提高发动机性能的储存压缩空气管理

摘要

提供升高排气温度以旋转涡轮增压器涡轮和减少涡轮滞后的方法和系统。将加压空气从增压存储箱排出到进气歧管中同时增加火花延迟，以加快排气加热，同时还增加净燃烧扭矩。通过响应踩加速器踏板加快涡轮旋转起来，涡轮滞后减少，并且发动机性能得到提高。

说明书

技术领域

本申请涉及机动车工程领域，更具体地涉及机动车发动机系统中的空气导入。

背景与概述

增压发动机可比相似动力的自然吸气式发动机提供更大的燃料效率和更低的 排放。但是，在瞬态情况时，增压发动机的功率、燃料效率和排放控制性能可受 损。这种瞬态情况可包括快速增加或减少发动机负荷、发动机速度或质量空气流 量。例如，当发动机负荷快速增加时，涡轮增压器压缩机可需要增加的扭矩以输 送增加的空气流量。但是，如果驱动压缩机的涡轮未充分旋转起来，这种扭矩可 能是不可用的。结果，在进气流量逐步增加至所需水平前可发生不希望看到的动 力滞后。

之前已经认识到，涡轮增压发动机系统可适于储存压缩空气，从而使用储存 的压缩空气以补充来自涡轮增压器压缩机的进气。例如，Pursifull等在US 2011/0132335中描述了其中压缩空气储存在增压存储箱中并在可从涡轮增压器压 缩机获得的压缩空气不足时被分配的系统。通过从增压存储箱分配额外的压缩空 气，可提供相应于分配空气的扭矩，以满足涡轮旋转起来时的扭矩需求。

但是，在本文中发明人已经确定了这种系统的潜在问题。作为一个实例，涡 轮滞后甚至在利用分配空气生成扭矩后也可能由于延迟涡轮旋转起来的低排气温 度而得不到充分解决。例如，如果踩加速器踏板时的增压水平高于阈值，经由分 配空气进行的扭矩补偿可足以解决涡轮滞后。但是，如果踩加速器踏板时的增压 水平低于阈值，涡轮速度可以很低，并且经由分配空气进行的扭矩补偿可不足以 解决涡轮滞后。作为另一实例，如果增压存储箱具有小体积，增压空气可相对快 地用竭——特别是在高发动机速度下，可能没有足够的时间解决涡轮滞后。因 此，发动机性能可下降。

因此，至少一些上述问题可通过如下用于涡轮增压发动机的方法解决：包括， 响应踩加速器踏板，通过将加压空气从增压存储箱排出至进气歧管同时延迟火花 点火正时而升高排气温度。以这种方式，涡轮速度可快速提高。

例如，响应踩加速器踏板，发动机控制器可通过在气门重叠期以外（例如， 在进气或压缩冲程期间）将一定量加压空气从增压存储箱排出同时基于加压空气 排出量延迟火花一定量而升高排气温度。因此，空气-燃料混合物可在汽缸中燃 烧，导致排气温度升高和加快涡轮旋转起来。应用的火花延迟量可有限，使得净 发动机燃烧扭矩保持或增加。因此，涡轮滞后可减少，同时提供至少一定扭矩补 偿。总体上，发动机性能得到提高。

在另一实施方式中，运转增压发动机的方法包括：在第一踩加速器踏板期间， 以第一较小量的火花延迟将加压空气从增压存储箱排出至压缩机下游的进气歧 管；和在第二踩加速器踏板期间，以第二较大量火花延迟将加压空气从增压存储 箱排出至进气歧管。

在另一实施方式中，在第一踩加速器踏板期间，增压存储箱是第一较小增压 存储箱，在第二踩加速器踏板期间，增压存储箱是第二较大增压存储箱。

在另一实施方式中，在第一踩加速器踏板期间，踩加速器踏板时的增压水平 较高，并且其中在第二踩加速器踏板期间，踩加速器踏板时的增压水平较低。

在另一实施方式中，在第一踩加速器踏板期间，涡轮滞后量低于阈值，并且 其中在第二踩加速器踏板期间，涡轮滞后量高于阈值。

在另一实施方式中，第一和第二火花延迟量均低于火花延迟极限，该火花延 迟极限基于相应于排出加压空气的燃烧扭矩。

在另一实施方式中，发动机系统包括：发动机；涡轮增压器，包括涡轮驱动 的压缩机；增压空气存储箱，连接在压缩机下游；和控制器，具有计算机可读指 令，用于响应踩加速器踏板，将加压空气从增压空气存储箱排出至发动机进气歧 管，同时增加第一发动机汽缸的火花延迟并且同时保持第二发动机汽缸的火花正 时，以及进一步同时增加净发动机燃烧扭矩。

在另一实施方式中，基于汽缸点火命令选择第一发动机汽缸和第二发动机汽 缸。

在另一实施方式中，涡轮增压器是双涡轮增压器，包括连接于第一组发动机 汽缸的第一涡轮和连接于第二组发动机汽缸的第二涡轮，并且其中第一汽缸被包 括在第一组发动机汽缸内，并且其中第二汽缸被包括在第二组发动机汽缸内。

在另一实施方式中，第一涡轮的温度高于第二涡轮的温度。

在另一实施方式中，增加火花延迟包括基于排出的加压空气增加火花延迟一 定量，该量低于基于燃烧扭矩的火花延迟极限。

在另一实施方式中，系统进一步包括EGR通道，该EGR通道包括使一定量 排气从发动机排气歧管再循环至发动机进气歧管的EGR气门，其中控制器包括用 于通过减少EGR气门开启而减少经由EGR通道再循环至发动机进气的排气量的 进一步指令。

要理解的是，上文概述被提供，以简化形式介绍构思选择，该构思在下文详 述中得到进一步描述。其不意为确定保护主题的关键或必需特征，保护主题的范 围由所附权利要求限定。进一步，保护主题不限于解决本文所述任何缺陷的实施 方式。

附图简述

图1示意性显示根据本公开实施方式所述的实例发动机系统的方面。

图2示例根据本公开所述将加压空气从增压存储箱排出同时延迟火花以加快 涡轮旋转起来的实例方法。

图3显示描述可排出加压空气同时延迟火花以加快排气加热的实例发动机正 时的图。

图4显示空气从增压存储箱排出并且火花延迟以减少涡轮滞后的实例组合。

详述

下文描述涉及减少增压发动机如图1发动机中涡轮滞后的系统和方法，其包 括增加空气存储箱。通过将空气从增压存储箱排出至进气歧管同时延迟火花，排 气温度可迅速升高，并且增压装置涡轮可快速旋转起来。发动机控制器可被配置 成执行控制程序，如图2的实例方法，响应踩加速器踏板事件，将压缩空气从存 储箱排出或释放至进气歧管，同时在气门重叠期以外延迟火花（图3）。空气-燃料 混合物可在发动机汽缸中燃烧，以生成加热的排气，然后该加热的排气用于使涡 轮旋转起来。通过基于从增压存储箱排出的加压空气量调节火花延迟量，可升高 排气温度，同时还增加净燃烧扭矩。实例调节的显示参考图4。通过增加排气温度 和加快涡轮旋转起来，可减少涡轮滞后并可提高发动机增压性能。

图1示意性显示包括发动机10的实例发动机系统100的方面。在所示实施方 式至，发动机10是连接于涡轮增压器13的增压发动机，涡轮增压器13包括由涡 轮16驱动的压缩机14。具体地，新鲜空气经由空气清洁器12被引入发动机10， 并流动至压缩机14。压缩机可以是任何适当的进气压缩机，如马达驱动或驱动轴 驱动的机械增压器压缩机（supercharger compressor）。但是，在发动机系统10中， 压缩机是涡轮增压器压缩机，其机械地连接于涡轮16，涡轮通过膨胀发动机排气 而被驱动。在一个实施方式中，压缩机和涡轮可被连接在双涡形涡轮增压器内。 在另一实施方式中，涡轮增压器可以是变几何截面涡轮增压器（VGT），其中涡 轮几何取决于发动机速度而活跃地改变。如图1所示，压缩机14通过增压空气冷 却器18连接于节气门20。节气门20连接于发动机进气歧管22。压缩进气自压缩 机流经增压空气冷却器和节气门到达进气歧管。增压空气冷却器可以是例如空气- 与-空气或空气-与-水热交换器。在图1所示的实施方式中，进气歧管中的进气压 力由歧管空气压力（MAP）传感器24检测。

在发动机系统10中，压缩机旁路气门26和固定流量限制器28串联在压缩机 14进口与出口之间。压缩机旁路气门可以是常闭式气门，其被配置成在选定运转 情况下开启，以减轻过度增压压力。例如，压缩机旁路气门可在降低发动机速度 的情况下开启，以避免压缩机波动。

在一个实施方式中，压缩机旁路气门26可以是双态气门，其具有完全开启状 态和完全闭合状态。因此，如图1所示，固定流动限制器28与压缩机旁路气门串 联连接。在一个实施方式中，固定流动限制器可以是孔口型流动限制器；在另一 实施方式中，其可以是层流型流动限制器，包括一个或多个层流元件。在任一种 情况下，固定流动限制器可被配置成使压缩机旁路气门开启时足够的空气流量从 出口排出至进口，以防止波动，同时还允许一定增压压力累积在出口。因此，可 选择固定流动限制器的尺寸，以在压缩机14下游保持尽可能多的的压力，从而提 供迅速再加压，同时保持压缩机不出现波动情况。

进气歧管22通过一系列进气门32连接于一系列燃烧室30。燃烧室经由一系 列排气门34进一步连接于一个或多个排气歧管区段。在所示实施方式中，显示排 气歧管区段36A和36B。其他实施方式可包括或多或少的排气歧管区段。具有多 于一个排气歧管区段的构造可使来自不同燃烧室的流出物被引导至发动机系统的 不同位置。

在一个实施方式中，各排气门和进气门可被电子致动或控制。在另一实施方 式中，各排气门和进气门可被凸轮致动或控制。无论电子致动还是凸轮致动，排 气门和进气门开启和闭合的正时可被按理想燃烧和排放-控制性能所需调节。

图1显示电子控制系统38，其可以是安装了发动机系统10的车辆的任何电子 控制系统。在至少一个进气或排气门被配置成按照可调节正时而开启和闭合的实 施方式中，可调节正时可经由电子控制系统进行控制，从而调控点火期间燃烧室 中存在的排气量。电子控制系统也可被配置成指令开启、闭合和/或调节发动机系 统中的多种其他电子致动气门——例如，节气门、压缩机旁路气门、废气门、EGR 气门和截止阀——按产生本文所述任何控制功能所需。进一步，为评估与发动机 系统控制功能相关的运转情况，电子控制系统可以可操作地连接于遍及发动机系 统安排的多个传感器——流量传感器、温度传感器、踏板位置传感器、压力传感 器等。

燃烧室30可被供应一种或多种燃料，如汽油、醇类混合燃料、柴油、生物柴 油、压缩天然气等。燃料可经由直接喷射、进气道喷射、节气门体喷射、或其任 意组合被供应至燃烧室。在燃烧室中，燃烧可经由火花点火和/或压缩点火启动。

在通过直接喷射供应燃料的实施方式中，在选定运转情况期间不同的燃烧室 30可被充载以不等量的燃料。例如，发动机系统10可被配置成DFSO模式，其中 一些燃烧室不接收燃料，而仅泵送通过其各个进气门进入的空气。在这种情况下， 发动机系统可被配置成储存通过无燃料燃烧室泵送进而压缩的空气。因此，图1 显示双通气门40，其连接于排气歧管区段36B。当连接于排气歧管区段36B的燃 烧室由于DFSO运转而无燃料时，双通气门可被定位以将燃烧室流出物——即， 泵送的压缩空气——引导至发动机系统中可储存空气的位置。以这种方式，发动 机的一个或多个无燃料燃烧室可用作空气泵——下文所述其他空气泵功能上的等 同形式。在其他情况下，当连接于排气歧管区段36B的燃烧室有燃料，双通气门 可被定位以将燃烧室流出物引导至涡轮16。

如图1所示，来自一个或多个排气歧管区段的排气被引导至涡轮16以驱动涡 轮。当期望涡轮扭矩减少时，一些排气可转而被引导经过废气门42，绕过涡轮。 然后来自涡轮和废气门的组合流流过排气后处理阶段44。总体上，一个或多个排 气后处理阶段可包括一种或多种排气后处理催化剂，其被配置成催化处理排气流， 从而减少排气流中一种或多种物质的含量。例如，一种排气后处理催化剂可被配 置成在排气流稀薄时从排气流捕获NO_x，和在排气流丰富时还原捕获的NO_x。在 其他实例中，排气后处理催化剂可被配置成使NO_x不成比例或借助还原剂选择性 地还原NO_x。在另外的实例中，排气后处理催化剂可被配置成氧化排气流中残留 的烃类和/或一氧化碳。具有任何这种功能性的不同排气后处理催化剂可单独或一 起被安排在中间层或排气后处理阶段的其他位置。在一些实施方式中，排气后处 理阶段可包括可再生烟尘过滤器，其被配置成捕获和氧化排气流中的烟尘颗粒。

来自排气后处理阶段44的全部或部分经过处理的排气可经由排气管46释放 到大气中，该排气管46中还连接有消声器48。但是，取决于运转情况，一些经过 处理的排气可转而通过EGR冷却器50和EGR气门52转移至压缩机14的进口。 以这种方式，压缩机被配置成允许从涡轮16下游分流的排气进入。EGR气门可开 启以允许控制量的冷却排气进入压缩机进口，用于预期的燃烧和排放-控制性能。 以这种方式，发动机系统10适于提供外部低压（LP）EGR。除发动机系统10中 相对长的LP EGR流路外，压缩机旋转提供优异的排气在进气充气中的均质化。进 一步，EGR引出点（take-off point）和混合点的布置提供对于增加可用EGR质量 和提高性能非常有效的排气冷却。如图1所示，再循环排气穿过排气后处理装置 44、EGR冷却器50以及增压空气冷却器18。

在发动机系统10中，压缩机14是压缩进气的主要来源，但在一些条件下， 可来自压缩机的进气量可能不足。这种情况包括快速增加发动机负荷的时期，如 启动后即刻，踩加速器踏板后或退出DFSO后。在这些情况中的至少一些中，由 于涡轮未旋转至足够高的旋转速度，可来自压缩机的压缩进气量可能有限。因此， 涡轮旋转起来并驱动压缩机以提供所需量压缩进气所需要的时间被称为涡轮滞 后。在涡轮滞后期间，提供的扭矩量可不匹配扭矩需求，导致发动机性能下降。

鉴于上述问题，发动机系统100包括增压存储箱54。增压存储箱可以是任何 适当尺寸的存储箱，其被配置成储存压缩空气，用于稍后排出。在一个实施方式 中，增压存储箱可被配置成在压缩机14生成的最大压力下储存空气。不同进口、 出口和传感器可连接于增压存储箱。在图1所示的实施方式中，压力传感器56连 接于增压存储箱，并被配置成响应其中的空气压力。

在发动机系统100中，增压存储箱54可选地连接于进气歧管22。更具体地， 增压存储箱被配置成经由增压存储箱排放气门60将压缩空气排出至进气歧管。增 压存储箱排放气门可以是常闭式气门，其在需要空气从增压存储箱流动至进气歧 管时被命令开启。在图1所示的实施方式中，压力恢复锥体58流体连通地连接在 增压存储箱和进气歧管之间。因此，压缩空气在从增压存储箱排出时被引导通过 压力恢复锥体。压力恢复锥体可以是垂直于流动方向的横截面积渐增的导管的任 何区段。压力恢复锥体可安装在增压存储箱和进气歧管之间的任何位置，并且， 如果高效填料需要，可弯成曲线（例如，鹦鹉螺（nautilus））形状。与相同长度 的横截面积恒定的导管相比，压力恢复锥体在流动条件期间通过抑制流动从导管 壁脱离使流动能量转换回压力能量。在一个实施方式中，压力恢复锥体58可具有 15度锥角，并可使压缩空气流速从200米每秒降低至50米每秒。基于已知的流体 力学原理，这种流速降低可为最初加压至200千帕的空气节省47千帕的压力。但 是，在可选的实施方式中，压力恢复锥体可不被包括在内。

来自增压存储箱54的压缩空气被输送到节气门20下游。在一些情况下，可 在节气门至少部分开启时输送压缩空气。因此，止回阀60可连接在节气门上游， 并定向以防止压缩空气通过节气门从增压存储箱逆向释放。在其他实施方式中， 止回阀可省略，并且采取其他措施防止通过节气门逆向流动。

如上文所述，在DFSO期间发动机无燃料燃烧室对空气的泵送提供用压缩空 气充载增压存储箱54的一种方式。在图1所示的实施方式中，双通气门40可被 定向，使得来自一个或多个无燃料汽缸的流出物流经止回阀62并进入增压存储箱。 止回阀允许来自排气歧管区段36B的压缩空气储存在增压存储箱中，但防止储存 的压缩空气流回排气歧管区段。

涡轮增压发动机系统100可包括另外的结构，以使增压存储箱能在选定的运 转情况下充气。例如，增压存储箱54显示经由止回阀64连接于压缩机14。止回 阀允许来自压缩机的压缩空气在高节气门-进口压力（TIP）的条件下流入增压存储 箱并储存在其中，但防止储存的压缩空气在低TIP条件下流回压缩机。

增压存储箱54进一步经由止回阀68连接于空气泵66。该止回阀允许来自空 气泵的压缩空气在空气泵出口压力高时流入和并储存在增压存储箱中，但其防止 储存的压缩空气在出口压力低时流回空气泵。空气泵66实质上可以是安装了发动 机系统10的车辆的任何空气泵。在一个实施方式中，空气泵可由电动马达驱动。 在另一实施方式中，空气泵可由发动机系统的曲轴或其他旋转或往复轴驱动。在 另一实施方式中，空气泵可由安装了发动机系统的车辆的车轮驱动。在又一实施 方式中，空气泵可以是排气驱动式或压缩机驱动式压力放大器——即气流驱动式 空气压缩机。

在图1所示的具体实施方式中，空气泵66进一步经由止回阀72连接于发动 机系统10的真空歧管70。因此，空气泵66可被配置成在某种运转情况下运转作 为真空泵运转和在其他运转情况下作为压力泵运转。在两种情况下，空气泵均运 转以将空气从连接于止回阀72的一侧推动至连接于止回阀68的一侧。对于真空 运转，开启截止阀74，并且闭合截止阀76。从而排空真空歧管，提供用于制动和 其他车辆操作的真空。在这种构造下，空气泵展现对发动机系统最小的机械或电 力负荷。对于压力运转，开启截止阀76，并且闭合截止阀74。从而用从空气清洁 器12吸入的空气使增压存储箱54加压。

要理解的是，发动机系统100还有其他实施方式可以是可行的。例如，在一 个实施方式中，增压箱54可连接在节气门20上游，而非下游。在另一实施方式 中，增压箱54可经由空气喷射器（未显示）连接于压力恢复锥体58。空气喷射器 可具有经由增压箱排放气门60连接于增压箱的第一进口、连接于进气歧管22的 出口、和脱离主流程安排的第二进口。当空气从第一进口流经至出口时，第二进 口产生部分真空，导致另外的空气将从出口吸入和排出。虽然提供至进气歧管的 进气的压力将低于从增压箱排出的空气，但输送的总空气质量可显著增加。以这 种方式在具有增压箱的发动机系统中应用空气喷射器提供至少两个优势。第一， 增压箱体积可减少以节省空间，同时保持可用增压总量。第二，由于其较低的体 积，装填增压箱所需的时间可减少。

在上文所述的多种发动机系统中和与本公开充分吻合的其他发动机系统中， 加压增压箱中的空气或空气/排气混合物可导致水蒸气在增压箱内部凝结。因此， 在一些实施方式中，排放阀（未显示）可连接于增压箱54。可按需开启排放阀， 将来自增压箱的凝结物以液体形式排放到车辆下方的道路表面，或将其引导至车 辆排气系统，蒸发，并以蒸气排出。在一个实施方式中，排放阀可以是电子控制 的常闭式阀门，其被配置成在电子控制系统38命令时开启。电子控制系统可被配 置成在凝结物未冻结时和在排放事件不太可能被车辆乘坐者注意到时命令排放凝 结物，例如，在车辆的噪声或速度水平处于阈值以上并且凝结物（或预期）未冻 结后。

上述构造允许多种向发动机燃烧室提供空气的方法。因此，现继续参考上述 构造通过实例描述一些这样的方法。但要理解的是，在此描述的方法以及完全在 本公开范围内的其他方法也可经由其他构造建立。本文所述的方法包括经由布置 在发动机系统中的一个或多个传感器建立的多种测量和/或检测事件。方法还包括 可在可操作地连接于传感器的电子控制系统中产生的多种计算、比较和决策事 件。方法进一步包括电子控制系统可响应决策事件选择性命令的多种硬件致动事 件。

在上述构造中，填充增压箱的压缩空气可在一定条件下经由涡轮增压器压缩 机供应，和在其他条件下经由一个或多个空气泵供应。这种构造能至少响应踩加 速器踏板情况使储存在增压箱的空气排出，在踩加速器踏板情况中节气门突然开 启，压缩机旋转过慢而不能提供理想MAP。如下文所详述，在至少一些踩加速器 踏板条件期间（如在踩加速器踏板时的增压水平较低，而预期涡轮滞后较高时）， 在将空气从增压存储箱排出时，可利用较高火花延迟量快速升高排气温度和加快 涡轮旋转起来。在其他踩加速器踏板条件期间（如在踩加速器踏板时增压水平较 高，而预期涡轮滞后较低时），在将空气从增压存储箱排出时，可利用较小火花 延迟量（例如，无火花延迟）提供另外的发动机扭矩（相应于增压空气的排出量）， 以满足压缩机达到理想能力时的扭矩需求。

在一些实施方式中，发动机至少一些汽缸可被配置成在将增压空气排出到进 气歧管中时具有延迟的火花正时，其目的是加热排气和加快涡轮旋转。同时，其 他汽缸可被配置成在将增压空气排出时保持点火正时，其目的是扭矩生成。为减 少汽缸之间的扭矩差异可能引起的问题，可基于其点火命令选择能够进行排气加 热的汽缸和能够进行扭矩生成的汽缸。以这种方式，通过加快涡轮旋转起来，同 时提供扭矩，涡轮滞后可减少，同时增加净发动机燃烧扭矩。

现转至图2，实例方法200显示能够从增压存储箱排出加压空气，同时延迟火 花，从而加热排气和加快涡轮旋转起来。以这种方式，该方法能使涡轮滞后减少。

在202，方法包括估测和/或测量发动机运转情况。其可包括，例如，发动机 速度、驾驶员扭矩需求、发动机冷却剂温度、排气温度、增压存储箱空气水平等。 在204，可确定踩加速器踏板情况是否存在。在一个实例中，如果加速器踏板位 置移动超过阈值位置或如果位置的变化率高于阈值率，则可确定踩加速器踏板。 在另一实例中，基于节气门位置变化或进气流速变化，可确定踩加速器踏板。因 此，如果踩加速器踏板不被确定，则程序可结束。

如果确定踩加速器踏板，则在206，可确定排气温度（Texh）是否高于阈值。 在本文中，阈值排气温度可相应于在其以上涡轮可转动（spooled）和旋转起来从 而驱动压缩机和提供理想增压的温度。例如，阈值温度可基于涡轮速度。因此， 如果排气温度在阈值温度以上，在208，涡轮可转动，并且涡轮增压器压缩机可运 转，提供所需量的增压，从而满足扭矩需求。

相比之下，如果排气温度在阈值温度以下，旋转涡轮和驱动压缩机可存在延 迟。因此，在210，响应踩加速器踏板，方法包括通过将加压空气从增压存储箱排 出至发动机进气歧管同时延迟火花点火正时而升高排气温度。在本文中，所用火 花延迟基于从增压存储箱排出的加压空气量。但是，基于相应于排出的加压空气 量的燃烧扭矩，所用火花延迟小于火花延迟极限。即，火花可不延迟超过使净燃 烧扭矩减少的量。例如，火花延迟可使扭矩保持或增加至在缺少从增压存储箱排 出的补充加压空气的情况下在汽缸运转期间生成的扭矩水平以上。这允许发动机 的净燃烧扭矩在点火正时延迟期间增加或至少保持。

如参考图3所详述，排出可发生在气门重叠期以外。例如，排出可发生在进 气冲程和/或压缩冲程期间。因此，这允许空气-燃料混合物在汽缸中燃烧（在第一 燃烧事件期间），使得在释放后，经过加热的排气可在第一燃烧事件后即刻的第 二燃烧事件时用于转动涡轮。通过在重叠期外而非重叠期内排出加压气体，可实 现更多的空气-燃料混合，并可实现更好的排气加热。

在212，在排出期间，从排气歧管再循环至进气歧管的排气量可减少。具体地， EGR减少可基于加压空气的排出量。这使燃烧稳定性提高，并使用于加热排气的 火花延迟增加。在发动机系统具有包括EGR气门、用于使一定量排气从发动机排 气歧管至发动机进气歧管再循环的EGR通道的一个实例中，发动机控制器可减少 EGR气门开启，以减少经由EGR通道再循环至发动机进气的排气量。

在214，排气温度可被重新评估，以确定在排出加压空气同时延迟火花正时后 排气温度当前是否高于阈值温度。如“否”，继续排出同时延迟，直到排气温度在阈 值温度以上。在确定排气足够热后，在216，加压空气从增压存储箱排出可停 止。然后程序可进行至208，以转动涡轮和运转涡轮增压器，从而提供所需增压和 满足扭矩需求。

要理解的是，虽然图2描述了所有发动机汽缸中延迟火花同时将空气排入发 动机进气歧管，但在可选的实施方式中，控制器可被配置成从进气存储箱至发动 机进气歧管排出加压空气同时增加第一发动机汽缸（或第一数量或第一组发动机 汽缸）中的火花延迟同时保持第二发动机汽缸（或第二数量的发动机汽缸）中的 火花正时。同时，净发动机燃烧扭矩可增加。在此实施方式中，可基于汽缸点火 命令选择第一发动机汽缸（或第一数量或第一组汽缸）和第二发动机汽缸（或第 二数量或第二组汽缸），以减少汽缸之间的扭矩差异。具体地，通过在一些汽缸 中延迟火花同时保持其他汽缸的火花正时，火花延迟汽缸可利用排出的加压空气 加热排气和旋转涡轮，而无火花延迟汽缸可利用排出的加压空气生成补充扭矩， 以满足扭矩需求。

在一个实例中，发动机系统可具有双涡轮增压器，其包括连接于第一组发动 机汽缸的第一涡轮和连接于第二组发动机汽缸的第二涡轮。在本文中，其中火花 延迟的第一汽缸可包括在第一组发动机汽缸胞内，而其中火花保持的第二汽缸可 包括在第二组发动机汽缸内。进一步，第一涡轮的温度可高于第二涡轮的温度。 因此，第一涡轮运转期间的预期涡轮滞后可高于第二涡轮运转期间的预期涡轮滞 后。因此，为解决涡轮滞后差异，可从增压存储箱排出加压空气，同时在第一汽 缸中延迟火花（其目的是生热和减少涡轮滞后），并且同时在第二汽缸中保持火 花（其目的是生成另外的扭矩和减少涡轮滞后）。因此，增加的火花延迟可基于 加压空气的排出量，同时基于燃烧扭矩将火花延迟限制至低于火花延迟极限的量。 即，火花延迟可不超过使净燃烧扭矩减少至在缺少从增压存储箱排出的补充加压 空气的情况下在汽缸运转期间生成的扭矩水平以下的量。

还要理解的是，虽然上述方法表明加压增压存储箱空气被引导至进气歧管， 但在可选的实施方式中，发动机系统可被配置成使加压空气从增压存储箱排出， 以被引导至各个汽缸或汽缸组。在本文中，引导至各汽缸的空气量可得到更好的 控制。进一步，更多时间可用于混合和燃烧空气-燃料混合物和生热。在那些实施 方式中，通过调节加压空气从增压存储箱的排出正时连同点火正时或火花延迟， 可实现扭矩和涡轮滞后的进一步控制。

现转至图3，图300显示加压空气可从增压空气存储箱排出同时火花延迟以进 行排气加热期间的实例气门正时。空气排出正时示例在306，并且在304与进气门 和排气门正时进行比较。将空气排出正时与下列进一步比较：沿x轴以曲轴转角 度数（CAD）示例的发动机位置，沿y轴的活塞位置——参考其距离上止点（TDC） 和/或下止点（BDC）的位置，和进一步参考其在曲线302在发动机循环四冲程（进 气、压缩、动力和排气）中的位置。如正弦曲线302所示，活塞从TDC逐渐向下 移动，到动力冲程结束时降至最低点，在BDC。然后活塞到排气冲程结束时返回 顶部，在TDC。然后活塞在进气冲程期间再次向下移回BDC，到压缩冲程结束时 回到其在TDC的原始顶部位置。

在304，显示标准气门正时。具体地，曲线305和306显示排气门（虚线曲线 305）和进气门（实线曲线306）在标准（未调节）气门正时下的气门正时。如示， 排气门可在活塞在动力冲程结束时刚降至最低点时开启。然后排气门可在活塞完 成排气冲程时闭合，保持开启至少直到随后的进气冲程已经开始。以相同方式， 进气门可在进气冲程开始时或开始前开启，并可保持开启至少直到随后的压缩冲 程已经开始。

由于排气门闭合与进气门开启之间的正时差异，对于排气冲程结束前和进气 冲程开始后的短持续时间，进气门和排气门均可开启。这个时期——期间两气门 均可开启，被称为正进气门与排气门重叠307（或简单地，气门重叠），由曲线305 和306交叉处的阴影区表示。

为能够进行快速排气加热，可从增压存储箱排出加压空气，同时延迟火花正 时。具体地，可在空气排出正时下排出加压空气，使得排出发生在气门重叠期307 以外。因此，这允许空气-燃料混合物在汽缸中燃烧，并在释放到排气歧管中后用 于转动涡轮。相比之下，如果空气在气门重叠期间排出，压缩空气可经过并离开 汽缸进入排气，而不适当地与燃料混合。因此，不可实现充分燃烧以升高排气温 度。

在一个实例中，例如当增压空气排出到进气歧管中时，排出可在如下空气排 出正时下发生，该空气排出正时是间隔308期间的任何时间，该间隔308覆盖了 处于进气冲程期间但气门重叠307已经结束后的间隔。在另一实例中，例如当增 压空气直接排出到汽缸中时，排出可在如下空气排出正时下发生，该空气排出正 时是间隔310期间的任何时间，该间隔310覆盖了处于进气冲程期间、气门重叠 307已经结束后的间隔和至少部分压缩冲程。具体地，间隔310可覆盖到压缩冲程 的可调节正时311，其中正时311基于增压箱压力。具体地，随着压缩冲程进行， 汽缸压力可开始增加。在阈值活塞位置309上方，汽缸压力可高于增压空气存储 箱压力，并且可造成空气-燃料混合物流回到进气歧管。因此，随着存储箱增压压 力减少，可将正时311调至压缩冲程的后期（即，离压缩冲程TDC较近，离压缩 冲程BDC较远）。因此，空气可排出以较长间隔310，包括进气冲程（在气门重叠 以外）和较大部分压缩冲程。相比之下，当存储箱的增压压力较高时，可将正时 311至压缩冲程的早期（即，离压缩冲程BDC较近，离压缩冲程TDC较远）。因 此，空气可排出以较短间隔310，包括进气冲程（在气门重叠以外）和较小部分压 缩冲程。

现转至图4，图400示例响应踩加速器踏板将加压空气从增压存储箱排出并且 改变火花延迟量（在401-403）的实例组合。具体地，图400显示在402的进气歧 管空气，在404的火花延迟量，在406的所得净燃烧扭矩和在408的所得排气温 度。

具体地，实例402-403将采用火花延迟和增压空气排出组合生成的扭矩和热量 与其中无火花延迟并且无另外的增压空气排出的实例401进行比较。在实例401 中，发动机以可在通过压缩机后加压的进气（如实心图411所示）运转，而不从 增压存储箱增加任何另外的增压空气。可不应用火花延迟。因此，净燃烧扭矩431 可生成，并且排气温度可升高至第一温度441。

实例402显示响应第一踩加速器踏板进行的调节。在第一踩加速器踏板期间， 除经由压缩机提供的进气外，控制器可以第一较小火花延迟量422使一定量加压 空气（阴影区412所示）从增压存储箱排出至压缩机下游的进气歧管。因此，净 燃烧扭矩432可生成，并且排气温度可升高至第二温度442。在此，与在缺少排出 空气和火花延迟的情况下获得的水平（实例401）相比，净燃烧扭矩和排气温度均 可提高。

实例403显示响应第二踩加速器踏板进行的调节。在第二踩加速器踏板期间， 增压存储箱中的空气水平可低于第一踩加速器踏板期间增压存储箱中的空气水 平。可选地，在第一踩加速器踏板期间，增压存储箱可以是第一较小增压存储箱， 而在第二踩加速器踏板期间，增压存储箱可以是第二较大增压存储箱。在又一实 例中，在第一踩加速器踏板期间，踩加速器踏板时的增压水平可较高，而在第二 踩加速器踏板期间，踩加速器踏板时的增压水平可较低。因此，在第一踩加速器 踏板期间，涡轮滞后量可较低（例如，低于阈值），而在第二踩加速器踏板期间， 涡轮滞后量可较高（例如，高于阈值）。为解决较高涡轮滞后，可调节结合排出加 压空气应用的火花延迟量，以能够获得较高排气温度，从而在第二踩加速器踏板 期间加快涡轮旋转起来。

因此，在第二踩加速器踏板期间，除经由压缩机提供的进气外，控制器可以 第二较大火花延迟量423使一定量加压空气（阴影区413所示）从增压存储箱排 出至进气歧管。因此，净燃烧扭矩433可生成，并且排气温度可升高至第三温度 443。在此，与在缺少排出空气和火花延迟的情况（实例401）下获得的水平相比， 净燃烧扭矩和排气温度均可升高。但是，净燃烧扭矩433（通过应用较大火花延迟 量生成）可低于净燃烧扭矩432（通过应用较小火花延迟量生成），但第三排气温 度443可高于第二排气温度442。

因此，在第一和第二踩加速器踏板中每一个的期间，可将所用第一火花延迟 量和第二火花延迟量（火花延迟422、423）调节至低于基于相应于排出加压空气 的燃烧扭矩的火花延迟极限。即，可调节火花延迟422、423以允许净燃烧扭矩432 和433保持在净燃烧扭矩421或增加到净燃烧扭矩421以上，该净燃烧扭矩421 在没有任何排出加压增压空气的情况下获得。

要理解的是，尽管实例402显示具有一定量火花延迟（虽然小于实例403所 用的火花延迟量）的第一踩加速器踏板，但在可选的实施方式中，实例402可包 括其中在增压空气从增压存储箱排出时保持火花正时和不应用火花延迟的组合。 在此，可增加生成的净燃烧扭矩，以使踩加速器踏板扭矩需求得到满足（至少暂 时），但是排气温度增加可不足以减少涡轮滞后。还要理解的是，虽然实例402和 403显示等量排出加压空气的应用，但在可选的实施方式中，排出空气量可改变。 具体地，通过改变从增压存储箱排出的进气量，同时改变排出期间应用的火花延 迟量，发动机控制器可使净燃烧扭矩增加，同时升高排气温度，其中至少基于踩 加速器踏板时的增压水平（或涡轮速度），相对于增加排气温度，优先增加燃烧扭 矩。

以这种方式，通过输送一定量从增压空气存储箱排出的加压空气同时延迟一 定量的火花延迟，排气温度可快速升高，以使涡轮旋转起来和减少涡轮滞后。通 过在可用增压水平较低时应用较多火花延迟，可生成相对较多的排气热量和相对 较少的燃烧扭矩，以使涡轮迅速旋转起来。通过在可用增压水平较高时应用较少 火花延迟，可生成相对较少的排气热量和相对较多的燃烧扭矩，以满足升高的扭 矩需求。以这种方式，涡轮滞后可被更好地解决，并且增压发动机性能可得到提 高。

注意，本文包括的实例控制和估测程序可用于多种发动机和/或车辆系统构 造。本文所述的具体程序可代表任何数量的处理策略如事件驱动、中断驱动、多 任务、多线程等中的一种或多种。因此，示例的不同行为、运转或功能可以示例 顺序进行，平行进行或在一些情况下省略。同样，不一定规定处理顺序以实现本 文所述实例实施方式的特征和优势，而是提供用于便于示例和描述。示例行为或 功能中的一种或多种可根据所用的具体策略而重复进行。进一步，所述行为可图 形表示所要编程到发动机控制系统的计算机可读存储介质中的代码。

要理解的是，本文公开的构造和程序实质上是示例性的，并且这些具体实施 方式将不被认为是限制意义，因为许多变动是可能的。例如，上述技术可应用于 V-6、I-4、I-6、V-12、反4缸（opposed4）及其他发动机类型。本公开的主题包 括本文公开的不同系统和构造及其他特征、功能和/或性质的所有新颖和非显而易 见的组合和子组合。

所附权利要求具体指出认为新颖并且非而易显见的特定组合和子组合。这些 权利要求可能涉及“一种”元件或“第一”元件或其等同形式。这些权利要求应当理解 为包括一个或多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个这种元件。 所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合或子组合可以通过修改本权利要 求或在本申请和相关申请中提出新权利要求来主张。这些权利要求，无论比原权 利要求在范围上是更宽、更窄、相等或不同，都被认为包括在本公开的主题内。