内燃机的排气再循环装置及其控制方法

内燃机的排气再循环装置及其控制方法

内燃机的排气再循环装置及其掌握方法专利名称:内燃机的排气再循环装置及其掌握方法技术领域:本创造涉及一种内燃机的排气再循环装置及其掌握方法。

背景技术:削减包含在内燃机排气中的量的已知技术是使一部分排气再循环至进气通路的技术。

例如,--2023-150319公开了一种内燃机的排气再循环装置,该排气再循环装置包括连接涡轮增压器的涡轮下游的排气通路和涡轮增压器的压缩机上游的进气通路的低压的高压通路,并且该排气再循环装置依据内燃机的工作状态通过在低压通路和高压通路之间切换或者通过使用两个通路来执行掌握。

结合装备有捕集包含在内燃机排气中的颗粒物质以下称为的颗粒过滤器以下称为过滤器的内燃^,已知假如沉积在过滤器上的量大于或等于预定的量则以强制的方式通过上升流入过滤器中的排气的温度借助于氧化来除去过滤器上沉积的下文将该处理称为再生处理的技术。

例如,--2023-343287公开了一种通过使来自内燃机的排气升温来执行过滤器的再生处理的技术,该升温通过关闭设置在过滤器下游的排气通路中的排气节气门以《更提高排气节气门上游的排气通路中的背压进而提高内燃机的负荷来实现。

装备有诸如过滤器等排气净扮装置的内燃机排气再循环装置通常具有这样的设计结构,其中低压通路连接至排气净扮装置下游的排气通6路,并且排气节气门设置在排气通路分支出低压通路的部位下游的排气通路中。

在这种设计结构中,例如,假如排气节气门被在关闭方向上操作以便执行过滤器的再生处理,则低压通路中的压力随着在排气节气门上游侧的排气通路中的背压的上升而增大。

因此,存在这样的可能,即设置在低压通路上的流量调整阀的调整精度将降低,从而经由低压通路再循环的气体的量将变得过大或过小。

因此,通常在相关技术的、具有上述设计结构的排气再循环装置中,排气经由低压通路的再循环在过滤器的再生处理执行期间被停止。

然而,在此状况下,在过滤器的再生处理期间,存在这样的可能,即不能向内燃机供应足够量的气体因而排放量将增加。

相反,在需要大量的发动机工作状态期间,也存在这样的可能,即将不行能执行过滤器的再生处理,因而过量的将沉积在过滤器上并会降低燃料经济性。

这一问题不仅会在排气节气门在过滤器再生处理的时刻被关闭的状况下发生,而且也会在例如排气节气门在催化剂快速预热的时刻被关闭、排气节气门被关闭以便操作排气制动器等等状况下发生。

创造内容在具有低压通路的排气再循环装置及其掌握方法中,本创造使制,同时保证这两种掌握的良好的自由度。

在本创造第一方面中的内燃机的排气再循环装置包括涡轮增压器,所述涡轮增压器具有在所述内燃机的排气通路上的涡轮和在所述内燃机的进气通路上的压缩机;低压通路,所述低压通路连接所述涡轮下游的所述排气通路和所述压缩机上游的所述进气通路;以及排气节气门,所述排气节气门在所述排气通路与所迷低压通路相连接的部位上游设置在所述排气通路上,并且转变所述排气通路的通道横截面积。

依据这种设计结构,由于低压通路连接至排气节气门下游的排气通路,所以即使排气节气门的开度转变,在排气节气门上游侧的排气通路中的背压的变化也不太可能影响在低压通路中的压力。

例如,在排气节气门,皮在关闭方向上操作的状况下,排气节气门上游的排气通路中的背压上升,但此背压上升不是通过在低压通路中的压力的上升来实现的。

从而,能以与排气节气门未被在关闭方向上操作的状况基本相同的方式掌握经由低压通路的排气再循环。

因此,依据前述设计结构,可以抑制或者基本上避开排气节气门开度掌握和经由4氐压通路的排气再循环掌握之一,皮另一个掌握影响的状况。

就是说,不管排气节气门开度掌握如何,都能执行经由低压通路的排气再循环掌握。

排气节气门开度转变的状况的例子包括当使用排气制动器作为帮助制动器时在关闭方向上操作排气节气门的状况。

在作为相关技术的其中低压通路连接至排气节气门上游的排气通路的设计结构中,在排气制动器工作期间排气节气门上游的排气通路中的背压的上升通过低压通路中的压力的上升来实现,因此经由低压通路的排气再循环有时不能适当地执行。

相反,依据本创造的第一方面,在排气制动器工作期间,连接至排气节气门下游的排气通路的低压通路中的压力不显著转变。

因此,可以通过以与排气制动器未被操作的状况基本相同的方式掌握经由低压通路的排气再循环来将所需量的气体再循环至进气通路。

假如本创造被应用于通过排气净扮装置例如从排气中除去颗粒物质或者未燃烧的燃料、等、氮氧化物、排气添加燃料等的氧化还原反应来执行排气后处理的设计结构中,则在本创造第一方面中的在所述涡轮下游和所述排气节气门上游的所述排气通路可设置排气净扮装置。

在如上所述的具有排气净扮装置的内燃机中,在有些状况下基于排气净扮装置关于排气后处理的要求来掌握排气节气门。

然而,在相关技术的8设计结构中,由于在排气节气门上游的排气通路中的背压在排气节气门掌握时刻的变化影响在低压通路中的压力,所以存在对于排气后处理的要求和对于经由低压通路的的要求的不能被同时满意状况。

例如为了快速地提高过滤器或催化剂的温度,存在排气节气门被在关闭方向上操作的状况。

在这种状况下,相关技术的设计结构经受在低压通路中的压力的上升,因此有时不行避开地停止经由低压通路的。

相反,依据本创造的第一方面,即使排气节气门的开度在关闭方向上转变,在低压通路中的压力的过度上升也被抑制。

因此,即使当排气节气门#皮在关闭方向上操作以快速地提高过滤器或催化剂的温度时,也可以执行经由低压通路的排气再循环以使所需量的气体再循环至进气通路。

在本创造的第一方面中,所述排气再循环装置还可包括低压阀,所述低压阀设置在所述低压通路上,并且转变所述低压通路的通道横截面积;以及掌握装置,所述掌握装置用于掌握所述低压阀,使得经由所述低压通路再循环至所述进气通路的排气以下,也称为低压气体,,的量达到预定的目标量。

在这种设计结构中,当所述排气节气门的开度被在关闭方向上掌握时,所述掌握装置可以掌握所述低压阀,使得所述低压气体的量达到所述预定的目标量。

所述预定的目标量是基于例如内燃机的工作条件或关于、等的排放规定值的要求确定的低压气体的量,并且是事先确定的。

通常,由于在低压通路中的压力变得过高,在通过低压阀调整低压气体中的精度降低。

因此,假如在低压通路中的压力过高时执行经由低压通路的掌握,则存在低压气体量变得比目标量过大或过小的可能。

因此,在构造成使得低压气体被从排气节气门上游的排气通路取出的、相关技术的排气再循环装置中,当低压通路中的压力由于排气通路中的背压在沿关闭方向操作排气节气门时上升而变得过高时,有时不行避开地通过完全关闭低压阀来停止经由低压通路的。

相反,依据本创造的第一方面,即使当在排气节气门上游的排气通路中的背压在沿关闭方向操作排气节气门时上升时,也抑制了与在排气节气门上游的排气通路中的背压的上升相关联的、低压通路中的压力的过度上升。

因此,由于即使当排气节气门被在关闭方向上掌握时调整通过低压阀的低压气体的精度也不降低,所以能适当地执行通过低压阀的低压气体的调整,使得低压气体量变得等于所述目标量。

就是说,能不受排气节气门开度掌握限制地执行经由低压通路的掌握。

本创造的第一方面能应用于包括从^^气中捕集的过滤器作为排气净扮装置的内燃机。

通常,所述过滤器装载有具有氧化力量的催化剂,被过滤器捕集并沉积在该过滤器上的由于在流入过滤器的排气的温度变高的发动机工作亦即高负荷工作状态期间的催化剂影响通过氧化被除去。

然而,假如过滤器的所谓连续再生不能执行的工作状态连续并且沉积在过滤器上的的量超过容许量,则执行以强制的方式上升过滤器的温度的升温处理,以执行通过氧化除去沉积的的再生处理。

作为用于执行再生处理的详细装置,内燃机装备有过滤器再生装置,该过滤器再生装置采纳通过关闭排气节气门来上升所述背压并增大内燃机的负荷从而使排气温度上升的方法。

假如在这种内燃机中低压通路如在相关技术的设计结构中那样连接至排气节气门上游的排气通路,则当关闭排气节气门以执行过滤器的再生处理时,随着排气通路中的背压的上升,在低压通路中的压力同时上升。

因此,在有些状况下,如上所述不能执行经由低压通路的掌握。

因此,在执行过滤器的再生处理时,不能执行所述低压。

另外还有另一限制,即当在需要大量的工作状态期间难以停止所述低压时,不能执行过滤器再生处理。

然而,假如本创造的第一方面应用于装备有过滤器再生装置的内燃机,则即使当过滤器再生装置在关闭方向上掌握排气节气门以执行再生处理时,也抑制了在低压通路中的压力的过度上升。

因此,抑制了在通过低压阀调整低压气体中的精度的降低,使得可以执行掌握,同时适当地朝目标量掌握低压气体量。

本创造的第一方面可应用于包括排气净化催化器作为排气净扮装置的内燃机,所述排气净化催化器具有相对于排气中的诸如碳氢化合物、一氧化碳等未燃烧的燃料部分以及通过排气燃料添加处理设置的添加的燃料、氮氧化物、硫氧化物等的氧化还原力量。

通常,催化剂需要被活性化以适当地显示出其氧化力量和还原力量。

用于活性化催化剂的各种条件是可想到的。

然而,通常通过将催化剂床温上升至预定的活性化温度以上来活性化催化剂。

因此,当催化剂的温度例如在内燃机冷启动等期间低时,有时执行以强制的方式上升催化剂温度的催化剂预热处理,以便尽可能快速地活性化催化剂。

在包括采纳与过滤器再生装置相类似地在关闭方向上掌握排气节气门的方法的催化剂预热装置作为执行催化剂预热的详细装置的内燃机中,假如如上所述使用相关技术的排气再循环装置的设计结构,则难以同时执行催化剂预热和经由低压通路的掌握。

然而,依据本创造的第一方面,即使排气节气门被在关闭方向上掌握时,由于能抑制低压阀的调整精度下降,所以能适当地执行经由低压通路的掌握。

本创造的其次方面是与第一方面的所述排气再循环装置相结合的内燃机的掌握方法,所述掌握方法包括当所述排气节气门的开度被在关闭方向上掌握时,掌握所述低压阀,使得经由所述低压通路再循环至所述进气通路的所述排气量达到预定的目标量。

本创造的前述和进一步的目的、特征和优点将从参照附图对实施例的以下说明中变得显而易见,其中相同的附图标记用于表示相同的元件,附图中图1是示出应用了依据一实施例的排气再循环装置的内燃机及其进气系统和排气系统的结构的示意图2是示出在本实施例中的低压装置和高压装置之间切换的图脊的示意图3是示出应用了相关技术的排气再循环装置的内燃机及其进气系统和排气系统的示意图4是示出表示依据本实施例的颗粒过滤器的再生处理以及低压阀和高压阀的开度掌握的例程的流程图。

详细实施例方式下面参照附图以示例性方式具体说明用于实施本创造的实施例。

结合实施例提及的部件的尺寸、材料、外形、相对布置等不是将本创造的技术范围仅限制在由这些部件的那些特征等限定的范围内,除非另作说明。

图1示出应用了依据一实施例的排气再循环装置的内燃机及其进气系统和排气系统的结构示意图。

图1所示的内燃才几1是具有四个气缸2的水冷四冲程柴油发动机。

进气管3和排气管4连接至内燃机1。

进气管3的中间部分设有其次进气节气门9,该其次进气节气门调整流入进气管3中的进气的量。

其次进气节气门9由电致动器打开和关闭。

其次进气节气门9上游的进气管3设有允许在进气和外界空气之间的热交换的中间冷却器8。

中间冷却器8上游的进气管3设有利用排气的能量作为驱动源工作的涡轮增压器5的压缩机壳体5。

压缩机壳体5上游的进气管3设有调整流入进气管3中的进气流量的第一进气节气门6。

该第一节气门6由电致动器打开和关闭。

第一节气门6上游的进气管3设有空气流量计7,该空气流量计输出与流入进气管3中的进气的流量相对应的信号。

利用空气流量计7测量内燃机1的进气量。

另一方面,排气管4的中间部分设有燃料添加阀,该燃料添加阀将燃料添加到流入排气管4中的排气中。

燃料添加阀17下游的排气管4设有涡轮增压器5的涡轮壳体5。

涡轮壳体5下游的排气管4设有排气净扮装置10。

排气净扮装置具有氧化催化剂12、设置在氧化催化剂12后续部分中的颗粒过滤器以下称为过滤器13。

过滤器13装载有储存还原型催化剂以下称为催化剂过滤器13捕集来自排气的颗粒物质以下称为。

当流进催化剂的排气中的氧浓度高时,催化剂储存来自排气的氮氧化物,而当流入催化剂中的氧浓度变低时,催化剂释^所储存的。

那时,假如在排气中存在诸如碳氢化合物、一氧化碳等还原组分,则从催化剂释放的被还原。

过滤器13配设有测量过滤器13上游侧和下游侧之间的压差的压差传感器。

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