[发明专利]估计扫气排气再循环气体系统中气体流动的方法和系统

说明书

本公开提供了“估计扫气排气再循环气体系统中气体流动的方法和系统”。提供了用于基于通过分流式排气发动机系统的扫气排气再循环系统的总的气体流量来调整所述分流式排气发动机系统的操作的方法和系统。在一个示例中，一种方法可以包括：响应于从联接到扫气排气门的扫气歧管到压缩机上游的进气通道的气体流量来调整发动机操作，所述气体流量是基于发动机的所述扫气排气门与进气门之间的气门开度重叠来确定，所述扫气排气门在与联接到与涡轮机联接的泄放歧管的泄放排气门不同的时间打开。

技术领域

本说明书总体上涉及用于具有分流式排气系统的发动机的方法和系统。

背景技术

发动机可以使用增压装置，例如涡轮增压器，来增加发动机功率密度。然而，可能会由于增加的燃烧温度而出现发动机爆震。在由于高充气温度而产生的增压状况下，爆震尤其成问题。本文发明人已经认识到，分流式排气系统可以减少发动机爆震并且增加发动机效率，其中第一排气歧管将排气运送到发动机的排气口中的涡轮增压器的涡轮，并且第二排气歧管将排气再循环(EGR)运送到位于涡轮增压器的压缩机的上游的发动机的进气口。在此类发动机系统中，每个气缸可以包括两个进气门和两个排气门，其中第一组气缸排气门(例如，泄放排气门)专门经由第一组排气道联接到第一排气歧管，并且第二组气缸排气门(例如，扫气排气门)专门经由第二组排气道联接到第二排气歧管。可以在与第二组气缸排气门不同的正时下操作第一组气缸排气门，进而隔离排气的泄放部分和扫气部分。第二组气缸排气门的正时还可以与气缸进气门的正时进行协调以产生正气门重叠周期，在所述正气门重叠周期中，称为吹气的新鲜进气(或者新鲜进气与EGR的混合物)可以经由联接到第二排气歧管的EGR通道而流过气缸并且流回到位于压缩机的上游的进气口。吹气可以移除气缸内的残余排气(称为扫气)。本文发明人已经认识到，通过使排气的第一部分(例如，较高压力排气)流过涡轮和较高压力排气通道并且使排气的第二部分(例如，较低压力排气)和吹气流动到压缩机入口，可以在增加涡轮机的工作效率并增加发动机扭矩的同时降低燃烧温度。本文中的发明人已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，在上述发动机系统中，流量测量和/或流过EGR通道的再循环气体的组成可能很难获得。然而，这些测量对于精确的扫气排气系统控制可能是必需的。例如，测量通过EGR通道中的EGR气门的流量的先前方法利用了差压测量系统和孔板流量方程。然而，该测量需要很大的限制，从而导致孔板两端的差压较高，诸如通过使用火箭喷嘴或文氏管设计获得，以便确保高信噪比。流量测量所需的该显著压降可能会由于限制通过EGR和/或进气系统的流量而限制高负荷条件下的发动机性能。

发明内容

在一个示例中，上述问题可以通过一种方法来解决，所述方法包括：响应于从联接到扫气排气门的扫气歧管到压缩机上游的进气通道的气体流量来调整发动机操作，所述气体流量是基于发动机的扫气排气门与进气门之间的气门开度重叠来确定，扫气排气门在与联接到与涡轮机联接的泄放歧管的泄放排气门不同的时间打开。在一个示例中，气流可以是从扫气歧管到进气通道的通过扫气EGR系统的总气流。另外，气门开度重叠可以是基于扫气排气门和进气门中的每一者的气门升程确定的气门开度重叠面积。在一些示例中，可以进一步基于进气歧管压力和扫气歧管压力确定总的气体流量。通过响应于所确定的总的气体流量而基于上述气门重叠面积和压力测量值来调整发动机操作，可以提高发动机效率而不会限制高负荷下的发动机性能。

应理解，提供以上发明内容是为了以简化形式介绍将在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着标识所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围由具体实施方式所附的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出了具有分流式排气系统的涡轮增压发动机系统的示意图。

图2示出了图1的发动机系统的气缸的实施例。

图3示出了分流式排气发动机系统的一个发动机气缸的示例性气缸进气门和排气门正时。