CN111664018A - 控制分流式排气发动机中的燃料扫气的方法和*** - Google Patents

控制分流式排气发动机中的燃料扫气的方法和*** Download PDF

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穆罕纳德·哈基姆
阿什利·彼得·威斯
丹尼尔·麦迪逊
布拉德·波伊尔
杜希扬·卡斯基延
威廉·卡里·科尔
约瑟夫·诺曼·乌雷
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Abstract

本公开提供了“控制分流式排气发动机中的燃料扫气的方法和***”。提供了用于调整经由分流式排气发动机***的第二排气歧管所扫气的直接喷射的燃料的量的方法和***。在一个示例中，一种方法可以包括：基于第二排气门的关闭正时并且依据工况来调整对发动机气缸中的燃料直接喷射的喷射起点，所述气缸包括联接到第一排气歧管的第一排气门和联接到第二排气歧管的所述第二排气门，所述第二排气歧管联接到发动机的进气口；以及基于所述调整过的喷射起点来调整所述第二排气歧管的旁通阀的位置。以此方式，可以基于所述工况来增加或减少所扫气的燃料的量。

Description

控制分流式排气发动机中的燃料扫气的方法和***
技术领域
本说明书总体上涉及用于具有分流式排气***的发动机的***和方法。
背景技术
发动机可以使用增压装置，例如涡轮增压器，来增加发动机功率密度。然而，可能会由于增加的燃烧温度而出现发动机爆震。在由于高充气温度而产生的增压状况下，爆震尤其成问题。本文发明人已经认识到，分流式排气***可以减少发动机爆震并且增加发动机效率，其中第一排气歧管将排气运送到发动机的排气口中的涡轮增压器的涡轮，并且第二排气歧管将排气再循环(EGR)运送到位于涡轮增压器的压缩机的上游的发动机的进气口。在此类发动机***中，每个气缸可以包括两个进气门和两个排气门，其中第一组气缸排气门(例如，泄放排气门)专门经由第一组排气道联接到第一排气歧管，并且第二组气缸排气门(例如，扫气排气门)专门经由第二组排气道联接到第二排气歧管。可以在与第二组气缸排气门不同的正时下操作第一组气缸排气门，进而隔离排气的泄放部分和扫气部分。第二组气缸排气门的正时还可以与气缸进气门的正时进行协调以产生正气门重叠周期，在所述正气门重叠周期中，称为吹气的新鲜进气(或者新鲜进气与EGR的混合物)可以经由联接到第二排气歧管的EGR通道而流过气缸并且流回到位于压缩机的上游的进气口。吹气可以移除气缸内的残余排气(称为扫气)。本文发明人已经认识到，通过使排气的第一部分(例如，较高压力排气)流过涡轮和较高压力排气通道并且使排气的第二部分(例如，较低压力排气)和吹气流动到压缩机入口，可以在增加涡轮的工作效率并增加发动机扭矩的同时降低燃烧温度。
发明内容
然而，本文发明人已认识到此类***的潜在问题。作为一个示例，在上文描述的发动机***中，再循环到进气口的气体的组成可能比包括单个排气歧管的传统的EGR***或不使增加量的吹气再循环的***更复杂。传统的EGR***中的再循环气体主要由燃烧后的排气构成，而穿过分流式排气发动机再循环的气体可能包括不同份量的燃烧后的排气、新鲜空气以及未燃烧(例如，未燃尽的)燃料。具体来说，如果在打开扫气排气门时喷射未燃烧的直接喷射的燃料的一部分，那么所述未燃烧的直接喷射的燃料的一部分可以流过所述扫气排气门到达第二排气歧管，在本文称为燃料扫气或燃料短路连接的过程。这可能会导致在一些发动机工况期间、尤其是在瞬变状况期间难以跟踪的燃料损耗。对发动机操作参数(例如，燃料喷射量、火花提前以及进气门和排气门致动)的正时调整可能考虑不到短路连接的燃料，从而导致劣化的发动机性能。然而，在其他发动机工况期间，燃料的短路连接可以是有利的。举例来说，可能在暖机状况(例如，发动机冷起动)期间需要燃料的短路连接，以便使额外的燃料流动到催化剂。
在一个示例中，可以通过一种方法解决上文描述的问题，所述方法包括：基于第二排气门的关闭正时和工况来调整对发动机气缸中的直接燃料喷射的起点，所述发动机气缸包括联接到泄放歧管的第一排气门和联接到扫气歧管的所述第二排气门；以及基于所述直接燃料喷射的所述调整过的起点来调整所述扫气歧管的旁通阀的位置。以此方式，可以基于特定工况来调整所述直接燃料喷射的起点以增加燃料扫气或减少燃料扫气。
作为一个示例，所述工况可以包括在其期间需要减少的燃料扫气的状况。举例来说，所述工况可以是瞬变状况，其中发动机的操作参数(例如，发动机转速、发动机负荷以及歧管压力)可能会快速改变，从而使得难以跟踪所扫气的燃料的量。作为另一示例，所述工况是高发动机转速/负荷状况，在其期间如果不执行校正动作，那么会大量产生所扫气的燃料。因此，在瞬变状况以及高发动机转速/负荷状况期间，调整直接燃料喷射的起点可以包括相对于第二排气门的关闭正时将喷射起点延迟，进而减小直接燃料喷射与所述第二排气门的打开持续时间之间的重叠量。举例来说，可以将直接燃料喷射的起点一直延迟到第二排气门关闭之后。因此，可以在瞬变状况和高发动机转速/负荷状况期间减少燃料扫气。此外，可以基于直接燃料喷射的所延迟的起点来调整旁通阀的位置以进一步减少燃料扫气。调整定位在旁通通道中的旁通阀会影响扫气歧管(和因此第二排气门)的压力和流动特性，所述旁通通道将扫气歧管联接到处于涡轮增压器涡轮的下游的排气通道。举例来说，可以将所述旁通阀调整为进一步关闭的位置，以便减少通过第二排气门的流量，进而进一步减小通过第二排气门的燃料流量。通过减少在瞬变状况和高发动机转速/负荷状况期间的燃料扫气，可以减少在发动机循环期间要扫气的燃料的量，并且可以更准确地控制发动机操作参数，包括燃料喷射量、火花提前以及进气门和排气门致动。
作为另一示例，所述工况可以包括在其期间需要增加的燃料扫气的状况。举例来说，所述工况可以是发动机冷起动。因此，在发动机冷起动期间，调整直接燃料喷射的起点可以包括相对于第二排气门的关闭正时将直接燃料喷射的起点提前，进而增加直接燃料喷射与所述第二排气门的打开持续时间之间的重叠量。举例来说，可以将直接燃料喷射的起点完全提前到第二排气门关闭之前。因此，可以在发动机冷起动期间增加燃料扫气。此外，可以增加在直接燃料直接喷射期间喷射的燃料的量以便富化冷起动期间的空燃比。此外，可以基于直接燃料喷射的所提前的起点来调整旁通阀的位置以进一步增加燃料扫气。举例来说，可以将旁通阀调整为进一步打开的位置，以便增加通过第二排气门的流量以及将空气和燃料从扫气歧管直接输送到排气通道和下游的催化剂。然而，使所扫气的燃料再循环通过将扫气歧管联接到发动机的进气口的排气再循环通道可能会增加燃料蒸发，进而减少在所富化的冷起动期间的微粒物质排放。通过在发动机冷起动期间增加燃料扫气，可以在加快催化剂变热的同时减少冷起动排放。
应理解，提供以上概要来以简化的形式介绍在详细描述中进一步描述的一系列概念。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由在所述具体实施方式之后的权利要求书界定。此外，所要求保护的主题不限于解决上述或在本公开的任何部分中所述的任何缺点的实现方式。
附图说明
图1示出了具有分流排气***的涡轮增压发动机***的示意图。
图2示出了图1的发动机***的气缸的实施例。
图3示出了分流式排气发动机***的一个发动机气缸的示例性气缸进气门和排气门正时。
图4A至图4D示意性地说明相对于示例性发动机位置在扫气排气门的整个打开持续时间期间的不同的再循环的气体的来源。
图5示出在进气冲程期间的燃料直接喷射的喷射起点正时与后推气体中的燃料的量之间的关系的示例性曲线图。
图6示出在进气冲程期间的燃料直接喷射的喷射起点正时与经由扫气排气门短路连接到扫气歧管的燃料的量之间的关系的示例性曲线图。
图7是用于基于工况来调整具有分流式排气***的发动机中的直接燃料喷射的喷射起点正时以便控制通过扫气排气门的燃料扫气的示例性方法的流程图。
图8是示出基于工况进行发动机调整以增加或减少燃料扫气的预示的示例性时间线。
具体实施方式
以下描述涉及用于操作具有经由扫气排气歧管到达进气口的吹气和排气再循环(EGR)的分流式排气发动机以及调整经由所述扫气歧管而短路连接的直接喷射的燃料的量的***和方法。如图1中所示，所述分流式排气发动机包括专门联接到每个气缸的泄放排气门的第一排气歧管(在本文称为泄放歧管)，和专门联接到每个气缸的扫气排气门的第二排气歧管(在本文称为扫气歧管)。所述扫气歧管经由EGR通道在涡轮增压器压缩机的上游联接到进气通道。在一些实施例中，分流式排气发动机***可以包括联接在如图1中示出的扫气歧管与进气通道或排气通道之间的额外的通道。另外，在一些实施例中，分流式排气发动机***可以包括各种气门致动机构并且可以安装在如图2中所示的混合动力车辆中。扫气排气门和泄放排气门在每个气缸的发动机循环中的不同时间打开和关闭，以便隔离燃烧后的排气的扫气部分和泄放部分，并且将这些部分单独地引导至扫气歧管和泄放歧管。如图3中示出，在每个气缸的进气门与扫气排气门之间可能存在重叠周期，这些气门在所述重叠周期中同时打开。因此，新鲜的吹气可以经由扫气排气门流动到EGR通道中。因此，在每个发动机循环期间，所述扫气歧管可以接收燃烧后的排气、吹气与未燃尽的燃料的组合，如在图4A至图4D中示意性地说明，并且经由EGR通道将这些组合气体再循环到进气通道。此外，在图5和图6中分别示出在不同的直接燃料喷射的喷射起点正时下在进气门关闭时处于进气道中的未燃尽的燃料的量或在第二排气门关闭时处于扫气歧管中的未燃尽的燃料的量。因此，控制器可以例如根据图7的示例性方法基于发动机工况来调整喷射起点正时，以便调整在第二排气门关闭时处于扫气歧管中的未燃尽的燃料的量。在图8中示出了响应于发动机工况而调整喷射起点正时的示例。
现在转向图，图1示出了包括多气缸内燃发动机10的发动机***的示意图，可以在车辆100的推进***中包括所述多气缸内燃发动机。发动机10包括多个燃烧室(即，气缸)，所述多个燃烧室的顶部可以由气缸盖盖帽。在图1中示出的示例中，发动机10包括被布置成直列4缸配置的气缸13、14、15和18。气缸14和15在本文称为内部(或内侧)气缸，并且气缸13和18在本文称为外部(或外侧)气缸。然而，应理解，虽然图1示出四个气缸，但发动机10可以包括处于任何配置的任何数目的气缸，例如V-6、I-6、V-12、对置4缸等。此外，在图1中示出的气缸可以具有气缸配置，例如在图2中示出的气缸配置，如将在下文进一步描述。
气缸13、14、15和18中的每一者包括：两个进气门，包括第一进气门2和第二进气门4；以及两个排气门，包括第一排气门(在本文称为泄放排气门或泄放气门)8和第二排气门(在本文称为扫气排气门或扫气气门)6。进气门和排气门在本文可以分别称为气缸进气门和气缸排气门。如下文参考图2所阐释，可以经由各种凸轮轴正时***来控制进气门中的每一者的正时(例如，打开正时、关闭正时、打开持续时间等)。在一个示例中，可以控制第一进气门2和第二进气门4以达到相同的气门正时，使得它们在发动机循环中同时打开和关闭。在替代性示例中，可以在不同的气门正时下控制第一进气门2和第二进气门4。此外，可以在与第二排气门6不同的气门正时下控制第一排气门8，使得同一气缸的第一排气门和第二排气门彼此以及与进气门在不同的时间打开和关闭，如在下文进一步论述。
每个气缸经由进气通道28从进气歧管44接收进气(或者进气与再循环的排气的混合物，如将在下文阐释)。进气歧管44经由进气道(例如，流道)而联接到气缸。举例来说，示出进气歧管44经由第一进气道20而联接到每个气缸的每个第一进气门2。此外，进气歧管44经由第二进气道22而联接到每个气缸的每个第二进气门4。以此方式，每个气缸进气道可以经由第一进气门2或第二进气门4中的对应一者而选择性地与其联接到的气缸连通。每个进气道可以向其联接到的气缸供应空气、再循环的排气和/或燃料以供燃烧。
所述进气道中的一者或多者可以包括充气运动控制装置，例如充气运动控制阀(CMCV)。如图1中所示，每个气缸的每个第一进气道20包括CMCV 24。CMCV 24还可以称为涡流控制阀或滚流控制阀。CMCV 24可以约束经由第一进气门2进入气缸的气流。在图1的示例中，每个CMCV 24可以包括阀板；然而，所述阀的其他配置是可能的。应注意，出于本公开的目的，CMCV 24在被完全启动时处于“关闭”(例如，完全关闭)位置，并且所述阀板完全倾斜到相应的第一进气道20中，进而产生最大充气流阻碍。可替代地，CMCV 24在被停用时处于“打开”(例如，完全打开)位置，并且阀板完全旋转成与气流基本上平行定位，进而极大地最小化或消除气流充气阻碍。CMCV可以主要维持在它们的“打开”位置，并且可以仅在需要涡流状况时被启动“关闭”。如图1中所示，每个气缸的仅一个进气道包括CMCV 24。然而，在其他示例中，每个气缸的两个进气道都可以包括CMCV 24。控制器12可以响应于发动机工况(例如，发动机转速/负荷和/或在经由第二排气门6的吹气是活动时)而致动CMCV 24(例如，经由可以联接到旋转轴杆的阀致动器，所述旋转轴杆直接联接到每个CMCV 24)以将CMCV移动到打开位置或关闭位置，或在打开位置和关闭位置之间的多个位置。如本文提及，吹气或吹气燃烧冷却(BTCC)可以指在进气门与第二排气门6之间的气门打开重叠周期(例如，在进气门和第二排气门6同时打开时的周期)期间从每个气缸的一个或多个进气门流动到第二排气门6而不燃烧所述吹气的进气。
可以使用高压、双级燃料***(例如，在图2中示出的燃料***)来产生联接到每个气缸的燃料喷射器66处的燃料压力。因此，可以经由燃料喷射器66将燃料直接喷射于气缸中。无分电盘点火***88响应于来自控制器12的信号而经由火花塞92向气缸13、14、15和18提供点火火花。
气缸13、14、15和18各自联接到两个排气道，以用于单独地经由分流式排气***用通道运输燃烧气体的泄放部分和扫气部分。具体来说，如图1中所示，气缸14和15经由第一排气道(例如，流道)86将燃烧气体的第一泄放部分排出到第一排气歧管(在本文还称为泄放歧管)84的第一歧管部分81，并且经由第二排气道(例如，流道)82将燃烧气体的第二扫气部分排出到第二排气歧管(在本文还称为扫气歧管)80。气缸13和18经由第一排气道86将燃烧气体的第一泄放部分排出到第一排气歧管84的第二歧管部分85，并且经由第二排气道82将第二扫气部分排出到第二排气歧管80。也就是说，气缸13和18的第一排气道86从气缸13和18延伸到第一排气歧管84的第二歧管部分85，而气缸14和15的第一排气道86从气缸14和15延伸到第一排气歧管84的第一歧管部分81。第二排气道82从气缸13、14、15和18延伸到第二排气歧管80。
每个排气道可以选择性地经由对应的排气门与所述排气道联接到的气缸连通。举例来说，第二排气道82经由第二排气门6与它们的相应的气缸连通，并且第一排气道86经由第一排气门8与它们的相应的气缸连通。在每个气缸的至少一个排气门处于关闭位置时，第二排气道82与第一排气道86隔离。排气可以不在第二排气道82与第一排气道86之间直接流动。上文描述的排气***在本文可以称为分流式排气***，其中来自每个气缸的排气的第一部分输出到第一排气歧管84，并且来自每个气缸的排气的第二部分输出到第二排气歧管80，并且其中所述第一排气歧管和所述第二排气歧管彼此不直接连通(例如，没有通道使所述两个排气歧管彼此直接联接，并且因此排气的第一部分和第二部分不会在所述第一排气歧管和所述第二排气歧管内彼此混合)。
发动机10包括涡轮增压器，所述涡轮增压器包括联接在共同轴杆(未示出)上的双级排气涡轮164和进气压缩机162。双级涡轮164包括第一涡轮163和第二涡轮165。第一涡轮163直接联接到第一排气歧管84的第一歧管部分81并且经由气缸14和15的第一排气门8仅从气缸14和15接收排气。第二涡轮165直接联接到第一排气歧管84的第二歧管部分85并且经由气缸13和18的第一排气门8仅从气缸13和18接收排气。第一涡轮和第二涡轮的旋转会驱动设置在进气通道28内的压缩机162的旋转。因此，进气在压缩机162处被增压(例如，被加压)并且向下游行进到进气歧管44。
排气退出第一涡轮163和第二涡轮165两者进入共同的排气通道74。废气门可以跨越双级涡轮164而联接。具体来说，可以在旁路78中包括废气门阀76，所述旁路联接在位于双级涡轮164的入口的上游的第一歧管部分81和第二歧管部分85中的每一者与位于双级涡轮164的出口的下游的排气通道74之间。以此方式，废气门阀76的位置控制由涡轮增压器提供的增压量。举例来说，在废气门阀76的开度增加时，流过旁路78且不流过双级涡轮164的排气的量可以增加，进而减少可用于驱动双级涡轮164和压缩机162的动力的量。作为另一示例，在废气门阀76的开度减小时，流过旁路78的排气的量减小，进而增加可用于驱动双级涡轮164和压缩机162的动力的量。在替代性示例中，发动机10可以包括单级涡轮，其中来自第一排气歧管84的所有排气被引导到同一涡轮的入口。
在退出双级涡轮164之后，排气在排气通道74中向下游流动到第一排放控制装置70和第二排放控制装置72，第二排放控制装置72在排气通道74中被布置在第一排放控制装置70的下游。在一个示例中，排放控制装置70和72可以包括一个或多个催化剂砖。在一些示例中，排放控制装置70和72可以是三元催化剂。在其他示例中，排放控制装置70和72可以包括一个或多个柴油氧化催化剂(DOC)和选择性催化还原催化剂(SCR)。在另一示例中，第二排放控制装置72可以包括汽油微粒过滤器(GPF)。在一个示例中，第一排放控制装置70可以包括催化剂并且第二排放控制装置72可以包括GPF。在通过排放控制装置70和72之后，可以将排气向外引导到排气尾管。
排气通道74还包括与包括于控制***17中的控制器12进行电子通信的多个排气传感器，如将在下文进一步描述。如图1中所示，排气通道74包括定位在第一排放控制装置70与第二排放控制装置72之间的第一氧传感器90。第一氧传感器90可以被配置成测量进入第二排放控制装置72的排气的氧含量。排气通道74可以包括沿着排气通道74定位的一个或多个额外的氧传感器，例如定位在双级涡轮164与第一排放控制装置70之间的第二氧传感器91和/或定位在第二排放控制装置72的下游的第三氧传感器93。因此，第二氧传感器91可以被配置成测量进入第一排放控制装置70的排气的氧含量，并且第三氧传感器93可以被配置成测量退出第二排放控制装置72的排气的氧含量。在一个示例中，氧传感器90、氧传感器91以及氧传感器93中的一者或多者可以是通用的排气氧(UEGO)传感器。可替代地，可以使用二态排气氧传感器来替代氧传感器90、91和93中的一者或多者。排气通道74可以包括各种其他传感器，例如一个或多个温度传感器和/或压力传感器。举例来说，如图1中所示，传感器96定位在排气通道74内，位于第一排放控制装置70与第二排放控制装置72之间。传感器96可以是压力传感器和/或温度传感器。因此，传感器96可以被配置成测量进入第二排放控制装置72的排气的压力和/或温度。
传感器96和氧传感器90两者都布置在排气通道74内的流通道98与排气通道74联接之处。流通道98在本文可以被称作扫气歧管旁通通道(SMBP)98。扫气歧管旁通通道98直接联接到第二排气(例如，扫气)歧管80和排气通道74并且联接在其之间。气门97(在本文称为扫气歧管旁通阀，SMBV)设置在扫气歧管旁通通道98内，并且可以由控制器12致动以在第一排放控制装置70与第二排放控制装置72之间的位置处调整从第二排气歧管80到排气通道74的排气流的量。
第二排气歧管80直接联接到第一排气再循环(EGR)通道50。第一EGR通道50直接联接在第二排气歧管80与位于压缩机162的上游的进气通道28之间(并且因此，第一EGR通道50可以称为低压EGR通道)。因此，排气(或者吹气，如下文进一步阐释)经由第一EGR通道50被从第二排气歧管80引导到位于压缩机162的上游的进气通道28。如图1中所示，第一EGR通道50可以包括被配置成冷却从第二排气歧管80流动到进气通道28的排气的EGR冷却器52，并且可以还包括设置在其中的第一EGR阀54(其在本文可以称为BTCC阀)。控制器12被配置成致动并调整BTCC阀54的位置以便控制通过第一EGR通道50的流量率和/或量。当BTCC阀54处于关闭(例如，完全关闭)位置时，没有排气或进气可以从第二排气歧管80流动到位于压缩机162的上游的进气通道28。此外，当BTCC阀54处于打开位置(例如，从部分打开到完全打开)时，排气和/或吹气可以从第二排气歧管80流动到位于压缩机162的上游的进气通道28。控制器12可以另外将BTCC阀54调整为完全打开与完全关闭之间的多个位置。在其他示例中，控制器12可以仅将BTCC阀54调整为完全打开或完全关闭。此外，压力传感器53可以在BTCC阀54的上游布置在EGR通道50中。
第一排出器56在进气通道28内定位在EGR通道50的出口处。第一排出器56可以包括在压缩机162的入口处提供压力增加的颈缩或文氏管。因此，来自EGR通道50的EGR可以与流过进气通道28到达压缩机162的新鲜空气混合。因此，来自EGR通道50的EGR可以充当第一排出器56上的引射流。在替代性示例中，可能不存在定位在EGR通道50的出口处的排出器。而是，可以将压缩机162的出口塑型成降低气体压力以辅助EGR流动的排出器(并且因此，在此示例中，空气是引射流并且EGR是辅助流)。在另一示例中，可以在压缩机162的叶片的后缘处引入来自EGR通道50的EGR，进而允许吹气经由EGR通道50输送到进气通道28。进气压力传感器51可以直接布置在第一排出器56的文氏管的上游。
第二EGR通道58联接在第一EGR通道50与进气通道28之间。具体来说，如图1中所示，第二EGR通道58在BTCC阀54与EGR冷却器52之间联接到第一EGR通道50。在其他示例中，当在发动机***中包括第二EGR通道58时，所述***可以不包括EGR冷却器52。另外，第二EGR通道58直接联接到位于压缩机162的下游的进气通道28。此外，如图1中所示，第二EGR通道58在充气冷却器(CAC)40的上游联接到进气通道28。CAC 40被配置成在进气(其可以是来自发动机***外部的新鲜进气与再循环的排气的混合物)通过CAC 40时冷却所述进气。因此，来自第一EGR通道50和/或第二EGR通道58的再循环排气可以在进入进气歧管44之前经由CAC 40进行冷却。在替代性示例中，第二EGR通道58可以在CAC 40的下游联接到进气通道28。在此示例中，在第一EGR通道50内可以不设置EGR冷却器52。此外，如图1中所示，第二排出器57可以在第二EGR通道58的出口处定位在进气通道28内。
第二(例如，中间压力)EGR阀59设置在第二EGR通道58内。第二EGR阀59被配置成调整通过第二EGR通道58的气体流(例如，吹气和/或排气)的量。如在下文进一步描述，控制器12可以基于(例如，依据)发动机工况而将EGR阀59致动到打开(例如，完全打开)位置(允许通过第二EGR通道58的最低限度受约束的流)、关闭(例如，完全关闭)位置(阻止通过第二EGR通道58的流)，或完全打开与完全关闭之间的多个位置。举例来说，致动EGR阀59可以包括控制器12将电子信号发送到EGR阀59的致动器以将EGR阀59的阀板移动到打开位置、关闭位置或完全打开与完全关闭之间的某一位置。基于发动机***中的***压力和各种其他阀的位置，空气可以在第二EGR通道58内流向进气通道28或在第二EGR通道58内流向第二排气歧管80。
进气通道28还包括进气节气门62。如图1中所示，进气节气门62定位在CAC 40的下游。可以通过控制器12经由通信地联接到控制器12的节气门致动器(未示出)来调整节气门62的节流板64的位置。通过在操作压缩机162时调节进气节气门62，可以通过CAC 40冷却所需量的新鲜空气和/或再循环的排气，并且可以经由进气歧管44在增压压力下将所述新鲜空气和/或再循环的排气输送到发动机气缸。
为了减小压缩机喘振，可以将由压缩机162压缩的充气的至少一部分再循环到压缩机入口。可以提供压缩机再循环通道41以便将来自位于CAC 40的上游的压缩机出口的压缩空气再循环到压缩机入口。可以提供压缩机再循环阀(CRV)42以便调整再循环到压缩机入口的再循环流的量。在一个示例中，可以响应于实际或预期的压缩机喘振状况而经由来自控制器12的命令来将CRV 42致动打开。
第三流通道30(其在本文可以被称作热管)联接在第二排气歧管80与进气通道28之间。具体来说，第三流通道30的第一端直接联接到第二排气歧管80，并且第三流通道30的第二端在进气节气门62的下游和进气歧管44的上游直接联接到进气通道28。第三阀32(例如，热管阀)设置在第三流通道30内并且被配置成调整通过第三流通道30的空气流的量。可以响应于从控制器12发送到第三阀32的致动器的致动信号而将第三阀32致动到完全打开位置、完全关闭位置或在完全打开与完全关闭之间的多个位置。
第二排气歧管80和/或第二排气流道82可以包括设置在其中的一个或多个传感器(例如，压力传感器、氧传感器和/或温度传感器)。举例来说，如图1中所示，第二排气歧管80包括压力传感器34和氧传感器36，所述压力传感器和氧传感器设置在所述第二排气歧管中并且被配置成分别测量退出第二排气门6并且进入第二排气歧管80的排气和吹气(例如，进气)的压力和氧含量。作为氧传感器36的补充或替代，每个第二排气流道82可以包括设置在其中的单独的氧传感器38。因此，可以基于氧传感器38和/或氧传感器36的输出来确定经由第二排气门6退出每个气缸的排气和/或吹气的氧含量。
在一些示例中，如图1中所示，进气通道28可以包括电动压缩机60。电动压缩机60设置在旁通通道61中，所述旁通通道在电动压缩机阀63的上游和下游联接到进气通道28。具体来说，旁通通道61的入口在电动压缩机阀63的上游联接到进气通道28，并且旁通通道61的出口在电动压缩机阀63的下游以及第一EGR通道50联接到进气通道28之处的上游联接到进气通道28。此外，旁通通道61的出口在进气通道28中在涡轮增压器压缩机162的上游联接。可以通过电动马达使用存储在能量存储装置处的能量来电驱动电动压缩机60。在一个示例中，所述电动马达可以是如图1中示出的电动压缩机60的部分。当请求相对于由压缩机162提供的量的额外的增压(例如，高于大气压的进气的增加的压力)时，控制器12可以启动电动压缩机60，使得所述电动压缩机旋转并且增加流过旁通通道61的进气的压力。此外，控制器12可以将电动压缩机阀63致动到关闭或部分关闭位置，以引导增加量的进气通过旁通通道61和电动压缩机60。
进气通道28可以包括一个或多个额外的传感器(例如，额外的压力传感器、温度传感器、流动速率传感器和/或氧传感器)。举例来说，如图1中所示，进气通道28包括在进气通道28中设置在电动压缩机阀63的上游的质量空气流量(MAF)传感器48。进气压力传感器31和进气温度传感器33在压缩机162的上游以及第一EGR通道50联接到进气通道28之处的下游定位在进气通道28中。进气氧传感器35可以在压缩机162的下游和CAC 40的上游定位在进气通道28中。额外的进气压力传感器37可以在CAC 40的下游以及节气门62的上游定位在进气通道28中。在一些示例中，如图1中所示，额外的进气氧传感器39可以在CAC 40与节气门62之间定位在进气通道28中。此外，进气歧管压力(例如，MAP)传感器122和进气歧管温度传感器123在发动机气缸的上游定位在进气歧管44内。
在一些示例中，发动机10可以联接到混合动力车辆中的电动马达/电池***(如图2中所示)。所述混合动力车辆可以具有并联配置、串联配置或其变化或组合。此外，在一些示例中，可以采用其他发动机配置，例如柴油发动机。
发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制***17以及来自车辆操作者的经由输入装置(在图1中未示出)的输入进行控制。示出控制***17从多个传感器16(在本文描述所述多个传感器的各种示例)接收信息并且将控制信号发送到多个致动器83。作为一个示例，传感器16可以包括如上文描述的定位在进气通道28、进气歧管44、排气通道74和第二排气歧管80内的压力传感器、温度传感器和氧传感器。其他传感器可以包括在节气门62的下游联接在进气通道中的用于估计节气门空气温度(TCT)的节气门入口温度传感器。在下文参考图2阐述额外的***传感器和致动器。作为另一示例，致动器83可以包括燃料喷射器66、阀63、42、54、59、32、97、76和节气门62。致动器83可以还包括联接到气缸进气门和排气门的各种凸轮轴正时致动器(如在下文参考图2所描述)。控制器12可以从各种传感器接收输入数据，处理所述输入数据，并且响应于经过处理的输入数据基于在控制器12的存储器中编程的对应于一个或多个例程的指令或代码来触发致动器。本文在图7处描述示例性控制例程(例如，方法)。可以基于发动机工况针对通过第二排气门6的期望的气体流量对燃料直接喷射的喷射起点正时进行定时以便增加或减少燃料扫气。
应注意，虽然图1示出发动机10包括第一EGR通道50、第二EGR通道58、流通道98和流通道30中的每一者，但在其他示例中，发动机10可以仅包括这些通道的一部分。举例来说，发动机10可以仅包括第一EGR通道50和流通道98并且不包括第二EGR通道58和流通道30。在另一示例中，发动机10可以包括第一EGR通道50、第二EGR通道58和流通道98，而不包括流通道30。在另一示例中，发动机10可以包括第一EGR通道50、流通道30和流通道98，而不包括第二EGR通道58。在一些示例中，发动机10可以不包括电动压缩机60。在其他示例中，发动机10可以包括在图1中示出的全部传感器或仅一部分。
现在参考图2，示出了内燃发动机10的单个气缸的局部视图。因此，使用相同的参考数字来表示先前在图1中介绍的部件并且不再次介绍。描绘了具有燃烧室(气缸)130的发动机10，所述燃烧室可以表示图1的气缸13、14、15和18中的任一者。燃烧室130包括冷却剂套筒114和气缸壁132，其中活塞136定位在所述气缸壁中并且连接到曲轴140。示出燃烧室130分别经由进气门4和第一排气门8与进气歧管44和第一排气道86连通。如先前在图1中所描述，发动机10的每个气缸沿着两个管道排出燃烧产物，并且在图2中仅示出从气缸导向涡轮的第一排气道(例如，流道)，而在此视图中看不见第二排气道(例如，第二排气道82)。
还如先前在图1中所阐述，发动机10的每个气缸可以包括两个进气门和两个排气门。在所描绘的视图中，仅示出了一个进气门(例如，进气门4)和第一排气门8。进气门4和第一排气门8定位在燃烧室130的上部区域处。可以由控制器12使用包括一个或多个凸轮的相应的凸轮致动***来控制进气门4和第一排气门8。所述凸轮致动***可以利用凸轮廓线变换(CPS)***、可变凸轮正时(VCT)***、可变气门正时(VVT)***和/或可变气门升程(VVL)***中的一者或多者来改变气门操作。在所描绘的示例中，通过进气凸轮151控制每个进气门，包括进气门4，并且通过排气凸轮153控制每个排气门，包括第一排气门8。分别根据设定好的进气门和排气门正时，可以经由进气门正时致动器101来致动进气凸轮151，并且可以经由排气门正时致动器103来致动排气凸轮153。在一些示例中，可以分别经由进气门正时致动器101和排气门正时致动器103来停用进气门和排气门。举例来说，控制器可以将信号发送到排气门正时致动器103以停用第一排气门8，使得排气门保持关闭并且不在其设定好的正时打开。进气凸轮轴151和排气凸轮轴153的位置可以分别由凸轮轴位置传感器155和157确定。如上文介绍，在一个示例中，可以在同一排气凸轮轴上控制每个气缸的所有排气门。因此，可以经由一个凸轮轴一起调整扫气(第二)排气门和泄放(第一)排气门两者的正时，但它们可以相对于彼此各自具有不同的正时。在另一示例中，可以经由第一排气凸轮轴控制每个气缸的泄放排气门，并且可以经由不同的第二排气凸轮轴控制每个气缸的扫气排气门。以此方式，可以彼此分开地调整扫气气门和泄放气门的气门正时。在替代性示例中，扫气排气门和/或泄放排气门的凸轮或气门正时***可以采用凸轮***中的凸轮、扫气气门上的电液压类型***和/或扫气气门上的机电气门升程控制。
在一些示例中，进气门和/或排气门可以通过电动气门致动来控制。举例来说，气缸130可以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***的凸轮致动控制的排气门。在其他示例中，可以通过共同的气门致动器或致动***或可变气门正时致动器或致动***来控制进气门和排气门。
在一个示例中，进气凸轮151包括单独和不同的凸轮凸角，所述凸轮凸角为燃烧室130的两个进气门中的每一者提供不同的气门曲线(例如，气门正时、气门升程、持续时间等)。同样地，排气凸轮153可以包括单独和不同的凸轮凸角，所述凸轮凸角为燃烧室130的两个排气门中的每一者提供不同的气门曲线(例如，气门正时、气门升程、持续时间等)。在另一示例中，进气凸轮151可以包括共同的凸角或类似的凸角，所述凸角为两个进气门中的每一者提供基本上类似的气门曲线。
另外，可以使用不同排气门的不同凸轮廓线来分离在较低的气缸压力下排出的排气与在较高的气缸压力下排出的排气。举例来说，第一排气凸轮廓线可以恰好在燃烧室130的做功冲程的下止点(BDC)之前从关闭位置打开第一排气门(例如，泄放气门)，并且恰好在排气冲程的上止点(TDC)之前关闭所述同一排气门以从燃烧室选择性地排出泄放气体。此外，第二排气凸轮廓线可以用来在排气冲程的中点之前从关闭位置打开第二排气门(例如，扫气气门)，并且在TDC之后关闭所述第二排气门以选择性地排出排气的扫气部分。将在下文关于图3描述示例性气门正时。
因此，第一排气门和第二排气门的正时可以使气缸泄放气体与排气的扫气部分隔离，而可以在进气门与扫气排气门之间的正气门重叠期间使用新鲜进气吹气来清除气缸的余隙容积中的任何残余排气。通过使离开气缸的排气的第一部分(例如，较高压力排气)流动到涡轮(例如，在图1中介绍的涡轮165)和较高压力排气通道并且使排气的稍后的第二部分(例如，较低压力排气)和吹气流动到压缩机入口(例如，在图1中介绍的压缩机162的入口)，可以增加发动机***效率。
气缸130可以具有某一压缩比，所述压缩比是在活塞136处于下止点与上止点时的容积的比率。常规上，所述压缩比在9:1到10:1的范围内。然而，在其中使用不同燃料的一些示例中，可以增加所述压缩比。例如，当使用较高辛烷值燃料或具有较高的气化潜焓的燃料时可能会出现这种情况。如果使用直接喷射，那么由于直接喷射对发动机爆震的影响，也可能会增加压缩比。
在一些示例中，发动机10的每个气缸可以包括用于起始燃烧的火花塞92。点火***88可以在选定的操作模式下响应于来自控制器12的火花提前信号SA而经由火花塞92向燃烧室130提供点火火花。然而，在一些示例中，例如在发动机10通过自动点火或者通过喷射燃料(例如，当发动机10是柴油发动机时)而起始燃烧的情况下，可以省略火花塞92。
作为非限制性示例，气缸130示出为包括一个燃料喷射器66。燃料喷射器66示出为直接联接到燃烧室130，以便与经由电子驱动器168从控制器12接收到的信号FPW的脉冲宽度成比例地在所述气缸中直接喷射燃料。以此方式，燃料喷射器66提供被认为是将燃料直接喷射(在下文还称为“DI”)到气缸130中的燃料喷射器。虽然图2将喷射器66示出为侧喷射器，但所述喷射器还可以位于活塞的顶部，例如在火花塞92的位置附近。当使用醇基燃料操作发动机时，由于一些醇基燃料的较低的挥发性，此类位置可以增加混合和燃烧。可替代地，喷射器可以定位在进气门头顶和附近以提高混合。在另一示例中，喷射器66可以是在气缸130的上游将燃料提供到进气道中的进气道喷射器。
可以从包括一个或多个燃料箱、燃料泵和燃料轨的高压燃料***180将燃料输送到燃料喷射器66。可替代地，可以通过单级燃料泵在较低压力下输送燃料。此外，虽然未示出，但燃料箱可以包括向控制器12提供信号的压力换能器。燃料***180中的燃料箱可以保持具有不同燃料质量的燃料，例如不同的燃料组成。这些差异可以包括不同的醇含量、不同的辛烷值、不同的气化热、不同的混合燃料和/或其组合等。在一些示例中，燃料***180可以联接到包括滤罐的燃料蒸气回收***，以便存储加注燃料和日间燃料蒸气。当满足抽取条件时，在发动机操作期间可以将燃料蒸气从滤罐抽取到发动机气缸。
发动机10可以至少部分地由控制器12以及来自车辆操作者113的经由加速踏板116和加速踏板位置传感器118以及经由制动踏板117和制动踏板位置传感器119作出的输入控制。加速踏板位置传感器118可以将与加速踏板116的位置相对应的踏板位置信号(PP)发送到控制器12，并且制动踏板位置传感器119可以将与制动踏板117的位置相对应的制动踏板位置(BPP)信号发送到控制器12。控制器12在图3中示出为微型计算机，所述微型计算机包括微处理器单元102、输入/输出端口104、用于可执行程序和校准值的在此特定示例中示出为只读存储器106的电子存储介质、随机存取存储器108、不失效存储器110和数据总线。存储介质只读存储器106可以被编程有计算机可读数据，所述计算机可读数据表示可以由微处理器102执行以用于执行在下文描述的方法和例程以及预期但未具体列出的其他变体的指令。除了先前论述的那些信号之外，控制器12可以从联接到发动机10的传感器接收各种信号，包括来自质量空气流量传感器48的进气质量空气流量(MAF)的测量结果；来自联接到冷却剂套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度信号(ECT)；来自联接到曲轴140的霍尔效应传感器120(或者其他类型)的表面点火感测信号(PIP)；来自联接到节气门62的节气门位置传感器的节气门位置(TP)；以及来自MAP传感器122的绝对歧管压力信号(MAP)。可以由控制器12从信号PIP产生发动机转速信号RPM。可以使用来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP来提供进气歧管中的真空或压力的指示。
基于来自上述传感器中的一者或多者的输入，控制器12可以调整一个或多个致动器，例如燃料喷射器66、节气门62、火花塞92、进气门/排气门和凸轮等。控制器可以基于在其中编程的与一个或多个例程相对应的指令或代码从各种传感器接收输入数据；处理所述输入数据；以及响应于经过处理的输入数据而触发致动器，关于图7描述了所述一个或多个例程的示例。
在一些示例中，车辆可以是具有可用于一个或多个车辆轮子160的多个扭矩源的混合动力车辆。在其他示例中，所述车辆是仅具有发动机的常规车辆。在图2中示出的示例中，所述车辆包括发动机10和电机161。电机161可以是马达或马达/发电机，并且因此还可以在本文称为电动马达。电机161从牵引电池170接收电力以将扭矩提供给车辆轮子160。电机161还可以例如在制动操作期间操作为发电机以提供电力来对电池170进行充电。
当接合一个或多个离合器166时，发动机10的曲轴140以及电机161经由变速器167而连接到车辆轮子160。在所描绘的示例中，在曲轴140与电机161之间提供第一离合器166，并且在电机161与变速器167之间提供第二离合器166。控制器12可以将信号发送到每个离合器166的致动器以啮合或脱离离合器，以便使曲轴140与电机161和与所述电机连接的部件连接或断开连接，且/或使电机161与变速器167和与所述变速器连接的部件连接或断开连接。变速器167可以是齿轮箱、行星齿轮***或另一种类型的变速器。可以通过各种方式配置动力传动***，包括配置为并联、串联或串联-并联混合动力车辆。
现在转向图3，图300描绘例如上文参考图1和图2所描述的发动机气缸的相对于活塞位置的示例性气门正时，所述发动机气缸包括四个气门：两个进气门和两个排气门。所述气缸被配置成：经由两个进气门(例如，在图1中介绍的进气门2和4)接收进气；经由泄放排气门(例如，在图1中介绍的第一或泄放排气门8)将排气的第一泄放部分排出到涡轮入口；经由扫气排气门(例如，在图1中介绍的第二或扫气排气门6)将排气的第二扫气部分排出到进气通道；以及经由扫气排气门将未燃烧的吹气提供给进气通道。通过调整扫气排气门的打开和/或关闭的正时以及两个进气门的打开和/或关闭的正时，可以冲掉气缸余隙容积中的残余排气并且作为EGR与新鲜进气吹气一起再循环。
曲线图300说明以曲柄转角度数(CAD)计的沿着水平轴线的发动机位置。在图3的示例中，可以通过绘图尺寸来估计正时的相对差异。然而，在需要时可以使用其他相对正时。曲线图302描绘相对于上止点(TDC)、下止点(BDC)的活塞位置(沿着垂直轴线)，以及发动机循环的四个冲程(进气、压缩、做功和排气)。在进气冲程期间，一般来说，排气门关闭并且进气门打开。经由进气歧管和对应的进气道将空气引入到气缸中，并且活塞移动到气缸底部以便增加气缸内的容积。所述活塞在其处于气缸的最底位置并且在其冲程结束时的位置(例如，当燃烧室处于其最大容积时)通常称为BDC。在压缩冲程期间，进气门和排气门关闭。活塞朝向气缸盖移动，以便压缩气缸内的空气。活塞在其冲程结束时并且最靠近气缸盖的点(例如，当燃烧室处于其最小容积时)通常称为TDC。于在本文称为喷射的过程中，将燃料引入到燃烧室中。于在下文称为点火的过程中，例如经由来自火花塞的火花来点燃所喷射的燃料，从而导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀的气体将所述活塞向下推回到BDC。曲轴(例如，在图2中示出的曲轴140)将此活塞移动转化为旋转轴的旋转扭矩。在排气冲程期间，排气门打开以将燃烧后的空气-燃料混合物释放到对应的排气通道并且活塞返回到TDC。在此描述中，可以在排气冲程开始之后打开第二排气(扫气)气门并且可以一直打开到排气冲程结束之后，此时第一排气(泄放)气门关闭并且打开进气门以使用吹气冲掉残余的排气。
曲线图304描绘第一进气门(Int_1)的进气门正时、升程和持续时间，而曲线图306描绘第二进气门(Int_2)的进气门正时、升程和持续时间，以上两个进气门都联接到发动机气缸的进气通道。曲线308描绘经由第一排气道(例如，图1的第一排气道86)联接到第一排气歧管(例如，在图1中示出的泄放排气歧管84)的泄放排气门(Exh_1)(其可以对应于在图1中介绍的第一(例如，泄放)排气门8)的示例性排气门正时、升程和持续时间。曲线图310描绘经由第二排气道(例如，图1的第二排气道82)联接到扫气歧管(例如，在图1中示出的扫气歧管80)的扫气排气门(Exh_2)(其可以对应于在图1中示出的第二(例如，扫气)排气门6)的示例性排气门正时、升程和持续时间。如先前阐述，所述第一排气歧管将泄放排气门连接(例如，流体地联接)到涡轮增压器涡轮(例如，图1的涡轮165)的入口，并且所述扫气歧管经由EGR通道(例如，在图1中示出的第一EGR通道50)将扫气排气门连接(例如，流体地联接)到进气通道。可以使第一排气歧管与扫气歧管分开，如上文阐释。
在所描绘的示例中，第一进气门和第二进气门在共同的正时(曲线图304和306)从关闭位置(例如，为零的气门升程)完全打开，恰好在CAD2之后(例如，在进气冲程TDC处或恰好在进气冲程TDC之后)开始接近进气冲程TDC，并且在后续的压缩冲程已经开始经过CAD3之后(例如，在BDC之后)关闭。另外，当完全打开时，所述两个进气门可以在相同的持续时间D1期间打开相同量的气门升程L1。在其他示例中，可以通过调整定相、升程或持续时间而以不同的正时操作所述两个进气门。与第一进气门和第二进气门的共同正时相比，泄放排气门打开和关闭的正时可以相对于扫气排气门打开和关闭是交错的。具体来说，在第一正时从关闭位置打开泄放排气门(曲线图308)，所述第一正时在发动机循环中早于从关闭位置打开扫气排气门(曲线图310)的正时。具体来说，打开泄放排气门的第一正时处于CAD1之前(例如，排气冲程BDC之前)的做功冲程的TDC和BDC之间，而打开扫气排气门的正时恰好在排气冲程BDC之后，在CAD1之后但在CAD2之前。泄放排气门(曲线图308)在排气冲程结束之前关闭，并且扫气排气门(曲线图310)在排气冲程结束之后关闭。因此，扫气排气门保持打开以与打开进气门略微重叠。
详细来说，泄放排气门(曲线图308)可以在排气冲程开始之前(例如，在BDC之前的90度和30度之间，这取决于凸轮定相)从关闭完全打开，在排气冲程的第一部分中维持完全打开，并且可以在排气冲程结束之前(例如，在TDC之前的50度和0度之间，这取决于凸轮定相)完全关闭以收集排气脉冲的泄放部分。扫气排气门(曲线图310)可以恰好在排气冲程开始之后(例如，在经过BDC的30度和90度之间，这取决于凸轮定相)从关闭位置完全打开，在排气冲程的第二部分中维持打开，并且可以在进气冲程开始之后(例如，在TDC之后的20度和70度之间，这取决于凸轮定相)完全关闭，以排出排气的扫气部分。另外，如图3中所示，扫气排气门和进气门可以具有正重叠相位(例如，从在TDC之前的20度与TDC之后的30度之间，直到经过TDC的30度和90度之间，这取决于凸轮定相)以允许使用EGR进行吹气。在所有四个气门都操作的情况下，此循环可以基于发动机工况而自行重复。
另外，泄放排气门(曲线图308)可以打开第一量的气门升程L2，而扫气排气门(曲线图310)可以打开第二量的气门升程L3，其中L3小于L2。此外，泄放排气门可以在第一正时打开持续时间D2，而扫气排气门可以打开持续时间D3，其中D3小于D2。将了解，在其他示例中，所述两个排气门可以在以不同定相的正时打开时具有相同量的气门升程和/或相同的打开持续时间。
以此方式，通过使用交错的气门正时，可以通过将在较高压力下释放的排气(例如，气缸中的膨胀的泄放排气)与处于低压的残余的排气(例如，在泄放之后停留在气缸中的排气)分离到不同的歧管中来增加发动机效率和动力。此外，通过将低压残余排气作为EGR与吹气一起输送到压缩机入口(经由EGR通道和扫气歧管)，可以降低燃烧室温度，进而减少爆震的发生率和相对于最大制动扭矩正时的火花延迟量。此外，因为将排气冲程结束时的排气引导到涡轮的下游或压缩机的上游，涡轮和压缩机都处于较低压力，所以可以使排气泵送损耗最小化以增加发动机效率。
因此，与简单地引导气缸的所有排气通过单个共同的排气道到达涡轮增压器涡轮相比，可以更高效地使用排气。这样，可以实现几个优点。举例来说，可以通过分离泄放脉冲并且将泄放脉冲引导到涡轮入口中来增加供应给涡轮增压器的平均排气压力，从而增加涡轮增压器输出。另外，可以增加燃料经济性，因为吹气不被运送到催化剂，而是被引导到压缩机入口，并且因此，可以不将多余的燃料喷射到排气中来维持催化剂上游的化学计量空燃比。
然而，通过扫气排气门输送到压缩机入口(经由第一EGR通道和扫气歧管)的气体的组成在整个扫气排气门打开持续时间期间改变，并且进一步基于操作参数而改变，所述操作参数例如为扫气排气门与进气门之间的正重叠相位的持续时间、进气歧管和扫气歧管的相对压力，以及燃料直接喷射的正时相对于扫气排气门的关闭正时。因此，图4A至图4D示意性地说明在扫气排气门的整个打开持续时间期间的不同的再循环的气体的来源。具体来说，图4A至图4D中的每一者中的气缸图400示意性地描绘在对应的气门图450中示出的发动机位置处通过气缸的气体流量。与在图1和图2中示出的部件相同的气缸图400的部件被相同编号并且可能不再介绍。气门图450示出沿着水平轴线的发动机位置(以在进气冲程的TDC之后的曲柄转角度数计)和沿着垂直轴线的气门升程(以毫米计)。在曲线图404中示出一组进气门(例如，在图1中介绍并且在气缸图400中示出的进气门2和4)的示例性气门正时、升程和持续时间，在曲线图408中示出第一泄放排气门(例如，在图1中介绍并且在气缸图400中示出的泄放排气门8)的示例性气门正时、升程和持续时间，并且在曲线图410中示出第二扫气排气门(例如，在图1中介绍并且在气缸图400中示出的扫气排气门6)的示例性气门正时、升程和持续时间。
首先转向图4A，气缸图400示出在由气门图450上的虚线416指示的第一发动机位置处通过扫气排气门6的气体流量。所述第一发动机位置出现在排气冲程期间，恰好在进气冲程的TDC之前。进气门2和4在所述第一发动机位置处关闭，如气缸图400中的进气门2和4的黑色实心圆所指示以及如气门图450中的曲线图404所示。泄放排气门8在所述第一发动机位置处也基本上关闭。扫气排气门6在所述第一发动机位置处打开，如气缸图400中的扫气排气门6的白色实心圆所指示以及如气门图450中的曲线图410所示。在进气门关闭的情况下，由于燃烧而产生的尚未作为泄放排气退出气缸(例如，经由泄放排气门8)的残余气体414从气缸130流过打开的扫气排气门6并且经由第二排气道82流向扫气歧管80。此外，在泄放排气门8在第一发动机位置处基本上关闭的情况下，残余气体414不流过泄放排气门以及经由第一排气道86流向第一排气歧管84。举例来说，在打开泄放排气门8时，可能已经在发动机循环中更早地(例如，在相对于进气冲程的TDC的更负的曲柄转角处)通过泄放排气门8排出残余气体414的泄放部分(例如，如曲线图408中所示)。残余气体414可以包括(例如)废气、废气与空气的混合物，和/或废气与在先前的发动机循环期间喷射的未燃尽的燃料的混合物。
接下来转向图4B，气缸图400示出在由气门图450上的虚线418指示的第二发动机位置处通过扫气排气门6的气体流量。所述第二发动机位置出现在进气冲程期间在TDC之后不久。进气门2和4在所述第二发动机位置处打开，如气缸图400中的进气门2和4的白色实心圆所指示以及如气门图450中的曲线图404所示。泄放排气门8在所述第二发动机位置处完全关闭。扫气排气门6在所述第二发动机位置处保持打开，如气缸图400中的扫气排气门6的白色实心圆所指示以及如气门图450中的曲线图410所示。在进气门打开的情况下，后推气体420从进气道20和22流过打开的进气门2和4、流过气缸130、流过打开的扫气排气门6以及经由第二排气道82流向扫气歧管80。此外，在泄放排气门8在第二发动机位置处完全关闭的情况下，后推气体420不流过泄放排气门以及经由第一排气道86流向第一排气歧管84。后推气体420可以包括废气、空气，和/或在先前的发动机循环期间喷射的未燃尽的燃料的混合物。举例来说，当进气门2和4打开时，气体可以基于缸内压力和进气道中的压力(例如，基于MAP)从气缸130流动到进气道20和22，并且可以在进气门关闭之后留在进气道中。此外，后推气体420中的未燃尽的燃料的量基于燃料直接喷射的喷射起点(SOI)与扫气排气门6的关闭正时之间的重叠量而改变。随后，在后续的发动机循环期间，后推气体420可以在进气门打开之后从进气道20和22流动到气缸130中，并且后推气体420的至少一部分随后可以通过扫气排气门6流动到扫气歧管80上。
暂时转向图5，示例性曲线图500示出在进气冲程期间的燃料直接喷射的SOI正时与后推气体中的燃料的量之间的关系。曲线图500的水平轴线示出发动机位置(以曲柄转角度数计)，其中360曲柄转角度数表示进气冲程的TDC。曲线图500的垂直轴线表示进气燃料质量(例如，进气道中的燃料的质量)，其中燃料质量的量值从下到上增加。点划线曲线图502示出在391度的曲柄转角的更早的SOI正时下的进气道中的燃料的质量，如点划线512所表示。虚线曲线图504示出在431度的曲柄转角的更迟的SOI正时下的进气道中的燃料的质量，如虚线514所表示。通过虚线506示出进气门打开的正时(例如，在372度的曲柄转角处)，并且通过虚线508示出进气门关闭的正时(例如，在612度的曲柄转角处)，其中进气门的打开持续时间跨越所述打开正时和所述关闭正时。虽然在曲线图500中未示出，但在图5的示例中，扫气排气门打开正时处于241度的曲柄转角，并且扫气排气门关闭正时处于421度的曲柄转角。
如曲线图500中所示，与431度的曲柄转角处的更迟的SOI正时相比(虚线514和虚线曲线图504)，391度的曲柄转角处的更早的SOI正时(点划线512)导致更高的进气燃料质量(点划线曲线图502)。作为一个非限制性示例，在进气门关闭时(虚线508)，与当SOI正时出现在扫气排气门关闭之后的10度的曲柄转角时(虚线曲线图504)相比，当SOI正时与扫气排气门的打开持续时间重叠30度的曲柄转角时(点划线曲线图502)，进气道中的燃料的质量可以高约2％。联接到扫气排气门的扫气歧管的相对压力、进气密度(这取决于歧管充气温度和歧管绝对压力)、发动机转速、进气门关闭正时、目标空燃比、缸内压力、进气道处的压力以及燃料直接喷射的喷雾和燃料混合动力学进一步影响进气道中的来自后推气体的燃料的质量。
返回到图4A至图4D，接下来，图4C的气缸图400示出在由气门图450上的虚线422指示的第三发动机位置处通过扫气排气门6的气体流量。进气门2和4在所述第三发动机位置处打开，如气缸图400中的进气门2和4的白色实心圆所指示以及如气门图450中的曲线图404所示。泄放排气门8在所述第三发动机位置处完全关闭。扫气排气门6在所述第三发动机位置处保持打开，如气缸图400中的扫气排气门6的白色实心圆所指示以及如气门图450中的曲线图410所示。在所述第三发动机位置处，经由燃料喷射器66将燃料直接喷射到气缸130中。在扫气排气门打开的情况下，来自燃料直接喷射的被短路连接(例如，扫气)的燃料424直接流过扫气排气门6并且经由第二排气道82流向扫气歧管80。短路连接的燃料424的量基于以下各者而变：燃料直接喷射的SOI与扫气排气门6的关闭正时之间的重叠量、进气口-扫气歧管的流量、进气门2和4与扫气排气门6之间的正重叠的持续时间、通过扫气歧管旁通通道(例如，在图1中示出的SMBP 98)的流的量、在燃料直接喷射中喷射的燃料的量、燃料直接喷射的喷射结束(EOI)正时，以及扫气歧管与进气口之间的相对压力。也就是说，直接喷射的燃料的一部分可以作为短路连接的燃料242流过扫气排气门6，其中所述部分基于扫气歧管和进气歧管的压力和流动特性以及直接喷射与扫气排气门6的打开持续时间之间的重叠量而变(相对于直接喷射的燃料的总量)。
暂时转向图6，示例性曲线图600示出在进气冲程期间的燃料直接喷射的SOI正时与经由联接到扫气歧管的打开的扫气排气门短路连接到所述扫气歧管的燃料量之间的关系。曲线图600的水平轴线示出发动机位置(以曲柄转角度数计)，其中360度的曲柄转角表示进气冲程的TDC。曲线图600的垂直轴线表示扫气歧管燃料质量(例如，扫气歧管中的燃料的质量)，其中燃料质量的量值从下到上增加。点划线曲线图602示出在391度的曲柄转角的更早的SOI正时下的扫气歧管中的燃料的质量，如点划线612所表示。虚线曲线图604示出在431度的曲柄转角的更迟的SOI正时下的扫气歧管中的燃料的质量，如虚线614所表示。通过虚线606示出扫气(例如，第二)排气门打开的正时(例如，在241度的曲柄转角处)，并且通过虚线608示出扫气排气门关闭的正时(例如，处于421度的曲柄转角)，其中扫气排气门的打开持续时间跨越所述打开正时和所述关闭正时。虽然在曲线图600中未示出，但在图6的示例中，一组进气门的打开正时处于372度的曲柄转角，并且进气门的关闭正时处于612度的曲柄转角。
如曲线图600中所示，与431度的曲柄转角处的更迟的SOI正时相比(虚线614和虚线曲线图604)，391度的曲柄转角处的更早的SOI正时(点划线612)导致更高的扫气歧管燃料质量(点划线曲线图602)。作为一个非限制性示例，与当SOI正时出现在扫气排气门关闭之后10度的曲柄转角时(虚线曲线图604)相比，当SOI正时与扫气排气门的打开持续时间重叠30度的曲柄转角时(点划线曲线图602)，在扫气排气门打开时从气缸流动到扫气歧管的燃料的质量可以高约1％。扫气歧管的相对压力、缸内压力、进气歧管的压力、燃料轨压、分离式喷射燃料分数、歧管充气温度、燃料雾化速率、喷射几何形状和角度等进一步影响从气缸流动到扫气歧管的燃料的质量。
返回到图4A至图4D，在图4D中，气缸图400示出在由气门图450上的虚线426指示的第四发动机位置处通过扫气排气门6的气体流量。进气门2和4在所述第四发动机位置处打开，如气缸图400中的进气门2和4的白色实心圆所指示以及如气门图450中的曲线图404所示。泄放排气门8在所述第四发动机位置处完全关闭。扫气排气门6在所述第四发动机位置处保持打开，如气缸图400中的扫气排气门6的白色实心圆所指示以及如气门图450中的曲线图410所示。在进气门打开的情况下，进气歧管气体428从进气歧管44流过进气道20和22到达打开的进气门2和4、流过气缸130、流过打开的扫气排气门6以及经由第二排气道82流向扫气歧管80。此外，在泄放排气门8在第四发动机位置处完全关闭的情况下，进气歧管气体428不流过泄放排气门以及经由第一排气道86流向第一排气歧管84。进气歧管气体428可以包括(例如)新鲜空气、再循环的废气(例如，由在图1中示出的第一EGR通道50再循环)以及在一些示例中的再循环(未燃尽)的燃料。举例来说，可以使在第一发动机循环期间扫气的燃料再循环通过EGR通道(例如，在图1中示出的第一EGR通道50)到达进气歧管44。随后，在第二后续的发动机循环期间，在第一发动机循环期间扫气的燃料可以从进气歧管44流动到气缸130中。在一些示例中，在第一发动机循环期间扫气的燃料的至少一部分可以进一步在第二发动机循环期间作为进气歧管气体428流过打开的扫气排气门6。
因此，图4A至图4D示出在第二排气门的整个打开持续时间期间的再循环的气体的不同来源。再循环的气体的不同来源可以供应不同组成的气体，所述组成可以进一步基于扫气气门正时、进气门正时、燃料喷射正时以及压力和流动特性而改变。相对于扫气气门关闭正时的燃料直接喷射的正时影响短路连接到扫气歧管(在图6中说明)的后推气体中的燃料的量(在图5中说明)。具体来说，通过调整相对于扫气气门关闭正时的燃料直接喷射的正时，可以控制短路连接的燃料的量。
接下来，图7示出用于调整具有分流式排气***的发动机(例如，在图1和图2中示出的发动机10)的操作的示例性方法700的流程图。具体来说，方法700使得能够调整燃料扫气，以便减少在瞬变期间的燃料扫气或者增加在发动机冷起动期间的燃料扫气。如本文所定义，燃料扫气是指使在发动机循环期间喷射到气缸中的燃料在所述同一发动机循环期间经由打开的第二扫气排气门(例如，在图1中介绍的扫气排气门6)流动到扫气歧管(例如，在图1中介绍的扫气歧管80)。用于实行方法700和本文包括的方法的其余部分的指令可以由控制器(例如，在图1和图2中示出的控制器12)基于存储在所述控制器的存储器上的指令并且结合从发动机***的传感器接收到的信号来执行，所述传感器例如为上文参考图1和图2所描述的传感器。所述控制器可以根据在下文描述的方法来采用发动机***的发动机致动器(例如，图1的燃料喷射器66、BTCC阀54、SMBV 97和扫气排气门6)以调整发动机操作。
在702处，方法700包括估计和/或测量工况。工况可以包括(例如)制动踏板位置、加速踏板位置、操作者扭矩需求、环境温度和湿度、气压、发动机转速、发动机负荷、发动机温度、质量空气流量(MAF)、进气歧管压力(MAP)、进气歧管温度、发动机***中的各个点处的进气/排气的氧含量、期望的空燃比(AFR)、实际的AFR、气缸进气门和排气门的正时、发动机***的各种阀(包括BTCC阀)的位置、一个或多个排放控制装置的温度和/或装载水平、排气***(例如，排气歧管、排气道，和/或排气通道)中的压力等。可以基于可用的数据来测量或推测所述工况。
在704处，方法700包括基于发动机转速、发动机负荷和期望的AFR来(至少部分地)确定标称的DI燃料喷射量和标称的SOI正时。举例来说，控制器可以基于进入发动机的气流的量来估计气缸充气质量，所述气流量是根据多个发动机操作参数来确定，所述发动机操作参数例如为发动机转速、MAP、歧管温度、发动机移位和发动机容积效率。所述控制器可以将多个发动机操作参数输入到查找表或方程中并且将气流输出到发动机中。此外，可以使所述气流除以发动机气缸的数目以确定气缸充气质量。随后，所述控制器可以使用所述气缸充气质量来确定标称的DI燃料喷射量。所述标称的DI燃料喷射量是指将在给定气缸空气量的情况下实现期望的AFR的燃料量。举例来说，所述控制器可以通过使气缸充气质量除以期望的AFR来计算所述燃料喷射量。所述控制器随后可以产生具有与要发送到燃料喷射器的标称的DI燃料喷射量相对应的脉冲宽度的信号。作为一个示例，所述期望的AFR是化学计量。类似地，可以基于发动机转速和负荷来确定DI燃料喷射的标称的SOI正时。举例来说，所述控制器可以将发动机操作参数(包括发动机转速和负荷)输入到查找表、算法或映射中，所述查找表、算法或映射可以输出标称的SOI正时。
此外，在其中使用DI燃料喷射和进气道燃料喷射(PFI)的示例中，所述控制器可以确定要作为DI燃料喷射量输送的总燃料喷射量的分数。在一个示例中，靠经验确定经由进气道和直接喷射器输送的燃料的量并且将所述量存储在预定查找表或函数中。举例来说，一个查找表可以对应于进气道喷射量，并且一个查找表可以对应于直接喷射量。可以根据发动机工况为两个查找表编制索引，所述发动机工况例如为发动机转速和发动机负荷以及其他发动机工况。所述查找表可以输出在每个发动机循环经由进气道燃料喷射和/或直接喷射而喷射到发动机气缸的燃料的量。
此外，可以基于排气氧传感器反馈来校正标称的DI燃料喷射量。排气氧传感器可以测量排气中的氧气的浓度，随后可以使用所述浓度来确定所述排气的AFR。如果所述排气的AFR贫于期望的AFR，那么控制器可以例如通过在下一个燃料喷射事件中增加燃料脉冲宽度来增加标称的DI燃料喷射量。如果所述排气的AFR富于期望的AFR，那么控制器可以例如通过在下一个燃料喷射事件中减小燃料脉冲宽度来增加标称的DI燃料喷射量。燃料喷射量被增加(富化)或减少(稀化)的程度可以与排气的所确定的AFR相对于期望的AFR的偏差成比例。因此，可以通过闭环方式控制标称的DI燃料喷射量。
在706处，确定是否需要增加的燃料扫气。作为一个示例，可能在存在发动机冷起动状况时需要增加的燃料扫气。因此，在706处在所述方法的一些示例中，确定是否需要增加的燃料扫气可以包括确定是否存在冷起动状况。可以当在长期的发动机不活动(例如，在发动机已经不活动达第一阈值持续时间以上时)之后响应于发动机起动请求而起动发动机(例如，在向起始的燃烧提供燃料和火花的情况下从零转速转动起动至非零转速)时，和/或在发动机温度低于阈值温度(例如，低于排放控制装置的起燃温度，在所述起燃温度以下排放控制装置的转化效率会降低)时确认冷起动状况。作为另一示例，可以于在发动机起动时发动机温度基本上等于环境温度(例如，在环境温度的阈值内)时确认冷起动状况。作为另一示例，可以在一个或多个排放控制装置的温度小于一个或多个排放控制装置的起燃温度时确认冷起动状况。
作为另一示例，可以在指示清洗EGR冷却器时需要增加的燃料扫气。举例来说，EGR冷却器可以定位在联接于发动机的扫气歧管和进气通道之间的EGR通道中(例如，图1的EGR冷却器52)，并且所扫气的燃料可以在所述EGR冷却器处充当溶剂以移除油脂和碎屑。因此，在一些示例中，所述方法在706处另外或可替代地包括确定是否需要EGR冷却器清洗。举例来说，当自从上一次EGR冷却器清洗以来已经经过预校准的持续时间时，可以确定需要EGR冷却器清洗。作为另一示例，可以基于跨EGR冷却器的压力比率而确定需要EGR冷却器清洗，所述压力比率是指EGR冷却器的入口侧(例如，从扫气歧管接收气体)上的压力相对于EGR冷却器的出口侧(例如，朝向进气通道排放气体)上的压力。举例来说，当跨EGR冷却器的压力比率大于预先确定的阈值压力比率时，可以需要EGR冷却器清洗，跨EGR冷却器的压力比率大于预先确定的阈值压力比率表示例如由于油脂和/或碎屑的积累而引起的通过EGR冷却器的受约束的流。
如果需要增加的燃料扫气，那么方法700前进到708并且包括确定扫气排气门(SV)正时，包括打开正时和关闭正时，以实现增加的燃料扫气。举例来说，可以不管是否将另外需要EGR/吹气(例如，基于发动机负荷)来操作扫气排气门，使得直接喷射的燃料可以作为被扫气(例如，短路连接)的燃料流过扫气排气门。作为一个示例，扫气气门关闭正时尤其在较低的发动机转速下在发动机循环中可以相对迟，以便增加进气门与扫气排气门之间的正重叠持续时间。控制器可以基于发动机操作参数例如通过将发动机操作参数输入到查找表、算法或映射中来确定用于实现增加的燃料扫气的扫气排气门正时，所述操作参数包括发动机转速、MAP和扫气歧管中的压力。作为另一示例，控制器可以针对多个扫气排气门打开和关闭正时对进气-扫气歧管流动力学(例如，基于进气门打开和关闭正时、MAP和扫气歧管压力)进行建模，并且选择引起通过扫气排气门的最大流量的扫气排气门打开和关闭正时。所述控制器随后可以在所确定的正时操作扫气排气门。
在710处，方法700包括确定针对增加的燃料扫气的调整过的DI燃料喷射量和调整过的SOI正时。作为一个示例，可以将SOI正时从标称的DI燃料喷射正时提前。此外，可以将SOI正时提前到扫气气门关闭正时之前，以便增加扫气排气门的打开持续时间与DI燃料喷射之间的重叠量。如上文关于图6所说明，将SOI正时提前到扫气排气门关闭正时之前增加了在扫气排气门关闭时处于扫气歧管中的燃料质量。此外，至少在一些示例中，可以相对于标称的DI燃料喷射量来增加DI燃料喷射量。举例来说，可以响应于冷起动状况而增加DI燃料喷射量，以便将未燃尽的所扫气的燃料引导到一个或多个排放控制装置。作为一个示例，控制器可以相对于标称的DI燃料喷射量将DI燃料喷射量增加预定量。作为另一示例，控制器可以将调整过的SOI正时、扫气气门关闭正时、MAP和扫气歧管压力输入到一个或多个查找表、算法或映射中，所述一个或多个查找表、算法或映射可以输出调整过的燃料喷射量以实现增加的燃料扫气。在一些示例中，可以另外基于排放控制装置的温度来调整DI燃料喷射量，例如通过在排放控制装置的温度越低于起燃温度时越增加DI燃料喷射量来调整所述DI燃料喷射量。此外，将SOI正时提前不可超过阈值提前量。举例来说，将SOI正时提前超出阈值提前量可能会导致气缸壁或活塞撞击并且增加微粒物质排放。另外，可以校准所述阈值提前量，使得在不超过所述阈值提前量的正时实现最大燃料-气缸充气热传递，以便利用直接喷射的充气冷却益处。
在712处，方法700包括以调整过的SOI正时喷射调整过的DI燃料喷射量。举例来说，控制器可以在调整过的SOI正时开始使用与调整过的DI燃料喷射量相对应的脉冲宽度来致动燃料喷射器。
在714处，方法700包括针对增加的燃料扫气而调整扫气歧管旁通阀(SMBV)和BTCC阀位置以实现期望的压力和流动特性。举例来说，可以在发动机冷起动期间增加设置在将扫气歧管联接到发动机的排气通道的旁通通道中的SMBV的开度，以增加直接流动到排气通道和排放控制装置的所扫气的燃料的一部分，而不是再循环通过EGR通道。使所扫气的燃料直接流动到排气通道可以进一步加快排放控制装置的暖机。然而，使所扫气的燃料再循环通过EGR通道可能会增加所扫气的燃料的蒸发，这可以减少在冷起动期间的微粒物质排放。因此，控制器可以调整SMBV和BTCC阀位置，以便相对于通过EGR通道的流量控制通过旁通通道的流量。举例来说，控制器可以将相关的工况输入到查找表、算法或映射中，所述查找表、算法或映射可以输出对应的SMBV和BTCC阀位置，所述相关的工况包括MAP、扫气歧管压力、排气通道的压力、调整过的SOI正时和调整过的DI燃料喷射量，以及排放控制装置的温度。作为另一示例，当需要EGR冷却器清洗时，可以在SMBV打开的情况下进一步关闭所述SMBV，同时进一步打开BTCC阀以便引导所扫气的燃料的更大的部分通过EGR冷却器。在714之后，方法700可以结束。
返回到706，如果不需要增加的燃料扫气，那么方法700前进到716并且包括确定是否需要EGR和/或吹气。可以经由扫气歧管将EGR和吹气在涡轮增压器压缩机的上游输送到发动机的进气通道。举例来说，如果发动机负荷高于阈值负荷，那么可以需要并启用到达进气通道的EGR和吹气，所述阈值负荷与某一发动机负荷相对应，在高于所述发动机负荷的情况下需要发动机稀释来降低发动机爆震的发生率。在另一示例中，如果启动发动机的BTCC硬件(例如，BTCC阀和/或扫气排气门)，那么可以启用EGR和吹气。举例来说，如果扫气排气门正在操作(例如，未被停用)并且BTCC阀打开或至少部分地打开，那么可以确定启动BTCC硬件。
如果不需要EGR或吹气，那么方法700前进到718，并且包括停用扫气排气门并且在没有EGR和吹气的情况下操作发动机。举例来说，这可以包括维持扫气排气门关闭，并且经由泄放排气门将排气从发动机气缸仅运送到排气通道。作为一个示例，控制器可以向扫气排气门的阀致动器(例如，在图2中示出的排气门正时致动器103)发送停用信号以停用每个气缸的扫气排气门。此外，所述方法在718处可以包括在没有外部EGR的情况下操作发动机。可替代地，如果已经停用了扫气排气门，那么扫气排气门可以保持停用。
在720处，方法700包括以标称的SOI正时喷射标称的DI燃料喷射量(例如，各自在上文在704处确定)。举例来说，将不为了燃料扫气来调整DI燃料喷射量，并且将不为了增加或减少燃料扫气来调整DI燃料喷射正时。在720之后，方法700结束。
返回到716，如果需要EGR和吹气中的至少一者，那么方法700前进到722，并且包括基于期望的吹气和EGR流量、发动机转速/负荷以及彼此的位置/正时来调整BTCC阀位置、扫气排气门的正时、进气门的正时，以及SMBV位置。作为一个示例，可以响应于发动机被增压(例如，在涡轮增压器压缩机进行操作并且产生大于大气压的MAP的情况下)而打开BTCC阀。作为另一示例，如果相对于当前所估计的水平需要或多或少的EGR流或吹气经由扫气歧管和EGR通道到达进气通道(例如，基于定位在第一扫气歧管和/或第二扫气歧管中的压力传感器和/或氧传感器的输出所估计)，那么控制器可以调整BTCC阀、扫气排气门、进气门和SMBV中的一者或多者的位置或正时以实现期望的EGR流量和吹气流量。举例来说，如果需要增加的EGR，那么控制器可以增加BTCC阀的开度，将扫气排气门正时提前，和/或减小SMBV的开度。可替代地，如果需要减小的EGR，那么控制器可以减小BTCC阀的开度，将扫气排气门正时延迟，和/或增加SMBV的开度。作为另一示例，如果需要增加的吹气，那么控制器可以将扫气排气门正时延迟，将进气门正时提前，减小SMBV的开度，和/或增加BTCC阀的开度。如果需要减少的吹气，那么控制器可以将扫气排气门正时提前，将进气门正时延迟，增加SMBV的开度，和/或减小BTCC阀的开度。此外，在722处调整气门位置和正时可以包括相对于彼此的位置和正时来调整气门位置和/或正时，以便增加或减少扫气排气门打开持续时间与进气门或泄放排气门的打开持续时间的重叠。
在所述方法在722处的另一示例中，在特定扫气排气门正时下的扫气歧管压力可以改变对BTCC阀、SMBV，和/或进气门的控制。举例来说，如果BTCC阀关闭并且期望的扫气歧管压力低于当前测得的扫气歧管压力，那么所述方法在722处可以包括打开所述SMBV或增加所述SMBV的打开量以减小扫气歧管压力。作为另一示例，可以基于所测得的扫气歧管压力来调整扫气排气门正时。在一个示例中，响应于所测得的扫气歧管压力大于期望的扫气歧管压力，所述方法可以包括将扫气排气门正时延迟以减小扫气歧管压力。可以基于(例如，依据)MAP、排气压力和/或增压状况(例如，是否将发动机增压)中的一者或多者来确定期望的扫气歧管压力。此外，响应于基于所测得的压力而调整扫气排气门正时并且响应于期望的扫气歧管压力，可以调整BTCC阀和/或SMBV的位置。举例来说，在调整了扫气排气门正时之后，可以调整SMBV的位置以将扫气歧管压力维持在期望的扫气歧管压力(基于发动机工况)，并且可以(例如，基于发动机工况(例如，发动机负荷、爆震以及例如温度和转速等压缩机工况))调整BTCC阀的位置以将EGR流量维持在期望的EGR流量。
可以将在722处执行的上文描述的气门调整描述为基线EGR和BTCC模式。然而，可以基于发动机工况来选择其他模式。
在724处，确定需要减少的燃料扫气。举例来说，有可能基于SOI正时、扫气气门关闭正时以及在稳态操作期间的进气歧管(例如，MAP)和扫气歧管的相对压力来映射所扫气的燃料的量，但压力传感器读数可能不是足够准确来映射在瞬变状况期间的所扫气的燃料的量。因此，在所述方法在724处的一个示例中，需要在瞬变状况期间的减少的燃料扫气，以便避免可能会劣化发动机性能的燃料再循环和不明的燃料损耗。举例来说，所述瞬变状况可以包括踩或松加速踏板。
作为另一示例，可能在较高的发动机转速和负荷下需要减少的燃料扫气，因为标称的DI燃料SOI正时与扫气排气门关闭正时之间的重叠在较高的发动机转速和负荷下会增加。举例来说，随着发动机转速和负荷增加，可以将标称的SOI正时提前，并且可以在高发动机转速下将标称的扫气排气门关闭正时提前，从而导致增加的短路连接的DI燃料。因此，在所述方法在724处的另一示例中，当发动机在导致大量产生所扫气的燃料的速度-负荷区中操作时需要减少的燃料扫气。举例来说，控制器可以对照发动机映射来参考工况，以确定发动机是否在导致大量产生所扫气的燃料的速度-负荷区中操作。作为一个示例，可以根据在给定的发动机转速和负荷下基于标称的SOI正时和标称的扫气排气门关闭正时来预测产生的短路连接的燃料的量(例如，无显著产生、少量产生和大量产生)将发动机映射划分为速度-负荷区。作为另一示例，控制器可以将发动机转速与阈值发动机转速进行比较，并且响应于发动机转速大于阈值发动机转速而确定需要减少的燃料扫气。可以校准阈值发动机转速以限定预期在高于其的情况下大量产生所扫气的燃料的发动机转速。此外，至少在一些示例中，阈值发动机转速可以基于发动机负荷而改变。
如果需要减少的燃料扫气，那么方法700前进到726并且包括确定针对减少的燃料扫气的调整过的DI燃料喷射量和调整过的SOI正时。作为一个示例，可以相对于标称的DI燃料喷射正时将SOI正时延迟。此外，可以将SOI正时延迟到扫气气门关闭正时之后，以便减少或消除扫气排气门的打开持续时间与DI燃料喷射之间的重叠量。如上文关于图6所说明，将SOI正时延迟到扫气排气门关闭正时之后减少了在扫气排气门关闭时处于扫气歧管中的燃料质量。此外，至少在一些示例中，可以相对于标称的DI燃料喷射量来减小DI燃料喷射量。举例来说，可以减小DI燃料喷射量以便补偿减小的量的再循环的未燃尽的燃料。举例来说，控制器可以将调整过的SOI正时、扫气气门关闭正时、MAP和扫气歧管压力输入到一个或多个查找表、算法或映射中，所述一个或多个查找表、算法或映射可以输出针对减少的燃料扫气的调整过的燃料喷射量。另外，可以在进气冲程中不将SOI正时进一步延迟，以便确保进气冲程中的燃料的适当混合并且利用与直接喷射***相关联的充气冷却益处。
在728处，方法700包括以调整过的SOI正时喷射调整过的DI燃料喷射量。举例来说，控制器可以在调整过的SOI正时开始使用与调整过的DI燃料喷射量相对应的脉冲宽度来致动燃料喷射器。在728之后，方法700结束。
返回到724，如果不需要减少的燃料扫气，那么方法700前进到730并且包括基于SOI正时、扫气排气门的关闭正时以及影响通过扫气排气门的燃料流量的其他操作参数(例如，MAP和扫气歧管压力)来确定所扫气的燃料的量。举例来说，控制器可以将SOI正时、扫气排气门关闭正时、MAP和扫气歧管压力输入到查找表、算法或映射中，所述查找表、算法或映射可以输出针对输入工况的预期量的所扫气的燃料。
在732处，方法700包括基于所确定的量的所扫气的燃料来调整标称的燃料喷射量。举例来说，控制器可以相对于标称的燃料喷射量来调整燃料喷射量，以考虑到通过扫气排气门短路连接而不是燃烧的损失的燃料。作为另一示例，控制器可以相对于标称的燃料喷射量来调整燃料喷射量，以考虑到EGR流中的未燃尽的燃料。因此，控制器还可以例如基于EGR流动速率和所扫气的燃料的量来确定再循环到进气歧管的未燃尽的燃料的量。可以使用跨定位在EGR通道的出口处的文氏管的压力差来确定EGR流动速率，例如通过处于BTCC阀的上游的第一压力传感器(例如，在图1中示出的压力传感器53)和处于所述文氏管的入口的上游的第二压力传感器(例如，在图1中示出的压力传感器51)来测量所述压力差。例如，控制器可以加到标称的燃料喷射量以考虑到损失的燃料，同时从标称的燃料喷射量减去以考虑到EGR流中的所扫气的燃料。在732之后，方法700结束。
因此，在一个示例中，方法700可以包括确定针对增加的燃料扫气的状况，并且响应于所述状况，调整(例如，提前)燃料直接喷射的喷射起点以增加燃料直接喷射与扫气排气门的打开持续时间之间的重叠量；以及确定针对减少的燃料扫气的状况，并且响应于所述状况，调整(例如，延迟)燃料直接喷射的喷射起点以减小燃料直接喷射与扫气排气门的打开持续时间之间的重叠量。在一些示例中，增加燃料直接喷射与扫气排气门的打开持续时间之间的重叠量发生在针对增加的燃料扫气的状况时或期间，并且减小燃料直接喷射与扫气排气门的打开持续时间之间的重叠量发生在不存在针对增加的燃料扫气的状况时和/或发生在针对减少的燃料扫气的状况时或期间。此外，方法700可以包括在针对增加的燃料扫气的状况下操作，在针对减少的燃料扫气的状况下操作，以及在针对未调整过的燃料扫气的状况下操作。响应于确定存在针对未调整过的燃料扫气的状况，所述方法可以包括不调整燃料直接喷射的喷射起点来增加或减小燃料直接喷射与扫气排气门的打开持续时间之间的重叠量。
此外，存储在存储器中的指令可以包括用于以下操作的指令：通过发动机温度传感器和/或排气温度传感器确定针对增加的燃料扫气的状况；以及作为响应，通过用于以相对于标称正时提前的正时向燃料喷射器发送信号的指令来调整燃料直接喷射的喷射起点。另外，存储在存储器中的指令可以包括用于以下操作的指令：通过发动机转速传感器确定针对减少的燃料扫气的状况；以及作为响应，通过用于以相对于标称正时延迟的正时向燃料喷射器发送信号的指令来调整燃料直接喷射的喷射起点。在一些示例中，所述方法可以包括基于确定是否存在针对增加的燃料扫气的状况并且确定是否存在针对减少的燃料扫气的状况来确定是执行相对于标称正时将燃料直接喷射的喷射起点提前还是相对于标称正时将喷射起点延迟。举例来说，所述方法可以包括用于以下操作的指令：基于确定是存在针对减少的燃料扫气的状况还是存在针对增加的燃料扫气的状况而以相对于标称正时调整过的正时安排喷射起点。此外，所述方法可以包括用于以下操作的指令：以所安排的喷射起点正时致动燃料喷射器。
接下来，图8示出基于工况进行发动机调整以增加或减少具有分流式排气***发动机(例如，在图1和图2中示出的发动机***)的车辆中的燃料扫气的示例性时间线800。举例来说，控制器(例如，图1和图2的控制器12)可以评估工况，并且可以例如根据图7的示例性方法响应于存在针对增加的燃料扫气的状况而将直接喷射的喷射起点(SI DOI)正时提前。类似地，控制器可以响应于存在针对减少的燃料扫气的状况而将DI SOI正时延迟。
在示例性时间线800中，在曲线图802中示出发动机转速，在曲线图804中示出催化剂温度，在曲线图806中示出扫气排气门(SV)状态，在曲线图808中示出DI SOI正时，在曲线图810中示出DI SOI正时与SV的打开持续时间之间的重叠(例如，DI-SV重叠)的量，在曲线图812中示出DI燃料量，在曲线图814中示出BTCC阀(例如，图1的BTCC阀54)的位置，并且在曲线图816中示出SMBV(例如，图1的SMBV 97)的位置。对于所有以上曲线图，水平轴线表示时间，其中时间沿着所述水平轴线从左到右增加。垂直轴线表示每个被标记的参数。对于曲线图802和804，被标记的参数(分别为发动机转速和催化剂温度)的值沿着垂直轴线从下到上增加。对于曲线图806，如所标记，垂直轴线示出作为活动(例如，操作以在整个发动机循环中在所安排的正时打开和关闭)或停用(例如，在发动机循环中维持关闭)的SV状态。对于曲线图808，垂直轴线示出相对于通过虚线809表示的标称正时被提前或延迟的DI SOI正时。应注意，虚线809的标称正时可以基于工况(例如，发动机转速、发动机负荷等)在发动机循环之间改变。对于曲线图810，垂直轴线示出相对于通过虚线811表示的无重叠(例如，SOI出现在SV关闭正时)作为正(例如，SOI在SV关闭之前)或负(例如，SOI在SV关闭之后)的DI-SV重叠。对于曲线图812，垂直轴线示出相对于通过虚线813表示的标称的DI燃料量的增加或减小的DI燃料量。应注意，虚线813的标称的DI燃料量可以基于工况在发动机循环之间改变。对于曲线图814和816，如所标记，垂直轴线示出BTCC阀和SMBV分别从完全关闭(“关闭”)到完全打开(“打开”)的位置。
在时间t1之前，车辆熄火。在车辆熄火的情况下，发动机静止，其中发动机转速为零(曲线图802)。SV被停用(曲线图806)，BTCC阀关闭(曲线图814)，并且SMBV关闭(曲线图816)。不提供燃料，并且因此不存在DI SOI正时(曲线图808)，没有DI-SV重叠(曲线图810)，并且没有DI燃料量(曲线图812)。在时间t1处，启动车辆并且起动发动机达到小于用于使用吹气和EGR进行操作的第一阈值发动机转速(虚线801)的发动机转速(曲线图802)。然而，催化剂的温度(曲线图804)小于催化剂的起燃温度(虚线805)，从而指示存在冷起动状况和因此针对增加的燃料扫气的状况。响应于冷起动状况，控制器启动SV(曲线图806)，使得直接喷射的燃料可以通过所述SV短路连接并且短路连接到与所述SV联接的扫气歧管(例如，图1的扫气歧管80)。此外，控制器相对于标称正时(虚线809)将DI SOI正时(曲线图808)提前，进而增加直接喷射与SV打开持续时间(曲线图810)之间的正重叠量，并且打开BTCC阀，使得短路连接的燃料的第一部分经由EGR通道被再循环到发动机的进气口。此外，相对于标称的燃料量(虚线813)增加DI燃料量(曲线图812)，并且部分地打开SMBV，使得短路连接的燃料的第二部分在催化剂的上游被引导到排气通道，而不再循环到发动机进气口。由于增加的加注燃料和燃料扫气，催化剂温度(曲线图804)在时间t1和时间t2之间增加。
在时间t2处，催化剂温度(曲线图804)达到其起燃温度(虚线805)。因此，冷起动状况以及针对增加的燃料扫气的状况不再存在。此外，发动机转速(曲线图802)保持低于用于使用EGR和吹气进行操作的第一阈值发动机转速(虚线801)。作为响应，SV被停用(曲线图806)，BTCC阀关闭(曲线图814)，并且SMBV关闭(曲线图816)，使得不提供EGR和吹气。将DI燃料量减小(曲线图812)到标称的燃料量(虚线813)，并且使DI SOI正时(曲线图808)返回到标称正时(虚线809)。
在时间t3处，发动机转速(曲线图802)增加到高于第一阈值发动机转速(虚线801)。因此，需要EGR和吹气。作为响应，控制器启动SV(曲线图806)，打开BTCC阀(曲线图814)，并且部分地打开SMBV(曲线图816)以提供期望量的EGR和吹气。不相对于标称正时(虚线809)调整DI SOI正时(曲线图808)，因为不需要减少的燃料扫气。以标称的DI SOI正时操作SV并执行燃料直接喷射导致少量的DI-SV重叠(曲线图810)，并且控制器减少DI燃料量(曲线图812)以补偿所扫气的燃料。
在时间t4和时间t5之间，发生踩加速踏板事件，从而导致瞬变状况。响应于所述瞬变状况，需要减少的燃料扫气，并且控制器将DI SOI正时(曲线图808)调整为相对于标称正时(虚线809)被延迟的正时。因此，DI-SV重叠变为负(曲线图810)。在减少了燃料扫气的量的情况下，控制器将DI燃料量(曲线图812)增加到标称的燃料量(虚线813)。此外，进一步关闭BTCC阀(曲线图814)和SMBV(曲线图816)以减少通过SV到达扫气歧管的流。
在时间t5处，发动机转速(曲线图802)稳定于高于第二阈值发动机转速(虚线803)的转速，在高于所述第二阈值发动机转速的情况下需要减少的燃料扫气，因为大量产生了短路连接的燃料。作为响应，DI SOI正时(曲线图808)相对于标称正时(虚线809)保持被延迟。然而，所述正时与在瞬变状况期间(例如，在时间t4和时间t5之间)相比可以被更小地延迟，从而导致与在瞬变状况期间相比没那么负的DI-SV重叠量(曲线图810)。另外，进一步打开BTCC阀(曲线图814)和SMBV(曲线图816)以提供期望量的EGR和吹气，并且DI燃料量(曲线图812)保持在标称量(虚线813)。
在时间t6和时间t7之间，发生松加速踏板事件，从而导致瞬变状况。响应于所述瞬变状况，需要减少的燃料扫气，并且控制器再次将DI SOI正时(曲线图808)调整为相对于标称正时(虚线809)进一步被延迟的正时。因此，与在发动机以高于第二阈值发动机转速的发动机转速进行操作时(例如，在时间t5和时间t6之间)相比，DI-SV重叠变得更负(曲线图810)。控制器使DI燃料量(曲线图812)维持在标称的燃料量(虚线813)。此外，进一步关闭BTCC阀(曲线图814)和SMBV(曲线图816)以减少通过SV到达扫气歧管的流，从而进一步减少通过SV短路连接的燃料的量。
在时间t7处，发动机转速(曲线图802)稳定于大于第一阈值发动机转速(虚线801)且小于第二阈值发动机转速(虚线803)的转速，从而指示需要EGR和吹气而没有用于减少燃料扫气的缓解动作，因为产生较少的短路连接的燃料。作为响应，与在以高于第二阈值发动机转速的发动机转速进行操作相比，控制器将BTCC阀(曲线图814)调整为进一步关闭的位置，并且进一步关闭SMBV(曲线图816)以提供期望量的EGR和吹气。使DI SOI正时(曲线图808)返回到标称正时(虚线809)，从而导致少量的DI-SV重叠(曲线图810)。控制器相应地减少DI燃料量(曲线图812)以补偿所扫气的燃料。
以此方式，可以基于特定工况来调整所述燃料直接喷射的喷射起点以增加燃料扫气或减少燃料扫气。举例来说，可以将喷射起点延迟以减少燃料扫气，进而在难以跟踪燃料损耗时(例如，在瞬变状况期间)防止燃料损耗，或者在产生大量燃料扫气时(例如，在高发动机转速/负荷状况期间)减少燃料扫气。作为另一示例，可以将喷射起点提前以增加燃料扫气，进而加快在冷起动期间的催化剂加热或者将所扫气的燃料用作溶剂来用于EGR冷却器清洗。总的来说，可以通过特别是在于其期间无法准确地跟踪燃料扫气的状况期间减少燃料扫气来更准确地控制发动机操作参数，包括燃料喷射量、火花提前以及进气门和排气门致动。
延迟直接喷射的喷射起点以减小直接喷射与扫气排气门的打开持续时间之间的重叠量的技术效果在于，减少了在扫气排气门关闭时处于扫气歧管中的燃料量。
将直接喷射的喷射起点提前以增加直接喷射与扫气排气门的打开持续时间之间的重叠量的技术效果在于，增加了在扫气排气门关闭时处于扫气歧管中的燃料量。
作为一个示例，一种方法包括：基于第二排气门的关闭正时和工况来调整对发动机气缸中的直接燃料喷射的起点，所述发动机气缸包括联接到泄放歧管的第一排气门和联接到扫气歧管的所述第二排气门；以及基于所述直接燃料喷射的所述调整过的起点来调整所述扫气歧管的旁通阀的位置。在前述示例中，另外或任选地，所述工况包括发动机冷起动，并且基于所述第二排气门的所述关闭正时来调整所述直接燃料喷射的所述起点包括：相对于所述第二排气门的所述关闭正时将所述直接燃料喷射的所述起点提前。在前述示例中的一者或两者中，另外或任选地，相对于所述第二排气门的所述关闭正时将所述直接燃料喷射的所述起点提前包括：将所述直接燃料喷射的所述起点安排在更加地在所述第二排气门的所述关闭正时之前，以增加在所述第二排气门的所述关闭正时处于所述扫气歧管中的燃料的量，并且在所述直接燃料喷射的所述所安排的起点致动直接燃料喷射器。在任一或所有前述示例中，另外或任选地，相对于所述第二排气门的所述关闭正时将所述直接燃料喷射的所述起点提前包括：增加所述直接燃料喷射与所述第二排气门的打开持续时间之间的重叠。在任一或所有前述示例中，另外或任选地，调整所述旁通阀的位置包括：在所述直接燃料喷射的调整过的起点被提前时进一步打开所述旁通阀。在任一或所有前述示例中，所述方法另外或任选地还包括：响应于发动机冷起动而增加在所述直接燃料喷射中喷射的燃料的量。在任一或所有前述示例中，另外或任选地，所述工况包括以下之一：发动机转速大于阈值转速和瞬变状况，并且基于所述第二排气门的所述关闭时间来调整所述直接燃料喷射的所述起点包括：相对于所述第二排气门的所述关闭正时将所述直接燃料喷射的所述起点延迟。在任一或所有前述示例中，另外或任选地，相对于所述第二排气门的所述关闭正时将所述直接燃料喷射的所述起点延迟包括：减少所述直接燃料喷射与所述第二排气门的打开持续时间之间的重叠，以减少在所述第二排气门的所述关闭正时处于所述扫气歧管中的燃料的量。在任一或所有前述示例中，另外或任选地，相对于所述第二排气门的所述关闭正时将所述直接燃料喷射的所述起点延迟包括：将所述直接燃料喷射的所述起点安排在所述第二排气门的所述关闭正时之后，并且在所述直接燃料喷射的所述所安排的起点致动直接燃料喷射器。在任一或所有前述示例中，另外或任选地，调整所述旁通阀的位置包括：在所述直接燃料喷射的调整过的起点被延迟时进一步关闭所述旁通阀。
作为另一示例，一种方法包括：经由直接喷射将燃料喷射到发动机的气缸中，所述气缸经由泄放排气门和第一排气歧管联接到所述发动机的排气通道并且经由扫气排气门和第二排气歧管联接到所述发动机的进气通道；以及基于工况来调整所述直接喷射与所述扫气排气门的打开持续时间之间的重叠量。在前述示例中，另外或任选地，基于所述工况来调整所述直接喷射与所述扫气排气门的所述打开持续时间之间的所述重叠量包括：响应于发动机冷起动状况而增加所述重叠量，并且增加所述重叠量包括：基于所述扫气排气门的关闭正时将所述直接喷射的喷射起点提前。在前述示例中的一者或两者中，另外或任选地，基于所述工况来调整所述直接喷射与所述扫气排气门的所述打开持续时间之间的所述重叠量包括：响应于瞬变发动机状况而减少所述重叠量，并且减少所述重叠量包括：基于所述扫气排气门的关闭正时将所述直接喷射的喷射起点延迟。在任一或所有前述示例中，另外或任选地，基于所述工况来调整所述直接喷射与所述扫气排气门的所述打开持续时间之间的所述重叠量包括：响应于发动机转速大于阈值发动机转速而减少所述重叠量，并且减少所述重叠量包括：基于所述扫气排气门的关闭正时将所述直接喷射的喷射起点延迟。在任一或所有前述示例中，所述方法另外或任选地还包括：基于所述调整过的重叠量来调整将所述第二排气歧管联接到所述排气通道的旁通通道中的旁通阀，包括在所述调整过的重叠量增加时将所述旁通阀调整为进一步打开的位置，并且在所述调整过的重叠量减少时将所述旁通阀调整为进一步关闭的位置。
作为另一示例，一种***包括：发动机，所述发动机具有气缸，所述气缸包括第一排气门和第二排气门；燃料喷射器，所述燃料喷射器直接联接到所述气缸；第一排气歧管，所述第一排气歧管联接到所述第一排气门和所述发动机的排气通道；第二排气歧管，所述第二排气歧管联接到所述第二排气门和排气再循环通道，所述排气再循环通道经由排气再循环(EGR)通道联接到所述发动机的进气通道；以及控制器，所述控制器在非暂时性存储器中存储可执行指令，所述可执行指令在被执行时致使所述控制器进行以下操作：确定燃料直接喷射的喷射起点正时；以所述所确定的喷射起点正时致动所述燃料喷射器；响应于第一状况而将所述喷射起点正时从所述所确定的喷射起点正时延迟，所述被延迟的喷射起点正时是基于所述第二排气门的关闭正时而加以选择；以及响应于第二状况而将所述喷射起点正时从所述所确定的喷射起点正时提前，所述被提前的喷射起点正时是基于所述第二排气门的所述关闭正时而加以选择。在前述示例中，另外或任选地，所述第一状况包括针对增加的燃料扫气的状况，并且所述第二状况包括针对减少的燃料扫气的状况。在前述示例中的一者或两者中，另外或任选地，所述燃料扫气包括在与所述燃料直接喷射相同的发动机循环中使直接喷射的燃料通过所述第二排气门流动到所述第二排气歧管。在任一或所有前述示例中，所述***另外或任选地还包括旁通通道，所述旁通通道将所述第二排气歧管联接到所述排气通道，所述旁通通道包括定位在其中的旁通阀，并且所述控制器在非暂时性存储器中存储其他指令，所述其他指令在被执行时致使所述控制器进行以下操作：响应于所述第一状况而将所述旁通阀调整到第一位置，所述第一位置被选择成增加燃料扫气；以及响应于所述第二状况而将所述旁通阀调整到第二位置，所述第二位置被选择成减少燃料扫气。在任一或所有前述示例中，所述***另外或任选地还包括所述EGR通道中的EGR冷却器，并且所述第一状况包括发动机冷起动和对EGR冷却器清洗的请求中的一者或多者，并且所述第二状况包括发动机转速高于阈值转速以及瞬变发动机状况中的一者或多者。
在另一表示中，一种方法包括：基于第二排气门的关闭正时和定位在EGR通道中的EGR冷却器的工况来将进入发动机气缸的直接燃料喷射的起点提前，所述发动机气缸包括联接到泄放歧管的第一排气门和联接到所述EGR通道的所述第二排气门。在前述示例中，另外或任选地，所述状况包括EGR冷却器清洗状况。在前述示例中的一者或两者中，另外或任选地，所述EGR冷却器清洗状况存在于自从前一EGR冷却器清洗事件以来已经流逝阈值持续时间之后。在任一或所有前述示例中，另外或任选地，所述EGR冷却器清洗状况响应于所述EGR冷却器的压力比率增加到高于阈值压力比率而存在。在任一或所有前述示例中，另外或任选地，基于所述第二排气门的所述关闭正时而将所述直接燃料喷射的所述起点提前包括：更加地在所述第二排气门的所述关闭正时之前致动燃料喷射器以执行所述直接燃料喷射。在任一或所有前述示例中，另外或任选地，基于所述第二排气门的所述关闭正时将所述直接燃料喷射的所述起点提前包括：增加所述直接燃料喷射与所述第二排气门的打开持续时间之间的重叠。
应注意，本文包括的示例性控制和估计例程可以用于各种发动机和/或车辆***配置。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器与各种传感器、致动器和其他发动机硬件的组合的控制***执行。本文描述的特定例程可以表示任何数目的处理策略中的一者或多者，所述处理策略例如为事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，可以按照所说明的序列、并行地或者在一些情况下省略所说明的各种动作、操作和/或功能。同样地，不一定需要所述处理次序来实现本文描述的示例性实施例的特征和优势，而是出于说明和描述的简易性而提供。可以依据所使用的特定策略来反复地执行所说明的动作、操作和/或功能中的一者或多者。此外，所描述的动作、操作和/或功能可以清晰地表示将要编程到发动机控制***中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中通过在包括各种发动机硬件部件与电子控制器的组合的***中执行指令来实施所描述的动作。
将了解，本文公开的配置和例程在本质上是示例性的，并且不应在限制意义上看待这些特定实施例，因为众多变化是可能的。举例来说，以上技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种***和配置与其他特征、功能和/或性质的所有新颖和非明显的组合和子组合。
如本文所使用，术语“大致”应理解为是指范围的正负百分之五，除非另有指定。
所附权利要求特别指出被视为新颖和非明显的特定组合和子组合。这些权利要求可能提及“一”元件或“第一”元件或其等效物。应将此类权利要求理解为包括并入一个或多个此类元件，既不要求也不排除两个或更多个此类元件。通过修正本权利要求书或者通过在此申请或相关申请中呈现新的权利要求书来要求保护所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合。此类权利要求书，无论与原始权利要求书相比在范围上更广、更窄、相等或不同，也都被视为包括在本公开的主题内。
根据本发明，一种方法包括：基于第二排气门的关闭正时和工况来调整对发动机气缸中的直接燃料喷射的起点，所述发动机气缸包括联接到泄放歧管的第一排气门和联接到扫气歧管的所述第二排气门；以及基于所述直接燃料喷射的所述调整过的起点来调整所述扫气歧管的旁通阀的位置。
在本发明的一个方面，所述工况包括发动机冷起动，并且基于所述第二排气门的所述关闭正时来调整所述直接燃料喷射的所述起点包括：相对于所述第二排气门的所述关闭正时将所述直接燃料喷射的所述起点提前。
在本发明的一个方面，相对于所述第二排气门的所述关闭正时将所述直接燃料喷射的所述起点提前包括：将所述直接燃料喷射的所述起点安排在更加地在所述第二排气门的所述关闭正时之前，以增加在所述第二排气门的所述关闭正时处于所述扫气歧管中的燃料的量，并且在所述直接燃料喷射的所述所安排的起点致动直接燃料喷射器。
在本发明的一个方面，相对于所述第二排气门的所述关闭正时将所述直接燃料喷射的所述起点提前包括：增加所述直接燃料喷射与所述第二排气门的打开持续时间之间的重叠。
在本发明的一个方面，调整所述旁通阀的位置包括：在所述直接燃料喷射的调整过的起点被提前时进一步打开所述旁通阀。
在本发明的一个方面，所述方法包括响应于发动机冷起动而增加在所述直接燃料喷射中喷射的燃料的量。
在本发明的一个方面，所述工况包括以下之一：发动机转速大于阈值转速和瞬变状况，并且基于所述第二排气门的所述关闭时间来调整所述直接燃料喷射的所述起点包括：相对于所述第二排气门的所述关闭正时将所述直接燃料喷射的所述起点延迟。
在本发明的一个方面，相对于所述第二排气门的所述关闭正时将所述直接燃料喷射的所述起点延迟包括：减少所述直接燃料喷射与所述第二排气门的打开持续时间之间的重叠，以减少在所述第二排气门的所述关闭正时处于所述扫气歧管中的燃料的量。
在本发明的一个方面，相对于所述第二排气门的所述关闭正时将所述直接燃料喷射的所述起点延迟包括：将所述直接燃料喷射的所述起点安排在所述第二排气门的所述关闭正时之后，并且在所述直接燃料喷射的所述所安排的起点致动直接燃料喷射器。
在本发明的一个方面，调整所述旁通阀的位置包括：在所述直接燃料喷射的调整过的起点被延迟时进一步关闭所述旁通阀。
根据本发明，一种方法包括：经由直接喷射将燃料喷射到发动机的气缸中，所述气缸经由泄放排气门和第一排气歧管联接到所述发动机的排气通道并且经由扫气排气门和第二排气歧管联接到所述发动机的进气通道；以及基于工况来调整所述直接喷射与所述扫气排气门的打开持续时间之间的重叠量。
在本发明的一个方面，基于所述工况来调整所述直接喷射与所述扫气排气门的所述打开持续时间之间的所述重叠量包括：响应于发动机冷起动状况而增加所述重叠量，并且增加所述重叠量包括：基于所述扫气排气门的关闭正时将所述直接喷射的喷射起点提前。
在本发明的一个方面，基于所述工况来调整所述直接喷射与所述扫气排气门的所述打开持续时间之间的所述重叠量包括：响应于瞬变发动机状况而减少所述重叠量，并且减少所述重叠量包括：基于所述扫气排气门的关闭正时将所述直接喷射的喷射起点延迟。
在本发明的一个方面，基于所述工况来调整所述直接喷射与所述扫气排气门的所述打开持续时间之间的所述重叠量包括：响应于发动机转速大于阈值发动机转速而减少所述重叠量，并且减少所述重叠量包括：基于所述扫气排气门的关闭正时将所述直接喷射的喷射起点延迟。
在本发明的一个方面，所述方法包括：基于所述调整过的重叠量来调整将所述第二排气歧管联接到所述排气通道的旁通通道中的旁通阀，包括在所述调整过的重叠量增加时将所述旁通阀调整为进一步打开的位置，并且在所述调整过的重叠量减少时将所述旁通阀调整为进一步关闭的位置。
根据本发明，提供一种***，所述***具有：发动机，所述发动机具有气缸，所述气缸包括第一排气门和第二排气门；燃料喷射器，所述燃料喷射器直接联接到所述气缸；第一排气歧管，所述第一排气歧管联接到所述第一排气门和所述发动机的排气通道；第二排气歧管，所述第二排气歧管联接到所述第二排气门和排气再循环通道，所述排气再循环通道经由排气再循环(EGR)通道联接到所述发动机的进气通道；以及控制器，所述控制器在非暂时性存储器中存储可执行指令，所述可执行指令在被执行时致使所述控制器进行以下操作：确定燃料直接喷射的喷射起点正时；以所述所确定的喷射起点正时致动所述燃料喷射器；响应于第一状况而将所述喷射起点正时从所述所确定的喷射起点正时延迟，所述被延迟的喷射起点正时是基于所述第二排气门的关闭正时而加以选择；以及响应于第二状况而将所述喷射起点正时从所述所确定的喷射起点正时提前，所述被提前的喷射起点正时是基于所述第二排气门的所述关闭正时而加以选择。
根据一个实施例，所述第一状况包括针对增加的燃料扫气的状况，并且所述第二状况包括针对减少的燃料扫气的状况。
根据一个实施例，所述燃料扫气包括在与所述燃料直接喷射相同的发动机循环中使直接喷射的燃料通过所述第二排气门流动到所述第二排气歧管。
根据一个实施例，本发明的特征还在于旁通通道，所述旁通通道将所述第二排气歧管联接到所述排气通道，所述旁通通道包括定位在其中的旁通阀，并且其中所述控制器在非暂时性存储器中存储其他指令，所述其他指令在被执行时致使所述控制器进行以下操作：响应于所述第一状况而将所述旁通阀调整到第一位置，所述第一位置被选择成增加燃料扫气；以及响应于所述第二状况而将所述旁通阀调整到第二位置，所述第二位置被选择成减少燃料扫气。
根据一个实施例，本发明的特征还在于所述EGR通道中的EGR冷却器，并且其中所述第一状况包括发动机冷起动和对EGR冷却器清洗的请求中的一者或多者，并且所述第二状况包括发动机转速高于阈值转速和瞬变发动机状况中的一者或多者。

Claims (15)

1.一种方法，所述方法包括：
基于第二排气门的关闭正时和工况来调整对发动机气缸中的直接燃料喷射的起点，所述发动机气缸包括联接到泄放歧管的第一排气门和联接到扫气歧管的所述第二排气门；以及
基于所述直接燃料喷射的所述调整过的起点来调整所述扫气歧管的旁通阀的位置。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述工况包括发动机冷起动，并且基于所述第二排气门的所述关闭正时来调整所述直接燃料喷射的所述起点包括：相对于所述第二排气门的所述关闭正时将所述直接燃料喷射的所述起点提前。
3.如权利要求2所述的方法，其中相对于所述第二排气门的所述关闭正时将所述直接燃料喷射的所述起点提前包括：将所述直接燃料喷射的所述起点安排在更加地在所述第二排气门的所述关闭正时之前，以增加在所述第二排气门的所述关闭正时处于所述扫气歧管中的燃料的量；以及在所述直接燃料喷射的所述所安排的起点致动直接燃料喷射器。
4.如权利要求2所述的方法，其中相对于所述第二排气门的所述关闭正时将所述直接燃料喷射的所述起点提前包括：增加所述直接燃料喷射与所述第二排气门的打开持续时间之间的重叠。
5.如权利要求2所述的方法，其中调整所述旁通阀的所述位置包括：在所述直接燃料喷射的所述调整过的起点被提前时进一步打开所述旁通阀。
6.如权利要求2所述的方法，所述方法还包括响应于所述发动机冷起动而增加在所述直接燃料喷射中喷射的燃料的量。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述工况包括以下之一：发动机转速大于阈值转速以及瞬变状况，并且所述基于所述第二排气门的所述关闭时间来调整所述直接燃料喷射的所述起点包括：相对于所述第二排气门的所述关闭正时将所述直接燃料喷射的所述起点延迟。
8.如权利要求7所述的方法，其中相对于所述第二排气门的所述关闭正时将所述直接燃料喷射的所述起点延迟包括：减少所述直接燃料喷射与所述第二排气门的打开持续时间之间的重叠，以减少在所述第二排气门的所述关闭正时处于所述扫气歧管中的燃料的量。
9.如权利要求7所述的方法，其中相对于所述第二排气门的所述关闭正时将所述直接燃料喷射的所述起点延迟包括：将所述直接燃料喷射的所述起点安排在所述第二排气门的所述关闭正时之后；以及在所述直接燃料喷射的所述所安排的起点致动直接燃料喷射器。
10.如权利要求7所述的方法，其中调整所述旁通阀的所述位置包括：在所述直接燃料喷射的所述调整过的起点被延迟时进一步关闭所述旁通阀。
11.一种***，所述***包括：
发动机，所述发动机具有气缸，所述气缸包括第一排气门和第二排气门；
燃料喷射器，所述燃料喷射器直接联接到所述气缸；
第一排气歧管，所述第一排气歧管联接到所述第一排气门和所述发动机的排气通道；
第二排气歧管，所述第二排气歧管联接到所述第二排气门和排气再循环通道，所述排气再循环通道经由排气再循环(EGR)通道联接到所述发动机的进气通道；以及
控制器，所述控制器在非暂时性存储器中存储可执行指令，所述可执行指令在被执行时致使所述控制器进行以下操作：
确定燃料直接喷射的喷射起点正时；
以所述所确定的喷射起点正时致动所述燃料喷射器；
响应于第一状况而将所述喷射起点正时从所述所确定的喷射起点正时延迟，所述被延迟的喷射起点正时是基于所述第二排气门的关闭正时而加以选择；以及
响应于第二状况而将所述喷射起点正时从所述所确定的喷射起点正时提前，所述被提前的喷射起点正时是基于所述第二排气门的所述关闭正时而加以选择。
12.如权利要求11所述的***，其中所述第一状况包括针对增加的燃料扫气的状况，并且所述第二状况包括针对减少的燃料扫气的状况。
13.如权利要求12所述的***，其中所述燃料扫气包括在与所述燃料直接喷射相同的发动机循环中使直接喷射的燃料通过所述第二排气门流动到所述第二排气歧管。
14.如权利要求12所述的***，所述***还包括旁通通道，所述旁通通道将所述第二排气歧管联接到所述排气通道，所述旁通通道包括定位在其中的旁通阀，并且其中所述控制器在非暂时性存储器中存储其他指令，所述其他指令在被执行时致使所述控制器进行以下操作：
响应于所述第一状况而将所述旁通阀调整到第一位置，所述第一位置被选择成增加燃料扫气；以及
响应于所述第二状况而将所述旁通阀调整到第二位置，所述第二位置被选择成减少燃料扫气。
15.如权利要求11所述的***，所述***还包括所述EGR通道中的EGR冷却器，并且其中所述第一状况包括发动机冷起动和对EGR冷却器清洗的请求中的一者或多者，并且所述第二状况包括发动机转速高于阈值转速以及瞬变发动机状况中的一者或多者。
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