本申請要求2015年6月22號提交的德國專利申請No.102015211437.6以及2015年7月15號提交的德國專利申請No.102015213231.5的優(yōu)先權(quán)，所述申請中的每個的全部內(nèi)容在此以參考的方式并入用于所有目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及用于增壓式內(nèi)燃發(fā)動機的充氣壓力控制的方法。

背景技術(shù)：
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技術(shù)實現(xiàn)要素：

內(nèi)燃發(fā)動機具有汽缸體和至少一個汽缸蓋，兩者彼此連接以形成汽缸。為了控制充氣交換，內(nèi)燃發(fā)動機需要控制元件——通常為提升閥的形式，以及用于致動這些控制元件的致動設(shè)備。每個提升閥移動，以便實現(xiàn)，即執(zhí)行打開位置和關(guān)閉位置之間的閥升程，且這樣做，在打開持續(xù)時間期間，打開與閥相關(guān)聯(lián)的開口。閥(包括閥自身)移動所需的閥致動機構(gòu)稱為閥驅(qū)動。汽缸蓋常用于容納閥驅(qū)動。

在充氣交換期間，燃燒氣體經(jīng)由汽缸的排氣口排放，且?guī)в性鰤嚎諝獾娜紵业某錃饨?jīng)由進氣口發(fā)生。閥驅(qū)動的目的是在正確的時間打開和關(guān)閉進氣口和排氣口，且通常尋求最大可能的流動橫截面的快速打開以便保持流入氣體流和流出氣體流中的低節(jié)流損失并以便確保汽缸的盡可能好的充氣和排氣的有效排放。因此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，汽缸也常設(shè)有兩個或更多個進氣口和排氣口。

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，通向進氣口的進氣導(dǎo)管，和鄰接排氣口的排氣管路至少部分整合在汽缸蓋中。汽缸的排氣管路通常被合并以形成一個共用的總排氣管路，要么就是成組以形成兩個或更多個總排氣管路。排氣管路合并以形成總排氣管路通常稱為排氣歧管。

在歧管下游，為了增壓內(nèi)燃發(fā)動機的目的，排氣可被供應(yīng)到至少兩個排氣渦輪增壓器的渦輪機，且適宜時被供應(yīng)到一個或多個排氣后處理系統(tǒng)。

例如，相比機械增壓器，排氣渦輪增壓器的優(yōu)點在于增壓器和內(nèi)燃發(fā)動機之間不存在或不需要用于傳輸功率的機械連接。雖然機械增壓器從內(nèi)燃發(fā)動機抽取完全驅(qū)動其所需的能量，且從而減少輸出功率并因此不利地影響效率，但是排氣渦輪增壓器利用熱排氣的排氣能量。

排氣渦輪增壓器包括壓縮機和渦輪機，兩者都布置在相同的軸上。熱排氣流被給送到渦輪機且在渦輪機中膨脹，伴隨能量釋放，其結(jié)果是，軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)。通過排氣流供應(yīng)到渦輪機且最終供應(yīng)到軸的能量用于驅(qū)動同樣布置在軸上的壓縮機。壓縮機輸送并壓縮供應(yīng)到其的增壓空氣，其結(jié)果是，獲得至少兩個汽缸的增壓?？商峁┰鰤嚎諝饫鋮s布置，通過所述增壓空氣冷卻布置，壓縮的增壓空氣在進入汽缸之前被冷卻。

增壓主要用于增加內(nèi)燃發(fā)動機的功率。這里，燃燒過程所需的空氣被壓縮，其結(jié)果是，較大的空氣質(zhì)量在每個工作循環(huán)中能夠被供應(yīng)到每個汽缸。這樣，燃料質(zhì)量能夠增加，且因此平均壓力能夠增加。增壓是在維持不變的容積排量(swept volume)的同時增加內(nèi)燃發(fā)動機的功率，或在維持相同的功率的同時減少容積排量的合適的手段。在任何情況下，增壓導(dǎo)致容積功率輸出的增加和改善的功率-重量比。如果容積排量減少，假定相同的車輛邊界條件，因此朝較高負(fù)荷共同轉(zhuǎn)移負(fù)荷是可行的，在所述較高負(fù)荷處具體的燃料消耗較低。

基本尋求：盡可能接近汽缸的排氣口布置排氣渦輪增壓器的渦輪機以便因此能夠最佳利用明顯通過排氣壓力和排氣溫度確定的熱排氣的排氣焓，并確保渦輪機的快速響應(yīng)行為且因此確保渦輪增壓器的快速響應(yīng)行為。在這方面，還尋求使熱惰性以及汽缸的排氣口和渦輪機的排氣口之間的管路系統(tǒng)的容積最小化，這可通過減少排氣管路的質(zhì)量和長度實現(xiàn)。這里，排氣歧管到汽缸蓋中的整合有利于實現(xiàn)該目的。

排氣渦輪增壓的配置常造成困難，其中基本尋求獲得所有轉(zhuǎn)動速度范圍內(nèi)的顯著的性能增加。然而，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在某一發(fā)動機轉(zhuǎn)速下沖的事件中觀察到扭矩下降。如果有人考慮到充氣壓力比取決于渦輪機壓力比，所述扭矩下降是可理解的。例如，如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低，這導(dǎo)致較小的排氣質(zhì)量流量且因此導(dǎo)致較低的渦輪機壓力比。這具有這樣的結(jié)果：朝較低的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，充氣壓力比和充氣壓力同樣減少，這等同扭矩下降。

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，已經(jīng)尋求通過各種措施改善增壓式內(nèi)燃發(fā)動機的扭矩特性，例如通過渦輪機橫截面的小的設(shè)計和同時的排氣放氣。這種渦輪機也稱為廢氣門渦輪機。如果排氣流速超過臨界值，在所謂的排氣放氣期間，一部分排氣流經(jīng)由穿過渦輪機的旁通管路引導(dǎo)。所述方法具有這樣的缺點：在相對高的發(fā)動機轉(zhuǎn)速處或在相對大的排氣流速的情況下，增壓行為是不充足的。

扭矩特性還可受串聯(lián)連接的多個排氣渦輪增壓器的有利影響。通過串聯(lián)連接兩個排氣渦輪增壓器，其中一個排氣渦輪增壓器用作高壓級且一個排氣渦輪增壓器用作低壓級，壓縮機特性圖能夠有利地擴大，特別是在較小的壓縮機流的方向上和在較大的壓縮機流的方向上。

具體地，關(guān)于用作高壓級的排氣渦輪增壓器，喘振極限在較小壓縮機流的方向上轉(zhuǎn)移是可行的，其結(jié)果是，即使利用小的壓縮機流也能夠獲得高充氣壓力比，這在較低發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)可大大改善扭矩特性。這通過設(shè)計用于小的排氣質(zhì)量流量的高壓渦輪機且通過提供旁通管路實現(xiàn)，通過所述旁通線路，隨著排氣質(zhì)量流量不斷增加，不斷增加的排氣量被引導(dǎo)穿過高壓渦輪機。為此，旁通管路從高壓渦輪機上游的排氣排放系統(tǒng)分支出來并又通向低壓渦輪機上游的排氣排放系統(tǒng)中，其中關(guān)閉元件布置在旁通管路中以便控制被引導(dǎo)穿過高壓渦輪機的排氣流。相比帶有單級增壓的類似的內(nèi)燃發(fā)動機，以這種方式增壓的內(nèi)燃發(fā)動機的響應(yīng)行為大大改善，因為相對小的高壓級不那么遲緩了，即較小尺寸的排氣渦輪增壓器的馬達能夠被更快地加速。

此外，增壓式內(nèi)燃發(fā)動機的扭矩特性可通過并聯(lián)布置的多個渦輪增壓器(即通過并聯(lián)布置的相對小的渦輪機橫截面的多個渦輪機)被改善，其中隨著排氣流速不斷增加，各個渦輪機可被依次激活。至少一個渦輪機可為可激活的渦輪機的形式，所述渦輪機利用排氣起作用，即僅在存在相對高的排氣流速的情況下被激活。

為了進一步改善扭矩特性，內(nèi)燃發(fā)動機的每個汽缸可安裝有至少一個可激活的排氣口。那么至少兩個汽缸的排氣管路以分組的方式合并以使得可激活的排氣口的排氣管路和其它排氣口的排氣管路合并(在排氣歧管形成的每種情況下)，從而形成總排氣管路。

可激活的排氣口的排氣管路通向第一排氣渦輪增壓器的渦輪機，且其它排氣口的排氣管路通向第二排氣渦輪增壓器的渦輪機。被分配到可激活的排氣口的第一渦輪機因此為可激活的渦輪機的形式。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，可激活的排氣口在充氣交換期間打開，且激活的第一渦輪機因此僅在存在相對大的排氣流速的情況下利用排氣起作用。

相比其中單一一致的排氣管路系統(tǒng)設(shè)置在兩個渦輪機上游的概念，上述分組，即兩個相互獨立的排氣歧管的使用，明顯改善內(nèi)燃發(fā)動機的操作行為，尤其在低排氣流速處，尤其因為排氣通過其連續(xù)不斷流動的第二渦輪機上游的管路容積的大小通過該措施減小，這是有利的，且尤其改善低負(fù)荷和發(fā)動機轉(zhuǎn)速處(即在存在低排氣流速的情況下)的響應(yīng)行為。

然而，還存在產(chǎn)生的缺點。當(dāng)可激活的渦輪機停用時，可激活的渦輪機的轉(zhuǎn)動速度大幅降低，以使得在重新激活時，所述渦輪機的馬達最初必須加速以便能夠在壓縮機側(cè)生成并提供期望的充氣壓力。響應(yīng)行為因此受損。

為了確?？杉せ畹臏u輪機的最小轉(zhuǎn)動速度，即使當(dāng)其排氣口停用時，可激活的渦輪機可被供應(yīng)小的排氣流。為此，用相應(yīng)的管路使第二排氣歧管連接到第一渦輪機是必需的，可能使用至少一個額外的關(guān)閉元件，盡管這不利地增加渦輪機上游的排氣管路系統(tǒng)的復(fù)雜性和空間要求。此外，管路將在兩個排氣歧管之間建立連接，且上面所述的分組被消除。通過使用兩個相互獨立的排氣歧管獲得的效果至少被減輕。

使用上述類型的可激活的渦輪機(其中可激活的排氣口用作切換裝置)的另一缺點在于，在激活排氣口用于激活渦輪機的目的時，通過第二渦輪機引導(dǎo)的排氣流突然減少，因為在每個汽缸中現(xiàn)在有另外的排氣口，特別是激活的排氣口，該激活的排氣口可用于充氣交換期間的排氣。在第一渦輪機激活時，由第二壓縮機生成的充氣壓力然后突然降低。與充氣壓力的下降相關(guān)的扭矩下降是不可取的。在該方面，用于在第一渦輪機激活時改善排氣渦輪增壓布置的瞬時行為的措施是可取的。

發(fā)明人在此已經(jīng)意識到上述問題并提供至少部分解決它們的方法。在一個實例中，方法包括響應(yīng)于第一渦輪增壓器的第一渦輪機的停用，使汽缸的排氣閥停用以使排氣從汽缸流到第二渦輪增壓器的第二渦輪機，并經(jīng)由耦接到第二渦輪增壓器的電機以發(fā)電機模式調(diào)整第二渦輪增壓器的速度。該方法還包括，響應(yīng)于第一渦輪機的激活，激活排氣閥以使排氣從汽缸流到第一渦輪機和第二渦輪機，并經(jīng)由電機以輔助驅(qū)動模式調(diào)整第二渦輪增壓器的速度。

這樣，當(dāng)?shù)谝粶u輪機在停用或激活過程中時，電機可以以發(fā)電機器模式或輔助驅(qū)動模式被激活以吸收第二渦輪增壓器的轉(zhuǎn)動能或?qū)⑥D(zhuǎn)動能供應(yīng)到第二渦輪增壓器。通過這樣做，內(nèi)燃發(fā)動機的排氣渦輪增壓布置和扭矩特性，尤其是瞬時行為，能夠進一步改善。

在另一實例中，在第一渦輪機的激活或停用期間可發(fā)生的增壓波動可通過調(diào)整第二渦輪機的廢氣門并經(jīng)由閥正時、升程，和/或非停用的汽缸閥的持續(xù)時間的調(diào)整調(diào)整汽缸充氣量而被控制。本文提供的實例方法包括，響應(yīng)于激活停用的第一渦輪機的命令，關(guān)閉橫跨第二渦輪機耦接的廢氣門并調(diào)整第一汽缸閥的參數(shù)。該方法還包括通過激活第二汽缸閥激活第一渦輪機。在一個實例中，第一汽缸閥可為控制流體地耦接到第二渦輪機(不是第一渦輪機)的汽缸的第一開口的部分可變排氣閥，且第二汽缸閥可為控制流體地耦接到第一渦輪機(不是第二渦輪機)的汽缸的第二開口的可停用的排氣閥。在另一實例中，第一汽缸閥可為進氣閥。在一個實例中，調(diào)整第一汽缸閥的參數(shù)可包括調(diào)整正時、升程，和/或第一汽缸閥的閥事件的持續(xù)時間以減少被準(zhǔn)許進入汽缸的增壓空氣體積。

這樣，在激活停用的排氣口之前，執(zhí)行初步措施以便使扭矩下降在第一渦輪機激活時以有效的方式被抵消是可行的，優(yōu)選沒有延遲。

因此，被引導(dǎo)穿過第二渦輪機的排氣流速憑借至少部分關(guān)閉廢氣門(也稱為第二關(guān)閉元件)或第二旁通管路來降低，其中第二渦輪機處由此生成的額外功率增加或?qū)⒃黾尤肟趥?cè)處的充氣壓力，所述額外的功率可用于額外的壓縮機功率。具體地，增加的充氣壓力根據(jù)本公開補償，因為汽缸新鮮充氣，即充氣交換之后汽缸中剩余的增壓空氣質(zhì)量被設(shè)置并用儀器測量，且具體地能夠保持恒定。后者進一步使用在入口側(cè)和/或出口側(cè)處提供的至少部分可變閥驅(qū)動執(zhí)行。

增加的或較高的充氣壓力可例如通過容積空氣使用的減少來補償。具體地，供應(yīng)到汽缸的增壓空氣質(zhì)量同時取決于充氣壓力和供應(yīng)的容積。即，增加的或較高的充氣壓力能夠通過減少容積效率λ_l被補償，其中下面應(yīng)用：

λ_l＝m_z/m_th＝V_z·ρ_z/V_th·ρ_th＝V_z/V_th

供應(yīng)的汽缸新鮮充氣的質(zhì)量由m_z表示且理論上可供應(yīng)的汽缸新鮮充氣由m_th表示，其中對于理論上的充氣密度ρ_th和汽缸中的充氣密度ρ_z，下面近似地應(yīng)用：ρ_th＝ρ_z。密度ρ在每種情況下通過充氣壓力確定。理論上的空氣使用V_th由容積排量和壓縮體積一起組成。

如果在初步措施的執(zhí)行期間所需求的扭矩保持不變(即，維持)，維持汽缸新鮮充氣的質(zhì)量是有必要的。在存在相對高的充氣壓力的情況下，有必要的是，至少部分可變閥驅(qū)動然后被調(diào)整以使得容積空氣使用v_z(即容積汽缸新鮮充氣)減少。這里，第二壓縮機在明顯比實際所需的轉(zhuǎn)動速度更高的轉(zhuǎn)動速度處操作，且因此具有目前的轉(zhuǎn)動速度儲備。

如果停用的排氣口現(xiàn)在被激活用于激活第一渦輪機的目的，經(jīng)由激活的排氣口從汽缸排放的排氣流速(即現(xiàn)在不在第二渦輪機處的排氣流)通過調(diào)整另外至少部分可變閥驅(qū)動設(shè)置汽缸新鮮充氣具體到提供所需求扭矩或維持目前占優(yōu)勢的扭矩的程度來補償。

當(dāng)激活第一渦輪機時，通過第二渦輪機引導(dǎo)的排氣流適當(dāng)?shù)販p少。然而，根據(jù)本公開，作為充氣壓力損失的結(jié)果，在現(xiàn)有技術(shù)中觀察到的扭矩下降被消除。

在第一渦輪機激活時扭矩下降能夠毫不延遲地幾乎被抵消，因為根據(jù)本公開，在入口側(cè)處，即在進氣系統(tǒng)的側(cè)端，使用至少部分可變閥驅(qū)動或通過正時的變化和/或所述閥驅(qū)動的閥升程的變化具體影響汽缸新鮮充氣。

該方法準(zhǔn)許帶有非?？斓捻憫?yīng)的充氣壓力控制。相比尋求通過調(diào)整第二關(guān)閉元件(即通過關(guān)閉第二旁通管路)增加或提高排氣側(cè)上的充氣壓力的方法，根據(jù)本公開用于控制充氣壓力的方法經(jīng)證明明顯更快。

應(yīng)該理解，提供上述發(fā)明內(nèi)容是為以簡化的形式介紹一些概念，這些概念在詳細(xì)描述中被進一步描述。這并不意味著識別所要求保護的主題的關(guān)鍵或必要特征，所要求保護的主題的范圍通過隨附的權(quán)利要求唯一限定。此外，所要求保護的主題不限于解決上述或在本公開的任何部分中提及的任何缺點的實施。

附圖說明

圖1示意性地示出內(nèi)燃發(fā)動機的實施例。

圖2是示出用于操作圖1的發(fā)動機的方法的流程圖。

圖3是示出用于操作圖1的發(fā)動機的另一方法的流程圖。

圖4是示出用于操作圖1的發(fā)動機的又一方法的流程圖。

具體實施方式

在本公開的上下文中，表述“內(nèi)燃發(fā)動機”尤其涵蓋奧托循環(huán)發(fā)動機，而且涵蓋柴油發(fā)動機和混合動力內(nèi)燃發(fā)動機，所述混合動力內(nèi)燃發(fā)動機利用混合動力燃燒過程，且還利用不僅包括內(nèi)燃發(fā)動機而且包括電機的混合動力驅(qū)動，所述電機驅(qū)動地可連接到內(nèi)燃發(fā)動機且所述電機從內(nèi)燃發(fā)動機接收功率，或所述電機作為可激活的輔助驅(qū)動額外地輸出功率。

用于燃燒發(fā)動機的典型的多渦輪增壓器概念是包括主渦輪增壓器和次渦輪增壓器的并聯(lián)順序布局。該概念能夠通過接通和斷開次渦輪增壓器滿足非常大的速度/負(fù)荷范圍內(nèi)的增壓需求。這通常可利用渦輪機入口處的關(guān)閉閥實現(xiàn)，所述關(guān)閉閥能夠中斷到渦輪機的排氣流以使得渦輪增壓器達到完全停止。該熱氣閥容易發(fā)生耐用性和可控性問題，且因此通過發(fā)動機排氣閥挺桿代替使用可切換的排氣閥挺桿和獨立的排氣歧管來接通或斷開次渦輪增壓器是可取的。

當(dāng)接通或斷開次渦輪增壓器時，可用于主渦輪增壓器的排氣流大幅波動，使得需要非常快的控制策略來補償可能的增壓壓力和扭矩偏差。一種方法是通過打開/關(guān)閉主渦輪增壓器的廢氣門來控制排氣流漂移。但是通常該設(shè)備太慢而不能令人滿意地使扭矩輸出變得平穩(wěn)。

因此，根據(jù)本文所公開的實施例，并聯(lián)順序渦輪增壓系統(tǒng)包括第一(次)渦輪增壓器和第二(主)渦輪增壓器。通過第一渦輪增壓器的排氣流可經(jīng)由可切換的排氣閥調(diào)節(jié)，以使得在第一渦輪增壓器的第一渦輪機和第二渦輪增壓器的第二渦輪機之間共享排氣容積流量，或例如通過使用可切換的排氣閥僅通向第二渦輪機。發(fā)動機的每個汽缸包括兩個或更多個排氣閥，以使得每個汽缸的每個第二排氣閥可停用以從排氣流切斷第二渦輪增壓器。

為了在接通或斷開第一渦輪增壓器期間能夠快速且可調(diào)整地控制到發(fā)動機的總氣流，電氣輔助渦輪增壓器(EA-TC)可用作主設(shè)備。例如，如果接通第一渦輪增壓器，由于排氣質(zhì)量流量的減少造成的第二渦輪增壓器的速度降低能夠通過EA-TC的電氣設(shè)備被補償，以使得渦輪增壓器速度能夠保持不變且因此增壓壓力能夠保持不變，直到第一渦輪增壓器已達到輸送適當(dāng)?shù)脑鰤簤毫Φ乃俣取?/p>

此外，EA-TC的電動馬達能夠用作第二渦輪增壓器的再生制動以當(dāng)即將斷開第一渦輪增壓器時避免超速且因此過高的增壓壓力峰值。

如果應(yīng)用復(fù)雜的增壓控制模型，可提前確定第二渦輪增壓器的所需的電氣輔助，從而在切換過程期間啟動快速的前進控制。這可包括電氣輔助渦輪增壓器通常提供的專門的速度信息。

在根據(jù)本公開的方法中，在停用的可切換的排氣口激活時，驅(qū)動地連接到第二排氣渦輪增壓器的電機用于使扭矩下降在第一渦輪機的激活時以有效的方式被抵消可行，優(yōu)選沒有延遲。如本文所用的“可切換的排氣口”指通過可停用的(例如，可切換的)排氣閥控制的汽缸中的開口(例如，端口)。

如果停用的排氣口被激活用于激活第一渦輪機的目的，使用作為輔助驅(qū)動的電機，經(jīng)由激活的排氣口從汽缸排放的排氣流速(即，現(xiàn)在不在第二渦輪機中的排氣流)被補償。電機然后額外地提供功率以驅(qū)動第二壓縮機，以使得能夠提供所需求的充氣壓力，或能夠維持占優(yōu)勢的充氣壓力。

第二壓縮機的驅(qū)動的功率不足通過充當(dāng)或用作輔助驅(qū)動的電機彌補，所述不足由在第一渦輪機激活時通過第二渦輪機引導(dǎo)的排氣流減少的事實引起。即，電機補償通過第二渦輪機引導(dǎo)的排氣流的減少，且因此補償渦輪機功率的減少。

當(dāng)激活第一渦輪機時，通過第二渦輪機引導(dǎo)的排氣流適當(dāng)?shù)販p少。然而，根據(jù)本公開，作為充氣壓力損失的結(jié)果，現(xiàn)有技術(shù)中觀察到的扭矩下降被消除。

第一渦輪機激活時的扭矩下降能夠毫不延遲地幾乎被抵消，因為根據(jù)本公開，在入口側(cè)，即進氣系統(tǒng)的側(cè)端，充氣壓力受影響，特別是使用電機。

該方法準(zhǔn)許帶有非常快的響應(yīng)的充氣壓力控制。相比充氣壓力通過第二渦輪機的廢氣門的調(diào)整被設(shè)置在排氣側(cè)上的方法，根據(jù)本公開用于控制充氣壓力的方法經(jīng)證明明顯更快。

上面關(guān)于停用的排氣口的激活或第一渦輪機的激活陳述的內(nèi)容也類似地適用于激活的排氣口的停用或第一渦輪機的停用，其中電機然后用作發(fā)電機以便從第二排氣渦輪增壓器的渦輪機吸收功率且因此降低充氣壓力，即防止充氣壓力峰值。這樣做，內(nèi)燃發(fā)動機的排氣渦輪增壓布置和扭矩特性，尤其是瞬時行為，能夠進一步改善。

根據(jù)本公開的內(nèi)燃發(fā)動機可具有至少一個排氣再循環(huán)布置，其包括再循環(huán)管路，所述再循環(huán)管路從排氣排放系統(tǒng)分支出來并通向進氣系統(tǒng)。排氣再循環(huán)(即燃燒氣體的再循環(huán))是減少氮氧化物排放的合適手段，其中利用不斷增加的排氣再循環(huán)速率大大減少氮氧化物排放是可行的。這里，排氣再循環(huán)速率x_EGR被確定為x_EGR＝m_EGR/(m_EGR+m_{fresh air})，其中m_EGR表示再循環(huán)的排氣的質(zhì)量，且m_{fresh air}表示適宜時通過壓縮機引導(dǎo)并壓縮的供應(yīng)的新鮮空氣。為了獲得氮氧化物排放的顯著減少，指示高排氣再循環(huán)速率，其可為x_EGR≈60％至70％的數(shù)量級。

提供增壓式內(nèi)燃發(fā)動機的實施例，其中用于調(diào)整再循環(huán)的排氣流速的閥布置在至少一個排氣再循環(huán)布置的再循環(huán)管路中。提供增壓式內(nèi)燃發(fā)動機的實施例，其中再循環(huán)管路從第二排氣渦輪增壓器的渦輪機下游的排氣排放系統(tǒng)分支出來并通向進氣系統(tǒng)，優(yōu)選在第二排氣渦輪增壓器的壓縮機下游。在所述所謂的高壓EGR情況下，排氣從渦輪機上游的排氣排放系統(tǒng)提取出來并送到壓縮機下游的進氣系統(tǒng)中，由此排氣在再循環(huán)之前不需要經(jīng)受排氣后處理，尤其是供應(yīng)到微粒過濾器，因為不存在壓縮機積垢的風(fēng)險。

然而，在操作帶有排氣渦輪增壓的內(nèi)燃發(fā)動機以及同時使用高壓EGR的情況下，可出現(xiàn)沖突，因為再循環(huán)的排氣不再可用于驅(qū)動渦輪機。在排氣再循環(huán)速率增加的事件中，引入渦輪機中的排氣流可能以突然的方式減少。通過渦輪機的降低的排氣質(zhì)量流量導(dǎo)致較低的渦輪機壓力比，其結(jié)果是，充氣壓力比也下降，其等于較低的充氣壓力和較小的增壓空氣流。

第二壓縮機的驅(qū)動的功率不足可根據(jù)本公開通過輔助驅(qū)動被補償，所述不足由作為排氣再循環(huán)的結(jié)果的通過第二渦輪機引導(dǎo)的排氣流減少的事實引起。

另一解決方案，或額外的解決方案由所謂的低壓EGR提供。相比高壓EGR，在低壓EGR的情況下，已流經(jīng)渦輪機的排氣被引入進氣系統(tǒng)中。為此，低壓EGR布置具有再循環(huán)管路，再循環(huán)管路從第二渦輪機下游的排氣排放系統(tǒng)分支出來并進入進氣系統(tǒng)，優(yōu)選第二壓縮機上游的進氣系統(tǒng)。

經(jīng)由低壓EGR布置再循環(huán)到入口側(cè)的排氣與新鮮空氣混合。新鮮空氣與以這種方式產(chǎn)生的再循環(huán)的排氣的混合物形成供應(yīng)到第二壓縮機并壓縮的增壓空氣。

由于在低壓EGR布置內(nèi)，排氣通常通過壓縮機引導(dǎo)，所述排氣之前可經(jīng)受排氣后處理，尤其在微粒過濾器中?？煞乐垢淖儔嚎s機幾何結(jié)構(gòu)(尤其是流動橫截面)且因此損害壓縮機效率的壓縮機中的沉積。

基于上述原因，同樣提供增壓式內(nèi)燃發(fā)動機的實施例，其中至少一個排氣再循環(huán)布置的再循環(huán)管路從第二渦輪機下游的排氣排放系統(tǒng)分支出來并通向相關(guān)的第二壓縮機上游的進氣系統(tǒng)中。

根據(jù)本公開的內(nèi)燃發(fā)動機也可具有兩個汽缸蓋。提供三個排氣渦輪增壓器也是可行的。在現(xiàn)有技術(shù)中，三缸直列式發(fā)動機很少安裝有并聯(lián)布置的兩個渦輪機。然而，根據(jù)本公開的排氣管路的合并準(zhǔn)許這樣且沒有問題，即使違背原則三缸直列式發(fā)動機僅不適于分組，尤其是汽缸分組。因此，還提供實施例，其中用于執(zhí)行根據(jù)本公開的方法的內(nèi)燃發(fā)動機具有帶有3個汽缸的汽缸蓋。

提供該方法的實施例，其中從停用的排氣口開始，停用的排氣口被激活用于激活第一渦輪機的目的，借助電機用作輔助驅(qū)動以便額外地輸出功率到第二排氣渦輪增壓器的壓縮機來補償通過第二渦輪機引導(dǎo)的不斷降低的排氣流速，因此提供需求的充氣壓力。

還提供該方法的實施例，其中從停用的排氣口開始，借助電機用作輔助驅(qū)動維持所述充氣壓力來激活所述第一渦輪機，輸出使得充氣壓力被維持的功率量到第二排氣渦輪增壓器的壓縮機。

在根據(jù)本公開的方法的背景下，通常所指的是所需求的充氣壓力的提供，其還涵蓋動態(tài)過程，即考慮停用的排氣口激活時負(fù)荷的變化。具體地，在第一渦輪機激活期間，所需求的充氣壓力也可增加或降低。

例如，甚至可為這樣的情況：在第一渦輪機激活期間，所需求的充氣壓力降低到使得用于提供額外的壓縮機功率不必要且甚至可能準(zhǔn)許電機用作發(fā)電機的程度，即使供應(yīng)到第二渦輪機的排氣流不斷減少。

然而，通常，輔助驅(qū)動是必需的以便額外地輸出功率到第二排氣渦輪增壓器的壓縮機，尤其如果充氣壓力維持不變或增加，即使通過第二渦輪機引導(dǎo)的排氣流不斷減少。

上面關(guān)于停用的排氣口的激活或第一渦輪機的激活進行的陳述類似地適用于激活的排氣口的停用或第一渦輪機的停用。

提供該方法的實施例，其中，從激活的排氣口開始，激活的排氣口停用用于使第一渦輪機停用的目的，通過第二渦輪機引導(dǎo)的不斷增加的排氣流速借助電機用作發(fā)電機以便從第二排氣渦輪增壓器的渦輪機吸收功率來補償，因此提供需求的充氣壓力。

提供該方法的實施例，其中從激活的排氣口開始，借助作為發(fā)電機的電機維持充氣壓力來停用第一渦輪機，從第二排氣渦輪增壓器的渦輪機吸收使得充氣壓力被維持的功率量。

關(guān)于上述變體，能夠再次在提供所需求的充氣壓力且考慮動態(tài)過程的方法變體和在目前占優(yōu)勢的充氣壓力基本保持不變(即維持)的變體之間進行區(qū)分。

例如，甚至可為這樣的情況：在第一渦輪機的停用期間，所需求的充氣壓力增加到使得用于提供額外的壓縮機功率的輔助驅(qū)動必要的程度，即使供應(yīng)到第二渦輪機的排氣流不斷增加。作為發(fā)電機用于防止或消散充氣壓力峰值的電機的使用然后被省略。

然而，通常，發(fā)電機是必需的以便從第二排氣渦輪增壓器的渦輪機吸收功率，尤其是如果充氣壓力維持不變或降低，即使通過第二渦輪機引導(dǎo)的排氣流不斷增加。

以下具體地討論可切換的排氣口的激活和停用的不同變體。

在該背景下，提供該方法的實施例，其中從停用的排氣口開始，借助與可切換的排氣口相關(guān)的可切換的排出閥被依次激活來激活第一渦輪機。在上述實施例中，在第一渦輪機激活時，可切換的排氣口(即與可切換的排氣口相關(guān)的可切換的排出閥)不是同時激活，而是逐漸激活。

在該方法中，在第一渦輪機激活時，激活的排氣口的數(shù)量依次增加。這樣，在第一渦輪機激活時，經(jīng)由激活的排氣口從汽缸排放的排氣流速同樣依次增加，即逐漸增加，且不是以如現(xiàn)有技術(shù)中突然的方式充分地增加。結(jié)果，在第一渦輪機激活時，通過第二渦輪機引導(dǎo)的排氣流也不突然減少，其結(jié)果是，根據(jù)本公開必須消除的充氣壓力下降或扭矩下降不那么明顯。

在激活可切換的排氣口用于激活第一渦輪機的目的時，準(zhǔn)許進入第一渦輪機的排氣流逐漸增加。在該情況下，激活的渦輪機的馬達逐漸加速。在該預(yù)備階段期間，有充足的時間可用于第一排氣渦輪增壓器的壓縮機自己參與充氣壓力的積累，即自己生成充氣壓力。在第一渦輪機激活時排氣渦輪增壓布置的瞬時行為大大改善，尤其因為第二壓縮機在該轉(zhuǎn)換階段期間以未減少且未中斷的方式提供所需求的充氣壓力。這通過可激活的排氣口的依次激活實現(xiàn)，從而準(zhǔn)許供應(yīng)到第一渦輪機的排氣流的依次增加。

這里，提供該方法的實施例，其中借助與可切換的排氣口相關(guān)的排氣口在逐缸的基礎(chǔ)上被激活來激活第一渦輪機。如果例如每個汽缸具有一個可切換的排氣口，最初是這種情況：第一汽缸的排氣口被激活，隨后依次重復(fù)用于剩余汽缸。

在該背景下，提供該方法的實施例，其中借助與可切換的排氣口相關(guān)的排出閥在依次的工作循環(huán)中被激活來激活第一渦輪機。在可切換的排出閥的依次激活的情況下，該方法變體構(gòu)成第一渦輪機的盡可能快的激活。

在該背景下，也可提供該方法的實施例，其中借助與可切換的排氣口相關(guān)的排出閥以預(yù)定數(shù)量的工作循環(huán)的間隔被激活來激活第一渦輪機。與可切換的排氣口相關(guān)的排氣閥可例如以兩個或三個工作循環(huán)的間隔被激活。在多個可切換的排氣口的情況下，該間隔也可變化，例如逐漸變得更小。

提供該方法的實施例，其中停用的排出閥停用并關(guān)閉相關(guān)的排氣口以使得沒有排氣供應(yīng)到停用的第一渦輪機。在這種情況下，排氣不再供應(yīng)到停用的渦輪機，即排氣對第一渦輪機的沖擊被完全阻止。然而，關(guān)于維持停用的第一渦輪機的最小轉(zhuǎn)動速度，該方法不太有利。

因此，還提供該方法的實施例，其中停用的排出閥利用降低的升程Δh_low操作，其中在打開期間Δh_low＜Δh_max，以使得供應(yīng)到停用的第一渦輪機的排氣流速降低。

在上述方法變體中，在第一渦輪機停用的情況下，可切換的排氣口的閥在真正意義上沒有停用，而是利用降低的升程Δh_low繼續(xù)不斷操作并致動。

停用的第一渦輪機然后具有供應(yīng)至其的降低的排氣流速，這利用與可切換的排氣口相關(guān)的可切換的排出閥的使用(尤其通過相關(guān)的排出閥的升程的降低)實現(xiàn)。

這樣，停用的第一渦輪機的轉(zhuǎn)動速度降低到較低程度上，且能夠確保或維持增壓器軸的最小轉(zhuǎn)動速度。響應(yīng)行為被改善。獲得另外的優(yōu)點。

如果到停用的第一渦輪機的排氣供應(yīng)完全停止，由于所述增壓器軸的不斷降低的轉(zhuǎn)動速度，油潤滑的增壓器軸的軸承布置的密封可滲漏。漏油對排氣側(cè)和進氣側(cè)具有嚴(yán)重的缺點。如果油經(jīng)由可切換的第一渦輪機進入排氣系統(tǒng)中，下游設(shè)置的排氣后處理系統(tǒng)(即催化轉(zhuǎn)換器和微粒過濾器)被油污染，由此所述排氣后處理系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換率可嚴(yán)重受損。甚至可為這樣的情況：排氣后處理系統(tǒng)的使用壽命縮短，其中所述排氣后處理系統(tǒng)的功能可基本上也處于危險境地。如果油經(jīng)由相關(guān)的第一壓縮機進入進氣系統(tǒng)，供應(yīng)到汽缸的油污染的新鮮充氣不利地影響燃燒過程，由此具體地，未處理的顆粒排放物會大大增加。油也可沉積在進氣系統(tǒng)的內(nèi)壁上并損害進氣系統(tǒng)中和/或壓縮機中的流動條件，并污染下游布置的增壓空氣冷卻器。

對于內(nèi)燃發(fā)動機的操作，其中可切換的排出閥為關(guān)于閥升程Δh可調(diào)整的排出閥，提供該方法的實施例，其中借助相關(guān)的閥升程逐漸增加到閥升程Δh_max來激活停用的排出閥。

如果使用不僅能夠被激活和停用而且此外能夠關(guān)于閥升程Δh被調(diào)整的提升閥，閥升程Δh能夠連續(xù)增加。這樣，經(jīng)由激活的排氣口從汽缸排放的排氣流能夠連續(xù)增加，即逐漸增加，且不需要以突然的方式充分實現(xiàn)。

在以上意義上，關(guān)于閥升程Δh可調(diào)整的排出閥可為準(zhǔn)許至少三個不同的閥升程Δh₁，Δh₂，Δh₃的提升閥。根據(jù)本公開，關(guān)于閥升程Δh可調(diào)整的這種提升閥使得不僅實現(xiàn)沒有升程或帶有降低的升程Δh_low的停用狀態(tài)和帶有正常的升程Δh_max的激活模式，而且實現(xiàn)帶有降低的升程的至少一個另外的致動模式或帶有不同升程的多個另外的致動模式。在這種情況下，當(dāng)通過各自模式中的閥升程曲線時，升程可被認(rèn)為是閥的最大升程且指閥的最大升程。

對于內(nèi)燃發(fā)動機的操作，其中可切換排出閥為關(guān)于閥升程Δh以雙級方式可調(diào)整的排出閥，在該背景下可提供方法變體，其中借助相關(guān)的閥升程一步增加到閥升程Δh_max來激活停用的排出閥。

對于內(nèi)燃發(fā)動機的操作，其中可切換的排出閥為關(guān)于閥升程Δh以多級方式可調(diào)整的排出閥，在該背景下也可提供方法變體，其中借助相關(guān)的閥升程分級增加到閥升程Δh_max來激活停用的排出閥。

提供該方法的實施例，其中打開停用的排出閥，且在縮短的打開持續(xù)時間Δt_short內(nèi)，相關(guān)的排氣口打開，其中Δt_short＜Δt_max，以使得供應(yīng)到停用的第一渦輪機的排氣流速降低。類似地應(yīng)用上面結(jié)合降低的升程Δh_low進一步所進行的陳述。

提供該方法的實施例，其中借助相關(guān)的打開持續(xù)時間以分級或雙級的方式連續(xù)延長到打開持續(xù)時間Δt_max激活停用的排出閥。

當(dāng)?shù)谝粶u輪機停用時，應(yīng)該可行的是，第一壓縮機與其余的進氣系統(tǒng)分開以便第二壓縮機不賦予輸送動作到第一壓縮機中。為此，第一關(guān)閉元件布置在第一壓縮機下游的相關(guān)的進氣管路中。

為了適宜時第一壓縮機然后不賦予與閉合的第一關(guān)閉元件的阻力相反的輸送動作，可提供排污管路，經(jīng)由所述排污管路，增壓空氣能夠逸出或排放。

在該方面，因此還提供該方法的實施例，其中提供排污管路，排污管路從第一壓縮機和第一關(guān)閉元件之間的相關(guān)的第一進氣管路分支出來且在所述排污管路中存在布置的第二關(guān)閉元件，其中所述第二關(guān)閉元件優(yōu)選以根據(jù)第一關(guān)閉元件的方式致動。

提供該方法的實施例，其中間歇操作停用的排出閥以使得相關(guān)的排氣口保持關(guān)閉用于第一預(yù)定數(shù)量的工作循環(huán)并被操作，且因此打開停用的排出閥用于第二預(yù)定數(shù)量的工作循環(huán)，以使得供應(yīng)到停用的第一渦輪機的排氣流速通過可切換的排氣口的分級停用被降低。到第一渦輪機的排氣供應(yīng)然后不完全停止。

然后，即使當(dāng)?shù)谝粶u輪機停用時，可切換的排氣口的閥也沒有一直保持關(guān)閉，而是在用于一個工作循環(huán)或用于多個工作循環(huán)的階段中打開，以使得低流速的排氣供應(yīng)到停用的渦輪機，且停用的渦輪機的轉(zhuǎn)動速度降低到較低程度。

因此，用于執(zhí)行上述類型的方法的增壓式內(nèi)燃發(fā)動機包括帶有至少兩個汽缸的至少一個汽缸蓋，其中內(nèi)燃發(fā)動機每個汽缸具有用于排氣排放的至少兩個排氣口，所述至少兩個排氣口中的至少一個為可切換的排氣口的形式，每個排氣口鄰接用于經(jīng)由排氣排放系統(tǒng)的排氣的排放的排氣管路，提供用于供應(yīng)增壓空氣到至少兩個汽缸的進氣系統(tǒng)，提供至少兩個排氣渦輪增壓器，每個排氣渦輪增壓器包括布置在排氣排放系統(tǒng)中的渦輪機和布置在進氣系統(tǒng)中的壓縮機，所述至少兩個排氣渦輪增壓器的壓縮機并聯(lián)布置在進氣系統(tǒng)中，每個壓縮機布置在進氣系統(tǒng)的獨立的進氣管路中，且獨立的進氣管路在壓縮機下游合并以便形成總進氣管路，至少兩個汽缸的可切換的排氣口的排氣管路可合并，其中第一排氣歧管形成，以便形成連接到第一排氣渦輪增壓器的渦輪機的第一總排氣管路，至少兩個汽缸的其它排氣口的排氣管路合并，其中第二排氣歧管形成，以形成連接到第二排氣渦輪增壓器的渦輪機的第二總排氣管路，每個可切換的排氣口安裝有可切換的排出閥、關(guān)閉相關(guān)的排氣口的停用的排出閥以及在打開位置和閉合位置之間移動以便實現(xiàn)閥升程Δh_max的激活的排出閥，且這樣做在打開持續(xù)時間Δt_max期間打開相關(guān)的排氣口，且提供排氣再循環(huán)布置。內(nèi)燃發(fā)動機包括至少驅(qū)動地可連接到第二排氣渦輪增壓器的電機，作為輔助驅(qū)動，所述電機適于額外地輸出功率到第二排氣渦輪增壓器的壓縮機以便增加充氣壓力，或作為發(fā)電機，適于從第二排氣渦輪增壓器的渦輪機吸收功率以便降低充氣壓力。

結(jié)合根據(jù)本公開的方法所述的內(nèi)容同樣適用于根據(jù)本公開的內(nèi)燃發(fā)動機。

提供內(nèi)燃發(fā)動機的實施例，其中第一關(guān)閉元件布置在第一排氣渦輪增壓器的壓縮機下游，相關(guān)的第一進氣管路中。

在目前情況下，當(dāng)?shù)谝粶u輪機停用時，第一壓縮機能夠與其余的進氣系統(tǒng)分開以便第二壓縮機不賦予輸送動作到第一壓縮機中。為此，第一關(guān)閉元件布置在第一壓縮機下游的相關(guān)進氣管路中，所述第一關(guān)閉元件用于所述壓縮機的停用。

當(dāng)渦輪機停用時，第一壓縮機不主動驅(qū)動。為了適宜時第一壓縮機然后不賦予與閉合的第一關(guān)閉元件的阻力相反的輸送動作，提供排污管路，增壓空氣能夠經(jīng)由所述排污管路逸出或排放。

在該方面中，因此還提供內(nèi)燃發(fā)動機的實施例，其中提供排污管路，排污管路從第一壓縮機和第一關(guān)閉元件之間的相關(guān)的第一進氣管路分支出來，且在所述排污管路中存在布置的第二關(guān)閉元件。

這里，提供內(nèi)燃發(fā)動機的實施例，其中排污管路通向第二壓縮機上游的另一進氣管路中。

在目前情況下排污管路通到第二壓縮機上游的進氣系統(tǒng)中的事實具有優(yōu)點，因為負(fù)壓通常在第二壓縮機上游占優(yōu)勢，由此實現(xiàn)壓力梯度，由第一壓縮機壓縮的增壓空氣的輸送通過所述壓力梯度輔助。

提供內(nèi)燃發(fā)動機的實施例，其中至少一個渦輪機為廢氣門渦輪機的形式，旁通管路從所述渦輪機上游的排氣排放系統(tǒng)分支出來，且關(guān)閉元件設(shè)置在旁通管路中。

提供內(nèi)燃發(fā)動機的實施例，其中至少一個渦輪機具有可變渦輪機幾何結(jié)構(gòu)，這準(zhǔn)許通過調(diào)整渦輪機幾何結(jié)構(gòu)或有效的渦輪機橫截面廣泛適應(yīng)于相應(yīng)的操作點。這里，用于影響流向的導(dǎo)向葉片布置在渦輪機葉輪的上游。相比旋轉(zhuǎn)葉輪的葉輪葉片，導(dǎo)向葉片不與渦輪機的軸一起旋轉(zhuǎn)，即不與葉輪一起旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)向葉片經(jīng)適當(dāng)?shù)匕仓靡员愎潭?，但是不是完全不可移動，而是圍繞它們的軸線可轉(zhuǎn)動以使得接近葉輪葉片的流動能夠受影響。

相比之下，如果渦輪機具有固定的可變幾何結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向葉片不僅固定不動，而且完全不可移動，即牢牢地固定。

提供內(nèi)燃發(fā)動機的實施例，其中至少兩個汽缸的排氣管路合并以在至少一個汽缸蓋內(nèi)形成總排氣管路。

增壓式內(nèi)燃發(fā)動機的汽缸蓋基本上是經(jīng)受高熱載荷和機械載荷的組件。具體地，隨著排氣歧管的整合，內(nèi)燃發(fā)動機的熱載荷和汽缸蓋的熱載荷進一步增加，以使得增加的需求將被放在冷卻布置上。因此提供增壓式內(nèi)燃發(fā)動機的實施例，其中提供液體型冷卻布置。

圖1示出有各種組件的相對定位的實例配置。如果示出彼此直接接觸，或直接耦接，則這種元件至少在一個實例中可分別稱為直接接觸或直接耦接。類似地，示出彼此相連或鄰近的元件至少在一個實例中可分別為彼此相連或鄰近。舉例來說，彼此共面接觸的組件可稱為處于共面接觸。舉另一實例來說，彼此分開安置的其間僅有空間但沒有其它組件的元件在至少一個實例中可如此稱之。舉又一實例來說，示出在彼此的以上/以下，在彼此的對立側(cè)處，或在彼此的左邊/右邊的元件可相對于彼此如此稱之。另外，如圖所示，在至少一個實例中，元件的最高元件或點可稱為組件的“頂部”，且元件的最低元件或點可稱為組件的“底部”。如本文所用的頂部/底部，上/下，以上/以下可相對于視圖的垂直軸線且用于描述視圖的元件相對于彼此的定位。正因如此，在一個實例中，示出在其它元件上面的元件垂直安置在其它元件上面。然而，舉另一實例來說，視圖內(nèi)所述元件的形狀可稱為具有那些形狀(例如，諸如圓形的、筆直的、平坦的、彎曲的、圓的、倒棱的、有角的等等)。另外，在至少一個實例中，示出彼此相交的元件可稱為相交元件或彼此相交。另外，在一個實例中，示出在另一元件內(nèi)或示出在另一元件外的元件可如此稱之。

圖1示意性示出增壓式內(nèi)燃發(fā)動機1的實施例，其安裝有兩個排氣渦輪增壓器8、9。每個排氣渦輪機增壓器8、9包括渦輪機8a，9a和壓縮機8b，9b。熱排氣在渦輪機8a，9a中膨脹，伴隨能量的釋放。壓縮機8b，9b壓縮經(jīng)由進氣系統(tǒng)11、增壓空氣冷卻器10和集氣室12供應(yīng)到汽缸3的增壓空氣，其結(jié)果是，內(nèi)燃發(fā)動機1增壓。第一排氣渦輪增壓器8包括第一渦輪機8a和第一壓縮機8b。第二排氣渦輪增壓器9包括第二渦輪機9a和第二壓縮機9b。

所述內(nèi)燃發(fā)動機為四缸直列式發(fā)動機1，在所述發(fā)動機中，4個汽缸3沿汽缸蓋2的縱向軸線布置，即成直列。每個汽缸3具有被配置用于排出排氣的兩個排氣口4。用于每個汽缸的兩個排氣口4包括第一開口4a和第二開口4b，兩個開口鄰接各自的排氣管路5a，5b，其用于經(jīng)由排氣排放系統(tǒng)5排放排氣。在每種情況下，每個汽缸3的第一排氣口4a為可切換的排氣口的形式，當(dāng)下游布置的第一渦輪機8a被激活時，例如，如果排氣流速超過預(yù)定的排氣流速，僅激活所述可切換的排氣口。

第一排氣渦輪增壓器8的渦輪機8a，即第一渦輪機8a被設(shè)計為廢氣門渦輪機。即，在第一渦輪機8a的上游，其中存在布置的關(guān)閉元件的第一旁通管路從相關(guān)的第一總排氣管路7a分支出來。所述第一旁通管路又通向第一渦輪機8a下游的總排氣管路7a。

所有汽缸3的可切換的排氣口4a的排氣管路5a合并，其中第一排氣歧管6a形成，以形成連接到第一排氣渦輪增壓器8的第一渦輪機8a的第一總排氣管路7a，所述第一渦輪機8a因此起可激活的渦輪機的作用。

所有汽缸3的第二排氣口4b的排氣管路5b合并，其中第二排氣歧管6b形成，以形成連接到第二排氣渦輪增壓器9的第二渦輪機9a的第二總排氣管路7b。

第二排氣渦輪增壓器9的渦輪機9a(即第二渦輪機9a)是廢氣門渦輪機。即，在第二渦輪機9a上游，第三關(guān)閉元件9d(也稱為廢氣門)布置其中的第二旁通管路9c從排氣排放系統(tǒng)5分支出來。第二旁通管路9c又通向第二渦輪機9a下游的排氣排放系統(tǒng)5。

內(nèi)燃發(fā)動機1具有用于供應(yīng)增壓空氣到汽缸3的進氣系統(tǒng)11，其中渦輪增壓器8、9的壓縮機8b、9b并聯(lián)布置在進氣系統(tǒng)11中。第一壓縮機8b布置在第一進氣管路11a中，且第二壓縮機9b布置在第二進氣管路11b中。進氣管路11a、11b在壓縮機8a、8b下游合并以形成總進氣管路。

第一關(guān)閉元件13a布置在與第一進氣管路11a(虛線所示)相關(guān)的第一壓縮機8b下游，以使得當(dāng)?shù)谝粶u輪機8a停用時，第一壓縮機8b能夠完全與其余的進氣系統(tǒng)11分開，即停用，且第二壓縮機9b不賦予輸送動作到第一壓縮機8b中。為了第一壓縮機8b不必賦予與閉合的第一關(guān)閉元件13a的阻力相反的輸送動作，提供排污管路14，排污管路14每個從第一壓縮機8b和第一關(guān)閉元件13a之間的第一進氣管路11a分支出來且在所述排氣管路14中存在布置的第二關(guān)閉元件13b(點線所示)。經(jīng)由排污管路14，增壓空氣能夠輸送到第二壓縮機9b上游的第二進氣管路11b中。在一些實例中，第二關(guān)閉元件13b以根據(jù)第一關(guān)閉元件13a的方式優(yōu)選地被致動，即被控制。

每個可切換的排氣口4a安裝有可切換的提升閥，其中停用的排出閥關(guān)閉相關(guān)的排氣口4a并封鎖所述排氣口4a。激活的排出閥在打開位置和閉合位置之間移動以實現(xiàn)閥升程Δh_max，且這樣做，在打開持續(xù)時間Δt_max內(nèi)打開相關(guān)的排氣口4a。

若有指示的話，尤其在第一渦輪機8a的激活或停用時，驅(qū)動地連接到第二排氣渦輪增壓器9的電機9c用于提供所需求的充氣壓力。

作為輔助驅(qū)動，電機9c能夠額外地輸出功率到第二排氣渦輪增壓器9的第二壓縮機9b以便確保足夠高的充氣壓力的生成，或作為發(fā)電機，能夠從第二排氣渦輪增壓器9的第二渦輪機9a吸收功率以便降低充氣壓力并消散壓力峰值。

從停用的排氣口4a出發(fā)，停用的排氣口4a被激活用于激活第一渦輪機8a的目的。這里，借助作為輔助驅(qū)動額外地輸出功率到第二排氣渦輪增壓器9的第二壓縮機9b的電機9c，補償通過第二渦輪機9a引導(dǎo)的排氣流速的降低，以使得能夠提供所需求的充氣壓力。

在個別情況下，作為輔助驅(qū)動的電機9c輸出使得目前占優(yōu)勢的充氣壓力被維持的功率量到第二壓縮機9b。

從激活的排氣口4a出發(fā)，激活的排氣口4a停用用于使第一渦輪機8a停用的目的。這里，借助作為發(fā)電機從第二排氣渦輪增壓器9的第二渦輪機9a吸收功率的電機9c補償通過第二渦輪機9a引導(dǎo)的排氣流速的增加。這樣，壓力峰值能夠避免，且提供的充氣壓力能夠受限。

在另一實例中，從停用的排氣口4a出發(fā)，為了激活第一渦輪機8a的目的，最初是這種情況：隨著被維持的扭矩，第二旁通管路9c中的第三關(guān)閉元件9d關(guān)閉到預(yù)定程度且汽缸新鮮充氣受影響。為了維持目前的扭矩，汽缸新鮮充氣維持不變。

為了能夠設(shè)定汽缸新鮮充氣或汽缸新鮮充氣的增壓空氣，每個汽缸3具有可設(shè)置在入口側(cè)和/或出口側(cè)處的至少一個另外至少部分可變閥驅(qū)動。通過改變正時，即閥關(guān)閉時間和/或閥打開時間，或相關(guān)閥的閥升程，影響汽缸新鮮充氣(即增壓空氣質(zhì)量)是可能的，尤其是容積汽缸新鮮充氣，即容積空氣使用V_z。

第二旁通管路9c中第三關(guān)閉元件9d的閉合導(dǎo)致入口側(cè)上較高的充氣壓力，該充氣壓力能夠通過容積空氣使用V_z的減少(即通過效率λ_l的減少)被補償。

因此，至少部分可變閥驅(qū)動可經(jīng)調(diào)整，以使得容積空氣使用v_z(即容積汽缸新鮮充氣)減少。

在隨后的方法步驟中，停用的排氣口4a然后被激活用于激活第一渦輪機8a的目的，其中通過第二渦輪機9a引導(dǎo)的不斷降低的排氣流速在入口側(cè)上產(chǎn)生較低充氣壓力，其通過增加容積汽缸新鮮充氣v_z，即通過增加效率λ_l·補償。為此，另外至少部分可變閥驅(qū)動經(jīng)調(diào)整以使得提供需求的扭矩，或能夠維持目前占優(yōu)勢的扭矩。

發(fā)動機系統(tǒng)還可包括控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)可包括控制器112?？刂破?12在圖1中被示為微型計算機，其包括微處理器單元(CPU)102、輸入/輸出端口(I/O)104、用于在該特定實例中被示為只讀存儲器芯片(ROM)106的可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)值的電子存儲介質(zhì)、隨機存取存儲器(RAM)108、?；畲鎯ζ?KAM)110，和數(shù)據(jù)總線。控制器112可從耦接到發(fā)動機1的傳感器接收各種信號，除之前討論的那些信號之外，還包括：來自質(zhì)量空氣流量傳感器的進氣質(zhì)量空氣流量(MAF)的測量值；來自耦接到冷卻套管的溫度傳感器的發(fā)動機冷卻液溫度(ECT)；來自耦接到發(fā)動機的曲軸的霍爾效應(yīng)傳感器(或其它類型)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)；和來自MAP傳感器的絕對歧管壓力(MAP)信號。發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號RPM可通過控制器112從信號PIP生成。

存儲介質(zhì)只讀存儲器106能夠用表示通過處理器102可執(zhí)行的指令的計算機可讀數(shù)據(jù)編程，所述指令用于執(zhí)行下述方法以及預(yù)期的但沒有具體列出的其它變體。參考圖2描述實例方法。

控制器112從圖1的各種傳感器接收信號并采用圖1的各種致動器基于接收的信號以及存儲在控制器的存儲器上的指令調(diào)整發(fā)動機操作。例如，為了控制增壓壓力/充氣壓力，控制器可從指示發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的各種傳感器接收信號，且控制器可基于接收的信號調(diào)整每個與各自的可切換排氣口相關(guān)的一個或多個致動器(例如，排氣閥致動器)，以使得可切換的排氣口基于發(fā)動機負(fù)荷被激活或停用，例如。在一個實例中，為了在充足的排氣流不可用的條件期間(例如，在第二渦輪增壓器的激活期間)驅(qū)動主壓縮機(第二渦輪增壓器的第二壓縮機)，控制器可從指示排氣質(zhì)量流量、發(fā)動機負(fù)荷等的各種傳感器接收信號，并激活電動輔助驅(qū)動的馬達。在另一實例中，為了在充足的排氣流不可用的條件期間(例如，在次渦輪增壓器的激活期間)驅(qū)動主壓縮機，控制器可從指示排氣質(zhì)量流量、發(fā)動機負(fù)荷等的各種傳感器接收信號，并關(guān)閉第二渦輪機的廢氣門(例如，第三關(guān)閉閥9d)且調(diào)整部分可變閥驅(qū)動的參數(shù)。

在一些實例中，皮帶集成起動發(fā)電機(BISG)系統(tǒng)111可耦接到發(fā)動機1。BISG系統(tǒng)111可包括耦接到電池且經(jīng)由皮帶耦接到發(fā)動機的起動發(fā)電機馬達。在一個實例中，起動發(fā)電機馬達可為48伏特馬達且電池可為48伏特電池。DC-DC轉(zhuǎn)換器可將來自馬達的48V輸出轉(zhuǎn)換為12V以在車輛的電力組件的子設(shè)備中使用。電機9c可通過48V BISG系統(tǒng)111被供以動力。正因如此，在一些實例中，當(dāng)電機9c被激活時(例如，電機的馬達的線圈被通電)，BISG的馬達的馬達扭矩可被調(diào)整。

因此，上述系統(tǒng)提供增壓式內(nèi)燃發(fā)動機，其包括帶有至少兩個汽缸的至少一個汽缸蓋，每個汽缸具有用于排氣排放的至少兩個排氣口，每個汽缸的至少兩個排氣口中的至少一個為可切換的排氣口的形式，每個排氣口鄰接用于經(jīng)由排氣排放系統(tǒng)的排氣排放的排氣管路；用于供應(yīng)增壓空氣到至少兩個汽缸的進氣系統(tǒng)；第一排氣渦輪增壓器，其包括布置在排氣排放系統(tǒng)中的第一渦輪機和布置在進氣系統(tǒng)中的第一壓縮機；第二排氣渦輪增壓器，其包括布置在排氣排放系統(tǒng)中的第二渦輪機和布置在進氣系統(tǒng)中的第二壓縮機，第一壓縮機和第二壓縮機并聯(lián)布置在進氣系統(tǒng)中，每個壓縮機布置在進氣系統(tǒng)的獨立的進氣管路中，且獨立的進氣管路在第一壓縮機和第二壓縮機下游合并以形成總進氣管路，其中至少兩個汽缸的可切換的排氣口的排氣管路合并，其中第一排氣歧管形成，以形成連接到第一排氣渦輪增壓器的第一渦輪機的第一總排氣管路，至少兩個汽缸的其它排氣口的排氣管路合并，其中第二排氣歧管形成，以形成連接到第二排氣渦輪增壓器的第二渦輪機的第二總排氣管路，且每個可切換的排氣口安裝有可切換的排出閥、關(guān)閉相關(guān)的排氣口的停用的排出閥以及在打開位置和閉合位置之間移動以便實現(xiàn)閥升程Δh_max的激活的排出閥，且這樣做，在打開持續(xù)時間Δt_max期間打開相關(guān)的排氣口；排氣再循環(huán)布置；以及至少驅(qū)動地可連接到第二排氣渦輪增壓器的電機，所述電機被配置為輔助驅(qū)動以用于額外地輸出功率到第二排氣渦輪增壓器的第二壓縮機以便增加充氣壓力，或配置為發(fā)電機以用于從第二排氣渦輪增壓器的第二渦輪機吸收功率以便降低充氣壓力。

發(fā)動機還可包括第一關(guān)閉元件，第一關(guān)閉元件布置在相關(guān)的第一進氣管路中的第一排氣渦輪增壓器的第一壓縮機下游；以及排污管路，其從第一壓縮機和第一關(guān)閉元件之間的相關(guān)的第一進氣管路分支出來且在所述排污管路中存在第二關(guān)閉元件，所述排污管路通向第二壓縮機上游的另一進氣管路。在一個實例中，至少一個渦輪機為廢氣門渦輪機的形式，旁通管路從廢氣門渦輪機上游的排氣排放系統(tǒng)分支出來且關(guān)閉元件設(shè)置在旁通管路中。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2，呈現(xiàn)了示出用于操作發(fā)動機的方法200的流程圖。方法200可被執(zhí)行以在一個實例中操作圖1的發(fā)動機1。用于執(zhí)行方法200以及本文所述的剩余方法的指令可通過控制器基于存儲在控制器(例如，控制器112)的存儲器上的指令以及從發(fā)動機系統(tǒng)的傳感器(諸如上面參考圖1所述的傳感器)接收的信號執(zhí)行。根據(jù)下面所述的方法，控制器可利用發(fā)動機系統(tǒng)的發(fā)動機致動器調(diào)整發(fā)動機操作。

在202處，方法200包括確定操作參數(shù)。確定的操作參數(shù)可包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機負(fù)荷、排氣質(zhì)量流量、可切換的排出閥狀態(tài)(例如，激活或停用)，以及其它參數(shù)。在204處，方法200包括確定可切換的排出閥是否被激活?？汕袚Q的出口可包括圖1的排氣口4a，其耦接到第一渦輪增壓器的第一渦輪機(例如，圖1的渦輪增壓器8的渦輪機8a)，且控制開口的排氣閥可被激活，其中排氣閥被致動以允許排氣流經(jīng)開口，或排氣閥可停用，其中排氣閥沒有被致動且排氣不流經(jīng)開口。閥的狀態(tài)可基于工況(例如，發(fā)動機負(fù)荷)被估計或閥的狀態(tài)可基于來自排氣閥位置傳感器的反饋、閥致動機構(gòu)狀態(tài)，或其它參數(shù)被確定。

如果閥沒有激活，方法200前進到222，其將在下面更詳細(xì)描述。如果閥當(dāng)前被激活，由于所有排氣閥被致動，排氣正流經(jīng)兩個渦輪機，如206處所示。如208處所示，打開控制壓縮的進氣空氣從第一壓縮機(例如，壓縮機8b)到發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的流動的第一關(guān)閉閥(例如，圖1的閥13a)并關(guān)閉控制壓縮的進氣空氣從第一壓縮機到第二壓縮機上游的流動的第二關(guān)閉閥(例如，閥13b)。正因如此，激活第一渦輪增壓器。

在210處，方法200確定發(fā)動機負(fù)荷是否已降低到閾值負(fù)荷以下。閾值負(fù)荷可為合適的負(fù)荷，在所述合適的負(fù)荷以下，由第一壓縮機提供的額外的增壓不需要滿足發(fā)動機增壓需求。在其它實例中，不是評價發(fā)動機負(fù)荷，方法200可確定排氣質(zhì)量流量是否低于閾值，發(fā)動機增壓和/或扭矩需求是否低于各自的閾值，或指示第一渦輪機的激活是否需要滿足增壓需求的其它合適的參數(shù)。

如果發(fā)動機負(fù)荷(或排氣質(zhì)量流量或其它參數(shù))沒有降低到閾值以下，方法200繼續(xù)以激活的可切換的排出閥操作。如果發(fā)動機負(fù)荷的確降低到閾值以下，方法200前進到212以使可切換的排出閥停用。由于發(fā)動機負(fù)荷下降并伴隨排氣質(zhì)量流量的減少和所需求的增壓壓力的降低，可僅利用一個渦輪增壓器滿足增壓壓力需求。因此，可切換的排出閥停用且排氣然后僅流經(jīng)第二渦輪機，如214處所示。為了使第一渦輪機完全停用，在216處可關(guān)閉第一關(guān)閉閥且可打開第二關(guān)閉閥。這樣，由于可切換的排出閥的停用，沒有排氣可流經(jīng)第一渦輪機，且由于第一壓縮機的操作的損失可通過傳送第一壓縮機下游的壓縮空氣到第二壓縮機上游降到最小。另外，在一些實例中，不是使可切換的排出閥完全停用，閥升程和/或持續(xù)時間可減少以使得少量的排氣行進到第一渦輪機。

在218處，方法200包括激活電機作為發(fā)電機。當(dāng)系統(tǒng)從利用兩個渦輪增壓器操作轉(zhuǎn)換到僅利用一個渦輪增壓器操作時，有效的(第二渦輪增壓器)可暫時接收增加的排氣量，這可驅(qū)動渦輪增壓器到超速事件。因此，為了防止發(fā)動機扭矩擾動或渦輪增壓器退化，電機可被激活以吸收第二渦輪增壓器軸的轉(zhuǎn)動能并將例如轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)換為可存儲在電池中的電力。這用于降低渦輪增壓器軸速度。為了激活電機，離合器可被接合以耦接電機到第二渦輪增壓器。電機可保持激活，直到達到用于第二渦輪機的所需速度，這時電機可停用，如220處所示。在其它實例中，電機可基于另一參數(shù)停用，諸如通過過去的時間量、排氣質(zhì)量流量、增壓壓力等。方法200然后返回。

返回到204，如果經(jīng)確定，可切換的排出閥當(dāng)前停用，方法200前進到222，在222處，排氣僅流經(jīng)第二渦輪機且第一關(guān)閉閥關(guān)閉且第二關(guān)閉閥打開，如224處所示。在226處，方法200確定發(fā)動機負(fù)荷是否已增加到閾值負(fù)荷以上(或排氣質(zhì)量流量是否在閾值以上，增壓需求是否在閾值以上，或其它合適的確定)。如果不是，方法200繼續(xù)以停用的第一渦輪機操作，如果是，方法200前進到228以激活可切換的排出閥。當(dāng)閥被激活時，閥被致動以使得排氣通過可切換的開口流出并流到第一渦輪機，且因此發(fā)動機排氣流經(jīng)第一渦輪機和第二渦輪機二者，如230處所示。在232處打開第一關(guān)閉閥并關(guān)閉第二關(guān)閉閥，使得來自第一壓縮機下游的壓縮的進氣空氣行進至進氣系統(tǒng)且然后行進至發(fā)動機。

當(dāng)可切換的排出閥在停用之后最初被激活時，由于通過第二渦輪機的排氣質(zhì)量流量的減少，同時第一渦輪機正加速，增壓壓力的瞬時下降可發(fā)生。因此，為了最小化扭矩擾動，在234處電機被激活作為輔助驅(qū)動。為了激活電機作為輔助驅(qū)動，電機的馬達的線圈可被激活且電機可經(jīng)由離合器耦接到第二渦輪增壓器的軸。結(jié)果，電機的馬達可轉(zhuǎn)動渦輪增壓器軸，從而維持第二渦輪增壓器的所需速度。一旦第一渦輪機達到所需速度，或響應(yīng)于另一合適的參數(shù)，電機可被停用(如236處所示)。方法200然后返回。

因此，方法200基于發(fā)動機負(fù)荷、排氣質(zhì)量流量、所需求的增壓壓力或其它參數(shù)激活第一渦輪機或使第一渦輪機停用。為了激活第一渦輪機，發(fā)動機的汽缸的可停用的排氣閥可被激活(例如，致動)以使得來自每個汽缸的排氣流到第一渦輪機以及第二渦輪機。為了使第一渦輪機停用，可停用的排氣閥可被停用(例如，利用減少的升程的量或持續(xù)時間不被致動或被致動)以使得來自每個汽缸的排氣(或減少的排氣量)不流到第一渦輪機(但排氣仍流到第二渦輪機)。

在從激活的第一渦輪機到停用的第一渦輪機的轉(zhuǎn)換期間，且因此在從致動排氣閥到不致動排氣閥的轉(zhuǎn)換期間，可發(fā)生第二渦輪增壓器的瞬時超速事件。為了防止超速事件，電機可作為發(fā)電機操作，其中電機將第二渦輪增壓器軸的轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)換為電力。這樣做，第二渦輪增壓器的速度可降低或維持。

在從停用的第一渦輪機到激活的第一渦輪機的轉(zhuǎn)換期間，且因此在從不致動排氣閥到致動排氣閥的轉(zhuǎn)換期間，可發(fā)生第二渦輪增壓器的瞬時降速事件。為了防止降速事件，電機可作為輔助驅(qū)動操作，其中電機的馬達轉(zhuǎn)動第二渦輪增壓器軸。這樣做，第二渦輪增壓器的速度可維持或增加。

雖然一旦從激活的第一渦輪機到停用的第一渦輪機的轉(zhuǎn)換開始(或一旦從停用的第一渦輪機到激活的第一渦輪機的轉(zhuǎn)換開始)上述方法200激活電機，但在一些實例中控制器可預(yù)測到轉(zhuǎn)換將要發(fā)生并主動激活電機。例如，控制器可監(jiān)測發(fā)動機負(fù)荷且如果發(fā)動機負(fù)荷正以給定量變化，電機可被激活，即使發(fā)動機負(fù)荷還沒有越過用于轉(zhuǎn)換第一渦輪機的狀態(tài)的閾值。

因此，如上所述，在并聯(lián)順序渦輪增壓系統(tǒng)中，排氣容積流量在兩個渦輪機之間共享或例如通過使用帶有兩個或更多個排氣閥的發(fā)動機上的可切換的排氣閥僅通向一個渦輪機，以使得每個汽缸的每個第二排氣閥能夠停用以將第二渦輪增壓器與排氣流切斷。為了避免切換操作期間增壓壓力波動，可激活電機。然而，在渦輪增壓器為廢氣門渦輪增壓器的發(fā)動機配置中，廢氣門的位置以及閥正時可經(jīng)控制以避免這些增壓壓力波動。

因此，如下面更詳細(xì)所述，在接通次渦輪增壓器之前，主渦輪增壓器的廢氣門結(jié)合適當(dāng)?shù)耐馆喺龝r(進氣和/或排氣)被關(guān)閉到限定明確的程度(例如，完全關(guān)閉)，使充足的發(fā)動機通用容積效率能夠減少，以使得增壓壓力的增加由于更加閉合的廢氣門將被完全補償且通過發(fā)動機產(chǎn)生的空氣質(zhì)量流量保持不變，從而導(dǎo)致恒定的發(fā)動機扭矩。

在該工況處，主渦輪增壓器速度明顯比其結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)的凸輪正時所需的更高，以使得存在所謂的渦輪增壓器速度儲備。

如果現(xiàn)在接通次渦輪增壓器，產(chǎn)生的主渦輪增壓器的渦輪機質(zhì)量流量的減少能夠通過調(diào)整凸輪正時到改善的發(fā)動機通用容積效率被補償，以使得盡管較低的排氣焓，過度加速的主渦輪增壓器能夠立即輸送所要求的增壓壓力以在次渦輪增壓器的斜坡上升期間使產(chǎn)生的扭矩仍保持不變。

對于斷開次渦輪增壓器，該程序可逆轉(zhuǎn)地實現(xiàn)，從而當(dāng)兩個渦輪增壓器之間共享的總排氣質(zhì)量流量然后僅被引導(dǎo)到主渦輪增壓器時避免超增壓峰值。

圖3示出流程圖，其示出用于操作發(fā)動機的方法300。在一個實例中，方法300可被執(zhí)行以操作圖1的發(fā)動機1。用于執(zhí)行方法300的指令可通過控制器基于存儲在控制器(例如，控制器112)的存儲器上的指令并結(jié)合從發(fā)動機系統(tǒng)的傳感器(諸如上面參考圖1所述的傳感器)接收的信號執(zhí)行。根據(jù)下面所述的方法，控制器可采用發(fā)動機系統(tǒng)的發(fā)動機致動器調(diào)整發(fā)動機操作。

在302處，方法300包括確定操作參數(shù)。確定的操作參數(shù)可包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機負(fù)荷、排氣質(zhì)量流量、可切換的排出閥狀態(tài)(例如，激活或停用)，以及其它參數(shù)。在304處，方法300包括確定可切換的排出閥是否被激活?？汕袚Q的出口可包括圖1的排氣口4a，其耦接到第一渦輪增壓器的第一渦輪機(例如，圖1的渦輪增壓器8的渦輪機8a)，且控制開口的排氣閥可被激活，其中排氣閥被致動以允許排氣流經(jīng)開口，或排氣閥可停用，其中排氣閥沒有被致動且排氣不流經(jīng)開口。閥的狀態(tài)可基于工況(例如，發(fā)動機負(fù)荷)被估計或閥的狀態(tài)可基于來自排氣閥位置傳感器的反饋、閥致動機構(gòu)狀態(tài)、或其它參數(shù)被確定。

如果閥沒有激活，方法300前進到320，下面將更詳細(xì)描述320。如果閥當(dāng)前沒有被激活，由于所有排氣閥被致動，排氣正流經(jīng)兩個渦輪機，如306處所示。此外，打開控制壓縮的進氣空氣從第一壓縮機(例如，壓縮機8b)到發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的流動的第一關(guān)閉閥(例如，圖1的閥13a)并關(guān)閉控制壓縮的進氣空氣從第一壓縮機到第二壓縮機上游的流動的第二關(guān)閉閥(例如，閥13b)。正因如此，激活第一渦輪增壓器。當(dāng)閥被激活且排氣流經(jīng)兩個渦輪機時，第二渦輪機的廢氣門(例如，第三關(guān)閉閥9d)可經(jīng)調(diào)整以提供所需的增壓壓力，如308處所示。

在310處，方法300確定發(fā)動機負(fù)荷是否已下降到閾值負(fù)荷以下。閾值負(fù)荷可為合適的負(fù)荷，在所述合適的負(fù)荷以下，由第一壓縮機提供的額外的增壓不需要滿足發(fā)動機增壓需求。在另一些實例中，不是評價發(fā)動機負(fù)荷，方法300可確定排氣質(zhì)量流量是否低于閾值，發(fā)動機增壓和/或扭矩需求是否低于各自的閾值，或指示第一渦輪機的激活是否需要滿足增壓需求的其它合適的參數(shù)。

如果發(fā)動機負(fù)荷(或排氣質(zhì)量流量或其它參數(shù))沒有下降到閾值以下，方法300繼續(xù)以激活的可切換的排出閥操作。如果發(fā)動機負(fù)荷的確下降到閾值以下，方法300前進到312以打開廢氣門并增加汽缸充氣容積。廢氣門可完全打開，或其可移動到預(yù)定的打開位置。為了增加汽缸充氣容積，可調(diào)整每個汽缸的汽缸閥的一個或多個參數(shù)，諸如閥升程、正時、或持續(xù)時間，以減少引入到汽缸中的增壓空氣量。調(diào)整的汽缸閥可包括進氣閥或不可切換的(但是部分可變的)排氣閥。這樣，在第一渦輪機停用之前，第二渦輪機的速度可降低(通過打開廢氣門)，而扭矩需求通過增加充氣容積被滿足。

在314處，方法300使可切換的排出閥停用。由于發(fā)動機負(fù)荷的下降以及伴隨著排氣質(zhì)量流量的減少以及所需求的增壓壓力的降低，增壓壓力需求可僅利用一個渦輪增壓器滿足。因此，可切換的排出閥停用且排氣然后僅流經(jīng)第二渦輪機，如316處所示。為了使第一渦輪機完全停用，第一關(guān)閉閥可關(guān)閉且第二關(guān)閉閥可打開。這樣，由于可切換的排出閥的停用，沒有排氣可流經(jīng)第一渦輪機，且由于第一壓縮機的操作的損失可通過傳送第一壓縮機下游的任意壓縮空氣到第二壓縮機上游被降到最小。另外，在一些實例中，不是使可切換的排出閥完全停用，閥升程和/或持續(xù)時間可被減少以使得僅少量的排氣行進到第一渦輪機。

在318處，方法300包括通過減少充氣容積而維持扭矩。當(dāng)系統(tǒng)從利用兩個渦輪增壓器操作轉(zhuǎn)換到僅利用一個渦輪增壓器操作時，有效的(第二渦輪增壓器)可暫時接收增加的排氣量，這可驅(qū)動渦輪增壓器到超速事件。因此，為了防止發(fā)動機扭矩擾動或渦輪增壓器退化，例如，廢氣門可主動打開且扭矩通過增加充氣容積控制。這用于降低渦輪增壓器軸速度。然而，一旦第一渦輪機停用且所有排氣流到第二渦輪機，充氣容積可減少以防止后續(xù)的超速事件。當(dāng)充氣容積減少時(例如，經(jīng)由汽缸閥的調(diào)整)，廢氣門也可基于所需增壓壓力調(diào)整。方法300然后返回。

返回到304，如果經(jīng)確定，可切換的排出閥當(dāng)前停用，方法300前進到320，在320處，排氣僅流經(jīng)第二渦輪機且第一關(guān)閉閥關(guān)閉且第二關(guān)閉閥打開。在322處，方法300基于所需增壓壓力調(diào)整第二渦輪機的廢氣門的位置。在324處，方法300確定發(fā)動機負(fù)荷是否已增加到閾值負(fù)荷以上(或排氣質(zhì)量流量是否在閾值以上，增壓需求是否在閾值以上，或其它合適的確定)。如果不是，方法300繼續(xù)以停用的第一渦輪機操作。如果是，方法300前進到326以關(guān)閉廢氣門(在一些實例中其可包括完全關(guān)閉廢氣門)并減少充氣容積，例如通過調(diào)整致動汽缸閥。這樣做，第二渦輪機可加速而不生成額外的扭矩。在328處，方法300激活可切換的排出閥。當(dāng)閥被激活時，閥被致動以使得排氣通過可切換的開口流出并流到第一渦輪機，且因此排氣流經(jīng)第一渦輪機和第二渦輪機兩者，如330處所示。打開第一關(guān)閉閥并關(guān)閉第二關(guān)閉閥以使得來自第一壓縮機下游的壓縮的進氣空氣行進至進氣系統(tǒng)且然后行進至發(fā)動機。

當(dāng)可切換的排出閥在停用之后最初被激活時，由于通過第二渦輪機的排氣質(zhì)量流量的減少，同時第一渦輪機正加速，增壓壓力的瞬時下降可發(fā)生。因此，為了最小化扭矩擾動，主動關(guān)閉廢氣門以增加渦輪機速度且通過減少充氣容積維持扭矩。然而，一旦發(fā)生轉(zhuǎn)換到利用兩個渦輪增壓器操作，充氣容積可增加以維持扭矩，如332處所示。在該時間期間，廢氣門可基于所需增壓壓力被再次控制。方法300然后返回。

因此，方法300基于發(fā)動機負(fù)荷、排氣質(zhì)量流量、所需求的增壓壓力或其它參數(shù)激活第一渦輪機或使第一渦輪機停用。為了激活第一渦輪機，發(fā)動機的汽缸的可停用的排氣閥可被激活(例如，致動)以使得來自每個汽缸的排氣流到第一渦輪機以及第二渦輪機。為了使第一渦輪機停用，可停用的排氣閥可被停用(例如，利用減少的升程的量或持續(xù)時間不被致動或被致動)以使得來自每個汽缸的排氣(或減少的排氣量)不流到第一渦輪機(但排氣仍流到第二渦輪機)。

在從激活的第一渦輪機到停用的第一渦輪機的轉(zhuǎn)換期間，且因此在從致動排氣閥到不致動排氣閥的轉(zhuǎn)換期間，可發(fā)生第二渦輪增壓器的瞬時超速事件。為了防止超速事件，廢氣門可打開且充氣容積可增加。這樣做，第二渦輪增壓器的速度可被降低或被維持。

在從停用的第一渦輪機到激活的第一渦輪機的轉(zhuǎn)換期間，且因此在從不致動排氣閥到致動排氣閥的轉(zhuǎn)換期間，可發(fā)生第二渦輪增壓器的瞬時降速事件。為了防止降速事件，廢氣門可關(guān)閉且充氣容積減少。這樣做，第二渦輪增壓器的速度可被維持或被增加。

提供該方法的實施例，其中從停用的排氣口開始，第一渦輪機被激活，因為隨著被維持的扭矩，廢氣門(第二關(guān)閉元件)關(guān)閉到預(yù)定程度且另外至少部分可變閥驅(qū)動被調(diào)整到所示程度用于維持汽缸新鮮充氣的目的。

在目前情況下，執(zhí)行初步措施同時維持扭矩，即在方法的該階段中，內(nèi)燃發(fā)動機以穩(wěn)定狀態(tài)的方式至少相對于扭矩操作，即利用基本不變的汽缸新鮮充氣操作。然而，在根據(jù)本公開的方法中，通常執(zhí)行初步措施同時輸出所需求的扭矩。后一種措辭因此也涵蓋動態(tài)過程，即執(zhí)行初步措施期間負(fù)荷的變化。供應(yīng)到汽缸的扭矩和增壓空氣流速能夠保持不變(即維持)或根據(jù)需求控制(即改變)。

還提供該方法的實施例，其中從停用的排氣口開始，激活第一渦輪機，因為停用的排氣口被激活用于激活第一渦輪機的目的，通過調(diào)整另外至少部分可變閥驅(qū)動增加容積汽缸新鮮充氣到提供所需求的扭矩或目前占優(yōu)勢的扭矩保持不變的這種程度來補償通過第二渦輪機引導(dǎo)的不斷減小的排氣流速。

根據(jù)本公開的方法通常稱為涉及汽缸新鮮充氣的設(shè)置。然而，在第一渦輪機激活時，容積汽缸新鮮充氣可增加，因為當(dāng)通過第二渦輪機引導(dǎo)的排氣流減少時充氣壓力下降。

盡管如此，動態(tài)過程也被根據(jù)本公開的一般方法涵蓋。即，考慮停用的排氣口激活時負(fù)荷的變化。具體地，在第一渦輪機激活期間所需求的扭矩也可減少，具體同樣到不僅引起汽缸新鮮充氣減少而且可使容積汽缸新鮮充氣的減少成為必需的程度，而不管供應(yīng)到第二渦輪機的排氣流減少且充氣壓力下降的事實。

上面關(guān)于停用的排氣口的激活或第一渦輪機的激活所述的優(yōu)點也類似地適用于激活的排氣口的停用或第一渦輪機的停用。

因此，還提供該方法的實施例，其中從激活的排氣口開始，第一渦輪機停用，因為隨著提供所需求的扭矩，第二排氣渦輪增壓器的渦輪機的第二旁通管路中的第二關(guān)閉元件打開到預(yù)定程度且另外至少部分可變閥驅(qū)動經(jīng)調(diào)整用于設(shè)置指定的汽缸新鮮充氣的目的，且激活的排氣口被停用用于使第一渦輪機停用的目的，通過調(diào)整另外部分可變閥驅(qū)動設(shè)置汽缸新鮮充氣到提供所需求的扭矩的這種程度來補償通過第二渦輪機引導(dǎo)的不斷增加的排氣流速。

在該背景下，提供該方法的實施例，其中從激活的排氣口開始，第一渦輪機停用，因為隨著被維持的扭矩，第二關(guān)閉元件打開到預(yù)定程度且另外至少部分可變閥驅(qū)動被調(diào)整到指定程度用于維持汽缸新鮮充氣的目的。

在該背景下，還提供該方法的實施例，其中從激活的排氣口開始，第一渦輪機停用，因為激活的排氣口停用用于激活第一渦輪機的目的，通過調(diào)整另外至少部分可變閥驅(qū)動減少容積汽缸新鮮充氣到提供所需求的扭矩或目前占優(yōu)勢的扭矩保持不變的這種程度來補償通過第二渦輪機引導(dǎo)的不斷增加的排氣流。

關(guān)于上述變體，能夠再次在提供所需求的扭矩并考慮動態(tài)過程的方法變體和在目前占優(yōu)勢的扭矩基本保持不變(即維持)的變體之間進行區(qū)分。

上述方法可在具有帶有至少兩個汽缸的至少一個汽缸蓋的增壓式內(nèi)燃發(fā)動機中執(zhí)行，其中內(nèi)燃發(fā)動機每個汽缸具有用于排氣排放的至少兩個排氣口，其中的至少一個為可切換的排氣口的形式，每個排氣口鄰接用于經(jīng)由排氣排放系統(tǒng)的排氣排放的排氣管路，提供用于供應(yīng)增壓空氣到至少兩個汽缸的進氣系統(tǒng)，提供至少兩個排氣渦輪增壓器，每個排氣渦輪增壓器包括布置在排氣排放系統(tǒng)中的渦輪機和布置在進氣系統(tǒng)中的壓縮機，至少兩個排氣渦輪增壓器的壓縮機并聯(lián)布置在進氣系統(tǒng)中，每個壓縮機布置在進氣系統(tǒng)的獨立的進氣管路中，且獨立的進氣管路在壓縮機下游合并以形成總進氣管路，至少兩個汽缸的可切換的排氣口的排氣管路合并，其中第一排氣歧管形成，以形成連接到第一排氣渦輪增壓器的渦輪機的第一總排氣管路，至少兩個汽缸的其它排氣口的排氣管路合并，其中第二排氣歧管形成，以形成連接到第二排氣渦輪增壓器的渦輪機的第二總排氣管路，第一關(guān)閉元件布置在相關(guān)的第一進氣管路中的第一排氣渦輪增壓器的壓縮機下游，第二排氣渦輪增壓器的渦輪機為廢氣門渦輪機的形式，第二旁通管路從所述第二渦輪機上游的排氣排放系統(tǒng)分支出來且第二關(guān)閉元件設(shè)置在第二旁通管路中，且每個可切換的排氣口安裝有至少部分可變閥驅(qū)動的可切換的排出閥、關(guān)閉相關(guān)的排氣口的停用的排出閥以及在打開位置和閉合位置之間移動以便實現(xiàn)閥升程Δh_max的激活的排出閥，且這樣做，在打開持續(xù)時間Δt_max期間打開相關(guān)的排氣口。為了設(shè)置汽缸新鮮充氣的增壓空氣的目的，每個汽缸安裝有至少一個另外至少部分可變閥驅(qū)動，具有在閥閉合位置和閥打開位置之間可移動以便執(zhí)行閥升程的閥，以便在充氣交換過程中打開或關(guān)閉汽缸的專用閥(valve-specific)開口。

關(guān)于另外至少部分可變閥驅(qū)動的可調(diào)整性，已結(jié)合可切換的排氣口陳述的內(nèi)容，或已結(jié)合其中的至少部分可變閥驅(qū)動陳述的內(nèi)容應(yīng)用。

提供內(nèi)燃發(fā)動機的實施例，其中為了設(shè)置汽缸新鮮充氣的增壓空氣的目的，每個汽缸在入口側(cè)處安置有至少一個另外至少部分可變閥驅(qū)動，具有在閥閉合位置和閥打開位置之間可移動以便執(zhí)行閥升程的進氣閥，以便在充氣交換過程中打開或關(guān)閉汽缸的專用閥進氣口。

提供內(nèi)燃發(fā)動機的實施例，其中為了設(shè)置汽缸新鮮充氣的增壓空氣的目的，每個汽缸在出口側(cè)處安裝有至少一個另外至少部分可變閥驅(qū)動，具有在閥閉合位置和閥打開位置之間可移動以便執(zhí)行閥升程的排出閥，以便在充氣交換過程中打開或關(guān)閉汽缸的專用閥排氣口。

變化的充氣壓力能夠根據(jù)本公開被補償，因為汽缸新鮮充氣(即充氣交換后汽缸中剩余的增壓空氣質(zhì)量)被設(shè)置并用儀表測量。為此，利用在入口側(cè)和/或出口側(cè)處提供的另外至少部分可變閥驅(qū)動。

圖4是示出用于操作發(fā)動機(諸如圖1的發(fā)動機)的方法400的流程圖。如上面參考圖2和圖3所述，各種方法可用于當(dāng)?shù)谝?可停用的)渦輪機激活或停用時防止渦輪增壓器速度波動。在存在電機和廢氣門/可變閥致動硬件二者的發(fā)動機配置中，在一些條件期間利用一種方法減輕渦輪增壓器速度波動可為有利的，同時在其它條件期間利用另一方法減輕渦輪增壓器速度波動是有利的。另外，在一些實例中，利用兩種方法可為有利的。因此，方法400根據(jù)工況選擇一種或兩種方法。

在402處，方法400確定操作參數(shù)，其包括但不限于發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機負(fù)荷、排氣質(zhì)量流量、渦輪增壓器速度、閥正時，以及充電的電池狀態(tài)。在404處，方法400確定是否指示第一渦輪機的狀態(tài)的變化。狀態(tài)的變化可包括從激活的第一渦輪機轉(zhuǎn)換到停用的第一渦輪機，或其可包括從停用的第一渦輪機轉(zhuǎn)換到激活的第一渦輪機。如果指示無狀態(tài)變化，方法400前進到406以維持當(dāng)前的操作參數(shù)(例如，當(dāng)前的廢氣門位置、電機狀態(tài))且然后方法400返回。

如果指示第一渦輪機的狀態(tài)變化，方法400前進到408以確定發(fā)動機當(dāng)前是否在第一條件下操作。第一條件可包括這樣的工況：調(diào)整廢氣門位置是不可取的(例如，如果第一渦輪機將要被激活且排氣質(zhì)量流量相對高，如果廢氣門關(guān)閉，其可引起第二渦輪機的超速)。第一條件可額外地或可替換地包括其中操作電機是可取的條件。例如，如果充電的電池狀態(tài)相對低且第一渦輪機將要停用，操作作為發(fā)電機的電機是可取的。如果發(fā)動機在第一條件下操作，例如根據(jù)上面參考圖2所述的方法，方法400前進到410以使用電機控制渦輪增壓器速度波動。方法400然后返回。

如果發(fā)動機在第一條件下不操作，發(fā)動機因此在第二條件下操作。第二條件可包括這樣的工況：操作電機是不可取的，諸如當(dāng)充電的電池狀態(tài)太低而不能操作電機為輔助驅(qū)動時，或第二條件可包括其它條件。例如根據(jù)上面參考圖3所述的方法，方法400前進到412以使用廢氣門和汽缸閥控制控制渦輪增壓器速度波動。方法400可選地包括在414處利用電機進一步控制渦輪增壓器速度波動。

在一些實例中，在從激活的第一渦輪機到停用的第一渦輪機的轉(zhuǎn)換期間，且因此從致動排氣閥到不致動排氣閥的轉(zhuǎn)換期間，可通過主動打開廢氣門并增加充氣容積防止第二渦輪增壓器的瞬時超速事件，且還通過以發(fā)電機模式操作電機防止第二渦輪增壓器的瞬時超速事件。具體地，如果廢氣門和充氣容積調(diào)整不足以減少第二渦輪機的速度，可以以發(fā)電機模式激活電機以進一步減少第二渦輪機的速度。這樣做，將減少或維持第二渦輪增壓器的速度。

在從停用的第一渦輪機到激活的第一渦輪機的轉(zhuǎn)換期間，且因此從不致動排氣閥到致動排氣閥的轉(zhuǎn)換期間，可通過主動關(guān)閉廢氣門并減少充氣容積防止第二渦輪增壓器的瞬時降速事件，且還通過以輔助驅(qū)動模式操作電機防止第二渦輪增壓器的瞬時降速事件。具體地，如果廢氣門和充氣容積調(diào)整不足以增加第二渦輪機的速度，可激活電機以進一步增加第二渦輪機的速度。這樣做，將維持或增加第二渦輪增壓器的速度。

注意的是，本文所包括的實例控制和估計程序能夠與各種發(fā)動機和/或車輛系統(tǒng)配置一起使用。本文所公開的控制方法和程序可作為可執(zhí)行指令儲存在非暫時性存儲器中且可通過包括控制器的控制系統(tǒng)和各種傳感器、致動器，和其它發(fā)動機硬件的結(jié)合實施。本文所述的具體程序可表示任何數(shù)量的處理策略中的一個或多個，諸如事件驅(qū)動、中斷驅(qū)動、多任務(wù)、多線程等。正因如此，所示的各種動作、操作，和/或功能可按照所示次序、平行地執(zhí)行，或在一些情況下省略。同樣地，處理順序不是實現(xiàn)本文所述的實例實施例的特征和優(yōu)點所必須要求的，而是為方便說明和描述而提供。所示動作、操作和/或功能中的一個或多個可根據(jù)正使用的特定策略被重復(fù)執(zhí)行。另外，所述動作、操作和/或功能可用圖形表示待編程到發(fā)動機控制系統(tǒng)中的計算機可讀存儲介質(zhì)的非暫時性存儲器中的代碼，其中通過結(jié)合電子控制器執(zhí)行包括各種發(fā)動機硬件組件的系統(tǒng)中的指令實施所述動作。

應(yīng)該明白，本文所公開的配置和程序在本質(zhì)上是示例性的，且這些具體的實施例不認(rèn)為具有限制意義，因為許多變體是可能的。例如，上述技術(shù)能夠適用于V-6、I-4、I-6、V-12、對置4缸，和其它發(fā)動機類型。本公開的主題包括各種系統(tǒng)和配置，以及本文所公開的其它特征、功能、和/或特性的所有新型且非明顯的的組合和子組合。

上述權(quán)利要求特別指出被認(rèn)為是新型且非明顯的某些組合和子組合。這些權(quán)利要求可涉及“一個”元件或“第一”元件或其等效物。此類權(quán)利要求應(yīng)該理解為包括一個或多個此類元件的結(jié)合，既不要求也不排除兩個或更多個此類元件。所公開的特征、功能、元件和/或特性的其它組合和子組合可通過本申請權(quán)利要求的修改或通過在本申請或相關(guān)申請中提出新的權(quán)利要求來要求保護。此類權(quán)利要求，無論是否寬于、窄于、等于或不同于原權(quán)利要求的范圍，也可被認(rèn)為包括在本公開的主題內(nèi)。