用于对车辆中的活塞温度进行管理的系统和方法与流程

1.本技术要求于2020年8月5日提交的标题为“air intake system for a vehicle(用于车辆的进气系统)”的美国临时专利申请no.63/061,501的优先权，该美国临时专利申请的全部内容通过参引并入本文中。
2.本技术涉及管理发动机中的活塞温度。


背景技术：

3.对于内燃发动机、比如用于雪地机动车的内燃发动机，可以通过对进入发动机的空气进行压缩来提高燃烧过程的效率。这可以使用连接至雪地机动车的进气系统和排气系统的涡轮增压器来实现。当内燃发动机在大气压力低的环境中运行或者当空气变得更稀薄时，由涡轮增压器对空气的压缩可能特别重要。
4.虽然使用涡轮增压器来增加空气压力能够有助于提高发动机效率，但是压缩过程也会导致空气变热。涡轮增压器中的空气的变热可能既来自于由于压力-温度关系导致的与压力有关的温度上升，也来自于使涡轮转动的排气通过涡轮增压器向压缩机的热传导。当来自涡轮增压器的经压缩的空气太热时，发动机的效率和性能可能由于发动机爆燃而受到影响。也被称为“爆震”的发动机爆燃通过在发动机的冲程循环的错误部分消耗一部分空气-气体混合物来降低发动机效率。
5.响应于发动机爆燃，通过涡轮增压器的压缩通常会减少或完全关闭。这将减少对进入发动机的空气的加热(减少或消除爆燃)，但来自涡轮增压器的任何益处也随之丧失。在某些情况下，可以降低发动机负载(rpms)来解决爆燃问题，但同样也存在发动机效率或功率损失。
6.为解决该问题已经提出的一个解决方案是包括一种用于在经压缩的空气进入发动机之前对其进行冷却的中间冷却器。然而，中间冷却器可能会消耗空间，而且必须位于发动机附近并且布置成由迎面而来的空气或抛出的雪(对于雪地机动车)来冷却。这可能会占用宝贵的空间并且使紧凑的发动机布置结构的设计变得复杂。在一些情况下，中间冷却器在较高海拔、低压力条件下由于普遍较低的大气压力也可能不太有效。
7.因此，需要一种用于内燃发动机的进气系统，该进气系统可以受益于增加了涡轮增压器同时克服结合了涡轮增压器的一些先前已知的缺点。


技术实现要素：

8.本技术的目的在于减轻现有技术中存在的不便之处中的至少一些不便之处。
9.根据本技术的一个方面，提供了一种包括进气系统的车辆，该进气系统具有涡轮增压器和冷却剂容器，该冷却剂容器流体连接至进气流动路径，空气在进入发动机之前沿着该进气流动路径流动。通过将冷却液从冷却剂容器提供给进气流动路径，可以减少对进气的至少一些加热。当冷却剂被添加到压缩机上游的空气流时，由压缩机的压缩产生的一些热量将通过冷却液的蒸发和变热而被压缩机中的冷却液吸收。在一些情况下，冷却剂可
以被添加到压缩机的下游，使得先前被压缩机加热的空气将导致一些冷却液变热和/或蒸发，从而在发动机中进气之前减少了空气。
10.虽然连续向空气流提供冷却液将确保在进气变得过热时进行空气冷却，但是为了车辆的正常使用提供足够的冷却液所需的冷却剂箱将需要很大的体积并给车辆增加了不小的重量。通过本技术，当发动机功率或效率可能受到影响时，冷却液因此被选择性地输送至进气流动路径。具体的情况为当进气的温度和/或估计的活塞温度高于阈值时，即当进气和/或活塞226被加热到导致爆燃风险的温度时。车辆还包括在进气流动路径中的用以测量进气温度的温度传感器。用于该系统的控制器基于经感测的进气温度来确定估计的活塞温度。估计的活塞温度基于进气温度从活塞温度模型中进行检索。在一些情况下，活塞温度模型还基于一个或更多个发动机运行值，包括但不限于：节气门位置、发动机速度(rpm)、发动机负载、发动机运行时间、环境空气温度、环境空气压力、发动机冷却剂温度、排气中的氧气浓度(拉姆达)、排气阀的位置、先前输送的冷却液以及增压压力。
11.本技术还提供了使用冷却液对进气进行冷却来管理发动机进气温度以帮助减少发动机爆燃的方法。该方法包括确定进气温度和/或发动机运行值中的一个或更多个发动机运行值，并且然后又通过基于空气温度和/或发动机运行值从模型中检索活塞温度来估计活塞温度。响应于进气温度和/或估计的活塞温度高于阈值(阈值基于雪地机动车的运行值来计算或者是预定的值)，将冷却液输送到进气流动路径。因此，这有助于降低进气温度，以便在无需降低来自涡轮增压器的增压和/或降低发动机速度的情况下避免或减少发动机爆燃。进气阈值温度和阈值活塞温度通常对应于发动机在高于其时开始面临发动机爆燃风险的温度，但是可以选择不同的阈值。
12.为了将冷却液选择性地输送至进气流动路径，控制器打开连接至冷却剂容器的阀，以允许冷却液流向进气流动路径。在这种实现方式中，车辆可以包括从压缩机到冷却剂容器的空气管，以对冷却剂容器加压。以这种方式，不存在被用于冷却剂容器的泵所占据的额外的重量或空间——当阀选择性地打开时，来自进入冷却剂容器的压缩空气的压力迫使冷却液通过冷却剂管。然而，在一些情况下，可以设置有泵，并且在这种情况下，控制器将启动连接至冷却剂容器的泵，以将冷却液泵送到进气流动路径。
13.根据本技术的一个方面，提供了一种车辆，该车辆包括：框架；由框架支承的发动机，该发动机具有发动机空气入口；流体连接至发动机的涡轮增压器，该涡轮增压器包括流体连接至发动机空气入口的压缩机，该压缩机具有压缩机入口和压缩机出口，车辆的进气流动路径由进入车辆、通过压缩机入口进入压缩机、通过压缩机出口离开压缩机并流入发动机空气入口的空气限定；由框架支承的冷却剂容器组件，该冷却剂容器组件包括用于容纳冷却液的冷却剂容器，该冷却剂容器组件在连接点处流体连接至进气流动路径；与冷却剂容器组件通信连接的控制器；以及与控制器通信连接的温度传感器，该温度传感器构造成用于确定进气流动路径中的流体温度，该控制器构造成至少基于由温度传感器确定的流体温度而选择性地使一定量的冷却液从冷却剂容器经由连接点流入进气流动路径。
14.在一些实现方式中，控制器还构造成用于至少基于由温度传感器确定的流体温度来确定估计的活塞温度；并且控制器构造成还基于估计的活塞温度来选择性地使一定量的冷却液流动。
15.在一些实现方式中，控制器与发动机通信连接；并且控制器还构造成至少部分基
于从发动机接收的至少一个发动机运行值来确定估计的活塞温度。
16.在一些实现方式中，车辆还包括第一导管，第一导管在第一端部处流体连接至压缩机入口，第一导管的第二端部从车辆周围的空气接收空气，并且连接点位于第一导管上。
17.在一些实现方式中，车辆还包括第二导管，第二导管在第一端部处流体连接至压缩机出口，第二导管的第二端部流体连接至发动机空气入口，并且连接点位于第二导管上。
18.在一些实现方式中，连接点设置在压缩机入口中。
19.在一些实现方式中，车辆还包括用于将冷却流体输送至进气流动路径的冷却剂管，该冷却剂管流体连接在冷却剂容器与连接点之间。
20.在一些实现方式中，车辆还包括由框架支承的燃料储存器；并且冷却剂容器设置在燃料储存器的后方。
21.在一些实现方式中，冷却剂管从燃料储存器下方通过。
22.在一些实现方式中，冷却剂容器组件还包括泵，该泵流体连接至冷却剂容器，以用于将冷却流体泵送通过冷却剂管。
23.在一些实现方式中，冷却剂容器组件还包括用于控制冷却液的流量的阀，该阀设置在冷却剂容器与冷却剂管之间，该阀与控制器通信连接。
24.在一些实现方式中，阀为电磁阀。
25.在一些实现方式中，压缩机流体连接至冷却剂容器；并且当车辆在使用中时，空气从压缩机流向冷却剂容器以对冷却剂容器加压。
26.在一些实现方式中，冷却剂管的第一端部流体连接至冷却剂容器；并且该车辆还包括与冷却剂管的第二端部连接的注射喷嘴。
27.在一些实现方式中，车辆还包括连接至框架的至少一个滑行件；并且该车辆是雪地机动车。
28.在一些实现方式中，温度传感器构造成感测进气流动路径中的流体在通过压缩机之前的温度。
29.在一些实现方式中，温度传感器构造成感测已经通过压缩机的流体的温度。
30.根据本技术的另一方面，提供了一种车辆，该车辆包括：框架；由框架支承的发动机，该发动机具有发动机空气入口；流体连接至发动机的涡轮增压器，该涡轮增压器包括流体连接至发动机空气入口的压缩机，该压缩机具有压缩机入口和压缩机出口；第一导管，第一导管在第一端部处流体连接至压缩机入口，第一导管的第二端部接收进入车辆的空气；第二导管，第二导管在第一端部处流体连接至压缩机出口，第二导管的第二端部流体连接至发动机空气入口，进气流动路径由进入车辆、通过第一导管进入压缩机入口、通过压缩机、离开压缩机出口、通过第二导管并进入发动机空气入口的空气限定；由框架支承的冷却剂容器组件，该冷却剂容器组件包括用于容纳冷却液的冷却剂容器，该冷却剂容器组件在连接点处流体连接至进气流动路径；以及与冷却剂容器组件通信连接的控制器，该控制器构造成基于由控制器确定的估计的活塞温度选择性地使一定量的冷却液从冷却剂容器经由连接点流入进气流动路径。
31.在一些实现方式中，车辆还包括主空气箱和副空气箱，主空气箱流体连接在第二导管的第二端部与发动机空气入口之间，副空气箱流体连接至第一导管的第二端部，该副空气箱构造成将周围空气导入车辆中。
32.在一些实现方式中，车辆还包括由框架支承的燃料储存器；并且冷却剂容器设置在燃料储存器的后方。
33.在一些实现方式中，车辆还包括用于将冷却流体输送至进气流动路径的冷却剂管，该冷却剂管流体连接在冷却剂容器与连接点之间。
34.在一些实现方式中，冷却剂管从燃料储存器下方通过。
35.在一些实现方式中，冷却剂容器组件还包括泵，该泵流体连接至冷却剂容器，以用于将冷却流体泵送通过冷却剂管。
36.在一些实现方式中，冷却剂容器组件还包括用于控制冷却液的流量的阀，该阀设置在冷却剂容器与冷却剂管之间，该阀与控制器通信连接。
37.在一些实现方式中，阀为电磁阀。
38.在一些实现方式中，车辆还包括流体连接至冷却剂容器的压缩机；并且当车辆在使用中时，空气从压缩机流向冷却剂容器以对冷却剂容器加压。
39.在一些实现方式中，冷却剂管的第一端部与冷却剂容器流体连接；并且该车辆还包括与冷却剂管的第二端部连接的注射喷嘴。
40.在一些实现方式中，连接点设置在发动机的曲轴箱上。
41.在一些实现方式中，车辆还包括连接至框架的至少一个滑行件；并且该车辆是雪地机动车。
42.根据本技术的又一方面，提供了一种用于对涡轮增压式车辆的发动机进气温度进行管理的方法。该方法包括：通过温度传感器感测进气流动路径内的流体温度，该进气流动路径由进入车辆、通过涡轮增压器并进入发动机的空气限定；由控制器至少基于流体温度来确定发动机的活塞的估计的活塞温度；以及响应于估计的活塞温度高于阈值活塞温度以及流体温度高于阈值流体温度中的至少一者，由控制器使一定量的冷却液从冷却剂容器流向进气流动路径。
43.在一些实现方式中，还基于由控制器从发动机接收的至少一个发动机运行值来确定估计的活塞温度。
44.在一些实现方式中，该方法还包括由控制器确定至少一个发动机运行值，所述至少一个发动机运行值选自以下各者：节气门位置、发动机速度、发动机负载、发动机运行时间、环境空气温度、环境空气压力、排气中的氧气浓度、发动机冷却剂温度、排气阀的位置、先前输送的冷却液量以及增压压力；并且还基于至少一个发动机运行值来确定估计的活塞温度。
45.在一些实现方式中，确定估计的活塞温度包括由控制器从活塞温度模型中检索估计的活塞温度。
46.在一些实现方式中，使一定量的冷却液被输送包括由控制器操作冷却剂容器组件的电磁阀，以允许冷却液从冷却剂容器流出。
47.在一些实现方式中，使一定量的冷却液被输送包括由控制器操作冷却剂容器组件的泵，以将冷却液从冷却剂容器泵送通过冷却剂管。
48.根据本技术的又一方面，提供了一种用于对涡轮增压式车辆的发动机进气温度进行管理的方法。该方法包括：由控制器确定至少一个发动机运行值；由控制器基于至少一个发动机运行值从活塞温度模型中检索发动机的活塞的估计的活塞温度；以及响应于估计的
活塞温度高于阈值活塞温度，由控制器使一定量的冷却液从冷却剂容器输送至进气流动路径，进气流动路径由进入车辆、通过涡轮增压器并进入发动机的空气限定。
49.在一些实现方式中，至少一个发动机运行值选自以下各者：进气流动路径内的空气的空气温度、节气门位置、发动机速度、发动机负载、发动机运行时间、环境空气温度、环境空气压力、排气中的氧气浓度、发动机冷却剂温度、排气阀的位置、先前输送的冷却液量以及增压压力。
50.根据本技术的又一方面，提供了一种车辆，该车辆包括：框架；由框架支承的发动机，该发动机具有发动机空气入口；流体连接至发动机的涡轮增压器，该涡轮增压器包括流体连接至发动机空气入口的压缩机，该压缩机具有压缩机入口和压缩机出口，车辆的进气流动路径由进入车辆、通过压缩机入口进入压缩机、通过压缩机出口流出压缩机并流入发动机空气入口的空气限定；冷却剂容器组件，该冷却剂容器组件在连接点处流体连接至进气流动路径，该冷却剂容器组件由框架支承并且包括用于容纳冷却液的冷却剂容器，压缩机流体连接至冷却剂容器，其中，当车辆在使用中时，空气从压缩机流到冷却剂容器以对冷却剂容器加压；冷却剂管，该冷却剂管将冷却剂容器与连接点流体连接；以及用于控制冷却液的流量的阀，该阀设置在冷却剂容器与冷却剂管之间；以及控制器，该控制器与冷却剂容器组件的阀通信连接，并且控制器构造成选择性地使一定量的冷却液从冷却剂容器经由连接点流入进气流动路径。
51.根据本技术的又一方面，提供了一种车辆，该车辆包括：框架；由框架支承的发动机，该发动机具有发动机空气入口，该发动机具有曲轴箱；流体连接至发动机的涡轮增压器，该涡轮增压器包括流体连接至发动机空气入口的压缩机；由框架支承的冷却剂容器组件，该冷却剂容器组件包括用于容纳冷却液的冷却剂容器，该冷却剂容器组件在连接点处流体连接至发动机；以及控制器，该控制器与冷却剂容器组件通信连接，该控制器还与发动机通信连接，该控制器构造成基于至少一个发动机运行值选择性地使一定量的冷却液从冷却剂容器经由连接点流向发动机。
52.根据本技术的又一方面，提供了一种用于对车辆的发动机的活塞温度进行管理的方法。该方法包括：由连接至控制器的节气门位置传感器来确定发动机的节气门阀的节气门位置；由连接至控制器的发动机速度传感器来确定发动机的发动机速度(rpm)；以及由控制器至少基于节气门位置和发动机速度来确定估计的活塞温度。
53.在一些实施方式中，还包括：由控制器来确定期望活塞温度与估计的活塞温度之间的差值；以及由控制器修改发动机的至少一个发动机运行值，该修改至少部分地基于期望活塞温度与估计的活塞温度之间的差值。
54.在一些实施方式中，还包括响应于控制器确定估计的活塞温度高于阈值活塞温度，由控制器对发动机的至少一个发动机运行值进行修改。
55.在一些实施方式中，至少一个发动机运行值为以下各者中的至少一者:发动机的点火正时；燃料压力；排气阀位置；燃料喷射正时；燃料喷射量；以及来自车辆的涡轮增压器的增压压力。
56.在一些实施方式中，还包括：确定由修改至少一个发动机运行值产生的温度梯度；至少基于该温度梯度以及期望活塞温度与估计的活塞温度之间的差值来确定针对至少一个发动机运行值的修改时间；以及针对该修改时间对至少一个发动机运行值进行修改。
57.在一些实施方式中，还包括：通过连接至控制器的发动机冷却剂温度传感器来确定发动机冷却剂温度；通过连接至控制器的空气温度传感器来确定进气温度；由控制器至少基于估计的活塞温度、发动机冷却剂温度和进气温度来确定修正的活塞温度。
58.在一些实施方式中，还包括确定以下各者中的至少一者：发动机冷却剂温度，该发动机冷却剂温度通过连接至控制器的发动机冷却剂温度传感器来确定；以及进气温度，该进气温度通过连接至控制器的温度传感器来确定；并且由控制器基于估计的活塞温度以及发动机冷却剂温度和进气温度中的至少一者来确定修正的活塞温度。
59.在一些实施方式中，还包括由控制器检测发动机的至少一个发动机运行值的变化；以及响应于检测到的至少一个发动机运行值的变化，至少基于估计的活塞温度和至少一个发动机运行值的变化来确定修正的估计的活塞温度。
60.在一些实施方式中，还基于至少一个发动机运行值的变化的持续时间来确定修正的估计的活塞温度。
61.在一些实施方式中，至少基于节气门位置和发动机速度来确定估计的活塞温度包括从温度数据集检索估计的活塞温度。
62.在一些实施方式中，确定估计的活塞温度包括：至少基于节气门位置和发动机速度来确定稳态温度(ts)；基于保存到控制器的校准方程来确定温度梯度(dt/dt)；以及使用以下温度确定关系基于稳态温度ts、温度梯度dt/dt和持续时间(t)来计算估计的活塞温度(t)：
[0063][0064]
在一些实施方式中，针对重复的持续时间t，重新计算估计的活塞温度。
[0065]
在一些实施方式中，还包括响应于估计的活塞温度高于阈值活塞温度，由控制器使一定量的冷却液从冷却剂容器流向进气流动路径，进气流动路径由进入车辆并进入发动机的空气限定。
[0066]
根据本技术的又一方面，提供了一种车辆，该车辆包括：框架；由框架支承的发动机，该发动机具有至少一个发动机空气入口；流体连接至发动机的涡轮增压器，该涡轮增压器包括流体连接至至少一个发动机空气入口的压缩机，该压缩机具有压缩机入口和压缩机出口，车辆的进气流动路径由进入车辆、通过压缩机入口进入压缩机、通过压缩机出口离开压缩机并流入至少一个发动机空气入口的空气限定；由框架支承的冷却剂容器组件，该冷却剂容器组件包括用于容纳冷却液的冷却剂容器，该冷却剂容器组件在至少一个连接点处流体连接至进气流动路径；以及与冷却剂容器组件通信连接的控制器，该控制器构造成选择性地使一定量的冷却液从冷却剂容器经由连接点流入进气流动路径。
[0067]
在一些实施方式中，发动机包括至少一个簧片阀和至少一个节气门阀；并且至少一个连接点在至少一个簧片阀与至少一个节气门阀之间设置在进气流动路径上。
[0068]
在一些实施方式中，还包括：至少一个冷却剂注射套环，所述至少一个冷却剂注射套环与至少一个发动机空气入口流体连接；至少一个注射喷嘴，所述至少一个注射喷嘴连接至至少一个冷却剂注射套环并延伸穿过至少一个冷却剂注射套环，所述至少一个注射喷嘴流体连接至冷却剂容器组件；并且其中，至少一个连接点由至少一个喷嘴限定。
[0069]
在一些实施方式中，所述至少一个发动机空气入口包括：向发动机的第一气缸提
供空气的第一入口、以及向发动机的第二气缸提供空气的第二入口；所述至少一个冷却剂注射套环包括：连接至发动机并与第一入口对准的第一冷却剂注射套环、以及连接至发动机并与第二入口对准的第二冷却剂注射套环；并且所述至少一个注射喷嘴包括第一喷嘴和第二喷嘴，第一喷嘴连接至第一冷却剂注射套环并延伸穿过该第一冷却剂注射套环，该第一喷嘴流体连接至冷却剂容器组件，第二喷嘴连接至第二冷却剂注射套环并延伸穿过第二冷却剂注射套环，该第二喷嘴流体连接至冷却剂容器组件。
[0070]
在一些实施方式中，控制器与发动机通信连接；并且控制器构造成：至少部分地基于从发动机接收的至少一个发动机运行值来确定估计的活塞温度，并且至少基于估计的活塞温度选择性地使一定量的冷却液从冷却剂容器经由至少一个喷嘴流入进气流动路径。
[0071]
出于本技术的目的，术语“流体”意味着至少包括气体和液体两者、以及气体和液体的组合。
[0072]
出于本技术的目的，与空间取向相关的术语比如向前、向后、向上、向下、左和右应如同由以正常驾驶位置坐在雪地机动车上的雪地机动车驾驶员所通常理解的那样来理解。在描述或提及雪地机动车的与雪地机动车分离的部件或子组件、比方说例如热交换器时，除非在本技术中另有说明，否则与空间取向相关的术语应如同这些部件或子组件安装至雪地机动车时被理解的那样来理解。
[0073]
本技术的实现方式各自具有上面提及的目的和/或方面中的至少一者，但不必具有所有这些目的和/或方面。应当理解的是，试图实现上面提及的目的而产生的本技术的一些方面可能不满足该目的并且/或者可能满足本文中未具体阐述的其他目的。上面提供的关于上述术语的解释优先于可以在通过参引并入本文中的文献中的任何一篇文献中找到的那些术语的解释。
[0074]
根据以下描述、附图和所附权利要求，本技术的实现方式的另外的和/或替代性的特征、方面和优点将变得明显。
附图说明
[0075]
为了更好地理解本技术以及本技术的其他方面和另外的特征，参考结合附图使用的以下描述，在附图中：
[0076]
图1是雪地机动车的左侧正视图；
[0077]
图2是图1的雪地机动车的发动机、进气系统和排气系统的俯视的后右侧立体图；
[0078]
图3是图2的发动机、进气系统和排气系统的前正视图；
[0079]
图4是图2的发动机以及进气系统和排气系统的一些部分的横截面图；
[0080]
图5是图2的进气系统和排气系统的部分的俯视平面图；
[0081]
图6是图1的雪地机动车的润滑系统的示意图；
[0082]
图7是图6的润滑系统的润滑油流动的示意图；
[0083]
图8是图2的排气系统的示意图；
[0084]
图9是图5的进气系统和排气系统的部分的特写图；
[0085]
图10是图2的进气系统和排气系统的部分的右侧正视图；
[0086]
图11是图10的进气系统和排气系统的部分的特写图；
[0087]
图12是图2的排气系统的涡轮增压器、旁通导管和排气收集器的前正视图；
[0088]
图13是单独示出的图12的旁通导管的立体图；
[0089]
图14是沿着图13的线14-14截取的图12的旁通导管的横截面图，其中，阀处于关闭位置；
[0090]
图15是图14的横截面图，其中，阀处于打开位置；
[0091]
图16是图14的横截面图，其中，阀处于中间位置；
[0092]
图17是图12的涡轮增压器和旁通导管的部分的立体图，其中，旁通导管和阀的顶部的一部分已经被移除；
[0093]
图18是图12的涡轮增压器和旁通导管的俯视平面图；
[0094]
图19是沿着图18的线19-19截取的图18的涡轮增压器的横截面图；
[0095]
图20a是单独示出的图12的排气收集器的左侧正视图；
[0096]
图20b是图20a的排气收集器的俯视的右侧立体图；
[0097]
图20c是图20a的排气收集器的仰视平面图；
[0098]
图21是图示了根据本技术的对通过图2的排气系统的排气流进行控制的方法的流程图；
[0099]
图22是图示了根据本技术的对通过图2的排气系统的排气流进行控制的另一方法的流程图；
[0100]
图23是图示了根据本技术的对通过图2的排气系统的排气流进行控制的另一方法的流程图；
[0101]
图24是图示了根据本技术的向图2的发动机提供燃料-空气混合物的方法的流程图；
[0102]
图25是沿着图13的线25-25截取的图12的旁通导管的横截面图，其中，阀处于打开位置；
[0103]
图26是图14的阀的上游侧部的正视图；
[0104]
图27是图26的阀的下游侧部的正视图；
[0105]
图28是沿着图27的线28-28截取的图26的阀的横截面图；
[0106]
图29是沿着图27的线29-29截取的图26的阀的横截面图；
[0107]
图30是代表了作为阀的位置的函数的通过开口的质量流量百分比的图表；
[0108]
图31是代表了对通过图2的排气系统的排气流进行控制的说明性场景的流程图；
[0109]
图32图示了用于图31的说明性场景中的示例数据集；
[0110]
图33图示了用于图31的说明性场景中的附加示例数据集；
[0111]
图34图示了用于图24的方法中的示例数据集；
[0112]
图35是图2的进气系统的空气箱的局部剖视图，其中，空气箱的左侧部的一部分已经被移除；
[0113]
图36是图35的空气箱的局部剖视图，其中，空气箱的后侧部的一部分已经被移除；
[0114]
图37是图1的车辆的发动机、进气系统、燃油箱和冷却剂系统的部分的俯视平面图；
[0115]
图38是图37的车辆部分的左侧正视图；
[0116]
图39是图37的车辆部分的右侧正视图；
[0117]
图40是图37的进气系统和冷却剂系统的部分的俯视平面图；
[0118]
图41是图40的进气系统和冷却剂系统部分的俯视的前左侧立体图；
[0119]
图42是图40的进气系统和冷却剂系统部分的俯视的前左侧分解立体图；
[0120]
图43是图示了根据本技术的用于操作图37的进气系统和冷却剂系统的方法的流程图；
[0121]
图44是发动机、图40的进气系统以及另一实施方式的冷却剂系统的示意图；
[0122]
图45是图1的车辆的发动机的部分的立体图，其中，发动机附接有冷却剂注射套环；
[0123]
图46是沿着图45的线46-46截取的图45的发动机和冷却剂注射套环的横截面图；
[0124]
图47是图45的冷却剂注射套环的立体图，其中，冷却剂注射套环连接有冷却剂管；
[0125]
图48是图45的冷却剂注射套环的冷却剂注射喷嘴的分解立体图；
[0126]
图49是图示了根据本技术的用于管理图1的车辆的发动机的活塞温度的方法的流程图；以及
[0127]
图50图示了用于图49的方法中的示例数据集。
[0128]
应当注意的是，除非另有说明，否则附图可能未按比例绘制。
[0129]
具体实现方式
[0130]
在本文中相对于具有内燃发动机和两个滑行件的雪地机动车10对本技术进行描述。然而，可以设想的是，本技术的一些方面可以应用于其他类型的车辆，比如但不限于：具有单个滑行件的雪地机动车；具有两个、三个或四个车轮的公路车辆；越野车、全地形车辆、并排车辆以及个人船只。
[0131]
参照图1和图2，将描述根据本技术的雪地机动车10。雪地机动车10包括前端部12和后端部14。雪地机动车10包括呈车架或底盘16的形式的车身，车架或底盘16包括槽道18、发动机托架部分20、前悬架模块22和上部结构24。
[0132]
在部分地由车架16的发动机托架部分20限定的发动机舱中承载有内燃发动机26。支承在槽道18上方的燃料箱28向发动机26供应燃料以用于发动机26的操作。发动机26接收来自进气系统100的空气。将在下面更详细地描述发动机26和进气系统100。
[0133]
在雪地机动车10的后端部14处定位有环形传动履带30。传动履带30大致设置在槽道18下方并且通过带传动系统和减速传动装置操作性地连接至发动机26。环形传动履带30被驱动成围绕操作性地连接至槽道18的后悬架组件32行进以推进雪地机动车10。环形传动履带30具有从环形传动履带30的外表面延伸的多个凸耳31，以向履带30提供牵引力。
[0134]
后悬架组件32包括传动链轮34、惰轮36以及与环形传动履带30滑动接触的一对滑轨38。传动链轮34安装在轴35上并且限定了链轮轴线34a。轴35操作性地连接至发动机26的曲轴126(参见图3)。滑轨38通过前悬架臂40和后悬架臂40以及减震器42附接至槽道18。可以设想的是，雪地机动车10可以设置成具有与本文示出的后悬架组件32不同的后悬架组件32的实现方式。
[0135]
燃料箱28的上面定位有跨骑式座椅60。由帽92覆盖的燃料箱填充开口设置在燃料箱28的上表面上、位于座椅60的前方。可以设想的是，燃料箱填充开口可以设置在燃料箱28上的其他位置。座椅60适于容置雪地机动车10的驾驶员。座椅60还可以构造成容置乘客。在雪地机动车10的座椅60下方的每一侧均定位有搁脚板64以容置驾驶员的脚。
[0136]
在雪地机动车10的前端部12处，整流罩66围封发动机26和带传动系统，从而提供
不仅保护发动机26和传动系统而且还可以使雪地机动车10在美学上更令人满意的外壳。整流罩66包括罩68和一个或更多个侧面板，所述侧面板可以打开以允许接近发动机26。连接至整流罩66的挡风玻璃69用作挡风板，以在雪地机动车10移动时减小空气作用于骑乘者的力。
[0137]
定位在雪地机动车10的前端部12处的两个滑行件70通过前悬架组件72附接至车架16的前悬架模块22。前悬架模块22连接至发动机托架部分20的前端部。前悬架组件72包括滑行件腿部74、支承臂76和球窝接头(未示出)，球窝接头用于操作性地连接至相应滑行件腿部74、支承臂76和(示意性地示出的)转向柱82。
[0138]
包括转向柱82和把手84的转向组件80设置在座椅60的大致前方。转向柱82以可旋转的方式连接至车架16。转向柱82的下端部经由转向杆(未示出)连接至滑行件腿部74。把手84附接至转向柱82的上端部。把手84定位在座椅60前方。把手84用于使转向柱82旋转，并且由此使滑行件70旋转，以便使雪地机动车10转向。呈拇指致动式节气门杆形式的节气门操作器86安装至把手84的右侧部。也可以设想其他类型的节气门操作器，比如手指致动式节气门杆和转动手柄。在把手84的左侧部上设置有呈手制动杆形式的制动致动器，以用于以已知的方式制动雪地机动车10。可以设想的是，挡风玻璃69可以直接连接至把手84。
[0139]
在雪地机动车10的后端部处，挡雪板94从槽道18的后端部向下延伸。挡雪板94在雪地机动车10被移动的传动履带30推进时防止可以从传动履带30向上喷射的污物和雪。可以设想的是，挡雪板94可以被省去。
[0140]
雪地机动车10包括其他部件，比如显示器集群等。因为相信本领域的普通技术人员将容易识别这些部件，因此本文中将不提供这些部件的进一步说明和描述。
[0141]
附加地参照图2至图6，将对发动机26和进气系统100进行更详细的描述。来自雪地机动车10周围大气的空气流动通过限定在底盘16的上部结构24的上部部分25中的侧孔口113。空气然后流入副空气箱110。副空气箱110设置在前悬架模块22的上方。大致y形形状的导管118(图2)经由导管部分117将副空气箱110流体连接至设置在发动机26的右侧的空气压缩机310(图5)的压缩机入口312。导管118还经由导管部分121流体连接至主空气箱120的入口119。主空气箱120包括旁通阀123(参见图35和图36)，旁通阀123对通过入口119进入主空气箱120中的空气流进行控制。可以设想的是，可以省略副空气箱110，并且来自大气的空气可以在不经过副空气箱110的情况下直接进入入口312和/或主空气箱120的入口119。
[0142]
如在图42中进一步示意性示出的，来自环境的空气大致遵循进气流动路径444进入雪地机动车10、通过空气压缩机310并且流入发动机26。来自大气的通过副空气箱110并且经由导管118和入口312进入空气压缩机310的空气被空气压缩机310压缩。经压缩的空气然后通过出口314从空气压缩机310流出、进入导管316并且进入主空气箱120。主空气箱120经由主空气箱120的两个空气出口122(也参见图10)流体连接至发动机26。
[0143]
主空气箱120的旁通阀123被弹簧加载至关闭位置，使得优选地经由导管316从空气压缩机310接收空气。当主空气箱120内的空气压力下降成低于阈值时、例如当发动机26以需要比主空气箱120中可获得的空气更多的空气的速度旋转时，阀123打开以允许来自大气的空气经由副空气箱110直接进入主空气箱120。在一些情况下，这能够有助于获得发动机26的最佳运行，尤其是在涡轮增压器300正在运转并且没有为发动机26所需的空气向主空气箱120供应必要的空气流时。如图35所示，阀123包括弹簧125。弹簧125的弹簧常数被选
择为使得阀123将在主空气箱120内的预定压力下打开和关闭。因此，一旦打开，当来自涡轮增压器300的气流使主空气箱120内的压力增加至预定压力时，旁通阀123将自动关闭，并且当主空气箱120内的压力下降至预定压力时，旁通阀123将自动打开。阀123的直径被定尺寸成允许副空气箱110与主空气箱120之间的高流量能力。这有助于确保主空气箱120内的最佳压力，并且从而有助于在通常所有情况下、即使在涡轮增压器300没有起动的情况下的最佳发动机性能。当与通过导管部分121、涡轮增压器300和导管316的空气流行进距离相比时，导管部分117和旁通阀123还减小了副空气箱110与主空气箱120之间的空气流行进距离。这样，根据主空气箱120内的空气压力，副空气箱110与主空气箱120之间的气流具有可用的短气流路径或长气流路径。在主空气箱120中包括有旁通阀123进一步允许发动机26以涡轮增压模式或自然吸气模式运行。为了在两种模式下运行，发动机26的运行和涡轮增压器300的相应运行将在下面进一步详细描述。
[0144]
发动机26为直列式双缸二冲程内燃发动机。发动机26的两个气缸相对于它们的竖向设置的圆柱形轴定向，其中，每个气缸中设置有活塞226，一个活塞226在图4中示出。可以设想的是，发动机26可以不同地构造。例如，发动机26可以具有多于或少于两个气缸，并且气缸可以以v形构型而不是直列式布置。可以设想的是，在一些实现方式中，发动机26可以是四冲程内燃发动机、化油器式发动机或能够推进雪地机动车10的任何其他合适的发动机。发动机26包括发动机冷却剂系统23，以有助于冷却发动机26。发动机冷却剂系统23包括用于对在发动机冷却剂系统23中循环的发动机冷却剂的温度进行监测的发动机冷却剂温度传感器127。
[0145]
如图1、图2和图4所示，发动机26经由发动机26的每个气缸的后部部分中所限定的发动机空气入口27接收来自进气系统100的空气、特别是来自主空气箱120的出口122的空气。发动机26包括位于每个空气入口27中的簧片阀227(也参见图46)。每个空气入口27连接至进气系统100的节气门体37。节气门体37包括节气门阀39，该节气门阀39旋转成对通过节气门体37流入发动机26的相应气缸的空气的量进行调节。节气门阀致动器(未示出)操作性地连接至节气门阀39，以改变节气门阀39的位置，并且从而借助操作把手84上的节气门杆86来调节节气门阀39的开度。在本实现方式中，节气门阀致动器是机械联动装置，尽管这只是一个非限制性的实现方式。节气门阀39的位置和运动由(在图8中示意性地示出的)节气门位置传感器588进行监测，该节气门位置传感器588操作性地连接至节气门阀39，这将在下面更详细地描述。还可以设想的是，节气门阀致动器可以为电动马达的形式。电动马达可以基于从电子控制模块(未示出)接收的输入信号来改变节气门阀39的位置，该电子控制模块又从与把手84上的节气门杆86相关联的位置传感器接收输入信号。关于这种线控驱动的节气门系统的进一步细节可以在于2018年7月24日发布的美国专利no.10,029,567中找到，该美国专利的全部内容通过参引并入本文中。
[0146]
发动机26经由直接喷射(di)式喷射器41和多点燃料喷射(mpfi)式喷射器45(这两者至少在图4中示出)从燃料箱28接收燃料，该发动机26在气缸中具有开口。发动机26的左气缸和右气缸中的每一者中的燃料-空气混合物由包括(在图2中最佳示出的)火花塞43的点火系统点燃。发动机输出功率、扭矩和发动机速度部分地由节气门开度决定，并且部分地由点火正时决定，并且还由燃料-空气混合物的各种特性比如其成分、温度、压力等决定。下面将参照图24对根据本技术的一些实现方式的控制燃料-空气混合物的方法进行更详细的
描述。
[0147]
由燃烧过程的燃烧事件产生的排气经由排气系统600(图5)从发动机26排出。如图4所示，在发动机26的每个气缸的前部部分中限定有排气出口29。每个排气出口29具有排气阀129。排气出口29流体连接至排气歧管33。排气系统600包括排气管道202，该排气管道202连接至排气歧管33并从排气歧管33向前延伸，以引导排气离开发动机26。
[0148]
在本实现方式中，排气管道202为调谐管道，其具有适用于提高发动机26的效率的几何形状。
[0149]
涡轮增压器300操作性地连接至发动机26。涡轮增压器300将空气压缩并将其供应至发动机26。如图6和图12所示，涡轮增压器300具有对空气压缩机310和排气涡轮机350进行限定的壳体302。另外参照图19，排气涡轮机350包括具有面积354的涡轮机入口355，该面积354在涡轮增压器中通常被限定为排气涡轮机350的蜗壳352(在舌部处测量)的横截面面积。空气压缩机310包括压缩机叶轮，并且空气压缩机310是进气系统100的一部分。如上所述，流过旋转的压缩机叶轮的进气由此被压缩。压缩机叶轮的旋转由排气涡轮机350的涡轮机叶轮351(图19、图25)提供动力，排气涡轮机350是排气系统600的一部分。涡轮机叶轮351通过从发动机26排出并被引导流过涡轮机叶轮351的叶片的排气而围绕涡轮机轴线353(图19)旋转。可以设想的是，在一些实现方式中，空气压缩机310可以是增压器，其中，压缩机叶轮将由发动机26直接提供动力。将在下面更详细地描述排气系统600。
[0150]
参照图6和图7，雪地机动车10还包括润滑系统，以用于向发动机26和涡轮增压器300提供润滑油。发动机26流体连接至储油器52，储油器52向发动机26的曲轴126和排气阀129供油。储油器52也流体连接至涡轮增压器300以向涡轮增压器300提供润滑油。如将在下面进一步描述的，涡轮增压器300也流体连接至发动机26。
[0151]
主油泵54固定至并流体连接至储油器52。可以设想的是，泵54与储油器52可以以不同的方式连接在一起、或者可以分开设置在雪地机动车10中。主油泵54将油从储油器52泵送至发动机26和涡轮增压器300。主油泵54包括四个出口端口，以用于将油从储油器52泵出。两个出口端口53向曲轴126供油。另一个出口端口55向排气阀129中的一个排气阀供油。第四出口端口57向涡轮增压器300供油。根据实现方式，可以设想的是，主油泵54根据实现方式的具体细节可以包括更多或更少的出口端口。
[0152]
副油泵56和油/气分离罐59流体连接在涡轮增压器300与发动机26之间。副油泵56接收已经通过涡轮增压器300的油，并将所述油泵送至另一个排气阀129。图7经由示意图图示了油从泵54、56并且通过涡轮增压器300流向发动机26的流动方向。还应注意的是，在本实现方式中，涡轮增压器300是基于滚珠轴承的涡轮增压器300，其定尺寸成用于低油流润滑，以便提供有效的响应。可以设想的是，不同类型的涡轮增压器可以用于不同的实现方式中。
[0153]
借助这种构型，仅一个储油器52用于对涡轮增压器300和发动机26两者进行润滑。可以设想的是，雪地机动车10也可以布置成使得副油泵56可以被省略。还可以设想的是，油在已经通过涡轮增压器300之后可以循环至曲轴126而不是排气阀129。
[0154]
另外参照图8至图19，现在将对排气系统600进行更详细的描述。如上所述，从发动机26排出的排气流动通过排气出口29、通过排气歧管33、并且进入排气管道202。如上所述为调谐管道202的排气管道202是弯曲的，并且沿着排气管道202的长度具有变化的直径。可
以设想其他类型的排气管道202。如图5所示，排气管道202包括流体连接至排气歧管33的管道入口203以及位于排气管道202的端部处的管道出口206。排气管道202还具有邻近管道入口203的渐扩部分605和邻近管道出口206的渐缩部分607。管道出口206定位在管道入口203的下游。在二冲程发动机的领域中众所周知的是，渐缩-渐扩型调谐管道的目的是使渐扩部段产生返回的稀疏波并且使渐缩部段产生返回的压力波，该返回的压力波将从气缸流出进入排气管的任何过量的新鲜空气-燃料混合物推回气缸中。将新鲜的混合物推回到气缸中是所希望的，因为这允许返回的压力波对气缸进行“增压”，与气缸在环境压力下被填充相比，这为气缸提供更多的新鲜混合物。使用术语“调谐管道”是因为管道的尺寸是特别选择的，所以这种增压在一个或更多个参数的特定值或其值的范围内、比如在特定的温度和/或压力下发生在管道内，这与发动机的期望运行rpm或期望运行rpm范围一致。一旦调谐管道的物理尺寸被选定，对该管道的增压作用将在管道被调谐到的特定参数值下是最佳的，并且由于常规的调谐管道在尺寸上是固定的，因此这些参数在安装有发动机的车辆的使用过程中是不可调节的。当调谐管道不在这些特定的调谐参数值下工作时，增压效果将达不到最佳，并且因此发动机的操作将达不到在期望的运行rpm下的最佳。为此，当涡轮增压器或诸如阀630之类的可变阀的限制沿着排气的流动路径增加时，必须进行补偿以便防止这些变化对发动机性能产生负面影响、或者以其他方式限制对发动机性能的负面影响，涡轮增压器或诸如阀630之类的可变阀的限制沿着排气的流动路径增加导致调谐管道内的温度和/或压力在任何给定的操作时间发生变化。因此应当理解的是，由于这种增压作用，二冲程发动机对调谐管道内的变化很敏感。
[0155]
排气系统600还包括旁通导管620，旁通导管620用以引导排气的流绕过涡轮增压器300或者通过涡轮增压器300的排气涡轮机350，以操作空气压缩机310。位于排气管道202的端部的管道出口206与旁通导管620流体连通。具体地，旁通导管620限定了流体连接至管道出口206的排气入口622。排气入口622和管道出口206布置成使得从管道出口206进入排气入口622的排气以大致垂直于入口622的方式通过入口622。排气入口622的中心轴线629(图13、图14)图示了排气流进入旁通导管620的大致方向。在本实现方式中，中心轴线629与圆形入口622的中心重合，但是情况可能并不总是这样。
[0156]
旁通导管620还流体连接至涡轮增压器300的壳体302。更具体地，在本实现方式中，旁通导管620通过夹具303机械地连接至涡轮增压器壳体302。可以设想的是，旁通导管620可以是独立于涡轮增压器300的设备。也可以设想的是，旁通导管620可以紧固至或以其他方式机械地连接至涡轮增压器壳体302。还可以设想的是，旁通导管620和涡轮增压器壳体302可以一体地形成。
[0157]
旁通导管620为大致y形形状，其中，入口导管部分690从排气入口622延伸并且分支成两个出口导管部分692、694(图14)。同样地且如上所述，旁通导管620用于对通过排气入口622进入排气涡轮机350或者绕过排气涡轮机350的排气进行选择性地引导。如图14所示，旁通导管620的涡轮机出口部分692(y形的一个分支)限定了终止于出口615的通道，出口615与涡轮机入口355流体连通。旁通出口部分694(y形的另一个分支)允许排气绕过涡轮增压器300，从而通过旁通出口626离开旁通导管620。旁通出口部分694限定了通道625，该通道625允许排气入口622与出口626之间的流体连通。出口626和通道625可以在图17中看到。如在图16中最佳观察到的，旁通导管620还包括设置在导管部分692、694之间的分流器
628。分流器628有助于对通过旁通导管620的排气流进行稳定地分流，以便有助于避免在排气流中出现流分离或产生涡流。为此，分流器628通常定形状和布置成避免不流畅的边缘。
[0158]
设置在旁通导管620中的阀630、连同对该阀630进行控制的系统控制器500一起对通过通道625的排气的流量进行选择性控制。更具体地，阀630是用于选择性地将排气从涡轮增压器300转移的阀。在本实现方式中，阀630设置在通道625中，并且更具体地设置在通道625中的阀座623处。根据阀630的具体实现方式，可以设想的是，阀630可以设置在旁通导管620中的其他地方，例如更靠近排气入口622并且正好在通道625的上游。还可以设想的是，在一些实现方式中，阀630可以选择性地打开或关闭涡轮机出口部分692，而不是旁通通道625。
[0159]
参照图26至图29，阀630具有基部部分400以及从基部部分400延伸的本体部分402。基部部分400构造成用于将阀630以可枢转的方式安装在旁通导管620内，并且因此限定了阀枢转轴线404，阀630在使用期间能够围绕该阀枢转轴线404枢转。更具体地，基部部分400为大致圆柱形的并且具有轴440，该轴440包括从基部部分400的中心部分沿相反方向延伸的两个轴部分441。虽然轴440与阀630在该实施方式中一体地形成，但是可以设想的是，在其他实施方式中，轴440可以是单独的部件(例如，能够连接至基部部分400的两个单独的轴部分)。
[0160]
本体部分402是阀630的用于阻塞通道625的部分。本体部分402具有上游侧部406以及与上游侧部406相反的下游侧部408。上游侧部406在使用期间暴露于旁通导管620中的流体流。换句话说，上游侧部406大致面向入口622，而下游侧部408面向旁通出口626。阀630的本体部分402定形状成便于对通过通道625的排气流进行控制。值得注意的是，本体部分402具有大致尖的形状，该大致尖的形状在本体部分402的沿阀630的长度方向(大致垂直于阀枢转轴线404的方向)距基部部分400最远的位置处限定了倒圆梢部410。这样，阀630的本体部分402(即、阀630的用于阻塞通道625的部分)可以说是大致长形的。
[0161]
本体部分402的周缘412大致限定了本体部分402的形状。周缘412包括从基部部分400沿大致平行于阀630的长度方向的方向延伸的两个相反的纵向边缘414。周缘412还包括由倒圆梢部410限定的倒圆边缘416、以及在两个纵向边缘414与倒圆边缘416的相应端部之间延伸的两个会聚的成角度边缘418(即、成角度边缘418将纵向边缘414连接至倒圆边缘416)。随着两个成角度边缘418从两个纵向边缘414延伸至倒圆边缘416的端部，成角度边缘418朝向彼此会聚。因此，成角度边缘418中的每个成角度边缘相对于阀630的长度方向以角度θ设置。角度θ可以介于10
°
与45
°
之间且包括端值。例如，在该实现方式中，角度θ约为30
°
。
[0162]
如图26所示，阀630的本体部分402关于将倒圆梢部410等分的对称平面ps大致对称。对称平面ps垂直于阀枢转轴线404。纵向边缘414和成角度边缘418中的每一者设置在对称平面ps的两侧。此外，在该实现方式中，阀630的基部部分402也关于对称平面ps对称。然而，可以设想的是，阀630可以关于平面ps不对称。
[0163]
沿平行于阀枢转轴线404的方向测量的本体部分402的宽度沿着阀630的长度方向变化。例如，本体部分402邻近基部部分400的宽度最大。更具体地，在两个相反的纵向边缘414之间测得本体部分402的最大宽度w
最大
。本体部分402的宽度在成角度边缘418沿着阀630的长度方向朝向倒圆梢部410处减小。值得注意的是，本体部分402的宽度在倒圆梢部410处最小。
[0164]
如图27所示，阀630的长度lv是从基部部分400沿阀630的长度方向到倒圆梢部410测得的。在该实现方式中，阀630的长度lv大于或等于本体部分402的最大宽度w
最大
。值得注意的是，长度lv大于最大宽度w
最大
，使得阀630的长度lv与本体部分402的最大宽度w
最大
的比值lv/w
最大
大于1。例如，比值lv/w
最大
可以介于1与2之间且包括端值。值得注意的是，比值lv/w
最大
介于1.2与1.6之间。在一个特定的实施方式中，比值lv/w
最大
约为1.3。
[0165]
此外，本体部分402的最大宽度w
最大
与倒圆梢部410的梢部半径r
t
的比值w
最大
/r
t
大于2。例如，比值w
最大
/r
t
可以排他性地介于2与6之间。在该实现方式中，比值w
最大
/r
t
约为3。
[0166]
如图26所示，阀630的本体部分402具有设置在上游侧部406的脊部420。值得注意的是，脊部420从上游侧部406的大致平坦表面422突出。在该实现方式中，从表面422测量的脊部420的高度是恒定的。脊部420形成为封闭的形状，在该实现方式中，该形状大致为五边形。如下面将更详细描述的，周缘412描绘了脊部420的一部分的轮廓。
[0167]
在该实现方式中，脊部420具有五个边缘，所述五个边缘包括基部边缘424、两个向外延伸的边缘426和两个向内延伸的边缘428。基部边缘424大致平行于阀枢转轴线404延伸，并且设置在阀630的基部部分400附近。每个向外延伸的边缘426从基部边缘424的相应端部向外朝向本体部分402的周缘412的纵向边缘414中的相应一个纵向边缘延伸。向内延伸的边缘428与本体部分402的周缘412的成角度边缘418中的相应一个成角度边缘大致平行。每个向内延伸的边缘428从向外延伸的边缘426中的相应一个向外延伸的边缘的端部延伸。
[0168]
脊部420的边缘424、426、428在相应的倒圆顶部430
1-4305处相交。值得注意的是，向内延伸的边缘428在远端的倒圆顶部4305处会聚，在顶部430
1-4305中，顶部4305离基部部分400最远。远端倒圆顶部4305与本体部分402的周缘412的倒圆边缘416大致同心。值得注意的是，周缘412的倒圆边缘416描绘了脊部420的倒圆顶部4305的轮廓。此外，成角度边缘418和纵向边缘414分别描绘了向内延伸的边缘428和向外延伸的边缘426的轮廓。
[0169]
如图29所示，脊部420的横截面轮廓、例如沿着垂直于阀630的长度方向的平面能够观察到的横截面轮廓大致为梯形。
[0170]
参照图27至图29，阀630的本体部分402也具有在本体部分402的下游侧部408突出的周缘唇部432。周缘唇部432从本体部分402的周缘412延伸。因此，周缘唇部432具有与由周缘412所限定的形状大致相同的形状。周缘唇部432具有从本体部分402的下游侧部408的表面434测量的可变高度。周缘唇部432的邻近基部部分400的高度大于脊部420的高度。
[0171]
如上所述的阀630一般定形状成避免不流畅的边缘，以有助于防止在旁通导管620内的排气流中出现流分离或产生涡流。
[0172]
在该实现方式中，阀630是单件式部件，其中，基部部分400与本体部分402一体地制成。然而，可以设想的是，在替代性实现方式中，基部部分400和本体部分402可以被制成单独的部件，并且彼此连接以形成阀630。
[0173]
参照图12，致动器635操作性地连接至阀630，以使阀630围绕阀枢转轴线404(如图26所示)枢转。在该实现方式中，致动器635是伺服马达。可以设想的是，在其他实现方式中可以使用任何其他合适类型的致动器。致动器635经由连杆组件636连接至阀630。更具体地，在该实现方式中，连杆组件636包括三个臂637、638、639。臂637连接至致动器635并且由此是可旋转的。臂638连接至阀630的基部部分400的轴440。臂639连接在臂637、638之间。臂
637的旋转因此致动另外两个臂638、639，并且使得阀630在打开位置、关闭位置与中间位置之间枢转，如将在下面描述的。可以设想的是，在一些实现方式中，阀630可以旋转、平移或者以其他方式移动，以对通过通道625的排气流进行控制。
[0174]
阀630被控制成通过选择性地阻塞或打开由通道625的阀座623限定的阀开口627(图15)来对通过涡轮增压器300的排气的流量进行调节。由阀座623限定的阀开口627因此定形状成使得阀开口与阀630的本体部分402的形状(即、大致长形且具有倒圆梢部的形状)相对应。阀630经由阀630的基部部分400以可枢转的方式安装在阀座623处，并且能够选择性地在下述位置之间移动：打开位置，在打开位置中，通过阀开口627(以及因此通道625)的排气流基本不受阀630的阻碍；关闭位置，在关闭位置中，阀630完全关闭阀开口627，使得通过阀开口627的排气流被阀630阻断；以及打开位置与关闭位置之间的任意数目的中间位置。在该实现方式中，如图15所示，阀630在其打开位置中处于约45
°
(从阀座623——即对应于阀630的关闭位置0
°
处开始测量)。此外，在打开位置中，阀630在与分流器628相反的侧部上与旁通导管620的壁接触，但是并非在所有的实现方式中都是该情况。
[0175]
在图14至图16中图示了旁通导管620的横截面，以示出阀630的不同位置。图14图示了关闭位置；图15图示了打开位置(也在图25中示出)；以及图16图示了阀630的许多可能的中间位置中的一个中间位置。如可以观察到的是，阀630在旁通导管620中定向成使得倒圆梢部410位于基部部分400的下游。也就是说，在打开位置、关闭位置和中间位置中，阀630的倒圆梢部410位于基部部分400的下游。将在下面针对阀630的相对位置中的每个位置对通过旁通导管620的排气流进行更详细的描述。如在图14中可以观察到的，阀630在其关闭位置中与阀座623接触。更具体地，在关闭位置中，阀630的本体部分402的脊部420抵靠阀座623坐置。
[0176]
相对于圆形阀，如上所述的阀630的大致长形形状在通过开口627的排气的质量流量与阀630处于打开时的角度之间建立了更加线性的关系。换句话说，通过阀630的形状可以更好地控制通过开口627的排气的质量流量。因此，与用圆形阀相比，排气系统600内的由打开阀630引起的背压可以进行更精确的控制。这可以从图30的图表中看出，该图表针对本技术的阀630和圆形阀图示了作为阀的位置的函数的通过开口的质量流量百分比(表示为百分比——0％对应于阀的关闭位置；100％对应于阀的完全打开位置)。质量流量百分比在阀处于打开位置时达到100％(对于阀630，这对应于45
°
角，但是对于圆形阀，约为90
°
)。值得注意的是，性能曲线p1表示作为根据本技术的阀630的位置的函数的通过开口627的质量流量百分比。作为对比，性能曲线pa表示作为圆形开口的对应圆形阀的位置的函数的通过圆形开口的质量流量百分比。如可以观察到的，根据本技术，通过开口627的质量流量百分比与阀630的位置之间的关系相比于圆形阀的情况明显更线性，特别是在阀的较小角度的情况下(例如，低于45％——即、对于阀630来说低于20
°
)更线性。
[0177]
除了阀630的特定形状外，由旁通导管620限定的不同通道也以特定的方式定向。例如，参照图14，在该实施方式中，旁通出口部分694的旁通出口626以及涡轮机出口部分692的出口615面向彼此不平行的方向。具体地，在平面657与平面659之间形成有角度ψ，平面657延伸穿过限定旁通出口626的旁通出口部分694的最靠外的面，平面659延伸穿过限定出口615的涡轮机出口部分692的最靠外的面。测得的平面657、659之间形成的角度ψ介于40
°
与80
°
之间且包括端值。更具体地说，在该实施方式中，测得的角度ψ约为60
°
。
[0178]
此外，继续参照图14，测得的延伸穿过限定开口627的阀座623的周缘的平面661与排气入口622的中心轴线629之间所形成的角度β介于0
°
与40
°
之间且包括端值。特别地，在该实施方式中，测得的角度β为大约20
°
。测得的垂直于平面661的轴线655与排气入口622的中心轴线629之间所形成的角度α介于100
°
与140
°
之间且包括端值。具体地，在该实施方式中，测得的角度α大约115
°
。测得的排气入口622的中心轴线629与垂直于平面657的轴线651之间所形成的角度γ介于0
°
与40
°
之间且包括端值，其中，平面657延伸穿过限定旁通出口626的旁通出口部分694的最靠外的面。特别地，在该实施方式中，测得的角度γ大约20
°
。最后，测得的在平面657与垂直于平面659的轴线653之间形成的角度φ介于10
°
与50
°
之间且包括端值，其中，平面657延伸穿过限定旁通出口626的旁通出口部分694的最靠外的面，平面659延伸穿过限定出口615的涡轮机出口部分692的最靠外的面。特别地，在该实施方式中，测得的角度φ大约30
°
。应当理解的是，在该实施方式中，轴线653平行于涡轮机叶轮351旋转所围绕的涡轮机轴线353。特别地，轴线653与涡轮机轴线353同轴。
[0179]
排气系统600还包括系统控制器500，系统控制器500操作性地连接至雪地机动车10的发动机控制单元(或ecu)和/或电气系统(未示出)。发动机控制单元又操作性地连接至发动机26。如将在下面更详细地描述的，系统控制器500还操作性地且通信地连接至大气压力传感器504，以用于感测进入进气系统100的进气的大气或环境空气压力，该大气压力传感器504也被称为进气传感器504。应当注意的是，在本文中也被称为进气压力传感器504的大气压力传感器504对主空气箱120中的空气压力进行感测，并且由此对来自从雪地机动车10周围的环境空气进入的空气和/或从涡轮增压器300进入主空气箱120的空气的进气压力进行测量。
[0180]
类似地，系统控制器500也操作性地且通信地连接至大气温度传感器505，以用于感测进入进气系统100的进气的大气或环境空气温度，该大气温度传感器505也被称为进气温度传感器505。应当注意的是，大气温度传感器505对主空气箱120中的空气温度进行感测，并且由此对来自从雪地机动车10周围的环境空气进入的空气和/或从涡轮增压器300进入主空气箱120的空气的进气温度进行测量。
[0181]
用于选择性地使阀630移动的致动器635与系统控制器500通信连接，使得阀630的位置因此是可控制的。可以设想的是，阀630可以根据实现方式以不同的方式被控制或移动。
[0182]
如图8的示意图所示并且如将在下面更详细地描述的，系统控制器500还操作性地连接至节气门阀位置传感器588，以用于确定节气门阀39的位置、节气门阀39的打开率或者确定节气门阀39的位置和节气门阀39的打开率两者。在排气系统600的一些操作模式中，阀630基于由节气门阀位置传感器588所确定的节气门阀位置而选择性地移动。在排气系统600的一些操作模式中，阀630基于由节气门阀位置传感器588所确定的节气门阀位置的变化率或节气门阀39的打开率而选择性地移动。
[0183]
如在图8中示意性地示出的并且如还将在下面更详细地描述的，系统控制器500还连接至排气压力传感器590，以用于感测沿着发动机26的排气路径靠近排气出口29的点处的压力。由排气压力传感器590感测的压力用于确定发动机26的背压。背压被理解为至少部分地由于排气系统600的各个部件中存在的扭曲、弯曲、障碍、转动以及尖锐边缘而对发动机26与消声器650的出口之间的排气流造成的阻力。在本技术中，降低背压可以有助于优化
发动机26的性能，因为高背压可能对发动机性能的效率造成负面影响。减少排气系统600中的背压的量还可以具有减少所谓的“涡轮迟滞”的效果，涡轮迟滞是在节气门杆86已经被移动以用于操作节气门系统之后响应于涡轮增压发动机的延迟。
[0184]
此外，为了确保发动机26的气缸内的良好吹扫作用，在本实施方式中，(如分别由传感器590、504测量的)排气压力与进气压力的比值保持相对恒定。值得注意的是，在该实施方式中，排气压力与进气压力的比值保持为约1.1，尽管这在不同的实施方式中可以不同。
[0185]
参照图5，在本实现方式中，排气压力传感器590构造成感测沿着发动机26的排气路径的压力。具体地，排气压力传感器590具有流体连接至排气管道202的感测端口(未示出)。在本实现方式中，排气压力传感器590感测排气管道202的渐扩部分605内的压力，但是可以设想的是，排气压力传感器590可以构造成感测沿着排气管道202的其他区域的压力。由于排气压力传感器590没有设计成承受排气管道202内的高温，因此排气压力传感器590的感测端口经由中间管构件连接至排气管道202。值得注意的是，金属管593流体连接至排气管道202，而橡胶管591又流体连接在金属管593与排气压力传感器590的感测端口之间。管591、593的长度和直径被选择成使得行进穿过排气管道202的压力波在其到达排气压力传感器590的感测端口处时不会显著失真，从而确保由排气压力传感器590所感测到的压力的更高精度。可以设想的是，排气压力传感器590可以根据特定实现方式的细节以不同的方式布置。在一些实现方式中，系统600还可以包括压差传感器，该压差传感器用于确定进入发动机26的进气压力与离开发动机26的排气的排气压力之间的压力差。还可以设想的是，在一些实现方式中，压差传感器可以代替进气压力传感器504和排气压力传感器590中的一者或两者。
[0186]
也如图8所示，系统控制器500还连接至用于对各种排气系统部件进行监测的若干个传感器。系统控制器500通信地连接至排气管道温度传感器512，以检测排气管道202的温度。如在图5中可以观察到的，排气管道温度传感器512包括在渐缩部段607内连接至排气管道202的外壁的温度探针，但是也可以考虑沿着排气管道202的其他位置。温度探针在排气管道202内延伸，以便测量在其中循环的排气的温度。系统控制器500还通信地连接至排气氧传感器513，以检测通过排气管道202的排气中的氧的浓度。如在图5中可以观察到的，排气氧传感器513包括在渐缩部段607内连接至排气管道202的外壁并延伸穿过该外壁的探针，但是也可以考虑沿着排气管道202的其他位置。
[0187]
类似地，系统控制器500通信地连接至消声器温度传感器550，以检测消声器650的温度。这些传感器512、550可以用于对可能的过热或温度不平衡进行监测，以及向系统控制器500提供信息以用于比如本文中所述的控制方法中。为了确定发动机26的发动机速度，系统控制器500还通信地连接至发动机速度传感器586，该发动机速度传感器586设置成与发动机26通信。
[0188]
排气系统600还包括排气收集器640，排气收集器640与旁通导管620和涡轮增压器300流体连接。在图20a至图20c中单独示出的排气收集器640包括入口642，排气收集器640通过该入口642接收来自旁通导管620和排气涡轮机350两者的排气。
[0189]
更具体地，入口642接收绕过排气涡轮机350并通过旁通导管620的出口626离开的排气。入口642还从涡轮增压器壳体302的出口315接收已经通过排气涡轮机350的排气。入
口642包括两个部分：下部部分643和上部部分645。下部部分643和上部部分645一体地连接以在入口642中限定出花生形状的开口。可以设想的是，入口642根据实现方式可以具有不同的形状。
[0190]
下部部分643流体连接至壳体302，以通过该下部部分接收从排气涡轮机350通过出口315的排气。上部部分645流体连接至旁通导管出口626，以通过该上部部分接收已经绕过排气涡轮机350的排气。排气收集器640还包括出口646，进入排气收集器640的排气通过该出口646离开。可以设想的是，两个入口部分643、645在一些实现方式中可以是分开的，使得排气收集器640可以例如为大致y形形状。
[0191]
使用入口642的周缘中限定的通孔641将排气收集器640螺栓连接至壳体302和旁通导管620。可以设想的是，排气收集器640在不同的实现方式中可以以不同的方式连接至涡轮增压器壳体302和旁通导管640。还可以设想的是，排气收集器640可以与旁通导管620和/或涡轮增压器壳体302一体地形成。
[0192]
参照图10，排气系统600包括消声器650。消声器650包括一个消声器入口654，通过该消声器入口654接收来自排气系统600的排气。消声器650流体连接至排气收集器640的收集器出口646。如可以在附图中观察到的，消声器入口654和收集器出口646由弹簧保持就位。可以设想的是，可以采用不同的方法将消声器650连接至排气收集器640。如可以在附图中观察到的，消声器650仅包括用于对绕过和通过排气涡轮机350的排气进行接收的单个入口654。
[0193]
现在将对通过排气系统600的排气的流量、特别是在排气管道202与消声器650之间的排气的流量进行详细描述。如上面简要描述的，旁通导管620中的阀630通过将排气经由导管出口部分692、694送出而对进入排气涡轮机350或者绕过排气涡轮机350的排气的流量进行选择性地控制。
[0194]
在本技术中，旁通导管620设计和布置成将下述两个冲突的益处平衡：第一个益处是在绕过涡轮增压器300时允许有效的排气流以便使发动机26作为自然吸气式发动机26运行，而第二个益处是在需要时不妨碍涡轮增压器300的有效运行。在传统的涡轮增压发动机中，所有的排气将被引导至涡轮增压器300，其中，相关联的旁通仅在太多的排气流进入涡轮增压器的情况下使用。在本技术中，排气可以被引导成绕过涡轮增压器300以用于自然吸气运行，或者排气可以被引导进入涡轮增压器300以用于涡轮增压运行。包括进气旁通阀123进一步有助于允许发动机26的自然吸气运行或涡轮增压运行。如上所述，由于涡轮增压器300不运行或不运转并且因此没有向主空气箱120提供足够的压缩空气，进气旁通阀123在主空气箱120中的压力下降到阈值以下时允许大气或环境气流进入主空气箱120。通过包括阀630和旁通阀123两者——阀630和旁通阀123中的每一者均独立操作，进气和排气两者均被管理以允许发动机26的自然吸气或涡轮增压运行。
[0195]
如上所述，进入旁通导管620的排气大致平行于入口622的中心轴线629流动。如可以在图13至图16中观察到的，中心轴线629以及因此排气的流动的中心指向分流器628的涡轮机出口部分692侧。由于分流器628相对于中心轴线629朝向旁通侧定位，因此应当理解的是，排气流中的多于一半的排气流最初被引导朝向涡轮机出口部分692。
[0196]
在中心轴线629的旁通出口部分694侧(附图中轴线629的左侧)，还可以观察到的是，排气流中的一些平行于中心轴线629的排气流被引导朝向开口627。由于导管入口622与
通道625的开口627沿着中心轴线629的方向至少部分地对准，因此，平行于流动轴线进入导管入口622的排气中的至少一部分排气在阀630处于打开位置时畅通无阻地流入旁通通道625。由于发动机26旨在于标准操作中进行自然吸气，因此以最少的转弯、弯曲等大致直接流过旁通导管620并进入排气收集器640的排气中的至少一部分排气进一步有助于降低背压，从而再次达到优化发动机性能的目的。
[0197]
应当注意的是，如将在下面进一步描述的，被引导朝向输出导管692、694中的每个输出导管的排气流的百分比不一定对应于流动通过输出导管692、694中的每个输出导管的排气的百分比。
[0198]
现在将参照图8中示意性示出的流动路径670、675对进入旁通导管620的排气的两种不同流动模式进行描述。根据阀630的位置，排气可以沿着旁通排气流动路径670、涡轮机排气流动路径675、或者两个路径670、675的组合流动。
[0199]
沿着旁通排气流动路径670流动的排气通过通道625，通道625在阀630处于打开位置时不会被阀630阻塞。旁通排气流动路径670被限定为从旁通导管620的排气入口622到排气收集器640。沿着旁通排气流动路径670流动的排气通过排气入口622、然后通过旁通导管620、并且然后进入排气收集器640。具体地，沿着旁通排气流动路径670流动的排气被接收在入口642的上部部分645中。
[0200]
涡轮机排气流动路径675被类似地限定为从旁通导管620的排气入口622到排气收集器640。沿着第二排气流动路径流动的排气通过排气入口622、然后通过旁通导管620的涡轮机出口部分692、然后通过排气涡轮机350、并且然后进入排气收集器640。具体地，沿着涡轮机排气流动路径675流动的排气被接收在入口642的下部部分643中。
[0201]
对于每个流动路径670、675，排气从收集器出口646排出并且进入消声器入口654。消声器650的单个消声器入口654接收来自旁通排气流动路径670和涡轮机排气流动路径675两者的排气。
[0202]
尽管排气流中的大部分排气流朝向涡轮机出口部分692定向，但是进入排气入口622的排气中的大部分排气在阀630处于打开位置时沿着旁通排气流动路径670流动通过旁通出口部分694。通过排气涡轮机350、被设计成在流动通过排气涡轮机350的排气的压力下转向的流动路径675与通过旁通通道625的流动路径670相比具有更大的限制性并导致更大的背压。因此，尽管初始流动方向朝向涡轮机出口部分692，但排气中的更多的排气被引导通过通道625。应当注意的是，进入旁通导管620的排气中的一部分排气即使在阀630完全打开时仍将流动通过排气涡轮机350。
[0203]
当阀630处于关闭位置时，进入排气入口622的排气中的大部分(大致全部)排气沿着涡轮机排气流动路径675流动。如示意性示出的，沿着涡轮机排气流动路径675流动的排气在阀630处于关闭位置而阻塞通道625时被阀630偏转。当通过导管入口622进入的排气中的一些排气平行于中心轴线629流动时，阀630的至少一部分与进入入口622的排气接触并使进入入口622的排气转向。
[0204]
如上所述，阀630也可以布置在中间位置，比如图16中所示出的中间位置(仅作为一个非限制性示例)。在阀630处于中间位置的情况下，允许排气中的一部分排气通过通道625来绕过排气涡轮机350，并且排气中的一部分排气通过涡轮机出口部分692朝向排气涡轮机350转向。在中间位置，阀630的至少一部分与通过导管入口622进入并平行于轴线629
流动的排气接触。
[0205]
因此，排气在阀630处于中间位置中的一个中间位置时沿着旁通排气流动路径670和涡轮机排气流动路径675两者流动。排气沿着旁通排气流动路径670流动的部分与排气沿着涡轮机排气流动路径675流动的部分的比值取决于各种因素，所述各种因素至少包括阀630所布置的角度。通常，阀630越靠近打开位置，越多的排气将沿着旁通排气流动路径670流动，并且阀630越不靠近打开位置，越少的排气将沿着旁通排气流动路径670流动。
[0206]
如将在下面详细描述的，阀630用于对通过流动路径670、675的排气流进行管理。例如，在一些情况下，当发动机26在低于阈值大气压力下运行时，阀630选择性地移动至关闭位置(或朝向关闭位置移动)。在这种情况下，当雪地机动车10爬升到空气更加稀薄并且由此进入发动机26的氧气将更少(对性能具有不利影响)的海拔时，涡轮增压器300可以用于帮助提高发动机性能。
[0207]
无论阀630的位置如何，在该实现方式中，排气入口622与涡轮机入口355之间不存在阻挡空气流的物理屏障。如上所述，即使在阀630处于打开位置时，通过旁通入口622进入的排气中的一部分排气也通过涡轮机出口部分692并通过涡轮机入口355进入排气涡轮机350。进入排气涡轮机350的排气中的相对少部分的排气有助于在排气涡轮机350的上游与排气涡轮机350的下游的位置之间产生压力差。该压力差基本提高了涡轮增压器300的响应性，从而大致使排气涡轮机350更快地运转并且有助于减少涡轮迟滞。
[0208]
类似地，当排气沿着旁通排气流动路径670流动时，不存在关闭涡轮机出口315的物理屏障。这样，从旁通出口626排出的排气的流导致涡轮机出口315中的空气压力降低。这个低压区也有助于减少涡轮迟滞并提高运转速度。还应注意的是，当排气被引导至涡轮机排气流动路径675并从涡轮机出口315流出时，也不存在关闭旁通出口626的屏障。
[0209]
根据本技术并如上所述，排气系统600一般旨在运行为自然吸气式发动机系统，其中，除非在需要涡轮增压器300进行额外增压的特定情况下，排气一般绕过排气涡轮机350。这与一些标准涡轮增压发动机布置结构形成对比，在这些布置结构中，涡轮增压器用于标准操作，并且涡轮增压器旁通用于防止压缩机过载。
[0210]
在本技术的排气系统600的布置结构和排列中，与常规涡轮增压器布置结构相比，排气中的大部分排气在阀630处于打开位置时流动通过通道625(如上所述)。排气流进一步由两个流动路径670、675的比较横截面来管理，特别地以允许气体在不产生过大的背压的情况下绕过涡轮增压器300。具体地，在本技术中，通道625的开口627(用于旁通流动路径670)的面积和排气涡轮机350(在涡轮机流动路径675中)的进气面积354具有类似的尺寸。
[0211]
两个流动路径670、675中开口627、355的相对面积的布置允许排气绕过排气涡轮机350而不会产生过大背压(过大背压可能不利于发动机26的运行)，同时在涡轮机300被请求时，仍允许通过涡轮机入口355的良好的排气流。根据本技术，开口627的面积大致在涡轮增压器入口355的面积354的0.75倍与1.25倍之间。在本实现方式中，涡轮增压器入口355的面积354略大于开口627的面积。然而，可以设想的是，在一些实现方式中，开口627的面积可以大于涡轮增压器入口355的面积354。
[0212]
与常规涡轮增压器布置结构进一步对比，旁通出口626已经特别地布置成使得流从旁通导管入口622行进到旁通出口626所需的排气流的偏差量不会过大。在本实现方式中，旁通出口626的法线与中心轴线629成大约20度的角度(尽管确切的角度可以变化)。借
助这种布置结构，进入入口622的排气中的一部分排气——如图15中均平行于中心轴线620的线601与603之间所图示的——将直接通过旁通导管620、即通过通道625和开口627，并且从旁通出口626排出而不会偏离。这即使对于阀630在完全打开与完全关闭位置之间的多个位置也是如此。
[0213]
当雪地机动车10在低于大气压力阈值的情况下没有运行时，排气系统600将倾向于将排气沿着绕过排气涡轮机350的旁通排气流动路径670输送，并且发动机26将作为自然吸气式发动机26运行。当雪地机动车10在低于这样的进气压力阈值的情况下运行时、例如在高海拔/低大气压力下运行时，阀630将朝向(部分地或完全地)关闭位置移动，以将排气中的一些或全部排气输送到排气涡轮机350，从而为发动机26提供增压。将在下面提供与阀630的相对于操作条件的操作有关的更多细节。
[0214]
排气系统的示例操作
[0215]
参照图31和图32，现在将对排气系统600的操作的一种非限制性说明性情况进行描述。将参照图21至图23更详细地描述具体方法的不同实现方式。应当注意的是，这仅仅是一个非限制性的示例，以提供对排气系统600的一般操作的高级理解，并且不同的实现方式和细节将在下面进行阐述。
[0216]
概括地说，系统控制器500基于节气门位置(tps)和发动机速度(rpm)从数据表(数据集)中检索阀630的预定位置。根据操作的特定模式(下面将进一步描述)，通过将排气压力、输入压力或两者之间的差值与类似的预定压力数据集进行比较来同时监测排气压力、输入压力或两者之间的差值。在图31中示出了下述流程图950：该流程图950大致描绘了系统控制器500在本说明性情况中对阀630进行控制时所采取的步骤。
[0217]
首先，控制器500确定雪地机动车10是在接近海平面还是更接近高海拔的地方运行。相对海拔(高或低)通常由进气压力传感器504通过测量进入进气系统的环境空气压力来确定，但是在一些情况下，雪地机动车10可以包括通信地连接至系统控制器500的高度计，以用于确定海拔。系统控制器500然后可以检索与雪地机动车10在相关海拔范围的操作相对应的阀位置和压力的预定数据集。为了避免由涡轮增压器300产生的额外压力导致的进气压力传感器504的不准确的海拔读数，与海拔相关的压力读数在rpm和tps输出低于预定水平时获取，该预定水平与雪地机动车10的下述操作状态相对应：在该操作状态下，涡轮增压器300不应该产生增压压力。还注意到的是，除了低海拔或高海拔之外，可以使用对应于不同海拔的数据集。也可以设想与多于两个海拔相对应的数据集。
[0218]
在确定雪地机动车10处于高海拔还是低海拔后，系统控制器500然后确定阀630是否应根据“粗略”调节机制或“精细”调节机制进行调节。该确定通过将实际增压压力(由涡轮增压器300补充的当前进气压力)与基于tps与rpm的数据集的预定期望增压目标压力进行比较来执行。由涡轮增压器300产生的实际增压压力由进气压力传感器504确定。对于当前tps和rpm值的期望增压目标压力由预定数据集确定，示例性的预定期望增压目标压力数据集975在图32中示出。当来自涡轮增压器300的实际增压在期望增压目标的预定范围或阈值内(例如，在期望增压的5、10或15毫巴内)时，将使用精细机制。否则，将使用粗略机制。取决于具体的实现方式，预定范围可以根据诸如环境空气温度、海拔等之类的因素进行修改。还应注意的是，在某些情况下，从粗略机制切换到精细机制的预定范围可以不同于从精细机制切换到粗略机制的预定范围。这种滞后被引入到粗略/精细确定方法中，以有助于限制
两种控制机制之间的快速切换。例如，如果用于在粗略调节机制与精细调节机制之间切换的阈值差相同，则每当压力差稍微低于或高于阈值时，该方法可以以快速交替的方式在粗略调节机制与精细调节机制之间进行切换机制。这可能是不必要地低效的，尤其是当压力差在阈值附近振荡时更是如此。
[0219]
在也被称为动态机制的粗略调节机制下运行时，根据压力数据集同时监测和控制背压，以便确保阀630的用以增加增压压力的运动不会导致背压的不利增加。在图33中示出了阀位置数据集960和压力数据集970(这些值仅仅是说明性的，并不意味着限制)的样本对。在压力数据集970被用于粗略机制的情况下，输出值将表示排气压力与进气压力之间的最大值差，这将在下面更详细地描述。
[0220]
在对阀630的控制期间，如果背压针对当前运行条件(例如，rpm和tps)升至高于一定量，则发动机26的性能可能会受到负面影响或者至少不是最佳的。为了阻止这种情况发生，将在数据集970中由当前tps和rpm值确定的最大背压的表示与实际背压进行比较，实际背压由排气压力减去进气压力确定，该排气压力和进气压力分别从排气压力传感器590和进气压力传感器504获得。如果实际背压超过来自数据集970的值，则系统控制器500将对阀位置数据集960进行校正，以便使阀630移动至将背压保持在可接受范围内的位置、即实际压力差低于从数据集970获得的压力差。在一些情况下，可以在数学上确定校正因子，并将其应用于数据集960。例如，可以基于从数据集970检索的值与由排气压力传感器590和进气压力传感器504测得的压力所确定的实际背压之间的差值来确定校正因子。值得注意的是，校正因子可以与这样的差值成比例，该差值为从数据集970检索的值与由排气压力传感器590和进气压力传感器504测得的压力所确定的实际背压之间的差值。在一些实现方式中，可以检索不同的预定数据集960，而不是确定校正因子。
[0221]
应当理解的是，为了准确计算实际背压，在由排气压力传感器590和进气压力传感器504进行的测量之间所经过的时间的量应保持相对较短，使得所述测量基本同时进行。值得注意的是，传感器590、504的位置处的压力能够快速变化，并且因此如果在由排气压力传感器590进行的测量与由进气压力传感器504进行的相应测量之间允许经过大量时间，则对阀630的位置进行的校正可能不会非常精确以获得期望的背压。例如，排气压力传感器590和进气压力传感器504在曲轴126旋转一圈内彼此进行相应的测量。更具体地，在该实施方式中，排气压力传感器590和进气压力传感器504在曲轴126旋转十分之一圈内彼此进行相应的测量。排气压力传感器590和进气压力传感器504可以在曲轴126旋转十分之一圈与曲轴126旋转一圈之间彼此进行相应的测量，但是也可以设想其他频率。
[0222]
在精细调节机制中，当实际增压压力与如上所述的期望增压压力之间存在小的差值时，使用也被称为静态数据集的精细调节表。与粗略调节中所采用的方法相比，进行精细调节以接近并保持发动机26的最佳进气压力(增压压力)。由于对阀630的位置的微小调节不会对背压产生剧烈的影响，因此在精细调节机制期间的背压可能不会像在粗略调节机制下的背压那样被连续监测。如同粗略机制一样，精细机制使用与数据集960的基于实际tps和rpm值的阀位置数据集类似的阀位置数据集、以及与970的也基于实际tps和rpm值的压力数据集类似的压力数据集。在处于精细机制时，压力数据集970包括仅表示进气压力并且将与进气压力传感器504所测量的实际进气压力进行比较的值。在处于精细机制时，来自数据集970的输出与实际进气压力之间的差值将确定待被应用于来自数据集970的阀位置的校
正因子。
[0223]
在运行期间，由于节气门和rpm位置在雪地机动车10运行时将发生变化——这也将改变排气和进气压力，因为阀630被控制以改善发动机26的运行——以及/或者雪地机动车10在地形上行驶时被运行所处的海拔将发生变化，因此系统控制器500连续地对海拔以及粗略/精细测定进行重新评估。
[0224]
参照图21至图23，将描述对来自发动机26的排气的流量进行控制的不同方法。将在下面对每个方法进行更详细的描述。简而言之，方法700、750、800旨在平衡基于操作条件(以由涡轮增压器300提供的压缩空气的形式)向发动机26提供优化的增压与在涡轮增压器300运转时可能导致的背压的不利增加。这种控制由阀630提供。如上面简要提及的，当排气通过旁通导管620流出时，具有阀630的排气系统600的操作有助于防止背压妨碍发动机功能。通过关闭阀630，排气被引入排气涡轮机350，使得涡轮增压器300向发动机26提供额外的空气，但是该排气流动路径675也增加了背压。在这些方法的一些实现方式中，可以对阀630的位置进行调节，以平衡对额外压缩空气的需求与通过增加的背压对发动机运行的负面影响。
[0225]
基于压力读数的操作
[0226]
现在将对排气系统600的按照根据本技术的不同方法的操作进行更详细的描述。参照图21，对排气系统600中的操作进行控制的非限制性实现方式以用于对来自发动机26的排气的流量进行控制的方法700的形式进行阐述。根据本技术，方法700由系统控制器500执行。在一些实现方式中，可以设想的是，可以实施附加的或替代的计算系统来执行方法700。
[0227]
方法700开始于步骤705，步骤705确定发动机26的至少一个压力。基于为发动机26检测的压力中的一个或更多个压力，方法700确定如何将阀630定位成以便优化或改善发动机26的性能。如将在下面更详细描述的，可以基于但不限于排气压力、进气压力和/或大气压力以及期望的或实际的增压压力来对阀630进行定位。
[0228]
然后，方法700继续至步骤720，步骤720至少基于步骤710中确定的压力将阀630移动至关闭位置、打开位置或中间位置。根据所确定的压力，阀630被移动成将更多或更少的排气引导到排气涡轮机350中。在一些情况下，阀630的期望位置将对应于阀630的当前位置，并且由此阀630将不会移动。
[0229]
在一些实现方式中，在步骤705处确定压力包括在子步骤710处确定流入发动机26的空气的实际增压压力与流入发动机26的空气的预定增压压力之间的压力差。
[0230]
在一些实现方式中，在子步骤710处确定压力差以两个子步骤来执行。首先，在子步骤712处确定实际增压压力。基于来自进气压力传感器504的读数确定实际增压压力，其中，该进气压力传感器504用以确定来自涡轮增压器300的进气压力。然而，可以设想的是，可以使用不同的传感器和/或操作值来确定实际的增压压力。
[0231]
预定增压压力在子步骤714处确定。预定增压压力是下述增压压力：该增压压力被计算或先前确定成与发动机26的运行条件大致匹配，使得发动机26的运行得到最佳优化。预定增压压力从操作性地连接至系统控制器500(在图8中示意性地示出)或包含在系统控制器500中的计算机可访问的存储介质507中检索。可以设想的是，额外的传感器可以包括在排气系统600中并在方法700中使用。
[0232]
在一些实现方式中，在子步骤714处确定预定增压压力包括以下各者中的至少一者：通过发动机速度传感器586确定发动机26的发动机速度；通过节气门阀位置传感器588确定发动机26的节气门阀39的节气门阀位置；通过节气门杆86的位置传感器确定节气门杆位置；以及确定节气门阀39的节气门阀打开率。在一些实现方式中，代替确定节气门阀位置或者除了确定节气门阀位置之外，可以确定节气门阀的打开率。然后，基于确定的发动机速度、节气门阀位置、节气门杆位置和/或节气门阀的打开率，从基于计算机的存储介质507中检索预定增压压力。
[0233]
可以设想的是，根据具体实现方式和/或操作情况，子步骤712、714可以以任何顺序执行或同时执行。在一些实现方式中，可以设想的是，雪地机动车10可以包括用于在单次测量中在子步骤710处确定压力差的压差传感器。
[0234]
在一些实现方式或迭代中，方法700还可以包括确定如在子步骤710中所确定的预定增压压力与实际增压压力之间的差值小于差值阈值。差值阈值通常指示阀630的为了使实际增压压力与预定增压压力更严密地一致的移动将是否需要粗略调节(如果差值高于阈值)或者仅需要精细调节(如果差值低于阈值)。
[0235]
基于差值小于差值阈值，方法700接着继续从精细调节数据集中确定阀630的期望的阀位置。基于如上所确定的节气门位置和发动机速度中的至少一者的精细调节数据集涉及在下述情况下所需的对阀630的位置的精细调节或较小的调节：为了通过减小预定增压压力与实际增压压力之间的差值来提供发动机26中的期望压力。在确定期望的阀位置之后，方法700然后继续使阀630朝着期望的阀位置移动。
[0236]
基于差值大于差值阈值，方法700然后类似地继续从粗略调节数据集确定阀630的期望的阀位置。基于如上所确定的节气门位置和发动机速度中的至少一者的粗略调节数据集涉及在下述情况下所需的对阀630的位置的粗略调节或更大的调节：为了通过减小预定增压压力与实际增压压力之间的差值来提供发动机26中的期望压力。在确定期望的阀位置之后，方法700然后继续使阀630朝着期望的阀位置移动。
[0237]
在一些实施方式中，方法700可以迭代进行，使得当预定增压压力与实际增压压力之间的差值较大时，进行粗略调节以减小差值。一旦预定增压压力与实际增压压力之间的差值降低为低于阈值，则将使用精细调节。粗略调节和精细调节的使用仅仅是控制阀630的位置调节的一个非限制性示例。还可以设想，调节可以被分成三个或更多个数据集。例如，可以使用两个阈值将调节分成“大的粗略调节”、“小的粗略调节”和“精细调节”。还可以设想，可以利用单个数据集来确定期望的阀位置。
[0238]
在方法700的一些实现方式或迭代中，在子步骤710处确定压力差包括确定流入发动机26的空气的进气压力与流出发动机26的排气的排气压力之间的差值，以代替确定预定增压压力与实际增压压力之间的差值。在这种实现方式中，方法700然后将包括通过进气压力传感器504确定进气压力，并通过排气压力传感器590确定排气压力。
[0239]
方法700然后还将包括确定排气压力与进气压力之间的预定压力差。类似于预定增压压力，预定压力差对应于排气压力与进气压力之间的最佳差值或优选差值，该最佳差值或优选差值对应于发动机26在当前运行条件下的更好运行。例如，预定压力差可以基于发动机参数、例如发动机速度设定成使得发动机26通常具有正常运行所需的空气量，而不会产生太大的背压。在一些实现方式中，预定压力差可以基于但不限于节气门位置和发动
机速度来确定。
[0240]
在这种实现方式中，方法700随后继续确定压力差与预定压力差之间的差值不为零。不为零的差值仅指示实际压力差不在预定压力差处，并且因此发动机26可能没有最佳运行。因此，方法700然后继续基于不为零的差值使阀630移动至打开位置、关闭位置、或者中间位置中的一个中间位置。在一些实现方式中，阀630移动到的位置可以取决于实际压力差是大于还是小于预定压力差。
[0241]
在方法700的一些实现方式或迭代中，方法700包括确定进气压力低于阈值大气压力。与上述步骤一样，进气压力的确定包括通过进气压力传感器504来测量压力。系统控制器500然后可以确定经测量的进入发动机26的空气的空气压力是否低于某个预定阈值。例如，阈值可以基于发动机参数设定成使得发动机26通常具有正常运行所需的空气量。还可以设想的是，阈值大气压力可以是大气压力的预定范围。在一个非限制性示例中，当雪地机动车10正在爬山并且海拔增加时，进气压力可能下降为低于阈值。
[0242]
然后，至少基于低于阈值大气压力的进气压力，方法700可以继续使阀630移动至关闭位置或朝向关闭位置移动(如果阀630处于打开位置或中间位置)。这将开始或增加涡轮增压器300的运行。这样，当发动机26没有获得足够的空气来用于良好或充分的运行时、例如当雪地机动车10在高海拔处运行时，涡轮增压器300可以被运转以向发动机26提供压缩空气(如上所述)。
[0243]
在方法700的一些实现方式或迭代中，方法700还可以包括确定背压过高并打开阀630，以保持增加发动机26的进气压力与允许通过打开阀630来减轻背压之间的平衡。
[0244]
在使阀630移动至关闭位置或者朝向关闭位置移动后，方法700还可以包括确定排气压力高于阈值排气压力。如上所述，排气压力由排气压力传感器590测量；系统控制器500然后将该测量值与所确定的背压阈值进行比较。
[0245]
基于排气压力高于阈值排气压力，方法700然后继续将阀630重新定位到打开位置或中间位置，使得排气至少部分地沿着旁通排气流动路径670流动。通过打开阀630，使得增加的排气部分通过旁通部分620流出，由此背压得到缓解。根据方法700的迭代，阀630可以仅移动较小的程度，或者在某些情况下一直移动至打开位置。在一些实现方式中，阀630的位置的变化可以与使阀630移动至关闭位置后的排气压力的增加成比例或直接相关。
[0246]
在方法700的一些实现方式或迭代中，一旦雪地机动车10在大气压力高于上述用于开始使用涡轮增压器300的阈值的情况下进行操作，阀630可以被移动回到打开位置。在一个非限制性示例中，当雪地机动车10所在的海拔降低并且雪地机动车10周围的大气变得更丰富时，阀630可以被部分打开或者完全打开回到打开位置。
[0247]
在这种情况下，方法700还可以包括(通过进气压力传感器504和系统控制器500)确定进气压力高于阈值进气压力，随后使阀630移动至关闭位置或朝向关闭位置移动。然后，基于进气压力高于阈值进气压力，方法700可以继续使阀630移动，使得排气中的大部分或更多的排气沿着旁通排气流动路径670流动。
[0248]
可以设想的是，方法700可以包括附加的或不同的步骤，以执行附加功能和/或执行上述步骤。还可以设想的是，上述步骤可以根据例如用户偏好以各种不同的顺序执行，并且不限于以上说明中阐述的顺序。
[0249]
基于排气压力的操作
[0250]
参照图22，以方法750的形式阐述了控制排气系统600中的操作的非限制性实现方式。根据本技术，方法750至少部分由系统控制器500执行。在一些实现方式中，可以设想的是，可以实施附加的或替代的计算系统来执行方法750。
[0251]
方法750开始于步骤760，步骤760确定流出发动机26的空气的排气压力高于阈值排气压力，其中，阀630处于关闭位置或中间位置，其中，排气中的大部分排气沿着涡轮机排气流动路径675流动。如上所述，在本实现方式中，排气压力由排气压力传感器590和系统控制器500确定。在一些实现方式中，基于雪地机动车10周围的大气压力的降低，阀630可能已经移动至关闭位置，这与上面关于方法700描述的情况类似。还可以设想的是，阀630可能由于替代性原因已经移动至关闭位置或者朝向关闭位置移动。对于一个非限制性示例，基于发动机26的性能不足，阀630可能已经移动至关闭位置，以经由空气压缩机310向发动机26提供更多空气。
[0252]
然后，方法750继续至步骤760，步骤760基于排气压力高于阈值排气压力使阀630移动至打开位置或朝向打开位置移动至中间位置。
[0253]
可以设想的是，方法750可以与方法700同时/连续地执行，雪地机动车10的操作可以包括实施方法700和方法750两者。
[0254]
可以设想的是，方法750可以包括附加的或不同的步骤，以执行附加功能和/或执行上述步骤。还可以设想的是，上述步骤可以根据例如用户偏好以各种不同的顺序执行，并且不限于以上说明中阐述的顺序。
[0255]
基于发动机速度和节气门位置的操作
[0256]
参照图23，控制排气系统600中的操作的另一种非限制性实现方式以用于控制发动机26的排气流量的方法800的形式阐述。根据本技术，方法800由系统控制器500执行。在一些实现方式中，可以设想的是，可以实施附加的或替代的计算系统来执行方法800。
[0257]
除了对阀630的位置进行控制以基于环境条件(即、大气压力)管理进气压力和排气压力之外，排气系统600还能够操作成调节排气流，以在雪地机动车10的用户需要雪地机动车10的额外动力时，对限制背压的同时提供额外的增压进行平衡。
[0258]
在一种非限制性情况下，方法800可以在下述情况下实施：在该情况下，节气门杆86被移动成向发动机26发出高功率请求，例如在雪地机动车10的加速期间向发动机26发出高功率请求。如将在以下步骤中概述的，阀630响应于节气门杆86的这种移动而移动至关闭位置，以使涡轮增压器300运转。随着涡轮增压器300的使用，发动机26将因此受益于更密集的进气充量，并且与将为自然吸气的类似发动机相比将具有增加的功率输出。如将在下面进一步描述的，需要过多的增压并且沿着涡轮机排气流动路径675引导所有排气也可能导致背压建立成超过期望的发动机运行的最佳水平。在这种情况下，方法800可以进一步使阀630朝向打开位置移回，以便允许一些排气绕过排气涡轮机350，从而降低背压。
[0259]
方法800开始于步骤810，步骤810通过发动机速度传感器586确定发动机26的发动机速度。方法800然后在步骤820处继续，步骤820确定发动机26的节气门阀39的节气门阀位置。如上所述，节气门阀39的位置由节气门阀位置传感器588感测。
[0260]
在一些实现方式中，代替确定节气门阀位置或除了确定节气门阀位置之外，步骤820可以包括确定节气门阀39的节气门阀打开率。在一些实现方式中，节气门阀位置传感器588也可以单独地或与系统控制器500一起用于测量节气门阀的打开率。步骤810、820可以
根据具体的实现方式以任意顺序执行或者同时执行。
[0261]
然后，方法800在步骤830处继续，方法830基于在步骤810、820中确定的发动机速度和节气门阀位置、以及阀630的起始位置使阀630移动至打开位置、关闭位置或任意中间位置。在方法800中，对节气门阀位置进行考虑以有助于控制排气流，从而管理发动机26的运行。
[0262]
在一些实现方式或迭代中，除了在步骤810、820中确定的发动机速度和节气门阀位置之外，方法800还可以包括基于排气管道202的温度来使阀630移动。排气管道202的温度由系统控制器500从温度传感器512接收。在一些实现方式中，使阀630移动可以附加地或替代性地基于由温度传感器512感测的排气管道202内的排气温度。
[0263]
在一些实现方式中，方法800还可以包括确定压力差，并且基于该压力差进一步使阀630移动。在一些实现方式中，通过将流入发动机26的空气的预定增压压力与流入发动机26的空气的实际增压压力进行比较来确定压力差。上面更详细描述的预定增压压力至少基于如在步骤810、820中确定的节气门位置和发动机速度中的一者来确定，并且该预定增压压力与应流入发动机26的基于节气门位置和/或发动机速度的增压压力相对应。如上所述，通过由进气压力传感器504和系统控制器500测量进气压力来确定流入发动机26的空气的实际增压压力。在一些实现方式中，可以不同地确定实际增压压力。
[0264]
在一些实现方式中，方法800还可以包括在使阀630移动之前，确定发动机26是在低海拔还是高海拔下运行(即、雪地机动车10是在低海拔还是高海拔下运行)。在一些实现方式中，确定发动机26是在低海拔还是高海拔下运行包括通过进气压力传感器504来确定进入雪地机动车的空气的大气压力。还可以设想的是，系统控制器500可以包括高度计或类似的高度测量装置或者通信地连接至高度计或类似的高度测量装置。
[0265]
在确定发动机26在低海拔下运行时，方法800然后可以继续从低海拔数据集中检索阀630的期望的阀位置。在确定发动机26在高海拔下运行时，方法800然后可以类似地继续从高海拔数据集中检索阀630的期望的阀位置。在一些实现方式中，低海拔数据集和高海拔数据集可以存储在存储介质507中，存储介质507通信地连接至系统控制器500或者是系统控制器500的一部分。
[0266]
从低数据集或高数据集检索的期望的阀位置通常与基于海拔和发动机速度和/或节气门位置的最佳或预定的阀位置相对应，使得进入发动机26的空气流与发动机26的运行条件相匹配。在这种实现方式中，已经确定了阀630的期望位置，将通过使阀630移动至该期望位置来执行使阀630移动的步骤830。
[0267]
在一些实现方式或迭代中，方法800还可以包括至少基于在步骤810、820中确定的节气门位置和发动机速度来确定发动机26的阈值压力差。方法800然后继续确定发动机26的实际压力差。在一些实现方式中，确定实际压力差包括通过排气压力传感器590确定发动机26的下游的排气压力、通过进气压力传感器504确定发动机26的上游的进气压力、以及确定排气压力与进气压力的差值。
[0268]
然后，方法800继续确定实际压力差大于阈值压力差，并且如果阀630处于关闭位置或中间位置，则将阀630朝向打开位置移动。在这种情况下，大于阈值压力差的实际压力差可以指示有过多的空气压力进入发动机26。这可能对发动机26的运行具有不利影响，并且因此方法800可以通过进一步使阀630朝向打开位置移动来允许更多的排气绕过排气涡
轮机350来提供校正。
[0269]
在一些实现方式或迭代中，方法800还可以包括确定如由进气压力传感器504确定的进气压力高于进气阈值，并且确定节气门阀位置超过阀位置阈值。例如，方法800可以确定当节气门阀39已经打开得太大时有过多的空气压力进入发动机26。这种组合可能对发动机26的运行具有不利影响，并且方法800可以通过进一步使阀630朝向打开位置移动来允许更多的排气绕过排气涡轮机350来提供校正。
[0270]
基于超过其各自阈值的进气压力和节气门阀位置，阀630可以因此从关闭位置或中间位置朝向打开位置移动。这允许由过多的进气或过快地需要过多的节气门而引起的背压降低。
[0271]
在一些实现方式或迭代中，方法800还可以包括在使阀630朝向打开位置移动之后，使阀630朝向关闭位置移动，使得流动通过涡轮增压器300的排气涡轮机350的排气的一部分增加。在这种实现方式中，方法800提供了对排气流的一些调节，以平衡来自涡轮增压器300的增压，同时限制背压增加的不利影响，这有助于使发动机26的功率增加平稳。
[0272]
在一些实现方式或迭代中，方法800还可以包括在使阀朝向关闭位置移动后，确定进气压力高于进气压力阈值。方法800然后可以包括基于进气压力高于阈值而使阀630朝向打开位置移动。
[0273]
在一些实现方式或迭代中，方法800还可以包括在使阀朝向关闭位置移动后，确定进气压力低于进气压力阈值。方法800然后还可以包括使阀630进一步朝向关闭位置移动，以便允许来自涡轮增压器300的进一步增压。
[0274]
在一些实现方式中，确定进气压力可以包括通过压力传感器(未示出)确定涡轮增压器300的下游位置的进气压力。使阀移动然后可以包括基于由压力传感器确定的涡轮增压器300的下游的进气压力选择性地使阀移动。
[0275]
在一些实现方式中，方法800还可以包括通过排气压力传感器590来确定发动机26的下游的排气压力，并且基于排气压力高于预定排气压力阈值使阀630朝向打开位置移动。
[0276]
在一些实现方式中，在确定节气门阀打开率的情况下，方法800还可以包括确定节气门阀打开率高于阈值率；以及至少基于节气门阀打开率高于阈值率使阀630朝向打开位置移动。在这种实现方式中，阀630在例如过快地需要过多的节气门时被打开，以便防止背压对发动机运行具有不利影响(特别是当用户试图增加发动机26的功率时)。在一些实现方式中，方法800还可以包括确定进气压力高于阈值进气压力，并且基于节气门阀打开率高于阈值率以及进气压力高于阈值进气压力来使阀630移动。
[0277]
可以设想的是，方法800可以包括附加的或不同的步骤，以执行附加功能和/或执行上述步骤。还可以设想的是，上述步骤可以根据例如用户偏好以各种不同的顺序执行，并且不限于以上说明中所阐述的顺序。
[0278]
如上所述，控制涡轮增压器300的运行的各种方法包括对影响发动机26的背压进行监测。鉴于本技术中压力信息的可用性，雪地机动车10的运行可以通过对发动机26中的燃料-空气混合物进行调节来进一步优化。
[0279]
发动机26和排气系统600中的背压的变化将影响发动机26中存在的燃料空气比。在所有其他条件保持相同的情况下，发动机26在保持目标背压时获得最大功率。如果发动机26中的有效背压偏离该目标，则燃料空气比受到影响，这又减弱了发动机26的运行。
[0280]
随着背压的增加，流动通过发动机26的空气的总量减少。在这种情况下，所喷射的恒定量的燃料将导致发动机26中的燃料空气比增加，并且因此发动机26将被提供过浓的燃料-空气混合物。这样，发动机26可能不会最佳地运行。
[0281]
在所有其他条件相同的情况下，在高发动机速度下背压下降过多也将导致燃料空气比增加。当背压太低时，由排气管道202产生的压力波(其有助于产生用以保持二冲程发动机中的空气的捕获效应)可能是不合时宜的，并且发动机26的燃烧室比最佳运行的情况下排空更多的空气。在这种情况下，发动机26将再次以更浓的燃料-空气混合物结束(接收相同量的燃料和更少的空气)。再次，发动机26可能不会最佳地运行。
[0282]
供应燃料-空气混合物
[0283]
参照图24和图33，现在将描述在雪地机动车10的发动机26中供应燃料-空气混合物的方法900。
[0284]
方法900开始于步骤910，步骤910确定流向发动机26的空气的进气压力与流出发动机26的排气的排气压力之间的压力差。如上面关于动态机制所提及的，该压力差通常与发动机26中的背压相关。通过比较由系统控制器500从进气压力传感器504和排气压力传感器590获得的测量值来确定压力差。在一些实现方式中，可以设想的是，雪地机动车10可以包括用于在单次测量中确定压力差的压差传感器。
[0285]
在方法900的一些实现方式中，在两个步骤中确定压力差。具体地，在子步骤912处，通过进气压力传感器504确定进气压力。然后，方法900在子步骤914处继续通过排气压力传感器590确定排气压力。根据具体的实现方式，步骤912、914可以以任何顺序执行、或者同时执行。
[0286]
方法900在步骤920处继续，步骤920至少基于压力差(如步骤910中所确定的压力差)确定待喷射到发动机26中的燃料的量。系统控制器500至少基于发动机26中的背压来计算待被喷射的燃料的量，使得燃料-空气混合物保持在适当的值。可以设想的是，可以包括另一个计算系统来对待被喷射的燃料的量的确定进行管理，而不是系统控制器500。通过使用与对应于当前tps和rpm的待被喷射的燃料的量相关的数据集来确定基础燃料喷射量。在图34中示出了示例基础燃料喷射数据集982，其中，基础燃料喷射被表示为体积，在该示例中为mm3。
[0287]
在一些实现方式中，可以根据背压对基础燃料喷射量进行如下修改。目标背压(排气压力减去进气压力)由tps和rpm的数据集确定，比如在示例数据集984中确定。实际背压由排气压力减去进气压力获得，其中，该排气压力和进气压力分别使用排气压力传感器590和进气压力传感器504获得。
[0288]
然后，将从rpm的燃料校正数据集986以及实际背压与目标背压之间的差值(标识为δδp)中获得燃料校正量或百分比。然后，来自该数据集986的燃料校正将被应用于基础燃料喷射量，以确定根据测量的背压所修改的最终喷射量。
[0289]
方法900随后在步骤930处终止，步骤930将(如在步骤920中确定的)一定量的燃料喷射到发动机26中。如上所述，燃料由燃料喷射器41喷射。
[0290]
可以设想的是，在一些实现方式中，方法900可以在步骤930后重新开始。在一些实现方式中，方法900可以在步骤930之后继续确定变化的压力差。方法900然后可以继续基于变化的压力差来确定修正的燃料的量。方法900的这种实现方式然后可以终止于将修正的
量的燃料喷射到发动机26中。
[0291]
在一些实现方式中，方法900可以包括确定压力差已经增加、确定减少的待被喷射的燃料的量、以及将减少的量的燃料喷射到发动机26中。在一些实现方式中，方法900还可以包括确定压力差已经减小、确定减少的待被喷射的燃料的量、以及将减少的量的燃料喷射到发动机26中。
[0292]
在一些实现方式中，方法900在步骤930之后以某个预定的时间间隔重复进行，以重新调整燃料-空气混合物，从而补偿背压的变化。在一些实现方式中，方法900可以由系统控制器500在雪地机动车10的运行期间间歇地执行。还可以设想的是，在雪地机动车的运行期间，方法900可以仅执行一次或仅执行几次。还可以设想的是，方法900可以响应于超过预定阈值的压力差和/或进气压力或排气压力而执行。
[0293]
在一些实现方式中，方法900还可以包括确定发动机速度，并且也基于该发动机速度来确定待被喷射的燃料的量。在一些实现方式中，方法900还可以包括确定节气门阀39的节气门位置，并且进一步基于该节气门位置来确定待被喷射的燃料的量。
[0294]
还可以设想的是，在确定或计算待被喷射的燃料的量时，除了压力差外，还可以考虑其他变量。这些变量可以包括但不限于：发动机速度(rpm)、节气门位置、空气温度、环境大气压力、闭环宽带拉姆达控制和排气温度。
[0295]
可以设想的是，方法900可以包括附加的或不同的步骤，以执行附加功能和/或执行上述步骤。还可以设想的是，这些步骤可以根据特定的实现方式以各种不同的顺序来执行。
[0296]
温度管理
[0297]
参照图37至图43以及图4，现在将描述用于对进入雪地机动车10的发动机26的空气的发动机进气温度进行管理的部件和方法。
[0298]
由涡轮增压器300的压缩机310压缩并供应到发动机26的空气通常遵循进气流动路径444，该进气流动路径444已经在上文中描述并在图42中示意性地示出。简而言之，来自雪地机动车10周围的大气的空气流过底盘16的侧孔口113并进入副空气箱110中。y形导管118的导管部分117在一个端部处流体连接至副空气箱110，并且在另一端部处流体连接至压缩机310的压缩机入口312。进入入口312的空气然后被压缩机310压缩。经压缩的空气然后流出压缩机出口314并流入导管316中。因此，空气流过导管316的与压缩机出口314流体连接的一个端部，并通过导管316的另一个端部进入主空气箱120。然后，空气从主空气箱120经由与发动机空气入口27(该空气入口27在图4中描绘并且在图42中示意性地示出)流体连接的两个空气出口122流入发动机26中。
[0299]
在压缩机310中对空气进行压缩的过程中，输送至发动机26的空气的温度可能会升高。为了管理进气的温度，雪地机动车10包括冷却剂容器组件450，该冷却剂容器组件450用于选择性地容纳冷却液并将冷却液输送至进气流动路径444。
[0300]
冷却剂容器组件520包括由框架16支承的冷却剂容器452，具体地由槽道18(该槽道18在图38和图39中示意性地示出)支承的冷却剂容器452。容器452在由燃料箱28所形成的空间中设置在燃料箱28的紧后方，尽管在一些实现方式中，容器452可以位于其他地方。
[0301]
冷却剂容器452在使用时容纳约2升水-乙醇混合物。根据实现方式，冷却剂容器452可以具有更大或更小的容积。用于给定实现方式的冷却剂容器452的尺寸通常适用于特
定车辆10的预期用途。例如，旨在用于山地条件的雪地机动车10的实现方式可以设置有与旨在用于标准路径的雪地机动车10的实现方式不同尺寸的冷却剂容器452。虽然从冷却剂容器452向进气流动路径444连续提供冷却液也将有助于管理进气温度，但这将需要较大的冷却液箱。在本技术中，代替地设置有较小的容器452来限制体积和重量，并且冷却液仅被选择性地输送到进气流动路径444(下面将更详细地描述)。
[0302]
所使用的特定的冷却液也可以取决于雪地机动车10的不同实现方式、或者用于任何特定车辆的一组操作条件到另一组操作条件。可以使用各种冷却液，包括但不限于：水、乙醇、异丙醇、乙二醇、甲醇及其组合。在一些实现方式中，冷却剂容器452还可以包括用于感测冷却剂容器452中的冷却液的液位的液位传感器。在一些情况下，液位传感器可以连接至为用户显示的冷却液计量器。在一些情况下，可以向用户传达冷却剂容器452中的冷却液已经低于某个阈值水平的警报。
[0303]
冷却剂管462与冷却剂容器452流体地连接，以用于将来自冷却剂容器452的冷却液输送至进气流动路径444。具体地，冷却剂管462在连接点464处流体连接在冷却剂容器452与进气流动路径444之间。在所示的实现方式中，连接点464位于导管117上，以用于将冷却液输送到压缩机310的上游的进气流动路径444。在导管117上的连接点464处，存在注射喷嘴465，注射喷嘴465流体连接至冷却剂管462并被引导到导管117中，以用于输送导管117中的冷却液。在本实现方式中，冷却剂管462从燃料箱28下方通过。可以设想的是，根据给定实现方式的具体细节，冷却剂管462可以不同地布置在雪地机动车10内。
[0304]
根据具体实现方式，连接点464和注射喷嘴465可以位于其他位置。在一些实现方式中，连接点464可以位于导管316上，如由图42的冷却剂管471的替代性路径所示意性示出的。在其他实现方式中，连接点464可以位于压缩机入口312中，如由图42的替代性冷却剂管473所示意性示出的。在其他实现方式中，连接点464可以位于发动机26的曲轴箱中，进气在进入发动机26的燃烧室之前经过该曲轴箱。在(由图38的替代性冷却剂管465示意性地示出的)这种实现方式中，还可以设想的是，冷却液的一些部分在被注入曲轴箱时也可以接触发动机26的活塞226，从而进一步有助于降低活塞温度。还可以设想的是，可以包括多个连接点和/或多个注射喷嘴。还可以设想的是，还可以实现其他的布置结构。
[0305]
另外参照图44至图48，图示了与冷却剂容器452的连接点和布置结构的另一实施方式。在该非限制性实施方式中，车辆10包括连接至发动机26的两个冷却剂注射套环480，以用于将冷却剂注射到如上所述的进气流动路径444中。
[0306]
每个冷却剂注射套环480在相应簧片阀227的上游、在节气门体37的节气门阀39中的一个节气门阀与发动机空气入口27中的一个发动机空气入口之间连接至发动机26。进气流动路径444穿过由每个套环480限定的孔口485。每个套环480由橡胶形成，尽管可以考虑包括例如弹性塑料在内的不同的材料。还可以设想的是，两个套环480可以一体地形成或连接在一起。
[0307]
为了注射冷却剂，每个套环480包括喷嘴490，喷嘴490与孔口485流体连通，以用于选择性地将冷却剂供应至进气流动路径444。如图48所示，每个喷嘴490由管接收部分492和套环连接部分494形成。部分492、494卡扣配合在一起，尽管部分492、494的具体形式可以变化。还可以设想的是，喷嘴490可以由一个一体连接的部分形成。
[0308]
每个喷嘴490、特别是管接收部分492连接至管488，以用于向喷嘴490提供冷却剂。
两个管488均连接至t形配件486，该t形配件486又连接至与如上所述的冷却剂容器450连接的管462。
[0309]
返回图40至图42并继续参照图44，冷却剂容器组件450还包括电磁阀466，电磁阀466设置并流体连接在冷却剂容器452与冷却剂管462之间。虽然电磁阀466被示意性地示出为直接连接至冷却剂容器452，但是可以设想的是，阀466可以被设置成远离冷却剂容器452。例如，根据设计和空间考虑，附加的管在一些情况下可以将阀466与冷却剂容器452连接。电磁阀466选择性地控制冷却液从冷却剂容器452到管462中的流动。对电磁阀466的控制将在下面更详细地描述。可以设想的是，在不同的实现方式中可以使用其他类型的阀。在一些实现方式中，电磁阀466可以邻近注射喷嘴465设置或者与注射喷嘴465结合。可以设想的是，除了阀466之外或代替阀466，冷却剂容器组件450可以包括泵，该泵流体连接至冷却剂容器452，以用于将冷却流体通过冷却剂管462泵送到进气流动路径444。
[0310]
雪地机动车10还包括加压管468，该加压管468通过将压缩机310流体连接至冷却剂容器452来用于对冷却剂容器452加压。当雪地机动车10在使用中时，空气从压缩机310经由加压管468流动至冷却剂容器452，以便在冷却剂容器452中保持一定的压力。加压管468包括压力调节器469以便防止过压，但是可以设想的是，可以实施用于控制过压的其他方式。当电磁阀466打开时，冷却剂容器452中的压力迫使冷却液通过冷却剂管462。这样，冷却液可以在无需泵系统的情况下从冷却剂容器452被输送到进气流动路径444。如上所述，在一些情况下，冷却剂容器组件450可以包括用于将冷却流体通过冷却剂管462泵送到进气流动路径444的泵。在这样的实现方式中，加压管468可以被移除。
[0311]
冷却剂容器组件450与系统控制器500通信连接。如上所述，为了限制由于包含冷却剂容器而增加的体积和重量，选择性地将冷却液输送到进气流动路径444。控制器500因此构造成在发动机26的活塞的估计的活塞温度可能高到足以有爆燃的风险时选择性地使一定量的冷却液流动。具体地，控制器500构造成基于进气流动路径444中的流体温度和/或基于估计的活塞温度选择性地使一定量的冷却液从冷却剂容器452经由连接点464流入进气流动路径444。估计的活塞温度的确定和对冷却液流量的控制将在下面更详细地描述。具体地，控制器500通信地连接至电磁阀466，以用于选择性地打开阀466，从而允许冷却液从冷却剂容器452流出。
[0312]
如上所述，系统控制器500还与雪地机动车10的发动机控制单元(或ecu)和/或电气系统(未示出)操作性且通信地连接，并且从该发动机控制单元和/或电气系统接收各种发动机运行值。虽然在本实现方式中使用了相对于雪地机动车10的以上方法和系统所描述的相同的系统控制器500，但是可以设想的是，可以使用单独的和/或附加的控制器，并且该单独的和/或附加的控制器可以与系统控制器500和/或ecu通信连接。
[0313]
由控制器500接收或确定的发动机运行值可以包括但不限于：先前输送的冷却液、环境空气温度、环境空气压力、节气门位置、发动机速度(rpm)、发动机负载、发动机运行时间、排气中的氧气浓度(拉姆达)、发动机冷却剂温度、排气阀129的位置、以及增压压力。增压压力由进气压力传感器504感测，该进气压力传感器504与控制器500通信连接(如上面更详细地描述)。同样如上所述，系统控制器500还操作性且通信地连接至用于感测进气的大气压力或环境空气压力的大气压力传感器504、用于感测进气的大气温度或环境空气温度的大气温度传感器505、用于感测排气氧气浓度的排气氧气传感器513、以及用于检索发动
机26的各种运行参数的ecu。系统控制器500还与发动机冷却剂温度传感器127通信连接。控制器500可以根据特定的实现方式连接至各种其他仪器和/或传感器。
[0314]
为了对流动通过进气流动路径444的流体(空气或者空气与液体的混合物)的温度进行监测，雪地机动车10包括构造成用于确定进气流动路径444中的流体温度的温度传感器455。在本实现方式中，温度传感器455设置在导管316上，以确定进入发动机26的流体的温度。温度传感器455的一部分伸入导管316的内部，以用于感测导管中的流体温度。可以设想的是，温度传感器455可以位于沿着进气流动路径444的其他地方，包括但不限于：位于副空气箱110、导管117、压缩机310和主空气箱120中或上。在对压缩机310的上游(例如，在空气箱110、导管117等中的)温度进行测量的实现方式中，被确定的温度将是来自压缩机310的额外加热之前的空气温度。在一些实现方式中，温度传感器455可以测量雪地机动车10周围的空气的环境温度。
[0315]
具体参照图43，现在将描述使用上述雪地机动车10的元件对涡轮增压式车辆10的发动机进气温度进行管理的方法1100。通常，方法1100包括感测进气温度并由控制器500确定发动机26的估计的活塞温度。基于进气温度和/或发动机运行值，由控制器500从活塞温度模型中检索估计的活塞温度。响应于流体(通常是进气)的温度和估计的活塞温度中的一者或两者高于阈值温度，控制器500然后使一定量的冷却液被输送到进气流动路径444，以有助于降低进气温度(而不必降低来自涡轮增压器300的增压和/或降低发动机速度)。阈值温度通常对应于发动机26在高于其时会有爆燃风险的温度，但是阈值可以被不同地校准。
[0316]
方法1100开始于步骤1102，步骤1102通过温度传感器455感测进气流动路径444中的流体温度，控制器500接收由传感器455感测到的温度。进气流流动路径444中的流体通常是进气，但是也可以包括进气流动路径444中的湿气和/或冷却液。由于温度传感器455位于输送冷却液的注射喷嘴465的下游，因此当冷却液被引入进气流动路径444时，温度传感器455感测导管316中的空气和剩余冷却液两者的温度。当进气流动路径444中不存在冷却液时和/或在温度传感器455位于注射喷嘴465上游的情况下，感测进气流动路径444中的流体通常是指感测进气流动路径444中的空气温度。
[0317]
方法1100继续至步骤1104，步骤1104由控制器500至少基于在步骤1102处感测到的进气流动路径444中的流体温度来确定估计的活塞温度。确定估计的活塞温度包括由控制器500从活塞温度模型中检索估计的活塞温度。在本实现方式中，估计的活塞温度模型存储在与系统控制器500通信连接的存储介质507中，并且能够经由该存储介质507进行访问。可以设想的是，根据实现方式，该模型可以存储在通信地连接至系统控制器500的另一个计算机可读介质中。在一些实现方式中，可以设置基于进气温度和/或发动机运行值的活塞温度的一个或更多个表或数据库来代替模型。
[0318]
在一些实现方式中，方法1100还包括由控制器500确定至少一个发动机运行值。如上所述，由控制器500确定或接收的发动机运行值可以选自以下各者中的一者或更多者：节气门位置、发动机速度、发动机运行时间、环境空气温度、先前输送的冷却液以及增压压力。根据实现方式，先前输送的冷却液可以包括先前输送到进气流动路径444的冷却液的特定量、先前已经将冷却液输送到进气流动路径444的次数、以及/或者自最近一次将冷却液输送到进气流动路径444以来经过的时间。在一些实现方式中，在步骤1104处确定估计的活塞温度还基于根据这些确定的发动机运行值中的一个或更多个发动机运行值从模型中检索
估计的活塞温度。在温度传感器455位于压缩机310上游的实现方式中，估计的活塞温度可以进一步基于由于压缩机310中的压缩导致的预期温度增加来确定。
[0319]
在一些实现方式或迭代中，方法1100可以省略步骤1102并且从步骤1104开始，步骤1104确定估计的活塞温度，其中，该确定基于一个或更多个发动机运行值。
[0320]
方法1100继续至步骤1106，步骤1106响应于在步骤1102处感测到的流体温度高于阈值流体温度或在步骤1104处确定的估计的活塞温度高于阈值活塞温度中的至少一者，通过控制器500使一定量的冷却液从冷却剂容器452流出。
[0321]
阈值活塞温度和阈值流体温度值是存储至存储介质507的预定值并且对应于在高于其时可能影响发动机效率的温度，包括例如由于发动机爆燃可能影响发动机效率。在一些实现方式中，阈值温度可以取决于发动机运行值中的一个或更多个发动机运行值，使得控制器500在确定估计的活塞温度和/或流体温度大于阈值温度之前进一步确定阈值温度中的一个或两个阈值温度。
[0322]
具体而言，在步骤1106处使一定量的冷却液被输送包括由控制器500操作冷却剂容器组件450的电磁阀466，以允许冷却液从冷却剂容器452中流出。在一些实现方式中，使一定量的冷却液被输送包括由控制器500操作冷却剂容器组件450的泵，以将冷却液从冷却剂容器452泵送通过冷却剂管462。在一些这样的实现方式中，泵可以进一步构造成在冷却剂管462中提供压力，以对冷却液到进气流动路径444的输送进行改善。
[0323]
输送至进气流动路径444的冷却剂的量由控制器500打开电磁阀466的时间决定。在本实现方式中，估计的活塞温度高于阈值活塞温度将触发控制器500释放标准量的冷却液，而不管估计的活塞温度与阈值活塞温度之间的差值。在一些实现方式中，控制器500可以根据传感器455所感测的温度和/或估计的活塞温度来确定待被输送的冷却剂的量。
[0324]
然后，方法1100通常重复步骤1102和/或步骤1104，步骤1102重新感测进气流动路径444中的流体温度，步骤1104确定修正的估计的活塞温度。根据实现方式，通常在雪地机动车运行期间连续重复方法1100，使得控制器500在雪地机动车的整个使用过程中对进气温度进行管理。在一些情况下，方法1100可以以规则的时间间隔重复。在其他情况下，方法1100可以由不同的运行条件触发，比如当发动机速度或节气门位置指示发动机26正在可能增加活塞温度的条件下运行时被触发。
[0325]
在一些情况下，方法1100可以包括感测冷却液已经从冷却剂容器452中排空并且不再有任何冷却液能够用于输送至进气流动路径444。在一些实现方式中，方法1100还可以包括向雪地机动车10的操作者传达冷却剂容器452为空的信息。在一些情况下，方法1100还可以包括在流体温度和/或估计的活塞温度大于阈值温度且冷却剂容器452为空时，降低发动机负载(rpms)或者减少来自涡轮增压器300的压缩机活动。
[0326]
可以设想的是，方法1100可以包括附加的或不同的步骤，以执行附加功能和/或执行上述步骤。
[0327]
具体参照图49，现在将描述使用上述雪地机动车10的元件对车辆10的发动机26的活塞温度进行管理的方法1200。通常，方法1200包括基于节气门阀位置和发动机速度来确定活塞226的估计稳态活塞温度。控制器500从活塞温度模型中检索估计的活塞温度，该模型基于节气门阀位置和发动机速度。然后，在发动机运行出现变化的情况下，调整估计的活塞温度，以利用由发动机运行参数中的这些变化引起的温度变化的梯度来确定非稳态温
度。
[0328]
方法1200开始于步骤1210，步骤1210通过节气门阀位置传感器588确定发动机26的节气门阀39的节气门阀位置。方法1200继续至步骤1220，步骤1220通过发动机速度传感器586确定发动机26的发动机速度(rpm)。如上所述，节气门阀位置传感器588和发动机速度传感器586通信地连接至控制器500，尽管可以设想的是，不同的计算机实现装置可以与传感器588、586相互作用。例如，在一些实施方式中，ecu可以从传感器588、586收集信息。
[0329]
方法1200然后继续至步骤1230，步骤1230由控制器500至少基于节气门位置和发动机速度来确定估计的活塞温度。在至少一些实施方式中，基于节气门位置和发动机速度确定估计的活塞温度包括从温度模型中检索估计的活塞温度，该温度模型也被称为温度数据集。温度模型、比如图50所示的非限制性示例模型1250基于发动机速度和节气门位置为活塞226提供稳态温度(ts)1260。应当注意的是，模型1250中示出的值并不意味着是限制性的，并且模型1250的实际值1260将取决于车辆10和/或发动机26的特定实施方式。
[0330]
在一些情况下，温度模型可以是基于运行条件的预测活塞温度的模拟模型。还可以设想的是，温度模型可以由不同运行条件下测量的活塞温度的数据集来构建。在一些情况下，温度模型可以是测量温度和基于该测量温度的外推温度的组合。
[0331]
在一些实施方式中，方法1200然后可以包括基于存储在控制器500中(或可由控制器500访问)的校准方程来确定温度梯度(dt/dt)。校准方程(未示出)基于发动机26的校准测试来确定，其中，将稳态温度ts与由活塞温度传感器测量的实际测量的活塞温度进行比较。活塞温度传感器不包括在车辆10中，而是用于发动机26的每个特定实施方式的校准测试中。
[0332]
在确定了温度梯度后调节稳态活塞温度，然后，由控制器500将持续时间(t)应用于梯度。然后，基于稳态温度ts、温度梯度dt/dt以及引起温度梯度的变化的重复经过时间t来确定修正的估计的活塞温度(t)。例如，在时间＝0时，稳态温度由如上所述的发动机参数确定。然后，对于持续时间t＝100ms，作为一个非限制性示例，使用梯度乘以持续时间来调节估计的温度。在至少一些实施方式中，估计的活塞温度(t)使用以下温度确定关系来计算：
[0333][0334]
在至少一些实施方式中，该关系可以是递归的，其中，通过将另一持续时间上的梯度变化加上先前确定的温度t来重新调节温度t。
[0335]
在一些实施方式中，方法1200可以包括基于一个或更多个发动机运行值的变化来确定运行温度梯度。根据车辆10的特定实施方式或方法1200的实现方式，用于修正估计的活塞温度的发动机运行值可以包括但不限于以下各者中的一者或更多者：发动机的点火正时、燃料压力、排气阀129的位置、节气门阀39的位置、燃料喷射正时、燃料喷射量以及来自涡轮增压器300的增压压力。在一些情况下，使用上述系统将冷却剂注入进气流动路径444后，活塞温度的变化可以包括在对确定的活塞温度的调节中。通过改变这些发动机运行参数中的一者或更多者，可以在发动机26中产生更多或更少的热量，从而改变发动机26的活塞226的温度。
[0336]
在一些情况下，方法200可以包括控制器500对一个或更多个发动机运行值中的变
化进行检测。在这种情况下，控制器500可以基于先前确定的估计的活塞温度以及检测到的发动机运行值的变化来确定修正的估计的活塞温度。在一些情况下，确定修正的估计的活塞温度还基于一个或更多个发动机运行值变化的持续时间。
[0337]
在一些实施方式中，方法1200还可以包括通过发动机冷却剂温度传感器127确定发动机冷却剂温度，以及通过环境空气温度传感器505确定进气温度。在一些这样的情况下，方法1200然后可以包括由控制器500至少基于稳态活塞温度或修正的估计的活塞温度t、发动机冷却剂温度和进气温度来确定修正的活塞温度。在一些实施方式中，对确定的活塞温度进行调节以确定修正的活塞温度可以仅基于发动机冷却剂温度或进气温度中的一者。
[0338]
在一些非限制性实施方式中，方法1200也可以包括通过控制器500确定期望活塞温度与估计的活塞温度之间的差值。在这种情况下，方法1200然后可以包括由控制器500对发动机26的一个或更多个发动机运行值进行修改。在一些实施方式中，对一个或更多个发动机运行值的修改幅度可以至少部分基于期望活塞温度与估计的活塞温度之间的差值。
[0339]
例如，如果使用稳态温度的模型1250所确定的估计的活塞温度高于预定阈值操作温度，则控制器500可以使发动机速度降低，以便有助于减少发动机26中产生的热量，从而帮助降低活塞温度。在一些实施方式中，方法1200可以包括确定由修改一个或更多个发动机运行值引起的温度梯度，并且然后至少基于温度梯度以及期望活塞温度与估计的活塞温度之间的差值来确定针对一个或更多个发动机运行值的修改时间。控制器500然后可以控制发动机26，以针对确定的修改时间来对一个或更多个发动机运行值进行修改。
[0340]
在一些非限制性实施方式中，方法1200还包括：响应于估计的活塞温度高于阈值温度，控制器500使一定量的冷却液被输送至进气流动路径444，以有助于降低进气温度(而无需降低涡轮增压器300的增压和/或改变发动机运行值)。在至少一下情况下，降低进气温度能够有助于降低活塞温度。阈值温度通常对应于发动机26在高于其时会有爆燃风险的温度，但是阈值可以被不同地校准。在一些非限制性实施方式中，方法1200还可以包括：响应于估计的活塞温度高于阈值温度，控制器500使一个或更多个发动机运行参数变化。
[0341]
可以设想的是，方法1200可以包括附加的或不同的步骤，以执行附加功能和/或执行上述步骤。
[0342]
本技术的上述实现方式的改型和改进对于本领域技术人员而言将变得明显。前面的描述意在是例示性的而非限制性的。因此，本技术的范围意在仅通过所附权利要求的范围来限定。

技术特征：
1.一种用于对车辆的发动机的活塞温度进行管理的方法，所述方法包括：由连接至控制器的节气门位置传感器来确定所述发动机的节气门阀的节气门位置；由连接至所述控制器的发动机速度传感器来确定所述发动机的发动机速度(rpm)；以及由所述控制器至少基于所述节气门位置和所述发动机速度来确定估计的活塞温度。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：由所述控制器来确定期望活塞温度与所述估计的活塞温度之间的差值；以及由所述控制器来修改所述发动机的至少一个发动机运行值，修改至少部分地基于所述期望活塞温度与所述估计的活塞温度之间的差值。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：响应于所述控制器确定所述估计的活塞温度高于阈值活塞温度，由所述控制器对所述发动机的至少一个发动机运行值进行修改。4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述至少一个发动机运行值是以下各者中的至少一者：所述发动机的点火正时；燃料压力；排气阀的位置；燃料喷射正时；燃料喷射量；以及来自所述车辆的涡轮增压器的增压压力。5.根据权利要求2所述的方法，还包括：确定由修改所述至少一个发动机运行值产生的温度梯度；至少基于所述温度梯度以及所述期望活塞温度与所述估计的活塞温度之间的差值来确定针对所述至少一个发动机运行值的修改时间；以及针对所述修改时间对所述至少一个发动机运行值进行修改。6.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过连接至所述控制器的发动机冷却剂温度传感器来确定发动机冷却剂温度；通过连接至所述控制器的空气温度传感器来确定进气温度；由所述控制器至少基于所述估计的活塞温度、所述发动机冷却剂温度和所述进气温度来确定修正的活塞温度。7.根据权利要求1所述的方法，还包括：确定以下各者中的至少一者：发动机冷却剂温度，所述发动机冷却剂温度通过连接至所述控制器的发动机冷却剂温度传感器确定；以及进气温度，所述进气温度通过连接至所述控制器的温度传感器确定；并且由所述控制器基于所述估计的活塞温度以及以下各者中的至少一者来确定修正的活塞温度：所述发动机冷却剂温度；以及所述进气温度。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括：由所述控制器检测所述发动机的至少一个发动机运行值的变化；以及响应于检测到所述至少一个发动机运行值的变化，至少基于所述估计的活塞温度和所述至少一个发动机运行值的变化来确定修正的估计的活塞温度。9.根据权利要求8所述的方法，其中，还基于所述至少一个发动机运行值的变化的持续时间来确定所述修正的估计的活塞温度。10.根据权利要求1所述的方法，其中，至少基于所述节气门位置和所述发动机速度来确定所述估计的活塞温度包括从温度数据集中检索所述估计的活塞温度。11.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述估计的活塞温度包括：至少基于所述节气门位置和所述发动机速度来确定稳态温度(t
s
)；基于保存到所述控制器的校准方程来确定温度梯度(dt/dt)；以及使用以下温度确定关系基于所述稳态温度t
s
、所述温度梯度dt/dt和持续时间(t)来计算所述估计的活塞温度(t)：12.根据权利要求11所述的方法，其中，针对重复的持续时间t，重新计算所述估计的活塞温度。13.根据权利要求1所述的方法，还包括响应于所述估计的活塞温度高于阈值活塞温度，由所述控制器使一定量的冷却液从冷却剂容器流向进气流动路径，所述进气流动路径由进入所述车辆并进入所述发动机的空气限定。14.一种车辆，包括：框架；发动机，所述发动机由所述框架支承并且具有至少一个发动机空气入口；涡轮增压器，所述涡轮增压器流体连接至所述发动机并且包括流体连接至所述至少一个发动机空气入口的压缩机，所述压缩机具有压缩机入口和压缩机出口，所述车辆的进气流动路径，所述进气流动路径由进入所述车辆、通过所述压缩机入口进入所述压缩机、通过所述压缩机出口离开所述压缩机并流入所述至少一个发动机空气入口的空气限定；冷却剂容器组件，所述冷却剂容器组件由所述框架支承并且包括用于容纳冷却液的冷却剂容器，所述冷却剂容器组件在至少一个连接点处流体连接至进气流动路径；以及控制器，所述控制器与所述冷却剂容器组件通信连接，所述控制器构造成选择性地使一定量的冷却液从所述冷却剂容器经由所述连接点流入所述进气流动路径。15.根据权利要求14所述的车辆，其中：所述发动机包括至少一个簧片阀和至少一个节气门阀；并且至少一个所述连接点在所述至少一个簧片阀与所述至少一个节气门阀之间设置在所述进气流动路径上。16.根据权利要求14所述的车辆，还包括：至少一个冷却剂注射套环，所述至少一个冷却剂注射套环流体连接至所述至少一个发
动机空气入口；至少一个注射喷嘴，所述至少一个注射喷嘴连接至所述至少一个冷却剂注射套环并延伸穿过所述至少一个冷却剂注射套环，所述至少一个注射喷嘴流体连接至所述冷却剂容器组件；并且其中，至少一个所述连接点由所述至少一个喷嘴限定。17.根据权利要求16所述的车辆，其中：所述至少一个发动机空气入口包括：第一入口，所述第一入口向所述发动机的第一气缸提供空气，以及第二入口，所述第二入口向所述发动机的第二气缸提供空气；所述至少一个冷却剂注射套环包括：第一冷却剂注射套环，所述第一冷却剂注射套环连接至所述发动机并与所述第一入口对准，以及第二冷却剂注射套环，所述第二冷却剂注射套环连接至所述发动机并与所述第二入口对准；并且所述至少一个注射喷嘴包括：第一喷嘴，所述第一喷嘴连接至所述第一冷却剂注射套环并延伸穿过所述第一冷却剂注射套环，所述第一喷嘴流体连接至所述冷却剂容器组件；以及第二喷嘴，所述第二喷嘴连接至所述第二冷却剂注射套环并延伸穿过所述第二冷却剂注射套环，所述第二喷嘴流体连接至所述冷却剂容器组件。18.根据权利要求16所述的车辆，其中：所述控制器通信地连接至所述发动机；并且所述控制器构造成：至少部分地基于从所述发动机接收的至少一个发动机运行值来确定估计的活塞温度，并且至少基于所述估计的活塞温度选择性地使一定量的冷却液从所述冷却剂容器经由所述至少一个喷嘴流入所述进气流动路径。19.一种车辆，包括：框架；发动机，所述发动机由所述框架支承并且具有发动机空气入口；涡轮增压器，所述涡轮增压器流体连接至所述发动机并且包括流体连接至所述发动机空气入口的压缩机，所述压缩机具有压缩机入口和压缩机出口，所述车辆的进气流动路径，所述进气流动路径由进入所述车辆、通过所述压缩机入口进入所述压缩机、通过所述压缩机出口离开所述压缩机并流入所述发动机空气入口的空气限定；冷却剂容器组件，所述冷却剂容器组件由所述框架支承并且包括用于容纳冷却液的冷却剂容器，所述冷却剂容器组件在连接点处流体连接至所述进气流动路径；控制器，所述控制器与所述冷却剂容器组件通信连接；以及温度传感器，所述温度传感器与所述控制器通信连接并且构造成用于确定所述进气流动路径中的流体温度；
所述控制器构造成至少基于由所述温度传感器确定的所述流体温度而选择性地使一定量的冷却液从所述冷却剂容器经由所述连接点流入所述进气流动路径。20.根据权利要求19所述的车辆，其中：所述控制器还构造成用于至少基于由所述温度传感器确定的所述流体温度来确定估计的活塞温度；并且所述控制器构造成还基于所述估计的活塞温度来选择性地使一定量的冷却液流动。21.根据权利要求20所述的车辆，其中：所述控制器通信地连接至所述发动机；并且所述控制器还构造成至少部分基于从所述发动机接收的至少一个发动机运行值来确定所述估计的活塞温度。22.根据权利要求19所述的车辆，还包括：第一导管，所述第一导管在第一端部处流体连接至所述压缩机入口，所述第一导管的第二端部从所述车辆周围的空气接收空气；并且其中，所述连接点位于所述第一导管上。23.根据权利要求19所述的车辆，还包括：第二导管，所述第二导管在第一端部处流体连接至所述压缩机出口，所述第二导管的第二端部流体连接至所述发动机空气入口；并且其中，所述连接点位于所述第二导管上。24.根据权利要求19所述的车辆，其中，所述连接点设置在所述压缩机入口中。25.根据权利要求19所述的车辆，还包括用于将冷却流体输送至所述进气流动路径的冷却剂管，所述冷却剂管流体连接在所述冷却剂容器与所述连接点之间。26.根据权利要求25所述的车辆，还包括由所述框架支承的燃料储存器；并且其中，所述冷却剂容器设置在所述燃料储存器的后方。27.根据权利要求26所述的车辆，其中，所述冷却剂管从所述燃料储存器下方通过。28.根据权利要求25所述的车辆，其中，所述冷却剂容器组件还包括泵，所述泵与所述冷却剂容器流体连接，以用于将冷却流体泵送通过所述冷却剂管。29.根据权利要求25所述的车辆，其中，所述冷却剂容器组件还包括用于控制冷却液的流量的阀，所述阀设置在所述冷却剂容器与所述冷却剂管之间，所述阀与所述控制器通信连接。30.根据权利要求29所述的车辆，其中，所述阀是电磁阀。31.根据权利要求29所述的车辆，其中：所述压缩机流体连接至所述冷却剂容器；并且当所述车辆在使用中时，空气从所述压缩机流向所述冷却剂容器以对所述冷却剂容器加压。32.根据权利要求25所述的车辆，其中，所述冷却剂管的第一端部流体连接至所述冷却剂容器；并且所述车辆还包括与所述冷却剂管的第二端部连接的注射喷嘴。33.根据权利要求19所述的车辆，还包括连接至所述框架的至少一个滑行件；并且其中，所述车辆是雪地机动车。
34.根据权利要求19所述的车辆，其中，所述温度传感器构造成感测所述进气流动路径中的流体在通过所述压缩机之前的温度。35.根据权利要求19所述的车辆，其中，所述温度传感器构造成感测已经通过所述压缩机的流体的温度。36.根据权利要求19所述的车辆，其中，所述连接点设置在所述发动机的曲轴箱上。37.一种车辆，包括：框架；发动机，所述发动机由所述框架支承并且具有发动机空气入口；涡轮增压器，所述涡轮增压器流体连接至所述发动机并且包括流体连接至所述发动机空气入口的压缩机，所述压缩机具有压缩机入口和压缩机出口；第一导管，所述第一导管在第一端部处流体连接至所述压缩机入口，所述第一导管的第二端部接收进入所述车辆的空气；第二导管，所述第二导管在第一端部处流体连接至所述压缩机出口，所述第二导管的第二端部流体连接至所述发动机空气入口，进气流动路径，所述进气流动路径由进入所述车辆、通过所述第一导管进入所述压缩机入口、通过所述压缩机、离开所述压缩机出口、通过所述第二导管并进入所述发动机空气入口的空气限定；冷却剂容器组件，所述冷却剂容器组件由所述框架支承并且包括用于容纳冷却液的冷却剂容器，所述冷却剂容器组件在连接点处流体连接至所述进气流动路径；以及控制器，所述控制器与所述冷却剂容器组件通信连接并且构造成基于由所述控制器确定的估计的活塞温度选择性地使一定量的冷却液从所述冷却剂容器经由所述连接点流入所述进气流动路径。38.根据权利要求37所述的车辆，还包括：主空气箱，所述主空气箱流体连接在所述第二导管的所述第二端部与所述发动机空气入口之间；以及副空气箱，所述副空气箱流体连接至所述第一导管的第二端部，所述副空气箱构造成将周围空气导入所述车辆中。39.根据权利要求37所述的车辆，还包括由所述框架支承的燃料储存器；并且其中，所述冷却剂容器设置在所述燃料储存器的后方。40.根据权利要求37所述的车辆，还包括用于将冷却流体输送至所述进气流动路径的冷却剂管，所述冷却剂管流体连接在所述冷却剂容器与所述连接点之间。41.根据权利要求40所述的车辆，其中，所述冷却剂管从所述燃料储存器下方通过。42.根据权利要求40所述的车辆，其中，所述冷却剂容器组件还包括泵，所述泵与所述冷却剂容器流体连接，以用于将冷却流体泵送通过所述冷却剂管。43.根据权利要求40所述的车辆，其中，所述冷却剂容器组件还包括用于控制冷却液的流量的阀，所述阀设置在所述冷却剂容器与所述冷却剂管之间，所述阀与所述控制器通信连接。44.根据权利要求43所述的车辆，其中，所述阀为电磁阀。45.根据权利要求43所述的车辆，其中：
所述压缩机流体连接至所述冷却剂容器；并且当所述车辆在使用中时，空气从所述压缩机流向所述冷却剂容器以对所述冷却剂容器加压。46.根据权利要求40所述的车辆，其中，所述冷却剂管的第一端部与所述冷却剂容器流体连接；并且所述车辆还包括与所述冷却剂管的第二端部连接的注射喷嘴。47.根据权利要求37所述的车辆，还包括连接至所述框架的至少一个滑行件；并且其中，所述车辆是雪地机动车。48.一种用于对涡轮增压式车辆的发动机进气温度进行管理的方法，所述方法包括：通过温度传感器感测进气流动路径内的流体温度，所述进气流动路径由进入所述车辆、通过涡轮增压器并进入所述发动机的空气限定；由所述控制器至少基于所述流体温度来确定所述发动机的活塞的估计的活塞温度；以及响应于所述估计的活塞温度高于阈值活塞温度以及所述流体温度高于阈值流体温度中的至少一者，由所述控制器使一定量的冷却液从冷却剂容器流向所述进气流动路径。49.根据权利要求48所述的方法，其中，还基于由所述控制器从所述发动机接收的至少一个发动机运行值来确定所述估计的活塞温度。50.根据权利要求48所述的方法，还包括：由所述控制器确定至少一个发动机运行值，所述至少一个发动机运行值选自以下各者：节气门位置，发动机速度，发动机负载，发动机运行时间，环境空气温度，环境空气压力，排气中的氧气浓度，发动机冷却剂温度，排气阀的位置，先前输送的冷却液量，以及增压压力；并且其中，还基于所述至少一个发动机运行值来确定所述估计的活塞温度。51.根据权利要求48所述的方法，其中，确定所述估计的活塞温度包括由所述控制器从活塞温度模型中检索所述估计的活塞温度。52.根据权利要求48所述的方法，其中，使一定量的冷却液被输送包括由所述控制器操作所述冷却剂容器组件的电磁阀，以允许所述冷却液从所述冷却剂容器流出。53.根据权利要求48所述的方法，其中，使一定量的冷却液被输送包括由所述控制器操作所述冷却剂容器组件的泵，以将所述冷却液从所述冷却剂容器泵送通过所述冷却剂管。54.一种用于对涡轮增压式车辆的发动机进气温度进行管理的方法，所述方法包括：
由控制器确定至少一个发动机运行值；由所述控制器基于所述至少一个发动机运行值从活塞温度模型中检索所述发动机的活塞的估计的活塞温度；以及响应于所述估计的活塞温度高于阈值活塞温度，由所述控制器使一定量的冷却液从冷却剂容器输送到进气流动路径，所述进气流动路径由进入所述车辆、通过涡轮增压器并进入所述发动机的空气限定。55.根据权利要求54所述的方法，其中，所述至少一个发动机运行值选自以下各者：进气流动路径内的空气的空气温度，节气门位置，发动机速度，发动机负载，发动机运行时间，环境空气温度，环境空气压力，排气中的氧气浓度，发动机冷却剂温度，排气阀的位置，先前输送的冷却液量，以及增压压力。

技术总结
一种车辆，该车辆包括：发动机；涡轮增压器；车辆的进气流动路径，进气流动路径由进入车辆、通过压缩机并流入发动机空气入口的空气限定；冷却剂容器组件；温度传感器，温度传感器构造成用于确定进气流动路径中的温度；以及控制器，控制器构造成选择性地使冷却液从冷却剂容器流入进气流动路径。一种用于对涡轮增压式车辆的发动机进气温度或活塞温度进行管理的方法，该方法包括：感测进气流动路径内的流体温度；确定估计的活塞温度；以及响应于所估计的活塞温度和/或流体温度高于阈值温度，使一定量的冷却液从冷却剂容器流向进气流动路径。定量的冷却液从冷却剂容器流向进气流动路径。定量的冷却液从冷却剂容器流向进气流动路径。


技术研发人员：塞巴斯蒂安
受保护的技术使用者：BRP罗泰克斯有限两合公司
技术研发日：2021.08.04
技术公布日：2023/6/27