專利名稱：增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和用于運(yùn)行所述類型的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)通常配備增壓以增加功率，其中發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒過程所需的增壓空氣 /充氣(charge air)被壓縮，由此在每個(gè)工作循環(huán)更大量的增壓空氣可以被供應(yīng)到每個(gè)汽缸。以此方式，燃料量和由此的平均有效壓力可以被增加。通常，為了增壓，利用排氣渦輪增壓器，其中壓縮機(jī)和渦輪被設(shè)置在相同的軸上， 熱的排氣流被供應(yīng)到渦輪，在所述渦輪中膨脹釋放能量，并且由此使軸旋轉(zhuǎn)。由排氣流供應(yīng)到軸的能量被用來驅(qū)動(dòng)被同樣設(shè)置在軸上的壓縮機(jī)。壓縮機(jī)傳遞并壓縮供應(yīng)至其的增壓空氣，由此實(shí)現(xiàn)汽缸的增壓。有利的是增壓空氣冷卻器設(shè)置在壓縮機(jī)下游的進(jìn)氣管道，通過該增壓空氣冷卻器，壓縮的增壓空氣在進(jìn)入至少一個(gè)汽缸之前被冷卻。冷卻器降低增壓空氣的溫度并由此增加增壓空氣的密度，使得冷卻器還有助于改進(jìn)汽缸的增壓空氣(charge)， 即更大的空氣質(zhì)量。實(shí)際上，發(fā)生由冷卻引起的壓縮。增壓適合于在保持不變的容積排量/波及容積(swept volume)的同時(shí)增加內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，或者適合于在保持相同的功率的同時(shí)減小容積排量。在任何情況下，增壓引起體積功率輸出的增加和改進(jìn)的功率-重量比。對(duì)于相同的車輛邊界條件，因此可能使負(fù)荷共同向更高的負(fù)荷變化，其中特定的燃料消耗更低。這也被稱為精簡(downsizing)。因此，增壓有助于不斷努力的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展以最小化燃料消耗，也就是說，改進(jìn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。通過增壓的目標(biāo)構(gòu)造，還可能獲得關(guān)于排氣排放的優(yōu)點(diǎn)。通過例如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的合適增壓，氮氧化物排放可以被降低并且在效率上沒有任何損失。同時(shí)可以順利地影響碳?xì)浠衔锱欧?。在減少燃料消耗的情況下，與燃料消耗直接相關(guān)的碳氧化物的排放同樣降低。然而，為了遵循未來的污染排放的限值，進(jìn)一步的測量是有必要的。此處，發(fā)展工作的焦點(diǎn)在于其中氮氧化物排放的減少，其特別在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中是高度相關(guān)的。由于氮氧化物的形成不僅需要大量空氣而且也需要高溫，因此降低氮氧化物排放的一種概念在于發(fā)展低燃燒溫度的燃燒過程。此處，其中排氣再循環(huán)(EGR)，即燃燒氣體從出口側(cè)到入口側(cè)的再循環(huán)，對(duì)實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)是有利的，其中可能通過增加排氣再循環(huán)率顯著地減少氮氧化物排放。此處，排氣再循
環(huán)率xECH被確定為xECH — %Gr/ ^%GE~*~%resh air)，其中mEeR表不再循環(huán)的排的質(zhì)里，IIlfjresh aijr表示供應(yīng)的新鮮空氣。為了實(shí)現(xiàn)氮氧化物排放的顯著減少，需要高排氣再循環(huán)率，其可以是X· 60%至70%的數(shù)量級(jí)。當(dāng)用排氣渦輪增壓運(yùn)行內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)并同時(shí)使用排氣再循環(huán)時(shí)，例如根據(jù)本公開的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的情況，如果再循環(huán)的排氣通過高壓EGR從渦輪上游的排氣管路抽取并且不再用于驅(qū)動(dòng)渦輪，則可能產(chǎn)生沖突。在增加排氣再循環(huán)率的事件中，引入渦輪中的排氣流之后同時(shí)減少。通過渦輪的減少的排氣質(zhì)量流引起更低的潤輪壓力比，結(jié)果增壓空氣壓力比(charge pressure ratio)同樣下降，其相當(dāng)于更小的壓縮機(jī)質(zhì)量流。除了降低增壓空氣壓力之外，在壓縮機(jī)的運(yùn)行中可能產(chǎn)生關(guān)于壓縮機(jī)喘振限制的另外的問題。也可能產(chǎn)生關(guān)于污染物排放的缺點(diǎn)， 例如關(guān)于在加速期間柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中碳煙的形成。

發(fā)明內(nèi)容
出于此原因，需要這樣的概念，即其特別是在部分負(fù)荷范圍中確保充分高的增壓空氣壓力以及同時(shí)高的排氣再循環(huán)率。一種提出的方案被稱為低壓EGR。與上述高壓EGR裝置/設(shè)置(arrangement)相反，其中排氣從渦輪上游的排氣管路抽取并被引入壓縮機(jī)下游的進(jìn)氣管路，在低壓EGR裝置的情況下，已經(jīng)流過渦輪的排氣被再循環(huán)到入口側(cè)。出于此目的，低壓EGR裝置包括再循環(huán)管路，再循環(huán)管路從渦輪下游的排氣管路分支并開口到壓縮機(jī)上游的進(jìn)氣管路。通過排氣渦輪增壓的方式增壓并配備有低壓EGR裝置的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)也是本公開的主題。經(jīng)由低壓EGR裝置再循環(huán)到入口側(cè)的排氣與壓縮機(jī)上游的新鮮空氣混合。以此方式產(chǎn)生的新鮮空氣和再循環(huán)的排氣的混合物形成被供應(yīng)到壓縮機(jī)并被壓縮的增壓空氣/ 充氣(charge air)，其中壓縮的增壓空氣被供應(yīng)到壓縮機(jī)下游的至少一個(gè)汽缸。此處，在低壓EGR的過程期間排氣被引導(dǎo)通過壓縮機(jī)并不是不利的，因?yàn)橥ǔＪ褂眠@樣的排氣，其已經(jīng)經(jīng)歷排氣后處理，特別是在渦輪下游的微粒物過濾器中。因此，沒有壓縮機(jī)中的沉積物的風(fēng)險(xiǎn)，沉積物會(huì)改變壓縮機(jī)的幾何特性，特別是流動(dòng)截面，并且由此損害壓縮機(jī)的效率。相反，如果壓縮的增壓空氣在進(jìn)入汽缸之前被再次冷卻，則可能在壓縮機(jī)下游產(chǎn)生問題。在冷卻過程期間，如果低于氣態(tài)增壓空氣流的成分(特別是水)的露點(diǎn)溫度，則之前仍以氣態(tài)形式包含在增壓空氣中的液體可以被冷凝出。由于增壓空氣冷卻器的通常低設(shè)置，冷凝物可以收集在冷卻器中，之后冷凝物以不受控制的形式，特別是以沖擊的形式被引入進(jìn)氣系統(tǒng)，并且可能導(dǎo)致對(duì)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行的嚴(yán)重干擾或者冷卻器下游的部件的不可逆的損害。這個(gè)現(xiàn)象對(duì)增加再循環(huán)率產(chǎn)生更顯著影響，因?yàn)殡S著再循環(huán)的排氣量的增加，增壓空氣中各排氣成分的比例不可避免地增加，特別是包含在排氣中的水的比例。因此，經(jīng)由低壓EGR裝置再循環(huán)的排氣量被限制以便減少冷凝出的水的量或者防止冷凝出。此處，顯著減少氮氧化物排放所需的高再循環(huán)率通過額外使用高壓EGR裝置實(shí)現(xiàn)，這包括與其相關(guān)的缺點(diǎn)。為了改進(jìn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排放特性，有必要盡可能有效地控制和/或調(diào)節(jié)被應(yīng)用來或用于減少污染物排放的測量和系統(tǒng)，也就是說，提供高質(zhì)量的控制和/或調(diào)節(jié)。由于排氣再循環(huán)主要用于減少氮氧化物排放(NOx)，通常利用設(shè)置在排氣排放系器，用于調(diào)節(jié)EGR閥，即用于調(diào)節(jié)再循環(huán)率。如果內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的未經(jīng)處理的 NOx排放高于預(yù)定的設(shè)定點(diǎn)值，則EGR閥在打開位置的方向上被調(diào)節(jié)以增加EGR率從而減少排氣中的氮氧化物含量Ctox
，exhaust°調(diào)節(jié)EGR率的概念具有多種缺點(diǎn)。首先，用于檢測氮氧化物含量的傳感器是非常昂貴的傳感器，其需要例如高于氧氣傳感器成本三倍的成本。其次，并且是被認(rèn)為關(guān)于EGR 再循環(huán)的質(zhì)量特別關(guān)鍵的方面，傳感器是高熱負(fù)載/加載，并且處于污染的高風(fēng)險(xiǎn)，由于其設(shè)置在排氣排放系統(tǒng)中，即在還未經(jīng)歷后處理的熱排氣中。高排氣溫度可以明顯縮短傳感器的使用壽命，導(dǎo)致傳感器的損害或破壞并由此導(dǎo)致EGR再循環(huán)的失效。傳感器被碳煙微粒和排氣中含有的油污染可能具有以下結(jié)果傳感器檢測的氮氧化物含量受到重要的測量誤差的影響，即傳感器輸出過低的氮氧化物含量。發(fā)明人在此已經(jīng)意識(shí)到上述問題并提出了至少部分地解決它們的系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，提供增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。該發(fā)動(dòng)機(jī)包括汽缸；進(jìn)氣系統(tǒng)中的進(jìn)氣管道，其用于供應(yīng)增壓空氣到汽缸；排氣管道，其用于排出排氣；排氣渦輪增壓器，其包括設(shè)置在排氣管道中的渦輪和設(shè)置在進(jìn)氣管道中的壓縮機(jī)；排氣再循環(huán)裝置，其包括再循環(huán)管道，再循環(huán)管道從渦輪下游的排氣管道分支并開口到壓縮機(jī)上游的進(jìn)氣管道；以及用于檢測進(jìn)氣系統(tǒng)中增壓空氣的成分i的含量Ciiintake的傳感器，其設(shè)置在到進(jìn)氣管道的再循環(huán)管道的開口下游。在根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，傳感器設(shè)置在進(jìn)氣系統(tǒng)中，而不是在排氣排放系統(tǒng)中。這具有多重優(yōu)點(diǎn)。增壓空氣(即使在壓縮機(jī)中壓縮之后)處于比熱排氣明顯更低的溫度，使得傳感器的熱負(fù)荷明顯更低，并且沒有由于過熱對(duì)傳感器損害或破壞的風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)際上，傳感器被有利地配備了電加熱器，通過電加熱器其可以被加熱到最低操作溫度。此外，由于傳感器設(shè)置在進(jìn)氣系統(tǒng)中和經(jīng)后處理的排氣經(jīng)由低壓EGR裝置的再循環(huán)，傳感器沒有被包含在排氣中的碳煙微?；蚺艢庵泻械挠臀廴镜娘L(fēng)險(xiǎn)。上述效果顯著地改善了相對(duì)于之前的系統(tǒng)的EGR再循環(huán)的質(zhì)量。沒有由于熱過載產(chǎn)生的EGR再循環(huán)失效的風(fēng)險(xiǎn)。同樣也沒有由于被污染的傳感器產(chǎn)生含量Ci, intake被錯(cuò)誤檢測的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)本公開，為了傳感器被除了新鮮空氣之外還包括已經(jīng)由低壓EGR裝置再循環(huán)的排氣的增壓空氣碰撞，并且不排除被新鮮空氣碰撞，傳感器設(shè)置在或者應(yīng)該設(shè)置在到進(jìn)氣通道中的再循環(huán)管道的開口下游。傳感器用來通過測量檢測進(jìn)氣系統(tǒng)中增壓空氣的成分i的含量Ci, intake，其含量可以被考慮到用于確定由于燃燒產(chǎn)生的增壓空氣部分的比例(the proportion)Fintake和/或確定再循環(huán)率X·的方程式中。使用該傳感器，因此可能調(diào)節(jié)低壓EGR的再循環(huán)率X·，即被致動(dòng)的開關(guān)閥，其優(yōu)選地設(shè)置在再循環(huán)管道中并且用作用于調(diào)節(jié)再循環(huán)率的低壓EGR閥。通過某些假設(shè)，可能以此方式實(shí)現(xiàn)低壓EGR的閉環(huán)控制，例如，如果排氣再循環(huán)排他地經(jīng)由低壓EGR裝置進(jìn)行。即，如果提供另外的高壓EGR裝置但是被無效。此外，在上述情況下，通過傳感器檢測的含量Ci, intake或者比例Fintake可以被用來確定排氣中氮氧化物的含量‘χ, —，即未經(jīng)處理的氮氧化物NOx排放。此處，可能省去昂貴的NOx傳感器，其設(shè)置在排氣排放系統(tǒng)中，用于確定排氣中氮氧化物的含量C1^raihaust和/或用于調(diào)節(jié)EGR閥，即用于調(diào)節(jié)經(jīng)由低壓EGR裝置再循環(huán)的排氣量。單獨(dú)或連同附圖考慮以下具體實(shí)施方式
時(shí)，本發(fā)明的以上優(yōu)點(diǎn)和其他優(yōu)點(diǎn)以及特征將顯而易見。應(yīng)該理解，提供以上概述以簡化形式介紹在下面的具體實(shí)施方式
中進(jìn)一步描述的一系列概念。這不意欲辨別要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或本質(zhì)特征，要求保護(hù)的主題的范圍僅由所附權(quán)利要求限定。此外，要求保護(hù)的主題不限于解決上述或此公開的任何部分中提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。


圖I示意地示出內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的第一實(shí)施例。圖2示意地示出內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的第二實(shí)施例。圖3示意地示出內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的第三實(shí)施例。圖4在圖表中示出排氣中氮氧化物的含量Cnot相比于增壓空氣中部分燃燒產(chǎn)物的
比例 FintakeO圖5是流程圖，其圖示說明用于控制根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的低壓和/或高壓排氣再循環(huán)系統(tǒng)的方法。
具體實(shí)施例方式圖I示意性示出了內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)I的第一實(shí)施例，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)I具有至少一個(gè)汽缸 2，并且由發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制器112控制。在本公開的背景下，表述“內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)”包括柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)和混合內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。每個(gè)汽缸2具有至少一個(gè)入口(inlet opening) 并且經(jīng)由設(shè)置在入口側(cè)5a上的進(jìn)氣系統(tǒng)3被供應(yīng)增壓空氣。進(jìn)氣系統(tǒng)3不僅包括進(jìn)氣管道4，而且包括通向汽缸2的入口的進(jìn)氣歧管6。為了排出排氣，每個(gè)汽缸2具有至少一個(gè)出口，出口由排氣管道7鄰接。圖I中圖示說明的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)I通過排氣渦輪增壓器8增壓，并且還配備有排氣再循環(huán)裝置。增壓器8具有設(shè)置在排氣管道7中的渦輪Sb和設(shè)置在進(jìn)氣管道4中的壓縮機(jī)8a。為了形成低壓EGR (LP-EGR)裝置9，設(shè)置再循環(huán)管道9a，再循環(huán)管道9a從渦輪Sb下游排氣管道7分支并開口到壓縮機(jī)8a上游的進(jìn)氣管道4，并且冷卻器9b設(shè)置在再循環(huán)管道9a中，在排氣在壓縮機(jī)8a上游與經(jīng)由進(jìn)氣管道4吸入通過空氣濾清器3a的新鮮空氣混合之前，冷卻器9b降低熱排氣流的溫度。開關(guān)元件/截流元件(shut-off element)9d也設(shè)置在再循環(huán)管道9a中，開關(guān)元件9d起到低壓EGR閥9d的作用，并且用于調(diào)節(jié)經(jīng)由低壓 EGR裝置9再循環(huán)的排氣量。低壓EGR裝置9具有用于旁通冷卻器9b的旁通管道9c。在再循環(huán)管道9a的分支上游，排氣管道7在其中設(shè)置了兩個(gè)排氣后處理系統(tǒng)14， 具體是氧化催化轉(zhuǎn)換器14a和微粒過濾器14b，其確保僅經(jīng)后處理的排氣經(jīng)由低壓EGR裝置 9進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)3。由于從排氣管道7到進(jìn)氣管道4中的排氣再循環(huán)需要壓力差，即壓力梯度，因此提供用于調(diào)節(jié)排氣背壓的系統(tǒng)11。設(shè)置在排氣管道7中的節(jié)氣門13配備有旁通管道11。通過節(jié)氣門13和設(shè)置在旁通管道11中的開關(guān)元件Ilb的適當(dāng)調(diào)節(jié)，可以改變和控制節(jié)氣門 13上游的排氣背壓。經(jīng)由低壓EGR裝置9引入進(jìn)氣管道4中的排氣與新鮮空氣混合。由此形成的增壓空氣被供應(yīng)到壓縮機(jī)并被壓縮。在壓縮機(jī)8a的下游，經(jīng)壓縮的增壓空氣在被設(shè)置在進(jìn)氣管道4中的增壓空氣冷卻器10中被冷卻。增壓空氣冷卻器10位于至少一個(gè)汽缸2的至少一個(gè)入口之上，并且在當(dāng)前情況下被設(shè)置在進(jìn)氣系統(tǒng)3中的大地坐標(biāo)最高點(diǎn)處。進(jìn)氣系統(tǒng)3中的大地坐標(biāo)高度在從入口 IOa 朝向汽缸2到增壓空氣冷卻器10的流動(dòng)方向上減小，使得在流動(dòng)方向上存在向下的斜面。 這也通過到進(jìn)入增壓空氣冷卻器10的入口 IOa在大地坐標(biāo)上(geodetically)高于離開增壓空氣冷卻器10的出口 IOb來實(shí)現(xiàn)。為了能夠產(chǎn)生很高的再循環(huán)率，提供另外的排氣再循環(huán)裝置12。為了形成所述高壓EGR(HP-EGR)裝置12，提供管道12a，管道12a從渦輪8b上游的排氣管道7分支并開口到增壓空氣冷卻器10下游的進(jìn)氣系統(tǒng)3。為了調(diào)節(jié)經(jīng)由高壓EGR裝置12再循環(huán)的排氣量， 用作聞壓EGR閥12b的開關(guān)兀件12b設(shè)置在管道12a中。用于檢測進(jìn)氣系統(tǒng)3中增壓空氣的成分i的含量Ci-的傳感器15設(shè)置在到進(jìn)氣管道4中的再循環(huán)管道9a的開口的下游。如果排氣再循環(huán)9、12獨(dú)占地經(jīng)由低壓EGR裝置9發(fā)生，即高壓EGR裝置12停用， 則低壓EGR裝置9可以通過閉環(huán)控制運(yùn)行。由傳感器15檢測的含量Ciiintake可以被用來確定由燃燒產(chǎn)生的增壓空氣部分的比例(the proportion) Fintake和/或用于確定再循環(huán)率xEeK。使用傳感器15,由此可能使低壓 EGR裝置9的再循環(huán)率X·被調(diào)節(jié)，即可能使設(shè)置在再循環(huán)管道9a中的開關(guān)元件9d被致動(dòng)以便調(diào)節(jié)再循環(huán)率。排氣中的氮氧化物含量C1^raihaust同樣可以基于傳感器讀數(shù)被確定。傳感器15可以是用于檢測增壓空氣中的氧氣(O2)含量的O2傳感器，例如UEGO或 HEGO傳感器。O2傳感器相對(duì)便宜。此外,O2傳感器的優(yōu)點(diǎn)在于新鮮空氣的O2含量可以被假定為在方程式背景下是已知的并且是常量。然而，傳感器基本也是通過其可以檢測增壓空氣中未燃燒的碳?xì)浠衔?、一氧化碳或二氧化碳的含量的傳感器。在圖I中控制器112被示為常規(guī)的微型計(jì)算機(jī)，其包括微處理器單元(CPU) 102、 輸入/輸出端口(I/o) 104、只讀存儲(chǔ)器(ROM) 106、隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM) 108、保活存儲(chǔ)器 (KAM) 110和常規(guī)的數(shù)據(jù)總線。控制器112可以包括可執(zhí)行以實(shí)施一個(gè)或更多個(gè)控制例程的指令?？刂破?12被示為從被聯(lián)接至發(fā)動(dòng)機(jī)I的傳感器接收各種信號(hào)，例如來自傳感器15 以及圖I中未示出的其他傳感器的輸入。示例傳感器包括來自溫度傳感器的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ECT);聯(lián)接至加速器踏板的用于感測加速器位置的位置傳感器；來自聯(lián)接至進(jìn)氣歧管的壓力傳感器的發(fā)動(dòng)機(jī)歧管壓力(MAP)的測量值；來自霍爾效應(yīng)傳感器的感測曲軸位置的發(fā)動(dòng)機(jī)位置傳感器；來自傳感器(例如，熱線式空氣流量計(jì))的進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣質(zhì)量的測量值；以及節(jié)氣門位置的測量值。大氣壓力可以被感測用于由控制器112處理。在本描述的優(yōu)選方面，發(fā)動(dòng)機(jī)位置傳感器可以在每個(gè)曲軸進(jìn)程產(chǎn)生預(yù)定數(shù)量的等間隔脈沖，據(jù)此可以確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(RPM)。控制器112還可以基于來自從各種發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器接收的信號(hào)的反饋輸出信號(hào)至發(fā)動(dòng)機(jī)的各種致動(dòng)器，例如閥9d、llb和12b。如已提及的，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示例是有利的，其中開關(guān)元件設(shè)置在再循環(huán)管道中，開關(guān)元件起到低壓EGR閥的作用并且用于調(diào)節(jié)再循環(huán)率，即經(jīng)由低壓EGR裝置再循環(huán)的排氣量。此處，示例是有利的，其中低壓EGR閥設(shè)置在再循環(huán)管道開口到進(jìn)氣管道的位置處。之后閥被優(yōu)選地設(shè)計(jì)成組合閥，通過該組合閥，再循環(huán)的排氣量和吸入的新鮮空氣量同時(shí)并且以協(xié)調(diào)的方式產(chǎn)生。根據(jù)本公開，出于增壓的目的，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)配備有至少一個(gè)排氣渦輪增壓器。然而，特別地，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示例也是有利的，其中提供至少兩個(gè)排氣渦輪增壓器。理由如下。如果使用單個(gè)排氣渦輪增壓器，如果沒有滿足某轉(zhuǎn)速則可以觀察到明顯的扭矩下降。所述效果是不期望的，因?yàn)榧词乖谳^低的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)驅(qū)動(dòng)器也期望相應(yīng)高的扭矩。由此，所謂的低轉(zhuǎn)速下的渦輪遲滯(turbo lag)也是排氣渦輪增壓的最嚴(yán)重的缺點(diǎn)之一。如果考慮增壓空氣壓力比取決于渦輪壓力比，則所述渦輪遲滯是不期望的。在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，例如，如果發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速減小，這導(dǎo)致更小的排氣質(zhì)量流量并因此導(dǎo)致更低的渦輪壓力比。這產(chǎn)生的結(jié)果是，朝更低的轉(zhuǎn)速，增壓空氣壓力比同樣下降，這相當(dāng)于扭矩下降。此處，增壓空氣壓力的下降基本可以通過減小渦輪橫截面的大小而被抵消，然而這需要以更高轉(zhuǎn)速吹走排氣，對(duì)在所述轉(zhuǎn)速范圍中的增壓行為不利。因此，經(jīng)常嘗試通過使用多個(gè)排氣渦輪增壓器改進(jìn)增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩特性， 例如通過串聯(lián)連接的多個(gè)排氣渦輪增壓器。通過串聯(lián)連接兩個(gè)排氣渦輪增壓器，其中一個(gè)排氣渦輪增壓器用作高壓級(jí)并且一個(gè)潤輪增壓器用作低壓級(jí)，壓縮機(jī)特性圖/示性映射(characteristic map)可以有利地被展開，特別是在較小壓縮機(jī)流的方向和較大壓縮機(jī)流的方向上。特別地，通過用作高壓級(jí)的排氣渦輪增壓器，可能在較小壓縮機(jī)流的方向上改變喘振限值，其結(jié)果是即使用小壓縮機(jī)流也可以獲得高增壓空氣壓力比，這顯著地改善了較低的部分負(fù)荷范圍中的扭矩特性。這通過設(shè)計(jì)用于小排氣質(zhì)量流量的高壓渦輪和提供旁通管道來實(shí)現(xiàn)，通過旁通管道，隨著排氣質(zhì)量流量增加，越來越多的排氣被弓I導(dǎo)通過高壓渦輪。出于此目的，旁通管道從高壓渦輪上游的排氣管道分支并開口到渦輪下游的排氣管道， 其中開關(guān)元件設(shè)置在旁通管道中以便控制被引導(dǎo)通過高壓渦輪的排氣流。增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩特性還可以通過并聯(lián)連接的多個(gè)渦輪增壓器改進(jìn)，該多個(gè)渦輪增壓器具有相應(yīng)小的渦輪橫截面，渦輪增壓器被連續(xù)致動(dòng)。如果內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸被分成在每種情況下具有單獨(dú)的排氣管道的兩個(gè)汽缸組， 則兩個(gè)排氣管道中的每一個(gè)可以分配一個(gè)排氣渦輪增壓器。此處，第一排氣渦輪增壓器的渦輪設(shè)置在第一汽缸組的排氣管道中，而第二排氣渦輪增壓器的渦輪設(shè)置在第二汽缸組的排氣管道中。排氣渦輪增壓器的壓縮機(jī)可以并聯(lián)或串聯(lián)設(shè)置。排氣渦輪增壓器可以在尺寸上更小，并且渦輪被設(shè)計(jì)用于更小的排氣流。與僅具有一個(gè)排氣渦輪增壓器的類似內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的響應(yīng)行為被改進(jìn)，因?yàn)閮蓚€(gè)較小的排氣渦輪增壓器比一個(gè)大排氣渦輪增壓器的慣性/惰性(inert)小，并且轉(zhuǎn)子可以更迅速地加速和減速。其中冷卻器設(shè)置在低壓EGR裝置的再循環(huán)管道中的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示例是有利的。 所述冷卻器在排氣與壓縮機(jī)上游的新鮮空氣混合之前降低熱排氣流中的溫度，并由此增加排氣的密度。汽缸新鮮增壓空氣的溫度以此方式被進(jìn)一步降低，結(jié)果所述冷卻器也有助于改進(jìn)增壓空氣。優(yōu)選地設(shè)置旁通管道，其旁通低壓EGR裝置的冷卻器，并且經(jīng)由低壓EGR裝置再循環(huán)的排氣通過旁通管道可以被引入已經(jīng)旁通所述冷卻器的進(jìn)氣管道。如已提及的，示例是有利的，其中增壓空氣冷卻器設(shè)置在壓縮機(jī)下游的進(jìn)氣管道中，通過該增壓空氣冷卻器，經(jīng)壓縮的增壓空氣在進(jìn)入至少一個(gè)汽缸之前被冷卻。實(shí)際上，增壓空氣通過冷卻被壓縮，因此增壓空氣冷卻器也有助于改善汽缸的增壓空氣。與增壓空氣冷卻相關(guān)的問題在于之前仍以氣態(tài)形式包含在增壓空氣中的液體，特別是水，可以由于溫度降低的結(jié)果而被冷凝出。由于根據(jù)之前的系統(tǒng)的冷卻器的低設(shè)置，例如在曲軸箱的水平處，即在汽缸體或油底殼的水平處，冷凝物可以收集在冷卻器中，之后冷凝物以不受控制的方式被引入進(jìn)氣系統(tǒng)，這也被稱為水錘現(xiàn)象/水擊作用。在每個(gè)汽缸具有至少一個(gè)入口的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，示例由此是有利的，其中在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝位置中，增壓空氣冷卻器設(shè)置在至少一個(gè)汽缸的所述至少一個(gè)入口之上。此處，增壓空氣冷卻器設(shè)置在汽缸入口之上，即在大地坐標(biāo)上高于至少一個(gè)入口， 結(jié)果增壓空氣流不需要克服從冷卻器前進(jìn)至汽缸的路徑上的任何高度差。在冷卻過程中被冷凝出的液體因此可以不收集在冷卻器中或冷卻器與汽缸之間的進(jìn)氣系統(tǒng)中。在冷卻器中被冷凝出的任何液體通過增壓空氣流被連續(xù)地夾帶，即由于動(dòng)力學(xué)而被帶走。此處，冷凝物的輸送基于增壓空氣運(yùn)動(dòng)或者基于壓縮機(jī)在進(jìn)氣系統(tǒng)中建立的增壓空氣壓力，并且另外由于增壓空氣冷卻器設(shè)置在至少一個(gè)入口之上，而被重力驅(qū)動(dòng)。供應(yīng)至汽缸的任何少量的液體不會(huì)損害內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的無故障運(yùn)行。冷凝物參與燃燒過程，并且由于蒸發(fā)焓的結(jié)果，甚至降低了燃燒溫度，結(jié)果氮氧化物的形成被有利地影響，即被降低。與之前已知的概念相反，不需要對(duì)經(jīng)由低壓EGR裝置再循環(huán)的排氣量的限制，因?yàn)槔淠龌静恍枰环乐?，或者由于冷卻設(shè)置，冷凝出不是有害的。這使得可能經(jīng)由低壓 EGR裝置再循環(huán)明顯更大量的排氣，也就是說，可能使低壓EGR裝置被利用至明顯更大的程度用于實(shí)現(xiàn)高再循環(huán)率。這是有利的，因?yàn)樵趦?nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的寬運(yùn)行范圍內(nèi)，高壓EGR可以被省去并且與高壓EGR相關(guān)的缺點(diǎn)可以被消除。之前已知的產(chǎn)生于對(duì)再循環(huán)率特別是關(guān)于低壓EGR的低比率和關(guān)于減少氮氧化物的高比率的不同需求的沖突被消除。內(nèi)燃閥發(fā)動(dòng)機(jī)的示例是有利的，其中進(jìn)氣系統(tǒng)中的大地坐標(biāo)高度在從入口朝至少一個(gè)汽缸的至少一個(gè)入口到增壓空氣冷卻器的流動(dòng)方向上連續(xù)減小。所述示例確保增壓空氣流不需要克服從到增壓空氣冷卻器中的入口前進(jìn)到至少一個(gè)汽缸的整個(gè)路徑上的任何梯度，即在流動(dòng)方向上有連續(xù)向下的斜面。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示例是有利的，其中增壓空氣冷卻器是液體冷卻的?；究赡艿氖牵鶕?jù)熱交換器的原理，冷卻裝置被設(shè)計(jì)為空氣冷卻裝置或者液體冷卻裝置的形式。在空氣冷卻裝置的情況下，被引導(dǎo)通過增壓空氣冷卻器的增壓空氣被產(chǎn)生于相關(guān)的風(fēng)和/或由鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的空氣流冷卻。相反，液體冷卻裝置需要形成冷卻回路， 如果合適可使用已有回路，例如液體冷卻內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻回路。此處，冷卻劑由設(shè)置在冷卻回路中的泵注入，使得所述冷卻劑循環(huán)并流動(dòng)通過增壓空氣冷卻器。從增壓空氣耗散至冷卻器中的冷卻劑的熱量被引導(dǎo)離開，并在另一個(gè)熱交換器中再次從冷卻劑抽取。由于液體相對(duì)于空氣的明顯更高的熱容量，通過液體冷卻比通過空氣冷卻能夠耗散明顯更多的熱量。出于此原因，特別是在具有排氣再循環(huán)的增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，增壓空氣冷卻器是液體冷卻的是有利的，因?yàn)橐缓纳⒌臒崃肯鄬?duì)大。增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示例可以是有利的，其中提供額外的排氣再循環(huán)裝置，其包括從渦輪上游的排氣管道分支并開口到壓縮機(jī)下游的進(jìn)氣系統(tǒng)的管道。額外的高壓EGR裝置可以是有利的，以便產(chǎn)生顯著減少氮氧化物排放所需的高排氣再循環(huán)率。此處，可以考慮從排氣管道到進(jìn)氣管道的排氣再循環(huán)需要出口側(cè)與進(jìn)口側(cè)之間的壓力差，即壓力梯度。此外，為了實(shí)現(xiàn)所需的高排氣再循環(huán)率，需要高壓力梯度。在配備有高壓EGR裝置并且其中增壓空氣冷卻器設(shè)置在壓縮機(jī)下游的進(jìn)氣管道中的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，示例是有利的，其包括用于排氣再循環(huán)的開口到增壓空氣冷卻器下游的進(jìn)氣系統(tǒng)的管道。這防止經(jīng)由高壓EGR裝置再循環(huán)的未經(jīng)處理的排氣污染增壓空氣冷卻器。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示例是有利的，其中到增壓空氣冷卻器中的入口設(shè)置得大地坐標(biāo)高于離開增壓空氣冷卻器的出口。增壓空氣冷卻器的所述示例確保無冷凝物收集在冷卻器中，僅因?yàn)槿肟谖挥诒瘸隹诟叩拇蟮刈鴺?biāo)高度。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示例是有利的，其中增壓空氣冷卻器被設(shè)置成從到增壓空氣冷卻器中的入口到離開增壓空氣冷卻器的出口傾斜角度α。在所述示例中，增壓空氣冷卻器設(shè)置一角度使得在入口與出口之間形成梯度。當(dāng)使用排氣渦輪增壓器時(shí)，基本尋求將渦輪設(shè)置得盡可能靠近汽缸的出口，以便由此能夠最優(yōu)地利用由排氣壓力和排氣溫度顯著地被確定的熱排氣的排氣焓，并且確保渦輪或者渦輪增壓器的快速響應(yīng)行為。此外，到不同排氣后處理系統(tǒng)的熱排氣路徑應(yīng)該盡可能短，使得排氣被給予少的時(shí)間來冷卻，并且排氣后處理系統(tǒng)盡可能快地達(dá)到他們的運(yùn)行溫度或者點(diǎn)火溫度，特別是在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)之后。出于上述原因，渦輪增壓器和壓縮機(jī)被布置成在出口側(cè)盡可能靠近內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的出口。此處，特別有利的是排氣歧管被整合到汽缸蓋，其中汽缸的排氣管道被合并，以在汽缸蓋內(nèi)形成至少一個(gè)總體的排氣管道。增壓器的上述設(shè)置具有在壓縮機(jī)中壓縮的增壓空氣基本可以從汽缸的出口側(cè)被引導(dǎo)到入口側(cè)的效果。就此而論，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示例是有利的，其中增壓空氣冷卻器設(shè)置在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的出口側(cè)與入口側(cè)之間的至少一個(gè)汽缸之上，并且從入口側(cè)到出口側(cè)傾斜角度α。此處，在具有容納閥驅(qū)動(dòng)的至少一個(gè)汽缸蓋的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，增壓空氣冷卻器設(shè)置在出口側(cè)與入口側(cè)之間的閥驅(qū)動(dòng)之上。所述示例產(chǎn)生非常緊湊的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)并且允許密集包裝的驅(qū)動(dòng)單元作為整體。壓縮機(jī)與汽缸入口之間的距離被縮短至最大可能的程度，這產(chǎn)生了多重優(yōu)點(diǎn)。壓縮機(jī)下游的進(jìn)氣系統(tǒng)中的短距離確保渦輪增壓器的快速響應(yīng)行為，并減少了到燃燒室的入口增壓空氣流中的壓力損失。不必要的長管道被省去，這進(jìn)一步降低了進(jìn)氣系統(tǒng)的重量和空間要求。短距離也在噪聲特性方面具有有利效果。進(jìn)氣系統(tǒng)的大部件通過增壓空氣冷卻器本身形成，即跨越，這產(chǎn)生了關(guān)于冷卻器和位于下游的進(jìn)氣歧管的多個(gè)有利示例。關(guān)于角度α，示例已經(jīng)證明是有利的，其中角度α符合以下準(zhǔn)則α彡5°，優(yōu)選地20°多a多5。。然而，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示例也是有利的，其中角度α符合以下準(zhǔn)則 α彡10°，優(yōu)選地20°彡α彡10°。特定的角度或角度范圍首先確保了冷卻器中或冷卻器的足夠大的梯度，并且其次確保了緊湊的設(shè)計(jì)，其中冷卻器不伸出過遠(yuǎn)。在具有高壓EGR裝置的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，示例是有利的，其中在高壓EGR的管道中提供額外的冷卻器。所述額外的冷卻器降低熱排氣流的溫度并由此增加排氣的密度。汽缸新鮮增壓空氣的溫度以此方式被進(jìn)一步降低，因此額外的冷卻器也有助于用新鮮混合物改進(jìn)燃燒室的增壓空氣。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示例是有利的，其中至少一個(gè)排氣渦輪增壓器的渦輪配備有可變的渦輪幾何，這使得能夠通過渦輪幾何的調(diào)節(jié)或有效的渦輪橫截面的調(diào)節(jié)更準(zhǔn)確的適于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的各工況點(diǎn)。此處，用于影響流動(dòng)方向的可調(diào)引導(dǎo)葉片設(shè)置在渦輪的入口區(qū)域中。與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子葉片相反，引導(dǎo)葉片不隨著渦輪的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。如果渦輪具有固定的不可變的幾何，則引導(dǎo)葉片設(shè)置在入口區(qū)域中以便不僅固定而且完全不可移動(dòng)，即剛性固定。相反，在可變幾何的情況下，引導(dǎo)葉片也被適當(dāng)?shù)卦O(shè)置為固定但不是完全不可移動(dòng)，在一定程度上可繞它們的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使得接近轉(zhuǎn)子葉片的流可以被影響。然而，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示例也可以是有利的，其中至少一個(gè)排氣渦輪增壓器的渦輪具有固定的渦輪幾何。關(guān)于可變幾何，這通過發(fā)動(dòng)機(jī)控制顯著簡化了內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和/或增壓器的運(yùn)行。此外，渦輪的簡化設(shè)計(jì)產(chǎn)生了關(guān)于排氣渦輪增壓器的成本優(yōu)點(diǎn)。圖2示意性示出內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)I的第二實(shí)施例。試圖解釋與圖I中圖示說明的實(shí)施例有關(guān)的區(qū)別，出于此原因，參考圖I和相關(guān)描述。相同的參考標(biāo)記用于相同的部件。與圖I中圖示說明的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)I相反，假設(shè)在根據(jù)圖2的實(shí)施例中傳感器15不是設(shè)置在壓縮機(jī)8a的上游，而是在壓縮機(jī)8a的下游，具體在壓縮機(jī)8a與增壓空氣冷卻器 10之間的進(jìn)氣管道4中。如傳感器15設(shè)置在壓縮機(jī)8a的上游的情況，僅經(jīng)由低壓EGR裝置9已被再循環(huán)的排氣通過傳感器15。由于其流過壓縮機(jī)8a，新鮮空氣與排氣的增壓空氣混合物被均質(zhì)，使得通過傳感器15檢測的含量Ciiintake明顯攜帶關(guān)于測量品質(zhì)的更大比重，即更具代表性。壓縮機(jī)8a下游的增壓空氣的溫度由于壓縮而增加，這抵消/阻礙了水冷凝出并有助于傳感器15達(dá)到其運(yùn)行溫度。如已提及的，在本公開的背景下，基本足以使傳感器以經(jīng)由低壓EGR裝置再循環(huán)的排氣也通過傳感器的方式被定位。這相當(dāng)于傳感器設(shè)置在到進(jìn)氣管道的再循環(huán)管道的開口下游。關(guān)于傳感器確定的含量Ciiintalre的特性或者EGR再循環(huán)的特性，然而有利的是對(duì)應(yīng)于討論的實(shí)施例的傳感器被設(shè)置在壓縮機(jī)的下游，因?yàn)橛膳艢庠傺h(huán)產(chǎn)生的新鮮空氣和排氣的混合物在流過壓縮機(jī)時(shí)不僅被壓縮而且還被均質(zhì)化。因此，在壓縮機(jī)下游的增壓空氣流內(nèi)由傳感器檢測的含量Ci, intake將進(jìn)行很小的變化，即，將更有代表性。傳感器設(shè)置在壓縮機(jī)下游具有進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)。壓縮機(jī)下游的增壓空氣的溫度由于壓縮而增加。液體特別是水的冷凝出以此方式被抵消/阻礙。這是高度相關(guān)的，液體對(duì)傳感器碰撞可以導(dǎo)致對(duì)傳感器的損害或者破壞，并且由此導(dǎo)致EGR再循環(huán)的失效。此外，此處增加的增壓空氣溫度有助于通過傳感器檢測含量Ci, intake,因?yàn)閭鞲衅餍枰匙畹蜏囟纫员銏?zhí)行其功能，類似于催化轉(zhuǎn)化器。增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例是有利的，其中傳感器設(shè)置在壓縮機(jī)與增壓空氣冷卻器之間。增壓空氣的溫度在壓縮機(jī)上游高于下游，因此冷凝物的形成，特別是水的冷凝出， 被妨礙或者被可靠地防止。以此方式，保護(hù)傳感器以免被冷凝物損害。傳感器設(shè)置在增壓空氣冷卻器下游不僅關(guān)于這方面是有利的。增加的增壓空氣溫度輔助傳感器，其可以處于最低溫度以執(zhí)行其功能。然而，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例也可以是有利的，其中傳感器設(shè)置在增壓空氣冷卻器的下游，特別是即使由于所述設(shè)置，傳感器被排氣中含有的碳煙微粒污染不能被防止。理由如下。此處，即使存在額外的高壓EGR裝置，傳感器可以以這樣的方式被布置在增壓空氣冷卻器的下游，即所述傳感器排他地被經(jīng)由低壓EGR裝置再循環(huán)的排氣碰撞。關(guān)于含量 Ciiintake，這相當(dāng)于傳感器設(shè)置在增壓空氣冷卻器上游。然而，如果內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)額外地配備高壓EGR裝置，則傳感器也可以被布置成使所有再循環(huán)的排氣通過傳感器。高壓EGR裝置再循環(huán)排氣的管道從渦輪上游的排氣管道分支并且開口到增壓空氣冷卻器下游的進(jìn)氣系統(tǒng)。如果傳感器被布置在進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)的管道開口的下游，則經(jīng)由低壓EGR裝置再循環(huán)的排氣和經(jīng)由高壓EGR裝置再循環(huán)的排氣都通過傳感器。由于經(jīng)由高壓EGR裝置再循環(huán)的排氣還沒有被凈化，特別是還沒有在微粒過濾器中被后處理，所以傳感器可能被污染。另一方面，傳感器的設(shè)置允許通過測量檢測進(jìn)氣系統(tǒng)中整個(gè)增壓空氣流的成分i的含量C^intake，并由此確定相關(guān)的總再循環(huán)率X·。因此，通過傳感器檢測的含量Ciantakei還可以被用來確定排氣中的氮氧化物含量CNta,^ihaust,使得可能省去排氣排放系統(tǒng)中的NOx傳感器。通過傳感器的排氣再循環(huán)的閉環(huán)控制僅在兩個(gè)排氣再循環(huán)裝置中的僅一個(gè)在使用時(shí)是可能的，也就是說，當(dāng)排氣再循環(huán)排他地經(jīng)由低壓EGR裝置或經(jīng)由高壓EGR裝置發(fā)生時(shí)。圖3示意性示出內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)I的第三實(shí)施例。試圖解釋與圖I和圖2中圖示說明的實(shí)施例有關(guān)的區(qū)別，出于此原因，參考所述兩個(gè)附圖和相關(guān)描述。相同的參考標(biāo)記用于相同的部件。與圖2中圖示說明的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)I相反，假設(shè)在根據(jù)圖3的實(shí)施例中傳感器15不是設(shè)置在進(jìn)氣系統(tǒng)3中增壓空氣冷卻器10的上游，而是設(shè)置在增壓空氣冷卻器10的下游， 具體是在高壓EGR裝置12的管道12a的開口點(diǎn)的下游。通過傳感器15的所述設(shè)置，所有再循環(huán)的排氣通過傳感器15。圖4在圖400中示出排氣中氮氧化物的含量CN()X,exhaust相比于由燃燒產(chǎn)生的增壓空氣部分的比例(the proportion)Fintake。產(chǎn)生于燃燒的增壓空氣的比例可以通過來自傳感器15的輸出確定。例如，如果傳感器15是氧氣傳感器,貝U與環(huán)境空氣相比通過傳感器的空氣的氧含量的減少可以歸因于增壓空氣中EGR的量。如果汽缸新鮮增壓空氣中燃燒產(chǎn)物的比例Fintake增加，即Fintake增加，則排氣中氮氧化物含量C—ust下降。圖5是圖示說明用于基于來自設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道中的傳感器的反饋控制 LP-EGR和/或HP-EGR系統(tǒng)的方法500的流程圖。響應(yīng)于從各種發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器接收的信號(hào)， 例如氧氣傳感器(例如，圖1、2和/或3的傳感器15)，方法500通過車輛的控制系統(tǒng)(例如控制器112)被實(shí)施。方法500包括在步驟502處確定發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)可以包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、溫度、MAP等。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)可以包括如在步驟504處通過位于進(jìn)氣道中的氧氣傳感器確定的增壓空氣中氧氣的含量。在步驟506處，確定是否能夠進(jìn)行EGR。EGR能夠進(jìn)行取決于運(yùn)行參數(shù)。例如，如果發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低于閾值，如果發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷低于閾值(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行于怠速)等， 則EGR不能進(jìn)行。如果EGR不能進(jìn)行，則方法500前進(jìn)到步驟508以關(guān)閉LP-EGR和HP-EGR 閥兩者。如果EGR能夠進(jìn)行，則方法500前進(jìn)到步驟510以基于運(yùn)行參數(shù)設(shè)置期望的EGR 率。期望的EGR率可以以合適的方式設(shè)置，例如基于位于控制器的存儲(chǔ)器中的表，并且可以基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷被確定。此外，取決于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷以及其他運(yùn)行參數(shù)，LP-EGR 系統(tǒng)可以以期望的速率進(jìn)行，HP-EGR系統(tǒng)可以以期望的速率進(jìn)行，或者LP-EGR和HP-EGR系統(tǒng)兩者均可以以期望的速率進(jìn)行。在步驟512處，方法500包括確定是否進(jìn)行LP-EGR。如果進(jìn)行LP-EGR，則方法500 前進(jìn)到步驟514以基于來自氧氣傳感器的反饋調(diào)節(jié)LP-EGR閥。氧氣傳感器可以指示EGR 組成的增壓空氣的相關(guān)部分，并且因此LP-EGR閥可以基于來自傳感器的反饋被調(diào)節(jié)以達(dá)到期望的EGR率。此外，在一些實(shí)施例中，傳感器可以被用來確定增壓空氣中的NOx含量并由此確定EGR中的NOx含量。LP-EGR閥可以被調(diào)節(jié)以控制排氣中NOx的量，例如閥可以被打開以便增加EGR率并由此降低NOx含量。此外，在一些示例中，如果HP-EGR系統(tǒng)也進(jìn)行 (如在步驟510處通過發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)確定的)，則HP-EGR閥可以基于在步驟515處通過 HP-EGR系統(tǒng)的估計(jì)流量被控制。流量/流(flow)可以基于HP-EGR閥的確定位置、LP-EGR 閥的確定位置、HP-EGR閥上游和/或下游的確定壓力等被估計(jì)。如果不能進(jìn)行LP-EGR，僅能進(jìn)行HP-EGR，則方法500前進(jìn)到步驟516處以調(diào)節(jié) HP-EGR閥以產(chǎn)生期望的EGR率。在一些實(shí)施例中，例如當(dāng)傳感器位于進(jìn)氣中HP-EGR入口的下游時(shí)，在步驟518處HP-EGR閥可以基于來自傳感器的反饋被調(diào)節(jié)。然而，在傳感器位于HP-EGR入口的上游的實(shí)施例(例如圖I和圖2中圖示說明的實(shí)施例)中，HP-EGR可以不基于來自傳感器的反饋被控制，但可以僅基于存儲(chǔ)在控制器的存儲(chǔ)器中的表和如上所述估計(jì)的通過HP-EGR系統(tǒng)的流量被控制。當(dāng)關(guān)閉閥或者調(diào)節(jié)LP-EGR和/或HP-EGR閥時(shí)，方法500返回。因此，圖5的方法提供運(yùn)行包括LP-EGR和HP-EGR系統(tǒng)兩者的增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。 該方法包括如果LP-EGR和HP-EGR系統(tǒng)都進(jìn)行，則基于由設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)中的傳感器檢測的增壓空氣中氧氣含量來調(diào)節(jié)LP-EGR閥，并基于估計(jì)的HP-EGR流量調(diào)節(jié)HP-EGR 閥。如果僅LP-EGR系統(tǒng)進(jìn)行，則可以基于傳感器檢測的氧氣含量僅調(diào)節(jié)LP-EGR閥。如果僅HP-EGR系統(tǒng)進(jìn)行，則可以基于傳感器檢測的氧氣含量僅調(diào)節(jié)HP-EGR閥。以此方式，如果僅HP-EGR或LP-EGR系統(tǒng)進(jìn)行，則進(jìn)行的系統(tǒng)的閉環(huán)控制可以通過進(jìn)氣中的氧氣傳感器被改進(jìn)，其可以提供比排氣中的氧傳感器或者比估計(jì)EGR流量的其他機(jī)構(gòu)更準(zhǔn)確的EGR率確定。氧氣傳感器可以布置在壓縮機(jī)下游的進(jìn)氣中以增加傳感器讀數(shù)的準(zhǔn)確性。在HP-EGR閥基于來自進(jìn)氣氧氣傳感器的反饋被控制的實(shí)施例中,傳感器可以布置在HP-EGR進(jìn)入進(jìn)氣的位置處的下游。如果HP-EGR和LP-EGR系統(tǒng)都進(jìn)行，則LP-EGR閥可以基于來自傳感器的反饋被控制，同時(shí)HP-EGR系統(tǒng)可以基于估計(jì)的EGR流量被控制。LP-EGR系統(tǒng)的反饋控制可以提供準(zhǔn)確的LP-EGR率，并且HP-EGR閥可以基于估計(jì)的EGR流量被控制，其可以包括確定的LP-EGR 閥的位置。以此方式，可以經(jīng)由來自氧氣傳感器的反饋間接控制HP-EGR系統(tǒng)。將意識(shí)到，本文公開的構(gòu)造和方法本質(zhì)上是示意性的，并且這些特定實(shí)施例不被認(rèn)為有限制的意思，因?yàn)楹芏嘧兓强赡艿?。例如，以上技術(shù)可以應(yīng)用到V-6、1-4、1-6、 V-12、對(duì)置4缸和其他發(fā)動(dòng)機(jī)類型。本公開的主題包括本文公開的各種系統(tǒng)和構(gòu)造以及其他特征、功能和/或性質(zhì)的所有的新穎且非顯而易見的組合和子組合。所附權(quán)利要求具體指出了被認(rèn)為是新穎的且非顯而易見的某些組合和子組合。這些權(quán)利要求可能涉及“一個(gè)”元件或“第一”元件或其等價(jià)物。這些權(quán)利要求應(yīng)該被理解為包括一個(gè)或更多個(gè)這些元件的合并，不要求也不排除兩個(gè)或更多個(gè)這些元件。公開的特征、 功能、元件和/或性質(zhì)的其他組合和子組合可以通過對(duì)本權(quán)利要求的修改或者通過在這個(gè)或相關(guān)應(yīng)用中提出新權(quán)利要求而要求保護(hù)。這些權(quán)利要求，無論在范圍上比原權(quán)利要求更寬、更窄、相同或不同，也被認(rèn)為包括在本公開的主題以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括汽缸；進(jìn)氣系統(tǒng)中的進(jìn)氣管道，其用于供應(yīng)增壓空氣到所述汽缸；用于排出排氣的排氣管道；排氣渦輪增壓器，其包括設(shè)置在所述排氣管道中的渦輪和設(shè)置在所述進(jìn)氣管道中的壓縮機(jī)；排氣再循環(huán)裝置，其包括再循環(huán)管道，所述再循環(huán)管道從所述渦輪下游的所述排氣管道分支并開口到所述壓縮機(jī)上游的所述進(jìn)氣管道；以及用于檢測所述進(jìn)氣系統(tǒng)中增壓空氣的成分i的含量Ciiintalre的傳感器，其設(shè)置在到所述進(jìn)氣管道中的所述再循環(huán)管道的開口下游。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中用于調(diào)節(jié)再循環(huán)率的開關(guān)元件設(shè)置在所述再循環(huán)管道中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述傳感器設(shè)置在所述進(jìn)氣系統(tǒng)中所述壓縮機(jī)的下游。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中增壓空氣冷卻器設(shè)置在所述壓縮機(jī)下游的所述進(jìn)氣管道中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述汽缸具有至少一個(gè)入口，并且其中在所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝位置，所述增壓空氣冷卻器設(shè)置在所述汽缸的所述至少一個(gè)入口之上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述進(jìn)氣系統(tǒng)中的大地坐標(biāo)高度在從到所述增壓空氣冷卻器中的所述增壓空氣冷卻器的入口朝向所述汽缸的所述至少一個(gè)開口前進(jìn)的流動(dòng)方向上連續(xù)減小。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述傳感器設(shè)置在所述壓縮機(jī)與所述增壓空氣冷卻器之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述傳感器設(shè)置在所述增壓空氣冷卻器的下游。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其進(jìn)一步包括另外的排氣再循環(huán)裝置，所述另外的排氣再循環(huán)裝置包括從所述渦輪上游的所述排氣管道分支并開口到所述壓縮機(jī)下游的所述進(jìn)氣系統(tǒng)的管道。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中增壓空氣冷卻器設(shè)置在所述壓縮機(jī)下游的所述進(jìn)氣管道中，并且其中所述管道開口到所述增壓空氣冷卻器下游的所述進(jìn)氣系統(tǒng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述傳感器設(shè)置在到所述進(jìn)氣系統(tǒng)的所述管道的開口的下游。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述傳感器是O2傳感器，并且其中成分i是增壓空氣中的氧氣。
13.一種用于運(yùn)行增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，其包括基于設(shè)置在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)中的傳感器檢測的增壓空氣中成分i的含量Ci, intake，經(jīng)由排氣再循環(huán)管道中的開關(guān)元件調(diào)節(jié)所述排氣再循環(huán)管道中的再循環(huán)率。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述含量Ciiintake被用于確定由燃燒產(chǎn)生的增壓空氣部分的比例Fintake,并且其中所述比例Fintake被用來確定排氣中氮氧化物的含量Cnqx,exhaust°
15.—種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng),其包括聯(lián)接至進(jìn)氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的汽缸；包括渦輪和壓縮機(jī)的渦輪增壓器；高壓EGR系統(tǒng)，其將所述渦輪上游的排氣再循環(huán)到所述壓縮機(jī)下游的所述進(jìn)氣系統(tǒng)； 低壓EGR系統(tǒng)，其將所述渦輪和至少一個(gè)后處理系統(tǒng)下游的排氣再循環(huán)到所述壓縮機(jī)上游的所述進(jìn)氣系統(tǒng)；以及所述進(jìn)氣系統(tǒng)中的氧氣傳感器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中所述氧氣傳感器設(shè)置在所述壓縮機(jī)的下游，并且進(jìn)一步包括控制器，所述控制器包括基于來自所述氧氣傳感器的反饋調(diào)節(jié)低壓EGR 閥的位置的指令。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中所述氧氣傳感器設(shè)置在所述高壓EGR系統(tǒng)的入口的下游，并且進(jìn)一步包括控制器，所述控制器包括基于來自所述氧氣傳感器的反饋調(diào)節(jié)低壓EGR閥和/或高壓EGR閥的位置的指令。
18.一種用于運(yùn)行包括LP-EGR和HP-EGR系統(tǒng)的增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，其包括如果所述LP-EGR和HP-EGR系統(tǒng)均進(jìn)行，則基于進(jìn)氣系統(tǒng)傳感器檢測的增壓空氣中的氧氣含量調(diào)節(jié)LP-EGR閥，并且基于估計(jì)的HP-EGR流量調(diào)節(jié)HP-EGR閥。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其進(jìn)一步包括，如果僅所述LP-EGR系統(tǒng)進(jìn)行，則基于所述傳感器檢測的所述氧氣含量僅調(diào)節(jié)所述LP-EGR閥。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其進(jìn)一步包括，如果僅所述HP-EGR系統(tǒng)進(jìn)行，則基于所述傳感器檢測的所述氧氣含量僅調(diào)節(jié)所述HP-EGR閥。
全文摘要
本發(fā)明提供一種增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。該發(fā)動(dòng)機(jī)包括汽缸；進(jìn)氣系統(tǒng)中的進(jìn)氣管道，用于供應(yīng)增壓空氣到汽缸；用于排出排氣的排氣管道；排氣渦輪增壓器，其包括設(shè)置在排氣管道中的渦輪和設(shè)置在進(jìn)氣管道中的壓縮機(jī)；排氣再循環(huán)裝置，其包括再循環(huán)管道，該再循環(huán)管道從渦輪下游的排氣管道分支并開口到壓縮機(jī)上游的進(jìn)氣管道；以及用于檢測進(jìn)氣系統(tǒng)中增壓空氣的成分i的含量Ci，intake的傳感器，其設(shè)置在到進(jìn)氣管道的再循環(huán)管道的開口的下游。以此方式，排氣再循環(huán)可以基于來自傳感器的反饋被調(diào)節(jié)以控制排放。
文檔編號(hào)F02M25/07GK102588081SQ20121001474
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月12日
發(fā)明者A·庫斯克, C·W·維吉爾德, D·羅杰, J·K·斯提爾夫 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司