CN105829687A - 用于增压发动机的egr系统 - Google Patents

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Abstract

在将EGR气体导入进气通路中的压缩机的入口附近的EGR系统中，一并防止EGR通路中产生的冷凝水对叶轮的侵蚀并抑制进气的压力损失。在压缩机的入口附近形成在进气通路的壁面中的用于EGR气体的导入口和排气通路通过EGR通路连接。EGR通路设置有EGR阀，并且在排气通路中连接着EGR通路的位置下游设置有排气节流阀。通过控制EGR阀和排气节流阀的控制装置，根据流到压缩机的新鲜空气的流量来控制EGR阀和排气节流阀的相应开度，并且从用于EGR气体的导入口流出到进气通路中的EGR气体的速度被改变成使得EGR气体流向压缩机的叶轮的中心部。

Description

用于增压发动机的EGR系统
技术领域
本发明涉及一种构造成将EGR气体导入进气通路中的压缩机的入口附近的用于增压发动机的EGR系统。
背景技术
用于增压发动机中的所谓LPL-EGR系统是构造成将从排气通路中的涡轮的下游侧取出的排气导入进气通路中的压缩机的上游侧的EGR系统。当室外温度低且发动机冷却水温度低时，以及当EGR冷却器的效率如此高以致EGR冷却器的出口温度低时，EGR通路的壁面温度低于EGR气体的露点，由此产生冷凝水。如果在这些情况下将EGR气体导入进气通路中，则EGR通路中的冷凝水连同EGR气体一起流入进气通路中，并且冷凝水与压缩机的叶轮碰撞，藉此叶轮发生侵蚀。对于像这样的问题，在日本特开No.2009-024692所公开的现有技术中，EGR管的远端延伸到进气通路的内侧以在进气通路的中央部中设置用于EGR气体的导入口，并且由此使EGR气体以低周向速度流向叶轮的中央部而不是以高周向速度流向叶轮的外周部。
引用清单
专利文献
专利文献1：日本特开No.2009-024692
发明内容
然而，向进气通路的内侧突出的EGR管变成在进气通路中流动的空气的阻力。因此，担忧发动机性能由于进气压力损失的增大而下降。
本发明鉴于上述问题而做出，并且一个目的是，在构造成将EGR气体导入进气通路中的压缩机的入口附近的用于增压发动机的EGR系统中，一并防止EGR通路中产生的冷凝水对叶轮的侵蚀并抑制进气的压力损失。
为了达到上述目的，根据本发明的用于增压发动机的EGR系统被构造如下。
本EGR系统包括用于将EGR气体导入进气通路中的导入口，并且所述导入口在压缩机的入口附近形成在所述进气通路的壁面中。所述用于EGR气体的导入口通过EGR通路与排气通路连接。本EGR系统包括EGR阀、排气节流阀以及控制所述EGR阀和所述排气节流阀的控制装置。注意，排气节流阀可以用进气通路中的进气节流阀代替。所述EGR阀设置在所述EGR通路中，并且所述排气节流阀设置在所述排气通路中连接有所述EGR通路的位置的下游。所述控制装置包括用于按照流到所述压缩机的新鲜空气的流量而改变从所述用于EGR的导入口流出到所述进气通路中的EGR气体的速度以使得所述EGR气体流向所述压缩机的叶轮的中央部的控制程序。所述控制程序配置成按照流到所述压缩机的新鲜空气的流量而控制所述EGR阀和所述排气节流阀的相应开度。
在本EGR系统的一种模式下，所述EGR阀设置在与所述用于EGR气体的导入口分离开的位置处。所述控制程序包括基于流到所述压缩机的新鲜空气的流量的测定值或推定值而计算所述EGR气体的目标流速的步骤、基于所述EGR气体的目标流速而计算所述EGR气体的目标体积流量的步骤、以及基于所述EGR气体的目标体积流量而确定所述EGR阀和所述排气节流阀的相应开度的步骤。
在本EGR系统的另一种模式下，所述EGR阀是设置在所述用于EGR气体的导入口中并使导入口面积可变的阀。所述控制程序包括基于流到所述压缩机的新鲜空气的流量的测定值或推定值而计算所述EGR气体的目标流速的步骤、基于新鲜空气的流量的测定值或推定值和目标EGR率而计算所述EGR气体的目标体积流量的步骤、基于EGR气体的目标流速和目标体积流量而确定所述EGR阀的开度的步骤、以及基于所述EGR阀的开度和EGR气体的目标体积流量而确定所述排气节流阀的开度的步骤。
在本EGR系统的又一种模式下，所述EGR阀是设置在所述用于EGR气体的导入口中的蝶阀。更优选地，位于所述蝶阀的EGR通路侧的面是凹面。所述控制程序包括基于流到所述压缩机的新鲜空气的流量的测定值或推定值而计算所述EGR气体的目标流速和目标流出角度的步骤、基于所述EGR气体的目标流出角度而确定所述EGR阀的开度的步骤、基于所述EGR气体的目标流速和所述EGR阀的开度而计算所述EGR气体的目标体积流量的步骤、以及基于所述EGR阀的开度和所述EGR气体的目标体积流量而确定所述排气节流阀的开度的步骤。
根据本发明，从导入口流出的EGR气体的速度根据新鲜空气的流量而改变，由此能在不将EGR管延伸到进气通路的内侧并且将EGR气体引导到进气通路的中心的情况下使EGR气体流向叶轮的中心部。因此，可以一并防止EGR通路中产生的冷凝水侵蚀叶轮并抑制进气的压力损失。此外，根据本发明，EGR阀和排气节流阀被相结合地用作用于改变EGR气体的速度的装置，且因此能扩大EGR气体的速度的控制范围。由此，不论发动机的运转状态如何，都能为EGR气体赋予流向叶轮的中心部所需的流出速度。
附图说明
图1是示出根据本发明的第一实施例的EGR系统适用的增压发动机的总体构型的图；
图2是示出根据本发明的第一实施例的EGR系统的混合器的构型的截面图；
图3是示出根据本发明的第一实施例的EGR系统的用于EGR气体的导入口附近的构型和EGR气体从导入口的流出速度的截面图；
图4是示出EGR阀的流量特性的图；
图5是示出由根据本发明的第一实施例的EGR系统中的控制装置执行的用于EGR阀和排气节流阀的控制的例程的流程图；
图6是示出根据本发明的第二实施例的EGR系统适用的增压发动机的总体构型的图；
图7是示出根据本发明的第二实施例的EGR系统的用于EGR气体的导入口附近的构型和EGR气体从导入口的流出速度的截面图；
图8是示出由根据本发明的第二实施例的EGR系统中的控制装置执行的用于EGR阀和排气节流阀的控制的例程的流程图；
图9是示出根据本发明的第三实施例的EGR系统的用于EGR气体的导入口附近的构型和EGR气体从导入口的流出速度的截面图；
图10是示出根据本发明的第三实施例的EGR系统的EGR阀的形状的视图；以及
图11是示出由根据本发明的第三实施例的EGR系统中的控制装置执行的用于EGR阀和排气节流阀的控制的例程的流程图。
具体实施方式
第一实施例
下面将参照附图说明本发明的第一实施例。
图1是示出根据本发明的第一实施例的EGR系统适用的增压发动机的总体构型的图。在本实施例中，增压发动机的类型不受限制。该增压发动机可以是火花点火式发动机，或可以是压燃式发动机。该增压发动机的发动机本体1包括多个气缸。虽然图1示出四个气缸直列配置的示例，但气缸的数量和气缸的排列不受限制。
在发动机本体1的进气侧安装有进气歧管2。从未示出的空气滤清器吸入进气通路4中的新鲜空气经由进气歧管2供给到发动机本体1的各气缸。在进气通路4中在空气滤清器的下游设置有空气流量计6，其输出与被吸入进气通路4中的新鲜空气的流量(质量流量)相对应的信号。在进气通路4中在空气流量计6的下游设置有增压器10的离心式压缩机11。
在发动机本体1的排气侧安装有排气歧管3。从发动机本体1的各气缸排出到排气歧管3的排气经由排气通路5释放到大气中。在排气通路5中设置有增压器10的涡轮12。在排气通路5中在涡轮12的下游设置有用于排气的净化的催化剂7。
根据本实施例的EGR系统包括将排气通路5中催化剂7的下游侧和进气通路4中压缩机11的上游侧连接的EGR通路20。EGR通路20连接到压缩机11的入口附近。在排气通路5的连接着EGR通路20的位置的下游设置有排气节流阀8。例如，排气节流阀8是蝶阀。排气节流阀8是构成本EGR系统的元件之一。EGR通路20自排气侧起顺次设置有EGR冷却器21和EGR阀23。EGR阀23设置在与EGR通路20和进气通路4的连接部隔离开的位置处。EGR阀23可以是蝶阀或提升阀。EGR阀23以及排气节流阀8由控制装置30控制。
在EGR通路20和进气通路4的连接部处设置有混合器22。混合器22的结构在图2中被详细示出。混合器22形成为呈圆筒状以包围进气通路4，并在内周侧的多个部位具有与进气通路4的内侧连通的用于EGR气体的导入口24。从EGR通路20经EGR阀23供给到混合器22的EGR气体从进气通路4的周向上的多个部位经由导入口24导入进气通路4的内部。
图3是示出根据本实施例的EGR系统的用于EGR气体的导入口24附近的构型的截面图。如图3所示，从导入口24导入的EGR气体合流到从进气通路4的上游侧流来的新鲜空气中，并且新鲜空气和EGR气体的混合气体流到压缩机的叶轮。此时，EGR通路20中产生的冷凝水形成水滴并连同EGR气体一起从导入口24流出到进气通路4中。在图3中，此时的新鲜空气的流量、从导入口24流出的EGR气体的流速、EGR气体中包含的水滴在进气通路4中的行进方向的关系用矢量图表示。在图3中，分别地，Ga表示新鲜空气的流量(质量流量)，Va表示新鲜空气的流速，Vegr表示EGR气体的流速，Vr表示EGR气体中包含的水滴在进气通路4中的速度，并且ar表示EGR气体中包含的水滴的行进角度。
新鲜空气的流速可被视为与新鲜空气的流量成正比。在进气通路4内水滴的速度可以用新鲜空气的速度和EGR气体的速度的相对速度表示。这是因为，虽然在计算作为液体的水滴的运动时需要考虑其惯性，但EGR气体中包含的水滴是微观的，且因此可以将水滴视为与作为气体的EGR气体一体地运动。在进气通路4内水滴的速度和角度由新鲜空气的流速和EGR气体的流速的关系决定。由于新鲜空气的流速由流量唯一地决定，可通过根据新鲜空气的流量改变EGR气体的流速来控制在进气通路4内水滴的速度和角度。因此，为了防止EGR气体中包含的水滴与叶轮的碰撞，可以将EGR气体的流速控制成使得水滴流向叶轮的中心部，亦即，EGR气体流向叶轮的中心部。
按照根据本实施例的EGR系统的构型，EGR气体与新鲜空气流垂直地从导入口24流出。因此，关于从导入口24流出的EGR气体的速度，流出角度始终是恒定的并且是90度，并且仅流速(速度的大小)改变。从导入口24流出的EGR气体的流速由流出的EGR气体的体积流量和导入口24的开口面积决定。更具体地，通过将从EGR通路20供给到混合器22的EGR气体的体积流量除以混合器22所具有的多个导入口24的总开口面积而获得的值与从各导入口24流出的EGR气体的流速(平均流速)相对应。按照根据本实施例的EGR系统的构型，所有导入口24的总开口面积都是恒定的，并且因此，能基于EGR气体的体积流量来控制EGR气体的流速。
从EGR通路20供给到混合器22的EGR气体的体积流量是经过EGR阀23的EGR气体的体积流量。图4是示出普通EGR阀的流量特性的图。由于EGR阀相当于流路中的节流部，所以从EGR阀通过的EGR气体的体积流量由EGR阀的开度和EGR阀的前后压力比(EGR阀上游的压力与EGR阀下游的压力之比)决定。在根据本实施例的EGR系统的情况下，EGR阀23下游的压力是进气通路4中的压缩机11上游的压力，并且这由新鲜空气的流量唯一地决定。同时，EGR阀23上游的压力是排气通路5中的排气节流阀8上游的压力。由于排气节流阀8上游的压力根据排气节流阀8的开度而改变，所以能通过控制排气节流阀8来间接地控制EGR阀23的前后压力比。
如由图4所示的流量特性理解的，能通过仅改变EGR阀23的开度而实现的EGR气体的体积流量的范围有限。类似地，能通过仅改变EGR阀23的前后压力比而实现的EGR气体的体积流量的范围也有限。然而，按照根据本实施例的EGR系统的构型，由于能通过EGR阀23和排气节流阀各者的控制而独立地改变EGR阀23的开度和EGR阀23的前后压力比两者，所以能实现的EGR气体的体积流量的范围宽，并且能实现所需的体积流量。亦即，按照根据本实施例的EGR系统的构型，通过控制EGR阀23和排气节流阀8各者来控制EGR气体的体积流量，由此能控制从导入口24流出的EGR气体的流速。
在根据本实施例的EGR系统中，EGR阀23和排气节流阀8各者的控制由控制装置30执行。图5是示出由本实施例中的控制装置30执行的例程的流程图。该例程是控制装置30中包含的控制程序之一。存储在控制装置30的存储器中的控制程序由处理器读取并执行，并且由此为控制装置30赋予了作为根据本发明的“控制装置”的功能。以下将顺次说明该例程。
在步骤S1中，控制装置30将大气温度(Ta)与预先设定的冷凝水发生温度(Tcri)进行比较。大气温度是由未示出的室外温度传感器测得的温度，并且被用作进气通路4中的压缩机11上游侧的温度的替代。如果进气通路4的导入口24附近的温度在冷凝水发生温度以上，则EGR气体中包含的水蒸气不会在进气通路4中凝结。此外，即使EGR气体包含EGR通路20中产生的冷凝水，该冷凝水也在进气通路4中蒸发。因此，当温度在冷凝水发生温度以上时，不会出现冷凝水侵蚀叶轮的问题，并且因此，控制装置30结束本例程。
当大气温度低于冷凝水发生温度时，控制装置30顺次执行各步骤S2、S3和S4的处理。
在步骤S2中，控制装置30基于通过空气流量计6测得的新鲜空气的流量(Ga)而计算EGR气体的目标流速(目标Vegr)。如矢量图中所示，使EGR气体流到压缩机11的叶轮的中心部所需的EGR气体的流速由新鲜空气的流量唯一地决定。控制装置30具有使EGR气体的流速与新鲜空气的流量相对应的脉谱图，并利用该脉谱图来确定EGR气体的目标流速。
在步骤S3中，控制装置30基于在步骤S2中计算出的EGR气体的目标流速而计算EGR气体的目标体积流量(目标Qegr)。通过将混合器22所具有的所有导入口24的总开口面积与目标流速相乘而获得的值与目标体积流量相对应。
在步骤S4中，控制装置30基于在步骤S3中计算出的EGR气体的目标体积流量而确定EGR阀23和排气节流阀8的相应开度。如由图4所示的EGR阀的流量特性理解的，对于一个EGR气体体积流量，存在能实现该EGR气体体积流量的EGR阀23的开度和EGR阀23的前后压力比的多个组合。因此，在本实施例中，从燃料效率和阀可控制性的观点对排气节流阀8的开度加以制约，并且探索满足该制约和目标体积流量两者的EGR阀23的开度和排气节流阀8的开度的组合。如果存在多个像这样的组合，则选择实现最高燃料效率的EGR阀23的开度和排气节流阀8的开度的组合。
通过按照以上例程协作地控制EGR阀23和排气节流阀8，从导入口24流出的EGR气体的流速根据新鲜空气的流量而改变，并且能使包含冷凝水的EGR气体流向叶轮的中心部。注意，用于基于EGR气体的目标体积流量而确定EGR阀23和排气节流阀8的相应开度的方法不限于在步骤S4中说明的方法。例如，当由与发动机性能有关的另一请求来确定排气节流阀8的开度或排气节流阀8上游的压力时，能由排气节流阀8的开度或排气节流阀8上游的压力以及目标体积流量来确定EGR阀23的开度。
第二实施例
接下来将参照附图说明本发明的第二实施例。
图6是示出根据本发明的第二实施例的EGR系统适用的增压发动机的总体构型的图。在图6中，同样的附图标记被赋予与图1所示的增压发动机共有的构件或部件。此外，将省略其说明。
在根据本实施例的EGR系统中，EGR通路20与进气通路4直接连接。EGR阀25设置在EGR通路20和进气通路4的连接部处。本实施例的EGR阀25是具有可变提升量的提升阀。EGR阀25以及排气节流阀8由控制装置30控制。
图7是示出根据本实施例的EGR系统的用于EGR气体的导入口26附近的构型的截面图。导入口26形成在进气通路4的壁面中，并且EGR通路20与导入口26连接。作为提升阀的EGR阀25设置在导入口26中，并且导入口26的开口面积由于EGR阀25的轴向运动——也即提升阀的提升——而改变。在图7中，从进气通路4中的上游侧流动的新鲜空气的流量、从导入口26流出的EGR气体的流速以及EGR气体中包含的水滴在进气通路4中的行进方向的关系用矢量图表示。在图7中，分别地，Ga表示新鲜空气的流量(质量流量)，Va表示新鲜空气的流速，Vegr表示EGR气体的流速，Vr表示EGR气体中包含的水滴的速度，并且ar表示EGR气体中包含的水滴的行进角度。
按照根据本实施例的EGR系统的构型，EGR气体由于作为提升阀的EGR阀25打开而与新鲜空气流垂直地从导入口26流出。因此，关于从导入口26流出的EGR气体的速度，流出角度始终是90度并且是恒定的，并且仅流速(速度的大小)改变。从导入口26流出的EGR气体的流速由流出的EGR气体的体积流量和导入口26的开口面积决定。按照根据本实施例的EGR系统的构型，导入口26的开口面积是由EGR阀25的开度——亦即提升阀的提升量——决定的变量。同时，EGR气体的体积流量是按照图4所示的流量特性由EGR阀25的开度和EGR阀25的前后压力比决定的变量，并且EGR阀25的前后压力比是由排气节流阀8的开度决定的变量。也即，在根据本实施例的EGR系统中，能基于EGR阀25的开度和排气节流阀8的开度来控制从导入口26流出的EGR气体的流速。
在根据本实施例的EGR系统中，EGR阀25和排气节流阀8各者的控制由控制装置30执行。图8是示出由本实施例中的控制装置30执行的例程的流程图。该例程是控制装置30中包含的控制程序之一。存储在控制装置30的存储器中的控制程序由处理器读取并执行，并且由此为控制装置30赋予了作为根据本发明的“控制装置”的功能。以下将顺次说明该例程。
在步骤S11中，控制装置30将大气温度(Ta)与预先设定的冷凝水发生温度(Tcri)进行比较。当大气温度在冷凝水发生温度以上时，控制装置30结束本例程。
当大气温度低于冷凝水发生温度时，控制装置30顺次执行各步骤S12、S13、S14和S15的处理。
在步骤S12中，控制装置30基于通过空气流量计6测得的新鲜空气的流量(Ga)而计算EGR气体的目标流速(目标Vegr)。控制装置30具有使EGR气体的流速与新鲜空气的流量相对应的脉谱图，并利用该脉谱图来确定EGR气体的目标流速。在该脉谱图中，目标流速被设定成使得从导入口26流出的EGR气体流向叶轮的中心部。
在步骤S13中，控制装置30计算EGR气体的目标体积流量(目标Qegr)。在第一实施例中，用于EGR气体的导入口的开口面积是恒定的，并且因此，能基于EGR气体的目标流速来计算EGR气体的目标体积流量。然而，在本实施例中，用于EGR气体的导入口26的开口面积根据EGR阀25的开口面积而改变。因此，无法由EGR气体的目标流速来唯一地确定目标体积流量。因此，在本实施例中，使用目标EGR率作为计算目标体积流量的参数，并且使用通过将新鲜空气的流量与目标EGR率相乘而获得的值作为EGR气体的目标体积流量。目标EGR率是在大气温度低于冷凝水发生温度的状况下确保所需的发动机性能的适合值。然而，注意，可使用通过由与本例程不同的例程执行的EGR控制而确定的目标EGR率。
在步骤S14中，控制装置30基于在步骤S12中计算出的EGR气体的目标流速和在步骤S13中计算出的EGR气体的目标体积流量而确定EGR阀25的开度。通过将目标体积流量除以目标流速而获得的值与能实现目标体积流量下的目标流速的导入口26的开口面积相对应。EGR阀25的开度和导入口26的开口面积成一对一的关系，并且因此，如果作为目标的开口面积被确定，则EGR阀25的开度被唯一地确定。
在步骤S15中，控制装置30基于在步骤S13中计算出的EGR气体的目标体积流量和在步骤S14中计算出的EGR阀25的开度而确定排气节流阀8的开度。根据EGR阀的流量特性，如果给出了EGR气体的体积流量和EGR阀的开度，则EGR阀的前后压力比被唯一地确定。在本实施例中，EGR阀25下游的压力能被视为与大气压力相等。因此，由目标体积流量和EGR阀25的开度唯一地确定EGR阀25上游的压力的目标值，并且用于实现该目标值的排气节流阀8的开度被唯一地确定。
通过按照以上例程协作地控制EGR阀25和排气节流阀8，从导入口26流出的EGR气体的流速根据新鲜空气的流量而改变，并且能使包含冷凝水的EGR气体流向叶轮的中心部。此外，根据本实施例，能按照目标EGR率导入EGR气体。
第三实施例
接下来将参照附图说明本发明的第三实施例。
与第二实施例相似，根据本发明的第三实施例的EGR系统也适用于图6所示的构型的增压发动机。然而，在本实施例中，代替作为提升阀的EGR阀25，如图9所示，在EGR通路20和进气通路4的连接部中设置有作为蝶阀的EGR阀27。
图9是示出根据本实施例的EGR系统的用于EGR气体的导入口28附近的构型的截面图。导入口28形成在进气通路4的壁面中，并且EGR通路20与导入口28连接。作为蝶阀的EGR阀27设置在导入口28中。在作为蝶阀的EGR阀27中，其阀体用作固定EGR气体的流动方向的导引板。因此，导入口28的开口面积根据EGR阀27的开口角度而改变，并且同时，EGR气体的流出方向也按照EGR阀27的开口角度而改变。在本实施例中，EGR阀27设置成通过向新鲜空气的流动方向的上游侧倾斜而打开，以使得EGR气体从导入口28向新鲜空气的流动方向的上游侧流出。
在图9中，从进气通路4中的上游侧流动的新鲜空气的流量、从导入口28流出的EGR气体的流出方向以及EGR气体中包含的水滴在进气通路4中的行进方向的关系用矢量图表示。在图9中，分别地，Ga表示新鲜空气的流量(质量流量)，Va表示新鲜空气的流速，Vegr表示从导入口28流出的EGR气体的流速，aegr表示从导入口28流出的EGR气体的流出角度，Vr表示EGR气体中包含的水滴的速度，并且ar表示EGR气体中包含的水滴的行进角度。
按照根据本实施例的EGR系统的构型，从导入口28流出的EGR气体的速度(流速)的大小和角度(流出角度)两者都根据作为蝶阀的EGR阀27的开度而改变。EGR气体中包含的水滴在进气通路4内的速度由EGR气体的流速和流出角度以及新鲜空气的流速决定。因此，为了使包含冷凝水的EGR气体流向叶轮的中心部，能根据新鲜空气的流量来改变EGR气体的流速和流出角度。按照根据本实施例的EGR系统的构型，从导入口28流出的EGR气体的流速由流出的EGR气体的体积流量和导入口28的开口面积决定。EGR气体的体积流量是由EGR阀27的开度和排气节流阀8的开度决定的变量。导入口28的开口面积是由EGR阀27的开度决定的变量。此外，EGR气体的流出角度是也由EGR阀27的开度决定的变量。因此，在根据本实施例的EGR系统中，能基于EGR阀27的开度和排气节流阀8的开度来控制从导入口28流出的EGR气体的流速和流出角度。
注意，在本实施例中使用的EGR阀27具有其形状上的特征。如图10所示，EGR阀27的位于EGR通路20侧的面——即位于撞击流入EGR通路20中的EGR气体侧的面——是凹面。这是为了利用EGR阀27的凹面接纳EGR通路20中产生的冷凝水以使该冷凝水从固定位置流出到进气通路4内。通过防止水滴流出的位置变化，能稳定水滴在进气通路4内的行进方向。
在根据本实施例的EGR系统中，EGR阀27和排气节流阀8各者的控制由控制装置30执行。图11是示出由本实施例中的控制装置30执行的例程的流程图。该例程是控制装置30中包含的控制程序之一。存储在控制装置30的存储器中的控制程序由处理器读取并执行，并且由此为控制装置30赋予了作为根据本发明的“控制装置”的功能。以下将顺次说明该例程。
在步骤S21中，控制装置30将大气温度(Ta)与预先设定的冷凝水发生温度(Tcri)进行比较。当大气温度在冷凝水发生温度以上时，控制装置30结束本例程。
当大气温度低于冷凝水发生温度时，控制装置30顺次执行各步骤S22、S23、S24和S25的处理。
在步骤S22中，控制装置30基于通过空气流量计6测得的新鲜空气的流量(Ga)而计算EGR气体的目标流速(目标Vegr)和流出角度(aegr)。控制装置30具有使EGR气体的流速和流出角度与新鲜空气的流量相对应的脉谱图，并利用该脉谱图来确定EGR气体的目标流速和流出角度。在该脉谱图中，目标流速和流出角度被设定成使得从导入口28流出的EGR气体流向叶轮的中心部。
在步骤S23中，控制装置30基于在步骤S22中计算出的EGR气体的目标流出角度而确定EGR阀27的开度。EGR阀27的开度和EGR气体的流出角度成一对一的关系，并且因此，如果作为目标的流出角度被确定，则EGR阀27的开度被唯一地确定。
在步骤S24中，控制装置30基于在步骤S22中计算出的EGR气体的目标流速和在步骤S23中计算出的EGR阀27的开度而计算EGR气体的目标体积流量(目标Qegr)。EGR阀27的开度和导入口28的开口面积成一对一的关系，并且因此，如果作为EGR阀27的开度被确定，则开口面积被唯一地确定。通过将EGR气体的目标流速与导入口28的开口面积相乘而获得的值与用于实现目标流速的目标体积流量相对应。
在步骤S25中，控制装置30基于在步骤S24中计算出的EGR气体的目标体积流量和在步骤S23中计算出的EGR阀27的开度而确定排气节流阀8的开度。根据EGR阀的流量特性，如果给出了EGR气体的体积流量和EGR阀的开度，则EGR阀的前后压力比被唯一地确定。在本实施例中，EGR阀27下游的压力可视为与大气压力相等。因此，由目标体积流量和EGR阀27的开度唯一地确定EGR阀27上游的压力的目标值，并且用于实现该目标值的排气节流阀8的开度被唯一地确定。
通过按照以上例程协作地控制EGR阀27和排气节流阀8，从导入口28流出的EGR气体的速度(即流速)和流出角度根据新鲜空气的流量而改变，并且能使包含冷凝水的EGR气体流向叶轮的中心部。
其他
本发明不限于上述实施例，并且能通过在不脱离本发明的要点的范围内进行修改来实施。例如，虽然在第一和第二实施例中用于EGR气体的导入口形成为使得EGR气体与新鲜空气流垂直地流出，但导入口可形成为使得EGR气体以预定流出角度流出。此外，虽然在各上述实施例中使用空气流量计测量新鲜空气的流量，并且使用测定值，但可由发动机的负荷和发动机转速来推定新鲜空气的流量，并且可使用推定值。此外，虽然在各上述实施例中由大气温度确定冷凝水的产生，但冷凝水的产生可由代替大气温度的冷却水温度来确定，或者可由大气温度和冷却水温度来确定。
附图标记列表
1发动机本体
2进气歧管
3排气歧管
4进气通路
5排气通路
6空气流量计
7催化剂
8排气节流阀
10增压器
11压缩机
12涡轮
20EGR通路
21EGR冷却器
22混合器
23、25、27EGR阀
24、26、28导入口
30控制装置

Claims (6)

1.一种用于增压发动机的EGR系统，包括：
用于EGR气体的导入口，所述导入口在压缩机的入口附近形成在进气通路的壁面中；
EGR通路，所述EGR通路将所述导入口连接至排气通路；
EGR阀，所述EGR阀设置在所述EGR通路中；
排气节流阀，所述排气节流阀设置在所述排气通路中与所述EGR通路相连接的位置的下游；和
控制装置，所述控制装置控制所述EGR阀和所述排气节流阀，
其中，所述控制装置包括控制程序，所述控制程序用于根据流到所述压缩机的新鲜空气的流量而改变从所述导入口流出到所述进气通路中的所述EGR气体的速度，以使得所述EGR气体流向所述压缩机的叶轮的中央部，并且
所述控制程序配置成根据流到所述压缩机的新鲜空气的流量而控制所述EGR阀和所述排气节流阀的相应开度。
2.根据权利要求1所述的用于增压发动机的EGR系统，
其中，所述EGR阀设置在与所述导入口隔离开的位置处，并且
所述控制程序包括
基于流到所述压缩机的新鲜空气的流量的测定值或推定值而计算所述EGR气体的目标流速的步骤；
基于所述目标流速而计算所述EGR气体的目标体积流量的步骤；以及
基于所述目标体积流量而确定所述EGR阀和所述排气节流阀的相应开度的步骤。
3.根据权利要求1所述的用于增压发动机的EGR系统，
其中，所述EGR阀是设置在所述导入口中并使导入口面积可变的阀，并且
所述控制程序包括
基于流到所述压缩机的新鲜空气的流量的测定值或推定值而计算所述EGR气体的目标流速的步骤，
基于所述测定值或推定值和目标EGR率而计算所述EGR气体的目标体积流量的步骤，
基于所述目标流速和所述目标体积流量而确定所述EGR阀的开度的步骤，以及
基于所述EGR阀的开度和所述目标体积流量而确定所述排气节流阀的开度的步骤。
4.根据权利要求1所述的用于增压发动机的EGR系统，
其中，所述EGR阀是设置在所述导入口中的蝶阀，并且
所述控制程序包括
基于流到所述压缩机的新鲜空气的流量的测定值或推定值而计算所述EGR气体的目标流速和目标流出角度的步骤，
基于所述目标流出角度而确定所述EGR阀的开度的步骤，
基于所述目标流速和所述EGR阀的开度而计算所述EGR气体的目标体积流量的步骤；以及
基于所述EGR阀的开度和所述目标体积流量而确定所述排气节流阀的开度的步骤。
5.根据权利要求4所述的用于增压发动机的EGR系统，
其中，所述蝶阀的位于所述EGR通路侧的面是凹面。
6.根据权利要求3所述的用于增压发动机的EGR系统，
其中，所述EGR阀是具有可变提升量的提升阀，并且所述导入口面积根据提升量而改变。
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