CN103133189A - 用于除去车辆egr流动通道中未燃烧沉积物的除去装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于除去车辆的EGR流动通道中的未燃烧沉积物的除去装置。所述除去装置的控制设备具备沉积物除去执行单元。在所述控制设备判断为发动机的冷却水温度等于或者大于预定温度的情况下，所述EGR气体流量控制阀使废气的一部分流经所述EGR流动通道。在所述控制设备判断为当所述废气在所述EGR流动通道中流动时所述发动机处于高负荷状态，并且处于沉积物除去执行定时的情况下，所述沉积物除去执行单元执行所述EGR流动通道中的所述未燃烧沉积物的除去。

Description

用于除去车辆EGR流动通道中未燃烧沉积物的除去装置

技术领域

本发明涉及除去车辆的EGR(废气再循环)流动通道中的未燃烧沉积物的除去装置。所述车辆包括：EGR流动通道，其用于使一部分废气从发动机返回到进气部；以及EGR冷却器，其用于冷却流经EGR流动通道的废气。 

背景技术

作为改善车辆上装载的发动机的燃料消耗的一种手段，有在发动机低负荷状态下利用EGR流动通道将一部分废气导入进气部的方法。在这一点上，近来从全球变暖或者经济效率的观点出发，进一步改善燃料消耗的要求增加。尤其是希望除了在现有技术中的低负荷状态下以外，也能在发动机的高负荷状态下通过将废气导入进气部来改善燃料消耗。 

然而，为了增加在高负荷状态下导入进气部的废气(EGR气体)的流量(EGR流量)，需要在EGR流动通道上设置EGR冷却器来高效地冷却在高负荷状态下导入进气部的废气。在这种情况下，能满足在高负荷状态下导入EGR气体的需要。然而，存在如下问题：由未燃烧的碳氢化物例如烃类造成的未燃烧沉积物(deposit)会由于EGR气体的温度被EGR冷却器过度冷却而沉积在EGR流动通道部分。 

已知公开号为11-351073A的日本专利申请(专利文献1)作为与上述沉积物有关的现有技术。根据专利文献1，在使EGR气体返回进气部的EGR流动通道上设有：气体温度传感器，其用于测量所述EGR气体的温度；EGR流量控制阀，其用于调整所述EGR气体的流量；以及EGR冷却器，其用于冷却所述EGR气体。而且，所述EGR冷却器和发动机由冷却水循环通道连接，冷却水通过该冷却水循环通道在所述EGR冷却器和所述发动机之间循环。并且，在所述冷却水循环通道上设有用于调整冷却水的流量的冷却水流量控制阀。这 样，根据专利文献1，所述EGR流量控制阀和所述冷却水流量控制阀被控制系统控制以防止EGR气体的过冷却。由此，能防止沉积物沉积在所述EGR流动通道中，并且能抑制冷却水过热。 

专利文献1：日本专利申请公开号11-351073A 

然而，专利文献1存在如下问题。 

为了除去沉积物，提高废气的温度是有效的。然而，在专利文献1中是通过调节冷却水的流量来调整EGR气体的温度，因此能降低流经所述EGR流动通道的废气的温度，但是无法升温到高于被排出的废气的温度。而且，仅通过调节冷却水的流量无法在短时间内提高所述EGR气体的温度。 

而且，除了如专利文献1那样提高EGR气体的温度来防止沉积物沉积于EGR流动通道以外，还希望按照在发动机的高负荷状态下提高EGR气体的流量的定时，通过快速提高EGR气体的温度来除去所述EGR流动通道中的沉积物。 

发明内容

因此本发明的目的在于提供一种用于除去车辆的EGR流动通道中的未燃烧沉积物的除去装置，其能除去由于所述EGR冷却器冷却所述废气而沉积于所述EGR流动通道中的未燃烧沉积物(deposit)。 

为了达到上述目的，根据本发明的第一实施方式，提供了一种用于除去车辆的EGR流动通道中的未燃烧沉积物的除去装置，所述EGR流动通道用于使从发动机排出的废气的一部分返回到进气部，所述除去装置包括：所述进气部，其被配置为使从车辆外部供应给发动机的空气通过；排气部，其被配置为使从发动机排出的废气通过；所述EGR流动通道，其从所述排气部分支，并且被配置为使从发动机排出的废气的一部分返回到所述进气部；水温传感器，其被配置为检测在发动机中流动的冷却水的温度；转速传感器，其被配置为检测发动机的转速；进气传感器，其被配置为检测发动机的进气量；EGR气体流量控制阀，其设置在所述EGR流动通道上，并且 被配置为调整流经所述EGR流动通道的废气的流量；EGR冷却器，其设置在所述EGR流动通道上，并且被配置为冷却流经所述EGR流动通道的废气；冷却水循环通道，其被配置为使冷却所述发动机的冷却水的一部分在所述EGR冷却器和所述发动机之间循环；冷却水流量控制阀，其设置在所述冷却水循环通道上，并且被配置为调整流到所述EGR冷却器的冷却水的流量；控制设备，其具备沉积物除去执行单元，所述沉积物除去执行单元用于在预定的定时执行作为所述EGR流动通道中的未燃烧沉积物的沉积物的除去，并且所述控制设备被配置为：在所述控制设备判断为冷却水的温度大于或等于预定温度的情况下，控制所述EGR气体流量控制阀来使废气的一部分流经所述EGR流动通道，在所述控制设备判断为当废气在所述EGR流动通道中流动时所述发动机处于高负荷状态，并且处于沉积物除去执行定时的情况下，控制所述沉积物除去执行单元来执行所述沉积物的除去。 

根据本发明，由于所述EGR流动通道中的所述沉积物的除去是在所述发动机的所述转速高或者发动机的进气量大的高负荷状态下执行的，因此与发动机低负荷状态相比，流经所述EGR流动通道的废气的流量增大。从而能有效地除去沉积物。而且，根据本发明，能在所希望的定时除去所述EGR流动通道中的所述沉积物。 

附图说明

在所附的附图中： 

图1是示出本发明的实施方式的用于除去车辆的EGR流动通道中的未燃烧沉积物的除去装置的系统的概略图。 

图2是示出本发明的实施方式的用于除去车辆的EGR流动通道中的未燃烧沉积物的除去装置的控制操作的流程图。 

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的一个实施方式。 

图1和2示出本发明的一个实施方式。在图1中，附图标记1表示 装载于车辆的发动机，附图标记2表示作为进气部的进气通道，附图标记3表示作为排气部的排气通道。所述发动机1包括作为进气部的进气通道2和作为排气部的排气通道3。空气从车辆外部供应给所述发动机1的各个气缸并且流经所述进气通道2。废气从所述发动机1的各个气缸排出并且流经所述排气通道3。 

为了改善燃料消耗，所述发动机1包括EGR流动通道4，所述EGR流动通道4从所述排气通道3分支，使从所述发动机1排出的所述废气的一部分返回所述进气通道2。在所述EGR流动通道4上设有用于调整流经所述EGR流动通道4的废气的流量的EGR气体流量控制阀5和用于冷却流经所述EGR流动通道4的所述废气的EGR冷却器6。所述EGR流动通道4包括：排气侧EGR流动通道4A，其位于比所述EGR冷却器6靠近所述排气通道3的位置；以及进气侧EGR流动通道4B，其位于比所述EGR冷却器6靠近所述进气通道2的位置。 

冷却水循环通道7与所述EGR冷却器6连接，所述冷却水循环通道7用于使冷却所述发动机1的冷却水的一部分在所述EGR冷却器6和所述发动机1之间循环。所述冷却水循环通道7包括：供应侧冷却水循环通道7A，其用于从所述发动机1对所述EGR冷却器6供应冷却水；以及排出侧冷却水循环通道7B，其用于使所述冷却水从所述EGR冷却器6返回到所述发动机1。用于调整供应给所述EGR冷却器6的冷却水的流量的冷却水流量控制阀8设于所述供应侧冷却水循环通道7A中。 

所述EGR气体流量控制阀5和所述冷却水流量控制阀8与除去装置9的控制设备10连接，所述除去装置9用于除去所述EGR流动通道中的未燃烧沉积物。所述除去装置9适用于除去沉积于所述EGR流动通道4中的沉积物(由未燃烧的碳氢化物例如烃类造成的未燃烧沉积物)。所述控制设备10包括：水温传感器11，其用于检测在所述发动机1中流动的冷却水的温度；转速传感器12，其用于检测所述发动机1的转速；进气传感器13，其用于检测所述发动机1的进气量；以及点火正时延迟单元14，其用于延迟所述发动机1的点火正时。 

所述控制设备10包括负荷状态判断单元15、沉积物除去执行定时判断单元16以及沉积物除去执行单元17。 

当所述发动机1的转速等于或者大于预定转速并且从所述发动机1的所述进气量得到的填充效率等于或者大于预定值的状态持续了预定时间时，所述负荷状态判断单元15判断为所述发动机1处于高负荷状态。而且，当所述发动机1的转速低于预定转速并且从所述发动机1的所述进气量得到的填充效率小于预定值的状况持续了预定时间时，所述负荷状态判断单元15判断为所述发动机1处于低负荷状态。 

当从前一次沉积物除去执行起累积行驶距离或者累积行驶时间等于或者大于预定距离或者预定时间时，所述沉积物除去执行定时判断单元16判断为处于沉积物除去执行定时。上述累积行驶距离或者累积行驶时间例如能从车轮的转速或者转动时间获取。 

所述沉积物除去执行单元17在由所述沉积物除去执行定时判断单元16判断出的所希望的定时下执行除去所述EGR流动通道中的沉积物。所述沉积物除去执行单元17执行以下处理中的至少一个：利用所述点火正时延迟单元14来延迟所述发动机1的点火正时；以及利用所述冷却水流量控制阀8来减少供应给所述EGR冷却器6的冷却水的流量。所述沉积物除去执行单元17在通过结合执行延迟所述发动机1的点火正时的处理和降低供应给所述EGR冷却器6的冷却水的流量的处理来升高返回所述进气通道2的废气的温度的情况下执行沉积物的除去。 

当判断出由所述水温传感器11检测出的冷却水的温度等于或者大于预定温度时，所述控制设备10打开所述冷却水流量控制阀5来将废气的一部分供应给所述EGR流动通道4。而且，在所述废气被供应给所述EGR流动通道4的情况下，当由所述负荷状况判断单元15判断出所述发动机1处于高负荷状态并且由所述沉积物除去执行定时判断单元16判断出处于沉积物除去执行定时时，所述控制设备10驱动所述沉积物除去执行单元17来执行沉积物的除去。 

所述沉积物除去执行单元17执行以下处理中的至少一个：利用 所述点火正时延迟单元14来延迟所述发动机1的点火正时；以及利用所述冷却水流量控制阀8降低供应给所述EGR冷却器6的冷却水的流量。 

下面说明本实施方式的操作。 

在图2中，当控制程序开始时(步骤S01)，用于除去所述EGR流动通道中的未燃烧沉积物的所述除去装置9判断所述冷却水的温度是否等于或者大于预定温度(步骤S02)。所述预定温度是最初供应给所述进气通道2的所述废气的温度。 

如果在步骤S02中判断为“否”，则重复步骤S02。如果在步骤S02中判断为“是”，则用于允许对所述进气通道2供应废气的EGR许可标志变成ON(步骤S03)。然后，所述EGR气体流量控制阀5打开来将所述废气供应给所述EGR流动通道4，并且判断所述发动机1是否处于高负荷状态(步骤S04)。这里，所述高负荷状态是指如下状态：所述发动机的转速等于或者大于预定转速并且填充效率等于或者大于预定值的情况持续了预定时间。 

如果在步骤S04中判断为“否”，则重复步骤S04。如果在步骤S04中判断为“是”，则用于指示所述发动机1正处于高负荷状态的高负荷EGR判断标志变成ON(步骤S05)，并且判断是否是沉积物除去执行定时(步骤S06)。是否判断为所述沉积物除去执行定时取决于从前一次沉积物除去执行起累积行驶距离(或者累积行驶时间)是否等于或者大于预定距离(或者预定时间)。 

如果在步骤S06中判断为“否”，则控制程序结束(步骤S13)。如果在步骤S06中判断为“是”，则用于指示正处于沉积物除去执行定时的沉积物除去执行定时判断标志变成ON(步骤S07)。然后，执行延迟所述发动机1的所述点火正时的处理和利用所述冷却水流量控制阀8降低所述冷却水的流量的处理来进行沉积物的除去(步骤S08)，并且判断发动机1是否处于低负荷状态(步骤S09)。这里，所述低负荷状态是指如下状态：所述发动机1的转速低于预定转速并且填充效率低于预定值的情况持续了预定时间。 

如果在步骤S09中判断为“是”，则所述高负荷EGR判断标志变 成OFF(步骤S10)，所述沉积物除去执行定时判断标志变成OFF(步骤S12)，然后所述控制程序结束(步骤S13)。如果在步骤S09中判断为“否”，则判断在沉积物的除去之后的累积行驶距离(或者累积行驶时间)是否等于或者大于预定距离(或者预定时间)(步骤S11)。 

如果在步骤S09中判断为“否”，整个处理返回到沉积物的除去(步骤S08)。如果在步骤S10中判断为“是”，则所述沉积物除去执行定时判断标志变为OFF(步骤S12)，然后所述控制程序结束(步骤S13)。 

这样，在用于除去所述EGR流动通道中的未燃烧沉积物的除去装置9中，当判断出所述冷却水的温度等于或者大于预定温度时，所述控制设备10将废气的一部分供应给所述EGR流动通道4。而且，在所述废气被供应给所述EGR流动通道4的情况下，当判断出所述发动机1处于所述高负荷状态并且判断出是所述沉积物除去执行定时时，所述控制设备10执行所述沉积物的除去。每当车辆的累积行驶距离(或者累积行驶时间)达到了预定距离(或者预定时间)时都执行所述沉积物的除去。 

这样，根据用于除去所述EGR流动通道中的未燃烧沉积物的除去装置9，由于所述EGR流动通道4中的沉积物在所述发动机1的转速高或者发动机1的进气量大的高负荷状态下被除去，因此与发动机1的低负荷状态相比，流经所述EGR流动通道4的所述废气的流量增大。从而能有效地除去沉积物。而且，根据用于除去所述EGR流动通道中的未燃烧沉积物的除去装置9，能在所希望的定时除去所述EGR流动通道4中的沉积物。之所以在发动机1的高负荷状态下执行所述沉积物的除去的原因是，与所述发动机1的所述低负荷状态相比，所述发动机1的进气量增大。这样，能增大返回所述进气通道2的废气的流量，从而改善所述沉积物除去效率。 

而且，所述沉积物除去执行单元17执行如下处理中的至少一个：利用所述点火正时延迟单元14来延迟所述发动机1的点火正时；以及利用所述冷却水流量控制阀8来降低供应给所述EGR冷却器6 的所述冷却水的流量。在上述实施方式中，执行延迟所述点火正时的处理和降低所述冷却水流量的处理来提高返回到所述进气通道2的所述废气的温度。所述沉积物的除去是在通过结合执行延迟所述点火正时的处理和降低所述冷却水的供应流量的处理来使EGR气体的温度升高的情况下执行的。 

这样，为了除去所述EGR流动通道4中的沉积物，所述沉积物除去执行单元17结合采用如下两种升温方式，即，由延迟所述点火正时导致所述废气升温，以及通过降低所述冷却水的流量的处理来降低所述EGR冷却器6的冷却效率从而导致所述废气升温。这样，返回到所述进气通道2的所述废气的温度能快速升高，从而能在短时间执行所述EGR流动通道4中的沉积物的除去。 

在判断为高负荷时，当所述废气的温度等于或者大于预定温度(例如约700至800℃)时，用于除去所述EGR流动通道中的未燃烧沉积物的所述除去装置9不执行延迟所述点火正时的处理而仅执行降低供应给所述EGR冷却器6的所述冷却水的流量的处理。而且，由所述控制设备10来打开和关闭所述EGR气体流量控制阀5和所述冷却水流量控制阀8。这些控制阀5、8以完全打开的状态打开。然而，这些控制阀的打开可以视所述发动机1的操作状态(所述冷却水的温度或者发动机1的转速和进气量等)而不同。 

利用所述点火正时延迟单元14来延迟所述点火正时的处理能在短时间内提高所述EGR冷却器6中的温度。特别是，所述延迟点火正时的处理对于提高所述EGR冷却器6的废气入口附近的废气的温度是有效的，因此除去沉积物的效果高。而且，利用所述冷却水流量控制阀8来降低供应给所述EGR冷却器6的所述冷却水的流量的处理对于降低所述EGR冷却器6的冷却效率是有效的，因此能抑制返回到所述进气通道2的废气的过冷却。特别是，降低供应给所述EGR冷却器6的所述冷却水的流量的处理对提高所述EGR冷却器6的废气出口附近的所述废气的温度是有效的。 

根据本发明，在发动机的高负荷状态下执行所述EGR流动通道中的沉积物的除去，因此与发动机的低负荷状态相比能提高流经所 述EGR流动通道的所述废气的流量。从而能有效地除去沉积物。而且，本发明能作为原动机而被应用于各种发动机。 

Claims (2)

1.一种用于除去车辆的EGR流动通道中的未燃烧沉积物的除去装置，所述EGR流动通道用于使从发动机排出的废气的一部分返回到进气部，所述除去装置包括：

所述进气部，其被配置为使从车辆外部供应给所述发动机的空气通过；

排气部，其被配置为使从所述发动机排出的废气通过；

所述EGR流动通道，其从所述排气部分支，并且被配置为使从所述发动机排出的废气的一部分返回到所述进气部；

水温传感器，其被配置为检测在所述发动机中流动的冷却水的温度；

转速传感器，其被配置为检测所述发动机的转速；

进气传感器，其被配置为检测所述发动机的进气量；

EGR气体流量控制阀，其设置在所述EGR流动通道上，并且被配置为调整流经所述EGR流动通道的废气的流量；

EGR冷却器，其设置在所述EGR流动通道上，并且被配置为冷却流经所述EGR流动通道的废气；

冷却水循环通道，其被配置为使冷却所述发动机的冷却水的一部分在所述EGR冷却器和所述发动机之间循环；

冷却水流量控制阀，其设置在所述冷却水循环通道上，并且被配置为调整流到所述EGR冷却器的冷却水的流量；以及

控制设备，其具备沉积物除去执行单元，所述沉积物除去执行单元被配置为在预定的定时执行作为所述EGR流动通道中的未燃烧沉积物的沉积物的除去，并且所述控制设备被配置为：

在所述控制设备判断为冷却水的温度等于或大于预定温度的情况下，控制所述EGR气体流量控制阀来使废气的一部分流经所述EGR流动通道，

在所述控制设备判断为当废气在所述EGR流动通道中流动时所述发动机处于高负荷状态，并且处于沉积物除去执行定时的情况下，控制所述沉积物除去执行单元来执行所述沉积物的除去。

2.根据权利要求1所述的除去装置，其中，

所述控制设备具备点火正时延迟单元，所述点火正时延迟单元被配置为延迟所述发动机的点火正时，并且

所述沉积物除去执行单元被配置为执行以下处理中的至少一个：利用所述点火正时延迟单元来延迟所述发动机的点火正时的处理；以及利用所述冷却水流量控制阀来降低流到所述EGR冷却器的冷却水的流量的处理。

Images