用于egr控制的方法和系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 在本文中公開的主題的實施例設及廢氣再循環巧GR)系統和方法。
【背景技術】
[0002] -些發動機利用從發動機排氣系統向發動機進氣系統的廢氣的再循環、稱為廢氣 再循環巧GR)的工序，來降低燃燒溫度和常規排放。在一些實例中，一個或更多個汽缸的第 一組提供了被引導穿過EGR通路的廢氣，該EGR通路在汽缸的第一組和進氣歧管之間聯接 來提供EGR，而一個或更多個汽缸的第二組基本不向EGR通路提供廢氣。在運樣的構造中， EGR速率典型地通過定位在EGR通路中的閥的操作控制。閥位置被控制為改變提供至進氣 歧管的EGR的質量流速。但是，相對大量的等待時間存在于EGR系統中，使得在改變發動機 操作情況期間難W輸送期望量的EGR。
【發明內容】
[0003] 在一個實施例中，系統包括：發動機，其具有第一汽缸組和第二汽缸組；廢氣再循 環巧GR)通路，其在第一汽缸組和進氣歧管之間聯接，穿過EGR通路的EGR的流由一個或更 多個排氣閥控制；排氣通路，其聯接至第二汽缸組；W及控制器。控制器構造為通過調整一 個或更多個排氣閥，并且將向第一汽缸組的燃料噴射量調整為不同于第二汽缸組來保持目 標進氣氣體濃度。
[0004] 本發明的第一技術方案是一種系統，包括：發動機，具有第一和第二汽缸組，和廢 氣再循環巧GR)通路，其在發動機的第一汽缸組和進氣歧管之間聯接，穿過EGR通路的EGR 的流由一個或更多個排氣閥控制；W及控制器，其構造為通過調整一個或更多個排氣閥，并 且將向第一汽缸組的燃料量調整為不同于第二汽缸組來保持目標進氣氣體濃度。
[0005] 本發明的第二技術方案是在第一技術方案中，控制器構造為對瞬態發動機操作起 反應地調整一個或更多個排氣閥，并且將向第一汽缸組的燃料量調整為不同于第二汽缸 組。
[0006] 本發明的第=技術方案是在第二技術方案中，瞬態發動機操作包括節流閥位置的 變化。
[0007] 本發明的第四技術方案是在第二技術方案中，目標進氣氣體濃度是目標進氣氧濃 度，并且其中，瞬態發動機操作包括在參考進氣氧濃度之下至少預定量的進氣氧濃度。
[0008] 本發明的第五技術方案是在第四技術方案中，在進氣氧濃度未在參考進氣氧濃度 之下至少預定量時，控制器構造為：通過調整一個或更多個排氣閥來保持目標進氣氧濃度， 并且將向第一汽缸組的燃料量調整為與第二汽缸組相似。
[0009] 本發明的第六技術方案是在第一技術方案中，控制器構造為通過控制相對向第二 汽缸組的燃料量減少的向第一汽缸組的燃料量將向第一汽缸組的燃料量調整為不同于第 二汽缸組。
[0010] 本發明的第屯技術方案是在第六技術方案中，目標進氣氣體濃度是目標進氣氧濃 度，并且其中，控制器構造為基于流向第一汽缸組的進氣空氣、流入進氣歧管的新鮮空氣、 新鮮空氣氧濃度、進氣氧濃度下限制、進氣空氣質量、W及進氣EGR流控制向第一汽缸組的 減少的燃料量。
[0011] 本發明的第八技術方案是在第一技術方案中，一個或更多個排氣閥控制從第一汽 缸組穿過EGR通路并回到進氣歧管的EGR的量，EGR通路不聯接至第二汽缸組。
[0012] 本發明的第九技術方案是在第一技術方案中，目標進氣氣體濃度是目標進氣氧濃 度，并且其中，目標進氣氧濃度基于如下參數中的一個或更多個：發動機轉速、發動機負載、 氧燃料比、進氣歧管空氣壓力、或廢氣排放。
[0013] 本發明的第十技術方案是一種系統，包括：發動機，其具有第一汽缸組和第二汽缸 組；廢氣再循環巧GR)通路，其在第一汽缸組和進氣歧管之間聯接，穿過EGR通路的EGR的 流由一個或更多個排氣閥控制；排氣通路，其聯接至第二汽缸組；W及控制器，其構造為： 確定燃料的第一量來噴射至第一汽缸組的汽缸，和燃料的第二量來噴射至第二汽缸組的汽 缸來滿足轉矩負載要求，并且如果燃料的第一量在供體燃料流限制之上，那么為了將進氣 氧濃度維持在下限制之上，通過僅僅將燃料的第一量的一部分噴射至第一汽缸組的汽缸將 進氣氧濃度保持在下限制之上。
[0014] 本發明的第十一技術方案是在第十技術方案中，控制器構造為，如果燃料的第一 量不在供體燃料流限制之上，那么向第一和第二汽缸組噴射燃料來滿足轉矩負載要求，并 且調整一個或更多個排氣閥來保持目標進氣氧濃度，噴射至第一汽缸組的燃料和噴射至第 二汽缸組的燃料被保持在固定的燃料流限制之下。
[0015] 本發明的第十二技術方案是在第十一技術方案中，燃料的第一量的部分被選擇為 將向第一汽缸組的汽缸的燃料噴射保持在供體燃料流限制之下。
[0016] 本發明的第十=技術方案是在第十技術方案中，控制器構造為向第二汽缸組的汽 缸噴射燃料的第一量的剩余部分。
[0017] 本發明的第十四技術方案是在第十技術方案中，控制器構造為調整一個或更多個 排氣閥來達到目標進氣氧濃度。
[001引本發明的第十五技術方案是一種方法，包括：在第一情況期間，向發動機的第一汽 缸組的汽缸噴射燃料和向發動機的第二汽缸組的汽缸噴射燃料來滿足轉矩負載要求，噴射 至第一汽缸組的汽缸的燃料和噴射至第二汽缸組的汽缸的燃料各保持在相同的第一燃料 流限制之下；W及在第二情況期間，向第一汽缸組的汽缸噴射燃料來保持進氣氧濃度下限 審IJ，和向第二汽缸組的汽缸噴射燃料來保持發動機轉矩負載，噴射至第一汽缸組的汽缸的 燃料保持在第二、下燃料限制之下，而噴射至第二汽缸組的汽缸的燃料保持在第一燃料流 限制之下。
[0019] 本發明的第十六技術方案是在第十五技術方案中，還包括在第一情況和第二情況 兩者期間，將廢氣從第一汽缸組引導至在第一汽缸組和進氣歧管之間流體地聯接的廢氣再 循環巧GR)通路，和將廢氣從第二汽缸組引導至排氣通路而不引導至EGR通路。
[0020] 本發明的第十屯技術方案是在第十六技術方案中，還包括基于流向第一汽缸組的 汽缸的進氣空氣、流入進氣歧管的新鮮空氣、新鮮空氣氧濃度、進氣氧濃度下限制、進氣空 氣質量、W及進氣EGR流確定第二燃料流限制。
[0021] 本發明的第十八技術方案是在第十五技術方案中，第一情況包括穩定狀態操作情 況，并且其中，第二情況包括瞬態操作情況。
[0022] 本發明的第十九技術方案是在第十五技術方案中，將噴射至第一汽缸組的汽缸的 燃料保持在第二、下燃料限制之下和將噴射至第二汽缸組的汽缸的燃料保持在第一燃料流 限制之下還包括：如果在第二情況期間噴射至第二汽缸組的汽缸的燃料量小于第一燃料流 限制，那么將預定噴射至第一汽缸組的汽缸的燃料輸送至第二汽缸組的汽缸來保持發動機 轉矩。
[0023] 本發明的第二十技術方案是在第十五技術方案中，將噴射至第一汽缸組的汽缸的 燃料保持在第二、下燃料流限制之下和將噴射至第二汽缸組的汽缸的燃料保持在第一燃料 流限制之下還包括：如果在第二情況期間噴射至第二汽缸組的汽缸的燃料量等于第一燃料 流限制，那么使發動機功率下降。
[0024] 本發明的第二十一技術方案是一種控制器，其構造為通過調整一個或更多個廢氣 再循環巧GR)閥，并且將向發動機的第一汽缸組的燃料噴射量調整為不同于發動機的第二 汽缸組來保持目標進氣氧濃度。
【附圖說明】
[0025] 圖1顯示了根據本公開的實施例的軌道車輛的示意圖。
[0026] 圖2是示出用于控制EGR的方法的流程圖。
[0027] 圖3是示出用于調整燃料流的方法的流程圖。
[002引圖4至6是實例發動機操作曲線。
【具體實施方式】
[0029] 下面的描述設及用于保持進氣氣體濃度的系統的實施例。在一個實例中，該系統 包括具有第一汽缸組和第二汽缸組的發動機。發動機可安裝在車輛中，例如，軌道車輛、船 舶或其它公路或非公路車輛、或者發動機可安裝在另一半移動或固定平臺中。系統可包括： EGR通路，其在發動機的第一汽缸組和進氣歧管之間聯接；和排氣通路，其聯接至第二汽缸 組，其中穿過EGR通路的EGR的流由一個或更多個排氣閥控制。同樣地，第一汽缸組可稱為 供體汽缸組，其中，僅僅來自第一汽缸組的排氣、而非來自第二汽缸組的排氣被作為EGR提 供至進氣歧管。系統還包括控制器，其構造為通過調整一個或更多個排氣閥和將向第一汽 缸組的燃料噴射量調整為不同于第二汽缸組來保持目標進氣氣體濃度。在一個實例中目標 進氣氣體濃度可為氧濃度。在其它實例中，目標進氣氣體濃度可為可指示EGR量的流向汽 缸的進氣空氣的不同氣體成分，例如二氧化碳濃度。目標進氣氧濃度可基于例如發動機轉 速和轉矩負載，并且（多個）排氣閥可被打開或關閉來使進氣氧濃度為目標進氣氧濃度。在 實例中，目標氧濃度可為例如在其之下產生不被期望的排放的進氣氧濃度。
[0030] 在圖1中顯示了包括具有第一汽缸組和第二汽缸組的發動機，和在發動機的第一 汽缸組和進氣歧管之間聯接的EGR通路的實例系統。圖1還包括構造為執行在圖2至3中 示出的方法的控制器。在圖4至6中示出了在圖2至3的方法的實行期間的燃料流和進氣 氧濃度的實例操作曲線。
[0031] 在本文中描述的方法可在多種發動機類型和多種發動機驅動系統中采用。運些系 統中的一些可為固定的，而其它的可為半移動或移動平臺。半移動平臺可在操作時期之間 被再次定位，例如安裝在平板車上。移動平臺包括自動推進車輛。運樣的車輛可包括公路 運輸車輛，和采礦裝備、海洋船只、軌道車輛、W及其它非公路車輛（OHV)。出于示出的簡易 性，機車提供作為移動平臺的實例，該移動平臺支撐合并本發明的實施例的系統。
[0032] 在用于調整進氣氧濃度的方法的進一步討論之前，公開了一種平臺的實例，其中， 發動機系統可安裝在車輛中，例如軌道車輛。例如，圖1顯示了車輛系統100的實施例（例 如，機車系統）的框圖，其在本文中繪出為軌道車輛106,構造為經由多個車輪110在軌道 102上行駛。如所繪出，軌道車輛包括發動機104。在其它非限制性實施例中，發動機可為 固定發動機（例如，在電廠應用中），或如在上面所注意到的，為在海洋船只或非公路車輛 推動系統中的發動機。
[0033] 發動機從進氣口（例如，進氣歧管115)接收進氣空氣W用于燃燒。進氣口可為任 何適當的管道或多個管道，氣體流過該管道來進入發動機。例如，進氣口可包括進氣歧管、 進氣通路114等。進氣通路從空氣過濾器（未顯示）接收環境空氣，該過濾器過濾來自發 動機可定位于其中的車輛外的空氣。由發動機中的燃燒所得的廢氣被供應至排氣口，例如 排氣通路116。排氣口可為任何適當的管道，氣體從發動機流動穿過該管道。例如，排氣口 可包括排氣歧管117、排氣通路等。廢氣流動穿過排氣通路，并且流出軌道車輛的排氣煙畫。
[0034] 在一個實例中，發動機是通過壓縮點燃燃燒空氣和柴油燃料的柴油發動機。同樣 地，發動機可包括多個燃料噴射器來向發動機的各個汽缸噴射燃料。例如，各個汽缸可包括 從高壓燃油分配管接收燃料的直噴器。在其它非限制性實施例中，發動機可通過壓縮點燃 (和/或火花點燃）燃燒包括汽油、煤油、生物柴油、或相似密度的其它石油饋分的燃料。在 又一實例中，發動機可燃燒氣體燃料，例如天然氣。氣體燃料可經由噴射的柴油燃料的壓縮 點燃而點燃，在本文中稱為多燃料操作，或者氣體燃料可經由火花點燃而點燃。氣體燃料可 經由