Egr控制的方法和系统的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2014年1月6日提交的美国临时专利申请No. 61/924, 188,名称为 "EGR控制的方法和系统"的优先权，其全部内容在此通过引用并入本申请用于所有目的。
技术领域
[0003] 本申请设及用于改进内燃发动机中的稀释控制的方法和系统。
【背景技术】
[0004] 排气再循环巧GR)系统将排气的一部分转移回到进气道W冷却燃烧温度并减少 节流损失，因此改善了交通工具排放和燃料经济性。在祸轮增压发动机中，EGR系统可包括 冷却的低压EGR(LP-EGR)回路，其中在排气穿过祸轮增压器的祸轮机之后被转向，并且在 压缩机前面通过EGR冷却器被注入。另外，EGR系统可包括冷却的高压EGR(HP-EGR)回路， 其中在排气穿过祸轮增压器的祸轮机之前被转向，并且在压缩机的下游通过EGR冷却器被 注入通道。通过EGR系统传送的EGR(HP-EGR和/或LP-EGR)的量基于在发动机运转期间 的发动机转速和载荷被计算和调节，W维持发动机的期望燃烧稳定性的同时提供排放和燃 料经济性益处。
[000引St^es等人在美国20120023937中示出了一个示例EGR系统。在其中，即使当发 动机载荷变化时，LP-EGR在发动机映射图的大范围上仍W固定EGR百分率的新鲜空气流被 提供，包括从中等载荷下降至最小发动机载荷。在较高发动机载荷下，EGR百分率基于发动 机工况改变。另外，在极低发动机载荷和/或发动机空转条件下，无EGR(0%EGR)可输送。 此类方法改善了瞬态控制并且延伸EGR的使用遍及更宽范围的工况。
[0006] 然而，在此发明者已经认识到利用EGR系统的潜在问题。作为一个示例，当存在高 比率EGR且请求低比率EGR时（诸如在选定的"完全"踩油口踏板期间），达到高转矩的延 迟可能是不能接受的长时间。因为在完全充入的纯净空气到达燃烧室之前必须将排气从 进气歧管中清除W产生最大可能转矩，所W该可能至少部分地是由于EGR排出进气系统的 长时间运输延迟而导致。为减轻在产生最大转矩中的延迟，在稳态条件下最大水平的EGR 被减少，可能需要增加的爆震、火花延迟的低效使用或燃烧混合物富集，从而降低燃料经济 性，并且补偿现有EGR使用的燃料经济性益处。
[0007] 作为另一个示例，当存在低比率EGR且请求高比率EGR时（诸如在选定的部分踩 油口踏板期间），达到高EGR稀释的延迟可能是不能接受的长时间。因为排气在到达燃烧室 之前必须行进通过祸轮增压器压缩机、高压空气导入管道、增压空气冷却器和进气歧管，所 W该可能至少部分地由于EGR填充进气系统的长时间运输延迟而导致。进入燃烧室的EGR 的延迟也能够导致燃烧不稳定和爆震。为减轻爆震，可能需要火花延迟的低效使用或燃烧 混合物富集，从而降低燃料经济性，并且补偿现有EGR使用的燃料经济性益处。异常的燃烧 事件也能够降低驱动周期的燃烧效率并且潜在地损坏发动机。
[0008] 作为进一步的示例，当存在高比率EGR且请求低比率EGR时（诸如在选定的松油 口踏板期间），来自空气进气系统的EGR吹扫延迟在低载荷条件下可导致存在残存的EGR稀 释。在低载荷下，存在增加的进气稀释可增加燃烧不稳定的问题和发动机不发火的倾向。尽 管Styles的平直调度可降低在较低发动机载荷下的高EGR量的可能性，但该调度也可限制 EGR的燃料经济性益处。例如，平直的EGR调度可导致LP-EGR被提供没有根据EGR实现燃 料经济性益处的某些载荷点处。在一些情况下，在低载荷点处甚至可能存在与LP-EGR的输 送相关的燃料损失。作为另一个示例，在较低载荷点处的较低EGR可限制在随后的较高载 荷发动机操作期间可实现的峰值EGR率。在低发动机载荷下在发动机进气系统中EGR所需 要的EGR的延迟吹扫也可使进气压缩机易受腐蚀和冷凝。此外，由于EGR流通过冷却器，所 W在增压发动机系统的增压空气冷却器处可能发生冷凝增加。增加的冷凝可使额外的反冷 凝措施成为必需，其中反冷凝措施进一步降低了发动机效率和燃料经济性。
【发明内容】
[0009] 上述提到的某些问题可通过用于发动机的一种方法解决，该发动机具有沿着从进 口（联接到进气通道）到联接到各个汽缸进气道的出口的整个长度被隔开的进气增压室 (plenum)。一种示例方法包括；经由隔开的进气增压室的第一区段至少将进气空气输送至 发动机汽缸，经由隔开的进气增压室的第二不同区段至少将EGR输送至发动机汽缸；并且 经由增压室和汽缸之间的阀调整从每个区段到汽缸的相对流量。该样，能够迅速地增加或 减少发动机中的发动机稀释，W满足EGR需求的变化。
[0010] 作为一个示例，发动机进气增压室可沿着从进口（空气吸入处）到出口（流量被 输送至各个汽缸的地方）的增压室的整个长度被隔开。增压室可由分隔器分成第一上增压 室部和第二下增压室部。下增压室部可W选择性地联接到EGR通道并且可经配置将空气和 EGR的混合物输送至发动机汽缸。通过调整联接在EGR通道中的EGR阀的开度，可控制在下 增压室部的混合充气中的EGR的量。上增压室部可W不被联接到EGR通道，并且因此可经 配置仅将新鲜进气空气输送到发动机汽缸。
[0011] 在稳态条件期间，将上增压室部联接到每个发动机汽缸的进气道的第一组节气口 阀可W保持关闭，并将下增压室部联接到每个发动机汽缸的进气道的第二组节气口阀可W 打开，使得标称的空气和EGR混合物可经由下增压室部输送至发动机汽缸。响应于EGR需 求下降至〇%EGR条件，诸如由于大程度的操作者松开油口踏板或操作者踩油口踏板至全 开的节气n，可调整通过增压室的流率W尽可能快地提供期望的稀释。具体地，联接到上 增压室部的第一组节气口阀可完全打开，而联接到下增压室部的第二组节气口阀可完全关 闭，W便立即增加进入汽缸内的新鲜空气流，并也减少进入汽缸内的EGR流。第一组和第二 组节气口阀可在公共的致动轴上垂直定向，使得一个气口阀的打开与另一个气口阀的关闭 协调。可替代地，每一组节气口阀均可独立致动。通过调整阀来调整经由公共进气增压室 的不同部分进入到汽缸内的新鲜空气和EGR的相对流量，进入到汽缸内的EGR能够比其他 可能的方法下降得更快。
[0012] 在可替代的示例中，如果在稳态条件中操作时需求EGR的迅速变化（例如，减少）， 诸如从高EGR条件到中等EGR条件的变化，则第一组节气口阀可部分打开而第二组节气口 阀部分关闭。然后，EGR阀可基于EGR需求和第一组节气口阀与第二组节气口阀的开度调 整，W提供进入第二下增压室部的期望的EGR流量。一旦实现期望的EGR流量，则第一组节 气口阀可完全关闭，从而不允许新鲜空气经由上增压室部被进一步吸入到汽缸内。同时，第 二组节气口阀可完全打开W允许期望的发动机稀释和流量经由下增压室部被输送到发动 机汽缸。
[001引该样，EGR需求的迅速增加或减少可得到满足，从而减少与EGR输送或吹扫的延迟 相关的问题。通过使用具有用于向发动机汽缸输送新鲜空气充气和EGR混合空气充气的不 同部分的隔开的进气增压室，能够加快发动机稀释调节。通过使用沿着整个长度隔开的进 气增压室，减少了对不同进气通道的需要，从而提供了与部件减少相关的益处。通过经由对 节气口阀的调整而调整进入不同增压室部的相对流量，EGR和空气的输送可适当地协调。总 之，能够加快稀释调整，从而改善发动机性能。
[0014] 应该理解，提供上述
【发明内容】
是为了W简化的形式引入一些概念，其将在具体实 施例中进一步描述。该并非意味着确立所要求保护的主题的关键或基本特征，其保护范围 由随附权利请求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上面的或本公开的任何 部分中提及的任何缺点的实施方式。
【附图说明】
[0015]图1示出具有祸轮增压器和排气再循环系统的发动机的实施例的示意图。
[0016] 图2示出图1的发动机的隔开的进气增压室的示例实施例的左视图，其中隔开的 增压室具有配置在公共致动轴上的增压室部节气口阀。
[0017] 图3示出图2的隔开的进气增压室的俯视图。
[0018] 图4示出图2的隔开的进气增压室的右视图。
[0019] 图5-7示出隔开的进气增压室的可替代实施例的左视图、俯视图和右视图，其中 隔开的进气增压室具有配置在独立致动轴上的增压室部节气口阀。
[0020]