一种具有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，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。
发明专利
CN201910937306.2
2019-09-29
CN112576418A
2021-03-30
F02M26/43(2016.01)
广州汽车集团股份有限公司
冯浩;林思聪;吴威龙;李钰怀;秦博;王磊
510030 广东省广州市越秀区东风中路448-458号成悦大厦23楼
上海波拓知识产权代理有限公司
田秀秀
广东;44
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。