用于在专用EGR汽缸中的改进的汽缸点火间隔的系统和方法
阅读：321发布：2022-01-13
专利汇可以提供用于在专用EGR汽缸中的改进的汽缸点火间隔的系统和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 申请 涉及用于在专用EGR汽缸中的改进的汽缸点火间隔的系统和方法。公开了一种方法和系统，其用于操作 发动机 的排气 门 以便为 涡轮 产生更加均匀的排气脉冲。更具体地说，发动机可以包含将排气引导到发动机进气的一个或多个专用排气再循环(EGR)汽缸和将排气引导到所述涡轮的一个或多个非专用EGR汽缸。在一个示例中，方法可以包含操作一组非专用EGR汽缸的第一集合排气门以没有排气门打开重叠，并且操作专用EGR汽缸的排气门，从而使第二排气门的打开与非专用EGR汽缸组的两个汽缸的排气门的打开重叠。，下面是用于在专用EGR汽缸中的改进的汽缸点火间隔的系统和方法专利的具体信息内容。
1.一种用于操作发动机的方法，其包括：
操作第一组汽缸中的第一集合排气门将排气引导到涡轮，从而没有排气门打开事件重叠，使得所述第一组汽缸中不同汽缸的所述第一集合排气门中的排气门不会同时打开；
操作专用EGR汽缸的第二集合排气门中的一个或多个排气门以将排气引导到进气歧管，从而使所述第二集合排气门中所述一个或多个排气门的打开与所述第一组汽缸的两个汽缸的排气门的打开重叠；以及
在与所述第一组汽缸的每个汽缸不同的正时处点燃所述专用EGR汽缸。
2.根据权利要求1所述的方法，其中操作所述专用EGR汽缸的所述第二集合排气门中的所述一个或多个排气门包括在关闭所述第一集合排气门中的第一排气门之前打开所述专用EGR汽缸的所述第二集合排气门中的所述一个或多个排气门，并且在打开所述第一集合排气门中的第二排气门之后关闭所述专用EGR汽缸的所述第二集合排气门中的所述一个或多个排气门。
3.根据权利要求1所述的方法，其中操作所述第一集合排气门包含打开所述第一集合排气门中的每个排气门达一持续时间，从而在整个发动机循环期间针对所述第一集合排气门中每个排气门的每个排气门打开事件将相同长度的排气脉冲传送到所述涡轮。
4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括相隔240曲柄转角度点燃所述第一组汽缸中的每个汽缸，并且在所述第一组汽缸中的第一汽缸之前的120曲柄转角度且在所述第一组汽缸的第二汽缸之后的120曲柄转角度处点燃所述专用EGR汽缸。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一组汽缸只包含将排气引导到所述涡轮并且没有引导到所述进气歧管的三个非专用EGR汽缸。
6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括在点燃所述专用EGR汽缸之后的120曲柄转角度处点燃所述第一组汽缸中的第一汽缸，在点燃所述第一组汽缸中的所述第一汽缸之后的240曲柄转角度处点燃所述第一组汽缸的第二汽缸，在点燃所述第二汽缸之后的240曲柄转角度处点燃所述第一组汽缸的第三汽缸，以及在点燃所述第三汽缸之后的120曲柄转角度处点燃所述专用EGR汽缸。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一组汽缸的活塞和所述专用EGR汽缸的活塞被连接到直列式曲轴上的相应的曲柄销。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述专用EGR汽缸是将排气引导到所述进气歧管的唯一汽缸。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一组汽缸中的每个汽缸是经由所述第一集合排气门中的一个排气门将排气引导到所述涡轮的非专用EGR汽缸，所述涡轮被定位在排气歧管的下游。
10.一种发动机方法，其包括：
操作三个相应的非专用EGR汽缸的三个排气门，从而排气门的打开不互相重叠，使得所述三个排气门中没有任何排气门同时打开，所述三个排气门中的每个排气门属于所述三个非专用EGR汽缸中的不同汽缸；
在打开所述三个排气门中的第一排气门期间操作第四汽缸的排气门，所述第四汽缸为专用EGR汽缸，所述专用EGR汽缸是将排气引导到进气歧管的唯一汽缸，并且随后在打开所述三个排气门中的第二排气门期间关闭所述专用EGR汽缸的所述排气门；以及在点燃所述非专用EGR汽缸的第一汽缸和第二汽缸的中间和在点燃所述非专用EGR汽缸的第三汽缸后360曲柄转角度处经由点火点燃所述专用EGR汽缸。
11.根据权利要求10所述的方法，其中打开所述专用EGR汽缸的所述排气门包含在打开所述三个排气门中的第一排气门之后的120曲柄转角度处打开所述专用EGR汽缸的所述排气门，并且在打开所述三个排气门中的第二排气门之后的120曲柄转角度处关闭所述专用EGR汽缸的所述排气门。
12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括在打开所述三个排气门中的所述第一排气门之后的240曲柄转角度处打开所述三个排气门中的所述第二排气门。
13.根据权利要求10所述的方法，其中操作所述三个相应的非专用EGR汽缸的所述三个排气门从而没有排气门打开重叠，包含在整个发动机循环期间打开所述三个排气门中的每个排气门达相同的持续时间，所述整个发动机循环包含所述三个非专用EGR汽缸和所述专用EGR汽缸中的所有汽缸的排气门打开。
14.根据权利要求13所述的方法，其中打开所述三个排气门中的每个达所述相同的持续时间包含针对每个排气门打开事件将相同长度的排气脉冲发送到涡轮，每个排气脉冲连续地发生在所述整个发动机循环期间。
15.根据权利要求10所述的方法，其中操作所述三个相应的非专用EGR汽缸的所述三个排气门以没有排气门打开重叠包含在打开所述三个排气门中的另一气门之前完全关闭所述三个排气门中的一个气门。
16.根据权利要求10所述的方法，其中操作所述三个相应的非专用EGR汽缸的所述三个排气门以没有排气门打开重叠包含打开所述三个排气门中的另一气门的同时关闭所述三个排气门中的一个气门。
17.一种发动机系统，其包括：
具有四个曲柄销的曲轴；
三个非专用EGR汽缸，其经由第一集合排气门将排气引导到涡轮，其中所述三个非专用EGR汽缸中的每个包含来自所述第一集合排气门的一个排气门；
单个专用EGR汽缸，其经由第二集合排气门中的排气门将排气引导到进气歧管；以及控制器，其配置有计算机可读指令，所述计算机可读指令用于：
操作所述第一集合排气门的打开以不相互重叠以便所述三个非专用EGR汽缸中不同汽缸的所述第一集合排气门中的排气门不同时打开，并且操作所述单个专用EGR汽缸的所述排气门的打开从而与所述第一集合排气门中的两个排气门的打开重叠；以及在点燃所述三个非专用EGR汽缸中的第一非专用EGR汽缸和第二非专用EGR汽缸之间和在点燃所述三个非专用EGR汽缸中的第三非专用EGR汽缸之后的360曲柄转角度处经由点火点燃所述单个专用EGR汽缸。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述三个非专用EGR汽缸相对于彼此具有240度的曲轴转角点火间隔，并且其中所述单个专用EGR汽缸在所述第一非专用EGR汽缸和所述第二非专用EGR汽缸之间具有120度的曲轴转角点火间隔。
19.根据权利要求17所述的系统，其中所述曲轴包含围绕着所述曲轴的中心线相隔120度定位的第二曲柄销、第三曲柄销以及第四曲柄销。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述曲轴进一步包括与所述第二曲柄销对齐的第一曲柄销。
用于在专用EGR汽缸中的改进的汽缸点火间隔的系统和方法
技术领域
背景技术
[0002] 发动机可以被配置有排气再循环(EGR)系统，以便将来自发动机排气歧管的至少一些排气转移到发动机进气歧管。通过提供期望的发动机稀释，这种系统可减少发动机爆震、节流损失、缸内热量损失以及NOx排放物。结果，具体地说在较高水平的发动机增压下提高了燃料经济性。发动机也可以被配置有唯一的汽缸(或汽缸组)，其专门用于向发动机汽缸提供外部EGR。其中，来自专用汽缸组的所有排气被再循环到进气歧管。同样，这允许在大部分工况下向发动机汽缸提供基本固定量的EGR。通过调整专用EGR汽缸组的供油(如，以便富燃运行)，可以使EGR成分变化以包含例如氢的物种(species)，其可以提高发动机的EGR容限并且有利于燃料经济性。
[0003] 可以使用各种方法来对一个或多个专用EGR汽缸与非专用EGR汽缸的点火计时。在一个示例中，由于一个或多个专用EGR汽缸的点火，非专用EGR汽缸的点火可以被不均匀地分配。例如，美国专利公开号2012/0216530示出在三个非专用EGR汽缸的连续点火之间对专用EGR汽缸地点火。此外，所有的汽缸，包含专用EGR汽缸，在先前点火汽缸后以相同数量的曲柄度数点火。但是，本发明人已经认识到这种方法的问题。例如，以常规的汽缸点火间隔来对非专用EGR汽缸和专用EGR汽缸点火可以导致不均匀的排气脉冲被输送到涡轮。进一步地，在对专用EGR汽缸点火期间，没有排气流向涡轮的时期可以发生。涡轮处的不均匀排气排放(blowdown)脉冲可以导致降低发动机性能和/或压缩机喘振事件。更进一步地，在一些示例中，在向涡轮引导(routing)排气的两个或多个汽缸之间的排气门重叠可以导致涡轮出的排气排放干扰。进而增加了缸内压力并且降低了发动机效率。
发明内容
[0004] 在一个示例中，上述问题可以通过一种方法来处理，该方法通过操作第一组汽缸的第一集合(a first set of)排气门以便没有排气门打开重叠，并且操作向进气歧管引导排气的专用EGR汽缸的一个或多个第二进气门，从而使一个或多个第二排气门的打开与第一组汽缸内两个汽缸的排气门的打开重叠。用这种方法，第一组汽缸间的排气排放干扰可以被降低并且给涡轮的排气脉冲可以被更均匀地间隔开。
[0005] 例如，第一组汽缸可以是一组非专用EGR汽缸，其经由第一集合排气门向涡轮引导排气，同时专用EGR汽缸作为唯一的汽缸将排气引导给进气歧管。通过改变这些汽缸的点火间隔进而操作非专用EGR汽缸，以便没有排气门重叠，从而在同一时间不可以打开第一组汽缸的不同汽缸的排气门。进一步地，甚至当专用EGR汽缸的排气门是打开的时，通过使专用EGR汽缸的排气门的打开与非专用EGR汽缸中其中两个非专用EGR汽缸的两个排气门打开事件重叠，排气可以继续流到涡轮。用这种方法，可以更加均匀地间隔到涡轮的排气脉冲，且没有无排气流到涡轮的时期。此外，离开非专用EGR汽缸的排气门的排气不可以干扰离开非专用EGR汽缸的其他排气门的排气，进而增加了发动机效率。
[0006] 应该理解的是，提供以上内容是为了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。这并不意味着识别了所声明主题的关键或本质特征，所声明主题的范围有具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。而且，所声明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
[0007] 图1是包含专用EGR提供汽缸组的发动机系统的示意图。
[0008] 图2是发动机的燃烧室的示意描绘图。
[0009] 图3-4示出包含专用EGR汽缸的四缸发动机的汽缸点火间隔图表。
[0011] 图6根据本公开示出火花正时示意图。
具体实施方式
[0013] 以下描述涉及用于操作发动机的排气门以便给涡轮创造更加均匀的排气脉冲的系统和方法。在一个示例中，发动机(例如图1-2所示的发动机)可以包含一个或多个专用排气再循环(EGR)汽缸，其将排气引导到发动机进气或进气歧管。发动机也可以包含多个非专用EGR汽缸，其专门将排气引导到涡轮和排气且不将排气引导到进气歧管。在一些示例中，如图3所示，发动机可以具有点火间隔，在涡轮处产生了不均匀的排气脉冲(包括无排气脉冲)，从而降低发动机性能和/或增加了压缩机喘振事件。此外，排气门重叠可以发生在非专用EGR汽缸之间，从而导致增加的排放脉冲干扰。排放干扰可以在重叠期间影响排气冲程泵气功和排气压力，这进而又影响到重叠汽缸内的残余馏分。因此，如图4所示，可以调整发动机汽缸的点火间隔和排气门重叠以便减少排放脉冲干扰并且在涡轮处建立更均匀的排气脉冲。在一个示例中，图4所示的点火间隔和减小的排气门重叠可以通过曲轴设计(例如图5所示的曲轴)而产生。图6进一步说明了由图5中曲轴产生的火花正时和汽缸点火次序。此外，图7示出用于操作排气门并且对图4中描绘的发动机汽缸点火的方法。
[0014] 图1示意地示出示例发动机系统100的方面，其包含具有四个汽缸(1-4)的发动机10。如在此详述的，四个汽缸被布置成由非专用EGR汽缸1-3组成的第一汽缸组17和由专用EGR汽缸4组成的第二汽缸组18。参照图2提供了发动机10的每个燃烧室的具体描述。发动机系统100可以被连接在车辆内，例如被配置用于道路行进的客运车辆。
[0015] 在描绘的实施例内，发动机10是连接到涡轮增压器13的升压发动机，涡轮增压器13包含由涡轮76驱动的压缩机74。具体说，新鲜空气经由空气净化器53沿着进气道42被引进发动机10内并且流到压缩机74。通过进气道42进入进气系统的环境空气的流速可以通过调整进气节气门20至少部分地被控制。压缩机74可以是任何合适的进气空气压缩机，例如马达驱动或驱动轴驱动的机械增压器压缩机。但是，在发动机系统10中，压缩机是经由轴19机械连接到涡轮76的涡轮增压器压缩机，涡轮76由膨胀的发动机排气驱动。在一个实施例中，压缩机和涡轮可以连接在双涡流涡轮增压器内。在另一实施例中，涡轮增压器可以是可变几何涡轮增压器(VGT)，其中涡轮几何形状可以根据发动机转速主动变化。
[0016] 如图1中所示，压缩机74通过增压空气冷却器78被连接到进气节气门20。进气节气门20被连接到发动机进气歧管25。压缩空气充气从压缩机通过增压空气冷却器和节气门流动到进气歧管。例如，增压空气冷却器可以是空气-空气或空气-水热交换器。在图1中所示的实施例中，进气歧管内的空气充气的压力由歧管空气压力(MAP)传感器24感测。压缩机旁通阀(未显示)可以被串连在压缩机74的入口和出口之间。压缩机旁通阀可以是常闭阀，其被配置为在所选的工况下打开以释放过多的增压压力。例如，压缩机旁通阀可以在降低发动机转速的状况期间被打开以避免压缩机喘振。
[0017] 进气歧管25通过一系列进气门62被连接到一系列燃烧室30(如，汽缸)。燃烧室经由一系列排气门64被进一步连接到排气歧管36。更具体地说，每个汽缸30可以由一个或多个气门服务。在本示例中，每个汽缸30包含相应的进气门62和排气门64。发动机系统100进一步包含一个或多个凸轮轴68以便操作进气门62和/或排气门64。在所描绘示例中，进气凸轮轴68被连接到进气门62并且可以被致动以便操作进气门62。在一些实施例中，其中多个汽缸30的进气门被连接到共用凸轮轴，进气凸轮轴68可以被致动以便操作所有连接的汽缸的进气门。
[0018] 进气门62在允许进气空气进入相应的汽缸内的打开位置和基本上阻止来自汽缸的进气空气的关闭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包含进气凸轮67，进气凸轮67具有凸轮凸角廓线以便打开进气门62达限定的进气持续时间。在一些实施例中(未示出)，凸轮轴可以包含具有替换凸轮凸角廓线的另外的进气凸轮，其允许进气门62被打开达替换的持续时间(在此也被称为凸轮廓线变换系统)。根据附加凸轮的凸角廓线，替换持续时间可以比进气凸轮67的限定进气持续时间更长或更短。凸角廓线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进气凸轮轴68和在凸轮廓线之间转换而改变进气门持续时间。
[0019] 以相同的方式，每个排气门64在允许排气离开相应的汽缸的打开位置和将气体基本上保持在汽缸内的关闭位置之间是可致动的。应认识到，虽然只有进气门62被示出为凸轮致动，但是排气门64也可以由相似的排气凸轮轴(未示出)致动。在一些实施例中，其中多个汽缸30的排气门被连接到共同的凸轮轴，排气凸轮轴可以被致动以操作所有连接的汽缸的排气门。如同进气凸轮轴68，排气凸轮轴在被包含时可以包含排气凸轮，排气凸轮具有凸轮凸角廓线以便打开排气门64达限定的排气持续时间。在一些实施例中，排气凸轮轴可以进一步包含具有替换凸轮凸角廓线的附加的排气凸轮，这些附加的排气凸轮允许排气门64被打开达替换的持续时间。凸角廓线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图轮廓线之间转换来改变排气门持续时间。
[0020] 应认识到，可以将进气和/或排气凸轮轴连接到汽缸子集，并且多个进气凸轮轴和/或排气凸轮轴可以存在。例如，第一进气凸轮轴可以被连接到汽缸的第一子集的进气门，同时第二进气凸轮轴可以被连接到汽缸的第二子集的进气门。同样，第一排气凸轮轴可以被连接到汽缸的第一子集的排气门，同时第二排气凸轮轴可以被连接到汽缸的第二子集的排气门。又进一步地，可以将一个或多个进气门和排气门连接到每个凸轮轴。汽缸子集可以基于它们沿发动机缸体的位置、它们的点火次序、发动机配置等连接到凸轮轴。
[0021] 进气门致动系统69和排气门致动系统(未示出)可以进一步包含推杆、摇臂、挺柱等。这些设备和特征可以通过将凸轮的旋转运动转换成气门的平移运动(translational motion)来控制进气门62和排气门64的致动。如先前论述的，气门也可以经由凸轮轴上的附加的凸轮凸角廓线而被致动，其中不同气门之间的凸轮凸角廓线可以提供不同的凸轮升程高度、凸轮持续时间和/或凸轮正时。但是，如果需要，可以使用替换的凸轮轴(顶部和/或推杆)布置。进一步地，在一些示例中，汽缸30可以每个都具有不止一个的排气门和/或进气门。在另外的其他示例中，一个或多个汽缸中的每个排气门64和进气门62可以由共同的凸轮轴致动。又进一步地，在一些示例中，一些进气门62和/或排气门64可以由它们自身的独立的凸轮轴或其他设备来致动。
[0022] 发动机系统100可以包含可变气门正时系统，例如，可变凸轮正时VCT系统80。可变气门正时系统可以被配置成在第一操作模式期间打开第一气门达第一持续时间。第一操作模式可以发生在发动机负载低于部分发动机负载阈值时。进一步地，可变气门正时系统可以被配置成在第二操作模式期间打开第一气门达第二持续时间(第二持续时间比第一持续时间短)。第二操作模式可以发生在发动机负载高于发动机负载阈值和发动机转速低于发动机转速阈值时(如，在低于中置发动机转速期间)。
[0023] 在所描绘的实施例中，排气歧管36包含多个排气歧管部分，其可以使来自不同燃烧室的流出物被导向到发动机系统内的不同位置。特别地，来自第一汽缸组17(汽缸1-3)的流出物在被排放控制设备170的排气催化剂处理之前被导向通过排气歧管36的涡轮76。相比之下，来自第二汽缸组18(汽缸4)的排气经由通道50和排气催化剂70被引导回进气歧管25。替换地，来自第二汽缸组的至少部分排气经由气门65和通道56被导向到排气歧管36的涡轮76。通过调整气门65，可以改变从汽缸4导向到排气歧管的排气相对于被导向到进气歧管的排气的比例。在一些示例中，气门65和通道56可以省略。在一些其它示例中，可以通过选择2个排气门中的哪一个打开来将来自汽缸4的排气导向到进气歧管或排气歧管，其中每个排气门将气体引导到不同的排气歧管。
[0025] 汽缸1-4中的每个可以通过捕集来自各自的汽缸内的燃烧事件的排气并且在随后的燃烧事件期间允许排气保留在各自的汽缸内而包含内部EGR。内部EGR量可以通过调整进气门和/或排气门打开和/或关闭时间而进行变化。例如，通过增加进气门重叠和排气门重叠，额外的EGR在随后的燃烧事件期间可以被保持在汽缸内。外部EGR唯一地经由来自第二汽缸组18(在此，汽缸4)和EGR通道50的排气流被提供到汽缸1-4。在另一示例中，外部EGR可以仅被提供给汽缸1-3并且不被提供给汽缸4。不可以通过来自汽缸1-3的排气流来提供外部EGR。因此，在该示例中，汽缸4是发动机10的外部EGR的唯一来源，并且因此在此处也被称为专用EGR汽缸(或专用汽缸组)。通过将四缸发动机中一个汽缸的排气再循环到发动机进气歧管，可以提供几乎恒定(如，约25％)的EGR速率。汽缸1-3在此也被称为非专用EGR汽缸组。虽然当前示例将专用EGR汽缸组示出为具有单个汽缸，但是将会意识到的是，在替换发动机配置中，专用EGR汽缸组可以具有多个发动机汽缸(如，多于一个发动机汽缸)。
[0026] EGR通道50可以包含用于冷却被输送到发动机进气的EGR的EGR冷却器54。此外，EGR通道50可以包含第一排气传感器51用于估计从第二汽缸组再循环到剩余发动机汽缸的排气的空燃比。第二排气传感器52可以被定位在第一汽缸组的排气歧管部分的下游以便估计第一汽缸组内排气的空燃比。还有些另外的排气传感器可以被包含在图1的发动机系统内。来自汽缸4的外部EGR内的氢浓度可以通过富集汽缸4内燃烧的空燃混合物而被增加。特别地，在WGS催化剂70处生成的氢气量可以通过增加来自汽缸4的在通道50内接收的排气的丰富程度而被增加。因此，为了向发动机汽缸1-4提供富氢排气，可以调整第二汽缸组18的供油从而使汽缸4富燃(如，通过降低空燃比)。在一个示例中，来自汽缸4的外部EGR的氢浓度可以在发动机燃烧稳定性低于期望时的状况期间被增加。该动作增加了外部EGR内的氢浓度并且其可以提高发动机燃烧稳定性，具体地说提高了在较低发动机转速和负载下(如，怠速)的发动机燃烧稳定性。此外，富集氢EGR在遇到任何燃烧稳定性问题之前允许在发动机内容忍比常规(较低氢浓度)的EGR高得多水平的EGR。通过增加EGR使用的范围和量，可以提高发动机燃料经济性。
[0027] 燃烧室30可以被供应一种或多种燃料，例如汽油、酒精燃料混合物、柴油、生物柴油、压缩天然气等。燃料可以经由喷射器66被供应给燃烧室。燃料喷射器66可以从燃料箱26中吸取燃料。在所描绘的示例中，燃料喷射器66被配置为直接喷射，但是在其他的实施例中，燃料喷射器66可以被配置为进气道喷射或节气门阀体喷射。进一步地，每个燃烧室可以包含不同配置的一个或多个燃料喷射器以便使每个汽缸可以经由直接喷射、进气道喷射、节气门阀体喷射或其组合来接收燃料。在燃烧室中，可以经由火花点火和/或压缩点火来开始燃烧。
[0028] 来自排气歧管36的排气被导向到涡轮76以便驱动涡轮。当期望减小的涡轮扭矩时，可以将一些排气代替地导向通过废气门(未显示)，以绕过涡轮。来自涡轮和废气门的组合流然后流过排放控制设备170。通常，一个或多个排放控制设备170可以包含一种或多种排气后处理催化剂，其被配置催化处理排气流，并且进而减少排气流内一种或多种物质的量。例如，一种排气后处理催化剂可以被配置为，当排气流稀薄时，从排气流中捕集NOx，并且当排气流浓稠时减少所捕集的NOx。在其他示例中，排气后处理催化剂可以被配置为，在还原剂的帮助下歧化NOx或者选择性地减少NOx。在另外其他的示例中，排气后处理催化剂可以被配置为氧化排气流内残余的碳氢化合物和/或一氧化碳。具有任何这种功能的不同排气后处理催化剂可以被布置在载体涂料内或排气后处理阶段内的其他地方，或者分开或者一起。在一些实施例中，排气后处理阶段可以包含可再生烟粒过滤器，其被配置为捕集并且氧化排气流内的煤烟粒子。来自排放控制设备170的所有或部分处理排气可以经由排气管35释放到大气内。
[0029] 发动机系统100进一步包含控制系统14。控制系统14包含控制器12，其可以是在其内安装有发动机系统的车辆或发动机系统的任何电子控制系统。控制器12可以被配置为，至少部分地根据发动机系统内一个或多个传感器16的输出做出控制决定，并且根据控制决定控制驱动器81。例如，控制器12可以将计算机可读指令存储在存储器内，并且可以通过执行指令来控制驱动器81。示例传感器包含MAP传感器24、MAF传感器55、排气温度和压力传感器128和129以及排气氧传感器51、52以及曲轴箱通风压力传感器(未显示)。示例驱动器包含节气门20、燃料喷射器66、专用汽缸组气门65等。如图2所述，可以包含另外的传感器和驱动器。
[0030] 控制器12内的只读存储介质存储器可以被编有计算机可读数据，计算机可读数据表示可由处理器执行的指令以便进行如下所述的方法以及可预料但没有具体列举的其他变化。参照图3-4，在此描述了示例方法和程序。
[0031] 参考图2，内燃机10包括图1所示的多个汽缸，现在描述其中的一个汽缸。发动机10包含燃烧室30和汽缸壁132，活塞136被定位在汽缸壁132内并且被连接到曲轴40。飞轮97和环形齿轮99被连接到曲轴40。起动机96包含小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性地推动小齿轮95以啮合环形齿轮99。起动机96可以被直接安装到发动机的前面或发动机的后面。在一些示例中，起动机96可以经由皮带或链条选择性地供应扭矩给曲轴40。在一个示例中，当起动机96没有接合到发动机曲轴时处于基本状态。
[0032] 燃烧室30被显示为分别经由进气门62和排气门64与进气歧管144和排气歧管148相通。每个进气门和排气门可以由进气凸轮151(例如图1中所示的进气凸轮67)和排气凸轮153独立地操作。进气门调节器85可相对于曲轴40的位置提前或延迟进气门62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可相对于曲轴40的位置提前或延迟排气门64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。
可以通过进气凸轮传感器155来确定进气凸轮151的位置。可以通过排气凸轮传感器157来确定排气凸轮153的位置。在燃烧室30是专用EGR汽缸的一部分的情况中，气门62和64的正时和/或升程量可以独立于其他发动机汽缸地进行调节从而可以相对于其他的发动机汽缸增加或降低专用EGR汽缸的汽缸空气充气。用这种方式，供应给发动机汽缸的外部EGR可以大于或小于汽缸充气质量的25％。外部EGR是被抽出汽缸的排气门并且经由汽缸进气门返回到汽缸的排气。进一步地，不同于EGR汽缸的汽缸的内部EGR量可以通过调节这些各个汽缸的气门正时而独立于专用EGR汽缸地被调节。内部EGR是燃烧事件之后停留在汽缸内的排气，并且内部EGR在随后的燃烧事件中成为汽缸内混合物的一部分。
可以通过进气凸轮传感器155来确定进气凸轮151的位置。可以通过排气凸轮传感器157来确定排气凸轮153的位置。在燃烧室30是专用EGR汽缸的一部分的情况中，气门62和64的正时和/或升程量可以独立于其他发动机汽缸地进行调节从而可以相对于其他的发动机汽缸增加或降低专用EGR汽缸的汽缸空气充气。用这种方式，供应给发动机汽缸的外部EGR可以大于或小于汽缸充气质量的25％。外部EGR是被抽出汽缸的排气门并且经由汽缸进气门返回到汽缸的排气。进一步地，不同于EGR汽缸的汽缸的内部EGR量可以通过调节这些各个汽缸的气门正时而独立于专用EGR汽缸地被调节。内部EGR是燃烧事件之后停留在汽缸内的排气，并且内部EGR在随后的燃烧事件中成为汽缸内混合物的一部分。
[0033] 燃料喷射器66被显示定位以将燃料直接喷射进汽缸30，这就是本领域技术人员公知的直接喷射。替换地，可以将燃料喷射到进气端口，这就是本领域技术人员公知的进气道喷射。在一些示例发动机配置中，一个或多个发动机汽缸可以从直接喷射器和进气道燃料喷射器两者中接收燃料。
[0034] 在一个示例中，燃料喷射器66可以是选择性可停用的燃料喷射器。因此，可以通过关掉到给定汽缸的燃料供给选择性地停用发动机汽缸。在专用EGR汽缸(图1中的汽缸4)的情况下，当EGR需求是低的时，可以在所选状况期间停用供给EGR汽缸燃料的喷射器66，从而允许来自专用汽缸的外部EGR的迅速降低。这些可以包含，例如，当发动机负载是低的(例如，低于阈值负载)时的状况，在发动机冷启动期间，或者在催化剂预热状况期间。但是，扭矩瞬态在EGR下降时可以发生。具体地说，专用EGR汽缸的停用导致了发动机扭矩的立即下降。因此，在EGR已经从进气歧管中充分地抽取后，可以在剩余的发动机汽缸内接收到更高量的新鲜空气，进而导致扭矩激增(surge)。
[0035] 在一些实施例中，专用EGR汽缸通过除切断燃料之外切断空气可以选择性地被停用。例如，可以停用专用EGR汽缸的进气门或排气门。通过停用进气门或排气门，汽缸的泵气功可以被增加，这在催化剂预热期间是期望的。最大化专用EGR汽缸的泵气功也可以包含调节凸轮相位、气门升程、进气道节气门的方位或者增压运动控制设备等。替换地，专用EGR汽缸的所有气门在期望减少EGR而没有增加泵气功时例如在催化剂被预热后的低发动机负载期间可以被停用。
[0036] 进气歧管144被显示与可选电子节气门162相通，可选电子节气门162调节节流板164的位置从而控制空气从空气进气42流动到进气歧管144。在一些示例中，节气门162和节流板164可以被定位在进气门62和进气歧管144之间，从而使节气门162是进气道节气门。可以从加速器踏板传感器184感测的加速器踏板180的位置确定出驾驶员需求扭矩。当驾驶员的脚182操作加速器踏板180时，指示驾驶员需求扭矩的电压或电流从加速器踏板传感器
184中输出。
184中输出。
[0037] 无分电器点火系统88响应于控制器12经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。通用排气氧(UEGO)传感器126被显示连接到排放控制设备170上游处的排气歧管148，排放控制设备170可以包含催化转化器。替换地，双态排气氧传感器可以用UEGO传感器126替换。
[0038] 在一个示例中，排放控制设备170可以包含多块催化剂砖。在另一示例中，可以使用每个都具有多块催化剂砖的多个排放控制设备。在一个示例中，排放控制设备170可以是三元型催化剂。
[0039] 控制器12在图2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被显示为从连接到发动机10的传感器中接收各种信号，除了先前论述的那些信号外，这些信号还包含：来自连接到冷却套筒113的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；来自连接到进气歧管144的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量值；来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器115的发动机位置传感器；来自传感器119的进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器158的节气门位置的测量值。大气压力也可以被感测(传感器未显示)以便由控制器12处理。在本说明书的优选方面，发动机位置传感器115在曲轴的每次旋转产生预定数量的等间距脉冲，由此可以确定发动机转速(RPM)。在操作期间，发动机10内的每个汽缸一般经历四冲程循环：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，排气门64关闭并且进气门62打开。空气经由进气歧管144被引入燃烧室30，并且活塞136移动到汽缸的底部从而增加燃烧室30内的容积。活塞136靠近汽缸的底部并且处于其冲程末端(如，当燃烧室30处于其最大容积之时)时的位置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62和排气门64通常被关闭。
活塞136朝向汽缸盖移动从而压缩燃烧室30内的空气。活塞136处于其冲程末端且最接近汽缸盖(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)时的位置通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。
活塞136朝向汽缸盖移动从而压缩燃烧室30内的空气。活塞136处于其冲程末端且最接近汽缸盖(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)时的位置通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。
[0040] 在下文被称为喷射的过程中，燃料被引入到燃烧室。在下文被称为点火的过程中，用例如火花塞92的点火装置点燃所喷射的燃料，从而引起燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞136推回到BDC。曲轴40将活塞运动转换成旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门64打开以将燃烧后的空燃混合物释放到排气歧管148并且活塞返回到TDC。应注意到，上述过程仅被示为示例，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以变化，从而提供正气门重叠或负气门重叠、迟进气门关闭或各种其他示例。
[0041] 如上引入的，具有专用EGR系统的发动机系统可以包含具有一个或多个专用EGR汽缸的第一汽缸组，该一个或多个专用EGR汽缸将排气引导到进气歧管(如，引导到发动机所有汽缸的进气)。第二汽缸组可以包含一个或多个非专用EGR汽缸，其不将排气引导到进气歧管并且而是将排气引导到排气道并且最终引导到大气。因此，外部EGR可以仅由包含专用EGR汽缸的第一汽缸组提供。一个或多个专用EGR汽缸可以提供相对恒定比率的EGR给发动机。这可有利于减少爆震并且增加较高EGR比率下的燃烧稳定性。
[0042] 但是，在包含一个或多个专用EGR汽缸的一些发动机系统中，到涡轮的排气排放脉冲可以不被均匀地隔开。进一步地，在只具有单个专用EGR汽缸的发动机系统中，单个脉冲的EGR被引进到进气歧管中，进而导致了不均匀的混合。例如，在具有一个专用EGR汽缸和三个非专用EGR汽缸的四缸发动机内，可以向进气歧管一次性供应25％的几乎恒定的EGR比。在该配置中，两个非专用EGR汽缸可以受到180°脉冲干扰的影响，而一个非专用EGR汽缸不受该脉冲干扰影响。上述问题可以导致压缩机喘振和空燃控制问题以及火花控制问题。
[0043] 图3示出包含了一个专用EGR汽缸的四缸发动机的汽缸点火间隔图表。具体地说，图表300在Y轴上示出汽缸编号并且在x轴上示出曲柄转角度。汽缸2-4是将排气引导到涡轮的非专用汽缸而汽缸1是将排气引导到进气歧管而不是引导到涡轮的专用EGR汽缸。如上所述的，汽缸1可以是将排气再循环到进气歧管的发动机内唯一的汽缸。实线指示给定汽缸的排气门是打开的情况并且虚线指示给定汽缸的进气门是打开的情况。在图表300中所示的示例中，汽缸点火次序是1-3-4-2。但是，其他的点火次序是可能的。例如，1-2-4-3的汽缸点火次序也是可能的。
[0044] 如图3所示，发动机具有180曲柄转角度的点火间隔。如上论述的，这产生了到涡轮的排气排放脉冲的不均匀间距。例如，如在302处所示，汽缸4的排气门刚好在180曲柄转角度前打开。然后，在360曲柄转角度之前，如在304处所示的，汽缸2的排气门打开。刚好在540曲柄转角度之前，专用EGR汽缸1的排气门打开。第三非专用汽缸(汽缸3)的排气门没有打开，直到刚好在720度曲柄转角度之前才打开，如306所示的，这是由于专用EGR汽缸1在汽缸2和汽缸3之间点火。结果，在汽缸2的排气门关闭和汽缸3的排气门打开之间有间隔308，在这段间隔内没有排气流向涡轮。
[0045] 进一步地，如302所示，汽缸4的排气门在汽缸3的排气门关闭前打开。结果，180°的排放脉冲干扰发生在汽缸3和汽缸4排气门重叠310期间。例如，来自汽缸4的排气排放脉冲传播通过排气歧管并且可以影响汽缸3的缸内压力。相似地，汽缸3打开的排气门也可以影响到汽缸4的缸内压力。这种排放干扰可以影响重叠期间的排气冲程泵气功和排气压力，其进而影响到重叠汽缸内的残余馏分。
[0046] 同样，如312所示，当汽缸2的排气门打开而汽缸4的排气门仍然打开时，脉冲干扰可以发生。如图3所示，气门重叠和产生的排放脉冲干扰由于180°的曲柄旋转而发生。但是，在替换示例中，气门重叠可以大于或小于180°的曲柄旋转。如图3所示，由于来自汽缸1的排气流到进气歧管并且没有流到涡轮，所以没有脉冲干扰发生在汽缸2的排气门打开的末端。
[0047] 发动机汽缸的排气门打开事件和排气门打开重叠可以被调节以在涡轮处的排放脉冲之间建立多个均匀间距。例如，图4示出包含一个专用EGR汽缸(如图3所示)的四缸发动机的汽缸点火次序图表。但是，图表400显示非专用EGR汽缸(汽缸2-4)的点火被彼此相距240曲柄转角度隔开的点火间隔。然后，专用EGR汽缸(汽缸1)在两个非专用EGR汽缸(例如，汽缸4和汽缸3)之间被隔开120曲柄转角度。
[0048] 具体地说，图表400在y轴示出汽缸编号并且在x轴示出曲柄转角度。汽缸2-4是将排气引导到涡轮的非专用汽缸而汽缸1是将排气引导到进气歧管并且没有引导到涡轮的专用EGR汽缸。在该示例中，汽缸1是将排气再循环到进气歧管的唯一汽缸。实线指示给定汽缸的排气门是打开的并且虚线指示给定汽缸的进气门是打开的。在图表400中所示的示例中，汽缸点火次序是1-3-2-4。但是，具有下文进一步描述的相似排气门打开重叠的其他点火次序(例如1-4-2-3、1-2-3-4、1-3-4-2、1-2-4-3以及1-4-3-2)也是可能的。例如，在所有情况下，汽缸1在前一个汽缸之后的120度且在随后汽缸前的120度处点火。
[0049] 如图4所示，汽缸3的排气门在402处打开。汽缸3的排气门打开大约240曲柄旋转角度，并且然后在404处关闭。同时地，或者刚好在关闭汽缸3的排气门之后，汽缸2的排气门打开。汽缸2的排气门在406打开之后关闭大约240曲柄转角度。然后，汽缸4的排气门同时打开或者在汽缸2的排气门关闭之后打开。在约240°曲柄旋转之后，汽缸4的排气门关闭。用这种方式，汽缸2-4(将排气引导到涡轮的非专用EGR汽缸)的排气门打开事件不会重叠。也就是说，没有两个不同的非专用EGR汽缸中的两个排气门是同时打开的。结果，几乎没有排气排放脉冲干扰发生，进而减小汽缸的排气冲程泵气功。进一步地，在非专用汽缸(例如，汽缸2-4)内捕集的残余质量可以是一样的。此外，来自汽缸2-4的排气脉冲在整个发动机汽缸(例如，720°曲柄旋转)内被均匀地隔开。结果，到涡轮的排气脉冲在发动机循环整个过程中被连续且均匀地输送。这也可以在不使用双涡形涡轮壳体的情况下允许更长的排气凸轮廓线，所述双涡形涡轮壳体可以提高燃料经济性并且减少压缩机喘振。
[0050] 返回图4，在汽缸4的排气门打开期间汽缸1(专用EGR汽缸)的排气门打开并且随后在汽缸3的排气门打开期间关闭。更具体说，汽缸1的排气门在汽缸4的排气门打开之后打开大约120°曲柄旋转。然后，汽缸1的排气门在汽缸3的排气门打开之后120°的曲柄旋转处关闭。也就是说，非专用EGR汽缸4的排气门关闭，同时专用EGR汽缸1的排气门打开，并且非专用EGR汽缸3的排气门打开，同时EGR汽缸1的排气门打开。用这种方式，专用EGR汽缸1的排气门打开与非专用EGR汽缸4和3两者的排气门打开重叠。即使排气门重叠发生在汽缸4和汽缸1以及汽缸3和汽缸1之间，由于来自汽缸1的排气被引导到进气歧管并且没有引导到涡轮，所以没有排放脉冲干扰发生。
[0051] 用这种方法，发动机方法可以包括操作第一组汽缸中的第一集合排气门将排气引导到涡轮，从而排气门打开不重叠(例如，关于第一组汽缸的其他汽缸的排气门)，并且操作专用EGR汽缸的排气门将排气引导到进气歧管，从而使第二排气门的打开与第一组汽缸的两个汽缸的排气门的打开重叠。如一个示例，操作专用EGR汽缸的排气门包含，在关闭所第一集合排气门中的第一排气门之前打开专用EGR汽缸的排气门，并且在打开第二集合排气门中的第二排气门之后关闭专用EGR汽缸的排气门。进一步地，操作第一集合排气门包含打开第一集合排气门中的每个排气门达一持续时间，以便在完整的发动机循环内导致到涡轮的均匀的排气脉冲。该方法可以进一步包括相距240曲柄转角度点火第一组汽缸内的每个汽缸，并且在第一组汽缸的第一汽缸之前的120曲柄转角度并且在第一组汽缸的第二汽缸之后的120曲柄转角度处点火专用EGR汽缸。
[0052] 在一个示例中，第一组汽缸仅包含将排气引导到涡轮并且没有引导到进气歧管的三个非专用EGR汽缸。该方法进一步包括，在对专用EGR汽缸点火后的120曲柄转角度处对第一组汽缸的第一汽缸点火，在对第一组汽缸的第一汽缸点火后的240曲柄转角度处对第一组汽缸的第二汽缸点火，在对第二汽缸点火之后的240曲柄转角度处对第一组汽缸的第三汽缸点火，以及在对第三汽缸点火之后的120曲柄转角度处对专用EGR汽缸点火。此外，第一组汽缸的活塞和专用EGR汽缸的活塞被连接到直列式曲轴上相应的曲柄销。在一个示例中，专用EGR汽缸是将排气引导到进气歧管的唯一汽缸。进一步地，第一组汽缸的每个汽缸是经由第一集合排气门中的一个排气门将排气引导到涡轮的非专用EGR汽缸，所述涡轮被定位在排气歧管的下游。
[0053] 发动机曲轴和凸轮轴(多个)的设计可以适于输送上述关于图4的点火间隔和排气门正时。例如，曲轴和凸轮轴设计、以及凸轮轴正时可以适于减小非专用EGR汽缸之间的排气门重叠以及在发动机循环期间的到涡轮的更加均匀间距的排气脉冲。
[0054] 因此，图5示出示例曲轴500，其可以被用于操作发动机10，而没有专用EGR汽缸之间的排气门重叠。更具体地说，曲轴500可以输送图4中所述的汽缸点火和排气门正时。图5说明了曲轴500的透视图。曲轴500可以是图2所示的曲轴40。图5中描绘的曲轴可以被利用在发动机内，例如图1-2中的发动机10，其具有直列式配置，即在该配置内汽缸在单列内对齐。如所示的，多个活塞136可以被连接到曲轴500。进一步地，由于发动机10是直列式四缸发动机，所以图5沿着曲轴500的长度描绘了被布置在单列内的四个活塞。
[0055] 曲轴500具有曲轴尖端530，其中曲柄尖534用于装配带轮和/或用于安装谐波平衡器(未显示)以减少扭转振动。曲轴500进一步包含具有凸缘514的凸缘端510，其被配置为附连到飞轮(未显示)。用这种方法，经由燃烧生成的能量可以从活塞转移到曲轴和飞轮，并且在此基础上转移到变速器进而向车辆提供动力。
[0056] 曲轴500也可以包含多个销、轴颈、曲柄臂(例如，腹板)以及平衡重520。在所描绘的示例中，曲轴500包含前端主轴承轴颈532和后端主轴承轴颈516。除了两端处的这些主轴承轴颈，曲轴500还包含被定位在前端主轴承轴颈532和后端主轴承轴颈516之间的三个主轴承轴颈526。因此，曲轴500具有五个主轴承轴颈，其中每个轴颈对旋转中心轴线550对齐。主轴承轴颈516、532以及526支撑轴承，其被配置为使曲轴500可以旋转同时向曲轴500提供支撑。在替换实施例中，曲轴可以具有多于或少于五个的主轴承轴颈。
[0057] 曲轴500也包含第一曲柄销548、第二曲柄销546、第三曲柄销544以及第四曲柄销542(从曲柄尖端530到凸缘端510布置)。因此，曲轴500具有总共四个曲柄销。但是，具有替换数量曲柄销的曲轴已经被考虑。曲柄销542、544、546以及548可以每个都被机械连接到各自的活塞连杆512，并且进而连接到各自的活塞136。将会意识到的是，在发动机操作期间，曲轴500绕着旋转中心轴线550旋转。曲柄臂518可以支撑曲柄销542、544、546以及548。曲柄臂518可以进一步将曲柄销连接到主轴承轴颈516、532以及526。
[0058] 第二曲柄销546和第一曲柄销548关于旋转轴线550被布置在相似的径向位置。因此，第一曲柄销548与第二曲柄销546对齐。进一步地，第二曲柄销546、第三曲柄销544以及第四曲柄销542围绕旋转中心轴线550彼此相隔120度被布置。换句话说，如图5中曲轴500所描绘的，第四曲柄销542被显示为正在偏离观察者(进入页面)，第三曲柄销544正在移向观察者(页面外)同时第二曲柄销546和第一曲柄销548在页面平面内。
[0059] 插图560显示曲轴500的示意图，其描绘了四个曲柄销相对于旋转中心轴线550的位置。插图570示出曲轴500的侧视图的示意图，其指示了曲柄销相对于曲轴500的中心轴线和旋转中心轴线550的位置。如插图560所示的，第四曲柄销542和第三曲柄销544相对于且围绕着旋转中心轴线550被定位在相对方向内。也就是说，第四曲柄销542和第三曲柄销544围绕着旋转中心轴线550彼此相对成一角度。相似地，第三曲柄销544和第二曲柄销546围绕着旋转中心轴线550彼此相对成一角度。如图570进一步所示的，第二曲柄销546、第三曲柄销544以及第四曲柄销542围绕着曲轴500的中心轴线(例如，旋转轴线)被定位成彼此相隔120度。进一步地，第一曲柄销548和第二曲柄销546围绕着旋转中心轴线550对齐且互相平行。如插图570所示的，第一曲柄销548和第二曲柄销546被垂直定位在旋转中心轴线550(例如，零度)上同时第三曲柄销544被定位在第一曲柄销548和第二曲柄销546逆时针方向的
120度处。第四曲柄销542被定位在第一曲柄销548和第二曲柄销546顺时针方向的120度处。
120度处。第四曲柄销542被定位在第一曲柄销548和第二曲柄销546顺时针方向的120度处。
[0060] 将会意识到的是，尽管第一曲柄销548与第二曲柄销546对齐，并且连接到第一曲柄销548和第二曲柄销546的两个活塞中的每个活塞在图5中被描绘成处于上止点(TDC)位置，但是两个活塞可以处于不同冲程的末端。例如，连接到第一曲柄销548的活塞可以处于压缩冲程的末端，同时与第二曲柄销546关联的活塞可以处于排气冲程的末端。因此，连接到第一曲柄销548的活塞可以与连接到第二曲柄销546的活塞相隔360曲柄转角度。
[0061] 当所有的汽缸正点火时，图5中的曲柄销布置支持发动机点火次序1-3-2-4。在此，点火次序1-3-2-4包括对具有被连接到第一曲柄臂548的活塞的第一汽缸点火，接下来对其活塞被连接到第三曲柄销544的第三汽缸点火，接下来对具有被连接到第二曲柄销546的活塞的第二汽缸点火，以及然后对具有被连接到第四曲柄销542的活塞的第四汽缸点火。在具有曲轴500的发动机10的示例中，具有点火次序1-3-2-4的四个汽缸内的点火事件可以按照以下不均匀的间隔发生：120°—240°—240°—120°。因为第一曲柄销548与第二曲柄销546对齐，并且它们的活塞行程相隔360曲柄转角度发生，所以第一汽缸和第二汽缸内的点火事件也以360°间隔地发生。参照图6，将会进一步描述发动机点火事件。
[0062] 因此，图1-2和图5中的组件提供了一种用于发动机的系统，其包括：具有四个曲柄销的曲轴、经由第一集合排气门将排气引导到涡轮的三个非专用EGR汽缸、经由第二排气门将排气引导到进气歧管的单个专用EGR汽缸、以及配置有计算机可读指令以便操作第一集合排气门的打开不重叠且操作第二排气门的打开与第一集合排气门中的两个排气门的打开重叠的控制器。三个非专用EGR汽缸具有相对于彼此的240度的曲轴转角点火间隔，并且单个专用EGR汽缸在三个非专用EGR汽缸中的两个之间具有120度的曲轴转角点火间隔。在另一示例中，三个非专用EGR汽缸具有相对于彼此的约240度的曲轴转角点火间隔，并且单个专用EGR汽缸在三个非专用EGR汽缸中的两个之间具有约120度的曲轴转角点火间隔(例如，120度范围内)。进一步地，曲轴包含围绕曲轴的中心线相隔120度定位的第二曲柄销、第三曲柄销以及第四曲柄销。此外，曲轴包含与第二曲柄销对齐的第一曲柄销。
[0063] 现在转向图6，其描绘了在上文关于图4所述的汽缸点火次序的示例汽缸点火示意图。在一个示例中，图5中所示的曲轴500可以产生图6中所示的汽缸点火次序。例如，发动机10可以基于曲轴500的设计而被不均匀地点火。如所描绘示例中所示的，汽缸1可以在汽缸3和汽缸4之间被地点火。在一个示例中，汽缸1可以在汽缸4被点火之后的大约120曲轴转角(CA)处被点火。在一个示例中，汽缸1可以在汽缸4被点火之后的正好120CA度处被点火。在另一示例中，汽缸1可以在汽缸4点火后的115CA度处被点火。在另一示例中，汽缸1可以在对汽缸4点火后的125CA度处被点火。进一步地，汽缸1可以在汽缸3被点火之前的大约120CA度处被点火。例如，汽缸1可以在汽缸3被点火之前的115CA度和120CA度之间的范围内被点火。
此外，汽缸2、3以及4可以继续相隔240CA度具有燃烧事件，其中汽缸1内的燃烧事件大致发生在汽缸4内燃烧事件和汽缸3内的燃烧事件之间的中间。因此，发动机10可以用以下的点火次序点火：3-2-4-1(由于点火是循环的，所以或者为1-3-2-4)。如604说明的，汽缸3在汽缸1被点火之后的曲柄旋转的大约120度处被点火，汽缸2可以在对汽缸3点火之后的曲柄旋转的大约240度处被点火，汽缸4可以在对汽缸2点火之后的曲柄旋转的大约240度处被点火，以及汽缸1可以在对汽缸4点火之后的曲柄旋转的大约120度处被再次点火。
此外，汽缸2、3以及4可以继续相隔240CA度具有燃烧事件，其中汽缸1内的燃烧事件大致发生在汽缸4内燃烧事件和汽缸3内的燃烧事件之间的中间。因此，发动机10可以用以下的点火次序点火：3-2-4-1(由于点火是循环的，所以或者为1-3-2-4)。如604说明的，汽缸3在汽缸1被点火之后的曲柄旋转的大约120度处被点火，汽缸2可以在对汽缸3点火之后的曲柄旋转的大约240度处被点火，汽缸4可以在对汽缸2点火之后的曲柄旋转的大约240度处被点火，以及汽缸1可以在对汽缸4点火之后的曲柄旋转的大约120度处被再次点火。
[0064] 图7示出采用指定的正时对发动机汽缸点火的方法700。具体地说，方法700可以包含操作直列式发动机(如图1-2内所示的直列式发动机)的一个或多个汽缸。进一步地，方法700可以包含调节汽缸火花正时和排气门打开以便具有图6和图4所示的点火和排气门正时。例如，方法700可以包含调节凸轮轴正时以具有期望的点火和排气门正时。在另一示例中，凸轮轴设计可以适于产生在下文方法中所述的点火间隔。在又一示例中，曲轴例如图5中所示的曲轴可以适于产生下文方法700中所述的点火间隔。
[0065] 方法700通过对专用EGR汽缸(例如，汽缸1)点火并且然后打开专用EGR汽缸的排气门在701处开始。在702，该方法包含对第一非专用EGR汽缸点火并且然后在专用EGR汽缸之后的120曲柄转角度处打开第一非专用EGR汽缸的排气门。在一个示例中，第一非专用EGR汽缸可以是图4和图6中的汽缸3。在704，该方法包含对第二非专用EGR汽缸(例如，汽缸2)点火并且然后在第一非专用EGR汽缸之后的240曲柄转角度打开第二非专用EGR汽缸的排气门。更具体地说，第二非专用EGR汽缸的排气门可以在打开第一非专用EGR汽缸的排气门之后的曲柄转角旋转的240°处打开。第一非专用EGR汽缸的排气门可以在第二非专用EGR汽缸的排气门关闭之前或者同时关闭。然而，在第一非专用EGR汽缸和第二非专用EGR汽缸的排气门之间可以没有排气门重叠。在706，该方法包含对第三非专用EGR汽缸(例如，汽缸4)点火，并且然后在第二非专用EGR汽缸之后的240曲柄转角度处打开第三非专用EGR汽缸的排气门。
在708，该方法包含对专用EGR汽缸(例如，汽缸1)再次点火，并且然后在第三非专用EGR汽缸之后的120曲柄转角度处打开专用EGR汽缸的排气门。然后该方法返回到702。在替换示例中，由于发动机汽缸点火是重复且周期性的，所以方法700可以在步骤702-710间的任一步骤处开始。
在708，该方法包含对专用EGR汽缸(例如，汽缸1)再次点火，并且然后在第三非专用EGR汽缸之后的120曲柄转角度处打开专用EGR汽缸的排气门。然后该方法返回到702。在替换示例中，由于发动机汽缸点火是重复且周期性的，所以方法700可以在步骤702-710间的任一步骤处开始。
[0066] 因此，发动机方法包括操作三个相应的非专用EGR汽缸的三个排气门以彼此没有排气门重叠，并且在打开三个排气门中的第一个排气门期间打开专用EGR汽缸的第四个排气门，专用EGR汽缸是将排气引导到进气歧管的唯一汽缸，并且随后在打开三个排气门中的第二排气门期间关闭第四个排气门。打开专用EGR汽缸的第四排气门包含在打开三个排气门中的第一个排气门之后的120曲柄转角度(例如，大约120曲柄转角度)处打开第四个排气门，并且在打开三个排气门中的第二个排气门后的120曲柄转角度(例如，大约120曲柄转角度)处关闭第四个排气门。该方法进一步包括在打开三个排气门中的第一个排气门之后的240曲柄转角度(例如，约240曲柄转角度)处打开三个排气门中的第二个排气门。在一个示例中，操作三个相应非专用EGR汽缸的三个排气门没有排气门重叠包含在整个发动机循环期间打开三个排气门中的每个达相同的持续时间，所述整个发动机循环包含所有非专用EGR汽缸和专用EGR汽缸的排气门打开。打开三个排气门中的每个达相同的持续时间包含对于每个排气门打开事件，向涡轮发送相同长度的排气脉冲，每个排气脉冲连续地发生在整个发动机循环期间。在一个示例中，操作三个相应的非专用EGR汽缸的三个排气门没有排气门重叠包含在打开三个排气门中的另一个排气门之前完全关闭三个排气门中的另一个排气门。在另一示例中，操作三个相应非专用EGR汽缸的三个排气门没有排气门重叠包含打开三个排气门中的一个排气门的同时关闭三个排气门中的另一个排气门。
[0067] 注意，处于升程图打开坡道或关闭坡道上的排气门可以是稍微打开，但是出于本公开内关闭的定义的目的可以被认为是基本关闭。例如，从排气门打开坡道的开始到排气门关闭坡道的结束的持续时间可以超过240度，尽管气门不可以充分打开超过240度。
[0068] 此外，应该注意到，每个发动机汽缸可以包含一个或多个排气门。在一个示例中，每个汽缸可以只具有一个排气门。同样，非专用EGR汽缸的排气门可以被操作以没有排气门互相重叠。也就是说，非专用EGR汽缸的排气门中没有排气门与非专用汽缸排气门中的任何其他排气门是同时打开的。此外，可以操作专用EGR汽缸的单个排气门从而使单个专用EGR汽缸排气门的打开与非专用EGR汽缸中两个汽缸的排气门的打开重叠。
[0069] 在另一示例中，每个发动机汽缸可以包含不止一个排气门。例如，汽缸1-4中的每一个汽缸可以包含两个排气门，导致总共8个排气门。在这种情况下，没有排气门打开事件的非专用EGR汽缸任一气门中可以与另一非专用EGR汽缸任一气门的排气门打开重叠。也就是说，非专用EGR汽缸的所有排气门可以被操作成没有排气门打开与其他非专用EGR汽缸的排气门重叠。例如，同一非专用EGR发动机汽缸的排气门的打开可以互相重叠；但是，一个非专用EGR汽缸中任一排气门的打开可以不与其他非专用EGR汽缸的任何其他排气门的排气门打开重叠。用这种方式，关于其他非专用EGR汽缸的其他排气门，只有同一非专用EGR汽缸的排气门可以同时打开。
[0070] 用这种方式，包含至少一个专用EGR汽缸的发动机的排气门可以被操作以减少将排气引导到涡轮的非专用EGR汽缸之间的排气门重叠，所述专用EGR汽缸将排气引导到进气歧管。进一步地，可以调节至少一个专用EGR汽缸的排气门打开以便与部分非专用EGR汽缸的排气门打开事件重叠。结果，实现了操作排气门以产生到涡轮的更加均匀间距的排气脉冲并且减少了涡轮处的排气排放干扰的技术效果。这可以导致减少压缩机喘振事件并且增加发动机效率。
[0071] 注意，本文所包含的示例控制和估计程序可以与各种发动机和/或发动机系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以被存储为非临时存储器内的可执行指令。本文所述的具体程序可以表示成一种或多种任何数量的处理策略，例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。同样，所说明的各个动作、操作和/或功能可以按照所说明的顺序、平行地或在某些情况下省略地进行。同样，处理次序没必要要求以实现本文所述的示例实施例的特征和优点，但是其被提供以便于说明和描述。所说明动作、操作和/或功能中的一个或多个可以被重复地进行，这取决于所使用的特定策略。而且，所述的动作、操作和/或功能可以图解地表示成代码以便被编进发动机控制系统中计算机可读存储介质的非临时存储器内。
[0072] 将会意识到的是，本文公开的配置和程序在本质上是示例性的，并且这些具体的实施例不被认为具有限制意义，因为数个变化是可能的。例如，以上技术可以被应用到V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其他的发动机类型。本公开的主题包含各种系统和配置以及本文公开的其他特征、功能和/或属性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。
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