[0001] 本申请一般地涉及发动机空气处理系统和控制，并且更特别地但不限于，涉及以米勒循环操作的内燃机的空气处理系统和控制。

[0002] 发动机可以利用适用于不同操作状态的不同燃烧循环。例如，可以在发动机的一个或多个气缸上采用涡轮增压和/或米勒循环，以提高燃料效率、热管理和稳定状态下的发动机功率。已经做出了用于控制这样的发动机和系统的许多提议。现有方法存在许多缺点、不足和未满足的需求，包括那些关于瞬态操作和排放的需求。对于本文中公开的独特的装置、方法、系统和技术，仍然存在显著的需求。

[0003] 示例实施例的公开

[0004] 为了清楚地、简洁地和准确地描述本公开的示例实施例、制造和使用本公开的方式和过程的目的以及为了使得能够实施、制造和使用本公开，现在将参考某些示例实施例，包括图中所图示的那些示例实施例，并且将使用具体语言来描述本公开。然而，应理解，并不由此产生对本发明的范围的限制，并且本发明包括并保护如本领域技术人员将想到的示例实施例的这样的变更、修改和进一步应用。

[0012] 为了促进对本发明的原理的理解的目的，现在将参考附图中所图示的实施例，并且将使用具体语言来描述所述实施例。然而将理解，并不旨在由此限制本发明的范围，本文中考虑了如本发明与其相关的领域中的技术人员通常将想到的所图示实施例的任何更改和进一步修改以及如本文中所图示的本发明的原理的任何进一步应用。

[0013] 参考图1，内燃机系统100包括内燃机102和以示意图形式图示的多级涡轮增压器系统150。内燃机系统100包括燃料源104，该燃料源104可与内燃机102一起操作以向发动机102的一个或多个气缸108提供燃料。对于系统100而言，考虑任何类型的燃料，包括柴油、汽油、气体燃料、氢燃料和双燃料布置。此外，可以提供一个或多个电动涡轮马达180以输出动力以推进借助发动机102推进的车辆和/或协助为系统100的一个或多个其他组件(诸如向混合动力车辆)提供动力。

[0014] 发动机102与进气系统110和排气系统112连接，进气系统110用于向发动机102提供进气流，排气系统112用于以排气流的形式输出排气。在图示实施例中，发动机102仅示出具有单个气缸108，但考虑任何数量和布置的气缸108，并且系统100不限于图1中所示的数量和布置。

[0015] 发动机102包括至少部分地限定(一个或多个)气缸108的发动机缸体116。活塞118可以可滑动地布置在每个气缸108内，以在旋转曲轴(未示出)的同时在上止点位置和下止点位置之间往复运动。气缸108中的每个、其相应的活塞118和气缸盖122形成燃烧室124。每个气缸108还可以从耦合到燃料源104的燃料喷射器接收燃料，并且如果火花点火，则从火花塞接收燃料以用于控制燃烧过程的定时和启动。每个气缸108包括是气门机构120的一部分的一个或多个进气门130和一个或多个排气门132。

[0016] 气门机构120还可以包括凸轮轴(未示出)和其他组件，以控制进气门130和排气门132的打开和关闭。气门机构120可以以多种其他形式实现，包括多个附加组件，诸如摇臂、间隙调节器、轴承表面、齿轮、用于进气凸轮凸角和排气凸轮凸角的分离凸轮轴，以及如受益于本公开和理解本公开的本领域技术人员将想到的其他组件。气门机构120可以被配置成相对于活塞118在上止点和下止点位置之间的定位来定时进气门130和排气门132的打开和关闭，以控制进气流的进入和排气流的离开。在实施例中，气门机构120打开进气门130以提供相对于活塞118的进气冲程的下止点的EIVC或LIVC，使得(一个或多个)气缸108以米勒循环操作。

[0017] 在一个实施例中，发动机102是四冲程发动机。也就是说，对于每个完整的发动机燃烧循环(即，对于每两个完整的曲轴旋转)，每个气缸108的每个活塞118移动通过进气冲程、压缩冲程、燃烧或动力冲程、和排气冲程。因此，在每个气缸108的每个完整燃烧循环期间，进气流从进气歧管126被吸入各个燃烧室124中，并且排气被供应到排气歧管128。

[0018] 发动机102包括连接到进气系统110以接收进气流的(一个或多个)气缸108。(一个或多个)气缸108连接到排气系统112，以释放由燃烧室124中的(一种或多种)燃料的燃烧产生的排气。排气系统112向多级涡轮增压器系统150提供排气流。涡轮增压器系统150包括多个涡轮增压器，以提供较高压和较低压涡轮增压级，所述涡轮增压级使用来自排气流的能量来压缩进气流。此外，排气系统112可以借助高压排气再循环(EGR)系统和低压EGR系统(未示出)中的一个或两者被连接到进气系统110。

[0019] 进气系统110包括一个或多个进气供应导管114，其从涡轮增压器系统150延伸并连接到进气歧管126，进气歧管126将充气流分配到发动机102的(一个或多个)气缸108。排气系统112还借助发动机排气歧管128连接到发动机102。排气系统112包括从排气歧管128延伸到涡轮增压器系统150的排气导管130。在一个实施例中，排气导管130流耦合到排气歧管128，并且还可以包括一个或多个中间流道、导管或其他结构。排气导管130中的可控废气门132或其他合适的旁路可操作以选择性地旁路来自涡轮增压器系统150的一个或多个涡轮的排气流中的至少一部分，以在某些操作状况下降低增压压力和发动机扭矩。

[0020] 后处理系统138可以与出口导管136连接。后处理系统138可以包括例如三元催化剂(TWC)、氧化设备(DOC)、颗粒去除设备(DPF、CDPF)、成分吸收器或还原器(SCR、AMOX、LNT)、还原剂系统和其他组件(如果期望的话)。

[0021] 涡轮增压器系统150包括较低压第一级涡轮增压器152和较高压第二级涡轮增压器154。在其他涡轮增压器实施例中考虑多于两级。第一级涡轮增压器152包括进气系统110中的第一压缩机156和排气系统112中的第一涡轮158。第一涡轮158借助轴160连接到第一压缩机156并且可操作以利用排气流驱动第一压缩机156。第一压缩机156接收非压缩状态下的进气流，并将压缩进气流输出到第二级涡轮增压器154。

[0022] 此外，电动涡轮马达180可以选择性地接合到第一级涡轮增压器152的轴160，以便使从第一压缩机156输出的压缩进气流的压力增压。如下面进一步讨论的，响应于内燃机102的瞬态状况，电动涡轮马达180可以利用连接168(图2)(诸如离合器或任何其他合适的可选择性可接合的连接)选择性地接合到轴160，以使来自第一压缩机156的进气流的压缩增加或增压，以诸如通过改善燃烧和减少烟雾来改善米勒循环操作期间的发动机性能。电动涡轮马达180可以由内燃机系统100的电气系统182供电。在实施例中，电气系统182是
48V/24V DC电气系统。

[0023] 第二级涡轮增压器154包括进气系统110中的第二压缩机162和排气系统112中的第二涡轮164。第二涡轮164借助轴166连接到第二压缩机162，并且可操作以利用从排气歧管128接收的排气流驱动第二压缩机162。第二压缩机162从第一压缩机156接收压缩状态下的进气流，并将进一步压缩的进气流输出到进气歧管126。

[0024] 涡轮增压器152、154可以是本领域中已知的任何合适的涡轮增压器，包括可变几何涡轮增压器和/或废气门涡轮增压器。例如，废气门132提供的围绕第二涡轮164的可控旁路。第一压缩机156和第二压缩机162中的一个或多个也可以包括旁路。

[0025] 进气系统110还可以包括位于第一压缩机156和第二压缩机162之间的中间冷却器140。进气系统110还可以包括位于第二压缩机162的下游和进气歧管126的上游的后冷却器
142。中间冷却器140和/或后冷却器142可以是例如空气对空气热交换器、空气对液体热交换器或两者的组合，以促进热能向或从导向发动机102的流的传递。进气系统110还可以包括进气节气门(未示出)。

[0026] 在内燃机系统100的操作中，新鲜空气被供应到第一压缩机156。新鲜空气流或组合流可以在与EGR流(当提供时)混合之前或之后以任何已知方式被过滤、未过滤和/或调节。进气流借助第一压缩机156加压并通过中间冷却器140传送到第二压缩机162。第一压缩机156可以在瞬态状况期间由电动涡轮马达180增压。加压进气流借助第二压缩机162进一步加压并通过后冷却器142流到进气歧管126。

[0027] 在任何实施例中，从燃料源104提供给(一个或多个)气缸108的燃料由电子控制系统(ECS)200控制，以根据例如发动机速度、发动机负载、进气歧管压力和温度以及燃料压力来控制燃料流。电动涡轮马达180响应来自ECS200的控制命令，以选择性地启动和停止电动涡轮马达180，以经由轴160驱动第一压缩机156，并向发动机102的进气流提供压缩增压。

[0028] 进一步参考图2，发动机102包括一个或多个发动机传感器202，其可操作地连接到ECS200，以提供指示发动机操作参数中的一个或多个的信号。ECS200优选地包括固态集成电路类型的一个或多个可编程微处理器或微控制器，以及被配置成存储可由一个或多个微处理器或微控制器执行的指令的一个或多个非瞬时存储介质。

[0029] ECS200被配置成实现电子涡轮马达(E‑turbo)控制器204，该控制器204被配置成提供和输出控制命令以控制电动涡轮马达180的操作。E‑turbo控制器204可以被配置成响应于发动机102的瞬态状况而输出命令以选择性地接合和脱离电动涡轮马达180和轴160之间的连接168。涡轮速度(TSP)传感器208可以从第一级涡轮增压器152接收关于轴160的速度的信息。应当理解，图2使用虚线箭头概念性地描绘了前述组件之间的控制关系，并且可以利用各种通信硬件和协议来实现，诸如一个或多个控制器局域网(CAN)或其他通信组件。

[0030] 传感器202主要包括以下传感器的一个或多个实例和相关联的输入参数。发动机速度传感器可以被配置成提供指示发动机速度的输入参数。氧气或λ传感器可以被配置成提供指示进气充气的氧气的浓度的量和/或进气充气的空燃比的输入参数。喷射器轨道压力传感器可以被配置成提供指示燃料喷射器轨道的燃料压力的输入参数。进气充气压力传感器可以被配置成提供指示进气流或充气的压力的输入参数。进气充气温度传感器可以被配置成提供指示进气流或充气的温度的输入参数。可以在传感器202中提供多个附加和/或替代的传感器以及相关联的输入参数，如受益于本公开和理解本公开的本领域技术人员将想到的那样。

[0031] 电子涡轮控制参数206可以包括指示瞬态事件的多个发动机操作参数的一个或多个实例。示例包括发动机速度、加速器踏板位置、发动机102的输出扭矩、喷射的开始定时、所有喷射中的总燃料量、第一引燃喷射(firstpilotinjection)中的燃料量、第一引燃喷射的定时、第二引燃喷射中的燃料量、第二引燃喷射的定时、主喷射的定时、第一后喷射中的燃料量、第一后喷射的定时、第二后喷射中的燃料量、第一后喷射的定时以及主喷射事件中的燃料量。这样的电子涡轮控制参数可以由ECS200的其他控制器和控制组件确定和提供。

[0032] ECS200可以以多种方式中的任一种方式来实现，所述方式以各种方式跨一个或多个控制单元组合或分布控制功能。ECS200可以执行定义各种控制、管理和/或调节功能的操作逻辑。该操作逻辑可以是以专用硬件(诸如硬连线状态机)、模拟计算机器、编程指令的形式的，和/或以如本领域技术人员将想到的不同形式的。ECS200可以被提供为单个组件或可操作地耦合的组件的集合；并且可以包括数字电路、模拟电路或这两种类型的混合组合。当具有多组件形式时，ECS200可以具有一个或多个组件，所述一个或多个组件相对于其他组件以分布式布置远程地定位。ECS200可以包括多个处理单元，所述多个处理单元被布置为在流水线处理布置、并行处理布置或诸如此类中独立地操作。应进一步理解，ECS200和/或其组成组件中的任一个可以包括一个或多个信号调节器、调制器、解调器、算术逻辑单元(ALU)、中央处理单元(CPU)、限制器、振荡器、控制时钟、放大器、信号调节器、过滤器、格式转换器、通信端口、箝位器、延迟设备、存储器设备、模数(A/D)转换器、数模(D/A)转换器和/或如本领域技术人员将想到的用于执行期望通信的不同电路或组件。

[0033] 参考图3‑4，图示了示例E‑turbo控制器300(本文中也称为控制器300)，其可以在ECS200、E‑Turbo控制器204或另一电子控制系统中实现和由ECS200、E‑Turbo控制器204或另一电子控制系统执行。例如，控制器300可以全部或部分地由E‑turbo控制器204单独或与其他电子控制系统组件组合实现和执行。控制器300被配置成确定并提供E‑turbo命令390，该E‑turbo命令390被配置成并有效地响应于瞬态状况来控制电动涡轮马达180的操作，以在诸如发动机系统100的发动机系统的米勒循环操作期间选择性地提供增压的进气流压力。当应用于发动机系统100和ECS200时，控制器300可以响应于发动机102的瞬态操作状况选择性地提供增压的进气流压力。

[0034] TSP传感器状态302和有效传感器状态312作为输入提供给操作器322，操作器322评估TSP传感器状态302是否等于有效传感器状态312，并将该评估的结果提供给操作器332。TSP传感器状态302提供涡轮速度传感器(诸如TSP传感器208)的操作状态的指示。有效传感器状态312提供TSP传感器208的有效操作状态的指示。因此，由操作器322执行的评估提供了TSP传感器是否基于一个或多个标准(诸如开启标志、诊断、合理性评估、输出范围评估或其他评估、诊断和标志)正确操作的指示，如受益于本公开和理解本公开的本领域技术人员将想到的那样。

[0035] TSP估计值304和TSP阈值314作为输入提供给操作器324，操作器324评估TSP估计值304是否小于TSP阈值314，并将该评估的结果提供给操作器332。TSP估计值304指示由TSP传感器208提供的涡轮速度值。TSP阈值314指示关于涡轮速度的最大阈值或极限，超过该最大阈值或极限，电动涡轮马达180与第一级涡轮增压器152的轴160的接合是不允许的。TSP阈值314可以基于给定涡轮增压器设计的可靠性或安全性要求来配置。在一些形式中，TSP阈值314可以基于所选择的发动机设计的要求或所选择的发动机任务的要求来校准。

[0036] 发动机速度306和发动机速度阈值316作为输入提供给操作器326，操作器326评估发动机速度306是否小于发动机速度阈值316，并将该评估的结果提供给操作器332。发动机速度306指示由发动机速度传感器提供的发动机速度值。发动机速度阈值316指示关于发动机速度的最大阈值或极限，超过该阈值或极限，电动涡轮马达180与第一级涡轮增压器152的轴160的接合是不允许的。发动机速度阈值316可以基于给定发动机和/或涡轮增压器设计的可靠性或安全性要求来配置。在一些形式中，发动机速度阈值316可以基于所选择的发动机设计的要求或所选择的发动机任务的要求来校准。

[0037] 操作器332对其从操作器322、操作器324和操作器326接收的输入执行逻辑与操作，并将逻辑与操作的结果提供给操作器336和逻辑非操作器365。因此，当操作器322、操作器324和操作器326的输出全部为真时，操作器332的输出也为真，而当操作器322、操作器324和操作器326的输出中的任一个为假时，操作器332的输出也为假。应当理解，除了如受益于本公开的本领域技术人员将想到的其他逻辑术语之外，本文中将逻辑状态或值称为“真”与肯定、启用或高逻辑状态或值同义，并且包括肯定、启用或高逻辑状态或值。同样，应理解，除了如受益于本公开的本领域技术人员将想到的其他逻辑术语之外，本文中将逻辑状态或值称为“假”与否定、禁用或低逻辑状态或值同义，并且包括否定、禁用或低逻辑状态或值。

[0038] AFR 309和AFRE‑Turbo开启阈值319作为输入提供给操作器329，操作器329评估AFR 309是否小于AFR E‑Turbo开启阈值319并将该评估的结果提供给操作器334。AFR 309指示由传感器(诸如氧气或λ传感器)提供的由发动机系统100燃烧的充气的空燃比。传感器也可以是虚拟传感器，诸如根据其他参数(诸如空气流量除以燃料质量)确定AFR。AFR E‑Turbo开启阈值319指示关于由发动机系统燃烧的充气的空燃比的最大阈值或极限，超过该最大阈值或极限，发动机系统的电动涡轮马达180的增压压缩进气流是不允许的。AFRE‑Turbo开启阈值319可以基于相对于给定发动机设计或相对于个体发动机建立的排放极限来配置和选择。例如，AFRE‑Turbo开启阈值219可以基于在米勒循环(诸如EIVC或LIVC米勒循环)中操作的发动机的发动机瞬态期间的烟雾或颗粒排放来配置和选择。因此，由操作器329执行的评估提供了如下指示：由发动机系统燃烧的充气的空燃比是否具有这样的大小，使得诸如在瞬态状况期间，期望电动涡轮马达180的增压压缩进气流以实现所期望的排放性能。

[0039] OFC极限318作为输入提供给操作器334。操作器334对从操作器329和OFC极限318接收的输入执行逻辑或操作，并将该操作的结果提供给操作器336。OFC极限318提供发动机系统正在操作氧气燃料控制(OFC)模式的指示。基于对由发动机系统燃烧的充气中的氧气与燃料之比已经超过最小阈值或极限的评估来确定OFC模式。由发动机燃烧的充气中的氧气与燃料之比与空燃比相关，但可能由于EGR分数、残余气体和充气流的影响而不同。在2003年1月21日发布的美国专利第6,508,241号中发现了OFC极限确定的一个非限制性示例，该美国专利的公开通过引用被并入。

[0040] OFC极限318可以对应于发动机操作状况，在该发动机操作状况中，期望电动涡轮马达180的增压进气流压缩以减轻在米勒循环(诸如EIVC或LIVC米勒循环)中操作的发动机的发动机瞬态期间可能出现的烟雾或颗粒排放。因此，OFC极限318提供了如下指示：由发动机系统燃烧的充气的氧气‑燃料比是否具有这样的大小，使得期望到发动机系统的进气流的增压压缩以实现期望的排放性能。

[0041] 如图4中所图示，E‑Turbo命令290作为输入提供给逻辑非操作器，该操作器提供E‑Turbo命令的逻辑逆作为定时器/计数器366的输出。定时器/计数器366可以被配置成和提供为定时器、计数器、通用定时器计数器或以如本领域技术人员将想到的其他形式。定时器/计数器366还接收最小E‑Turbo关闭阈值362作为输入，并且将对其而言从逻辑非操作器364接收的值已为真的定时或计数与最小E‑Turbo关闭阈值362进行比较。当已经达到或超过最小E‑Turbo关闭阈值362时，定时器/计数器366将最小E‑Turbo关闭时间370的值设置为真，并将其作为输入提供给操作器336。最小E‑Turbo关闭时间370的真值指示电动涡轮马达
180已经关闭或非活动持续允许电动涡轮马达180的启动以提供增压压缩进气流操作所需的最小时间或计数，而假值指示相反的情况。

[0042] 操作器336对其从操作器332、操作器334和最小E‑Turbo关闭时间370接收的输入执行逻辑与操作，并将该操作的结果提供给锁存器380，锁存器380进而设置E‑Turbo命令390的值。因此，当从操作器332、操作器334和最小E‑Turbo关闭时间370接收的输入全部为真时，E‑Turbo命令390的值被设置为真。

[0043] AFR 309和AFRE‑Turbo关闭阈值378作为输入提供给操作器379，操作器379评估AFR 309是否大于AFR E‑Turbo关闭阈值378，并将该评估的结果提供给操作器逻辑或操作器369。AFR 309指示由传感器(诸如氧气或λ传感器)提供的由发动机系统燃烧的充气的空燃比。AFR E‑Turbo关闭阈值378指示关于由发动机系统燃烧的充气的空燃比的阈值或极限，超过该阈值或限制，发动机系统的增压进气流压缩是不允许的。AFRE‑Turbo关闭阈值378可以配置和选择以避免使燃料经济性恶化的过量的充气或进气流，并减少或限制E‑Turbo开启时间以提高可靠性。因此，由操作器379执行的评估提供了如下指示：由发动机系统燃烧的充气的空燃比是否具有这样的大小，使得期望来自电动涡轮马达180的发动机系统的非增压进气流实现期望的燃料经济性并且减少或限制E‑Turbo开启时间以提高可靠性。

[0044] 如图4中所图示，E‑Turbo命令390作为输入提供给定时器/计数器367。定时器/计数器367可以被配置成和提供为定时器、计数器、通用定时器计数器或以如本领域技术人员将想到的其他形式。定时器/计数器367还接收最大E‑Turbo开启阈值375作为输入，并将对其而言从E‑Turbo命令390接收的输入的值已为真的定时或计数与最大E‑Turbo阈值375进行比较。当已经达到或超过最大E‑Turbo开启阈值375时，定时器/计数器367将最大E‑Turbo开启阈值363的值设置为真，并将其作为输入提供给逻辑或操作器369。最大E‑Turbo开启时间363的真值指示E‑Turbo已开启或启动持续最大允许时间或计数，超过该时间或计数，启动电动涡轮马达180是不允许的，而假值指示相反的情况。

[0045] 如上所指示，逻辑非操作器365的输出、操作器329的输出和最大E‑Turbo开启时间363作为输入提供给逻辑或操作器369。逻辑或操作器369对从逻辑非操作器365、操作器329和最大E‑Turbo开启时间363接收的输入执行逻辑或操作，并将该操作的结果提供给锁存器
380，锁存器380进而设置E‑Turbo命令390的值。因此，当从逻辑非操作器365、操作器329和最大E‑Turbo开启时间363接收的输入中的任一个的值为真时，E‑Turbo命令390的值被设置为假。

[0046] 现在参考图5，示出了用于操作本文中描述的内燃机系统100的过程500。过程500在操作502处开始，以监视指示瞬态事件或状况的发动机102的操作状况。例如，连接到ECS200的一个或多个传感器202可操作以提供指示发动机102的一个或多个操作参数或状况的操作信号，所述操作参数或状况指示瞬态事件。

[0047] 在其他实施例中，指示瞬态事件的操作状况可以包括，例如，输入设备(诸如加速器)的压下、施加于内燃机102的负载的阈值增加、由内燃机102所需功率中的阈值增加和/或连接到内燃机102的输出轴的扭矩中的阈值增加。因此，连接到ECS200的一个或多个传感器202可操作以提供指示内燃机102的一个或多个操作参数或状况的操作信号，所述操作参数或状况指示瞬态事件。

[0048] 过程500从操作502继续到条件504处，以确定是否存在瞬态事件。如果条件504是否定的，则过程500返回以继续监视操作502。如果条件504为是肯定的，则过程500继续到操作506处，以启动电动涡轮马达180的操作。在实施例中，条件504可以进一步包括执行控制器300，以便确定于是否响应瞬态事件来操作电动涡轮马达180。

[0049] 过程500从操作506继续到条件508，以确定瞬态事件是否结束。如果条件508是否定的，则过程500返回到操作506。如果条件508是肯定的，则过程继续到操作510处以终止电动涡轮马达180的操作。

[0050] 利用诸如图1‑5中所示的那些的系统和方法，可以实现控制策略以改善瞬态事件期间的发动机响应和性能。电动涡轮马达180可以响应于瞬态事件而使用，以向(一个或多个)气缸108提供增压空气以用于燃烧和增加功率。因此，在电动涡轮马达180的操作期间，可以比没有电动涡轮马达时更快地实现目标或期望的发动机输出扭矩。

[0051] 考虑了本公开的各方面。在本公开的一个方面中，提供了一种内燃机系统。所述系统包括具有进气系统和排气系统的内燃机。内燃机还包括至少一个气缸，用于接收进气流以进行燃烧以产生排气流。所述系统还包括涡轮增压器系统，所述涡轮增压器系统包括彼此串联的较低压涡轮增压器和较高压涡轮增压器。较低压涡轮增压器包括第一涡轮和第一压缩机，所述第一压缩机由通过第一涡轮的排气流驱动以压缩进气流，并且较高压涡轮增压器包括位于排气系统中的第一涡轮的上游的第二涡轮。较高压涡轮增压器包括位于进气系统中的第一压缩机的下游的第二压缩机，并且所述第二压缩机由通过第二涡轮的排气流驱动以进一步压缩来自第一压缩机的压缩进气流。涡轮增压器系统还包括连接到第一压缩机的电动涡轮马达，所述电动涡轮马达可操作以驱动第一压缩机以使第一涡轮的输出增压；以及控制器，所述控制器被配置成响应于内燃机的瞬态事件来操作电动涡轮马达以驱动第一压缩机，以向内燃机提供进气流的压缩增压。

[0052] 在实施例中，响应于瞬态事件，电动涡轮马达连接到第一压缩机和第一涡轮之间的轴，以便在瞬态事件期间驱动第一压缩机。

[0053] 在实施例中，所述系统包括位于第一压缩机和第二压缩机之间的进气系统中的中间冷却器。在该实施例的改进中，系统包括位于第二压缩机的下游的进气系统中的后冷却器。在又进一步改进中，围绕第二涡轮提供废气门。

[0054] 在另一个实施例中，内燃机包括气门机构，所述气门机构包括用于至少一个气缸的一个或多个进气门和一个或多个排气门。在该实施例的改进中，一个或多个进气门以米勒循环操作。

[0055] 在上述实施例的进一步改进中，控制器被配置成在以下情况下响应于瞬态而操作电动涡轮马达以驱动第一压缩机：满足发动机速度条件；满足涡轮速度条件；满足空燃比(AFR)条件和氧气燃料控制(OFC)条件中的至少一个；并且满足电动涡轮马达的最小关闭时间条件。

[0056] 在系统的又进一步的改进中，提供以下各项中的一个或多个：如果发动机速度不超过发动机速度阈值，则满足发动机速度条件；如果较低压涡轮增压器的估计涡轮速度不超过涡轮速度阈值，则满足涡轮速度条件；如果内燃机的空燃比不超过AFR阈值，则满足AFR条件；如果内燃机在氧气燃料控制模式下操作，则满足OFC条件；以及如果电动涡轮马达已经关闭或停用持续至少预定时间，则满足电动涡轮马达的最小关闭时间条件。

[0057] 在进一步的改进中，电子控制系统被配置成在以下情况中的任一情况下终止电动涡轮马达的操作：不满足发动机速度条件；不满足涡轮速度条件；不满足AFR条件；以及满足电动涡轮马达的最大开启时间条件。

[0058] 在又进一步的改进中，如果电动涡轮马达已开启或启动持续至少预定时间，则满足电动涡轮马达的最大开启时间条件。

[0059] 根据本公开的另一个方面，提供了一种用于控制内燃机的操作的装置。内燃机包括进气系统和排气系统，以及至少一个气缸，用于接收来自进气系统的进气流、用于接收燃料并产生流向排气系统的排气流。发动机进一步包括与至少一个气缸相关联的气门机构，气门机构包括用于以米勒循环操作的至少一个进气门，以及至少一个排气门。发动机还包括由排气流驱动的多级涡轮增压器系统。多级涡轮增压器系统包括进气系统中的第一压缩机，所述第一压缩机耦合到电动涡轮马达并且耦合到第一涡轮。多级涡轮增压器进一步包括位于第一压缩机的下游的第二压缩机和耦合到第二压缩机的位于第一涡轮的上游的第二涡轮。用于控制发动机操作的装置包括可操作地连接到内燃机的控制器，所述控制器被配置成确定与内燃机相关联的瞬态事件，并且响应于瞬态事件而启动电动涡轮马达的操作，以通过第一压缩机提供进气流的压缩增压。

[0060] 在实施例中，控制器被配置成接收来自一个或多个传感器的输入，所述一个或多个传感器提供指示内燃机的发动机速度、与第一压缩机和第一涡轮相关联的涡轮速度、AFR条件和OFC条件的一个或多个参数。

[0061] 在上述实施例的改进中，控制器被配置成在以下情况下响应于瞬态而操作电动涡轮马达以驱动第一压缩机：响应于发动机速度不超过发动机速度阈值，满足发动机速度条件；响应于涡轮速度不超过涡轮速度阈值，满足涡轮速度条件；AFR条件不超过AFR阈值或者OFC条件在氧气燃料控制模式下操作；并且通过电动涡轮马达关闭或停用持续至少预定时间来满足电动涡轮马达的最小关闭时间条件。

[0062] 在上述实施例的又进一步的改进中，电子控制系统被配置成在以下情况中的任一情况下终止电动涡轮马达的操作：不满足发动机速度条件；不满足涡轮速度条件；不满足AFR条件；以及满足电动涡轮马达的最大开启时间条件。

[0063] 根据本公开的另一个方面，一种方法包括：以米勒循环操作内燃机的气门机构；在以米勒循环操作气门机构期间检测瞬态事件；响应于瞬态事件，启动电动涡轮马达的操作以使从多级涡轮增压器系统的第一级到多级涡轮增压器系统的第二级的进气流的压缩增压；以及借助内燃机的上游的多级涡轮增压器系统的第二级进一步压缩来自第一级的增压压缩进气流。

[0064] 在实施例中，所述方法包括仅在以下情况下响应于瞬态事件而启动电动涡轮马达的操作以使进气流的压缩增压：响应于发动机速度不超过发动机速度阈值，满足发动机速度条件；响应于第一级的涡轮速度不超过涡轮速度阈值，满足涡轮速度条件；AFR条件不超过AFR阈值或OFC条件在氧气燃料控制模式下操作；并且通过电动涡轮马达关闭或停用持续至少预定时间来满足电动涡轮马达的最小关闭时间条件。

[0065] 在上述实施例的改进中，所述方法包括在以下情况中的任一情况下终止电动涡轮马达的操作：不满足发动机速度条件；不满足涡轮速度条件；不满足AFR条件；以及满足电动涡轮马达的最大开启时间条件。

[0066] 在实施例中，所述方法包括响应于瞬态事件而将电动涡轮马达接合到多级涡轮增压器的第一级的压缩机和涡轮之间的轴。

[0067] 在实施例中，所述方法包括在多级涡轮增压器系统的第一级和第二级之间对增压压缩进气流进行中间冷却；以及在多级涡轮增压器系统的第二级的下游对进一步压缩的进气流进行后冷却。

[0068] 尽管已经在附图和前述描述中详细说明和描述了本发明，但是这要被认为是说明性的而不是限制性的，要理解，仅已经示出和描述了某些示例性实施例，并且期望保护属于本发明的精神内的所有改变和修改。

[0069] 应理解，尽管在上面的描述中所利用的诸如优选的、优选地、优选或更优选的词语的使用指示如此描述的特征可能是更期望的，但其可能不是必需的，并且缺少所述特征的实施例可以被考虑为在本发明的范围内，所述范围由随后的权利要求限定。当阅读权利要求时，旨在当使用诸如“一”、“一个”、“至少一个”或“至少一部分”的词语时，不意图将权利要求限制于仅一个项，除非权利要求中明确相反说明。当使用语言“至少一部分”和/或“一部分”时，所述项可以包括一部分和/或整个项，除非明确相反说明。