[發明專利]一種發動機的EGR控制系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201110135232.4
• 申請日: 2011-05-24
• 公開（公告）號: CN102168615A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 賈志超
• 申請（專利權）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: F02D13/02
• 分類號: F02D13/02
• 代理公司: 廣州中瀚專利商標事務所 44239
• 代理人: 黃洋;蓋軍

技術領域

本發明屬于汽車發動機制造技術領域，特別涉及到一種帶廢氣再循環裝置（EGR）發動機的EGR控制系統及其控制方法。

背景技術

排氣再循環（Exhaust?Gas?Recirculation）是指汽車用內燃機在燃燒后將一部分排氣引入進氣進行再度燃燒的技術，其可以降低排出氣體中的氮氧化物（NOx）及提高燃油經濟性。隨著排放法規的日趨嚴格及燃油價格的攀升，EGR技術在發動機上的應用越來越廣泛。目前發動機內部EGR主要是通過VVT（Variable?Valve?Timing?可變氣門正時）和VVL（Variable?Valve?lift可變氣門升程）技術來進行控制，通過排氣門遲關和進氣門早開，形成一定的Overlap（氣門重疊角）來調節殘余在進、排氣道的廢氣量大小，從而能起到降低汽油機泵氣損失功，提升部分負荷下的熱效率。

上述方法雖然在一定程度上降低了泵氣損失功，但是由于這部分EGR在進氣歧管或者排氣管內殘留，往往會形成混合氣在進氣道壁上結焦甚至炭化，造成發動機的油耗升高。此外，由于氣門重疊角的大小，決定了排氣門開啟和進氣門關閉時刻，在不同的工況，往往又和為充分利用進氣量的進氣門關閉角存在一定的矛盾，導致內部EGR率大小達不到最佳要求。

發明內容

本發明的目的是提出一種發動機的EGR控制系統及其控制方法，通過改變氣門正時和氣門升程來達到控制缸內殘留EGR率的目的，從而提高發動機的熱效率。

本發明的發動機的EGR控制系統包括電控單元和氣門機構，關鍵在于所述氣門機構對應每個缸體均設置有由第一進氣門、第二進氣門組成的進氣門、由第一排氣門、第二排氣門組成的排氣門，所述進氣門利用進氣凸輪軸控制，所述排氣門利用排氣凸輪軸控制，所述第一進氣門、第二進氣門分別利用設置于進氣凸輪軸上的兩個不同升程范圍的凸輪控制，所述第一排氣門、第二排氣門分別利用設置于排氣凸輪軸上的兩個不同升程范圍的凸輪控制，所述電控單元通過傳動機構控制進氣凸輪軸及排氣凸輪軸上的凸輪工作。

進一步地，所述電控單元與發動機控制系統相連，以使電控單元根據發動機控制系統傳來的發動機負荷信號來控制各進氣凸輪軸及排氣凸輪軸上的凸輪工作。現有技術中一般采用液壓的方式來控制凸輪的轉動，從而達到改變凸輪與氣門頂柱之間的接觸范圍，實現控制氣門升程的目的，此為現有技術，此處不再贅述。

具體來說，所述進氣凸輪軸上的兩個凸輪中，第一進氣凸輪具有第一升程和第二升程，第二進氣凸輪具有第一升程和零升程；所述排氣凸輪軸上的兩個凸輪中，第一排氣凸輪具有第一升程和第二升程，第二排氣凸輪具有第一升程和零升程；所述第二升程大于零且小于第一升程。上述第一升程、第二升程可以利用不同大小的桃尖形成，而零升程可以利用基圓形成，均為現有技術，此處不再贅述。

上述的發動機的EGR控制系統的控制方法中，所述電控單元根據發動機控制系統傳來的發動機負荷信號來控制各進氣凸輪軸及排氣凸輪軸上的凸輪工作，從而改變第一進氣門、第二進氣門、第一排氣門、第二排氣門的升程，并在排氣沖程上止點前控制排氣門關閉，在進氣沖程前半部分控制進氣門關閉。電控單元通過控制進氣門和排氣門的升程及開啟、關閉時間，精確控制缸內的殘余廢氣量，使一部分沒有完全燃燒的廢氣可以在進氣沖程繼續釋放內能（負閥重疊期間），推動活塞向下運動做功，從而提高了發動機的熱效率。

進一步地，所述第一進氣凸輪控制第一進氣門，第二進氣凸輪控制第二進氣門，第一排氣凸輪控制第一排氣門，第二排氣凸輪控制第二排氣門；所述電控單元將第一進氣門、第一排氣門分為第一組，將第二進氣門、第二排氣門分為第二組進行同時控制以形成四種組合，所述第二組的升程與發動機的負荷成正比，第二組的每種升程均對應第一組的兩種升程，且在第二組的同一種升程狀態中，第一組的升程與發動機的負荷成正比。在發動機不同負荷下，電控單元通過采用不同的氣門組合方式，不僅能滿足發動機對進氣量的需求，還能保證發動機在不同工況下，缸內殘余EGR率都在一個最佳的范圍內，從而既能保證燃燒穩定性，又能最大程度地降低燃油消耗率。

具體來說：

在上述控制方法中，所述發動機在最小負荷狀態時，所述電控單元控制第一進氣門采用第二升程，控制第二進氣門采用零升程，控制第一排氣門采用第二升程，控制第二排氣門采用零升程；所述發動機在最大負荷狀態時，所述電控單元控制第一進氣門、第二進氣門、第一排氣門、第二排氣門均采用第一升程。

本發明的發動機的EGR控制系統結構簡單，其控制方法可以通過改變氣門正時和氣門升程來達到控制缸內殘留EGR率的目的，從而提高發動機的熱效率。

附圖說明