[发明专利]用于排气再循环控制的方法和系统

说明书

本发明涉及用于排气再循环控制的方法和系统，提供了利用经由文氏管的压缩机再循环流增强低压EGR流的方法和系统。压缩机再循环阀的开口可以基于排气再循环流需求而调节，从而通过文氏管再循环冷却的压缩空气，同时产生用于吸入EGR的真空。该方法允许同时的EGR控制和喘振控制。

技术领域

本申请涉及通过包括文氏管的压缩机再循环路径而吸入排气再循环中的方法和系统。

背景技术

发动机系统可配置有增压设备，例如涡轮增压器，以提供增压的空气充气和改善峰值功率输出。其中，涡轮利用来自排气流的能量旋转，然后涡轮驱动将增压空气充气传送到发动机进气道的压缩机。为了改善排气排放，发动机系统也可配置有排气再循环(EGR)系统，其中至少一部分排气被再循环到发动机进气道。例如，EGR系统可以是低压EGR系统(LP-EGR)，该系统将排气从排气涡轮的下游再循环到进气道压缩机的上游。EGR的益处包括增加发动机稀释、减少排气排放和提高燃料经济性，特别是在发动机增压的更高水平上。

压缩机上游的(低压)EGR的引入需要降低压缩机入口压力，以使EGR可以从发动机排气歧管被引入。压缩机入口处的低压产生横穿EGR通道的压差，该压差能够吸入期望的EGR流。通过以另外的节气门和/或进气系统(AIS)节气门节流压缩机入口，可实现低压缩机入口压力。Ulrey等人在US 8161746中示出了使用多个节气门的这种系统的一个示例。然而，本发明人在此已经认识到了这种方法所存在的潜在问题。作为一个示例，压缩机入口处的低压增加了压缩机喘振的可能。另外，如果来自涡轮增压器轴封的油被进入涡轮增压器，则可能会出现耐用性问题。更进一步，对另外的节气门的需求增加了组件成本以及在协调另外的节气门和主进气道节气门的控制的复杂性。

发明内容

在一个示例中，上述问题中的一些可通过用于发动机的方法解决，该方法包括：基于EGR需求，调节经由文氏管从增压空气冷却器的下游传送到压缩机入口的一定量的压缩机再循环流。用这种方式，有利地，通过文氏管的再循环流可有利地用于产生足够的真空，以用于碳化的EGR流。

例如，发动机系统可配置有第一压缩机再循环通道，其经由第一连续可变压缩机再循环阀(CRV)将冷却的压缩空气从增压空气冷却器的下游再循环到压缩机入口。文氏管可定位在CRV下游的第一压缩机再循环通道中，以便在压缩空气流经文氏管后，将其再循环至压缩机入口，该流在文氏管处产生真空。发动机系统可还包括第二连续可变压缩机再循环通道，以便经由第二压缩机再循环阀将冷却的压缩空气从增压空气冷却器下游再循环至压缩机入口。第二通道可不包括文氏管。EGR通道可仅连接到文氏管上游位置处(例如，文氏管入口处)的第一压缩机再循环通道，其中EGR通道包括用于将排气残留物从发动机排气装置再循环到压缩机入口的开/关EGR阀。

在要求EGR的条件期间，可打开EGR阀，同时第一CRV的开口经调节用于提供通过第一通道的压缩机再循环流，其产生足够的文氏管真空，以满足EGR流量需求。例如，第一CRV的开口随EGR流量需求的增加而增加，以通过文氏管传送更多的压缩机再循环流。同时，第二CRV可保持关闭。响应于喘振的指示，打开第二CRV以提供喘振控制，同时第一CRV保持在维持EGR流量控制的位置。

以这种方式，EGR可以计量方式提供至压缩机入口。通过利用来自文氏管的真空，将EGR吸入至压缩机入口，减少了对压缩机之前的节流的需求，该需求包括减少对专用节气门的需求。通过在不降低压缩机入口处的压力的情况下实现EGR的吸入，也提高了喘振裕度(margin)。通过利用通过具有文氏管的第一通道的压缩机再循环流来控制EGR，同时利用通过不含文氏管的第二通道的压缩机再循环流来控制喘振，可同时提供EGR控制和喘振控制。可通过更大的发动机操作窗口提供全部的EGR益处，同时也改善了增压的发动机性能。