CN112576418A - 一种具有egr气缸的发动机系统及发动机控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有EGR气缸的发动机系统,其包括:供新鲜空气传输的进气总管、由所述进气总管分流以向EGR气缸供气的第二进气管和向工作气缸供气的第一进气管,所述进气总管上设有控制新鲜空气量的涡轮增压器,所述第二进气管上设有控制新鲜空气流入EGR气缸的第二阀门,所述第一进气管上设有控制新鲜空气流入工作气缸的第一阀门,经所述第二进气管流入所述EGR气缸的空气燃烧后排出的EGR废气在冷却后,再次与新鲜空气混合流入所述工作气缸参与燃烧。本发明还涉及一种发动机控制方法和发动机的EGR流量判断方法。
Description
技术领域
本发明涉及发动机高效燃烧技术,尤其涉及一种具有EGR气缸的发动机系统及发动机控制方法。
背景技术
随着乘用车燃料消耗量第四阶段标准的实施,提高内燃机热效率、降低汽车燃油消耗量成为了汽车行业的当务之急。增压小型化技术被认为是降低汽油机燃油消耗率的重要手段,小型化发动机在部分负荷时节气门开度更大,有利于降低了节流损失和泵气损失,但高负荷时增压增加了爆震倾向。
为提高发动机热效率,现阶段废气稀释即废气再循环(EGR)是优先采用的方法。废气再循环(EGR)在发动机小负荷时通过引入废气提高进气歧管压力,降低泵气损失;大负荷时通过废气稀释降低缸内燃烧温度,抑制爆震提前燃烧相位,能有效降低发动机燃油消耗率。传统EGR按照引入位置的不同可分为高压EGR及低压EGR,两种方式的引入能力受EGR阀前后压差限制,同时低压EGR冷却器的冷凝水问题及EGR流量计算问题都对发动机的可靠性及控制提出了更高的需求。
为解决EGR引入问题,美国西南研究院(US 20090308070A1)提出一种带有专用EGR气缸的EGR系统(D-EGR),通过将专用EGR气缸的废气全部引入到进气管中,使发动机的进气EGR率在所有工况下都恒定为25%;同时专用EGR气缸通过燃烧浓混合气(燃烧过量空气系数<1)生产大量的H2及CO分子,促进了缸内燃烧速度以提高发动机的稀释极限。
然而D-EGR系统恒定25%的EGR率使得发动机小负荷时燃烧稳定性差,美国通用汽车环球科技技术运作有限公司(CN 108386297A)进一步通过在专用EGR气缸后安装分流阀控制排气流动方向,使专用EGR气缸的部分废气流回进气管路,而发动机实际EGR率在0-25%之间可调,解决了发动机小负荷时高EGR率导致的燃烧稳定性问题。但由于该方案中分流阀成本较高,对排气管设计及可靠性提出更高要求,同时使得发动控制特别是EGR率计算困难。
发明内容
有鉴于此,有必要提供一种能够降低分流阀成本的同时实现EGR率无限可调的具有EGR气缸的发动机系统及发动机控制方法。
本发明提供了一种具有EGR气缸的发动机系统,包括:供新鲜空气传输的进气总管、由所述进气总管分流以向向工作气缸供气的第一进气管和向EGR气缸供气的第二进气管,所述第一进气管上设有控制新鲜空气流入工作气缸的第一阀门,所述第二进气管上设有控制新鲜空气流入EGR气缸的第二阀门,经所述第二进气管流入所述EGR气缸的空气燃烧后排出的EGR废气在冷却后,再次与新鲜空气混合流入所述工作气缸参与燃烧。
进一步地,所述进气总管上设有控制新鲜空气量的涡轮增压器的压气机,所述进气总管上还设有进气中冷器,流入所述进气总管的新鲜空气由压气机增压后,经进气中冷器分别流入第一进气管和第二进气管。
进一步地,所述工作气缸上设有喷射燃油的第一喷油器和点火的工作火花塞,所述EGR气缸上设有喷射燃油的第二喷油器和点火的EGR火花塞,所述发动机系统包括排气后处理器,所述涡轮增压器包括连通所述工作气缸的排气出口的涡轮机,新鲜空气和EGR废气在所述工作气缸内与所述第一喷油器喷射的燃油形成的混合气燃烧后,经所述涡轮机流入排气后处理器。
进一步地,所述发动机系统还包括EGR冷却器、电子控制单元、EGR混合器以及用于装配所述工作气缸和所述EGR气缸的发动机本体,所述EGR冷却器用于冷却经所述EGR气缸排出的EGR废气;所述发动机本体上设有连接所述第一喷油器和所述第二喷油器的燃油油轨,所述电子控制单元用于控制所述燃油油轨的燃油压力、所述第一喷油器的喷油量及工作火花塞的点火时刻、所述第二喷油器的喷油量和EGR火花塞的点火时刻。
进一步地,所述工作气缸的排气出口与所述排气后处理器之间设有第一氧传感器,以用于测量所述工作气缸的实际空燃比;所述EGR气缸的排气出口与所述EGR冷却器之间设有第二氧传感器,以用于测量所述EGR气缸的实际空燃比。
进一步地,所述发动机本体与所述第一进气管之间设有第一进气歧管,所述第一进气歧管的末端设有第一出口,所述第一出口与所述工作气缸一一对应连通。
进一步地,所述发动机本体与所述第二进气管之间设有第二进气歧管,所述第二进气歧管的末端设有第二出口,所述第二出口与所述EGR气缸一一对应连通。
进一步地,所述发动机系统还包括空气模型及喷油模型,所述第二进气歧管上设有第二温度压力传感器,所述第二温度压力传感器用于测量所述EGR气缸的进气温度和压力参数并向所述电子控制单元传输,所述空气模型根据所述电子控制单元传输的温度和压力参数计算所述EGR气缸的新鲜空气量,所述喷油模型根据所述空气模型计算的所述EGR气缸的新鲜空气量及目标燃烧空燃比计算及控制所述第二喷油器的喷油量;所述第一进气歧管上设有第一温度压力传感器,所述第一温度压力传感器用于测量所述工作气缸的进气温度和压力参数并向所述电子控制单元传输,所述空气模型可根据测量获取的所述温度和压力参数计算所述工作气缸的总进气量,所述喷油模型根据所述空气模型计算的所述工作气缸的总进气量及目标燃烧空燃比计算及控制所述第一喷油器的喷油量。
本发明还涉及一种发动机控制方法,利用以上所述的发动机系统进行发动机控制方法,包括:
电子控制单元确定发动机工况;
电子控制单元根据油门信号,
调节所述第二阀门,控制流入所述EGR气缸的新鲜空气,同时通过控制所述EGR火花塞控制EGR气缸点火时刻,实现对EGR气缸的控制;
调节所述第一阀门及所述涡轮增压器,控制流入所述工作气缸的总进气量,同时通过控制工作火花塞以控制工作气缸点火时刻,实现对工作气缸的控制。
进一步地,其利用所述发动机系统进行发动机控制方法判断发动机的EGR流量是否达到目标要求的判断方法,包括:
在电子控制单元根据油门信号调节所述第二阀门控制流入所述EGR气缸的新鲜空气时,电子控制单元接收所述第二温度压力传感器测量的进气温度、压力信号并向所述电子控制单元传输,所述空气模型根据接收到的进气温度、压力信号计算进入所述EGR气缸的新鲜空气量,同时喷油模型根据EGR气缸新鲜空气量及所述EGR气缸目标空燃比计算所述第二喷油器的喷油量;
在电子控制单元根据油门信号调节所述涡轮增压器和所述第一阀门控制流入所述工作气缸的总进气量时,所述电子控制单元接收所述第一温度压力传感器测量所述工作气缸的进气温度、压力信号,并利用所述空气模型计算所述工作气缸的总进气量,同时喷油模型根据所述工作气缸的总进气量、工作气缸目标空燃比、EGR气缸的新鲜空气量及目标空燃比计算所述第一喷油器的工作喷油量;
判断发动机的EGR流量是否达到EMS系统中目标EGR流量要求。
综上,本发明通过提供带专用EGR气缸的发动机系统及控制方法以根据发动机工况需要,调整专用EGR气缸的节气门以控制新鲜空气充量,从而实现工作气缸EGR率可调。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1所示为本发明提供具有EGR气缸的发动机系统的结构示意图;
图2所示为利用具有EGR气缸的发动机系统进行发动机控制以对发动机EGR流量是否达到目标要求进行判断的原理示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对本发明详细说明如下。
如图1所示,本发明提供了一种具有EGR气缸的发动机系统,其包括:供新鲜空气传输的进气总管11、由进气总管11分流以向工作气缸21供气的第一进气管12和向EGR气缸22供气的第二进气管13。
其中,第一进气管12上设有控制新鲜空气流入工作气缸21的第一阀门12a,第二进气管13上设有控制新鲜空气流入EGR气缸22的第二阀门13a,经进气总管11流入EGR气缸22的新鲜空气燃烧后排出的废气在冷却后,再次与经第二进气管13传输的新鲜空气混合流入工作气缸21内参与燃烧。优选地,本发明中第二阀门13a和第一阀门12a为节气门,也即是为控制空气进入发动机的一道可控阀门。
本发明通过在进气总管11上布设相互独立的第二进气管13和第一进气管12,在第二进气管13、第一进气管12上分别布设第二阀门13a和第一阀门12a,以分别控制新鲜空气流入EGR气缸和工作气缸的进气量,从而在实现EGR率的无限可调。
本发明中,EGR气缸22和工作气缸21都至少有一个;且在EGR气缸22和工作气缸21至少为两个时,也即是对于具有多专用EGR气缸22和工作气缸21的发动机,发动机本体20与第一进气管12之间设有第一进气歧管36,第一进气歧管36的末端设有第一出口,第一出口与工作气缸21一一对应连通。发动机本体20与第二进气管13之间设有第二进气歧管,第二进气歧管的末端设有第二出口,第二出口与EGR气缸21一一对应连通。
可以理解,在工作气缸21和/或EGR气缸22为1个时,不具有第一进气歧管36和第二进气歧管;如图1所示,本发明提供的具体实施例中,EGR气缸22为1个,对应地第一进气歧管36为0;同时工作气缸21为三个,与之对应地第二进气歧管的第二出口为三个,具体第一进气歧管36、第二进气歧管的个数以及其出口数目可根据需要选择,在此不做限制。
本发明中,进气总管11上设有控制新鲜空气量的涡轮增压器11a的压气机111和进气中冷器11b。
本发明提供的具有EGR气缸的发动机系统还包括排气后处理器31、EGR冷却器32、电子控制单元33、EGR混合器37以及用于装配EGR气缸22及工作气缸21的发动机本体20。
详细地,涡轮增压器11a还包括连通工作气缸21的排气出口的涡轮机113,新鲜空气由压气机111增压后经进气中冷器11b分别流入第二进气管13和第一进气管12,进而流入EGR气缸22和工作气缸21。
进一步,工作气缸21上设有第一喷油器21a和工作火花塞21b,流入第一进气管12的新鲜空气和EGR废气在工作气缸21内与第一喷油器21a喷射的燃油形成的混合气经工作火花塞21b点火燃烧后,废气进入涡轮机113带动涡轮做功,并最终流入排气后处理器31。其中,EGR废气进入工作气缸21后能显著降低工作气缸缸内传热损失、优化燃烧相位,从而显著提高发动机热效率、降低燃油消耗率。
EGR气缸22上设有第二喷油器22a和EGR火花塞22b,EGR混合器37设于第一进气管12上以用于EGR废气与新鲜空气的混合,流入第二进气管13的新鲜空气在EGR气缸22内与第二喷油器22a喷射的燃油形成的混合气经EGR火花塞22b点火燃烧后,燃烧废气经EGR气缸22的排气口排出后经EGR冷却器32冷却,以降低EGR废气温度及第一进气管12上EGR混合气的气体温度,并经EGR混合器37以使EGR废气与新鲜空气充分混合后流入工作气缸21参与燃烧。可以理解,本发明提供的EGR冷却器32设于EGR气缸22的排气管路上。
本发明中,工作火花塞21b和EGR火花塞22b能够实现不同的点火时刻控制。
本发明根据EGR气缸的燃烧过量空气系数的不同,专用的EGR气缸22废气成分随之变化。具体地,燃烧过量空气系数大于1(稀薄燃烧)时,废气成分主要包括CO2、H2O及未参与燃烧空气;燃烧过量空气系数小于1(浓混合气燃烧)时,废气成分主要包括CO2、H2O、CO、H2等。
过量空气系数的定义表达式为:燃烧1kg燃料所实际供给的空气质量/完全燃烧1kg燃料所需的理论空气质量;由该定义表达式可知:无论使用任何燃料,凡过量空气系数α=1的可燃混合气即为理论混合气;α<1的为浓混合气;α>1的则为稀混合气。
在EGR气缸燃烧废气中的CO及H2分子进入工作气缸后有利于加快火焰传播速率、提高燃烧稳定性。
本发明中,电子控制单元33用于控制第一阀门12a和第二阀门13a,以调节EGR气缸22的新鲜空气量及工作气缸21的总进气量及流入的EGR废气进气量,以使EGR气缸22和工作气缸21具有不同燃烧空燃比。
进一步,发动机本体20上设有连接第一喷油器21a和第二喷油器22a的燃油油轨23,电子控制单元33还用于控制燃油油轨23的燃油压力、工作气缸21上第一喷油器21a的喷油量及点火时刻以及EGR气缸22上第二喷油器22a的喷油量及点火时刻,从而实现EGR气缸22燃烧产物及气体状态可调。
本发明中,工作气缸21的排气出口与排气后处理器31之间设有第一氧传感器34,以用于测量对应工作气缸21的实际空燃比;EGR气缸的排气出口与EGR冷却器32之间设有第二氧传感器35,以测量对应EGR气缸22的实际空燃比;空燃比,是混合气中空气与燃料之间的质量的比例,且一般用每克燃料燃烧时所消耗的空气的克数来表示。
本发明中,发动机系统还包括空气模型及喷油模型。第二进气歧管36上设有第二温度压力传感器39,第二温度压力传感器39用于测量EGR气缸22的进气温度、压力参数并向电子控制单元传输,空气模型根据测量获取的EGR气缸22的进气温度、压力参数计算EGR气缸22的新鲜空气量,喷油模型根据空气模型计算的EGR气缸22的新鲜空气量及目标燃烧空燃比计算及控制第二喷油器22a的喷油量。
第一进气歧管上设有第一温度压力传感器38,第一温度压力传感器38用于测量工作气缸21的进气温度、压力参数,发动机空气模型可根据测量获取的工作气缸21的进气温度、压力参数计算工作气缸21的总进气量,喷油模型根据空气模型计算的工作气缸的总进气量及目标燃烧空燃比计算及控制第一喷油器22a的喷油量。该发明中,发动机空气及喷油模型存在于发动机的EMS系统(发动机管理系统)中。
EMS,发动机管理系统(Engine Management System),原理是:通过各种传感器及其电路,把发动机吸入的空气量、冷却水的水温、发动机转速与加减速等物理信息转换成电信号,送入车载控制器。控制器将这些信息与预先储存的信息比较,精确计算后输出相应的控制信号,这属于典型的闭环控制过程。
本发明还涉及利用以上所述的发动机系统控制EGR气缸和工作气缸的进气量、喷油量及点火时刻的发动机控制方法,其包括:
电子控制单元(ECU)确定发动机工况;
电子控制单元(ECU)根据油门信号,
调节第二阀门13a,控制流入EGR气缸的新鲜空气,同时通过控制EGR火花塞控制EGR气缸点火时刻,实现对EGR气缸22的控制;
调节涡轮增压器11a及第一阀门12a,控制流入工作气缸21的总进气量,同时通过控制工作火花塞以控制工作气缸点火时刻,实现对工作气缸21的控制。
本发明能根据发动机工况需要,通过调整专用EGR气缸的节气门以控制新鲜空气充量,从而实现工作气缸EGR率的可调;同时电控单元分别控制专用EGR气缸及工作气缸的喷油器喷油量和火花塞点火时刻,从而实现专用EGR气缸燃烧产物及气体状态可调。
气体状态可调,是指专用EGR气缸内新鲜空气与燃油的混合气燃烧后的产物(废气)和EGR气缸22中新鲜进气量、喷油量、点火时刻及点火时刻有关(CO2、H2O等成分不一样),且由于专用EGR气缸的废气最终都进入工作气缸21而与经第一进气歧管流入工作气缸的新鲜空气混合,因此控制EGR气缸的进气、喷油、点火等,最终目的都是控制工作气缸的气体状态。
本发明还包括在进一步利用发动机系统进行发动机控制方法的基础上,判断发动机的EGR流量是否达到目标要求的判断方法,其包括:
在电子控制单元(ECU)根据油门信号调节第二阀门13a以控制流入EGR气缸22的新鲜空气时,电子控制单元接收第二温度压力传感器39测量的进气温度、压力信号并向空气模型传输,空气模型根据接收到的进气温度、压力信号计算出进入EGR气缸新鲜空气量,同时喷油模型根据EGR气缸新鲜空气量及目标空燃比计算出第二喷油器22a的喷油量;
在电子控制单元根据油门信号调节涡轮增压器11a及第一阀门12a控制流入工作气缸21的总进气量时,电子控制单元接收第一温度压力传感器38测量的工作气缸的进气温度、压力信号并向空气模型传输,空气模型根据接收到的进气温度、压力信号计算出工作气缸21的总进气量,同时喷油模型根据工作气缸21的总进气量、目标空燃比、EGR气缸22的新鲜空气量及目标空燃比计算出第一喷油器21a的工作喷油量;
判断发动机工作气缸的EGR流量是否达到EMS系统中目标EGR流量要求。
该发明中,所述EGR流量为所述EGR气缸新鲜空气量与喷油量的总和。目标EGR流量在发动机转速负荷的不同的情况下具有不同的数值,且目标EGR流量可根据实验标定获得,并预写入EMS系统。该目标EGR流量还可根据发动机水温等参数进行修正。
本发明提供的发动机控制方法中,空气模型为能根据电子控制单元传输的温度、压力信号进行计算的软件模块,其进一步包括设于EGR气缸的EGR空气模型和设于工作气缸的工作空气模型,该EGR空气模型与工作气缸模型可为参数相同的空气模型,也可为参数不同的空气模型;且EGR气缸进气量基于发动机空气模型根据第二温度压力传感器39的参数计算,以显著提高工作气缸EGR率计算精度及发动就控制的鲁棒性。
EGR率的合理控制对发动机经济性和整机排放极其重要,进行标定试验时需要一种方法量化EGR率,以评判废气再循环对发动机性能的影响;且EGR率被定义为再循环的废气量与吸入气缸的进气总量之比,在本发明中,EGR率的计算式为:EGR率=EGR废气量/工作气缸进气总量。
具体地,本发明中,EGR气缸22的EGR废气量的计算式为:
EGR废气量=EGR气缸新鲜空气量+EGR气缸喷油量。
其中,EGR气缸喷油量的计算式为:EGR气缸喷油量=EGR气缸新鲜空气量/EGR气缸目标空燃比*第二修正系数,第二修正系数用于修正EGR气缸目标空燃比与EGR气缸22上第二氧传感器实际测量获得的实际测量空燃比的偏差。
工作气缸喷油量的计算式为:工作气缸喷油量=(工作气缸燃油燃烧空气量/目标空燃比)*第一修正系数,第一修正系数用于修正工作气缸理论目标空燃比与工作气缸21上第一氧传感器12a实际测量获得的实际空燃比的偏差。
其中,工作气缸燃油燃烧空气量的计算式为:工作气缸燃油燃烧空气量=工作气缸总进气量-EGR气缸喷油量*(1+工作气缸目标空燃比);总进气量的计算式为:工作气缸总进气量=工作气缸新鲜空气量+EGR废气量;EGR废气量的计算式为:EGR废气量=EGR气缸新鲜空气量+EGR气缸新鲜空气量/EGR气缸目标空燃比*第二修正系数。
本发明提供的带专用EGR气缸的发动机系统的控制方法,专用EGR气缸进气量基于充气模型及进气温度压力传感器的参数计算,从而显著提高工作气缸EGR率计算精度及发动机控制的鲁棒性。
综上所述,本发明带专用EGR气缸的发动机系统及控制方法根据发动机工况需要,通过调整专用EGR气缸的节气门以控制新鲜空气充量,从而实现工作气缸EGR率可调;同时电控单元分别控制专用EGR气缸及工作气缸的喷油器喷油量和火花塞点火时刻,从而实现专用EGR气缸燃烧产物及气体状态可调,并进一步基于空气模型及进气温度压力传感器的参数计算,从而显著提高工作气缸EGR率计算精度及发动机控制的鲁棒性。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种具有EGR气缸的发动机系统,其特征在于,包括:供新鲜空气传输的进气总管(11)、由所述进气总管(11)分流以向向工作气缸(21)供气的第一进气管(12)和向EGR气缸(22)供气的第二进气管(13),所述第一进气管(12)上设有控制新鲜空气流入工作气缸(21)的第一阀门(12a),所述第二进气管(13)上设有控制新鲜空气流入EGR气缸(22)的第二阀门(13a),经所述第二进气管(13)流入所述EGR气缸(22)的空气燃烧后排出的EGR废气在冷却后,再次与新鲜空气混合流入所述工作气缸(21)参与燃烧。
2.根据权利要求1所述的具有EGR气缸的发动机系统,其特征在于,所述进气总管(11)上设有控制新鲜空气量的涡轮增压器(11a)的压气机(111),所述进气总管(11)上还设有进气中冷器(11b),流入所述进气总管(11)的新鲜空气由压气机(111)增压后,经进气中冷器(11b)分别流入第一进气管(12)和第二进气管(13)。
3.根据权利要求2所述的具有EGR气缸的发动机系统,其特征在于,所述工作气缸(21)上设有喷射燃油的第一喷油器(21a)和点火的工作火花塞(21b),所述EGR气缸(22)上设有喷射燃油的第二喷油器(22a)和点火的EGR火花塞(22b),所述发动机系统包括排气后处理器(31),所述涡轮增压器(11a)包括连通所述工作气缸(21)的排气出口的涡轮机(113),新鲜空气和EGR废气在所述工作气缸(21)内与所述第一喷油器(21a)喷射的燃油形成的混合气燃烧后,经所述涡轮机(113)流入排气后处理器(31)。
4.根据权利要求3所述的具有EGR气缸的发动机系统,其特征在于,所述发动机系统还包括EGR冷却器(32)、电子控制单元(33)、EGR混合器(37)以及用于装配所述工作气缸(21)和所述EGR气缸(22)的发动机本体(20),所述EGR冷却器(32)用于冷却经所述EGR气缸(22)排出的EGR废气;所述发动机本体(20)上设有连接所述第一喷油器(21a)和所述第二喷油器(22a)的燃油油轨(23),所述电子控制单元(33)用于控制所述燃油油轨(23)的燃油压力、所述第一喷油器(21a)的喷油量及工作火花塞(21b)的点火时刻、所述第二喷油器(22a)的喷油量和EGR火花塞(22b)的点火时刻。
5.根据权利要求4所述的具有EGR气缸的发动机系统,其特征在于,所述工作气缸(21)的排气出口与所述排气后处理器(31)之间设有第一氧传感器(34),以用于测量所述工作气缸(21)的实际空燃比;所述EGR气缸(22)的排气出口与所述EGR冷却器(32)之间设有第二氧传感器(35),以用于测量所述EGR气缸(22)的实际空燃比。
6.根据权利要求1所述的具有EGR气缸的发动机系统,其特征在于,所述发动机本体(20)与所述第一进气管(12)之间设有第一进气歧管(36),所述第一进气歧管(36)的末端设有第一出口,所述第一出口与所述工作气缸(21)一一对应连通。
7.根据权利要求1或6所述的具有EGR气缸的发动机系统,其特征在于,所述发动机本体(20)与所述第二进气管(13)之间设有第二进气歧管,所述第二进气歧管的末端设有第二出口,所述第二出口与所述EGR气缸(22)一一对应连通。
8.根据权利要求7所述的具有EGR气缸的发动机系统,其特征在于,所述发动机系统还包括空气模型及喷油模型,所述第二进气歧管上设有第二温度压力传感器(39),所述第二温度压力传感器(39)用于测量所述EGR气缸(22)的进气温度和压力参数并向所述电子控制单元传输,所述空气模型根据所述电子控制单元传输的温度和压力参数计算所述EGR气缸(22)的新鲜空气量,所述喷油模型根据所述空气模型计算的所述EGR气缸(22)的新鲜空气量及目标燃烧空燃比计算及控制所述第二喷油器(22a)的喷油量;所述第一进气歧管(36)上设有第一温度压力传感器(38),所述第一温度压力传感器(38)用于测量所述工作气缸(21)的进气温度和压力参数并向所述电子控制单元传输,所述空气模型可根据测量获取的所述温度和压力参数计算所述工作气缸(21)的总进气量,所述喷油模型根据所述空气模型计算的所述工作气缸(21)的总进气量及目标燃烧空燃比计算及控制所述第一喷油器(21a)的喷油量。
9.一种发动机控制方法,其特征在于,利用权利要求1-8任意一项所述的发动机系统进行发动机控制方法,包括:
电子控制单元确定发动机工况;
电子控制单元根据油门信号,
调节所述第二阀门(13a),控制流入所述EGR气缸(22)的新鲜空气,同时通过控制所述EGR火花塞控制EGR气缸点火时刻,实现对EGR气缸(22)的控制;
调节所述涡轮增压器(11a)及所述第一阀门(12a),控制流入所述工作气缸(21)的总进气量,同时通过控制工作火花塞以控制工作气缸点火时刻,实现对工作气缸(21)的控制。
10.根据权利要求9所述的发动机控制方法,其特征在于,利用所述发动机系统进行发动机控制方法判断发动机的EGR流量是否达到目标要求的判断方法,包括:
在电子控制单元根据油门信号调节所述第二阀门(13a)控制流入所述EGR气缸(22)的新鲜空气时,电子控制单元接收所述第二温度压力传感器(39)测量的进气温度、压力信号并向所述空气模型传输,所述空气模型根据接收到的进气温度、压力信号计算进入所述EGR气缸(22)的新鲜空气量,同时喷油模型根据EGR气缸新鲜空气量及所述EGR气缸目标空燃比计算所述第二喷油器(22a)的喷油量;
在电子控制单元根据油门信号调节所述涡轮增压器(11a)及所述第一阀门(12a)控制流入所述工作气缸(21)的总进气量时,所述电子控制单元接收所述第一温度压力传感器(38)测量所述工作气缸(21)的进气温度、压力信号,并利用所述空气模型计算所述工作气缸的总进气量,同时喷油模型根据所述工作气缸(21)的总进气量、工作气缸(21)目标空燃比、EGR气缸(22)的新鲜空气量及目标空燃比计算所述第一喷油器(21a)的工作喷油量;
判断发动机的EGR流量是否达到EMS系统中目标EGR流量要求。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113294252A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-08-24 | 杜福银 | 一种变排量发动机及控制方法 |
CN114658571A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-06-24 | 四川中能西控低碳动力装备有限公司 | 一种氢燃料发动机及其控制方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101307721A (zh) * | 2008-07-13 | 2008-11-19 | 董池明 | 电机驱动旋转燃烧室外压缩双模式转轮发动机 |
US9664148B2 (en) * | 2015-03-31 | 2017-05-30 | Electro-Motive Diesel, Inc. | Engine system having increased pressure EGR system |
CN206459700U (zh) * | 2017-01-05 | 2017-09-01 | 江苏星璐电器有限公司 | 柴油发动机进气压力温度传感器 |
CN108953014A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-12-07 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种基于d-egr的汽油机燃烧系统 |
CN208281087U (zh) * | 2018-05-16 | 2018-12-25 | 广州汽车集团股份有限公司 | 废气再循环系统及发动机 |
JP2019044745A (ja) * | 2017-09-07 | 2019-03-22 | いすゞ自動車株式会社 | Egrシステム |
-
2019
- 2019-09-29 CN CN201910937306.2A patent/CN112576418A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101307721A (zh) * | 2008-07-13 | 2008-11-19 | 董池明 | 电机驱动旋转燃烧室外压缩双模式转轮发动机 |
US9664148B2 (en) * | 2015-03-31 | 2017-05-30 | Electro-Motive Diesel, Inc. | Engine system having increased pressure EGR system |
CN206459700U (zh) * | 2017-01-05 | 2017-09-01 | 江苏星璐电器有限公司 | 柴油发动机进气压力温度传感器 |
JP2019044745A (ja) * | 2017-09-07 | 2019-03-22 | いすゞ自動車株式会社 | Egrシステム |
CN208281087U (zh) * | 2018-05-16 | 2018-12-25 | 广州汽车集团股份有限公司 | 废气再循环系统及发动机 |
CN108953014A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-12-07 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种基于d-egr的汽油机燃烧系统 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113294252A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-08-24 | 杜福银 | 一种变排量发动机及控制方法 |
CN113294252B (zh) * | 2021-07-16 | 2022-12-06 | 西华大学 | 一种变排量发动机及控制方法 |
CN114658571A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-06-24 | 四川中能西控低碳动力装备有限公司 | 一种氢燃料发动机及其控制方法 |
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