本申請(qǐng)是2014年1月16日提交的名稱(chēng)為“經(jīng)由分離排氣改善漏氣的方法(METHOD TO IMPROVE BLOWTHROUGH VIA SPLIT EXHAUST)”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No.14/157,167的部分繼續(xù)申請(qǐng)，其全部?jī)?nèi)容以引用方式并入本位，用于所有目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及在升壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)中的分離排氣(split exhaust)。

背景技術(shù)：

發(fā)動(dòng)機(jī)可使用諸如渦輪增壓器的升壓設(shè)備來(lái)增加發(fā)動(dòng)機(jī)功率密度。但是，由于增加的燃燒溫度，發(fā)動(dòng)機(jī)爆震可發(fā)生。通過(guò)延遲火花正時(shí)可解決發(fā)動(dòng)機(jī)爆震；但是，顯著的火花延遲能夠降低燃料經(jīng)濟(jì)性，并且限制最大扭矩。由于高的充氣溫度，在升壓狀況下爆震特別有問(wèn)題。

降低充氣溫度且因此降低爆震的一種方法是在正氣門(mén)重疊階段期間經(jīng)由漏氣(blowthrough)，其中升壓的進(jìn)氣空氣被吹送通過(guò)燃燒室到排氣裝置。

抑制爆震的另一個(gè)方法是通過(guò)借助冷卻的排氣再循環(huán)(EGR)稀釋進(jìn)氣空氣。Roth(US 8495992)示出控制用于EGR的排氣的流動(dòng)的示例方法，其中分離排氣系統(tǒng)在泄放(blowdown)和清除(scavenging)階段期間分開(kāi)離開(kāi)燃燒室的排氣。來(lái)自泄放階段的排氣被分配到渦輪增壓器系統(tǒng)中的渦輪或者被分配到EGR系統(tǒng)，該EGR系統(tǒng)將冷卻的EGR氣體引導(dǎo)到進(jìn)氣歧管或渦輪增壓器中的壓縮機(jī)的上游。類(lèi)似地，來(lái)自清除階段的排氣被輸送到排放控制設(shè)備或EGR系統(tǒng)，該EGR系統(tǒng)將冷卻的氣體遞送到進(jìn)氣歧管或壓縮機(jī)的上游。進(jìn)氣門(mén)正時(shí)和排氣門(mén)正時(shí)被控制，從而基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況調(diào)節(jié)流到渦輪增壓器和/或EGR的排氣的量。

發(fā)明人在此已經(jīng)識(shí)別潛在的問(wèn)題，其包括用上述方法解決爆震極限的問(wèn)題。例如，EGR節(jié)氣門(mén)可被放置在進(jìn)氣裝置中、壓縮機(jī)的上游，以增強(qiáng)在低背壓下的EGR流，這能夠使渦輪增壓器對(duì)喘振(surge)更敏感，并且增加泵送損失。此外，在漏氣技術(shù)被用來(lái)減少爆震的示例中，被噴射以使排氣達(dá)到化學(xué)計(jì)量比的附加燃料能夠引起催化劑的過(guò)熱且影響排放，同時(shí)增加燃料消耗。此外，在較低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下發(fā)動(dòng)機(jī)效率可劣化，并且EGR可促成燃燒不穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識(shí)到上述問(wèn)題，并且識(shí)別至少部分地解決所述問(wèn)題的方法。在一個(gè)示例方法中，用于發(fā)動(dòng)機(jī)的方法包括將來(lái)自第一汽缸組的排氣引導(dǎo)到前壓縮機(jī)位置、后壓縮機(jī)位置和排氣渦輪中的一個(gè)或多個(gè)，以及將來(lái)自第二汽缸組的排氣引導(dǎo)到前壓縮機(jī)位置和排氣渦輪中的一個(gè)或多個(gè)。這樣，通過(guò)分開(kāi)汽缸組能夠?qū)⑴艢庠傺h(huán)到不同的位置，用于改善性能和效率。

例如，升壓發(fā)動(dòng)機(jī)可包括第一汽缸組和第二汽缸組，其中第一汽缸組包括不同于第二汽缸組的汽缸。來(lái)自第一汽缸組的排氣可被引導(dǎo)到三個(gè)分開(kāi)的目的地中的一個(gè)或多個(gè)，所述目的地包括壓縮機(jī)上游(前壓縮機(jī))的第一位置、壓縮機(jī)下游(后壓縮機(jī))的第二位置，以及排氣渦輪直接上游的第三位置。壓縮機(jī)下游的第二位置可包括進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)下游和進(jìn)氣歧管上游的位置。來(lái)自第二汽缸組的排氣可被引導(dǎo)到壓縮機(jī)上游的第一位置和排氣渦輪直接上游的第三位置中的一個(gè)或多個(gè)。因而，基于發(fā)動(dòng)機(jī)狀況，排氣可被引導(dǎo)到上述位置中的一個(gè)或多個(gè)。來(lái)自第一汽缸組的排氣可在中等發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷以及較低的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷期間被引導(dǎo)到第二位置，而來(lái)自第二汽缸組的排氣同時(shí)被引導(dǎo)到排氣渦輪。在較高的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷期間，較大比例的排氣可從第一汽缸組和第二汽缸組二者被引導(dǎo)到排氣渦輪，同時(shí)將較小比例的排氣引導(dǎo)到壓縮機(jī)上游的位置。在本文中，通過(guò)調(diào)整氣門(mén)正時(shí)，較小比例的排氣可與新鮮的進(jìn)氣空氣一起被吹送通過(guò)汽缸到壓縮機(jī)的上游，從而允許第一汽缸組和第二汽缸組中每一個(gè)汽缸的至少一個(gè)進(jìn)氣門(mén)和一個(gè)排氣門(mén)之間的正氣門(mén)重疊。

以這種方式，在不同的發(fā)動(dòng)機(jī)狀況期間能夠減少爆震，同時(shí)提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率。在具體的發(fā)動(dòng)機(jī)狀況(例如較低和中等的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷)期間，將來(lái)自第一汽缸組的排氣再循環(huán)到壓縮機(jī)下游的位置可允許泵送損失以及熱損失的減少。同時(shí)，通過(guò)將來(lái)自第二汽缸組的排氣引導(dǎo)到排氣渦輪，可提供期望的發(fā)動(dòng)機(jī)功率。因而，減少的泵送損失和熱損失可改善發(fā)動(dòng)機(jī)效率。此外，在較高的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷期間，允許新鮮的進(jìn)氣空氣吹送通過(guò)汽缸中任何殘留的熱排氣能夠降低燃燒室內(nèi)的溫度。此外，因?yàn)槁┬沟目諝獠槐灰龑?dǎo)到排放控制設(shè)備，從而在不需要額外燃料的噴射的情況下維持排氣中的化學(xué)計(jì)量比。

應(yīng)當(dāng)理解，上面的發(fā)明內(nèi)容被提供是為了以簡(jiǎn)化的形式介紹在具體實(shí)施方式中被進(jìn)一步描述的一些概念。這并不旨在識(shí)別所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或必要特征，所要求保護(hù)的范圍由隨附權(quán)利要求唯一地限定。此外，所要求保護(hù)的主題不限于解決上面或在本公開(kāi)的任何部分中提到的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。

附圖說(shuō)明

圖1描繪了具有分離的排氣歧管的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的示意圖。

圖2示出局部的發(fā)動(dòng)機(jī)視圖。

圖3描述用于圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中的一個(gè)的示例汽缸進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)正時(shí)。

圖4是示出基于各種發(fā)動(dòng)機(jī)工況激活壓縮機(jī)進(jìn)口閥的程序的示例流程圖。

圖5描述基于各種發(fā)動(dòng)機(jī)狀況的示例閥操作，以及經(jīng)由圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)汽缸的三個(gè)通道的隨后的排氣流。

圖6示意性地描繪圖1的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的第二實(shí)施例。

圖7提出包括凸輪廓線變換系統(tǒng)的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的第二實(shí)施例的示意描述。

圖8示出可用來(lái)確定渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的第二實(shí)施例的操作模式的發(fā)動(dòng)機(jī)工況的示例映射圖。

圖9A、圖9B和圖9C描述用于渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的第二實(shí)施例的汽缸的示例排氣門(mén)正時(shí)。

圖10是示出用于基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況調(diào)整渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的第二實(shí)施例的多個(gè)汽缸的排氣門(mén)的程序的示例流程圖。

圖11提出描述用于響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)工況的變化，在渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的第二實(shí)施例的多個(gè)汽缸的不同操作模式之間轉(zhuǎn)變的程序的示例流程圖。

圖12示出列出渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的第二實(shí)施例的多個(gè)汽缸的操作的各種模式的表格。

具體實(shí)施方式

下面的描述涉及用于通過(guò)排放發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸通過(guò)三個(gè)不同的通道，控制發(fā)動(dòng)機(jī)(諸如圖1至圖2的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng))中的爆震的系統(tǒng)和方法。具體地，在一個(gè)燃燒循環(huán)內(nèi)，排氣的第一或泄放部分可經(jīng)由第一通道被導(dǎo)向到渦輪增壓器的渦輪，排氣的第二或清除部分可經(jīng)由第二通道被引導(dǎo)到排放控制設(shè)備，而與漏泄的空氣混合的朝向排氣沖程末端的排氣的第三部分可通過(guò)第三通道被引導(dǎo)到渦輪增壓器中的壓縮機(jī)的進(jìn)口。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)汽缸可包括五個(gè)閥/氣門(mén)：兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)、兩個(gè)排氣門(mén)和一個(gè)壓縮機(jī)進(jìn)口閥。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可被配置成執(zhí)行控制程序(諸如圖4的程序)，從而基于諸如圖5中所示的各種發(fā)動(dòng)機(jī)工況，操作壓縮機(jī)進(jìn)口閥。壓縮機(jī)進(jìn)口閥正時(shí)可與排氣門(mén)以及進(jìn)氣門(mén)的正時(shí)相協(xié)調(diào)，從而允許排氣再循環(huán)(EGR)和漏氣(圖3)。在圖6中示出的第二實(shí)施例中，在低到中等發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷期間可提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率。在本文中，凸輪廓線變換系統(tǒng)可耦接到每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的兩個(gè)排氣門(mén)和壓縮機(jī)進(jìn)口閥(圖7)中的每一個(gè)。此外，第四通道可被包括在將每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的壓縮機(jī)進(jìn)口閥中的每一個(gè)與壓縮機(jī)下游的發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管流體耦接的第二實(shí)施例內(nèi)。通過(guò)調(diào)整每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的排氣門(mén)和壓縮機(jī)進(jìn)口閥的閥正時(shí)(圖9A、圖9B和圖9C)，可在三種不同的模式下操作發(fā)動(dòng)機(jī)(圖10)?；诎ìF(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(圖8)的現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)工況(圖11)，可選擇不同的操作模式。這樣，在單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間，來(lái)自每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的排氣沖程的不同持續(xù)時(shí)間的排氣可被引導(dǎo)到發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(圖12)中不同的位置，從而提供經(jīng)由EGR的爆震控制和經(jīng)由漏氣的汽缸冷卻。此外，通過(guò)改變排氣被再循環(huán)的位置，可改善發(fā)動(dòng)機(jī)效率。

在下面的描述中，閥是可操作的或激活的表明閥根據(jù)在用于一組給定的狀況的燃燒循環(huán)期間的確定正時(shí)被打開(kāi)和/或關(guān)閉。同樣，閥是被禁用的或不可操作的表明閥被保持關(guān)閉，除非另有說(shuō)明。當(dāng)被保持關(guān)閉時(shí)，被停用的閥可阻斷通過(guò)其的流體流(包括氣體)。

圖1示出可被包括在汽車(chē)的推進(jìn)系統(tǒng)中的多汽缸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的示意圖。發(fā)動(dòng)機(jī)10可包括多個(gè)燃燒室(也稱(chēng)為汽缸)，其頂部可覆蓋汽缸蓋(未示出)。在圖1所示的示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10包括以直列四缸配置布置的燃燒室20、22、24和26。但是，應(yīng)當(dāng)理解，盡管圖1示出四個(gè)汽缸，發(fā)動(dòng)機(jī)10在任何配置(例如V-6、I-6、V-12、對(duì)置4缸等)中可包括任何數(shù)量的汽缸。

每個(gè)燃燒室可經(jīng)由空氣進(jìn)氣通道28接收來(lái)自進(jìn)氣歧管27的進(jìn)氣空氣。進(jìn)氣歧管27可經(jīng)由進(jìn)氣道耦接到燃燒室。例如，進(jìn)氣歧管27在圖1中被示出為經(jīng)由進(jìn)氣道152、154、156和158分別耦接到汽缸20、22、24和26。每個(gè)進(jìn)氣道可將空氣和/或燃料供應(yīng)到其耦接的汽缸，用于燃燒。每個(gè)汽缸進(jìn)氣道能夠經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣門(mén)與汽缸選擇性地連通。汽缸20、22、24和26在圖1中被示出每個(gè)具有兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)。例如，汽缸20具有兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)32和34，汽缸22具有兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)36和38，汽缸24具有兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)40和42，并且汽缸26具有兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)44和46。在一個(gè)示例中，通過(guò)進(jìn)氣歧管27與每個(gè)進(jìn)氣門(mén)選擇性地連通，可形成進(jìn)氣通道。在另一些實(shí)施例中，用于單個(gè)汽缸的進(jìn)氣通道可靠近該汽缸分離成在中間有壁的兩個(gè)相鄰路徑，通道的每個(gè)分離路徑與單個(gè)進(jìn)氣門(mén)連通。在另一個(gè)示例中，在具體的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)中的每一個(gè)可被控制以打開(kāi)，并且因此可通過(guò)共同的進(jìn)氣道與進(jìn)氣歧管連通。

每個(gè)燃燒室可經(jīng)由耦接到其的一個(gè)或多個(gè)排氣道排出燃燒氣體。汽缸20、22、24和26在圖1中被示出每個(gè)分別耦接到兩個(gè)排氣道，用于分別引導(dǎo)燃燒氣體的泄放部分和清除部分。例如，排氣道33和35耦接到汽缸22，排氣道39和41耦接到汽缸22，排氣道45和47耦接到汽缸24，并且排氣道51和53耦接到汽缸26。每個(gè)排氣道能夠經(jīng)由排氣門(mén)與其耦接的汽缸選擇性地連通。例如，排氣道33、35、39、41、45、47、51和53經(jīng)由它們各自的排氣門(mén)122、132、124、134、126、136、128和138與它們各自的汽缸連通。

這是分離的歧管系統(tǒng)，排氣道33、39、45和51可導(dǎo)入排氣歧管55，而排氣道35、41、47和53可組合成排氣歧管57。該系統(tǒng)中的排氣歧管可被配置成將來(lái)自汽缸20、22、24和26的燃燒產(chǎn)物排出。

發(fā)動(dòng)機(jī)10可包括渦輪增壓器190。渦輪增壓器190可包括耦接在共同軸96上的排氣渦輪92和進(jìn)氣壓縮機(jī)94。廢氣門(mén)127可耦接在渦輪92的兩端。具體地，廢氣門(mén)127可被包括在排氣渦輪的進(jìn)口和出口之間耦接的旁路166中，從而控制由渦輪提供的升壓量。

排氣歧管可被設(shè)計(jì)成分別地引導(dǎo)排氣的泄放部分和清除部分。排氣歧管55可經(jīng)由管路160將排氣的泄放脈沖引導(dǎo)到渦輪增壓器190的渦輪92，而排氣歧管57可經(jīng)由管路162將排氣的清除部分引導(dǎo)到渦輪92的下游和排放控制設(shè)備72(也稱(chēng)為排氣排放設(shè)備、排氣催化劑、排放催化劑等)的上游。例如，排氣門(mén)122、124、126和128通過(guò)排氣歧管55和管路160將排氣的泄放部分引導(dǎo)到渦輪，而排氣門(mén)132、134、136和138通過(guò)排氣歧管57經(jīng)由管路162將排氣的清除部分引導(dǎo)到排放控制設(shè)備72。

離開(kāi)渦輪92的排氣也可經(jīng)過(guò)排放控制設(shè)備72。在一個(gè)示例中，排放控制設(shè)備72能夠包括多個(gè)催化劑磚。在另一個(gè)示例中，能夠使用每一個(gè)均具有多個(gè)磚的多個(gè)排放控制設(shè)備。在一些示例中，排放控制設(shè)備72可以是三元型催化劑。在另一些示例中，排放控制設(shè)備72可包括一個(gè)或多個(gè)柴油氧化催化劑(DOC)和選擇性催化還原催化劑(SCR)。在穿過(guò)排放控制設(shè)備72之后，排氣可被引導(dǎo)出去到尾管58。

除了如圖1中出的兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)和兩個(gè)排氣門(mén)之外，發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸還可包括第五閥，其被稱(chēng)為“壓縮機(jī)進(jìn)口閥”。第五閥也能夠稱(chēng)為第三排氣門(mén)。例如，汽缸20、22、24和26分別包括耦接到它們各自的端口31、37、43和49的壓縮機(jī)進(jìn)口閥112、114、116和118。此外，與壓縮機(jī)進(jìn)口閥連通的端口中的每一個(gè)可組合成不同的歧管59，其可經(jīng)由管路164連接到壓縮機(jī)94上游和空氣過(guò)濾器70下游的進(jìn)氣裝置28。例如，壓縮機(jī)進(jìn)口閥112可在汽缸20中朝排氣沖程的末端被打開(kāi)，從而允許殘留排氣流到壓縮機(jī)94的進(jìn)口。此外，壓縮機(jī)進(jìn)口閥112經(jīng)過(guò)活塞的上止點(diǎn)(TDC)位置可保持打開(kāi)，以與汽缸20的進(jìn)氣門(mén)32和/或34重疊，從而允許新鮮的進(jìn)氣空氣漏泄燃燒室，并且將任何剩余的排氣排到壓縮機(jī)94。閥125可被包括在管路164中，以控制EGR的流動(dòng)，并且將空氣漏泄到壓縮機(jī)進(jìn)口中。閥125可被稱(chēng)為第一排氣再循環(huán)閥(ERV)125。此外，閥125也可被稱(chēng)為前壓縮機(jī)ERV，因?yàn)殚y125可調(diào)節(jié)排氣的流動(dòng)，并且將空氣漏泄到壓縮機(jī)上游的位置。這樣，閥125可以是二進(jìn)制閥(例如，雙通閥)，其可被控制以完全打開(kāi)或完全關(guān)閉(關(guān)上)。二進(jìn)制閥的完全打開(kāi)位置是其中閥不施加流動(dòng)限制的位置，而二進(jìn)制閥的完全關(guān)閉位置是其中閥限制所有流使得沒(méi)有流可經(jīng)過(guò)閥的位置。在替代實(shí)施例中，閥125可以是能夠取完全關(guān)閉和完全打開(kāi)之間的位置的連續(xù)可變閥。

在一個(gè)示例中，通過(guò)改變一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)進(jìn)口閥112、114、116和118的正時(shí)、升程和/或持續(xù)時(shí)間，可控制供應(yīng)到壓縮機(jī)進(jìn)口的漏泄空氣和EGR的量。在另一個(gè)示例中，在管路164中的閥125可被操作以控制被遞送到壓縮機(jī)94的漏泄空氣和EGR的量，并且在固定的正時(shí)、升程和持續(xù)時(shí)間的情況下可操作(一個(gè)或多個(gè))壓縮機(jī)進(jìn)口閥。

因此，離開(kāi)汽缸的燃燒氣體可經(jīng)由三個(gè)不同的通道被分成三部分，所述三個(gè)不同的通道包括由分離排氣歧管形成的兩個(gè)排氣通道和將壓縮機(jī)進(jìn)口閥連接到渦輪壓縮機(jī)的上游的一個(gè)通道。例如，在一個(gè)燃燒循環(huán)中，汽缸20的第一排氣門(mén)122可經(jīng)由第一通道(管路160)將排氣的第一部分(也就是泄放部分)引導(dǎo)到渦輪92。相同的汽缸20的第二排氣門(mén)132可經(jīng)由第二通道(管路162)將泄放部分后面的排氣的第二部分引導(dǎo)到排放控制設(shè)備72。經(jīng)由第二排氣門(mén)132離開(kāi)的排氣的第二部分可主要是排氣的清除部分。朝著排氣沖程的末端，剩余的排氣可通過(guò)來(lái)自漏氣的新鮮的進(jìn)氣空氣從相同的汽缸20的余隙容積被清除，并且經(jīng)由壓縮機(jī)進(jìn)口閥112和第三通道(管路164)轉(zhuǎn)移到渦輪壓縮機(jī)94的進(jìn)口。具體地，排氣的第二部分主要包括沒(méi)有任何新鮮空氣內(nèi)容物的排氣，而壓縮機(jī)進(jìn)口閥112和管路164主要輸送具有較小的排氣內(nèi)容物的新鮮的漏泄空氣。

第一排氣門(mén)可比第二排氣門(mén)和壓縮機(jī)進(jìn)口閥更早打開(kāi)以捕集泄放脈沖，并且可在比第二排氣門(mén)和壓縮機(jī)進(jìn)口閥早的正時(shí)處被關(guān)閉。第二排氣門(mén)可比第一排氣門(mén)更晚但比壓縮機(jī)進(jìn)口閥更早的打開(kāi)，以捕集排氣的清除部分。第一排氣門(mén)可在壓縮機(jī)進(jìn)口閥打開(kāi)之前被關(guān)閉，但是第二排氣門(mén)可在壓縮機(jī)進(jìn)口閥被打開(kāi)之后關(guān)閉。在進(jìn)氣沖程開(kāi)始并且進(jìn)氣門(mén)被打開(kāi)之前很久，第二排氣門(mén)可被關(guān)閉，然而，壓縮機(jī)進(jìn)口閥可恰好在進(jìn)氣沖程開(kāi)始之后被關(guān)閉。進(jìn)氣門(mén)可剛好在排氣沖程在活塞的TDC位置結(jié)束之前被打開(kāi)，并且可剛好在經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)沖程開(kāi)始，例如，在活塞的下止點(diǎn)(BDC)位置被關(guān)閉。有效地，壓縮機(jī)進(jìn)口閥可將殘留排氣朝排氣沖程的末端引導(dǎo)，并且通過(guò)與一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣門(mén)重疊也可引導(dǎo)漏氣和EGR。

進(jìn)氣通道28可包括增壓空氣冷卻器90下游的進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)62(也稱(chēng)為節(jié)氣門(mén)62)。經(jīng)由通信地耦接到控制器12的節(jié)氣門(mén)致動(dòng)器(未示出)，通過(guò)控制系統(tǒng)15能夠調(diào)整節(jié)氣門(mén)62的位置。通過(guò)調(diào)制進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)62，同時(shí)操作壓縮機(jī)94，一定量的新鮮空氣可從大氣引入發(fā)動(dòng)機(jī)10、由增壓空氣冷卻器90冷卻并且在壓縮機(jī)(或升壓)壓力下經(jīng)由進(jìn)氣歧管27被遞送到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。為了減少壓縮機(jī)喘振，由壓縮機(jī)94壓縮的空氣充氣的至少一部分可被再循環(huán)到壓縮機(jī)進(jìn)口。可提供壓縮機(jī)再循環(huán)通道168，用于將冷卻的壓縮空氣從增壓空氣冷卻器90下游的壓縮機(jī)出口再循環(huán)到壓縮機(jī)進(jìn)口?？商峁嚎s機(jī)再循環(huán)閥120，用于調(diào)整再循環(huán)到壓縮機(jī)進(jìn)口的冷卻的再循環(huán)流的量。

在圖1中，燃料噴射器例如被示出直接地耦接到燃燒室，用于與通過(guò)電子驅(qū)動(dòng)器從控制器12接收的信號(hào)FPW的脈沖寬度成比例地將燃料直接地噴射到燃燒室中。每個(gè)汽缸被示出與在每個(gè)進(jìn)氣門(mén)處的每個(gè)汽缸的兩個(gè)噴射器耦接。例如，燃料噴射器74和76耦接到汽缸20、78和80耦接到汽缸22、82和84耦接到汽缸24，而燃料噴射器86和88耦接到汽缸26，如圖1中所示。以這種方式，燃料噴射器提供所謂的到燃燒室中的燃料的直接噴射。例如，每個(gè)相應(yīng)的燃料噴射器可被安裝在各自的燃燒室的側(cè)面，或者在各自的燃燒室的頂部。在一些示例中，一個(gè)或多個(gè)燃料噴射器可布置在進(jìn)氣歧管27中，所述配置提供所謂的到各自的燃燒室上游的進(jìn)氣道中的燃料的進(jìn)氣道噴射。盡管在圖1中未示出，通過(guò)包括燃料箱、燃料泵、燃料管線以及燃料軌的燃料系統(tǒng)，燃料可被遞送到燃料噴射器。

在一些示例中，無(wú)分電器點(diǎn)火系統(tǒng)(未示出)可響應(yīng)于控制器12將點(diǎn)火火花提供到耦接到燃燒室的火花塞。例如，火花塞50、52、54和56在圖1中被示出分別耦接到汽缸20、22、24和26。

通過(guò)包括控制器12的控制系統(tǒng)15和來(lái)自車(chē)輛操作者經(jīng)由輸入設(shè)備(未示出)的輸入，可至少部分地控制發(fā)動(dòng)機(jī)10。控制系統(tǒng)15被示出接收來(lái)自多個(gè)傳感器16(其各種示例在本文被描述)的信息，并且將控制信號(hào)發(fā)送到多個(gè)致動(dòng)器81。作為一個(gè)示例，傳感器16可包括渦輪壓縮機(jī)進(jìn)口壓力和溫度傳感器，以及位于進(jìn)氣通道內(nèi)的歧管空氣壓力(MAP)傳感器。其它的傳感器可包括用于估計(jì)節(jié)氣門(mén)進(jìn)口壓力(TIP)的節(jié)氣門(mén)進(jìn)口壓力(TIP)傳感器，和/或耦接在進(jìn)氣通道中的節(jié)氣門(mén)下游的用于估計(jì)節(jié)氣門(mén)空氣溫度(TCT)的節(jié)氣門(mén)進(jìn)口溫度傳感器。下面參照?qǐng)D2詳細(xì)闡述了附加的系統(tǒng)傳感器和致動(dòng)器。作為另一個(gè)示例，致動(dòng)器81可包括燃料噴射器、閥120、閥125和閥127以及節(jié)氣門(mén)62。對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)程序，基于在其中編程的指令或代碼，控制器12可接收來(lái)自各種傳感器的輸入數(shù)據(jù)，處理輸入數(shù)據(jù)，以及響應(yīng)于處理的輸入數(shù)據(jù)觸發(fā)致動(dòng)器。本文在圖4描述了示例控制程序。

參見(jiàn)圖2，其描述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的單個(gè)汽缸的局部視圖200。因而，用相同的參考標(biāo)號(hào)表示圖1中先前介紹的部件，并且不重新介紹這些部件。

發(fā)動(dòng)機(jī)10被描述為具有燃燒室(汽缸)230、冷卻劑套筒214以及具有定位在其中且連接到曲軸240的活塞236的汽缸壁232。燃燒室230被示出經(jīng)由相應(yīng)的進(jìn)氣門(mén)252和排氣門(mén)256與進(jìn)氣通道146和排氣通道148連通。如先前在圖1中所述，發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸可沿三個(gè)導(dǎo)管排出燃燒產(chǎn)物。在示出的視圖200中，排氣通道148表示從汽缸通到渦輪的第一排氣道(諸如圖1的排氣道33)，但是在該視圖中第二排氣導(dǎo)管和通到壓縮機(jī)進(jìn)口的導(dǎo)管是不可見(jiàn)的。

同樣，如先前在圖1中詳細(xì)闡述的，除了壓縮機(jī)進(jìn)口閥之外，發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸可包括兩個(gè)(或更多個(gè))進(jìn)氣門(mén)和兩個(gè)(或更多個(gè))排氣門(mén)。在所示的視圖200中，進(jìn)氣門(mén)252和排氣門(mén)256位于燃燒室230的上部區(qū)域。使用包括一個(gè)或多個(gè)凸輪的相應(yīng)的凸輪致動(dòng)系統(tǒng)，通過(guò)控制器12可控制進(jìn)氣門(mén)252和排氣門(mén)256。凸輪致動(dòng)系統(tǒng)可利用凸輪廓線變換(CPS)、可變凸輪正時(shí)(VCT)、可變氣門(mén)正時(shí)(VVT)和/或可變氣門(mén)升程(VVL)系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)，以改變氣門(mén)操作。在所示示例中，每個(gè)進(jìn)氣門(mén)252由進(jìn)氣凸輪251控制，并且每個(gè)排氣門(mén)256由排氣凸輪253控制。進(jìn)氣門(mén)252和排氣門(mén)256的位置可分別由氣門(mén)位置傳感器255和257確定。

在替代實(shí)施例中，進(jìn)氣門(mén)和/或排氣門(mén)可由電動(dòng)氣門(mén)致動(dòng)控制。例如，汽缸230可替代地包括經(jīng)由電動(dòng)氣門(mén)致動(dòng)控制的進(jìn)氣門(mén)和經(jīng)由包括CPS和/或VCT系統(tǒng)的凸輪致動(dòng)控制的排氣門(mén)。在又一些實(shí)施例中，通過(guò)共同的氣門(mén)致動(dòng)器或致動(dòng)系統(tǒng)，或可變氣門(mén)正時(shí)致動(dòng)器或致動(dòng)系統(tǒng)可控制進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)。需注意，可類(lèi)似地控制壓縮機(jī)進(jìn)口閥。

在一個(gè)示例中，進(jìn)氣凸輪251包括分開(kāi)且不同的凸輪凸角，其提供用于燃燒室230的兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)中的每一個(gè)的不同的氣門(mén)輪廓(例如，氣門(mén)正時(shí)、氣門(mén)升程、持續(xù)時(shí)間等等)。同樣，排氣凸輪253可包括分開(kāi)且不同的凸輪凸角，其提供用于燃燒室230的兩個(gè)排氣門(mén)中的每一個(gè)的不同的氣門(mén)輪廓(例如，氣門(mén)正時(shí)、氣門(mén)升程、持續(xù)時(shí)間等等)。類(lèi)似地，壓縮機(jī)進(jìn)口閥(圖2中未示出)可由包括分開(kāi)且不同的凸輪凸角的凸輪軸控制，所述凸輪凸角提供各種氣門(mén)輪廓。在另一個(gè)示例中，進(jìn)氣凸輪251可包括共同的凸角，或類(lèi)似的凸角，其提供用于兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)中的每一個(gè)的基本上類(lèi)似的氣門(mén)輪廓。

另外，用于不同的排氣門(mén)的不同的凸輪輪廓能夠用來(lái)將在低汽缸壓力下排出的排氣與在排氣壓力下排出的排氣分開(kāi)。例如，第一排氣凸輪輪廓能夠剛好在燃燒室230的做功沖程的BDC(下止點(diǎn))之前從關(guān)閉位置打開(kāi)第一排氣門(mén)，并且恰好在上止點(diǎn)(TDC)之前關(guān)閉相同的排氣門(mén)，從而將泄放氣體從燃燒室選擇性地排出。此外，第二排氣凸輪輪廓能夠被定位成在排氣沖程的中點(diǎn)附近從關(guān)閉打開(kāi)第二排氣門(mén)，并且在TDC之前關(guān)閉它，從而將排氣的清除部分選擇性地排出。此外，壓縮機(jī)進(jìn)口凸輪輪廓能夠被設(shè)定成從關(guān)閉位置朝排氣沖程的末端打開(kāi)壓縮機(jī)進(jìn)口閥。恰好在經(jīng)過(guò)進(jìn)氣沖程開(kāi)始后的TDC之后，可關(guān)閉壓縮機(jī)進(jìn)口閥，從而允許壓縮機(jī)進(jìn)口閥和進(jìn)氣門(mén)的一個(gè)或多個(gè)之間的重疊，所述進(jìn)氣門(mén)可在進(jìn)氣沖程期間被打開(kāi)。

基于進(jìn)氣歧管空氣壓力，壓縮機(jī)進(jìn)口閥可被激活或被停用。具體地，當(dāng)進(jìn)氣歧管空氣壓力高于壓縮機(jī)進(jìn)口壓力時(shí)，汽缸內(nèi)的排氣可與漏氣一起被抽吸到低壓壓縮機(jī)進(jìn)口，從而減少泵送損失。相反地，當(dāng)歧管空氣壓力低于壓縮機(jī)進(jìn)口壓力時(shí)，例如，在節(jié)流狀況下，壓縮機(jī)進(jìn)口閥操作可在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間被停用，以防止空氣經(jīng)由汽缸和壓縮機(jī)進(jìn)口閥從壓縮機(jī)進(jìn)口反向流入進(jìn)氣歧管。在這個(gè)示例中，排氣可通過(guò)兩個(gè)排氣門(mén)被完全地轉(zhuǎn)向到渦輪和排放控制設(shè)備，同時(shí)沒(méi)有任何漏氣。

因此，第一排氣門(mén)和第二排氣門(mén)的正時(shí)能夠?qū)⑵仔狗艢怏w與排氣的清除部分隔離，同時(shí)在進(jìn)氣門(mén)和壓縮機(jī)進(jìn)口閥之間的正氣門(mén)重疊期間，汽缸余隙容積中的任何殘留排氣能夠借助新鮮的進(jìn)氣空氣漏氣被清除出去。通過(guò)使排氣的第一部分(例如，較高壓力的排氣)流動(dòng)通過(guò)渦輪和較高壓力的排氣通道，以及使排氣的第二部分(例如，較低壓力的排氣)流動(dòng)通過(guò)催化設(shè)備和較低壓力的排氣通道，當(dāng)?shù)蛪号艢獾牡谌糠趾吐┬箍諝獾牡谌糠直谎h(huán)到壓縮機(jī)進(jìn)口時(shí)，能夠降低燃燒溫度，同時(shí)改善渦輪的工作效率和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。

繼續(xù)參照?qǐng)D2，排氣傳感器226被示出耦接到排氣通道148。傳感器226可被定位在一個(gè)或多個(gè)排放控制設(shè)備(諸如圖1的設(shè)備72)上游的排氣通道中。傳感器226可從用于提供排氣空氣/燃料比的指示的各種合適的傳感器中選擇，例如，所述傳感器諸如線性氧傳感器或UEGO(通用或?qū)挿秶艢庋?、雙態(tài)氧傳感器或EGO(如所示)、HEGO(加熱的EGO)、NOx、HC或CO傳感器。下游排放控制設(shè)備可包括三元催化劑(TWC)、NOx捕集器、各種其它的排放控制設(shè)備，或它們的組合中的一個(gè)或多個(gè)。

通過(guò)位于排氣通道148中的一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器(未示出)，可估計(jì)排氣溫度。替代地，基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況(諸如轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、空氣燃料比(AFR)、火花正時(shí)等)，可推斷排氣溫度。

汽缸230能夠具有壓縮比，其是當(dāng)活塞236在下止點(diǎn)與在上止點(diǎn)時(shí)的體積比。常規(guī)地，壓縮比在9∶1到10∶1的范圍內(nèi)。但是，在使用不同的燃料的一些示例中，可增加壓縮比。例如，當(dāng)使用較高辛烷值燃料或具有較高的汽化潛焓的燃料時(shí)，這可發(fā)生。如果使用直接噴射，由于其對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的影響，則壓縮比也可增加。

在一些實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸可包括用于發(fā)起燃燒的火花塞91。在選擇的操作模式下，響應(yīng)于來(lái)自控制器12的火花提前信號(hào)SA，點(diǎn)火系統(tǒng)288能夠通過(guò)火花塞91將點(diǎn)火火花提供到燃燒室230。但是，在一些實(shí)施例中，可省略火花塞91，諸如其中發(fā)動(dòng)機(jī)10可通過(guò)自點(diǎn)火或通過(guò)燃料的噴射發(fā)起燃燒，如同一些柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的情況。

在一些實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸可被配置成具有一個(gè)或多個(gè)燃料噴射器，用于向其提供燃料。作為非限制示例，汽缸230被示出包括一個(gè)燃料噴射器66。燃料噴射器66被示出直接地耦接到燃燒室230，用于直接地將燃料與通過(guò)電子驅(qū)動(dòng)器268從控制器12接收的信號(hào)FPW的脈沖寬度成比例地噴射到燃燒室中。以這種方式，燃料噴射器66提供所謂的到燃燒汽缸230中的燃料的直接噴射(下文也稱(chēng)為“DI”)。雖然圖2示出噴射器66為側(cè)面噴射器，其也可位于活塞的頂部位置，諸如靠近火花塞91的位置。當(dāng)借助醇基燃料操作發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，由于一些醇基燃料較低的揮發(fā)性，這個(gè)位置可改善混合和燃燒。替代地，噴射器可位于頂部并且靠近進(jìn)氣門(mén)，從而改善混合。在替代實(shí)施例中，噴射器66可以是進(jìn)氣道噴射器，其將燃料提供進(jìn)汽缸230上游的進(jìn)氣道。

燃料可從包括燃料箱、燃料泵和燃料軌的高壓燃料系統(tǒng)8被遞送到燃料噴射器66。替代地，燃料可在較低壓力下通過(guò)單級(jí)燃料泵被遞送，在該情況下，壓縮沖程期間，直接燃料噴射的正時(shí)可比如果使用高壓燃料系統(tǒng)更受限。此外，雖然未示出，燃料箱可具有壓力換能器，其將信號(hào)提供到控制器12。燃料系統(tǒng)8中的燃料箱可容納具有不同燃料品質(zhì)(諸如不同的燃料成分)的燃料。這些差異可包括不同的含醇量、不同的辛烷值、不同汽化熱、不同的燃料混合物和/或它們的組合等等。在一些實(shí)施例中，燃料系統(tǒng)8可耦接到燃料蒸汽回收系統(tǒng)，其包括用于存儲(chǔ)再添加燃料和晝間燃料蒸汽的濾罐。當(dāng)滿(mǎn)足抽取狀況時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間，燃料蒸汽可從濾罐抽取到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。例如，抽取蒸汽可經(jīng)由第一進(jìn)氣通道在大氣壓力下或在大氣壓力以下被自然地吸入汽缸。

控制器12在圖2中被示為微型計(jì)算機(jī)，其包括：微處理器單元(CPU)102、輸入/輸出端口(I/O)104、用于可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)值的電子存儲(chǔ)介質(zhì)(其在該具體示例中被示為只讀存儲(chǔ)器(ROM)106)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)108、?；畲鎯?chǔ)器(KAM)110和數(shù)據(jù)總線。使用計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)能夠編程存儲(chǔ)介質(zhì)只讀存儲(chǔ)器106，所述計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)表示通過(guò)微處理器102可執(zhí)行的指令，用于執(zhí)行下面所述的方法和程序以及預(yù)期的但沒(méi)有具體列出的其它變型。除了先前討論的那些信號(hào)，控制器12被可從耦接到發(fā)動(dòng)機(jī)10的傳感器接收各種信號(hào)，其包括：來(lái)自空氣質(zhì)量流量傳感器48的引入的空氣質(zhì)量流量(MAF)的測(cè)量值；來(lái)自耦接到冷卻套筒214的溫度傳感器212的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度(ECT)；來(lái)自耦接到曲軸240的霍爾效應(yīng)傳感器220(或其它的類(lèi)型)的表面點(diǎn)火感測(cè)信號(hào)(PIP)；來(lái)自節(jié)氣門(mén)位置傳感器的節(jié)氣門(mén)位置(TP)；來(lái)自傳感器98的絕對(duì)歧管壓力信號(hào)(MAP)；來(lái)自EGR傳感器226的汽缸AFR；以及來(lái)自爆震傳感器和曲軸加速傳感器的異常燃燒。通過(guò)控制器12可從信號(hào)PIP產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)RPM。來(lái)自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號(hào)MAP可用來(lái)提供進(jìn)氣歧管中的真空或壓力的指示。

基于來(lái)自上述傳感器中的一個(gè)或多個(gè)的輸入，控制器12可調(diào)整一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器，諸如燃料噴射器66、節(jié)氣門(mén)62、火花塞91、壓縮機(jī)進(jìn)口閥、進(jìn)氣門(mén)/排氣門(mén)和凸輪等。對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)程序，基于其中編程的指令或代碼，控制器可接收來(lái)自各種傳感器的輸入數(shù)據(jù)，處理輸入數(shù)據(jù)，以及響應(yīng)于處理的輸入數(shù)據(jù)觸發(fā)致動(dòng)器。后面將參照?qǐng)D4描述示例控制程序。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，映射圖300描述用于發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的相對(duì)于活塞位置的示例氣門(mén)正時(shí)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸包括5個(gè)閥：兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)、兩個(gè)排氣門(mén)和一個(gè)壓縮機(jī)進(jìn)口閥，諸如圖1-2中所描述的。圖3的示例基本上按比例繪制，即使每個(gè)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)記數(shù)值。因而，通過(guò)附圖尺寸能夠估計(jì)正時(shí)的相對(duì)差異。但是，如果需要，可使用其它相對(duì)正時(shí)。

繼續(xù)參照?qǐng)D3，汽缸被配置成經(jīng)由兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)接收進(jìn)氣空氣，以及經(jīng)由第一排氣門(mén)將第一泄放部分排到渦輪進(jìn)口，經(jīng)由第二排氣門(mén)將第二清除部分排到排放控制設(shè)備，以及經(jīng)由壓縮機(jī)進(jìn)口閥使低壓排氣和新鮮的漏泄空氣的組合流動(dòng)到渦輪壓縮機(jī)的進(jìn)口。通過(guò)借助兩個(gè)排氣門(mén)和兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)的打開(kāi)和/或關(guān)閉的正時(shí)調(diào)整壓縮機(jī)進(jìn)口閥的打開(kāi)和/或關(guān)閉的正時(shí)，汽缸余隙容積中的殘留排氣可被清除出去，并且與新鮮的進(jìn)入漏氣一起被再循環(huán)為EGR。

映射圖300示出沿x軸在曲柄角度(CAD)的發(fā)動(dòng)機(jī)位置。曲線302示出活塞位置(沿y軸)，其參考來(lái)自上止點(diǎn)(TDC)和/或下止點(diǎn)(BDC)的它們的位置，并且進(jìn)一步參考發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的四個(gè)沖程(進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣)內(nèi)的它們的位置。

在發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間，每個(gè)汽缸通常經(jīng)歷四沖程循環(huán)，其包括進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程以及排氣沖程。一般來(lái)講，在進(jìn)氣沖程期間，排氣門(mén)關(guān)閉，并且進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)。空氣經(jīng)由對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣通道被引入汽缸，并且汽缸活塞移動(dòng)到汽缸的底部，以便增加汽缸內(nèi)的體積?；钊谄椎牡撞扛浇⑶以谄錄_程的末端的位置(例如，當(dāng)燃燒室在其最大體積時(shí))通常被本領(lǐng)域技術(shù)人員稱(chēng)為下止點(diǎn)(BDC)。在壓縮沖程期間，進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)被關(guān)閉?；钊咨w移動(dòng)，以便壓縮燃燒室內(nèi)的空氣?；钊谄錄_程的末端且最靠近汽缸蓋的點(diǎn)(例如，當(dāng)燃燒室在其最小體積時(shí))通常被本領(lǐng)域技術(shù)人員稱(chēng)為上止點(diǎn)(TDC)。在本文被稱(chēng)為噴射的過(guò)程中，燃料被引入燃燒室。在本文被稱(chēng)為點(diǎn)火的過(guò)程中，噴射的燃料被諸如火花塞的已知的點(diǎn)火裝置點(diǎn)燃，導(dǎo)致燃燒。在膨脹沖程期間，膨脹氣體推動(dòng)活塞回到BDC。曲軸將該活塞移動(dòng)轉(zhuǎn)化成旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)扭矩。在排氣沖程期間，在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，排氣門(mén)被打開(kāi)以將殘留的燃燒的空氣燃料混合物釋放到對(duì)應(yīng)的排氣通道，并且活塞返回到TDC。在該說(shuō)明書(shū)中，壓縮機(jī)進(jìn)口閥可朝排氣沖程的末端被打開(kāi)，而排氣門(mén)被關(guān)閉，從而借助漏泄空氣將殘留的排氣排出。

曲線304描述用于第一進(jìn)氣門(mén)(Int_1)的第一進(jìn)氣門(mén)正時(shí)、升程以及持續(xù)時(shí)間，而曲線306描述用于耦接到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的進(jìn)氣通道的第二進(jìn)氣門(mén)(Int_2)的第二進(jìn)氣門(mén)正時(shí)、升程以及持續(xù)時(shí)間。曲線308描述用于耦接到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的第一排氣通道的第一排氣門(mén)(Exh_1)的示例排氣門(mén)正時(shí)、升程以及持續(xù)時(shí)間，而曲線310a和310b示出用于耦接到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的第二排氣通道的第二排氣門(mén)(Exh_2)的示例排氣門(mén)正時(shí)、升程以及持續(xù)時(shí)間。如先前詳細(xì)闡述的，第一排氣通道將第一排氣門(mén)連接到渦輪增壓器中的渦輪的進(jìn)口，并且第二排氣通道將第二排氣門(mén)連接到渦輪的下游和排放控制設(shè)備的上游。曲線312示出用于耦接到第三通道的壓縮機(jī)進(jìn)口閥(CIV)的示例閥正時(shí)、升程以及持續(xù)時(shí)間，所述第三通道將CIV連接到渦輪壓縮機(jī)的進(jìn)口。用于使EGR和漏泄空氣流動(dòng)的第一和第二排氣通道以及第三通道可彼此分開(kāi)。

在所示的示例中，剛好在CAD2(例如，在進(jìn)氣沖程TDC或剛好在進(jìn)氣沖程TDC之前)之前，第一進(jìn)氣門(mén)和第二進(jìn)氣門(mén)從在共同正時(shí)(曲線304和306)的關(guān)閉位置被完全地打開(kāi)，從而開(kāi)始基本上較靠近進(jìn)氣沖程TDC，并且剛好在隨后的壓縮沖程已經(jīng)開(kāi)始經(jīng)過(guò)CAD3(例如，在BDC或剛好在BDC之后)之后，所述關(guān)閉位置被關(guān)閉。另外，當(dāng)完全打開(kāi)時(shí)，兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)可被打開(kāi)與用于D1的相同的持續(xù)時(shí)間的氣門(mén)升程L1相同的量。在另一些示例中，通過(guò)基于發(fā)動(dòng)機(jī)狀況調(diào)整相位、升程或持續(xù)時(shí)間，兩個(gè)氣門(mén)可借助不同的正時(shí)被操作。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到排氣門(mén)，其中第一排氣門(mén)和第二排氣門(mén)的正時(shí)與壓縮機(jī)進(jìn)口閥(CIV)的正時(shí)交錯(cuò)。具體地，第一排氣門(mén)從在第一正時(shí)(曲線308)的關(guān)閉位置被打開(kāi)，所述第一正時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中早于第二排氣門(mén)從關(guān)閉被打開(kāi)的正時(shí)(曲線310a，310b)，并且其早于CIV從關(guān)閉被打開(kāi)的正時(shí)(曲線312)。具體地，剛好在CAD1(例如，在排氣沖程BDC或剛好在排氣沖程BDC之前)之前，用于第一排氣門(mén)的第一正時(shí)更靠近排氣沖程BDC，而在CAD1之后，但是在CAD2之前，用于打開(kāi)第二排氣門(mén)的正時(shí)和CIV從排氣沖程BDC被延遲。在排氣沖程的末端之前，第一排氣門(mén)(曲線308)和第二排氣門(mén)(曲線310a)可被關(guān)閉，而當(dāng)進(jìn)氣沖程已經(jīng)開(kāi)始時(shí)，CIV被保持打開(kāi)經(jīng)過(guò)TDC，從而與進(jìn)氣門(mén)正重疊。例如，在進(jìn)氣沖程的中點(diǎn)之前，CIV可被關(guān)閉。

為詳細(xì)闡述，在排氣沖程開(kāi)始時(shí)或在排氣沖程開(kāi)始之前(例如，在BDC之前的10度內(nèi))，第一排氣門(mén)可從關(guān)閉被完全打開(kāi)，其被保持完全打開(kāi)通過(guò)排氣沖程的第一部分，并且在排氣沖程結(jié)束之前(例如，在TDC之前的45度內(nèi))，其可被完全地關(guān)閉，以收集排氣脈沖的泄放部分。第二排氣門(mén)(曲線310a)在排氣沖程的中點(diǎn)(例如，在經(jīng)過(guò)BDC的60度和90度之間)附近可從關(guān)閉位置被完全地打開(kāi)，其被保持打開(kāi)通過(guò)排氣沖程的第二部分，并且在排氣沖程結(jié)束之前(例如，在TDC之前的20度內(nèi))，其可被完全關(guān)閉，以排出排氣的清除部分。CIV可從關(guān)閉朝排氣沖程的末端(例如，在TDC之前的25度內(nèi))被完全地打開(kāi)，其可被保持完全地打開(kāi)，至少直到隨后的進(jìn)氣沖程已經(jīng)開(kāi)始，并且恰好在排氣沖程TDC之后(例如，在經(jīng)過(guò)TDC的30度內(nèi))，其可被完全地關(guān)閉。剛好在排氣沖程結(jié)束之前(例如，在TDC之前的10度內(nèi))，進(jìn)氣門(mén)可被完全地打開(kāi)，其被保持打開(kāi)通過(guò)進(jìn)氣沖程，并且在壓縮沖程開(kāi)始時(shí)，或剛好經(jīng)過(guò)壓縮沖程的開(kāi)始(例如，在經(jīng)過(guò)BDC的10度內(nèi))，其可被完全地關(guān)閉。因此，如圖3中所示，CIV和進(jìn)氣門(mén)可具有正重疊階段(例如，從在TDC之前10度內(nèi)，直到經(jīng)過(guò)TDC的30度)以允許借助EGR漏氣。基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況，該循環(huán)可重復(fù)其自身，其中所有的五個(gè)閥是可操作的。

此外，恰好在CIV被完全打開(kāi)之前，第一排氣門(mén)可被完全關(guān)閉并且保持關(guān)閉，而剛好在CIV被打開(kāi)之后，第二排氣門(mén)可被完全關(guān)閉。此外，第一排氣門(mén)和第二排氣門(mén)可彼此重疊，第二排氣門(mén)和CIV可最小程度地彼此重疊，但是第一排氣門(mén)可不與CIV重疊。

如之前提及的，當(dāng)MAP高于壓縮機(jī)進(jìn)口壓力時(shí)，CIV可以是可操作的。但是，當(dāng)MAP低于壓縮機(jī)進(jìn)口壓力時(shí)，CIV可被停用，并且保持關(guān)閉，直到MAP高于壓縮機(jī)進(jìn)口處的壓力。具體地，如果打開(kāi)，CIV可被關(guān)閉，或保持關(guān)閉以防止來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置的反向氣流經(jīng)由汽缸進(jìn)入進(jìn)氣歧管。在本文中，第一排氣門(mén)的正時(shí)可與圖3的曲線308中示出的第一正時(shí)相同：當(dāng)排氣沖程開(kāi)始時(shí)，剛好在BDC之前打開(kāi)，并且恰好在排氣沖程的TDC的末端之前關(guān)閉。但是，在通過(guò)排氣沖程的中途附近，第二排氣門(mén)可被打開(kāi)，并且可保持打開(kāi)(曲線310b)，直到剛好在排氣沖程的末端之后(例如，經(jīng)過(guò)TDC10度)，以從汽缸排出其排氣。在排氣沖程結(jié)束時(shí)，或剛好在排氣沖程結(jié)束之后，第二排氣門(mén)可被完全關(guān)閉，并且在第二排氣門(mén)和進(jìn)氣門(mén)之間正氣門(mén)重疊可不發(fā)生，以避免漏氣。

基本上，基于CIV的激活或停用，第二排氣門(mén)的正時(shí)可被改變。當(dāng)MAP高于壓縮機(jī)進(jìn)口壓力，并且CIV通過(guò)燃燒循環(huán)可操作時(shí)，在通過(guò)排氣沖程的中途附近，第二排氣門(mén)可被打開(kāi)，并且恰好在排氣沖程的末端之前(曲線310a)被關(guān)閉。在一個(gè)示例中，第二排氣門(mén)經(jīng)過(guò)BDC可被打開(kāi)大約80度，并且在TDC之前被關(guān)閉20度內(nèi)。當(dāng)MAP低于壓縮機(jī)進(jìn)口壓力，且CIV被停用并保持關(guān)閉時(shí)，在通過(guò)排氣沖程的中途附近，第二排氣門(mén)可被打開(kāi)，并且當(dāng)排氣沖程結(jié)束在TDC處或剛好經(jīng)過(guò)TDC時(shí)(曲線310b)完全關(guān)閉。例如，第二排氣門(mén)經(jīng)過(guò)BDC可被打開(kāi)大約90度，并且其經(jīng)過(guò)TDC可被關(guān)閉10度內(nèi)。在對(duì)于第二排氣門(mén)的圖3所示的示例中，曲線310a和310b可具有相同的持續(xù)時(shí)間D3。在另一些示例中，持續(xù)時(shí)間可與第二排氣門(mén)的定相一起被改變。

另外，第一排氣門(mén)可在第一正時(shí)以第一量的氣門(mén)升程L2被打開(kāi)，而第二排氣門(mén)可以第二量的氣門(mén)升程L3被打開(kāi)(曲線310a)，并且CIV可以第三量的氣門(mén)升程L5被打開(kāi)。此外，第一排氣門(mén)可在第一正時(shí)被打開(kāi)持續(xù)時(shí)間D2，而第二排氣門(mén)可被打開(kāi)持續(xù)時(shí)間D3，并且CIV可被打開(kāi)持續(xù)時(shí)間D5。應(yīng)當(dāng)理解，在替代實(shí)施例中，兩個(gè)排氣門(mén)可具有相同量的氣門(mén)升程和/或相同的打開(kāi)持續(xù)時(shí)間，同時(shí)在不同的相位正時(shí)打開(kāi)。

這樣，通過(guò)使用交錯(cuò)的氣門(mén)正時(shí)，通過(guò)將在較高壓力下(例如，使汽缸中泄放排氣膨脹)釋放的排氣與在低壓下(例如，泄放后保持在汽缸中的排氣)的殘留排氣分開(kāi)進(jìn)入不同的通道，能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率和功率。通過(guò)將作為EGR的低壓殘留排氣與漏泄空氣一起輸送到壓縮機(jī)進(jìn)口，能夠降低燃燒室溫度，因此減少來(lái)自最大扭矩的爆震和火花延遲。此外，因?yàn)樵跊_程的末端的排氣被引導(dǎo)到都在較低壓力下的渦輪的下游或壓縮機(jī)的上游，所以排氣泵送損失能夠被最小化，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率。

因此，與簡(jiǎn)單地將汽缸所有的排氣引導(dǎo)通過(guò)單個(gè)、共同的排氣道到渦輪增壓器渦輪相比，排氣能夠被更有效地使用。因而，可實(shí)現(xiàn)幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。例如，通過(guò)將泄放脈沖分開(kāi)且將其引導(dǎo)進(jìn)入渦輪進(jìn)口，能夠增加供應(yīng)到渦輪增壓器的平均的排氣溫度，從而提高渦輪增壓器輸出。另外，因?yàn)槁┬箍諝鉀](méi)有被傳送到催化劑，而是被引導(dǎo)到壓縮機(jī)進(jìn)口，可提高燃料經(jīng)濟(jì)性，并且因此，過(guò)量的燃料可不被噴射到排氣中以保持化學(xué)計(jì)量比。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4，用于根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)狀況操作壓縮機(jī)進(jìn)口閥(CIV)和兩個(gè)排氣門(mén)的示例程序400被示出。具體地，程序可基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況確定不同的氣門(mén)位置，所述發(fā)動(dòng)機(jī)工況包括燃燒穩(wěn)定性、發(fā)動(dòng)機(jī)限制以及在其它狀況中的瞬態(tài)。此外，如下面所解釋的，通過(guò)一個(gè)或多個(gè)燃燒循環(huán)，氣門(mén)被操作具體的發(fā)動(dòng)機(jī)狀況的持續(xù)時(shí)間。

在402處，可估計(jì)和/或測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)工況。這些可包括，例如，環(huán)境溫度和壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、曲軸速度、電池荷電狀態(tài)、燃料可用性、催化劑溫度、駕駛員需求的扭矩等等。在404處，基于估計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)工況，可確定所有氣門(mén)的運(yùn)行和操作。例如，在穩(wěn)態(tài)狀況下，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)期間可操作CIV，從而允許漏氣，減少排氣泵送損失并且改善扭矩。

在406處，可確定是否存在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀況。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)可包括經(jīng)由馬達(dá)(諸如起動(dòng)機(jī)馬達(dá))從靜止起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。如果存在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀況，則在408處，CIV和第一排氣門(mén)被停用且保持關(guān)閉，而整個(gè)排氣部分經(jīng)由第二排氣門(mén)被遞送到排放控制設(shè)備。為詳細(xì)闡述，在燃耗循環(huán)期間，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀況下，剛好在排氣沖程開(kāi)始之前，第二排氣門(mén)可完全打開(kāi)，并且在進(jìn)氣沖程開(kāi)始時(shí)，第二排氣門(mén)可被完全關(guān)閉。在冷起動(dòng)期間，熱排氣可有助于使排放控制設(shè)備到起燃溫度。在熱起動(dòng)期間，通過(guò)已經(jīng)達(dá)到起燃溫度的排放控制設(shè)備，可清除初始的排放物。

在410處，可確定是否期望踩加速器踏板。為了在渦輪增壓系統(tǒng)中加速排氣渦輪增加動(dòng)力，以為踩加速器踏板作準(zhǔn)備，除了第二排氣門(mén)之外，第一排氣門(mén)可被激活，以將排氣的泄放部分引導(dǎo)到渦輪。具體地，剛好當(dāng)排氣沖程開(kāi)始時(shí)，第一排氣門(mén)可被打開(kāi)，并且第一排氣門(mén)恰好在排氣沖程的末端之前被關(guān)閉，從而將泄放脈沖指引(target)到渦輪。在通過(guò)排氣沖程的中途附近，第二排氣門(mén)可被打開(kāi)，并且第二排氣門(mén)恰好在排氣沖程的末端之前被關(guān)閉，從而將排氣的清除部分引導(dǎo)到排放控制設(shè)備。

如果確認(rèn)踩加速器踏板，則在412處程序可確定歧管空氣壓力(MAP)是否高于渦輪壓縮機(jī)進(jìn)口壓力。如果確認(rèn)MAP較高，則在414處CIV可被激活以朝排氣沖程的末端打開(kāi)，從而允許EGR和漏泄空氣被轉(zhuǎn)移到壓縮機(jī)進(jìn)口。

如果MAP低于壓縮機(jī)進(jìn)口壓力，則CIV可被關(guān)閉或保持關(guān)閉，并且被停用以防止反向氣流。例如，在節(jié)流狀況下，進(jìn)氣空氣可需要從壓縮機(jī)的上游經(jīng)由燃燒室流動(dòng)到進(jìn)氣歧管。為了防止該反向流，CIV可被停用和關(guān)閉，而第二排氣門(mén)可在通過(guò)排氣沖程的中途附近被打開(kāi)，并且在進(jìn)氣沖程的開(kāi)始或剛好經(jīng)過(guò)進(jìn)氣沖程的開(kāi)始被關(guān)閉。

在418處，可確定是否存在發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的任何指示。如果確認(rèn)存在發(fā)動(dòng)機(jī)爆震，則在420處，程序包括操作CIV以使能EGR和漏氣，所述EGR和漏氣能夠冷卻燃燒室溫度。具體地，CIV可朝排氣沖程的末端被打開(kāi)，并且在恰好經(jīng)過(guò)排氣沖程的開(kāi)始被關(guān)閉。如先前描述的，兩個(gè)排氣門(mén)可被操作以將泄放和清除部分分別引導(dǎo)到渦輪和排放控制設(shè)備。發(fā)動(dòng)機(jī)爆震可由于汽缸的火花點(diǎn)火事件之后發(fā)生在汽缸中的異常燃燒事件。為了促進(jìn)燃燒穩(wěn)定性，附加的燃料可被噴射進(jìn)漏泄空氣以使EGR氣體變富。通過(guò)噴射燃料以使EGR變富，在沒(méi)有使用火花延遲的情況下可減輕發(fā)動(dòng)機(jī)爆震，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。

接下來(lái)，在422處，可確定是否滿(mǎn)足減速燃料切斷(DFSO)或松加速器踏板狀況。DFSO事件可響應(yīng)于扭矩需求低于閾值，諸如在松加速器踏板期間。其中，可選擇性地停止汽缸燃料噴射。如果確認(rèn)DFSO或松加速器踏板，那么在424處，CIV可被停用或關(guān)閉，或者保持關(guān)閉，從而在減速期間減少遞送到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置的殘留物的量。具體地，在整個(gè)燃燒循環(huán)期間，CIV被關(guān)閉和/或保持關(guān)閉與DFSO或松加速器踏板持續(xù)一樣長(zhǎng)的時(shí)間。此外，排氣可被引導(dǎo)為兩個(gè)部分：經(jīng)由第一排氣門(mén)的一個(gè)較早的泄放部分，以及經(jīng)由第二排氣門(mén)的第二清除部分。從DFSO退出之后，發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置可被調(diào)整以最大化發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩響應(yīng)。例如，節(jié)氣門(mén)可被定位，以便允許對(duì)踩加速器踏板的最佳瞬態(tài)響應(yīng)。

如果不存在上述發(fā)動(dòng)機(jī)狀況，則在426處，可基于穩(wěn)態(tài)狀況操作氣門(mén)。在一個(gè)示例中，在穩(wěn)態(tài)狀況期間，如果MAP高于壓縮機(jī)進(jìn)口壓力，則CIV可被激活，并且朝排氣沖程的末端被打開(kāi)，并且恰好在類(lèi)似于步驟414的進(jìn)氣沖程的開(kāi)始之后被關(guān)閉。在另一個(gè)示例中，如果MAP低于壓縮機(jī)進(jìn)口壓力，則CIV可被停用且被保持關(guān)閉，如在步驟416處。如先前所述，兩個(gè)排氣門(mén)可被操作：如果CIV在燃燒循環(huán)期間可操作，兩個(gè)排氣門(mén)都恰好在排氣沖程的末端之前關(guān)閉。如果CIV不可操作，則排氣的泄放部分繼續(xù)經(jīng)由第一排氣裝置被遞送到渦輪，而第二排氣門(mén)將剩余排氣排到排放控制設(shè)備。在本文中，漏氣和EGR可不被引導(dǎo)到壓縮機(jī)進(jìn)口。在另一個(gè)示例中，在非穩(wěn)態(tài)狀況下，氣門(mén)操作可被修改，并且適于現(xiàn)有狀況。

現(xiàn)在參照?qǐng)D5詳細(xì)闡述發(fā)動(dòng)機(jī)狀況的各種示例以及所引起的氣門(mén)調(diào)整。具體地，表格500列出沿三個(gè)不同的通道排出汽缸的排氣的示例組合，所述三個(gè)不同的通道包括通過(guò)第一排氣門(mén)通到排氣渦輪進(jìn)口的第一排氣通道，通過(guò)第二排氣門(mén)通到排放控制設(shè)備的第二通道，以及從壓縮機(jī)進(jìn)口閥到渦輪壓縮機(jī)上游的第三通道。因而，如先前參照?qǐng)D3詳細(xì)闡述，排氣的三個(gè)部分可被分別排出，并且處于相同的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)內(nèi)的不同時(shí)間。此外，在下面所述所有的狀況期間，進(jìn)氣門(mén)是可操作的，如參照?qǐng)D3所述。兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)都可在進(jìn)氣沖程開(kāi)始時(shí)(例如，在TDC排氣沖程處或剛好在TDC排氣沖程之前)被完全地打開(kāi)，并且在進(jìn)氣沖程的末端(例如，在BDC進(jìn)氣沖程處或剛好在BDC進(jìn)氣沖程之后)被完全地關(guān)閉。

在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀況期間，CIV和第一排氣門(mén)可被停用且保持關(guān)閉，而第二排氣門(mén)是可操作的，并且打開(kāi)通過(guò)整個(gè)排氣沖程(例如，從剛好在做功沖程BDC的末端之前到剛好在排氣沖程TDC的末端之后)，借此所有的排氣被引導(dǎo)到排放控制設(shè)備。因此，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)從靜止或關(guān)閉被起動(dòng)時(shí)，渦輪和壓縮機(jī)進(jìn)口都不接收排氣的任何部分。在踩加速器踏板期間，兩個(gè)排氣門(mén)都可被激活，且可操作。通過(guò)剛好在做功沖程BDC的末端之前打開(kāi)第一排氣門(mén)并且在排氣沖程的末端之前關(guān)閉第一排氣門(mén)，排氣的泄放部分可被引導(dǎo)到渦輪。在排氣沖程期間中間附近，通過(guò)打開(kāi)第二排氣門(mén)，泄放之后的排氣的第二部分可被遞送到排放控制設(shè)備。在排氣沖程TDC的末端之前，兩個(gè)排氣門(mén)都可被關(guān)閉。在進(jìn)氣沖程期間，通過(guò)操作CIV以朝排氣沖程的末端打開(kāi)，以及通過(guò)保持與一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣門(mén)的正氣門(mén)重疊，與新鮮的漏泄空氣組合的低壓排氣(LP-EGR)的最后部分可被輸送到渦輪壓縮機(jī)進(jìn)口。恰好在進(jìn)氣沖程的開(kāi)始之后，例如恰好經(jīng)過(guò)TDC，CIV可被關(guān)閉。因此，借助從排氣的泄放脈沖重新獲得的能量，排氣渦輪可針對(duì)踩加速器踏板而增加動(dòng)力，而通過(guò)經(jīng)由壓縮機(jī)進(jìn)口再循環(huán)LP-EGR和漏氣，可減少爆震和其它燃燒不穩(wěn)定性。CIV的操作可取決于MAP。僅當(dāng)歧管空氣壓力高于壓縮機(jī)進(jìn)口壓力時(shí)，CIV在燃燒循環(huán)期間可被打開(kāi)，以允許新鮮的進(jìn)氣空氣流動(dòng)通過(guò)汽缸和CIV，從而將殘留低壓排氣轉(zhuǎn)移到壓縮機(jī)進(jìn)口。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在節(jié)流狀況下操作時(shí)，歧管空氣壓力可低于壓縮機(jī)進(jìn)口壓力。因此，CIV在循環(huán)期間可被停用，并且保持關(guān)閉，而兩個(gè)排氣門(mén)是可操作的以將燃燒的氣體從汽缸排出。來(lái)自排氣的泄放脈沖可被引導(dǎo)到渦輪增壓器的渦輪，而排氣的清除部分可被輸送到排放控制設(shè)備。第一排氣門(mén)剛好在排氣沖程開(kāi)始之前可打開(kāi)，并且恰好在排氣沖程結(jié)束之前可關(guān)閉。第二排氣門(mén)在通過(guò)排氣沖程的中途附近可打開(kāi)，并且在TDC處或剛好在經(jīng)過(guò)TDC的排氣沖程的末端之后關(guān)閉。

在可存在發(fā)動(dòng)機(jī)爆震時(shí)的不穩(wěn)定燃燒狀況期間，CIV可被激活且朝排氣沖程的末端被打開(kāi)，并且恰好在進(jìn)氣沖程被發(fā)起之后可被完全地關(guān)閉，以允許EGR和漏氣。另外，額外的燃料可被噴射進(jìn)漏泄空氣中，從而使EGR更富，并且改善燃燒穩(wěn)定性。因此，CIV可將未燃燒的燃料、低壓排氣(作為L(zhǎng)P-EGR)以及漏泄空氣的混合物轉(zhuǎn)移到壓縮機(jī)進(jìn)口，用于再循環(huán)到汽缸。類(lèi)似于所描述的用于踩加速器踏板狀況，兩個(gè)排氣門(mén)被操作且在排氣沖程的部分期間可被打開(kāi)，并且恰好在排氣沖程的末端之前被關(guān)閉。

在松加速器踏板狀況期間，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)被禁用時(shí)，CIV可被停用且被保持關(guān)閉以防止任何EGR流動(dòng)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)。兩個(gè)排氣門(mén)是可操作的，借此，排氣的第一部分通過(guò)第一排氣門(mén)被排放到渦輪，而排氣的剩余部分通過(guò)第二排氣門(mén)被排放到排放控制設(shè)備。在做功沖程的末端或剛好在做功沖程的末端之前，第一排氣門(mén)被打開(kāi)，并且恰好在排氣沖程的末端之前被關(guān)閉。第二排氣門(mén)在通過(guò)排氣沖程的中途被打開(kāi)，并且剛好在進(jìn)氣沖程開(kāi)始之后被關(guān)閉。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖6，其示出圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)10的另一個(gè)示例實(shí)施例。因而，圖6描述發(fā)動(dòng)機(jī)10的第二示例實(shí)施例600。此外，圖6的第二示例實(shí)施例600中描述的發(fā)動(dòng)機(jī)10的多個(gè)部件可與圖1中示出的那些相同。因此，這些部件被相同地編號(hào)，并且不再重新介紹。

因而，圖6的發(fā)動(dòng)機(jī)10可與圖I的發(fā)動(dòng)機(jī)10相同，除了第二示例實(shí)施例600包括后壓縮機(jī)導(dǎo)管664(或通道664)。換句話說(shuō)，除了先前介紹的三個(gè)不同的排氣通道之外，第四排氣通道(也就是后壓縮機(jī)導(dǎo)管664)可被包括在第二示例實(shí)施例600(與圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施例相比)中。具體地，后壓縮機(jī)導(dǎo)管664經(jīng)由第二排氣再循環(huán)閥625將歧管59流體地耦接到壓縮機(jī)94和進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)62中的每一個(gè)的下游的位置。因此，后壓縮機(jī)導(dǎo)管664將歧管59耦接到為后壓縮機(jī)的位置。

例如，通道664可將歧管59流體地耦接到進(jìn)氣歧管27的直接上游。如圖6中所示，后壓縮機(jī)導(dǎo)管664可耦接到在混合器626處的進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)62下游的進(jìn)氣通道28。替代實(shí)施例可包括將后壓縮機(jī)導(dǎo)管664流體地耦接到壓縮機(jī)94的下游，但是進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)62的上游?；旌掀?26可提供經(jīng)由后壓縮機(jī)導(dǎo)管664從歧管59接收的氣體和經(jīng)由進(jìn)氣通道28從進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)62接收的新鮮的進(jìn)氣空氣之間的均勻混合。換句話說(shuō)，排氣、漏氣空氣以及新鮮的進(jìn)氣空氣的空間上和時(shí)間上的混合可發(fā)生在混合器626內(nèi)。EGR冷卻器690也包括在后壓縮機(jī)導(dǎo)管664內(nèi)，從而冷卻從歧管59接收的排氣。

第二排氣再循環(huán)閥625(或第二ERV 625)可以是二進(jìn)制(例如，開(kāi)/閉)閥，其在完全關(guān)閉和完全打開(kāi)的一個(gè)之間被調(diào)整。當(dāng)?shù)诙﨓RV 625被完全關(guān)閉時(shí)，來(lái)自歧管59的氣體可不朝混合器626流動(dòng)通過(guò)第二ERV 625。當(dāng)完全打開(kāi)時(shí)，第二ERV 625允許流體通過(guò)其流動(dòng)。如下面進(jìn)一步詳述，在操作的具體模式期間，來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)10的汽缸20的排氣可經(jīng)由第二ERV 625沿后壓縮機(jī)導(dǎo)管664流動(dòng)穿過(guò)壓縮機(jī)進(jìn)口閥112到歧管59，通過(guò)EGR冷卻器690進(jìn)入混合器626。此外，來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)10的汽缸20的排氣可與從混合器626中的進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)62接收的新鮮的進(jìn)氣空氣混合，并且全部的混合物可進(jìn)入歧管27，且然后流進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸中。在替代實(shí)施例中，第二ERV 625可以是能夠取完全關(guān)閉和完全打開(kāi)之間的位置的連續(xù)可變閥。

因此，離開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)10的第二示例實(shí)施例600的汽缸的燃燒氣體可經(jīng)由四個(gè)分開(kāi)的通道被引導(dǎo)到四個(gè)不同的位置中的一個(gè)或多個(gè)，所述四個(gè)不同的通道包括由分離排氣歧管形成的兩個(gè)排氣通道，將壓縮機(jī)進(jìn)口閥連接到渦輪壓縮機(jī)上游的一個(gè)通道，以及將壓縮機(jī)進(jìn)口閥耦接到渦輪壓縮機(jī)下游的后壓縮機(jī)導(dǎo)管(或第四排氣通道)。為詳細(xì)闡述，來(lái)自多個(gè)汽缸20、22、24和26的排氣可被引導(dǎo)到至少三個(gè)位置中的一個(gè)或多個(gè)，其包括直接到排放控制設(shè)備72(經(jīng)由管路162)、直接到渦輪92(經(jīng)由管路160)以及經(jīng)由管路164和ERV125直接到壓縮機(jī)94的進(jìn)口。除了上述三個(gè)位置之外，(僅)來(lái)自汽缸20的燃燒氣體可經(jīng)由后壓縮機(jī)導(dǎo)管664被直接引導(dǎo)到第四位置(通過(guò)使用凸輪廓線變換和第二ERV 625)，所述第四位置在壓縮機(jī)94的下游并且在進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)62的下游。如下面將參照?qǐng)D8進(jìn)一步所描述的，排氣可基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況被指引到具體的位置。因而，基于操作模式和所得到的用于EGR的期望的目標(biāo)位置，第一ERV 125和第二ERV 625的狀態(tài)也可改變。當(dāng)期望EGR在壓縮機(jī)92上游的位置時(shí)，第一ERV 125可被打開(kāi)，而第二ERV 625可被完全地關(guān)閉。如果期望EGR在后壓縮機(jī)位置(例如，混合器626)處，第一ERV 125可被完全關(guān)閉，而第二ERV 625可(從關(guān)閉)被完全地打開(kāi)。

在本文中，通過(guò)使用諸如可變凸輪正時(shí)的可變氣門(mén)正時(shí)與凸輪廓線變換系統(tǒng)，離開(kāi)圖6的發(fā)動(dòng)機(jī)10的多個(gè)汽缸的排氣可被引導(dǎo)到期望的位置。圖7表示操作地耦接到圖6的發(fā)動(dòng)機(jī)10的第二示例實(shí)施例的示例可變凸輪正時(shí)(VCT)系統(tǒng)702和凸輪廓線變換(CPS)系統(tǒng)704的更詳細(xì)的視圖700。應(yīng)當(dāng)理解，在圖1(以及圖6)中介紹的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)部件被類(lèi)似地編號(hào)，并且不再介紹。還應(yīng)當(dāng)理解，為了視圖的簡(jiǎn)單和清楚，發(fā)動(dòng)機(jī)10的多個(gè)部件在圖7中未示出。另外，應(yīng)當(dāng)注意，雖然沒(méi)有示出，通過(guò)操作地耦接到VCT系統(tǒng)702和CPS系統(tǒng)704的進(jìn)氣凸輪軸，發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸的進(jìn)氣門(mén)可以是可致動(dòng)的。但是，在本文不描述發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸的進(jìn)氣門(mén)的操作，并且描述集中于操作每個(gè)汽缸的排氣門(mén)和壓縮機(jī)進(jìn)口閥。

在允許排氣在各自的汽缸除去的打開(kāi)位置和基本上將氣體保持在各自的汽缸內(nèi)的關(guān)閉位置之間，發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸的每個(gè)排氣門(mén)和壓縮機(jī)進(jìn)口閥是可致動(dòng)的。圖7示出由共同的排氣凸輪軸714致動(dòng)的排氣門(mén)38、128、136、126、134、124、132和122以及壓縮機(jī)進(jìn)口閥118、116、114和112。排氣凸輪軸714包括被配置成控制排氣門(mén)的打開(kāi)和關(guān)閉的多個(gè)排氣凸輪。每個(gè)排氣門(mén)可由一個(gè)或多個(gè)排氣凸輪控制，這將在下面進(jìn)一步描述。在一些實(shí)施例中，可包括一個(gè)或多個(gè)附加的排氣凸輪，以控制排氣門(mén)。此外，排氣致動(dòng)器系統(tǒng)可允許排氣門(mén)的控制。

排氣門(mén)致動(dòng)器系統(tǒng)可還包括推桿、搖臂、挺桿等等。通過(guò)將凸輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成氣門(mén)的平移運(yùn)動(dòng)，這些設(shè)備和特征部可控制進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)的致動(dòng)。在另一些示例中，通過(guò)凸輪軸上附加的凸輪凸角輪廓能夠致動(dòng)氣門(mén)，其中不同氣門(mén)之間的凸輪凸角輪廓提供變化的凸輪升程高度、凸輪致動(dòng)和/或凸輪正時(shí)。但是，如果需要，可使用替代凸輪軸(頂蓋和/或推桿)布置。在另一些示例中，排氣門(mén)和進(jìn)氣門(mén)可由共同凸輪軸致動(dòng)。但是，在替代實(shí)施例中，進(jìn)氣門(mén)和/或排氣門(mén)中至少一個(gè)可由其自己的獨(dú)立的凸輪軸或其它的設(shè)備致動(dòng)。

第二示例實(shí)施例600的發(fā)動(dòng)機(jī)10可包括控制器，諸如參照?qǐng)D1描述的控制器12，其以不同于多個(gè)汽缸的剩余數(shù)量的方式控制多個(gè)汽缸的子集。在本文中，多個(gè)汽缸的子集包括少于多個(gè)汽缸的總數(shù)量的若干汽缸。例如，相對(duì)于控制多個(gè)汽缸20、22、24和26的剩余汽缸22、24和26，以不同的方式可控制汽缸20(子集)。具體地，相對(duì)于剩余汽缸22、24和26的排氣門(mén)138、128、136、126、134和124以及壓縮機(jī)進(jìn)口閥118、116和114，可不同地致動(dòng)汽缸20的排氣門(mén)132、122和壓縮機(jī)進(jìn)口閥112。因而，通過(guò)具有與致動(dòng)排氣門(mén)138、128、136、126、134和124以及壓縮機(jī)進(jìn)口閥118、116和114的凸輪有區(qū)別的和不同的輪廓的凸輪，可操作汽缸20的排氣門(mén)132、122和壓縮機(jī)進(jìn)口閥112。

經(jīng)由管路162流體地耦接到排氣歧管57，并且之后立即耦接到排放控制設(shè)備72的排氣門(mén)134、136和138可由布置在共同的排氣凸輪軸714上的第一排氣凸輪716和第二排氣凸輪718致動(dòng)。第一排氣凸輪716可具有第一凸輪凸角輪廓，其提供第一排氣持續(xù)時(shí)間和升程。在圖7的示例中，汽缸22、24和26的第一排氣凸輪716可具有類(lèi)似的第一凸輪凸角輪廓，其打開(kāi)各自的排氣門(mén)給定的持續(xù)時(shí)間和升程。第二排氣凸輪718可具有第二凸輪凸角輪廓，其提供第二排氣持續(xù)時(shí)間和升程。在圖7的示例中，汽缸22、24和26的第二排氣凸輪718可具有類(lèi)似的第二凸輪凸角輪廓，其打開(kāi)各自的排氣門(mén)給定的持續(xù)時(shí)間和升程。因而，相對(duì)于第二排氣凸輪718的凸輪輪廓，第一排氣凸輪716可具有有區(qū)別的和不同的凸輪輪廓。例如，與由第一排氣凸輪716提供的打開(kāi)的持續(xù)時(shí)間相比，第二排氣凸輪718可打開(kāi)各自的排氣門(mén)更長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間。

將排氣的泄放部分引導(dǎo)通過(guò)排氣歧管55和管路160到渦輪92的排氣門(mén)124、126和128可由第三排氣凸輪720、第四排氣凸輪722以及第五排氣凸輪724中的每一個(gè)致動(dòng)。第三排氣凸輪720可具有第三凸輪凸角輪廓，其提供第三排氣持續(xù)時(shí)間和升程。在圖7的示例中，汽缸22、24和26的第三排氣凸輪720可具有類(lèi)似的第三凸輪凸角輪廓，其打開(kāi)各自的排氣門(mén)給定的持續(xù)時(shí)間和升程。第四排氣凸輪722可具有第四凸輪凸角輪廓，其提供第四排氣持續(xù)時(shí)間和升程。在圖7的示例中，汽缸22、24和26的第四排氣凸輪722可具有類(lèi)似的第四凸輪凸角輪廓，其打開(kāi)各自的排氣門(mén)給定的持續(xù)時(shí)間和升程。因而，相對(duì)于第四排氣凸輪的凸輪輪廓，第三排氣凸輪720可具有有區(qū)別的和不同的凸輪輪廓。例如，與由第三排氣凸輪720提供的打開(kāi)的持續(xù)時(shí)間相比，第四排氣凸輪722可打開(kāi)各自的排氣門(mén)更長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間。此外，相對(duì)于第一排氣凸輪716和第二排氣凸輪718的凸輪輪廓，第三排氣凸輪720可具有有區(qū)別的和不同的凸輪輪廓。類(lèi)似地，相對(duì)于第一排氣凸輪716和第二排氣凸輪718的凸輪輪廓，第四排氣凸輪722可具有有區(qū)別的和不同的凸輪輪廓。

第五凸輪724被描述為零凸輪凸角，其可具有輪廓以將它們各自的排氣門(mén)124、126和128保持在完全關(guān)閉的(例如，被停用的)位置通過(guò)一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)。因此，在某些模式期間，零凸輪凸角可有助于停用各自的汽缸22、24和26中的對(duì)應(yīng)的排氣門(mén)124、126和128。

僅流體地耦接到排氣歧管59的汽缸22、24和26的壓縮機(jī)進(jìn)口閥114、116和118可由第六排氣凸輪726和第七排氣凸輪728中的每一個(gè)致動(dòng)。第六排氣凸輪726可具有第六凸輪凸角輪廓，其提供第六排氣持續(xù)時(shí)間和升程。在圖7的示例中，汽缸22、24和26的第六排氣凸輪726可具有類(lèi)似的第六凸輪凸角輪廓，其打開(kāi)各自的排氣門(mén)給定的持續(xù)時(shí)間和升程。相對(duì)于先前介紹的排氣凸輪的凸輪輪廓，第六排氣凸輪726可具有有區(qū)別的和不同的凸輪輪廓。第七排氣凸輪728可以是零凸輪凸角，其在需要時(shí)將壓縮機(jī)進(jìn)口閥114、116和118保持完全關(guān)閉。因此，在某些發(fā)動(dòng)機(jī)狀況期間，汽缸22、24和26中的壓縮機(jī)進(jìn)口閥可被停用。

汽缸20的排氣門(mén)132和122可由單獨(dú)一組凸輪單獨(dú)地控制。具體地，與排氣歧管57連通的排氣門(mén)132可由第八排氣凸輪730、第九排氣凸輪732以及零排氣凸輪733致動(dòng)。第八排氣凸輪730可具有第八凸輪凸角輪廓，其提供第八排氣持續(xù)時(shí)間和升程。第九排氣凸輪732可具有第九凸輪凸角輪廓，其提供第九排氣持續(xù)時(shí)間和升程。相對(duì)于先前介紹的凸輪以及第九排氣凸輪732的凸輪輪廓，第八排氣凸輪730可具有有區(qū)別的和不同的凸輪輪廓。此外，零排氣凸輪733可具有在需要時(shí)將排氣門(mén)132保持在其完全關(guān)閉的位置(例如，被停用的)的輪廓。

類(lèi)似地，與排氣歧管55流體耦接的排氣門(mén)122可由第十排氣凸輪734、第十一排氣凸輪736以及零排氣凸輪738致動(dòng)。第十排氣凸輪734可具有第十凸輪凸角輪廓，其提供第十排氣持續(xù)時(shí)間和升程。第十一排氣凸輪736可具有第十一凸輪凸角輪廓，其提供第十一排氣持續(xù)時(shí)間和升程。相對(duì)于先前介紹的凸輪以及第十排氣凸輪734的凸輪輪廓，第十一排氣凸輪736可具有有區(qū)別的和不同的凸輪輪廓。此外，零排氣凸輪738可具有在需要時(shí)將排氣門(mén)122保持在其完全關(guān)閉的位置(例如，被停用的)的輪廓。

汽缸20的壓縮機(jī)進(jìn)口閥112可由第十二排氣凸輪740、第十三排氣凸輪742以及零排氣凸輪744致動(dòng)。第十二排氣凸輪740可具有第十二凸輪凸角輪廓，其提供第十二排氣持續(xù)時(shí)間和升程。第十三排氣凸輪742可具有第十三凸輪凸角輪廓，其提供第十三排氣持續(xù)時(shí)間和升程。相對(duì)于先前介紹的凸輪以及第十三排氣凸輪742的凸輪輪廓，第十二排氣凸輪740可具有有區(qū)別的和不同的凸輪輪廓。此外，零排氣凸輪744可具有在需要時(shí)將壓縮機(jī)進(jìn)口閥112保持在其完全關(guān)閉的位置(例如，被停用的)的輪廓。

其它的實(shí)施例可包括本領(lǐng)域已知的不同機(jī)構(gòu)，其用于停用汽缸中的排氣門(mén)和壓縮機(jī)進(jìn)口閥。這些實(shí)施例可不利用用于停用的零凸輪凸角。例如，這些機(jī)構(gòu)可包括轉(zhuǎn)換挺桿、轉(zhuǎn)換搖臂或轉(zhuǎn)換液壓輥式指狀隨動(dòng)件。

因此，耦接到歧管57的排氣門(mén)138、136和134中的每個(gè)可由兩個(gè)排氣凸輪中的一個(gè)致動(dòng)。但是，排氣門(mén)128、126和124可由三個(gè)不同的排氣凸輪中的一個(gè)致動(dòng)，而壓縮機(jī)進(jìn)口閥118、116和114可由兩個(gè)不同的排氣凸輪中的一個(gè)致動(dòng)。此外，在某些發(fā)動(dòng)機(jī)狀況期間，排氣門(mén)128、126和124中的每一個(gè)和壓縮機(jī)進(jìn)口閥118、116和114中的每一個(gè)可由至少一個(gè)零排氣凸輪被停用。汽缸20的排氣門(mén)132和122以及壓縮機(jī)進(jìn)口閥112可均由三個(gè)不同的排氣凸輪中的一個(gè)致動(dòng)。此外，當(dāng)需要時(shí)，汽缸20的排氣門(mén)132和122以及壓縮機(jī)進(jìn)口閥112中的每一個(gè)可通過(guò)各自的零排氣凸輪被停用。

排氣門(mén)和壓縮機(jī)進(jìn)口閥中的每一個(gè)可由操作耦接到控制器12的各自的致動(dòng)器系統(tǒng)致動(dòng)。因此，通過(guò)致動(dòng)器系統(tǒng)706可致動(dòng)汽缸26的排氣門(mén)138、128和壓縮機(jī)進(jìn)口閥118。類(lèi)似地，通過(guò)致動(dòng)器系統(tǒng)708可致動(dòng)汽缸24的排氣門(mén)136、126和壓縮機(jī)進(jìn)口閥116。此外，通過(guò)致動(dòng)器系統(tǒng)710可致動(dòng)汽缸22的排氣門(mén)134、124和壓縮機(jī)進(jìn)口閥114。此外，通過(guò)致動(dòng)器系統(tǒng)712可致動(dòng)汽缸20的排氣門(mén)132、122和壓縮機(jī)進(jìn)口閥112。

在不脫離本公開(kāi)的范圍的情況下，其它實(shí)施例可包括減少的致動(dòng)器系統(tǒng)或致動(dòng)器系統(tǒng)的不同組合。例如，每個(gè)汽缸的進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)可由單個(gè)致動(dòng)器致動(dòng)。

CPS系統(tǒng)704可被配置成縱向地平移排氣凸輪714的具體部分，由此引起每個(gè)汽缸的排氣門(mén)和壓縮機(jī)進(jìn)口閥的操作，從而在先前詳述的不同的排氣凸輪之間改變。例如，根據(jù)第三排氣凸輪720、第四排氣凸輪722或第五排氣凸輪724是否被選擇，排氣門(mén)128、126和124的操作可改變。同樣，根據(jù)第十二排氣凸輪740、第十三排氣凸輪742或零排氣凸輪744中的哪一個(gè)致動(dòng)壓縮機(jī)進(jìn)口閥112，汽缸20的壓縮機(jī)進(jìn)口閥112的操作可改變。

VCT系統(tǒng)702包括用于改變氣門(mén)正時(shí)的排氣凸輪軸相位器765。在不脫離本公開(kāi)的范圍的情況下，可包括進(jìn)氣凸輪軸相位器(盡管沒(méi)有明確示出)。VCT系統(tǒng)702可被配置成通過(guò)提前或延遲凸輪正時(shí)來(lái)提前或延遲氣門(mén)正時(shí)(示例發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù))，并且可經(jīng)由控制器12來(lái)控制。VCT系統(tǒng)702可被配置成通過(guò)改變曲軸位置和凸輪軸位置之間的關(guān)系來(lái)改變氣門(mén)打開(kāi)和關(guān)閉事件的正時(shí)。例如，VCT系統(tǒng)702可被配置成使排氣凸輪軸714獨(dú)立于曲軸旋轉(zhuǎn)，以引起氣門(mén)正時(shí)被提前或延遲。在一些實(shí)施例中，VCT系統(tǒng)702可以是凸輪扭矩致動(dòng)設(shè)備，其被配置成迅速地改變凸輪正時(shí)。在一些實(shí)施例中，氣門(mén)正時(shí)(諸如進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉(IVC)和排氣門(mén)關(guān)閉(EVC))可由連續(xù)可變氣門(mén)升程(CVVL)設(shè)備改變。

上述氣門(mén)/凸輪控制設(shè)備和系統(tǒng)可被液壓地提供動(dòng)力，或是電致動(dòng)的，或它們的組合。

在可選的實(shí)施例(虛線)中，其中致動(dòng)器系統(tǒng)706、708、710和712包括搖臂以致動(dòng)耦接到共同的排氣凸輪軸714的不同的排氣凸輪，CPS系統(tǒng)704可操作地耦接到螺線管S1和螺線管S2，其進(jìn)而可操作地耦接到致動(dòng)器系統(tǒng)。在本文中，搖臂可經(jīng)由螺線管S1和S2由電裝置或液壓裝置致動(dòng)，從而追隨用于每個(gè)排氣門(mén)和壓縮機(jī)進(jìn)口閥的所選擇的排氣凸輪。如所示，螺線管S1操作地且通信地耦接到僅致動(dòng)器系統(tǒng)712(經(jīng)由虛線760)，并且沒(méi)有操作地(或通信地)耦接到致動(dòng)器系統(tǒng)706、708和710。同樣，螺線管S2操作地且通信地耦接到致動(dòng)器系統(tǒng)706(經(jīng)由772)、708(經(jīng)由774)和710(經(jīng)由776)，并且沒(méi)有操作地(或通信地)耦接到致動(dòng)器系統(tǒng)712。

為詳細(xì)闡述，螺線管S1可操作地且通信地耦接到僅汽缸20的致動(dòng)器系統(tǒng)712，但是沒(méi)有操作地且通信地耦接到致動(dòng)器系統(tǒng)706、708和710，致動(dòng)器系統(tǒng)706、708和710分別耦接到汽缸26、24和22。此外，螺線管S2可操作地且通信地耦接到706、708和710，但是沒(méi)有操作地且通信地耦接到712。在本文中，搖臂可由電裝置或液壓裝置致動(dòng)，以追隨用于每個(gè)排氣門(mén)的先前描述的凸輪中的一個(gè)。

以這種方式，CPS系統(tǒng)704可在用于打開(kāi)相應(yīng)的排氣門(mén)具體的持續(xù)時(shí)間和/或升程和/或正時(shí)的凸輪之間轉(zhuǎn)換。CPS系統(tǒng)704可從控制器12接收信號(hào)，從而基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況在用于發(fā)動(dòng)機(jī)10中的不同的汽缸的不同凸輪輪廓之間轉(zhuǎn)換。

圖8示出描繪發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷-發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速曲線特征的示例映射圖800。具體地，映射圖描繪當(dāng)可采用操作發(fā)動(dòng)機(jī)10的不同汽缸的排氣門(mén)和壓縮機(jī)進(jìn)口閥的不同模式時(shí)的不同的轉(zhuǎn)速-負(fù)荷區(qū)域。映射圖800表示沿x軸繪制的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以及沿y軸繪制的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷(或平均有效制動(dòng)壓力(BMEP))。線802表示在給定轉(zhuǎn)速下的給定的發(fā)動(dòng)機(jī)能夠操作的最高負(fù)荷。映射圖800還包括不同的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速組合的三個(gè)區(qū)域，其中發(fā)動(dòng)機(jī)10的汽缸可以不同的方式被操作，從而提供較低的泵送損失和較高的發(fā)動(dòng)機(jī)效率。

由非常低的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷限定的區(qū)域808可包括發(fā)動(dòng)機(jī)工況，諸如發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)怠速等。作為非限制性示例，這些非常輕的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷可包括0-2巴范圍的BMEP。在本文中，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩需求可以是顯著低的。在這些非常低的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷狀況期間，汽缸可被操作以將它們的排氣的很大一部分，例如，差不多100％引導(dǎo)到排氣催化劑，例如，排放控制設(shè)備72。

因此，凸輪輪廓可通過(guò)圖7的CPS系統(tǒng)704轉(zhuǎn)換，從而經(jīng)由第二排氣凸輪718致動(dòng)排氣門(mén)138、136和134。具體地，第二排氣凸輪718可致動(dòng)對(duì)應(yīng)的排氣門(mén)，從而打開(kāi)汽缸26、24和22中各自排氣沖程的整個(gè)持續(xù)時(shí)間。同時(shí)，汽缸20的排氣門(mén)132可由第九排氣凸輪732致動(dòng)。在本文中，排氣門(mén)132可被保持打開(kāi)汽缸20中排氣沖程的整個(gè)持續(xù)時(shí)間。同時(shí)，相應(yīng)的汽缸26、24、22和20的排氣門(mén)128、126、124、122和壓縮機(jī)進(jìn)口閥118、116、114和112可被保持完全關(guān)閉。具體地，通過(guò)借助它們各自的零排氣凸輪，例如第五排氣凸輪724，致動(dòng)這些排氣門(mén)128、126和124，排氣門(mén)128、126和124可被保持關(guān)閉(例如，被停用的)，而壓縮機(jī)進(jìn)口閥118、116和114通過(guò)它們各自的零凸輪(例如，第七排氣凸輪728)被保持關(guān)閉。同時(shí)，通過(guò)致動(dòng)零凸輪738，汽缸20的排氣門(mén)122可被保持關(guān)閉，而汽缸20的壓縮機(jī)進(jìn)口閥112可經(jīng)由零凸輪744被保持完全關(guān)閉。

替代地，排氣的較小部分，例如，泄放脈沖的一部分可從所有的汽缸20、22、24和26被引導(dǎo)到排氣渦輪，而來(lái)自所有汽缸的排氣的較大部分可被引導(dǎo)到排放控制設(shè)備72。

區(qū)域806可表示較低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷到中等發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，例如2-10巴BMEP。在本文中，盡管相對(duì)于在區(qū)域808中期望的動(dòng)力較高，期望的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力可以是低的，例如，在巡航期間。換句話說(shuō)，盡管本公開(kāi)中的區(qū)域806中的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷可被分類(lèi)為較低負(fù)荷到中等負(fù)荷，區(qū)域806表示高于區(qū)域808中的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷(并且低于區(qū)域804中的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷)。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在區(qū)域806中操作時(shí)，來(lái)自多個(gè)汽缸的子集的排氣可被再循環(huán)到發(fā)動(dòng)機(jī)10。例如，在低到中等發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷期間，CPS系統(tǒng)704可與致動(dòng)器712通信，從而在耦接到排氣門(mén)132、122的各種凸輪和汽缸20的壓縮機(jī)進(jìn)口閥112之間轉(zhuǎn)換。具體地，壓縮機(jī)進(jìn)口閥112可被保持打開(kāi)排氣沖程的整個(gè)持續(xù)時(shí)間，從而將來(lái)自汽缸20的所有排氣引導(dǎo)到歧管59。因而，通過(guò)被它們各自的零凸輪733和738致動(dòng)，排氣門(mén)132和122每一個(gè)可被保持關(guān)閉。此外，通過(guò)關(guān)閉第一ERV 125和打開(kāi)第二ERV 625，歧管59中所接收的來(lái)自汽缸20的排氣可經(jīng)由后壓縮機(jī)導(dǎo)管664被引導(dǎo)到位于壓縮機(jī)94下游的混合器626。

同時(shí)且在第一發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)內(nèi)，當(dāng)汽缸20的壓縮機(jī)進(jìn)口閥112在排氣沖程的整個(gè)持續(xù)時(shí)間被保持打開(kāi)時(shí)，在相同的第一發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間，來(lái)自剩余的汽缸(例如汽缸26、24和22)的排氣被引導(dǎo)到渦輪和排放控制設(shè)備中的每一個(gè)。具體地，排氣門(mén)128、126和124可被打開(kāi)，以經(jīng)由第一通道(管路160)將排氣的第一部分(也就是泄放部分)引導(dǎo)到渦輪92。同時(shí)，排氣門(mén)138、136和134可經(jīng)由第二通道(管路162)將泄放部分之后的排氣的僅第二部分引導(dǎo)到排放控制設(shè)備72。排氣的第二部分可以是排氣的清除部分，其包括一小部分殘留的排氣。同樣，排氣門(mén)128、126和124在排氣沖程前面的部分期間可以是打開(kāi)的，而排氣門(mén)138、136和134在相同的排氣沖程后面的部分期間可以是打開(kāi)的。具體地，在區(qū)域806中的發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間，相應(yīng)的汽缸26、24和22的壓縮機(jī)進(jìn)口閥118、116和114可被停用和關(guān)閉。

區(qū)域804包括高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷(例如，大于10巴BMEP)，其中發(fā)動(dòng)機(jī)操作以實(shí)現(xiàn)高扭矩需求。作為示例，高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷狀況可包括踩加速器踏板事件，車(chē)輛沿斜面向上行駛，等等。此外，區(qū)域804中的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷可高于區(qū)域806和區(qū)域808中的每一個(gè)的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷。因而，區(qū)域804可包括顯著較高的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在區(qū)域804中操作時(shí)，排氣的顯著部分可被遞送到渦輪增壓器的渦輪，以產(chǎn)生期望的較高的扭矩需求。此外，為了減少爆震，通過(guò)提供新鮮的進(jìn)氣空氣的漏泄，可實(shí)現(xiàn)燃燒室的冷卻。因此，在踩加速器踏板狀況期間，發(fā)動(dòng)機(jī)(包括多個(gè)汽缸)可如參照?qǐng)D5所描述的操作。具體地，通過(guò)剛好在做功沖程BDC的末端之前打開(kāi)第一排氣門(mén)(例如，排氣門(mén)128、126、124和122)并且在排氣沖程末端之前關(guān)閉第一排氣門(mén)，排氣的泄放部分可被引導(dǎo)到渦輪。在排氣沖程期間的中間附近，通過(guò)打開(kāi)第二排氣門(mén)(例如，排氣門(mén)138、136、134和132)，泄放之后的排氣的第二部分可被引導(dǎo)到排放控制設(shè)備。在排氣沖程TDC的末端之前，兩個(gè)排氣門(mén)都可被關(guān)閉。在進(jìn)氣沖程期間，通過(guò)操作CIV(例如，壓縮機(jī)進(jìn)口閥118、116、114和112)以朝排氣沖程的末端打開(kāi)，以及通過(guò)維持與一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣門(mén)的正氣門(mén)重疊，與新鮮的漏泄空氣組合的低壓排氣(LP-EGR)的最后部分可被輸送到渦輪壓縮機(jī)進(jìn)口。

應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)相對(duì)負(fù)荷被指示為高或低時(shí)，指示指的是與可變負(fù)荷的范圍相比的相對(duì)負(fù)荷。因此，相對(duì)于中等的和較高的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷中的每一個(gè)，低的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷可較低。相對(duì)于中等的(適度的)和較低的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷中的每一個(gè)，高的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷可較高。相對(duì)于高的或非常高的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，中等的或適度的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷可較低。此外，相對(duì)于低的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，中等的或適度的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷可較高。此外，非常低的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷可包括低于低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷以及低于中等的和高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖9A、圖9B和圖9C，它們包括映射圖940、映射圖960和映射圖980，其分別描述用于一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的相對(duì)于活塞位置的示例氣門(mén)正時(shí)，所述每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸包括5個(gè)閥：兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)、兩個(gè)排氣門(mén)以及一個(gè)壓縮機(jī)進(jìn)口閥，諸如圖1、圖6和圖7中所描述的汽缸。CPS系統(tǒng)，諸如CPS系統(tǒng)704可改變5個(gè)閥的打開(kāi)和關(guān)閉的正時(shí)，以及改變5個(gè)閥被保持打開(kāi)的持續(xù)時(shí)間。圖9A、圖9B和圖9C中的示例映射圖可類(lèi)似于圖3的示例，因?yàn)樗鼈兠枋鱿鄬?duì)于活塞位置和曲軸旋轉(zhuǎn)的氣門(mén)正時(shí)。因此，映射圖940、960和980保留用于活塞位置(曲線302)和進(jìn)氣門(mén)正時(shí)(曲線304和306)的曲線的圖3的類(lèi)似編號(hào)。

映射圖940、960和980中的每一個(gè)示出沿x軸的在曲柄角度(CAD)下的發(fā)動(dòng)機(jī)位置。曲線302示出活塞位置(沿y軸)，其參考來(lái)自上止點(diǎn)(TDC)和/或下止點(diǎn)(BDC)的它們的位置，并且進(jìn)一步參考發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的四個(gè)沖程(進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣)內(nèi)的它們的位置。

映射圖940、960和980中的每一個(gè)的曲線304描述用于第一進(jìn)氣門(mén)(Int_1)的第一進(jìn)氣門(mén)正時(shí)、升程以及持續(xù)時(shí)間，而曲線306示出用于耦接到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的進(jìn)氣通道的第二進(jìn)氣門(mén)(Int_2)的第二進(jìn)氣門(mén)正時(shí)、升程以及持續(xù)時(shí)間。在所示的示例中，剛好在CAD2(例如，在進(jìn)氣沖程TDC或剛好在進(jìn)氣沖程TDC之前)之前，第一進(jìn)氣門(mén)和第二進(jìn)氣門(mén)從在共同正時(shí)(曲線304和306)的關(guān)閉位置被完全地打開(kāi)，從而開(kāi)始基本上較靠近進(jìn)氣沖程TDC，并且剛好在隨后的壓縮沖程已經(jīng)開(kāi)始經(jīng)過(guò)CAD3(例如，在BDC或剛好在BDC之后)之后，所述關(guān)閉位置被關(guān)閉。另外，當(dāng)完全打開(kāi)時(shí)，兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)可以相同的量的氣門(mén)升程L1打開(kāi)D1的相同的持續(xù)時(shí)間。在另一些示例中，通過(guò)基于發(fā)動(dòng)機(jī)狀況調(diào)整相位、升程或持續(xù)時(shí)間，兩個(gè)氣門(mén)可以不同的正時(shí)被操作。

應(yīng)當(dāng)理解，進(jìn)氣門(mén)中的每一個(gè)、排氣門(mén)中的每一個(gè)、以及壓縮機(jī)進(jìn)口閥中的每一個(gè)經(jīng)由相關(guān)聯(lián)的CPS和VCT系統(tǒng)獨(dú)立于彼此被致動(dòng)。

現(xiàn)在參見(jiàn)圖9A的映射圖940，其描述當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在映射圖800的區(qū)域808中操作時(shí)，用于圖6和圖7的發(fā)動(dòng)機(jī)10中的所有汽缸的示例氣門(mén)正時(shí)。具體地，映射圖940包括在非常低的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷(例如0-2巴BMEP)期間，用于發(fā)動(dòng)機(jī)操作的示例排氣門(mén)正時(shí)。如參考圖8所描述的，在非常低的負(fù)荷下的發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間，通過(guò)經(jīng)由它們各自的零凸輪致動(dòng)壓縮機(jī)進(jìn)口閥，多個(gè)汽缸中的每一個(gè)的壓縮機(jī)進(jìn)口閥可被保持關(guān)閉。因此，曲線913描述CIV不具有氣門(mén)升程(例如，零氣門(mén)升程)持續(xù)時(shí)間D7(例如，從BDC之前到剛好TDC之后)。換句話說(shuō)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在非常低或非常輕的負(fù)荷下操作時(shí)，所有汽缸的CIV在排氣沖程的整個(gè)持續(xù)時(shí)間被完全地關(guān)閉。

此外，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在映射圖800的區(qū)域808中操作時(shí)，第一排氣門(mén)(例如，排氣門(mén)128、126、124和122)也可被完全關(guān)閉排氣沖程的整個(gè)持續(xù)時(shí)間。換句話說(shuō)，排氣門(mén)128、126、124和122可由它們各自的零凸輪致動(dòng)，并且可被停用。因此，曲線911示出所有汽缸(Exh_1)的第一排氣門(mén)不具有氣門(mén)升程(例如，零氣門(mén)升程)持續(xù)時(shí)間D7(例如，從BDC之前到剛好TDC之后)。

曲線912描述對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的第二排氣門(mén)(Exh_2)的示例排氣門(mén)正時(shí)、升程以及持續(xù)時(shí)間，第二排氣門(mén)耦接到第二排氣通道(例如，管路162)和歧管57。第二排氣門(mén)可包括與歧管57連通的閥138、136、134和132。如映射圖940中所示，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在相當(dāng)輕的負(fù)荷下操作時(shí)，第二排氣門(mén)可被完全打開(kāi)(從完全關(guān)閉)排氣沖程的整個(gè)持續(xù)時(shí)間(例如，從CAD1之前到剛好CAD2之后)。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)10的多個(gè)汽缸的第二排氣門(mén)可被保持打開(kāi)持續(xù)時(shí)間D7，如所示。具體地，在排氣沖程開(kāi)始之前(例如，在做功沖程的BDC之前的10度內(nèi))第二排氣門(mén)可被打開(kāi)，其被保持完全打開(kāi)通過(guò)排氣沖程的持續(xù)時(shí)間，并且剛好在排氣沖程結(jié)束(例如，在排氣沖程中TDC之后的10度內(nèi))之后可被完全關(guān)閉(從打開(kāi))。

因此，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在非常低的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下操作時(shí)，來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)10的所有汽缸的排氣可被引導(dǎo)到排放催化劑。在本文中，所有的排氣可包括泄放部分、清除部分以及殘留排氣。例如，汽缸26、24和22的第二排氣門(mén)可由它們各自的第二排氣凸輪718致動(dòng)。同樣，排氣門(mén)132可由第九排氣凸輪732致動(dòng)。此外，第二排氣門(mén)中的每一個(gè)可以第二量的氣門(mén)升程L3被打開(kāi)。例如，第二量的氣門(mén)升程L3可以是第二排氣門(mén)的最大開(kāi)口。

應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)隨后的進(jìn)氣沖程在CAD2的TCD之后開(kāi)始時(shí)，第二排氣門(mén)和對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣門(mén)之間的正氣門(mén)重疊可存在。在本文中，朝排氣沖程的末端的排氣可從各自的燃燒室在相反的方向被吸進(jìn)進(jìn)氣歧管27。具體地，在非常低的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷期間，相對(duì)于排氣歧管(例如，歧管57和/或歧管55)中的壓力，進(jìn)氣歧管27可在較低的壓力下。因此，在排氣沖程的末端的汽缸中剩余的低壓排氣可從汽缸流進(jìn)進(jìn)氣歧管27。從燃燒室進(jìn)入進(jìn)氣歧管的排氣的該流動(dòng)可被稱(chēng)為與“前進(jìn)”流相反的“反向”流，其中來(lái)自燃燒室的排氣流進(jìn)排氣歧管。在反向流模式下，已經(jīng)進(jìn)入進(jìn)氣歧管27的排氣后來(lái)可以在隨后的進(jìn)氣沖程中與新鮮的進(jìn)氣空氣一起通過(guò)打開(kāi)的進(jìn)氣門(mén)被吹進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。因而，在進(jìn)氣沖程期間流進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的這些低壓排氣可起內(nèi)部EGR的作用。注意，因?yàn)樵诜浅５偷陌l(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷期間進(jìn)氣歧管處在與排氣歧管相比的減小的壓力下，新鮮的漏泄的進(jìn)氣空氣可不流進(jìn)排氣歧管。

還應(yīng)當(dāng)理解，在低負(fù)荷操作期間，諸如在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)期間，通過(guò)使所有的排氣流動(dòng)到排放控制設(shè)備(以及通過(guò)不將排氣的部分轉(zhuǎn)向到渦輪、前壓縮機(jī)位置、或后壓縮機(jī)位置)，排放控制設(shè)備可迅速達(dá)到起燃溫度。

任選地，當(dāng)排氣催化劑已經(jīng)達(dá)到起燃溫度，并且發(fā)動(dòng)機(jī)在非常低的負(fù)荷下操作時(shí)，通過(guò)在排氣沖程開(kāi)始時(shí)打開(kāi)第一排氣門(mén)，泄放脈沖的小部分可經(jīng)由第一排氣門(mén)朝渦輪轉(zhuǎn)向，如虛曲線908所示。虛曲線908描述用于第一排氣門(mén)的示例氣門(mén)正時(shí)、升程以及持續(xù)時(shí)間，以收集排氣脈沖的泄放部分的一部分。如所示，所有汽缸的第一排氣門(mén)可以第一量的氣門(mén)升程L2打開(kāi)持續(xù)時(shí)間D6。在本文中，剛好在TDC之前或剛好在CAD1之前，第一排氣門(mén)可被打開(kāi)(從關(guān)閉)，并且可在CAD1和CAD2之間的排氣沖程的中點(diǎn)之前(例如，在排氣沖程的90CAD內(nèi))被關(guān)閉。

在相同的排氣沖程期間，第二排氣門(mén)可被打開(kāi)相同的氣門(mén)正時(shí)、升程以及持續(xù)時(shí)間，如曲線912所示。替代地，第二排氣門(mén)可被打開(kāi)比D7更短的持續(xù)時(shí)間，如虛曲線909所示。虛曲線909示出用于第二排氣門(mén)的示例氣門(mén)正時(shí)、升程以及持續(xù)時(shí)間，從而收集排氣脈沖的剩余部分(例如，在第一排氣門(mén)關(guān)閉之后汽缸中剩余的排氣的部分，如虛曲線908所示)。如虛曲線909的示例中所示，剛好在第一排氣門(mén)關(guān)閉之前(例如，在排氣沖程的45CAD和90CAD之間)，第二排氣門(mén)可從關(guān)閉被打開(kāi)，并且剛好在排氣沖程的TDC之后(例如，剛好在CAD2之后，在CAD2之后的10CAD附近)可保持打開(kāi)。此外，第二排氣門(mén)可打開(kāi)持續(xù)時(shí)間D8，其中D8短于曲線912的持續(xù)時(shí)間D7。在本文中，(一個(gè)或多個(gè))第一排氣門(mén)在汽缸循環(huán)中可比第二排氣門(mén)從關(guān)閉被打開(kāi)的正時(shí)更早地被打開(kāi)。

以這種方式，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在非常低的負(fù)荷下操作時(shí)，諸如在映射圖800的區(qū)域808內(nèi)，每個(gè)汽缸的排氣沖程中的所有排氣可經(jīng)由第二排氣門(mén)(例如，氣門(mén)138、136、134和132)離開(kāi)汽缸進(jìn)入歧管57，并且之后立即朝向排放控制設(shè)備72。任選地，每個(gè)汽缸中泄放脈沖的小部分可經(jīng)由第一排氣門(mén)(例如，閥128、126、124和122)被引導(dǎo)通過(guò)歧管55朝向排氣渦輪92。在本文中，排氣脈沖的剩余部分可經(jīng)由第二排氣門(mén)流進(jìn)歧管57，并且之后立即朝向排放控制設(shè)備72。

現(xiàn)在參見(jiàn)圖9B的映射圖960，其描述當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在映射圖800的區(qū)域806中操作時(shí)，用于圖6和圖7的發(fā)動(dòng)機(jī)10中的所有汽缸的示例氣門(mén)正時(shí)。具體地，映射圖960包括在低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷到中等發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷(例如2-10巴BMEP)期間，用于發(fā)動(dòng)機(jī)操作的示例排氣門(mén)正時(shí)。如參考圖8所描述的，在較低負(fù)荷到中等負(fù)荷下的發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間，發(fā)動(dòng)機(jī)10的多個(gè)汽缸的子集可與多個(gè)汽缸中剩余數(shù)量的汽缸不同地被操作。具體地，少于多個(gè)汽缸的總數(shù)的許多汽缸可以與多個(gè)汽缸的剩余數(shù)量的汽缸不同的方式被操作。

在圖6和圖7的發(fā)動(dòng)機(jī)10的所描述示例中，多個(gè)汽缸的子集包括汽缸20，其中多個(gè)汽缸包括汽缸20、22、24和26。因此，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在映射圖800的區(qū)域806中操作時(shí)，相對(duì)于剩余的汽缸，例如汽缸22、24和26，汽缸的子集(例如汽缸20)以不同的方式被操作。為詳細(xì)闡述，來(lái)自汽缸20的所有排氣(包括泄放脈沖、清除脈沖和少量的殘留氣體)被引導(dǎo)到后壓縮機(jī)位置。同時(shí)，來(lái)自剩余汽缸的排氣不被引導(dǎo)到后壓縮機(jī)位置。相反，來(lái)自剩余汽缸的排氣被引導(dǎo)到渦輪和排放控制設(shè)備中的每一個(gè)。

虛曲線918表示僅僅用于汽缸20的壓縮機(jī)進(jìn)口閥(CIV)的示例排氣門(mén)正時(shí)、升程以及持續(xù)時(shí)間。在本文中，汽缸20的CIV可被完全地打開(kāi)排氣沖程的整個(gè)持續(xù)時(shí)間(例如，從CAD1之前到剛好在CAD2之后)。如所示，在映射圖960中，汽缸20的CIV 112可被打開(kāi)持續(xù)時(shí)間D7。具體地，在排氣沖程開(kāi)始之前(例如，在做功沖程的BDC之前的10度內(nèi))，汽缸20的CIV可被打開(kāi)(從被關(guān)閉)，其被保持完全打開(kāi)通過(guò)排氣沖程的持續(xù)時(shí)間，并且剛好在排氣沖程結(jié)束(例如，在TDC之后的10度內(nèi))之后可被完全關(guān)閉(從打開(kāi))。這樣，當(dāng)隨后的進(jìn)氣沖程開(kāi)始時(shí)，少量的正重疊可發(fā)生在汽缸20的CIV和進(jìn)氣門(mén)之間。因此，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷到中等負(fù)荷下操作時(shí)，來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)10的汽缸20(例如，汽缸的子集)的基本上所有的排氣(例如，所有排氣的至少95％)可被引導(dǎo)到為壓縮機(jī)下游的(也稱(chēng)為后壓縮機(jī))位置。該位置也可在進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)的下游，如圖6中所示。虛灰色曲線911和915分別表示汽缸20的第一排氣門(mén)和第二排氣門(mén)。如虛灰色曲線911和915所示，在排氣沖程期間，汽缸20的第一排氣門(mén)和第二排氣門(mén)中的每一個(gè)可被保持完全關(guān)閉(持續(xù)時(shí)間D7)。第一排氣門(mén)122和第二排氣門(mén)132中的每一個(gè)可沒(méi)有氣門(mén)升程。因而，氣門(mén)122和132可由它們各自的零凸輪致動(dòng)。

映射圖960的實(shí)曲線914描述用于剩余的汽缸(例如汽缸22、24和26)的第一排氣門(mén)的示例氣門(mén)正時(shí)、升程和持續(xù)時(shí)間。此外，實(shí)曲線916示出用于剩余的汽缸(例如汽缸22、24和26)的第二排氣門(mén)的示例氣門(mén)正時(shí)、升程和持續(xù)時(shí)間。此外，實(shí)線917示出用于剩余的汽缸(例如汽缸22、24和26)的CIV的示例氣門(mén)正時(shí)、升程和持續(xù)時(shí)間。具體地，在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中比第二排氣門(mén)從關(guān)閉被打開(kāi)的正時(shí)(實(shí)曲線916)更早的第一正時(shí)(實(shí)曲線914)，(一個(gè)或多個(gè))第一排氣門(mén)從關(guān)閉位置被打開(kāi)。具體地，剛好在做功沖程BDC之前，就在CAD1之前(例如，在做功沖程BDC，或剛好在做功沖程BDC之前)，用于第一排氣門(mén)的第一正時(shí)發(fā)生，而例如，在CAD1之后，但是在CAD2之前，用于打開(kāi)第二排氣門(mén)的正時(shí)從做功沖程BDC被延遲。如所示，在排氣沖程的中點(diǎn)或附近(例如，在CAD1和CAD2之間的中途)，第二排氣門(mén)可打開(kāi)。在排氣沖程的末端之前，例如，在TDC之前，第一排氣門(mén)可被關(guān)閉，而第二排氣門(mén)被保持打開(kāi)，直到剛好經(jīng)過(guò)排氣沖程的TDC(例如，直到剛好在CAD2之后)。作為示例，第一排氣門(mén)在CAD2的排氣沖程TDC之前45CAD附近可關(guān)閉。此外，剩余汽缸的第一排氣門(mén)可被保持打開(kāi)持續(xù)時(shí)間D2。

第二排氣門(mén)可與進(jìn)氣門(mén)正重疊，盡管是短的持續(xù)時(shí)間。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷到中等負(fù)荷狀況下操作，相對(duì)于排氣歧管55或排氣歧管57中的排氣壓力，進(jìn)氣歧管可在較低的壓力下。因此，在正氣門(mén)重疊期間，內(nèi)部EGR可被提供為朝排氣沖程后端的低壓排氣，其被吸進(jìn)進(jìn)氣歧管。在隨后的進(jìn)氣沖程期間，相同的低壓排氣后來(lái)可與新鮮的進(jìn)氣空氣一起流進(jìn)汽缸，作為內(nèi)部EGR。此外，當(dāng)排氣歧管在比進(jìn)氣歧管更高的壓力下時(shí)，正氣門(mén)重疊期間，新鮮的進(jìn)入漏泄空氣可不流進(jìn)汽缸，并且通過(guò)其進(jìn)入排氣歧管。

此外，第二排氣門(mén)可打開(kāi)持續(xù)時(shí)間D3(如圖3中)，所述持續(xù)時(shí)間D3包括從在排氣沖程的中點(diǎn)或附近直到剛好經(jīng)過(guò)隨后的進(jìn)氣沖程的開(kāi)始(例如，從CAD1和CAD2之間的中途附近直到剛好經(jīng)過(guò)CAD2)的持續(xù)時(shí)間。剩余汽缸的CIV可被關(guān)閉排氣沖程的整個(gè)持續(xù)時(shí)間，例如從CAD1通過(guò)CAD2，如曲線917的平線所示。

因此，在低負(fù)荷到中等負(fù)荷下的發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間，來(lái)自剩余汽缸的排氣可被引導(dǎo)到渦輪和排放催化劑二者。具體地，排氣的第一部分可被遞送到渦輪，而排氣的第二、剩余的部分被引導(dǎo)到排放控制設(shè)備。換句話說(shuō)，排氣的泄放部分(在較高壓力下)被指引到渦輪，從而傳送期望的發(fā)動(dòng)機(jī)功率，而在相對(duì)較低的壓力下排氣的清除部分被遞送到排放催化劑。因而，排氣的兩個(gè)部分可被單獨(dú)地排出，并且處在相同的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)內(nèi)的不同時(shí)間，如映射圖960中所示。

通過(guò)關(guān)閉剩余汽缸的CIV，新鮮空氣的漏泄和LP-EGR的流動(dòng)可不從剩余的汽缸發(fā)生。然而，當(dāng)來(lái)自剩余汽缸的排氣被引導(dǎo)到渦輪和排放催化劑時(shí)，通過(guò)在相同的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)內(nèi)將來(lái)自汽缸20(例如，汽缸的子集)的所有排氣提供到發(fā)動(dòng)機(jī)，較高比例的排氣可被再循環(huán)用于EGR。以這種方式，汽缸的子集可提供富的EGR(例如，通過(guò)使來(lái)自汽缸20的EGR變富)，其有助于燃燒穩(wěn)定性和燃燒速率。進(jìn)一步地，通過(guò)將來(lái)自汽缸的子集的排氣引導(dǎo)到進(jìn)氣歧管(后壓縮機(jī))，在低負(fù)荷到中等負(fù)荷操作期間，通過(guò)減少泵送損失和熱量損失可獲得改善的發(fā)動(dòng)機(jī)效率。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖9C的映射圖980，其描述當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在映射圖800的區(qū)域804中操作時(shí)，用于圖6和圖7的發(fā)動(dòng)機(jī)10中的所有汽缸的示例氣門(mén)正時(shí)。具體地，映射圖980包括在高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷(如，多于10巴BMEP)期間，用于發(fā)動(dòng)機(jī)操作的示例排氣門(mén)正時(shí)。如參考圖8所描述的，在高負(fù)荷下的發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間，來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的所有汽缸的排氣的顯著部分可被遞送到渦輪增壓器的渦輪，以產(chǎn)生期望的較高的扭矩需求。此外，為了減少爆震，通過(guò)經(jīng)由正氣門(mén)重疊提供新鮮的進(jìn)氣空氣的漏泄，可實(shí)現(xiàn)所有燃燒室的冷卻。

如曲線920(類(lèi)似于圖3的曲線308)所示，在排氣沖程開(kāi)始時(shí)或在排氣沖程開(kāi)始之前(例如，在做功沖程的BDC之前的10度內(nèi))，多個(gè)汽缸的第一排氣門(mén)(例如，氣門(mén)122、124、126和128)可從關(guān)閉位置被完全打開(kāi)，被保持完全打開(kāi)通過(guò)排氣沖程的第一部分，并且在排氣沖程結(jié)束之前(例如，在排氣沖程的TDC之前的45度內(nèi))可被完全地關(guān)閉，以收集排氣脈沖的泄放部分。多個(gè)汽缸的第二排氣門(mén)(曲線922)在排氣沖程的中點(diǎn)(例如，在經(jīng)過(guò)做功沖程的BDC或CAD1的60度和90度之間)附近可從關(guān)閉位置被完全地打開(kāi)，被保持打開(kāi)通過(guò)排氣沖程的第二部分，并且在排氣沖程結(jié)束之前(例如，在排氣沖程的TDC之前的20度內(nèi))可被完全關(guān)閉，以排出排氣的清除部分。

多個(gè)汽缸的CIV(曲線924)可從關(guān)閉位置朝排氣沖程的末端(例如，在排氣沖程的TDC之前的25度內(nèi))被完全地打開(kāi)，可被保持完全地打開(kāi)至少直到隨后的進(jìn)氣沖程已經(jīng)開(kāi)始并且恰好在排氣沖程TDC之后(例如，在經(jīng)過(guò)TDC的30度內(nèi))可被完全地關(guān)閉。剛好在排氣沖程結(jié)束之前(例如，在TDC之前的10度內(nèi))，進(jìn)氣門(mén)可從關(guān)閉被完全地打開(kāi)，被保持打開(kāi)通過(guò)進(jìn)氣沖程，并且在壓縮沖程開(kāi)始時(shí)或剛好經(jīng)過(guò)壓縮沖程的開(kāi)始(例如，在經(jīng)過(guò)進(jìn)氣沖程的BDC的10度內(nèi))可被完全地關(guān)閉。因此，如圖9C中所示，CIV和進(jìn)氣門(mén)可具有正氣門(mén)重疊階段(例如，從在TDC之前10度內(nèi)，直到經(jīng)過(guò)TDC的30度)以允許新鮮的進(jìn)氣空氣借助EGR漏泄到前壓縮機(jī)位置(例如，進(jìn)入壓縮機(jī)進(jìn)口)。

因此，在高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷期間，發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)汽缸可經(jīng)由至少三個(gè)不同的通道被排出，所述三個(gè)不同的通道包括通過(guò)第一排氣門(mén)通到排氣渦輪進(jìn)口的第一排氣通道，通過(guò)第二排氣門(mén)通到排放控制設(shè)備的第二通道，以及從壓縮機(jī)進(jìn)口閥到渦輪壓縮機(jī)上游的第三通道。這樣，如映射圖980中所描述的，排氣的三個(gè)部分可被單獨(dú)地排出，并且處在相同的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)內(nèi)的不同時(shí)間。

此外，恰好在CIV被完全打開(kāi)之前，第一排氣門(mén)可被完全關(guān)閉并且保持關(guān)閉，而剛好在CIV被打開(kāi)之后，第二排氣門(mén)可被完全關(guān)閉。此外，第一排氣門(mén)和第二排氣門(mén)可彼此重疊，第二排氣門(mén)和CIV可最小程度地彼此重疊，但是第一排氣門(mén)可不與CIV重疊。

另外，第一排氣門(mén)可在第一正時(shí)以第一量的氣門(mén)升程L2被打開(kāi)，而第二排氣門(mén)可以第二量的氣門(mén)升程L3被打開(kāi)，并且CIV可以第三量的氣門(mén)升程L5被打開(kāi)。此外，第一排氣門(mén)可在第一正時(shí)被打開(kāi)持續(xù)時(shí)間D2，而第二排氣門(mén)可被打開(kāi)持續(xù)時(shí)間D3，并且CIV可被打開(kāi)持續(xù)時(shí)間D5。應(yīng)當(dāng)理解，在替代實(shí)施例中，兩個(gè)排氣門(mén)可具有相同量的氣門(mén)升程和/或相同的打開(kāi)持續(xù)時(shí)間，同時(shí)在不同的相位正時(shí)下打開(kāi)。

以這種方式，通過(guò)調(diào)整氣門(mén)正時(shí)、升程以及持續(xù)時(shí)間，發(fā)動(dòng)機(jī)可在不同的負(fù)荷狀況下以較少的泵送損失和較高的效率被操作。在低負(fù)荷到中等負(fù)荷期間，富的EGR減少燃燒不穩(wěn)定性。在高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷期間，漏氣和低壓EGR可提供溫度減小，同時(shí)改善渦輪增壓器性能。在本文中，通過(guò)分開(kāi)排氣的各種部分，可提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能，同時(shí)減少爆震。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖10，示出用于基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況調(diào)整多汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣門(mén)和壓縮機(jī)進(jìn)口閥以改變包括EGR的排氣的遞送位置的示例程序1000。方法允許排氣被遞送到渦輪和排氣催化劑，以及基于現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)狀況被再循環(huán)到前壓縮機(jī)和后壓縮機(jī)位置中的每一個(gè)。因而，將參考圖6和圖7中示出的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)描述程序1000，但是應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本公開(kāi)的范圍的情況下，類(lèi)似的程序可與其它的系統(tǒng)一起被使用。包括在本文中的用于執(zhí)行程序1000的指令可基于存儲(chǔ)在控制器的存儲(chǔ)器上的指令并且結(jié)合從發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的傳感器(諸如上面參考圖6描述的傳感器)接收的信號(hào)由控制器(諸如圖6和圖7的控制器12)執(zhí)行。根據(jù)下面描述的程序，控制器可采用發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器，諸如圖6和圖7的致動(dòng)器，以調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)操作。

在1002處，程序1000包括估計(jì)和/或測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)工況，諸如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、扭矩需求、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷、升壓、MAP、進(jìn)氣空氣流量、環(huán)境狀況(如環(huán)境壓力、溫度、濕度)、排氣催化劑溫度等。在1004處，基于發(fā)動(dòng)機(jī)狀況選擇氣缸操作的模式，例如調(diào)整第一排氣門(mén)和第二排氣門(mén)以及壓縮機(jī)進(jìn)口閥。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)操作負(fù)荷可確定汽缸操作的模式。接下來(lái)，在1006處，第一ERV(例如，圖6的第一ERV 125)和第二ERV(例如，圖6的第二ERV 625)的位置可基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況，如將在下面描述的。

在1008處，可確定是否已經(jīng)選擇第一模式。在一個(gè)示例中，響應(yīng)于非常低的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)狀況中的一個(gè)或多個(gè)，控制器可在第一模式下操作發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。如果確認(rèn)第一模式，則程序1000繼續(xù)到1010，以調(diào)整耦接到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的排氣門(mén)的CPS設(shè)備，從而選擇性地打開(kāi)所有汽缸的第二排氣門(mén)，并且將熱的排氣遞送到排放控制設(shè)備。具體地，控制器可將信號(hào)發(fā)送到CPS系統(tǒng)，其進(jìn)而可與操作地耦接到排氣凸輪軸的致動(dòng)器系統(tǒng)通信?？赊D(zhuǎn)換排氣凸輪軸以選擇凸輪凸角的特定組合，用于操作汽缸的排氣門(mén)。

在第二排氣門(mén)打開(kāi)并且第一排氣門(mén)和壓縮機(jī)進(jìn)口閥(也稱(chēng)為第三排氣門(mén))中的每一個(gè)關(guān)閉的情況下，控制器可在第一模式下操作發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸以將所有的排氣引導(dǎo)到催化劑。因此，第一ERV和第二ERV中的每一個(gè)可被保持完全關(guān)閉。在本文中，控制器可將信號(hào)傳遞到耦接到對(duì)應(yīng)的ERV的機(jī)電致動(dòng)器。此外，每個(gè)相應(yīng)的ERV的機(jī)電致動(dòng)器可將每個(gè)ERV保持在其完全關(guān)閉的位置。因此，排氣可不遞送到前壓縮機(jī)位置(例如，在經(jīng)由管路164的壓縮機(jī)94的進(jìn)口處)或后壓縮機(jī)位置(例如，在經(jīng)由后壓縮機(jī)導(dǎo)管664的混合器626處)。

任選地，在1012處，在排氣沖程的開(kāi)始期間，CPS系統(tǒng)可調(diào)整第一排氣門(mén)以打開(kāi)短的持續(xù)時(shí)間(如圖9A中的虛曲線908所示)，從而將排氣的小部分引導(dǎo)到渦輪，而剩余排氣經(jīng)由第二排氣門(mén)被遞送到排放控制設(shè)備(如圖9A中虛曲線909所示)。當(dāng)催化劑已經(jīng)達(dá)到起燃溫度時(shí)，可利用該選項(xiàng)。然后程序1000前進(jìn)到1030，其將在下面進(jìn)一步描述。

如果在1008處確定未選擇第一模式，則程序1000繼續(xù)到1014，在1014處確定是否已經(jīng)選擇第二模式。在一個(gè)示例中，響應(yīng)于在低負(fù)荷到中等負(fù)荷下的發(fā)動(dòng)機(jī)操作，諸如在映射圖800的區(qū)域806中，控制器可在第二模式下操作汽缸。如果確認(rèn)第二模式，則程序1000前進(jìn)到1016，在1016處可同時(shí)致動(dòng)多個(gè)動(dòng)作。

在1018處，相對(duì)于剩余的多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸，多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的子集可以不同的方式被操作。在本文中，汽缸的子集被操作，使得來(lái)自汽缸的子集的所有排氣在給定的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)內(nèi)被引導(dǎo)到進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)下游的后壓縮機(jī)位置。因此，在1018處，CPS系統(tǒng)可轉(zhuǎn)換耦接到汽缸的子集(諸如發(fā)動(dòng)機(jī)10中的汽缸20)的凸輪凸角，以致動(dòng)汽缸的子集的(一個(gè)或多個(gè))壓縮機(jī)進(jìn)口閥，從而完全打開(kāi)排氣沖程的整個(gè)持續(xù)時(shí)間。同時(shí)，且在相同的給定發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)內(nèi)，汽缸的子集的第一排氣門(mén)和第二排氣門(mén)被保持完全關(guān)閉整個(gè)排氣沖程。接下來(lái)，在1020處，CPS同時(shí)調(diào)整剩余汽缸的第一排氣門(mén)以在排氣沖程的第一部分期間打開(kāi)，從而在相同的給定發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)內(nèi)，將排氣沖程的泄放脈沖遞送到渦輪增壓器的渦輪。此外，在通過(guò)排氣沖程的中途附近，第二排氣門(mén)在相同的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)內(nèi)被打開(kāi)，從而將排氣沖程的清除部分引導(dǎo)到排氣催化劑。此外，CPS系統(tǒng)將剩余汽缸的壓縮機(jī)進(jìn)口閥保持完全關(guān)閉。因而，針對(duì)剩余汽缸的全部上述調(diào)整可在給定發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中相同的排氣沖程內(nèi)發(fā)生。

在1022處，第二ERV 625(也被稱(chēng)為后壓縮機(jī)ERV)被調(diào)整以完全打開(kāi)，從而允許來(lái)自汽缸20的排氣經(jīng)由混合器626流進(jìn)進(jìn)氣歧管。具體地，壓縮機(jī)可將信號(hào)命令到耦接到第二ERV 625的機(jī)電(或液壓式，等等)致動(dòng)器，從而將第二ERV調(diào)整到完全打開(kāi)的位置。此外，第一ERV 125(也被稱(chēng)為前壓縮機(jī)ERV)可被保持完全關(guān)閉，以阻斷任何排氣流動(dòng)到前壓縮機(jī)位置。然后，程序1000前進(jìn)到1030。

返回到1014，如果未選擇第二模式，則程序1000繼續(xù)到1024，以確定是否已經(jīng)選擇汽缸操作的第三模式。在一個(gè)示例中，響應(yīng)于在高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下的發(fā)動(dòng)機(jī)操作，諸如映射圖800的區(qū)域804中，控制器可在第三模式下操作汽缸。如果確認(rèn)汽缸操作的第三模式，則程序1000前進(jìn)到1026，其中所有的汽缸被操作以將排氣的第一部分遞送到渦輪，將排氣的第二部分遞送到催化劑，以及將殘留排氣與漏泄的新鮮空氣一起遞送到壓縮機(jī)進(jìn)口(在相同的燃燒循環(huán)內(nèi))。

在1026處，CPS系統(tǒng)可調(diào)整凸輪凸角，以致動(dòng)所有的汽缸的第一排氣門(mén)，從而在排氣沖程(圖9C的曲線920)的第一(初始的)持續(xù)時(shí)間期間打開(kāi)，以將泄放脈沖輸送到排氣渦輪。具體地，剛好在對(duì)應(yīng)的汽缸內(nèi)的排氣沖程開(kāi)始時(shí)，第一排氣門(mén)可被打開(kāi)，并且恰好在排氣沖程的末端之前被關(guān)閉。在通過(guò)對(duì)應(yīng)的汽缸中的排氣沖程的中途附近，第二排氣門(mén)可被打開(kāi)，并且在排氣沖程的末端之前被關(guān)閉，從而將排氣的清除部分引導(dǎo)到排放控制設(shè)備。此外，CIV可被激活，以朝對(duì)應(yīng)的汽缸中的排氣沖程的末端打開(kāi)，并且恰好在排氣沖程后面的進(jìn)氣沖程開(kāi)始之后關(guān)閉，從而允許低壓EGR和漏泄空氣被轉(zhuǎn)移到壓縮機(jī)進(jìn)口。

因而，在共同的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間，來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)汽缸內(nèi)的排氣沖程的燃燒氣體可被分離成如上所述的三個(gè)部分。具體地，在共同的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間，來(lái)自每個(gè)汽缸的每個(gè)排氣沖程的第一部分(例如，泄放部分)可被遞送到排氣渦輪，在共同的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間，來(lái)自每個(gè)汽缸的每個(gè)排氣沖程的第二部分(例如，清除部分)可被引導(dǎo)到排氣催化劑。此外，在共同的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間的多個(gè)汽缸的余隙容積中的殘留排氣和來(lái)自每個(gè)汽缸的來(lái)自每個(gè)排氣沖程的第三部分(以及后面的進(jìn)氣沖程的初始的持續(xù)時(shí)間)的漏泄空氣被再循環(huán)到相同的共同發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)內(nèi)的壓縮機(jī)的上游。

在1028處，前壓縮機(jī)ERV也可被打開(kāi)以允許低壓EGR和新鮮的漏泄空氣轉(zhuǎn)移到壓縮機(jī)上游的進(jìn)氣通道。具體地，當(dāng)汽缸在第三模式下被操作時(shí)，耦接到第一ERV的機(jī)電致動(dòng)器可基于來(lái)自壓縮機(jī)的信號(hào)將第一ERV致動(dòng)到完全打開(kāi)的位置。但是，后壓縮機(jī)ERV可被保持處于完全關(guān)閉，以阻斷任何EGR和漏泄空氣進(jìn)入后壓縮機(jī)位置。

然后，程序1000前進(jìn)到1030以確定是否有工況的改變，工況的變化可引起汽缸的操作模式的改變。如果是，程序1000繼續(xù)到1032以調(diào)整CPS系統(tǒng)，從而對(duì)汽缸操作做出期望的改變，用于基于現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)狀況在期望的模式下操作。例如，如果發(fā)動(dòng)機(jī)在高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下被初始操作，并且現(xiàn)在轉(zhuǎn)變到在中等的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下操作，則發(fā)動(dòng)機(jī)操作可從第三模式被轉(zhuǎn)變到第二模式。響應(yīng)于汽缸操作的模式的該改變，CPS系統(tǒng)可轉(zhuǎn)換凸輪凸角，從而允許汽缸的子集將所有的排氣遞送到后壓縮機(jī)位置，而剩余的汽缸將它們的排氣供應(yīng)到渦輪以及排放催化劑。在另一個(gè)示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)操作可從在怠速下(例如，非常低的負(fù)荷)的操作轉(zhuǎn)變到高負(fù)荷。響應(yīng)于該轉(zhuǎn)換，控制器可將發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的操作從第一模式轉(zhuǎn)變到第三模式。然后程序1000結(jié)束。相反如果在1030確定發(fā)動(dòng)機(jī)工況沒(méi)有變化，則程序1000結(jié)束。

因此，一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的示例方法可包括在第一狀況期間，在第一發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中，將殘留排氣和漏泄空氣的組合從發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)汽缸再循環(huán)到壓縮機(jī)上游，以及在第二狀況期間，在第二發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中，將所有排氣從多個(gè)汽缸的僅子集再循環(huán)到壓縮機(jī)的下游，并且將排氣從剩余汽缸遞送到排氣渦輪。第一狀況可包括高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷狀況，并且第二狀況包括中等發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷狀況。第二狀況也可包括低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷。作為示例，第二狀況可包括映射圖800的區(qū)域806，而第一狀況可包括圖8的映射圖800的區(qū)域804。方法可還包括在第一狀況期間，將排氣的第一泄放部分遞送到排氣渦輪，并且將排氣的第二清除部分從多個(gè)汽缸遞送到排放控制設(shè)備。在本文中，排氣的第一泄放部分可經(jīng)由多個(gè)汽缸中的每一個(gè)的第一排氣門(mén)被遞送到排氣渦輪，并且排氣的第二清除部分可經(jīng)由多個(gè)汽缸中的每一個(gè)的第二排氣門(mén)被遞送到排放控制設(shè)備。殘留的排氣和漏泄空氣的組合可經(jīng)由多個(gè)汽缸中的每一個(gè)的第三排氣門(mén)被遞送到壓縮機(jī)上游的位置。方法也可包括在第二狀況期間，將排氣的第一泄放部分遞送到排氣渦輪，并且將排氣的第二清除部分從剩余的汽缸遞送到排放控制設(shè)備。

圖11呈現(xiàn)用于響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)工況，選擇操作模式以及在多汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸的操作模式之間轉(zhuǎn)變的示例程序1100。因而，將參考圖6和圖7中示出的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)描述程序1100，但是應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本公開(kāi)的范圍的情況下，類(lèi)似的程序可與其它的系統(tǒng)一起被使用。包括在本文中的用于進(jìn)行程序1100的指令可基于存儲(chǔ)在控制器的存儲(chǔ)器上的指令并且結(jié)合從發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的傳感器(諸如上面參考圖6(以及圖1)描述的傳感器)接收的信號(hào)由控制器(諸如圖6和圖7的控制器12)執(zhí)行。根據(jù)下面描述的程序，控制器可采用發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器，諸如圖6和圖7的致動(dòng)器，以調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)操作。

在1102處，如程序1000的1002處，估計(jì)和/或測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)工況。在1104處，程序1100確定是否存在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)狀況。在一個(gè)示例中，如果排氣催化劑溫度低于閾值，諸如低于起燃溫度，則確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)。在另一個(gè)示例中，如果發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低于閾值溫度，則可確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)。因而，發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)期間的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷可非常低。

如果確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)狀況，則程序1100前進(jìn)到1106，從而在發(fā)動(dòng)機(jī)的所有汽缸的第二排氣門(mén)在完全打開(kāi)的情況下的第一模式下操作發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸，以將所有的排氣遞送到排氣催化劑，同時(shí)繞過(guò)排氣渦輪。此外，在第一模式操作期間，排氣再循環(huán)可不發(fā)生。在本文中，第一排氣門(mén)和第三排氣門(mén)(或CIV)中的每一個(gè)可在排氣沖程期間被同時(shí)關(guān)閉。因而，所有汽缸的第二排氣門(mén)可打開(kāi)排氣沖程的整個(gè)持續(xù)時(shí)間，而所有汽缸的第一排氣門(mén)和CIV被完全關(guān)閉通過(guò)排氣沖程的整個(gè)持續(xù)時(shí)間。具體地，來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的所有汽缸的所有排氣在共同發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間可被引導(dǎo)到排放控制設(shè)備。

然后，程序1100繼續(xù)到1108。因而，如果在1104處未確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)，則程序1100前進(jìn)到1108，其中確認(rèn)踩加速器踏板事件到較高負(fù)荷是否發(fā)生。例如，可存在指示踩加速器踏板的扭矩需求的突然增加，其中命令扭矩請(qǐng)求增加超出閾值，以及升壓壓力在閾值之上。因而，發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)在可在高負(fù)荷下操作。此外，可期望渦輪增壓器的渦輪的迅速增加動(dòng)力。在另一個(gè)示例中，如果車(chē)輛正斜面向上行駛，則發(fā)動(dòng)機(jī)可在高負(fù)荷下操作。如果未確定踩加速器踏板事件到較高的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，則程序1100繼續(xù)到1112。但是，如果在1108處(例如，在踩加速器踏板事件期間)確認(rèn)高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷狀況，則程序1100繼續(xù)到1110，從而在第三模式下操作(或轉(zhuǎn)變)發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸。

在第三模式下操作包括在共同發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間，將排氣的泄放部分從所有的汽缸遞送到排氣渦輪，從而使渦輪增壓器能夠迅速增加動(dòng)力。此外，在共同發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)內(nèi)，來(lái)自所有汽缸的排氣的清除部分被引導(dǎo)到排氣催化劑。此外，所有汽缸的余隙容積中的殘留排氣和新鮮的漏泄的進(jìn)氣空氣的組合經(jīng)由第一ERV朝共同發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中的排氣沖程的末端和后面的進(jìn)氣沖程的開(kāi)始被遞送到壓縮機(jī)進(jìn)口。因此，第三模式包括在每個(gè)排氣沖程的至少部分期間打開(kāi)多個(gè)汽缸中的每一個(gè)的第一排氣門(mén)、第二排氣門(mén)和CIV。此外，第一ERV在第三模式期間被打開(kāi)，從而使殘留的排氣和新鮮的漏泄空氣流進(jìn)壓縮機(jī)進(jìn)口。第二ERV可在第三模式期間被關(guān)閉。

然后，程序1100前進(jìn)到1112，以確定發(fā)動(dòng)機(jī)狀況是否已經(jīng)改變到低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷到中等發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下的那些狀況。例如，車(chē)輛現(xiàn)在可以穩(wěn)定的速度巡航。如果是，則程序1100前進(jìn)到1114，從而在第二模式下轉(zhuǎn)變和/或操作發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸。因此，來(lái)自多個(gè)汽缸的子集，例如來(lái)自圖6和圖7中的發(fā)動(dòng)機(jī)10的汽缸20的所有排氣被再循環(huán)到壓縮機(jī)的下游(以及進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)的下游)以及進(jìn)氣歧管上游的位置。因而，第二ERV可被打開(kāi)以允許來(lái)自汽缸的子集的排氣流到后壓縮機(jī)位置，而第一ERV被保持完全關(guān)閉。同時(shí)，在相同的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)內(nèi)，其中來(lái)自多個(gè)汽缸的子集的排氣作為EGR被遞送到進(jìn)氣歧管，來(lái)自多個(gè)汽缸的剩余汽缸的排氣被引導(dǎo)到排氣渦輪和排氣催化劑中的每一個(gè)。以這種方式，旋轉(zhuǎn)渦輪增壓器的渦輪的足夠的高壓排氣提供期望的扭矩，同時(shí)通過(guò)將富的排氣遞送到進(jìn)氣歧管提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率。程序1100繼續(xù)到1116。

如果在1112處確定發(fā)動(dòng)機(jī)狀況未處于低負(fù)荷到中等負(fù)荷下，則程序1100前進(jìn)到1116，以確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否處于怠速，或者發(fā)動(dòng)機(jī)是否在非常低的負(fù)荷下再次操作，盡管排氣催化劑處于或高于起燃溫度。因而，發(fā)動(dòng)機(jī)可在非常低的負(fù)荷下操作，同時(shí)排放控制設(shè)備充分地預(yù)熱。如果是，則程序1100移動(dòng)到到1118，從而將發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸的操作轉(zhuǎn)變到第一模式。具體地，通過(guò)調(diào)整所有汽缸的第二排氣門(mén)，以打開(kāi)共同的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)內(nèi)的各自的排氣沖程的完整的持續(xù)時(shí)間，來(lái)自汽缸的所有排氣可被遞送到排氣催化劑。在共同的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)內(nèi)的相同時(shí)間，所有汽缸的第一排氣門(mén)和CIV可被保持關(guān)閉排氣沖程的整個(gè)持續(xù)時(shí)間。任選地，在各自的排氣沖程的第一初始持續(xù)時(shí)間期間，所有汽缸的第一排氣門(mén)可打開(kāi)以將泄放脈沖的部分轉(zhuǎn)移到排氣渦輪。此外，在相同的相應(yīng)的排氣沖程期間，第二排氣門(mén)可在各自的排氣沖程的剩余部分期間被打開(kāi)，以將殘留排氣遞送到排放控制設(shè)備。然后程序1100前進(jìn)到1120以調(diào)整每個(gè)汽缸的排氣門(mén)和CIV，從而保持期望的(例如，現(xiàn)有的)發(fā)動(dòng)機(jī)操作，且然后結(jié)束。

因此，示例系統(tǒng)可包括具有進(jìn)氣歧管和排氣歧管的發(fā)動(dòng)機(jī)，流體地耦接到排放控制設(shè)備的排氣歧管，耦接在進(jìn)氣歧管的上游的進(jìn)氣通道中的進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)，由排氣渦輪驅(qū)動(dòng)的包括進(jìn)氣壓縮機(jī)的渦輪增壓器，每個(gè)均包括第一排氣門(mén)、第二排氣門(mén)以及第三排氣門(mén)(也被稱(chēng)為壓縮機(jī)進(jìn)口閥)的多個(gè)汽缸，將第一排氣門(mén)直接地流體耦接到僅渦輪增壓器的渦輪的第一排氣通道，將第二排氣門(mén)直接地流體耦接到僅排放控制設(shè)備的第二排氣通道，以及將第三排氣門(mén)直接地流體耦接到僅進(jìn)氣壓縮機(jī)進(jìn)口的第三通道(例如，圖6的管路164)，以及將第三排氣門(mén)直接地流體耦接到進(jìn)氣通道的第四通道(例如，圖6的后壓縮機(jī)導(dǎo)管664)，所述進(jìn)氣通道在進(jìn)氣壓縮機(jī)的下游、進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)的下游以及進(jìn)氣歧管的上游，被定位在第三通道內(nèi)的第一排氣再循環(huán)閥(例如，圖6的閥125)，被定位在第四通道內(nèi)的第二排氣再循環(huán)閥(例如，圖4的第二ERV625)，以及耦接到多個(gè)汽缸中的每一個(gè)的第一排氣門(mén)、第二排氣門(mén)和第三排氣門(mén)中的每一個(gè)的凸輪廓線變換系統(tǒng)。

系統(tǒng)也可包括具有存儲(chǔ)在非瞬時(shí)存儲(chǔ)器中的計(jì)算機(jī)可讀指令的控制器，用于在第二排氣門(mén)打開(kāi)且第一排氣門(mén)和第三排氣門(mén)中的每一個(gè)關(guān)閉的第一模式下操作多個(gè)汽缸，以將所有排氣再循環(huán)到排放控制設(shè)備，在第二模式下操作多個(gè)汽缸，其中在第三排氣門(mén)打開(kāi)且第一排氣門(mén)和第二排氣門(mén)中的每一個(gè)關(guān)閉的情況下操作多個(gè)汽缸的子集(例如，圖6和圖7中的發(fā)動(dòng)機(jī)10的汽缸20)，以將所有排氣再循環(huán)到進(jìn)氣壓縮機(jī)的下游的進(jìn)氣歧管，并且在第一排氣門(mén)和第二排氣門(mén)中的每一個(gè)打開(kāi)且第三排氣門(mén)關(guān)閉的情況下操作多個(gè)汽缸的剩余汽缸(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)10的汽缸22、24和26)，以將排氣的部分遞送到排氣渦輪和排放控制設(shè)備，以及在第一排氣門(mén)、第二排氣門(mén)以及第三排氣門(mén)中的每一個(gè)打開(kāi)的第三模式下操作多個(gè)汽缸，以將排氣的部分轉(zhuǎn)向到進(jìn)氣壓縮機(jī)的進(jìn)口、排放控制設(shè)備以及排氣渦輪中的每一個(gè)。控制器可包括進(jìn)一步的指令，用于當(dāng)多個(gè)汽缸在第一模式下操作時(shí)，關(guān)閉第一排氣再循環(huán)閥和第二排氣再循環(huán)閥中的每一個(gè)，當(dāng)多個(gè)汽缸在第二模式下操作時(shí)，關(guān)閉第一排氣再循環(huán)閥，并且打開(kāi)第二排氣再循環(huán)閥；以及當(dāng)多個(gè)汽缸在第三模式下操作時(shí)，打開(kāi)第一排氣再循環(huán)閥，并且關(guān)閉第二排氣再循環(huán)閥。

現(xiàn)在參見(jiàn)圖12，其描述表格1200，該表格描述用于多個(gè)汽缸的排氣門(mén)和CIV中的每一個(gè)的示例氣門(mén)狀態(tài)和/或氣門(mén)正時(shí)，以及基于圖6和圖7的發(fā)動(dòng)機(jī)10的多個(gè)汽缸的操作模式的ERV。表格1200也指示汽缸操作的不同模式期間的排氣的部分的目標(biāo)位置。如先前提及的，將參考圖6和圖7的發(fā)動(dòng)機(jī)10描述表格1200。此外，用于操作的每個(gè)不同模式內(nèi)共同發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的排氣門(mén)、ERV以及CIV的狀態(tài)被示出。

注意，汽缸20與汽缸22、24和26分開(kāi)列出。因而，汽缸20可以是發(fā)動(dòng)機(jī)10的多個(gè)汽缸20、22、24和26的子集。此外，汽缸22、24和26可以是多個(gè)汽缸的剩余汽缸。在包括具有更多數(shù)量的汽缸(例如6、8、10個(gè)汽缸)的發(fā)動(dòng)機(jī)的替代實(shí)施例中，汽缸的子集可包括多于一個(gè)的汽缸。

在非常低的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷期間發(fā)生的操作的第一模式(例如，模式1)期間，每個(gè)汽缸的第一排氣門(mén)(Exh_1)和CIV(Exh_3)被保持關(guān)閉通過(guò)相同的共同發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)內(nèi)的整個(gè)排氣沖程。具體地，在操作的第一模式期間，汽缸20、22、24、26的Exh_1和Exh_3被關(guān)閉。在相同的共同發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間，發(fā)動(dòng)機(jī)10的所有汽缸的第二排氣門(mén)(Exh_2)被打開(kāi)排氣沖程的整個(gè)持續(xù)時(shí)間。為詳細(xì)闡述，剛好在對(duì)應(yīng)的活塞的BDC位置之前，用于汽缸20、22、24和26的Exh_2朝做功沖程的末端(從關(guān)閉的位置)被打開(kāi)，當(dāng)活塞上升到隨后的排氣沖程的TDC時(shí)被保持打開(kāi)，并且剛好在達(dá)到排氣沖程的TDC位置之后被關(guān)閉。此外，在后面的進(jìn)氣沖程的第二排氣門(mén)和進(jìn)氣門(mén)之間有小程度的正重疊，以允許內(nèi)部EGR。在替代實(shí)施例中，正氣門(mén)重疊可不發(fā)生。

在非常低的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷期間的操作的第一模式可附加地或任選地包括剛好在做功沖程的末端的對(duì)應(yīng)的活塞的TDC位置之前(如圖9A的虛曲線908中所示)，(從關(guān)閉的位置)打開(kāi)每個(gè)汽缸的第一排氣門(mén)。例如，在排放控制設(shè)備已經(jīng)達(dá)到起燃溫度之后，在非常低的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷期間可采用該操作的任選模式。第一排氣門(mén)可被保持打開(kāi)，直到通過(guò)排氣沖程的中途附近(例如，排氣沖程中BDC之后的90CAD)，并且可在排氣沖程的中點(diǎn)附近被關(guān)閉。因此，排氣脈沖的第一部分可被遞送到排氣渦輪。此外，每個(gè)汽缸的第二排氣門(mén)可被打開(kāi)(從關(guān)閉的)，以將剩余的排氣遞送到排放控制設(shè)備。在一個(gè)示例中，第二排氣門(mén)可被保持打開(kāi)排氣沖程的整個(gè)持續(xù)時(shí)間(例如，從排氣沖程的BDC到TDC)。在本文中，第二排氣門(mén)從排氣沖程的BDC到中點(diǎn)可與第一排氣門(mén)重疊。在另一個(gè)示例中(如圖9A的虛曲線909中所示)，剛好在第一排氣門(mén)被關(guān)閉之前，第二排氣門(mén)可被打開(kāi)。具體地，剛好在排氣沖程的中點(diǎn)之前，第二排氣門(mén)可被打開(kāi)，并且其剛好在排氣沖程結(jié)束之后(例如，剛好在排氣沖程的末端的對(duì)應(yīng)的活塞的TDC位置之后)可被關(guān)閉。

在操作的第一模式期間，第一ERV(或前壓縮機(jī)ERV)和第二ERV(或后壓縮機(jī)ERV)中的每一個(gè)被保持關(guān)閉。此外，在操作的第一模式期間，來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的所有汽缸的全部排氣被引導(dǎo)到排放控制設(shè)備。在一些實(shí)施例中，操作的第一模式可附加地包括將排氣的泄放脈沖的小部分遞送到渦輪增壓器的渦輪。在本文中，排氣沖程的初始部分期間，每個(gè)汽缸(例如，汽缸20、22、24和26)的第一排氣門(mén)可被打開(kāi)，而第二排氣門(mén)被打開(kāi)相同的排氣沖程的剩余的持續(xù)時(shí)間。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷到中等負(fù)荷下操作時(shí)發(fā)生的操作的第二模式(例如，模式2)期間，汽缸22、24和26中的Exh_3在給定發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)內(nèi)的各自的排氣沖程的整個(gè)持續(xù)時(shí)間期間被保持關(guān)閉。但是，剛好在各自的活塞的BDC位置之前，汽缸22、24和26中的第一排氣門(mén)在給定的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中朝做功沖程的末端被打開(kāi)(從關(guān)閉)，并且在活塞上升到隨后的排氣沖程的TDC時(shí)，其被保持打開(kāi)。最終，恰好在相同的給定的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)內(nèi)的排氣沖程中各自的活塞的TDC位置(例如，在TDC之前45CAD附近)之前，第一排氣門(mén)被關(guān)閉(從打開(kāi))。同時(shí)，當(dāng)各自的汽缸中的對(duì)應(yīng)的第一排氣門(mén)在各自的排氣沖程的中點(diǎn)附近的其最大升程時(shí)，汽缸22、24和26的第二排氣門(mén)(Exh_2)在相同的給定循環(huán)中從關(guān)閉被打開(kāi)。此外，剛好在各自的排氣沖程的TDC之后，汽缸22、24和26的第二排氣門(mén)在相同的給定發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)內(nèi)被關(guān)閉。

在操作的第二模式期間，相對(duì)于剩余汽缸22、24和26的操作，汽缸20以不同的方式被操作。汽缸20的第一排氣門(mén)和第二排氣門(mén)在相同的給定的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中被保持關(guān)閉排氣沖程的整個(gè)持續(xù)時(shí)間。此外，汽缸20的第三排氣門(mén)在相同的給定的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中被保持打開(kāi)各自的排氣沖程的整個(gè)持續(xù)時(shí)間。具體地，剛好在對(duì)應(yīng)的活塞的BDC位置之前，汽缸20的CIV朝做功沖程的末端被打開(kāi)(從關(guān)閉)，當(dāng)活塞上升到隨后的排氣沖程的TDC時(shí)被保持打開(kāi)，并且剛好在達(dá)到排氣沖程的TDC位置之后被關(guān)閉。此外，后面的進(jìn)氣沖程中可存在汽缸20的CIV和進(jìn)氣門(mén)之間的正重疊。替代地，正氣門(mén)重疊可不發(fā)生。

此外，第二ERV(或后壓縮機(jī)ERV)在操作的第二模式期間可以是打開(kāi)的，用于經(jīng)由后壓縮機(jī)導(dǎo)管664將來(lái)自汽缸20(例如，汽缸的子集)的全部排氣內(nèi)容物再循環(huán)到后壓縮機(jī)位置。此外，第一ERV(或前壓縮機(jī)ERV)可被保持關(guān)閉。在操作的第二模式期間，來(lái)自汽缸20的所有排氣可被再循環(huán)到壓縮機(jī)的下游，其在進(jìn)氣歧管的上游和進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)下游中間的位置。因此，在第二模式期間，來(lái)自汽缸20的排氣可不被供應(yīng)到渦輪、前壓縮機(jī)位置(當(dāng)?shù)谝籈RV被關(guān)閉時(shí))或排放催化劑。在相同的給定的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間，來(lái)自剩余汽缸(例如，汽缸22、24和26)的排氣被引導(dǎo)到渦輪和排放控制設(shè)備中的每一個(gè)。具體地，在較高壓力下，包括泄放脈沖的排氣的第一部分可被引導(dǎo)到渦輪，而包括排氣的清除部分的排氣的第二部分可被引導(dǎo)到排放控制設(shè)備。因此，當(dāng)剩余汽缸的第三排氣門(mén)在操作的第二模式期間被保持關(guān)閉排氣沖程的整個(gè)持續(xù)時(shí)間時(shí)，來(lái)自剩余汽缸的排氣可不被供應(yīng)到壓縮機(jī)進(jìn)口或后壓縮機(jī)位置。

在高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷期間發(fā)生的操作的第三模式(例如，模式3)期間，在不同的共同的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)內(nèi)，每個(gè)汽缸的第一排氣門(mén)、第二排氣門(mén)以及CIV中的每一個(gè)可被打開(kāi)各自的排氣沖程的具體的持續(xù)時(shí)間和部分。剛好在各自的活塞的BDC位置之前，發(fā)動(dòng)機(jī)10的所有汽缸中的第一排氣門(mén)朝排氣沖程的末端被打開(kāi)(從關(guān)閉)，并且在活塞上升到隨后的排氣沖程的TDC時(shí)，其被保持打開(kāi)。最終，恰好在不同的共同的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)內(nèi)的排氣沖程中各自的活塞的TDC位置(例如，在TDC之前45CAD附近)之前，第一排氣門(mén)被關(guān)閉(從打開(kāi))。

在不同的共同的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中，當(dāng)相應(yīng)的汽缸中的對(duì)應(yīng)的第一排氣門(mén)在各自的排氣沖程的中點(diǎn)附近處于它們最大升程時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)10的所有汽缸的第二排氣門(mén)從關(guān)閉狀態(tài)被打開(kāi)。此外，在各自的排氣沖程的TDC之前(例如，在TDC的20度內(nèi))，所有汽缸的第二排氣門(mén)在不同的共同的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)內(nèi)被關(guān)閉。最終，剛好在排氣沖程中各自的活塞TDC位置之前，所有汽缸的CIV可打開(kāi)(從關(guān)閉)，并且可被保持打開(kāi)，直到隨后進(jìn)氣沖程中TDC之后30度附近。具體地，恰好在相應(yīng)的活塞的TDC位置之后，CIV可被關(guān)閉，從而允許相同的汽缸內(nèi)相應(yīng)的CIV和進(jìn)氣門(mén)之間正氣門(mén)重疊。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在重的負(fù)荷下操作時(shí)，進(jìn)氣歧管27可比排氣歧管59處于更高的壓力下。在本文中，可促使新鮮的進(jìn)氣的漏泄空氣進(jìn)入汽缸，且然后通過(guò)打開(kāi)的CIV。應(yīng)當(dāng)理解，在排氣沖程的末端，由于進(jìn)入進(jìn)氣歧管的低壓排氣的反向流動(dòng)(如先前所述，當(dāng)進(jìn)氣歧管比排氣歧管中排氣壓力處于更低的壓力下時(shí))，內(nèi)部EGR可不發(fā)生。

此外，第一ERV可在操作的第三模式期間被打開(kāi)，以允許排氣殘留物與來(lái)自所有的汽缸的新鮮的漏泄空氣一起朝向壓縮機(jī)進(jìn)口流動(dòng)。因此，在操作的第三模式期間，排氣的第一泄放部分被遞送到渦輪，排氣的第二、清除部分被供應(yīng)到排放催化劑，并且漏泄空氣和低壓EGR的組合經(jīng)由管路164和第一ERV 125被再循環(huán)到前壓縮機(jī)位置。

應(yīng)當(dāng)理解，在操作的任何模式期間，來(lái)自汽缸22、24和26的排氣可不被供應(yīng)到后壓縮機(jī)位置。因而，在操作的第二模式期間，僅僅來(lái)自汽缸的子集(例如，汽缸20)的排氣被供應(yīng)到后壓縮機(jī)位置。

以這種方式，用于發(fā)動(dòng)機(jī)的示例方法可包括將來(lái)自第一汽缸組(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)10的汽缸20)的排氣引導(dǎo)到前壓縮機(jī)位置、后壓縮機(jī)位置以及排氣渦輪中的一個(gè)或多個(gè)，以及將來(lái)自第二汽缸組(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)10的汽缸22、24和26)的排氣引導(dǎo)到前壓縮機(jī)位置和排氣渦輪中的一個(gè)或多個(gè)。第一汽缸組和第二汽缸組可相互排斥，并且包括不同的汽缸。例如，參考圖6的發(fā)動(dòng)機(jī)10的第一汽缸組可包括汽缸20，而第二汽缸組可包括汽缸22、24和26。因此，每個(gè)汽缸組可具有不同的且分開(kāi)的汽缸，其中包括在第一汽缸組中的汽缸不是第二汽缸組的部分。因而，來(lái)自第一汽缸組的排氣在中等發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷狀況期間被引導(dǎo)到后壓縮機(jī)位置。方法還包括在中等發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷狀況期間不將來(lái)自第一汽缸組的排氣引導(dǎo)到前壓縮機(jī)位置或排氣渦輪。在中等負(fù)荷期間，來(lái)自第二汽缸組的排氣可被引導(dǎo)到排氣渦輪，并且不被引導(dǎo)到前壓縮機(jī)位置。在本文中，后壓縮機(jī)位置可包括進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)下游和進(jìn)氣歧管上游的位置。

應(yīng)當(dāng)理解，來(lái)自第一汽缸組的排氣在高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷狀況期間可被引導(dǎo)到前壓縮機(jī)位置和所述排氣渦輪中的每一個(gè)，并且在共同的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中的相同時(shí)間，來(lái)自第二汽缸組的排氣在高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷狀況期間被引導(dǎo)到前壓縮機(jī)位置和所述排氣渦輪中的每一個(gè)。將排氣引導(dǎo)到前壓縮機(jī)位置可包括將漏泄的進(jìn)氣空氣和殘留的排氣的組合朝第一汽缸組和第二汽缸組中的每一個(gè)的排氣沖程的末端引導(dǎo)到壓縮機(jī)的上游。此外，將漏泄的進(jìn)氣空氣和殘留的排氣的所述組合朝第一汽缸組和第二汽缸組中的每一個(gè)中的排氣沖程的末端引導(dǎo)也可包括提供在第一汽缸組和第二汽缸組的每一個(gè)中的每個(gè)汽缸的至少一個(gè)進(jìn)氣門(mén)和一個(gè)對(duì)應(yīng)的排氣門(mén)之間的正氣門(mén)重疊。方法也可包括在高的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷狀況期間不將來(lái)自第一汽缸組或第二汽缸組的排氣引導(dǎo)到后壓縮機(jī)位置。因而，引導(dǎo)排氣可包括選擇性地打開(kāi)第一汽缸組和第二汽缸組中的每一個(gè)的一個(gè)或多個(gè)排氣門(mén)，并且其中選擇性地打開(kāi)包括致動(dòng)包括耦接到一個(gè)或多個(gè)排氣門(mén)中的每一個(gè)的凸輪凸角的凸輪廓線變換設(shè)備，從而改變一個(gè)或多個(gè)排氣門(mén)中的每一個(gè)的打開(kāi)的正時(shí)和打開(kāi)的持續(xù)時(shí)間。

以這種方式，具有分離排氣歧管的發(fā)動(dòng)機(jī)可以提高的效率和減少的爆震被操作。通過(guò)基于發(fā)動(dòng)機(jī)狀況修改排氣門(mén)操作以將排氣引導(dǎo)到不同的位置，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)具有較低的扭矩需求時(shí)，更大量的EGR可被供應(yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在較高扭矩需求下操作時(shí)，漏泄空氣和低壓EGR一起被使用，用于降低燃燒溫度，從而減輕爆震?？偟膩?lái)說(shuō)，可提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能。

雖然以上示例可包括每個(gè)汽缸的兩個(gè)排氣門(mén)和第三壓縮機(jī)進(jìn)口閥，以將來(lái)自汽缸的排氣排出，至少針對(duì)一些汽缸和可能的全部汽缸，另一個(gè)表示可包括每個(gè)汽缸確切地具有一個(gè)排氣門(mén)和一個(gè)壓縮機(jī)進(jìn)口閥(CIV)的系統(tǒng)。CIV在該表示中可被稱(chēng)為“第二排氣門(mén)”。該配置可使用本文上述各種方法和部件，同時(shí)排氣門(mén)經(jīng)由第一通道耦接到渦輪的進(jìn)口，且CIV經(jīng)由第二通道耦接到壓縮機(jī)進(jìn)口，并且CIV經(jīng)由第三通道耦接到在后壓縮機(jī)位置處的進(jìn)氣通道。

參考圖1，并且作為一個(gè)示例，汽缸20可包括經(jīng)由歧管55和管路160連接到渦輪增壓器190的渦輪92的進(jìn)口的第一排氣門(mén)122，以及經(jīng)由歧管59和管路164連接到壓縮機(jī)94的進(jìn)口的壓縮機(jī)進(jìn)口閥112。此外，壓縮機(jī)進(jìn)口閥112也可經(jīng)由后壓縮機(jī)導(dǎo)管664和第二ERV 625流體地耦接到進(jìn)氣通道28，所述進(jìn)氣通道28在進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)的下游、進(jìn)氣歧管的上游以及壓縮機(jī)94的下游。此外，汽缸20可不包括排氣門(mén)132。在一些示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10的其它汽缸也可包括兩個(gè)排氣門(mén)：第一排氣門(mén)和壓縮機(jī)進(jìn)口閥。

在先前所描述的操作模式期間的汽缸操作可以是類(lèi)似的。例如，在汽缸操作的第一模式期間，發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸的第一排氣門(mén)可被打開(kāi)貫穿整個(gè)排氣沖程，從而將全部的燃燒內(nèi)容物(例如，所有的排氣)遞送到排放催化劑。在操作的第二模式期間，汽缸20的CIV 112可在汽缸20中被保持打開(kāi)排氣沖程的整個(gè)持續(xù)時(shí)間，從而經(jīng)由后壓縮機(jī)導(dǎo)管664和第二ERV 625將來(lái)自汽缸的所有排氣轉(zhuǎn)移到后壓縮機(jī)位置。此外，汽缸20的第一排氣門(mén)可被保持關(guān)閉。同時(shí)，在相同的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)內(nèi)，剩余汽缸(例如，汽缸22、24和26)的第一排氣門(mén)可被打開(kāi)通過(guò)各自的排氣沖程的整個(gè)持續(xù)時(shí)間，從而將這些剩余汽缸的所有燃燒內(nèi)容物遞送到排氣渦輪，并且之后立即遞送到排放催化劑。此外，剩余汽缸的CIV可被保持完全關(guān)閉貫穿相同的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中相應(yīng)的排氣沖程。在操作的第三模式期間，所有的排氣可經(jīng)由排氣門(mén)122和壓縮機(jī)進(jìn)口閥112從汽缸20被排出，同時(shí)排氣的較大部分通過(guò)排氣門(mén)122離開(kāi)，并且排氣的較小部分通過(guò)壓縮機(jī)進(jìn)口閥112離開(kāi)。經(jīng)由壓縮機(jī)進(jìn)口閥112離開(kāi)汽缸20的排氣可與來(lái)自進(jìn)氣歧管27的新鮮的漏泄空氣組合，并且可經(jīng)由管路164和第一ERV 125被遞送到前壓縮機(jī)位置。在第三模式期間，發(fā)動(dòng)機(jī)的其它汽缸也可以相同的方式被操作。

注意，包括在本文中的示例控制和估計(jì)程序能夠與各種發(fā)動(dòng)機(jī)和/或車(chē)輛系統(tǒng)配置一起使用。本文所公開(kāi)的控制方法和程序可作為可執(zhí)行指令存儲(chǔ)在非瞬時(shí)存儲(chǔ)器中，并且可由包括控制器的控制系統(tǒng)與各種傳感器、致動(dòng)器以及其它發(fā)動(dòng)機(jī)硬件組合來(lái)執(zhí)行。本文描述具體程序可表示任何數(shù)量的處理策略，諸如事件驅(qū)動(dòng)、中斷驅(qū)動(dòng)、多任務(wù)、多線程等中的一個(gè)或多個(gè)。這樣，示出的各種動(dòng)作、操作和/或功能可以按示出的順序執(zhí)行、并行地執(zhí)行或在一些情況下被省略。因而，處理的順序不一定需要實(shí)現(xiàn)本文所描述的示例性實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)，而是為了便于說(shuō)明和描述被提供的。根據(jù)使用的特定策略，可重復(fù)執(zhí)行示出的動(dòng)作、操作和/或功能中的一個(gè)或多個(gè)。此外，所描述的動(dòng)作、操作和/或功能可用圖表表示被編程進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的非瞬時(shí)存儲(chǔ)器的代碼，其中通過(guò)執(zhí)行系統(tǒng)中的指令執(zhí)行所述動(dòng)作，所述系統(tǒng)包括與電子控制器組合的各種發(fā)動(dòng)機(jī)硬件部件。

應(yīng)該理解，本文公開(kāi)的配置和程序在本質(zhì)上是示例性的，且這些具體實(shí)施例不應(yīng)視為限制性意義，因?yàn)樵S多變化是可能的。例如，以上技術(shù)可應(yīng)用于V-6、I-4、I-6、V-12、對(duì)置4缸以及其它的發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型。本公開(kāi)的主題包括本文所公開(kāi)的各種系統(tǒng)和配置，以及其它特征、功能和/或特性的所有新穎的和非顯而易見(jiàn)的組合和子組合。

下面的權(quán)利要求特別指出被視為新穎和非顯而易見(jiàn)的某些組合和子組合。這些權(quán)利要求可指“一個(gè)”元件或“第一”元件或其等同物。應(yīng)該理解，這些權(quán)利要求包括一個(gè)或更多這些元件的結(jié)合，既不要求也不排除兩個(gè)或更多這些元件。所公開(kāi)的特征、功能、元件和/或特性的其它組合和子組合可通過(guò)本權(quán)利要求的修正或通過(guò)在這個(gè)或相關(guān)申請(qǐng)的新權(quán)利要求的提出被要求保護(hù)。此類(lèi)權(quán)利要求，無(wú)論是更寬于，更窄于，等于，或不同于原始的權(quán)利要求的范圍，也被視為包括在本公開(kāi)的主題之內(nèi)。