用于增压控制的方法和系统与流程

本申请涉及用于减少涡轮增压发动机系统中的排气背压问题的方法和系统。

背景技术：

发动机系统可以被构造成具有增压装置，诸如涡轮增压器或机械增压器，用于提供增压的空气充气和提高的峰值功率输出。通过一个或多个增压致动器的作用，可以将增压压力调整到期望的设定点，一个或多个增压致动器包括例如耦接在排气涡轮两端的废气门(WG)和耦接在进气压缩机两端的压缩机再循环阀(CRV)。废气门通过控制越过排气涡轮的排气流量来调整增压压力，而压缩机再循环阀被用于压缩机喘振管理。可以基于前馈和反馈部件调节每个增压致动器。

在这样的增压发动机系统中，当发动机的一个或多个排气门被命令闭合时，高排气背压的存在可以致使发动机的一个或多个排气门维持打开或者被强迫打开。排气门的无意的打开可以导致异常燃烧事件，诸如失火、爆震和/或预点火。同样地，这可以使发动机性能退化，以及减少各种发动机部件的寿命。此外，发动机排气排放可以受到不利影响。

由Osburn等人在U.S.8,621,864中示出一种用于控制增压发动机系统中的排气背压的方法。在其中，基于现有的排气压力，调节废气再循环(EGR)流量以调整进气流量。具体地，可以通过变更EGR流量以调整排气压力从而更改进气空气流量。由EGR阀和可变几何涡轮增压器(VGT)中的一个或多个可以调节EGR流量。可以基于现有的排气压力和期望的排气压力，控制VGT以调节EGR流量。

然而，本文中的发明人已经认识到用这样的方法控制排气压力的潜在的问题。作为一个示例，调节EGR流量可以导致以比期望的速率慢的速率对进气空气流量产生改变。详细地说，进气空气流量可以以较慢的速率响应EGR流量的变化。同样地，较高的排气背压可能需要被很快地降低，以便减少异常燃烧事件及它们对部件退化的影响。因此，EGR流量调节不可以用即时的方式避免由于过大的排气背压导致的问题。

技术实现要素：

在一个示例中，上述问题可以由用于控制增压发动机系统的方法至少部分地解决，用于控制增压发动机系统的方法包括：响应涡轮前(pre-turbine)的排气压力大于阈值而调节进气节气门，而不减少增压水平并且同时保持气门正时。这样，增压发动机系统中的排气背压可以被保持在不会使发动机硬件和性能退化的范围内。

作为一个示例，增压发动机系统可以包括涡轮增压器和耦接在涡轮增压器的排气涡轮的下游的微粒过滤器。耦接在涡轮的下游的压力传感器可以测量涡轮后的排气歧管压力。基于包括例如微粒过滤器的负荷和/或涡轮后的排气压力的各种发动机工况可以估计(也就是说，预测或建模)涡轮前排气压力。响应涡轮前压力变得大于阈值(诸如高于可以维持或者强迫汽缸排气门打开的排气压力的阈值)，可以限制到发动机的进气空气流量，而不减少增压输出，并且同时保持排气门正时。例如，可以减少进气节气门开度以削减发动机进气空气流量。然后，不管减少的进气空气流量，发动机控制器的转矩控制回路可以使用减少的进气气流作为输入，以调节一个或多个增压致动器来保持增压压力。

这样，可以减少过大的排气背压。通过调节进气节气门以调整进气空气流量，可以获得进气充气的更快的减少。从而，可以减少因过大的排气背压而导致异常燃烧事件的发生，允许提高的发动机性能和增加的发动机部件的耐久性。另外，在降低进气空气充气期间通过保持增压水平，车辆驾驶员体验可不被退化。总之，可以增强驾驶性能和排放达标率。

应当理解，上面的发明内容被提供用于以简化的形式介绍在详细描述中进一步描述的概念的选择。并不意味着标识所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由所附的权利要求书唯一限定。此外，所要求保护的主题不局限于解决上面所提到的或在本公开的任何部分中的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1是车辆中的示例发动机系统的示意图描述。

图2描绘了基于排气压力确定进气空气流量削减和相关的转矩减少的示例控制回路。

图3A和图3B说明了响应过大的排气压力调节进气空气流量的示例流程图。

图4描绘了用于预测耦接在图1的发动机系统中的排气涡轮的上游的排气压力的示例流程图。

图5呈现响应排气涡轮的上游的较高的排气压力对进气节气门和排气废气门的示例调节。

图6说明了响应过大的排气压力经由调整正气门重叠和/或进气节气门的位置对空气流量进行额外的调节。

具体实施方式

以下描述涉及用于控制发动机系统(诸如图1的示例发动机系统)中的排气背压的系统和方法。同样地，示例发动机可以是涡轮增压发动机，其中可以基于多个发动机操作参数，对排气涡轮的上游的排气压力建模(图4)。排气涡轮的上游的过大的排气压力可以强迫打开发动机汽缸的排气门，导致燃烧不稳定和发动机部件的退化。因此，当排气涡轮的上游的排气压力高于阈值时，控制器可以被构造成用于激活例程，诸如图3A-图3B中所示的，以减少进气空气流量。可以基于致使可用的转矩减少的控制回路(图2)削减进气空气流量。进气空气流量的削减可以通过减少进气节气门的开度实现。额外地或可替换地，可以减少(例如，经由正气门重叠)将增压进气直吹进排气涡轮的上游的排气歧管。进气空气流量和可用的转矩的减少的同时，可以通过使各种增压致动器诸如废气门、压缩机再循环阀等致动，维持期望的增压压力。如果在预先确定的持续时间内进气空气流量的减少没有导致排气压力的减少，则可以降低增压水平(图5)。这样，可以迅速减轻过大的排气背压。

现在转到图1，图1示出车辆系统6的示意图描述。车辆系统6包括发动机系统100。发动机系统100包括具有多个汽缸30的发动机10。在所描述的实施例中，发动机10是耦接到包括由涡轮18驱动的压缩机14的涡轮增压器13的增压发动机。新鲜空气沿着进气通道42经由空气过滤器44被引入发动机10中，并且流到压缩机14。可以由质量空气流量(MAF)传感器22感测进入进气通道42的周围空气的流率。

压缩机14可以是任何合适的进气空气压缩机，诸如电机驱动的或驱动轴驱动的机械增压压缩机。在发动机系统10中，然而，压缩机是经由轴19机械耦接到涡轮18的涡轮增压器压缩机，涡轮18通过膨胀的发动机排气来驱动。因此，涡轮18可以被称为排气涡轮18。在一个实施例中，压缩机和涡轮可以耦接在双涡旋增压器内。在另一个实施例中，涡轮增压器可以是可变几何涡轮增压器(VGT)，其中涡轮几何形状随发动机速度主动变化。

如图1所示，压缩机14通过增压空气冷却器46耦接到进气节气门20。增压空气冷却器46可以冷却离开压缩机14的压缩空气的温度。例如，增压空气冷却器可以是空气到空气或空气到水热交换器。布置在压缩机14的下游的进气节气门20流体耦接到进气歧管22。进气节气门20可以包括节流板，并且在一个示例中，可以经由提供到进气节气门20包括的电动马达或致动器(通常被称为电子节气门控制(ETC)的构造)的信号，通过控制器12改变进气节气门20的位置(具体地，节流板的位置)。以该方式，可以操作进气节气门20，以使被提供到发动机10的进气歧管22和发动机10内的多个汽缸的进气空气的量变化。

在图1中所示的实施例中，由歧管空气压力(MAP)传感器124感测进气歧管22内的空气充气的压力。另外，由歧管空气温度(MAT)传感器127测量进气歧管22内空气充气的温度。另外，可以由节气门入口压力(TIP)传感器129感测进气节气门20的上游和压缩机14的下游的压缩空气的压力。具体地，可以由TIP传感器129经由测量TIP(还称为增压压力)测量发动机系统100中的增压水平。

压缩机旁通阀92可以被耦接在压缩机14两端(例如，在压缩机14的入口和出口之间)的压缩机旁通通道90中。压缩机旁通阀92可以是被构造成在选择的工况下打开以释放过量的增压压力的常闭阀。例如，在使发动机速度减小的状况期间，可以打开压缩机旁通阀以减少压缩机喘振。为了减少压缩机喘振，由压缩机14压缩的空气充气的至少一部分可以从压缩机出口经由压缩机旁通通道90再循环到压缩机入口。具体地，在所描述的示例中，来自增压空气冷却器46的下游的压缩空气可以被再循环到压缩机入口。在可替换的示例中，来自压缩机14的下游且在增压空气冷却器46的上游的压缩的空气可以经由压缩机旁通通道90朝向压缩机入口转移。压缩机旁通阀92(还称为压缩机再循环阀CRV 92)可以控制从压缩机出口再循环到压缩机入口的压缩空气的量。同样地，基于期望的压缩机再循环流量的量，控制器12可以命令压缩机旁通阀(CBV)92到期望的位置，于是，致动器(例如，电动、液压等)可以使压缩机旁通阀92致动。应当理解，CRV 92还可以被控制用于调整增压压力。例如，在踩加速器踏板事件期间，可以将CRV 92调节到更加闭合的(例如，完全闭合的)位置，以使得增压压力能够很快地上升。在本文中，可以禁用或显著减少压缩机旁通流量。因此，CRV可以是增压致动器。

进气歧管22通过一系列进气门(未示出系列)流体耦接到一系列燃烧室30(或多个汽缸30)。燃烧室经由一系列排气门(未示出)进一步耦接到排气歧管36。在所描绘的实施例中，示出单个排气歧管36。然而，在其它实施例中，排气歧管可以包括多个排气歧管部分。具有多个排气歧管部分的构造可以使得来自不同的燃烧室的流出物能够被引导到发动机系统中的不同位置。

燃烧室30可以被供应一种或多种燃料，诸如汽油、酒精燃料混合物、柴油、生物柴油、压缩天然气等。燃料可以经由燃料喷射器66被供应到燃烧室。在所描绘的示例中，燃料喷射器66被构造成用于直接喷射，但是在其它实施例中，燃料喷射器66可以被构造成用于进气道喷射或节气门阀体喷射。另外，每个燃烧室可以包括不同构造的一个或多个燃料喷射器，以使得每个汽缸能够经由直接喷射、进气道喷射、节气门阀体喷射或其组合接收燃料。在燃烧室中，可以经由火花点火和/或压缩点火启动燃烧。

来自排气歧管36的排气被引导到涡轮18以驱动涡轮。排气传感器128被示出耦接到排放控制装置70的上游的排气歧管36。传感器128可以是用于提供排气空气-燃料比的指示的任何合适的传感器，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域废气氧传感器)、双态氧传感器，或者EGO传感器、HEGO(加热型EGO)传感器、NOx传感器、HC传感器或CO传感器。

应当理解，在所描绘的示例中，发动机系统100不包括被定位在涡轮18的上游的压力传感器。供替换的示例发动机系统可以包括用于感测涡轮前排气压力(或排气背压)的传感器。然而，发动机系统100确实包括沿着排气管道35紧接地定位在排气涡轮18的下游的压力传感器54。压力传感器54可以测量排气涡轮18的下游的排气压力或涡轮后排气压力。

离开燃烧室30和排气歧管36的排气使经由轴19耦接到压缩机14的排气涡轮18旋转。控制器12可以改变经由涡轮增压器13提供到发动机的一个或多个汽缸的压缩量。当期望减少涡轮转矩时，一些排气流可以被引导通过废气门82以绕过涡轮。废气门82(还称为排气废气门)可以被耦接在涡轮增压器13中的排气涡轮18两端。具体地，废气门82可以被包括在被耦接在排气涡轮18的入口和出口之间的旁通通道80中。通过经由控制器12调节废气门82的位置，可以控制由涡轮增压器提供的增压量。因此，废气门可以是增压致动器。在本文中，控制器12可以基于期望的增压提供信号，以调节被耦接到废气门82的机电致动器。然后，来自涡轮18和废气门82的混合流可以流过排放控制装置70。

一般来说，一个或多个排放控制装置70可以包括被构造成催化处理排气流并且从而减少排气流中的一种或多种物质的量的一个或多个排气后处理催化剂。例如，排放控制装置70可以包括被构造成用于捕集和氧化排气流中的烟粒颗粒的可再生的烟粒过滤器72(还称为微粒过滤器72)。微粒过滤器72可以处理排气，并且捕集微粒过滤器中的烟粒以及灰烬颗粒。在一些实施例中，当排气流稀时，一种排气后处理催化剂可以被构造成用于从排气流捕集NOx，并且当排气流富时，减少所捕集的NOx。在其它示例中，排气后处理催化剂可以被构造成用于借助于还原剂选择性地还原NOx。在其它示例中，排气后处理催化剂可以被构造成用于氧化排气流中的残留烃和/或一氧化碳。具有任何这样的功能的不同的排气后处理催化剂可以或单独地或一起被布置在排气后处理阶段中的涂层或其他地方。来自排放控制装置70和微粒过滤器72的经过处理的排气的全部或一部分可以经由排气管道35被释放到大气中。

排气管道35还可以包括排气传感器162和温度传感器126。下游的排气传感器162可以是用于提供排气成分(诸如NOx、NH₃、EGO等)的浓度的指示的任何合适的传感器。在所描绘的示例中，传感器162可以是微粒物质(PM)传感器。如图1所示，传感器162可以位于微粒过滤器72的下游，而在其它实施例中，传感器162可以被定位在微粒过滤器72的上游。另外，应当理解，不止一个传感器162可以被提供在任何合适的位置中。具体地，传感器162可以测量微粒过滤器72的下游和排放控制装置70的下游的微粒物质的质量或浓度。同样地，传感器162可以是烟粒传感器。传感器162可以可操作地耦接到控制器12，并且可以与控制器12通信，以指示离开微粒过滤器72(和排放控制装置70)且流过排气管道35的排气中微粒物质的浓度。在本文中，传感器162还可以估计微粒过滤器72的负荷。

根据工况，排气的一部分可以从涡轮18的下游的排气管道35经由排气再循环(EGR)通道50再循环到压缩机14的上游的进气通道42。排气的一部分可以经由EGR冷却器51和LP_EGR阀52流过EGR通道50。以该方式，可以启用低压排气再循环(LP-EGR)。在一些实施例中，除了LP-EGR之外，还可以启用高压排气再循环(HP-EGR)，其中排气的一部分经由不同的且单独的高压EGR通道84以及其中耦接的EGR冷却器83和HP-EGR阀86被从涡轮18的上游的排气歧管36再循环到压缩机14的下游的进气歧管22。LP-EGR阀52和HP-EGR阀86可以被打开(例如，可以增加EGR阀的开度)，以允许受控量的冷却排气流到进气通道以实现期望的燃烧和排放控制性能。同样地，基于从控制器12接收到的命令，可以通过致动器(例如，电动、机械、液压等)致动EGR阀52。

可以通过一个或多个气门作用每个汽缸30。在本示例中，每个汽缸30包括对应的进气门62和排气门64。每个进气门62和排气门64可以经由对应的弹簧被维持在期望的位置处。发动机系统100进一步包括用于操作进气门62和/或用于操作排气门64的一个或多个凸轮轴57、68。在所描绘的示例中，进气凸轮轴68被耦接到进气门62，并且可以被致动以操作进气门62。同样地，排气凸轮轴57被耦接到排气门64，并且可以被致动以操作排气门64。在一些实施例中，其中多个汽缸30的进气门被耦接到公共凸轮轴，进气凸轮轴68可以被致动以操作所有耦接汽缸的进气门。

进气门62在允许进气空气进入对应的汽缸的打开的位置与基本上阻止进气空气到汽缸的闭合的位置之间是可致动的。进气凸轮轴68可以被包括在进气门致动系统69中。进气凸轮轴68包括进气凸轮67，进气凸轮67具有在规定的进气持续时间内打开进气门62的凸轮凸角轮廓。在一些实施例(未示出)中，凸轮轴可以包括额外的进气凸轮，额外的进气凸轮具有允许进气门62被打开可替换的持续时间的可替换的凸轮凸角轮廓(在本文中还被称为凸轮廓线变换系统)。基于额外凸轮的凸角轮廓，可替换的持续时间可以比规定的进气凸轮67的进气持续时间更长或更短。凸角轮廓可以影响凸轮升程高度、凸轮持续时间和/或凸轮正时。控制器可能够通过纵向移动进气凸轮轴68和在凸轮轮廓之间切换来切换进气门持续时间。

以相同的方式，每个排气门64在允许排气从对应的汽缸出来的打开位置与基本上将气体保留在汽缸内且阻止排气离开汽缸的闭合位置之间是可致动的。排气凸轮轴57可以被包括在排气门致动系统56中。如所描绘的，排气凸轮轴57包括排气凸轮53，排气凸轮53具有用于在规定的排气持续时间内打开排气门64的凸轮凸角轮廓。在一些实施例中，其中多个汽缸30的排气门被耦接到公共凸轮轴，排气凸轮轴57可以被致动以操作所有耦接的汽缸的排气门。在一些实施例中，排气凸轮轴可以进一步包括额外的排气凸轮，该额外的排气凸轮具有允许排气门64打开可替换的持续时间的可替换的凸轮凸角轮廓。凸角轮廓可以影响凸轮升程高度、凸轮持续时间和/或凸轮正时。控制器可以通过纵向移动排气凸轮轴和在凸轮轮廓之间切换来切换排气门持续时间。

应当理解，进气凸轮轴和/或排气凸轮轴可以耦接到汽缸子集，并且可以存在多个进气凸轮轴和/或排气凸轮轴。例如，第一进气凸轮轴可以被耦接到汽缸的第一子集的进气门，而第二进气凸轮轴可以被耦接到汽缸的第二子集的进气门。同样地，第一排气凸轮轴可以被耦接到汽缸的第一子集的排气门，而第二排气凸轮轴可以被耦接到汽缸的第二子集的排气门。还有，一个或多个进气门和排气门可以耦接到每个凸轮轴。耦接到凸轮轴的汽缸的子集可以是基于它们沿着发动机缸体的位置、它们的点火次序、发动机构造等。

进气门致动系统69和排气门致动系统56可以进一步包括推动杆、摇臂、挺杆等。这样的装置和特征件可以通过将凸轮的转动运动转变成气门的平移运动，以控制进气门62和排气门64的致动。如先前所讨论的，气门还可以经由凸轮轴上的额外的凸轮凸角轮廓进行致动，其中不同的气门之间的凸轮凸角轮廓可以提供相异的凸轮升程高度、凸轮持续时间和/或凸轮正时。然而，如需要，可以使用替换的凸轮轴(顶置和/或推杆)布置。另外，在一些示例中，汽缸30可以每个都具有不止一个排气门和/或进气门。在其它示例中，公共凸轮轴可以致动一个或多个汽缸中的排气门64和进气门62中的每个。还有，在一些示例中，进气门62和/或排气门64中的一些可以由它们自己的独立的凸轮轴或其它装置致动。

发动机系统100可以包括可变气门正时系统，例如，可变凸轮正时VCT系统60。应当注意的是，排气门致动系统56还可操作地耦接到VCT系统60，为了清楚起见，VCT系统60被描绘为图1中单独的框。同样地，VCT系统60可以可操作地和可通信地耦接到进气门致动系统69和排气门致动系统56中的每个。

在第一操作模式期间，可变气门正时系统可以被构造成打开第一气门达第一持续时间。第一操作模式可以在发动机负荷低于部分发动机负荷阈值时发生。另外，在第二操作模式期间，可变气门正时系统可以被构造成打开第一气门达在比第一持续时间短的第二持续时间。第二操作模式可以在发动机负荷高于发动机负荷阈值且发动机速度低于发动机速度阈值时(例如，在低到中发动机速度期间)发生。

VCT系统60可以是用于彼此独立地改变进气门正时和排气门正时的双独立可变凸轮轴正时系统。VCT系统60可以包括耦接到公共进气凸轮轴68用于改变进气门正时的进气凸轮轴相位器65。VCT系统可以同样地包括耦接到排气凸轮轴57用于改变排气门正时的排气凸轮轴相位器55。VCT系统60可以被构造成通过提前或延迟凸轮正时提前或延迟气门正时，并且VCT系统60可以由控制器12进行控制。VCT系统60可以被构造成通过改变曲轴位置和凸轮轴位置之间的关系来改变气门打开事件和气门闭合事件的正时。例如，VCT系统60可以被构造成独立于曲轴而转动进气凸轮轴68，以致使气门正时被提前或延迟。在一些实施例中，VCT系统60可以是被构造成用于快速改变凸轮正时的凸轮转矩致动装置。在一些实施例中，可以通过连续可变气门升程(CVVL)装置改变气门正时诸如进气门闭合(IVC)和排气门闭合(EVC)。

上面所描述的气门/凸轮控制装置和系统可以是液压驱动的或电气致动的，或其组合。在一个示例中，可以经由其保真度超过大多数液压操作的凸轮相位器的保真度的电气致动器的凸轮相位(例如，电气致动的凸轮相位器)调节来改变凸轮轴的位置。信号线可以将控制信号发送到VCT系统60，并且信号线可以从VCT系统60接收凸轮正时和/或凸轮选择测量值。

通过调节VCT系统60，可以调节进气凸轮轴68的位置，从而改变进气门62的打开正时和/或闭合正时。类似地，可以由VCT系统60调节排气凸轮轴57的位置，从而改变排气门64的打开正时和/或闭合正时。同样地，通过改变进气门62的打开和闭合，可以改变进气门62和排气门64之间的正重叠量。例如，可以调节VCT系统60以相对于活塞位置提前或延迟进气门62的打开和/或闭合。

在发动机操作期间，汽缸活塞逐渐从TDC向下移动，到动力冲程结束时在BDC处到达底部。然后，到排气冲程结束时，活塞返回到顶部(在TDC处)。然后，在进气冲程期间，活塞再次朝向BDC向下移动，接着到压缩冲程结束时，返回到它的最初的顶部位置TDC。在汽缸燃烧期间，正当活塞在动力冲程结束到达底部时，排气门可以被打开。然后，当活塞完成排气冲程时，继续打开至少直到随后的进气冲程已经开始后，排气门可以闭合。以相同的方式，可以在进气冲程起始时或在进气冲程起始之前打开进气门，并且可以继续打开直到随后的压缩冲程已经开始。

基于排气门闭合和进气门打开之间的正时差，可以用负气门重叠操作气门，其中在排气冲程结束之后且在进气冲程开始之前的短持续时间内，进气门和排气门都闭合。该时期(在其期间气门都闭合)被称为负(进气到排气)气门重叠。在一个示例中，可以调节VCT系统，使得负进气到排气门重叠正时可以是汽缸燃烧期间的发动机默认凸轮位置。

可替换地，可以用正气门重叠操作气门，其中在排气冲程结束之前且在进气冲程开始之后的短持续时间内，进气门和排气门可以都是打开的。该时期(在其期间气门(例如，给定的汽缸的进气门和排气门)都可以同时是打开的)被称为正(进气到排气)气门重叠。在冷起动期间，可以采用正气门重叠以加快催化剂预热。在另一个示例中，可以利用增压发动机(例如，耦接到涡轮增压器的发动机)中的正气门重叠以减少涡轮迟滞。在本文中，通过增加正气门重叠，来自压缩机的增压空气可以流经一个或多个汽缸以流向排气涡轮。

如本文中详述，可以调节VCT系统60，使得在所选择的增压发动机工况期间(例如，当排气压力高于期望时)正气门重叠的量被减小。作为一个示例，可以调节进气凸轮轴的位置，使得延迟进气门的打开正时。因此，在稍后的时间(在排气冲程结束之前)可以打开进气门，使得两个气门都打开的持续时间可以被减小，导致减少的正气门重叠。作为一个示例，通过将进气凸轮轴从更多正气门重叠的位置移动到具有较少正气门重叠的位置，可以减小正气门重叠。作为另一个示例，通过将进气凸轮轴从正气门重叠的位置移动到负气门重叠的位置，可以使正气门重叠变少。

应当理解，虽然上面的示例表明通过延迟进气打开正时以减小正气门重叠，但是在可替换的示例中，正气门重叠可以通过调节排气凸轮轴以使排气门闭合提前而被减小。还有，可以调节进气凸轮轴和排气凸轮轴中的每个，以通过使进气门正时和排气门正时两者变化，使正气门重叠变化。另外，可以利用对气门正时的调节，以改变到对应的汽缸中的进气空气流量。

车辆系统6可以进一步包括控制系统15。控制系统15被示出包括控制器12，控制器12从图1的多个传感器16(本文中描述了其各种示例)接收信息和信号，并且将控制信号发送到多个致动器81(本文中描述了其各种示例)。基于所接收到的信号和储存在控制器的存储器上的指令，控制器12运用图1的各种致动器调节发动机操作。作为一个示例，传感器16可以包括位于排放控制装置的上游的排气传感器128(诸如线性UEGO传感器)、涡轮后压力传感器54和下游的排气传感器162(诸如微粒物质传感器)。作为另一个示例，致动器可以包括燃料喷射器66、废气门82、EGR阀52、CRV 92和进气节气门20。基于对应于一个或多个例程的被编程在控制器内的指令或代码，控制器12可以从各种传感器接收输入数据、处理输入数据，并且响应经处理的输入数据，触发致动器。本文中关于图3A-图3B和图4描述了示例控制例程。

如早前所描述的，特别地排气涡轮18的上游的过大的排气压力可以从完全闭合的位置强迫打开多个汽缸30的一个或多个排气门。例如，在压缩冲程期间，可以使排气门闭合。在本文中，因排气背压而无意打开排气门可以减少相关联的汽缸内的压力，致使功率和效率损失。因此，当排气涡轮上游的排气压力被估计高于阈值压力时，控制器可以通过调节进气节气门20的位置，命令减少进气空气流量。通过减少进气空气流量，可以减小排气压力。同时，可以通过调节一个或多个增压致动器(诸如CRV和废气门)来维持发动机中的增压压力。

图2描绘了用于确定为纠正缓解高于期望排气压力而所期望的进气空气流量的减少(例如，削减的空气流量)的示例控制流程200。另外，示例控制流程还包括转矩控制回路，转矩控制回路使用减少的进气气流作为输入，以调节一个或多个增压致动器来保持增压压力而不管减少的进气空气流量如何。基于从发动机系统(例如，发动机系统100)的各种传感器接收到的信号，控制器诸如图1的控制器12可以执行控制流程。另外，可以采用参考图1描述的各种致动器以实行对发动机操作的调节。

控制流程200通过估计期望的车轮转矩开始。在202处，控制器K1基于车辆速度和踏板位置(例如，加速器踏板位置)的输入，计算期望的车轮转矩。基于所计算的期望车轮转矩和其它额外参数，诸如周围状况、排放控制装置状态等，以及最大可用转矩，在204处，控制器K2确定被提供到控制器K3的期望的发动机转矩。在206处，控制器K2还将关于期望的车轮转矩的输入提供给变速器。因此，基于提供给变速器的输入，可以选择期望的档位。另外，在208处，控制器K3使用期望的发动机转矩的输入以调节在210处的EGR和在212处的火花正时中的每个。具体地，响应于期望的发动机转矩，可以修改EGR流的量。同样地，EGR流可以是LP-EGR和/或HP-EGR。类似地，可以调节(例如，提前或延迟)火花正时，以提供期望的发动机转矩。虽然未示出，但是基于期望的发动机转矩，控制器K3还可以将输入提供到燃料喷射系统以实现期望的空气-燃料比。

除了调节EGR流量和火花正时之外，控制器K3确定到发动机中的期望的空气流量。到发动机中的期望的进气空气流量可以被供应到在214处的控制器K5。同时地，在216处的控制器K4基于关于排气压力的输入以确定期望的削减空气流量。如早前所提到的，排气涡轮上游的排气歧管中过大的排气压力可以不利地影响发动机性能。为了减少排气压力，控制流程200可以致动减轻动作，诸如削减进气空气流量。控制器K4接收与涡轮前排气压力和涡轮后排气压力有关的输入。涡轮前排气压力是排气涡轮(诸如图1的涡轮18)上游的排气压力。如之后参考图4将描述的，可以基于多个发动机和车辆参数，对涡轮前排气压力进行建模。因此，不可由压力传感器估计涡轮前排气压力。另一方面，可以由压力传感器诸如图1的传感器54测量排气涡轮下游的排气压力。在216处的控制器K4可以利用涡轮前排气压力和涡轮后排气压力确定期望的削减空气流量。

在214处，控制器K5基于期望的空气流量和期望的削减空气流量，确定对进气空气流量的削减。在220处，削减空气流量与现有的实际空气流量相比较，以确定进气节气门位置222和期望的气门正时221。因此，通过改变进气节气门的位置和/或通过调节气门正时可以削减进气空气流量。在218处的实际空气流量可以基于来自MAF传感器和MAP传感器的读数。在224处，实际发动机扭矩可以基于进气节气门位置、气门正时、EGR流量、火花正时和其它参数而被确定。在226处，比较实际发动机转矩与期望发动机转矩，以确定230处的最大可用转矩。另外，最大可用转矩还确定对228处的一个或多个增压致动器的调节。例如，可以调节增压致动器以维持期望的增压压力。还有，最大可用转矩充当到控制器K2的输入以确定期望的发动机转矩。基于可用的有限转矩，额外的策略可以被发动机控制器合并。例如，变速器换档策略可以基于最大可用转矩而被更改。

应当理解，上面控制流程中介绍的各种控制器(例如，控制器K1、控制器K2等)可以是控制器12的一部分。另外，还可以通过调节进气门正时和/或进气凸轮正时获取削减的进气空气流量。

现在转到图3A和图3B，图3A和图3B描绘例示响应发动机中排气涡轮上游的过大的排气压力对进气空气流量的调节的示例例程300。具体地，通过调节进气节气门的位置减少进气空气流量。同时地，通过更改一个或多个增压致动器的位置可以维持发动机内的增压水平。同样地，例程300(和图4的例程400)被描述为与图1中所示的发动机系统相关，但是应当理解，类似的例程可以与其它系统一起使用而不脱离本公开的范围。用于完成本文中包括的例程300以及例程400的指令可以由控制器(诸如图1的控制器12)基于储存在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(诸如上面参考图1描述的传感器)接收到的信号而被执行。根据下面描述的例程，控制器可以采用发动机系统的发动机致动器(诸如图1的致动器)，以调节发动机操作。

在302，例程300估计和/或测量现有的发动机工况。发动机工况可以包括发动机速度、转矩需求、空气-燃料比、歧管绝对压力(MAP)、质量空气流量、发动机温度等。例如，发动机速度可以基于来自曲轴传感器的输出而被估计。其次，在304，例程300基于现有的发动机状况确定期望的增压压力。例如，如果转矩需求高于转矩阈值(诸如在踩加速器踏板事件期间)，则可以需求较高的增压压力。在另一个示例中，在减速事件期间，可以期望较低的(或无)增压水平。

响应期望的增压压力，在308处，可以调节一个或多个增压致动器诸如废气门和/或CRV。例如，如果期望较高的增压压力，则可以减小废气门的开度，使得较大比例的排气被引导到排气涡轮。作为示例，控制器可以将控制信号发送到被耦接到废气门的机电致动器，以使废气门从更加打开的位置转动到更加闭合的位置。类似地，CRV可以被从更加打开的位置调节到更加闭合的位置，以减小CRV的开度。在本文中，控制器可以将控制信号发送到被耦接到CRV的机电致动器，以使CRV移位到更加闭合的位置。通过使CRV闭合，可以显著阻止通过压缩机旁通通道的压缩空气的流动，进而允许增压压力上升。另一方面，如果期望较低的增压压力，则可以增加废气门的开度，以使得更大量的排气绕过排气涡轮。额外地或可替换地，CRV可以从更加闭合的位置被调节到更加打开的位置，以实现压缩空气经由压缩机旁通通道的较高流量。在本文中，较大的增压空气量可以被从进气节气门和发动机汽缸转移，致使增压压力减少。

除了调节增压致动器之外，在310，可以变更气门正时，以能够直吹增压空气，或者使得禁止直吹增压空气。作为示例，如果需求较高的增压水平，则可以增加给定的汽缸(或更多汽缸)的进气门和排气门之间的正气门重叠。例如，汽缸进气凸轮和/或进气门正时可以从当前正时(例如，对应于负气门重叠的正时)被调节到实现正气门重叠的正时。在另一个示例中，可以提供较高的正气门重叠量。控制器可以与发动机的气门正时系统通信，以利用凸轮、凸轮轴和被耦接到一个或多个进气门(和/或排气门)的其它致动器，来实现正气门重叠。通过增加正气门重叠，来自压缩机下游的增压空气可以被输送通过给定的汽缸到达排气歧管和排气涡轮，而不被燃烧。在本文中，可以加快涡轮加速以实现较高的增压压力。在另一个示例中，如果期望较低的增压压力，则可以通过调节阀正时以提供负气门重叠。在本文中，可以减少(多个)进气门和(多个)排气门之间的重叠，例如，可以使(多个)进气门和(多个)排气门之间的重叠减小，如最小化，使得不会经由直吹提供经由给定的汽缸到达排气涡轮的增压空气。

其次，在312，例程300估计涡轮前排气压力。因此，可以激活图4的例程400，以对排气涡轮上游的排气压力建模。应当理解，涡轮前排气压力是预测的压力。具体地，涡轮前排气压力不可以由传感器估计或测量。相反，可以基于多个发动机和车辆参数诸如空气流量、火花正时、车辆速度、空气-燃料比等而对涡轮前排气压力建模，如下面将参考图4详述的。

然后，例程300继续到314以确定预测的涡轮前排气压力是否高于阈值Thr_P。在一个示例中，阈值Thr_P可以基于这样的压力，该压力将会强迫打开(并且维持打开)发动机中的多个汽缸的一个或多个排气门，否则一个或多个排气门被闭合。因此，当闭合时排气门可以包括排气凸轮处于其基圆上，同时(多个)排气门的(多个)相关联的弹簧保持(多个)排气门闭合。详细地说，阈值可以基于从(多个)排气门的闭合的位置强迫打开该(多个)排气门的在排气涡轮上游的排气压力。作为示例，在发动机的汽缸中的动力冲程期间，(多个)进气门和(多个)排气门可以完全闭合。在动力冲程期间可以强迫(多个)排气门打开的排气压力的估计可以被用于确定Thr_P。

在另一个示例中，Thr_P可以额外地或可替换地基于发动机的整个寿命中多个汽缸的一个或多个排气门的弹簧的磨损。作为示例，耦接到一个或多个排气门的弹簧可以在发动机的整个寿命中退化，进而影响排气门的闭合程度。例如，与相对较新的发动机中的排气门弹簧相比，较旧的发动机中的排气门弹簧可以具有更多磨损和较低的弹簧常数。在本文中，较低的排气压力可以强迫打开被耦接到具有较高的磨损量的弹簧的排气门。因此，阈值Thr_P还可以说明被耦接到排气门的弹簧的退化。

还有，阈值Thr_P可以是基于发动机速度。在另一个示例中，阈值Thr_P可以基于进气歧管压力(MAP)。额外地，阈值Thr_P可以基于与进气门和/或排气门相关联的凸轮的位置。对凸轮正时的改变可以致使汽缸内的压力变化。具体地，凸轮正时可以影响最小汽缸压力和最大汽缸压力。因此，通过改变凸轮正时可以影响排气门的无意打开。

如果在314处确定排气涡轮的上游的排气压力低于阈值Thr_P，则例程300继续进行到316，以维持现有的发动机操作。例如，一个或多个致动器可以被维持处于它们的位置。可替换地，可以调节一个或多个致动器，以维持发动机操作。然后，例程300结束。

然而，如果被建模的涡轮前排气压力被确定为处于阈值或者高于阈值，则例程300继续到318，以减少进入发动机的空气流量。通过减少进入发动机的进气空气流量，可以降低涡轮前排气压力。通过调节进气节气门同时保持气门正时(例如，不用调节气门正时)可以减少进入发动机的进气空气流量。例如，在320处，进气空气流量可以通过减少进气节气门的开度而被降低。在一个示例中，进气节气门可以从几乎全部打开的位置被调节到几乎全部闭合的位置(例如，较少打开的位置)。在本文中，控制器可以将控制信号发送到被耦接到进气系统中的进气节气门的机电致动器，以将进气节气门从几乎全部打开的位置转动到几乎全部闭合的位置。在另一个示例中，进气节气门的开度可以通过将进气节气门从完全打开的位置移位到在完全闭合和完全打开之间的中间位置而被减小。因此，进气节气门的开度可以在不致动VCT系统以变更气门正时的情况下减少。在本文中，进气节气门的位置可以被变更而不用调节现有的气门重叠。

可选地，在322，可以调节VCT系统以减少进入发动机的进气空气流量。在本文中，可以更改VCT系统，以减少正气门重叠，从而使流过一个或多个汽缸进入排气涡轮的增压的直吹空气量减小。因此，如果发动机状况不允许朝向更加闭合的位置(在该更加闭合的位置处，到发动机的进气气流被减少)改变进气节气门的位置，则可以调节VCT系统。例如，发动机可以以较低的速度(例如，低于速度阈值)和以较高的发动机负荷(例如，高于负荷阈值)操作。在本文中，可以限制或约束节气门位置。作为一个非限制性示例，如果车辆以较低的发动机速度操作，并且进气节气门处于几乎全部闭合的位置，则节气门不可被移动到甚至更加闭合的位置。相反，可以变更气门正时以实现减少的进气空气流量。具体地，可以通过VCT系统调节一个或多个汽缸的进气门和/或进气凸轮正时，以减少进入对应的汽缸的进气空气流量。另外，还可以减少通过(多个)汽缸直吹的增压空气。在本文中，可以更改(例如，减少)一个或多个汽缸中的进气门和排气门之间的正(进气到排气)气门重叠，以减少进入汽缸的进气空气流量，并且减少直吹的增压空气。

虽然在例程300中未示出，但是HP-EGR也可以响应于在涡轮前区域检测到过大的排气压力而被减少。在本文中，除了调节进气节气门的位置之外，还可以减少(例如，通过减少图1中的HP-EGR阀86的开度)和/或中断HP-EGR流量。应当理解，相对于经由闭合进气节气门减少进气空气流量，减少HP-EGR流量可以对涡轮前排气压力具有较缓慢的效果。

另外，在324，例程300包括维持增压水平。因此，可以维持增压水平，同时降低进气空气流量。在326，可以减少废气门的开度以保持增压水平。作为一个示例，可以将废气门从几乎全部打开的位置调节到完全闭合的位置，使得较高的排气量能够旋转排气涡轮。可替换地，可以将废气门从几乎全部闭合的位置移动到完全闭合的位置。在另一个示例中，可以将废气门从较少闭合的位置移位到几乎全部闭合的位置。额外地或可替换地，在328处，可以将CRV调节到使CRV的开度减小的位置。例如，可以将CRV从几乎全部打开的位置调节到完全闭合的位置。在另一个示例中，可以将CRV从几乎全部闭合的位置转换到完全闭合的位置，使得较低量的压缩空气经由压缩机旁通通道被转移远离进气节气门。在另一个示例中，可以将CRV从较少闭合的位置移位到几乎全部闭合的位置。

其次，在330，可以起动计时器以监视从减少进气空气流量时的持续时间。具体地，可以监视自减少进气节气门的开度以来的持续时间。可选地，可以跟踪自经由调节气门正时而减少进气空气流量以来的持续时间。计时器可以监视自减少进气节气门的开度以来燃烧事件的数量。在另一个示例中，计时器可以监视自减少进气空气流量以来的车辆行驶的持续时间。在另一个示例中，计时器可以监视车辆行驶的距离。在332，例程300可以确定是否已经逝去阈值持续时间Thr_D。在一个示例中，阈值持续时间可以是自响应于涡轮前排气压力超过阈值Thr_P而调节进气节气门的开度以来阈值数量的燃烧事件。在另一个示例中，阈值持续时间Thr_D可以是在减少进气空气流量之后车辆行驶的阈值持续时间。例如，车辆行驶的阈值持续时间可以是60秒。在另一个示例中，车辆行驶的阈值持续时间可以是30秒。在另一个示例中，阈值持续时间Thr_D可以是车辆行驶的阈值距离。例如，Thr_D可以是500ft。在另一个示例中，响应涡轮前排气压力超过阈值Thr_P而减少进气节气门的开度之后车辆行驶的阈值距离可以是200ft。

如果在332确定自响应于涡轮前排气压力超过阈值Thr_P而减少进气节气门的开度以来的阈值持续时间没有逝去，则例程300继续到334，以维持进气节气门的减少的开度。因此，控制器可以将信号发送到被耦接到进气节气门的机电致动器，以保持进气节气门处于320所呈现的其位置。然后，例程返回到332。

另一方面，如果在332确定已经逝去阈值持续时间Thr_D，则例程300继续进行到336，以确认涡轮前排气压力是否已经减少到低于阈值Thr_P。如果是，则例程300前进到338，以基于现有的工况调节进气节气门的位置，并且然后结束。换句话说，进气节气门被保持处于减少进气空气流量的位置，直到涡轮前排气压力减少到低于阈值Thr_P。一旦涡轮前排气压力低于阈值，进气节气门就被恢复到现有的发动机工况期望的位置。在一个示例中，如果发动机用较高的增压水平操作，则在338可以增加进气节气门的开度。在另一个示例中，如果发动机用较低的转矩需求操作，则可以将进气节气门调节到更加闭合的位置。因此，可以有这种情形，其中如果进入进气歧管的进气空气流量是现有的发动机状况所期望的，则在338处可以不改变进气节气门的位置。

然而，如果在336处确定涡轮前排气压力仍然高于阈值(Thr_P)，则例程300继续到340以减少增压水平。因此，增压水平可以仅在超出减少的进气空气流量的阈值持续时间之后被减小。相应地，在342，增加废气门的开度，以允许较大比例的废气绕过排气涡轮。在一个示例中，控制器可以将控制信号传送到被耦接到废气门的机电致动器，以将废气门的位置从几乎全部闭合的位置调节到几乎全部打开的位置。在另一个示例中，可以将废气门从完全闭合的位置调节到几乎全部打开的位置。在另一个示例中，可以将废气门从完全闭合的位置移位到完全打开的位置。另外，在344，还增加CRV的开度以将较大部分的压缩空气从压缩机的下游转移到压缩机的上游。因此，响应于甚至在已经逝去阈值持续时间之后涡轮前排气压力仍然高于阈值，除打开废气门之外，还可以打开CRV。控制器可以将控制信号传送到被耦接到CRV的机电致动器，以将CRV的位置从几乎全部闭合的位置调节到几乎全部打开的位置。应当注意到，在其它示例中，可以打开CRV以作为打开废气门以减少涡轮前排气压力和增压水平的可替换方案。通过打开废气门和CRV中的一个或多个(例如，增加开度)，可以使增压水平减小。

其次，在346，例程300维持减少的增压水平直到涡轮前排气压力低于阈值Thr_P。维持减少的增压水平可以包括维持废气门和CRV中的每个的开度增加。具体地，在342和344处达到的废气门和CRV的位置可以被维持直到排气涡轮的上游的排气压力低于阈值。同样地，一旦涡轮前排气压力低于阈值，就可以基于现有的发动机状况调节(例如，恢复)增压水平。更进一步地，一旦涡轮前排气压力低于阈值，就可以基于现有的发动机状况调节进气节气门(和气门正时)。然后，例程300结束。

以该方式，过大的涡轮前排气压力可以被减小，同时减少发动机中失火或爆震等的可能性。进气空气流量可以响应于检测到高于期望的涡轮前排气压力而被减少。首先，可以将进气节气门调节到更加闭合的位置，以减少进入发动机的进气空气流量。如果不能使进气节气门的开度减小，可选地，可以调节气门正时以减少进气空气流量。同时地，可以通过闭合废气门和/或CRV维持增压水平。如果在减少进气空气流量(例如，通过调节进气节气门)之后涡轮前排气压力没有在阈值持续时间内减小，则除减少进气空气流量之外还可以降低增压水平。

应当理解，经由进气节气门进行进气空气流量控制可以产生目标进气歧管压力。另外，由于进气节气门可以很快地控制进气空气流量，所以对进气节气门的调节可以作为对过大的排气压力的主要的纠正动作。与此同时，对气门正时和增压水平的更改可以作为次要的纠正动作，因为这些更改可以对进气空气流量产生较慢的变化。换句话说，经由VCT系统对气门正时进行调节和/或经由增压致动器更改增压水平不可以致使进气空气流量的迅速改变。

图4描绘了基于多个发动机和车辆参数对涡轮前排气压力建模的示例例程400。具体地，控制器诸如控制器12可以基于模型预测涡轮前排气压力而不是经由传感器测量涡轮前排气压力。因此，经由部件减少可以降低成本。例程400将被描述为与图1中所示的发动机系统相关，但是应当理解，类似的例程可以与其它的系统一起使用，而不脱离本公开的范围。基于储存在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(诸如上面参考图1所描述的传感器)接收到的信号，控制器诸如图1的控制器12可以执行用于完成例程400的指令。

在404，例程400包括接收关于发动机空气流量(例如，进气空气流量)、排气流(例如，排气的流率)、火花正时、空气-燃料比、凸轮正时、进气歧管压力(例如，MAP)、进气歧管温度和车辆速度的数据。具体地，控制器可以接收来自各种传感器的输出。例如，可以接收来自MAF传感器的进气空气流量的测量。作为另一个示例，可以接收来自传感器诸如图1的MAT传感器127的进气歧管温度的测量值。

其次，在406，接收关于涡轮后排气压力的额外的输出。在本文中，压力传感器诸如图1中的压力传感器54可以测量存在于排气涡轮的下游的排气压力。另外，在408，例程400包括接收关于排气管道中的微粒过滤器的烟粒负荷的数据。例如，微粒物质传感器诸如图1的传感器162可以传送微粒过滤器(诸如图1中的微粒过滤器72)的负荷的估计。因此，由于较高的微粒过滤器的负荷，可以在排气涡轮的上游产生较高的排气背压。如早前所解释的，微粒过滤器可以捕集烟粒颗粒和/或灰烬颗粒，烟粒颗粒和/或灰烬颗粒可以增加微粒过滤器的负荷。

在410，例程400包括接收增压水平的估计或测量值。例如，控制器可以接收来自节气门入口压力(TIP)传感器(诸如图1的TIP传感器129)的输出作为现有的增压水平的测量。在412，例程400包括基于在404、406、408和410处接收到的数据，对涡轮前排气压力建模。因此，基于微粒过滤器的烟粒负荷、增压水平、涡轮前排气压力、发动机空气流量、进气歧管压力、进气歧管温度、车辆速度、空气-燃料比、排气流、凸轮正时和火花正时，可以预测涡轮前排气压力。

因此，用于发动机的示例方法可以包括响应于涡轮前排气压力大于阈值(诸如例程300的Thr_P)，调节进气节气门，而不减少增压水平并且同时保持气门正时。因此，涡轮前排气压力可以是预测的压力，并且涡轮前排气压力可以基于涡轮后排气歧管压力而被建模。另外，排气压力传感器可以估计涡轮后排气歧管压力。发动机可以包括被耦接在涡轮增压器涡轮的下游的烟粒过滤器，并且涡轮前排气压力可以基于烟粒过滤器的烟粒负荷和增压水平而被进一步建模。还有，涡轮前排气压力可以基于发动机空气流量、排气流、火花正时、空气-燃料比、凸轮正时、歧管温度、歧管压力和车辆速度中的一个或多个而被建模。

应当注意到，调节可以包括减少进气节气门的开度直到涡轮前排气压力低于阈值，其中阈值基于强迫打开闭合的排气门所需的压力。调节可以包括减少进气节气门的开度达阈值持续时间，并且在阈值持续时间之后响应于涡轮前排气压力仍然大于阈值，通过调节排气废气门减少增压水平。可替换地或额外地，还可以调节压缩机再循环阀(CRV)。调节可以进一步包括减少进气节气门的开度，同时闭合排气废气门。调节还可以包括减少进气节气门的开度，同时闭合CRV以维持增压水平。发动机可以被耦接在车辆(诸如图1的车辆系统6)中，并且阈值持续时间可以包括阈值数量的发动机燃烧事件、车辆行驶的阈值持续时间和车辆行驶的阈值距离花费的时间中的一个。通过调节排气废气门减少增压水平可以包括增加排气废气门的开度，以减少增压水平，直到涡轮前排气压力低于阈值。如例程300中所示，除增加废气门的开度之外，或者作为增加废气门的开度的可替换的方案，还可以通过增加CRV的开度以减少增压水平。

现在转到图5，所示的示例映射图500例示响应过大的排气压力，对被包括在车辆中的发动机(诸如图1的发动机系统100)的进气节气门的调节。因此，映射图500将被描述为与图1中所示的系统相关。映射图500在曲线502处描绘了涡轮前排气压力、在曲线504处描绘了烟粒过滤器(诸如图1的烟粒过滤器72)的负荷、在曲线506处描绘了进气空气流量、在曲线508处描绘了进气节气门的位置、在曲线510处描绘了增压压力、在曲线512处描绘了废气门的状态(例如，打开的、闭合的或于其间)和在曲线514处描绘了踏板位置(PP)。线501代表涡轮前排气压力的阈值Thr_P，而线503代表烟粒过滤器的负荷阈值。同样地，线503被示出以阐明涡轮前排气压力的上升，并且负荷阈值可以使用或者可以不使用而不脱离本公开的范围。沿着x轴随着时间示出所有的曲线。另外，时间从x轴的左边朝向右边增加。注意，例如，与曲线图上的公共时间(诸如在时间t1)对准的要素可以同时发生，例如包括其中一个参数增加，而另一个参数减小。

在t1之前(例如，在t0和t1之间)，发动机可以操作在未增压状态下，其中加速器踏板被释放(曲线514)。例如，发动机可以是怠速的。废气门可以是几乎全部打开的(例如，在完全打开的位置)，使得大量排气能够绕过排气涡轮。进气节气门可以是显著闭合的(例如，在完全闭合的1％内)，并且可以存在额定的进气空气流量。因此，在发动机怠速时，可以存在相当低的进气空气流率(曲线506)。排气涡轮的上游的排气压力(曲线502)可以是较低的，而烟粒过滤器的负荷可以是中等高的。

在t1，当车辆驾驶员发起踩加速器踏板事件时，踏板被完全踩下。由于踩加速器踏板并且响应于踩加速器踏板，转矩需求(未示出)可以突然上升，在t1之前，将进气节气门从几乎全部闭合的位置调节到更加打开的位置。作为示例，在t1处，可以将进气节气门调节到完全打开的位置，使得进入发动机的进气空气流量可以显著增加。额外地，响应踩加速器踏板事件，将废气门从t0处的更加打开的位置调节到t1处的几乎全部闭合的位置。因此，增压压力在t1之后稳定上升，进而导致涡轮前排气压力逐渐增加。如早前参考图4所描述的，除其它参数之外，涡轮前排气压力可以基于增压水平，以及烟粒过滤器的负荷。在t1和t2之间进入烟粒过滤器中的额外的排气流量致使烟粒过滤器的负荷增加。随着烟粒过滤器的负荷增加，涡轮前排气压力同时上升，并且在t2处与阈值(线501)相交。同样地，在t2处，烟粒过滤器负荷也超出的负荷阈值(线503)。

因此，在t2，响应于涡轮前排气压力的增加高于阈值(线501)，可以减少进气空气流量。为了减少进气空气流量，在t2，通过将进气节气门从t1处的更加打开的位置移位到t2处的较少打开的位置，使进气节气门的开度减小。减少进气节气门的开度可以相对快地降低进气空气流量，如曲线506中的t2处所示。因此，进气空气流量随着进气节气门的开度的减小立即减少。同时，在t2处，通过减小废气门的开度维持期望的增压水平。例如，废气门可以从t1处的几乎全部闭合的位置被调节到t2处的完全闭合的位置。在另一个示例中，废气门可以从在完全打开和完全闭合之间的中间位置被转换到相对更加闭合的位置。因此，来自发动机的所有排气可以被引导到排气涡轮。虽然未示出，但是还可以将压缩机旁通阀(或压缩机再循环阀)调节到更加闭合的位置，以维持增压水平。因此，增压压力在t2和t3之间可以不变化。

在映射图500中所示的阈值持续时间T_D内，可以将进气节气门维持在t2的其更加闭合的位置。T_D可以与例程300的Thr_D相同。阈值持续时间可以是在t2和t3之间的持续时间。另外，阈值持续时间可以是阈值数量的发动机燃烧事件、车辆行驶的阈值持续时间和车辆行驶的阈值距离所花费的时间中的一个。

进气空气流量的减少可以降低涡轮前排气压力，如t2和t3之间所示。另外，在t3处，涡轮前排气压力减少到低于阈值。由于在阈值持续时间T_D内涡轮前排气压力减小到低于阈值，所以增压水平可以被维持在期望的水平。另外，响应于涡轮前排气压力在t3处减少到低于阈值，在t3处可以将进气节气门从t2处的其更加闭合的位置调节到基于现有工况的位置。如图所示，在t3，踏板仍然被完全踩下。因此，在t3处，可以将进气节气门调节到完全打开的位置，使得进气节气门的开度增加，并且导致进气空气流量对应的增加。另外，通过将废气门从t2处呈现的完全闭合的位置移位到几乎全部闭合的位置可以增加废气门的开度。换句话说，废气门可以从较少打开的位置被调节到更加打开的位置。因此，由于现有的发动机状况继续包括较高的增压压力，所以废气门的位置可以被恢复到在t1处的位置。

在t4，当前发动机循环(例如，从t0直到t4)结束。在t4和t5之间，可以发生多个不同的发动机循环。因此，t5和t8之间的发动机循环可以发生在自t4的相当大的持续时间之后。在t4和t5之间，烟粒过滤器可能已经被再生，使得在t5处其负荷大约与在t0处的负荷相同。另外，发动机可以以中等高增压水平进行操作，其中踏板被几乎完全踩下。详细地说，在t5处期望的增压压力可以稍微低于在t1和t4之间期望的增压压力。类似地，t1处的踏板位置可以比t5处的踏板位置踩下得更多。废气门可以处于更加闭合的位置，以实现中等较高的增压压力水平。此外，进气节气门可以几乎全部打开，以允许较高的进气空气流量。然而，由于期望的增压水平低于t1和t4之间的期望的增压水平，所以进气空气流量可以稍微低于从t1到t2提供的进气空气流量。

在t5和t6之间，烟粒传感器的负荷朝向负荷阈值增加，并且在t6达到负荷阈值。中等较高的增压压力和较高的烟粒过滤器的负荷可以致使涡轮前排气压力在t6处增加得高于阈值(线501)。其它发动机参数也可以影响涡轮前排气压力的上升。响应于涡轮前排气压力高于阈值，在t6处，进气节气门被调节到相对于t5处的进气节气门位置更加闭合的位置。在t6，进气节气门的开度的减小导致进气空气流量的减少。另外，通过在t6处将废气门调节到相对于t5处的位置的更加闭合的位置，可以将增压压力维持在期望的水平。

在t6和t7之间，可以逝去阈值持续时间。然而，甚至在t7处经过阈值持续时间T_D之后，涡轮前排气压力仍然高于阈值。因此，在t7处通过调节废气门减少增压水平。具体地，通过增加废气门的开度可以使增压水平减小。如图所示，废气门被从更加闭合的位置朝向更加打开的位置(或较少闭合的位置)调节。在另一个示例中，废气门可以从完全闭合的位置被转换到更加打开的位置。除调节废气门之外(或作为可替换的方案)，还可以增加CRV的开度以减少增压水平。随后的增压水平的减少帮助降低涡轮前排气压力，并且在t8处，涡轮前排气压力减小到低于阈值(线501)。因此，基于现有的发动机状况，进气节气门、废气门和CRV都可以被调节到其它位置。如图所示，由于踏板位置仍然被大部分踩下，所以在t8处，进气节气门被恢复到t5的其几乎全部打开的位置。另外，在t8处，废气门被调节到更加闭合的位置，使废气门的开度减小。虽然未示出，但是响应于在t8处涡轮前排气压力减少到低于阈值和踏板位置，还可以使CRV的开度减小。因此，可以保持降低的增压水平，直到涡轮前排气压力低于阈值。其后，可以根据现有的发动机状况调节增压致动器。

图6描绘了映射图600，其说明了经由对进气节气门位置和进气门与排气门之间的正气门重叠进行一种或多种更改以对进气空气流量调节。因此，映射图600将被描述为与图1中所示的系统相关。映射图600在曲线602处描绘了涡轮前排气压力、在曲线604处描绘了烟粒过滤器(诸如图1的烟粒过滤器72)的负荷、在曲线606处描绘了进气空气流量、在曲线610处描绘了进气节气门的位置、在曲线614处描绘了正气门重叠、在曲线616处描绘了发动机负荷、在曲线618处描绘了发动机速度(Ne)以及在曲线620处描绘了踏板位置(PP)。线601代表涡轮前排气压力的阈值Thr_P，而线603代表烟粒过滤器的负荷阈值。同样地，线603被示出以阐明涡轮前排气压力的上升，并且负荷阈值可以被使用或者不被使用而不脱离本公开的范围。线613代表阈值负荷，线615代表第一速度阈值，并且线617代表第二速度阈值。因此，如所描绘的，第二速度阈值可以低于第一速度阈值。沿着x轴随着时间示出所有的曲线。另外，时间从x轴的左边朝向右边增加。注意，例如，与曲线图上的公共时间(诸如在时间t1)对准的要素同时发生，包括例如其中一个参数增加，而另一个参数减小。

还应当注意到，如早前参考图1所描述的，在曲线614处的正气门重叠代表正进气到排气门重叠。同样地，当进气门和排气门同时打开较长的持续时间时，给定的汽缸的进气门和排气门之间的正气门重叠可以是较高的。当进气门和排气门同时打开较短的持续时间时，进气门和排气门之间的正气门重叠可以是较低的。在一些示例中，较低的正气门重叠还可以指示负气门重叠。

在t0处，踏板位置(例如，加速器踏板)可以被完全释放，并且发动机可以是怠速的(如曲线618所示处于怠速速度)。例如，冷发动机起动可能已经发生。在t0和t1之间的发动机怠速期间，因为进气节气门可以处于更加闭合的位置，并且发动机负荷可以是较低的，所以进气空气流量可以是较低的。正气门重叠可以是较高的以加快达到催化剂起燃温度。同样地，发动机可以正在操作，使得一个或多个汽缸中的(多个)进气门和(多个)排气门同时打开(例如，在排气冲程和随后的进气冲程之间)，以允许进气空气直吹一个或多个汽缸到排气管道。在t0处，烟粒过滤器的负荷可以是中等高的，并且在发动机怠速期间，涡轮前排气压力可以是较低的。

在t1，当踏板被完全踩下时，发生踩加速器踏板事件。响应于踩加速器踏板事件，发动机速度急剧上升并且发动机负荷增加。因此，现在发动机速度可以高于第一速度阈值(线615)。然而，发动机负荷仍然低于阈值负荷(线613)。为了提供期望的转矩需求，进气节气门被移位到相对于怠速时的位置更加打开的位置。例如，现在进气节气门可以完全打开(从几乎全部闭合的位置)，以实现较高的进气空气流率。因此，如曲线606描绘的，进入发动机的进气空气流量响应于增加的进气节气门的开度而很快地增加。正气门重叠(经由从控制器到VCT系统的控制信号)被维持在其较高的设置处，以加快用于踩加速器踏板事件的涡轮旋转加速以及实现催化剂起燃。在t1处，较高的正气门重叠可以使得压缩的进气空气能够从压缩机的下游经由汽缸被引导到排气涡轮的上游，以提供附加的质量流量来使排气涡轮旋转加速。一旦已经实现涡轮增压器加速，就可以减少正气门重叠，如在609处所示。然而，如由踏板位置和较高的发动机速度所描绘的，较高的转矩需求可以继续。在t1和t2之间，较高的转矩需求可以产生涡轮前排气压力的逐渐增加。当发动机操作在t1和t2之间继续时，烟粒过滤器的烟粒负荷稳定增加直到t2，达到负荷阈值。还有，随着烟粒负荷增加，在t2处，涡轮前排气压力同时上升到与阈值(由线601代表的Thr_P)相交。

响应于涡轮前排气压力高于阈值，可以减少进气空气流量。为了以更快的速率减少进气空气流量，可以调节进气节气门以向进气空气提供减少的开度。具体地，进气节气门被从t1处的更加打开的位置移位到在t2处的更加闭合的位置。作为示例，可以将进气节气门从较少闭合的位置调节到更加闭合的位置。作为另一个示例，在t2处，可以将进气节气门从完全打开的位置移动到完全打开和完全闭合之间的中间位置。在本文中，当发动机速度高于第一速度阈值时，仅可以调节进气节气门以抑制过大的排气压力。另外，一旦已经完成涡轮增压器加速，正气门重叠就可以是较低的。因此，维持正气门重叠(在609处重叠)，并且因此在t2处，既不可以改变进气门正时，也不可以改变进气凸轮正时。如早前所提到的，气门正时更改可以对进气空气流量具有较慢的响应，并且因此可以被用作次要的纠正动作(例如，只是在发动机状况不允许对进气节气门位置进行改变时)。

响应于t2和t3之间进气空气流量的减少，涡轮前排气压力逐渐减小，使得在t3处涡轮前排气压力被降低到低于阈值。因此，在t3处，进气节气门可以返回到其先前的位置(例如，在t1处的位置)，而正气门重叠可以被降低，因为催化剂已经达到起燃温度。在涡轮前排气压力减少到低于阈值时，基于现有的发动机状况，可以将进气节气门调节到不同的位置。在t4处，开始于t0的发动机驱动循环结束。

在t4和t5之间，长的持续时间可以随后发生，其中可以发生多个不同的发动机驱动循环。在t5处，不同的发动机驱动循环可以发生，其中踏板位置被踩下，但是没有如t1和t4之间被完全踩下。在本文中，发动机速度可以低于第二速度阈值(线617)，但是发动机负荷可以高于负荷阈值(线613)。例如，可以激活空调。另外，正气门重叠可以是中等的。还有，当进气节气门处于大约中间打开(或半闭合的)(例如，处于完全打开和完全闭合之间的中间)以实现期望的发动机速度和负荷时，进气空气流量可以是处于中级水平(曲线610)。烟粒过滤器上的烟粒负荷较高，并且排气涡轮的上游的排气压力较低。在t5和t6之间，维持(例如，不改变)踏板和进气节气门的位置，但是随着发动机操作烟粒负荷继续增加。因此，在t6处，涡轮前排气压力上升并且超出阈值。

基于在t6处踏板位置、高于负荷阈值(线613)的发动机负荷和低于第二速度阈值(线617)的发动机速度中的每个，被定位为半打开的进气节气门可以将期望的进气空气流量提供到发动机中。在本文中，发动机状况(例如，踏板位置)可以不允许进气节气门的开度的减少。因此，不可以响应于涡轮前排气压力超过阈值将进气节气门调节到更加闭合的位置，以减少进气空气流量。因此，可以在t6处发起减少正气门重叠的次要纠正动作，以减少进气空气流量。如曲线614所示，在t6处，通过调节进气门正时、进气凸轮正时、排气门正时和排气凸轮正时中的一个或多个，正气门重叠可以被降低。因此，可以减小从压缩机的下游到排气管道的压缩(或增压)空气的直吹量，使得减少进入发动机的进气空气流量。应当理解，对正气门重叠的调节对于响应涡轮前排气压力超过阈值调节进气节气门可以是次要的。

应当理解，如果发动机状况允许在t6处改变进气节气门位置，则可以通过对进气节气门和正气门重叠的调节的组合来减少进气空气流量。如在t6和t7之间的虚线615(相对于实线614)所示，正气门重叠可以被减少较小的量。同时，如在t6和t7之间的虚线613所示，进气节气门的开度可以被减少到较小的程度(相对于t2处开度的减小)。在本文中，进气节气门可以从更加打开的位置(例如，从完全打开的位置)被调节到更加闭合的位置。更改的组合可以减少进气空气流量较高的量，如t6和t7之间的虚线607所指示的。

在另一个示例中，在t6之前，如果发动机速度高于第二速度阈值，但是低于第一速度阈值，如曲线619(小虚线)所示，并且发动机负荷高于负荷阈值，则在t5和t6之间进气节气门可以处于稍微更加打开的位置，如曲线611(小虚线)所示。因此，曲线611描绘了假如发动机速度在第一速度阈值和第二速度阈值之间(如曲线619所示)时进气节气门的位置的变化。曲线605(小虚线)描绘了假如进气节气门位置处于曲线611所示的位置时进气空气流量的变化。由于发动机速度在第一速度阈值和第二速度阈值之间，所以进入发动机的进气空气流量可以高于(在t5和t7之间的曲线610)当发动机速度低于第二阈值(在t5和t7之间的曲线618)时的进气空气流量。在这种情况下，可以并行调节进气节气门和正气门重叠中的每个，以减轻在t6处观察到的过大的排气压力。因此，在t6处，通过在t6将进气节气门从t5处的位置(曲线611)调节到更加闭合的位置可以减少进气空气流量。可以同时减少正气门重叠以使进气空气流量减小(如曲线614所示)。

因此，在第一状况(例如，当发动机速度高于第一阈值)期间，响应于涡轮前排气压力高于Thr_P，只有进气节气门可以被调节以减少进气空气流量。在第二状况期间，诸如当发动机速度低于第二阈值且发动机负荷高于负荷阈值时，只有正气门重叠可以被用于减小进气空气流量。在第三状况期间，诸如当发动机速度在第一速度阈值和第二速度阈值之间时同时发动机负荷高于负荷阈值，可以组合使用进气节气门和正气门重叠以减少进气空气流量。返回到映射图600，在t6处响应正气门重叠的减少，进气空气流量可以被逐渐减少(例如，与在t2处对进气节气门开度进行调节的更快的响应相反)，如t6和t7之间的曲线606所示。另外，在t7处，涡轮前排气压力也可以减小并且下降到阈值以下。因此，在t7处，可以基于现有的发动机状况调节各种致动器。作为示例，正气门重叠可以从t6和t7之间的正气门重叠(实线)被稍微增加。响应正气门重叠增加，在t7处，进气空气流量可以增加(尽管是逐渐增加)。

因此，示例发动机系统可以包括发动机，该发动机包括进气装置和排气装置；发动机汽缸，该发动机汽缸包括进气门和排气门；涡轮增压器，该涡轮增压器用于提供增压的进气气流，该涡轮增压器包括排气涡轮；进气节气门；排气废气门；用于调节进气门正时的进气凸轮；微粒过滤器，该微粒过滤器耦接在涡轮的下游；以及压力传感器，该压力传感器耦接在涡轮的下游。在前述示例中，示例系统可以额外地或可选地还包括具有储存在非暂时存储器上的计算机可读指令的控制器，该控制器用于：操作具有增压操作且具有正气门重叠的发动机，以便使一些增压空气从发动机进气装置经由发动机汽缸直吹到发动机排气装置；基于微粒过滤器的烟粒负荷，估计涡轮增压器涡轮的上游的排气压力；以及如果所估计的排气压力大于阈值，则减少经由进气节气门的进气空气流量和直吹的增压空气量的一个或多个。在前述示例中的任一个或所有中，减少可以额外地或可选地包括：当发动机速度高于第一速度阈值时，仅减少经由进气节气门的进气空气流量；当发动机速度低于第二速度阈值且发动机负荷高于负荷阈值时，仅减少直吹的增压空气量；以及当发动机速度在第一速度阈值和第二速度阈值之间且发动机负荷高于负荷阈值时，减少经由进气节气门的进气空气流量和直吹的增压空气量中的每个。另外，在前述示例中的任一个或所有中，减少直吹的增压空气量可以额外地或可选地包括调节进气凸轮的正时，以减少进气门和排气门之间的正气门重叠。

在另一个示例实施例中，用于发动机的方法可以包括：用微粒过滤器处理发动机排气，微粒过滤器被定位在涡轮增压器涡轮的下游；基于微粒过滤器的烟粒负荷，估计涡轮增压器涡轮的上游的排气压力；以及如果所估计的排气压力大于阈值，则减少进气空气流量。在前述示例中，阈值可以额外地或可选地基于强迫打开排气门的压力，否则排气门被闭合。另外，在前述示例中的任一个或所有中，阈值还可以额外地或可选地基于在发动机的寿命期间排气门的弹簧磨损。额外地，在前述示例中的任一个或所有中，阈值还可以额外地或可选地基于发动机速度和进气歧管压力中的一个或多个。还有，在前述示例中的任一个或所有中，阈值可以额外地或可选地基于凸轮正时。同样地，在前述示例中的任一个或所有中，减少进气空气流量可以额外地或可选地包括，在第一状况期间，经由对进气节气门开度的调节减少进气空气流量，并且在第二状况期间，经由对进气门和/或进气凸轮正时的调节减少进气空气流量。

用于发动机的示例方法可以包括响应于涡轮前排气压力大于阈值，调节进气节气门而不减少增压水平，并且同时保持气门正时。在前述示例中，涡轮前排气压力可以额外地或可选地是预测的压力。在前述示例中的任一个或所有中，基于涡轮后排气歧管压力，可以额外地或可选地对涡轮前排气压力进行建模。在前述示例中的任一个或所有中，发动机可以额外地或可选地包括被耦接在涡轮增压器涡轮的下游的烟粒过滤器，并且其中涡轮前排气压力可以基于烟粒过滤器的烟粒负荷和增压水平而被额外地或可选地进一步建模。在前述示例中的任一个或所有中，涡轮前排气压力可以基于发动机空气流量、排气流、火花正时、空气燃料比、凸轮正时、歧管温度、车辆速度和歧管压力中的一个或多个而被额外地或可选地进一步建模。在前述示例中的任一个或所有中，涡轮后排气歧管压力可以由排气压力传感器额外地或可选地估计。在前述示例中的任一个或所有中，调节可以额外地或可选地包括减少进气节气门的开度直到涡轮前排气压力低于阈值，该阈值基于强迫打开闭合的排气门所需的压力。在前述示例中的任一个或所有中，调节可以额外地或可选地包括减少进气节气门的开度达阈值持续时间，并且在所述阈值持续时间之后响应于涡轮前排气压力仍然大于阈值，通过调节排气废气门额外地或可选地减少增压水平。在前述示例中的任一个或所有中，调节可以额外地或可选地进一步包括减少进气节气门的开度，同时使排气废气门闭合。在前述示例中的任一个或所有中，发动机可以额外地或可选地被耦接在车辆中，并且其中阈值持续时间可以额外地或可选地包括阈值数量的发动机燃烧事件、车辆行驶的阈值持续时间和车辆行驶的阈值距离花费的时间中的一个。在前述示例中的任一个或所有中，通过调节排气废气门减少增压水平可以额外地或可选地包括增加排气废气门的开度，以减少增压水平，直到涡轮前排气压力低于阈值。

这样，可以降低高于期望的排气压力。降低过大的排气压力的技术效果是：当排气门完全闭合时，不会强迫打开汽缸的排气门。因此，可以减少诸如失火、预点火等问题。响应过大的排气压力，通过调节进气节气门以减少进气空气流量，可以发起更快的减轻动作。还有，在减少进气空气流量时通过致动一个或增压致动器可以维持增压水平。通过将增压水平维持在期望的水平，可以提高驾驶性能并且不会使车辆驾驶员体验退化。

注意，本文中包括的示例控制和估计例程可以与各种发动机和/或车辆系统构造一起使用。本文中公开的控制方法和例程可以作为可执行的指令被存储在非暂时存储器中，并且可以由包括与各种传感器、致动器和其它发动机硬件组合的控制器的控制系统完成。本文中所描述的具体例程可以代表任何数量的处理策略诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等中的一个或多个。同样地，可以以所例示的顺序、并行地或在一些情况下省略地实行所例示的各种动作、操作和/或功能。同样地，处理的次序不是实现本文所描述的示例实施例的特征和优势所必须的，而是为了便于例示和描述而被提供。可以根据要使用的特定的策略，反复实行所例示的动作、操作和/或功能中的一个或多个。另外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形化表示成待被编程到发动机控制系统中的计算机可读储存介质的非暂时存储器中的代码，其中所述动作可以通过执行包括与电子控制器组合的各种发动机硬件部件的系统中的指令来完成。

应当理解，本文所公开的构造和例程本质上是示例性的，并且因为许多变化是可能的，所以这些具体实施例不被认为有限制意义。例如，上面的技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和构造、以及其他特征、功能和/或属性的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

以下权利要求特别地指出被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以是指“一个”要素或“第一”要素或其等价物。这样的权利要求应该被理解为包括一个或多个这样的要素的合并，既不要求也不排斥两个或更多这样的要素。可以通过修正本发明的权利要求或在本申请或相关申请中提出新的权利要求来要求对所公开的特征、功能、要素和/或属性的其他组合和子组合进行保护。无论与原始权利要求的范围相比更宽、更窄、相同，还是不同，这样的权利要求都被认为包括在本公开的主题内。