CN101230814A - 发动机的排气回流控制装置 - Google Patents

发动机的排气回流控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101230814A
CN101230814A CNA2008100040662A CN200810004066A CN101230814A CN 101230814 A CN101230814 A CN 101230814A CN A2008100040662 A CNA2008100040662 A CN A2008100040662A CN 200810004066 A CN200810004066 A CN 200810004066A CN 101230814 A CN101230814 A CN 101230814A
Authority
CN
China
Prior art keywords
exhaust gas
egr
motor
gas flow
catalyzer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2008100040662A
Other languages
English (en)
Inventor
山冈士朗
大畠英一郎
久保淳
德安升
大槻利树
星加浩昭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of CN101230814A publication Critical patent/CN101230814A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/35—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for cleaning or treating the recirculated gases, e.g. catalysts, condensate traps, particle filters or heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/45—Sensors specially adapted for EGR systems
    • F02M26/46—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition
    • F02M26/47—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition the characteristics being temperatures, pressures or flow rates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/49—Detecting, diagnosing or indicating an abnormal function of the EGR system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0065—Specific aspects of external EGR control
    • F02D41/0072—Estimating, calculating or determining the EGR rate, amount or flow
    • F02D2041/0075—Estimating, calculating or determining the EGR rate, amount or flow by using flow sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/06—Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • F02M26/28—Layout, e.g. schematics with liquid-cooled heat exchangers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

提供一种发动机的排气回流控制装置，防止设置于EGR流路中的EGR传感器被排气中的污损物质污损。对应于该催化剂的状态，适当控制EGR传感器的状态。由此，无论EGR传感器处于EGR流路中的何种环境，都难以受排气中污损物质的影响，可以防止EGR气体的检测精度的降低。也可以从设置于主排气通路的催化剂的下游使EGR气体回流。

Description

发动机的排气回流控制装置
技术领域
本发明涉及内燃机的废气回流(以后称为EGR)控制装置，尤其涉及在EGR通路中具备检测EGR量的EGR传感器的技术。
背景技术
在柴油发动机等稀薄混合气发动机(lean burn engine)中，公知有精密控制工作缸内的废气回流率(EGR率)，对应于发动机的运转条件等，降低从发动机排出的煤烟或NOx(氮氧化物)的技术。
为了精密检测或控制EGR流量，在EGR流路中配置检测EGR流量的EGR传感器的技术，例如在日本特开2006-214275号公报、日本特开2005-140024号公报、日本特开2006-316706号公报等中被公开。
另外，在设于EGR通路的EGR冷却器的上游设置催化剂，捕捉废气中的碳等的技术被公开(例如日本特开2003-65162号公报、日本特开2005-248777号公报、日本特开2000-249003号公报)。
专利文献1：日本特开2006-214275号公报
专利文献2：日本特开2005-140024号公报
专利文献3：日本特开2006-316706号公报
专利文献4：日本特开2003-65162号公报
专利文献5：日本特开2005-248777号公报
专利文献6：日本特开2000-249003号公报
但是在上述文献所示的技术中存在以下问题。
在发动机的EGR流路中，由于包含于废气中的煤烟(碳)等，构成EGR流路的配管以及设置于配管内的暴露于废气中的设备污损或老化。特别是设置于EGR流路的EGR传感器，如果暴露于通路的传感器的流量检测部上附着有碳等被污损，则EGR传感器的检测精度下降。另外，在该传感器是利用EGR气体的流速计算流量的类型的情况下，如果EGR流路内堆积有碳等，则配管内径变窄，其结果是产生不能根据流速正确计算出EGR流量的问题。
发明内容
本发明鉴于所述课题，目的在于提供在EGR流路内具备EGR传感器的发动机中，防止污损物质进入流路内使得EGR传感器的EGR流量检测精度下降的技术。
另外，另一个目的是即使在EGR传感器的EGR流量检测精度下降了的状态下，也可以尽量根据传感器信号稳定地实施EGR控制。
另外，另一个目的是不会因EGR传感器的错误信号使EGR***动作。
本发明为了解决上述目的中的至少一个，在检测通过EGR流路的EGR量的EGR传感器的上游，设有净化EGR气体或排气的催化剂。本发明中由于只要该催化剂处于活性状态，就会净化EGR气体或废气的污损物质，因此可以防止EGR传感器的污损。
还有在另外的发明中，对应于该催化剂的状态，适宜控制EGR***的状态。此时，EGR传感器优选具备流量测定模式和污损保护模式。具体来说，例如在催化剂处于非活性状态下，控制为从飞散的污损物质中保护传感器自身的污损保护模式(例如，输出停止状态或用于燃烧污损物质的加热器的加热状态)；如果催化剂变为活性状态，控制为进行流量检测的流量测定模式。由此，EGR传感器不管处于EGR流路中的哪种环境下，都不易受废气的污损物质的影响，可以防止EGR气体的检测精度的降低，因此可以防止发动机燃烧状态的恶化以及排气的恶化。
根据以上说明的本发明，在EGR传感器上游具备净化EGR气体中的污损物质的催化剂，不易受废气的污损物质的影响，可以防止EGR气体的流量检测精度的降低。由此可以防止发动机燃烧状态的恶化，防止排气的恶化。
附图说明
图1是本发明第一实施例中的发动机的排气净化装置的构成图；
图2是本发明第一实施例中的EGR传感器的测定方式(热线式)的概念图；
图3是表示本发明第一实施例中的EGR流量传感器以及催化剂的状态图的一个例子；
图4是本发明第一实施例中的EGR流量传感器的控制流程图的一个例子；
图5是本发明第一实施例中的EGR流量传感器以及催化剂的控制流程图的一个例子；
图6是本发明第二实施例中的发动机的排气净化装置的构成图；
图7是表示本发明第二实施例中的EGR流量传感器以及催化剂的状态图的一个例子；
图8是本发明第二实施例中的EGR流量传感器的控制流程图的一个例子；
图9是本发明第二实施例中的EGR流量传感器以及催化剂的控制流程图的一个例子；
图10是本发明第三实施例中的发动机的排气净化装置的构成图；
图11是本发明第四实施例中的发动机的排气净化装置的构成图；
图12是表示本发明第四实施例中的EGR流量传感器以及催化剂状态图的一个例子；
图13是本发明第四实施例中的EGR流量传感器的控制流程图的一个例子；
图14是本发明第四实施例中的EGR流量传感器以及催化剂的控制流程图的一个例子。
图中，
1-加速器开度传感器；2-气流传感器；3-λ传感器；5-注入器；6(a)-叶轮机；6(b)-压缩机；7-排气催化剂；8-ECU；9-EGR流路；10-EGR冷却器；11-EGR流量控制阀；12-EGR流量传感器；13-节流阀；14-吸气压传感器；15-燃料泵；16-中间冷却器(intercooler)；17-空气净化器；18-燃烧室；19-发动机；20-吸气通路；21(a)-催化剂诊断用传感器上游侧；21(b)-催化剂诊断用传感器下游侧；22-燃料配管。
具体实施方式
以下，结合附图说明本发明的实施方式。
图1是表示本发明的第一实施例的发动机的构成图。图1中的19是发动机。从发动机19的上游开始，配置有空气净化器17、气流传感器2、增压器的压缩机6(b)、中间冷却器16、调整吸入空气量的节流阀13、吸气通路20、燃料喷射阀(以下称为注入器)5。本实施例的吸入空气量控制装置是所述压缩机6(b)、中间冷却器16、节流阀13。吸入空气量检测装置是气流传感器2。注入器5是向燃烧器18直接喷射燃料的形式。节流阀13优选电子控制节流阀，通过电执行器驱动节流阀。在本实施例中，吸气通路20中配置有吸气压传感器14，检测吸气通路20内的压力，通过对应于吸气压来修正气流传感器2的输出，由此可以进行更精密的吸气量控制。在排气管上设置有：测量从发动机排出的废气的空燃比的λ传感器3(也称O2传感器)；使排气再循环向吸气通路20的EGR流路9；以发动机冷却水作为催化剂，在回流废气与发动机冷却水之间进行热交换，冷却回流气体的EGR冷却器10；以及EGR流量控制阀11。另外本发明的特征在于，在该EGR流路9中，配置有检测EGR流量的EGR流量传感器12以及EGR催化剂23。因为该EGR流量传感器12的响应性需要在各运转条件下的至少1个循环以内的检测周期，所以优选采用热线式流量传感器(在废气流中放置电阻体，使电流流经该电阻，通过电流的变化检测由废气吸收的热量，由此测量废气的流量)或电磁式流量传感器(是应用法拉第电磁感应定律的测定器，通过使废气在磁场中流动来测定废气中产生的电动势。具体来说是在废气流路的管内设置电极，通过产生的电动势按照弗莱明右手定则使在作为导电气体的废气中流动的电流通过该电极而进行测量，根据废气的平均流速与电动势的关系求出废气流量)。关于该热线式传感器的详细原理，后面利用图2进行叙述。
配置EGR催化剂23的目的是用于防止EGR流路9的污损，优选三元催化剂或氧化催化剂之类的基于氧化或还原反应的净化催化剂。另外如图1所示，优选配置于EGR冷却器10的上游。
从注入器5对应于由加速器开度传感器1的踏入量信号α等计算的目标发动机转矩喷射一定的燃料量。
根据节流阀13的开度信号θtp、EGR流量控制阀11的开度信号θEGR、压缩机6(b)的增压Ptin、λ传感器3的输出值等，对燃料喷射量进行适当修正。另外λ传感器3只要是可以推定缸内氧浓度的传感器，也可以使用氧传感器(O2传感器)或CO2传感器等。
8是发动机控制单元(以下称为ECU)。对应于加速器踏入量(也称为加速器开度)α或制动器状态等用户要求、车速等车辆状态、发动机冷却水温或排气温度等发动机运转条件，决定发动机19的燃烧模式或控制量等。在本发明中，对应于EGR催化剂23的活性化状态，将EGR流量传感器12的输出的处理状态设为污损保护模式、或使信号无效等、或根据EGR流量传感器12的输出信号计算EGR流量控制阀11的开度控制信号并输出。在污损保护模式中，如后所述，也包括向EGR流量传感器12的传感器元件通高电流，使附着于元件上的污损物质烧掉的模式。
通过该构成，可以防止由于从柴油发动机19等排出的PM(粒状物质)等引起的EGR流路9、进而吸气通路20、EGR流量控制阀11、节流阀13的污损，可以谋求发动机的高耐久化。
接着利用图2，作为本发明的EGR传感器采用的测定原理的代表例，说明热线式流量传感器的原理。该方式利用两个发热电阻体，一个是检测被测定气体温度的测温电阻体，另一个设定为温度比测温电阻体高(实际应用温度：200～300℃左右)，并且控制两者之间的温度差，使其总保持一定。构成如图2(a)所示，形成热线27以及导线28；如图2(b)所示，在控制电路中，一面控制两者温度，一面根据此时的电流控制状态检测吸入的气体量。像这样的热式结构，输出相对于气体流量变化的响应性优越，目前，汽车用的吸气流量计大部分使用该热式流量计。
另一方面，不管是用于吸气或用于排气的哪一种环境中的流量计，都存在着污损造成的输出特性变差的重大课题。特别是如果PM等污损物质附着于该热线27，结果会使传感器的输出发生较大变化，不能正确检测气体量。因此，为了防止该污损，在本发明的EGR流量传感器12中，作为污损保护模式，进行暂时使热线27的温度上升到烧掉PM的温度的控制。由此，烧去附着的PM等污损物质，并且可以防止新的污损物质的附着。此时热线27的温度优选上升至600℃以上，但是根据发动机的种类并不限于此。
若进行如此的保护模式的控制，则处于保护模式中时，由于EGR流量传感器12的输出会暂时变得不稳定，因此不适合气体流量检测。另外由于难以避免所有的污损物质，因此基本上在EGR催化剂23的活性状态下，有必要尽可能净化污损物质。
图3表示在本发明的第一实施例中，EGR传感器进入保护模式时的图的一个例子。如上所述，在EGR流量传感器12的热线27上附着有污损物质的状态时，有必要使热线27的温度暂时上升到烧掉PM的温度。因此在本发明的发动机中，通过进行如图3的控制，防止EGR流量传感器12的污损劣化。
首先，图中的线L1是热线27的表面温度，L2是ECU8内判定的EGR流量传感器12的状态图，L3是EGR催化剂23的温度图。首先在发动机启动时，因为EGR催化剂23的温度低，处于非活性状态(没有点火(light-off))，所以不能净化发动机排气中的污损物质。因此如L1、L2那样，EGR流量传感器12形成污损保护模式，使热线27的温度上升至优选600℃以上。由此烧去附着于热线27表面的污损物质，并且可以防止该模式中的污损物质附着。之后伴随着发动机运转时间的经过，EGR催化剂23的温度如图L3那样上升，开始点火。此时，由于EGR催化剂23的净化还不充分，EGR流量传感器12还处于保护模式。之后，如果EGR催化剂23的点火结束，因为可进行排气净化，所以如L2那样EGR流量传感器12被设定为测定模式，使热线27的表面温度变化为适合测定的温度。即，通过ECU控制热线27，将其控制成使EGR催化剂23在非活性状态期间作为加热器发挥作用的高电流流通状态，如果EGR催化剂23变为活性状态，将其控制成作为传感器发挥作用所需要的低电流流通状态。
图4作为图3的详细说明，表示EGR催化剂23的温度控制流程图。首先在框1001s中，读取搭载了发动机19的车辆速度Vc、加速器开度α、发动机运转状态等，推定当前的EGR催化剂23的温度(框1002s)。进入框1003s，在判定为催化剂的点火结束时，解除EGR流量传感器12的保护模式，开始气体流量检测(框1004s)，用于发动机控制。在点火没有完成时，说明EGR催化剂23的温度还没有达到能够净化污损物质的水平，因此进入框1005s进行升温控制(继续)，一直继续直到判定为成为点火温度为止。
即通过采取这样的流程，可以很好地解除EGR流量传感器12的污损劣化，可以进行正确的EGR气体流量检测。
接着，关于该EGR催化剂23的劣化判定方法，图5表示其流程图。如果EGR催化剂23劣化，则由于会引起EGR流路9以及其他元件等的污损，因此有必要正确判定其劣化。
如图5所示，EGR催化剂23的控制与图4相同，但是在框1003s中，在判定为EGR催化剂23已被点火时，在ECU8内检测出从发动机启动开始到EGR催化剂23的点火为止所需的时间，判定该时间是否长于规定值(框1006s)。如果在规定值以内，可以直接解除EGR流量传感器12的保护模式，开始气体流量检测(框1004s)，用于发动机控制。如果在判定为该时间长于规定值时，则判定为EGR催化剂23的点火时间变长，即催化剂劣化的可能性高。关于该判定结果，进行将其记录于ECU8内、或向用户发出警告等在车辆或发动机中规定的相应的处理。至少在不影响EGR流量传感器12的污损防止的情况下，可以继续发动机的运转。通过进行像这样的劣化判定，鉴于EGR催化剂23的状态，可以避免EGR流量传感器12上附着污损物质。
接着作为本发明的第二实施例，以下表示EGR催化剂采用DPF(柴油微粒过滤器)之类的吸附或吸留型的催化剂时的实施例。
首先图6表示本发明的第二实施例中的发动机的构成图。基本构成与第一实施例(图1)相同，但是配置的EGR催化剂24，为上述的DPF之类的吸附或吸留型的催化剂。该EGR催化剂24不具有所谓的点火特性，具有从低温时就可以吸附(吸留)规定量的污损物质的特性。并且关于PM等，还具有与第一实施例的催化剂构成相比，可以提高净化率的优点，就算在比较低的温度条件较多的发动机中，也可以防止EGR流量传感器12和EGR流路9等的污损。以下，表示该实施例中的EGR流量传感器12的控制方法。
图7表示在本实施例中，EGR传感器进入保护模式时的图的一个例子。图中的线L4是热线27的表面温度，L5是在ECU8内判定的EGR流量传感器12的状态图，L6是EGR催化剂23的温度图。在本实施例的构成中，就算在发动机启动时，EGR催化剂24也发挥作用，在催化剂内吸附(吸留)污损物质等。但是，由于在温度低的状态下净化率(吸附率)低，因此与第一实施例的情况相同，不能很好地净化发动机排气中的污损物质。因此，如L4、L5那样，EGR流量传感器12成为污损保护模式，使热线27的温度上升至优选600℃以上。由此，烧掉附着于热线27表面的污损物质，并且可以防止该模式中的污损物质附着。这期间，优选不实施基于EGR流量传感器12的流量检测。之后随着发动机运转时间的经过，EGR催化剂23的温度如L6那样上升，在时刻t1达到催化剂温度T1。该T1是EGR催化剂24的净化率达到规定值以上的温度。由此如L5那样，EGR流量传感器12被设定为测定模式，使热线27的表面温度变化为适合测定的温度。
图8作为图7的详细说明，表示EGR催化剂24的温度控制流程图。基本流程与第一实施例的情况(图4)相同，但是框1013s处的判定基准不同。框1013s为规定值以上的情况，可以判定EGR催化剂24的净化率在规定值以上，因此可以直接解除EGR流量传感器12的保护模式，开始气体流量检测(框1004s)，用于发动机控制。在处于规定值以下时，重复进行判定直到达到规定温度为止。即通过这样的流程，即使EGR催化剂24为吸附(吸留)型催化剂，也可以很好地解除EGR流量传感器12的污损劣化，能够进行正确的EGR气体流量检测。
接着，关于该EGR催化剂24的劣化判定方法，图9表示其流程图。如果吸附(吸留)型的EGR催化剂24劣化，则不仅会引起EGR流路9以及其他元件等的污损，还会发生EGR流路的压损等，有可能无法正确进行EGR流量控制，有必要正确判定该劣化。
如图9所示，在框1013s中，在判定为EGR催化剂24的温度在规定值以上时，可以直接解除EGR流量传感器12的保护模式，开始气体流量检测(框1014s)，用于发动机控制。此时，同时利用来自气流传感器2的输出值来计算EGR流量(框1015s)，判定其相差部分是否处于规定范围内(框1016s)。在发动机进行额定运转时，即使是基于空气流量传感器输出值的EGR流量计算值，也会有3％以内程度的误差，理论上，在框1016s内的计算结果无限接近于零。但是，EGR传感器的输出值由于EGR流路9的环境，处于比气流传感器2还要易于污损或劣化的状态。即，在该框1016s内的计算结果不在规定范围内时，表示EGR流量传感器12受到相当的污损，进而表明EGR催化剂24没有充分发挥功能。因此，从该结果诊断EGR催化剂24的劣化状态(步骤1017s)，可以进行处理。当然，根据该结果，使EGR流量传感器12再次进入保护模式，进行避免污损的控制也是本实施例的范畴。
图10表示本发明第三实施例的发动机的构成图。基本构成与第一、第二实施例(图1、图6)相同，但是EGR冷却器10的前后配置有旁通流路25以及控制阀26。这是由于在低温启动时，不通过EGR冷却器10的温度较高的EGR气体向吸气返回一定量，由此提高燃烧室18内的气体温度，促进燃料的气化特性，减少PM等的排气。在这样的构成中，EGR流量传感器12也可以对应于发动机运转条件以及控制阀26的控制量，正确检测EGR流量。此时的EGR催化剂23，优选采用三元催化剂或氧化催化剂之类的基于氧化或还原反应的净化催化剂，但是选择如DPF那样的吸附或吸留型的催化剂，也没有什么特别的问题。
图11表示本发明第四实施例的发动机的构成图。该实施例与到此为止的实施例的发动机构成不同，EGR流路9作为连接排气催化剂7之后和增压器的压缩机6(b)的流路而被配置。另外，调整吸入空气量的节流阀13被配置于紧挨着空气净化器17的下游且EGR流路9的吸气侧连通口的上游。由此，因为排气催化剂7可以发挥EGR催化剂的功能，所以不需要EGR催化剂，可以实现***的低成本化。此时的排气催化剂7的构成，为三元催化剂或氧化催化剂之类的基于氧化或还原反应的净化催化剂与DPF或NOx催化剂之类的吸附或吸留型的催化剂的组合。但是，使用单独一方，或是不同构成的催化剂，也不超出本发明的范畴。以后，本实施例的排气催化剂7记为净化催化剂(例如氧化催化剂)与吸附型催化剂(例如DPF)的组合的催化剂。另外，由于从发动机燃烧室18看到的直到气流传感器2的距离，与直到EGR流量传感器12的距离大致相等，因此气流传感器2也可以从***中卸下，但是因为这不是本发明想要解决的课题，所以省略详细说明。
图12是在本发明的第四实施例中，表示EGR传感器进入保护模式时的图的一个例子。首先，图中的线L7是热线27的表面温度，L8是在ECU8内判定的EGR流量传感器12的状态图，L9是EGR催化剂23的温度图。首先在发动机启动时，排气催化剂27的温度低，净化催化剂侧是非活性状态(没有点火)，不能净化发动机排气中的污损物质。因此，如L7、L8那样，EGR流量传感器12为污损保护模式，使热线27的温度上升至优选600℃以上。由此烧掉附着于热线27表面的污损物质，并且可以防止该模式中的污损物质附着。之后伴随着发动机运转时间的经过，EGR催化剂23的温度如L9那样上升，开始点火。此时由于EGR催化剂23的净化还不充分，所以EGR流量传感器12还处于保护模式。之后，如果EGR催化剂23的点火结束，则因为可以进行排气净化，所以如L8那样EGR流量传感器12被设定为测定模式，使热线27的表面温度变化为适合测定的温度。
此时图7中也有所表示，由于吸附催化剂侧从低温时就有一定程度的吸附性能，因此排气催化剂7低温时的净化特性对净化催化剂侧的特性来说最重要。由此，通过采取如上述的控制流程图，可以适当防止EGR流量传感器12的污损劣化。
本实施例中，排气催化剂7的状态影响EGR流量传感器12的污损劣化、进而影响EGR流量检测。因此，与第一以及第二实施例同样，有必要实施排气催化剂7的劣化诊断。
图13、图14表示排气催化剂7的劣化诊断流程图。其分别是净化催化剂、辞赋催化剂的劣化诊断流程，通过将其进行组合实施排气催化剂7的诊断。
首先，图13表示净化催化剂侧的劣化诊断。基本上与图5所示的EGR催化剂23的诊断流程相同。首先在框1021s中，读取搭载了发动机19的车辆速度Vc、加速器开度α、发动机运转状态等，推定现在的排气催化剂7的温度(框1022s)。进入框1023s，在点火没有结束时，由于排气催化剂7的温度还没有达到能够净化污损物质的水平，因此进入框1026s进行升温控制(继续)，一直继续进行升温控制直到判定为达到点火温度为止。在框1023s中，在判定为排气催化剂7已点火时，在ECU8内检测出从发动机启动开始到排气催化剂7的点火所需的时间，判定该时间是否长于规定值(框1024s)。如果在规定值以内，可以直接解除EGR流量传感器12的保护模式，开始气体流量检测(框1025s)，用于发动机控制。如果判定为该时间长于规定值，判定排气催化剂7的点火时间变长，即催化剂劣化的可能性高。关于该判定结果，进行在ECU8内进行记录、或者向用户发出警告等在车辆或发动机中规定的相应的处理(框1027s)。
接着利用图14，表示吸附催化剂侧的劣化诊断。在框1031s以及框1032s中，读取搭载了发动机19的车辆速度Vc、加速器开度α、发动机运转状态等，推定当前的排气催化剂7的温度。如果在框1033s中排气催化剂7的温度在规定值以上，由于可以判定排气催化剂7中的吸附催化剂侧的吸附率为规定值以上，因此直接解除EGR流量传感器12的保护模式，开始气体流量检测(框1034s)，用于发动机控制。如果在规定值以下，重复判定直到达到规定温度为止。此时，同时利用气流传感器2的输出值计算EGR流量(框1035s)，判定其相差部分是否处于规定范围内(框1036s)。在发动机进行额定运转时，由于基于空气流量传感器输出值的EGR流量计算值也会有3％以内程度的误差，所以理论上，在框1036s内的计算结果无限接近于零。但是，EGR传感器的输出值由于EGR流路9的环境，处于比气流传感器2还要易于污损或劣化的状态。即，在该框1036s内的计算结果不在规定范围内时，表示EGR流量传感器12受到相当的污损，进而表示排气催化剂7没有充分发挥功能。由此从该结果诊断排气催化剂7的吸附催化剂侧的劣化状态(步骤1037s)，进行处理。当然根据该结果，使EGR流量传感器12再次进入保护模式，进行壁面污损的控制也是本实施例的范畴。
以上，通过进行图13、图14所示的该种劣化判定，鉴于EGR催化剂23的状态，可以使EGR流量传感器12避免被污损物质污损。
以上通过上述四个实施例，例如EGR催化剂、EGR流量传感器、EGR冷却器被分别配置，但是它们也可以采取一体化构造，这也属于本发明的范畴。另外关于配置EGR流量传感器的位置，可以配置于EGR流路中，也可以配置于能够检测排气流量等的位置。
另外，不言而喻，传感器的检测方式不限于热线式，在超声波式或其他测定方式中，需要与本发明同样的控制的方式，全部属于本发明的范畴。
根据以上说明的各实施例，在EGR流量传感器的上游，具备对EGR气体中的污损物质进行净化的催化剂，通过对应于该催化剂的状态，通过适当控制EGR流量传感器的状态，无论EGR流量传感器处于EGR流路中的何种环境下，都难以受排气中污损物质的影响。可以防止EGR气体的流量检测精度的降低，进一步可以防止发动机的燃烧状态或排气的恶化。另外，通过实现稳定的燃烧状态，也可以改善燃料利用率。
本发明特别适用于柴油发动机，但是对于汽油发动机来说也可以适用于具备外部EGR***的发动机。另外，若是柴油发动机，不仅可以用于车辆用柴油发动机，也可以用于固定放置式的柴油发动机。

Claims (13)

1.一种发动机的排气回流***，其具备：
排气回流通路，其连通发动机的排气通路与吸气通路之间，用于使排气的一部分回流到所述吸气通路；
废气流量检测装置，其检测通过所述排气回流通路的废气流量；
废气回流量控制阀，其控制通过所述排气回流通路的废气流量；
催化剂，其设置于所述废气流量检测装置的上游，净化所述废气中的污损物质。
2.一种发动机的控制装置，其控制权利要求1所述的***，其中，
将与所述催化剂的状态相对应的信号作为输入之一，控制所述废气流量检测装置的动作状态。
3.如权利要求2所述的发动机的控制装置，其中，
在所述催化剂处于非活性状态时，禁止所述废气流量检测装置进行废气流量检测动作。
4.如权利要求2所述的发动机的控制装置，其中，
在所述催化剂处于非活性状态时，控制所述废气流量检测装置使其处于污损保护模式。
5.如权利要求2至4中任意一项所述的发动机的控制装置，其中，
在所述催化剂处于活性状态时，控制所述废气流量检测装置使其处于流量检测模式。
6.如权利要求2所述的发动机的控制装置，其中，
在诊断为所述催化剂发生故障时，禁止所述废气流量检测装置进行废气流量检测动作。
7.如权利要求2所述的发动机的控制装置，其中，
在诊断为所述催化剂发生故障时，控制所述废气流量检测装置使其处于污损保护模式。
8.如权利要求2至7中任意一项所述的发动机的控制装置，其中，
所述废气流量检测装置具有暴露于废气气流中的热线电阻，根据该热线电阻的变化检测废气的流量。
9.如权利要求2至7中任意一项所述的发动机的控制装置，其中，
所述废气流量检测装置根据所述废气流量控制阀前后的压力差计算废气流量。
10.如权利要求2至7中任意一项所述的发动机的控制装置，其中，
所述废气流量检测装置是超声波式的流量检测装置。
11.如权利要求1所述的发动机的排气回流***，其中，
在所述废气回流通路具备控制废气温度的废气温度控制装置。
12.如权利要求1所述的发动机的排气回流***，其中，
在所述废气温度控制装置内的暴露于所述废气回流通路的部分配置有所述废气流量检测装置。
13.如权利要求1所述的发动机的排气回流***，其中，
在所述废气温度控制装置的下游的所述废气回流通路内配置有所述废气流量检测装置。
CNA2008100040662A 2007-01-26 2008-01-18 发动机的排气回流控制装置 Pending CN101230814A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007015734A JP2008180185A (ja) 2007-01-26 2007-01-26 エンジンの排気還流制御装置
JP2007015734 2007-01-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101230814A true CN101230814A (zh) 2008-07-30

Family

ID=39246785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2008100040662A Pending CN101230814A (zh) 2007-01-26 2008-01-18 发动机的排气回流控制装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7681560B2 (zh)
EP (1) EP1950406A2 (zh)
JP (1) JP2008180185A (zh)
CN (1) CN101230814A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102733950A (zh) * 2012-06-27 2012-10-17 联合汽车电子有限公司 汽油机电喷管理***废气再循环***总成流量诊断方法
CN103225560A (zh) * 2012-01-31 2013-07-31 万国引擎知识产权有限责任公司 NOx控制
CN104603414A (zh) * 2012-09-13 2015-05-06 康明斯知识产权公司 用于火花点燃式气体燃料发动机的排气***

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006004468A1 (en) * 2004-07-02 2006-01-12 Volvo Technology Corporation Internal combustion engine exhaust gas system
JP2008180185A (ja) * 2007-01-26 2008-08-07 Hitachi Ltd エンジンの排気還流制御装置
JP2009008463A (ja) * 2007-06-27 2009-01-15 Hitachi Ltd 排気ガス再循環ガス流量測定装置および測定方法
US8132407B2 (en) * 2008-04-03 2012-03-13 GM Global Technology Operations LLC Modular exhaust gas recirculation cooling for internal combustion engines
DE102009018525B4 (de) * 2009-04-24 2015-03-05 Pierburg Gmbh Abgasrückführsystem für einen Verbrennungsmotor
DE102009018526B4 (de) * 2009-04-24 2015-03-05 Pierburg Gmbh Abgasrückführsystem für einen Verbrennungsmotor
JP5043899B2 (ja) 2009-07-27 2012-10-10 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関のｅｇｒ流量制御装置
DE102009051028B4 (de) * 2009-10-28 2017-12-07 Audi Ag Antriebsaggregat sowie Verfahren zum Betreiben eines Antriebsaggregats
US8504278B2 (en) * 2009-10-29 2013-08-06 GM Global Technology Operations LLC Method and system for detecting a fault during catalyst light-off
US9020739B2 (en) * 2009-11-11 2015-04-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for internal combustion engine having an external exhaust gas recirculation system
GB2475317B (en) * 2009-11-16 2015-03-18 Gm Global Tech Operations Inc Method for operating a diesel engine system
JP5081260B2 (ja) * 2010-02-15 2012-11-28 日本特殊陶業株式会社 ガスセンサ制御装置及びガスセンサ制御方法
US8001779B2 (en) * 2010-03-24 2011-08-23 Ford Global Technologies, Llc Hybrid high-pressure low-pressure EGR system
US8281576B2 (en) * 2010-05-12 2012-10-09 Ford Global Technologies, Llc Diesel particulate filter control
US8146352B2 (en) 2010-05-12 2012-04-03 Ford Global Technologies, Llc Diesel particulate filter control
US8528530B2 (en) 2010-06-30 2013-09-10 General Electric Company Diesel engine system and control method for a diesel engine system
US9976499B2 (en) 2010-09-23 2018-05-22 General Electric Company Engine system and method
US9163574B2 (en) * 2011-05-24 2015-10-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Sensor characteristic correction device
US8616186B2 (en) 2011-07-05 2013-12-31 Ford Global Technologies, Llc Exhaust gas recirculation (EGR) system
US9157390B2 (en) * 2011-09-21 2015-10-13 GM Global Technology Operations LLC Selective exhaust gas recirculation diagnostic systems and methods
US10066564B2 (en) 2012-06-07 2018-09-04 GM Global Technology Operations LLC Humidity determination and compensation systems and methods using an intake oxygen sensor
US9249764B2 (en) 2012-03-06 2016-02-02 GM Global Technology Operations LLC Engine control systems and methods with humidity sensors
US9932917B2 (en) 2012-03-21 2018-04-03 GM Global Technology Operations LLC Exhaust gas recirculation control systems and methods
US9341133B2 (en) 2013-03-06 2016-05-17 GM Global Technology Operations LLC Exhaust gas recirculation control systems and methods
US9228524B2 (en) 2013-08-15 2016-01-05 GM Global Technology Operations LLC Static and dynamic pressure compensation for intake oxygen sensing
US10001087B2 (en) * 2014-03-19 2018-06-19 Anthony Stephen Hanak EGR power module and method of use thereof
US10151280B2 (en) * 2014-03-19 2018-12-11 Anthony Stephen Hanak EGR power module and method of use thereof
MX2018010594A (es) * 2016-03-02 2019-05-16 Watlow Electric Mfg Susceptor para uso en un sistema de flujo de fluido.
US10690072B2 (en) 2016-10-19 2020-06-23 Ford Global Technologies, Llc Method and system for catalytic conversion
FR3103857A1 (fr) * 2019-11-28 2021-06-04 Faurecia Systemes D'echappement Dispositif d’acheminement de gaz d’échappement, notamment pour une ligne de recirculation
FR3104213B1 (fr) * 2019-12-05 2022-01-07 Faurecia Systemes Dechappement Dispositif de refroidissement d’un organe de mesure de débit pour une ligne de recirculation de gaz d’échappement
FR3107565B1 (fr) * 2020-02-26 2024-02-16 Psa Automobiles Sa Procédé de correction en phase transitoire des paramètres d’injection de carburant d’un moteur thermique muni d’une vanne egr

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9717034D0 (en) * 1997-08-13 1997-10-15 Johnson Matthey Plc Improvements in emissions control
US6125801A (en) * 1997-11-25 2000-10-03 Mendler; Edward Charles Lean-burn variable compression ratio engine
JP3937635B2 (ja) 1999-03-01 2007-06-27 いすゞ自動車株式会社 排気ガス浄化機能付きｅｇｒクーラー
GB9913732D0 (en) * 1999-06-15 1999-08-11 Johnson Matthey Plc Improvements in emissions control
JP3552645B2 (ja) * 2000-05-17 2004-08-11 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
JP3555559B2 (ja) * 2000-06-19 2004-08-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
JP2003065162A (ja) 2001-08-22 2003-03-05 Toyota Motor Corp Ｅｇｒシステム
JP4192763B2 (ja) 2003-11-07 2008-12-10 株式会社日立製作所 電子式ｅｇｒガス制御装置
JP2005248777A (ja) 2004-03-03 2005-09-15 Toyota Motor Corp Ｅｇｒシステム
JP4186899B2 (ja) * 2004-09-30 2008-11-26 株式会社日立製作所 排気還流制御装置
JP2006125247A (ja) * 2004-10-27 2006-05-18 Hitachi Ltd エンジンの排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化装置
JP2006214275A (ja) 2005-02-01 2006-08-17 Hitachi Ltd 内燃機関の排気還流装置
JP4270155B2 (ja) * 2005-04-08 2009-05-27 トヨタ自動車株式会社 排気浄化触媒の熱劣化状態検出装置
JP2006316706A (ja) 2005-05-13 2006-11-24 Hitachi Ltd 内燃機関の排気ガス還流装置及び制御方法
US7296562B2 (en) * 2006-03-30 2007-11-20 Caterpiller Inc. Control system and method for estimating turbocharger performance
JP4797880B2 (ja) * 2006-04-25 2011-10-19 株式会社デンソー 内燃機関用排気ガス浄化装置
JP2008180185A (ja) * 2007-01-26 2008-08-07 Hitachi Ltd エンジンの排気還流制御装置
US8001778B2 (en) * 2007-09-25 2011-08-23 Ford Global Technologies, Llc Turbocharged engine control operation with adjustable compressor bypass

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103225560A (zh) * 2012-01-31 2013-07-31 万国引擎知识产权有限责任公司 NOx控制
CN102733950A (zh) * 2012-06-27 2012-10-17 联合汽车电子有限公司 汽油机电喷管理***废气再循环***总成流量诊断方法
CN102733950B (zh) * 2012-06-27 2015-07-08 联合汽车电子有限公司 汽油机电喷管理***废气再循环***总成流量诊断方法
CN104603414A (zh) * 2012-09-13 2015-05-06 康明斯知识产权公司 用于火花点燃式气体燃料发动机的排气***

Also Published As

Publication number Publication date
US20080178853A1 (en) 2008-07-31
US7681560B2 (en) 2010-03-23
JP2008180185A (ja) 2008-08-07
EP1950406A2 (en) 2008-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101230814A (zh) 发动机的排气回流控制装置
JP5833864B2 (ja) 内燃機関の排ガス処理方法および排ガス処理制御システム
US6947831B2 (en) Pressure sensor diagnosis via a computer
CN103261609B (zh) NOx净化率降低原因诊断装置
JP4122849B2 (ja) 触媒劣化検出装置
US7357822B2 (en) Filter control apparatus
US7797927B2 (en) Method for control of exhaust gas purification system, and exhaust gas purification system
JP4553363B2 (ja) パティキュレート量の測定装置、パティキュレート量の測定方法、及び排気浄化装置
US7578123B2 (en) Exhaust cleaning device of diesel engine
US7610749B2 (en) Exhaust gas cleaning apparatus having particulate collector for use in automotive vehicle
JP4929261B2 (ja) エンジンの制御装置
US20100242443A1 (en) Exhaust aftertreatment device
WO2006132364A1 (ja) エンジンの排気浄化装置
US7478553B2 (en) Method for detecting excessive burn
JP2004516417A (ja) 二次空気が吸込まれる内燃機関及び二次空気供給装置の制御方法
JP2016142155A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
US20070256408A1 (en) Particulate Matter Remaining Amount Estimating Method for Particulate Filter and Particulate Filter Regenerating Method
US8756920B2 (en) Procedure and device for the increase in value of one dose arrangement
CN101429900B (zh) 用于控制柴油发动机的方法和设备
JP3908204B2 (ja) フィルタ制御装置
JP2008519194A (ja) 内燃エンジンに付属する排気路の触媒式コンバータの動作状態を制御するための装置およびその装置を具備するエンジン
CN100587234C (zh) 内燃机诊断设备和诊断包括废气净化部分的内燃机的方法
JP4092485B2 (ja) 排気ガス浄化触媒の劣化診断装置
JP4744529B2 (ja) 自動車の微粒子フィルタに存在する微粒子の量を推定する装置
KR20230098962A (ko) Ehc 라인 누설 진단 방법 및 차량 배기 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20080730