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经由分离式排气装置改善直吹空气的方法

阅读：615发布：2020-05-15

专利汇可以提供经由分离式排气装置改善直吹空气的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且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。，下面是经由分离式排气装置改善直吹空气的方法专利的具体信息内容。

权利要求

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EGR和直吹空气的组合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，其中所述第一排气门和所述第二排气门在活塞到达TDC位置之前被关闭。
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部分排气。
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部分排气。
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，其中所述第一部分排气和所述第二部分排气以及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进气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。
18.一种发动机系统，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以将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所述入口。
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进气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。

说明书全文

经由分离式排气装置改善直吹空气的方法

技术领域

[0001] 本申请涉及升压内燃发动机的排气系统中的分离式排气装置。

背景技术

[0002] 发动机可以使用升压装置(诸如涡轮增压器)来增加发动机功率密度。然而，由于增加的燃烧温度，发动机爆震可能会发生。可以通过延迟火花正时来解决发动机爆震；然而，显著的火花延迟会降低燃料经济性并且限制最大扭矩。在升压的状况下，由于高充气温度，爆震是特别成问题的。

[0003] 降低充气温度并且因此减少爆震的一种方法是经由直接吹入/直吹(blowthrough)，其中升压的进气在正气门重叠/交叠(overlap)阶段中被直接吹入燃烧室进入排气装置。

[0004] 抑制爆震的另一方法是通过用冷却的排气再循环即EGR来稀释进气。Roth(US8495992)示出了控制用于EGR的排气的流动的示例方法，其中分离式排气系统使在放气(blowdown)阶段和扫气(scavenging)阶段中离开燃烧室的排气分开。来自放气阶段的排气被分配到涡轮增压器系统中的涡轮或者被分配到EGR系统，该EGR系统将冷却的EGR气体引导至进气歧管或涡轮增压器中的压缩机的上游。同样，来自扫气阶段的排气被运送到排放控制装置或者被运送到EGR系统，该EGR系统将冷却的气体输送到进气歧管或压缩机的上游。进气门正时和排气门正时被控制以基于发动机工况调节流向涡轮增压器和/或EGR的排气量。

[0005] 发明人在此已经认识到潜在的问题，包括解决爆震极限的上述方法的问题。例如，EGR节气门可以被安置在压缩机上游的进气装置中，以提高低背压下的EGR流量，该低背压会使涡轮增压器对喘振更敏感并且增加泵气损失。另外，单独的EGR冷却器可以被用来在热排气能够被供应到进气歧管之前冷却这些热排气，因此增加系统成本并且需要封装空间。此外，在直吹技术被用来减少爆震的示例中，为使排气达到化学计量比而喷射的额外燃料会引起催化剂的超温并影响排放，同时增加燃料消耗。直吹技术的额外限制是其对于压缩机出口压力高于涡轮前(pre-turbine)排气压力时的低发动机转速的受限使用。

发明内容

[0006] 发明人在此已经认识到上述问题，并且找到了至少部分解决这些问题的方案。在一种示例方案中，提供了一种用于具有分离式排气歧管系统的涡轮增压发动机的方法。该方法包含：使排气通过第一排气门流向涡轮增压器的涡轮；使排气经由第二排气门流向排放控制装置的上游；以及在共同的发动机循环燃烧事件内使低压EGR和直吹空气经由第三气门流向涡轮增压器的上游进入压缩机入口。通过使用适当的气门正时控制，EGR和直吹空气技术的结合能够被用来降低燃烧温度，并且因此减轻发动机爆震。

[0007] 例如，在涡轮增压发动机的一个汽缸的燃烧循环期间，第一放气排气部分可以通过第一排气门被引导至涡轮，其中该第一排气门可以在活塞的下止点即BDC位置之前打开，以允许75-80％的燃烧过的气体离开。第二排气部分可以经由第二排气门输送至排放控制装置，其中该第二排气门在排气冲程的中途打开，以排出10-15％的剩余排气，其被称为“扫气”部分。第一和第二排气门可以在活塞到达上止点即TDC位置之前关闭，从而将一部分(约5-10％)排气留在汽缸内，这部分排气将会由耦接至压缩机入口的第三气门排放。第三气门(也被称为“压缩机入口气门”)可以在排气冲程即将结束时(例如，在TDC之前)打开，并且远在进气冲程开始之后(例如，远在TDC之后)关闭。因此，在一个或多个进气门打开的同时，压缩机入口气门可以打开，以允许新鲜空气进入汽缸。因此，在排气冲程即将结束时汽缸内的残余排气可以与新鲜直吹空气一起被清除，并且经由压缩机入口气门转移到压缩机的入口。

[0008] 以此方式，可以通过在一个流径中结合直吹与EGR来减少爆震。通过允许新鲜进气直吹汽缸余隙容积中的任何残余热排气，可以冷却燃烧室。离开燃烧室的排气与直吹空气的混合气可以在压缩机处与另外的新鲜空气混合，在增压空气冷却器即CAC中冷却，并且最终在发动机中作为EGR来再循环，以进一步减少爆震。通过使用CAC来冷却残余排气以及新鲜压缩空气，可以不需要单独的EGR冷却器。另外，通过将压缩机入口气门耦接至压缩机可以省略掉EGR节气门，借以通过汽缸将排气与直吹空气的混合气从高压进气歧管吸入压缩机的低压入口。由于直吹空气和残余排气在低压下被引导至压缩机入口，因此直吹在更大的发动机转速范围内是可能的。此外，可以减少所有排气都流入高压涡轮入口的传统设计中遭遇的排气泵气损失。而且，由于直吹空气不被引导至排放控制装置，因此可以不需要通过喷射额外燃料来维持排气中的化学计量比。总的来说，涡轮增压发动机能够在相对于最大扭矩的更少火花延迟的情况下进行操作。

[0009] 应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围由随附于具体实施方式的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。附图说明

[0010] 图1描绘了具有分离式排气歧管的涡轮增压发动机系统的示意图。

[0011] 图2示出了局部的发动机视图。

[0012] 图3描绘了图1的发动机汽缸中的一个汽缸的示例汽缸进气门和排气门正时。

[0013] 图4是图示说明基于各种发动机工况激活压缩机入口气门的程序的示例流程图。

[0014] 图5描绘了基于各种发动机状况的示例气门操作和因而产生的经由图1中的发动机的一个汽缸的三个通道的排气流。

具体实施方式

[0015] 以下描述涉及用于借助通过三个不同的通道使发动机汽缸排气而控制发动机(诸如图1-2的发动机系统)中的爆震的系统和方法。具体地，在一个燃烧循环内，排气的第一部分或放气部分可以经由第一通道引导至涡轮增压器的涡轮，排气的第二部分或扫气部分可以经由第二通道引导至排放控制装置，而在排气冲程即将结束时与直吹空气混合的第三排气部分可以通过第三通道引导至涡轮增压器中的压缩机的入口。因此，发动机的每个汽缸可以包含五个气门：两个进气门、两个排气门和一个压缩机入口气门。发动机控制器可以被配置为执行控制程序(诸如图4的程序)，以使压缩机入口气门基于各种发动机工况(诸如在图5中示出的那些工况)进行操作。压缩机入口气门正时可以与排气门以及进气门的正时相协调，以允许EGR和直吹(图3)。

[0016] 在以下描述中，进行操作或激活的气门表示气门根据针对给定的一组条件在燃烧循环期间确定的正时而被打开和/或关闭。同样，停用或不进行操作的气门表示气门保持关闭，除非另作说明。

[0017] 图1示出了多缸内燃发动机10的示意图，发动机10可以被包括在汽车的推进系统中。发动机10可以包括多个燃烧室(即，汽缸)，这些燃烧室可以在顶部被汽缸盖(未示出)覆盖。在图1示出的示例中，发动机10包括以直列式4缸构造形式布置的燃烧室20、22、24和26。然而，应当理解，尽管图1示出了四个汽缸，但发动机10可以包括任何构造形式(例如，V-6、I-6、V-12、对置4缸等)的任何数量的汽缸。

[0018] 每个燃烧室可以经由进气通道28从进气歧管27接收进气。进气歧管27可以经由进气道耦接至燃烧室。例如，进气歧管27在图1中被示为分别经由进气道152、154、156和158耦接至汽缸20、22、24和26。每个进气道可以向其耦接至的汽缸供应空气和/或燃料以用于燃烧。每个汽缸进气道可以分别经由一个或多个进气门与汽缸选择性地连通。汽缸20、22、24和26在图1中被示为均具有两个进气门。例如，汽缸20具有两个进气门32和34，汽缸22具有两个进气门36和38，汽缸24具有两个进气门40和42，而汽缸26具有两个进气门44和46。在一个示例中，进气通道可以由与每个进气门选择性连通的进气歧管27形成。在其他实施例中，用于单个汽缸的进气通道可以靠近汽缸被分成在中间有壁的两个相邻路径，该通道的每个分开的路径与单个进气门连通。在另一示例中，两个进气门中的每一个可以被控制为在特定的发动机转速下打开，并且因此可以通过共同的进气道与进气歧管连通。

[0019] 每个燃烧室可以经由耦接至其上的一个或多个排气道排出燃烧气体。汽缸20、22、24和26在图1中被示为均耦接至两个排气道，这两个排气道分别用于独立地引导燃烧气体的放气部分和扫气部分。例如，排气道33和35被耦接至汽缸22，排气道39和41被耦接至汽缸
22，排气道45和47被耦接至汽缸24，而排气道51和53被耦接至汽缸26。每个排气道可以经由排气门与其所耦接至的汽缸选择性地连通。例如，排气道33、35、39、41、45、47、51和53经由其各自的排气门122、132、124、134、126、136、128和138与其各自的汽缸连通。

[0020] 这是分离式歧管系统，排气道33、39、45和51可以通向排气歧管55，而排气道35、41、47和53可以并入到排气歧管57内。这个系统中的排气歧管可以被配置为从汽缸20、22、
24和26排出燃烧产物。

[0021] 发动机10可以包括涡轮增压器190。涡轮增压器190可以包括耦接在共同轴96上的排气涡轮92和进气压缩机94。废气门127可以被耦接在涡轮92的两端。具体地，废气门127可以被包括在耦接在排气涡轮的入口与出口之间的旁路166中，以控制通过涡轮提供的升压量。

[0022] 排气歧管可以被设计为独立地引导排气的放气部分和扫气部分。排气歧管55可以经由管160将排气的放气脉冲引导至涡轮增压器190的涡轮92，而排气歧管57可以经由管162将排气的扫气部分引导至涡轮92的下游和排放控制装置72的上游。例如，排气门122、
124、126和128通过排气歧管55和管160将排气的放气部分引导至涡轮，而排气门132、134、
136和138通过排气歧管57经由管162将排气的扫气部分引导至排放控制装置72。

[0023] 从涡轮92排出的排气也可以经过排放控制装置72。在一个示例中，排放控制装置72可以包括多块催化剂砖。在另一示例中，可以使用每个均具有多块砖的多个排放控制装置。在一些示例中，排放控制装置72可以是三元催化剂。在其他示例中，排放控制装置72可以包括一个或多个柴油氧化催化剂即DOC和选择性催化还原催化剂即SCR。在经过排放控制装置72之后，排气可以被引导至排气尾管58。

[0024] 除了如在图1中示出的两个进气门和两个排气门外，发动机10的每个汽缸还可以包含第五气门，该第五气门被称为“压缩机入口气门”。这个第五气门也可以被称为第三排气门。例如，汽缸20、22、24和26分别包括压缩机入口气门112、114、116和118，所述压缩机入口气门112、114、116和118被耦接至其各自的通道31、37、43和49。另外，与压缩机入口气门连通的每一个通道均可以并入到不同的歧管59内，该歧管59可以经由管164在压缩机94的上游且在空气滤清器70的下游被连接至进气装置28。例如，在排气冲程即将结束时，压缩机入口气门112可以在汽缸20中打开，以允许残余排气流向压缩机94的入口。另外，压缩机入口气门112可以保持打开直到在活塞的上止点即TDC位置之后，以与汽缸20的进气门32和/或34重叠/交叠(overlap)，从而允许新鲜进气被直接吹入燃烧室，并且将任何残余排气驱赶到压缩机94。气门125可以被包括在管164中，以控制EGR和直吹空气到压缩机入口内的流动。

[0025] 在一个示例中，可以通过改变一个或多个压缩机入口气门112、114、116和118的正时、升程和/或持续时间来控制向压缩机入口供应的直吹空气和EGR的量。在另一示例中，管164中的气门125可以进行操作以控制向压缩机94输送的直吹空气和EGR的量，并且可以使压缩机入口气门(多个压缩机入口气门)以固定的正时、升程和持续时间进行操作。

[0026] 因此，从汽缸排出的燃烧过的气体可以经由三个不同的通道被分成三部分，这三个通道包括由分离式排气歧管形成的两个排气通道和将压缩机入口气门连接到涡轮压缩机上游的一个通道。例如，在一个燃烧循环中，汽缸20的第一排气门122可以经由第一通道(管160)将第一部分排气(即放气部分)引导至涡轮92。相同汽缸(20)的第二排气门132可以经由第二通道(管162)将紧随放气部分之后的第二部分排气引导至排放控制装置72。经由第二排气门132排出的第二部分排气将会主要是排气的扫气部分。在排气冲程即将结束时，可以通过来自直吹的新鲜空气从相同汽缸(20)的余隙容积中清除剩余的排气，并经由压缩机入口气门112和第三通道(管164)向涡轮压缩机94的入口转移。具体地，第二部分排气主要由没有任何新鲜空气含量的排气组成，而压缩机入口气门112和管164主要运送具有较小排气含量的新鲜直吹空气。

[0027] 第一排气门可以早于第二排气门和压缩机入口气门打开以捕集放气脉冲，并且可以以早于第二排气门和压缩机入口气门的正时关闭。第二排气门可以迟于第一排气门但早于压缩机入口气门打开，以捕集排气的扫气部分。第一排气门可以在压缩机入口气门打开之前关闭，但第二排气门可以在压缩机入口气门打开之后关闭。第二排气门可以早在进气冲程开始并且进气门打开之前关闭，而压缩机入口气门可以远在进气冲程开始之后关闭。进气门可以刚好在排气冲程在活塞的TDC位置处结束之前关闭，并且可以刚好在压缩冲程开始(例如，在活塞的下止点即BDC位置处)之后关闭。实际上，压缩机入口气门可以在排气冲程即将结束时引导残余排气，并且通过与一个或多个进气门重叠还可以引导直吹空气以及EGR。

[0028] 进气通道28可以包括在增压空气冷却器90下游的进气节气门62。控制系统15可以经由通信地耦接至控制器12的节气门执行器(未示出)来调整节气门62的位置。通过调节进气节气门62同时使压缩机94进行操作，一定量的新鲜空气可以被从大气吸入发动机10，由增压空气冷却器90冷却，并在压缩机(或升高的)压力下经由进气歧管27输送到发动机汽缸。为了减少压缩机喘振，至少一部分由压缩机94压缩的空气充气可以被再循环至压缩机入口。压缩机再循环通道168可以被提供用于在增压空气冷却器90的下游将冷却的压缩空气从压缩机出口再循环至压缩机入口。压缩机再循环阀120可以被提供用于调整被再循环至压缩机入口的冷却的再循环流量。

[0029] 在图1中，燃料喷射器被示出为直接耦接至燃烧室，以便例如经由电子驱动器与从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射到燃烧室中。每个汽缸均被示为每个汽缸在每个进气门处耦接有两个喷射器。例如，如图1所示，燃料喷射器74和76被耦接至汽缸20，燃料喷射器78和80被耦接至汽缸22，燃料喷射器82和84被耦接至汽缸24，而燃料喷射器86和88被耦接至汽缸26。以此方式，燃料喷射器提供到燃烧室内的所谓的燃料直接喷射。例如，各个燃料喷射器可以被安装在各自的燃烧室的侧面或各自的燃烧室的顶部。在一些示例中，一个或多个燃料喷射器可以以如下构造布置在进气歧管27中，所述构造提供了到各自燃烧室上游的进气道内的所谓的燃料进气道喷射。虽然在图1中没有示出，但可以通过包括燃料箱、燃料泵、燃料管路和燃料轨的燃料系统向燃料喷射器输送燃料。

[0030] 在一些示例中，响应于控制器12，无分电器式电子点火系统(未示出)可以向耦接至燃烧室的火花塞提供点火火花。例如，火花塞50、52、54和56在图1中被示为分别耦接至汽缸20、22、24和26。

[0031] 发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制系统15以及由经由输入装置(未示出)来自车辆操作者的输入控制。控制系统15被显示为接收来自多个传感器16(在本文中所描述的传感器的各种示例)的信息，并将控制信号发送至多个执行器81。作为一个示例，传感器16可以包括涡轮压缩机入口压力和温度传感器以及位于进气通道内的歧管空气压力即MAP传感器。其他传感器可以包括用于估计节气门入口压力即TIP的节气门入口压力即TIP传感器和/或在进气通道中耦接在节气门下游的用于估计节气门空气温度即TCT的节气门入口温度传感器。在下文中参照图2详尽说明了另外的系统传感器和执行器。作为另一示例，执行器81可以包括燃料喷射器、气门120、125和127以及节气门62。控制器12可以接收来自各种传感器的输入数据，处理输入数据，并响应于经处理的输入数据基于对应于一个或多个程序的被编程于其中的指令或代码而触发执行器。本文在图4处描述了示例控制程序。

[0032] 参照图2，其描述了内燃发动机10的单个汽缸的局部视图200。因此，之前在图1中介绍的部件用相同的附图标记表示，并不再重新介绍。

[0033] 发动机10被描绘成具有燃烧室(汽缸)230、冷却剂套筒214和汽缸壁232，其中活塞236被布置在汽缸壁232中并且被连接至曲轴240。燃烧室230被示为经由各自的进气门252和排气门256与进气通道146和排气通道148连通。如之前在图1中所描述，发动机10的每个汽缸可以沿着三个管道排出燃烧产物。在所描绘的视图200中，排气通道148表示从汽缸通向涡轮的第一排气道(诸如图1的排气道33)，而第二排气管道和通向压缩机入口的管道在这个视图中不可见。

[0034] 同样如之前在图1中所详细说明，除了压缩机入口气门外，发动机10的每个汽缸还可以包括两个(或更多个)进气门和两个(或更多个)排气门。在所描绘的视图200中，进气门252和排气门256位于燃烧室230的上部区域处。进气门252和排气门256可以由控制器12利用各自的包括一个或多个凸轮的凸轮致动系统来控制。凸轮致动系统可以使用凸轮廓线变换即CPS、可变凸轮正时即VCT、可变气门正时即VVT和/或可变气门升程即VVL系统中的一个或多个来改变气门操作。在所描述的示例中，每个进气门252由进气凸轮251控制，而每个排气门256由排气凸轮253控制。进气门252和排气门256的位置可以分别由气门位置传感器
255和257确定。

[0035] 在替代实施例中，进气门和/或排气门可以由电动气门致动控制。例如，汽缸230可以可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和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。在其他实施例中，进气门和排气门可以由共同的气门致动器或致动系统或者可变气门正时致动器或致动系统控制。注意，压缩机入口气门可以被类似地控制。

[0036] 在一个示例中，进气凸轮251包括为燃烧室230的两个进气门中的每一个提供不同的气门样式(例如，气门正时、气门升程、持续时间等)的独立的且不同的凸轮凸角。同样，排气凸轮253可以包括为燃烧室230的两个排气门中的每一个提供不同的气门样式(例如，气门正时、气门升程、持续时间等)的独立的且不同的凸轮凸角。类似地，压缩机入口气门(在图2中未示出)可以由包括提供各种气门样式的独立的且不同的凸轮凸角的凸轮轴控制。在另一示例中，进气凸轮251可以包括为两个进气门中的每一个提供大体上类似的气门样式的共同的凸角或类似的凸角。

[0037] 此外，用于不同排气门的不同凸轮廓线可以被用来使在低汽缸压力下排出的排气与在排气压力下排出的排气分开。例如，第一排气凸轮廓线可以刚好在燃烧室230的做功冲程的BDC即下止点之前从关闭位置打开第一排气门，并且早在上止点即TDC之前关闭相同的排气门，以便从燃烧室选择性地排出放气气体。另外，第二排气凸轮廓线可以被设置为在排气冲程的大约中点处从关闭位置打开第二排气门，并且在TDC之前关闭该第二排气门，以便选择性地排出排气的扫气部分。此外，压缩机入口凸轮廓线可以被设定为在排气冲程即将结束时从关闭位置打开压缩机入口气门。压缩机入口气门可以远在TDC之后关闭，从而在进气冲程的开始之后实现压缩机入口气门与可以进气冲程期间打开的一个或多个进气门之间的重叠。

[0038] 可以基于进气歧管空气压力激活或停用压缩机入口气门。具体地，当进气歧管空气压力高于压缩机入口压力时，汽缸内的排气可以与直吹空气一起被吸到低压压缩机入口，从而减少泵气损失。相反，当歧管空气压力低于压缩机入口压力时，例如，在节流状况下，可以在整个发动机循环期间停用压缩机入口气门操作，以便防止空气经由汽缸和压缩机入口气门从压缩机入口反向流动到进气歧管内。在这个示例中，可以在没有任何直吹空气的情况下通过两个排气门将排气完全转向到涡轮和排放控制装置。

[0039] 因此，第一排气门和第二排气门的正时能够使汽缸放气气体与排气的扫气部分分离，同时能够使用在进气门与压缩机入口气门之间的正气门重叠期间直吹的新鲜进气来清除汽缸的余隙容积中的任何剩余排气。通过使第一部分排气(例如，高压排气)流过涡轮和高压排气通道并且使第二部分排气(例如，低压排气)流过催化剂装置和低压排气通道，而第三部分低压排气和直吹空气被再循环至压缩机入口，能够降低燃烧温度，同时改善涡轮的工作效率和发动机扭矩。

[0040] 继续图2，排气传感器226被示为耦接至排气通道148。传感器226可以被设置在一个或更多个排放控制装置(诸如图1的装置72)上游的排气通道中。传感器226可以从用于提供排气空燃比指示的各种合适的传感器之中选择，例如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO(如图所示)、HEGO(加热型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、各种其他排放控制装置或其组合中的一个或多个。

[0041] 可以通过位于排气通道148中的一个或多个温度传感器(未示出)估计排气温度。可替代地，可以基于诸如转速、负荷、空燃比即AFR、花火延迟等发动机工况推断排气温度。

[0042] 汽缸230可以具有压缩比，其为活塞236在下止点时与在上止点时的容积之比。通常，压缩比在9：1至10：1的范围内。然而，在一些使用不同燃料的示例中，可以增大压缩比。例如，当使用更高辛烷值燃料或具有更高蒸发潜焓的燃料时，这种情况可以发生。如果使用直接喷射，由于其对发动机爆震的影响，也可以增大压缩比。

[0043] 在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可以包括用于启动燃烧的火花塞91。在选择的工作模式下，响应于来自控制器12的火花提前信号SA，点火系统288可以经由火花塞91向燃烧室230提供点火火花。然而，在一些实施例中，火花塞91可以被省略，诸如在发动机10可以通过自动点火或通过燃料喷射来启动燃烧的情况下，在一些柴油发动机中可以是这样。

[0044] 在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可以被配置为具有一个或多个燃料喷射器，以便将燃料提供至汽缸内。作为非限制性的示例，汽缸230被示出为包括一个燃料喷射器66。燃料喷射器66被示出为直接耦接至汽缸230，以便经由电子驱动器268与从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射到汽缸230中。以此方式，燃料喷射器66提供了到汽缸230的燃烧室内的所谓的燃料直接喷射(在下文中也被称为”DI”)。尽管图2将喷射器66示为侧喷射器，但其也可以位于活塞的上面，例如靠近火花塞91的位置。当使发动机以醇基燃料操作时，由于一些醇基燃料的更低挥发性，这样的位置可以改善混合以及燃烧。可替代地，喷射器可以被布置在顶部并靠近进气门以便改善混合。在替代实施例中，喷射器66可以是将燃料提供到汽缸230上游的进气道内的进气道喷射器。

[0045] 燃料可以从包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的高压燃料系统8输送至燃料喷射器66。可替代地，燃料可以在较低压力下通过单级燃料泵输送，燃料直接喷射的正时在这种情况下在压缩冲程期间会比使用高压燃料系统的情况更受限制。另外，尽管未示出，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8中的燃料箱可以容纳具有不同性质(诸如不同燃料成分)的燃料。这些差别可以包括不同的醇含量、不同的辛烷值、不同的汽化热、不同的混合燃料和/或其组合等。在一些实施例中，燃料系统8可以被耦接至包括用于存储燃料加注和日常燃料蒸汽的滤罐的燃料蒸汽回收系统。燃料蒸汽可以在抽取条件满足时的发动机操作期间被从滤罐抽取到发动机汽缸。例如，抽取蒸汽可以在大气压力下或低于大气压力经由第一进气通道被自然吸入到汽缸内。

[0046] 控制器12在图2中被示为微型计算机，其包括微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、在这个具体示例中作为只读存储器(ROM)106示出的用于可执行程序和校准数值的电子存储介质、随机存取存储器(RAM)108、保活存取器(KAM)110和数据总线。存储介质只读存储器106可以用计算机可读数据编程，该计算机可读数据表示可由微处理器102执行的指令，用于执行在下文中所描述的方法和程序以及可预想但没有具体列出的其他变体。控制器12可以接收来自耦接至发动机10的传感器的各种信号，除了之前所讨论的那些信号外，还包括来自质量空气流量传感器48的进气质量空气流量(MAF)的测量值；来自耦接至冷却剂套筒214的温度传感器212的发动机冷却剂温度(ECT)；来自耦接至曲柄240的霍尔效应传感器220(或其他类型)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98的歧管绝对压力信号(MAP)；来自EGO传感器226的汽缸AFR；以及来自爆震传感器和曲轴加速度传感器的不正常燃烧。发动机转速信号RPM可以由控制器12根据信号PIP产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以被用来提供进气歧管内的真空或压力的指示。

[0047] 基于来自上面提到的一个或多个传感器的输入，控制器12可以调整一个或多个执行器，诸如燃料喷射器66、节气门62、火花塞91、压缩机入口气门、进气门/排气门和凸轮等。控制器可以接收来自各种传感器的输入数据，处理输入数据，并响应于经处理的输入数据基于对应于一个或多个程序的被编程于其中的指令或代码而触发执行器。随后将会描述关于图4的示例控制程序。

[0048] 现在转向图3，映射图300针对包含5个气门(两个进气门、两个排气门和一个压缩机入口气门)的发动机汽缸(诸如在图1-2中所描述)描绘了相对于活塞位置的示例气门正时。图3的示例大体上按比例绘制，即使各个点未标记有数值。因此，可以通过附图尺寸来估计正时的相对差。然而，如果需要，可以使用其他相对正时。

[0049] 继续图3，汽缸被配置为经由两个进气门接收进气，并且经由第一排气门将第一放气部分排至涡轮入口，经由第二排气门将第二扫气部分排至排放控制装置，以及使低压排气和新鲜直吹空气的组合经由压缩机入口气门流向涡轮压缩机的入口。通过调整压缩机入口气门的打开和/或关闭的正时以及两个排气门和两个进气门的打开和/或关闭的正时，汽缸余隙容积中的残余排气可以被清除，并且作为EGR与新鲜进气直吹空气一起被再循环。

[0050] 映射图300图示说明了沿着x轴上的曲轴转角即CAD的发动机位置。曲线302描述了活塞位置(沿着y轴)，参照其相对于上止点即TDC和/或下止点即BDC的位置，并且进一步参照其在发动机循环的四个冲程(进气、压缩、做功和排气)内的位置。

[0051] 在发动机操作期间，每个汽缸通常经历四个冲程循环，包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。一般来说，在进气冲程期间，排气门关闭，而进气门打开。空气经由对应的进气通道被引入汽缸，并且汽缸活塞移动至汽缸的底部，以便增加汽缸内的容积。活塞靠近汽缸的底部并在其冲程末端(例如，当燃烧室处于其最大容积时)的位置通常被本领域技术人员称为下止点即BDC。在压缩冲程期间，进气门和排气门都关闭。活塞朝向汽缸盖移动，以便压缩燃烧室内的空气。活塞在其冲程末端并最靠近汽缸盖(例如，当燃烧室处于其最小容积时)的位置通常被本领域技术人员称为上止点即TDC。在本文中被称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室内。在本文中被称为点火的过程中，喷射的燃料通过已知的点火装置(诸如火花塞)点燃，从而导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞推回至BDC。曲柄将这种活塞运动转换为旋转轴的旋转扭矩。在排气行程期间，在传统的设计中，排气门被打开，以便将剩余的已燃烧的空气-燃料混合物释放到对应的排气通道，并且活塞返回至TDC。在本说明书中，压缩机入口气门可以在排气冲程即将结束时打开，同时排气门关闭，以便用直吹空气清除残余排气。

[0052] 曲线304描述了第一进气门(Int_1)的第一进气门正时、升程和持续时间，而曲线306描述了耦接至发动机汽缸的进气通道的第二进气门(Int_2)的第二进气门正时、升程和持续时间。曲线308描述了耦接至发动机汽缸的第一排气通道的第一排气门(Exh_1)的示例排气门正时、升程和持续时间，而曲线310a和310b描述了耦接至发动机汽缸的第二排气通道的第二排气门(Exh_2)的示例排气门正时、升程和持续时间。如之前所详细说明，第一排气通道将第一排气门连接至涡轮增压器中的涡轮的入口，而第二排气通道将第二排气门连接至涡轮的下游和排放控制装置的上游。曲线312描述了耦接至第三通道的压缩机入口气门即CIV的示例气门正时、升程和持续时间，其中该第三通道将CIV连接至涡轮压缩机的入口。第一和第二排气通道以及用于使EGR和直吹空气流动的第三通道可以相互分开。

[0053] 在所描述的示例中，第一和第二进气门刚好在CAD2之前(例如，在进气冲程TDC处或刚好在进气冲程TDC之前)以相同的正时(曲线304和306)从完全关闭位置打开，开始大体上更靠近进气冲程TDC，并且刚好在随后的压缩冲程已经在CAD3之后(例如，在BDC处或刚好在BDC之后)开始之后关闭。此外，当完全打开时，两个进气门可以在相同的持续时间D1内以相同的气门升程量L1打开。在其他示例中，可以基于发动机状况通过调整相位、升程或持续时间而使两个气门以不同的正时操作。

[0054] 现在转向排气门，其中第一和第二排气门的正时与压缩机入口气门即CIV的正时交错。具体地，第一排气门以第一正时(曲线308)从关闭位置打开，该第一正时在发动机循环中早于第二排气门从关闭位置打开的正时(曲线310a、310b)，并且该第一正时早于CIV从关闭位置打开的正时(曲线312)。具体地，第一排气门的第一正时更靠近排气冲程BDC，刚好在CAD1之前(例如，在排气冲程BDC处或刚好在排气冲程BDC之前)，而打开第二排气门和CIV的正时在CAD1之后但在CAD2之前从排气冲程BDC延迟。当进气冲程已经开始时，为了与进气门正重叠，第一(曲线308)和第二(曲线310a)排气门可以在排气冲程结束之前关闭，而CIV保持打开直到TDC之后。例如，可以在进气冲程的中点之前关闭CIV。

[0055] 为了详尽说明，第一排气门可以在排气冲程开始的时候或在排气冲程开始之前(例如，在BDC之前的10度内)从关闭位置完全打开，保持完全打开通过排气冲程的第一部分，并且可以在排气冲程结束之前(例如，在TDC之前的45度内)完全关闭，以聚集放气脉冲的放气部分。第二排气门(曲线310a)可以在排气冲程的大约中点处(例如，在BDC之后的60度与90度之间)从关闭位置完全打开，保持打开通过排气冲程的第二部分，并且可以在排气冲程结束之前(例如，在TDC之前的20度内)完全关闭，以排出排气的扫气部分。CIV可以在排气冲程即将结束时(例如，在TDC之前的25度内)从关闭位置完全打开，可以保持完全打开至少直至随后的进气冲程已经开始，并且可以远在排气冲程TDC之后(例如，在TDC之后的30度内)完全关闭。进气门可以刚好在排气冲程结束之前(例如，在TDC之前的10度内)从关闭位置完全打开，保持打开通过进气冲程，并且可以在压缩冲程开始的时候或刚好在压缩冲程开始之后(例如，在BDC之后的10度内)完全关闭。因此，如图3所示，CIV和进气门可以具有正重叠相位(例如，从TDC之前的10度直至TDC之后的30度)，以允许直吹空气以及EGR。所有五个气门都进行操作的这个循环可以基于发动机工况而使其自身重复。

[0056] 另外，第一排气门可以早在CIV完全打开之前完全关闭并保持关闭，而第二排气门可以刚好在CIV打开之后完全关闭。另外，第一和第二排气门可以相互重叠，第二排气门和CIV可以相互最低程度地重叠，但第一排气门可以不与CIV重叠。

[0057] 如早前提到的，当MAP高于压缩机入口压力时，CIV可以进行操作。然而，当MAP低于压缩机入口压力时，CIV可以停用并保持关闭直至MAP高于压缩机入口处的压力。具体地，CIV可以关闭(如果是打开的)或保持关闭，以防止气流经由汽缸从发动机进气装置反向流到进气歧管内。在本文中，如在图3的曲线308中所描述，第一排气门的正时可以与第一正时相同：刚好在排气冲程开始时的BDC之前打开，并且早在排气冲程TDC结束之前关闭。然而，第二排气门可以在排气冲程的大约中途打开，并且可以保持打开(曲线310b)直至刚好在排气冲程结束之后(例如，在TDC之后的10度内)，以使其汽缸排尽排气。第二排气门可以在排气冲程结束时或刚好在排气冲程结束之后完全关闭，并且正气门重叠可以不在第二排气门与进气门之间发生以避免直吹。

[0058] 实质上，可以基于CIV的激活或停用来改变第二排气门的正时。当MAP高于压缩机入口压力并且CIV在燃烧循环期间进行操作时，第二排气门可以在排气冲程的大约中途打开，并且早在排气冲程结束之前关闭(曲线310a)。在一个示例中，第二排气门可以在BDC之后大约80度处打开，并且在TDC之前的20度内关闭。当MAP低于压缩机入口压力并且CIV停用并保持关闭时，第二排气门可以在排气冲程的大约中途打开，并且当排气冲程结束时在TDC处或刚好在TDC之后完全关闭(曲线310b)。例如，第二排气门可以在BDC之后大约90度处打开，并且可以在TDC之后的10度内关闭。在图3所示的示例中，对于第二排气门，曲线310a和310b可以具有相同的持续时间D3。在其他示例中，可以随着第二排气门的相位调整来改变持续时间。

[0059] 此外，第一排气门可以以第一正时打开第一气门升程量L2，而第二排气门可以打开第二气门升程量L3(曲线310a)，并且CIV可以打开第三气门升程量L5。此外，第一排气门可以以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，而CIV可以打开持续时间D5。应认识到，在替代实施例中，当以不同相位正时打开时，两个排气门可以具有相同的气门升程量和/或相同的打开持续时间。

[0060] 以此方式，通过使用交错的气门正时，能够通过使在高压下释放的排气(例如，汽缸中的膨胀放气排气)与低压下的残余排气(例如，在放气之后余留在汽缸中的排气)分离到不同的通道内来增加发动机效率和功率。通过将低压残余排气作为EGR与直吹空气一起运送到压缩机入口，能够降低燃烧室温度，由此减少爆震和从最大扭矩起的花火延迟。另外，由于排气在冲程结束时被引导至涡轮的下游或压缩机的上游(两者都处于低压)，因此排气泵气损失能够被最小化，从而改善发动机效率。

[0061] 因此，能够比通过单个共同的排气道将汽缸的所有排气简单地引导至涡轮增压器涡轮更有效地使用排气。因此，可以实现若干优点。例如，通过分离并将放气脉冲引导到涡轮入口内能够增加向涡轮增压器供应的平均排气压力，从而改善涡轮增压器输出。此外，可以改善燃料经济性，因为直吹空气没有被输送到催化剂，而是被引导到压缩机入口，并且因此可以不向排气喷射过多的燃料以维持化学计量比。

[0062] 现在转向图4，其示出了用于根据发动机状况来操作压缩机入口气门即CIV和两个排气门的示例程序400。具体地，该程序可以基于发动机工况确定不同的气门位置，其中所述发动机工况包括燃烧稳定性、发动机限制以及其他状况之间的瞬变。另外，如下所述，在特定发动机状况的持续时间内，气门在一个或多个燃烧循环期间进行操作。

[0063] 在402处，可以估计和/或测量发动机工况。例如，这些工况可以包括环境温度和压力、发动机温度、发动机转速、曲轴转速、电池充电状态、可用的燃料、催化剂温度、驾驶员要求的扭矩等。在404处，基于估计的发动机工况，可以确定所有气门的功能和操作。例如，在稳态状况下，CIV可以在发动机燃烧循环期间进行操作，以实现直吹，减少排气泵气损失并改善扭矩。

[0064] 在406处，可以确定发动机启动条件是否存在。发动机启动可以包括经由马达(诸如起动器马达)从静止起动转动发动机。如果发动机启动条件存在，那么在408处，CIV和第一排气门停用并保持关闭，同时整个排气部分经由第二排气门输送到排放控制装置。为了详细说明，在发动机启动条件下的燃烧循环期间，第二排气门可以刚好在排气冲程开始之前完全打开，并且可以在进气冲程开始时完全关闭。在冷启动期间，热排气可以帮助使排放控制装置到达起燃温度。在热启动期间，可以通过已经到达起燃温度的排放控制装置来清除初始排放物。

[0065] 在410处，可以确定踩加速器踏板(tip-in)是否是期望的。为了给踩加速器踏板作准备而加快涡轮增压系统中的排气涡轮加速，除了第二排气门外还可以激活第一排气门，以便将排气的放气部分引导至涡轮。具体地，第一排气门可以刚好在排气冲程开始时打开，并且早在排气冲程结束之前关闭，以将放气脉冲定向到涡轮。第二排气门可以在排气冲程的大约中途打开，并且早在排气冲程结束之前关闭，以便将排气的扫气部分引导至排放控制装置。

[0066] 如果踩加速器踏板被确认，那么在412处，该程序可以确定歧管空气压力即MAP是否高于涡轮压缩机入口压力。如果确定MAP更高，那么在414处，CIV可以被激活，以便在排气冲程即将结束时打开，从而允许EGR和直吹空气被转移到压缩机入口。

[0067] 如果MAP低于压缩机入口压力，那么CIV可以关闭或保持关闭并停用以防止反向气流。例如，在节流状况下，进气可能会经由燃烧室从压缩机的上游流向进气歧管。为了防止这样的反向流动，CIV可以停用并关闭，而第二排气门可以在排气冲程的大约中途打开并且在进气冲程开始时或刚好在进气冲程开始之后关闭。

[0068] 在418处，可以确定是否有发动机爆震的任何指示。如果发动机爆震的存在被确认，那么在420处，该程序包括使CIV进行操作以启用能够冷却燃烧室温度的EGR和直吹空气。具体地，CIV可以在排气冲程即将结束时打开，并且远在进气冲程开始之后关闭。如前所述，两个排气门可以进行操作以将放气部分和扫气部分分别引导至涡轮和排放控制装置。发动机爆震可以是由于在汽缸的火花点火事件之后在汽缸中发生的不正常燃烧事件所引起的。为了促进燃烧稳定性，额外的燃料可以被喷射到直吹空气内以使EGR气体加浓。通过喷射燃料使EGR加浓，可以在不使用花火延迟的情况下减轻发动机爆震，由此改善发动机扭矩。

[0069] 其次，在422处，可以确定是否满足减速燃料切断即DFSO或松开加速器踏板(tip-out)条件。DFSO事件可以响应于低于阈值的扭矩需求，诸如在松开加速器踏板期间。其中，汽缸燃料喷射可以选择性地停止。如果DFSO或松开加速器踏板被确认，那么在424处，CIV可以停用并关闭或保持关闭，以减少在减速期间向发动机进气装置输送的残余物的量。具体地，只要DFSO或松开加速器踏板继续，CIV就会在整个燃烧循环期间关闭和/或保持关闭。另外，排气可以作为两个部分被引导：经由第一排气门的更早的第一放气部分和经由第二排气门的第二扫气部分。可以调整发动机设定值，以最大化在从DFSO退出之后的发动机扭矩响应。例如，节气门可以被设置以便允许对踩加速器踏板的最好瞬时响应。

[0070] 如果不存在上述的发动机状况，那么在426处，气门可以基于稳态状况进行操作。在一个示例中，在稳态状况下，如果MAP高于压缩机入口压力，那么CIV可以在排气冲程即将结束时激活并打开，并且远在进气冲程开始之后关闭，类似于步骤414。在另一示例中，如果MAP低于压缩机入口压力，那么CIV可以停用并保持关闭，如在步骤416处。两个排气门可以如早前描述的那样进行操作：如果CIV在燃烧循环期间进行操作，那么两个排气门都早在排气冲程结束之前关闭。如果CIV不进行操作，那么排气的放气部分继续经由第一排气装置输送到涡轮，而第二排气门将剩余的排气排放至排放控制装置。在本文中，直吹空气和EGR可以不被引导至压缩机入口。在又一示例中，在非稳态状况下，气门操作可以被修改并适合于现有状况。

[0071] 现在参照图5详细说明发动机状况和因而发生的气门调整的各种示例。具体地，表500列出了沿着三个不同的通道对汽缸进行排气的示例组合，其中三个不同的通道包含通过第一排气门通向排气涡轮入口的第一排气通道、通过第二排气门通向排放控制装置的第二通道和从压缩机入口气门到涡轮压缩机上游的第三通道。因此，如早前参照图3所详细说明，可以在相同的发动机燃烧循环内独立地并在不同的时刻排出排气的三个部分。另外，在下述的所有状况下，进气门如参照图3描述的那样进行操作。两个进气门都可以在进气冲程开始时(例如，在TDC排气冲程处或刚好在TDC排气冲程之前)完全打开，并且在进气冲程结束时(例如，在BDC进气冲程处或刚好在BDC进气冲程之后)完全关闭。

[0072] 在发动机启动状况下，CIV和第一排气门可以停用并保持关闭，而第二排气门在整个排气冲程(例如，从刚好在做功冲程BDC结束之前到刚好在排气冲程TDC结束之后)期间进行操作并打开，由此所有排气都被引导至排放控制装置。因此，当发动机从静止或关机启动时，涡轮和压缩机入口都不接收排气的任何部分。另外，可以通过最小化第二排气门与一个或多个进气门之间的正气门重叠来防止直吹，以避免将稀排气转移到排放控制装置。

[0073] 在踩加速器踏板期间，两个排气门都可以激活并进行操作。通过刚好在做功冲程BDC结束之前打开第一排气门并且在排气冲程结束之前关闭第一排气门，可以将排气的放气部分引导至涡轮。通过在排气冲程的大约中途打开第二排气门，可以将放气之后的第二部分排气输送到排放控制装置。两个排气门都可以在排气冲程TDC结束之前关闭。通过使CIV进行操作以在排气冲程即将结束的时候打开并且通过在进气冲程期间维持与一个或多个进气门的正气门重叠，可以将与新鲜直吹空气混合的最后部分低压排气即LP-EGR运送到涡轮压缩机入口。CIV可以远在进气冲程开始之后(例如，远在TDC之后)关闭。因此，排气涡轮可以在踩加速器踏板期间利用从排气的放气脉冲回收的能量加速，而爆震和其他燃烧不稳定性可以通过经由压缩机入口使LP-EGR和直吹空气再循环来减少。CIV的操作可以取决于MAP。CIV可以在仅当歧管空气压力高于压缩机入口压力时的燃烧循环期间打开，以实现新鲜进气通过汽缸和CIV的流动，从而将残余的低压排气转移到压缩机入口。

[0074] 当发动机正在节流状况下工作时，歧管空气压力可以低于压缩机入口压力。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(作为LP-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、I-4、I-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。

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