发动机系统、车辆及控制方法与流程

本申请涉及车辆，特别涉及一种发动机系统、车辆及控制方法。

背景技术：

1、清洁燃料具有碳和污染物的近零排放的特点，已经被应用于车辆上，使用清洁燃料作为能源的车辆，比如使用氢燃料的车辆等，可以实现环境的保护。以氢燃料为例，氢燃料的当量燃烧具有反应粗暴、放热量大的特点，在发动机内燃烧时通常会出现爆震与早燃现象，无法实现可控燃烧。

2、相关技术中，为例解决氢燃料的可控燃烧问题，通常采用稀薄燃烧技术，而氢气燃烧主要排放产物氮氧化合物，为了实现氮氧化合物的近零排放，可采用空气系数λ大于2.5的超稀薄燃烧。

3、然而，超稀薄燃烧需要的空气质量为当量燃烧的2.5倍以上，对增压系统需求高，很难实现高动力性，若不追求氮氧化合物的近零排放，可以降低对稀燃程度需求，空气系数可降低至1.6-2.5，但氮氧化合物排放需要采用选择性催化还原技术等处理装置进行处理，对于乘用车应用，系统和控制更为复杂。

技术实现思路

1、本申请提供一种发动机系统、车辆、发动机系统的控制方法及存储介质，以解决相关技术中发动机系统通常额外增加处理装置才能兼顾动力性和氮氧化合物的近零排放，导致发动机系统结构复杂，成本较高，且清洁燃料可控燃烧的效果不佳等问题。

2、本申请第一方面实施例提供一种发动机系统，包括：发动机、所述发动机的进气管路和排气管路；设置在所述进气管路和所述排气管路之间的废气再循环管路；设置在所述废气再循环管路上的调节部，其中，所述调节部用于调节所述废气再循环管路内的废气流量和/或废气压力，使得所述发动机工作在不同的燃烧模式下。

3、可选地，所述废气再循环管路的第一入口设置在增压器之前，所述废气再循环管路的第二入口设置在所述增压器之后；所述调节部包括第一阀门和第二阀门，其中，所述第一阀门设置在所述第一入口连接的第一管路上，所述第二阀门设置在沿着废气进气方向上的所述第二入口连接的第二管路上，且所述第二阀门位于所述第一管路与所述第二管路的连接处之后；通过调节所述第一阀门和所述第二阀门的开度，调节所述废气再循环管路内的废气流量和/或废气压力。

4、可选地，还包括：设置在废气再循环管路上的水汽冷凝装置，其中，所述水汽冷凝装置设置在所述第二阀门之后，用于冷却所述发动机产生的废气。

5、本申请第二方面实施例提供一种车辆，包括如上述实施例所述的发动机系统。

6、本申请第三方面实施例提供一种发动机系统的控制方法，所述方法应用如上述实施例所述的发动机系统的控制，其中，方法包括以下步骤：获取整车需求扭矩和发动机转速；根据所述整车需求扭矩和/或所述发动机转速确定所述发动机系统的最佳控制策略；按照所述最佳控制策略控制所述发动机系统的调节部，以调节废气再循环管路内的废气流量和/或废气压力，使得所述发动机工作在不同的燃烧模式下。

7、可选地，所述根据所述整车需求扭矩和/或所述发动机转速确定所述发动机系统的最佳控制策略，包括：若所述整车需求扭矩小于预设扭矩，则确定所述最佳控制策略为第一控制策略，其中，利用所述第一控制策略控制所述发动机系统实现超稀薄燃烧；若所述整车需求扭矩等于所述预设扭矩，则确定所述最佳控制策略为第二控制策略，其中，利用所述第二控制策略控制所述发动机系统实现当量燃烧；若所述整车需求扭矩小于所述预设扭矩且所述发动机转速小于预设转速，则确定所述最佳控制策略为第三控制策略，其中，利用所述第三控制策略控制所述发动机系统在低压废气再循环模式下实现当量燃烧；若所述整车需求扭矩小于所述预设扭矩且所述发动机转速大于或等于预设转速，则确定所述最佳控制策略为第四控制策略，其中，利用所述第四控制策略控制所述发动机系统在高压废气再循环模式下实现当量燃烧。

8、可选地，所述第一控制策略包括：关闭所述发动机系统的第一阀门和第二阀门；控制所述过量空气系数大于预设系数，调节增压器的废气旁通阀开度；若检测到所述发动机的输出扭矩达到所述整车需求扭矩，停止开度调节。

9、可选地，所述第二控制策略包括：开启所述发动机系统的第一阀门且关闭所述第二阀门；调节增压器的废气旁通阀和/或所述第一阀门的各自开度；若检测到所述过量空气系数降低且所述废气再生循环率升高，停止开度调节。

10、可选地，所述第三控制策略包括：开启所述所述发动机系统的第一阀门且关闭所述第二阀门；调节增压器的废气旁通阀和/或所述第一阀门的各自开度；若检测到所述废气再生循环率达到第一目标再生循环率且所述发动机的输出扭矩达到所述整车需求扭矩，停止开度调节。

11、可选地，所述第四控制策略包括：开启所述发动机系统第一阀门和所述第二阀门；调节增压器的废气旁通阀、所述第一阀门和所述第二阀门中一个或多个的开度；若检测到所述废气再生循环率达到第二目标再生循环率且所述发动机的输出扭矩达到所述整车需求扭矩，停止扭矩调节。

12、由此，本申请至少具有如下有益效果：

13、本申请实施例在发动机系统的废气再循环管路上增加调节部，通过调节部调节废气再循环管路内的废气流量和/或废气压力，可以实现发动机工作在不同的燃烧模式下，比如超稀薄燃烧模式、低压废气循环率当量燃烧模式、高压废气循环率当量燃烧模式等，从而无需改动发动机系统的整体结构即可兼顾动力性和氮氧化合物的近零排放，无需额外增加处理装置，降低发动机系统结构复杂性以及成本，且废气流量和/或废气压力的可控调节，可以辅助发动机系统内清洁燃料的可控燃烧，提升可控燃烧的可控性，提升用户的使用体验。

14、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种发动机系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，所述废气再循环管路的第一入口设置在增压器之前，所述废气再循环管路的第二入口设置在所述增压器之后；

3.根据权利要求2所述的发动机系统，其特征在于，还包括：

4.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-3任意一项所述的发动机系统。

5.一种发动机系统的控制方法，其特征在于，所述方法用于如权利要求1-3任意一项所述的发动机系统的控制，其中，所述方法包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的发动机系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述整车需求扭矩和/或所述发动机转速确定所述发动机系统的最佳控制策略，包括：

7.根据权利要求6所述的发动机系统的控制方法，其特征在于，所述第一控制策略包括：

8.根据权利要求6所述的发动机系统的控制方法，其特征在于，所述第二控制策略包括：

9.根据权利要求6所述的发动机系统的控制方法，其特征在于，所述第三控制策略包括：

10.根据权利要求6所述的发动机系统的控制方法，其特征在于，所述第四控制策略包括：

技术总结
本申请涉及车辆技术领域，特别涉及一种发动机系统、车辆及控制方法，其中，系统包括：发动机、发动机的进气管路和排气管路；设置在进气管路和排气管路之间的废气再循环管路；设置在废气再循环管路上的调节部，其中，调节部用于调节废气再循环管路内的废气流量和/或废气压力，使得发动机工作在不同的燃烧模式下。由此，解决了相关技术中发动机系统通常额外增加处理装置才能兼顾动力性和氮氧化合物的近零排放，导致发动机系统结构复杂，成本较高，且清洁燃料可控燃烧的效果不佳等问题。

技术研发人员：马赫阳,黄平慧,钱丁超,李春雨,王占峰,宫艳峰
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10