專利名稱：多功能節(jié)流閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及機(jī)動(dòng)車輛工程領(lǐng)域，并且更具體地，涉及機(jī)動(dòng)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的進(jìn)氣和排氣再循環(huán)。
背景技術(shù)：
增壓發(fā)動(dòng)機(jī)可以表現(xiàn)出比相似輸出功率的自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)更高的燃燒和排氣溫度。這些更高的溫度可能引起發(fā)動(dòng)機(jī)的氮氧化物(NOx)排放物的增加，并且可能加快材料老化，包括排氣后處理催化劑老化。排氣再循環(huán)(EGR)是減輕這些影響的一種方法。EGR通過用排氣稀釋進(jìn)氣充氣來工作，由此減少它的氧含量。當(dāng)產(chǎn)生的空氣-排氣混合物被用來代替普通的空氣支持發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒時(shí)，產(chǎn)生較低的燃燒和排氣溫度。EGR還可以通過減小節(jié)流損失和排熱來改善汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料經(jīng)濟(jì)性。在裝備有被機(jī)械地連接到渦輪的渦輪增壓壓縮機(jī)的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中，排氣可以通過高壓(HP)EGR回路或通過低壓(LP)EGR回路被再循環(huán)。在HP EGR回路中，排氣從渦輪的上游被帶走并且與壓縮機(jī)下游的進(jìn)氣混合。在LP EGR回路中，排氣從渦輪的下游被帶走并且與壓縮機(jī)上游的進(jìn)氣混合。HP和LP EGR策略達(dá)到了發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷-轉(zhuǎn)速圖的不同區(qū)域中的最佳效能。例如，在運(yùn)行理論空燃比的增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上，在低負(fù)荷，HP EGR是期望的，在低負(fù)荷下進(jìn)氣真空度提供充分的流動(dòng)勢(flow potential)；在較高的負(fù)荷，LP EGR是期望的，在較高的負(fù)荷下 LP EGR回路提供了更大的流動(dòng)勢。也存在用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的兩種策略之間的各種其它折中。此外，每個(gè)策略呈現(xiàn)出了其自身的控制系統(tǒng)的挑戰(zhàn)。例如，HP EGR在低負(fù)荷下最有效，在低負(fù)荷下進(jìn)氣真空度提供足夠的流動(dòng)勢。在較高的負(fù)荷下，可能難以保持期望的EGR流速。另一方面，LP EGR提供從中等發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷到高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的充分流量，但是可能緩慢地響應(yīng)于改變的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或進(jìn)氣流量。特別是在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中， 當(dāng)需要新鮮空氣來維持燃燒而被EGR稀釋的空氣存在于節(jié)流閥的上游時(shí)，這種不滿意的瞬態(tài)響應(yīng)可以包括在松開加速器踏板(TIP-out)工況期間的燃燒不穩(wěn)定性。雖然處于較低的絕對(duì)壓力，但當(dāng)被EGR稀釋的空氣保留在節(jié)流閥的上游時(shí)，此時(shí)打開壓縮機(jī)旁通閥提供了對(duì)該問題的部分但不完整的補(bǔ)救。此外，在踩加速器踏板(TIP-in)工況期間可能發(fā)生EGR 可用性的明顯滯后，因?yàn)榉e聚在進(jìn)氣歧管中的EGR的量可能不足以提供期望的燃燒和/或排放控制性能。已經(jīng)針對(duì)裝備EGR的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的瞬態(tài)控制問題提出了各種方法。例如，Gray Jr.的美國專利號(hào)6，470，682提供了基本進(jìn)氣歧管和附加進(jìn)氣歧管，新鮮空氣和被冷卻的 LP EGR通過基本進(jìn)氣歧管被提供給柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，附加進(jìn)氣歧管僅供應(yīng)新鮮空氣到發(fā)動(dòng)機(jī)。 附加進(jìn)氣歧管的動(dòng)力由速動(dòng)的電驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)來提供。當(dāng)扭矩需求快速增加時(shí)，速動(dòng)壓縮機(jī)被接通，置換基本進(jìn)氣歧管中存在的空氣與EGR的混合物并提供增加的氧氣量給發(fā)動(dòng)機(jī)，以增大扭矩。然而，這種系統(tǒng)是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)特有的，其可能不節(jié)流，并且即使處于怠速也可以容許大量的EGR。因此，Gray Jr.設(shè)法解決的特定瞬態(tài)控制問題不同于在火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)中經(jīng)歷的那些問題。

發(fā)明內(nèi)容
此處，發(fā)明人已經(jīng)意識(shí)到借助于獨(dú)特的進(jìn)氣道安裝(port-mounted)的節(jié)流閥，能夠?qū)崿F(xiàn)裝備有LP EGR的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的改進(jìn)的瞬態(tài)控制。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。該發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括空氣凈化器、被連接到進(jìn)氣道的燃燒室以及進(jìn)氣歧管。 進(jìn)氣歧管被配置成接收來自空氣凈化器的空氣并在一些工況下接收來自燃燒室的排氣。該發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)一步包括經(jīng)由出口被連接到進(jìn)氣道的多功能筒型節(jié)流閥，該節(jié)流閥具有被連接到進(jìn)氣歧管的第一進(jìn)口和被連接到空氣凈化器的第二進(jìn)口。在一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)氣歧管被連接到壓縮機(jī)的下游。在另一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)氣歧管被連接到壓縮機(jī)的下游，其中壓縮機(jī)被機(jī)械地連接到排氣驅(qū)動(dòng)的渦輪。在另一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)氣歧管被連接到壓縮機(jī)的下游，其中壓縮機(jī)被機(jī)械地連接到排氣驅(qū)動(dòng)的渦輪，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)一步包括被配置成將排氣從渦輪下游的位置傳送到壓縮機(jī)上游的位置的排氣再循環(huán)通道。根據(jù)另一方面，提供一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道的多功能節(jié)流閥，該進(jìn)氣道具有上游端和下游端，該下游端經(jīng)由進(jìn)氣閥被流控地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室。該節(jié)流閥包括節(jié)流閥主體，其具有被配置成連接到進(jìn)氣道的上游端的出口、被配置成連接到第一空氣源的第一進(jìn)口以及被配置成連接到第二空氣源的第二進(jìn)口 ；節(jié)流閥筒(throttle barrel)，其被可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到節(jié)流閥主體中并具有筒孔(barrel bore)，所述筒孔在節(jié)流閥筒的第一轉(zhuǎn)動(dòng) (first rotation)處與第一進(jìn)口對(duì)齊，在節(jié)流閥筒的第二轉(zhuǎn)動(dòng)處與第二進(jìn)口對(duì)齊，并在節(jié)流閥筒的第一和第二轉(zhuǎn)動(dòng)處與出口對(duì)齊；以及形成于出口中的隔板(partition)，其延伸穿過出口，并將出口分為互補(bǔ)的第一和第二區(qū)域，隔板抵靠節(jié)流閥筒可滑動(dòng)地密封以使得筒孔在節(jié)流閥筒的第三轉(zhuǎn)動(dòng)處與第一區(qū)域?qū)R，并在節(jié)流閥筒的第四轉(zhuǎn)動(dòng)處與第一和第二區(qū)域?qū)R，所述隔板被配置成將通過第一區(qū)域的氣流與通過第二區(qū)域的氣流分開并將每個(gè)被分開的氣流引導(dǎo)至進(jìn)氣閥。 在一個(gè)實(shí)施例中，第一空氣源是發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管，而第二空氣源是空氣凈化器。在另一個(gè)實(shí)施例中，節(jié)流閥筒的第一轉(zhuǎn)動(dòng)、第二轉(zhuǎn)動(dòng)、第三轉(zhuǎn)動(dòng)和第四轉(zhuǎn)動(dòng)在節(jié)流閥主體內(nèi)的節(jié)流閥筒的多個(gè)基本連續(xù)的轉(zhuǎn)動(dòng)之中。根據(jù)另一方面，提供一種用于輸送進(jìn)氣到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室的方法，進(jìn)氣從空氣凈化器引入，通過進(jìn)氣通道，并被傳送到進(jìn)氣通道的下游端處的進(jìn)氣閥。該方法包括通過被連接到進(jìn)氣通道上游端的多功能節(jié)流閥引入進(jìn)氣，節(jié)流閥具有可轉(zhuǎn)動(dòng)的節(jié)流閥筒和形成于其中的筒孔，筒孔選擇性地將進(jìn)氣通道的上游端連接到進(jìn)氣歧管和空氣凈化器，節(jié)流閥筒抵靠形成于進(jìn)氣通道中的隔板滑動(dòng)地密封，以使得筒孔選擇性地與進(jìn)氣通道的互補(bǔ)的第一流動(dòng)區(qū)域和第二流動(dòng)區(qū)域相連通；給進(jìn)氣歧管填充新鮮空氣與被再循環(huán)的排氣的混合物； 在第一工況期間，將節(jié)流閥筒轉(zhuǎn)動(dòng)至第一轉(zhuǎn)動(dòng)以在進(jìn)氣閥的上游供應(yīng)混合物；在第二工況期間，將節(jié)流閥筒轉(zhuǎn)動(dòng)至第二轉(zhuǎn)動(dòng)以在進(jìn)氣閥的上游僅供應(yīng)新鮮空氣。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包括在第一工況期間，轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)流閥筒以調(diào)節(jié)在進(jìn)氣閥上游被供應(yīng)的混合物的量；以及在第二工況期間，轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)流閥筒以調(diào)節(jié)在進(jìn)氣閥上游被供應(yīng)的新鮮空氣的量。在另一個(gè)實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包括轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)流閥以調(diào)節(jié)在進(jìn)氣閥上游被供應(yīng)的混合物或新鮮空氣的滾流度(degree of tumble)。在另一個(gè)實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包括轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)流閥以調(diào)節(jié)在進(jìn)氣閥上游被供應(yīng)的混合物或新鮮空氣的滾流度，其中所述調(diào)節(jié)包括在較低的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速工況期間增大滾流度，以及在較高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速工況期間減小滾流度。在另一個(gè)實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包括轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)流閥以調(diào)節(jié)在進(jìn)氣閥上游被供應(yīng)的混合物或新鮮空氣的滾流度，其中轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)流閥以調(diào)節(jié)滾流度包括在第三工況期間，將節(jié)流閥筒轉(zhuǎn)動(dòng)至第三轉(zhuǎn)動(dòng)以將混合物僅供應(yīng)到第一流動(dòng)區(qū)域和第二流動(dòng)區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域；在第四工況期間，將節(jié)流閥筒轉(zhuǎn)動(dòng)至第四轉(zhuǎn)動(dòng)以將混合物供應(yīng)到第一流動(dòng)區(qū)域和第二流動(dòng)區(qū)域；以及在第五工況期間，將節(jié)流閥筒轉(zhuǎn)動(dòng)至第五轉(zhuǎn)動(dòng)以將新鮮空氣僅供應(yīng)到第一流動(dòng)區(qū)域和第二流動(dòng)區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域。在另一個(gè)實(shí)施例中，其中第一轉(zhuǎn)動(dòng)和第二轉(zhuǎn)動(dòng)被分隔開少于節(jié)流閥筒的四分之一回轉(zhuǎn)(turn)。在另一個(gè)實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包括在松開加速器踏板工況期間將節(jié)流閥筒從第一轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)到第二轉(zhuǎn)動(dòng)。在另一個(gè)實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包括轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)流閥筒以在較高的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷工況期間在進(jìn)氣閥上游供應(yīng)增大量的混合物，并在較低的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷工況期間在進(jìn)氣閥上游供應(yīng)減小量的混合物。除各種其它優(yōu)點(diǎn)外，節(jié)流閥使發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)能快速地在引入來自進(jìn)氣歧管的包含 EGR的充氣與引入來自空氣凈化器的新鮮空氣之間切換。此方法有效地解決了裝備EGR的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的至少一些瞬態(tài)控制困難。應(yīng)該理解的是，提供上述概述從而以簡化的形式介紹在后面的具體實(shí)施方式
中進(jìn)一步描述的一系列概念。這不意味著指定要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或主要特征，要求保護(hù)的主題的范圍通過隨附于說明書的權(quán)利要求限定。此外，要求保護(hù)的主題不限于解決上面或在此發(fā)明的任何部分提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。


通過閱讀下述具體實(shí)施例的詳細(xì)描述并參考附圖，本發(fā)明的主題將得以更好地理解，其中圖1和圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例的示例性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的多個(gè)方面；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的機(jī)械增壓和渦輪增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷-發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的理論圖(idealized map)；圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的另一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的多個(gè)方面；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的渦輪增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷-發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的理論圖；圖6示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在圖4中示意性地示出的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的一些方面的更詳細(xì)示意圖7示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在圖4中示意性地示出的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的一些方面的更詳細(xì)示意圖；圖8示意性地示出了從圖7展開并旋轉(zhuǎn)的區(qū)域；圖9和圖10示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例處于新鮮空氣引入和高滾流轉(zhuǎn)動(dòng)中的節(jié)流閥筒；圖11示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例處于混合物引入和高滾流轉(zhuǎn)動(dòng)中的節(jié)流閥筒；圖12和圖13示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例處于混合物引入和低滾流轉(zhuǎn)動(dòng)中的節(jié)流閥筒；圖14示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例具有偏心筒孔的節(jié)流閥筒；圖15和圖16說明了根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例用于將空氣引入渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)中的方法；圖17說明了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于基于EGR流量傳感器的響應(yīng)致動(dòng)EGR控制閥的方法；圖18說明了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于將空氣引入渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)中的另一個(gè)示例性方法；以及圖19說明了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于輸送進(jìn)氣至發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室的方法。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在，通過示例并參考某些說明性的實(shí)施例來描述本發(fā)明的主題。在兩個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中可能基本相同的組件被等同標(biāo)示并極少被重復(fù)描述。然而，應(yīng)注意的是，在不同實(shí)施例中被等同標(biāo)示的組件可以至少部分不同。應(yīng)進(jìn)一步注意的是，包括在本發(fā)明中的附圖是示意性的。所說明的實(shí)施例的視圖通常不是按比例制圖；長寬比、特征尺寸以及特征數(shù)量可能被故意失真以使選擇的特征或關(guān)系更易于被看到。圖1示意性地示出了一個(gè)實(shí)施例中示例性的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10的多個(gè)方面。在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10中，新鮮空氣經(jīng)由空氣凈化器12被引入并流到壓縮機(jī)14。該壓縮機(jī)是被機(jī)械地連接到渦輪16的渦輪增壓壓縮機(jī)，渦輪由來自排氣歧管18的膨脹的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣驅(qū)動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，壓縮機(jī)和渦輪可以被連接在雙渦流渦輪增壓器內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施例中，渦輪增壓器可以是可變幾何渦輪增壓器(VGT)，其中渦輪幾何構(gòu)型隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速而主動(dòng)變化。 被增壓的充氣從壓縮機(jī)流到節(jié)流閥20。排氣歧管18和進(jìn)氣歧管22通過一系列排氣閥沈和進(jìn)氣閥觀分別被連接到一系列燃燒室M。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)排氣閥和進(jìn)氣閥可以是電子致動(dòng)的。在另一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)排氣閥和進(jìn)氣閥可以是凸輪致動(dòng)的。無論是電子致動(dòng)或是凸輪致動(dòng)，為了期望的燃燒和排放控制性能，在需要時(shí)可以調(diào)節(jié)排氣閥和進(jìn)氣閥開啟和關(guān)閉的正時(shí)。特別地，可以調(diào)節(jié)閥門正時(shí)以使當(dāng)來自之前燃燒的大量或增大量的排氣仍然存在于一個(gè)或更多個(gè)燃燒室中時(shí)開始燃燒。這種被調(diào)節(jié)的閥門正時(shí)可以使得“內(nèi)部EGR”模式在選擇的工況下對(duì)于降低峰值燃燒溫度是有用的。在一些實(shí)施例中，除了以下描述的“外部EGR”模式之外，可以使用被調(diào)節(jié)的閥門正時(shí)。經(jīng)由內(nèi)部EGR模式和外部EGR模式的任何合適的組合或協(xié)調(diào)，進(jìn)氣歧管可以適于在選擇的工況下接收來自燃燒室M的排氣。
圖1示出了電子控制系統(tǒng)30，電子控制系統(tǒng)30可以是其中安裝有發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10 的車輛的任何電子控制系統(tǒng)。在至少一個(gè)進(jìn)氣閥或排氣閥被配置成根據(jù)可調(diào)節(jié)的正時(shí)來打開和關(guān)閉的實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)的正時(shí)可以經(jīng)由電子控制系統(tǒng)來控制以調(diào)節(jié)在點(diǎn)火時(shí)刻燃燒室中存在的排氣量。為了評(píng)估與發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的各種控制功能有關(guān)的工況，電子控制系統(tǒng)可以被可操作地連接到被布置在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)各處的多個(gè)傳感器流量傳感器、溫度傳感器、踏板位置傳感器、壓力傳感器等。在燃燒室M中，可以經(jīng)由任何變體的火花點(diǎn)火和/或壓縮點(diǎn)火來開始燃燒。此外， 燃燒室可以被供應(yīng)任意多種燃料汽油、酒精、柴油、生物柴油、壓縮天然氣等。燃料可以經(jīng)由直接噴射、進(jìn)氣道噴射、節(jié)流閥主體噴射或其任何組合被供應(yīng)到燃燒室。如上所述，來自排氣歧管18的排氣流到渦輪16以驅(qū)動(dòng)渦輪。當(dāng)期望減小的渦輪扭矩時(shí)，一些排氣相反可以被引導(dǎo)通過繞過渦輪的廢氣門32。然后來自渦輪和廢氣門的結(jié)合的氣流流過排氣后處理裝置34、36和38。排氣后處理裝置的性質(zhì)、數(shù)量和布置在本發(fā)明的不同實(shí)施例中可以不同。通常，排氣后處理裝置可以包括至少一種排氣后處理催化劑，其被配置為催化地處理排氣流并由此減少排氣流中的一種或更多種物質(zhì)的量。例如，一種排氣后處理催化劑可以被配置成當(dāng)排氣流較稀時(shí)捕集來自排氣流的NOx，并且當(dāng)排氣流較富時(shí)還原被捕集的N0X。在其它示例中，排氣后處理催化劑可以被配置成使NOx不成比例或借助于還原劑來選擇性地還原N0X。在其它示例中，排氣后處理催化劑可以被配置成氧化排氣流中剩余的碳?xì)浠衔锖?或一氧化碳。具有任意這種功能的不同的排氣后處理催化劑可以被單獨(dú)或一起布置在中間層(wash coat)中或排氣后處理裝置中。在一些實(shí)施例中，排氣后處理裝置可以包括被配置成捕集并氧化排氣流中的碳煙微粒的可再生碳煙過濾器。此外，在一個(gè)實(shí)施例中，排氣后處理裝置34可以包括點(diǎn)火催化劑(light-off catalyst) 0繼續(xù)在圖1中，來自排氣后處理裝置的被處理的排氣中的所有或部分排氣可以經(jīng)由消聲器40被釋放到環(huán)境中。然而，取決于工況，一些被處理的排氣相反可以被轉(zhuǎn)移通過被連接到發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10中的高溫(HT)EGR冷卻器44上游的雙向EGR選擇閥42。在一個(gè)實(shí)施例中，雙向EGR選擇閥可以是雙態(tài)閥，在第一狀態(tài)，雙態(tài)閥允許渦輪后的(post-turbine) 排氣流到HT EGR冷卻器但是阻止渦輪前的(pre-turbine)排氣流到HT EGR冷卻器。在第二狀態(tài)，雙向EGR選擇閥阻止渦輪后的排氣流到HT EGR冷卻器但是允許渦輪前的排氣流到 HT EGR冷卻器。在一個(gè)實(shí)施例中，雙向EGR選擇閥可以是具有雙孔蝶形結(jié)構(gòu)的分流閥。如圖1所示，排氣歧管18還被連接到HT EGR冷卻器的上游。因此，當(dāng)雙向EGR選擇閥42處于第二狀態(tài)并且存在充分的流動(dòng)勢時(shí)，未被處理的渦輪前的排氣可以經(jīng)過HT EGR冷卻器。 這樣，雙向EGR選擇閥起到EGR分支選擇器的作用，在第一狀態(tài)下使被處理的LP排氣能流到HT EGR冷卻器，并且在第二狀態(tài)下使未被處理的HP排氣能流到HT EGR冷卻器。HT EGR冷卻器44可以是任何合適的熱交換器，其被配置成為了期望的燃燒和排放控制性能而冷卻選擇的排氣流。HT EGR冷卻器可以被發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液冷卻并被配置成被動(dòng)地向其傳遞熱量。HT EGR冷卻器在HP和LP EGR回路之間被共用并被設(shè)定尺寸以便為LP EGR回路提供合適的冷卻，HT EGR冷卻器可以被配置成將被再循環(huán)的排氣冷卻到引入壓縮機(jī)14中可接受的溫度。然而，因?yàn)镠T EGR冷卻器循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液，包含EGR的充氣降到低于充氣的水露點(diǎn)溫度以下的風(fēng)險(xiǎn)被降低了。應(yīng)注意的是，夾帶在進(jìn)氣充氣中的水滴如果被引入其中能夠潛在地?fù)p壞壓縮機(jī)的泵輪葉片。
來自HT EGR冷卻器44的被冷卻的排氣流被允許進(jìn)入EGR控制閥46。在一個(gè)實(shí)施例中，EGR控制閥可以是由電動(dòng)馬達(dá)致動(dòng)的滑塞型閥(sliding-piston type valve)或線性柱式型閥/線性滑閥(linear-spool type valve) 0此處，基本圓柱形的活塞可以在具有適當(dāng)密封件的圓柱閥主體內(nèi)滑動(dòng)。這樣，EGR控制閥使得能夠進(jìn)行流量選擇和流量測量。特別地，EGR控制閥選擇性地使被冷卻的排氣流行進(jìn)到下游的HP EGR混合點(diǎn)或下游的 LP EGR混合點(diǎn)中的任一個(gè)處。例如，在圖1所說明的實(shí)施例中，EGR控制閥被配置成將被冷卻的排氣流引導(dǎo)到一體形成的充氣/EGR冷卻器48 (HP混合點(diǎn))或返回到壓縮機(jī)14的進(jìn)口 (LP混合點(diǎn))。此外，EGR控制閥準(zhǔn)確地提供給選擇的EGR回路中被冷卻的EGR流量。在一個(gè)實(shí)施例中，EGR控制閥可以被配置成當(dāng)調(diào)節(jié)流過LP EGR回路的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣量時(shí)，停止傳輸發(fā)動(dòng)機(jī)排氣經(jīng)過HP EGR回路，并且當(dāng)調(diào)節(jié)流過HP EGR回路的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣量時(shí)，停止傳輸發(fā)動(dòng)機(jī)排氣經(jīng)過LP EGR回路。在一些實(shí)施例中，閥或相關(guān)聯(lián)的閥致動(dòng)器中的位置反饋可以使閉環(huán)流量控制成為可能。一體形成的充氣/EGR冷卻器48可以是任何合適的熱交換器，其被配置成將被壓縮的充氣冷卻到適合于進(jìn)入進(jìn)氣歧管22的溫度。特別地，它為HP EGR回路提供進(jìn)一步的冷卻。一體形成的充氣/EGR冷卻器可以被配置成將排氣冷卻到比HT EGR冷卻器44更低的溫度，因?yàn)镠P EGR回路中水滴的聚集不會(huì)產(chǎn)生特別的風(fēng)險(xiǎn)。來自一體形成的充氣/EGR 冷卻器的充氣流到進(jìn)氣歧管。在圖1的示例性配置中，HP和LP EGR回路共用雙向EGR選擇閥42與EGR控制閥 46之間的公共流徑。因此，被連接在這個(gè)流徑內(nèi)的共用流量傳感器能夠提供對(duì)兩個(gè)回路的 EGR流量測量。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10包括被連接到HT EGR冷卻器44的下游和EGR控制閥 46的上游的流量傳感器50。例如，流量傳感器可以包括可操作地連接到電子控制系統(tǒng)30 的熱線風(fēng)速計(jì)、壓差孔(delta pressure orifice)或文氏管。在一些實(shí)施例中，節(jié)流閥20、廢氣門32、雙向EGR選擇閥42和EGR控制閥46可以是被配置成在電子控制系統(tǒng)30的命令下關(guān)閉和開啟的電子控制閥。此外，這些閥中的一個(gè)或更多個(gè)可以是連續(xù)可調(diào)的。電子控制系統(tǒng)可以被可操作地連接到每個(gè)電子控制閥并被配置成在需要時(shí)命令它們的開啟、關(guān)閉和/或調(diào)節(jié)以實(shí)現(xiàn)本文描述的任何控制功能。通過適當(dāng)?shù)乜刂齐p向EGR選擇閥42和EGR控制閥46，并通過調(diào)節(jié)排氣閥正時(shí)和進(jìn)氣閥正時(shí)(見上)，電子控制系統(tǒng)30可以使發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10能在變化的工況下將進(jìn)氣傳遞到燃燒室M。這些工況包括從進(jìn)氣省略EGR或在內(nèi)部提供EGR到每個(gè)燃燒室(例如， 經(jīng)由被調(diào)節(jié)的閥正時(shí))的工況；從渦輪16上游的分支點(diǎn)處引出EGR并傳送到壓縮機(jī)14下游(HP EGR)的混合點(diǎn)的工況；以及從渦輪下游的分支點(diǎn)引出EGR并傳送到壓縮機(jī)上游(LP EGR)的混合點(diǎn)的工況。應(yīng)理解的是，圖1的任何方面均不意圖作為限制。特別地，在與本發(fā)明完全一致的實(shí)施例中，HP和LP EGR的分支點(diǎn)和混合點(diǎn)可以不同。例如，雖然圖1示出了從排氣后處理裝置34的下游引出LP EGR，但在其它實(shí)施例中，LP EGR可以從排氣后處理裝置38的下游或排氣后處理裝置34的上游引出。圖2示意性地示出了在一個(gè)實(shí)施例中的另一個(gè)示例性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)52的多個(gè)方面。 在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)52中，新鮮空氣經(jīng)由空氣凈化器12被引入并流到第一壓縮機(jī)14。第一壓縮機(jī)可以是如上所述的渦輪增壓壓縮機(jī)。進(jìn)氣在從第一壓縮機(jī)到節(jié)流閥20的途中流過第一充氣冷卻器M。來自節(jié)流閥的進(jìn)氣進(jìn)入第二壓縮機(jī)56，在第二壓縮機(jī)56中進(jìn)氣被進(jìn)一步壓縮。第二壓縮機(jī)可以是任何合適的進(jìn)氣壓縮機(jī)，例如，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的或驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)的機(jī)械增壓壓縮機(jī)。進(jìn)氣在從第二壓縮機(jī)到進(jìn)氣歧管22的途中流過第二充氣冷卻器58。在圖2所示的實(shí)施例中，壓縮機(jī)旁通閥60被連接在第二壓縮機(jī)的進(jìn)口與第二增壓空氣冷卻器的出口之間。壓縮機(jī)旁通閥可以是常閉閥，其被配置成在電子控制系統(tǒng)30的命令下打開以在選擇的工況下減小第二壓縮機(jī)的過量增壓。例如，在減少發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的工況期間，壓縮機(jī)旁通閥可以被打開以避免第二壓縮機(jī)中的喘振。圖2示出了被連接到排氣后處理裝置34、36和38下游的排氣背壓閥62和消聲器 40。在一個(gè)實(shí)施例中，排氣背壓閥可以是由電動(dòng)馬達(dá)致動(dòng)的單孔蝶閥。在一些實(shí)施例中，閥或相關(guān)聯(lián)的閥致動(dòng)器中的位置反饋可以使閉環(huán)控制成為可能。繼續(xù)在圖2中，來自排氣后處理裝置的被處理的排氣中的所有或部分排氣流過排氣背壓閥并經(jīng)由消聲器釋放到環(huán)境中。然而，取決于工況，一些被處理的排氣相反可以被轉(zhuǎn)移通過EGR控制閥46。在一個(gè)實(shí)施例中，EGR控制閥可以是如上所述的滑塞型閥或線性軸型閥。繼續(xù)在圖2中，EGR控制閥46被配置成允許選擇的排氣流進(jìn)入HT EGR冷卻器44。 在某些工況下，經(jīng)由EGR控制閥46選擇的排氣流可以包括來自排氣后處理裝置38下游的被處理的渦輪后的排氣。在其它工況下，選擇的排氣流可以包括來自排氣歧管18的未被處理的渦輪前的排氣。來自HT EGR冷卻器的選擇的排氣流被允許進(jìn)入EGR引導(dǎo)閥64。在一個(gè)實(shí)施例中，EGR引導(dǎo)閥可以是具有相互偏置90度的阻隔板(blocking flaps)的單軸雙孔蝶閥。這種壓力平衡閥允許選擇的排氣流被引導(dǎo)到兩個(gè)方向中的任一個(gè)方向到達(dá)第一壓縮機(jī)14下游的HP混合點(diǎn)或到達(dá)第一壓縮機(jī)上游的LP混合點(diǎn)。在圖2所示的實(shí)施例中， EGR引導(dǎo)閥被配置成將冷卻的被選擇的排氣流引導(dǎo)到低溫(LT)EGR冷卻器66 (HP混合點(diǎn)) 或返回到第一壓縮機(jī)14的進(jìn)口(LP混合點(diǎn))。LT EGR冷卻器66可以是任何熱交換器，其被配置成將選擇的排氣流冷卻到適合混合到進(jìn)氣中的溫度。特別地，LT EGR冷卻器為HPEGR回路提供進(jìn)一步的冷卻。因此，LT EGR冷卻器可以被配置成將排氣冷卻到比HT EGR冷卻器44更低的溫度，因?yàn)镠P EGR回路中的水蒸氣的積聚不會(huì)產(chǎn)生特別的風(fēng)險(xiǎn)。來自LT EGR冷卻器的選擇的排氣流與來自節(jié)流閥20的被壓縮的進(jìn)氣流混合并被傳送到第二壓縮機(jī)56。盡管它們的詳細(xì)配置不同，但圖1和圖2所示的實(shí)施例都包括第一通道網(wǎng)絡(luò)(即 HP EGR回路)和第二通道網(wǎng)絡(luò)(即LP EGR回路)，所述第一通道網(wǎng)絡(luò)被配置成使來自渦輪下游的分支點(diǎn)的一些發(fā)動(dòng)機(jī)排氣到達(dá)壓縮機(jī)上游的混合點(diǎn)，所述第二通道網(wǎng)絡(luò)被配置成使來自渦輪上游的分支點(diǎn)的一些發(fā)動(dòng)機(jī)排氣到達(dá)壓縮機(jī)下游的混合點(diǎn)。此外，兩個(gè)實(shí)施例都包括至少一個(gè)共用的通道和被連接在共用的通道中的控制閥?？刂崎y被配置成調(diào)節(jié)流過第一通道網(wǎng)絡(luò)的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣量并調(diào)節(jié)流過第二通道網(wǎng)絡(luò)的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣量。在圖2所示的示例性配置中，HP和LP EGR回路共用EGR控制閥46與EGR引導(dǎo)閥 64之間的公共流徑。因此，基本如上所述，被連接在這個(gè)流徑中的共用的流量傳感器50能夠?yàn)閮蓚€(gè)回路提供EGR流量測量。與節(jié)流閥20、廢氣門32和EGR控制閥46類似，壓縮機(jī)旁通閥60、排氣背壓閥62 和/或排氣引導(dǎo)閥64可以是被配置成在電子控制系統(tǒng)30的命令下關(guān)閉和開啟的電子控制閥。此外，這些閥中的一個(gè)或更多個(gè)可以是連續(xù)可調(diào)的。電子控制系統(tǒng)可以被可操作地連接到每個(gè)電子控制閥并被配置成在需要時(shí)命令它們的開啟、關(guān)閉和/或調(diào)節(jié)以實(shí)現(xiàn)此處描述的任何控制功能?；救缟纤觯ㄟ^適當(dāng)?shù)乜刂艵GR控制閥46和EGR引導(dǎo)閥64，并通過調(diào)節(jié)排氣閥正時(shí)和進(jìn)氣閥正時(shí)，電子控制系統(tǒng)30可以使發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)52能在變化的工況下將進(jìn)氣傳遞到燃燒室對(duì)，這些變化的工況包括沒有EGR、內(nèi)部EGR、HP EGR或LP EGR的工況。在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中使多種EGR模式可用提供了一些優(yōu)點(diǎn)。例如，被冷卻的LP EGR可以用于低速操作。此處，通過第一壓縮機(jī)14的EGR流將工作點(diǎn)從喘振線移走。渦輪功率被維持，因?yàn)镋GR是從渦輪的下游被引入的。另一方面，被冷卻的HP EGR可以用于中速到高速操作。在廢氣門32可以被部分開啟的這些工況下，從渦輪的上游引入EGR將不會(huì)使渦輪增壓器的性能退化。此外，由于此時(shí)不通過第一壓縮機(jī)引入EGR，阻塞(choke)線與超速線之間的工作裕度可以被維持。在如發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)52的配置中，可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)52包括第一 (渦輪增壓器)壓縮機(jī)14和第二(機(jī)械增壓器)壓縮機(jī)56。這樣的系統(tǒng)允許壓縮機(jī)與HP 和LP EGR回路之間的互通性的多種模式?；ネㄐ缘囊粋€(gè)示例性模式如圖3所示，圖3示出了發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷-發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的曲線圖。該曲線圖被分成三個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷區(qū)域低負(fù)荷區(qū)域， 在此區(qū)域中，任一壓縮機(jī)提供較少的增壓或不提供增壓，并且HP EGR或內(nèi)部EGR可以被用于期望的燃燒特性；中等負(fù)荷區(qū)域，在此區(qū)域中，經(jīng)由渦輪增壓器壓縮機(jī)單獨(dú)提供增壓；以及高負(fù)荷區(qū)域，在此區(qū)域中，經(jīng)由渦輪增壓器壓縮機(jī)和機(jī)械增壓器壓縮機(jī)提供增壓。中等負(fù)荷區(qū)域和高負(fù)荷區(qū)域分別被分成較低的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)域和較高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)域。在每種情況下，LP EGR被用在較低的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)域，并且HP EGR被用在較高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)域。 因此，在如所說明的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中，在HP EGR與LP EGR之間切換的能力使得能夠更有效地控制各種發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/負(fù)荷區(qū)域中的EGR量。進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)產(chǎn)生于在HP與LP EGR回路之間共用(即兩用)的至少一些組件。 在圖1和圖2所示的實(shí)施例中，共用的組件包括HT EGR冷卻器44、EGR流量傳感器50、EGR 選擇和控制閥以及其間延伸的通道部分。通過將這些組件配置成共用的而不是冗余的，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的成本和重量的明顯節(jié)約。此外，與冗余地提供所有EGR組件的配置相比，共用的配置可以導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中明顯較少的擁擠。此外，在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10和52中， EGR劑量的閉環(huán)控制可以被簡化，例如，僅需要查詢單個(gè)傳感器以測量HP和LP EGR回路的 EGR流速。為了說明另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)注意的是，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10和52和電子控制系統(tǒng)30可以被進(jìn)一步配置用于額外的工況，在額外的工況下，經(jīng)由此處描述的模式的任何合適的組合或混合來提供EGR。例如，通過EGR控制閥46和雙向EGR選擇閥42與EGR引導(dǎo)閥64中的一個(gè)的合適布置，可以使被再循環(huán)的排氣從HP分支點(diǎn)傳送到LP混合點(diǎn)。在一些工況下，這種策略可能是期望的，例如，為了避免第一壓縮機(jī)14中的喘振或增加EGR流量。圖4示意性地示出了一個(gè)實(shí)施例中的另一個(gè)示例性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)68的多個(gè)方面。在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)68中，新鮮空氣經(jīng)由空氣凈化器12被導(dǎo)入并流到壓縮機(jī)14。在圖4所示的實(shí)施例中，如上所述，壓縮機(jī)是被機(jī)械地連接到渦輪16的渦輪增壓器壓縮機(jī)。進(jìn)氣在從壓縮機(jī)到進(jìn)氣歧管22的途中流過增壓空氣冷卻器70。該增壓空氣冷卻器可以是任何合適的熱交換器，其被配置成為了合適的燃燒和排放控制性能而冷卻被壓縮的進(jìn)氣充氣。如在下面進(jìn)一步描述的，提供氣流限制和其它功能的一個(gè)或更多個(gè)進(jìn)氣道式節(jié)流閥72被連接到進(jìn)
氣歧管。圖4示出了被連接到排氣后處理裝置34、36和38的下游的排氣背壓閥62和消聲器40。因此，來自排氣后處理裝置的被處理的排氣中的所有或一部分排氣流過排氣背壓閥并經(jīng)由消聲器被釋放到環(huán)境中。然而，取決于工況，一些被處理的排氣可以通過EGR控制閥 46被轉(zhuǎn)移。如上所述，EGR控制閥被配置成允許選擇的排氣流進(jìn)入HTEGR冷卻器44。在某些工況下，經(jīng)由EGR控制閥46選擇的排氣流可以包括來自排氣后處理裝置38 的下游的被處理的渦輪后的排氣。在其它工況下，選擇的排氣流可以包括來自排氣歧管18 的未被處理的渦輪前的排氣。來自HT EGR冷卻器44的選擇的排氣流被允許進(jìn)入EGR引導(dǎo)閥64。EGR引導(dǎo)閥被配置成將被冷卻的選擇的排氣流引導(dǎo)到兩個(gè)方向中的一個(gè)到達(dá)LT EGR冷卻器66或回到壓縮機(jī)14的進(jìn)口。來自LT EGR冷卻器的被兩次冷卻的選擇的排氣流與流到增壓空氣冷卻器70的被壓縮的進(jìn)氣混合。在一些實(shí)施例中，與本文標(biāo)示的各種其它閥一樣，節(jié)流閥72可以是被配置成在電子控制系統(tǒng)30的命令下關(guān)閉和開啟的電子控制閥。此外，這些閥中的一個(gè)或更多個(gè)可以是連續(xù)可調(diào)的。電子控制系統(tǒng)可以被可操作地連接到每個(gè)電子控制閥并被配置成在需要時(shí)命令它們的開啟、關(guān)閉和/或調(diào)節(jié)以實(shí)現(xiàn)本文描述的任何控制功能。應(yīng)理解的是，圖4的任何方面均不意圖作為限制。例如，在與本發(fā)明完全一致的其它實(shí)施例中，除了上面所示的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)配置外，不同的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)配置可以提供被冷卻的LP和HP EGR0例如，與圖1和圖2所示的實(shí)施例相反，LP EGR可以被傳送經(jīng)過與HP EGR 路徑中所使用的那些完全不同的EGR通道、EGR控制閥和EGR冷卻器。如上所述，使發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)68中的多種EGR模式可用提供了一些優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)新鮮空氣和/或EGR以合適的“滾流”度(即偏離流量軸線(flow axis)的對(duì)流)被提供給燃燒室 24時(shí)，產(chǎn)生更大的優(yōu)點(diǎn)。如圖5所示，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)68的不同工況的合適的滾流度以及合適的EGR模式可以不同。圖5示出了示例性的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷-發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的理論圖。該曲線圖被分成四個(gè)區(qū)域。區(qū)域74是低負(fù)荷區(qū)域，在低負(fù)荷區(qū)域中，沒有外部EGR被傳送到燃燒室。在此區(qū)域中，被調(diào)節(jié)的閥正時(shí)可以被用來提供內(nèi)部EGR;節(jié)流閥72僅允許空氣進(jìn)入燃燒室24，并且可以期望相對(duì)高的滾流度。區(qū)域76是高負(fù)荷低轉(zhuǎn)速區(qū)域，在高負(fù)荷低轉(zhuǎn)速區(qū)域中，被冷卻的LP EGR被傳送到燃燒室，并且可以期望相對(duì)高的滾流度。區(qū)域78 是高負(fù)荷中等轉(zhuǎn)速區(qū)域，在高負(fù)荷中等轉(zhuǎn)速區(qū)域中，被冷卻的LP EGR被傳送到燃燒室，但可以期望相對(duì)低的滾流度。區(qū)域80是高負(fù)荷高轉(zhuǎn)速區(qū)域，在高負(fù)荷高轉(zhuǎn)速區(qū)域中，被冷卻的 HP EGR被傳送到燃燒室，并且可以期望相對(duì)低的滾流度。盡管上面提及了優(yōu)點(diǎn)，但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)快速變化時(shí)，EGR系統(tǒng)可能容易遭受瞬態(tài)控制困難。這些變化包括發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷突然減少的所謂的“松開加速器踏板”。參考圖5， 例如，松開加速器踏板可以對(duì)應(yīng)于從區(qū)域78相對(duì)快速地轉(zhuǎn)變到區(qū)域74。當(dāng)松開加速器踏板發(fā)生時(shí)，被引入的EGR可能引起燃燒不穩(wěn)定性；因此，可能期望在松開加速器踏板期間，迅速地阻止包含EGR的進(jìn)氣進(jìn)入燃燒室M并且作為替代新鮮空氣被傳送到燃燒室。因此，在圖4所示的實(shí)施例中，在某些工況下，節(jié)流閥72被配置成允許來自空氣凈化器12的新鮮空氣進(jìn)入燃燒室，而在其它工況下，允許任何充氣可以存在于進(jìn)氣歧管22中。取決于發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)68的當(dāng)前工作狀態(tài)，存在于進(jìn)氣歧管中的充氣可以被壓縮和/或用EGR稀釋。進(jìn)一步預(yù)期如下實(shí)施例，其中節(jié)流閥被配置成允許進(jìn)入燃燒室的選擇的新鮮空氣與任何充氣的混合物可以存在于進(jìn)氣歧管中。為了使這種功能可用，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)68中的每個(gè)節(jié)流閥可以是經(jīng)由出口被連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道的多功能筒型節(jié)流閥。每個(gè)節(jié)流閥可以具有被連接到第一空氣源(例如進(jìn)氣歧管)的第一進(jìn)口和被連接到第二空氣源(例如空氣凈化器)的第二進(jìn)口。因此，圖4 所說明的實(shí)施例包括被連接到每個(gè)節(jié)流閥72和空氣凈化器12的新鮮空氣管路82。該新鮮空氣管路供應(yīng)新鮮空氣到節(jié)流閥。如下面進(jìn)一步描述的，每個(gè)節(jié)流閥可以被配置成在新鮮空氣與進(jìn)氣歧管中存在的混合物之間選擇并且以合適的滾流度提供該氣體。圖4還示出了可選的怠速控制閥84。怠速控制閥可以被配置成提供對(duì)維持發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)68中的怠速所需的微弱空氣流量的更大控制。其它實(shí)施例可以包括用于每個(gè)節(jié)流閥72的單獨(dú)的怠速控制閥。在其它實(shí)施例中，節(jié)流閥72本身可以提供怠速期間對(duì)引入空氣的充分控制；在這些實(shí)施例中，怠速控制閥84可以被省略。圖6提供了發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)68的一些方面的更詳細(xì)的示意圖。特別地，該附圖示出了被機(jī)械地連接到致動(dòng)器軸88的節(jié)流閥致動(dòng)器86。節(jié)流閥致動(dòng)器可以是任何合適的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器。在一個(gè)實(shí)施例中，節(jié)流閥致動(dòng)器可以包括伺服馬達(dá)，并且可以經(jīng)由電子控制系統(tǒng)30 控制。致動(dòng)器軸可以以任何方式被配置成將節(jié)流閥致動(dòng)器的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳遞到節(jié)流閥72，并由此控制節(jié)流閥?？梢砸源朔绞奖豢刂频拿總€(gè)節(jié)流閥的多個(gè)方面包括相對(duì)于新鮮空氣的開啟量、相對(duì)于來自進(jìn)氣歧管22的充氣的開啟量和新鮮空氣和/或進(jìn)氣歧管充氣被提供到其各自的進(jìn)氣閥觀時(shí)的滾流度。在一個(gè)實(shí)施例中，致動(dòng)器軸可以延長通過并被機(jī)械地連接到每個(gè)節(jié)流閥的可轉(zhuǎn)動(dòng)部分。在一個(gè)實(shí)施例中，如下面進(jìn)一步描述的，節(jié)流閥的可轉(zhuǎn)動(dòng)部分可以包括節(jié)流閥筒。應(yīng)理解的是，圖6的任何方面均不意圖作為限制。盡管圖6描述了四缸直列式發(fā)動(dòng)機(jī)，但本發(fā)明同樣適用于具有更多或更少汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)和對(duì)置的汽缸體被布置在發(fā)動(dòng)機(jī)兩側(cè)的V型發(fā)動(dòng)機(jī)。在包括V型發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例中，一對(duì)致動(dòng)器軸可以被用來將轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳遞到節(jié)流閥72。并且在一些這種實(shí)施例中，每個(gè)致動(dòng)器軸可以由分離的節(jié)流閥致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。圖7提供了一個(gè)實(shí)施例中的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)68的一些方面的更詳細(xì)的示意圖。特別地，該附圖示出了從圖6展開并旋轉(zhuǎn)的區(qū)域。圖7示出了節(jié)流閥72的橫截面。該節(jié)流閥被連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道90。該進(jìn)氣道具有上游端和下游端。該進(jìn)氣道的下游端經(jīng)由進(jìn)氣閥 28連接到燃燒室M。節(jié)流閥72包括節(jié)流閥主體92和節(jié)流閥筒94。如上所述，節(jié)流閥筒可以被機(jī)械地連接到致動(dòng)器軸88。因此，節(jié)流閥致動(dòng)器86可以被配置成調(diào)節(jié)并控制節(jié)流閥筒相對(duì)于節(jié)流閥主體的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，由此根據(jù)本文所述的功能控制節(jié)流閥。節(jié)流閥主體92具有被配置成連接到進(jìn)氣道90上游端的出口、被連接到進(jìn)氣歧管 22的第一進(jìn)口 96和被連接到新鮮空氣管路82的第二進(jìn)口 98。節(jié)流閥筒被可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到節(jié)流閥主體中并且包括筒孔100。如下面進(jìn)一步描述的，筒孔在節(jié)流閥筒的第一轉(zhuǎn)動(dòng)處與第一進(jìn)口對(duì)齊，在節(jié)流閥筒的第二轉(zhuǎn)動(dòng)處與第二進(jìn)口對(duì)齊，并且在節(jié)流閥筒的第一和第二轉(zhuǎn)動(dòng)處與出口對(duì)齊。自然地，節(jié)流閥筒的第一和第二轉(zhuǎn)動(dòng)和本文所指的其他轉(zhuǎn)動(dòng)可以在節(jié)流閥主體中的節(jié)流閥筒的多個(gè)離散的或基本連續(xù)的轉(zhuǎn)動(dòng)之中。這些轉(zhuǎn)動(dòng)可以通過適當(dāng)控制節(jié)流閥致動(dòng)器86來撥動(dòng)以產(chǎn)生到進(jìn)氣道90的新鮮空氣和/或EGR的流量的相應(yīng)離散的或基本連續(xù)的變化，并產(chǎn)生被傳送氣流的滾流度的相應(yīng)離散的或基本連續(xù)的變化。在一些實(shí)施例中，節(jié)流閥主體92和節(jié)流閥筒94中的一個(gè)或兩個(gè)可以包括能夠形成耐泄漏密封的不粘的耐磨損材料。合適的不粘材料包括類金剛石硅、金屬玻璃和各種氟化聚合物，例如聚四氟乙烯(PTFE)。在一個(gè)實(shí)施例中，不粘材料可以被用作節(jié)流閥主體上的涂層。在其它實(shí)施例中，不粘材料可以被用作節(jié)流閥筒上的涂層。如圖7所示，進(jìn)氣道90包括被布置在通道內(nèi)側(cè)的隔板102。隔板被配置成分隔通道的兩個(gè)互補(bǔ)的流動(dòng)區(qū)域(第一流動(dòng)區(qū)域104和第二流動(dòng)區(qū)域106)并將通過每個(gè)被分隔的流動(dòng)區(qū)域的氣流引導(dǎo)到進(jìn)氣閥觀。在圖7所說明的實(shí)施例中，隔板從進(jìn)氣閥基本一直延伸到節(jié)流閥筒。隔板102延伸穿過節(jié)流閥72的出口，并將出口分成互補(bǔ)的第一和第二區(qū)域第一流動(dòng)區(qū)域104和第二流動(dòng)區(qū)域106的截面部分。如下面進(jìn)一步描述的，隔板抵靠節(jié)流閥筒 94被可滑動(dòng)地密封以使筒孔100在節(jié)流閥筒的第三轉(zhuǎn)動(dòng)處與第一區(qū)域?qū)R，并且在節(jié)流閥筒的第四轉(zhuǎn)動(dòng)處與第一和第二區(qū)域?qū)R。所說明的配置提供了在選擇的工況下，可以將顯著的滾流度給予進(jìn)入燃燒室M中的空氣，例如通過允許流過第一流動(dòng)區(qū)域并阻止流過第二流動(dòng)區(qū)域。所說明的配置還提供了可以通過允許同時(shí)流過第一和第二流動(dòng)區(qū)域以明顯小的滾流度傳送進(jìn)氣到燃燒室。因此，電子控制系統(tǒng)30可以被配置成通過命令閥致動(dòng)器86 的轉(zhuǎn)動(dòng)來控制節(jié)流閥的出口是否與第一和第二流動(dòng)區(qū)域中的一個(gè)或兩個(gè)連通。圖8示出了從圖7展開并旋轉(zhuǎn)的區(qū)域。如圖8所示，隔板102橫穿截面地將進(jìn)氣道90分成對(duì)應(yīng)于第一流動(dòng)區(qū)域104和第二流動(dòng)區(qū)域106的兩個(gè)區(qū)域。因此，通過進(jìn)氣道的進(jìn)氣流量被分成兩部分。圖9-圖13示出了圖7中的另一個(gè)區(qū)域并提供節(jié)流閥72的附加的橫截面圖。特別地，圖9-圖13示出了一個(gè)示例性實(shí)施例中的筒孔100、第一進(jìn)口 96和第二進(jìn)口 98。在所說明的實(shí)施例中，第一進(jìn)口和第二進(jìn)口形成于節(jié)流閥主體92中并基本一直延伸到節(jié)流閥筒94。相對(duì)于節(jié)流閥筒的對(duì)稱軸，第一進(jìn)口被布置在隔板102對(duì)面，并且第二進(jìn)口被布置在與隔板和第一進(jìn)口成直角處。第一進(jìn)口、筒孔和進(jìn)氣道具有基本相等的橫截面積，而第二進(jìn)口具有較小的橫截面積。如下面進(jìn)一步描述的，通過節(jié)流閥筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，筒孔可以以各種方式相對(duì)于第一進(jìn)口和第二進(jìn)口定位。特別地，筒孔可以被配置成在節(jié)流閥筒的第一轉(zhuǎn)動(dòng)處將進(jìn)氣道90的上游端連接到進(jìn)氣歧管22，并且在節(jié)流閥筒的第二轉(zhuǎn)動(dòng)處將進(jìn)氣道的上游端連接到空氣凈化器12。此外，節(jié)流閥筒可以抵靠隔板被可滑動(dòng)地密封，以使得筒孔在節(jié)流閥筒的第三轉(zhuǎn)動(dòng)處與第一流動(dòng)區(qū)域連通并且在節(jié)流閥筒的第四轉(zhuǎn)動(dòng)處與第一和第二流動(dòng)區(qū)域連通。圖9和圖10示出了處于新鮮空氣引入且高滾流轉(zhuǎn)動(dòng)中的節(jié)流閥筒94。在圖9中， 筒孔100相對(duì)第一進(jìn)口 96關(guān)閉，相對(duì)第二進(jìn)口 98開啟并且相對(duì)進(jìn)氣道90僅稍微開啟。此工況對(duì)應(yīng)于圖5的區(qū)域74。特別地，它對(duì)應(yīng)于怠速工況。圖10示出了處于相似取向但稍微逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的節(jié)流閥筒94。此工況也對(duì)應(yīng)于通過使用較小的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷稍微離開怠速的區(qū)域74。圖11示出了處于混合物引入且高滾流轉(zhuǎn)動(dòng)中的節(jié)流閥筒94。筒孔100相對(duì)第一進(jìn)口 96開啟，相對(duì)第二進(jìn)口 98關(guān)閉，并相對(duì)進(jìn)氣道90部分開啟。特別地，筒孔僅相對(duì)被隔板102隔開的進(jìn)氣道的兩個(gè)流動(dòng)區(qū)域中的一個(gè)開啟。結(jié)果，將僅通過進(jìn)氣道的一個(gè)流動(dòng)區(qū)域提供進(jìn)氣流給燃燒室對(duì)，這提供相當(dāng)高的滾流度。此工況對(duì)應(yīng)于圖5中的區(qū)域76。圖12和13示出了處于混合物引入且低滾流轉(zhuǎn)動(dòng)中的節(jié)流閥筒94，其中筒孔100 相對(duì)第一進(jìn)口 96開啟，相對(duì)第二進(jìn)口 98關(guān)閉，并且相對(duì)進(jìn)氣道90開啟。在圖12中，筒孔 100相對(duì)第一進(jìn)口部分開啟，而在圖13中，筒孔相對(duì)第一進(jìn)口完全開啟。在兩個(gè)附圖中，筒孔相對(duì)于被隔板102隔開的進(jìn)氣道的兩個(gè)流動(dòng)區(qū)域開啟。結(jié)果，進(jìn)氣流將通過進(jìn)氣道的兩個(gè)流動(dòng)區(qū)域被提供到燃燒室對(duì)，這提供相對(duì)較低的滾流度。節(jié)流閥筒的這些轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)可以對(duì)應(yīng)于圖5的區(qū)域78或區(qū)域80，這取決于外部EGR在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)68中被傳送的方式。繼續(xù)參考圖4，如果EGR控制閥46處于選擇渦輪后的排氣流的位置并且EGR引導(dǎo)閥64處于將排氣流引導(dǎo)到渦輪14的進(jìn)口(被冷卻的LP EGR)的位置，則圖12和圖13中所示的節(jié)流閥筒的轉(zhuǎn)動(dòng)將對(duì)應(yīng)于區(qū)域78。然而，如果EGR控制閥處于選擇渦輪前的排氣流的位置并且 EGR引導(dǎo)閥處于將排氣流引導(dǎo)到LT EGR冷卻器52 (被冷卻的HP EGR)的位置，則圖12和圖 13中所示的節(jié)流閥筒的轉(zhuǎn)動(dòng)將對(duì)應(yīng)于區(qū)域80。通過更詳細(xì)地查看圖9-圖13，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)68的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)將顯而易見。例如， 松開離合器踏板的情形對(duì)應(yīng)于從區(qū)域78到區(qū)域74的突然轉(zhuǎn)換。在此處所說明的實(shí)施例中， 要求的節(jié)流閥調(diào)節(jié)將是從圖12或圖13所示的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)到圖9所示的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。順時(shí)針的四分之一回轉(zhuǎn)或更少的這種調(diào)節(jié)能夠被迅速實(shí)現(xiàn)，從而引起從被壓縮的經(jīng)EGR稀釋的空氣迅速轉(zhuǎn)換為被供應(yīng)到燃燒室M的新鮮空氣。圖4-圖13和上面的說明僅詳細(xì)說明了本發(fā)明的一些實(shí)施例，許多其它實(shí)施例也是可預(yù)期的。一個(gè)這種實(shí)施例包括具有雙節(jié)流閥筒的節(jié)流閥一個(gè)節(jié)流閥筒用于控制來自進(jìn)氣歧管的空氣，而第二節(jié)流閥筒用于允許新鮮空氣進(jìn)入。在一個(gè)實(shí)施例中，雙節(jié)流閥筒可以由共用的致動(dòng)器軸致動(dòng)。圖14示出了另一個(gè)實(shí)施例的多個(gè)方面，其中筒孔相對(duì)于節(jié)流閥筒被偏心布置。將筒孔移出節(jié)流閥筒的對(duì)稱平面可以在某些工況下使得能夠更容易地調(diào)節(jié)引入燃燒室的歧管空氣和新鮮空氣的量。此外，本文公開的各種節(jié)流閥的實(shí)施例可以形成為各種現(xiàn)有進(jìn)氣道節(jié)流閥的改型。上述配置使得將進(jìn)氣傳送到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室的各種方法可用。因此，現(xiàn)在通過示例的方式并繼續(xù)參考以上配置來描述一些這樣的方法。然而，應(yīng)理解的是，這些方法和完全在本發(fā)明的范圍內(nèi)的其它方法也可以經(jīng)由其它配置而實(shí)現(xiàn)。本文展示的方法包括可以經(jīng)由所說明的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)或安裝了這種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的車輛的電子控制系統(tǒng)(如，電子控制系統(tǒng)30)來實(shí)現(xiàn)的各種計(jì)算、比較和決策動(dòng)作。所述方法還包括可以經(jīng)由被布置在可操作地連接到電子控制系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)或更多個(gè)傳感器(溫度傳感器、踏板位置傳感器、壓力傳感器等)來實(shí)現(xiàn)的各種測量和/或感測行為。所述方法進(jìn)一步包括電子控制系統(tǒng)可以響應(yīng)于各種決策動(dòng)作執(zhí)行的各種閥致動(dòng)事件。圖15說明了在一個(gè)實(shí)施例中用于將空氣引入到渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)中的示例性方法108。例如，以規(guī)則的間隔和/或當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)工作時(shí)，該方法可以經(jīng)由圖1 所示的配置實(shí)現(xiàn)，并響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的預(yù)定工況而進(jìn)入。方法108在110處開始，在110處，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷被感測。發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷可以通過詢問合適的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)傳感器而被感測。在一些實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的替代物或預(yù)測器可以被感測。例如，歧管空氣壓力傳感器的輸出可以被感測并被用作發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的預(yù)測器。之后所述方法進(jìn)行到112處，在112處，確定發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷是否在上限閾值以上。在一個(gè)實(shí)施例中，上限閾值可以對(duì)應(yīng)于期望LP EGR的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的最小值。如果發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷在上限閾值以上，則所述方法進(jìn)行到114A處，在114A處，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的EGR控制閥被調(diào)節(jié)，以使得排氣被引導(dǎo)到LP混合點(diǎn)。之后所述方法進(jìn)行到116處，在116處，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的雙向EGR 選擇閥被設(shè)置到第一狀態(tài)，以使得從LP分支點(diǎn)引出EGR。然而，如果在112處確定發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷不在上限閾值以上，則方法108進(jìn)行到118 處，在118處，確定發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷是否在下限閾值以上。如果發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷在下限閾值以上，則所述方法進(jìn)行到114B處，在114B處，EGR控制閥被調(diào)節(jié)，以使得排氣被引導(dǎo)到HP混合點(diǎn)。 之后所述方法進(jìn)行到120處，在120處，雙向EGR選擇閥被設(shè)置到第二狀態(tài)，以使得從HP分支點(diǎn)引出EGR0如果在118處確定發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷不在下限閾值以上，則方法108進(jìn)行到122處，在 122處，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部EGR。之后所述方法進(jìn)行到114C處，在114C處，EGR控制閥被調(diào)節(jié)以切斷外部EGR。方法從114C處、116處或120處進(jìn)行到IM處，在IM處，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的燃料噴射量基于被調(diào)節(jié)的EGR流速而被調(diào)節(jié)以保持期望的空燃比。例如，如果發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，則期望的空燃比可以基本等于理論空燃比。圖16說明了在一個(gè)實(shí)施例中將空氣引入到渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)中的示例性方法126。例如，以規(guī)則的間隔和/或當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，所述方法可以經(jīng)由圖2所示的配置而實(shí)現(xiàn)，并響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的預(yù)定工況而進(jìn)入。方法126在110處開始，在110處，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷被感測。之后所述方法進(jìn)行到112 處，在112處，確定發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷是否在上限閾值以上。如果發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷在上限閾值以上，則所述方法進(jìn)行到114D處，在114D處，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的EGR控制閥被調(diào)節(jié)，以使得從LP分支點(diǎn)引出排氣。之后所述方法進(jìn)行到1 處，在1 處，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的EGR引導(dǎo)閥被調(diào)節(jié)， 以使得選擇的EGR被引導(dǎo)到LP混合點(diǎn)。然而，如果在112處確定發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷不在上限閾值以上，則方法1 進(jìn)行到118 處，在118處，確定發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷是否在下限閾值以上。如果發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷在下限閾值以上，則所述方法進(jìn)行到114E處，在114E處，EGR控制閥被調(diào)節(jié)，以使得從HP分支點(diǎn)引出排氣。之后所述方法進(jìn)行到130處，在130處，EGR引導(dǎo)閥被調(diào)節(jié)，以使得選擇的EGR被引導(dǎo)到HP混
合點(diǎn)ο如果在118處確定發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷不在下限閾值以上，則方法1 進(jìn)行到122處，在 122處，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部EGR。之后所述方法進(jìn)行到114C處，在114C處，EGR控制閥被調(diào)節(jié)以切斷外部EGR。所述方法從114C處、128處或130處進(jìn)行到IM處，在IM處，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的燃料噴射量基于被調(diào)節(jié)的EGR流速被調(diào)節(jié)以保持期望的空燃比。圖15或圖16的任何方面都不意圖作為限制，因?yàn)閮蓚€(gè)方法都可以包括沒有在流程圖中具體說明的很多其它步驟和行為。例如，選擇的EGR流在被轉(zhuǎn)移到合適的HP或LP 混合點(diǎn)的途中可以被冷卻。在一些實(shí)施例中，EGR流在到達(dá)混合點(diǎn)和/或混合點(diǎn)下游的途中可以被進(jìn)一步冷卻。在一個(gè)實(shí)施例中，不同的熱交換器可以被用來冷卻選擇的排氣流，這取決于EGR分流閥或雙向EGR選擇閥的位置。然而，在其它實(shí)施例中，可以使用相同的熱交換器來冷卻HP和LP EGR回路的選擇的排氣流。圖17說明了在一個(gè)實(shí)施例中用于基于對(duì)EGR流量傳感器的響應(yīng)來致動(dòng)EGR控制閥的示例性方法114X。在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的電子控制系統(tǒng)命令調(diào)節(jié)EGR控制閥的任何時(shí)刻，可以進(jìn)入該方法。方法114X在132處開始，在132處，基于發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中期望的EGR流速來計(jì)算上限流速閾值和下限流速閾值。上限流速閾值可以等于期望的EGR流速加上預(yù)定的公差值； 下限流速閾值可以等于期望的EGR流速減去預(yù)定的公差值。在一些實(shí)施例中，用于上限閾值和下限閾值的預(yù)定的公差值可以相同；在其它實(shí)施例中，它們可以不同。此外，預(yù)定的公差值可以不同，這取決于發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中EGR引導(dǎo)閥或雙向EGR選擇閥的位置。例如，可以選擇預(yù)定的公差值從而當(dāng)EGR被允許進(jìn)入HP混合點(diǎn)時(shí)提供比EGR被允許進(jìn)入LP混合點(diǎn)時(shí)更密集/緊的流速公差。之后方法114X進(jìn)行到134處，在134處，EGR流速被感測。EGR流速可以通過詢問響應(yīng)于EGR流速的任何合適的傳感器而被感測，該傳感器例如為發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10或52的EGR 流量傳感器50。在一個(gè)實(shí)施例中，不同的傳感器可以被詢問，這取決于發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中EGR引導(dǎo)閥或雙向EGR選擇閥的位置。然而，在其它實(shí)施例中，無論EGR引導(dǎo)閥的位置如何，相同的傳感器可以被詢問并被用來感測EGR流速。換言之，相同的傳感器可以在使用HP EGR回路時(shí)被用來感測HP EGR流量，并在使用LP EGR回路時(shí)被用來感測LP EGR流量。之后，方法114X進(jìn)行到136處，在136處，確定在之前的步驟中感測的EGR流速是否大于之前在所述方法中確定的上限閾值。如果確定EGR流速大于上限閾值，則所述方法進(jìn)行到138處，在138處，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的EGR控制閥的馬達(dá)被轉(zhuǎn)動(dòng)以增加EGR流速。然而， 如果確定EGR流速不大于上限閾值，則所述方法進(jìn)行到140處，在140處，確定EGR流速是否小于之前在所述方法中確定的下限閾值。如果確定EGR流速小于下限閾值，則EGR控制閥的馬達(dá)被轉(zhuǎn)動(dòng)以減小EGR流速。否則，在步驟138或142之后，方法114X返回。圖18說明了在一個(gè)實(shí)施例中用于將空氣引入渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)中的另一個(gè)示例性方法144。如前所述，所述方法在134處開始，在134處，EGR流速被感測。之后所述方法進(jìn)行到146處，在146處，確定發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的EGR流速是否小于期望的EGR流速?？梢曰诙喾N發(fā)動(dòng)機(jī)工況和傳感器輸出來計(jì)算期望的EGR流速，傳感器輸出包括排放控制傳感器輸出。如果確定EGR流速不小于期望的EGR流速，則所述方法進(jìn)行到148處，在 148處，確定是否指示壓縮機(jī)喘振工況。如果確定無論通過檢測實(shí)際的壓縮機(jī)喘振還是通過確定當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)工況(例如，進(jìn)氣質(zhì)量流量、歧管空氣壓力)預(yù)示壓縮機(jī)喘振均指示出壓縮機(jī)喘振工況，則所述方法進(jìn)行到150處。在150處，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)或更多個(gè)EGR控制閥、EGR引導(dǎo)閥和LP分支閥被調(diào)節(jié)，以使得排氣從HP分支點(diǎn)被傳送到LP混合點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述閥能夠被調(diào)節(jié)以使EGR從渦輪上游的HP分支點(diǎn)被傳送到壓縮機(jī)上游的LP混合點(diǎn)。當(dāng)確定發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的EGR流速小于期望的EGR流速時(shí)，方法144的步驟150還可以從146處執(zhí)行。步驟150之后或當(dāng)確定沒有指示壓縮機(jī)喘振工況時(shí)，方法144返回。圖19示出了在一個(gè)實(shí)施例中用于將進(jìn)氣傳送到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室的示例性方法 152。在所說明的方法中，進(jìn)氣從空氣凈化器引入，通過進(jìn)氣道并被傳送到被連接在進(jìn)氣道下游端處的進(jìn)氣閥。最終，進(jìn)氣通過被連接在進(jìn)氣道上游端處的多功能節(jié)流閥引入。在結(jié)構(gòu)上，節(jié)流閥可以具有前述實(shí)施例描述的一些或所有特征節(jié)流閥可以具有可轉(zhuǎn)動(dòng)的節(jié)流閥筒和形成于其中的筒孔；筒孔可以被配置成選擇性地將進(jìn)氣道的上游端連接到進(jìn)氣歧管和空氣凈化器；節(jié)流閥筒可以抵靠形成于進(jìn)氣道中的隔板而被可滑動(dòng)地密封，以使得筒孔與進(jìn)氣道的互補(bǔ)的第一和第二流動(dòng)區(qū)域選擇性地連通。方法152可以允許各種進(jìn)入工況。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以在進(jìn)入該方法時(shí)工作，并且進(jìn)氣歧管可以被填充新鮮空氣與被再循環(huán)的排氣的混合物。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)期望發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在增壓工況下工作時(shí)，所述混合物可以被壓縮到大氣壓以上。在另一個(gè)實(shí)施例中， 當(dāng)廢氣門在方法執(zhí)行之前被打開時(shí)，所述混合物可以處于大氣壓或在大氣壓附近。方法152在IM處開始，在IM處，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷被感測。轉(zhuǎn)速和負(fù)荷可以通過詢問發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的傳感器而被感測。在一些實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和/或負(fù)荷的合適的替代物或預(yù)測器可以被感測。例如，歧管空氣壓力傳感器的輸出可以被感測并被用作發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的預(yù)測器。之后所述方法進(jìn)行到156處，在156處，確定發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷是否在閾值以下。在一個(gè)實(shí)施例中，閾值可以對(duì)應(yīng)于在圖5的區(qū)域74之上畫出的水平恒定負(fù)荷線。如果發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷在閾值以下，則所述方法進(jìn)行到158處，在158處，節(jié)流閥筒被轉(zhuǎn)動(dòng)到新鮮空氣引入的高滾流轉(zhuǎn)動(dòng)，其導(dǎo)致新鮮空氣在相對(duì)高的滾流下被供應(yīng)到節(jié)流閥的上游。在一個(gè)實(shí)施例中，新鮮空氣引入的高滾流轉(zhuǎn)動(dòng)可以是節(jié)流閥的多個(gè)新鮮空氣引入的高滾流轉(zhuǎn)動(dòng)中的一個(gè)。因此，被供應(yīng)到進(jìn)氣閥上游的新鮮空氣量可以通過在這些轉(zhuǎn)動(dòng)之間轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)流閥筒來調(diào)節(jié)。之后所述方法進(jìn)行到160處，在160處，執(zhí)行進(jìn)氣閥正時(shí)和/或排氣閥正時(shí)的調(diào)節(jié)以促進(jìn)內(nèi)部EGR。這個(gè)調(diào)節(jié)可以包括提前一個(gè)或更多個(gè)排氣閥的關(guān)閉和/或延遲一個(gè)或更多個(gè)進(jìn)氣閥的開啟。之后所述方法進(jìn)行到162處，在162處，外部HP和LP EGR不可用。然而，如果在156處確定發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷不小于閾值，則方法152進(jìn)行到164處，在164 處，確定發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)是否在最高轉(zhuǎn)速-負(fù)荷區(qū)域中。在一個(gè)實(shí)施例中，最高轉(zhuǎn)速-負(fù)荷區(qū)域可以對(duì)應(yīng)于圖5的區(qū)域80。如果工作點(diǎn)在最高轉(zhuǎn)速-負(fù)荷區(qū)域中，則所述方法進(jìn)行到 166處和168處，在166處，外部LP EGR不可用，在168處，外部HP EGR可用。之后所述方法進(jìn)行到170處，在170處，節(jié)流閥筒被轉(zhuǎn)動(dòng)到混合物引入的低滾流轉(zhuǎn)動(dòng)，其導(dǎo)致進(jìn)氣與HP EGR的混合物以相對(duì)低的滾流被供應(yīng)到節(jié)流閥的上游。在一個(gè)實(shí)施例中，混合物引入的低滾流轉(zhuǎn)動(dòng)可以是節(jié)流閥的多個(gè)混合物引入的低滾流轉(zhuǎn)動(dòng)中的一個(gè)。因此，被供應(yīng)到進(jìn)氣閥上游的混合物的量可以通過在這些轉(zhuǎn)動(dòng)中轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)流閥筒來調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)可以響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的任何合適的工作參數(shù)。例如，混合物的量可以隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加而增加并隨發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的減少而減少。此外，可以使用發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的各種替代物或預(yù)測器踏板位置、 歧管空氣壓力等。這樣，節(jié)流閥筒可以被轉(zhuǎn)動(dòng)以在較高的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷工況期間在進(jìn)氣閥上游供應(yīng)增加量的混合物，并在較低的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷工況期間在進(jìn)氣閥上游供應(yīng)減少量的混合物。然而，如果在164處確定發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)不在最高轉(zhuǎn)速-負(fù)荷區(qū)域中，則方法152 進(jìn)行到172處和174處，在172處，外部HP EGR不可用，在174處，外部LP EGR可用。之后所述方法進(jìn)行到176處，在176處，確定發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)是否在最低轉(zhuǎn)速-負(fù)荷區(qū)域中。在一個(gè)實(shí)施例中，最低轉(zhuǎn)速-負(fù)荷區(qū)域可以對(duì)應(yīng)于圖5的區(qū)域76。如果工作點(diǎn)在最低轉(zhuǎn)速-負(fù)荷區(qū)域中，則所述方法進(jìn)行到178處，在178處，節(jié)流閥筒被轉(zhuǎn)動(dòng)到混合物引入的高滾流轉(zhuǎn)動(dòng)，其導(dǎo)致進(jìn)氣與外部LP EGR的混合物在相對(duì)高的滾流下被供應(yīng)到節(jié)流閥上游。在一個(gè)實(shí)施例中，混合物引入的高滾流轉(zhuǎn)動(dòng)可以是節(jié)流閥的多個(gè)混合物引入的高滾流轉(zhuǎn)動(dòng)中的一個(gè)。因此，被供應(yīng)到進(jìn)氣閥上游的混合物的量可以通過在這些轉(zhuǎn)動(dòng)之中轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)流閥筒來調(diào)節(jié)。如上述所提及的，這種調(diào)節(jié)可以響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的任何合適的工作參數(shù)。
然而，如果在176處確定發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)不在最低轉(zhuǎn)速-負(fù)荷區(qū)域中，則所述方法進(jìn)行到180處，在180處，節(jié)流閥筒被轉(zhuǎn)動(dòng)到混合物引入的低滾流轉(zhuǎn)動(dòng)，其導(dǎo)致進(jìn)氣與外部 LP EGR的混合物在相對(duì)低的滾流下被供應(yīng)到節(jié)流閥的上游。因此，方法152允許調(diào)節(jié)混合物中或被供應(yīng)到進(jìn)氣閥上游的新鮮空氣中的滾流度。這種調(diào)節(jié)可以包括在較低的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速工況期間增加滾流度并在較高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速工況期間減小滾流度。在162處、170處、178 處或180處采取的行為之后，方法152返回。方法152包括各種筒轉(zhuǎn)動(dòng)，例如，在158處、170處、178處和180處。響應(yīng)于改變發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的工況，例如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和/或負(fù)荷，筒的轉(zhuǎn)動(dòng)被實(shí)現(xiàn)。通常，這些工況可以逐漸地或突然地改變；因此，所說明的方法和使能所述方法的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)適合于響應(yīng)兩種變化。例如，如以上所提及的，可以配置筒型節(jié)流閥以使對(duì)松開加速器踏板工況(突然減小發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷)的適當(dāng)響應(yīng)可以包括少于節(jié)流閥筒四分之一回轉(zhuǎn)。這種轉(zhuǎn)動(dòng)可以被快速實(shí)現(xiàn)， 使得來自空氣凈化器的新鮮空氣被引入發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室中，而不是可能存在于進(jìn)氣歧管中的增壓空氣/EGR混合物。應(yīng)理解的是，本文公開的示例性控制和評(píng)估程序可以被用于各種系統(tǒng)配置。這些程序可以表示一個(gè)或更多個(gè)不同的處理策略，例如事件驅(qū)動(dòng)、中斷驅(qū)動(dòng)、多任務(wù)、多線程以及類似物。這樣，所公開的處理步驟(操作、功能和/或動(dòng)作)可以表示被編入電子控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中的代碼。應(yīng)理解的是，在一些實(shí)施例中，此處描述和/或說明的處理步驟中的一些可以被省略，而不脫離本發(fā)明的范圍。同樣，可以不總是要求處理步驟的所標(biāo)示的順序以實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果，而是提供易于說明和描述的順序。一個(gè)或更多個(gè)說明性的動(dòng)作、功能或操作可以被重復(fù)執(zhí)行，這取決于所使用的具體策略。最后，應(yīng)理解的是，本文描述的物體、系統(tǒng)和方法實(shí)質(zhì)上是示例性的，并且這些特定的實(shí)施例或示例不被認(rèn)為有限制的意思，因?yàn)楹芏嘧兓强深A(yù)期的。因此，本發(fā)明包括本文公開的各種系統(tǒng)和方法的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合及其任何和所有等價(jià)物。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括空氣凈化器；燃燒室，其被連接到進(jìn)氣道；進(jìn)氣歧管，其被配置成接收來自所述空氣凈化器的空氣，并且在一些工況下接收來自所述燃燒室的排氣；以及多功能筒型節(jié)流閥，其經(jīng)由出口被連接到所述進(jìn)氣道，所述節(jié)流閥具有被連接到所述進(jìn)氣歧管的第一進(jìn)口和被連接到所述空氣凈化器的第二進(jìn)口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括被機(jī)械地連接到所述節(jié)流閥的閥致動(dòng)器和可操作地連接到所述閥致動(dòng)器的電子控制系統(tǒng)，其中所述電子控制系統(tǒng)被配置成通過命令所述閥致動(dòng)器轉(zhuǎn)動(dòng)來控制從所述第一進(jìn)口和所述第二進(jìn)口到所述出口的氣流，其中所述進(jìn)氣道包括進(jìn)氣通道，并且其中所述燃燒室包括被連接到所述進(jìn)氣通道的進(jìn)氣閥和被連接到排氣歧管的排氣閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中所述進(jìn)氣通道包括被配置成將所述進(jìn)氣通道的第一流動(dòng)區(qū)域與所述進(jìn)氣通道的第二流動(dòng)區(qū)域隔開并將每個(gè)被隔開的氣流引導(dǎo)到所述進(jìn)氣閥的隔板，并且其中所述電子控制系統(tǒng)被進(jìn)一步配置成通過命令所述閥致動(dòng)器轉(zhuǎn)動(dòng)來控制所述出口是否與所述第一和第二流動(dòng)區(qū)域中的一個(gè)或兩個(gè)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中所述進(jìn)氣閥和所述排氣閥中的至少一個(gè)被配置成根據(jù)可調(diào)節(jié)的正時(shí)而開啟和關(guān)閉，并且其中所述可調(diào)節(jié)的正時(shí)由所述電子控制系統(tǒng)控制以調(diào)整在點(diǎn)火時(shí)存在于所述燃燒室中的排氣量。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中所述節(jié)流閥包括可轉(zhuǎn)動(dòng)的節(jié)流閥筒和形成于其中的筒孔，所述筒孔被配置成在所述節(jié)流閥筒的第一轉(zhuǎn)動(dòng)處將所述進(jìn)氣通道的上游端連接到所述進(jìn)氣歧管，并在所述節(jié)流閥筒的第二轉(zhuǎn)動(dòng)處將所述進(jìn)氣通道的所述上游端連接到所述空氣凈化器，所述節(jié)流閥筒抵靠所述隔板被可滑動(dòng)地密封，以使所述筒孔在所述節(jié)流閥筒的第三轉(zhuǎn)動(dòng)處與所述第一流動(dòng)區(qū)域連通，并在所述節(jié)流閥筒的第四轉(zhuǎn)動(dòng)處與所述第一和第二流動(dòng)區(qū)域連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括排氣再循環(huán)冷卻器，其中被接收到所述進(jìn)氣歧管中的所述排氣通過所述排氣再循環(huán)冷卻器被引入。
全文摘要
一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括空氣凈化器、被連接到進(jìn)氣道的燃燒室以及進(jìn)氣歧管。進(jìn)氣歧管被配置成接收來自空氣凈化器的空氣，并且在一些工況下接收來自燃燒室的排氣。該發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)一步包括經(jīng)由出口被連接到進(jìn)氣道的多功能筒型節(jié)流閥，該節(jié)流閥具有被連接到進(jìn)氣歧管的第一進(jìn)口和被連接到空氣凈化器的第二進(jìn)口。
文檔編號(hào)F02D9/08GK102200077SQ20111004751
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月24日
發(fā)明者B·博耶爾, D·J·斯泰愛茲, J·D·厄爾文, M·A·央金斯, N·J·考瑞, S·E·史丹利 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司