入口压力。因此，CIV可以在该循环期间停用并保持关闭，而两个排气门进行操作以从汽缸排尽燃烧过的气体。排气的放气脉冲可以被引导至涡轮增压器的涡轮，而排气的扫气部分可以被运送至排放控制装置。第一排气门可以刚好在排气冲程开始之前打开，并且可以早在排气冲程结束之前关闭。第二排气门可以在排气冲程的大约中途打开，并且在TDC处或刚好在排气冲程在TDC后结束之后关闭。
[0075]在发动机爆震可能存在时的不稳定燃烧状况下，CIV可以在排气冲程即将结束时激活并打开，并且可以远在进气冲程开始之后完全关闭，以允许EGR和直吹。此外，额外的燃料可以被喷射到直吹空气内，以使EGR更浓并改善燃烧稳定性。因此，CIV可以将未燃烧的燃料、低压排气UtSLP-EGR)和直吹空气的混合物转移到压缩机入口，以便再循环至汽缸。两个排气门以与针对踩加速器踏板状况描述的方式类似地进行操作，并且可以在排气冲程的一部分期间打开，并且早在排气冲程结束之前关闭。
[0076]在松开加速器踏板状况下，当发动机被禁用时，CIV可以停用并保持关闭，以防止任何EGR流过发动机。两个排气门进行操作，由此通过第一排气门将第一部分排气排放至涡轮，而通过第二排气门将剩余部分的排气排放至排放控制装置。第一排气门在做功冲程结束时或刚好在做功冲程结束之前打开，并且早在排气冲程结束之前关闭。第二排气门在排气冲程的中途打开，并且刚好在进气冲程开始之后关闭。
[0077]以此方式，压缩机入口气门可以与分离式排气系统一起使用，以改善燃烧稳定性，同时维持发动机扭矩。通过使低压排气和新鲜直吹空气的混合物流过汽缸，可以降低燃烧温度，由此减轻爆震。由于LP-EGR和直吹空气被引导至低压压缩机入口，而不被引导至高压涡轮入口，因此减少了排气泵气损失，不需要EGR节气门将排气吸入到压缩机入口内，并且直吹不受限于低发动机转速。此外，由于直吹空气被引导至压缩机，并不会影响进入排放控制装置的排气的化学计量比，因此可以改善燃料经济性。总的来说，通过将直吹空气和EGR用于爆震减轻并减少对用于控制爆震的花火延迟的依赖，发动机扭矩被提高。
[0078]虽然上述示例可以每个汽缸包括两个排气门和从汽缸排尽排气的第三压缩机入口气门，但另一表述可以包括至少对于一些汽缸并且可能对于所有汽缸来说每个汽缸确切地具有一个排气门和一个压缩机入口气门即CIV的系统。在该表述中，CIV可以被称为“第二排气门”。这种构造可以使用本文在上面描述的各种方法和部件，其中排气门经由第一通道耦接至涡轮的入口，而CIV经由第二通道耦接至压缩机入口。
[0079]参照图1，汽缸20可以包括第一排气门122和压缩机入口气门112，第一排气门122经由歧管55和管160连接至涡轮增压器190的涡轮92的入口，压缩机入口气门112经由歧管59和管164连接至压缩机94的入口。另外，汽缸20可以不包括排气门132。因此，可以经由排气门122和压缩机入口气门112从汽缸20排尽所有排气，其中较大部分的气体通过排气门122排出，而较小部分的排气通过压缩机入口气门112排出。经由压缩机入口气门112离开汽缸20的排气可以与来自进气歧管27的新鲜直吹空气混合。
[0080]一种示例操作方法可以包括使涡轮增压发动机在升压的工况下进行操作，其中在通过进气门将进气输送到直喷汽缸之前，进气压缩机压缩进气。该方法可以包括，经过第一排气门将来自汽缸的第一部分排气输送到涡轮增压器的涡轮入口，在没有与一个或多个进气门的正气门重叠的情况下，第一排气门具有更早的打开和关闭正时(相对于压缩机入口气门)。此外，该方法包括，同时在与第一部分的输送相同的燃烧循环内，经过汽缸的压缩机入口气门将来自汽缸的EGR和直吹空气的组合输送到涡轮增压器的压缩机的入口，压缩机入口气门具有更迟的打开和关闭正时(相对于第一排气门)，并且具有与一个或多个进气门的正气门重叠。
[0081]该示例表述可以进一步包括压缩机入口气门仅在进气歧管空气压力高于压缩机入口空气压力的状况下的发动机循环内激活并打开，以使排气流向压缩机的上游。另外，压缩机入口气门可以在进气歧管压力低于压缩机入口压力时的整个发动机循环期间停用并保持关闭。在这种情况下，可以经由第一排气门从汽缸排尽所有排气。
[0082]注意，本文中包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。在本文中所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中。在本文中所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所描述的各种动作、操作和/或功能可以所示顺序、并行地被执行，或者在一些情况下被省略。同样，实现在本文中所描述的本发明的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺序，但是为了便于图释和说明而提供了所述处理顺序。取决于所使用的特定策略，所示出的动作、操作或功能中的一个或多个可以被重复执行。另外，所描述的动作、操作或功能可以图形地表示被编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器的代码。
[0083]应认识到，在本文中所公开的配置和程序本质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变体是可能的。例如，上述技术能够应用于V-6、1-4、1-6、V-12、对置4缸和其它发动机类型。本公开的主题包括在本文中所公开的各种系统和构造和其它的特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
[0084]本申请的权利要求具体地指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被理解为包括一个或多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过修改现有权利要求或通过在这个或关联申请中提出新的权利要求而得要求保护。这些权利要求，无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相同，都被认为包括在本公开的主题内。
【主权项】
1.一种发动机方法，其包含: 使排气通过汽缸的第一排气门流向涡轮增压器的涡轮； 使排气通过所述汽缸的第二排气门流向所述涡轮的下游和排放控制装置的上游；以及 使排气通过所述汽缸的第三气门流向所述涡轮增压器的压缩机的上游。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含: 引导排气脉冲的第一放气部分通过所述第一排气门； 引导所述排气脉冲的第二扫气部分通过所述第二排气门至所述排放控制装置；以及 经由所述第三气门将直吹空气和残余排气再循环即EGR的组合引导至所述压缩机的入口。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第三气门被激活以在排气冲程即将结束时在所述汽缸中的活塞的上止点即TDC位置之前打开，从而向所述压缩机的上游提供EGR气体。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第三气门远在进气冲程开始之后关闭，以具有与所述汽缸的一个或多个进气门的正重叠，从而向所述压缩机的上游提供直吹空气。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一和第二排气门在所述排气冲程即将结束时早早地在活塞的TDC位置之前关闭。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第三气门仅在进气歧管空气压力高于压缩机入口空气压力的状况下的发动机循环内被激活并打开，以使排气流向所述压缩机的上游。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第三气门在进气歧管压力低于压缩机入口压力时的整个发动机循环内被停用并保持关闭。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述EGR是低压EGR。
9.一种用于具有分离式排气装置的升压发动机的方法，其包含: 将第一部分排气从汽缸输送到涡轮增压器的涡轮； 将第二部分排气从所述汽缸输送到排放控制装置；以及 将EGR和直吹空气的组合从所述汽缸输送到所述涡轮增压器的压缩机的入口。
10.根据权利要求9所述的方法，其中从所述汽缸的第一排气门经由第一排气通道引导所述第一排气部分。
11.根据权利要求9所述的方法，其中从所述汽缸的第二排气门经由第二排气通道引导所述第二排气部分。
12.根据权利要求9所述的方法，其中从所述汽缸的第三气门经由第三通道引导所述EGR和直吹空气部分。
13.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一和第二排气部分以及EGR和直吹空气的组合都在共同的发动机循环燃烧事件内都被提供。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述第三气门进行操作以在排气冲程即将结束时打开，并且仅在所述汽缸中的活塞的TDC位置之后关闭，以便靠近所述活塞的所述TDC位置与一个或多个进气门的打开重叠。
15.根据权利要求14所述的方法，其进一步包含，在发动机循环期间仅当歧管压力高于压缩机入口压力时操作所述第三气门。
16.根据权利要求12所述的方法，其中所述第三气门在压缩机入口压力高于进气歧管压力时的燃烧循环期间不进行操作并保持关闭。
17.根据权利要求12所述的方法，其中所述EGR是低压EGR。
18.—种发动机系统，其包含: 发动机汽缸； 涡轮增压器； 第一排气通道，其使第一排气门仅与所述涡轮增压器的涡轮直接连通； 第二排气通道，其使第二排气门仅与排放控制装置直接连通； 第三通道，其使第三气门仅与所述涡轮增压器的压缩机的入口直接连通。
19.根据权利要求18所述的系统，其进一步包含控制系统，所述控制系统具有计算机可读指令以便: 调整气门正时，使得所述第三气门被激活以便在排气冲程即将结束时打开并且在进气冲程已经开始之后关闭，并且进气门被正时为具有与所述第三气门的正气门重叠。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述第三气门仅在歧管压力高于压缩机入口压力时的发动机循环期间被激活，并且在节流状况下被停用并保持关闭。
【专利摘要】本发明提供了用于具有分离式排气系统的升压发动机的方法和系统。一种方法包括通过经由压缩机入口气门使来自在排气冲程即将结束时的排气和直吹空气的组合流向压缩机的进气装置来减少爆震。
【IPC分类】F02M25-07, F01L1-34, F01N13-10, F02B37-00
【公开号】CN104791065
【申请号】CN201510021632
【发明人】J·N·阿勒瑞, B·A·波伊尔
【申请人】福特环球技术公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年1月16日
【公告号】DE102015100183A1, US9080523, US20150198099