專利名稱：用于運行具有增壓空氣冷卻器的內(nèi)燃發(fā)動機的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于運行內(nèi)燃發(fā)動機的方法。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃發(fā)動機日益普遍地裝有增壓器，其中增壓是用于增加功率的首選方法，其中，用于在發(fā)動機中的燃燒過程所需要的增壓空氣被壓縮，其結(jié)果較大質(zhì)量的空氣能夠供給每個氣缸的每個工作循環(huán)。以這種方式，能夠增加燃油量并且因此能夠増加平均有效壓力。在進氣管路中設(shè)置增壓空氣冷卻器是優(yōu)選的，通過該增壓空氣冷卻器，該增壓空氣在進入至少ー個氣缸之前被冷卻。該冷卻器降低溫度因而增加増壓空氣的密度，因此該冷卻器也有助于改善至少ー個氣缸的進氣，即增大空氣量。實際上，通過冷卻進行壓縮。如果內(nèi)燃發(fā)動機具有排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)，通過EGR再循環(huán)到進ロ側(cè)的排氣與新鮮進氣混合，并且以這種方式產(chǎn)生的新鮮空氣與再循環(huán)排氣的混合物構(gòu)成增壓空氣，然后該增壓空氣適合供給增壓空氣冷卻器，進行冷卻。再循環(huán)排氣能夠基本上被引進到該增壓空氣冷卻器上游或下游的進氣系統(tǒng)的至少ー個進氣管路中。S卩，在內(nèi)燃發(fā)動機的所有運行狀態(tài)下，通過連續(xù)地增壓空氣冷卻從增壓空氣中抽取最大可能的熱量不是目的。實際上，根據(jù)要求的控制增壓空氣冷卻追求它允許內(nèi)燃發(fā)動機的不同的運行模式，并且考慮到給內(nèi)燃發(fā)動機供給非冷卻的增壓空氣可能是有利的，例如，在內(nèi)燃發(fā)動機的預(yù)熱階段或在設(shè)置在排氣系統(tǒng)的出ロ側(cè)的微粒過濾器的再生期間。這里假定增壓空氣溫度增加并且因此氣缸新鮮進氣同樣增加排氣溫度。為了旁通增壓空氣冷卻器，S卩，為了能夠引導(dǎo)繞過增壓空氣冷卻器的增壓空氣，設(shè)置旁通管路，該旁通管路從該增壓空氣冷卻器上游的至少ー個進氣管路分支并且在該增壓空氣冷卻器的下游再一次開ロ到該至少ー個進氣管路中。需要ー種裝置用于控制經(jīng)由增壓空氣冷卻器和該旁通管路引導(dǎo)的增壓空氣流。根據(jù)已有的系統(tǒng)，優(yōu)選地在該旁通管路中能夠設(shè)置連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件，通過該元件旁通管路被打開或關(guān)閉到較大或較小程度，因而改變并設(shè)置通過旁通管路對增壓空氣流造成的流動阻力。當旁通管路關(guān)閉吋，即切斷時，所有的增壓空氣流通過增壓空氣冷卻器。如果相反旁通管路打開到較大或較小的程度，增壓空氣分開，其中只有一部分增壓空氣流通過增壓空氣冷卻器而其余的增壓空氣流經(jīng)由旁通管路被引導(dǎo)繞過增壓空氣冷卻器。在這里兩兩部分流的大小取決于設(shè)置在旁通管路中的關(guān)閉元件。上面提到的用于控制增壓空氣流的構(gòu)思，使得能夠當關(guān)閉元件打開時旁通管路被打開，并且通過將關(guān)閉元件移動到關(guān)閉位置而被關(guān)閉。
相反，通向增壓空氣冷卻器的進氣管路總是打開的，S卩，連續(xù)讀打開，并且流動橫截面不能改變。因此增壓空氣冷卻器不能完全被無效，因此總有一部分增壓空氣流通過該增壓空氣冷卻器。這個事實也有兩個不利影響。首先，一部分增壓空氣總是被冷卻，即便當只有不被冷卻的增壓空氣被需要供給內(nèi)燃發(fā)動機。其次，甚至在內(nèi)燃發(fā)動機被關(guān)機之后，由于至少ー個向下運動的活塞的抽吸作用，增壓空氣經(jīng)由進氣管路或進氣系統(tǒng)供給至少ー個氣缸。由于持續(xù)若干個工作循環(huán)的向下運動過程，后面的情況使內(nèi)燃發(fā)動機顫動。

發(fā)明內(nèi)容
本文的發(fā)明人已經(jīng)認識到上面的問題并且提出一種至少部分地解決它們的方法。在一個實施例中，一種用于運行內(nèi)燃發(fā)動機的方法，該內(nèi)燃發(fā)動機具有至少ー個氣缸、用于向該至少一個氣缸供給增壓空氣的至少ー個進氣管路以及用于控制經(jīng)由增壓空氣冷卻器和經(jīng)由圍繞該增壓空氣冷卻器的旁通管路引導(dǎo)的增壓空氣流的裝置，該方法包括利用該裝置控制該增壓空氣流，該裝置包括兩級可轉(zhuǎn)換的關(guān)閉元件和連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件，其中在該至少一個進氣管路中平行于該旁通管路設(shè)置的該兩級可轉(zhuǎn)換的關(guān)閉元件在打開位置和關(guān)閉位置之間轉(zhuǎn)換，并且旁通管路通過在打開位置和關(guān)閉位置之間連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件打開或關(guān)閉到較大或較小程度。 以這種方式，根據(jù)希望的進氣冷卻，進氣可以按照預(yù)定的路線全部經(jīng)由增壓空氣冷卻器、部分地經(jīng)由增壓空氣冷卻器，或不通過增壓空氣冷卻器發(fā)送給發(fā)動機。而且，通過關(guān)閉兩個關(guān)閉元件，可以阻止進氣到達發(fā)動機，由此防止在關(guān)閉內(nèi)燃發(fā)動機時內(nèi)燃發(fā)動機的顫動。從下面単獨的或結(jié)合附圖的詳細描述將容易明白本發(fā)明的上面的優(yōu)點和其他優(yōu)點和特征。應(yīng)當明白，提供上面的概述是為了以簡單的形式引進選擇的構(gòu)思，這種構(gòu)思在詳細描述中進ー步描述。這并不意味著視為所主張主題的關(guān)鍵的或基本的特征，所主張主題的范圍由詳細描述之后的權(quán)利要求唯一地限定。而且，所主張的主題不限于解決上面指出的任何缺點的裝置或本發(fā)明的任何部分。


圖I示意地示出包括在第一轉(zhuǎn)換狀態(tài)的用于控制增壓空氣流的裝置的內(nèi)燃發(fā)動機的第一實施例的進氣系統(tǒng)的一部分。圖2示意地示出包括在第一轉(zhuǎn)換狀態(tài)的用于控制增壓空氣流的裝置的內(nèi)燃發(fā)動機的第二實施例的進氣系統(tǒng)的一部分。圖3示意地示出包括圖I的進氣系統(tǒng)的發(fā)動機。圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的實施例用于控制增壓空氣流的裝置的方法的流程圖。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明，兩個關(guān)閉元件設(shè)置成用于控制增壓空氣流。與以前的系統(tǒng)相比，該內(nèi)燃發(fā)動機具有在兩級中可轉(zhuǎn)換的并且設(shè)置在至少ー個進氣管路中的附加的關(guān)閉元件。所述關(guān)閉元件通過打開和關(guān)閉進氣管路用來啟用和停用增壓空氣冷卻器。為了用于增壓空氣流的旁通管路或由旁通管路提供的流動截面不受所述關(guān)閉元件的轉(zhuǎn)換狀態(tài)的影響，該關(guān)閉元件設(shè)置在平行于通旁通管路延伸的這部分進氣管路中。當非冷卻的增壓空氣將被供給內(nèi)燃發(fā)動機時，兩級可轉(zhuǎn)換關(guān)閉元件可以移動到關(guān)閉位置，例如在冷啟動之后，當內(nèi)燃發(fā)動機應(yīng)當盡快預(yù)熱以便減少摩擦損耗和排放物吋。如果提供排氣后處理的微粒過濾器被再生(regenerated)，同樣有利的是通過旁通該冷卻器以增加増壓空氣的溫度，以便因而增加排氣溫度。在所提到的兩種情況下，旁通管路用來給至少ー個氣缸供給非冷卻的增壓空氣。除了兩級可轉(zhuǎn)換的關(guān)閉元件之外，根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃發(fā)動機或用于控制增壓空氣流的裝置具有在打開和關(guān)閉位置之間連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件，并且借助于該元件旁通管路的流動截面以連續(xù)可變的方式變化和設(shè)置。雖然兩級可轉(zhuǎn)換的關(guān)閉元件或者關(guān)閉或者打開通向增壓空氣冷卻器的進氣管路，但是通過旁通管路引導(dǎo)的增壓空氣流可以利用連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件變化并且按照希望控 制。當可轉(zhuǎn)換的關(guān)閉元件處在打開位置時，增壓空氣流可以分成通過增壓空氣冷卻器的部分空氣流和經(jīng)由旁通管路引導(dǎo)繞過(或旁通)該增壓空氣冷卻器的部分空氣流。在這里，兩部分流的大小取決于連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件的位置。由于對根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃發(fā)動機的至少ー個氣缸的增壓空氣的供給能夠通過關(guān)閉該兩個關(guān)閉元件來防止，因此，在關(guān)閉內(nèi)燃發(fā)動機時，由于緩慢暫停過程引起的內(nèi)燃發(fā)動機的顫動通過將兩個關(guān)閉元件移動到關(guān)閉位置而防止。該方法的ー些例子是有利的，其中兩級可轉(zhuǎn)換關(guān)閉元件和/或連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件可以用電、液壓、氣動、機械或磁控制，并且在一些例子中由發(fā)動機控制器控制。該方法的ー些例子是有利的,其中節(jié)氣門活葉(throttle flap)用作兩級可轉(zhuǎn)換關(guān)閉元件。該節(jié)氣門活葉是用于控制進氣管路的流動截面的已經(jīng)被證實的和被測試的元件。根據(jù)單個的情況，如果節(jié)氣門活葉被用作兩級可轉(zhuǎn)換關(guān)閉元件，那么可以利用在市場上已經(jīng)可得到的節(jié)氣門活葉，因此用于設(shè)置在進氣管路中所述關(guān)閉元件的制造成本或獲得成本比較低，即能夠使成本低。通過節(jié)氣門活葉通常不能完全關(guān)閉進氣管路的事實，S卩，當節(jié)氣門活葉處在關(guān)閉位置時，存在通過節(jié)氣門活葉的或大或小的滲漏流，在目前的情況下，也就是說，和這種關(guān)閉元件的功能一起，不是有害的并且可以忽略。盡管如此，方法變體(variant)是有利的，其中當兩級可轉(zhuǎn)換關(guān)閉元件處在關(guān)閉位置時，它完全關(guān)閉進氣管路。該方法的ー些例子是有利的，其中提供可以繞旋轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)的活葉(flap)用作連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件。當活葉處于關(guān)閉位置時，活葉與以實際氣密形式接納該活葉的相應(yīng)的密封件一起允許實際上完全切斷旁通管路。而且，在打開位置可以利用可樞轉(zhuǎn)的活葉使進氣管路的截面變窄或盡可能關(guān)閉進氣管路的截面，因而妨礙增壓空氣流進入增壓空氣冷卻器，即，對所述增壓空氣流造成阻力。在與處于關(guān)閉位置的兩級可轉(zhuǎn)換關(guān)閉元件的互作用中，于是進氣管路的實際真正完全關(guān)閉是可能的。該方法的ー些例子是有利的，其中該裝置設(shè)置在增壓空氣冷卻器的進ロ側(cè)。由于進氣系統(tǒng)的所述結(jié)構(gòu)，通過關(guān)閉元件的相應(yīng)的控制，能夠防止進入增壓空氣冷卻器的增壓空氣的流入，并且因此能夠防止為冷卻器連續(xù)供給增壓空氣。關(guān)于上面所述的變樣，在圍繞旋轉(zhuǎn)軸線可樞轉(zhuǎn)的活葉用作連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件的內(nèi)燃發(fā)動機的情況下，這樣的例子是有利的其中旋轉(zhuǎn)軸線設(shè)置在該活葉的自由樞轉(zhuǎn)端的下游。由于旋轉(zhuǎn)軸線的所述結(jié)構(gòu)，當活葉打開時，增壓空氣流撞擊在該活葉的內(nèi)側(cè)上，即，在朝旁通管路的該活葉的ー側(cè)上。一部分增壓空氣流被該活葉捕獲并且改變方向進入旁通管路，而其余的增壓空氣流在進氣管路打開的情況下進入冷卻器中。當活葉從關(guān)閉位置移動到打開位置時，活葉的自由端沿著圓弧繞旋轉(zhuǎn)軸線運動，具體說在進氣管路中沿著流的方向運動。但是內(nèi)燃發(fā)動機的實施例也可以是有利的，其中該裝置設(shè)置在增壓空氣冷卻器的出口側(cè)上。與上面所述的實施例相反，其中該裝置設(shè)置在增壓空氣冷卻器的進ロ側(cè)上，在當 前情況下不能防止增壓空氣到冷卻器的流入并且因此不能防止連續(xù)供給增壓空氣給冷卻器。但是該方法的一些例子也可以是有利的，其中該裝置設(shè)置在增壓空氣冷卻器的出ロ側(cè)上。與說上面所述的變樣相反，其中該裝置設(shè)置在增壓空氣冷卻器的進ロ側(cè)上，在當前情況下不能防止增壓空氣到冷卻器的流入并且因此不能防止連續(xù)供給增壓空氣給冷卻器。關(guān)于上面所述的變樣，在圍繞旋轉(zhuǎn)軸線可樞轉(zhuǎn)的活葉用作連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件的內(nèi)燃發(fā)動機的情況下，這樣的例子是有利的其中旋轉(zhuǎn)軸線設(shè)置在該活葉的自由樞轉(zhuǎn)端的上游。由于旋轉(zhuǎn)軸線的所述結(jié)構(gòu)，當活葉打開時，增壓空氣流撞擊在該活葉的外側(cè)上，即，在面向離開旁通管路的該活葉的ー側(cè)上。進氣管路的流動截面變窄，因而為了增壓空氣打開旁通管路。當活葉從關(guān)閉位置移動到打開位置時，活葉的自由端沿著圓弧繞旋轉(zhuǎn)軸線運動，具體說在進氣管路中與流的方向相反運動。在冷卻過程期間，之前以氣體狀態(tài)包含在增壓空氣中的液體，尤其是水，如果達到氣化的增壓空氣流的組分的露點溫度，液體可能凝結(jié)出。根據(jù)增壓空氣冷卻器的設(shè)置，并且由于析出的冷凝物由于運動學的結(jié)果不被增壓空氣流連續(xù)供給至少ー個氣缸的事實，如是該冷凝物從增壓空氣冷卻器以大量突然的方式、不可預(yù)料地引進到進氣系統(tǒng)中，例如在拐彎行駛時、在上山行駛時、在橫向加速的情況下，或者在震動的情況下。后者也叫做水錘現(xiàn)象，這不僅能夠?qū)е聝?nèi)燃發(fā)動機運行的嚴重的中斷，而且，還可以導(dǎo)致該冷卻器的下游的部件不可逆轉(zhuǎn)的損壞。如果提供排氣再循環(huán)裝置，所述問題由于增加再循環(huán)速率而呈現(xiàn)増加的顯著性，因為隨著再循環(huán)的排氣量的増加，在增壓空氣中的單個排氣組分的部分，尤其是包含在增壓空氣中的水不可避免地増加。因此這樣的ー些例子是有利，其中增壓空氣冷卻器設(shè)置成以便從該增壓空氣冷卻器的進ロ向該增壓空氣冷卻器的出口傾斜ー個角度α。在這里，增壓空氣冷卻器以一定角度設(shè)置，使得向下的傾角形成在該進口和出口之間，并且在該冷卻器中冷凝物的輸送以重カ驅(qū)動方式來協(xié)助，以便減少任何積聚。關(guān)于角度α，所述角度與延伸通過該進口和出口的實際直線有夫。角度α滿足下面的判斷標準是有利的α >5°，優(yōu)選45° > α > 5°，或α彡10°，優(yōu)選90°彡α彡10°。在這里，這樣的ー些例子是有利的，其中進氣系統(tǒng)的測地(geodetic)高度沿著從增壓空氣冷卻器的進ロ朝著至少ー個氣缸的至少ー個進ロ開ロ進行的流動方向連續(xù)地減小。因此確保增壓空氣流不需要克服從增壓空氣冷卻器的進ロ到至少ー個氣缸進行的整個路徑中的任何梯度，即，沿著流動方向存在連續(xù)的向下的斜度。所述例子確保沒有冷凝物收集在進氣系統(tǒng)的冷卻器中和增壓空氣冷卻器的下游。這樣的內(nèi)燃發(fā)動機的ー些例子是有利的，其中增壓空氣冷卻器設(shè)置在進氣系統(tǒng)的測地最聞點。在具有用于排放排氣的至少ー個出口側(cè)排氣管路的內(nèi)燃發(fā)動機的情況下，方法的變樣是有利的，其中提供至少ー個用于增壓內(nèi)燃發(fā)動機的廢氣渦輪增壓器，該廢氣渦輪增壓器包括設(shè)置在至少ー個排氣管路中的渦輪機和設(shè)置在至少ー個進氣管路中的壓縮機，并 且提供排氣再循環(huán)裝置，其包括從該渦輪機下游的至少ー個排氣管路分支并且開ロ在該壓縮機上游的至少ー個進氣管路中的再循環(huán)管路。在廢氣渦輪增壓器中，壓縮機和渦輪機設(shè)置在同一個軸上。熱廢氣流供給渦輪機，在渦輪機中膨脹，釋放能量并且推動該軸旋轉(zhuǎn)。由廢氣流供給該軸的能量用來驅(qū)動同樣設(shè)置在該軸上的壓縮機。該壓縮機提供并壓縮供給它的增壓空氣，結(jié)果得到至少ー個氣缸的增壓。與機械增壓器相比，廢氣渦輪增壓器的優(yōu)點是在增壓器和內(nèi)燃發(fā)動機之間不需要用于傳遞功率的機械連接。另ー方面機械增壓器直接從內(nèi)燃發(fā)動機抽取用于驅(qū)動它所需要的能量，因而減少可得到的功率并且因而不利地影響效率，而廢氣渦輪增壓器利用熱廢氣的廢氣能量。通過增壓，載荷集中可以朝著較高的載荷偏移同時另外保持相同的車輛邊界條件，結(jié)果能夠減少油耗。在內(nèi)燃發(fā)動機的研發(fā)中，增壓促使燃油消耗最少化。利用增壓的目標結(jié)構(gòu)，還能夠得到關(guān)于排氣排放物方面的好處。但是，為了遵守更將來的污染排放物限制值，進一歩的措施是必需的，例如，從出口側(cè)到進ロ側(cè)的燃燒后氣體的再循環(huán)。通過排氣再循環(huán)(EGR)，能夠明顯地減少氮氧化物排放物。在這里，排氣再循環(huán)率^EGE被確定為XrefmECIi/ ^mEGE+%resh air)。其中Xem表不再 盾環(huán)的排氣質(zhì)里，而air表不供給的新鮮空氣的質(zhì)量。為了得到氮氧化物排放物的明顯減少，需要數(shù)量級為Xkk ^ 60%到70%的高排氣再循環(huán)率。當運行具有廢氣渦輪增壓器并且同時利用廢氣再循環(huán)裝置的內(nèi)燃發(fā)動機時，如果再循環(huán)的排氣通過高壓EGR從渦輪機上游的排氣管路中抽出并且不再能夠用于驅(qū)動該渦輪機時則可能發(fā)生矛盾。在排氣再循環(huán)率増加的情況下引進渦輪機中的排氣流同時減少。減少的排氣流通過渦輪機將導(dǎo)致較低的渦輪機壓カ比，結(jié)果增壓壓カ比也下降，這等于較小的壓縮機質(zhì)量流。由于減小增壓壓力，雜壓縮機的運行中可能出現(xiàn)關(guān)于壓縮機喘振限制的附加的問題。還可能出現(xiàn)關(guān)于污染排放物的缺點。為此，這樣的變樣也是有利的，其中已經(jīng)流過渦輪機的排氣通過低壓EGR被再循環(huán)到進ロ側(cè)。該低壓EGR裝置包括從渦輪機下游的排氣管路分支并且開ロ在壓縮機上游的進氣管路中的再循環(huán)管路。通過低壓EGR裝置再循環(huán)到進ロ側(cè)排氣與壓縮機上游的新鮮空氣混合。以這種方式得到新鮮空氣與再循環(huán)的排氣的混合物形成供給壓縮機并且被壓縮的增壓空氣，其中被壓縮的增壓空氣在壓縮機的下游在增壓空氣冷卻器中被冷卻。在這里，如果已經(jīng)經(jīng)過排氣后處理的排氣，尤其在渦輪機下游的微粒過濾器中經(jīng)過排氣后處理的排氣，在低壓EGR的過程期間排氣被引導(dǎo)通過壓縮機的事件不是有害的。壓縮機的流動截面的沒有析出沉淀物的危險，這種可改變壓縮機的幾何形狀，尤其是改變流截面，因而降低壓縮機的效率低壓EGR裝置可以具有単獨的冷卻器。這樣的ー些例子是有利的，其中增壓空氣冷卻器是液體冷卻的。根據(jù)熱交換器的原理，根本上能夠以空氣冷卻裝置或液體冷卻裝置的形式設(shè)計冷卻裝置。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來自相關(guān)的風和/或吹風機產(chǎn)生的空氣流冷卻。相對比，液體冷卻裝置需要形成冷卻回路，假設(shè)適當利用已經(jīng)存在的回路，例如， 液體冷卻的內(nèi)燃發(fā)動機的發(fā)動機冷卻回路。在這里，冷卻液通過設(shè)置在冷卻回路中的泵供給，使得所述冷卻液循環(huán)并且流過增壓空氣冷卻器。從增壓空氣耗散到冷卻器的冷卻液的熱被傳導(dǎo)出并且在另一個換熱器中再一次從冷卻液抽走。由于液體的熱容量明顯比空氣高，因此液體冷卻能夠比空氣冷卻耗散明顯多得多的熱量。為此，具體說在具有排氣再循環(huán)的增壓內(nèi)燃發(fā)動機的情況下，增壓空氣冷卻器是液體冷卻的是有利的，因為被耗散的熱量比較大。這樣的ー些例子是有利的，其中提供附加的排氣再循環(huán)裝置，其包括從壓縮機渦輪機上游的至少ー個排氣管路分支并且開ロ在壓縮機下游的進氣管路中的管路。為了產(chǎn)生用來減少氮氧化物排放物所需要的高再循環(huán)比，提供高壓EGR裝置可以是必需的或有利的?？梢钥紤]到從排氣管路到進氣管路的排氣再循環(huán)需要出ロ側(cè)和入口側(cè)之間壓カ差，也就是說，壓カ梯度。而且，為了獲得所需要的高再循環(huán)比，需要高壓カ梯度。在這里，這樣的ー些例子是有利的，其中管路開ロ在增壓空氣冷卻器下游的至少ー個進氣管路中。經(jīng)過高壓EGR再循環(huán)的增壓空氣一般不是處理后的。所述排氣實際上構(gòu)成內(nèi)燃發(fā)動機的未處理的排放物，為此優(yōu)選排氣應(yīng)當不被引導(dǎo)通過增壓空氣冷卻器，以便防止冷卻器的污染。這樣的ー些例子是有利的，其中在高壓EGR裝置的管路中提供附加的冷卻器。所述附加的冷卻器降低熱排氣流的溫度，并且因而增加排氣的密度。以這種方式氣缸新鮮空氣的溫度進ー步降低，結(jié)果附加的冷卻器有助于用新鮮混合物改進燃燒室的進氣。這樣的方法的ー些例子是有利的，其中通過連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件處在關(guān)閉位置的旁通管路被阻塞，并且通過連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件處在打開位置，至少ー個進氣管路被阻塞。所述變樣使得增壓空氣流能夠被引導(dǎo)整個通過增壓空氣冷卻器，也能夠經(jīng)由旁通管路整個繞過(或旁通)增壓空氣冷卻器，這與在進氣管路中的兩級可轉(zhuǎn)換關(guān)閉元件的轉(zhuǎn)換狀態(tài)無關(guān)。但是方法的ー些例子也是有利的，其中通過處在關(guān)閉位置的連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件，旁通管路被阻塞，并且在打開位置，至少ー個進氣管路至少變窄。能夠看到或大或小的滲漏流經(jīng)過節(jié)氣門活葉。
由于其較大或較小程度的打開或關(guān)閉旁通管路的實際作用，連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件也用在當前這種情況，阻止增壓空氣到增壓空氣冷卻器中的流入，即適當?shù)刈钃跛鲈鰤嚎諝饬鳌７椒ǖ末`些例子是有利的，其中連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件被關(guān)閉，并且兩級可轉(zhuǎn)換關(guān)閉元件打開，以便引導(dǎo)整個增壓空氣流通過增壓空氣冷卻器并且冷卻所述增壓空氣。以這種方式，所有的增壓空氣在它進入至少ー個氣缸之前被冷卻。在這里，冷卻器增加增壓空氣的密度，由于這種壓縮的結(jié)果較大質(zhì)量的空氣被供給至少ー個氣缸。這在要求較高功率或由低壓EGR產(chǎn)生高再循環(huán)率的情況下是特別有利的。方法的ー些例子是有利的，其中連續(xù) 可調(diào)的關(guān)閉元件至少部分地打開，并且兩級可轉(zhuǎn)換關(guān)閉元件打開，以便引導(dǎo)增壓空氣流部分地通過增壓空氣冷卻器井部分地經(jīng)由旁通管路繞過增壓空氣冷卻器。在冷卻器的上游，增壓空氣流分開，其中在冷卻器下游增壓空氣部分流的混合期間，氣缸新鮮增壓空氣的溫度根據(jù)分開比設(shè)置。方法的ー些例子是有利的，其中連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件完全打開，并且兩級可轉(zhuǎn)換關(guān)閉元件關(guān)閉，以便引導(dǎo)增壓空氣流經(jīng)由旁通管路基本繞過冷卻器。在這里，增壓空氣冷卻器被停用，因此增壓空氣流的可以忽略的部分——如果有的話——流過增壓空氣冷卻器。關(guān)閉元件的這種轉(zhuǎn)換狀態(tài)是有利，特別是對于內(nèi)燃發(fā)動機的兩種運行模式。首先在預(yù)熱階段幾乎只有未冷卻的增壓空氣能夠被供給內(nèi)燃發(fā)動機，因此在冷啟動之后發(fā)生快速加熱。這在關(guān)于摩擦損耗和污染的排放物方面是特別有利的。第ニ，在設(shè)置在排氣系統(tǒng)出口側(cè)的微粒過濾器的再生期間，未冷卻的增壓空氣能夠供給內(nèi)燃發(fā)動機，結(jié)果，排氣溫度能夠上升，因此微粒過濾器更快地達到其再生溫度，沒有催化劑幫助用于再生微粒過濾器所需要的溫度大約是550° C。在這方面，方法的ー些例子是有利的，其中連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件僅僅部分地打開，并且兩級可轉(zhuǎn)換關(guān)閉元件關(guān)閉，以便引導(dǎo)增壓空氣流經(jīng)由旁通管路基本繞過冷卻器，并且在這個過程中節(jié)流所述增壓空氣流。如果未冷卻的增壓空氣流附加地被節(jié)流，并且以這種方式，在當前的運行狀態(tài)供給至少一個氣缸非尋常少量的增壓空氣，也就是說，少于由設(shè)置點值預(yù)先規(guī)定的，氣缸中的燃油/空氣混合物變濃，結(jié)果排氣溫度上升。設(shè)置在排氣系統(tǒng)外側(cè)的微粒過濾器甚至更快地達到再生溫度。方法的ー些例子是有利的，其中連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件被關(guān)閉，并且兩級可轉(zhuǎn)換關(guān)閉元件被關(guān)閉，以便防止增壓空氣供給至少ー個氣缸。在當前的情況下，通過將兩個關(guān)閉元件移動到關(guān)閉位置，進氣系統(tǒng)被停用，使得只有可以忽略的小部分增壓空氣流——如果有的話——流進至少ー個氣缸。以這樣的方式防止在關(guān)閉內(nèi)燃發(fā)動機時增壓空氣供給至少ー個氣缸，并且因此由于驅(qū)動単元的緩慢暫停過程引起的內(nèi)燃發(fā)動機的顫動也被防止。由于所述方法變樣，兩個關(guān)閉元件每個的轉(zhuǎn)換狀態(tài)也可以用來實現(xiàn)發(fā)動機制動。這樣的一些例子有用的，其中至少ー個渦輪增壓器的渦輪機具有可變的渦輪幾何形狀，通過調(diào)節(jié)渦輪機幾何形狀或有效的渦輪機截面，其能夠更精確地適合于內(nèi)燃發(fā)動機的相應(yīng)的運行點。在這里，用于影響流動方向的可調(diào)的導(dǎo)向葉片設(shè)置在渦輪機的進ロ區(qū)。與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)葉片相反，導(dǎo)向葉片不與渦輪機軸一起旋轉(zhuǎn)。
如果渦輪機具有固定不變的幾何形狀，導(dǎo)向葉片設(shè)置在進ロ區(qū)，以便不僅是固定的，而且是完全不可動的，即剛性地固定的。相反，在可變的幾何形狀的情況下，導(dǎo)向葉片是——如所述——也適當?shù)卦O(shè)置，以便是固定的，但不是完全不可動的，而是可以繞其軸線旋轉(zhuǎn)的，因此到達旋轉(zhuǎn)葉片的流能夠被影響。盡管如此，這樣的ー些例子是有利的，其中至少ー個廢氣渦輪增壓器的渦輪機具有固定的渦輪機幾何形狀。相對于可變幾何形狀，這通過發(fā)動機控制大大筒化內(nèi)燃發(fā)動機和/或增壓器(charger)的運行。而且簡化的渦輪機的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生關(guān)于廢氣渦輪增壓器的成本優(yōu)點。方法變樣是有利的其中提供至少兩個廢氣渦輪增壓器。如果利用單個廢氣渦輪增壓器，如果一定的旋轉(zhuǎn)速度下降，轉(zhuǎn)矩會下降。這種效果是不希望的。如果人們考慮到增壓壓力比取決于 渦輪機壓力比，所述轉(zhuǎn)矩下降是能夠理解的。發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度的減小導(dǎo)致較小排氣質(zhì)量流并且因此導(dǎo)致降低的渦輪機壓力比。結(jié)果是朝向較低的旋轉(zhuǎn)速度，增壓壓カ比同樣降低，這等于轉(zhuǎn)矩下降。通過利用多個廢氣渦輪增壓器能夠改善轉(zhuǎn)矩特性，例如可以利用串聯(lián)連接的多個廢氣渦輪增壓器。通過串聯(lián)連接兩個廢氣渦輪增壓器，其中ー個廢氣渦輪增壓器用作高壓級，另ー個廢氣渦輪增壓器用作低壓級。壓縮機特性映射可以有利地擴展，特別是沿著較小的壓縮機流的方向和沿著較大的壓縮機流的方向膨脹。具體說，利用用作高壓級的廢氣渦輪增壓器能夠使喘振限制沿著較小壓縮機流的方法偏移，結(jié)果能甚至用較小的壓縮機流夠獲得高增壓壓力比，這大大改善在較低的部分載荷區(qū)中的轉(zhuǎn)矩特性。這通過提供旁通管路通過將高壓渦輪機構(gòu)造成用于小排氣質(zhì)量流來實現(xiàn)，通過該旁通管路，増加的排氣質(zhì)量流、増加的排氣量被引導(dǎo)繞過高壓廢氣渦輪機。為此目的，旁通管路從高壓カ渦輪機的上游排氣管路分支，并且開ロ到該渦輪機下游的排氣管路，其中，關(guān)閉元件設(shè)置在旁通管路中，以便控制排氣流被導(dǎo)向繞過高壓渦輪機。通過多個并聯(lián)并且具有相應(yīng)的小渦輪機截面的渦輪增壓器，可以進ー步改進機械增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩特性，這些渦輪增壓器被相繼地啟用。圖I示意地示出包括在第一轉(zhuǎn)換狀態(tài)的用于控制增壓空氣流的裝置5的內(nèi)燃發(fā)動機的第一實施例的進氣系統(tǒng)I的一部分。在本發(fā)明的上下文中，詞語“內(nèi)燃發(fā)動機”包括柴油機、火花點火發(fā)動機以及混合動カ內(nèi)燃發(fā)動機。該圖示出內(nèi)燃發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的一部分(在下面參考圖3更詳細地描述)，這個進氣系統(tǒng)包括用于將增壓空氣供給至少ー個氣缸的進氣管路2。增壓空氣冷卻器3設(shè)置在該進氣管路2中，通過該增壓空氣冷卻器3，增壓空氣在進入該至少一個氣缸之前被冷卻。冷卻器3降低增壓空氣的溫度，因此增加其密度，結(jié)果是通過發(fā)生冷卻而壓縮。為了能夠旁通冷卻器3，旁通管路4從該冷卻器3上游的，也就是在冷卻器3的進ロ側(cè)8a的進氣管路2分支，這個旁通管路4再一次開ロ于增壓空氣冷卻器3下游的，也就是在冷卻器3的出ロ側(cè)8b的進氣管路2中。為了控制經(jīng)由增壓空氣冷卻器3并經(jīng)由旁通管路4引導(dǎo)的增壓空氣流，提供裝置5，其包括稱為關(guān)閉元件6的第一旁通閥，該第一旁通閥在打開位置和關(guān)閉位置之間以兩級狀態(tài)方式是可轉(zhuǎn)換的并且在進氣管路2中平行于旁通管路4設(shè)置；和稱為關(guān)閉元件7的第ニ旁通閥，該第二旁通閥在打開位置和關(guān)閉位置之間可以連續(xù)地調(diào)節(jié)，并且或大或小程度打開或關(guān)閉旁通管路。在圖I所示的實施例中，節(jié)氣門活葉或節(jié)氣門(throttle flap) 6a用作兩級可轉(zhuǎn)換關(guān)閉元件6，而繞旋轉(zhuǎn)軸線7b可樞轉(zhuǎn)的活葉(flap)7a用作連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件7。其中在所示的轉(zhuǎn)換狀態(tài)，節(jié)氣門活葉6a和可樞轉(zhuǎn)的活葉7a兩者處在打開位置。在打開位置活葉7a時進氣管路2變窄，結(jié)果，盡管節(jié)氣門活葉6a打開，進入增壓空氣冷卻器3中的增壓空氣的流入受阻，即進氣管路2是適當?shù)刈枞１M管如此，還是有很小的滲漏流經(jīng)過節(jié)氣門活葉6a。所示的轉(zhuǎn)換狀態(tài)適合于幫助設(shè)置在排氣系統(tǒng)出ロ側(cè)的微粒過濾器的再生，并且用于內(nèi)燃發(fā)動機冷啟動之后的預(yù)熱階段。在當前的情況下，該裝置5設(shè)置在增壓空氣冷卻器3的進ロ側(cè)8a上，其中活葉7a的旋轉(zhuǎn)軸線7b在旁通管路4的進ロ處設(shè)置在活葉7a的自由樞轉(zhuǎn)端7c的下游。由于旋轉(zhuǎn)軸線7b的這種設(shè)置，當活葉7a打開時，增壓空氣流撞擊在朝著旁通管路4面向的活葉7a的內(nèi)側(cè)7d上。當活葉7a從關(guān)閉位置運動到打開位置吋，活葉7a的自由端7c在進氣管路 中沿著流動方向繞旋轉(zhuǎn)軸線7b沿著圓弧運動。第二轉(zhuǎn)換狀態(tài)是能夠的，其中連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件7，S卩，活葉7a，以及兩級可轉(zhuǎn)換關(guān)閉元件6，即節(jié)氣門活葉6a兩者都處在關(guān)閉位置。由于兩個關(guān)閉元件6、7已經(jīng)運動到關(guān)閉位置，進氣系統(tǒng)I被停用，因此該至少ー個氣缸不再被供給增壓空氣。因此在關(guān)閉內(nèi)燃發(fā)動機時的顫動被防止。第三轉(zhuǎn)換狀態(tài)是能夠的，其中連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件7，即活葉7a，處在關(guān)閉位置，而兩級可轉(zhuǎn)換關(guān)閉元件6，即節(jié)氣門活葉6a處在打開位置。以這種方式，整個增壓空氣流被引導(dǎo)通過增壓空氣冷卻器3并且被冷卻。第四種轉(zhuǎn)換狀態(tài)是能夠的，其中連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件7，即活葉7a，僅僅部分地打開，而兩級可轉(zhuǎn)換關(guān)閉元件6，即節(jié)氣門活葉6a處在打開位置。在當前情況下，增壓空氣流被引導(dǎo)部分地通過增壓空氣冷卻器3，并且部分地經(jīng)由旁通管路4繞過增壓空氣冷卻器3。因而增壓空氣流在進ロ側(cè)被分開，其中，在冷卻器的出ロ側(cè)在增壓空氣部分流的混合期間，氣缸新鮮增壓空氣的溫度根據(jù)分開比設(shè)置。第五種轉(zhuǎn)換狀態(tài)是能夠的，其中連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件7，即活葉7a，僅僅部分地打開，而兩級可轉(zhuǎn)換關(guān)閉元件6，即節(jié)氣門活葉6a處在關(guān)閉位置。在當前情況下，由于節(jié)氣門活葉6a被關(guān)閉增壓空氣流不分開。由于活葉7a僅僅部分打開，進入旁通管路4中的增壓空氣流被節(jié)流。關(guān)于設(shè)置在排氣系統(tǒng)出口側(cè)的微粒過濾器的再生，為了更快獲得再生溫度這種轉(zhuǎn)換狀態(tài)可以是有利的。關(guān)于內(nèi)燃發(fā)動機的預(yù)熱階段——正如關(guān)于圖I已經(jīng)描述的，打開的活葉7a和關(guān)閉的節(jié)氣門活葉6a —起也是有利的。圖2示意地示出包括用于控制增壓空氣流的裝置5的內(nèi)燃發(fā)動機的第二實施例的進氣系統(tǒng)I的一部分。在圖2所示的實施例中，用于控制增壓空氣流的裝置5設(shè)置在增壓空氣冷卻器3的出ロ側(cè)8b上，其中活葉7a的旋轉(zhuǎn)軸線7b在旁通管路4的出ロ處設(shè)置在活葉7a的自由樞轉(zhuǎn)端7c的上游。由于旋轉(zhuǎn)軸線7b的這種設(shè)置，當活葉7a打開時，增壓空氣流撞擊在面向離開旁通管路4方向的活葉7a的外側(cè)7e上。當活葉7a從關(guān)閉位置運動到打開位置吋，活葉7a的自由端7c在進氣管路2中與流動方向相反繞旋轉(zhuǎn)軸線7b沿著圓弧運動?，F(xiàn)在參考圖3，圖3是多氣缸發(fā)動機10的一個氣缸的示意圖，如圖所示，該發(fā)動機10可以包括在汽車的推進系統(tǒng)中。氣缸10至少可以由包括控制器12的控制系統(tǒng)和經(jīng)由輸入裝置130由來自車輛操作者132的輸入部分地控制。在這個例子中，輸入裝置130包括加速器踏板和用于產(chǎn)生成比例的踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動機10的燃燒室(即，氣缸)30可以包括具有設(shè)置在其中的活塞36燃燒室壁32。在一些實施例中，氣缸量30里面的活塞36的面可以具有凹腔(bowl)?；钊?6可以連接于曲軸40以便將活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。曲軸40可以經(jīng)由中間傳動系統(tǒng)連接于車輛的至少ー個驅(qū)動車輪。而且，起動機可以經(jīng)由飛輪連接于曲軸40，以能夠起動發(fā)動機10的運行。燃燒室30可以經(jīng)由進氣通道42接收來自進氣歧管44的進氣并且經(jīng)由排氣通道48排放燃燒后氣體。進氣歧管44和排氣通道48可以通過相應(yīng)的進氣門52和排氣門54選擇地與燃燒室30連通。在一些實施例中，燃燒室30可以包括兩個或更多進氣門和/或兩個或更多個排氣門。 在這個例子中，進氣門52和排氣門54可以經(jīng)由相應(yīng)的凸輪驅(qū)動系統(tǒng)51和53由凸輪驅(qū)動控制。凸輪驅(qū)動系統(tǒng)51和53每個可以包括ー個或多個凸輪并且利用由控制器12操作的凸輪廓線變換系統(tǒng)(CPS)、可變的凸輪正時(VCT)、可變氣門正時(VVT)和/或可變氣門提升(VVL)系統(tǒng)的其中ー個或多個，以改變氣門運行。進氣門52和排氣門54的位置可以分別由位置傳感器55和57確定。在可選實施例中，進氣門52和排氣門54可以由電動氣門驅(qū)動控制。例如，氣缸30可以可選地包括經(jīng)由電動氣門驅(qū)動控制的進氣門和經(jīng)由包括CPS和/或VCT系統(tǒng)的凸輪驅(qū)動控制的排氣門。燃油噴射器66被示出直接連接于燃燒室30，用于與來自控制器12的信號FPW的脈沖寬度成正比經(jīng)由電子驅(qū)動器68將燃油直接噴射到燃燒室30之中。以這種方式，燃油噴射器66提供通常所說的直接噴射到燃燒室30中。燃油噴射器可以安裝在燃燒室的側(cè)面或燃燒室的頂部。例如，燃油可以由包括燃油箱、燃油泵和燃油導(dǎo)軌的燃油系統(tǒng)(未示出)提供給噴射器66。在選擇的操作模式下，點火系統(tǒng)88響應(yīng)來自控制器12的點火提前信號SA通過火花塞92為燃燒室30提供點火火花。雖然在一些實施例中，示出火花點火部件，但是燃燒室30或發(fā)動機10 —個或多個其他燃燒室可以用壓縮點火的方式操作，具有或不具有火花點火。在一些實施例中，點火系統(tǒng)可以包括雙重點火系統(tǒng)，該雙重點火系統(tǒng)包括每個氣缸的兩個火花塞(未示出)。進氣通道42可以包括分別具有節(jié)流板64和65的節(jié)氣門62和62。在這個具體的例子中，節(jié)流板64和65的位置可以經(jīng)由由控制器12提供給包括節(jié)氣門62和62的電機或驅(qū)動器的信號來改變，通常叫做電子節(jié)氣門控制(ETC)的機構(gòu)。以這種方式，可以操作節(jié)氣門62和63以改變提供給多個發(fā)動機氣缸中的燃燒室30的進氣。節(jié)流板64和65的位置可以通過節(jié)氣門位置信號TP提供給控制器12。進氣通道42可以包括用于為控制器12提供相應(yīng)信號MAF和MAP的質(zhì)量空氣流傳感器120和歧管空氣壓カ傳感器122。而且，進氣歧管44可以包括進氣運動控制閥45，用于控制在發(fā)生在燃燒室30中的進氣運動的強度。而且，在所示的實施例中，排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)可以按照規(guī)定的路線經(jīng)由高壓EGR (HP-EGR)通道140和/或低壓EGR (LP-EGR)通道150將希望的排氣部分從排氣通道48發(fā)送到進氣通道42。提供給進氣通道42的EGR的量可以經(jīng)由HP-EGR閥142或LP-EGR閥152通過控制器12來改變。在一些實施例中，節(jié)氣門可以包括在排氣中以幫助驅(qū)動EGR。而且，EGR傳感器144可以設(shè)置在EGR通道中，并且可以提供壓力、溫度和排氣濃度其中一個或多個的指示?？蛇x地，EGR可以通過根據(jù)來自MAF傳感器(上游)、MAP (進氣歧管)、MAT(歧管氣體溫度)和曲軸速度傳感器的信號計算的值來控制。而且，EGR可以根據(jù)排氣O2傳感器和/或進氣氧傳感器(進氣歧管)來控制。在一些狀態(tài)下，EGR系統(tǒng)可以用于調(diào)節(jié)燃燒室內(nèi)的空氣和燃油混合物的溫度。圖3示出高壓EGR系統(tǒng)，其中EGR按照規(guī)定的路線從渦輪增壓器的渦輪機的上游被發(fā)送到渦輪增壓器的壓縮機的下游，圖3還示出低壓EGR系統(tǒng)，其中EGR按照規(guī)定的路線從渦輪增壓器的渦輪機的下游發(fā)送到渦輪增壓器的壓縮機的上游。而且，如圖3所示，HP-EGR系統(tǒng)可以包括HP-EGR冷卻器146，并且LP-EGR系統(tǒng)可以包括LP-EGR冷卻器158，例如，以從EGR氣體中排出熱給發(fā)動機冷卻液。在可選的實施例中，發(fā)動機10可以只包括HP-EGR系統(tǒng)或只包括LP-EGR系統(tǒng)。 因此，發(fā)動機10還可以包括壓縮裝置，諸如包括沿著進氣歧管44設(shè)置的至少ー個壓縮機162的渦輪增壓器或機械增壓器。對于渦輪增壓器，壓縮機162可以至少部分地由沿著排氣通道48設(shè)置的渦輪機驅(qū)動(例如，經(jīng)由軸)。對于機械增壓器，壓縮機162可以至少部分地由發(fā)動機和/或電機驅(qū)動，并且可以不包括渦輪機。因此經(jīng)由渦輪增壓器或機械增壓器提供給發(fā)動機的一個或多個氣缸的壓縮的量可以由控制器12改變。可以提供廢氣旁通閥(未示出)，這樣，當關(guān)閉時，排氣通過渦輪機以產(chǎn)生增壓進氣。增壓空氣冷卻器(CAC)60沿著節(jié)氣門62的上游的進氣通道設(shè)置，在發(fā)動機空氣通過渦輪機164和該渦輪增壓器的壓縮機162之后用于對其進行冷卻。圖I至圖5的增壓空氣冷卻器3是增壓空氣冷卻器(CAC) 60的一個非限制性的例子。因此CAC 60也可以包括經(jīng)由搖擺閥和節(jié)流閥調(diào)節(jié)的旁通(未示出)。排氣傳感器126被不出連接于排放物控制系統(tǒng)70上游和潤輪機164下游的排氣通道48。傳感器126可以是用于提供排氣空氣/燃油比的指示的任何合適的傳感器，例如線性氧傳感器或UEGO (通用或?qū)捰蚺艢庋鮽鞲衅?、雙態(tài)氧傳感器或EG0、HEG0 (加熱的EGO)、NOx、HC或CO傳感器。排放物控制裝置71被示出沿著排氣傳感器126下游的排氣通道48設(shè)置。排放物控制裝置71可以是選擇性催化還原(SCR)系統(tǒng)、三元催化劑(TWC)、NOx收集器、各種其他排放物控制裝置，或其組合。例如，裝置71可以是TWC，而裝置72 (圖3未示出)可以是微粒過濾器(PF)。而且，在一些實施例中，在發(fā)動機10運行期間，排放物控制裝置71可以通過在特定的空氣/燃油比內(nèi)操縱發(fā)動機的至少ー個氣缸周期性地重置。控制器12在圖3中被示出為微型計算機，包括微處理単元102、輸入/輸出端ロ104、在這個具體例子中的示為只讀存儲芯片106的用于可執(zhí)行的程序和校準值電子存儲介質(zhì)、隨機存取存儲器108、?；畲鎯ζ?10和數(shù)據(jù)總線?？刂破?2可以接收來自連接于發(fā)動機10的傳感器的各種信號，除了上面提到的那些信號之外，還包括來氣質(zhì)量空氣流傳感器120的引進的質(zhì)量空氣流(MAF)的測量；來自連接于冷卻劑水套114的溫度傳感器112發(fā)動機冷卻劑溫度(ECT);來自連接于曲軸40位置的霍爾效應(yīng)傳感器118的表面點火感測信號(PIP);來自節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置(TP);以及來自傳感器122的絕對歧管壓力信號MAP。發(fā)動機速度信號RPM可以由控制器12從信號PIP產(chǎn)生。來自歧管壓カ傳感器的歧管壓力信號MAP可以用來提供進氣歧管中真空或壓カ指示。應(yīng)當指出，可以利用上述傳感器的各種組合，例如MAF傳感器沒有MAP，或反之亦然。在理想配比運行期間(duringstoichiometric operation), MAP傳感器可以給出發(fā)動機扭矩的指示。而且,這個傳感器與檢測發(fā)動機速度一道能夠提供引進到氣缸中進氣(包括空氣)的估算。在一個例子中，也用作發(fā)動機速度傳感器的傳感器118在曲軸的每一圈可以產(chǎn)生預(yù)定數(shù)目的等間隔的脈沖。存儲介質(zhì)只讀存儲器106可以用計算機可讀的數(shù)據(jù)和參與但未列出的其他變量編程，該數(shù)據(jù)表示用于執(zhí)行上述方法由處理器102可執(zhí)行的指令。如上所述，圖3不出多氣缸發(fā)動機的一個氣缸,并且姆個氣缸可以同樣包括其自己的進氣/排氣門、燃油噴射器、火花塞等。
現(xiàn)在參考圖4，圖4表示出用于控制增壓空氣冷卻器的旁通的方法200。方法200可以由控制器，如控制器12執(zhí)行，以便調(diào)節(jié)增壓空氣冷卻器(例如增壓空氣冷卻器3)上游的閥(例如關(guān)閉元件6和7)。在202，方法200包括確定發(fā)動機運行參數(shù)。發(fā)動機運行參數(shù)可以包括發(fā)動機溫度、發(fā)動機載荷、EGR量等。在204，方法200包括判斷發(fā)動機是否以冷啟動狀態(tài)運行或具有設(shè)置在發(fā)動機排氣系統(tǒng)的排放物控制裝置的再生事件。當發(fā)動機溫度低于預(yù)熱發(fā)動機溫度時可以指示冷啟動。再生事件可以根據(jù)從控制器發(fā)送的發(fā)動機正在經(jīng)歷再生事件的信號指示，該信號可以基于前一次再生事件以來的時間長度、排氣背壓的量或大小和其他參數(shù)。如果發(fā)動機處于冷啟動或具有再生事件運行，則方法200進行到206，以關(guān)閉第一增壓空氣冷卻器旁通閥并且打開第二增壓空氣冷卻器旁通閥，以繞過該冷卻器旁通全部進氣。第一旁通閥可以是圖I至圖5的關(guān)閉元件6，并且可以是包括兩個節(jié)流水平的節(jié)流型閥。第二旁通閥可以是圖I至圖5的關(guān)閉元件7，并且可以是包括多個節(jié)流水平(例如三個或更多節(jié)流水平)的擺動型閥。第二旁通閥可以設(shè)置在第一旁通閥的上游，并且可以實現(xiàn)限制對旁通該增壓空氣冷卻器的旁通通道的打開。通過關(guān)閉第一旁通閥并打開第二旁通閥，增壓空氣完全旁通該增壓空氣冷卻器以避免被冷卻，使得暖進氣能夠加熱發(fā)動機和/或下游排放物控制裝置。如果發(fā)動機不以冷起動或再生事件運行，則方法200進行到208，以判斷發(fā)動機是否以高載荷和/或比較高的EGR流的量運行。在高載荷運行狀態(tài)期間或當在進氣ロ中存在高EGR水平時，進氣可以達到高溫，并且可以期望經(jīng)由增壓空氣冷卻器的最大冷卻。因此，如果發(fā)動機以高載荷或高EGR運行，則方法200進行到210，以打開第一旁通閥并關(guān)閉第二旁通閥，以引導(dǎo)所有的進氣通過增壓空氣冷卻器并且阻止進氣通過旁通管路，以便提供最大冷卻。如果發(fā)動機不以高載荷或高EGR運行，則方法200進行到212，以打開第一旁通閥并且根據(jù)希望的進氣溫度調(diào)節(jié)第二旁通閥的節(jié)流水平。希望的進氣溫度可以基于增壓壓力的量、發(fā)動機的溫度、下游催化劑的溫度、發(fā)動機速度和載荷等。希望的進氣溫度可以與測量的進氣溫度(由設(shè)置在進氣通道中的溫度傳感器確定的或根據(jù)發(fā)動機溫度估算的)比較，并且如果兩者溫度不同，可以調(diào)節(jié)第二旁通閥的節(jié)流水平。以這種方式，根據(jù)第二旁通閥設(shè)置的節(jié)流水平，部分或全部進氣可以旁通增壓空氣冷卻器。希望冷卻程度越高，第二旁通閥設(shè)置的節(jié)流越多(例如關(guān)閉)。
在206、210或212，在將設(shè)置第一和第二旁通閥設(shè)置在各自希望的位置之后，方法200進行到214，以判斷是否檢測到點火開關(guān)斷開事件(key-off event)。如果沒有點火開關(guān)斷開事件被檢測到(例如，發(fā)動機仍然處在正常的運行中)，在216，第一和第二旁通閥保持在在206、210或212確定的位置，并且然后方法返回以繼續(xù)監(jiān)控運行狀態(tài)并且根據(jù)運行狀態(tài)設(shè)置第一和第二旁通閥的位置。如果監(jiān)測到點火開關(guān)斷開事件，則方法200進行到218，以關(guān)閉第一旁通閥和第二旁通閥兩者，防止進氣達到氣缸。在點火開關(guān)斷開事件之后在關(guān)閉發(fā)動機的期間，進氣可以被正在以關(guān)機模式(run-down mode)運行的ー個或多個氣缸吸進發(fā)動機中，這可能引起發(fā)動機顫動。通過關(guān)閉第一和第二旁通閥阻止進氣達到氣缸，可以防止顫動。然后方法200退出。因此,本文公開的方法和系統(tǒng)提供一種用于包括多個氣缸的發(fā)動機的方法，該方法包括在發(fā)動機運行期間，根據(jù)希望的進氣溫度調(diào)節(jié)增壓空氣冷卻器的第一旁通閥和第二旁通閥；并且響應(yīng)點火開關(guān)斷開事件，關(guān)閉第一和第二旁通閥兩者，以防止進氣達到氣缸。該方法還包括其中根據(jù)希望的進氣溫度調(diào)節(jié)增壓空氣冷卻器的第一旁通閥和第二旁通閥包括在高發(fā)動機載荷期間打開第一旁通閥并且關(guān)閉第二旁通閥。該方法包括其中根據(jù)希望 的進氣溫度調(diào)節(jié)增壓空氣冷卻器的第一旁通閥和第二旁通閥還包括在設(shè)置在發(fā)動機排氣中的排放物控制裝置的再生事件期間關(guān)閉第一旁通閥并且打開第二旁通閥。本文公開的方法和系統(tǒng)還提供一種發(fā)動機系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括發(fā)動機、該發(fā)動機上游的增壓空氣冷卻器、可以調(diào)節(jié)至兩個節(jié)流水平的第一增壓空氣冷卻器旁通閥、以及可以調(diào)節(jié)至三個或更多節(jié)流水平的第二增壓空氣冷卻器旁通閥。該發(fā)動機系統(tǒng)還包括包含控制器，其包括指令用于當指示完全旁通增壓空氣冷卻器時，關(guān)閉第一增壓空氣冷卻器旁通閥，當指示不完全旁通吋，打開第一增壓空氣冷卻器旁通閥，并且根據(jù)希望的進氣溫度調(diào)節(jié)第ニ增壓空氣冷卻器旁通閥。完全旁通可以響應(yīng)發(fā)動機冷啟動和/或響應(yīng)下游的排放物控制裝置的再生事件來指示。應(yīng)當明白，本文所公開的結(jié)構(gòu)和程序在性質(zhì)上是示范性的，并且這些具體的實施例不被認為是限制性的，因為許多變化是可能的。例如，上述技術(shù)可以用于V-6、1-4、1-6、V-12、對置四缸以及其他發(fā)動機類型。本發(fā)明的主題包括本文公開的各種系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)、以及其他特征、功能和/或性質(zhì)的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合。本發(fā)明的權(quán)利要求具體指出認為新穎的和非顯而易見的ー些組合和子組合。這些權(quán)利要求可能涉及“一種”元件或“第一”元件或其等同物。這些權(quán)利要求應(yīng)當理解為包括一個或多個這種元件的結(jié)合，既不要求也不排除兩個或更多個這種元件。所公開的特征、功能、元件和/或性質(zhì)的其他組合或子組合可以通過修改本權(quán)利要求或通過在本申請或相關(guān)申請中提出新權(quán)利要求來主張。這些權(quán)利要求，比原權(quán)利要求在范圍上無論是更寬、更窄、相等或不同都被認為包含在本發(fā)明的主題內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于運行內(nèi)燃發(fā)動機的方法，該內(nèi)燃發(fā)動機具有至少一個氣缸、用于向該至少一個氣缸供給增壓空氣的至少一個進氣管路、以及用于控制經(jīng)由增壓空氣冷卻器和經(jīng)由圍繞該增壓空氣冷卻器的旁通管路引導(dǎo)的增壓空氣流的裝置，該裝置設(shè)置在增壓空氣冷卻器的出口側(cè)，并且所述方法包括 利用該裝置控制增壓空氣流，該裝置包括兩級可轉(zhuǎn)換的關(guān)閉元件和連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件，其中在該至少一個進氣管路中平行于旁通管路設(shè)置的該兩級可轉(zhuǎn)換的關(guān)閉元件在打開位置和關(guān)閉位置之間轉(zhuǎn)換，并且該旁通管路通過在打開位置和關(guān)閉位置之間連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件打開或關(guān)閉到較大或較小程度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中通過該連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件處在關(guān)閉位置，該旁通管路被阻塞，并且通過該連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件處在打開位置，該至少一個進氣管路至少變窄。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，還包括關(guān)閉該連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件并且打開該兩級可轉(zhuǎn)換的關(guān)閉元件，以便引導(dǎo)整個增壓空氣流通過該增壓空氣冷卻器并且冷卻所述增壓空氣流。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，還包括至少部分地打開該連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件并且打開該兩級可轉(zhuǎn)換的關(guān)閉元件，以便引導(dǎo)該增壓空氣流部分通過該增壓空氣冷卻器并且經(jīng)由該旁通管路部分繞過該增壓空氣冷卻器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，還包括全部打開該連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件并且關(guān)閉該兩級可轉(zhuǎn)換的關(guān)閉元件，以便引導(dǎo)該增壓空氣流經(jīng)由該旁通管路基本上繞過該增壓空氣冷卻器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，還包括僅僅部分地打開該連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件并且關(guān)閉該兩級可轉(zhuǎn)換的關(guān)閉元件，以便引導(dǎo)增壓空氣流經(jīng)由該旁通管路基本上繞過該增壓空氣冷卻器并且節(jié)流所述增壓空氣流。
7.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，還包括關(guān)閉該連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件并且關(guān)閉該兩級可轉(zhuǎn)換的關(guān)閉元件，以便防止增壓空氣供給該至少一個氣缸。
8.一種用于包括多個氣缸的發(fā)動機的方法，包括 在發(fā)動機運行期間，根據(jù)進氣溫度調(diào)節(jié)增壓空氣冷卻器的第一旁通閥和第二旁通閥，該第一和第二旁通閥設(shè)置在該增壓空氣冷卻器的出口側(cè)；和 響應(yīng)點火開關(guān)斷開事件，關(guān)閉該第一和第二旁通閥兩者，以防止進氣達到氣缸。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中調(diào)節(jié)該第一和第二旁通閥，以保持希望的進氣溫度，并且其中根據(jù)希望的進氣溫度調(diào)節(jié)該增壓空氣冷卻器的第一旁通閥和第二旁通閥還包括 在高發(fā)動機載荷期間打開該第一旁通閥并且關(guān)閉該第二旁通閥，和/或在設(shè)置在該發(fā)動機的排氣管路中的排放物控制裝置的再生事件期間關(guān)閉該第一旁通閥并且打開該第二旁通閥。
10.一種發(fā)動機系統(tǒng),包括 發(fā)動機； 該發(fā)動機上游的增壓空氣冷卻器； 只能夠調(diào)節(jié)兩個節(jié)流水平的第一增壓空氣冷卻器旁通閥；以及 能夠調(diào)節(jié)三個或更多節(jié)流水平的第二增壓空氣冷卻器旁通閥，該第一和第二旁通閥設(shè)置在該增壓空氣冷卻器的出口側(cè)上。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于運行內(nèi)燃發(fā)動機的方法，該內(nèi)燃發(fā)動機具有至少一個氣缸、用于向該至少一個氣缸供給增壓空氣的至少一個進氣管路、以及用于控制經(jīng)由增壓空氣冷卻器和經(jīng)由圍繞該增壓空氣冷卻器的旁通管路引導(dǎo)的增壓空氣流的裝置，該方法包括利用該裝置控制該增壓空氣流，該裝置包括兩級可轉(zhuǎn)換的關(guān)閉元件和連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件，其中在該至少一個進氣管路中平行于旁通管路設(shè)置的該兩級可轉(zhuǎn)換的關(guān)閉元件在打開位置和關(guān)閉位置之間轉(zhuǎn)換，并且旁通管路通過在打開位置和關(guān)閉位置之間連續(xù)可調(diào)的關(guān)閉元件打開或關(guān)閉到較大或較小程度。以這種方式，防止發(fā)動機在關(guān)機的時候顫動。
文檔編號F02B29/04GK102852624SQ201210225430
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者C·W·維吉爾德, A·庫斯克, D·羅杰 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司