CN107304733B - 用于车辆的排气系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种用于车辆的排气系统及其控制方法。用于车辆的排气系统包括：第一通道，包括通过堆叠设置有热交换翅片的多个热交换板形成的多个第一单元流动路径；第二通道，与第一通道平行地设置，并且包括多个热交换管，所述多个热交换管分别形成具有比第一单元流动路径的横截面积更大的横截面积的多个第二单元流动路径；打开和关闭单元，设置成选择性地遮挡第一通道和第二通道；以及控制器，设置成根据车辆的驱动条件控制打开和关闭单元，以便控制流向第一通道和第二通道的排气的流。

Description

用于车辆的排气系统及其控制方法
技术领域
本公开涉及一种用于车辆的排气系统(exhaust system，排放系统)及其控制方法，以便有效地冷却排气(exhaust gas，废气)。
背景技术
该部分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。
在车辆的行驶中，由于燃料的燃烧所产生的排气包括根据车辆的驱动条件可能对人类有害或污染大气等的排出物受限物质(regulated substances)。排出物受限物质包括碳氧化物、氮氧化物等。
为了减少这种排出物受限物质的排出量，车辆可设置有各种排气净化系统。排气再循环(Exhaust Gas Recirculation，EGR)系统对应于这些排气净化系统中的一种，所述排气再循环系统使排气的一部分再循环到进气侧，以便通过发动机中的再燃烧过程来大大地减少这种排出物受限物质。
当排气(其温度通过在发动机中的燃烧过程而增加)被引入于进气侧中时，被引入到发动机中的燃烧过程的进入空气的量由于高温膨胀而大大地减少，并且因此发动机效率可能被降低。因此，可设置EGR冷却器(冷却路径)来冷却流过EGR的排气。
但是，根据车辆的驱动条件(诸如排气净化装置的DPF的再生模式或冷驱动条件)，与正常的情况相比，杂质(诸如排气中的未完全燃烧的碳氧化物)的量可快速地增加。
在这种情形下，我们已发现的是，杂质被附着于排气的冷却路径(该冷却路径具有较小的横截面积以便提高排气的冷却效率)，并且因此，存在由杂质阻塞冷却路径的较大可能性。
提供以上的描述以帮助理解本公开的背景，并且不应被解释成对于本领域技术人员而言已知的常规技术。
发明内容
本公开提供了一种用于车辆的排气系统及其控制方法，所述排气系统根据车辆的驱动条件抑制排气冷却路径由杂质阻塞，并且实现了有效的排气冷却效率。
本公开提供了一种用于车辆的排气系统，其包括：第一通道，包括通过堆叠设置有热交换翅片的多个热交换板形成的多个第一单元流动路径；第二通道，与第一通道平行地设置，并且包括多个热交换管，所述多个热交换管分别形成具有比第一单元流动路径的横截面积更大的横截面积的多个第二单元流动路径；打开和关闭单元，被设置成选择性地遮挡第一通道和第二通道；以及控制器，被设置成根据车辆的驱动条件控制打开和关闭单元，以便控制流向第一通道和第二通道的排气的流。
第一通道和第二通道可设置于排放路径上，以将排气再循环到进气侧，以便冷却排气。
打开和关闭单元可设置在第一通道的入口和第二通道的入口之间的排放路径的分支点处，并且选择性地遮挡第一通道和第二通道中的任一个。
打开和关闭单元可设置在所述分支点处以便能转动，并且能被转动以选择性地遮挡第一通道和第二通道中的任一个。
如果车辆的驱动条件对应于排气净化装置的再生模式，则控制器可控制打开和关闭单元，以中断流向第一通道的排气的流并且允许流向第二通道的排气的流，以便抑制或防止排气中的未完全燃烧产物沉积于第一通道中。
如果车辆的驱动条件对应于冷驱动状态，控制器可控制打开和关闭单元，以中断流向第一通道的排气的流并允许流向第二通道的排气的流，以便抑制或防止排气中的未完全燃烧产物沉积于第一通道中。
如果车辆的驱动条件对应于快速加速状态，控制器可控制打开和关闭单元，以中断流向第一通道的排气的流并且允许流向第二通道的排气的流，以便降低排气的流动阻力。
如果车辆的驱动条件不对应于排气净化装置的再生模式、冷驱动模式和快速加速状态时，控制器可控制打开和关闭单元，以允许流向第一通道的排气的流并且中断流向第二通道的排气的流。
在另一种形式中，本公开提供了一种用于车辆的排气系统的控制方法。该方法包括：通过控制器判断车辆的驱动条件是否对应于排气净化装置的再生模式或冷驱动状态；以及当在驱动条件的判断中判断车辆的驱动条件对应于排气净化装置的再生模式或冷驱动状态时，通过控制器控制被设置在第一通道的入口和第二通道的入口之间的打开和关闭单元，以中断流向包括多个第一单元流动路径的第一通道的排气的流并且允许流向包括具有比第一单元流动路径的横截面积更大的横截面积的多个第二单元流动路径的第二通道的排气的流，以便抑制或防止排气中的未完全燃烧产物沉积于第一通道中。
控制方法可进一步包括：当在驱动条件的判断中判断车辆的驱动条件不对应于排气净化装置的再生模式或冷驱动状态时，通过控制器判断车辆的驱动条件是否对应于快速加速状态。
当判断车辆的驱动条件对应于快速加速状态时，控制器可控制打开和关闭单元，以中断流向第一通道的排气的流并且允许流向第二通道的排气的流，以便在第二通道的操作中降低排气的流动阻力。
控制方法可进一步包括：当判断车辆的驱动条件不对应于快速加速状态时，通过控制器控制打开和关闭单元，以允许流向第一通道的排气的流并且中断流向第二通道的排气的流。
实用性的进一步内容将从本文提供的描述而变得显而易见。应该理解的是，该描述和特定实例旨在仅用于说明的目的，并且不旨在限制本公开的范围。
附图说明
为了可较好地理解本公开，现在将参考附图以示例的方式描述其各种形式，附图中：
图1是示出了在本公开一种形式中的EGR冷却器在用于车辆的排气系统中的位置的视图；
图2是示出了根据本公开的用于车辆的排气系统中的包括第一通道的排气冷却路径的视图；
图3是示出了根据本公开的用于车辆的排气系统中的包括第二通道的排气冷却路径的视图；
图4是示出了在本公开一种形式中的用于车辆的排气系统中的包括第一通道和第二通道的排气冷却路径的视图；
图5是示意性地示出了根据本公开通过操作用于车辆的排气系统中的第一通道的排气的流的视图；
图6是示意性地示出了根据本公开通过操作用于车辆的排气系统中的第二通道的排气的流的视图；以及
图7是示出了在本公开一种形式中用于车辆的排气系统的控制方法的流程图。
本文描述的附图仅是用于说明的目的，并且不旨在以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
以下的描述实质上仅是示例性的，并且不旨在限制本公开、应用或使用。应该理解的是，在所有附图中，对应的参考标号表示相同或相对应的部件和特征。
如图1至6所示，根据本公开的用于车辆的排气系统包括：第一通道150和第二通道200，第一通道包括多个第一单元流动路径155，第二通道与第一通道150平行地设置并且包括多个第二单元流动路径205，第二单元流动路径的横截面积比第一单元流动路径155的横截面积大；打开和关闭单元220，被设置成选择性地关闭第一通道150和第二通道200；以及控制器250，被构造成基于车辆的驱动条件控制打开和关闭单元220，以便控制流向第一通道150和第二通道200的排气流。
更详细地，第一通道150由第一单元流动路径155形成，并且第二通道200被设置成与第一通道150平行并且由具有比第一单元流动路径155的横截面积更大的横截面积的第二单元流动路径205形成。
在一种形式中，第一通道150和第二通道200可设置在排气流所沿的排放路径10上，以便形成排放路径10的一部分。特别地，本公开的第一通道150和第二通道200可设置在EGR路径50上，排气的一部分沿EGR路径被再循环到进气侧20。根据本公开的一种形式，图1示出了第一通道150和第二通道200设置于EGR路径50上。
进一步地，本公开的第一通道150和第二通道200可对应于排气冷却路径以冷却排气，并且更具体地，可对应于EGR冷却器100以冷却EGR路径50上的排气。
第一通道150和第二通道200平行地设置，从而使得沿一个通道流动的排气不沿另一通道流动。也就是说，第一通道150和第二通道200设置成具有这样的结构，即，在该结构中，同一排气不沿第一通道150和第二通道200两者流动。图4示出了排放路径10，第一通道150和第二通道200平行地设置于该排放路径中，并且图5和6示出了第一通道150和第二通道200平行地设置在排放路径10上。
在车辆中，与正常状态相比，排气中的杂质(诸如未完全燃烧的碳氧化物)的量可根据车辆的驱动条件而快速地增加。在这种情形下，存在排气中的快速地增加的杂质被附着于排放路径10并且因此导致排放路径10阻塞的高可能性。
因此，形成第二通道200的第二单元流动路径205的横截面积比形成第一通道150的第一单元流动路径155的横截面积大，因而即使在排气中的杂质的量在特定驱动条件下增加的情形中也抑制或防止第二通道200由于杂质的附着而被堵塞。
也就是说，在一般驱动条件下第一通道150被操作以使排气流动，并且在排气中的杂质的量增加的特定驱动条件下第二通道200被操作以使排气流动，从而抑制或防止排放路径10由于排气中的杂质的附着而阻塞。
排气中的杂质的量可快速地增加的上述驱动条件可通过实验统计学或理论估计来确定，并且代表性地为车辆的DPF的再生模式、冷驱力状态和快速加速状态。
第二通道200的第二单元流动路径205的横截面积(尽管排气中的杂质的量增加，该横截面积抑制或防止排放路径10由于杂质的附着而阻塞)可通过实验或通过理论来不同地确定。
例如，用于抑制或防止排放路径10由于杂质的附着而阻塞的横截面积可根据在特定的操作条件(在所述特定的操作条件中，排气中的杂质的量增加)下操作排放路径10持续一指定时间的结果而通过实验统计学来确定，或者可对具有不同横截面积的多个排放路径10进行测试，根据横截面积的增量的改变可理论地分析杂质的附着，并且因此可理论地计算用于实现排放路径10的阻塞的期望抑制效果的横截面尺寸。
第一通道150的第一单元流动路径155的横截面积足以被确定成具有用于在一般驱动条件(除了如排气中的杂质的量快速地增加的情况所判断的特定驱动条件之外)下抑制或防止第一单元流动路径155由杂质阻塞的水平，并且这种确定与第二单元流动路径205的确定方法并没有显著地不同。
进一步地，第一通道150和第二通道200可形成排气冷却路径，并且，考虑到布局和冷却效率，第一通道150和第二通道200的用于抑制或防止第一通道150和第二通道200由杂质阻塞的横截面积的无限增加不是所期望的。
因此，第一通道150和第二通道200的第一单元流动路径155和第二单元流动路径205旨在具有较小的横截面积，但是第一单元流动路径155和第二单元流动路径205的横截面积可考虑由杂质引起的阻塞来确定。此处，第一单元流动路径155和第二单元流动路径205的横截面积可作为实验统计学或理论计算的结果来确定(如上所述)，或者可根据发动机的种类或燃料消耗率来不同地确定。图2示出了第一通道150，并且图3示出了第二通道200。第一通道150和第二通道200的第一单元流动路径155和第二单元流动路径205之间的横截面积的差别可通过图4来示意性地理解。
如图2到图4所示的，第一通道150的第一单元流动路径155通过堆叠设置有热交换翅片的多个热交换板形成，并且第二通道200的第二单元流动路径205由多个热交换管形成。
更详细地，第一通道150包括具有相对地较小的截面积且被密集地设置的第一单元流动路径155，如上所述，并且因此，可通过堆叠设置有热交换翅片的多个热交换板形成。
各个热交换翅片可以不同的类型设置，即，可被设置成接触设置有相应的热交换翅片的热交换板和其它堆叠的热交换板，或者可突出以便不接触其它堆叠的热交换板、并因此使各个第一单元流动路径105彼此连通。
进一步地，热交换翅片可与热交换板整体地模制形成，并且各个热交换板的堆叠结构可整体地模制形成。热交换翅片和热交换板可由可容易地交换热的各种材料形成。
图2和图4示出了第一通道150，在该第一通道中，各个热交换板之间的空间被热交换翅片分割以便形成多个第一单元流动路径155。从而，第一通道150相比于第二通道200大大地增加了与排气的接触面积以及与排气的热交换量，因而相比于第二通道200具有卓越的排气冷却性能。
在一种形式中，第二通道200包括多个第二单元流动路径205，如上所述，并且第二单元流动路径205需要具有相对地较大的横截面积并且抑制由杂质引起的阻塞，并且因此由多个热交换管形成。
如果热交换管具有一侧细长的多边形的或椭圆形的横截面形状，则第二单元流动路径205的具有较小宽度的一些部分可能由杂质阻塞。因此，热交换管可具有规则的多边形的或圆形的横截面形状。
图3和4示出了根据本公开一种形式的第二通道200，在该第二通道中，热交换管被设置成形成第二单元流动路径205的圆形横截面。通过图4可对第一通道150和第二通道200的横截面积和形状彼此相比较。
如果第二通道200由具有圆形横截面的热交换管形成，则第二单元流动路径205具有比第一通道150的第一单元流动路径155更大的横截面积，并且因此可抑制或防止第二单元流动路径205由于杂质的附着而阻塞，并且第二单元流动路径205在其横截面的径向方向上具有一致的宽度、并且因此不存在阻塞容易发生的部分且排气可容易地流动。
也就是说，在本公开一种形式中，第一通道150包括第一单元流动路径155，第一单元流动路径具有较小横截面积并且通过堆叠设置有多个密集地设置的热交换翅片的热交换板而被密集地设置，并且因此，第一通道可提高排气的冷却性能，并且第二通道200包括具有圆形横截面的多个热交换管并且可大大地改善由排气中的杂质引起的阻塞，并且降低了入口与出口之间的压差。
打开和关闭单元220被设置成选择性地遮挡(shield)第一通道150和第二通道200。更详细地，打开和关闭单元220用于选择性地遮挡第一通道150和第二通道200以便控制向第一和第二通道150和200的排气流。
用于提供驱动力以操作打开和关闭单元220的驱动单元225可单独地设置，并且驱动单元225可为各种类型的驱动单元中的一种，诸如为气动驱动单元或机械驱动单元。
打开和关闭单元220可根据需要是各种类型的打开和关闭单元中的一种，即，执行线性运动的板式打开和关闭单元，或者执行转动运动的板或叶片式打开和关闭单元。
进一步地，打开和关闭单元220可被设置成选择性地遮挡第一通道150和第二通道200的入口或出口，或被设置成选择性地遮挡与第一和第二通道150和200连通的上游部分或下游部分。
图5和图6示出了能转动的打开和关闭单元220，其选择性地遮挡第一通道150和第二通道200的入口。排气可通过打开和关闭单元220的操作而选择性地沿第一通道150和第二通道200中的至少一个流动。
控制器250设置成根据车辆的驱动条件控制打开和关闭单元220，以便控制沿第一通道150和第二通道200流动的排气流。图5和图6示意性地示出了控制器250与打开和关闭单元220之间的连接关系。
控制器250根据车辆的驱动条件控制打开和关闭单元220，以便控制流向第一通道150和第二通道200的排气流，并且因此，排气可根据车辆的驱动条件朝向第一通道150或第二通道200流动。
如果第二通道200被操作，则排气流向具有比第一单元流动路径155的横截面积更大的横截面积的第二单元流动路径205。这里，控制器250在排气中的杂质的量快速地增加的特定状态下操作第二通道200，并且因而可抑制排放路径10由于杂质的附着而阻塞。
进一步地，利用根据车辆的驱动条件在第二通道200的入口和出口之间的压差小于第一通道150的事实，控制器250可减少排气泵送损失。特别地，如果第一通道150和第二通道200设置于EGR路径50上，则可改善用于快速加速的排气供应。
因为第一通道150的第一单元流动路径155与第二单元流动路径205相比具有较小的横截面积并被密集地设置，所以特别地，如果第一通道150被用作排气的冷却路径，则在排气与通道之间的接触面积增加，并且排气的冷却效率提高，因而使得EGR系统中的EGR效率提高。
也就是说，控制器250通过判断发动机的操作状态(即，RPM、燃料消耗率，等)、驱动温度(在冷驱动中，等)以及排气净化装置的再生模式(DPF，等)来检测车辆的驱动条件，并且允许排气流动通过第一通道150和第二通道200中的适合于相应条件中的一个，并且因此不仅可有效地抑制或防止排放路径10由于排气中的杂质的量的增加而阻塞，而且还可提高排气的冷却效率并适当地调整排气泵送负荷。
进一步地，如图1中所示，根据本公开的一种形式，第一通道150和第二通道200设置于排放路径10上以将排气再循环到进气侧20，以便冷却用于车辆的排气系统中的排气。
更详细地，为了减少排出物受限物质，第一通道150和第二通道200设置于EGR路径50上，以将车辆的排气再循环到进气侧20，以冷却排气。图1示出了被设置于EGR路径50上以冷却排气的第一通道150和第二通道200。
如上所述，经由EGR路径50流动到进气侧20的排气需要被冷却，以便提高发动机效率。在一种形式中，第一通道150和第二通道200被用作EGR路径50上的排气冷却路径。
第一通道150和第二通道200可被设置为不同的冷却类型，诸如为空气冷却类型和水冷却类型。在空气冷却类型的情况中，可直接使用室外空气，或者可设置单独的风扇，并且在水冷却类型的情况下，可使用发动机的冷却剂，或可形成单独的冷却剂管线。
进一步地，第一通道150的第一单元流动路径155具有较小的横截面积并被密集地设置，如上所述，并且与第二通道200相比可因此具有卓越的排气冷却性能。另一方面，与第一单元流动路径155相比，第二通道200的第二单元流动路径205具有较大的横截面积，并且与第一通道150相比可因此具有较差的排气冷却性能，但是可抑制或防止由于杂质的附着引起的阻塞，并且可在排气中的杂质的量快速地增加的特定驱动条件下被适当地操作。
例如，在特定驱动条件(诸如排气净化装置的再生模式或冷驱力状态)下，排气中的杂质的量增加，并且因此EGR系统中的冷却路径(EGR冷却器)100可容易地由杂质所阻塞。这里，EGR路径50的阻塞可通过经过第二通道200冷却排气而被抑制或防止。
另一方面，在除了上面描述的排气中的杂质量增加的特定驱动条件之外的一般驱动条件中，排气通过第一通道150被冷却，并且因此排气的冷却效率可被提高。
在车辆的快速加速状态，被引入到发动机中的进入空气的量应当暂时增加，并且如果第一通道150(具有较小横截面积的单元流动路径被密集地设置在该第一通道中)被用作排气冷却路径，则第一通道150的入口和出口之间的压差是相对较大的，并且因此可能难以使排气的循环量满足发动机所期望的进入空气的增加量。
即使在这种情况下，如果第二通道200被操作以冷却排气，第二通道200的压差小于第一通道150的压差，并且因此，排气的循环量可容易地满足根据车辆的快速加速发动机所期望的进入空气的增加量。
相应地，EGR路径50的EGR冷却器100包括第一通道150和第二通道200，并且控制器250确定应当提高冷却效率的情形以及应当抑制或防止由杂质阻塞的情形，并操作适合于相应的驱动条件的通道，因而促进EGR系统的有效操作。
进一步地，如图5和图6中所示，在用于车辆的排气系统中，打开和关闭单元220设置在冷却路径的定位有第一通道150的入口和第二通道200的入口的分支点处，并且因此选择性地遮挡第一通道150和第二通道200中的任一个。
第一通道150和第二通道200平行地设置在排放路径10上，并且第一通道150和第二通道200从排放路径10的上游部分分支。图5和6示出了第一通道150和第二通道200设置于同一排放路径10上，从而第一通道150和第二通道200从排放路径10的上游部分分支出并且然后在排放路径10的下游部分处会合。
打开和关闭单元220被定位于第一通道150和第二通道200的入口之间。如果打开和关闭单元220被定位于第一通道150和第二通道200的中点处或第一通道150和第二通道200的出口处，则排气被引入到从被遮挡的通道到打开和关闭单元220的部段中。
例如，如果打开和关闭单元220设置在第一通道150和第二通道200的出口处，则即使排气中的杂质的量增加并且流向第一通道150的排气的流被打开和关闭单元220中断以便抑制或防止第一通道150的阻塞，具有大量杂质的排气可被引入到第一通道150中，并且因此，第一通道150可由于杂质的附着而被堵塞。
因此，在一种形式中，打开和关闭单元220设置在排放路径10的定位有第一通道150和第二通道200的入口的分支点处，并且当一个通道被遮挡时，抑制或防止了排气向相应通道中的引入。图5和6示出了打开和关闭单元220被设置在第一通道150和第二通道200的入口之间。
进一步地，打开和关闭单元220被设置成选择性地遮挡第一通道150和第二通道200中的一个。因此，当第一通道150被遮挡时，第二通道200被打开且从而排气流动通过第二通道200，并且当第二通道200被遮挡时，第一通道150被打开且从而排气流动通过第一通道150。
也就是说，单个打开和关闭单元220可控制朝向第一通道150和第二通道200两者的排气流，并且当任何一个通道被遮挡时，另一通道被打开，并且因此抑制或防止了排气流的完全中断。
相应地，控制器250基于车辆的驱动条件确定合适的通道，并且单个打开和关闭单元220控制流向第一通道150和第二通道200的排气流，以便排气可流动通过通过控制器250选择的通道。
如图5和图6中所示，在用于车辆的排气系统中，打开和关闭单元220设置在分支点处以便是能转动的，并且打开和关闭单元被转动以选择性地遮挡第一通道150和第二通道200中的任一个。
如上所述，单个打开和关闭单元220被设置成使得，如果打开和关闭单元220允许排气流向第一通道150和第二通道200中的一个，则流向另一通道的排气流被中断。为此目的，打开和关闭单元220设置在第一通道150与第二通道200之间的点处，从而打开和关闭单元220的一端是能转动的，因而控制流向通道150和200两者的流。
打开和关闭单元220可包括用于提供转动的驱动力的驱动单元225以及用于遮挡相应的通道150和200的板单元，并且打开和关闭单元220的一个部分可铰接于第一通道150与第二通道200之间的点，从而使得打开和关闭单元220能转动。
因此，当控制器250控制打开和关闭单元220转动以遮挡第一通道150时，流向第一通道150的排气的流被打开和关闭单元220中断，并且流向第二通道200的排气的流被允许。另一方面，当控制器250控制打开和关闭单元220转动以遮挡第二通道200时，流向第二通道200的排气的流被打开和关闭单元220中断，并且流向第一通道150的排气的流被允许。
图5和图6示出本公开的一种形式，在该形式中，第一通道150和第二通道200被设置成堆叠结构，并且打开和关闭单元220铰接于第一通道150与第二通道200之间的堆叠点，即，铰接于第一通道150和第二通道200的入口，以便能转动。
在一种形式中，当具有简单结构的单个打开和关闭单元220打开一个通道时，它遮挡另一个通道，并且因此该单个打开和关闭单元可同时确定流向第一和第二通道150和200的排气的流是否是可允许的。
进一步地，如果车辆的驱动条件对应于排气净化装置的再生模式，则控制器250控制打开和关闭单元220以中断流向第一通道150的排气的流并且允许流向第二通道200的排气的流，从而抑制或防止排气中的未完全燃烧产物沉积在第一通道150中。
更详细地，在用于车辆的排气净化装置之中，通过收集杂质(特别地，灰尘或未完全燃料的碳氧化物)来减少排气中的杂质的量的装置(诸如DPF)可执行再生模式，在该再生模式中，收集的杂质被去除，从而使得收集器可被再生(恢复，regenerated)。
当车辆进入排气净化装置的再生模式时，燃料通过过量喷射、后喷射(postinjection)或设置于排放管处的喷射器而被喷射，并且因此，排气中的碳材料的量增加，并且由于排气中的增加的碳材料的连续燃烧，发动机RPM升高或排放温度升高。
当排放温度升高并且排气中的碳材料的分布量增加时，收集器中所收集的杂质被燃烧，并且通过经由燃烧去除收集器中的杂质，排气净化装置被再生。
进一步地，在使用催化剂装置去除排出物受限物质的排气净化装置的情况下，为了调节温度以满足催化反应条件，排气中的未完全燃烧产物(特别地，碳材料)可能增加。
如果车辆的驱动条件对应于排气净化装置(诸如DPF)的再生模式，则排气中的杂质(特别地，未完全燃烧产物)的量快速地增加。在这种情况下，第一通道150的第一单元流动路径155可容易地由杂质阻塞，如上所述。
因此，如果车辆的驱动条件对应于排气净化装置的再生模式，则流向第一通道150的排气的流被中断，并且第二通道200被操作，从而抑制或防止排气中的杂质(特别地，未完全燃烧产物)附着于第一通道150。
特别地，与传统情况(在所述传统情况中，当执行排气净化装置的再生模式时，EGR系统不可避免地被中断以抑制或防止EGR冷却路径被堵塞)不同地，如果第一通道150和第二通道200被设置为EGR路径50上的排气冷却路径，则第二通道200被操作，并且因此EGR系统可与排气净化装置的再生模式的执行一起被操作。图5示出了控制器250控制打开和关闭单元220，以便中断第一通道150并操作第二通道200，以便排气流动通过第二通道200。
相应地，为了使排气净化装置(诸如DPF或LNT)再生，排气中的杂质的量增加，并且具有相对较大横截面积的第二通道200被操作，从而有效地抑制或防止第一通道150的阻塞，并且允许排气与排气净化装置的再生模式的执行同时地流动。
进一步地，如果车辆的驱动条件对应于冷驱动状态，控制器250控制打开和关闭单元220，以中断流向第一通道150的排气的流并且允许流向第二通道200的排气的流，从而抑制或防止排气中的未完全燃烧产物聚集在第一通道150中。
更详细地，如果车辆的驱动条件对应于冷驱动状态，则燃烧条件(诸如温度等)是不适当的，并且因此存在高可能性的是：被引入到发动机中的燃料未完全地燃烧，并且未完全燃烧产物被包含在排气中。
因此，如果车辆的驱动条件对应于冷驱动状态，控制器250中断流向第一通道150的排气的流并且操作第二通道200，并且因此抑制或防止排气中的杂质(特别地，未完全燃烧产物)附着于第一通道150并阻塞第一通道。图5示出了控制器250控制打开和关闭单元220，以中断第一通道150并操作第二通道200，从而排气流动通过第二通道200。
车辆是否处于冷驱动状态可通过多种方法来确定。在一种形式中，如果所测得的户外空气温度是参考值或更低，或冷却液温度是参考值或更低(例如，大约90摄氏度)，则控制器250可确定车辆处于冷驱动状态。
特别地，与传统情况(在传统情况中，当车辆处于冷驱动状态时存在阻塞EGR冷却路径的高可能性)不同地，如果第一通道150和第二通道200被设置为在EGR路径50上的排气冷却路径，则第二通道200被操作，并且因此，EGR系统可甚至在车辆的冷驱动状态中稳定地操作。
相应地，即使在车辆的驱动条件对应于冷驱动状态的情形中，大气温度过低并且排气中的杂质(诸如未完全燃烧产物)的量增加，则具有相对较大横截面积的第二通道200被操作，从而有效地抑制或防止排放路径10的阻塞。
进一步地，如果车辆的驱动条件对应于快速加速状态，控制器250控制打开和关闭单元220，以中断流向第一通道150的排气的流并且允许流向第二通道200的排气的流，从而降低排气的流动阻力。
更详细地，如果车辆的驱动条件对应于快速加速状态，则发动机中的燃烧过程所期望的进入空气的量快速地增加。排气的排出量如同进入空气的量的增加那样多地快速增加，并且，如果排气流动通过具有较大压差的排放路径10，则用于增加排气的排出量的排气泵送损失增加。
因此，确定车辆的驱动条件对应于快速加速状态，控制器250遮挡第一通道150(第一通道包括具有较小截面积且被密集地设置的第一单元流动路径155)，并且打开第二通道200(第二通道包括具有较大横截面积且促进排气的流动的第二单元流动路径205以允许排气流动通过第二通道200)，从而降低在车辆的快速加速状态中的排气泵送损失。
进一步地，即使第一和第二通道150和200被设置为EGR路径50上的排气冷却路径，当车辆的驱动条件对应于快速加速状态时，为了更快速地满足发动机的进入空气的快速地增加的量，就发动机效率而言，具有比第一通道150更小的排放阻力且因此在入口与出口之间具有较小压差的第二通道200是有利的。图5示出了控制器250控制打开和关闭单元220，以中断第一通道150并操作第二通道200，从而使得排气流动通过第二通道200。
控制器250可通过多种方法确定车辆是否处于快速加速状态。在一种形式中，如果加速踏板的按压量的变化率是指定水平或更大，则控制器250可确定车辆处于快速加速状态。
例如，如果加速踏板的按压量的变化率为每单位时间约30％或更大，则控制器250可确定车辆的驱动条件对应于快速加速状态。按压量基于当前按压量与最大按压量的比率来确定。这种标准可由本领域技术人员不同地修改。
当确定车辆的驱动条件对应于快速加速状态时，包括具有比第一通道150的第一单元流动路径155更大的横截面积的第二单元流动路径205的第二通道200被操作，从而降低了排气的流动阻力，并且因此满足排气的暂时增加的排出量。此外，如果第一通道150和第二通道200被设置为EGR冷却器100，则暂时增加的EGR期望量可得以满足。
在另一种形式中，如果车辆的驱动条件不对应于排气净化装置的再生模式、冷驱动状态和快速加速状态，则控制器250控制打开和关闭单元220，以允许流向第一通道150的排气流并中断流向第二通道200的排气流。
更详细地，因为第一通道150的第一单元流动路径155具有比第二通道200的第二单元流动路径205的横截面积更小的横截面积，并且因此具有与排气的较大接触面积，如上所述，通过第一通道150的排气的冷却效率高于第二通道200。因此，如果车辆的驱动条件不对应于特定状态(排气净化装置的再生模式、冷驱动状态、快速加速状态等)，并且不期望第二通道200的操作，则控制器控制打开和关闭单元220，以中断流向第二通道200的排气流并允许流向第一通道150的排气流，从而使得排气流动通过第一通道150。
特别地，如果第一通道150和第二通道200被设置为EGR路径50上的排气冷却路径，则在车辆的驱动条件不对应于排气净化装置的再生模式、冷驱动状态和快速加速状态并且不需要操作第二通道200的情况下，第一通道150被操作，并且因此再循环到进气侧20的排气的冷却效率提高，EGR量增加，并且因此EGR系统的效率提高。图6示出了控制器250控制打开和关闭单元220，以遮挡第二通道200并操作第一通道150。
如图6到图7中所示，根据本公开一个形式的用于车辆的排气系统的控制方法包括：通过控制器250判断车辆的驱动条件是否对应于排气净化装置的再生模式或冷驱动状态(操作S100)；以及当在驱动条件的判断(操作S100)中判断车辆的驱动条件对应于排气净化装置的再生模式和冷驱动状态中的一个时，通过控制器250控制设置在第一通道150与第二通道200的入口之间的打开和关闭单元220，以中断流向包括多个第一单元流动路径155的第一通道150的排气流，并且允许流向包括具有比第一单元流动路径155的横截面积更大的横截面积的多个第二单元流动路径205的第二通道200的排气流，以便抑制或防止排气中的未完全燃烧产物沉积于第一通道150中(操作S300)。
更详细地，在驱动条件的判断(操作S100)中，控制器250判断车辆的驱动条件是否对应于排气净化装置的再生模式或冷驱动状态。根据本公开的一种形式，排气净化装置的再生模式可基于发动机的驱动状态、燃料的喷射状态等来判断，并且冷驱动状态可基于冷却剂温度是否是指定值或更低来判断。
进一步地，在第二通道200的操作(操作S300)中，当在操作S100中判断车辆的驱动条件对应于排气净化装置的再生模式或冷驱动状态时，控制器250控制设置在第一通道150和第二通道200的入口之间的打开和关闭单元220，以中断流向包括第一单元流动路径155的第一通道150的排气流，并且允许流向包括具有比第一单元流动路径155的横截面积更大的横截面积的第二单元流动路径205的第二通道200的排气流，以便抑制或防止排气中的未完全燃烧产物沉积于第一通道150中。
更详细地，控制器250控制驱动单元225以驱动打开和关闭单元220，以便遮挡第一通道150并且打开包括具有比第一单元流动路径155的横截面积更大的横截面积的第二单元流动路径205的第二通道200，从而抑制或防止排气中的杂质(特别地，未完全燃烧产物)附着于或沉积于第一通道150中。
因此，即便在排气中的杂质量增加的车辆驱动条件中，排气可流动，同时排放路径10由于杂质沉积引起的阻塞被抑制或防止。图6示出了用于车辆的排气系统，该排气系统被控制成使得第二通道200通过控制器250操作。
如图7中所示，用于车辆的排气系统的控制方法进一步包括：当在驱动条件的判断(操作S100)中判断车辆的驱动条件不对应于排气净化装置的再生模式或冷驱动状态时，通过控制器250判断车辆的驱动条件是否对应于快速加速状态(操作S200)。
进一步地，当判断车辆的驱动条件对应于快速加速状态(操作S200)时，控制器250控制打开和关闭单元220，以中断流向第一通道150的排气流并且允许流向第二通道200的排气流(操作S300)，从而降低排气的流动阻力。
更详细地，当判断车辆的驱动条件不对应于排气中的未完全燃烧产物的量增加的排气净化装置的再生模式或冷驱动状态时，控制器250判断是否车辆处于快速加速状态，在该快速加速状态中，排气的流量应快速地改变。
在快速加速状态的判断(操作S200)中，当判断车辆的驱动条件对应于快速加速状态时，控制器250控制打开和关闭单元220，以遮挡第一通道150并操作第二通道200。从而，由于车辆的快速加速产生的排气的流动阻力可被降低，并且因此用于满足排气的快速地增加的排出量的排气泵送损失可被减小，并且特别地，如果第一通道150和第二通道200被用作EGR系统的冷却路径，则可满足快速地增加的EGR量。
如图5和图7中所示，用于车辆的排气系统的控制方法进一步包括：当在快速加速状态的判断(操作S200)中判断车辆不处于快速加速状态时，通过控制器250控制打开和关闭单元220，以允许流向第一通道150的排气流并且中断流向第二通道200的排气流(操作S400)。
更详细地，在判断车辆的驱动条件不对应于特定状态(例如，排气净化装置的再生模式、冷驱动状态或快速加速状态)时，控制器250控制打开和关闭单元220，以遮挡第二通道200并操作与排气的接触面积比第二通道200更大的第一通道150，从而使得排气可流动通过第一通道150。
特别地，如果第一通道150和第二通道200被用作EGR系统的冷却路径，则与第二通道相比具有卓越冷却效率的第一通道150被操作，以冷却排气，从而提高排气的冷却效率。
从以上描述显而易见的是，根据本公开的用于车辆的排气系统及其控制方法可根据车辆的驱动条件抑制或防止排气冷却路径由杂质阻塞，并且同时实现有效的排气冷却效率。
特别地，用于车辆的排气系统包括具有小的单位流动面积的第一通道以及具有比第一通道更大的单位流动面积的第二通道，并且通过操作可根据车辆的驱动条件抑制或防止排气冷却路径由杂质阻塞的通道来冷却排气，从而抑制或防止排气冷却路径由杂质阻塞。
进一步地，第一通道通过堆叠设置有多个热交换翅片的热交换板来形成，以便提高排气的冷却效率，并且第二通道由多个管式单元路径形成，以便抑制或防止排气冷却路径由杂质阻塞。
用于控制流向第一通道和第二通道的排气流的打开和关闭单元设置在第一通道与第二通道之间的分支点处以便能转动，并且因而单个打开和关闭单元可有效地控制流向该两个通道的排气流。
控制器可判断车辆的驱动条件是否对应于排气中杂质量增加(即，排气净化装置的再生模式、冷驱动状态或快速加速状态)的情形，并且控制打开和关闭单元，以在上述驱动条件中操作第二通道，从而提高冷却效率，同时有效地抑制或防止排气冷却路径由杂质阻塞。
虽然为了说明目的已经公开了本公开的示例性形式，但是本领域技术人员将理解的是，在不偏离本公开的范围和精神的情况下，可进行各种修改、增加和替换。

Claims (9)

1.一种用于车辆的排气系统，包括：
第一通道，包括通过堆叠设置有热交换翅片的多个热交换板形成的多个第一单元流动路径；
第二通道，与所述第一通道平行地设置并且包括多个热交换管，所述多个热交换管分别形成具有比所述第一单元流动路径的横截面积更大的横截面积的多个第二单元流动路径；
打开和关闭单元，构造成选择性地遮挡所述第一通道和所述第二通道；以及
控制器，构造成基于车辆的驱动条件控制所述打开和关闭单元，以便控制流向所述第一通道和所述第二通道的排气的流，
其中，所述第一通道和所述第二通道设置于排放路径上，设置成堆叠结构，以将排气再循环到进气侧以便冷却排气，
其中，所述打开和关闭单元设置在排放路径的介于所述第一通道的入口和所述第二通道的入口之间的分支点处以便能转动，并且被转动以选择性地遮挡所述第一通道和所述第二通道中的任一个，
其中，所述打开和关闭单元的第一端设置在所述堆叠结构中。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的排气系统，其中，当所述车辆的所述驱动条件对应于排气净化装置的再生模式时，所述控制器控制所述打开和关闭单元，以中断流向所述第一通道的排气的流并且允许流向所述第二通道的排气的流，以便抑制排气中的未完全燃烧产物沉积于所述第一通道中。
3.根据权利要求1所述的用于车辆的排气系统，其中，当所述车辆的所述驱动条件对应于冷驱动状态时，所述控制器控制所述打开和关闭单元，以中断流向所述第一通道的排气的流并允许流向所述第二通道的排气的流，以便抑制所述排气中的未完全燃烧产物沉积于所述第一通道中。
4.根据权利要求1所述的用于车辆的排气系统，其中，当所述车辆的所述驱动条件对应于快速加速状态时，所述控制器控制所述打开和关闭单元，以中断流向所述第一通道的排气的流并且允许流向所述第二通道的排气的流，以便降低所述排气的流动阻力。
5.根据权利要求1所述的用于车辆的排气系统，其中，当所述车辆的所述驱动条件不对应于排气净化装置的再生模式、冷驱动模式和快速加速状态时，所述控制器控制所述打开和关闭单元，以允许流向所述第一通道的排气的流并且中断流向所述第二通道的排气的流。
6.一种用于车辆的排气系统的控制方法，包括：
通过控制器判断车辆的驱动条件是否对应于排气净化装置的再生模式或冷驱动状态；以及
当在所述驱动条件的判断中判断所述车辆的所述驱动条件对应于所述排气净化装置的所述再生模式或所述冷驱动状态时，通过所述控制器控制设置在第一通道的入口和第二通道的入口之间的打开和关闭单元，以中断流向包括多个第一单元流动路径的所述第一通道的排气的流，并且允许流向包括具有比所述第一单元流动路径的横截面积更大的横截面积的多个第二单元流动路径的所述第二通道的排气的流，以便抑制排气中的未完全燃烧产物沉积于所述第一通道中，
其中，所述第一通道和所述第二通道设置于排放路径上，设置成堆叠结构，以将排气再循环到进气侧以便冷却排气，
其中，所述打开和关闭单元设置在排放路径的介于所述第一通道的入口和所述第二通道的入口之间的分支点处以便能转动，并且被转动以选择性地遮挡所述第一通道和所述第二通道中的任一个，
其中，所述打开和关闭单元的第一端设置在所述堆叠结构中。
7.根据权利要求6所述的控制方法，进一步包括：当在所述驱动条件的判断中判断所述车辆的所述驱动条件不对应于所述排气净化装置的所述再生模式或所述冷驱动状态时，通过所述控制器判断所述车辆的所述驱动条件是否对应于快速加速状态。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其中，当判断所述车辆的所述驱动条件对应于所述快速加速状态时，所述控制器控制所述打开和关闭单元，以中断流向所述第一通道的排气的流并且允许流向所述第二通道的排气的流，以便在所述第二通道的操作中降低排气的流动阻力。
9.根据权利要求7所述的控制方法，进一步包括：当判断所述车辆的所述驱动条件不对应于所述快速加速状态时，通过所述控制器控制所述打开和关闭单元，以允许流向所述第一通道的排气的流并且中断流向所述第二通道的排气的流。
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