[发明专利]增压储器EGR控制

说明书

技术领域

本申请涉及汽车工程领域，更具体而言，涉及汽车发动机系统中的进气。

背景技术

增压发动机可比具有类似功率的自然进气发动机提供更大的燃料效率和更低的排放。但是，在过渡工况中，增压发动机的功率、燃料效率和排放控制性能可能受损害。这样的过渡工况可包括快速增加或降低发动机负载、发动机转速或质量空气流量。例如，当发动机负载快速增加时，涡轮增压器压缩机可要求增加的扭矩，以输送增加的空气流量。但是，如果驱动压缩机的涡轮不充分旋转加速(spun up)，则这样的扭矩不可得。结果，在进气流量积累到需要的水平之前，可能发生不期望的功率迟滞。

之前已经认识到，涡轮增压发动机系统可适于存储压缩空气和利用存储的压缩空气，以补充涡轮增压器压缩机的空气充量。例如，Pursifull等在US 2011/0132335描述了这样的系统，其中压缩空气存储在增压储器中，并在可自涡轮增压器压缩机得到不足的压缩空气时被分配到进气歧管中。具体地，增压储器被充以新鲜进气和/或来自一个或多个未得到燃料的汽缸的排气。通过将来自增压储器的额外压缩空气分配到进气歧管中，可提供相应于分配空气的扭矩，以在涡轮旋转加速时满足扭矩要求。

然而，本文发明人已经确认了这样的系统的潜在问题。作为例子，在选择的增压状况下，诸如当驾驶员踩加速器踏板同时增压水平高于阈值，可能需要EGR，但其不是一经要求就迅速可得。尤其地，再循环的排气可能不通过低压力EGR而立即可得，这是由于低压力EGR的较慢的响应时间。再循环的排气也可能不通过高压力EGR而立即可得，这是由于进气歧管和排气歧管之间的压力差，这会导致高压力EGR流回排气歧管。因此，增加的EGR可能是不可能的，并且，在这些选择的增压状况下发动机性能可能衰退。

发明内容

一些上述问题可通过用于涡轮增压发动机的方法至少部分得以解决。在一个实施方式中，方法包括，在较低增压状况下，使增压储器至少充以燃烧排气，达到第一压力；在较高增压状况下，通过进一步使增压储器充以压缩进气，使增压储器提高到第二较高压力；然后由增压储器将加压气体排至进气歧管。以这种方式，排气可预存储在增压储器中，用于随后的再循环，并且，进一步可被提高至足够的压力(甚至高于最高排气压力)，以便在需要时(甚至在进气口被高度增压时)足够的排气可被输送至进气口。

例如，在增压发动机操作期间，增压水平低于阈值时，增压储器可被至少充以一些来自排气歧管的较低压力的排气，从而提供存储EGR的源。响应踩加速器踏板(例如，朝向节气门全开)，当增压水平高于阈值时，可立即要求高压力EGR。为提供较高压力EGR，压缩进气可加入到增压箱中，以提高存储在其中的排气的压力。以这种方式，即使排气压力可能不足够高，而不能使箱充以足够压力的排气以输送到进气口，但较高压力进气的加入可提高压力，从而使得至少一些排气被输送至进气口，即使在高度增压时也如此。被排出的高压力EGR可能够提高燃烧控制和降低NOx排放。以这种方式，燃烧排气可预存储在增压储器中，以稍后补充高压力或低压力EGR。

在另一实施方式中，排至进气歧管包括在涡轮增压器压缩机的下游和进气节气门的下游排出。

在另一实施方式中，方法还包括关闭进气节气门同时将加压气体由增压储器排至进气歧管。

在另一实施方式中，用于涡轮增压发动机的方法包括通过增压储器从涡轮上游的排气歧管将燃烧排气再循环至压缩机下游的进气歧管。

在另一实施方式中，方法还包括通过EGR通道进一步从涡轮下游的排气歧管将燃烧排气再循环至压缩机上游的进气歧管。

在另一实施方式中，通过增压储器再循环的排气比通过EGR通道再循环的排气的压力高。

在另一实施方式中，通过增压储器再循环包括：在第一发动机周期中，当增压水平低于阈值时，利用来自排气歧管的至少一些燃烧排气使增压储器充气，达到第一压力；在第二个、稍后的发动机周期中，当增压水平高于阈值时，利用压缩进气使增压储器进一步充气，达到第二较高压力；以及在第二发动机周期之后的第三个发动机周期中，由增压储器将加压充气排至进气歧管。

在另一实施方式中，在第三发动机周期中，增压水平低于增压储器的第二压力。

在另一实施方式中，在第三发动机周期中的排出是响应踩加速器踏板事件，或者是响应在增压发动机操作期间接收到的EGR要求。