一种专用废气再循环发动机控制系统及车辆的制作方法

本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种专用废气再循环(Dedicated Exhaust Gas Recirculation，以下简称为D-EGR)发动机控制系统及车辆。

背景技术：

随着油耗法规愈发的严格，对于发动机降低油耗的需求愈发迫切，D-EGR技术的应用也随之更为广泛。但是，D-EGR技术虽然在大中负荷区域能够有效降低发动机油耗，但在小负荷区域，却由于废气再循环(Exhaust Gas Recirculation，以下简称为EGR)率过大，会造成燃烧不稳定。

目前，为了使D-EGR发动机能正常启动及小负荷正常工作，通常会为D-EGR发动机增加D-EGR旁通阀或三通阀，通过旁通阀或三通阀把D-EGR缸的排气直接引到排气系统中，从而实现与正常发动机相类似的工作模式，但在这种工作模式下，D-EGR发动机又不具有节油效果。

因此，现有的D-EGR发动机在小负荷工况范围内无法稳定运行。

为解决此问题，现有技术中提出了对D-EGR发动机进行断缸的方案。但是，当D-EGR发动机处于断缸模式时，若仅切断发动机某个或某几个气缸的燃油，而不切断气门，则新鲜空气将不会经过燃烧而直接引入到排气系统中，从而导致过量空气系数过大，D-EGR发动机的催化器转化效率降低，污染物排放量增加(一般要求过量空气系数在1附近)。因此，在对D-EGR发动机进行断缸时，为了保证D-EGR发动机的过量空气系数为1或接近1，通常需要切断某个或某几个气缸的燃油，并同时关闭气门。

目前，既切断燃油又关闭气门的断缸技术的实现方式一般为：采用两段式凸轮轴，在凸轮轴上增加了一套零升程的凸轮实现，通过电磁执行机构滑移凸轮轴，切换到这套凸轮时，凸轮轴无法驱动气门运动，将关闭相应气缸的进排气门，实现断缸；或是采用可变液压挺柱替换原机构实现气门关闭，通过内部的锁销机构使挺柱失效，凸轮轴虽然转动但气门保持关闭，锁销机构的动作由电磁阀的通断来控制油压实现。

易知，这种断缸技术的实现方式需要额外增加的凸轮轴等机构及控制系统，且会使得D-EGR发动机在大中负荷油耗恶化，仍不能应用到全工况范围。

综上所述，目前的D-EGR技术及针对D-EGR发动机的断缸技术普遍存在以下缺陷：

1)D-EGR技术需要结合旁通阀或三通阀才能实现全工况运行，旁通阀或三通阀为耐高温材料制成，需要增加相应控制机构。

2)断缸技术的配气机构复杂，需要更改凸轮轴或液压挺柱，并且需要增加相应的控制机构。

3)现有的断缸技术仅能对中小负荷油耗有所改善，对大中负荷的油耗无改善，仍无法实现D-EGR发动机的全工况稳定运行。

因此，需要对现有D-EGR发动机及针对D-EGR发动机的断缸技术进行改善，来克服上述缺陷。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种D-EGR发动机控制系统，以解决现有D-EGR发动机无法全工况稳定运行的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种D-EGR发动机控制系统，所述D-EGR发动机控制系统包括：发动机，且所述发动机包括至少一个D-EGR缸及至少一个非D-EGR缸；以及电子控制单元(Electronic Control Unit，以下简称为ECU)；其中，所述ECU电连接所述发动机，用于判断所述发动机的工况；其中，所述ECU电连接所述D-EGR缸，用于在所述发动机处于小负荷工况时，切断所述D-EGR缸的喷油，并控制所述D-EGR缸的进气机构进行进气，还用于在所述发动机处于小负荷工况以外的其他工况时，控制所述D-EGR缸的喷油，并控制所述D-EGR缸的排气机构进行排气；其中，所述ECU电连接所述非D-EGR缸，用于在所述发动机的任意工况下，控制所述非D-EGR缸的喷油。

进一步的，所述D-EGR缸和所述非D-EGR缸的排气机构相互独立设置。

进一步的，所述D-EGR缸的排气机构包括：连通所述D-EGR缸的第一排气歧管，用于排出所述D-EGR缸内的废气；设置在所述第一排气歧管上的废气再循环EGR中冷器，用于降低所述第一排气歧管内的废气的温度；以及EGR混合装置，设置在所述发动机的进气总管上，且连通所述EGR中冷器，用于将所述EGR中冷器中释放的废气与通过进气总管输入的空气混合均匀，并将混合均匀后的气体引入所述D-EGR缸的进气机构。

进一步的，所述D-EGR发动机控制系统还包括：D-EGR循环氧传感器，设置在所述第一排气歧管，并与所述ECU电连接，用于向所述ECU反馈所述D-EGR缸内的喷油浓度。

进一步的，所述非D-EGR缸的排气机构包括：连通所述非D-EGR缸的第二排气歧管，且所述第二排气歧管设有两路管路，一路管路上设有旁通阀，并通过所述旁通阀连接后处理装置，另一路管路连接涡轮增压器的涡端，且所述涡轮增压器的压端与所述发动机的进气总管连通。

进一步的，所述D-EGR缸的进气机构与所述非D-EGR缸的排气机构设置为一体，且一体设置的进气机构包括对应连通所述D-EGR缸及所述非D-EGR缸的若干进气歧管，且所述进气歧管通过节气门连通所述发动机的进气总管。

进一步的，所述D-EGR缸内设置有可单独控制的喷油器，所述喷油器与所述ECU电连接，且所述ECU通过单独控制所述喷油器来控制所述D-EGR缸的喷油。

进一步的，其中所述ECU电连接所述发动机，用于获取所述发动机的转速信号和/或负荷依赖，并根据所述发动机的转速信号和/或负荷信号来判断所述发动机的工况。

进一步的，所述ECU电连接D-EGR缸及所述非D-EGR缸，还用于控制所述D-EGR缸及所述非D-EGR缸的点火。

相对于现有技术，本实用新型所述的D-EGR发动机控制系统具有以下优势：本实用新型的D-EGR发动机控制系统结构简单，无需额外复杂机构，且能够通过D-EGR模式及断缸模式的结合实现发动机全工况运行，解决了D-EGR发动机小负荷工况范围内无法稳定运行问题，实现了全工况范围内燃油消耗率降低。

本实用新型的另一目的在于提出一种车辆，以解决现有具有D-EGR发动机的车辆无法全工况稳定运行的问题

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种车辆，设置有上述的D-EGR发动机控制系统。

所述车辆与上述D-EGR发动机控制系统相对于现有技术所具有的优势一致，在此不再赘述。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施方式所述的D-EGR发动机控制系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施方式中的示例发动机的结构示意图；

图3为本实用新型实施方式中断缸模式与D-EGR模式下的负荷区域的示意图；

图4为本实用新型实施方式中实现断缸模式与D-EGR模式的切换的流程示意图。

附图标记说明：

1-发动机，2-ECU，101-D-EGR缸，102-非D-EGR缸，103-进气歧管，104-节气门，105-进气总管，106-第一排气歧管，107-EGR中冷器，108-EGR混合装置，109-D-EGR循环氧传感器，110-第二排气歧管，111-旁通阀，112-氧传感器，113-催化器，114-涡轮增压器，115-空气滤清器，116-中冷器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。

本实用新型实施例提供了一种D-EGR发动机控制系统，如图1所示，所述D-EGR发动机控制系统包括：发动机1，且所述发动机1包括至少一个D-EGR缸101及至少一个非D-EGR缸102；以及ECU 2。

其中，所述ECU 2电连接所述发动机1，用于判断所述发动机的工况。

具体地，所述ECU 2获取所述发动机1的转速信号或负荷信号等，并通过发动机转速和/或负荷来判断发动机所处的工况。其中，发动机的基本工况主要包括冷起动工况，怠速工况、小负荷工况、中等负荷工况、大负荷工况、全负荷工况以及加速工况，这些基本工况的具体含义为本领域技术人员所公知，在此不再进行多述。

其中，所述ECU 2电连接所述D-EGR缸101，用于在所述发动机1处于小负荷工况时，切断所述D-EGR缸的喷油，并控制所述D-EGR缸的进气机构进行进气，还用于在所述发动机处于小负荷工况以外的其他工况时，控制所述D-EGR缸的喷油，并控制所述D-EGR缸101的排气机构进行排气。

如此，使得D-EGR缸101在小负荷工况时，不喷油，只进气，而在其他工况时，则正常工作，进行排气以实现废气循环。

其中，所述ECU 2电连接所述非D-EGR缸102，用于在所述发动机的任意工况下，控制所述非D-EGR缸102的喷油。

如此，ECU 2在任意发动机工况下，均控制非D-EGR缸102喷油，而在小负荷工况时，会切断D-EGR缸的喷油，即实现断缸。

因此，本实施例中仅通过ECU控制切断D-EGR缸的燃油供给来实现发动机断缸，使具有D-EGR缸的发动机能够在小负荷工况下稳定运行，且断缸的实现过程中不需要改动发动机的配气机构。

图2示出了本实施例的一个示例发动机的结构，该发动机具有一个D-EGR缸101及三个非D-EGR缸102。需说明的是，图2中的箭头用来示出相应管路上的气体流向。

如图2所示，本实施例中的所述D-EGR缸和所述非D-EGR缸的进气机构可以设置为一体，且一体设置的进气机构包括对应连通所述D-EGR缸及所述非D-EGR缸的若干进气歧管103，且所述进气歧管103通过节气门104连通所述发动机的进气总管105。需说明的是，歧管与气缸的连通，主要是通过将歧管连接到气缸的气门来实现的，图中未示出气门。

进一步地，所述D-EGR缸101和所述非D-EGR缸102的排气机构可以相互独立设置。

其中，所述D-EGR缸101的排气机构包括：连通所述D-EGR缸101的第一排气歧管106，其用于排出所述D-EGR缸内的废气；设置在所述第一排气歧管106上的EGR中冷器107，用于降低所述第一排气歧管106内的废气的温度；以及EGR混合装置108，设置在所述发动机的进气总管105上，且连通所述EGR中冷器107，用于将所述EGR中冷器107中释放的废气与通过进气总管105输入的空气混合均匀，并将混合均匀后的气体引入所述D-EGR缸101的进气机构。

这里，所述D-EGR发动机控制系统还包括设置在所述第一排气歧管106上的D-EGR循环氧传感器109，其与所述ECU 2电连接，用于向所述ECU反馈所述D-EGR缸101内的喷油浓度。关于D-EGR循环氧传感器109的具体作用，将在下文更为详细地描述。

其中，所述非D-EGR缸102的排气机构包括：连通所述非D-EGR缸102的第二排气歧管110，且所述第二排气歧管110设有两路管路，一路管路上设有旁通阀111，并通过所述旁通阀111连接后处理装置，该后处理器装置用于对排出的废气进行催化处理等，其可以包括用于检测非D-EGR缸102内的喷油浓度的氧传感器112以及进行废气转换的催化器113；另一路管路连接涡轮增压器114的涡端，且所述涡轮增压器114的压端与所述发动机的进气总管105连通。这里，进气总管105上还可设置空气滤清器115，用于对输入发动机的空气进行过滤。涡轮增压器114还连接后处理器装置，用于进行气体增压。

另外，进气总管105上还可以设置一个中冷器116，该中冷器116连接所述EGR混合装置108，用于对送入EGR混合装置108中的空气进行降温。

进一步地，所述D-EGR缸101内设置有可单独控制的喷油器，所述喷油器直接与所述ECU 2电连接，使得所述ECU 2通过单独控制所述喷油器来控制所述D-EGR缸101的喷油，从而所述ECU 2关闭所述喷油器时，能够直接切断D-EGR缸的喷油，从而实现断缸。

通过上述描述，可知本实施例的D-EGR控制系统能使发动机在小负荷工况下采用断缸模式，即切断D-EGR缸的喷油而正常进出气，而在大中负荷等工况下采用正常的D-EGR模式，即控制D-EGR缸进行喷油及正常进出气。

图3示出了断缸模式与D-EGR模式下负荷区域，其中区域301表示断缸模式区域，该区域301中负荷较小，为小负荷工况，而区域302表示D-EGR模式区域，该区域302对应的负荷较大，为大中负荷工况，在大中负荷工况下仍采用D-EGR模式进行正常的进气和排气，可以降低油耗、降低氮化物等的排放，还能抑制发动机爆震。

对应于图3所示的D-EGR模式运行区域和断缸模式运行区域，本实施例通过ECU来控制发动机根据不同工况在D-EGR模式和断缸模式间切换。对此，图4示出采用本实施例的D-EGR发动机控制系统实现D-EGR模式和断缸模式间切换的流程，如图4所示，主要包括以下步骤：

步骤S401，ECU获取发动机的输出信号。

其中，该输出信号包括转速、负荷等信号。

步骤S402，ECU判断是否进入断缸模式，若是则执行步骤S403及步骤S404，否则执行步骤S405。

其中，ECU先根据转速、负荷等信号判断发动机是否处于小负荷工况，再判定处于小负荷工况时进入断缸模式。

步骤S403，ECU控制D-EGR缸停止喷油。

其中，ECU通过直接关闭D-EGR缸内的喷油器来停止对D-EGR缸的喷油，使D-EGR缸停止做功。

步骤S404，修正非D-EGR缸的喷油。

其中，可按预设的喷油map来修正非D-EGR缸的喷油。此外，该步骤S404中还可对非D-EGR缸进行点火控制，以修正点火的能量及时刻，以保证缸内燃油彻底燃烧。

其中，步骤S403及步骤S404实现了本实用新型实施例中涉及的断缸模式，该断缸模式下，D-EGR缸的进气机构和排气机构正常工作，排出的废气重新回到进气，从而可以保证发动机的过量空气系数为1或接近1，不影响催化器转换效率。

步骤S405，修正各缸的喷油。

其中，这里的各缸包括D-EGR缸和非D-EGR缸，且也还可以进行各缸的点火控制。对于D-EGR缸，此时进入D-EGR模式运行区域，ECU单独控制D-EGR缸的喷油及点火，通过D-EGR循环氧传感器向ECU反馈D-EGR缸的喷油浓度，ECU再调整喷油浓度，实现燃油重整。对于非D-EGR缸的喷油修正与步骤S404相一致，通过修正可以降低非D-EGR缸的循环波动，缩短滞燃期，降低发动机爆震。

综上所述，本实施例的D-EGR发动机控制系统结构简单，无需额外复杂机构，且能够通过D-EGR模式及断缸模式的结合实现发动机全工况运行，解决了D-EGR发动机小负荷工况范围内无法稳定运行问题，实现了全工况范围内燃油消耗率降低。

本实用新型另一实施例还提供了一种车辆，该车辆设置有上述的D-EGR发动机控制系统。

该车辆与上述的D-EGR发动机控制系统的具体实施细节及有益效果相一致，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。