用于专用EGR汽缸气门控制的系统和方法
阅读：217发布：2020-08-14
专利汇可以提供用于专用EGR汽缸气门控制的系统和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及用于专用EGR汽缸气 门 控制的系统和方法，公开了用于改进高排气稀释的 发动机 中的燃烧的系统和方法。该方法和系统可以被提供在包含相对于其他汽缸气门独立控制汽缸气门的发动机内。，下面是用于专用EGR汽缸气门控制的系统和方法专利的具体信息内容。
1.一种发动机操作方法，其包括：
响应于驾驶员需求扭矩的增加，减小向发动机的汽缸提供外部排气再循环的一个或多个专用EGR汽缸的排气流，以及
响应于增压压力达到阈值压力，增加向所述发动机的汽缸提供外部排气再循环的所述一个或多个专用EGR汽缸的排气流。
2.根据权利要求1所述的方法，其中减小向发动机的汽缸提供外部排气再循环的一个或多个专用EGR汽缸的排气流包含从向所述发动机的汽缸提供外部排气再循环的所述一个或多个专用EGR汽缸的进气冲程下止点延迟进气门关闭时间。
3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括增加向所述发动机的汽缸提供外部排气再循环的所述一个或多个专用EGR汽缸的直吹。
4.根据权利要求3所述的方法，其中通过增加进气门打开和排气门打开时间重叠来增加直吹。
5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括响应于驾驶员需求扭矩的降低，调整向所述发动机的汽缸提供外部排气再循环的所述一个或多个专用EGR汽缸的气门正时，以便增加向所述发动机的汽缸提供外部排气再循环的所述一个或多个专用EGR汽缸的直吹。
6.一种用于发动机的方法，其包括：
将来自多缸发动机中的一个或多个专用EGR汽缸的排气外部再循环到发动机进气道；
以及
在发动机怠速期间，在相对于曲轴的第一正时/方位处以可变气门正时操作所述一个或多个专用EGR汽缸；以及
响应于在发动机怠速中踩加速器踏板，将所述一个或多个专用EGR汽缸的可变气门正时转变成相对于所述曲轴的第二正时/方位，以便减小涡轮增压器迟滞。
7.根据权利要求6所述的方法，其中除了所述一个或多个专用EGR汽缸之外的所述发动机的汽缸的气门正时相对于所述曲轴被调整到不同正时。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述第二正时/方位相对于所述第一正时/方位减小了通过所述一个或多个专用EGR汽缸的流量。
9.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括响应于增压压力达到阈值压力而调整所述一个或多个专用EGR汽缸的排气流。
10.根据权利要求9所述的方法，其中来自所述一个或多个专用EGR汽缸的排气被输送到涡轮增压器压缩机上游的位置，并且其中其他发动机汽缸的排气没有被输送到所述涡轮增压器压缩机上游的所述位置。
11.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括响应于驾驶员需求扭矩的降低而增加所述一个或多个专用EGR汽缸的直吹。
12.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括响应于所述踩加速器踏板而打开所述一个或多个专用EGR汽缸的旁通阀。
13.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括响应于发动机增压压力大于阈值压力而关闭所述一个或多个专用EGR汽缸的所述旁通阀。
14.一种车辆系统，其包括：
发动机；
第一可变气门调整设备，其耦接到所述发动机并且操作第一汽缸的气门；
第二可变气门调整设备，其耦接到所述发动机并且操作第二汽缸的气门；
通道，其将所述第一汽缸的排气侧流体地耦接到所述发动机的进气道，所述通道没有将其他发动机汽缸的排气侧流体地耦接到所述进气道；以及
控制器，其包含非临时指令以便响应于松加速器踏板而增加所述第一汽缸的直吹，响应于踩加速器踏板而降低所述第一汽缸的容积效率，并且响应于增压压力在所述踩加速器踏板的期间增加所述第一汽缸的容积效率。
15.根据权利要求14所述的车辆系统，其进一步包括额外的指令以便在发动机怠速条件下踩加速器踏板期间降低所述第一汽缸的容积效率。
16.根据权利要求14所述的车辆系统，其进一步包括额外的指令以便在发动机循环期间以与所述第二汽缸的气门不同的正时操作所述第一汽缸的气门。
17.根据权利要求14所述的车辆系统，其进一步包括所述第一汽缸的旁通阀以及用于响应于踩加速器踏板而打开所述旁通阀的进一步的指令。
用于专用EGR汽缸气门控制的系统和方法
技术领域
背景技术
[0002] 发动机可以与一个或多个专用EGR汽缸(比如，对其排气流量(没有来自其他汽缸的排气)的至少一部分进行导向以将外部EGR提供给发动机汽缸的汽缸)一起操作，所述专用EGR汽缸将它们的全部排气导向到其他发动机汽缸的进气，即外部排气再循环(EGR)。这种布置可以允许发动机以更高水平的排气稀释进行操作。结果，发动机泵送功可以被减少并且发动机效率可以被提高。但是，因为进气稀释可以限制或减少发动机扭矩，故包含有这种通道的发动机不可以如期望地响应增加发动机扭矩输出的请求。
发明内容
[0003] 本发明人已经认识到了操作高稀释发动机的上述缺点，并且已经开发出了发动机操作方法，其包括：减少一个或多个专用EGR汽缸的排气流量，从而响应于驾驶员需求扭矩的增加而将外部排气再循环提供给发动机的汽缸。
[0004] 通过减少专用EGR汽缸的排气流量，从而将外部排气再循环提供给发动机的剩余汽缸，可以改进发动机的扭矩响应。具体地说，因为如果在驾驶员需求扭矩增加期间限制排气再循环，则可以获得额外进气(比如，空气和燃料)的汽缸容积，所以可以改进从一个或多个专用EGR(Dedicated EGR)汽缸供应排气的发动机汽缸的扭矩产生。此外，如果发动机是涡轮增压的，则由于在驾驶员需求扭矩的增加期间可以增加来自剩余汽缸的排气能量，所以涡轮增压器迟滞可以被减少。
[0005] 本发明可以提供若干优点。例如，该途径可以减少涡轮增压器迟滞。而且，该途径可以改进发动机扭矩响应。更进一步地，该途径可以允许发动机在已经达到增压的阈值量后操作得更有效率，进而在额外的增压可以被更容易地提供给发动机之后增加发动机效率。
[0007] 应该理解的是上述内容被提供以便用简化的形式引入选择的概念，所述概念将在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确认了要求保护的关键或必要特征，要求保护的主题的范围由所附权利要求书唯一地限定。而且，要求保护的主题不局限于解决了上文或本公开其他部分内指出的任何缺点的实施方式。
附图说明
[0008] 当被单独拿出或者参考附图时，通过阅读实施例(在此被称为具体实施方式)的示例，将可以更加全面地理解本文所述的优点，其中：
[0009] 图1是发动机的示意图；
[0010] 图2-3显示了可以以更高的EGR流速展示出改进的燃烧稳定性的发动机的示例变化；
[0011] 图4是根据图5和图6中的方法所述的示例发动机操作顺序；
[0012] 图5和图6显示了用于操作包含DEGR汽缸的发动机的示例方法。
具体实施方式
[0013] 本说明书涉及操作具有高度稀释的汽缸混合物的发动机。使用再循环排气可以稀释发动机汽缸混合物，所述再循环排气是燃烧空气燃料混合物的副产品。再循环排气可以被称为EGR。图1-3显示了示例发动机配置，其可以以更高的汽缸进气稀释水平操作以改进发动机效率。根据图5和图6中所示的方法，发动机可以如图4中的顺序所示地进行操作。
[0014] 参考图1，内燃发动机10，包括图2和图3中所示的多个汽缸，其中的一个汽缸在图1中被显示，其受电子发动机控制器12控制。发动机10包含燃烧室30和汽缸壁32，汽缸壁32具有被定位在其内并且被连接到曲轴40的活塞36。燃烧室30被显示为经由各自的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可以经由进气凸轮51和排气凸轮53相对于其他汽缸的气门独立地操作。进气门调节器85相对于曲轴40的方位提前或延迟进气门52的相位。此外，进气门调节器85可以增加或降低进气门升程量。排气门调节器83相对于曲轴40的方位提前或延迟排气门54的相位。进一步地，排气门调节器83可以增加或降低排气门升程量。
[0015] 进气凸轮51的方位可以通过进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的方位可以通过排气凸轮传感器57确定。在燃烧室30是DEGR汽缸的部件的情况中，气门52和54的正时和/或升程量可以独立于其他发动机汽缸内的气门而被调整，从而在同一发动机循环期间，DEGR汽缸的汽缸进气可以相对于其他发动机汽缸的汽缸进气而被增加或降低。用这种方式，供应给发动机汽缸的外部EGR可以超过包含唯一DEGR汽缸的四汽缸发动机的汽缸进气质量的百分之二十五。而且，除了EGR汽缸之外的汽缸的内部EGR量可以通过调整那些各自汽缸的气门正时而独立于DEGR汽缸被调整。
[0016] 燃料喷射器66被显示定位为将燃料直接喷射进汽缸30内，这被本领域技术人员称为直接喷射。可替换地，燃料可以被喷射到进气端口，这被本领域技术人员称为进气道喷射。进气歧管44被显示为与可选的电子节气门62连通，电子节气门62调整节流板64的方位以控制从增压室46到进气歧管44的气流。在一些示例中，节气门62和节流板64可以被定位在进气门52和进气歧管44之间，使得节气门62是进气道节气门。压缩机162将来自空气进气道42的空气供应给增压室46。压缩机162通过轴161被驱动，轴161被机械耦接到涡轮164。压缩机旁通阀158可以被选择性地操作以减小增压压力。废气门72可以被选择性地打开和关闭以控制涡轮164的转速。
[0017] 驾驶员需求扭矩可以根据加速器踏板传感器134感测的加速器踏板130的方位而确定。当驾驶员的脚132操作加速器踏板130时，指示驾驶员需求扭矩的电压或电流被从加速器踏板传感器134中输出。
[0018] 无分电器点火系统88响应于控制器12通过火花塞92提供点火火花给燃烧室30。通用或宽域排气氧传感器(UEGO)126被显示为耦接到涡轮164和催化转化器70的上游处的排气歧管48。可替换地，双态排气氧传感器可以被替代为UEGO传感器126。在一个示例中，转化器70能够包含多个催化剂砖。在另一示例中，每个具有多块砖的多个排放控制设备能够被使用。在一个示例中，转化器70能够是三元型催化剂。
[0019] 控制器12在图1中被显示为常规的微计算机，其包含：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读(非临时)存储器106、随机存取存储器108、保活存储器110以及常规的数据总线。控制器12被显示为从与发动机10耦合的传感器中接收不同的信号，除了前述的那些信号，还包含：来自与冷却套筒114耦合的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；来自与进气歧管44耦合的压力传感器121的发动机歧管压力(MAP)的测量值；来自压力传感器122的增压压力的测量值；来自感测曲轴40方位的霍尔效应传感器118的发动机方位传感器；来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器58的节气门方位的测量值。大气压力也可以被感测(传感器未显示)以便控制器12进行处理。
[0020] 在操作期间，发动机10内的每个汽缸一般会经历四冲程循环：该循环包含进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程以及排气冲程。在进气冲程期间，通常情况下，排气门54关闭并且进气门52打开。空气通过进气歧管44被引入燃烧室30内，并且活塞36移动到汽缸的底部从而增加燃烧室30内的容积。活塞36靠近汽缸的底部并且位于其冲程的末端(比如，当燃烧室30处于其最大容积时)的方位一般被本领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门52和排气门54被关闭。活塞36向汽缸盖移动进而压缩燃烧室30内的空气。活塞36处于其冲程末端并且最接近汽缸盖的点(比如，当燃烧室30处于其最小容积之时)一般被本领域技术人员称为上止点(TDC)。
[0021] 在下文称之为喷射的过程中，燃料被引入到燃烧室内。在下文称之为点火的过程中，所喷射的燃料通过例如火花塞92的已知点火工具被点燃，进而导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀的气体向后推动活塞36至BDC。曲轴40将活塞运动转化成旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以将燃烧的空气燃料混合物释放到排气歧管48，并且活塞返回到TDC。注意，上述仅被显示为示例，并且所述进气和排气门打开和/或关闭正时可以变化，从而提供正或负进气门和排气门打开重叠，进气门延迟关闭或者不同的其他示例。
[0022] 图2显示了发动机10的第一示例的示意图，发动机10显示有汽缸1-4，其中的一个汽缸包含图1中的燃烧室30。图2中的示例发动机配置可以包含用于每个发动机汽缸的图1中显示的设备。每个汽缸的进气门52和排气门54可以经由进气门调节器85和排气门调节器83独立于其他发动机汽缸的气门而被打开和关闭。例如，四号汽缸的进气门52和排气门54可以相对于发动机曲轴40和其他发动机汽缸气门以不同的正时被打开和关闭。因此，四号汽缸的进气门52可以在四号汽缸的进气冲程的BDC之后关闭二十五个发动机旋转角度。另一方面，在同一发动机循环期间，一号汽缸的进气门可以在一号汽缸的进气冲程的BDC之后关闭五度。进一步地，根据图5和图6中的方法，可以操作图2中的发动机配置。
[0023] 节气门62调节进入进气歧管44的气流，并且进气歧管44向汽缸1-4中的每个汽缸供应空气。汽缸1-4组内一个汽缸的进气门52和排气门54可以相对于汽缸1-4组内其他汽缸的气门正时以不同的正时进行操作。在一个示例中，汽缸1-3的气门以相同的正时操作，但是汽缸4的气门可以以不同的正时和/或与汽缸1-3的气门相同的正时操作。例如，汽缸1-3组内汽缸的进气门可以在该汽缸进气冲程的下止点后的10曲轴角度处关闭，其中对于特定发动机循环来说该进气门正在关闭。另一方面，汽缸4的进气门可以在同一发动机循环内汽缸4的进气冲程的下止点后的20曲轴角度处关闭。汽缸1-3的排气被导向到排气歧管48并且之后被催化剂处理。汽缸4的排气经由DEGR汽缸旁通阀205和通道209被输送到进气歧管44，或者可替换地，经由DEGR汽缸旁通阀205和通道206被输送到排气歧管48。在一些示例中，DEGR汽缸旁通阀205和通道206可以被省略。
[0024] 汽缸1-4中的每个汽缸可以包含通过从各自汽缸内的燃烧事件捕集排气的内部EGR，并且该内部EGR允许在随后的燃烧事件期间排气停留在各自的汽缸内。内部EGR量可以通过调整进气门和排气门打开和/或关闭时间而变化，例如，通过调整气门重叠量。通过增加进气门和排气门打开重叠，额外的EGR可以在随后的燃烧事件期间停留在汽缸内。外部EGR只能通过汽缸4排气和通道209被提供给汽缸1-4。外部EGR不能通过汽缸1-3的排气流而被提供。因此，在该示例中，汽缸4是发动机10外部EGR的唯一来源。但是，在V形配置的发动机内，每个汽缸组上的汽缸可以作为专用EGR汽缸。通道209进入压缩机162下游的进气歧管44。来自汽缸1-3的排气使涡轮164旋转，并且根据DEGR汽缸旁通阀205的工作状态，来自汽缸4的排气可以选择性地使涡轮164旋转。
[0025] 现在参考图3，其显示的是显示有汽缸1-4的发动机10的第二示例的示意图。汽缸1-4中的一个汽缸包含图1中的燃烧室30，并且剩余汽缸可以包含相似的设备。图3中的示例发动机配置可以包含用于每个发动机汽缸的图1中所示的设备。图3中所示的发动机配置可以通过图5和图6中所示燃料系统中的一个燃料系统而被供应燃料。进一步地，根据图7和图
8中的方法，可以操作图3中的发动机配置。
8中的方法，可以操作图3中的发动机配置。
[0026] 图3包含图2中所述的许多相同设备和组件。因此，为了简便目的，省略了相似设备和组件的描述。但是，该设备和组件可如图2中所述地操作和进行。
[0027] 在图3中的示例中，发动机10包含通道309，其不与排气歧管48连通并且进入压缩机162上游的发动机。通过通道309的EGR流通过使汽缸4的进气门85和排气门83的正时发生变化而被调整。例如，从汽缸4到汽缸1-4的EGR流可以通过从汽缸4的进气冲程的BDC延迟进气门关闭(IVC)而被减少。从汽缸4到汽缸1-4的EGR流可以通过将IVC向汽缸4的进气冲程的BDC提前而被增加。进一步地，从汽缸4到汽缸1-4的EGR流可以通过从排气冲程的TDC延迟排气门关闭(EVC)而被减少。从汽缸4到汽缸1-4的EGR流可以通过将排气门关闭(EVC)向排气冲程的TDC提前而被增加。
[0028] 当进气歧管压力高于压缩机162上游的压力时，通道309可以提高增加直吹(blow through)汽缸4的可能性(比如，在汽缸循环期间，当汽缸的进气门和排气门同时打开时，进气歧管的内容物(例如空气)被推动通过汽缸)。不是被输送到压缩机162的下游，而是通道309被输送到压缩机162的上游，在此处，通道309可以被暴露给低于进气歧管压力的压力。
流过通道309的EGR在其通过压缩机162被压缩之后进入进气歧管44。
流过通道309的EGR在其通过压缩机162被压缩之后进入进气歧管44。
[0029] 因此，图1-3中的系统提供了一种车辆系统，其包括：发动机；与该发动机耦接并且操作第一汽缸的气门的第一可变气门调整设备；与该发动机耦接并且操作第二汽缸的气门的第二可变气门调整设备；将第一汽缸的排气侧流体地耦接到发动机的进气的通道，该通道没有将其他发动机汽缸的排气侧流体地耦接到进气；以及包含非临时指令以便响应于松加速器踏板而增加直吹第一汽缸的控制器。车辆系统进一步包括另外的指令以便响应于来自发动机怠速条件下的踩加速器踏板而降低第一汽缸的容积效率。
[0030] 在一些示例中，车辆系统进一步包括另外的指令以便踩加速器踏板期间降低第一汽缸的容积效率。车辆系统进一步包括指令以便响应于增压压力而在踩加速器踏板期间增加第一汽缸的容积效率。车辆系统进一步包括另外的指令以便在发动机循环期间以与第二汽缸的气门不同的正时操作第一汽缸的气门。车辆系统进一步包括用于第一汽缸的旁通阀以及用于响应于踩加速器踏板而打开旁通阀的进一步的指令。
[0031] 现在参考图4，其显示了根据图5和图6的方法以及图1-3中的系统的示例发动机操作顺序。图4的顺序仅仅是模拟图5和图6中的方法的顺序的一个示例。例如，虽然图4调整了踩加速器踏板和松加速器踏板期间的IVC，但是进气门升程可以被增加或降低以提供相似的功能。在图4中的示例顺序中，发动机被如图3所示地配置。
[0032] 从图4的顶部的第一个图表是驾驶员需求扭矩随时间的图表。Y轴表示驾驶员需求扭矩并且驾驶员需求扭矩在Y轴箭头的方向上增加。X轴表示时间并且时间从图4的左侧到图4的右侧增加。驾驶员需求扭矩可以从加速器踏板方位中被确定。
[0033] 从图4的顶部的第二个图表是发动机转速随时间的图表。Y轴表示发动机转速并且发动机转速在Y轴箭头的方向上增加。X轴表示时间并且时间从图4的左侧到图4的右侧增加。
[0034] 从图4的顶部的第三个图表是发动机进气歧管压力随时间的图表。Y轴表示发动机进气歧管压力并且发动机进气歧管压力在X轴上方是正的并且在X轴下方是负的。正进气歧管压力在X轴上方的Y轴箭头方向上增加。负进气歧管压力在X轴下方的Y轴箭头方向上减小。X轴表示时间并且时间从图4的左侧到图4的右侧增加。水平线402表示与阈值增压压力对应的阈值进气歧管压力。
[0035] 从图4的顶部的第四个图表是DEGR汽缸的IVC随时间的图表。Y轴表示TDC压缩冲程和BDC压缩冲程之间的IVC。当轨迹在缩写词RET的方向上移动时，向TDC压缩冲程延迟IVC。当轨迹在缩写词ADV的方向上移动时，向BDC压缩冲程提前IVC。X轴表示时间并且时间从图4的左侧到图4的右侧增加。
[0036] 从图4的顶部的第五个图表是非专用EGR汽缸(比如，其他发动机汽缸)的IVC随时间的图表。Y轴表示TDC压缩冲程和BDC压缩冲程之间的IVC。当轨迹在缩写词RET的方向上移动时，向TDC压缩冲程延迟IVC。当轨迹在缩写词ADV的方向上移动时，向BDC压缩冲程提前IVC。X轴表示时间并且时间从图4的左侧到图4的右侧增加。
[0037] 在时间T0，驾驶员需求扭矩是低的(比如，为零或者接近零)并且发动机转速是低的，指示在怠速中操作。因为驾驶员需求扭矩是低的，所以进气歧管压力也是低的。DEGR汽缸(比如，图3中的汽缸4)IVC正时被稍微延迟从而通过DEGR汽缸供应给发动机汽缸的外部EGR处于较低的水平。较低的EGR水平可以是基于发动机燃烧稳定性极限的EGR流，所述发动机燃烧稳定性极限规定了比平均值小5％的指示平均有效汽缸压力(IMEP)的燃烧稳定性标准偏差。除了DEGR汽缸之外的汽缸(比如，非专用EGR(DEGR)汽缸，例如图3的汽缸1-3)的IVC正时比DEGR汽缸的IVC正时被更多地提前。
[0038] 在时间T1，驾驶员需求扭矩响应于驾驶员输入的加速器踏板方位的增加而增加(比如，踩加速器踏板)。发动机转速响应于驾驶员需求扭矩的增加而开始增加，并且进气歧管压力由于进气歧管填充至大气压力而开始增加，并且由于涡轮增压器涡轮使压缩机加速而继续增加。DEGR汽缸的IVC被进一步延迟以减小进入发动机汽缸内的EGR流。通过减小进入除了DEGR汽缸之外的发动机汽缸内的EGR流，可以通过在踩加速器踏板事件期间增加汽缸进气来减小涡轮增压器迟滞。非专用EGR汽缸的IVC被提前以进一步增加被引导到非专用EGR汽缸内的空气量。额外的进气可以帮助加速涡轮和压缩机。
[0039] 在时间T2，进气歧管压力达到了阈值增压压力402。驾驶员需求扭矩已经趋于稳定并且仅仅缓慢地增加。发动机转速已经增加并且处于升高的水平。DEGR汽缸的IVC响应于增压达到阈值水平而被提前。DEGR汽缸的IVC被提前以增加到发动机汽缸的EGR流，从而改进在涡轮转速已经达到几乎瞬时生成增压的期望水平的条件下的发动机效率。非DEGR汽缸IVC被提前少量并且开始保持更加提前的状态。
[0040] 在时间T2和时间T3之间，驾驶员需求扭矩仅稍微地增加，同时发动机转速增加并且车辆通过变速器齿轮换档。进气歧管压力仍然处于升高水平并且DEGR汽缸和非专用EGR汽缸的IVC正时仍然处于几乎不变。
[0041] 在时间T3，驾驶员释放加速器踏板(比如，松加速器踏板)并且驾驶员需求扭矩下降到零。因为驾驶员需求小发动机扭矩，所以发动机转速开始减速。当发动机汽缸从发动机进气歧管中抽吸空气时，进气歧管压力开始被减小。DEGR汽缸IVC正时被提前从而进气歧管的内容物可以被更快地排空以避免压缩机喘振的可能性。DEGR汽缸的内容物被导向到压缩机的上游并且一小点空气可以被从发动机进气中移除。进一步地，DEGR汽缸的进气门和排气门打开时间重叠(未显示)可以被增加，从而受压空气直吹汽缸并且被返回到压缩机上游处的进气，进而增加了通过压缩机的质量流量并且减小了压缩机喘振的可能性。当进气歧管压力和发动机转速被减小时,增加DEGR汽缸的IVC延迟。当发动机转速和进气歧管压力被减小时，增加非专用EGR汽缸的IVC延迟。
[0042] 因此，DEGR汽缸的气门正时可以被调整以减小涡轮增压器迟滞并且以减小压缩机喘振的可能性。特别地，气门正时和/或升程可以在踩加速器踏板期间被调整以减小来自DEGR汽缸的EGR流，进而减小涡轮增压器迟滞。另一方面，气门正时和/或升程可以在松加速器踏板期间被调整以减小压缩机喘振的可能性。
[0043] 现在参考图5和图6，其显示了用于操作包含DEGR汽缸的发动机的方法。图5和图6中的方法可以被存储为图1中所示的控制器12的非临时存储器内的可执行指令。
[0044] 在502，方法500确定发动机工况。发动机工况可以包含但不限于，发动机转速、驾驶员需求扭矩、环境空气温度、车辆速度、进气歧管压力以及环境空气压力。在确定发动机工况后，方法500继续进行到504。
[0045] 在504，方法500判断是否具有DEGR汽缸旁通阀(比如，图2中的阀205)。在一个示例中，存储器内的位或变量可以被编程或设置为指示DEGR汽缸旁通阀存在的数值(比如，1)。如果位或变量指示DEGR汽缸旁通阀是存在的，则答复为是并且方法500继续进行到506。否则，答复是否并且方法500继续进行到550。
[0046] 在550，方法500判断期望扭矩(比如，期望发动机扭矩或驾驶员需求扭矩)是否从发动机处于怠速条件时的条件中增加。在其他示例中，方法500可以判断期望扭矩是否在经受了涡轮增压器迟滞的发动机工况下(比如，在阈值发动机转速和发动机扭矩以下)被增加。如果期望扭矩在怠速或者在经受涡轮增压器迟滞的条件中被增加，则答复为是并且方法500继续进行到552。否则，答复为否并且方法500继续进行到560。
[0047] 在552，方法500判断进气歧管压力(比如，在进气歧管或增压室内)是否大于(G.T.)阈值增压压力。阈值增压压力指示涡轮增压器迟滞可被克服。如果方法500判断进气歧管压力大于阈值增压压力，则答复为是并且方法500继续进行到556。否则，答复为否并且方法500继续进行到554。
[0048] 在554，方法500调整DEGR汽缸的气门正时以便降低到发动机汽缸的外部EGR流。在一个示例中，其中DEGR汽缸IVC处于TDC和BDC压缩冲程之间，IVC被延迟从而汽缸内容物可以被推回到发动机进气歧管内，进而减小了DEGR汽缸的容量效率。在另一示例中，EVC可以被延迟以降低DEGR汽缸的容积效率。在另一些其他的示例中，进气门打开时间和排气门打开时间重叠可以被增加以降低汽缸的容积效率，进而减小了外部EGR。在又一些其他的示例中，进气门升程可以被减小或者排气门升程可以被减小以便减小DEGR汽缸提供的外部EGR。在又一些其他的示例中，IVC可以被提前到BDC之前。此外，提到的气门正时的组合可以被用于减小外部EGR。在DEGR汽缸的气门正时被调整之后，方法500继续以退出。
[0049] 注意，非DEGR汽缸的气门正时可以不同于DEGR汽缸的气门正时。例如，DEGR汽缸的气门正时可以在怠速期间提供与DEGR汽缸和非DEGR汽缸相等的流量，但是在踩变速器踏板后通过DEGR汽缸的流量可以被减小到小于非DER汽缸。由DEGR汽缸在怠速条件下提供的EGR流可以通过发动机燃烧稳定性而被确定或限制。换句话说，由DEGR汽缸提供的外部EGR可以被增加，直到发动机燃烧稳定性小于阈值燃烧稳定性。
[0050] 在556，方法500调整通过DEGR汽缸的流(比如，外部EGR流速)以便向发动机汽缸提供期望的EGR流速。期望的EGR流速可以通过经验被确定并且被存储在通过发动机转速和负载来索引的表格中。在一个示例中，其中DEGR汽缸IVC处于TDC和BDC压缩冲程之间，IVC被提前从而DEGR汽缸可以引导较大的进气，进而增加了DEGR汽缸的容积效率。在另一示例中，EVC可以被提前以便增加DEGR汽缸的容积效率。在另一些其他的示例中，进气门打开时间和排气门打开时间重叠可以被减小以便增加汽缸的容积效率，进而增加外部EGR。在又一些其他的示例中，进气门升程可以被增加或排气门升程可以被增加以便增加由DEGR汽缸提供的外部EGR。此外，已提到的气门正时的组合可以被用于增加外部EGR。在DEGR汽缸的气门正时被调整之后，方法500继续以退出。
[0051] 在560，方法500判断期望扭矩降低(比如，期望发动机或驾驶员需求扭矩)是否大于(G.T.)阈值。在一个示例中，期望扭矩降低可以从加速器踏板方位中被确定，并且降低加速器命令或者方位可以被称为松加速器踏板。如果方法500判断出期望扭矩降低大于阈值，则答案为是并且方法500继续进行到562。否则，答复是否并且方法500继续进行到564。
[0052] 在562，方法500增加DEGR汽缸内的直吹。通过增加直吹，进气歧管内的压力可以被以更快的速率减小，同时通过压缩机的质量流量被增加，从而涡轮增压器压缩机喘振的可能性可以被减小。在一个示例中，DEGR汽缸直吹通过增加打开进气门和打开排气门重叠而被增加。更高的进气歧管压力引导流量通过汽缸到达涡轮增压器压缩机的上游的发动机进气。DEGR汽缸的排气被输送到涡轮增压器压缩机的上游。在响应于松加速器踏板而调整DEGR汽缸的气门正时之后，方法500继续进行以退出。
[0053] 在564，方法500判断发动机是否正操作在怠速。在一个示例中，当发动机转速在规定的转速范围内并且驾驶员需求扭矩为零或接近零时，发动机可以被确定为正在以怠速操作。如果方法500判断发动机正在以怠速操作，则答复为是并且方法500继续进行到566。否则，答复是否并且方法500继续进行到570。
[0054] 在566，方法500调整来自DEGR的排气流以便当发动机处于怠速时，向发动机汽缸提供期望的外部EGR流速。在一个示例中，期望的外部EGR流速是在怠速条件下提供了期望水平的燃烧稳定性的流速。在一个示例中，指示平均有效汽缸压力(IMEP)的燃烧稳定性标准偏差被规定为在怠速条件下小于平均值5％。来自DEGR汽缸的EGR流速可以通过调整DEGR汽缸的IVC而被调整。在其他示例中，DEGR汽缸的进气门升程可以被调整以便提供期望的外部EGR流速。在又一些其他的示例中，打开进气门和打开排气门重叠可以被调整以便提供期望的外部EGR流速。在外部EGR流速通过调整DEGR汽缸的气门正时而被调整之后，方法500继续进行到568。
[0055] 在568，方法500用接近BDC进气冲程的IVC正时操作非DEGR汽缸。例如，如果汽缸1处于进气冲程，则汽缸1的IVC接近汽缸1的BDC进气冲程。此外，在一些示例中，IVC可以被从BDC延迟。相似地，其他的发动机汽缸进气门相对于它们的各自汽缸进气冲程被操作。因此，非DEGR汽缸采用可不同于DEGR汽缸的IVC正时的IVC正时来进行操作。在发动机气门正时在发动机怠速条件下被调整之后，方法500继续进行以退出。
[0056] 在570，方法500判断DEGR汽缸的气门正时以便随着期望的外部EGR流根据发动机工况的变化而变化。在一个示例中，DEGR汽缸的IVC被调整以便使外部EGR流速变化以匹配期望的外部EGR流速。例如，如果期望的外部EGR流速增加，则DEGR汽缸的IVC可以提前。如果期望的外部EGR流速降低，则方法500延迟DEGR汽缸的IVC正时。DEGR汽缸的IVC在570比在566被更多地提前。在其他示例中，进气门升程可以根据期望的外部EGR流速而变化。例如，如果期望的外部EGR流速增加，则DEGR汽缸的进气门升程可以增加(比如，进气门可以打开更大的程度)。如果期望的外部EGR流速降低，则方法500减小DEGR汽缸的进气门升程。此外，在某些条件下，DEGR汽缸的EVO正时可以接近BDC排气冲程，然而非DEGR汽缸的EVO正时可以被从BDC排气冲程提前以增加被供应给涡轮增压器涡轮的能量总量。因此，DEGR EVO可以被从非DEGR汽缸的EVO延迟。
[0057] 非DEGR汽缸的气门正时可独立于DEGR汽缸的气门正时被调整。在一个示例中，非DEGR汽缸的IVC根据发动机转速和扭矩而变化。在气门正时被调整之后，方法500继续进行以退出。
[0058] 在506，方法500判断期望扭矩(比如，期望发动机扭矩或驾驶员需求扭矩)是否自发动机处于怠速条件时的条件增加。在其他示例中，方法500可以判断期望扭矩是否在经受涡轮增压器迟滞的发动机工况下(比如，在阈值发动机转速和发动机扭矩以下)被增加。如果期望扭矩自怠速条件或者自经受涡轮增压器迟滞的条件增加，则答复为是并且方法500继续进行到508。否则，答复是否并且方法500继续进行到530。
[0059] 在508，方法500判断进气歧管压力(比如，进气歧管或增压室内)是否大于(G.T.)阈值增压压力。阈值增压压力可指示涡轮增压器迟滞被克服。如果方法500判断进气歧管压力大于阈值增压压力，则答复为是并且方法500继续进行到520。否则，答复是否并且方法500继续进行到510。
[0060] 在510，方法500打开DEGR汽缸旁通阀(比如，图2的205)。通过打开DEGR汽缸旁通阀，来自DEGR汽缸的排气被导向到涡轮增压器涡轮而不是发动机进气道。结果，额外的能量可以被提供给涡轮以减小涡轮增压器迟滞的可能性。在DEGR汽缸旁通阀被打开之后，方法500继续进行到512。
[0061] 在512，方法500调整DEGR汽缸的气门正时以匹配非DEGR汽缸的气门正时。例如，如果非DEGR汽缸的IVC为各自汽缸的BDC进气冲程之后10度，则DEGR汽缸的IVC正时被调整到DEGR汽缸的BDC进气冲程之后10度。同样，DEGR汽缸的排气门正时与打开进气门和打开排气门重叠被调整到与非DEGR汽缸相同的正时。在DEGR气门正时被调整之后，方法500继续进行以退出。
[0062] 在520，方法500关闭DEGR汽缸旁通阀(比如，图2的205)。通过关闭DEGR汽缸旁通阀，来自DEGR汽缸的排气经由发动机进气道被导向到发动机汽缸。结果，外部EGR可以被提供给发动机汽缸。在DEGR汽缸旁通阀被打开之后，方法500继续进行到522。
[0063] 在522，方法500调整通过DEGR汽缸(比如，外部EGR流速)的流量，以便向发动机汽缸提供期望的EGR流速。期望的EGR流速可以通过经验被确定并且被存储在通过发动机转速和负载来索引的表格中。在一个示例中，其中DEGR汽缸IVC处于TDC和BDC压缩冲程之间，IVC被提前以增加EGR流速，从而DEGR汽缸可以引入较大的进气，进而增加了DEGR汽缸的容积效率。在另一示例中，EVC可以被提前以便增加EGR流速和DEGR汽缸的容积效率。在另一些其他的示例中，进气门打开时间和排气门打开时间重叠可以被减小以便增加DEGR汽缸的容积效率，进而增加外部EGR。在又一些其他的示例中，进气门升程可以被增加或排气门升程可以被增加以便增加由DEGR汽缸提供的外部EGR。相似地，可以采取相反的动作以减小EGR流速。此外，已提到的气门正时的组合可以被用于增加到非DEGR汽缸的外部EGR。在DEGR汽缸的气门正时被调整之后，方法500继续进行以退出。
[0064] 在530，方法500判断期望扭矩降低(比如，期望发动机或驾驶员需求扭矩)是否大于(G.T.)阈值。在一个示例中，期望扭矩降低可以从加速器踏板方位中确定，并且降低加速器命令或者方位可以被称为松加速器踏板。如果方法500判断出期望扭矩降低大于阈值，则答案为是并且方法500继续进行到532。否则，答案是否并且方法500继续进行到534。
[0065] 在532，方法500打开DEGR汽缸旁通阀(比如，图2的205)并且减小到发动机汽缸的外部EGR流，同时增加到排气歧管48的排气流。通过降低到发动机汽缸的外部EGR流，可以在可以具有较差耐受性的更高水平稀释的工况期间，改进燃烧稳定性。在响应于松加速器踏板而至少部分地打开DEGR汽缸旁通阀之后，方法500继续进行以退出。
[0066] 在534，方法500判断发动机是否正操作在怠速。在一个示例中，当发动机转速在规定的转速范围内并且驾驶员需求扭矩为零或接近零时，发动机可以被确定为正在以怠速操作。如果方法500判断发动机正在以怠速操作，则答案为是并且方法500继续进行到536。否则，答案是否并且方法500继续进行到540。
[0067] 在536，方法500调整来自DEGR的排气流以便当发动机处于怠速时，向发动机汽缸提供期望的外部EGR流速。在一个示例中，期望的外部EGR流速是在怠速条件下提供了期望水平的燃烧稳定性的流速。在一个示例中，指示平均有效汽缸压力(IMEP)的燃烧稳定性标准偏差被规定为在怠速条件下小于平均值5％。从DEGR汽缸到发动机汽缸的EGR流速可以通过调整DEGR汽缸的IVC而被调整。在其他示例中，DEGR汽缸的进气门升程可以被调整以便提供期望的外部EGR流速。在又一些其他的示例中，打开进气门和打开排气门重叠可以被调整以便提供期望的外部EGR流速。在外部EGR流速通过调整DEGR汽缸的气门正时而被调整之后，方法500继续进行到538。
[0068] 在538，方法500用接近BDC进气冲程的IVC正时操作非DEGR汽缸。例如，如果汽缸1处于进气冲程，则汽缸1的IVC接近汽缸1的BDC进气冲程。此外，在一些示例中，IVC可以被从BDC延迟。相似地，其他的发动机汽缸进气门相对于它们的各自汽缸进气冲程被操作。因此，非DEGR汽缸采用可不同于DEGR汽缸的IVC正时的IVC正时来进行操作。在发动机气门正时在发动机怠速条件下被调整之后，方法500继续进行以退出。
[0069] 在540，方法500判断DEGR汽缸的气门正时以便随着期望的外部EGR流根据发动机工况的变化而变化。在一个示例中，DEGR汽缸的IVC被调整以便使外部EGR流速变化以匹配期望的外部EGR流速。例如，如果期望的外部EGR流速增加，则DEGR汽缸的IVC可以提前。如果期望的外部EGR流速降低，则方法500延迟DEGR汽缸的IVC正时。DEGR汽缸的IVC在540比在536被更多地提前。在其他示例中，进气门升程可以根据期望的外部EGR流速进行变化。例如，如果期望的外部EGR流速增加，则DEGR汽缸的进气门升程可以增加(比如，进气门可以打开更大的程度)。如果期望的外部EGR流速降低，则方法500减小DEGR汽缸的进气门升程。此外，在某些条件下，DEGR汽缸的EVO正时可以接近BDC排气冲程，然而非DEGR汽缸的EVO正时可以被从BDC排气冲程提前以增加被供应给涡轮增压器涡轮的能量总量。因此，DEGR EVO可以被从非DEGR汽缸的EVO延迟。
[0070] 非DEGR汽缸的气门正时独立于DEGR汽缸的气门正时被调整。在一个示例中，非DEGR汽缸的IVC根据发动机转速和扭矩而变化。在气门正时被调整之后，方法500继续进行以退出。
[0071] 因此，图5和图6中的方法提供了一种发动机操作方法，其包括：减小一个或多个专用EGR汽缸的排气流，所述专用EGR汽缸响应于驾驶员需求扭矩的增加而向发动机汽缸提供外部排气再循环。该方法包含，其中减小提供给发动机汽缸的外部排气再循环的一个或多个专用EGR汽缸的排气流包含从专用EGR汽缸的进气冲程的下止点延迟进气门关闭时间。该方法进一步包括增加提供给发动机汽缸的外部排气再循环的专用EGR汽缸的直吹。
[0072] 在一个示例中，该方法包含其中通过增加进气门打开和排气门打开时间重叠来增加直吹。该方法进一步包括响应于增压压力达到阈值压力，增加提供给发动机汽缸的外部排气再循环的一个或多个专用EGR汽缸的排气流。该方法进一步包括响应于驾驶员需求扭矩的降低，调整提供给发动机汽缸的外部排气再循环的一个或多个专用EGR汽缸的气门正时以便提高专用EGR汽缸的容积效率。
[0073] 在另一示例中，图5和图6中的方法提供了一种用于发动机的方法，其包括：将来自多缸发动机中的一个或多个专用EGR汽缸的排气从外部再循环到发动机进气道；并且在发动机怠速期间，在相对于曲轴的第一正时/方位处以可变的气门正时操作一个或多个专用EGR汽缸；以及响应于发动机怠速中的踩加速器踏板，将一个或多个专用EGR汽缸的可变气门正时转变到相对于曲轴的第二正时/方位以便减小涡轮增压器迟滞。该方法包含其中除了所述一个或多个专用EGR汽缸之外的发动机汽缸的气门正时被调整到相对于曲轴的不同正时。
[0074] 该方法也包含其中相对于第一正时/方位，第二正时/方位减小了通过一个或多个专用EGR汽缸的流量。该方法进一步包括响应于增压压力达到阈值压力而调整一个或多个专用EGR汽缸的排气流。该方法包含其中来自一个或多个专用EGR汽缸的排气被输送到涡轮增压器压缩机上游的某位置以及其中其他发动机汽缸的排气没有被输送到涡轮增压器压缩机上游的所述位置。该方法进一步包括响应于驾驶员需求扭矩降低而增加一个或多个专用EGR汽缸的容积效率，直到达到了阈值进气歧管压力。该方法进一步包括响应于踩加速器踏板而打开一个或多个专用EGR汽缸的旁通阀。该方法进一步包括响应于发动机增压压力大于阈值压力，关闭一个或多个专用EGR汽缸的旁通阀。
[0075] 本领域普通技术人员将会意识到，图5和图6中所述的方法可以表示任意数量的处理策略中的一种或多种，例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等等。同样地，所说明的不同步骤或功能可以用所说明的顺序执行、并行执行或者在某些情况下被省略。同样，所述处理次序不是实现本文所述的目标、特征以及优点所必须要求的，其被提供以便于说明和描述。尽管未明确说明，但是本领域普通技术人员将认识到一个或多个所说明的步骤或功能可以根据所使用的特定策略而被重复地进行。进一步地，所述动作、操作、方法和/或功能可以被图解地表示成被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时存储器内的代码。
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