專利名稱：改進(jìn)渦輪增壓發(fā)動機(jī)的排氣再循環(huán)的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及改進(jìn)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的排氣再循環(huán)。
背景技術(shù)：
在美國專利7,043, 914號中描述了控制內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的排氣再循環(huán)(EGR)的系統(tǒng) 及方法。該專利描述了具有高壓回路和低壓回路的EGR系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用兩個單獨(dú)的 EGR閥和兩個單獨(dú)的EGR冷卻器以從渦輪增壓器渦輪上游提供排氣到禍輪增壓器壓縮 機(jī)下游的位置或渦輪增壓器壓縮機(jī)上游的位置。該系統(tǒng)還包括微粒過濾器以保護(hù)渦輪 增壓器壓縮機(jī)免受發(fā)動機(jī)炭煙。當(dāng)發(fā)動機(jī)在高發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和高發(fā)動機(jī)負(fù)載操作時，該 系統(tǒng)據(jù)稱允許大量的EGR,從而減少發(fā)動機(jī)N0x。
上述系統(tǒng)還具有幾個缺點(diǎn)。即該系統(tǒng)要求控制兩個不同的EGR閥?？刂苾蓚€不同 的EGR閥可能較為困難，因?yàn)橛捎诔恋砦锖椭圃旃顑蓚€閥可能具有不同的流量特 征。因此，當(dāng)同時控制兩個閥時，由于發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)可能沒有足夠的信息確定調(diào)節(jié) 哪一個閥，EGR率和發(fā)動機(jī)扭矩會變化或不穩(wěn)定。此外，當(dāng)一個EGR閩開啟或關(guān)閉時， 將輸送到壓縮機(jī)上游的EGR轉(zhuǎn)換到壓縮機(jī)下游會造成在另一個EGR閥中的EGR流變 化。此外，該系統(tǒng)要求兩個EGR冷卻器。此外，該系統(tǒng)僅響應(yīng)于溫度傳感器使EGR流 通過壓縮機(jī)且僅允許EGR流在溫度足夠高以再生微粒過濾器時流過那個路徑。因此， 發(fā)動機(jī)可以搡作較少的EGR流到發(fā)動機(jī)時一定時期，因?yàn)槠谕腅GR流率僅在前渦輪 (pre-turbine)到前壓縮機(jī)(pre-compressor )的路徑中產(chǎn)生；然而，低排氣溫度 會造成流量被阻止。
本發(fā)明在此還認(rèn)識到上述缺點(diǎn)并開發(fā)具有實(shí)質(zhì)性改進(jìn)的系統(tǒng)及方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方案包括向內(nèi)燃發(fā)動機(jī)提供EGR的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括內(nèi)燃發(fā)動機(jī); 具有壓縮機(jī)和渦輪的渦輪增壓器；能夠從發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)將排氣通向壓縮機(jī)上游的 發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中的位置或到壓縮機(jī)下游的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中的位置的EGR閥；及當(dāng) EGR閥的狀態(tài)從供應(yīng)排氣到壓縮機(jī)上游的工況改變到供應(yīng)排氣到壓縮機(jī)下游的工況時 提供補(bǔ)償?shù)目刂破鳌Ｔ诹硪粋€實(shí)施例中，三元催化劑安裝在發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)和壓縮 機(jī)的上游側(cè)之間的管道中。在又一個實(shí)施例中，三元催化劑安裝在EGR閥的上游和壓 縮機(jī)的上游的排氣道。
在另一個方案中，提供向內(nèi)燃發(fā)動機(jī)供給EGR的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括具有排氣道和
4進(jìn)氣道的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)；具有壓縮機(jī)和渦輪的渦輪增壓器，該渦輪增壓器通過排氣道和進(jìn)氣道連接到內(nèi)燃發(fā)動機(jī)；EGR閥，該EGR閥配置為EGR閥的入口與渦輪增壓器的上游的排氣道連通，EGR閥的一個出口與壓縮機(jī)的下游的進(jìn)氣道連通，及EGR閥的不同的出口與壓縮機(jī)的上游的進(jìn)氣道連通；及響應(yīng)于壓力差調(diào)節(jié)EGR閥的位置的控制器。在上述系統(tǒng)的另一個實(shí)施例中，在孔兩側(cè)確定壓力差。在又一個實(shí)施例中，還響應(yīng)于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速或負(fù)載調(diào)節(jié)EGR閥的位置。還在另一個實(shí)施例中，該系統(tǒng)還包括位于EGR閥入口的上游或與壓縮機(jī)的上游的進(jìn)氣道連通的EGR閥的出口下游的催化劑。
在又一個方案中，提供向內(nèi)燃發(fā)動機(jī)供庫EGR的方法。該方法包括調(diào)節(jié)EGR閥的位置到第一位置以在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管和發(fā)動機(jī)排氣道之間的第一壓力差輸送排氣到壓縮機(jī)的上游；及調(diào)節(jié)EGR閥的位置到第二位置以在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管和發(fā)動機(jī)排氣道之間的第二壓力差輸送排氣到壓縮機(jī)的下游。在一個實(shí)施例中，催化劑與EGR閥的出口和壓縮機(jī)的上游側(cè)連通。在另一個實(shí)施例中，該方法還包括當(dāng)EGR閥從輸送排氣到壓縮機(jī)上游切換到輸送排氣到壓縮機(jī)下游時調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的氣門正時。在又一個實(shí)施例中，該方法還包括當(dāng)EGR閥從輸送排氣到壓縮機(jī)上游切換到輸送排氣到壓縮機(jī)下游時調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)點(diǎn)火提前。還在另一個實(shí)施例中，該方法還包括當(dāng)EGR閥從輸送排氣到壓縮機(jī)上游切換到輸送排氣到壓縮機(jī)下游時調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)節(jié)氣門位置。
在再一個方案中，提供向內(nèi)燃發(fā)動機(jī)供應(yīng)EGR的方法。該方法包括調(diào)節(jié)EGR閥的位置以便當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速較低且發(fā)動機(jī)扭矩要求較高時排氣在壓縮機(jī)上游的第一位置流入發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)；及調(diào)節(jié)EGR閥的位置以便當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速較高或當(dāng)發(fā)動機(jī)扭矩要求較低時排氣在壓縮機(jī)下游的第二位置流入發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)。在上述方法的一個實(shí)施例中，響應(yīng)于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)EGR閥的位置。在上述方法的另一個實(shí)施例中，響應(yīng)于發(fā)動機(jī)扭矩需求調(diào)節(jié)EGR閥的位置。
上述系統(tǒng)和方法克服了之前系統(tǒng)的缺點(diǎn)的至少一些。通過使用單個EGR閥替代兩個分離獨(dú)立控制的EGR閥可以改進(jìn)供應(yīng)EGR到渦輪增壓發(fā)動機(jī)。具有多條流路的EGR閱避免了必須同時控制兩個閥和多個EGR冷卻器的需要。此外，因?yàn)閱蝹€多流路間一次僅在一個方向上流動，確定到一個EGR路徑排氣流何時停止和到不同的EGR路徑的排氣流何時開始較為簡單。因此，可以提供補(bǔ)償以減少發(fā)動機(jī)扭矩波動和發(fā)動機(jī)N0x。類似地，可以改進(jìn)發(fā)動機(jī)空燃比控制，因?yàn)樵贓GR路徑之間的切換更加可重復(fù)。
本發(fā)明具有幾個優(yōu)點(diǎn)。即本系統(tǒng)可以降低系統(tǒng)復(fù)雜性和成本。此外，當(dāng)發(fā)動機(jī)EGR流路改變時，本發(fā)明系統(tǒng)可以減少發(fā)動機(jī)空燃偏移。此外，本發(fā)明的系統(tǒng)可以改進(jìn)系統(tǒng)可靠性，因?yàn)槠浔绕渌到y(tǒng)具有更少的構(gòu)件。
單獨(dú)或結(jié)合附圖，從下文的具體實(shí)施方式
可以容易地獲得本發(fā)明的上述優(yōu)點(diǎn)和其他優(yōu)點(diǎn)及特征。
單獨(dú)或結(jié)合參考附圖，參考本文中的具體實(shí)施方式
，通過閱讀實(shí)施例的示例，更完全地理解本文中描述的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是具有渦輪增壓器及其控制系統(tǒng)的示例發(fā)動機(jī)的示意圖； 圖2是改進(jìn)渦輪增壓內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的EGR的示例方法的流程圖； 圖3A是描述不同的EGR流模式的一個示例的發(fā)動機(jī)示圖； 圖3B是描述不同的EGR流模式的示例的替代的發(fā)動機(jī)示圖； 圖4是描述在模擬發(fā)動機(jī)操作例程中的發(fā)動機(jī)工況的示例示圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1,內(nèi)燃發(fā)動機(jī)IO包括多個汽缸，其中的一個如圖1所示由電子發(fā)動機(jī) 控制器12控制。發(fā)動機(jī)IO包括燃燒室30和汽缸壁32，活塞36定位在其中且連接 到曲軸40。燃燒室30如圖所示通過相應(yīng)的進(jìn)氣門52和排氣門54與進(jìn)氣歧管44和 排氣歧管48連通。每個進(jìn)氣門和排氣門為機(jī)械操作的，且氣門開啟正時和關(guān)閉正時 相對于曲軸位置為可變的?；蛘撸M(jìn)氣門和/或排氣門可以由電氣驅(qū)動或液壓驅(qū)動的。
進(jìn)氣歧管44還如圖所示具有連接到其中的燃料噴射器66用于成比例于來自控制 器12的信號FPW的脈沖寬度輸送液體燃料。燃料通過包括燃料箱、燃料泵、及燃料 導(dǎo)軌(未示出)的燃料系統(tǒng)(未示出)輸送到燃料噴射器66?；蛘?，可以配置發(fā)動 機(jī)以便直接噴射燃料到發(fā)動機(jī)汽缸，本領(lǐng)域技術(shù)人員稱其為直接噴射。
無分電器點(diǎn)火系統(tǒng)88響應(yīng)于控制器12通過火花塞92提供點(diǎn)火火花到燃燒室30。 通用排氣氧(UEGO)傳感器76如圖所示連接到催化轉(zhuǎn)化器70的上游的排氣歧管48。 或者，兩態(tài)排氣氧傳感器98可以替代UEG0傳感器76。兩態(tài)排氣氧傳感器98如圖所 示連接到催化轉(zhuǎn)化器70的下游的排氣歧管48。或者，傳感器98也可為UEGO傳感器。 通過溫度傳感器77測量和/或基于例如發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)載、空氣溫度、發(fā)動機(jī)溫度、 和/或空氣流量、或其組合的工況估計催化轉(zhuǎn)化器溫度。
在一個示例中，轉(zhuǎn)化器70可以包括多個催化劑塊。在另一個示例中，可以使用 每個具有多個催化劑塊的多個排放控制裝置。在一個示例中轉(zhuǎn)化器70可以是三元催 化劑。
渦輪增壓器47如圖所示與排氣歧管48和進(jìn)氣歧管44連通。新鮮空氣可由渦輪 增壓器壓縮機(jī)46壓縮輸送到節(jié)氣門體125且通向進(jìn)氣歧管44?；蛘?，節(jié)氣門體l" 可以位于渦輪增壓器壓縮機(jī)46的上游。若節(jié)氣門體位于壓縮機(jī)的上游，則壓力傳感 器和溫度傳感器可以安裝在進(jìn)氣歧管中以及在壓縮機(jī)和節(jié)氣門之間(即增壓壓力和溫 度)。
渦輪增壓器渦輪43通過軸連接到渦輪增壓器壓縮機(jī)46。在操作期間排氣可以從 排氣歧管48流到渦輪增壓器4乙其中膨脹的排氣可以旋轉(zhuǎn)排氣渦輪43和壓縮機(jī)46。排氣從渦輪43通向催化劑70用于處理。通過改變可變幾何尺寸渦輪增壓器的驅(qū)動器 45的葉片位置可以調(diào)節(jié)渦輪增壓器效率。或者，該渦輪增壓器可以是廢氣門型渦輪 增壓器。此外，注意若期望的話，機(jī)械增壓器可以替代渦輪增壓器。
EGR閥75從排氣歧管48將排氣通向壓縮機(jī)46的下游的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)或到壓 縮機(jī)46的上游的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)。通道72從排氣系統(tǒng)將排氣通向EGR閥75。若期 望的話，排氣冷卻器和/或催化劑(例如三元催化劑或氧化催化劑)可以沿著排氣歧 管(這可以包括排氣管或排氣道)和EGR閥75之間的管道72定位。管道73將EGR 閥75的一個出口連接到壓縮機(jī)46和節(jié)氣門125下游的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)。管道74將 EGR閥75的第二出口連接到壓縮機(jī)46上游的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)。在替代的實(shí)施例中， 排氣冷卻器和/或催化劑可以沿著通道74且在EGR閥75和進(jìn)氣道42之間定位。還在 另一個示例中，排氣冷卻器可以定位在通道73中。
控制器12如圖l所示為常規(guī)微計算機(jī)，其中包括微處理器單元102、輸入/輸出 端口 104、只讀存儲器106、隨機(jī)存取存儲器108、?；畲鎯ζ?10，及常規(guī)數(shù)據(jù)總線。 控制器12如圖所示從連接到發(fā)動機(jī)10的傳感器接收各種信號，除了上述討論的信號 之外，包括來自連接到水套114的溫度傳感器112的發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度(ECT); 連接到加速器踏板的位置傳感器119;來自質(zhì)量空氣傳感器130的發(fā)動機(jī)空氣質(zhì)量的 測量值；來自傳感器85的孔兩側(cè)的排氣壓力差(△);來自連接到進(jìn)氣歧管44的壓 力傳感器122的發(fā)動機(jī)歧管壓力(MAP)的測量值；來自溫度傳感器117的發(fā)動機(jī)空 氣溫度或歧管溫度的測量值(ACT);及來自感測曲軸40位置的霍爾效應(yīng)傳感器118 的發(fā)動機(jī)位置。在本發(fā)明的一個優(yōu)選的方面中，發(fā)動機(jī)位置傳感器118在曲軸每旋轉(zhuǎn) 一圈產(chǎn)生預(yù)定數(shù)目的等間隔脈沖，由此可以確定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(RPM)?？刂破骺梢源_
定在進(jìn)氣門和排氣門之間的重疊量以及燃料正時、火花正時、及節(jié)氣門位置。
存儲介質(zhì)只讀存儲器106可以被編程具有表示由處理器102可執(zhí)行的指令的計算
機(jī)可讀數(shù)據(jù)以執(zhí)行下文描述的方法以及期望但未列出的其他不同方法。
現(xiàn)參考圖2,示出控制到渦輪增壓發(fā)動機(jī)的EGR的示例例程的流程圖。在步驟201，
確定發(fā)動機(jī)工況。在一個實(shí)施例中，從輸入到發(fā)動機(jī)控制器的傳感器數(shù)據(jù)或從表現(xiàn)為 驅(qū)動器性能的特征的數(shù)據(jù)確定發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度、自啟動以來的時間、環(huán)境溫度、發(fā) 動機(jī)扭矩需求、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、EGR閩位置、及進(jìn)氣歧管壓力，例如見圖l發(fā)動機(jī)控制 器12。然而，若期望的話，可以確定更多的或更少的工況。在確定發(fā)動機(jī)工況之后， 例程前進(jìn)到步驟203。
現(xiàn)參考步驟203，響應(yīng)于發(fā)動機(jī)工況，例程選擇期望的EGR流路。EGR閥可以阻 止排氣流或EGR閥可以用來調(diào)節(jié)在第一路徑或在第二路徑中流動的EGR的量，但在一 次僅在第一路徑或第二路徑中調(diào)節(jié)EGR流。即當(dāng)在第二路徑中有EGR流時，在第一路 徑中停止EGR流，且反之亦然。
在一個實(shí)施例中，響應(yīng)于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和請求的發(fā)動機(jī)扭矩需求確定EGR流路。若發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩在特定的工作區(qū)域內(nèi)，從排氣系統(tǒng)中的位置(車輛的排氣歧管或管道)抽取排氣并輸送到壓縮機(jī)下游的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中的位置。例如，在中等發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(例如，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速可接近2500RPM、 3000RPM、 3500RPM、 4000RPM、 4500RPM),排氣可以從排氣歧管/管道通向壓縮機(jī)下游的進(jìn)氣系統(tǒng)中的位置。此外，當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速較低(例如發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速可接近800 RPM、 900 RPM、 1000 RPM、 1200 RPM、 1500固、2000 RPM、 2500 RPM)和在低發(fā)動機(jī)扭矩請求到中等發(fā)動機(jī)扭矩請求中(例如發(fā)動機(jī)扭矩請求可接近滿標(biāo)度發(fā)動機(jī)輸出扭矩的10%、 15%、 20%、 25%、 30°/。、 35°/。)，排氣可以從排氣歧管/管道通向壓縮機(jī)下游的進(jìn)氣系統(tǒng)中的位置。
另一方面，若發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩處于第二不同的操作區(qū)域內(nèi)，從車輛的排氣歧管或管道抽取EGR并輸送到發(fā)動機(jī)壓縮機(jī)上游的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中的位置。例如，在低
發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和高發(fā)動機(jī)扭矩請求(例如發(fā)動機(jī)扭矩請求可接近滿標(biāo)度發(fā)動機(jī)輸出扭矩的40%、 50%、 60%、 75%、 80%、 95%、 100%)排氣可以從排氣歧管/管道通向壓縮機(jī)上游的進(jìn)氣系統(tǒng)中的位置。圖3a和圖3b提供可以用來確定EGR閥狀態(tài)的兩個期望的EGR流路確定示圖的示例。
在替代的實(shí)施例中，響應(yīng)于排氣歧管/管道中的壓力和進(jìn)氣系統(tǒng)中壓力之間的感測的壓力差確定EGR流路。例如，若EGR閩將排氣通向壓縮機(jī)下游的進(jìn)氣系統(tǒng)中的位置，且在排氣歧管/管道和壓縮機(jī)下游的進(jìn)氣歧管之間的壓力比低于預(yù)定量或閾值，例程決定改變EGR閥狀態(tài)。具體地，調(diào)節(jié)EGR闊以便排氣從排氣歧管/管道通向到在壓縮機(jī)上游的進(jìn)氣系統(tǒng)中的位置。
另 一方面，若定位EGR閥以輸送排氣到壓縮機(jī)上游且在排氣歧管/管道和在壓縮機(jī)下游的進(jìn)氣歧管之間的壓力差大于預(yù)定量，則可以重新定位EGR閥以便排氣從排氣歧管/管道通向位于壓縮機(jī)下游的進(jìn)氣系統(tǒng)中的位置。
在又一個實(shí)施例中，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)扭矩請求、及排氣歧管/管道和發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)之間的壓力差可以用來確定EGR閥位置。具體地，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和請求的扭矩用來索引描述具體的EGR流路的圖表或函數(shù)，若排氣歧管/管道和進(jìn)氣系統(tǒng)之間的壓力差在預(yù)定范圍內(nèi)，則EGR閥狀態(tài)改變。若壓力差不在預(yù)定范圍內(nèi)，則EGR閥狀態(tài)保持不變。以此方式，基于發(fā)動機(jī)扭矩請求和排氣系統(tǒng)和進(jìn)氣系統(tǒng)之間的壓力差確認(rèn)EGR閥狀態(tài)。例程前進(jìn)到步驟205。
在一個實(shí)施例中，在低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩需求下，排氣從排氣歧管/管道通向壓縮機(jī)下游的進(jìn)氣系統(tǒng)中的位置。當(dāng)請求的發(fā)動機(jī)扭矩增加時，基于在步驟203中的決定EGR閥位置改變狀態(tài)。在EGR閥改變到其新的狀態(tài)之后，排氣從排氣歧管/管道通
向壓縮機(jī)上游的進(jìn)氣系統(tǒng)中的位置。
在步驟205,例程確定是否期望零EGR流量。若將停用EGR,例程設(shè)定EGR閩到關(guān)閉位置且退出。否則，例程前進(jìn)到步驟207。
在步驟207,例程確定是否執(zhí)行將排氣流到在壓縮機(jī)下游的進(jìn)氣系統(tǒng)位置的步驟或執(zhí)行將排氣流到壓縮機(jī)上游的進(jìn)氣系統(tǒng)位置的步驟。若在步驟203,例程確定將排 氣流到渦輪增壓器壓縮機(jī)下游的進(jìn)氣系統(tǒng)中的位置，則例程前進(jìn)到步驟215。否則， 例程前進(jìn)到步驟209。
在步驟"9，例程確定是否請求改變EGR閥狀態(tài)。即例程確定是否將重新定位EGR 閥以從將排氣通向到進(jìn)入壓縮機(jī)下游的進(jìn)氣系統(tǒng)變?yōu)閷⑴艢馔ㄏ虻竭M(jìn)入壓縮機(jī)上游 的進(jìn)氣系統(tǒng)。
注意重新定位EGR閥以增加或減少到單個EGR流路的排氣流不構(gòu)成用于確定EGR 閥狀態(tài)變化的EGR狀態(tài)變化。而是，當(dāng)EGR閥位置改變時發(fā)生EGR閥狀態(tài)改變，因此， 排氣流的方向從一個流路改變到不同的流路(例如將進(jìn)氣系統(tǒng)中的排氣引入位置從壓 縮機(jī)上游改變到壓縮機(jī)下游的位置)。若EGR閥狀態(tài)變化在進(jìn)行中，例程前進(jìn)到步驟 211。若為否，例程前進(jìn)到步驟213。
在步驟211，例程調(diào)節(jié)各種驅(qū)動器以補(bǔ)償EGR閥狀態(tài)變化。在一個實(shí)施例中，發(fā) 動機(jī)節(jié)氣門、EGR閥位置、及點(diǎn)火提前用來補(bǔ)償EGR閻狀態(tài)中的變化。當(dāng)排氣流方向 從第一流路改變到第二流路時，節(jié)氣門和點(diǎn)火調(diào)節(jié)用來補(bǔ)償可能發(fā)生的扭矩變化。在 EGR閩改變狀態(tài)以考慮到具有排氣部分不同于期望的排氣部分的進(jìn)氣系統(tǒng)體積的部分 之后調(diào)節(jié)EGR閥位置。
當(dāng)EGR閥狀態(tài)改變到輸送排氣到壓縮機(jī)上游的位置時，排氣從排氣歧管/管道通 向到壓縮機(jī)上游的進(jìn)氣系統(tǒng)中的位置。起初在EGR閥改變狀態(tài)之后，EGR閥開啟到一 定位置，該位置超過在基本上等價的穩(wěn)態(tài)發(fā)動機(jī)和EGR閩工況下通過EGR閥的排氣流 率提供期望的EGR水平所在的位置。EGR閥隨后關(guān)閉到在當(dāng)前發(fā)動機(jī)工況下輸入期望 的EGR水平的位置。因此，EGR閥開啟到第一位置，然后關(guān)閉到開度低于第一位置的 第二位置。通過超過期望的穩(wěn)態(tài)EGR閥位置和然后移動到期望的穩(wěn)態(tài)EGR閥位置在 E G R閥狀態(tài)變化期間改進(jìn)發(fā)動機(jī)進(jìn)氣混合物。
在EGR閥狀態(tài)變化中提供EGR閥位置超過增加了到壓縮機(jī)上游的進(jìn)氣歧管中的排 氣流。因此，增加進(jìn)入在上游和下游EGR噴射點(diǎn)之間存在的進(jìn)氣系統(tǒng)中的空氣體積中 的排氣流。因此，新混合的空氣和排氣以接近于EGR閥改變的狀態(tài)之前的進(jìn)氣歧管中 存在的混合物的水平進(jìn)入到進(jìn)氣歧管中。
當(dāng)輸入到進(jìn)氣系統(tǒng)中的排氣從壓縮機(jī)下游的位置轉(zhuǎn)換到壓縮機(jī)上游的位置時，通 過暫時減少節(jié)氣門開啟量還可以調(diào)節(jié)節(jié)流板位置。減少節(jié)氣門開啟量在EGR閥狀態(tài)變
化之后與EGR閩狀態(tài)變化之前一樣基本上允許抽取相同的進(jìn)氣到發(fā)動機(jī)汽缸中。若在 EGR閥狀態(tài)變化期間節(jié)氣門位置保持在基本上相同的位置，則附加的空氣可以進(jìn)入發(fā) 動機(jī)，因?yàn)橥ㄟ^停用EGR流可以產(chǎn)生歧管壓力降。節(jié)氣門位置中的變化可以從輸出節(jié) 氣門位置作為自EGR閥狀態(tài)切換以來的時間、發(fā)動機(jī)扭矩需求、及發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù) 的經(jīng)驗(yàn)確定的圖表查出?；蛘?，節(jié)氣門位置可以從描述歧管充填的模型確定，如在美 國專利申請11/293729號中描述那樣，全文合并在此以作參考。
9當(dāng)進(jìn)氣系統(tǒng)中的排氣輸入位置從壓縮機(jī)下游的位置改變到壓縮機(jī)上游的位置時，在EGR閥狀態(tài)切換期間還可以調(diào)節(jié)汽缸點(diǎn)火提前。在EGR閥狀態(tài)切換期間，可以延遲發(fā)送火花到汽缸時的曲軸轉(zhuǎn)角以控制在閥切換過程中的發(fā)動機(jī)扭矩。當(dāng)進(jìn)入發(fā)動機(jī)汽缸中的排氣量可能暫時改變時，這提供發(fā)動機(jī)扭矩補(bǔ)償。延遲點(diǎn)火降低發(fā)動機(jī)扭矩和峰值汽缸壓力，從而控制在EGR閩狀態(tài)變化期間的發(fā)動機(jī)NOx形成。點(diǎn)火延遲的量和點(diǎn)火延遲時期可以從在EGR閥狀態(tài)切換期間解釋的圖表或函數(shù)中經(jīng)驗(yàn)地確定和獲取。該圖表可以通過發(fā)動機(jī)工況索引以便對于不同的發(fā)動機(jī)工況實(shí)施不同的點(diǎn)火延遲的量和點(diǎn)火延遲時期。
在其他的實(shí)施例中，在EGR閥狀態(tài)切換期間可以使用更多的或更少的驅(qū)動器來控制發(fā)動機(jī)扭矩和排放。例如，通過相對于曲軸正時移動凸輪軸正時可以調(diào)節(jié)氣門正時。然而，認(rèn)識到一些可調(diào)節(jié)的氣門正時裝置比節(jié)氣門或點(diǎn)火調(diào)節(jié)可以在更長的時間范圍內(nèi)操作?？勺儦忾T正時可以用來調(diào)節(jié)具有較大進(jìn)氣歧管的系統(tǒng)中的發(fā)動機(jī)扭矩和內(nèi)部的EGR (例如汽缸內(nèi)EGR)。在一個示例中，當(dāng)進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)中的排氣的進(jìn)入位置從壓縮機(jī)下游的位置移動到壓縮機(jī)上游的位置時，延遲進(jìn)氣門正時和排氣門正時。此外，當(dāng)進(jìn)入到進(jìn)氣系統(tǒng)的排氣的進(jìn)入位置從壓縮機(jī)上游的位置移動到壓縮機(jī)下游的位置時可以提前排氣門正時和進(jìn)氣門正時。
在EGR閥狀態(tài)切換期間還可以調(diào)節(jié)渦輪增壓器效率。例如，當(dāng)EGR閥從輸送排氣
到節(jié)氣門體和壓縮機(jī)下游的進(jìn)氣系統(tǒng)中的位置轉(zhuǎn)換到節(jié)氣門體和壓縮機(jī)上游的位置時，可以暫時降低渦輪增壓器效率。當(dāng)?shù)竭M(jìn)氣系統(tǒng)中的EGR流暫時停止時，降低渦輪
增壓器效率減少汽缸進(jìn)氣增加的可能性。
在EGR閥狀態(tài)切換期間還可以改變?nèi)剂蠂娚湔龝r。在一個示例中，燃料噴射正時會從進(jìn)氣門關(guān)閉時噴射燃料移動到進(jìn)氣開啟的時刻。在調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)驅(qū)動器以補(bǔ)償EGR閥狀態(tài)切換之后，例程退出。
若例程從步驟209繼續(xù)到步驟213,響應(yīng)于在步驟201確定的當(dāng)前發(fā)動機(jī)工況例程確定應(yīng)用到EGR閥的調(diào)節(jié)量。在一個實(shí)施例中，從圖表中存儲的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)查找EGR的量。例如，圖表輸出是在當(dāng)前發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩需求下進(jìn)入到進(jìn)氣系統(tǒng)的EGR的質(zhì)量流率。響應(yīng)于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動機(jī)扭矩需求EGR閥移動到查找的映射位置。例程然后確定孔兩側(cè)的壓力降以確定通過EGR流路的實(shí)際流量。然后響應(yīng)于期望的EGR流率和實(shí)際的EGR流率之間的差調(diào)節(jié)EGR閥位置。在調(diào)節(jié)EGR位置之后，例程退出。
若例程從步驟207前進(jìn)到步驟215，例程確定EGR閩狀態(tài)切換是否在進(jìn)行。若狀態(tài)切換在進(jìn)行，例程繼續(xù)到步驟217。若為否，例程前進(jìn)到步驟219。
在步驟217, EGR閥狀態(tài)處于從輸送排氣到壓縮機(jī)和節(jié)氣門體上游的位置的工況改變到壓縮機(jī)和節(jié)氣門體下游的位置的過程，EGR閥可以暫時定位在關(guān)閉狀態(tài)或在比發(fā)動機(jī)在基本上類似的工況操作時輸送更少的排氣到進(jìn)氣系統(tǒng)的位置中。在EGR闊的狀態(tài)從輸送排氣到壓縮機(jī)上游改變到壓縮機(jī)下游位置的工況期間暫時停止或減少來自排氣歧管/管道的排氣允許附加的空氣進(jìn)入到進(jìn)氣系統(tǒng)的時間接近新的EGR流進(jìn)入 點(diǎn)。附加的空氣然后可在下游EGR引入位置與EGR結(jié)合以便進(jìn)入汽缸的空氣和排氣基 本上與在EGR閥狀態(tài)切換之前相同。若在EGR閥狀態(tài)改變時相同的排氣量流到下游 EGR引入位置，則進(jìn)入汽缸的排氣的水平將暫時增加，潛在地導(dǎo)致較少的發(fā)動機(jī)扭矩 和空燃比偏離。
當(dāng)?shù)竭M(jìn)氣系統(tǒng)中的排氣輸送從節(jié)氣門體和壓縮機(jī)上游的位置轉(zhuǎn)換到節(jié)氣門體和 壓縮機(jī)下游的位置時，通過暫時增加節(jié)氣門開啟量還可以調(diào)節(jié)節(jié)流板。增加節(jié)氣門開 啟量允許在EGR閥狀態(tài)改變之后抽取與EGR閥狀態(tài)改變之前基本上相同的進(jìn)氣到發(fā)動 機(jī)汽缸。若在EGR閥狀態(tài)變化期間節(jié)氣門位置保持在基本上相同的位置，則較少的空 氣可以進(jìn)入發(fā)動機(jī)，因?yàn)橥ㄟ^啟動節(jié)氣門下游的EGR流可以促使歧管壓力增加。如上 所述，從經(jīng)驗(yàn)確定的圖表或模型可以查找節(jié)氣門位置中的變化。
當(dāng)進(jìn)氣系統(tǒng)中的排氣輸入位置從壓縮機(jī)和節(jié)氣門體上游的位置改變到節(jié)氣門體 和壓縮機(jī)下游的位置時，在EGR閥狀態(tài)切換期間還可以調(diào)節(jié)汽缸點(diǎn)火提前。當(dāng)進(jìn)入發(fā) 動機(jī)汽缸的排氣量可能暫時改變時，在EGR閩狀態(tài)切換期間可以提前和保持發(fā)送火花 到汽缸所在的曲軸轉(zhuǎn)角以控制在閥切換期間的發(fā)動機(jī)扭矩。提前點(diǎn)火可以增加發(fā)動機(jī) 扭矩。點(diǎn)火提前的量和點(diǎn)火提前時期可以從在EGR閥切換期間解釋的圖表或函數(shù)中經(jīng) 驗(yàn)地確定和獲取。該圖表通過發(fā)動機(jī)工況索引以便可以對不同的發(fā)動機(jī)工況實(shí)施不同 的點(diǎn)火提前的量和點(diǎn)火提前時期。
當(dāng)EGR閥狀態(tài)從輸送排氣到節(jié)氣門體和壓縮機(jī)上游的位置改變到節(jié)氣門體和壓 縮機(jī)下游的位置時，可增加渦輪增壓器效率。在這個示例中，在EGR閥狀態(tài)切換期間 可以增加渦輪增壓器效率。
現(xiàn)參考步驟219，響應(yīng)于在步驟201確定的當(dāng)前發(fā)動機(jī)工況，例程確定應(yīng)用于EGR 閩的調(diào)節(jié)的量。在一個實(shí)施例中，從在圖表中存儲的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)查找EGR的量。例如， 在當(dāng)前發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩需求下圖表輸出是進(jìn)入到進(jìn)氣系統(tǒng)中EGR質(zhì)量流率。響應(yīng)于 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動機(jī)扭矩需求EGR閥移動到查找的映射位置。例程然后確定孔兩側(cè)的 壓力降以確定通過EGR流路實(shí)際的流量。響應(yīng)于在期望的EGR流率和實(shí)際的EGR流率 之間的差調(diào)節(jié)EGR閥位置。在調(diào)節(jié)EGR位置之后，例程退出。
現(xiàn)參考圖3a,示出相關(guān)于發(fā)動機(jī)工況描述的發(fā)動機(jī)EGR模式圖的繪圖。該繪圖 具有表示發(fā)動機(jī)工作轉(zhuǎn)速的x軸，其中發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速從左至右增加。y軸表示期望的或 要求的發(fā)動機(jī)扭矩。要求的發(fā)動機(jī)扭矩的量從繪圖的底部到頂部增加。應(yīng)注意可用的 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩需求隨著發(fā)動機(jī)應(yīng)用改變。因此，所示的繪圖旨在描述EGR流模式， 而不限制任何具體的發(fā)動機(jī)的系統(tǒng)及方法。
發(fā)動機(jī)EGR模式圖如圖所示具有兩個單獨(dú)的區(qū)域301和302。當(dāng)發(fā)動機(jī)在區(qū)域302 中操作，發(fā)動機(jī)排氣通向壓縮機(jī)上游的進(jìn)氣系統(tǒng)中的位置。當(dāng)發(fā)動機(jī)在區(qū)域301中操 作時，發(fā)動機(jī)排氣通向壓縮機(jī)下游的進(jìn)氣系統(tǒng)中的位置。區(qū)域302表示發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速較低和發(fā)動機(jī)負(fù)載(發(fā)動機(jī)負(fù)載相關(guān)于汽缸在特定壓力下能保持的理論空氣量，通常范圍為O-l,其中l(wèi)表示汽fe包含理論限制的空氣量)或扭矩請求較高的發(fā)動機(jī)工況。區(qū)域302的尺寸和形狀可以取決于發(fā)動機(jī)設(shè)計和配置改變。在一個實(shí)施例中，通過以流到壓縮機(jī)下游的進(jìn)氣系統(tǒng)中的位置的EGR操作發(fā)動機(jī)確定區(qū)域的邊界。在EGR流限制到低于期望的值，或EGR流改變高于期望的量的發(fā)動機(jī)工況下形成邊界。因此，當(dāng)駕駛員請求發(fā)動機(jī)移動越過在區(qū)域301和區(qū)域302之間的邊界，EGR進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)的位置從壓縮機(jī)下游移動到壓縮機(jī)上游。
通過改變EGR進(jìn)入發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的位置，可以減少發(fā)動機(jī)排放和燃料消耗。例如，當(dāng)進(jìn)氣歧管中的壓力上升大于排氣系統(tǒng)中的壓力時，可以在壓縮機(jī)上游的位置輸送EGR到進(jìn)氣系統(tǒng)。因此，在可能不允許引入EGR到發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)工況期間繼續(xù)EGR的益處。
現(xiàn)參考圖3b，示出替代的發(fā)動機(jī)EGR模式圖的繪圖。x軸和y軸類似于圖3a中所示。
發(fā)動機(jī)EGR模式圖如圖所示具有兩個單獨(dú)的區(qū)域310和311。當(dāng)發(fā)動機(jī)在區(qū)域311中操作時，發(fā)動機(jī)排氣通向壓縮機(jī)上游的進(jìn)氣系統(tǒng)中的位置。當(dāng)發(fā)動機(jī)操作在區(qū)域310時，發(fā)動機(jī)排氣通向壓縮機(jī)下游的進(jìn)氣系統(tǒng)中的位置。
區(qū)域311表示發(fā)動機(jī)負(fù)載或扭矩需求較高的發(fā)動機(jī)工況。在區(qū)域310和311之間的邊界的扭矩需求可以取決于發(fā)動機(jī)設(shè)計和構(gòu)造改變。在區(qū)域311的邊界包括發(fā)動機(jī)操作高于預(yù)定扭矩需求的高發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。當(dāng)根據(jù)區(qū)域311的邊界輸送EGR時，在進(jìn)氣歧管壓力較高時EGR有可能流到發(fā)動機(jī)。因此，相比較于使用到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的單個進(jìn)入點(diǎn)的系統(tǒng)可以增加在高負(fù)載下輸送到發(fā)動機(jī)的EGR的量。
現(xiàn)參考圖4，示出在EGR閥狀態(tài)變化期間關(guān)注的信號的繪圖。x軸表示所有子繪圖的時間。時間在零開始并從左至右增加。從上部開始并移動到底部，第一子繪圖示出在發(fā)動機(jī)的操作循環(huán)期間的EGR閥位置的模擬示例。零對應(yīng)于基本上沒有排氣再獵環(huán)流的闔位置。底部100標(biāo)記指示EGR閥完全開啟的位置，其中排氣通向壓縮機(jī)下游位置的進(jìn)氣系統(tǒng)。上部100標(biāo)記指示EGR閥完全開啟的位置，其中排氣在壓縮機(jī)上游的位置通向進(jìn)氣系統(tǒng)。下一個子繪圖示出在相同的時期到發(fā)動機(jī)的EGR流。隨后的子繪圖示出在相同的時期在點(diǎn)火提前和節(jié)氣門位置(O是上止點(diǎn)壓縮機(jī)行程，35是從上止點(diǎn)壓縮行程提前的35曲軸轉(zhuǎn)角度數(shù))之前的發(fā)動機(jī)扭矩需求(0為零扭矩需求，1為100%扭矩需求)。
在時間零處，EGR閥位置部分地開啟以輸送排氣到壓縮機(jī)下游的進(jìn)氣歧管中的位置。當(dāng)時間上接近垂直標(biāo)記401時EGR閥位置繼續(xù)開啟。在時間零處進(jìn)入發(fā)動機(jī)的排氣的量較低且隨著時間接近垂直標(biāo)記401增加。類似地，在時間零處進(jìn)入發(fā)動機(jī)扭矩需求和節(jié)流較低且隨著時間接近垂直標(biāo)記401增加。點(diǎn)火起初提前，隨著發(fā)動機(jī)負(fù)載增加延遲。垂直標(biāo)記401表示發(fā)動機(jī)扭矩需求達(dá)到預(yù)定水平所在的時間的點(diǎn)。當(dāng)發(fā)動機(jī)扭矩 需求達(dá)到預(yù)定水平，EGR閩轉(zhuǎn)換狀態(tài)。通過EGR閥軌跡從零位置以下移動到零位置以 上確定EGR閥狀態(tài)變化。流入到進(jìn)氣系統(tǒng)中的排氣從壓縮機(jī)下游的進(jìn)入點(diǎn)移動到壓縮 機(jī)上游的位置。認(rèn)識到在排氣開始流到壓縮機(jī)上游之前EGR閥經(jīng)受零流量工況。因此， 在EGR閥狀態(tài)切換期間排氣暫時停止從排氣歧管/管道流到進(jìn)氣系統(tǒng)。當(dāng)EGR狀態(tài)位 置改變時，EGR闊開啟量自覺地超過在穩(wěn)態(tài)工況下產(chǎn)生期望的排氣流率的位置。通過 指令EGR闊超過期望的排氣穩(wěn)態(tài)流率，在壓縮機(jī)上游可以引入附加的排氣。引入附加 的排氣到進(jìn)氣系統(tǒng)允許更多的排氣與占據(jù)進(jìn)氣系統(tǒng)中的上游排氣進(jìn)入位置和下游排 氣進(jìn)入位置之間的進(jìn)氣道體積的空氣混合。
進(jìn)入汽缸的排氣百分比隨著接近垂直標(biāo)記401增加。增加的排氣流對應(yīng)于較大的 EGR閥開啟量。同樣，發(fā)動機(jī)扭矩需求和節(jié)氣門位置如圖所示隨著時間接近垂直標(biāo)記 401增加。所示的次序表示當(dāng)駕駛員在低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加發(fā)動機(jī)扭矩需求時的工況。
在垂直標(biāo)記401處，EGR閥改變狀態(tài)且通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門位置和點(diǎn)火提前提供補(bǔ)償。 節(jié)氣門位置降低，其后不久升高。調(diào)節(jié)節(jié)氣門位置以補(bǔ)償當(dāng)排氣引入位置改變時可能 發(fā)生的進(jìn)氣歧管中的壓力的變化。調(diào)節(jié)節(jié)氣門開啟量以控制在EGR閥狀態(tài)變化期間的 發(fā)動機(jī)扭矩。通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門，調(diào)節(jié)進(jìn)入到汽缸中的空氣以便來自發(fā)動機(jī)的扭矩輸出 接近期望的發(fā)動機(jī)扭矩。
從時間零到在垂直標(biāo)記401處的時間進(jìn)入發(fā)動機(jī)汽缸的排氣的量增加。當(dāng)切換EGR
閥狀態(tài)時，進(jìn)入汽缸的排氣的量暫時減少，因?yàn)檫M(jìn)入壓縮機(jī)上游的進(jìn)氣系統(tǒng)的排氣不 能立即與占據(jù)在上游排氣進(jìn)入位置和下游排氣進(jìn)入位置之間的進(jìn)氣系統(tǒng)體積的空氣 混合。
在EGR閥狀態(tài)改變期間還可以調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)點(diǎn)火。點(diǎn)火提前角如圖所示在接近垂直 標(biāo)記401的時間處減小。當(dāng)EGR閥狀態(tài)改變時，延遲點(diǎn)火。當(dāng)EGR閥狀態(tài)改變時，延 遲點(diǎn)火提供調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)扭矩的方法。如上所述，當(dāng)進(jìn)入壓縮機(jī)下游的進(jìn)氣系統(tǒng)的排氣 停用時發(fā)動機(jī)扭矩可以增加。延遲點(diǎn)火角還可以用來補(bǔ)償伴隨EGR閥狀態(tài)變化的汽缸 進(jìn)氣的增加。
在垂直標(biāo)記401和403之間，相對于發(fā)動機(jī)工況調(diào)節(jié)子繪圖中描述的信號。圖中 的示例表示在垂直標(biāo)記401和403之間基本上保持穩(wěn)定的發(fā)動機(jī)工況。
在垂直標(biāo)記403處，發(fā)動機(jī)扭矩需求減少，其后不久EGR閥狀態(tài)改變。當(dāng)發(fā)動機(jī) 扭矩需求減少時，進(jìn)氣歧管壓力減少，從而有利于排氣在壓縮機(jī)下游的位置流入進(jìn)氣 系統(tǒng)。在EGR閥狀態(tài)變化期間，EGR閥可以暫時保持在通過閥的排氣流基本上為零的 關(guān)閉位置，見標(biāo)記407。閥保持在零流量的位置的時間的量可取決于發(fā)動機(jī)工況和上
游排氣進(jìn)入位置和下游排氣進(jìn)入位置之間的進(jìn)氣系統(tǒng)的體積。
當(dāng)EGR閥狀態(tài)變化時，進(jìn)入汽缸的排氣的量不立即改變。排氣繼續(xù)從壓縮機(jī)上游 的排氣進(jìn)入位置流出直到引入排氣到發(fā)動機(jī)汽缸，且新鮮空氣替換排氣。然后減少進(jìn)入發(fā)動機(jī)汽缸的排氣的量到相關(guān)于EGR閥位置的水平。
發(fā)動機(jī)節(jié)氣門開啟量隨著發(fā)動機(jī)扭矩需求減小。然而，節(jié)氣門開啟量在垂直標(biāo)記403之后且在EGR閥狀態(tài)切換期間暫時增加以便發(fā)動機(jī)扭矩平滑。開啟發(fā)動機(jī)節(jié)氣門允許新鮮空氣與排氣富集的進(jìn)氣混合物混合以便進(jìn)入發(fā)動機(jī)汽缸的排氣的量基本上不增加。當(dāng)發(fā)動機(jī)扭矩需求減少和當(dāng)發(fā)生EGR閥狀態(tài)變化時，開啟節(jié)氣門可以減少發(fā)動機(jī)失火的可能性。
發(fā)動機(jī)點(diǎn)火提前隨著發(fā)動機(jī)負(fù)載減少增加。盡管未示出，有可能暫時提前或延遲點(diǎn)火以便可以控制發(fā)動機(jī)排放或扭矩。
發(fā)動機(jī)扭矩在垂直的標(biāo)記403和405之間逐漸增加。在垂直標(biāo)記405處請求的發(fā)動機(jī)扭矩達(dá)到預(yù)定水平，且改變EGR閩狀態(tài)以便排氣可以繼續(xù)流到發(fā)動機(jī)汽缸中。類似地如在垂直標(biāo)記403處所示調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)驅(qū)動器。
應(yīng)理解，在本文中公開的方法、例程和配置本質(zhì)上是示例性的，且不應(yīng)被視為具有限制意義，因?yàn)榇罅康淖凅w是可能的。例如，上述技術(shù)可以應(yīng)用于使用天然氣、汽油、柴油、或替代燃料配置操作的1-3、 1-4、 1-5、 V-6、 V-8、 V-10、及V-12發(fā)動機(jī)。
本發(fā)明的權(quán)利要求特別指出視為新穎和非顯而易見的特定組合及子組合。這些權(quán)利要求可能引用"一個"元素或"第一"元素或其等價。這樣的權(quán)利要求應(yīng)被理解為包括對一個或一個以上這樣的元素的結(jié)合，而不是要求或排除兩個或兩個以上這樣的元素。所公開的特征、功能、元素和/或?qū)傩缘钠渌M合及子組合可以通過本發(fā)明權(quán)利要求的修改或通過在本申請或相關(guān)申請中提出新的權(quán)利要求來請求保護(hù)。這樣的權(quán)利要求都應(yīng)被視為包括在本發(fā)明的主題之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種向內(nèi)燃發(fā)動機(jī)提供EGR的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括內(nèi)燃發(fā)動機(jī)；包括壓縮機(jī)和渦輪的渦輪增壓器；能夠從發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)將排氣通向壓縮機(jī)上游的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中的位置或通向壓縮機(jī)下游的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中的位置的EGR閥；及控制器，在EGR閥的狀態(tài)從供應(yīng)排氣到壓縮機(jī)下游的工況改變到供應(yīng)排氣到壓縮機(jī)上游的工況時所述控制器提供補(bǔ)償。
2. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述補(bǔ)償包括調(diào)節(jié)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火正時，當(dāng)EGR閥狀態(tài)從供應(yīng)排氣到壓縮機(jī)上游的工況改變到供應(yīng)排氣到壓縮機(jī)下游的工況時所述控制器提供補(bǔ)償。
3. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述補(bǔ)償包括在EGR閥狀態(tài)改變期間調(diào)節(jié)EGR閥的位置以增加且然后減少通過EGR閥的EGR流。
4. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述補(bǔ)償包括調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)氣門正時。
5. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述補(bǔ)償包括調(diào)節(jié)到發(fā)動機(jī)的燃料正時。
6. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述補(bǔ)償包括調(diào)節(jié)渦輪增壓器增壓壓力。
7. —種向內(nèi)燃發(fā)動機(jī)提供EGR的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括具有排氣道和進(jìn)氣道的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)；具有壓縮機(jī)和渦輪的渦輪增壓器，所述渦輪增壓器通過排氣道和進(jìn)氣道連接到內(nèi)燃發(fā)動機(jī)；EGR閥，所述EGR閥配置為EGR閥的入口與渦輪增壓器的上游排氣道連通，EGR閥的第一出口與壓縮機(jī)下游的進(jìn)氣道連通，及EGR閥的與第一出口不同的第二出口與壓縮機(jī)上游的進(jìn)氣道連通；及控制器，所述控制器響應(yīng)于壓力差調(diào)節(jié)EGR閥的位置，所述壓力差是進(jìn)氣歧管和排氣道之間的壓力差；其中當(dāng)EGR的狀態(tài)從輸送排氣到壓縮機(jī)上游的進(jìn)氣道轉(zhuǎn)換到輸送排氣到壓縮機(jī)的下游的進(jìn)氣道時，所述控制器還相對于調(diào)節(jié)的EGR閥的位置和渦輪增壓器的效率調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)氣門正時。
8. —種向內(nèi)燃發(fā)動機(jī)提供EGR的方法，所述方法包括調(diào)節(jié)EGR閥的位置到第一位置以在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管和發(fā)動機(jī)排氣道之間的第一壓力差輸送排氣到壓縮機(jī)上游；及調(diào)節(jié)EGR間的位置到第二位置以在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管和發(fā)動機(jī)排氣道之間第二壓力差輸送排氣到壓縮機(jī)下游。
9. 一種向內(nèi)燃發(fā)動機(jī)提供EGR的方法，所述方法包括當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速較低且發(fā)動機(jī)扭矩需求較高時，調(diào)節(jié)EGR閥的位置以便排氣在壓縮機(jī)的上游的第一位置流入發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)；及當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速較高或當(dāng)發(fā)動機(jī)扭矩需求較低時，調(diào)節(jié)EGR閥的位置以便排氣在壓縮機(jī)下游的第二位置流入發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述EGR閥能夠?qū)⑴艢馔ㄏ虻街辽賰蓚€路徑，其中EGR閥為電氣控制的。
全文摘要
本發(fā)明涉及改進(jìn)渦輪增壓發(fā)動機(jī)的排氣再循環(huán)的系統(tǒng)及方法。提供向內(nèi)燃發(fā)動機(jī)輸送EGR的系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括內(nèi)燃發(fā)動機(jī)；包括壓縮機(jī)和渦輪的渦輪增壓器；能夠從發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)將排氣通向壓縮機(jī)上游的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中的位置或通向壓縮機(jī)下游的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中的位置的EGR閥；及控制器，在EGR閥的狀態(tài)從供應(yīng)排氣到壓縮機(jī)下游的工況改變到供應(yīng)排氣到壓縮機(jī)上游的工況時所述控制器提供補(bǔ)償。該系統(tǒng)可以減少系統(tǒng)成本并降低系統(tǒng)復(fù)雜性。
文檔編號F02M25/07GK101624948SQ20091015886
公開日2010年1月13日 申請日期2009年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月9日
發(fā)明者丹尼爾·約瑟夫·斯泰爾斯, 唐納德·J·劉易斯, 羅伯特·艾伯特·斯坦 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司