位在第二排放控制装置72的下游的第三氧传感器93。因此，第二氧传感器91可以被配置成测量进入第一排放控制装置70的排气的氧含量，并且第三氧传感器93可以被配置成测量退出第二排放控制装置72的排气的氧含量。在一个实施方案中，一个或多个氧传感器90、91和93可以是通用排气氧(uego)传感器。替代地，可以使用二态排气氧传感器来替代氧传感器90、91和93。排气道74可以包括各种其他传感器，例如一个或多个温度传感器和/或压力传感器。举例来说，如图1中所示，压力传感器96定位在排气道74内，位于第一排放控制装置70与第二排放控制装置72之间。因此，压力传感器96可以被配置成测量进入第二排放控制装置72的排气的压力。压力传感器96和氧传感器90两者都布置在排气道74内的流通道98与排气道74联接之处。流通道98在本文可以被称作扫气岐管旁通通道(smbp)98。扫气岐管旁通通道98直接联接到第二排气(例如，扫气)岐管80和排气道74并且联接在其之间。阀97(在本文被称作扫气岐管旁通阀，smbv)设置在扫气岐管旁通通道98内，并且可以由控制器12致动以在第一排放控制装置70与第二排放控制装置72之间的位置处调整从第二排气岐管80到排气道74的排气流的量。

第二排气岐管80直接联接到第一排气再循环(egr)通道50。第一egr通道50直接联接在第二排气岐管80与位于压缩机(例如，涡轮增压器压缩机)162的上游的进气道28之间(并且因此可以称为低压egr通道)。因此，排气(或者吹气，如下文进一步阐释)经由第一egr通道50被从第二排气岐管80引导到位于压缩机162的上游的进气道28。第一egr通道50在图1中示出为没有egr冷却器，但在替代性实施方案中，可以将egr冷却器布置在第一egr通道50中以冷却从第二排气岐管80流动到进气道28和第一egr阀54(其在本文可以称为扫气egr阀54)的排气。控制器12被配置成致动并调整第一egr阀54的位置以便控制穿过第一egr通道50的空气流的量。当第一egr阀54处于关闭位置时，没有排气或进气可以从第二排气岐管80流动到位于压缩机162的上游的进气道28。此外，当第一egr阀54处于打开位置时，排气和/或吹气可以从第二排气岐管80流动到位于压缩机162的上游的进气道28。控制器12可以另外将第一egr阀54调整为完全打开与完全关闭之间的多个位置。

第一排出器56在进气道28内定位在egr通道50的出口处。第一排出器56可以包括在压缩机162的入口处提供压力增加的收缩部或文氏管。因此，来自egr通道50的egr可以与流过进气道28到达压缩机162的新鲜空气混合。因此，来自egr通道50的egr可以充当第一排出器56上的引射流。在替代性实施方案中，可能不存在定位在egr通道50的出口处的排出器。而是，可以将压缩机162的出口塑型成降低气体压力以辅助egr流动的排出器(并且因此，在此实施方案中，空气是引射流并且egr是辅助流)。在另一实施方案中，可以在压缩机162的叶片的后缘处引入来自egr通道50的egr，进而允许吹气经由egr通道50到达进气道28。

第二egr通道58联接在第一egr通道50与进气道28之间。具体来说，如图1中所示，第二egr通道58联接到位于egr阀54的上游的第一egr通道50。另外，第二egr通道58直接联接到位于压缩机162的下游的进气道28。由于此联接，第二egr通道58在本文可以被称作中间压力egr通道。此外，如图1中所示，第二egr通道58在充气冷却器(cac)40的上游联接到进气道28。cac40被配置成在进气(其可以是来自发动机系统外部的新鲜进气与排气的混合物)穿过cac40时冷却所述进气。因此，来自第一egr通道50和/或第二egr通道58的再循环排气可以在进入进气岐管44之前经由cac40进行冷却。在替代性实施方案中，第二egr通道58可以在cac40的下游联接到进气道28。此外，如图1中所示，第二排出器57可以在第二egr通道58的出口处定位在进气道28内。

第二egr阀59(例如，中间压力egr阀)设置在第二egr通道58内。第二egr阀59被配置成调整穿过第二egr通道58的气体流(例如，进气或排气)的量。如在下文进一步描述，控制器12可以基于(例如，依据)发动机工况而将egr阀59致动到打开位置(允许流过第二egr通道58)、关闭位置(阻止流过第二egr通道58)，或完全打开与完全关闭之间的多个位置。举例来说，致动egr阀59可以包括控制器12将电子信号发送到egr阀59的致动器以将egr阀59的阀板移动到打开位置、关闭位置或完全打开与完全关闭之间的某一位置。还如在下文进一步阐释，基于发动机系统中的系统压力和交替阀的位置，空气可以在第二egr通道58内流向进气道28或在第二egr通道58内流向第二排气岐管80。

进气道28还包括与进气岐管44连通的电子进气节气门62。如图1中所示，进气节气门62定位在cac40的下游。可以由控制系统15经由通信地联接到控制器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时调节进气口节气门62，来自大气的一定量的新鲜空气和/或来自一个或多个egr通道的一定量的再循环排气可以被吸入到发动机10中，通过cac40进行冷却并且经由进气岐管44在压缩机(或者增压)压力下输送到发动机气缸。为了减小压缩机喘振，可以将由压缩机162压缩的充气的至少一部分再循环到压缩机入口。可以提供压缩机再循环通道41以便将来自位于cac40的上游的压缩机出口的压缩空气再循环到压缩机入口。可以提供压缩机再循环阀(crv)42以便调整再循环到压缩机入口的再循环流的量。在一个示例中，可以响应于实际或预期的压缩机喘振条件而经由来自控制器12的命令来将crv42致动打开。

第三流通道30(其在本文可以被称作热管)联接在第二排气岐管80与进气道28之间。具体来说，第三流通道30的第一端直接联接到第二排气岐管80，并且第三流通道30的第二端在进气节气门62的下游和进气岐管44的上游直接联接到进气道28。第三阀32(例如，热管阀)设置在第三流通道30内并且被配置成调整穿过第三流通道30的空气流的量。可以响应于从控制器12发送到第三阀32的致动器的致动信号而将第三阀32致动到完全打开位置、完全关闭位置或在完全打开与完全关闭之间的多个位置。

第二排气岐管80和/或第二排气流道82可以包括设置在其中的一个或多个传感器(例如，压力传感器、氧传感器和/或温度传感器)。举例来说，如图1中所示，第二排气岐管80包括压力传感器34和53、温度传感器52和氧传感器36，所述传感器设置在第二排气岐管80中并且被配置成分别测量退出第二排气门6并且进入第二排气岐管80的排气和吹气(例如，进气)的压力、温度和氧含量。对于氧传感器36另外或替代地，每个第二排气流道82可以包括设置在其中的单独的氧传感器38。因此，可以基于氧传感器38的输出来确定经由第二排气门6退出每个气缸的排气和/或吹气的氧含量。

在一些实施方案中，如图1中所示，进气道28可以包括电动压缩机60。电动压缩机60设置在旁通通道61中，所述旁通通道在电动压缩机阀63的上游和下游联接到进气道28。具体来说，旁通通道61的入口在电动压缩机阀63的上游联接到进气道28，并且旁通通道61的出口在电动压缩机阀63的下游以及第一egr通道50联接到进气道28的地方的上游联接到进气道28。此外，旁通通道61的出口在进气道28中在涡轮增压器压缩机162的上游联接。可以由电动马达使用存储在能量存储装置处的能量来电驱动电动压缩机60。在一个示例中，所述电动马达可以是如图1中示出的电动压缩机60的部分。当请求相对于由压缩机162提供的量的额外的增压(例如，高于大气压的进气的增加的压力)时，控制器12可以启动电动压缩机60，使得所述电动压缩机旋转并且增加流过旁通通道61的进气的压力。此外，控制器12可以将电动压缩机阀63致动到关闭或部分关闭位置，以引导增加量的进气穿过旁通通道61和电动压缩机60。

进气道28可以包括一个或多个额外的传感器(例如，额外的压力传感器、温度传感器、流动速率传感器和/或氧传感器)。举例来说，如图1中所示，进气道28包括设置在压缩机162、电动压缩机阀63的上游的质量空气流量(maf)传感器48和第一进气温度传感器3，并且其中第一egr通道50联接到进气道28。第一进气压力传感器51可以直接布置在排出器56的文氏管的上游。第二进气压力传感器31和第二进气温度传感器33在压缩机162的上游以及第一egr通道50联接到进气道28的地方的下游定位在进气道28中。进气氧传感器35和进气温度传感器43可以在压缩机162的下游和cac40的上游定位在进气道28中。额外的进气压力传感器37可以在cac40的下游以及节气门62的上游定位在进气道28中。在一些实施方案中，如图1中所示，额外的进气氧传感器39可以在cac40与节气门62之间定位在进气道28中。此外，进气岐管压力(例如，map)传感器122和进气岐管温度传感器123在所有发动机气缸的上游定位在进气岐管44内。

在一些示例中，发动机10可以联接到混合动力车辆中的电动马达/电池系统(如图2中所示)。所述混合动力车辆可以具有并联配置、串联配置或其变化或组合。此外，在一些示例中，可以采用其他发动机配置，例如柴油发动机。

发动机10可以至少部分由包括控制器12的控制系统15以及来自车辆操作者的经由输入装置(在图1中未示出)的输入进行控制。控制系统15示出为从多个传感器16(在本文描述所述多个传感器的各种示例)接收信息并且将控制信号发送到多个致动器83。作为一个示例，传感器16可以包括如上文描述的定位在进气道28、进气岐管44、排气道74和第二排气岐管80内的压力传感器、温度传感器和氧传感器。其他传感器可以包括用于估计节气门入口压力(tip)的节气门入口压力(tip)传感器，和/或用于估计在节气门的下游联接在进气道中的节气门空气温度(tct)的节气门入口温度传感器。在下文参考图2阐述额外的系统传感器和致动器。作为另一示例，致动器83可以包括燃料喷射器、阀63、42、54、59、32、97、76和节气门62。致动器83可以还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(如在下文参考图2进一步描述)。控制器12可以从各种传感器接收输入数据，处理所述输入数据，并且响应于经过处理的输入数据基于在控制器12的存储器中编程的对应于一个或多个例程的指令或代码来触发致动器。本文在图7描述示例性控制例程(例如，方法)。举例来说，调整从第二排气岐管80到进气道28的egr流量可以包括调整第一egr阀54的致动器以调整在压缩机162的上游从第二排气岐管80流动到进气道28的排气流的量。在另一示例中，调整从第二排气岐管80到进气道28的egr流量可以包括调整排气门凸轮轴的致动器以调整第二排气门6的打开正时。

以此方式，图1的所述第一排气岐管和所述第二排气岐管可以被配置成单独地用通道运输排气的放气部分和扫气部分。第一排气岐管84可以经由第一岐管部分81和第二岐管部分85将排气的放气脉冲用通道运输到双级涡轮164，而第二排气岐管80可以经由第一egr通道50和第二egr通道58中的一者或多者将排气的扫气部分用通道运输到进气道28和/或经由流通道98向双级涡轮164的下游将所述扫气部分用通道运输到排气道74。举例来说，第一排气门8用通道运输排气的放气部分穿过第一排气岐管84到达双级涡轮164和第一排放控制装置和第二排放控制装置70和72，而第二排气门6用通道运输排气的扫气部分穿过第二排气岐管80并且经由一个或多个egr通道到达进气道28或经由流通道98到达排气道74和第二排放控制装置72。

应注意，虽然图1示出发动机10包括第一egr通道50、第二egr通道58、流通道98和流通道30中的每一者，但在替代性实施方案中，发动机10可以仅包括这些通道的一部分。举例来说，在一个实施方案中，发动机10可以仅包括第一egr通道50和流通道98而不包括第二egr通道58和流通道30。在另一实施方案中，发动机10可以包括第一egr通道50、第二egr通道58和流通道98，而不包括流通道30。在另一实施方案中，发动机10可以包括第一egr通道50、流通道30和流通道98，而不包括第二egr通道58。在一些实施方案中，发动机10可以不包括电动压缩机60。在其他实施方案中，发动机10可以包括在图1中示出的全部传感器或仅一部分。

现在参看图2，其描绘可以安装在车辆100中的内燃发动机10的单个气缸的部分视图。因此，使用相同的参考数字来表示先前在图1中介绍的部件并且不再次介绍。将发动机10描绘成具有燃烧室(气缸)130、冷却剂套筒114和气缸壁132，所述气缸壁具有定位在其中并且连接到曲轴140的活塞136。燃烧室130示出为经由相应的进气门152和排气门156而与进气道146和排气道148连通。如先前在图1中描述，发动机10的每个气缸可以沿着两个管道排出燃烧产物。在所描绘的视图中，排气道148表示从气缸通向涡轮的第一排气流道(例如，端口)(例如，图1的第一排气流道86)，而第二排气流道在此视图中不可见。

还如先前在图1中所阐述，发动机10的每个气缸可以包括两个进气门和两个排气门。在所描绘的视图中，进气门152和排气门156定位在燃烧室130的上部区处。可以由控制器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152和排气门156。所述凸轮致动系统可以利用凸轮廓线变换(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，通过进气凸轮151控制每个进气门152，并且通过排气凸轮153控制每个排气门156。根据设定好的进气门和排气门正时，分别可以经由进气门正时致动器101来致动进气凸轮151并且可以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，可以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。举例来说，控制器可以将信号发送到排气门正时致动器103以停用排气门156，使得排气门保持关闭并且不在其设定好的正时打开。进气门152和排气门156的位置可以分别由气门位置传感器155和157确定。如上文介绍，在一个示例中，可以在同一排气凸轮轴上控制每个气缸的所有排气门。因此，可以经由一个凸轮轴一起调整扫气(第二)排气门和放气(第一)排气门的正时，但它们可以相对于彼此各自具有不同的正时。在另一示例中，可以在第一排气凸轮轴上控制每个气缸的扫气排气门，并且可以在不同的第二排气凸轮轴上控制每个气缸的放气排气门。以此方式，可以彼此单独地调整扫气气门和放气气门的气门正时。在替代性实施方案中，扫气排气门和/或放气排气门的凸轮或气门正时系统可以采用凸轮系统中的凸轮、扫气气门上的电-液压类型系统和/或扫气气门上的机电气门升程控制。

举例来说，在一些实施方案中，进气门和/或排气门可以由电动气门致动来控制。举例来说，气缸130可以替代地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。在其他实施方案中，可以通过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。

在一个示例中，进气凸轮151包括单独和不同的凸轮凸角，所述凸轮凸角为燃烧室130的两个进气门中的每一者提供不同的气门曲线(例如，气门正时、气门升程、持续时间等)。同样地，排气凸轮153可以包括单独和不同的凸轮凸角，所述凸轮凸角为燃烧室130的两个排气门中的每一者提供不同的气门曲线(例如，气门正时、气门升程、持续时间等)。在另一示例中，进气凸轮151可以包括共同的凸角或类似的凸角，所述凸角为两个进气门中的每一者提供基本上类似的气门曲线。

另外，可以使用不同排气门的不同凸轮曲线来分离在低气缸压力下排出的排气与在排气压力下排出的排气。举例来说，第一排气凸轮曲线可以恰好在燃烧室130的做功冲程的bdc(下止点)之前从关闭位置打开第一排气门(例如，放气气门)，并且恰好在上止点(tdc)之前关闭所述同一排气门以从燃烧室选择性地排出放气。此外，第二排气凸轮曲线可以定位成在排气冲程的中间点之前从关闭位置打开第二排气门(例如，扫气气门)，并且在tdc之后关闭所述第二排气门以选择性地排出所述排气的扫气部分。

因此，第一排气门和第二排气门的正时可以使气缸放气与排气的扫气部分隔离，而可以在进气门与扫气排气门之间的正气门重叠期间使用新鲜进气吹气来清除气缸的余隙容积中的任何残余排气。通过使离开气缸的排气的第一部分(例如，较高压力排气)流动到涡轮和较高压力排气道并且使排气的稍后的第二部分(例如，较低压力排气)和吹气流动到压缩机入口，发动机系统效率得到提高。涡轮能量回收可以得到增强，并且可以经由增加的egr和减少的爆震来提高发动机效率。

继续图2，排气传感器126示出为联接到排气道148。传感器126可以在一个或多个排放控制装置(例如，图1的装置70和72)的上游定位在排气道中。传感器126可以选自用于提供排放气体空气/燃料比率的指示的各种合适的传感器，例如线性氧传感器或uego(通用或广泛的排气氧)、二态氧传感器或ego(如所描绘)、hego(经过加热的ego)、nox、hc、或co传感器。下游排放控制装置可以包括三元催化剂(twc)、nox捕集器、gpf、各种其他排放控制装置或其组合中的一者或多者。

可以通过定位在排气道148中的一个或多个温度传感器(未示出)来估计排气温度。替代地，可以基于例如速度、负荷、空燃比(afr)、火花延迟等的发动机工况来推断出排气温度。

气缸130可以具有压缩比，所述压缩比是在活塞136处于底部中心到顶部中心时的容积的比率。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，可以增加所述压缩比。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，那么由于直接喷射对发动机爆震的影响，也可能会增加压缩比。

在一些实施方案中，发动机10的每个气缸可以包括用于起始燃烧的火花塞92。点火系统188可以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，在一些实施方案中，例如在发动机10可以通过自动点火或者通过喷射燃料(这可能是一些柴油发动机的情况)而起始燃烧的情况下，可以省略火花塞92。

在一些实施方案中，发动机10的每个气缸可以配置有用于向其提供燃料的一个或多个燃料喷射器。作为非限制性示例，气缸130示出为包括一个燃料喷射器66。燃料喷射器66示出为直接联接到燃烧室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所述气缸中直接喷射燃料。以此方式，燃料喷射器66提供被认为是将燃料直接喷射(在下文还称为“di”)到燃烧气缸130中的燃料喷射器。虽然图2将喷射器66示出为侧喷射器，但所述喷射器还可以位于活塞的顶部，例如在火花塞92的位置附近。当使用醇基燃料操作发动机时，由于一些醇基燃料的较低的挥发性，此类位置可以提高混合和燃烧。替代地，喷射器可以定位在进气门头顶和附近以提高混合。在替代性实施方案中，喷射器66可以是在气缸130的上游将燃料提供到进气道中的进气道喷射器。

可以从包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的高压燃料系统180将燃料输送到燃料喷射器66。替代地，可以由单级燃料泵在较低压力下输送燃料，在那种情况下，直接燃料喷射的正时可能在压缩冲程期间比在使用高压燃料系统的情况下更受限。此外，虽然未示出，但燃料箱可以具有向控制器12提供信号的压力换能器。燃料系统180中的燃料箱可以保持具有不同燃料质量的燃料，例如不同的燃料组成。这些差异可以包括不同的醇含量、不同的辛烷值、不同的气化热、不同的混合燃料和/或其组合等。在一些实施方案中，燃料系统180可以联接到包括滤罐的燃料蒸气回收系统，以便存储加注燃料和日间燃料蒸气。当满足冲洗条件时，可以在发动机操作期间从滤罐将燃料蒸气冲洗到发动机气缸。举例来说，可以在气压下或在低于气压的压力下经由第一进气道将冲洗蒸气自然吸气到气缸中。

发动机10可以至少部分由控制器12以及来自车辆操作者113的经由例如加速踏板116等输入装置118的输入控制。输入装置118将踏板位置信号发送到控制器12。控制器12在图2中示出为微型计算机，所述微型计算机包括微处理器单元102、输入/输出端口104、用于可执行程序和校准值的在此特定示例中示出为只读存储器106的电子存储介质、随机存取存储器108、不失效存储器110和数据总线。存储介质只读存储器106可以被编程有计算机可读数据，所述计算机可读数据表示可以由微处理器102执行以用于执行在下文描述的方法和例程以及预期但未具体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可以从联接到发动机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的发动机冷却液温度(ect)；来自联接到曲轴140的霍尔效应传感器120(或者其他类型)的表面点火感测信号(pip)；来自节气门位置传感器的节气门位置(tp)；来自传感器122的岐管绝对压力信号(map)；来自ego传感器126的气缸afr；以及来自爆震传感器和曲轴加速度传感器的异常燃烧。可以由控制器12从信号pip产生发动机转速信号rpm。可以使用来自岐管压力传感器的岐管压力信号map来提供进气岐管中的真空或压力的指示。

基于来自上述传感器中的一者或多者的输入，控制器12可以调整一个或多个致动器，例如燃料喷射器66、节气门62、火花塞92、进气门/排气门和凸轮等。控制器可以从各种传感器接收输入数据，处理所述输入数据，并且响应于经过处理的输入数据基于在其中编程的对应于一个或多个例程的指令或代码来触发致动器。

在一些示例中，车辆100可以是具有可用于一个或多个车辆轮子160的多个转矩源的混合动力车辆。在其他示例中，车辆100是仅具有发动机的常规车辆，或者仅具有电机的电动车辆。在图2中示出的示例中，车辆100包括发动机10和电机161。电机161可以是马达或马达/发电机，并且因此还可以在本文被称作电动马达。当接合一个或多个离合器166时，发动机10的曲轴140和电机161经由变速器167连接到车辆车轮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可以将信号发送到每个离合器166的致动器以啮合或脱离离合器，以便使曲轴140与电机161和与所述电机连接的部件连接或断开连接，且/或使电机161与变速器167和与所述变速器连接的部件连接或断开连接。变速器167可以是齿轮箱、行星齿轮系统或另一种类型的变速器。可以通过各种方式配置动力传动系统，包括配置为并联、串联或串联-并联混合动力车辆。

电机161从牵引电池170接收电力以将转矩提供给车辆轮子160。电机161还可以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。

图1至图2示出在各种部件的相对定位下的示例性配置。至少在一个示例中，如果示出为彼此直接接触或直接联接，那么可以分别称此类元件直接接触或直接联接。类似地，至少在一个示例中，示出为彼此邻接或相邻的元件可以分别彼此邻接或相邻。举例来说，可以称放置成彼此共面接触的部件处于共面接触。作为另一示例，在至少一个示例中，仅在其间具有空间并且没有其他部件的彼此相隔定位的元件可以归于此类。作为另一示例，示出为相对于彼此在彼此上方/下方、在彼此相对侧处或者在彼此的左边/右边的元件可以归于此类。此外，如图中所示，在至少一个示例中，元件的最顶元件或点可以称为部件的“顶部”，并且元件的最底元件或点可以称为部件的“底部”。如本文所使用，顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以相对于图的垂直轴并且用于描述图的元件相对于彼此的定位。因此，在一个示例中，示出为在其他元件上方的元件垂直地定位在其他元件上方。作为另一示例，可以称在图内描绘的元件的形状具有那些形状(例如，是圆形、笔直、平坦、弯曲、圆化、倒角、成角度等)。此外，在至少一个示例中，可以称示出为彼此相交的元件是相交的元件或彼此相交。此外，在一个示例中，示出为在另一元件内的元件或示出为在另一元件外部的元件可以归于此类。

现在转向图3，图300描绘例如上文参考图1所描述的发动机气缸的相对于活塞位置的示例性气门正时，所述发动机气缸包括4个气门：两个进气门和两个排气门。基本上按比例绘制图3的示例，只不过未使用数值标记每个点。因此，可以通过绘图尺寸来估计正时的相对差异。然而，在需要时可以使用其他相对正时。

继续图3，气缸被配置成经由两个进气门接收进气，并且经由第一排气门(例如，在图1中示出的第一或放气排气门8)将第一放气部分排出到涡轮，经由第二排气门(例如，在图1中示出的第二或扫气排气门6)将第二扫气部分排出到进气道，并且经由所述第二排气门将未燃烧的吹气排出到进气道。通过调整第二排气门的打开和/或关闭的正时以及两个进气门的打开和/或关闭的正时，可以清除气缸余隙容积中的残余排气并且作为egr与新鲜进气吹气一起再循环。

图300说明以曲柄转角度数(cad)为单位的沿着x轴的发动机位置。曲线302描绘参考活塞相对于上止点(tdc)和/或下止点(bdc)的位置并且进一步参考活塞在发动机循环的四冲程(进气、压缩、做功和排气)内的位置的活塞位置(沿着y轴)。

在发动机操作期间，每个气缸通常经受包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程的四冲程循环。在进气冲程期间，一般来说，排气门关闭并且进气门打开。经由对应的进气道将空气引入到气缸中，并且气缸活塞移动到气缸底部以便增加气缸内的容积。所述活塞在汽缸底部附近并且在其冲程结束时的位置(例如，当燃烧室处于其最大容积时)通常被本领域技术人员称为下止点(bdc)。在压缩冲程期间，进气门和排气门关闭。活塞朝向气缸盖移动，以便在燃烧室内压缩空气。活塞在其冲程结束时并且最靠近气缸盖的点(例如，当燃烧室处于其最小容积时)通常被本领域技术人员称为上止点(tdc)。在于本文称为喷射的过程中，将燃料引入到燃烧室中。在于下文称为点火的过程中，通过已知的点火构件(例如，火花塞)来点燃所喷射的燃料，从而导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀的气体将所述活塞推回到bdc。曲轴将此活塞移动转化为旋转轴的旋转扭矩。在排气冲程期间，在传统的设计中，排气门打开以将残余的燃烧后的空气-燃料混合物释放到对应的排气道并且活塞返回到tdc。在此描述中，可以在排气冲程开始之后打开第二排气(扫气)气门并且一直打开到排气冲程结束之后，此时第一排气(放气)气门关闭并且进气门打开以使用吹气冲掉残余的排气。

曲线304描绘第一进气门(int_1)的第一进气门正时、升程和持续时间，而曲线306描绘联接到发动机气缸的进气道的第二进气门(int_2)的第二进气门正时、升程和持续时间。曲线308描绘联接到发动机气缸的第一排气岐管(例如，在图1中示出的放气排气岐管84)的第一排气门(exh_1，其可以对应于在图1中示出的第一或放气排气门8)的示例性排气门正时、升程和持续时间，而曲线310描绘联接到发动机气缸的第二排气岐管(例如，在图1中示出的扫气岐管80)的第二排气门(exh_2，其可以对应于在图1中示出的第二或扫气排气门6)的示例性排气门正时、升程和持续时间。如先前阐述，第一排气岐管将第一排气门连接到涡轮增压器中的涡轮的入口，并且第二排气岐管经由egr通道将第二排气门连接到进气道。所述第一排气岐管和所述第二排气岐管可以彼此分开，如上文阐释。

在所描绘的示例中，第一进气门和第二进气门在共同的正时(曲线304和306)从关闭位置完全打开，恰好在cad2之后(例如，在进气冲程tdc处或恰好在进气冲程tdc之后)开始关闭直到进气冲程tdc，并且在后续的压缩冲程已经开始经过cad3之后(例如，在bdc之后)关闭。另外，当完全打开时，所述两个进气门可以在相同的持续时间d1期间打开相同量的气门升程l1。在其他示例中，可以通过基于发动机条件来调整定相、升程或持续时间而以不同的正时操作所述两个气门。

现在转向排气门，其中在第一排气门的正时和第二排气门的正时相对于彼此交错。具体来说，与第二排气门从关闭打开的正时(曲线310)相比，第一排气门按照在发动机循环中更早的第一正时(曲线308)从关闭位置打开。具体来说，打开第一排气门的第一正时处于cad1之前(例如，排气冲程bdc之前)的做功冲程的tdc和bdc之间，而打开第二排气门的正时恰好在排气冲程bdc之后，在cad1之后但在cad2之前。第一(曲线308)排气门在排气冲程结束之前关闭，并且第二(曲线310)排气门在排气冲程结束之后关闭。因此，第二排气门保持打开以与进气门的打开略微重叠。

详细来说，第一排气门可以在排气冲程开始之前(例如，在bdc之前的90度和40度之间)从关闭完全打开，在排气冲程的第一部分中维持完全打开，并且可以在排气冲程结束之前(例如，在tdc之前的50度和0度之间)完全关闭以收集排气脉冲的放气部分。第二排气门(曲线310)可以恰好在排气冲程开始之后(例如，在经过bdc的40度和90度之间)从关闭位置完全打开，在排气冲程的第二部分中维持打开，并且可以在进气冲程开始之后(例如，在tdc之后的20度和70度之间)完全关闭，以排出排气的扫气部分。另外，如图3中所示，第二排气门和进气门可以具有正重叠相位(例如，从在tdc之前的20度与tdc之后的40度之间，直到经过tdc的40度和90度之间)以允许使用egr进行吹气。在所有四个气门都操作的情况下，此循环可以基于发动机工况而自行重复。

另外，第一排气门可以在第一正时打开第一量的气门升程l2，而第二排气门可以打开第二量的气门升程l3(曲线310)，其中l3小于l2。此外，第一排气门可以在第一正时打开持续时间d2，而第二排气门可以打开持续时间d3，其中d3小于d2。将了解，在替代性实施方案中，所述两个排气门可以于在不同定相的正时下打开时具有相同量的气门升程和/或相同的打开持续时间。

以此方式，通过使用交错的气门正时，可以通过将在较高压力下释放的排气(例如，气缸中的膨胀的放气排气)与处于低压的残余的排气(例如，在放气之后停留在气缸中的排气)分离到不同的通道中来增加发动机效率和动力。通过将低压残余排气作为egr与吹气一起输送到压缩机入口(经由egr通道和第二排气岐管)，可以降低燃烧室温度，进而减少爆震和相对于最大扭矩的火花延迟。此外，因为将冲程结束时的排气引导到涡轮的下游或压缩机的上游，涡轮和压缩机都处于较低压力，所以可以使排气泵送损耗最小化以提高发动机效率。

因此，与简单地引导气缸的所有排气穿过单个共同的排气口到达涡轮增压器涡轮相比，可以更高效地使用排气。因此，可以实现若干优点。举例来说，可以通过分离放气脉冲并且将放气脉冲引导到涡轮入口中来增加供应给涡轮增压器的平均排气压力，从而改善涡轮增压器输出。另外，可以改善燃料经济性，因为吹气不被运送到催化剂，而是被引导到压缩机入口，并且因此，可以不将多余的燃料喷射到排气中来维持化学计量比率。

在气缸的排气冲程期间从第二排气气门流动的穿过扫气岐管而被再循环到发动机进气口的排气，如上文针对图3所描述，可以包括新鲜空气、废气(例如，燃烧后的排气)和后推燃料(例如，未燃尽的燃料)的混合物。可以基于发动机工况来实现通过发动机进气口处的来自组合的排气、新鲜吹气和后推燃料的再循环的排气而达成的对egr稀释速率(例如，压缩机入口处的空气质量中的废气的分数)的估计。举例来说，发动机转速和负荷可能会影响燃烧速率和因此所产生的排气的量。可以通过联接到扫气排气门的排气凸轮的正时来调节从扫气岐管再循环到进气口的扫气(例如，新鲜吹气、废气和后推燃料的混合物)的量。另外，再循环到发动机气缸的废气的分数可能会随扫气的温度而变。

可以使用前馈模型来近似egr稀释度以便提高分流式排气发动机的性能。所述模型确定对稀释速率有影响的一组变量并且包括：总egr质量流动速率、废气质量流动速率、egr燃料质量、在涡轮增压器压缩机的上游的文氏管(例如，图1的排出器56的文氏管)的出口处的egr气体的温度、跨越所述文氏管的压力的变化、进入进气口的新鲜空气质量的流动速率，以及涡轮增压器压缩机的入口处的egr气体中的废气的一部分的流动速率。在图4中以流程图400说明变量之间的关系和影响。

流程图400描绘用于估计(例如，计算)从扫气排气岐管再循环到进气道的气体(含有排气、吹气和/或未燃尽的燃料)的egr速率的模型的实施方案。egr速率还可以称为废气分数并且是基于来自表示质量流量、温度和压力的变量的影响，所述质量流量、温度和压力各自是从发动机传感器进行检测，所述传感器例如是布置在分流式排气发动机(例如，图1的发动机10)的特定位置处的上文关于图1和图2所描述的传感器。在402处，所述估计模型包括计算流过涡轮增压器的上游的区的egr气体的空气温度tegr，在所述区中可以参考图1的排出器56的文氏管和压缩机162来布置文氏管上游。举例来说，tegr可以是退出egr通道并且在压缩机的上游进入进气道的再循环气体的温度。

tegr是扫气岐管(例如，图1的扫气岐管80)中的egr气体的温度与考虑到跨越扫气岐管的热损耗的温度校正的乘积。可以将tegr的计算描述为：

tegr＝tsm*tegrcorr(1)

其中tsm是扫气岐管温度并且tegrcorr是温度校正。在一个示例中，扫气岐管温度可以是在定位于扫气岐管中的温度传感器(例如，图1的温度传感器52)处获得的所测得的温度，或者是来自布置在扫气流道(例如，图1的第二排气流道82)中的温度传感器的所测得的温度，并且经过平均。在另一示例中，可以基于发动机转速和负荷来确定tsm。举例来说，可以将tsm映射为发动机转速和负荷的函数，并且相对于制动平均有效压力(bmep)来绘制，如图5中所示。可以将所述映射预先加载于发动机控制器(例如，图1的控制器12)的存储器中。替代地，配置有在发动机操作期间根据当前发动机转速和负荷而提供tsm的数据的查找表可以存储在所述控制器的存储器中。在另一示例中，控制器可以经编程以根据预设的数学等式来计算tsm，将当前的发动机转速和发动机负荷输入所述预设的数学等式中。

温度校正tegrcorr考虑到跨越测量tsm所在的温度传感器(在所述温度传感器位于扫气egr阀(例如，图1的第一egr阀54)的上游的情况下)的位置与紧接在压缩机入口的上游的区之间的区的热传递。举例来说，在图5的曲线图500中示出在一组发动机工况下的沿着扫气岐管的所测得的温度的差异。

图5的曲线图500沿着x轴线示出平均扫气流道温度、egr冷却器出口温度、egrclrout_tmp(于在egr通道中包括egr冷却器的分流式排气发动机的实施方案中)，以及流出扫气岐管排气门的排气的温度(egrvlvgasout_tmp)相对于bmep(以磅/平方英寸或巴为单位)。bmep被界定为理论平均压力，所述理论平均压力如果从每个做功冲程的顶部到底部均匀地施加在活塞上会产生发动机的所测得的动力输出。可以通过从布置在扫气排气流道中的温度传感器而获得的温度测量结果来确定平均扫气流道温度。可以通过布置在扫气排气流道的下游和扫气egr阀的上游的温度传感器来测量egrclrout_tmp，并且可以在扫气排气门的下游和文氏管的上游来测量egrvlvgasout_tmp。平均扫气流道温度可以始终高于所述egrclrout_tmp和egrvlvgasout_tmp，并且egrclrout_tmp可以始终高于egrvlvgasout_tmp。根据温度传感器的位置的所估计的温度差可以存储为查找表，例如图5的曲线图500，并且由控制器参考。

在一个示例中，分流式排气发动机可以在扫气排气流道处但不在扫气egr阀的下游配置有温度传感器，例如，可以不直接测量egrvlvgasout_tmp。然而，egrvlvgasout_tmp提供用于计算tegr的tsm。平均扫气流道温度可以用作替代方案，并且基于根据曲线图500的所估计的温度差来校正。tegrcorr的量值可以依据用于测量温度的温度传感器的位置和环境温度与egr气体温度之间的差异而变。此外，可以包括车辆速度作为可以影响所估计的tegr的输入变量。手动或自动化的校准工作可以使所估计的稳态值等于所测得的稳态值。进而可以调整(即，校准)模型，直到所估计的数据与所测得的数据充分一致为止。

将了解，以上对计算tegr的描述是可以如何确定tegr的非限制性示例，并且可以存在用于估计tegr的众多替代性方法。然而，在tegr计算的任何示例中，前馈开环模型可以提供瞬时信息，并且来自稳态模型的基于温度的数据可以提供稳态数据。在前馈模型中，可以将带通滤波器应用于每个温度信号，所述带通滤波器使将要添加到来自稳态模型的数据的所有大于0.5hz的信号通过，所述稳态模型可以使用使0.5hz以下的所有信号通过的带通滤波器。当一起相加时，可以重建完整信号。来自实际(慢却准确)温度测量结果和通过其他系统参数而估计的虚拟温度测量结果的数据被融合为单组值。

返回到图4，在估计模型的404处，使用tegr确定总egr流动速率egrtotal。egrtotal是到达进气岐管的总质量流动速率，并且包括在文氏管的上游引入的来自进气道的新鲜空气与包括废气、新鲜吹气和燃料蒸气的扫气混合物的组合，所述扫气混合物从扫气岐管再循环到在文氏管的上游的区处的进气道。可以将egrtotal描述为：

egrtotal＝f(δp,tegr)(3)

其中egrtotal与跨越文氏管或跨越egr阀和文氏管的压力差δp以及所计算的tegr成函数关系，所述egr阀和文氏管位于压缩机的上游，处于egr通道联接到进气道(例如，图1的进气道28)的区处。δp的确定可以基于由在进气道中布置在文氏管的上游的压力传感器(例如，图1的压力传感器51)和在egr通道中布置在文氏管和扫气egr阀的上游的压力传感器(例如，图1的压力传感器53)测得的压力。

在另一示例中，可以基于一个流(例如，新鲜空气)和新鲜空气流中的egr的浓度来确定流动到文氏管中的两个流动速率(新鲜空气和再循环扫气)和退出文氏管的流动速率。因此，可以基于由maf传感器测量空气流动速率来估计egr流动速率。

在一个示例中，egr通道中的压力传感器可以定位在扫气egr阀的上游(例如，图1的压力传感器53和第一egr阀54)，并且所测得的压力可以不考虑跨越扫气egr阀的压力的变化。在另一示例中，压力传感器可以定位在扫气egr阀的下游，进而在由于扫气egr阀而引起的压力的任何潜在变化之后检测压力。可以基于来自进气道和扫气岐管的压力贡献来近似文氏管的入口处的压力，例如，通过计算加权平均来近似所述压力。从入口处的压力减去基于由文氏管提供的压力的所计算的减小而测得或推断出的位于文氏管的下游的压力来给出δp。在另一示例中，可以假设压缩机入口处的位于文氏管的下游的压力处于大气压，例如1巴。可以基于随发动机转速和负荷而变并且存储在控制器的存储器中的所测得的压力和所计算的压力来确定跨越文氏管的压力差。替代地，为了穿过扫气岐管的低气体和/或穿过进气道的低空气流量期间的提高的准确度，可以使用差压传感器来测量文氏管的入口和出口之间的压力差。

跨越文氏管的δp可以示出值的显著变化。举例来说，跨越文氏管的压力的变化的范围可以是从低egr流动速率期间的5kpa直至高egr流动速率期间的25kpa，egr流动速率的增加是由于增加的发动机转速和负荷。在图6a的曲线图600和图6b的曲线图650中映射了δp的变化，所述曲线图示出压力相对于曲柄转角。在图6a中示出低egr流量情形，其中在进气道(进气口)中的压力与扫气岐管和egr通道中的压力(egr(avg))之间取平均的在文氏管的入口处的压力与在文氏管的下游(压缩机入口)的压力之间几乎检测不到变化。在图6b中，示出高egr流量情形，并且文氏管的上游和下游的压力之间的差(δp)大得多。egrtotal可以直接用于在步骤414处计算egr速率。

在流程图400的406处，废气(例如，燃烧后的空气/燃料或燃烧后的排气)的质量流动速率egrbgas被计算为随发动机转速和发动机负荷而变的映射的egr废气流egrbgas′与随排气气门正时而变的egr流量校正egrcorr(exh_vlv)的乘积。可以通过以下等式表示所述计算：

egrbgas＝egrbgas′*egrcorr(4)

egrbgas′是通过映射随发动机转速和负荷而变的速率而确定的燃烧气体流动速率。egrcorr是向基于吹气排气门和扫气排气门的致动正时而计算的所映射的egrbgas′应用的校正因子。egrcorr考虑到排气门凸轮正时对egrbgas的影响。egrbgas′的映射可以存储在控制器的存储器中，并且在发动机操作期间基于当前的发动机转速和负荷进行咨询并且基于当前的排气门凸轮正时进行校正。可以应用egrbgas来在估计模型的410处确定egr气体中的空气质量流量的速率。

在410处，可以计算egr气体中的空气质量流量的速率egram，并且在412处使用，其中可以计算egr气体中的燃料质量流量的速率egrfuel。以上两个计算并入可以在408处确定的吹气/燃料比率(afr)，btafr。btafr随后推燃料的量而变，并且在一个实施方案中，可以假设为化学计量(例如，汽油发动机的14.1:1)。btafr可以假设为化学计量并且用于根据下式计算egram：

egram＝(egrtotal-egrbgas)(btafr/(btafr+1))(5)

然而，btafr可以由于歧管绝对压力(map)和/或扫气岐管压力的变化而偏离化学计量。此偏差可能对egram几乎没有影响，但对egrfuel计算有更大的影响。因此，可以使用化学计量空气/燃料比率来计算egram，同时可能需要响应于发动机转速、负荷和凸轮正时的变化来调整btafr以提高所估计的egrfuel的准确度。替代地，可以使用uego来估计排气中的即时流体温度。

在另一实施方案中，在较高的map条件下吹气凌驾于后推燃料可能会导致较贫的btafr。可以基于扫气排气凸轮的正时相对于进气排气凸轮的正时来映射btafr。可以根据下式通过egram和btafr来计算egrfuel：

egrfuel＝egram(1/btafr)(6)

示出btafr对egrfuel的影响比对egram的影响大得多。为了提高估计的准确度，可能需要使用燃料喷射类型来确定btafr的变化。举例来说，可以依据燃料喷射类型而使用不同的映射。当通过进气道燃料喷射(pfi)将燃料引入到发动机气缸时，可以调整afr以补偿搅浑的燃料。此补偿可以随着发动机转速和负荷而变，所述发动机转速和负荷影响来自搅浑的燃料的额外的燃料燃烧的速率，例如，发动机转速和负荷越高，越快地通过进气门引入搅浑的燃料，这可以通过将afr调整为较贫来平衡。

在另一示例中，当通过di喷射燃料时，燃料未被搅浑，并且因为假设吹气是化学计量和占多数的(相比于后推燃料)，所以afr调整专门考虑多余的空气。作为另一示例，当pfi和di的组合用于燃烧时，可以基于通过pfi喷射的燃料相对于通过di喷射的燃料的相对分数来校正用于补偿搅浑的燃料的afr的调整。以此方式，上文描述的用于喷射系统中的每一者的映射或查找表可以存储在控制器存储器中，从而随发动机转速和负荷而变地提供afr以便确定btafr。

在414处，基于由maf传感器(例如，图1的maf传感器48)测得的质量空气流量(maf)egrtotal、egrbgas和egrfuel根据下式来确定egr速率：

egr速率＝egrbgas/(maf+egrtotal-egrfuel)(7)

可以使用egr速率来确定发动机稀释度。可以响应于所计算的发动机稀释度来调整发动机操作，例如火花提前和延迟、燃料喷射正时以及进气凸轮正时和排气凸轮正时，从而提高发动机的燃料效率和动力输出。举例来说，可以在高egr速率期间喷射较少的燃料，或者可以将火花点火提前以实现最大扭矩。可以依据egr速率来增加或减小放气排气门和扫气排气门的打开之间的重叠以调整涡轮速度或排气岐管压力。此外，可以致动扫气岐管旁通阀(smbv)，例如图1的smbv97，以在egr速率增加时维持扫气岐管中的压力。

通过经由映射如上文针对图4描述的各种参数来近似egr速率而估计发动机稀释度可以提供在发动机瞬时期间的egr流量的稳健模型。然而，可能存在一些情况，在所述情况期间由图4的前馈模型提供的egr速率可能会偏离输送到发动机进气口的实际速率。举例来说，导致在低egr速率周期(例如，在低发动机转速和负荷期间)之后的egr流量的增加的发动机瞬时可以包括新产生的扫气与进气混合并且在发动机气缸处被吸入的时间周期。在一个示例中，此延迟可能发生在六个气缸循环的周期期间。然而，在其他示例中，所述延迟可以依据发动机的特性而更快或更慢地发生。在此间隔期间，根据图4的前馈模型所计算的egr速率可以大于在进气岐管中观测到的实际egr速率，但可以根据所计算的速率来调整发动机操作。因此发动机效率和性能可能已劣化。

可以通过向egr速率应用在图4的416处示出的基于温度的校正δtcorr来减小在将扫气混合物再循环到进气口的时间周期期间所估计的egr速率与实际速率的偏移。δtcorr可以是计算再循环扫气与空气的质量流量比例的稳态模型，从而提供气体的混合物(例如，流动到文氏管中的气体混合物)的主流内的再循环气体的浓度。可以通过所测得或推断出的主流来确定再循环流动速率，并且可以通过从所述再循环流动速率减去基于前馈模型的egr流动速率来估计主流中的燃料蒸气和空气的流量。当发动机处于稳态时，可以基于燃料蒸气和空气的所计算的流量来调整发动机操作，例如点火正时、凸轮角度等。在发动机瞬时期间，在一个示例中，可以使用前馈模型来近似egr速率，并且基于燃料蒸气和空气的推断出的稳态流量根据温度测量结果进行连续校正，以适应输送到气缸的再循环气体的延迟。在其他示例中，在其中减小空气质量中的废气部分的产生与所述空气质量的输送之间的延迟的发动机操作期间，可以专门使用前馈模型来估计稀释速率。

可以使用在发动机的特定区处测得的温度来估计去往分流式排气发动机的进气口的主要空气质量(包括燃料蒸气、新鲜空气和燃烧后的排气)中的再循环扫气与空气的比率。举例来说，可以通过布置在文氏管的上游的温度传感器(例如，图1的第一进气温度传感器3)来测量进入进气道的进气的温度。可以通过在扫气egr阀的下游定位在egr通道中的温度传感器(例如，图1的温度传感器52)来测量穿过扫气岐管经由egr通道再循环到发动机进气口的扫气的温度。可以通过例如图1的第二进气温度传感器31的温度传感器来测量从文氏管出口流出到压缩机入口的组合气体混合物的温度。用于确定循环气体浓度的变量的列表可以包括：

mair＝在文氏管的上游的进气的质量流量

mcirc＝在文氏管的上游穿过扫气岐管再循环的气体混合物(例如，废气、燃料蒸气、新鲜空气)的质量流量

tair＝在文氏管的上游的进气的温度

tcirc＝在文氏管的上游的再循环气体混合物的温度

tcomb＝在文氏管的下游和压缩机入口的上游的组合进气和再循环气体混合物的温度

cpair＝空气的比热

cpcirc＝穿过扫气岐管再循环到进气口的气体混合物的比热

将再循环气体与空气的比率计算为：

mcirc/mair＝[(tcomb-tair)/(tcirc-tair)]*(cpair/cpcirc)(8)

可以通过考虑到空气质量的气态组成来估计空气和循环气体的比热。举例来说，可以假设空气包括21％的氧气和79％的氮气。通过使用氧气的比热cpoxy和氮气的比热cpnitro，可以将cpair计算为：

cpair＝(0.21*cpoxy)+(0.79*cpnitro)(9)

其中值cpoxy和cpnitro取决于空气的温度。在另一示例中，再循环气体混合物可以包括21％的水、10.5％的二氧化碳和79％的氮气(请注意，合计等于110.5％而不是100％)。根据下式计算cpcirc：

cpcirc＝[(0.21*cpwater)+(0.105*cpco2)+(0.79*cpnitro)]*100/110.5

(10)

其中水的比热cpwater和二氧化碳的比热cpco2也取决于扫气岐管的再循环气体混合物的温度并且根据所述温度而变。

以此方式，可以基于能量守恒原理来计算再循环扫气与新鲜空气的质量流量比例。然而，由于温度传感器中的相对慢的导热速度，所测得的温度可能会偏离实际温度。举例来说，具有0.1mm直径的热电偶或热敏电阻器可能会在0.05秒的延迟之后接收温度信息，从而不利地影响稳态模型的准确度。可以通过使用具有更快响应时间的更小直径的热电偶或热敏电阻器来提高温度中继的速度。

对于分流式排气发动机，例如图1的发动机10，可以基于所估计的egr速率来调整发动机操作参数，例如火花提前、燃料喷射、进气门凸轮正时和排气门凸轮正时，以增强发动机动力输出和性能。egr速率是基于从扫气岐管再循环到进气道的位于压缩机的上游的区的气体的混合物的稀释速率。所述气体混合物可以包括新鲜吹气、燃料蒸气(来自未燃尽的燃料)和燃烧后的排气(废气)，每种类型的气体的分数可以由多个发动机变量来确定，并且由基于温度的稳态模型进行校正，如图4中所描述。在图7的方法700中描绘用于估计分流式排气发动机的egr速率的示例性例程。可以在发动机瞬时期间通过前馈模型来近似分流式排气发动机的egr速率。可以在测量了跨越压缩机入口的上游和扫气岐管经由egr通道而联接到进气道的地方的下游的进气道的区的压力差之后构建前馈模型，可以在所述区中定位流收缩部，例如文氏管。还可以在所述确定中包括映射变量，例如排气凸轮正时、扫气岐管温度、废气流动速率等。可以进一步通过经由稳态模型的校正来改进所述前馈模型，所述稳态模型利用所计算的温度差来评估穿过分流式排气发动机循环的空气质量中的排气、燃料蒸气和空气的浓度。用于实行方法700和本文包括的方法的其余部分的指令可以由控制器基于存储在所述控制器的存储器上的指令并且结合从发动机系统的传感器接收到的信号来执行，所述传感器例如为上文参考图1所描述的传感器。所述控制器可以根据在下文描述的方法来采用发动机系统的发动机致动器以调整发动机操作。

在702处，所述方法包括估计和/或测量发动机的工况。这些可以包括(例如)发动机转速和负荷、map、扫气岐管内的压力和将扫气岐管联接到进气道的egr通道内的压力、流过排气道的气体中的氧含量、进气道的压力、进气凸轮位置和排气凸轮位置、压缩机入口处的压力、进气道和扫气岐管内的气体温度等。举例来说，可以通过排气门位置传感器，例如图2的气门位置传感器157，来确定排气凸轮定位，并且使用所述排气凸轮定位来推断出排气门致动的正时。控制器随后可以使用随发动机转速和负荷而变的排气气门正时来参考存储在控制器的存储器中的对应的映射或查找表。可以使用由所述映射或查找表提供的数据来计算废气贡献，以在瞬时发动机条件期间经由前馈模型来估计egr流动速率。

在所述方法的704处，可以基于通过测量结果计算出的稳态模型来估计第一egr速率，所述测量结果是从进气道中位于文氏管的上游的温度传感器、扫气岐管或egr通道中也位于文氏管的上游的温度传感器以及从文氏管与压缩机入口之间的进气道(例如，图4的416处)获得。可以基于从在进气道和egr通道中在egr通道联接到进气道的地方的上游布置的温度传感器以及在egr通道联接到进气道的地方的下游布置的温度传感器所测得的温度来确定第一egr速率。可以在706处将计算出的第一egr速率与阈值流动速率进行比较。

所述阈值egr流动速率可以表示确定可以何时使用用于估计第二egr速率的前馈模型(如上文参考图4中的414和416所阐释)的速率。在等于或低于所述阈值的流动速率下，跨越文氏管的压力梯度可能太低而无法进行映射来用于计算前馈模型的总egr质量流动速率。因此，如果估计egr速率处于或低于所述阈值，那么所述方法返回到707以基于第一egr速率来调整发动机操作，例如火花正时、进气门正时和排气门正时、燃料喷射等。

如果确定第一egr速率高于所述阈值，例如不处于或低于所述阈值，那么所述方法继续到708。在替代性实施方案中，所述方法可以从704直接前进到708，而不管第一egr速率相对于所述阈值如何。

在708处，根据前馈模型基于发动机参数的映射来计算第二egr速率，如上文在图4中的402至414处所描述。在710处，基于在704处确定的第一egr速率来校正(例如，调整)在708处确定的第二egr速率。举例来说，控制器可以获得温度测量结果来计算第一egr速率，并且经由预设的数学等式来将所述第一egr速率作为校正因子应用于所述第二egr速率，所述预设的数学等式存储在所述控制器的存储器中，所述预设的数学等式表达所述第一egr速率与所述第二egr速率之间的关系。

在712处，所述方法包括基于在710处确定的经校正的egr速率来调整发动机操作。调整发动机操作可以包括调整火花正时、排气门正时(例如，排气门凸轮正时)和/或燃料喷射(例如，调整由一个或多个燃料喷射器喷射的燃料量或调整一个或多个燃料喷射器的脉冲宽度)。举例来说，如果确定egr速率由于增加的发动机转速和负荷而增加，那么可以将火花正时提前以考虑气缸的火花和最佳峰值压力角度之间的较短时间周期。作为另一示例，可以修改排气门正时以增加放气排气门(例如，图1的放气排气门8)的打开与扫气排气门(例如，图1的排气门6)的打开之间的重叠，从而维持再循环到发动机进气口的扫气的量和压力。此外，可以根据火花提前来调整燃料喷射正时以在点火时提供合意的空燃比。

基于前馈模型和稳态模型的组合来调整发动机操作可以对分流式排气发动机的性能具有显著影响。举例来说，如果基于配置有单组排气门并且仅再循环废气的常规的egr计算来估计egr速率，那么所计算的egr速率可能未考虑将吹气引入到穿过分流式排气发动机再循环的扫气中。所得的afr可能被估计得太富并且导致对气缸的燃料加注太低。通过使用考虑到再循环的气体混合物的模型，可以实现提高的燃料加注和燃烧效率。

现在参考图8论述基于从扫气岐管流动到位于压缩机的上游的进气道的气体的egr速率(例如，稀释速率)的估计的分流式排气发动机(例如，图1的发动机10)的示例性发动机操作。如图8的图800中所阐述，在曲线图801处示出由进入发动机进气口的质量空气流量确定的发动机负荷，在曲线图802处示出在扫气岐管内所测得的扫气(例如，吹气、燃料蒸气和废气)的温度。在曲线图804处示出在布置在扫气岐管经由egr通道而联接到进气道的区处的文氏管的上游在进气道中所测得的进气的温度，并且在曲线图806处示出在文氏管的下游和涡轮增压器压缩机的上游所测得的组合气体混合物的温度。在曲线图808处指示扫气egr阀(例如，图1的扫气egr阀54)的位置。在曲线图810、812、814和824处示出基于新鲜进气、吹气、燃料蒸气和废气的混合物来表示发动机进气口处的稀释速率的egr速率。曲线图810是实际的egr速率并且与曲线图812处的稳态建模的egr速率进行比较，基于跨越文氏管的温度梯度来计算所述稳态建模的egr速率，例如在图4的416处并且通过以上等式8-10所描述。在曲线图814处描绘从前馈瞬时模型确定的egr速率，如图4中的401-414处所示。在曲线图816处示出扫气岐管旁通阀(smbv)(例如，图1的smbv97)的位置。扫气egr阀和smbv的位置的调整可以基于从稳态模型和前馈模型计算出的egr速率。虽然气门位置可以在图8中示出为打开和关闭，但在替代性实施方案中，可以将气门调整为完全打开与完全关闭之间的多个位置。在曲线图818处示出进气门的正时，并且在曲线图820处示出排气门正时，并且通过默认的线d1指示默认的正时。在经由同一凸轮系统控制扫气排气门和放气排气门的实施方案中，曲线图820处的排气门正时可以是扫气排气门和放气排气门两者的正时。在曲线图822处示出发动机进气口处的燃料加注速率，例如通过di、pfi或pfidi进行的燃料喷射。可以基于在曲线图824处示出的最终的所估计的egr速率来调整进气门和排气门的正时和燃料加注速率，可以从在812处示出的稳态egr速率和在814处示出的前馈egr速率(或者非此即彼)的组合来确定所述最终的所估计的egr速率。举例来说，在较低的egr速率下，可以仅从稳态模型计算出824处的所估计的egr速率。随着egr的量或流动速率增加，前馈模型可以在由稳态模型校正时提供实际的egr速率的准确近似。

在图800的t1之前，发动机负荷相对低(曲线图801)并且扫气的温度(曲线图802)高于进气的温度(曲线图804)和组合气体混合物的温度(曲线图806)，由于扫气egr阀的关闭位置(曲线图808)，所述组合气体混合物主要包括进气。举例来说，扫气可以处于90℃，而进气和组合气体混合物可以处于环境温度，例如20℃。还是由于扫气egr阀的关闭位置，实际的egr流动速率(曲线图810)、稳态建模的egr流动速率(曲线图812)以及前馈建模的egr流动速率(曲线图814)处于0％的最大容许egr流量。所估计的egr速率(曲线图824)也处于0％。smbv(曲线图816)在t1之前也是关闭的。进气门和排气门正时处于默认正时(曲线图818和820)，并且燃料加注速率(曲线图822)基于由于在没有来自扫气岐管的egr流量的情况下的低发动机负荷而引起的化学计量afr而被适度调整。

在t1时，发动机负荷开始上升，并且发动机气缸处的燃烧增加，使得排气产生也增加。随着扫气岐管中的压力累积，扫气egr阀打开(或者增加开度)。实际的所测得的egr流量在t1和t2之间略微上升到非零的正百分比。在此类低egr流量下，前馈模型可能检测不到跨越文氏管的压力差的增加，因此估计前馈建模的egr速率保持在0％。所估计的egr速率专门基于稳态模型并且还在t1和t2之间增加。在此间隔期间，所估计的egr速率没有足够高到更改发动机操作，并且smbv保持关闭，进气门正时和排气门正时处于默认状态，并且燃料加注速率不变。

在t2时，发动机负荷继续增加，但处于较慢的速率。在进气的温度保持在环境温度时，组合气体混合物的温度由于扫气的温度的平缓增加而缓慢上升。扫气egr阀保持打开，从而允许egr流量的增加输送到进气口。egr速率充分高以诱发跨越文氏管的压力差的可测量的变化，从而引起前馈建模的egr流动速率的突然上升，而稳态模型对egr速率的计算示出egr速率的略微增加。smbv维持关闭并且进气门正时和排气门正时保持处于默认的正时。所估计的egr速率转化为前馈模型并且并入基于稳态模型的校正。响应于输送到发动机气缸的含有燃料蒸气和废气的再循环扫气的增加的所估计的egr速率而减小燃料加注速率(例如，更大分数的排气被输送到发动机气缸并且因此需要更少的燃料加注)。

在t3时，发动机负荷开始在提高的质量空气流量下达到平衡，并且实际的egr速率继续短暂增加并且随后变平坦。基于稳态校正的前馈模型的所估计的egr速率示出速率的类似调平。响应于所估计的egr速率，燃料加注速率在t3到t4之间减小。扫气和组合气体混合物温度在t2和t3之间几乎没有变化，但两个温度在t3和t4之间增加。进气的温度保持一致并且smbv在t3和t4之间维持关闭。进气门正时和排气门正时不变。

实际的egr流动速率在t3和t4之间是恒定的。然而，稳态建模的egr速率由于扫气和组合气体混合物温度的增加而继续上升。由于跨越文氏管的压力差的增加，前馈建模的egr速率也上升，但是以线性方式。所得的所估计的egr速率在t3和t4之间逐渐达到平衡。

在t4时，发动机负荷保持高，并且基于稳态校正的前馈模型的所估计的egr速率在t4和t5之间的间隔期间达到最大速率并且达到平衡。可以基于调整进气门正时和排气门正时以提供流出扫气排气门的最大量的排气来确定最大速率。在t4之后不久，响应于所估计的egr速率达到最大速率而将进气门正时提前并且将排气门正时延迟。增加扫气中的吹气的部分，从而导致进气口处的贫afr。响应于afr的变化，燃料加注速率在t4和t5之间增加，而进气门正时和排气门正时偏离默认正时。smbv在t4时打开(或者相对于关闭位置增加开度)以将多余的egr排放到排气道。扫气和组合气体混合物温度在t4变得相对恒定并且在t4和t5之间示出很少的变化。

在t5时，发动机负荷减小，但仍然足够高，使得扫气egr阀保持打开。作为响应，所估计的egr速率在t5之后也减小，从而反映稳态和前馈建模的egr速率的减小并且模拟实际的egr速率。smbv关闭并且气门正时返回到默认正时。燃料加注速率在afr接近化学计量时也减小。

以此方式，可以估计分流式排气发动机的稀释速率，这考虑到发动机的进气流和排气流的独特配置。在发动机瞬时期间可以使用前馈模型，所述前馈模型基于所映射的发动机参数来确定速率。此类参数包括跨越在进气道与联接到扫气岐管的egr通道之间的合并点的下游和涡轮增压器压缩机的上游的区的压力差，以及随发动机转速和负荷而变的排气门正时，以及吹气空燃比。通过提供用于估计egr速率的稳健方法，可以相应地调整发动机工况(例如，火花正时、燃料喷射量或速率和排气门正时)以增加发动机性能。通过前馈模型估计egr速率的技术效果在于，更准确地估计来自扫气岐管的含有新鲜吹气、燃烧后的排气和未燃尽的燃料中的每一者的再循环气体的egr速率。由于更准确地估计egr速率，所以可以更准确地调整发动机操作参数(例如，火花正时、燃料喷射和气缸气门正时)以增加发动机动力输出并且减小发动机爆震的可能性。

应注意，本文包括的示例性控制和估计例程可以用于各种发动机和/或车辆系统配置。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器与各种传感器、致动器和其他发动机硬件的组合的控制系统执行。本文描述的特定例程可以表示任何数目的处理策略中的一者或多者，所述处理策略例如为事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，可以按照所说明的序列、并行地或者在一些情况下省略所说明的各种动作、操作和/或功能。同样地，不一定需要所述处理次序来实现本文描述的示例性实施方案的特征和优势，而是出于说明和描述的简易性而提供。可以依据所使用的特定策略来反复地执行所说明的动作、操作和/或功能中的一者或多者。此外，所描述的动作、操作和/或功能可以清晰地表示将要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，其中通过在包括各种发动机硬件部件与电子控制器的组合的系统中执行指令来实施所描述的动作。

将了解，本文公开的配置和例程在本质上是示例性的，并且不应在限制意义上看待这些特定实施方案，因为众多变化是可能的。举例来说，以上技术可以应用于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公开的各种系统和配置与其他特征、功能和/或性质的所有新颖和非明显的组合和子组合。

作为一个实施方案，一种方法包括：在使来自第二组排气门的排气流动到涡轮增压器涡轮而不流动到所述进气道时基于第一组排气门的正时来确定从所述第一组排气门再循环到进气道的气体的稀释速率，其中每个气缸包括来自所述第一组排气门和所述第二组排气门中的每一者的一个气门。在所述方法的第一示例中，调整对发动机气缸的燃料喷射和火花正时中的一者或多者是基于所述所确定的稀释速率。所述方法的第二示例任选地包括所述第一示例并且还包括其中确定从所述第一组排气门再循环到所述进气道的气体的所述稀释速率包括确定从所述第一组排气门再循环到位于涡轮增压器压缩机的上游的所述进气道的气体的所述稀释速率。所述方法的第三示例任选地包括所述第一示例和所述第二示例中的一者或多者，并且还包括其中确定从所述第一组排气门再循环到所述进气道的气体的所述稀释速率是进一步基于跨越定位在egr通道中的排气再循环(egr)气门并且跨越定位在egr阀与涡轮增压器压缩机的入口之间的文氏管的差压，所述egr通道联接在位于所述涡轮增压器压缩机的上游的所述进气道与扫气排气岐管之间，所述扫气排气岐管专门联接到所述第一组排气门。所述方法的第四示例任选地包括所述第一示例到所述第三示例中的一者或多者，并且还包括其中确定从所述第一组排气门再循环到所述进气道的气体的所述稀释速率是进一步基于发动机转速、发动机负荷和所述文氏管的出口处的所述再循环排气的温度的估计。所述方法的第五示例任选地包括所述第一示例到第四示例中的一者或多者，并且还包括基于发动机转速、发动机负荷以及对从所述排气到所述排气门的温度损耗的校正因子来确定所述再循环气体的所述温度的所述估计。所述方法的第六示例任选地包括所述第一示例到所述第五示例中的一者或多者，并且还包括按照发动机循环中的与所述第二组排气门不同的正时打开所述第一组排气门。所述方法的第七示例任选地包括所述第一示例到所述第六示例中的一者或多者，并且还包括其中从所述第一组排气门再循环的所述气体包括燃尽的燃烧气体、新鲜吹气和未燃尽的燃料中的每一者的一部分。所述方法的第八示例任选地包括所述第一示例到所述第七示例中的一者或多者，并且还包括在每个发动机气缸中燃烧空气和燃料并且随后：第一，使燃烧后的气体的第一部分经由所述第二组排气门流动到设置在排气道中的所述涡轮增压器涡轮；第二，使燃烧后的气体的第二部分经由所述第一组排气门流动到所述进气道；以及，第三，使新鲜吹气经由所述第一组排气门流动到所述进气道。所述方法的第九示例任选地包括所述第一示例到所述第八示例中的一者或多者，并且还包括不使吹气流动到所述涡轮增压器压缩机，并且还包括使燃烧后的气体的所述第二部分的一部分流动到位于所述涡轮增压器涡轮的下游的所述排气道。

作为另一实施方案，一种方法包括：使气体从第一组排气门流动到设置在进气道中的压缩机，并且使燃烧后的排气从第二组排气门流动到设置在排气道中的涡轮而不流动到所述进气道，其中多个发动机气缸中的每个气缸包括所述第一组排气门中的一个气门和所述第二组排气门中的一个气门；基于所述第一组排气门的正时和跨越排气再循环(egr)气门并跨越文氏管的差压来确定从所述第一组排气门流动到所述压缩机的气体的稀释速率，所述egr阀定位在联接于所述第一组排气门与位于所述压缩机的上游的所述进气道之间的egr通道中，并且所述文氏管在所述egr通道联接到所述进气道的地方的下游布置在所述进气道中；以及基于所述所确定的稀释速率来调整对所述多个发动机气缸的燃料喷射和火花正时中的一者或多者。在所述方法的第一示例中，来自所述第一组排气门的所述气体包括燃烧后的排气和新鲜的吹气的组合，其中新鲜吹气的量是基于每个气缸的第一组排气门和进气门之间的气门打开重叠周期，并且其中来自第二组排气门的燃烧后的排气不含有新鲜的吹气。所述方法的第二示例任选地包括所述第一方法并且还包括其中所述所确定的稀释速率进一步基于从所述第一组排气门流动到所述压缩机的气体的温度，其中所述温度是基于发动机转速、发动机负荷、温度校正的所映射的温度，所述温度校正是基于根据发动机操作期间的egr流量范围的最大egr温度和最小egr温度。所述方法的第三示例任选地包括所述第一示例和所述第二示例中的一者或多者，并且还包括按照发动机循环中的与所述第二组排气门不同的正时打开所述第一组排气门。

作为另一实施方案，一种用于发动机的系统包括：第一组排气门，所述第一组排气门专门联接到第一排气岐管，所述第一排气岐管经由排气再循环(egr)通道在涡轮增压器压缩机的上游联接到进气道，所述egr通道包括egr阀；第二组排气门，所述第二组排气门专门联接到第二排气岐管，所述第二排气岐管在设置在排气道中的涡轮增压器涡轮的上游联接到所述排气道；多个发动机气缸，每个发动机气缸包括所述第一组排气门中的一者和所述第二组排气门中的一者；以及控制器，所述控制器包括存储器，所述存储器具有存储在上面的用于以下操作的指令：基于所述第一组排气门的凸轮正时来确定经由所述egr通道从所述第一组排气门流动到所述涡轮增压器压缩机的气体的稀释速率；以及基于所述所确定的稀释速率来调整火花正时和对所述多个发动机气缸的燃料喷射。在所述系统的第一示例中，所述第一组排气门按照与所述第二组排气门不同的正时打开，并且其中在所述多个发动机气缸的所述第一组排气门和进气门之间存在气门重叠周期，其中每个气缸的所述一个排气门和所述进气门在所述第二组排气门关闭时都打开。所述系统的第二示例任选地包括所述第一系统，并且还包括联接在所述第一排气岐管与位于所述涡轮增压器涡轮的下游的所述排气道之间的旁通通道。所述系统的第三示例任选地包括所述第一示例和所述第二示例中的一者或多者，并且还包括在所述egr阀的上游定位在所述egr通道中的第一压力传感器，以及在所述egr通道联接到所述进气道的地方的上游定位在所述进气道中的第二压力传感器。所述系统的第四示例任选地包括所述第一示例到所述第三示例中的一者或多者，并且还包括，其中所述指令还包括用于以下操作的指令：除了所述第一组排气门的所述凸轮正时之外还基于发动机转速、发动机负荷和跨越所述egr阀和所述文氏管的差压来确定经由所述egr通道从所述第一组排气门流动到所述涡轮增压器压缩机的气体的所述稀释速率，基于所述第一压力传感器和所述第二压力传感器来确定所述差压。

所附权利要求特别指出被视为新颖和非明显的特定组合和子组合。这些权利要求可能提及“一”元件或“第一”元件或其等效物。应将此类权利要求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。通过修正本权利要求书或者通过在此申请或相关申请中呈现新的权利要求书来要求保护所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合。此类权利要求书，无论与原始权利要求书相比在范围上更广、更窄、相等或不同，也都被视为包括在本公开的主题内。

根据本发明，一种方法包括：在使来自第二组排气门的排气流动到涡轮增压器涡轮而不流动到进气道时，基于第一组排气门的正时来确定从所述第一组排气门再循环到所述进气道的气体的稀释速率，其中每个气缸包括来自所述第一组排气门和所述第二组排气门中的每一者的一个气门。

根据实施方案，本发明的特征还在于基于所述所确定的稀释速率来调整对发动机气缸的燃料喷射和火花正时中的一者或多者。

根据实施方案，确定从所述第一组排气门再循环到所述进气道的气体的所述稀释速率包括确定从所述第一组排气门再循环到位于涡轮增压器压缩机的上游的所述进气道的气体的所述稀释速率。

根据实施方案，确定从所述第一组排气门再循环到所述进气道的气体的所述稀释速率是进一步基于跨越定位在egr通道中的排气再循环(egr)气门并且跨越定位在egr阀与涡轮增压器压缩机的入口之间的文氏管的差压，所述egr通道联接在位于所述涡轮增压器压缩机的上游的所述进气道与扫气排气岐管之间，所述扫气排气岐管专门联接到所述第一组排气门。

根据实施方案，确定从所述第一组排气门再循环到所述进气道的气体的所述稀释速率是进一步基于发动机转速、发动机负荷和所述文氏管的出口处的所述再循环排气的温度的估计。

根据实施方案，本发明的特征还在于基于发动机转速、发动机负荷以及对从所述排气到所述排气门的温度损耗的校正因子来确定所述再循环气体的所述温度的所述估计。

根据实施方案，本发明的特征还在于按照发动机循环中的与所述第二组排气门不同的正时打开所述第一组排气门。

根据实施方案，从所述第一组排气门再循环的所述气体包括燃尽的燃烧气体、新鲜吹气和未燃尽的燃料中的每一者的一部分。

根据实施方案，本发明的特征还在于在每个发动机气缸中燃烧空气和燃料并且随后：第一，使燃烧后的气体的第一部分经由所述第二组排气门流动到设置在排气道中的所述涡轮增压器涡轮；第二，使燃烧后的气体的第二部分经由所述第一组排气门流动到所述进气道；以及，第三，使新鲜吹气经由所述第一组排气门流动到所述进气道。

根据实施方案，本发明的特征还在于不使吹气流动到所述涡轮增压器压缩机，并且还包括使燃烧后的气体的所述第二部分的一部分流动到位于所述涡轮增压器涡轮的下游的所述排气道。

根据本发明，一种方法包括：使气体从第一组排气门流动到设置在进气道中的压缩机，并且使燃烧后的排气从第二组排气门流动到设置在排气道中的涡轮而不流动到所述进气道，其中多个发动机气缸中的每个气缸包括所述第一组排气门中的一个气门和所述第二组排气门中的一个气门；基于所述第一组排气门的正时和跨越排气再循环(egr)气门并跨越文氏管的差压来确定从所述第一组排气门流动到所述压缩机的气体的稀释速率，所述egr阀定位在联接于所述第一组排气门与位于所述压缩机的上游的所述进气道之间的egr通道中，并且所述文氏管在所述egr通道联接到所述进气道的地方的下游布置在所述进气道中；以及基于所述所确定的稀释速率来调整对所述多个发动机气缸的燃料喷射和火花正时中的一者或多者。

根据实施方案，来自所述第一组排气门的所述气体包括燃烧后的排气和新鲜的吹气的组合，其中新鲜吹气的量基于每个气缸的第一组排气门和进气门之间的气门打开重叠周期，并且其中来自第二组排气门的燃烧后的排气不含有新鲜的吹气。

根据实施方案，所述所确定的稀释速率是进一步基于发动机转速和负荷。

根据实施方案，所述所确定的稀释速率进一步基于从所述第一组排气门流动到所述压缩机的气体的温度，其中所述温度是基于发动机转速、发动机负荷、温度校正的所映射的温度，所述温度校正是基于根据发动机操作期间的egr流量范围的最大egr温度和最小egr温度。

根据实施方案，本发明的特征还在于按照发动机循环中的与所述第二组排气门不同的正时打开所述第一组排气门。

根据本发明，提供一种用于发动机的系统，所述系统具有：第一组排气门，所述第一组排气门专门联接到第一排气岐管，所述第一排气岐管经由排气再循环(egr)通道在涡轮增压器压缩机的上游联接到进气道，所述egr通道包括egr阀；第二组排气门，所述第二组排气门专门联接到第二排气岐管，所述第二排气岐管在设置在排气道中的涡轮增压器涡轮的上游联接到所述排气道；多个发动机气缸，每个发动机气缸包括所述第一组排气门中的一者和所述第二组排气门中的一者；以及控制器，所述控制器包括存储器，所述存储器具有存储在上面的用于以下操作的指令：基于所述第一组排气门的凸轮正时来确定经由所述egr通道从所述第一组排气门流动到所述涡轮增压器压缩机的气体的稀释速率；以及基于所述所确定的稀释速率来调整火花正时和对所述多个发动机气缸的燃料喷射。

根据实施方案，所述第一组排气门按照与所述第二组排气门不同的正时打开，并且其中在所述多个发动机气缸的所述第一组排气门和进气门之间存在气门重叠周期，其中每个气缸的所述一个排气门和所述进气门在所述第二组排气门关闭时都打开。

根据实施方案，本发明的特征还在于联接在所述第一排气岐管与位于所述涡轮增压器涡轮的下游的所述排气道之间的旁通通道。

根据实施方案，本发明的特征还在于在所述egr阀的上游定位在所述egr通道中的第一压力传感器，以及在所述egr通道联接到所述进气道的地方的上游定位在所述进气道中的第二压力传感器。

根据实施方案，所述指令还包括用于除了所述第一组排气门的所述凸轮正时之外还基于发动机转速、发动机负荷和跨越所述egr阀和所述文氏管的差压来确定经由所述egr通道从所述第一组排气门流动到所述涡轮增压器压缩机的气体的所述稀释速率的指令，基于所述第一压力传感器和所述第二压力传感器来确定所述差压。