[发明专利]发动机系统和使用该发动机系统的控制方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求于2016年9月20日提交于韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2016-0120286的优先权的利益，该专利申请的全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

本公开涉及一种发动机系统和使用该发动机系统的控制方法，并且更具体地，涉及能够降低残留在配备有废气再循环系统的发动机中的进气管线中的废气浓度的发动机系统和使用该发动机系统的控制方法。

背景技术

通常，废气中包含的氮氧化物(NOx)可能引起环境问题以及对眼睛和呼吸器官的刺激。NOx被规定为空气污染物，并且正在进行研究以减少NOx的排放。

废气再循环(EGR)系统是安装在车辆中以便减少废气的系统。通常，在空气与气体混合物的比例大的情况下NOx增加，因此平稳地实施燃烧。因此，废气再循环系统是将从发动机排放的废气的一部分(例如，5％至20％)与气体混合物再次混合的系统，以便减少气体混合物中氧的量并阻止其燃烧，从而减少NOx的产生。

作为废气再循环系统的类型，存在通过延迟点火正时并降低空燃比，来减少颗粒材料(PM)和碳氢化合物(HC)以及NOx的热废气再循环系统(热EGR系统)，以及通过冷却再循环废气并降低燃烧室中的温度来阻止燃烧的冷却废气再循环系统(冷却EGR系统)。

EGR率是指通过废气再循环系统引入发动机的再循环气体的量与引入发动机的空气(新鲜空气+再循环气体)总量的比率。当EGR率增加时，供应到燃烧室中的氧气浓度降低，使得燃烧温度降低，并且氮氧化物的量减少。然而，当再循环废气的量增加时，发动机的输出和燃料经济性可能劣化。相反，当EGR率降低时，供应到燃烧室中的氧气浓度增加，使得燃烧温度升高，并且氮氧化物的量增加。因此，需要适当地控制再循环废气的量。

此外，在发动机关闭之后，再循环废气残留在再循环气体和新鲜空气流经的进气流路中。进一步地，当发动机再次启动时，残余气体被引入发动机的燃烧室中，并且在这种情况下，在发动机的燃烧室中可能发生诸如爆震或提前点火的异常燃烧的问题。

在该背景部分中公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，并且因此其可能包含不形成在该国家对于本领域普通技术人员而言已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开致力于提供一种发动机系统和使用该发动机系统的控制方法，其能够降低在发动机关闭之后，残留在进气流路中的残余废气的浓度，再循环气体和新鲜空气流经该进气流路。

本公开还致力于提供一种发动机系统和使用该发动机系统的控制方法，其能够防止诸如爆震或提前点火的异常燃烧的发生，并且通过去除残留在进气管线中的残余气体，来精确地控制EGR率。

本公开的示例性实施例提供一种发动机系统，其包括：进气管线，要供应到发动机的燃烧室中的新鲜空气流经进气管线；排气管线，从燃烧室排放的废气流经排气管线；EGR系统，其使从燃烧室排放的废气的一部分再循环到燃烧室；涡轮增压器，其包括设置在排气管线中并通过从燃烧室排放的废气而旋转的涡轮，以及设置在进气管线中并与涡轮的旋转连动地旋转的压缩器；进气旁通管线，其在压缩器的后端处从进气管线分支，并且在压缩器的前端处合并到进气管线中；再循环阀，其安装在进气旁通管线和进气管线合并在一起的位置处；以及控制器，其控制打开和关闭再循环阀的操作，使得由压缩器压缩的进气的一部分通过进气旁通管线在压缩器的前端处供应到进气管线中，或者进气通过进气旁通管线供应到燃烧室中。

控制器可以在松油门踏板(tip-out)时控制并打开再循环阀，使得由涡轮增压器的压缩器压缩的进气的一部分在压缩器的前端处供应到进气管线中。

控制器可以计算在发动机关闭之后残留在压缩器和燃烧室之间的进气管线中的残余废气量，并且当残余废气量大于预设量时，当发动机再次启动时，控制器可以控制并打开再循环阀。

控制器可以基于EGR率和进气管线的容积，计算残余废气量。

再循环阀可以设置在中间冷却器的进口或出口处，中间冷却器在压缩器的后端处设置在进气管线中。

本公开的一些示例性实施例提供一种控制发动机的方法，该方法包括以下步骤：通过控制器计算在发动机关闭之后残留在涡轮增压器的压缩器和进气歧管之间的进气管线中的残余废气量；以及通过控制器，基于残余废气量，控制打开和关闭安装在进气旁通管线中的再循环阀的操作，进气旁通管线在燃烧室的前端处从进气管线分支，并且在涡轮增压器的压缩器的前端处合并到进气管线中。