CN105317571B - 用于增压控制的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开用于减小发动机系统中的涡轮迟滞的方法和系统，该发动机系统配置有专用于排气再循环的汽缸和耦接到专用EGR汽缸和剩余发动机汽缸的不同涡轮。响应于踩加速器踏板事件，通过基于加速旋转被耦接到专用汽缸的涡轮以及提供所请求的增压压力所需的热量提供直吹空气和额外的燃料来调整专用汽缸中燃烧的空燃比。该方法能够使涡轮迟滞被减小同时在高增压工况下提供高EGR。

Description

用于增压控制的系统和方法
技术领域
本说明书涉及用于提高发动机系统的增压控制的系统和方法，该发动机系统配置有用于将外部EGR提供给其他发动机汽缸的唯一汽缸。
背景技术
发动机可以被配置有排气再循环(EGR)系统以便将来自发动机排气歧管的至少一些排气转移到发动机进气歧管。通过提供期望的发动机稀释，这种系统减少发动机爆震、节流损失以及NOx排放。此外，可提高燃料经济性，尤其是在更高水平的发动机增压下。
发动机也已经被配置有唯一汽缸(或汽缸组)，其专用于向其他发动机汽缸提供外部EGR。此外，内燃发动机通常包含涡轮增压器组装件。涡轮增压器组装件使用排气流以使涡轮旋转，其进而驱动压缩被供应给进气歧管的燃烧空气的压缩机。当来自内燃发动机的预定数量的汽缸的排气出于EGR目的被专用于进气歧管由此绕过涡轮增压器组装件时，可用于涡轮增压器的涡轮的排气的流速减小，这减小了内燃发动机的最大功率输出。此外，发动机可能经受到涡轮迟滞。
该增压问题在其中被解决的专用EGR汽缸系统的一个示例由Hayman等人在美国专利8,539,768中示出。在其中，涡轮增压器组装件包含旁通阀选择性地将专用EGR汽缸组耦接到排气涡轮的旁通阀。在要求更高增压的情况期间，旁通阀可以被打开从而来自专用EGR汽缸的排气可以与来自剩余发动机汽缸的排气联合使用以使排气涡轮旋转。对比之下，在增压需求较低的情况期间，旁通阀可以被关闭从而来自专用EGR汽缸的排气仅被用于EGR目的并且只有来自剩余发动机汽缸的排气被用于使排气涡轮旋转。在又一些其他的发动机系统中，涡轮迟滞可以通过使用吹过一个或更多汽缸的空气来解决，该一个或更多汽缸通过气门重叠进行运转。通过同时调整(比如，充盈)通过气门重叠运转的汽缸的供油，被输送到涡轮的增压空气的量和温度可以被提高，由此促进涡轮加快旋转。
发明内容
但是，本发明人在此已经认识到此类方法的潜在问题。作为示例，在以直吹模式运转的发动机系统内，排气催化剂上方的直吹空气的最终流会导致催化剂效率下降和排气排放问题。作为另一示例，在以将专用EGR汽缸组选择性地耦接到排气涡轮的旁通阀来运转的发动机系统内，EGR的使用被局限于增压需求低的情况。换句话说，由于来自专用汽缸组的排气可以出于EGR 的目的被按照制定路线输送或者出于涡轮旋转加速的目的被按照制定路线输送，所以高EGR可用性和高增压可用性可能是相互排斥的。因此，在更高的发动机增压水平下可能期望EGR来提高燃料经济性并且减少NOX排放。
在一个示例中，上述问题可以通过一种用于发动机的方法而被至少部分解决，该方法包括：以富汽缸燃烧和比剩余发动机汽缸更多的直吹空气来运转专用EGR汽缸组，专用EGR汽缸组通过第一涡轮将排气再循环到发动机进气，第一涡轮区别于从剩余发动机汽缸接收排气的第二涡轮。用这种方式，可以在专用EGR汽缸组下游的涡轮处产生放热，并且可以加快增压形成。
作为示例，在来自多汽缸发动机的专用EGR(DEGR)汽缸组的排气被再循环到所有发动机汽缸之前，该排气可以穿过水煤气变换(WGS)催化剂并且之后通过第一较小的排气涡轮。相比之下，来自剩余发动机汽缸的排气在通过排气管被释放之前穿过第二较大涡轮。可以使DEGR汽缸组的供油在发动机燃烧稳定性受限的工况期间被变富，从而WGS催化剂可以产生富氢排气以便再循环到发动机。第一涡轮可以驱动第一较小的压缩机，该第一较小的压缩机被定位在第二较大压缩机的上游，第二压缩机由第二涡轮驱动。
响应于操作者踩加速器踏板事件，被输送到DEGR汽缸组的直吹空气量可以被选择性地增加。具体地，可变凸轮正时设备可以被致动，例如通过更快致动的电动凸轮相位器，以便仅将DEGR汽缸组的进气门和排气门的正时调整到提供增加的正进气气门到排气气门重叠(比如，完全气门重叠)的正时。同时，DEGR汽缸组的供油可以根据直吹空气量来调整以便提供全面充分的燃烧。可替换地，一个或更多后燃料喷射可以被添加(比如，在给定燃烧事件的排气冲程中)。富程度可以根据与踩加速器踏板时的增压压力(或涡轮转速)相关的增压需求来调整。这样，放热在第一涡轮处被产生，进而促进涡轮加速旋转。通过加速旋转第一涡轮，由第一和第二压缩机提供的增压可以被增加，进而减小涡轮迟滞。可以继续以增加的直吹空气和增加的富燃烧运转DEGR汽缸，直到第一涡轮被充分地加速旋转，或者增压压力足够高。之后，直吹空气量可以被降低并且DEGR汽缸组供油可以根据包含EGR需求和燃烧稳定性的发动机工况来调整。
用这种方式，提供发动机配置，其中输送给专用EGR汽缸组的直吹空气可以被选择性地并且瞬时增加。通过同时使用富燃料喷射，可以在DEGR汽缸组的下游的涡轮处生成放热，进而促进增压压力形成。因为来自DEGR汽缸组的排气被输送到发动机进气，而不是发动机排气，所以直吹空气并没有减弱排气催化剂效率，由此避免了在其他方面与直吹空气的使用相关的排放问题。通过使用来自专用EGR汽缸组的排气能量来运转专用涡轮，来自专用汽缸组的排气能量能够被有效地捕获以便产生增压，即使是在较低的发动机转速下。此外，较小的涡轮可以被用来减小涡轮迟滞。使用较小的涡轮叶轮导致较少的惯性，由此允许将被更快实现的最大增压输出。
而且，涡轮增压器两端的排气温度的减小导致被再循环的较低温度的 EGR，这有利于减缓燃烧以及控制吸收EGR的汽缸上的爆震。通过使用来自专用EGR汽缸的富排气来加速旋转较小的涡轮，同时使用来自剩余发动机汽缸的理想配比排气来加速旋转较大的涡轮，在踩加速器踏板期间能够减小涡轮迟滞。在排气流过第一涡轮之后，通过将来自专用EGR汽缸的富排气再循环到剩余发动机汽缸，即使是在更高的增压水平期间EGR也能够被提供给发动机而不降低燃烧稳定性。总的来说，涡轮迟滞能够被快速减小而不影响发动机排气排放。
应该理解的是，以上内容被提供以便用简化的形式引入选择的概念，这些概念将在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定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将由具体实施方式之后的权利要求书唯一限定。而且，所要求保护的主题不局限于解决上文或本公开任何部分中指出的任何缺点的实施方式。
附图说明
当被单独拿出或参考附图时，通过阅读在此被称为具体实施方式的实施例的示例，将更加全面地理解本文所述的优点，在附图中：
图1是包含专用EGR捐献(donating)汽缸组的增压的发动机系统的示意图。
图2是发动机的燃烧室的示意性描述。
图3示出选择性地增加直吹空气到专用EGR汽缸组的输送以减小涡轮迟滞的示例方法。
图4示出在不同发动机运转工况下应用的专用EGR汽缸组的示例空气和燃料样式。
图5示出用于调整发动机汽缸的供油以实现增压控制的示例方法。
图6示出到发动机系统的专用和非专用EGR汽缸的示例供油调整以便于增压控制。
具体实施方式
本说明书涉及对以高度稀释的汽缸混合物进行运转的发动机(例如图1-2 中的发动机系统)的增压控制。发动机汽缸混合物可以使用再循环排气(EGR) 来稀释，再循环排气是燃烧空燃混合物的副产品。控制器可以被配置以执行控制程序(例如图3中的程序)，以响应于增压需求的增加，用富燃料燃烧和增加的直吹空气来运转专用EGR汽缸组。图4中示出可以被应用到专用EGR 汽缸组的示例空燃样式。控制器也可以执行诸如图5中的程序的程序，以便在诸如踩加速器踏板事件期间响应于增压需求的增加来调整专用EGR汽缸组的燃烧的目标空燃比，从而促进涡轮加速旋转。用这种方式，涡轮迟滞能够在继续在高增压工况下提供EGR的同时被解决。用于增压控制的示例供油和空燃比调整参考图6被示出。
图1示意性地示出示例发动机系统100的方面，示例发动机系统100包含具有四个汽缸(1-4)的发动机10。如在本文中详述的，四个汽缸被布置成由非专用EGR汽缸1-3组成的第一汽缸组17和由专用EGR汽缸4组成的第二汽缸组18。参考图2提供发动机10的每个燃烧室的具体描述。发动机系统 100可以被耦接在车辆内，例如被配置以便于公路行驶的乘客车辆。
在所描述的实施例中，发动机10是被耦接到第一较小涡轮增压器113和第二较大涡轮增压器13的增压发动机。具体地，第一涡轮增压器113包含由第一较小涡轮176驱动的第一较小压缩机174。具体地，新鲜空气沿着进气道 142经由空气净化器63被引进发动机10内，并且流到压缩机174。在一些实施例中，通过进气空气通道142进入进气系统的环境空气的流速能够通过调整被定位在压缩机174上游的空气进气系统节气门(未显示)来至少部分地控制。压缩机174可以是任何合适的进气-空气压缩机，例如电机驱动或驱动轴驱动的机械增压器压缩机。然而，在发动机系统10内，压缩机是通过轴119 机械耦接到涡轮176的涡轮增压器压缩机，涡轮176由从专用汽缸组18(在此为汽缸4)唯一地释放的膨胀发动机排气驱动。如在本文中详述的，通过调整专用汽缸组18的燃烧空燃比，被导向通过第一涡轮176的排气的温度和空燃比可以响应于增压需求的改变而变化，以减小涡轮迟滞。
第二涡轮增压器13包含由第二较大涡轮76驱动的第二较大压缩机74。具体地，新鲜空气沿着进气道42经由空气净化器53被引入到发动机10内，并且流到压缩机174。通过进气空气通道42进入进气系统内的环境空气的流速能够通过调整进气节气门20而被至少部分地控制。而且，可以在压缩机74 上游的进气道42中提供额外的导通系统进气节气门(未显示)。用这种方式，进气通42和142包括发动机的进气系统的平行空气进气分支。压缩机74可以是任何合适的进气-空气压缩机，例如电机驱动或驱动轴驱动的机械增压器压缩机。然而，在发动机系统10中，压缩机是通过轴19机械耦接到涡轮76 的涡轮增压器压缩机，涡轮76由从非专用汽缸组17(在此为汽缸1-3)唯一地释放的膨胀发动机排气驱动。在一个实施例中，压缩机和涡轮可以被耦接在双涡流涡轮增压器内。在另一实施例中，涡轮增压器可以是可变几何涡轮增压器(VGT)，其中涡轮几何可根据发动机转速主动变化。
如图1所示，压缩机74通过增压空气冷却器78与进气节气门20耦接。进气节气门20被耦接到发动机进气歧管25。压缩空气充气从压缩机流过增压空气冷却器和节气门气门到达进气歧管。例如，增压空气冷却器可以是空气到空气或空气到水热交换器。在图1所示的实施例中，进气歧管内空气充气的压力被歧管空气压力(MAP)传感器124感测。通过进气道42在进气歧管内接收的空气充气的流速可以被歧管空气流(MAF)传感器55感测。压缩机旁通阀(未显示)可以被串联地耦接在压缩机74的入口和出口之间。压缩机旁通阀可以是被配置为在选定工况下打开以释放过多的增压压力的常闭阀。例如，压缩机旁通阀可以在降低发动机转速的工况期间被打开以避免压缩机喘振。
进气歧管25通过一系列进气门耦接到一系列燃烧室30(见图2)。燃烧室通过一系列排气门被进一步耦接到排气歧管36(见图2)。在所描述的实施例中，排气歧管36包含多个排气歧管部分以便使来自不同燃烧室的废气被导向到发动机系统内的不同位置。特别地，来自第一汽缸组17(汽缸1-3)的废气在由排放控制设备170的排气催化剂处理之前被导向通过排气歧管36的较大涡轮76。相比之下，来自第二气缸组18(汽缸4)的排气在经由排气气体再循环(EGR)通道50和排气催化剂70按指定路线被返回到进气歧管25之前被导向通过较小的涡轮176。可替换地，来自第二汽缸组的至少一部分排气可以经由分流阀52而被导向到排放控制设备170上游的位置处的排气尾管 35。在又一些进一步的实施例中，经由分流阀52而被转向的排气的一部分可以按指定路线被输送到涡轮76上游的排气尾管35。其中，通过调整分流阀 52的位置和开口，相对于进气歧管，从汽缸4导向到排气歧管的排气的比例可以变化。例如，在发动机冷启动工况期间，来自汽缸4的排气可以被再导向到排放控制设备170以便促进排气催化剂活化。
被定位在EGR通道50内的排气催化剂70可以区别于被定位在排气尾管 35内的排气催化剂170。具体地，耦接到专用EGR汽缸组下游的排气催化剂 70可以被配置为水煤气变换(WGS)催化剂。WGS催化剂70可以被配置为从在通道50内从汽缸4接收的排气碳氢化合物中生成氢气。相比之下，耦接到非专用EGR汽缸组下游的排气催化剂170可以被配置为在将排气通过尾管释放到大气之前进行排气处理。
汽缸1-4中的每个汽缸可以通过捕集来自各个汽缸中的燃烧事件的排气并且允许该排气在随后的燃烧事件期间保留在各个汽缸内来包括内部EGR。内部EGR的量可以通过调整进气门和/或排气门打开和/或关闭时间发生变化。例如，通过增加进气门和排气门重叠，在随后的燃烧事件期间，额外的EGR 可以被保留在汽缸内。外部EGR通过来自第二汽缸组18(在本文中为汽缸4) 的排气流和EGR通道50仅被提供给汽缸1-4。在另一示例中，外部EGR可以只被提供给汽缸1-3而不提供给汽缸4。外部EGR不通过来自汽缸1-3的排气流提供。因此，在该示例中，汽缸4是发动机10的外部EGR的唯一来源，并且因此在本文中也被称为专用EGR汽缸(或专用汽缸组)。汽缸1-3 在本文中也被称为非专用EGR汽缸组。虽然当前示例将专用EGR汽缸组示为具有单个汽缸，但是将会意识到的是，在替换发动机配置中，专用EGR汽缸组可以具有更多的发动机汽缸。
EGR通道50可以包含用于冷却被输送到发动机进气的EGR的EGR冷却器54。此外，EGR通道50可以包含用于估计从第二汽缸组再循环到剩余发动机汽缸的排气的空燃比的第一排气传感器51。第二排气传感器126可以被定位到第一汽缸组的排气歧管部分的下游，用来估计第一汽缸组内排气的空燃比。还有进一步的排气传感器可以被包含在图1的发动机系统内。
来自汽缸4的外部EGR中的氢气浓度可以通过改变汽缸4内燃烧的空燃比来调整。例如，来自汽缸4的外部EGR中的氢气浓度可以通过使在汽缸4 内燃烧的空燃混合物变富而被增加。其中，在WGS排气催化剂70处生成的氢气的量可以通过增加在通道50中从汽缸4接收的排气的富程度而增加。因此，为了向发动机汽缸1-4提供富氢排气，可以调整第二汽缸组18的供油以便使汽缸4变富。在一个示例中，来自汽缸4的外部EGR的氢气浓度可以在发动机燃烧稳定性小于期望的工况期间被增加。该行为增加外部EGR的氢气浓度并且其可以提高发动机燃烧稳定性，尤其是在较低的发动机转速和负载下(比如，怠速中)。此外，在遇到任何燃烧稳定性问题之前，与常规(较低的氢气浓度)EGR相比，富氢EGR允许在发动机内容纳高得多的EGR水平。通过增加EGR使用的范围和量，发动机燃料经济性被改善。作为另一个示例，来自汽缸4的外部EGR的氢气浓度可以通过使汽缸4内燃烧的空燃混合物变稀而被降低。其中，在WGS排气催化剂70处生成的氢气的量可以通过增加在通道50内从汽缸4接收的排气的稀度而降低。在一个示例中，来自汽缸4 的外部EGR的氢气浓度可以在要求较低的发动机稀释的工况期间被降低。
燃烧室30可以被供应一种或更多种燃料，例如汽油、酒精燃料混合物、柴油、生物柴油、压缩天然气等。燃料可以通过喷射器66被供应到燃烧室。燃料喷射器66可以从燃料箱26吸取燃料。在所描述的示例中，燃料喷射器 66被配置用于直接喷射，但是在其他实施例中，燃料喷射器66可以被配置用于进气道喷射或者节气门阀体喷射。另外，每个燃烧室可以包含一个或更多不同配置的燃料喷射器以使每个汽缸都能通过直接喷射、进气道喷射、节气门阀体喷射或其组合接收燃料。在燃烧室内，燃烧可以通过火花点火和/或压缩点火开始。
每个汽缸30可以由一个或多个气门来服务。在本示例中，每个汽缸30 包含相应的进气门62和排气门64。发动机系统100进一步包含用于操作进气门62和/或排气门64的一个或多个凸轮轴68。在所描绘的示例中，进气凸轮轴68b被耦接到第二汽缸组的进气门62，并且能够被致动以运转第二汽缸组 (即汽缸4)的进气门62。相比之下，进气凸轮轴68a被耦接到第一汽缸组的进气门，并且能够被致动以操作第一汽缸组的进气门62(即汽缸1-3)。在所描述的实施例中，第一汽缸组的所有汽缸的进气门被耦接到共同的凸轮轴，使得进气凸轮轴68a能够被致动以操作所有耦接汽缸的进气门。
每个进气门62可以在允许进气空气进入相应汽缸的打开位置和充分阻塞进气空气进入汽缸的关闭位置之间致动。进气凸轮轴68a和68b可以被包含在进气门致动系统69内。进气凸轮轴68a包含进气凸轮67a，进气凸轮67a 具有用于将第一汽缸组的进气门62打开限定的进气持续时间的凸轮凸角样式。同样，进气凸轮轴68b包含进气凸轮67b，进气凸轮67b具有用于将第二汽缸组的进气门62打开限定的进气持续时间的凸轮凸角样式。不同汽缸组的进气持续时间可以是相同或者可以不同。在某些示例中(未显示)，凸轮轴可以包含带有替换的凸轮凸角样式的额外进气凸轮，该替换的凸轮凸角样式允许进气门62被打开达替换的持续时间(在本文中也被称为凸轮样式切换系统)。根据额外凸轮的凸角样式，替换的持续时间可以比进气凸轮67a、67b 的限定的进气持续时间更长或更短。凸角样式可以影响凸轮升程高度、凸轮持续时间和/或凸轮正时。控制器能够通过纵向地移动进气凸轮轴68a、68b以及在凸轮样式之间切换来切换进气门持续时间。
用相同的方式，每个排气门64可在允许排气离开相应的汽缸的打开位置和将气体充分地保留在汽缸内的关闭位置之间可致动。将会意识到的是，虽然只有进气门62被示为是凸轮制动的，但是排气门64也可以通过相似的排气凸轮轴(未显示)被致动。在多个汽缸30的排气门被耦接到共同的凸轮轴的某些实施例中，排气凸轮轴能够被致动以操作所有耦接汽缸的排气门。如进气凸轮轴68一样，当被包含时，排气凸轮轴可以包含排气凸轮，该排气凸轮具有用于将排气门64打开达限定的排气持续时间的凸轮凸角样式。在某些实施例中，排气凸轮轴可以进一步包含带有替换的凸轮凸角样式的额外排气凸轮，该替换的凸轮凸角样式允许排气门64被打开达替换的持续时间。凸角样式可以影响凸轮升程高度、凸轮持续时间和/或凸轮正时。控制器能够通过纵向移动排气凸轮轴以及在凸轮样式之间进行切换来切换排气门持续时间。
进气门致动系统69和排气门致动系统(未显示)可以进一步包含推杆、摇臂、挺柱，等等。此类设备和特征可以通过将凸轮的旋转运动转换成气门的平移运动来控制进气门62和排气门64的致动。如先前所论述的，气门也能够通过凸轮轴上额外的凸轮凸角样式来致动，其中不同气门间的凸轮凸角样式可以提供不同的凸轮升程高度、凸轮持续时间和/或凸轮正时。但是，如果需要，可以使用替换的凸轮轴(顶板(overhead)和/或推杆)设置。进一步地，在一些示例中，每个汽缸30可以具有多于一个的排气门和/或进气门。在又一些其他示例中，一个或多个汽缸的排气门64和进气门62中的每个可以由共同的凸轮轴致动。更进一步地，在一些示例中，进气门62和/或排气门 64中的一些可以由其自己独立的凸轮轴或其他设备致动。
发动机系统100可以包含可变气门正时系统，例如，可变凸轮正时VCT 系统80和82。每个可变气门正时系统可以被配置为在第一运转模式期间将第一气门打开达第一持续时间。第一运转模式可以发生在发动机负载低于部件 (part)发动机负载阈值时。进一步地，可变气门正时系统可以被配置为在第二运转模式期间将第一气门打开达第二持续时间，第二持续时间比第一持续时间短。第二运转模式可以发生在发动机负荷高于发动机负荷阈值并且发动机转速低于发动机转速阈值(比如，在低发动机转速到中等发动机转速期间) 时。
VCT系统80可以是双独立可变凸轮正时系统，以便彼此独立地改变进气门正时和排气门正时。VCT系统80、82分别包含耦接到相应的进气凸轮轴以便改变进气门正时的进气凸轮轴相位器81、83。VCT系统可以同样包含耦接到共同的排气凸轮轴以便改变排气门正时的排气凸轮轴相位器。VCT系统80、 82可以被配置为通过提前或延迟凸轮正时来提前或延迟气门正时，并且可以由控制器12控制。VCT系统80、82可以被配置为通过改变曲轴位置和凸轮轴位置之间的关系来改变气门打开和关闭事件的正时。例如，VCT系统80可以被配置为独立于曲轴旋转进气凸轮轴68b，以使气门正时被提前或延迟。在某些实施例中，VCT系统80、82可以是被配置快速改变凸轮正时的凸轮扭矩致动设备。在某些实施例中，诸如进气门关闭(IVC)和排气门关闭(EVC) 的气门正时可以由连续可变气门升程(CVVL)设备来改变。
以上所述的气门/凸轮控制设备和系统可以是液压驱动的，或是电气致动的，或是其组合。在一个示例中，凸轮轴的位置可以通过电气致动器(比如，电气致动凸轮相位器)的凸轮相位调整来改变，该电气驱动器的保真度超过大多数液压操作凸轮相位器的保真度。信号线能够向VCT系统80、82发送控制信号并且从VCT系统80、82接收凸轮正时和/或凸轮选择测量。每个汽缸组或汽缸可以具有专用的凸轮相位器。在所描述的示例中，耦接到第二专用EGR汽缸组的VCT系统80可以具有相对较快的致动凸轮定相设备(例如电动凸轮相位器)，而耦接到第一非专用EGR汽缸组的VCT系统82可以具有相对较慢的致动凸轮定相设备(例如液压凸轮相位器)。如本文中在图3中详述的，可变的气门致动速度允许发动机系统以更多的直吹空气暂时运转专用的EGR汽缸组。在还有其他的示例中，汽缸组可以通过共同凸轮致动系统来运转，但是具有DEGR汽缸组的独立相位器，使得DEGR汽缸组的凸轮能够被快速移动以仅为DEGR汽缸提供直吹正时，然后凸轮被重新定位到非DEGR汽缸的标准正时。
在发动机运转期间，汽缸活塞从TDC逐渐向下移动，到动力冲程结束时降到最低点BDC。然后活塞在排气冲程结束时返回到顶部TDC处。然后在进气冲程期间，活塞向着BDC再次向下移动，在压缩冲程结束时返回其TDC 处的初始顶部位置。在汽缸燃烧期间，排气门可以在正当活塞在动力冲程结束时降到最低点时被打开。随后排气门可以在活塞完成排气冲程时关闭，保持关闭至少直到随后的进气冲程已经开始。用相同的方式，进气门可以在进气冲程开始时或者在进气冲程开始之前被打开，并且可以保持打开至少直到随后的压缩冲程已经开始。
根据排气门关闭和进气门打开之间的正时差，气门可以以负气门重叠来操作，其中对于排气冲程结束之后和进气冲程开始之前的短暂持续时间，进气门和排气门都被关闭。两个气门都被关闭的这个时期被称为负(进气与排气)气门重叠。在一个示例中，VCT系统可以被调整从而负进气气门到排气气门重叠正时可以是汽缸燃烧期间(例如，发动机冷启动期间)发动机的默认凸轮位置。
可替换地，气门可以以正气门重叠来操作，其中对于排气冲程结束之前和进气冲程开始之后的短暂持续时间，进气和排气门都可以是打开的。两个气门都可以是打开的这个时期被称为正(进气与排气)气门重叠。如本文中详述的，VCT系统80、82可以在所选发动机工况期间被调整以增加正气门重叠。具体地，进气凸轮轴的位置可以被调整，使得进气门的打开正时被提前。因此，进气门可以在排气冲程结束之前被较早地打开，并且两个气门均打开的持续时间可以被增加，从而导致更多的正气门重叠。作为一个示例，正气门重叠可以通过将进气凸轮轴从某些正气门重叠的位置移动到具有更多正气门重叠的位置来增加。作为另一示例，正气门重叠可以通过将进气凸轮轴从负气门重叠的位置移动到正气门重叠的位置来增加。进一步地，被应用于专用EGR汽缸组的正重叠的增加可以不同于被应用到剩余发动机汽缸的正重叠的增加。
将会意识到的是，虽然以上示例建议通过提前进气打开正时来增加正气门重叠，但是在替换示例中，可以通过调整排气凸轮轴以延迟排气门关闭来增加正气门重叠。更进一步地，进气凸轮轴和排气凸轮轴中的每个均可以被调整以通过改变进气门和排气门正时来改变正气门重叠。
在发动机系统100内，在迅速增加发动机负荷的时期期间，例如紧接着起动、踩加速器踏板之后或一旦退出DFSO，由压缩机提供的进气空气压缩的量可能是不充足的。在这些工况中的至少一些期间，由于涡轮没有加速旋转到足够高的旋转速度(例如，由于低排气温度或压力)，可从压缩机中得到的增压压力的量可能是有限的。因此，涡轮加快旋转并且驱动压缩机提供所需的压缩进气空气的量所需要的时间被称为涡轮迟滞。在涡轮迟滞期间，所提供的扭矩量可能与扭矩需求不匹配，从而导致发动机性能的降低。
为了促进涡轮加速旋转并减小涡轮迟滞，发动机可以在这些工况期间以直吹模式运转。特别地，如本文通过参考图3-4所详述的，专用EGR汽缸组可以用比剩余发动机汽缸更多的直吹空气来运转。其中，进气空气(在本文中也被称为直吹空气)的量可以从进气歧管被导向到排气歧管，同时并行地调整汽缸供油，以提供用于加速旋转涡轮的额外的质量流量。例如，燃料喷射可以与直吹空气量相当地被富以便提供用于加快旋转涡轮的额外的焓。根据需要直吹空气时普遍的发动机工况，气门重叠的量被调整从而直吹空气的所需要的量能够经由专用EGR汽缸组通过正气门重叠而被提供给涡轮。
例如，为了经由第二(DEGR)汽缸组提供直吹，VCT系统80可以从减小的正气门重叠(比如，无正气门重叠)的第一或初始位置被调整到具有增加的正气门重叠的第二或最终位置。在一个示例中，最终位置可以是完全气门重叠(或最大正气门重叠)的位置。虽然本文中的方法论述总是通过正气门重叠来提供直吹空气，但是在替换实施例中，仅当用于提供正气门重叠的气门正时不降低发动机燃料经济性、燃烧稳定性以及扭矩输出时，直吹空气才可以经由正气门重叠而被提供。如上论述的，在替换示例中，不同于每个汽缸组的不同VCT系统，每个DEGR和非DEGR汽缸组可以用共同VCT系统来运转，该共同VCT系统针对不同汽缸组具有不同的相位器。这允许DEGR 汽缸组的凸轮正时将被调整以便于直吹，同时对于剩余汽缸重新开始标准气门正时。
来自专用EGR汽缸4的排气被导向到涡轮176以便驱动涡轮，该涡轮进而驱动压缩机176并且增加进气增压压力。在穿过涡轮176后，来自专用EGR 汽缸4的排气与经由节气门20上游位置处的进气道42接收的进气空气进行混合，并且被再循环到发动机进气歧管25。在进气道142内被较小压缩机174 压缩的空气随后被导向到较大压缩机74上游位置处的进气道42。一旦经过压缩机74，进气增压压力可以被进一步增加。虽然所描述的示例以串行配置示出第一和第二涡轮增压器，但是将会意识到的是，在另外的实施例中，诸如并行配置的其他的设置是可能的。
如图5详述的，通过调整从专用EGR汽缸排出的排气的空燃比，可以促进涡轮加速旋转增压压力控制。例如，在很小到没有EGR需求的发动机怠速工况期间，专用EGR汽缸组可以比理想配比更稀地运转，从而被再循环到发动机进气的EGR具有更高的新鲜空气含量。在踩加速器踏板到高增压期间(其中在更高的增压水平处需要发动机稀释)，专用EGR汽缸可以被转换成比理想配比运转更富，富的程度是基于所需增压压力的增加以及所需发动机稀释的增加。替换地，当一个或多个后燃料喷射(比如，排气冲程中的燃料喷射) 被包含以允许涡轮下游处的放热时，专用EGR汽缸组可以以理想配比被供油。在替换示例中，在需要EGR的发动机怠速工况期间，专用EGR汽缸组可以以比理想配比更富地进行运转，从而富氢排气能够被再循环到发动机进气。在踩加速器踏板到高增压期间(其中在更高的增压水平处不需要发动机稀释)，专用EGR汽缸可以被转换成比理想配比更稀地进行运转，稀程度基于所需增压压力的增加以及所需发动机稀释的降低。
来自排气歧管36的排气被导向到涡轮76以驱动涡轮。当期望减小的涡轮扭矩时，一些排气可以相反地绕过涡轮被导向通过废气门(未显示)。然后，来自涡轮和废气门的组合流流过排放控制设备170。通常，一个或更多排放控制设备170可以包含被配置为催化地处理排气流并因此降低排气流中的一种或更多种物质的量的一种或多种排气处理后催化剂。例如，一种排气处理后催化剂可以被配置为当排气流稀时从排气流中捕集NOX，并且当排气流富时减少所捕集的NOX。在其他的示例中，排气处理后催化剂可以被配置为使NOX不成比例或者在还原剂的帮助下选择性地还原NOX。在另一些其他示例中，排气处理后催化剂可以被配置为氧化排气流内残留的碳氢化合物和/或一氧化碳。具有任何此类功能的不同排气处理后催化剂可以被单独或者一起设置在封闭底漆或者排气处理后阶段中的其他地方。在一些实施例中，排气处理后阶段可以包含可再生烟尘过滤器，其被配置为捕集并且氧化排气流内的烟尘颗粒。来自排放控制设备170的所有或部分已处理排气可以通过排气管35被释放到大气中。
发动机系统100进一步包含控制系统14。控制系统14包含控制器12，其可以是发动机系统或者安装有发动机系统的车辆的任何电子控制系统。控制器12可以被配置为至少部分地根据发动机系统内一个或更多传感器16的输入做出控制决策，并且可以根据这些控制决策控制致动器81。例如，控制器12可以将计算机可读指令存存储在存储器内，并且致动器81可以通过指令的执行而被控制。示例传感器包括MAP传感器124、MAF传感器55、排气温度和压力传感器128以及129，以及排气氧气传感器51、126。示例致动器包含节气门20、燃料喷射器66、分流阀52等。如图2所述，另外的传感器和驱动器可以被包含。控制器12内的存储介质只读存储器能够用计算机可读数据来编程，其中计算机可读数据表示可由处理器执行以便执行下述方法的指令以及期望但是未具体列出的其它变量。示例方法和程序在本文中参考图3进行描述。
参考图2，内燃发动机10包括图1所示的多个汽缸，现在对其中一个汽缸进行描述。发动机10包含燃烧室30和具有被定位在其内并且被连接到曲轴40的活塞136的汽缸壁132。飞轮97和环形齿轮99被耦接到曲轴40。起动机96包含小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性地推动小齿轮 95接合环形齿轮99。起动机96可以被直接安装到发动机的前面或发动机的后面。在一些示例中，起动机96可以通过皮带或链条选择性地供应扭矩到曲轴40。在一个示例中，当不被接合到发动机曲轴时，起动机96处于基本状态。
燃烧室30被示为通过相应的进气门152和排气门154与进气歧管144和排气歧管148相连通。每个进气门和排气门都可以由进气凸轮151和排气凸轮153独立地操作。进气门调节器85相对于曲轴40的位置提前或延迟进气门152的相位。此外，进气门调节器85可以增加或降低进气门升程量。排气门调节器83相对于曲轴40的位置提前或延迟排气门154的相位。进一步地，排气门调节器83可以增加或降低排气门升程量。进气凸轮151的位置可以由进气凸轮传感器155确定。排气凸轮153的位置可以由排气凸轮传感器157 确定。在燃烧室30是专用EGR汽缸的一部分的情况下，气门152和154的正时和/或升程量可以独立于其他发动机汽缸而被调整，从而专用EGR汽缸的汽缸空气充气可以相对于其他发动机汽缸被增加或降低。用这种方式，供应给发动机汽缸的外部EGR可以超出汽缸充气质量的百分之二十五。外部EGR 是从汽缸的排气门被抽出并且通过汽缸进气门被返回到汽缸的排气。进一步地，除了EGR汽缸之外的汽缸的内部EGR量可以通过调整那些相应汽缸的气门正时而独立于专用EGR汽缸被调整。内部EGR是在燃烧事件之后保留在汽缸内并且作为随后燃烧事件的汽缸内的混合物的一部分的排气。
燃料喷射器66被示为被定位以便将燃料直接喷射到汽缸30中，该过程被本领域技术人员称为直接喷射。替换地，燃料可以被喷射到进气端口，该过程被本领域技术人员称为进气道喷射。在一些示例发动机配置中，一个或更多发动机汽缸可以从直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器中接收燃料。
进气歧管144被示为与可选电子节气门162相连通，可选电子节气门162 调整节流板164的位置以便控制从空气进气42到进气歧管144的气流。在一些示例中，节气门162和节流板164可以被定位在进气门152和进气歧管144 之间，使得节气门162成为进气道节气门。驾驶员需求扭矩可以根据由加速器踏板传感器184感测的加速器踏板180的位置来确定。当驾驶员的脚182 操作加速器踏板180时，从加速器踏板传感器184中输出表明驾驶员需求扭矩的电压或电流。
无分电器点火系统88响应于控制器12通过火花塞92向燃烧室30提供点火火花。通用或宽域排气氧传感器(UEGO)126被示为耦接到催化转化器 170上游的排气歧管148。替换地，双态排气氧传感器可以由UEGO传感器 126来代替。
在一个示例中，转化器170能够包含多块催化剂砖。在另一示例中，可以使用多个排放控制设备，其中每个排放控制设具有多块催化剂砖。在一个示例中，转化器170能够是三元类催化剂。
控制器12在图2中被示为常规的微型计算机，其包含：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读(非暂时性)存储器106、随机存取存储器108、保活存储器110以及常规的数据总线。控制器12被示为从耦接到发动机10传感器中接收不同的信号，除了先前论述的那些信号之外，还包含：来自耦接到冷却套筒213的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；来自耦接到进气歧管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115的发动机位置测量值；来自传感器219 的进入发动机的空气质量的测量值，以及来自传感器158的节气门位置的测量值。气压压力也可以被感测(传感器未显示)以便于控制器12进行处理。在本说明书的优选方面，发动机位置传感器115在曲轴的每一转产生预定数量的等间隔脉冲，根据该等间隔脉冲可以确定发动机转速(RPM)。
在运转期间，发动机10内的每个汽缸通常经历四冲程循环，该循环包含进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程以及排气冲程。通常，在进气冲程期间，排气门154关闭并且进气门152打开。通过进气歧管144将空气引入到燃烧室 30中，并且活塞136移动到汽缸的底部从而增加燃烧室30内的容积。活塞 136接近汽缸的底部并且在其冲程结束时(比如，当燃烧室30处于其最大容积时)的位置通常被本领域内技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门152和排气门154被关闭。活塞136朝向汽缸盖移动从而压缩燃烧室 30内的空气。活塞136处于其冲程结束并且最靠近汽缸盖时(比如，当燃烧室30处于其最小容积时)的点通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。
在其后被称之为喷射的过程中，燃料被引入到燃烧室中。在其后被称之为点火的过程中，所喷射的燃料被已知的点火工具(例如火花塞92)点燃，从而导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀气体将活塞136推回到BDC。曲轴40 将活塞运动转化成旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门154 打开以将燃烧的空燃混合物释放到排气歧管148并且活塞返回到TDC。注意，以上仅作为示例示出，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以变化，从而提供正或负气门重叠、迟进气门关闭或不同的其他示例。
因此，图1-2中的组件提供一种发动机系统，其允许用比剩余发动机汽缸更多的直吹空气和富汽缸燃烧来运转专用EGR汽缸组，专用EGR汽缸组经由第一涡轮将排气再循环到发动机进气，第一涡轮区别于从剩余发动机汽缸接收排气的第二涡轮。富汽缸燃烧的富程度可以根据踩加速器踏板时的增压需求、汽缸燃烧稳定性以及发动机稀释要求(或EGR需求)中的一个或更多个来调整。
该系统进一步允许响应于操作者踩加速器踏板调整经由第一涡轮从专用汽缸组再循环到发动机进气的排气的空燃比，该调整基于踩加速器踏板时的增压需求。专用汽缸组的空燃比进一步基于踩加速器踏板时的EGR需求来调整。例如，专用汽缸组可以响应于踩加速器踏板事件从比从怠速工况时的理想配比更稀地运转转换成被富，以便在升高的增压下促进增压的输送和EGR 的输送。作为另一示例，专用汽缸组可以响应于踩加速器踏板事件从怠速工况时比理想配比更富地运转转换成被稀，以便在升高的增压下促进增压的输送和发动机稀释的降低。
现在转向图3，其示出用于以直吹模式选择性地运转多汽缸发动机的专用 EGR汽缸组的示例方法300，其中使用正气门重叠提供直吹空气。基于直吹空气的量，同时调整到专用EGR汽缸组的供油，从而在被耦接到专用EGR 汽缸组下游的涡轮处提供局部放热。用这种方式，涡轮迟滞被减小。
在302处，该方法包含估计和/或测量发动机工况。这些工况可以包含，例如，发动机转速、负荷、增压、MAP、进气空气流量、诸如环境压力、温度、湿度的环境条件、操作者扭矩需求、排气温度、涡轮转速、进气歧管压力(MAP)、增压压力、踏板位置、车辆速度、发动机稀释要求等。
在304处，可以确定踩加速器踏板事件是否已经发生。踩加速器踏板事件可以根据操作者踏板位置的变化而被确认。因此，响应踩加速器踏板事件，增压需求可能迅速增加。如果没有确认踩加速器踏板事件，则在320处，可以基于至少包含EGR需求和燃烧稳定性的发动机工况来确定被应用到发动机的直吹空气的量和供油的量。例如，在322处，发动机可以以没有直吹空气被输送的非直吹模式运转。在非直吹模式中，专用EGR(DEGR)汽缸组和剩余非DEGR汽缸组的凸轮轴位置可以被调整从而无正气门重叠被提供。在其他示例中，当用非直吹模式运转时，非零正气门重叠可以被提供并且气门重叠可以被减小从而直吹可以忽略不计。此外，可以基于EGR需求和燃烧稳定性来调整供油。例如，随着EGR需求增加，DEGR汽缸组的供油可以被调整。此外，当发动机是燃烧稳定性受限时，DEGR汽缸组可以被富，从而生成从DEGR汽缸组再循环到发动机进气的富氢排气。因此，富氢EGR改善了发动机的燃烧稳定性限制和EGR容限。因此，随着EGR需求增加，DEGR 汽缸供油的富可以被增加，同时剩余发动机汽缸的供油可以相应地变稀从而最终的理想配比排气被输送到尾管。
在306处，该程序包含，响应于操作者踩加速器踏板，用更多的直吹空气和富汽缸燃烧来运转专用EGR汽缸组。如图1-2中详述的，专用EGR汽缸组被配置为经由第一涡轮将排气再循环到发动机进气，第一涡轮区别于从剩余发动机汽缸接收排气的第二涡轮。用更多的直吹空气运转DEGR汽缸组包括用比剩余发动机汽缸更多的直吹空气来运转DEGR汽缸组。而且，其包含用比其先前运转时所用的直吹空气更多的直吹空气来运转DEGR汽缸组。
在308处，该操作包含至少根据第一涡轮的涡轮转速来确定DEGR汽缸组所需的直吹空气的量。例如，随着第一涡轮的当前转速与阈值转速之间差值的增加，可能需要更大的直吹空气的量来加速旋转第一涡轮。直吹空气量可以替换地基于增压压力、增压的变化速率、质量空气流速以及发动机转速中的一个或多个。
在310处，用直吹进行运转进一步包括确定通过正气门重叠提供DEGR 汽缸组中期望的直吹空气量所需的气门正时。因此，用更多的直吹空气运转专用EGR汽缸组包含以更多的气门重叠来运转专用EGR汽缸组。例如，气门正时当前可能处于第一气门正时，该第一气门正时相当于无正气门重叠或较低的正气门重叠。控制器可以被配置为确定相当于较高的正重叠(比如，完全或最大正气门重叠)的第二气门正时。此外，控制器可以确定将气门正时从初始气门正时切换到相当于增加的正气门重叠的最终气门正时所需的可变凸轮正时(VCT)调整，从而确定的直吹空气的量能够通过汽缸被提供。被确定的VCT调整可以包含进气门和/或排气门的凸轮轴位置调整。
接下来，在312处，用直吹模式运转包括调整可变凸轮正时设备以切换凸轮轴位置，由此将(一个或更多)发动机汽缸的进气门和/或排气门正时从相当于无正气门重叠(或较低的正气门重叠)的第一气门正时调整到相当于正进气气门到排气气门重叠(比如，增加的或完全正气门重叠)的第二气门正时。然后，一旦气门正时已经被调整，进气空气可以经由正重叠通过DEGR 汽缸组的(一个或更多)汽缸从压缩机下游的进气歧管被导向到DEGR汽缸组下游的第一涡轮。
此外，当输送直吹空气时，DEGR汽缸组的燃料喷射量可以根据经由正气门重叠导向的直吹空气的量来调整，从而将汽缸燃烧的空燃比调整到比理想配比更富。例如，DEGR汽缸组的燃料喷射可以被暂时变富以便提供富汽缸燃烧，其中富汽缸燃烧的富程度基于踩加速器踏板时的一个或更多增压需求以及汽缸燃烧稳定性。例如，富汽缸燃烧的富程度可以随着增压需求的增加而增加。进一步地，当存在增压需求并且汽缸燃烧不稳定时，富汽缸燃烧的富程度可以更高，而当存在增压需求并且汽缸燃烧稳定时，富程度可以更低。通过随着汽缸燃烧不稳定性的增加而增加富程度，富氢排气可以被再循环到发动机，从而改善EGR容限并且降低燃烧不稳定性。此外，通过使用与直吹空气组合的富汽缸燃烧，在DEGR汽缸组下游的第一涡轮处生成放热。这增加了在第一涡轮处排气的温度和压力，促进涡轮加速旋转并且减小涡轮迟滞。例如，在图4中描述直吹空气和燃料组合。
将会意识到的是，剩余汽缸的供油可以根据所接收的EGR的空燃比被同时调整，从而在尾管处维持总的理想配比排气。
在进一步的示例中，替代富DEGR汽缸内的燃烧，汽缸可以借助基于所输送的直吹空气的量而被包含的一个或多个后燃料喷射以理想配比被供油。后燃料喷射导致DEGR汽缸下游的涡轮处的富燃烧，降低了涡轮迟滞。
在313处，该程序包括在将来自DEGR汽缸组的排气再循环到所有发动机汽缸之前使排气流过第一涡轮。如图1所述，第一涡轮是耦接到第一较小进气压缩机的第一较小涡轮，而第二涡轮是耦接到第二较大进气压缩机的第二较大涡轮，第一压缩机被定位在发动机进气中的第二压缩机的上游。因此，通过促进第一涡轮的加速旋转，第一压缩机被操作以便提供所需增压压力的至少一部分。此外，第二涡轮的最终加速旋转被改善，减小了涡轮迟滞。
以增加的直吹空气和富汽缸燃烧进行的运转被继续，直到已经建立充足的增压。例如，在314处，可以确定第一涡轮的涡轮转速是否在阈值转速之上以及增压压力是否在阈值压力以上中的一者。如果足够的增压压力还没有形成，则在324处，程序包含维持用直吹空气和富汽缸燃烧运转专用EGR汽缸组。此外，该程序包括在踩加速器踏板期间维持排气从专用汽缸组到剩余发动机汽缸的再循环，其中在将来自专用汽缸组的排气经由第一涡轮再循环到每个剩余的发动机汽缸之前，将排气输送到耦接到专用汽缸组下游的水煤气变换催化剂。
如果涡轮已经充分地加速旋转并且增压压力已经形成，则在316处，该程序包含调整凸轮轴位置以减少到DEGR汽缸组的直吹空气。具体地，在第一涡轮的涡轮转速超过阈值转速之后，至少根据剩余发动机汽缸的EGR需求和燃烧稳定性来减少通过专用EGR汽缸的直吹空气并且调整专用EGR汽缸组的燃料喷射。例如，专用EGR汽缸组可以用基于EGR需求的富程度来运转，到专用EGR汽缸组的燃料喷射的富程度随着发动机EGR需求的增加或随着发动机变成燃烧稳定性受限而增加。在涡轮加速旋转期间(伴随着直吹空气的使用)，DEGR汽缸组内所使用的富程度可以不同于(比如，高于)在存在燃烧不稳定性时EGR输送期间在DEGR汽缸组内所使用的富程度。示例富喷射在图4中被描述。
现在转向图4，DEGR汽缸的示例燃烧样式401-404被显示在图4 的 400 中。每个燃烧样式描述被输送到DEGR汽缸的空气的量，该空气的包含在标准气门操作期间接收的空气以及额外的直吹空气(如果适用)。此外，每个燃烧样式描述被输送到DEGR汽缸的燃料的量。
第一燃烧样式401被用于EGR被请求但是燃烧稳定性不受限的第一工况期间(工况1)。进一步地，没有额外的增压需求。在该工况期间，空气(白色栏)在常规的气门操作期间(比如，在进气冲程中)被输送到DEGR汽缸并且没有额外的直吹空气被输送。在此，由于不需要额外的涡轮加速旋转，因此不需要直吹空气。进一步地，因为发动机燃烧稳定性不受限，因此不需要富氢EGR。因此，DEGR汽缸以与空气成比例的燃料来运转，以提供被再循环到发动机的理想配比排气。
将会意识到的是，虽然空气和燃料被示为成比例，但是这并不意味着1:1 的空燃比。相反，这意味着生成理想配比混合物所要的比例(比如，14.6:1 的空燃比)。但是，在替换示例中，空燃比可以根据每种混合物的期望空燃比而不同(比如，1:1的比率)。
第二燃烧样式402被用于EGR被请求，但是燃烧稳定性受限时的第二工况期间(工况2)。在此，与工况1一样，没有额外的增压需求。在此工况期间，空气(白色栏)在常规气门操作期间(比如，在进气冲程中)被输送到 DEGR汽缸并且没有额外的直吹空气被输送。在此，由于不需要额外的涡轮加速旋转，因此不需要直吹空气。但是，因为发动机燃烧稳定性受限，因此需要富氢EGR。因此，DEGR汽缸以相对于空气更多的燃料来运转以提供经由WGS催化剂被再循环到发动机的富排气，其中排气的富氢发生在再循环之前。燃料喷射的富程度根据EGR需求而被调整，富程度随着EGR需求的增加而增加。
第三燃烧样式403被用于EGR被请求，但是燃烧稳定性不受限的第三工况期间(工况3)。而且，有额外的增压需求。在此工况期间，空气(白色栏) 在常规的气门操作期间(比如，在进气冲程中)被输送到DEGR汽缸并且额外的直吹空气量(交叉阴影栏)也被输送。在此，由于需要额外的涡轮加速旋转，因此需要直吹空气。通过正气门重叠提供的直吹空气的量基于增压需求，直吹空气量随着增压需求的增加而增加。为了能够在被耦接到DEGR汽缸下游的涡轮处生成放热，DEGR汽缸的供油根据直吹空气量被调整以提供富燃烧。仅因为发动机燃烧稳定性不受限并且因为不需要富氢EGR，因此燃烧的富度可根据增压需求来调整。在一个示例中，如样式403所示的用于涡轮加速旋转的富燃烧的富程度可以高于如样式402所示的用于EGR的富氢的富燃烧的富程度。
第四燃烧样式404被用于EGR被请求，但是燃烧稳定性受限的第四工况期间(工况4)。进一步地，存在额外的增压需求。在此工况期间，空气(白色栏)在常规气门操作期间(比如，在进气冲程中)被输送到DEGR汽缸并且额外的直吹空气量(交叉阴影栏)也被输送。在此，由于需要额外的涡轮加速旋转，所以需要直吹空气。通过正气门重叠提供的直吹空气的量基于增压需求以减小涡轮迟滞，直吹空气量随着增压需求的增加而增加。为了能够在被耦接到DEGR汽缸下游的涡轮处生成放热，DEGR汽缸的供油根据直吹空气量被调整以提供富燃烧。燃烧的富度根据增压需求来调整。此外，由于发动机燃烧稳定性受限，并且因为需要富氢EGR，因此富程度被进一步调整。具体地，富燃烧的富程度被调整以提供用于生成富氢排气并且用于在涡轮处生成足够热的放热以使涡轮迟滞被减小的足够的富度。在一个示例中，如样式404所示的用于涡轮加速旋转和EGR输送的富燃烧的富程度可以高于用于涡轮旋转(如样式403所示)或者用于EGR的富氢(如样式402所示)的富燃烧的富程度。
在一个示例中，发动机系统包括具有进气道和排气道的发动机、从进气道接收空气充气的第一和第二汽缸组、耦接到第一汽缸组的汽缸气门的第一、较快致动凸轮相位器、耦接到第二汽缸组的汽缸气门的第二、较慢致动凸轮相位器，以及被配置为将仅来自第一汽缸组的排气再循环到进气道的EGR通道。发动机系统进一步包含被定位在EGR通道内的第一较小涡轮，第一涡轮驱动进气道内的第一压缩机；以及被定位在第二汽缸组下游的排气道内的第二较大涡轮，第二涡轮驱动被定位在进气道中的第一压缩机下游处的第二压缩机。发动机系统可以进一步包含具有计算机可读指令的控制器，以便：在怠速工况期间，用第一、较小的直吹空气量并且在第一富燃烧程度下运转第一汽缸组，第一程度基于发动机EGR需求；以及响应于踩加速器踏板事件，转换第一凸轮相位器以便用第二较大直吹空气量并在第二较高的富燃烧程度下运转第一汽缸组，第二程度基于踩加速器踏板事件时的增压需求。控制器包含另外的指令，以便：继续用第二较大直吹空气量并在第二较高的富燃烧程度下运转第一汽缸组一段持续时间，直到增压压力高于阈值。此外，虽然用第一或第二直吹空气量运转第一汽缸组，但是控制器可以用小于第一和第二直吹空气量中的每个的第三直吹空气量来运转第二汽缸组。
现在转向图5，其示出根据增压需求调整多汽缸发动机的专用EGR汽缸组和剩余发动机汽缸的运转的示例方法500。该方法允许涡轮迟滞被减小而不牺牲EGR。
在502处，该程序包含估计和/或测量发动机工况，例如发动机转速、负荷、增压、MAP、进气空气流、诸如环境压力、温度、湿度的环境条件，等等。在504处，根据发动机工况，可以确定所需的排气再循环(EGR)的量。具体地，可以基于发动机工况确定所需的发动机稀释的量，并且可以根据所需的发动机稀释确定EGR速率。例如，在较低的发动机转速和负荷下可以请求较高的发动机稀释，而在较高的发动机转速和负荷下可以请求较低的发动机稀释。因此，可以通过将仅来自专用EGR汽缸组(例如，仅来自图1-2中的发动机10的汽缸4)的排气再循环到所有发动机汽缸(所有的汽缸1-4)来提供EGR。
在506处，可以基于所请求的发动机稀释确定用于(一个或更多个)专用EGR汽缸的运转的目标空燃比。例如，当EGR请求低于阈值时，专用EGR 汽缸组可以比理想配比更稀地运转。在另一示例中，当EGR请求高于阈值时，专用EGR汽缸组可以比理想配比更富地运转。在508处，专用EGR汽缸组的供油可以被调整以提供专用汽缸组内的目标空燃比。在一个示例中，其中基于较低的发动机稀释需求而要求专用EGR汽缸组的稀化，稀化可以包含比理想配比更稀地对专用EGR汽缸组(并且不是剩余发动机汽缸)供油，稀程度被调整以提供到剩余发动机汽缸的排气再循环的所需量。在另一示例中，其中基于较高的发动机稀释需求而要求专用EGR汽缸组的富，富可以包含比理想配比更富地对专用EGR汽缸组(并且不是剩余发动机汽缸)供油，富程度被调整以提供到剩余发动机汽缸的排气再循环的所需量。正如参考图1-2 论述的，在将来自专用EGR汽缸组的排气再循环到每个剩余发动机汽缸之前，将该排气输送到耦接到专用EGR汽缸组下游的水煤气变换催化剂。水煤气变换催化剂使用来自专用EGR汽缸的排气的碳氢化合物产生额外的氢气。富氢排气然后被再循环到发动机进气。因此，在水煤气变换催化剂处接收的来自专用EGR汽缸组的排气的氢浓度低于从水煤气变换催化剂再循环到每个剩余发动机汽缸的排气的氢浓度。通过将富氢EGR再循环到发动机，可以在引起燃烧稳定性问题之前提供较大的发动机稀释量。随着所需发动机稀释的增加，专用EGR汽缸组的目标空燃比可以被进一步富从而来自汽缸的富排气能够被 WGS催化剂用来生成富氢EGR。这是因为燃烧稳定性在此类工况期间可能是个问题。
在510处，该程序包含将来自专用EGR汽缸组的排气再循环到每个剩余发动机汽缸和专用EGR汽缸组。特别地，仅来自专用EGR汽缸组的排气经由第一涡轮被再循环到所有发动机汽缸的进气端口上游处的发动机进气歧管。同样，第一涡轮可以是第一、较小涡轮，其被配置为选择性地接收只来自专用EGR汽缸组(并且不是剩余发动机汽缸)的排气。第一、较小涡轮可以被耦接到第一、较小进气压缩机。因此，来自专用汽缸组的排气流可以使第一涡轮旋转，该第一涡轮然后驱动第一压缩机。穿过第一涡轮之后，排气可以被再循环到剩余发动机汽缸。
同样，第一涡轮可以区别于接收来自剩余发动机汽缸的排气的第二涡轮。在512处，该程序包含在通过排气尾管将来自剩余发动机汽缸的排气释放到大气之前使排气流过第二涡轮。第二涡轮可以是第二、较大涡轮(大于第一涡轮)，其被配置为选择性地接收只来自非专用EGR汽缸组(并且不是专用 EGR汽缸组)的排气。第二、较大涡轮可以被耦接到第二、较大进气压缩机。在一个示例配置中，如图1所示，其中第一和第二涡轮以串行配置来布置，第一(较小)进气压缩机被定位在发动机进气内第二(较大)进气压缩机的上游。因此，来自非专用汽缸组的排气流可以使第二涡轮旋转，第二涡轮然后驱动第二压缩机。第二压缩机压缩被第一压缩机压缩过的进气空气。在替换布置中，涡轮可以按并行配置来布置。
在514处，可以确定是否存在增压需求的瞬时增加。例如，可以确定是否存在操作者踩踏板事件。如果加速器踏板被操作者压低，则可以确认操作者踩踏板事件，从而表明更高的增压和发动机输出需求。如果在516没有确认操作者踩踏板事件，则该程序包含继续按照所确定的对专用汽缸组供油。此外，剩余发动机汽缸的供油可以根据专用EGR汽缸组的供油进行调整，从而将总的发动机排气空燃比维持在理想配比。
如果操作者踩踏板事件被确认，则在518处，该程序包含响应于操作者踩踏板，调整从专用EGR汽缸组经由第一涡轮再循环到发动机进气的排气的空燃比。特别地，空燃比可以基于踩加速器踏板时的增压需求来调整，包含踩加速器踏板时增压压力与请求的增压压力之间的差值。空燃比可以基于踩加速器踏板时的EGR需求来进一步调整。例如，空燃比可基于升高增压水平时要求的发动机稀释而进一步调整。
在一个示例中，调整包含响应于踩加速器踏板，从比理想配比更稀地运转专用汽缸组(在发动机怠速期间)转换到比理想配比更富地运转专用汽缸组。在此，踩加速器踏板时的增压需求可以高于阈值增压，并且踩加速器踏板时的EGR需求可以高于阈值稀释。富可以基于至少旋转第一涡轮所需要的热量，富运转的富程度随着踩加速器踏板时增压需求的增加而增加。富运转的富程度可以随着踩加速器踏板时EGR需求的增加而进一步增加。更进一步地，控制器可以确定将涡轮加速旋转以达到升高的增压所需的第一富量和可提供已确定的发动机稀释所需的第二富量。然后控制器可以通过在第一和第二量之间插值来确定应用的富量。
在另一示例中，调整包含响应于踩加速器踏板，从比理想配比更富地运转专用汽缸组(在发动机怠速期间)转换到比理想配比更稀地运转专用汽缸组。在此，踩加速器踏板时的增压需求可以高于阈值增压，并且踩加速器踏板时的EGR需求可以低于阈值稀释。稀运转的稀程度可以随着踩加速器踏板时增压需求的增加而增加。稀运转的稀程度可以随着踩加速器踏板时EGR需求的降低而进一步增加。更进一步地，控制器可以确定使涡轮加速旋转以达到升高的增压所需的第一稀量和提供已确定的发动机稀释所需的第二稀量。然后控制器可以通过在第一和第二量之间插值来确定应用的稀量。
确定专用EGR汽缸组的修正目标空燃比之后，该程序返回到508以相应地调整专用EGR汽缸组的供油。此外，剩余发动机汽缸的供油可以根据专用 EGR汽缸组的供油来调整，从而将总的发动机排气空燃比维持在理想配比或者理想配比附近。来自专用EGR汽缸组的排气随后可以被用于加速旋转第一涡轮并且促进增压压力形成。用这种方式，涡轮迟滞被减小。
现在转向图6，图6 的 600描述专用和非专用EGR汽缸组供油的示例调整，以允许增压控制。图6 的 600在图线 602描绘专用汽缸组的供油(燃料-D)，在图线 604处描述操作者踏板位置，在图线 606处描述涡轮转速，在图线 608处描述增压压力，在图线 610处描述EGR流，在图线 612描述发动机转速，以及在图线 614处描述尾管空燃比。所有的图被示为随着时间推移(沿x轴)。
在t1之前，发动机可以处于具有低发动机转速的发动机怠速工况。在这些工况期间，涡轮转速可能是低的，因为增压需求和增压压力可能是低的。例如，发动机可以无增压地进行运转。此外，发动机稀释要求可能是低的。因此，专用EGR汽缸可以比理想配比更稀地进行运转，其中稀的程度随着发动机稀释的改变(但是仍处于阈值水平以下)而调整。同样，剩余发动机汽缸的供油可以基于专用EGR汽缸的稀运转而调整，从而将发动机的尾管排气空燃比维持在理想配比附近。
在t1时，踩踏板事件可以发生。基于踩加速器踏板事件，所需增压压力的增加被确定。此外，基于发动机工况，在升高的增压水平下要求更高的EGR。因此，响应踩加速器踏板事件，专用EGR汽缸被富，富的程度基于所需增压压力的增加和所需发动机稀释的增加而调整。随着增压压力或EGR需求降低，富的程度可以被降低。通过变换到使用富排气，促进了涡轮加速旋转。同样，在不存在空燃比变化时，涡轮加速旋转可能已经缓慢发生，如虚线段605所示。
在t1和t2之间，发动机怠速工况通过由以富燃运转的专用EGR汽缸提供的更高的发动机稀释而重新开始。在t2处，另一踩踏板事件可以发生。t2 时的踩加速器踏板事件可以是比t1时的踩加速器踏板事件更小的踩加速器踏板事件。基于t2时的踩加速器踏板事件，确定要求增压压力的较小增加。此外，基于发动机工况，在升高增压水平时要求较低的EGR。因此，响应踩加速器踏板事件，专用EGR汽缸被变稀，稀程度可基于所需增压压力的增加和所需发动机稀释的降低来调整。随着增压需求降低或EGR需求增加，稀程度可以被降低。通过变换到使用稀排气，促进了涡轮加速旋转。同样，在不存在空燃比变化的情况下，涡轮加速旋转也可能已经缓慢地发生，如虚线段607 所示的。
用这种方式，排气被从单个汽缸选择性地再循环到所有发动机汽缸，并且在第一工况期间，单个汽缸在发动机怠速期间以比理想配比更稀地运转，并且响应操作者踩加速器踏板，单个汽缸被富化。在第二不同工况期间，单个汽缸在发动机怠速期间以理想配比更富地运转，并且响应操作者踩加速器踏板，单个汽缸被稀化。这里，第一工况期间的踩加速器踏板是比第二工况期间的踩加速器踏板更大的踩加速器踏板。作为另一示例，在第一工况期间踩加速器踏板时的增压需求高于第二工况期间踩加速器踏板时的增压需求。更进一步地，在增压发动机运转期间的发动机稀释需求在第一工况期间较高，并且在第二工况期间较低。因此，在第一和第二工况中的每个期间，将排气从单个汽缸选择性地再循环到所有发动机汽缸包括通过第一较小涡轮将排气从单个汽缸组再循环到发动机进气，同时来自剩余发动机汽缸的排气被流过第二较大涡轮，第一涡轮被耦接到定位在第二压缩机的上游的第一压缩机，第二压缩机被耦接到第二涡轮。
在另一示例中，发动机系统包括具有进气道和排气道的发动机；从进气道接收空气充气的第一和第二汽缸组；被配置为将仅来自第一汽缸组的排气再循环到进气道的EGR通道；被定位在EGR通道内的第一较小涡轮，第一涡轮驱动进气道内的第一压缩机；以及被定位在第二汽缸组下游的排气道内的第二较大涡轮，第二涡轮驱动定位在进气道内的第一压缩机下游的第二压缩机。发动机系统进一步包含具有计算机可读指令的控制器，以便：在怠速工况期间，比理想配比更稀地运转第一汽缸组，同时以理想配比或者在理想配比附近运转第二汽缸组；以及响应于在高增压水平时请求发动机稀释的踩加速器踏板事件，将第一汽缸组转换到以比理想配比更富地运转一持续时间直到增压压力高于阈值。以比理想配比更富地运转第一汽缸组的富程度基于踩加速器踏板事件的增压压力与阈值的差值，并且进一步基于所请求的发动机稀释。富程度随着差值的增加和所请求的发动机稀释的增加而增加。在一个示例中，第一汽缸组具有比第二汽缸组更少数量的汽缸。
在另一示例中，一种用于发动机的方法包括：响应于操作者踩加速器踏板，调整经由第一涡轮从专用汽缸组再循环到发动机进气的排气的空燃比，第一涡轮区别于从剩余发动机汽缸接收排气的第二涡轮。调整可以基于踩加速器踏板时的增压需求。调整可以进一步基于踩加速器踏板时的EGR需求。用这种方式，可以同时提供较高的EGR速率和较高水平的发动机增压，从而改善燃料经济性。
作为示例，在怠速工况期间，多汽缸发动机的专用EGR汽缸可以比理想配比更稀地运转。来自汽缸的排气可以穿过耦接到汽缸下游的水煤气变换(WGS)催化剂，以便于从排气内的碳氢化合物中产生氢气。来自专用EGR 汽缸的富氢排气然后经由EGR通道被再循环到所有的发动机汽缸以便改进燃烧稳定性。响应于操作者踩加速器踏板，专用EGR汽缸可以被变富。同样，在将来自专用EGR汽缸的排气再循环到剩余的汽缸之前，该排气可以流过第一较小涡轮。通过响应于踩加速器踏板来使专用汽缸变富，该富可以被用于促进第一涡轮加速旋转并且减小涡轮迟滞。例如，专用EGR汽缸的富化可以基于踩加速器踏板时的增压压力和期望的增压压力之间的差值来调整。来自剩余汽缸的排气然后被导向到第二较大涡轮。第一涡轮可以被耦接到第一较小压缩机，第一较小压缩机被耦接到第二较大压缩机上游，第二较大压缩机被耦接到第二涡轮。因此，通过使用富排气来加速旋转第一涡轮，由第一和第二压缩机提供的增压可以被增加，因而减小涡轮迟滞。
此外，第一涡轮之后，来自专用汽缸的富排气可以流过WGS催化剂以便增加被再循环到剩余发动机汽缸的排气的富氢。这种更高氢含量的排气允许在燃烧稳定性被影响之前更多的EGR被再循环到剩余发动机汽缸。因此，这允许在发动机增压运转时提供EGR。
用这种方式，来自专用EGR汽缸的排气能量能够被用来运转专用涡轮并且减小增压发动机系统内的涡轮迟滞。通过从专用EGR汽缸中捕获排气能量，可以使用较小的涡轮实现涡轮加速旋转。此外，甚至在较低的发动机转速下涡轮迟滞也能够被解决。进一步地，由于排气在被再循环之前流过涡轮两端，因此可实现排气温度的降低。被再循环到发动机进气的产生的较冷的EGR能够实现更缓慢的燃烧，同时也控制吸入EGR的汽缸的爆震。这改善了发动机燃烧稳定性。通过响应于踩加速器踏板而使专用EGR汽缸变富，同时也向专用EGR汽缸提供直吹空气，富燃烧能够被用于促进涡轮加速旋转而不减弱排气催化剂性能，同时也能够在更高的增压水平时实现更高的发动机稀释。用这种方式，EGR优点能够被延伸到更广的工况范围。
注意，本文包含的示例控制和估计程序能够与不同的发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文所述的具体程序可以表示任何数量的处理策略(例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)中一种或多种。同样，所说明的各种动作、操作或功能可以以所说明的顺序执行、并行地执行，或在某些情况下被省略。同样，处理的顺序不是必须要求以实现本文所述的示例实施例的特征和优点，但是其被提供以便于说明和描述。所说明动作或功能中的一个或多个可以根据所使用的特定策略而被重复地进行。进一步地，所描述的动作可以图解地表示成代码，该代码被编程到发动机控制系统内的计算机可读存储介质中。
将会意识到的是，本文公开的配置和程序在本质上是示例性的，并且这些具体实施例不被认为具有限制意义，因为数个变化是可能的。例如，以上技术能够被应用到V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其他的发动机类型。本公开的主题包含不同系统和配置的所有新颖且非显而易见组合和子组合，以及本文公开的其他特征、功能和/或属性。
之后的权利要求特别指出某些组合和子组合被认为是新颖且非显而易见的。这些权利要求可以指“某个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应该被理解为包含一个或多个这种元件的合并，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/或属性的其他组合和子组合可以通过修改本权利要求书或通过在本本申请或相关申请中提出新的权利要求而被声明。这种权利要求、无论比原始权利要求的范围更宽、更窄、相同或不同，也都被认为是被包含在本公开的主题内。

Claims (17)

1.一种用于发动机的方法，其包括：
以富汽缸燃烧和比剩余发动机汽缸更多的直吹空气运转专用EGR汽缸组，所述专用EGR汽缸组经由第一涡轮将排气再循环到发动机进气，所述第一涡轮区别于从剩余发动机汽缸接收排气的第二涡轮，
其中所述第一涡轮是耦接到第一较小进气压缩机的第一较小涡轮，并且其中所述第二涡轮是耦接到第二较大进气压缩机的第二较大涡轮，在所述发动机进气中，所述第一较小进气压缩机被定位在所述第二较大进气压缩机上游。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述运转响应于操作者踩加速器踏板。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述富汽缸燃烧的富程度基于所述踩加速器踏板时的增压需求和汽缸燃烧稳定性中的一个或多个。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述富汽缸燃烧的所述富程度随着所述增压需求的增加而增加。
5.根据权利要求3所述的方法，其中当存在增压需求和汽缸燃烧不稳定性时所述富汽缸燃烧的所述富程度较高，而当存在增压需求和汽缸燃烧稳定性时所述富程度较低。
6.根据权利要求1所述的方法，其中用更多的直吹空气运转所述专用EGR汽缸组包含以更多的正气门重叠运转所述专用EGR汽缸组。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述专用EGR汽缸组的进气门和排气门被耦接到较快的第一致动凸轮相位器，并且其中所述剩余发动机汽缸的进气门和排气门被耦接到较慢的第二致动凸轮相位器，并且其中以更多的气门重叠运转所述专用EGR汽缸组包括将所述第一致动凸轮相位器从减小的气门重叠的第一位置致动到增加的气门重叠的第二位置。
8.根据权利要求6所述的方法，其中以更多的气门重叠运转所述专用EGR汽缸组包括用完全正进气气门到排气气门重叠运转所述专用EGR汽缸组，同时用小于完全正进气气门到排气气门重叠的气门重叠运转所述剩余发动机汽缸。
9.根据权利要求1所述的方法，其中以富汽缸燃烧和比剩余发动机汽缸更多的直吹空气运转专用所述EGR汽缸组被继续直到满足下述之一：所述第一涡轮的涡轮转速超过阈值转速，以及增压压力超过阈值压力。
10.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括：在所述第一涡轮的所述涡轮转速超过所述阈值之后，至少基于EGR需求和所述剩余发动机汽缸的燃烧稳定性减少通过所述专用EGR汽缸的直吹空气并且调整所述专用EGR汽缸组的燃料喷射。
11.根据权利要求10所述的方法，其中调整燃料喷射包含用基于EGR需求的富程度运转所述专用EGR汽缸组，到所述专用EGR汽缸组的燃料喷射的所述富程度随着发动机EGR需求的增加而增加。
12.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括：在所述踩加速器踏板期间维持所述排气从所述专用汽缸组到剩余发动机汽缸的再循环，并且其中通过所述第一涡轮将来自所述专用汽缸组的排气再循环到每个所述剩余发动机汽缸之前，所述排气被输送到耦接在所述专用汽缸组下游的水煤气变换催化剂。
13.一种用于增压发动机的方法，其包括：
将来自单个汽缸的排气选择性地再循环到所有发动机汽缸；
在第一工况期间，发动机怠速期间以比理想配比更稀地运转所述单个汽缸，并且响应于操作者踩加速器踏板，使所述单个汽缸变富；以及
在第二工况期间，发动机怠速期间以比理想配比更富地运转所述单个汽缸，并且响应于操作者踩加速器踏板，使所述单个汽缸变稀，
其中所述第一工况期间的所述踩加速器踏板是具有更高的增压需求的比所述第二工况期间的所述踩加速器踏板更大的踩加速器踏板，并且其中在所述第一工况和所述第二工况中的每个期间，将来自所述单个汽缸的排气选择性地再循环到所有发动机汽缸包括经由较小的第一涡轮将来自所述单个汽缸组的排气再循环到发动机进气，而来自剩余发动机汽缸的排气被流过较大的第二涡轮，所述第一涡轮被耦接到第一压缩机，所述第一压缩机被定位在耦接到所述第二涡轮的第二压缩机的上游。
14.根据权利要求13所述的方法，其中增压发动机运转期间的发动机稀释需求在所述第一工况期间较高，并且在所述第二工况期间较低。
15.一种发动机系统，其包括：
发动机，其具有进气道和排气道；
第一汽缸组和第二汽缸组，其从所述进气道接收空气充气；
较快的第一致动凸轮相位器，其被耦接到所述第一汽缸组的汽缸气门；
较慢的第二致动凸轮相位器，其被耦接到所述第二汽缸组的汽缸气门；
EGR通道，其被配置为将仅来自所述第一汽缸组的排气再循环到所述进气道；
较小的第一涡轮，其被定位在所述EGR通道中，所述第一涡轮驱动所述进气道中的第一压缩机；
较大的第二涡轮，其被定位在所述第二汽缸组的所述排气道下游中，所述第二涡轮驱动第二压缩机，所述第二压缩机被定位在所述进气道中的所述第一压缩机下游；以及
控制器，其具有计算机可读指令以便：
在怠速工况期间，用较少的第一直吹空气量并在富燃烧的第一程度下运转所述第一汽缸组，所述第一程度基于发动机EGR需求；以及
响应于踩加速器踏板事件，转换所述第一致动凸轮相位器以便用较大的第二直吹空气量并且在较高的富燃烧的第二程度下运转所述第一汽缸组，所述第二程度基于所述踩加速器踏板事件时的增压需求。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述控制器包含另外的指令以便：
继续以所述较大的第二直吹空气量并且在所述较高的富燃烧的第二程度下运转所述第一汽缸组一段持续时间，直到增压压力高于阈值。
17.根据权利要求16所述的系统，在以所述第一直吹空气量或所述第二直吹空气量运转所述第一汽缸组时，用小于所述第一直吹空气量和所述第二直吹空气量中的每个的第三直吹空气量运转所述第二汽缸组。
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