[发明专利]用于发动机充气控制的空气控制系统及其方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年6月9日提交的申请号为10-2008-0053750的韩国专利的优先权，该申请的全部内容在此出于所有目的通过引用而被并入。

技术领域

本发明涉及空气控制系统及方法，其用于防止用于废气门控制阀的控制的空气在发动机怠速过程中持续地消耗，其中废气门控制阀用于控制涡轮增压器(turbo charger)的废气旁通阀的开度。

背景技术

(压缩)天然气发动机的控制分为进气量控制、喷射燃料量控制以及点火定时控制。尤其，由于天然气发动机是空气燃料比控制发动机，控制进气量就非常重要。

在天然气发动机中，吸入空气量的控制通过控制涡轮增压器的充气程度(charging degree)来实现，涡轮增压器充气程度通过控制涡轮增压器废气旁通阀的开度从而调节废气的旁路量来控制。

图1所示为进气/废气系统的总体结构。

涡轮增压器1的压缩机1a和涡轮1b分别安装在发动机2的进气管和排气管上，而且相互连接在同一轴上以整体旋转。

废气旁通阀3安装在废气管上以形成连接涡轮1b的前部和后部的旁通通路。废气旁通阀3的开度由通过空气压力操作的隔膜(diaphragm)3a来控制。向隔膜3a提供启动压力的压缩空气由与发动机互锁的空气压缩机4产生，且将压缩空气存储在空气罐5内并供给废气门控制阀6，从而作用于隔膜3a。

在废气旁通阀3的开度控制中，发动机控制单元7控制压缩空气的量，压缩空气是从空气罐5供给的，以PWM(脉宽调制)方法控制废气门控制阀6的开度从而通过允许剩余空气不被释放到空气中以作用于隔膜3a上来控制废气旁通阀3的阀板的开度，这样，压缩空气被释放到空气中。

因为当废气门控制阀6将空气罐5供给的所有空气释放到空气中时，作用力没有施加在隔膜3a上，废气旁通阀3被关闭，由此，充气量达到最大，同时，在通过完全闭合废气门控制阀6而不将空气释放到空气中的情况下所有空气作用于隔膜3a上时，废气旁通阀3被完全开启，由此，废气旁通量达到最大且充气量达到最小。

废气旁通阀3的开度与发动机控制单元7的PWM信号成比例地被线性控制。通过在发动机怠速时关闭废气旁通阀3，充气量控制在很大，使得考虑到车辆的启动任务，车辆能够快速起动。

相应地，为了保持废气旁通阀3的关闭状态，发动机控制单元7通过完全开启废气门控制阀6连续地将提供给空气罐5的空气释放到空气中。

然而，因为这个原因，由于空气罐5内的空气连续地排出，空气压缩机4连续被开动，增加了发动机负载。另外，由于新输入的压缩空气被立即充入到空气罐5中，通过安装在空气压缩机4与空气罐5之间的空气干燥器8不能充分除去湿气，从而导致空气管道在冬天冻结。

相应地，在发动机输出减小以及空气管道由于冻结而堵塞的情况下，空气不能顺利地供给到空气罐5，由此，采用废气门控制阀6和废气旁通阀3的充气控制不能正常进行。因此，发动机进气量的控制不能正常进行。

附图标记9表示气压调节器，其作用是将空气罐5的高压减少至适当压力，例如9bar至2bar。

在此背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明通用背景技术的理解，而不应当被视作是认可或以任何形式暗示该信息形成本领域普通技术人员已经知晓的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面涉及提供用于发动机充气控制的空气控制系统及其方法，其中，在发动机怠速时，在保持废气旁通阀的关闭状态的同时，通过废气门控制阀来防止空气被连续排出，通过防止空气罐内的空气排出来防止发动机输出由于空气压缩机的连续启动而降低，并且通过保证从空气像提供的空气有充分的除湿时间来防止空气管道在冬季由于湿气结冻而堵塞。

在本发明一方面，用于发动机充气控制的控制系统可以包括：涡轮增压器，其安装在发动机的进气管和排气管中；废气旁通阀(wastegate valve)，其安装在排气管中，以使废气旁通到排气管下游；废气门控制阀(wastegate control valve)，其接收从空气罐提供的空气，并提供空气的一部分作为用于控制废气旁通阀的致动空气；空气截止阀，其通过将空气罐和废气门控制阀流体连接的供气通道安装在空气罐的下游；以及控制单元，其控制废气门控制阀和空气截止阀的操作。

空气截止阀可以由控制单元加以开/关控制。

空气截止阀可以在开启状态下切断供气通道，并在关闭状态下开启供气通道。

空气截止阀可以是电磁阀。