CN103670675B - 用于运行发动机涡轮增压器的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及用于运行发动机涡轮增压器的系统和方法。在一个示例中，该涡轮增压器响应于工况沿着不同的方向旋转。该系统和方法可以减少发动机排放物。

Description

用于运行发动机涡轮增压器的方法和系统

背景技术

在起动发动机时可能希望减少发动机排放物，以便可以减少行驶周期内的平均发动机排放物。改善起动时的发动机排放物的一种方法是在富集条件下运行发动机并且向耦连到发动机的排气系统供给空气。这样的运行使发动机排气组分在排气系统中能够被氧化。特别地，排气中的碳氢化合物在与引进到排气系统中的空气结合时能够被氧化。氧化的碳氢化合物释放热量，该热量可以被传递给排气系统中的后处理装置。热传递减少了后处理装置达到运行温度所需要的时间量。因此，在发动机起动之后后处理装置可以更快地开始将排气组分转化成更合乎期望的化合物，因而减少发动机排放物。但是将空气注入到发动机排气系统中的系统增加了系统成本，并且与不将空气注入到发动机排气中的系统相比可能是不太可靠的。

发明内容

本发明人已经认识到上述局限性并且已经研发出一种用于运行发动机的方法，其包括：沿着第一方向旋转耦连到发动机的涡轮增压器以增加发动机排气在排气歧管中的时间；以及沿着不同于该第一方向的第二方向旋转该涡轮增压器以增加发动机输出扭矩。

通过沿着两个不同的方向旋转涡轮增压器，有可能既改善发动机排放物又改善发动机功率输出。例如，在发动机起动之后，涡轮增压器可以沿着与发动机排气驱动该涡轮增压器的方向相反的第一方向旋转，使得排气在发动机排气歧管中经历更长的潜伏（latency）时间。更长的潜伏时间可以允许排气歧管中的排气的更完全氧化，因此能够改善发动机排放物。此外，沿着与当由离开发动机汽缸的排气施加作用时的涡轮增压器旋转的方向相反的第一方向旋转涡轮增压器可以增加排气背压，该排气背压在一些状态期间也可以帮助改善发动机排放物。随后，涡轮增压器可以沿着第二方向旋转，以压缩进入发动机的空气，从而提高发动机性能。

在另一个实施例中，一种用于运行包括涡轮增压器的发动机的方法包括：通过沿着与发动机排气流驱动涡轮增压器涡轮的方向相反的方向旋转涡轮增压器涡轮，使沿着与发动机排气流相反的方向流过废气门的发动机排气再循环。

在另一个实施例中，该方法还包括响应于增加发动机扭矩的请求关闭该废气门。

在另一个实施例中，该方法还包括响应于温度停止沿着与发动机排气流驱动该涡轮增压器涡轮的方向相反的方向旋转涡轮增压器。

在另一个实施例中，该温度是发动机的温度或排气后处理装置的温度。

在另一个实施例中，该再循环开始于发动机最近一次停止之后的预定时间量。

在另一个实施例中，一种用于运行包括涡轮增压器的发动机的方法包括：沿着第一方向旋转该涡轮增压器，以压缩进入进气歧管的空气；以及沿着第二方向旋转该涡轮增压器，以从废气门的下游和后处理装置的上游汲取排气到废气门上游的位置。

在另一个实施例中，在沿着第二方向旋转涡轮增压器时废气门是打开的。

在另一个实施例中，该方法还包括调整节气门的位置以实现进气歧管中的期望MAP。

在另一个实施例中，该方法还包括响应于期望MAP调整压缩机旁通阀的位置。

在另一个实施例中，该方法还包括响应于发动机起动后的预定持续时间打开废气门。

在另一个实施例中，所述废气门上游的位置是涡轮进口。

本发明可以提供若干优点。特别地，该方案可以减少发动机冷起动期间的发动机排放物。而且，该方案可以通过减少催化剂起燃时间来减少燃料消耗，从而可以减少以较低效率运行发动机的时间量。此外，与利用辅助空气注入到排气系统的系统相比，该方案可以提供更可靠的方式来减少发动机排放物。

从下面单独的或结合附图的详细描述将容易明白本发明的上述优点及其他优点和特征。

应当理解，提供以上概述是为了以简单的形式引进在详细说明书中进一步描述的构思的选择。这并不意味着确认要求保护的主题的关键特征或必要特征，要求保护的主题范围由随附于详细说明书的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决上面指出的或本发明的任何部分指出的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出发动机的示意图；

图2和图3示出用于改变涡轮增压器的旋转方向的示例性装置；

图4和图5示出当涡轮增压器涡轮沿着与当经由离开发动机汽缸的发动机排气驱动时该涡轮增压器涡轮旋转的方向相反的方向旋转时的示例性状态；

图6和图7示出模拟的发动机冷起动序列；以及

图8示出用于运行涡轮增压器的示例性方法。

具体实施方式

本发明涉及运行涡轮增压器。在一个示例中，涡轮增压器涡轮沿着由来自发动机汽缸的排气确定的方向旋转。在另一个示例中，涡轮增压器涡轮沿着与当被发动机排气驱动时该涡轮旋转的方向相反的方向旋转。该方案可以通过改善排气歧管中的排气的氧化来改善发动机排放物。图1示出一个示例性系统。可以用图8所示的方法运行该发动机和涡轮增压器以提供图6和图7的序列。图2和图3中示出示例性涡轮增压器。图4和图5示出根据图8的方法在涡轮增压器附近的排气流。图6和图7中示出根据图8的方法的发动机起动序列。

参考图1，包括多个汽缸的内燃发动机10由电子发动机控制器12控制，其中图1示出其中一个汽缸。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，活塞36设置在汽缸壁中并且连接到曲轴40。燃烧室30被示出通过相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。进气门和排气门中的每一个可以由进气凸轮51和排气凸轮53操作。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。

燃料喷射器66被示出设置成将燃料直接喷射到汽缸30中，这就是本领域技术人员所知的直接喷射。可替换地，燃料可以被喷射到进气道中，这就是本领域技术人员所知的进气道喷射。燃料喷射器66与由控制器12提供的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料由包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨（未示出）的燃料系统（未示出）输送给燃料喷射器66。

进气歧管44由压缩机162供给空气。排气旋转耦连到轴161的涡轮164，由此驱动压缩机162。在一些示例中，旁通通道77被包含在内，以使得在选定工况期间排气能够绕过涡轮164。穿过旁通通道77的气流经由废气门75调节。此外，在一些示例中，可以提供压缩机旁通通道86以限制由压缩机62提供的压力。穿过旁通通道86的气流经由阀85调节。在这个示例中，第一磁场由耦合到轴161的绕组或可选的永磁体170提供，并且绕组171在经由控制器12供给电流时提供第二磁场。这两个磁场能够旋转或保持轴161，以便控制压缩机162和涡轮164的旋转方向。此外，进气歧管44被示出与中心节气门62连通，节气门62调节节流板64的位置以控制来自发动机进气口42的空气流。中心节气门62可以是电操作的。

无分电器点火系统88响应于控制器12通过火花塞92为燃烧室30提供点火火花以便点燃空气燃料混合物。在其他示例中，发动机可以是没有点火系统的压缩点火发动机，例如柴油发动机。通用或宽域排气氧（UEGO）传感器126被示出在催化剂转化器70的上游耦连到排气歧管48。可替换地，双态排气氧传感器可以代替UEGO传感器126。

在一个示例中，转化器70可以包括多个催化剂砖。在另一个示例中，可以使用多个排放控制装置，每个排放控制装置具有多个催化剂砖。在一个示例中，转化器70可以是三元催化剂。

在图1中控制器12被示出为常规的微型计算机，其包括：微处理器单元（CPU）102、输入/输出端口（I/O）104、只读存储器（ROM）106、随机存取存储器（RAM）108、保活存储器（KAM）110和常规的数据总线。控制器12被示出接收来自耦合到发动机10的传感器的各种信号，除了上面提到的那些信号之外，还包括：来自耦连到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度（ECT）；耦连到加速器踏板130用于感测由脚132调整的加速器位置的位置传感器134；来自耦连到进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力（MAP）的测量值；来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120（例如热线式气流计）的进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器58的节气门位置测量值。也可以感测用于由控制器12处理的大气压力（传感器未示出）。在本发明的优选方面，发动机位置传感器118针对曲轴的每一回转产生预定数量的等间隔脉冲，由此可以确定发动机转速（RPM）。

在一些示例中，发动机可以耦连到混合动力车辆中的电动马达/电池系统。混合动力车辆可以具有并联结构、串联结构或者其变体或组合。此外，在一些实施例中，可以采用其他发动机结构，例如柴油发动机。

在运行期间，发动机10内的每个汽缸通常进行四个冲程循环：该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。一般来说，在进气冲程期间，排气门54关闭而进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入燃烧室30，并且活塞36运动到汽缸底部以便增大燃烧室30内的容积。活塞36接近汽缸底部并且处在其冲程末尾（例如当燃烧室30处于其最大容积时）的位置通常被本领域技术人员称为下止点（BDC）。在压缩冲程期间，进气门52和排气门54都关闭。活塞36朝着汽缸盖运动以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36处在其冲程末尾并且最接近汽缸盖（例如当燃烧室30处于其最小容积时）的位置通常被本领域技术人员称为上止点（TDC）。在下文被称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室中。在下文被称为点火的过程中，所喷射的燃料通过诸如火花塞92等已知装置来点火，导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞36推回到BDC。曲轴40将活塞运动转换成旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以将燃烧过的空气燃料混合物释放到排气歧管48并且活塞返回到TDC。应当指出，上述仅为示例，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以变化，例如提供正的或负的阀重叠、延迟进气门关闭或各种其他示例。

现在参考图2，其示出用于反转涡轮增压器的旋转方向的第一装置的剖视图。涡轮164被示出机械地耦连到轴161。压缩机162也被示出机械地耦连到轴161。轴161由轴承210支撑。

在发动机运行期间，排气作用于涡轮164上以使其沿着第一方向旋转，由此旋转轴161和压缩机162。但是，在选定的发动机工况下（例如发动机起动后处于怠速），电流可以经由控制器12流过绕组171以产生第一磁场。由绕组或可替代地由永磁体170产生的第二磁场与第一磁场相吸引和/或相排斥，以旋转或保持静止的轴161。对绕组171施加电流使磁场能够沿着与当排气对涡轮施加力时轴161旋转的方向相反的方向旋转轴161。

现在参考图3，其示出用于反转涡轮增压器的旋转方向的可替换装置300的剖视图。具有与图2所示装置的部件相同的附图标记的装置300的部件是与图2所示的部件相同的部件，并且这些部件的操作在图2的描述中进行讨论。

装置300包括液压流体控制装置（例如阀）340和液压泵342。液压泵与轴161一体形成并且可以包括叶轮343。轴161可以通过打开阀340以允许诸如油的液压流体进入液压泵342而旋转。打开阀340使油能够运行叶轮343，以使轴161沿着与当排气对涡轮164施加力时轴161旋转的方向相反的方向旋转。在一个示例中，可以沿着单个方向液压驱动液压泵342，以提供反向的涡轮旋转。

现在参考图4，其示出在涡轮沿着与当经由排气驱动时该涡轮旋转的方向相反的方向旋转时在涡轮增压器附近的示例性气流状况。在该示例中，废气阀门75处于打开状态，以使排气能够流过旁路77。从发动机汽缸排出的排气沿着由箭头402所示的方向流动。该发动机排气与箭头408所示的从涡轮164下游输送的排气（例如沿着来自发动机汽缸的排气流的方向）混合。当经由机电或液压执行器（例如图2和图3所示的装置）沿着反方向旋转涡轮164时，涡轮164沿着箭头406的方向向涡轮164的上游供给排气。当废气阀门75如图所示打开时，混合的排气沿着箭头404的方向经由通道77流过废气阀门75。排气如箭头410所示离开废气门75并且朝着大气流动，或者沿着箭头412的方向被再循环。在该示例中，示出了正向和反向涡轮旋转的方向。

因此，通过经由液压或电原动力沿着反方向旋转，排气通过涡轮164被吸入并返回到涡轮164的上游。通过沿着反向方向旋转涡轮164，涡轮164上游的排气的潜伏时间增加，从而能够发生更加彻底的排气氧化。这种排气流图案可以在发动机重新起动后短暂地形成，使得排气系统中的排气氧化更彻底。

现在参考图5，其示出当涡轮沿着与当经由排气驱动时该涡轮旋转的方向相反的方向旋转时在涡轮增压器附近的示例性气流状况。在该示例中，废气阀门75处于阻止排气流过旁路77的关闭状态。从发动机汽缸排出的排气沿着箭头502所示的方向流动。发动机排气与从涡轮164下游（例如沿着来自发动机汽缸的排气流的方向）输送的排气混合，如箭头508所示。当经由机电或液压执行器（例如图2和图3所示的装置）沿着反向方向旋转涡轮164时，涡轮164向涡轮164的上游提供排气。当废气门75处于关闭状态时，基本为零的排气流过旁通通路77。少量的排气可以被涡轮164传递到涡轮164的下游，如箭头512所示。在一些示例中，废气门75可以只在较短的持续时间内处于关闭状态，从而足够量的排气能够被从发动机汽缸中抽出，使得发动机能够继续运行。

因此，通过经由液压或电原动力沿着反向方向旋转，排气和/或空气可以通过涡轮164吸出并且返回到涡轮164的上游。通过沿着反方向旋转涡轮164，涡轮164上游的排气的潜伏时间增加，使得能够发生更彻底的排气氧化。这种排气流图案可以在发动机起动期间和发动机起动后很快地提供（例如，当发动机转速在发动机起动旋转速度和怠速之间时的时间）。

现在参考图6，其示出模拟的发动机冷起动序列。可以通过图1-3所示的系统根据图8的方法执行存储在非瞬态存储器中的指令来提供图6的序列。

从图6的顶部起的第一曲线图示出发动机转速与时间的关系。Y轴表示发动机转速，而X轴表示时间。时间从图的左侧向图的右侧增加。发动机转速沿着Y轴箭头的方向增加。

从图6的顶部起的第二曲线图示出排气后处理装置温度（例如催化剂温度）与时间的关系。Y轴表示排气后处理装置温度，而X轴表示时间。时间从图的左侧向图的右侧增加。排气后处理装置温度沿着Y轴箭头的方向增加。水平线602表示后处理装置阈值温度。例如，当后处理装置高于阈值温度602时，后处理装置以预期的效率水平运行。当后处理装置低于阈值温度602时，后处理装置以低于预期的效率水平运行。迹线603表示当发动机根据图8的方法运行时的后处理装置温度。迹线604表示当发动机不根据图8的方法运行时的后处理装置温度。

从图6的顶部起的第三曲线图示出发动机扭矩需求与时间的关系。Y轴表示发动机扭矩需求，而X轴表示时间。时间从图的左侧向图的右侧增加。发动机扭矩需求沿着Y轴箭头的方向增加。

从图6的顶部起的第四曲线图示出涡轮旋转方向与时间的关系。Y轴表示涡轮旋转方向，而X轴表示时间。时间从图的左侧向图的右侧增加。涡轮旋转方向在高于线610时是沿着反向的，而在低于线610时是沿着正向的。涡轮的正向是当排气旋转涡轮时的涡轮旋转方向，而不是以电力或液压方式旋转涡轮时的涡轮旋转方向。

从图6的顶部起的第五曲线图示出涡轮增压器废气门位置与时间的关系。Y轴表示废气门位置，而X轴表示时间。时间从图的左侧向图的右侧增加。废气门打开的量沿着Y轴箭头的方向增加。

在时间T₀，发动机停止并且后处理装置温度处在低水平。发动机扭矩需求也低并且涡轮不旋转。此外，涡轮增压器废气门处于关闭位置。

在时间T₀和时间T₁之间，响应于由增加的发动机转速所表示的发动机起动需求，发动机被起动。后处理装置温度低，但是开始升高。发动机扭矩需求仍然处于低水平并且涡轮被显示为不旋转。但是在一些示例中，涡轮增压器可以响应于发动机起动需求开始沿着反方向旋转。涡轮增压器废气门仍然保持在关闭位置。但是，在一些示例中，涡轮增压器废气门可以响应于发动机起动需求被命令打开。

在时间T₁，涡轮开始沿着反方向旋转。特别地，涡轮沿着与当被离开发动机汽缸的排气驱动时涡轮旋转的方向相反的方向旋转。在一个示例中，响应于发动机最近一次停止之后的时间量并且响应于后处理装置温度，涡轮沿着反方向旋转。可替换地，响应于在发动机起动后由发动机实现的发动机转速，涡轮可以反向旋转。由于使涡轮旋转方向反转增加了排气在发动机排气歧管中的潜伏时间，因此后处理装置温度开始升高并且碳氢化合物在排气歧管中被氧化。此外，虽然如前所述，废气门仍然处于关闭位置，但是根据需要，废气门可以在更早的时间打开。发动机扭矩需求保持在低水平。在时间T₁，涡轮处的排气流如图5所示。

在时间T₂，废气门被命令打开，并且排气开始如图4所示围绕涡轮流动。废气门可以响应于排气背压水平或从发动机最近一次停止以后的时间量被命令打开。后处理装置温度继续升高并且发动机扭矩命令停留在相对低的水平。

在时间T₃，发动机扭矩需求增加并且废气门响应于扭矩需求的增加而关闭。发动机扭矩命令可以通过驾驶员或控制器增加。此外，响应于增加的发动机扭矩需求，经由电气装置或液压装置停止施加到涡轮增压器轴的力。而且，响应于发动机扭矩需求，废气门被调整到关闭位置。因此，发动机排气引起涡轮旋转方向从反方改变到正向。在涡轮方向被反转之后，涡轮增压器开始向发动机提供增压空气。在涡轮方向被反转之前，压缩机也沿着反方向旋转并且不向发动机提供压缩空气。在一些示例中，当压缩机沿着反方向旋转时，压缩机旁通阀可以被打开以使空气流向发动机。

在时间T₄，发动机扭矩需求通过车辆驾驶员或控制器减少到低值。发动机转速开始减小，并且响应于较低的发动机扭矩需求，废气门位置部分地关闭。在时间T₄后处理装置温度低于阈值水平602，但是它继续升高并且最终超过阈值水平602。在发动机扭矩需求增加之后，涡轮旋转方向保持正向。

以此方式，涡轮旋转方向可以被反转并且然后响应于发动机扭矩需求被正向驱动。沿着正方向旋转涡轮增压器能够使涡轮增压器压缩机向发动机供给压缩空气，以便可以满足发动机扭矩请求。

参考图7，其示出另一个模拟的发动机冷起动序列。可以通过图1-3所示的系统根据图8的方法执行存储在非瞬态存储器中的指令来提供图7的序列。图7中所示的曲线图具有和图6中描述的相同的信号。因此，为了简明起见，曲线图和信号的描述被省去，并且讨论各曲线图之间的不同。迹线703表示用于根据图8的方法的所示序列的后处理装置温度。迹线704表示当不应用图8的方法时后处理装置的温度。

在时间T₀，发动机停止并且后处理装置温度处于低水平。发动机扭矩需求也低并且涡轮不旋转。此外，涡轮增压器废气门处于关闭位置。

在时间T₀和时间T₁之间，响应于由增加的发动机转速所表示的发动机起动请求，发动机被起动。后处理装置温度低，但是开始升高。发动机扭矩需求仍然处于低水平并且涡轮被显示为不旋转。但是，在一些示例中，涡轮增压器可以响应于发动机起动请求开始沿着反方向旋转。涡轮增压器废气门仍然保持在关闭位置。但是，在一些示例中，涡轮增压器废气门可以响应于发动机起动请求而被命令打开。

在时间T₁，经由对涡轮增压器轴起作用的电执行器或液压执行器沿着反方向旋转涡轮增压器涡轮。在一个示例中，该执行器是如图2或图3中描述的那样。废气门初始关闭并且发动机扭矩需求处于低水平。由于反转涡轮增压器旋转方向增加了排气在发动机排气歧管中的潜伏时间，后处理装置温度开始升高，并且碳氢化合物在排气歧管中开始氧化。响应于发动机停止之后的时间量并且响应于后处理装置温度，可以沿着反方向旋转涡轮增压器涡轮。

在时间T₂，后处理装置达到阈值温度602。在高于602的温度下该后处理装置以期望的效率将排气组分转化成CO₂和H₂O。响应于后处理装置温度达到阈值温度，涡轮旋转方向和压缩机旋转方向从反方向改变到正方向。特别地，停止供给能量以沿着反方向旋转涡轮，并且废气门关闭，使得对涡轮起作用的排气量增加，引起涡轮旋转方向改变。发动机扭矩需求仍然处于低水平。

因此，在该示例中，在发动机扭矩请求增加之前，发动机扭矩要求低并且后处理装置温度达到阈值温度602，在此情况下涡轮旋转方向响应于后处理装置温度而被反转。

现在参考图8，其示出用于运行涡轮增压器的方法。图8的方法可以在图1所示的系统中的控制器12的非瞬态存储器中被储存为指令。此外，图8的方法可以提供图6和图7中所示的运行序列。

在802处，方法800确定工况。工况可以包括但不限于发动机转速、后处理装置温度、发动机负荷、发动机扭矩需求、发动机温度、进气歧管压力和排气背压。在确定工况之后，方法800进行到退出。

在804处，方法800判断在发动机起动请求之后是否满足预定的持续时间或条件。在一个示例中，预定持续时间是从发动机最近一次停止以后经过的时间量或燃烧事件的数目。在其他示例中，预定条件是发动机起动要求。如果发动机起动请求之后的持续时间或条件已经满足，则回答是“是”并且方法800进行到806。否则，回答是“否”并且方法800进行到804。

在806处，方法800判断后处理装置（例如催化剂或微粒过滤器）温度是否高于阈值水平。对于不同的发动机工况，该阈值温度水平可以变化。例如，该阈值温度可以是用于在第一温度起动的发动机的第一温度。该阈值温度可以是用于在第二温度起动的发动机的第二温度，该第二温度高于第一温度。如果后处理装置温度高于阈值温度，则回答是“是”并且方法800进行到830。否则，回答是“否”并且方法800进行到810。

在830处，方法800停止提供能量以沿着反方向（例如，与离开发动机的排气驱动该涡轮的方向相反的方向）旋转涡轮，并且排气能够沿着正方向旋转涡轮。此外，如果涡轮沿着反方向旋转并且涡轮增压器废气门处于打开位置，则该废气门响应于后处理装置温度、发动机扭矩需求或从发动机最后一次停止以后的时间量而被命令关闭。与废气门被允许保持打开的情况相比，关闭废气门能够使涡轮更早地转换方向。在涡轮开始沿着正方向旋转之后，压缩空气经由压缩机被提供给发动机。

在810处，方法800判断发动机扭矩需求是否大于阈值。在一个示例中，发动机扭矩需求可以来源于应用如图1所示的加速器踏板的车辆驾驶员。在其他示例中，发动机扭矩需求可以来源于另一控制器如混合动力传动系控制器。如果方法800判断发动机扭矩需求大于阈值，则回答是“是”并且方法800进行到830。否则，回答是“否”并且方法800进行到812。

在812处，方法800沿着反方向旋转涡轮增压器涡轮和压缩机。在一个示例中，该反方向是与当排气撞击在涡轮叶轮上时该涡轮被驱动的方向相反的方向。该涡轮可以经由如图2和图3所示的电执行器或液压执行器沿着反方向驱动。在涡轮被沿着反方向驱动之后，方法800进行到814。

在814处，方法800判断发动机进气歧管绝对压力（MAP）是否处于期望水平。由于反向旋转压缩机可能限制进入进气歧管的空气流，因此检查MAP以确保期望的空气量进入发动机。如果确定MAP不处于期望水平，则回答是“否”并且方法800进行到822。否则回答是“是”并且方法800进行到816。

在822处，方法800判断节气门的打开量是否处于阈值量（例如大于可用节气门打开量的40%）。如果节气门打开量不处于阈值打开量，则回答是“否”并且方法800进行到824。如果节气门打开量处于阈值打开量，则回答是“是”并且方法800进行到826。

在824处，调整节气门打开量以提供期望MAP。如果MAP小于期望MAP，则增加节气门打开量。如果MAP大于期望MAP，则减少节气门打开量。在一个示例中，该节气门打开量的增加或减小可以是期望MAP与实际或测得的MAP之间的差值的函数。在节气门打开量被调整之后，方法800返回到814。

在826处，方法800打开压缩机旁通阀以增加MAP。如果压缩机旁通阀是双态阀，则该压缩机旁通阀从关闭状态移动到打开状态。如果压缩机旁通阀在多于两种状态之间是可调节的，则该压缩机旁通阀打开量可以被增加预定量。在压缩机旁通阀状态被调整之后，方法800进行到824。

在816处，方法800判断排气背压是否大于预定背压。此外，在一些示例中，方法800判断从发动机停止以后是否已经过去预定的持续时间。如果对于任何一种或两种条件的回答是“是”，则方法800进行到818。否则，回答是“否”并且方法800返回到804。

在818处，方法800打开涡轮增压器废气门以允许排气围绕该涡轮流动。该废气门可以是电气或气动打开的。废气门被打开之后，方法800进行到820。

在820处，方法800通过反向旋转的涡轮而将排气从涡轮或从废气门的下游（例如，沿着从发动机到大气的排气流的方向）再循环到涡轮进口。在一些示例中，可以根据发动机工况来调整反向涡轮旋转速度。例如，随着发动机转速增加，涡轮可以以逐渐升高的速度反向旋转。可替换地，随着发动机转速减小，涡轮速度可以减小。在排气的再循环开始之后，方法800返回到804。

以此方式，可以控制涡轮增压器旋转的方向，使得排气能够围绕涡轮增压器再循环，以改善排气的氧化。此外，可以响应于发动机扭矩需求、从发动机停止以后的时间以及后处理装置温度而停止反向涡轮旋转。

因此，图8的方法提供用于运行发动机的方法，其包括：沿着第一方向旋转耦连到发动机的涡轮增压器以增加发动机排气在排气歧管中的时间；以及沿着第二方向旋转涡轮增压器以增加发动机输出扭矩。该方法包括其中响应于温度或从发动机最近一次停止以后的时间沿着第一方向运行涡轮增压器。该方法包括该温度是后处理装置温度或发动机温度。

在另一个例子中，该方法包括其中沿着与排气流的方向相反的第一方向液压驱动该涡轮增压器，以及沿着与排气流的方向一致的第二方向不液压驱动该涡轮增压器。因此，旋转该涡轮的液压泵可以沿着单一方向被液压驱动。该方法包括其中在涡轮增压器沿着第一方向旋转时涡轮增压器废气门是打开的。该方法还包括其中在涡轮增压器沿着第一方向旋转时涡轮增压器压缩机旁通阀是打开的。该方法还包括其中在沿着与排气流的方向相反的第一方向电驱动该涡轮增压器。

在另一个示例中，图8的方法被提供用于运行发动机，其包括：通过沿着与发动机排气流驱动涡轮增压器涡轮的方向相反的方向旋转涡轮增压器涡轮，使沿着与发动机排气流相反的方向流过废气门的发动机排气再循环。该方法还包括响应于增加的发动机扭矩请求而停止沿着与发动机排气流驱动涡轮增压器涡轮的方向相反的方向旋转涡轮增压器涡轮。该方法还包括响应于增加的发动机扭矩请求而压缩经由涡轮增压器供应给发动机的空气。该方法还包括响应增加的扭矩请求而关闭废气门。

在另一个示例中，该方法还包括响应于温度停止沿着与发动机排气流驱动涡轮增压器涡轮的方向相反的方向旋转涡轮增压器。该方法包括其中该温度是发动机的温度或排气后处理装置的温度。该方法还包括其中在发动机最近一次停止之后经过预定时间量开始再循环。

在另一个示例中，图8的方法被提供用于运行发动机，其包括：沿着第一方向旋转耦连到发动机的涡轮增压器以压缩进入进气歧管的空气；以及沿着第二方向旋转涡轮增压器以从废气门的下游和后处理装置的上游将排气抽吸到该废气门上游的位置。该方法包括其中在沿着第二方向旋转涡轮增压器时废气门是打开的。该方法还包括调整节气门的位置以实现发动机的进气歧管中的期望MAP。在一些示例中，该方法还包括响应于期望MAP调整压缩机旁通阀的位置。该方法还包括响应于动机起动之后的预定持续时间打开该废气门。该方法还包括其中该废气门上游的位置是涡轮进口。

本领域的技术人员将认识到，图8描述的方法可以表示任何数目的处理策略中的一个或更多个，例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所示的各种步骤或功能可以以所示的顺序执行、同时执行或在一些情况下可以省略。同样，为了实现在此描述的目的、特征和优点，处理的次序不是必需要求的，而是为了容易示出和描述而提供。虽然没有明白地示出，但是本领域技术人员将会认识到，一个或多个所示的步骤或功能根据所用的具体策略可以重复地执行。

由此得出结论，本领域技术人员通过阅读上面的说明书将会想到不偏离本发明的精神实质和范围的许多变化和修改。例如，以天然气、汽油、柴油或可选燃料结构运行的单汽缸、I2、I3、I4、I5、V6、V8、V10、V12和V16发动机可以利用本发明得到有益效果。

Claims (10)

1.一种用于运行包括涡轮增压器的发动机的方法，其包括：

沿着第一方向旋转所述涡轮增压器以增加发动机排气在排气歧管中的时间；以及

沿着不同于所述第一方向的第二方向旋转所述涡轮增压器，以便压缩进入发动机的空气以及增加发动机输出扭矩。

2.根据权利要求1所述的方法，其中响应于温度或从所述发动机最近一次停止以后的时间，沿着所述第一方向运行所述涡轮增压器。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述温度是后处理装置温度或发动机温度。

4.根据权利要求1所述的方法，其中沿着与排气流的方向相反的所述第一方向液压驱动所述涡轮增压器，并且其中沿着与排气流的方向一致的所述第二方向不液压驱动所述涡轮增压器。

5.根据权利要求1所述的方法，其中在所述涡轮增压器沿着所述第一方向旋转时，涡轮增压器废气门是打开的。

6.根据权利要求1所述的方法，其中在所述涡轮增压器沿着所述第一方向旋转时，涡轮增压器压缩机旁通阀是打开的。

7.根据权利要求1所述的方法，其中沿着与排气流的方向相反的所述第一方向电驱动所述涡轮增压器。

8.一种用于运行包括涡轮增压器的发动机的方法，其包括：

通过沿着与发动机排气流驱动涡轮增压器涡轮的方向相反的方向旋转所述涡轮增压器涡轮，使沿着与发动机排气流相反的方向流过涡轮增压器废气门的发动机排气再循环，其中所述涡轮增压器废气门旁通所述涡轮增压器涡轮。

9.根据权利要求8所述的方法，其还包括响应于增加发动机扭矩的请求，停止沿着与发动机排气流驱动所述涡轮增压器涡轮的方向相反的方向旋转所述涡轮增压器涡轮。

10.根据权利要求9所述的方法，其还包括响应于所述增加发动机扭矩的请求，压缩经由所述涡轮增压器提供给所述发动机的空气。