CN113969845A - 控制车辆发动机***的方法 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种控制车辆发动机***的方法。在该方法中,控制器选择性地启用:废热回收模式,其中通过旁通阀来防止绕过EGR冷却器的废气汇合并且闭合EGR阀;EGR模式,其中通过旁通阀来防止流过EGR冷却器的多余废气汇合并且调整EGR阀的打开程度;复合模式,其中通过旁通阀来调整流过EGR冷却器的多余废气的量与绕过EGR冷却器的废气的量之间的比率并且调整EGR阀的打开程度;以及高输出模式,其中通过旁通阀防止流过EGR冷却器的多余废气汇合以被排出并且闭合EGR阀。
Description
技术领域
本公开涉及一种车辆发动机***,并且更具体地,涉及一种用于回收在发动机中产生的废热的废气再循环(EGR)技术。
背景技术
本节中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息并且可能不构成现有技术。
已经开发出各种方法来使用从发动机产生的废气中的热量。其中,存在当在冷状态下启动发动机时,通过用废气的热量增加发动机中的冷却剂的温度来较快地预热发动机的方法。
然而,在混合动力车辆的情况下,当驱动加热器以增加混合动力车辆内的空气温度时,必须在以尽可能低的速度操作发动机的同时增加加热器的温度。因此,在一些情况下,回收发动机中产生的废热的主要目的可旨在增加加热器的温度。
EGR装置是将废气中的一部分通过用于发动机的进气***再循环回燃烧室中的装置。汽油发动机中的EGR装置用于改善燃料效率。
前述内容仅旨在帮助理解本公开的背景,并且不旨在表示公开内容落入本领域技术人员已知的相关技术的范围之内。
发明内容
本公开提供一种控制车辆发动机***的方法,该方法能够通过较简单且较紧凑的配置来有效地执行回收在发动机中产生的废热的功能和EGR装置的EGR冷却器功能。该方法降低部件的数量和用于组装部件的工时,由此降低制造成本。此外,该方法改善车辆的燃料效率并且降低来自车辆内燃发动机的有害物质。
根据本公开的一方面,提供了一种控制车辆的发动机***的方法。具体地,该发动机***被配置为使得来自发动机的废气能够分开地(separately,单独地)流过EGR冷却器和旁通管,并且该发动机***包括:旁通阀,具有阀瓣,该阀瓣相对调整第一口(port)的打开程度和第二口的打开程度,其中第一口的打开程度被设置为调节通过旁通管的废气流,第二口的打开程度被设置为调节通过EGR冷却器的废气流;以及EGR阀,通过该EGR阀将流过EGR冷却器的废气的一部分供应到该发动机。该发动机***被配置为通过来自EGR冷却器的冷却剂来对加热器进行加热。在一种形式中,该方法包括:由控制器基于加速踏板的操作量来确定是否需要来自发动机的高输出;以及当需要高输出时,由控制器控制旁通阀的阀瓣使其完全打开第一口并阻挡第二口,并且闭合EGR阀,从而仅通过旁通管排出废气。
在该方法中,在确定是否需要高输出期间,当加速踏板的操作量指示WOT(wide-open throttle,完全打开节流阀)状态时或者当加速踏板的操作量具有预定参考值或更大时,可确定需要高输出。
在该方法中,当不需要发动机的高输出并且发动机冷却剂的温度低于预定参考温度时,可闭合EGR阀。
在该方法中,在闭合EGR阀的状态下,当车辆的加热器开启时,通过旁通阀的阀瓣可完全闭合第一口并且可完全打开第二口,从而可仅通过EGR冷却器来排出废气。
在该方法中,当不需要发动机的高输出、发动机冷却剂的温度等于或高于预定参考温度并且车辆的加热器关闭时,可通过旁通阀的阀瓣完全闭合第二口。
在该方法中,在通过旁通阀的阀瓣完全闭合第二口的情况下,当发动机在需要EGR的范围中操作时,可根据那时的EGR需求来调整EGR阀的打开程度。
在该方法中,当不需要发动机的高输出、发动机冷却剂的温度等于或高于预定参考温度并且车辆的加热器开启时,可在保持第一口和第二口二者都打开的状态的同时调整旁通阀的阀瓣的旋转角度,直到达到加热器的目标温度。
在该方法中,当不需要发动机的高输出、发动机冷却剂的温度等于或高于预定参考温度并且发动机在需要EGR的范围中操作时,可在保持第一口和第二口二者都打开的状态的同时调整旁通阀的阀瓣的旋转角度,直到实现用于发动机的目标EGR。
在该方法中,当不需要发动机的高输出、发动机冷却剂的温度等于或高于预定参考温度、车辆的加热器开启并且发动机在需要EGR的范围中操作时,由控制器将达到加热器的目标温度时的阀瓣的第一旋转角度与实现用于发动机的目标EGR时的阀瓣的第二旋转角度进行比较;由控制器确定阀瓣的第一旋转角度和第二旋转角度中的阀瓣的哪个旋转角度允许较大量的废气流过EGR冷却器;以及由控制器通过阀瓣的第一旋转角度和第二旋转角度中的阀瓣的所确定的旋转角度来调整阀瓣。
根据本公开,混合动力车辆发动机***包括:EGR冷却器组件,该EGR冷却器组件能够同时执行回收在发动机中产生的废热的功能以及EGR装置的EGR冷却器的功能;以及旁通阀,该旁通阀能够调整流过或绕过EGR冷却器的废气的量。该混合动力车辆发动机***可得到有效控制,由此改善车辆的燃料效率并降低来自车辆的内燃发动机的有害物质。
此外,根据本公开,当加热器操作时,EGR冷却器回收在发动机中产生的废热,并且所回收的热量对加热器进行加热。该热量的回收可改善加热器的加热功能,可减小驱动发动机以进行加热的次数和加热时间,并且可改善车辆的燃料效率。
此外,根据本公开,在用于EGR气体流动所需要的压差不足的情况下,可通过操作旁通阀来增加与EGR冷却器相比位于更上游的位置处的压力。因此,EGR气体的平稳供应可改善车辆的燃料效率,并且可消除采用压差阀来形成压差的需要,从而降低部件的数量和制造成本。
通过本文提供的描述,其他应用领域将变得显而易见。应当理解,描述和具体示例仅旨在用于说明的目的并且不旨在限制本公开的范围。
附图说明
为了本公开可被充分地理解,现在将参考附图描述以示例的方式给出的本公开的多种形式,在附图中:
图1是示出了本公开的一种形式中的混合动力车辆发动机***的配置的示图;
图2是示出了图1中的混合动力车辆发动机***的主要部分的示图;
图3是示出了图2中的主要部分的立体图;
图4是示出了用于连接图2中的第一催化转化器和第二催化转化器的结构的示图;
图5是沿着图2中的EGR冷却器组件上的线V-V截取的截面图;
图6是示出了本公开的一种形式中的处于废热回收模式的EGR冷却器组件中的废气流的示图;
图7是示出了本公开的一种形式中的处于EGR模式的EGR冷却器组件中的废气流的示图;
图8是示出了本公开的一种形式中的处于复合模式的EGR冷却器组件中的废气流的示图;
图9是示出了本公开的一种形式中的处于高输出模式的EGR冷却器组件中的废气流的示图;以及
图10是示出了根据本公开的另一种形式的控制混合动力车辆发动机***的方法的流程图。
本文描述的附图仅出于说明的目的并且不旨在以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
以下描述本质上仅是示例性的并且不旨在限制本公开、应用或用途。应当理解,贯穿附图,相同的附图标记指示相似或相同的零件和特征。
在下文中,将参照附图详细描述根据本公开的示例性形式的控制车辆发动机***的方法。
参考图1至图5,本公开的示例性形式所应用到的混合动力车辆发动机***包括:第一催化转化器1、第二催化转化器3、EGR冷却器7、旁通管9、EGR阀11和旁通阀13。第一催化转化器1和第二催化转化器3按顺序彼此邻近地安装成朝向用于发动机E的排放***。EGR冷却器7和旁通管9平行地安装在第二催化转化器3和与第二催化转化器3相比位于更下游的汇流单元5之间,以这种方式使得废气分开地流过EGR冷却器7和旁通管9中的每一者。EGR阀11被安装成调整流过EGR冷却器7并然后单独流向用于发动机E的进气***的废气的量。旁通阀13被安装成选择以下状态中的一种:使得被允许流过EGR冷却器7却然后不被允许流向发动机E的多余废气和流过旁通管9的废气一起汇合到汇流单元5中的状态,阻止流过EGR冷却器7的废气流入汇流单元5中的状态,以及阻止流过旁通管9的废气流入汇流单元5中的状态。
也就是说,混合动力车辆发动机***包括EGR冷却器7、EGR阀11和旁通阀13。EGR冷却器7在与催化转化器相比位于更下游的位置处冷却废气。EGR阀11调整要供应到用于发动机E的进气***的已冷却废气的量。旁通阀13确定是否允许流过EGR冷却器7并然后要排出而不供应到发动机E的多余废气以及绕过EGR冷却器7且然后要排出的废气汇合在一起,并且调整流过EGR冷却器7的多余废气的量与绕过EGR冷却器7的废气的量之间的比率,其中这些废气汇合在一起而排出。
第一催化转化器1通过涡轮增压器的涡轮15连接到用于发动机E的排放***。EGR阀11安装成通过涡轮增压器的压缩机17朝向用于发动机E的进气***供应废气。
也就是说,从发动机E流出的废气驱动涡轮增压器的涡轮15,并且然后依次流过第一催化转化器1和第二催化转化器3,由此过滤来自从发动机E流出的废气中的有害物质。此后,已净化的废气中的一些通过EGR冷却器7来冷却,然后流过EGR阀11,并且最后能够通过压缩机17而朝向用于发动机E的进气***流动。因此,废气被再循环回燃烧室中。
当然,根据旁通阀13的状态,允许流过EGR冷却器7但不流过EGR阀11的多余废气汇合到汇流单元5中,并且然后通过与排放相关的部件将这些气体排出到大气。
作为参考,流过图2中的EGR冷却器7的废气(EGR气体)通过EGR软管10供应到EGR阀11。
此外,根据旁通阀13的状态,还允许在流过第一催化转化器1和第二催化转化器3之后流过的是旁通管9而不是EGR冷却器7的废气汇合到汇流单元5中,并且然后通过与排放相关的部件将这些气体排出到大气中。
作为参考,与排放相关的部件是指对于车辆来说将废气从发动机排出到大气中通常所需要的部件,但是根据本公开,没有将这些部件提及为必要部件。与排放相关的部件包括***、排放管等。在图1中,示出了为与排放相关的部件的前***19、排放管21和主***23。
参照图1,来自发动机E的排放歧管的废气依次流过涡轮增压器的涡轮15、第一催化转化器1、第二催化转化器3、旁通管9、EGR冷却器7、汇流单元5和与排放相关的部件,并且然后被排出到大气。
在另一种形式中,第一催化转化器1可被配置成在不配备有涡轮增压器的自然吸气式发动机(natural aspirated engine)中直接连接到排放歧管。
EGR冷却器7安装成使得EGR冷却器7与从发动机E供应的冷却剂进行热交换,并且已加热的冷却剂然后通过加热器25再循环回到发动机E中。因此,通过EGR冷却器7从废气回收的热量被供应到加热器25。
也就是说,在混合动力车辆中,通过这种布置的冷却剂流动路径,由来自发动机E的废气携带的热能被回收,并且因此加热器25的温度较早且较容易地增加。因此,可容易且有效地满足用户对加热的需求。同时,对发动机E的驱动的需求可被最小化。因此,可实现车辆的加热功能的改善和燃料效率的改善二者。
在相关技术中,为了相同的目的,用于回收在发动机E中产生的废热的装置被分开采用。然而,在图1和图2所示的混合动力车辆发动机***中,如上所述,为了改善发动机E的燃料效率而必须安装的EGR冷却器7也作为用于回收在发动机E中产生的废热的装置。因此,可额外降低为了制造车辆所需的部件的数量和用于组装部件的工时。
此外,与用于回收在发动机E中产生的废热相关的装置相比,也执行回收在发动机E中产生的废热的功能的EGR冷却器7被定位成更靠近发动机E。因此,可进一步减少废热的损失。
此外,与相关技术中的路径相比,将在流过EGR冷却器7时由废气加热的发动机冷却剂供应到加热器25所沿的路径可被配置成更短。因此,可极大地减小由冷却剂携带的热量的损失,由此有助于改善车辆的加热性能。
由于减小在发动机E中产生的废热的损失并且减小由冷却剂携带的热量的损失,因此改善了加热器25的加热性能。这个改善减少了在混合动力车辆中以EV模式驱动发动机E以进行加热的次数以及加热的时间。因此,改善了车辆的燃料效率。
第一催化转化器1以相对于水平成锐角向下倾斜的方式安装在涡轮15上。第二催化转化器3以相对于水平成锐角向上倾斜的方式连接到第一催化转化器1和连接管道27。因此,第一催化转化器1和第二催化转化器3按顺序布置成沿着向上方向和向下方向朝向用于发动机E的排放***。
在相关领域中存在预热催化转化器(WCC)和地板下催化转化器(UCC)。邻近发动机E定位的第一催化转化器1和第二催化转化器3二者都是WCC。因此,当在冷状态下启动发动机E时,由于发动机E中产生的热量,可很快达到起燃温度(LOT)。这也可减少作为催化剂的贵金属的使用。
连接管道27被成形为连接第一催化转化器1和第二催化转化器3,以这种方式使得废气流过第一催化转化器1的方向和废气流过第二催化转化器3的方向相对于彼此成锐角。因此,第一催化转化器1和第二催化转化器3靠近用于发动机E的排放***紧凑地布置。
连接管道27具有连接至第一催化转化器1的第一端部29和连接至第二催化转化器3的第二端部31。第一端部29和第二端部31具有相应的圆形截面,由此容易分别与催化转化器组合。
在一种形式中,连接管道27的第一端部29和第二端部31之间的长度是第一催化转化器1的长度的1.5倍或更小。这是因为,如上所述,第一催化转化器1和第二催化转化器3必须以邻近用于发动机E的排放***的方式沿向上方向和向下方向紧凑地布置。
在另一种形式中,连接管道27具有主体,该主体在连接管道的第一端部29和第二端部31之间具有圆形截面或矩形截面。
这是因为,如图2所示,第一催化转化器1和第二催化转化器3必须朝向用于发动机E的排放***沿向上方向和向下方向紧凑地布置,并且从第一催化转化器1到第二催化转化器3的废气流必须被优化。
旁通阀13包括阀瓣39。该阀瓣39具有与汇流单元5相比位于更上游的旋转轴33。阀瓣39以可通过旋转轴33旋转的方式安装。根据旋转轴33的旋转角度,阀瓣39的第一表面闭合第一口35,流过旁通管9的废气通过该第一口流向汇流单元5,并且阀瓣的第二表面闭合第二口37,流过EGR冷却器7的废气通过该第二口流向汇流单元5。
旁通阀13被配置成使得阀瓣39在第一口35和第二口37之间旋转。该旋转相对地改变废气从第一口35流动到汇流单元5中的阻力,以及废气从第二口37流动到汇流单元5中的阻力。
也就是说,在阀瓣39不阻挡第一口35和第二口37中的任一者的状态下,阀瓣39的旋转越靠近第一口35,废气从第一口35流动到汇流单元5中的阻力就越大。因此,通过EGR冷却器7流入汇流单元5中的废气的量比通过旁通管9流入汇流单元5中的废气的量增加更多。此外,阀瓣39的旋转越靠近第二口37,废气从第二口37流动到汇流单元5中的阻力就越大。因此,通过旁通管9流入汇流单元5中的废气的量比通过EGR冷却器7流入汇流单元5中的废气的量增加更多。
当然,当阀瓣39接近第一口35并最终阻挡第一口35时,废气通过EGR冷却器7和第二口37流入汇流单元5中而不流过旁通管9。当阀瓣39接近第二口37并最终阻挡第二口37时,废气仅通过旁通管9流入汇流单元5中而不流过EGR冷却器7。
另一方面,旁通管9、EGR冷却器7等被集成到一个组件中并且作为单个部件来进行交易和处理。该单个部件被定义为EGR冷却器组件41。该EGR冷却器组件41包括旁通管9、EGR冷却器7和旁通阀13。旁通管9包括用于废气的入口43和出口45。EGR冷却器7配置为与旁通管9平行地形成废气路径。沿该废气路径,在与旁通管9相比位于更上游的位置处分开流动的废气流过EGR冷却器7,从而与EGR冷却器进行热交换,并且然后被供应至发动机E。然而,未供应至发动机E的多余废气汇合到与旁通管9相比位于更下游的汇流单元5中。旁通阀13选择如下状态:阻止流过EGR冷却器7并且然后要汇合到汇流单元5中的废气流入汇流单元5中的状态,或者阻止流过旁通管9的废气汇合到汇流单元5中的状态。此外,旁通阀13相对调整通过EGR冷却器7流入汇流单元5中以用于汇合的废气的量以及通过旁通管9流入汇流单元5中以用于汇合的废气的量。
旁通阀13包括阀瓣39、第一口35和第二口37。阀瓣39具有旋转轴33,该旋转轴被定位成垂直于通过旁通管9流入汇流单元5中的废气流方向和通过EGR冷却器7流入汇流单元5中的废气流方向。以第一口35被阀瓣39的第一表面阻挡的方式来防止废气通过旁通管9流入汇流单元5中。以第二口37被阀瓣39的第二表面阻挡的方式来防止废气通过EGR冷却器7流入汇流单元5中。
第一口35和第二口37形成为相对于彼此成锐角,以这种方式来使得阀瓣39在第一口35和第二口37相对于彼此形成的锐角的范围内的旋转打开第一口35和第二口37或完全闭合第一口35或第二口37。
因此,通过第一口35流入汇流单元5中的废气以及通过第二口37流入汇流单元5中的废气在相对于彼此成锐角的情况下汇合在一起,然后平稳地流入汇流单元5中。
将与催化转化器的端部组合的第一凸缘47与旁通管9的入口43一体地组合。将与和排放相关的部件组合的第二凸缘49与旁通管9的出口45一体地组合。
因此,如图2所示,根据一种形式,为了提供用于将废气从发动机E排出到大气的路径,第一凸缘47与第二催化转化器3组合并且第二凸缘49与和排放相关的部件组合。
当然,第一凸缘47可例如焊接在催化转化器上而不是设置在旁通管9的入口43上。以相同的方式,与排放相关的部件也可例如直接焊接在旁通管9的出口45上。
作为参考,本文中的“催化转化器”不限于根据本公开的一些形式的第一催化转化器1或第二催化转化器3,并且是指可与EGR冷却器组件41组合的任何催化转化器。
另一方面,旁通阀13安装成使得旁通阀由阀致动器51驱动的方式。
在一种形式中,一种基于马达的装置被用作阀致动器51,该基于马达的装置接收电控制信号并且利用所接收的电控制信号来精确地控制阀瓣39的旋转角度。
控制该阀致动器51的控制器53启用废热回收模式、EGR模式、复合模式和高输出模式。在废热回收模式中,如图6所示,阀瓣39阻挡第一口35,闭合EGR阀11,并且因此所有的废气都通过EGR冷却器7流入汇流单元5中。
在EGR模式中,如图7所示,阀瓣39阻挡第二口37,调整EGR阀11的打开程度,并且因此在减小施加在发动机E上的背压的同时实现EGR。
在复合模式中,如图8所示,阀瓣39位于第一口35和第二口37之间,使得第一口35和第二口37二者均处于打开状态,并且因此当用于EGR的压差不足时调整阀瓣39的角度,由此增加EGR流的量。
在高输出模式中,如图9所示,阀瓣39阻挡第二口37,闭合EGR阀11,并且因此使施加在发动机E上的背压最小化,由此使发动机E的输出最大化。
图10示出了根据本公开的另一种形式的控制如上述的混合动力车辆发动机***的控制方法。
控制器53根据在车辆中的加速踏板的操作量、发动机冷却剂的温度、是否操作加热器25以及是否达到所需要EGR的范围来选择性地启用废热回收模式、EGR模式、复合模式和高输出模式。
在废热回收模式中,旁通阀13防止已绕过EGR冷却器7的废气汇合,并且闭合EGR阀11。
在EGR模式中,旁通阀13防止流过EGR冷却器7的多余废气汇合以被排出,并且调整EGR阀11的打开程度。
在复合模式中,通过旁通阀13调整汇合以排出的流过EGR冷却器7的多余废气的量与绕过EGR冷却器7的废气的量之间的比率,并且调整EGR阀11的打开程度。
在高输出模式中,旁通阀13防止流过EGR冷却器7的多余废气汇合以被排出,并且闭合EGR阀11。
控制器53执行如下步骤:步骤S10,即确定加速踏板的操作量是否指示车辆的完全打开节流阀(WOT)状态或快速加速状态;以及步骤S20,即当加速踏板的操作量指示WOT状态或快速加速状态时,启用高输出模式,其中流过催化转化器的所有废气都绕过EGR冷却器7并且施加在发动机E上的背压被最小化。
当加速踏板的操作量指示车辆的WOT状态或快速加速状态时,这意味着达到驾驶员需要高输出的情况。因此,当加速踏板的操作量指示WOT状态或具有预定参考值或更高值时,确定需要高输出。
例如,当具有参考值的70%或以上的加速踏板的操作量被定义为快速加速状态时,在加速踏板的操作量具有参考值的70%至100%(WOT状态)的情况下,控制器53确定达到车辆的快速加速状态并且启用高输出模式。在高输出模式中,第二口37由旁通阀13完全闭合,防止流过EGR冷却器7的多余废气流过第二口37并被排出,允许废气流过旁通管9和第一口35,并且闭合EGR阀11。
如上所述,在高输出模式中,流过催化转化器的废气通过旁通管9平稳地排出,并且因此施加在发动机E上的背压被最小化。EGR阀11的闭合将新鲜空气而不是EGR气体供应到发动机E的燃烧室中。因此,可燃烧较大量的燃料,由此使发动机E的输出最大化。
控制器53执行如下步骤:步骤S30,即当加速踏板的操作量既不指示WOT状态也不指示快速加速状态时,确定发动机冷却剂的温度是否低于预定参考温度;以及步骤S40,即在发动机冷却剂的温度低于预定参考温度并且加热器25开启的情况下,启用废热回收模式,其中流过催化转化器的所有废气都流过EGR冷却器7,从而加热发动机冷却剂,并且其中将已加热的发动机冷却剂供应到加热器25。
也就是说,在废热回收模式中,在用户在启动混合动力车辆的冷态发动机E时开启加热器25的情况下,如上所述,控制器53通过旁通阀13完全闭合第一口35并且打开第二口37,使得所有废气能够流过EGR冷却器7以加热发动机冷却剂并且然后将被排出。因此,流过EGR冷却器7的冷却剂回收在发动机E中产生的废热,并且所回收的废热极大地有助于增加加热器25的温度。
为了实现上述目的,此处的参考温度是在设计阶段根据许多实验和分析的结果来确定的。例如,参考温度可被设置为60℃。
控制器53执行如下步骤:步骤S50,即当加速踏板的操作量既不指示WOT状态也不指示快速加速状态时,确定发动机冷却剂的温度是否等于或高于参考温度;以及步骤S60,即在发动机冷却剂的温度等于或高于参考温度并且加热器25关闭的情况下,启用EGR模式,其中通过操作旁通阀13来防止流过EGR冷却器7的多余废气汇合而被排出,并且其中调整EGR阀11的打开程度。
也就是说,在EGR模式中,控制器53使得阀瓣39能够完全闭合第二口37并打开第一口35,从而减小或最小化施加在发动机E上的背压。此外,控制器53调整EGR阀11的打开程度,对于发动机来说,无论何时都需要这样做。因此,可通过平稳的EGR来改善车辆的燃料效率。当发动机E在中等级负载或高等级负载下时,EGR模式有效地工作。
控制器53执行如下步骤:步骤S50,即当加速踏板的操作量既不指示WOT状态也不指示快速加速状态时,确定发动机冷却剂的温度是否等于或高于参考温度;以及步骤S70,即在发动机冷却剂的温度等于或高于参考温度并且加热器25开启的情况下,启用复合模式,其中通过旁通阀13改变流过EGR冷却器7的多余废气的量与绕过EGR冷却器7的废气的量之间的比率,其中这些废气汇合而被排出,因此在复合模式中达到加热器25的目标温度。
也就是说,在复合模式中,如图10所示,当确定未达到加热器25的目标温度时,使旁通阀13逆时针旋转1度的增量以靠近第一口35,以这种方式来使得较大量的废气流过EGR冷却器7,也就是说,用这种方式来使得从废气回收的较大量的热量被用于加热该加热器25。当达到加热器25的目标温度时,中断旁通阀13的操作。以这种方式来驱动旁通阀13。
此时,旁通阀13的逆时针旋转意味着通过阀瓣39闭合第一口35。相反,旁通阀13的完全顺时针旋转意味着阀瓣39完全打开第一口35并且完全闭合第二口37。
控制器53执行如下步骤:步骤S50,即当加速踏板的操作量既不指示WOT状态也不指示快速加速状态时,确定发动机冷却剂的温度是否等于或高于参考温度;以及步骤S80,即在发动机冷却剂的温度等于或高于参考温度并且发动机当时在需要EGR的范围中操作的情况下,启用复合模式,其中通过旁通阀13改变流过EGR冷却器7的多余废气的量与绕过EGR冷却器7的废气的量之间的比率,这些废气汇合以被排出,因此在复合模式中实现目标EGR。
在复合模式中,如上所述,发动机在需要EGR的范围中操作的情况下,使旁通阀13的阀瓣39沿闭合方向(闭合第一口35的方向)旋转直到实现目标EGR,以这种方式使得如上述地实现目标EGR,也就是说,以这种方式来使得将目标量的EGR气体被引入到发动机E的燃烧室中。
在此,目标EGR是指发动机E中的再循环废气的比率,即引入燃烧室中的空气的量与再循环废气的量之间的目标比率。
如上所述,随着阀瓣39沿闭合第一口35的方向更多地旋转,流过EGR冷却器7的废气的压力比发动机侧上的压力增加得更高。因此,废气平稳地流过EGR阀11并被供应到发动机E。
因此,旁通阀13实现了与用于增加相关技术中的发动机中需要EGR的范围的差动阀相同的优点。
根据本公开的一种形式的混合动力车辆发动机***被配置为使得在发动机E中产生的废气能够分开地流过EGR冷却器7和旁通管9,并且混合动力车辆发动机***包括:旁通阀13,该旁通阀具有阀瓣39,该阀瓣相对调整第一口35的打开程度以及第二口37的打开程度,其中第一口的打开程度被设置为调节通过旁通管9的废气流,第二口的打开程度被设置为调节通过EGR冷却器7的废气流;以及EGR阀11,通过该EGR阀将流过EGR冷却器7的废气的一部分供应到发动机E。混合动力车辆发动机***被配置为通过来自EGR冷却器中的冷却剂对加热器进行加热。
当需要车辆的高输出时,控制器53启用高输出模式。在高输出模式中,完全打开第一口35,并且通过旁通阀13的阀瓣39阻挡第二口37,并且闭合EGR阀11,因此废气仅流过旁通管9。
此外,当不需要车辆的高输出并且发动机冷却剂的温度低于预定参考温度时,闭合EGR阀11。
如上所述,此处的参考温度是在设计阶段根据许多实验和分析的结果来确定的。例如,参考温度可被设置为60℃。
另外,在根据车辆的需要输出和冷却剂的温度来使得EGR阀11闭合的状态下,当车辆的加热器25启动时,启用废热回收模式,其中通过旁通阀13的阀瓣39完全闭合第一口35并且完全打开第二口37,并且其中仅通过EGR冷却器7排出废气。
在不需要车辆的高输出且发动机冷却剂的温度等于或高于参考温度的状态下,并且车辆的加热器25被关闭时,通过旁通阀13的阀瓣39完全闭合第二口37。
在根据车辆的需要输出、车辆冷却剂的温度、车辆的加热器25的操作状态来使得通过阀瓣39完全闭合第二口37的状态下,当发动机E在需要EGR的范围内操作时,启用EGR模式,其中根据当时的EGR需求来调整EGR阀11的打开程度。
当不需要车辆的高输出、发动机冷却剂的温度等于或高于参考温度并且车辆的加热器25开启时,启用复合模式,其中在保持第一口35和第二口37都打开的状态的同时调整旁通阀13的阀瓣39的旋转角度,直到达到加热器25的目标温度。
当不需要车辆的高输出、发动机冷却剂的温度等于或高于参考温度并且发动机在需要EGR的范围中操作时,启用复合模式,其中在保持第一口35和第二口37都打开的状态的同时调整旁通阀13的阀瓣39的旋转角度,直到实现用于发动机E的目标EGR。
当不需要车辆的高输出、发动机冷却剂的温度等于或高于参考温度、车辆的加热器25开启并且发动机在需要EGR的范围中操作时,控制器53根据达到加热器25的目标温度时的阀瓣39的旋转角度以及实现用于发动机E的目标EGR时的阀瓣39的旋转角度中的哪一者能使得较大量的废气流过EGR冷却器7来调整阀瓣39。
也就是说,在复合模式中,在必须达到车辆的加热器25的目标温度的需求以及必须实现用于发动机E的目标EGR的需求被同时施加的情况下,根据这两个需求中的哪一者需要相对较大量的废气绕过EGR冷却器7来调整旁通阀13的阀瓣39的旋转角度。
例如,在已经实现目标EGR但是没有达到加热器25的目标温度的情况下,沿闭合第一口35的方向旋转阀瓣39,以这种方式使得较大量的废气流过EGR冷却器7,从而与要供应到加热器25的冷却剂进行热交换,使EGR阀11沿闭合方向相对旋转地更多,以这种方式使得仅需要量的EGR气体被供应到发动机E,直到达到加热器25的目标温度。
相反,在达到加热器25的目标温度但未实现目标EGR的情况下,沿闭合第一口35的方向旋转阀瓣39,以这种方式使得通过EGR冷却器7和EGR阀11将较大量的废气供应到发动机E,直到实现目标EGR。通过降低鼓风机马达的速度,增加引入的外部空气的量等来降低加热器25的温度(该加热器的温度的等级升高到高于需求的等级)以满足车辆内的空气温度的加热需求。
另一方面,控制器53根据加速踏板的操作量是否改变为预定等级或更高来确定是否需要车辆的高输出。
此处预定等级例如可设置为加速踏板的总操作量的60%或更多,或者可在设计阶段中根据许多实验和分析的结果来将预定等级设置为对于车辆来说最适合的值。
尽管出于说明性目的描述了本公开的特定形式,但是本领域技术人员将理解,在不脱离本公开的范围和精神的情况下,可进行各种修改、添加和替换。
Claims (9)
1.一种控制车辆的发动机***的方法,其中所述发动机***被配置为使得来自发动机的废气能够分开地流过废气再循环冷却器和旁通管,并且所述发动机***包括旁通阀以及废气再循环阀,该旁通阀具有阀瓣,该阀瓣相对调整第一口的打开程度和第二口的打开程度,所述第一口的打开程度被设置为调节通过所述旁通管的废气流,而所述第二口的打开程度被设置为调节通过所述废气再循环冷却器的废气流,通过所述废气再循环阀将流过所述废气再循环冷却器的废气的一部分供应到所述发动机,所述发动机***被配置为通过来自所述废气再循环冷却器的冷却剂对加热器进行加热,所述方法包括:
由控制器基于所述车辆的加速踏板的操作量来确定是否需要来自所述发动机的高输出;以及
当需要所述高输出时,由所述控制器控制所述旁通阀的所述阀瓣以完全打开所述第一口并阻挡所述第二口,并且闭合所述废气再循环阀,由此仅通过所述旁通管排出废气。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,在确定是否需要所述高输出期间,当所述加速踏板的操作量指示完全打开节流阀状态时,或者当所述加速踏板的操作量等于或大于预定参考值时,确定需要所述高输出。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,当不需要所述发动机的所述高输出并且发动机冷却剂的温度低于预定参考温度时,闭合所述废气再循环阀。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,在闭合所述废气再循环阀的状态下,当所述车辆的所述加热器开启时,通过所述旁通阀的所述阀瓣完全闭合所述第一口并且完全打开所述第二口,使得仅通过所述废气再循环冷却器来排出废气。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,当不需要所述发动机的所述高输出、发动机冷却剂的温度等于或高于预定参考温度并且所述车辆的所述加热器关闭时,通过所述旁通阀的所述阀瓣完全闭合所述第二口。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,在通过所述旁通阀的所述阀瓣完全闭合所述第二口的状态下,当所述发动机在需要废气再循环的范围中操作时,基于当前的废气再循环需求来调整所述废气再循环阀的打开程度。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,当不需要所述发动机的所述高输出、发动机冷却剂的温度等于或高于预定参考温度并且所述车辆的所述加热器开启时,在保持所述第一口和所述第二口都打开的状态的同时,调整所述旁通阀的所述阀瓣的旋转角度,直到达到所述加热器的目标温度。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,当不需要所述发动机的所述高输出、所述发动机冷却剂的温度等于或高于所述预定参考温度并且所述发动机在需要废气再循环的范围中操作时,在保持所述第一口和所述第二口都打开的状态的同时,调整所述旁通阀的所述阀瓣的旋转角度,直到实现用于所述发动机的目标废气再循环。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,当不需要所述发动机的所述高输出、所述发动机冷却剂的温度等于或高于所述预定参考温度、所述车辆的所述加热器开启并且所述发动机在需要所述废气再循环的范围内操作时,由所述控制器对达到所述加热器的所述目标温度时的所述阀瓣的第一旋转角度与实现用于所述发动机的所述目标废气再循环时的所述阀瓣的第二旋转角度进行比较;
由所述控制器确定所述阀瓣的所述第一旋转角度和所述第二旋转角度中的所述阀瓣的哪个旋转角度允许较大量的废气流过所述废气再循环冷却器;以及
由所述控制器以所述阀瓣的所述第一旋转角度和所述第二旋转角度中的所述阀瓣的所确定的旋转角度来调整所述阀瓣。
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