本申請(qǐng)要求2015年5月7日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2015-0063763號(hào)的權(quán)利，上述申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此用于通過該引用的所有目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有低壓EGR系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，其通過控制經(jīng)再循環(huán)的排放氣體來改進(jìn)燃燒穩(wěn)定性以及發(fā)動(dòng)機(jī)的反應(yīng)性。

背景技術(shù)：

在此部分中的陳述僅用于提供與本發(fā)明有關(guān)的背景信息，并且可以不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

通常，用以符合排放氣體法規(guī)的排放氣體再循環(huán)系統(tǒng)安裝在大多數(shù)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中和某些汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述大多數(shù)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和某些汽油發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在車輛中。

排放氣體再循環(huán)系統(tǒng)將一部分排放的排放氣體從發(fā)動(dòng)機(jī)返回至汽缸的進(jìn)氣設(shè)備以降低發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒溫度從而減少氮氧化物(NOx)的產(chǎn)生量，并減少燃料消耗。

低壓EGR裝置采用如下方案：通過EGR冷卻器冷卻在微粒過濾器的尾端處形成的排放氣體并使該排放氣體再循環(huán)。因此，因?yàn)榈蛪篍GR裝置與現(xiàn)有高壓EGR裝置相比更長(zhǎng)、壓力更低，且EGR氣體的流動(dòng)路徑更長(zhǎng)，所以低壓EGR裝置在反應(yīng)性和可控性方面不夠穩(wěn)定。

此外，在使用低壓排放氣體再循環(huán)(LP EGR)技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)中，在根據(jù)操作狀態(tài)將車輛切換至滑行行駛模式時(shí)，在以相對(duì)于空氣進(jìn)氣的設(shè)定比例(例如10至20％)使用經(jīng)再循環(huán)的排放氣體時(shí)，關(guān)閉節(jié)氣門而經(jīng)再循環(huán)的排放氣體留在節(jié)氣門和EGR氣門之間。

申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在滑行行駛模式(松開(tip out)油門踏板)中殘 留的經(jīng)再循環(huán)的排放氣體可以使燃燒穩(wěn)定性變差，并可能發(fā)生由于在再加速過程中發(fā)動(dòng)機(jī)的不穩(wěn)定燃燒造成的發(fā)動(dòng)機(jī)喘抖(engine hesitation)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種具有低壓EGR系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，在驅(qū)動(dòng)油門踏板期間滿足松開油門踏板條件的情況下，通過將位于渦輪增壓器和進(jìn)氣歧管之間的EGR氣體再循環(huán)至渦輪增壓器的上游側(cè)，可以改進(jìn)燃燒穩(wěn)定性并防止在再加速時(shí)的喘抖。

本發(fā)明的實(shí)施方案提供一種具有低壓EGR系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括：進(jìn)氣管線，其吸入室外空氣并將室外空氣傳送至燃燒室；渦輪增壓器，其由在排放管線中流動(dòng)的排放氣體驅(qū)動(dòng)從而壓縮在所述進(jìn)氣管線中流動(dòng)的壓縮氣體；增壓器，其安裝在所述渦輪增壓器的下游側(cè)；低壓EGR管線，其在排放管線的一側(cè)分出并從進(jìn)氣管線并入渦輪增壓器的上游從而使排放氣體再循環(huán)；再循環(huán)管線，其在增壓器的下游側(cè)的進(jìn)氣管線分出，并在低壓EGR管線和進(jìn)氣管線相遇的位置的上游側(cè)并入進(jìn)氣管線；以及控制單元，其配置成控制所述增壓器的驅(qū)動(dòng)，其中所述控制單元在滑行行駛條件的情況下驅(qū)動(dòng)所述增壓機(jī)。

所述發(fā)動(dòng)機(jī)可以進(jìn)一步包括第一催化劑單元，其設(shè)置在排放管線上用于減少在排放氣體中包含的有害物質(zhì)的量，其中所述低壓EGR管線從所述第一催化劑單元的下游側(cè)分出從而被連接至進(jìn)氣管線。

所述發(fā)動(dòng)機(jī)可以進(jìn)一步包括控制氣門，其設(shè)置在低壓EGR管線與進(jìn)氣管線相遇的位置和再循環(huán)管線與進(jìn)氣管線相遇的位置之間，并控制所供應(yīng)氣體的流動(dòng)。

所述低壓EGR管線可以包括低壓EGR冷卻器和低壓EGR氣門，所述低壓EGR冷卻器冷卻經(jīng)再循環(huán)的排放氣體，所述低壓EGR氣門控制經(jīng)再循環(huán)的排放氣體的流動(dòng)。

所述發(fā)動(dòng)機(jī)可以進(jìn)一步包括中冷器，其設(shè)置在渦輪增壓器和電動(dòng)增壓器之間以冷卻經(jīng)渦輪增壓器壓縮的氣體。

所述發(fā)動(dòng)機(jī)可以進(jìn)一步包括旁通管線和旁通氣門，旁通管線繞過電動(dòng)增壓器，旁通氣門安裝在旁通管線上。

所述發(fā)動(dòng)機(jī)可以進(jìn)一步包括再循環(huán)氣門，其控制在再循環(huán)管線上再循環(huán)的氣體，其中在達(dá)到滑行行駛條件時(shí)所述控制單元打開所述再循環(huán)氣門以使混合氣體循環(huán)。

所述再循環(huán)氣門可以安裝在再循環(huán)管線從進(jìn)氣管線分出的位置處。

所述發(fā)動(dòng)機(jī)可以進(jìn)一步包括第二催化劑單元，其安裝在所述第一催化劑單元的下游側(cè)用于減少在排放氣體中包含的有害物質(zhì)，其中低壓EGR管線從在第一催化劑單元和第二催化劑單元之間的排放管線分出。

過濾包含在室外空氣中的外來物質(zhì)的空氣濾清器可以設(shè)置在上游側(cè)，再循環(huán)管線可以并入在所述控制氣門和空氣濾清器之間的進(jìn)氣管線。

控制供應(yīng)至燃燒室的氣體的節(jié)氣門可以設(shè)置在進(jìn)氣管線和再循環(huán)管線相遇的位置的下游側(cè)。

本發(fā)明的另一實(shí)施方案提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)的控制方法，發(fā)動(dòng)機(jī)包括：進(jìn)氣管線，其吸入室外空氣并將室外空氣傳送至燃燒室；渦輪增壓器，其由在排放管線中流動(dòng)的排放氣體驅(qū)動(dòng)從而壓縮在所述進(jìn)氣管線中流動(dòng)的壓縮氣體；增壓器，其安裝在所述渦輪增壓器的下游側(cè)；低壓EGR管線，其在排放管線的一側(cè)分出并且并入所述渦輪增壓器的上游從而再循環(huán)排放氣體；再循環(huán)管線，其在所述增壓器的下游側(cè)的進(jìn)氣管線上分出，并在所述低壓EGR管線和所述進(jìn)氣管線相遇的位置的上游側(cè)并入進(jìn)氣管線；節(jié)氣門、車輛速度傳感器；以及油門踏板傳感器，其設(shè)置在所述增壓器的后方；以及控制單元，其通過接收所述節(jié)氣門和所述車輛速度傳感器的輸出信號(hào)來控制所述增壓器、所述節(jié)氣門、所述低壓EGR氣門和再循環(huán)氣門的操作，其中所述控制單元根據(jù)所述節(jié)氣門和所述車輛速度傳感器的信號(hào)來確定達(dá)到滑行行駛條件并確定何時(shí)達(dá)到滑行行駛條件，所述控制單元控制所述節(jié)氣門關(guān)閉，控制所述再循環(huán)氣門打開，并控制所述渦輪增壓器驅(qū)動(dòng)。

所述發(fā)動(dòng)機(jī)可以進(jìn)一步包括再循環(huán)節(jié)氣門，其設(shè)置在所述再循環(huán)管線上，在滑行行駛條件的情況下所述控制單元可以控制所述再循環(huán)節(jié)氣門關(guān)閉。

發(fā)動(dòng)機(jī)可以進(jìn)一步包括第一催化劑單元，其設(shè)置在排放管線的一側(cè)用于減少在排放氣體中包含的有害物質(zhì)的量，其中所述低壓EGR管線從所述第一催化劑單元的下游側(cè)分出從而被連接至進(jìn)氣管線。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，當(dāng)滿足松開油門踏板條件時(shí)，在使EGR氣體再循環(huán)時(shí)，將混合氣體從電動(dòng)增壓器的下游側(cè)通過再循環(huán)管線再循環(huán)至進(jìn)氣管線的上游側(cè)從而增加供應(yīng)至燃燒室的新鮮空氣的量并減少EGR氣體的量，由此改進(jìn)燃燒室的燃燒穩(wěn)定性。

此外，在松開油門踏板條件下再次驅(qū)動(dòng)油門踏板時(shí)，供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)的新鮮空氣的量增加，因此，燃燒穩(wěn)定性可以改善，并可以防止發(fā)動(dòng)機(jī)喘抖。

其他適用范圍將通過本文提供的描述變得明顯。因理解，說明書和具體實(shí)施例僅旨在說明的目的，而不旨在限制本發(fā)明的范圍。

附圖說明

為了可以很好地理解本發(fā)明，將參考附圖說明以實(shí)施例的方式提供的本發(fā)明的各種形式，其中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的低壓EGR系統(tǒng)的構(gòu)造圖；

圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的低壓EGR系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)組件的第一狀態(tài)的圖表；

圖3為顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的低壓EGR系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)組件的第二狀態(tài)的圖表；以及

圖4為顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的低壓EGR系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)組件的第三狀態(tài)的圖表；

在此處描述的附圖僅用于說明的目的，而不旨在以任何方式限制本發(fā)明的范圍。

<附圖標(biāo)記>

100:進(jìn)氣管線 102：空氣濾清器

105:控制氣門 110：EGR氣門

115:EGR冷卻器 117：EGR管線

120:渦輪增壓器 122：渦輪

124:壓縮機(jī) 125：中冷器

130:旁通氣門 135：增壓器

140:節(jié)氣門 145：進(jìn)氣歧管

158:汽缸體 152：噴油嘴

155:排放歧管 160：排放管線

165:第一催化劑單元 170：第二催化劑單元

180:再循環(huán)氣門 185:再循環(huán)管線

190:油門踏板傳感器 192:車輛速度傳感器

200:控制單元

具體實(shí)施方式

如下描述僅為示例性的，并且不旨在限制本發(fā)明、本發(fā)明的應(yīng)用或用途。應(yīng)理解，在全部附圖中，相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相似或相應(yīng)的部件和特征。

圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的具有低壓EGR的發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造圖。

參考圖1，發(fā)動(dòng)機(jī)包括空氣濾清器102、進(jìn)氣管線100、控制氣門105、低壓EGR氣門110、低壓EGR管線117、低壓EGR冷卻器115、渦輪增壓器120、渦輪122、壓縮機(jī)124、第二催化劑單元170、排放管線160、第一催化劑單元165、排放歧管155、發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸體158、噴油嘴152、進(jìn)氣歧管145、節(jié)氣門140、電動(dòng)增壓器135、中冷器125、再循環(huán)管線185、再循環(huán)氣門180、旁通氣門130和控制單元200。

經(jīng)過空氣濾清器102的新鮮空氣順序地經(jīng)過進(jìn)氣管線100中的控制氣門105、壓縮機(jī)124和中冷器125，并經(jīng)過旁通氣門130或電動(dòng)增壓器135，然后通過節(jié)氣門140被供應(yīng)至進(jìn)氣歧管145。

新鮮空氣從進(jìn)氣歧管145被分配至形成在汽缸體158中的燃燒室，而燃料從設(shè)置在每個(gè)燃燒室中的噴油嘴152噴射。

經(jīng)燃燒的氣體通過排放歧管155、渦輪122、第一催化劑單元165和第二催化劑單元170被排放至外部。

一部分經(jīng)過第一催化劑單元165的排放氣體順序地經(jīng)過低壓EGR冷卻器115和安裝在低壓EGR管線117中的低壓EGR氣門110，并與經(jīng)過進(jìn)氣管線100待供應(yīng)至燃燒室的新鮮空氣混合。

低壓EGR管線117從第一催化劑單元165和第二催化劑單元170之間的排放管線160分出從而并入在壓縮機(jī)124和控制氣門105之間的進(jìn)氣管線100。

此外，電動(dòng)增壓器135設(shè)置在中冷器125的下游側(cè)，旁通氣門130安裝在繞過電動(dòng)增壓器135的旁通管線上。

再循環(huán)管線185從電動(dòng)增壓器135的下游側(cè)的進(jìn)氣管線100分出并連接至控制氣門105上游側(cè)的進(jìn)氣管線100，再循環(huán)氣門180設(shè)置在再循環(huán)管線185中從而控制經(jīng)再循環(huán)的氣體的流動(dòng)。

控制單元200可以根據(jù)車輛速度傳感器192和油門踏板傳感器190的輸出信號(hào)控制控制氣門105、低壓EGR氣門110、旁通氣門130、電動(dòng)增壓器135、節(jié)氣門140、噴油嘴152和再循環(huán)氣門180的操作。

在本發(fā)明的實(shí)施方案中，在根據(jù)行駛條件驅(qū)動(dòng)油門踏板時(shí)，EGR氣體通過低壓EGR管線117再循環(huán)，并選擇性驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器120和電動(dòng)增壓器135。

此外，在腳離開油門踏板的松開油門踏板的條件下，節(jié)氣門140關(guān)閉，新鮮空氣和EGR氣體在低壓EGR氣門110和增壓器135之間混合。

在此情況下，控制單元200控制再循環(huán)氣門180打開，通過驅(qū)動(dòng)電動(dòng)增壓器135將新鮮空氣和EGR氣體的混合氣體經(jīng)由再循環(huán)管線185再循環(huán)至控制氣門105的上游側(cè)。因此，位于低壓EGR氣門110和電動(dòng)增壓器135之間的混合氣體減少，新鮮空氣的比例增加。

因此，滿足松開油門踏板條件時(shí)，在使EGR氣體再循環(huán)時(shí)，將混合氣體通過再循環(huán)管線185再循環(huán)至進(jìn)氣管線100的上游側(cè)從而增加供應(yīng)至燃燒室的新鮮空氣的量并減少EGR氣體的量，由此改善燃燒室的燃燒穩(wěn)定性。

控制單元200可以提供為通過設(shè)定的程序操作的一個(gè)或多個(gè)微處理器，所述設(shè)定程序可以包括用于執(zhí)行將在下文中描述的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的方法的一系列命令。

圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明的低壓EGR系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)組件的第一狀態(tài)的圖表；

參考圖2，在第一行駛狀態(tài)下，渦輪增壓器120關(guān)閉，電動(dòng)增壓器 135關(guān)閉，而EGR氣門110打開。

在第一行駛狀態(tài)下，駕駛員踩在油門踏板上，渦輪增壓器120以設(shè)定的速度或更小的速度旋轉(zhuǎn)從而關(guān)閉，電動(dòng)增壓器135關(guān)閉，通過EGR氣門110供應(yīng)EGR氣體，并關(guān)閉再循環(huán)氣門180。

在第一狀態(tài)下，在控制單元200確定當(dāng)前狀態(tài)為駕駛員沒有踩油門踏板的狀態(tài)(亦即，松開油門踏板的狀態(tài))時(shí)，控制單元200關(guān)閉節(jié)氣門140，打開再循環(huán)氣門180，并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)增壓器135從而將位于節(jié)氣門140的上游側(cè)的混合氣體再循環(huán)至控制氣門105的上游側(cè)。此處，EGR氣門110關(guān)閉，渦輪增壓器120以設(shè)定的速度或更小的速度旋轉(zhuǎn)從而關(guān)閉。

圖3為顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的低壓EGR系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)組件的第二狀態(tài)的圖表。

參考圖3，在第二行駛狀態(tài)下，駕駛員踩在油門踏板上，渦輪增壓器120以設(shè)定的速度或更大的速度旋轉(zhuǎn)從而打開，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)增壓器135，通過EGR氣門110供應(yīng)EGR氣體，并關(guān)閉再循環(huán)氣門180。

在第二狀態(tài)下，在控制單元200確定當(dāng)前狀態(tài)為駕駛員沒有踩油門踏板的狀態(tài)(亦即，松開油門踏板的狀態(tài))時(shí)，控制單元200關(guān)閉節(jié)氣門140，打開再循環(huán)氣門180從而通過驅(qū)動(dòng)電動(dòng)增壓器135將位于節(jié)氣門140的上游側(cè)的混合氣體再循環(huán)至控制氣門105的上游側(cè)。此處，EGR氣門110關(guān)閉，渦輪增壓器120以設(shè)定的速度或更小的速度旋轉(zhuǎn)從而關(guān)閉。

圖4為顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的低壓EGR系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)組件的第三狀態(tài)的圖表。

參考圖4，在第三行駛狀態(tài)下，駕駛員踩在油門踏板上，渦輪增壓器120以設(shè)定的速度或更大的速度旋轉(zhuǎn)從而打開，電動(dòng)增壓器135關(guān)閉，通過EGR氣門110供應(yīng)EGR氣體，并關(guān)閉再循環(huán)氣門180。

在第三狀態(tài)下，在控制單元200確定當(dāng)前狀態(tài)為駕駛員沒有踩油門踏板的狀態(tài)(亦即，松開油門踏板的狀態(tài))時(shí)，控制單元200關(guān)閉節(jié)氣門140，打開再循環(huán)氣門180，并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)增壓器135從而將位于節(jié)氣門140的上游側(cè)的混合氣體再循環(huán)至控制氣門105的上游側(cè)。此處，EGR氣門110關(guān)閉，渦輪增壓器120以設(shè)定的速度或更小的速度 旋轉(zhuǎn)從而關(guān)閉。

在本發(fā)明的實(shí)施方案中，描述了當(dāng)滿足松開油門踏板條件時(shí)，打開再循環(huán)氣門180并驅(qū)動(dòng)增壓器135從而通過再循環(huán)管線185使混合氣體再循環(huán)，但是在根據(jù)除了松開油門踏板條件之外的發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)條件確定當(dāng)前行駛條件為滑行行駛條件時(shí)，打開再循環(huán)氣門180并驅(qū)動(dòng)增壓器135從而將混合氣體再循環(huán)至進(jìn)氣管線100的上游側(cè)。

盡管已經(jīng)通過目前被認(rèn)為是實(shí)際的實(shí)施方案描述了本發(fā)明，應(yīng)理解本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施方案，相反地，本發(fā)明旨在覆蓋包含在所附權(quán)利要求書的本質(zhì)和范圍內(nèi)的各種變體和等同形式。