CN113738544A - Egr系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种EGR系统。高响应性地使流动EGR气体的进气通路、EGR通路的内壁的温度上升,并且精确地控制该温度。EGR系统使从发动机向排气通路排出的排气的一部分作为EGR气体经由EGR通路流到进气通路而回流至发动机。EGR系统具备:各发热覆膜,被设置于流动EGR气体的进气通路(进气歧管)和EGR通路(EGR气体分配器)中的至少一方的内壁;向各发热覆膜通电的至少一对正电极和负电极;检测进气通路和EGR通路的暖机状态的水温传感器和进气温度传感器;以及电子控制装置,其基于被检测出的暖机状态,自EGR开始以前起控制向各发热覆膜的通电。
Description
技术领域
本说明书中公开的技术涉及一种构成为将从发动机向排气通路排出的排气的一部分作为EGR(Exhaust Gas Re-circulation:废气再循环)气体经由EGR通路流到进气通路而回流至发动机的EGR系统。
背景技术
以往,作为这种技术,例如已知有下述的专利文献1中记载的技术“进气歧管”。该技术是在进气歧管中设置向多个分支管分配辅助气体(EGR气体、PCV气体等)的气体分配部,多个分支管用于向发动机的各气缸分配进气。与该气体分配部相邻地设置有流动利用发动机的冷却水得到的温水的温水通路部。另外,在气体分配部与温水通路部之间的隔壁设置有导热率高的材料(含碳粉的树脂或金属板的嵌入成型)。而且,利用温水通路部的温水的热来高效地保持气体分配部的温度,从而抑制气体分配部中的冷凝水的产生或冻结。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2018-44518号公报
发明内容
发明要解决的问题
可是,在专利文献1所记载的技术中,在气体分配部与温水通路部之间的隔壁设置有导热率高的材料,但是由于温水温度依赖于发动机的暖机状态,因此气体分配部的温度上升花费时间,而且难以精确地控制气体分配部的温度。
本公开技术是鉴于上述情形而完成的,其目的在于提供一种能够高响应性地使流动EGR气体的进气通路和EGR通路中的至少一方的内壁的温度上升并且精确地控制该温度的EGR系统。
用于解决问题的方案
为了达到上述目的,第1发明所记载的技术是一种EGR系统,构成为将从发动机向排气通路排出的排气的一部分作为EGR气体经由EGR通路流到进气通路而回流至发动机,EGR系统的宗旨在于,具备:发热覆膜,其设置于流动EGR气体的进气通路和EGR通路中的至少一方的内壁;用于向发热覆膜通电的至少一对正电极和负电极;暖机状态检测单元,其用于检测进气通路和EGR通路的暖机状态;以及通电控制单元,其用于基于被检测出的暖机状态,自开始EGR以前起控制向发热覆膜的通电。
根据上述技术的结构,通过经由正电极和负电极来向发热覆膜通电,由此发热覆膜发热,流动EGR气体的进气通路和EGR通路中的至少一方的内壁被加热。在此,通电控制单元基于由暖机状态检测单元检测出的进气通路和EGR通路的暖机状态,自开始EGR以前起控制向发热覆膜的通电。因而,自开始EGR以前起,与进气通路及EGR通路的暖机状态相应地对设置有发热覆膜的进气通路和EGR通路中的至少一方的内壁的温度或温度上升进行调节。
为了达到上述目的,根据第1发明所记载的技术,第2发明所记载的技术的宗旨在于,在向发热覆膜通电时,通电控制单元基于发动机启动时的暖机状态来控制通电时间。
根据上述技术的结构,除了第1发明所记载的技术的作用以外,与发动机启动时的暖机状态相应地调整向发热覆膜通电的通电时间。
为了达到上述目的,根据第1发明所记载的技术,第3发明所记载的技术的宗旨在于,在向发热覆膜通电时,通电控制单元基于发动机启动时的暖机状态,计算用于切断通电的通电切断暖机状态,在向发热覆膜通电后,基于通电切断暖机状态来切断通电。
根据上述技术的结构,除了第1发明所记载的技术的作用以外,在向发热覆膜通电后,基于根据发动机启动时的暖机状态计算出的通电切断暖机状态来切断该通电。因而,与发动机启动时的暖机状态相应地调整发热覆膜的发热时间。
为了达到上述目的,根据第1发明至第3发明中的任一发明所记载的技术,第4发明所记载的技术的宗旨在于,在向发热覆膜通电时,通电控制单元基于发动机启动时的暖机状态来控制通电的电流值或电压值。
根据上述技术的结构,除了第1发明至第3发明中的任一发明所记载的技术的作用以外,与发动机启动时的暖机状态相应地调整发热覆膜的发热状态。
为了达到上述目的,根据第4发明所记载的技术,第5发明所记载的技术的宗旨在于,在向发热覆膜通电时,通电控制单元根据发动机启动时的暖机状态与用于开始EGR的暖机状态之差,使通电的电流值或电压值增加。
根据上述技术的结构,除了第4发明所记载的技术的作用以外,在向发热覆膜通电时,根据发动机启动时的暖机状态与用于开始EGR的暖机状态之差来增加通电的电流值,因此发热覆膜的发热增加与从发动机启动时起直到开始EGR为止通电的电流值所增加的部分相应的量。
为了达到上述目的,根据第1发明至第5发明中的任一发明所记载的技术,第6发明所记载的技术的宗旨在于,通电控制单元基于发动机启动前的暖机状态,来在发动机启动前开始向发热覆膜通电。
根据上述技术的结构,除了第1发明至第5发明中的任一发明所记载的技术的作用以外,基于发动机启动前的暖机状态,自发动机启动前起开始向发热覆膜通电,因此发热覆膜自发动机启动前起开始发热,其发热温度被适当地提高。
为了达到上述目的,根据第1发明至第6发明中的任一发明所记载的技术,第7发明所记载的技术的宗旨在于,在EGR切断持续了规定时间的情况下,通电控制单元基于发动机启动后的暖机状态,来实施向发热覆膜的再次通电。
根据上述技术的结构,除了第1发明至第6发明中的任一发明所记载的技术的作用以外,在EGR切断持续了规定时间的情况下,基于发动机启动后的暖机状态来实施向发热覆膜的再次通电,因此在EGR切断后也根据需要使发热覆膜发热。
为了达到上述目的,第8发明所记载的技术的宗旨在于,根据第1发明至第7发明中的任一发明所记载的技术,通电控制单元根据发动机启动时的暖机状态来计算用于开始通电的通电开始暖机状态,在发动机启动后暖机状态成为了通电开始暖机状态时,开始向发热覆膜通电。
根据上述技术的结构,除了第1发明至第7发明中的任一发明所记载的技术的作用以外,还具有如下的作用。即,发热覆膜的升温特性具有发动机启动时的暖机状态越低则升温特性越好的倾向。通电控制单元根据发动机启动时的暖机状态来计算通电开始暖机状态,在发动机启动后暖机状态成为了通电开始暖机状态时,开始向发热覆膜的通电。因而,发热覆膜基于与其暖机状态相应的升温特性来开始通电。
为了达到上述目的,根据第1发明至第8发明中的任一发明所记载的技术,第9发明所记载的技术的宗旨在于,还具备用于控制EGR的EGR控制单元,在发动机启动时的暖机状态与用于开始EGR的暖机状态之差小的情况下,EGR控制单元将用于开始EGR的暖机状态变更为高温侧的暖机状态。
根据上述技术的结构,除了第1发明至第8发明中的任一发明所记载的技术的作用以外,在发动机启动时的暖机状态与用于开始EGR的暖机状态之差小的情况下,将用于开始EGR的暖机状态变更为高温侧的暖机状态,因此在从发动机启动时起直到开始EGR之前,向发热覆膜通电的时间变长。
为了达到上述目的,根据第1发明至第9发明中的任一发明所记载的技术,第10发明所记载的技术的宗旨在于,表示暖机状态的参数包含被发动机吸入的进气的温度、发动机的冷却水的温度、进气通路的内壁的温度以及EGR通路的内壁的温度中的至少一个。
根据上述技术的结构,与表示暖机状态的各种参数相应地进行向发热覆膜的通电,能够获得与第1发明至第9发明中的任一发明所记载的技术同等的作用。
发明的效果
根据第1发明所记载的技术,能够高响应性地使流动EGR气体的进气通路和EGR通路中的至少一方的内壁的温度上升,并且能够精确地控制该温度。其结果是,能够抑制在开始EGR时在流动EGR气体的进气通路和EGR通路中的至少一方的内部产生冷凝水。
根据第2发明所记载的技术,除了第1发明所记载的技术的效果以外,不会不必要地对发热覆膜通电,从而能够防止无用的通电。
根据第3发明所记载的技术,除了第1发明所记载的技术的效果以外,不会超出需要地对发热覆膜通电,从而能够防止无用的通电。
根据第4发明所记载的技术,除了第1发明至第3发明中的任一发明所记载的技术的效果以外,即使在低温下也能够快速地使流动EGR气体的进气通路和EGR通路中的至少一方的内壁的温度上升。
根据第5发明所记载的技术,除了第4发明所记载的技术的效果以外,即使将用于开始EGR的暖机状态设定为相对低的暖机状态,也能够在开始EGR以前快速地提高流动EGR气体的进气通路和EGR通路中的至少一方的内壁的温度。
根据第6发明所记载的技术,除了第1发明至第5发明中的任一发明所记载的技术的效果以外,能够将流动EGR气体的进气通路和EGR通路中的至少一方的内壁的温度在发动机启动时之前提高到适当的温度。其结果是,能够更可靠地抑制在开始EGR时在流动EGR气体的进气通路和EGR通路中的至少一方的内部产生冷凝水。
根据第7发明所记载的技术,除了第1发明至第6发明中的任一发明所记载的技术的效果以外,能够将流动EGR气体的进气通路和EGR通路中的至少一方的内壁在EGR切断后也维持为适当的温度。其结果是,在EGR切断后也能够抑制在流动EGR气体的进气通路和EGR通路中的至少一方的内部产生冷凝水。
根据第8发明所记载的技术,除了第1发明至第7发明中的任一发明所记载的技术的效果以外,能够使发热覆膜发热了与对流动EGR气体的进气通路和EGR通路中的至少一方的内壁的加热所需要的时间相应的量,从而能够避免不必要地发热。其结果是,能够使系统节省电力,能够延长发热覆膜的耐用时间。
根据第9发明所记载的技术,除了第1发明至第8发明中的任一发明所记载的技术的效果以外,即使将用于开始EGR的暖机状态设定为较低的温度,也能够通过与发动机启动时的暖机状态相应地重新估计用于开始EGR的暖机状态,来在开始EGR以前适当地提高流动EGR气体的进气通路和EGR通路中的至少一方的内壁的温度。
根据第10发明所记载的技术,能够获得与第1发明至第9发明中的任一发明所记载的技术同等的效果。
附图说明
图1是示出与第1实施方式相关的发动机系统的概要结构图。
图2是示出与第1实施方式相关的设置有EGR气体分配器的进气歧管的概要的侧视图。
图3是从与第1实施方式相关的EGR气体分配器的前侧观察EGR气体分配器而示出的立体图。
图4是示出与第1实施方式相关的EGR气体分配器的俯视图。
图5是示出与第1实施方式相关的EGR气体分配器的主视图。
图6是示出与第1实施方式相关的EGR气体分配器的气体腔室的图4的A-A线截面图。
图7是示出与第1实施方式相关的上壳体的外侧的立体图。
图8是示出与第1实施方式相关的上壳体的内侧的俯视图。
图9是示出与第1实施方式相关的下壳体的内侧的立体图。
图10是示出与第1实施方式相关的下壳体的内侧的俯视图。
图11是示出与第1实施方式相关的第1通电控制的内容的流程图。
图12是示出与第1实施方式相关的为了求出与启动时进气温度、启动时冷却水温度相应的必要通电时间而参照的必要通电时间对应图。
图13是示出与第1实施方式相关的第1通电控制执行时的各种参数的行为的时序图。
图14是示出与第2实施方式相关的第2通电控制的内容的流程图。
图15是与第2实施方式相关的为了求出与启动时进气温度、启动时冷却水温度相应的通电切断冷却水温度而参照的通电切断冷却水温度对应图。
图16是示出与第3实施方式相关的第3通电控制的内容的流程图。
图17是与第3实施方式相关的为了求出与启动时进气温度、启动时冷却水温度相应的通电开始电流值而参照的通电开始电流值对应图。
图18是与第3实施方式相关的为了求出与冷却水温度相应的下限电流值而参照的下限电流值对应图。
图19是示出与第3实施方式相关的第3通电控制执行时的各种参数的行为的时序图。
图20是示出与第4实施方式相关的发动机系统的概要结构图。
图21是示出与第4实施方式相关的第4通电控制的内容的流程图。
图22是与第4实施方式相关的为了求出与启动前进气温度相应的预通电时间而参照的预通电时间对应图。
图23是示出与第5实施方式相关的第5通电控制的内容的流程图。
图24是示出与第6实施方式相关的EGR开始水温度设定控制的内容的流程图。
图25是示出与第6实施方式相关的在设定了EGR开始水温度之后各通电控制执行时的各种参数的行为的时序图。
图26是示出与第7实施方式相关的第6通电控制的内容的流程图。
图27是与第7实施方式相关的为了求出与水温度差相应的相加电流值而参照的相加电流值对应图。
图28是示出与第7实施方式相关的第6通电控制执行时的各种参数的行为的时序图。
图29是示出与第8实施方式相关的EGR气体分配器的气体腔室的以图6为基准的截面图。
图30是示出与第8实施方式相关的第7通电控制的内容的流程图。
图31是示出与第9实施方式相关的发动机系统的概要结构图。
图32是示出与第10实施方式相关的第8通电控制的内容的流程图。
图33是与第10实施方式相关的为了求出与进气温度相应的EGR开始水温度而参照的EGR开始水温度对应图。
图34是与第10实施方式相关的为了求出与进气温度相应的校正水温度而参照的校正水温度对应图。
图35是示出与第11实施方式相关的第9通电控制的内容的流程图。
图36是与第11实施方式相关的为了求出与进气温度相应的通电开始水温度而参照的通电开始水温度对应图。
图37是示出与其它实施方式相关的EGR气体分配器的俯视图。
图38是示出与其它实施方式相关的EGR气体分配器的俯视图。
附图标记说明
1:发动机;2:进气通路;3:排气通路;5:进气歧管(进气通路);12:EGR通路;15:EGR气体分配器(EGR通路);29:上发热覆膜;30:下发热覆膜;31:上正电极;32:上负电极;33:下正电极;34:下负电极;51:EGR气体分配器(EGR通路);57:EGR气体分配器(EGR通路);71:水温传感器(暖机状态检测单元);77:进气温度传感器(暖机状态检测单元);80:ECU(通电控制单元、EGR控制单元);81:温度传感器(暖机状态检测单元);THW:冷却水温度(暖机状态);STHW:启动时冷却水温度(暖机状态);THA:进气温度(暖机状态);STHA:启动时进气温度(暖机状态);TIW:内壁温度(暖机状态)。
具体实施方式
下面,说明将EGR系统具体化为汽油发动机系统的几个实施方式。
<第1实施方式>
首先,参照附图来详细地说明第1实施方式。
[关于发动机系统]
在图1中,以概要结构图的形式示出本实施方式的汽油发动机系统(下面仅称为“发动机系统”。)。搭载于汽车中的发动机系统具备具有多个气缸的发动机1。该发动机1是4气缸、4循环的往复式发动机,包括活塞及曲轴等周知的结构。在发动机1中设置用于向各气缸导入进气的进气通路2和用于从发动机1的各气缸导出排气的排气通路3。在进气通路2上,从其上游侧起设置有空气滤清器9、节气装置4以及进气歧管5。此外,本发动机系统具备高压循环式的排气回流装置(EGR装置)11。
节气装置4配置于进气通路2的比进气歧管5靠上游的位置,响应于驾驶员的加速踏板操作而以开度可变的方式对蝶形的节气阀4a进行开启闭合驱动,由此调节流过进气通路2的进气量。进气歧管5主要由树脂材料构成,配置于进气通路2的紧挨着发动机1的上游位置,包括被导入进气的一个稳压箱5a以及为了将导入到稳压箱5a的进气分配到发动机1的各气缸而从稳压箱5a分支出的多个(4个)分支管5b。在排气通路3上,从其上游侧起依次设置有排气歧管6和催化剂7。在催化剂7中,为了净化排气而例如内置有三元催化剂。
在发动机1中,与各气缸对应地设置用于喷射燃料的燃料喷射装置(省略图示)。燃料喷射装置构成为将从燃料供给装置(省略图示)供给的燃料向发动机1的各气缸喷射。在各气缸中,由从燃料喷射装置喷射的燃料与从进气歧管5导入的进气形成可燃混合气。
在发动机1中,与各气缸对应地设置点火装置(省略图示)。点火装置构成为点燃各气缸内的可燃混合气。各气缸内的可燃混合气通过点火装置的点火动作而进行爆炸燃烧,燃烧后的排气从各气缸经过排气歧管6和催化剂7而被排出到外部。此时,在各气缸内,活塞(省略图示)进行上下运动,曲轴(省略图示)进行旋转,由此发动机1能够获得动力。
[关于EGR系统]
本实施方式的EGR系统具备EGR装置11。EGR装置11构成为将从发动机1的各气缸向排气通路3排出的排气的一部分作为排气回流气体(EGR气体)流到进气通路2而回流至发动机1的各气缸。EGR装置11具备:排气回流通路(EGR通路)12,其用于使EGR气体从排气通路3流到进气通路2;排气回流冷却器(EGR冷却器)13,其用于冷却流过EGR通路12的EGR气体;排气回流阀(EGR阀)14,其用于调节流过EGR通路12的EGR气体的流量;以及排气回流气体分配器(EGR气体分配器)15,其用于向进气歧管5的各分支管5b分配EGR气体,以将流过EGR通路12的EGR气体分配到发动机1的各气缸。EGR通路12包括入口12a和出口12b。EGR通路12的入口12a连接于排气通路3的比催化剂7靠上游的位置,该通路12的出口12b连接于EGR气体分配器15。在本实施方式中,EGR气体分配器15构成了EGR通路12的最后级。在EGR通路12上,EGR阀14设置于比EGR冷却器13靠下游的位置,EGR气体分配器15设置于比EGR阀14靠下游的位置。
在该EGR装置11中,通过EGR阀14开阀,由此流过排气通路3的排气的一部分作为EGR气体而流过EGR通路12,经由EGR冷却器13、EGR阀14以及EGR气体分配器15被分配到进气歧管5的各分支管5b,进而被分配到发动机1的各气缸来进行回流。
[关于EGR气体分配器]
在图2中,以侧视图的形式示出设置有EGR气体分配器15的进气歧管5的概要。图2所示的状态表示车辆中安装于发动机1的进气歧管5的配置状态,其上下如图2所示那样。进气歧管5除了包括稳压箱5a和多个分支管5b(仅图示一个)以外,还包括用于将各分支管5b的出口连接到发动机1的出口法兰5c。在本实施方式中,EGR气体分配器15为了向各分支管5b分别分配EGR气体,而设置于各分支管5b的最上部附近且在各分支管5b的上侧。
在图3中以从EGR气体分配器15的前侧观察EGR气体分配器15得到的立体图的形式示出EGR气体分配器15。在图4中以俯视图的形式示出EGR气体分配器15。在图5中以主视图的形式示出EGR气体分配器15。在图6中以图4的A-A线截面图的形式示出EGR气体分配器15的气体腔室。图2~图5所示的进气歧管5和EGR气体分配器15的外观、构造表示本公开技术的一例。如图3~图5所示,EGR气体分配器15主要由树脂材料构成,具有整体为横长的形状,配置为在其长度方向X(参照图3)上如图1所示那样横跨进气歧管5的多个分支管5b。在本实施方式中,EGR气体分配器15预先与进气歧管5分开地形成,后安装于进气歧管5。在本实施方式中,EGR气体分配器15包括大致划分的三个部分,即被导入EGR气体的气体导入通路21、聚集导入到气体导入通路21的EGR气体的一个气体腔室22(其内径大于气体导入通路21的内径。)、以及从气体腔室22分支出来从气体腔室22向各分支管5b分配EGR气体的多个(4个)气体分配通路23(其内径小于气体导入通路21、气体腔室22的内径。)。气体导入通路21和气体腔室22构成本公开技术中的气体通路的一例。
EGR气体被导入到气体导入通路21的气体入口24。EGR通路12被连接于该气体入口24。在气体入口24的周围设置有用于连接EGR通路12的入口法兰24a。气体导入通路21包括从气体入口24起延伸的通路部21a以及从该通路部21a分支为两支所得到的分支通路部21b、21c。气体入口24在EGR气体分配器15的前侧开口。通路部21a从该分配器15的前侧绕向后侧,并与各分支通路部21b、21c接续。气体腔室22呈横长的筒形状。气体腔室22用于聚集从气体入口24导入到气体导入通路21的EGR气体。多个气体分配通路23在气体腔室22的前侧从气体腔室22分支出来。在本实施方式中,各气体分配通路23从气体腔室22向斜下方倾斜地延伸至各分支管5b并形成开口。
如图6所示,在本实施方式中,EGR气体分配器15由上壳体26和下壳体27这两个构件构成。在上壳体26的外周形成有上法兰26a,在下壳体27的外周形成有下法兰27a。上壳体26和下壳体27通过将上法兰26a与下法兰27a焊接接合来形成为一体,构成EGR气体分配器15。
如图6所示,在本实施方式中,在EGR气体分配器15的内壁设置有各发热覆膜29、30。即,在上壳体26的构成气体腔室22的部分的内壁设置有上发热覆膜29。在下壳体27的构成气体腔室22的部分的内壁设置有下发热覆膜30。另外,在上发热覆膜29的宽度方向(图6的左右方向)上的两端处,在上壳体26的内壁与上发热覆膜29之间设置有用于向上发热覆膜29通电的形成一对的上正电极31和上负电极32。在下发热覆膜30的宽度方向上的两端处,在下壳体27的内壁与下发热覆膜30之间设置有用于向下发热覆膜30通电的形成一对的下正电极33和下负电极34。在本实施方式中,上发热覆膜29和下发热覆膜30具有彼此相同的厚度,被设置为覆盖上壳体26和下壳体27的构成气体腔室22的部分的内壁的大致全部。在本实施方式中,虽未图示,但是在上壳体26和下壳体27的构成气体导入通路21的部分的内壁,也与气体腔室22的内壁同样地设置有上发热覆膜29和下发热覆膜30、上正电极31和上负电极32、以及下正电极33和下负电极34。并且,如图3~图5所示,在EGR气体分配器15中,气体导入通路21的上游端部(入口法兰24a附近)和下游端部(分支通路部21b)、以及气体腔室22的一端部和中间部的各部分别设置有从各正电极31、33和各负电极32、34延伸的上正端子31a和上负端子32a、以及下正端子33a和下负端子34a。通过从这些端子31a、32a、33a、34a经由各电极31、32、33、34向各发热覆膜29、30通电,由此各发热覆膜29、30发热,来对EGR气体分配器15的气体导入通路21和气体腔室22的内壁进行加热。
在图7中以立体图的形式示出上壳体26的外侧。在图8中以俯视图的形式示出上壳体26的内侧。在图9中以立体图的形式示出下壳体27的内侧。在图10中以俯视图的形式示出下壳体27的内侧。如图8所示,上正电极31(涂黑的线)和上负电极32(空心的线)分别以在上壳体26的内壁上彼此相向的方式沿着上法兰26a设置。如图8中附加纱网所示的那样,上发热覆膜29设置为在相向的上正电极31与上负电极32之间覆盖上壳体26的内壁的大致整个表面。如图9、图10所示,下正电极33(涂黑的线)和下负电极34(空心的线)分别在下壳体27的内壁上沿着下法兰27a设置。如图10中附加纱网所示的那样,下发热覆膜30设置为在相向的下正电极33与下负电极34之间覆盖下壳体27的内壁的大致整个表面。
此外,在各发热覆膜29、30设置有地线。在本实施方式中,EGR气体分配器15经由该入口法兰24a连接(安装)于EGR通路12。如图3所示,在入口法兰24a的螺栓孔处设置有导电性的金属制环25。对该金属制环25连接各发热覆膜29、30的地线25a。入口法兰24a借助被插通于该金属制环25的螺栓而与设置于EGR通路12的上游侧的其它法兰连接。在该情况下,EGR通路12的上游侧经由导电性金属而与车体连接并接地。因而,通过将入口法兰24a与EGR通路12的其它法兰连接,能够将各发热覆膜29、30接地。
[关于发热覆膜]
在此,对各发热覆膜29、30进行说明。作为各发热覆膜29、30,例如能够使用东洋德来路博(Toyo drilube)株式会社制造的“发热覆膜涂层”。该发热覆膜是将各种导电颜料混合并分散在特殊粘合剂内而得到的干燥性覆膜,通过经由电极向覆膜提供电力,能够使覆膜整体发热。提供给混合后的导电颜料(导体)的电流能够变为热能(焦耳热)而获得发热效率。该特征如下面那样。(1)能够在低电压时发现发热特性。(2)由于呈面状发热,因此与镍铬合金线相比较均匀地发热。(3)能够实现薄膜化、轻量化。(4)柔软性优秀,也能够是薄膜形态。(5)通过调整涂布膜厚、电极长度、电极间距离等,能够获得任意的发热特性。
[关于发动机系统的电气结构]
接着,对发动机系统的电气结构的一例进行说明。在图1中,设置于该发动机系统的各种传感器71~78等构成用于检测发动机1的运转状态的运转状态检测单元。设置于发动机1的水温传感器71检测流过发动机1的内部的冷却水的温度(冷却水温度)THW,输出与其检测值相应的电信号。设置于发动机1的转数传感器72检测发动机1的曲轴的旋转角(曲柄角度),并且检测该曲柄角度的变化(曲柄角速度)来作为发动机1的转数(发动机转数)NE,输出与其检测值相应的电信号。设置于空气滤清器9的附近的空气流量计73检测流过空气滤清器9的进气量Ga,输出与其检测值相应的电信号。设置于稳压箱5a的进气压传感器74检测进气通路2的比节气装置4靠下游的部分(稳压箱5a)处的进气压力PM,输出与其检测值相应的电信号。设置于节气装置4的节气阀传感器75检测节气阀4a的开度(节气阀开度)TA,输出与其检测值相应的电信号。设置于排气通路3的在EGR通路12的入口12a与催化剂7之间的位置的氧传感器76检测排气中的氧浓度Ox,输出与其检测值相应的电信号。设置于空气滤清器9的入口的进气温度传感器77检测吸入到空气滤清器9的外部气体的温度(进气温度)THA,输出与其检测值相应的电信号。设置于驾驶座的点火开关(IG开关)78检测通过驾驶员的操作而进行的发动机1的启动或停止,并输出其检测信号。在本实施方式中,水温传感器71和进气温度传感器77相当于本公开技术中的用于检测冷却水温度THW和进气温度THA来作为表示进气通路2和EGR通路12(包括EGR气体分配器15)的暖机状态的参数的暖机状态检测单元的一例。
本发动机系统还具备对该系统的控制进行管理的电子控制装置(ECU)80。各种传感器71~78等分别与ECU 80连接。另外,ECU 80与EGR阀14及EGR气体分配器15的各发热覆膜29、30连接,除此以外,还与喷油器(省略图示)及点火线圈(省略图示)连接。ECU 80相当于本公开技术中的通电控制单元和EGR控制单元的一例。如众所周知的那样,ECU 80具备中央处理装置(CPU)、各种存储器、外部输入电路以及外部输出电路等。在存储器中保存与各种控制相关的规定的控制程序。CPU基于经由输入电路而被输入的各种传感器71~78等的检测信号,来按照规定的控制程序执行燃料喷射控制、点火时期控制、EGR控制以及对各发热覆膜29、30的通电控制等。
在本实施方式中,在EGR控制中,ECU 80与发动机1的运转状态相应地控制EGR阀14。具体地说,在发动机1停止时、怠速运转时以及减速运转时,ECU 80将EGR阀14控制为全闭,在除此以外的运转时,与发动机1的运转状态相应地求出目标EGR开度,将EGR阀14控制为该目标EGR开度。此时,通过EGR阀14开阀,来从发动机1向排气通路3排气,该排气的一部分作为EGR气体而经由EGR通路12、EGR冷却器13、EGR阀14以及EGR气体分配器15等流到进气通路2(进气歧管5),并回流至发动机1的各气缸。另外,在EGR控制中,在发动机1启动后,在冷却水温度THW成为规定的EGR开始水温度时,ECU 80使EGR开始。
[关于对发热覆膜的第1通电控制]
在此,说明对EGR气体分配器15的各发热覆膜29、30的第1通电控制。在图11中,以流程图的形式示出该通电控制的内容。
当处理转移到本例程时,在步骤100中,ECU 80基于来自IG开关78的检测信号,判断点火开关(IG)是否接通、即发动机1是否已开始启动。ECU 80在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤110,在其判断结果为否定的情况下将处理转移到步骤170。
在步骤110中,ECU 80基于水温传感器71和进气温度传感器77的检测值,分别获取进气温度THA、发动机启动时即IG接通时的进气温度(启动时进气温度)STHA、发动机启动时的冷却水温度(启动时冷却水温度)STHW。
接着,在步骤120中,ECU 80判断进气温度THA是否为“-20℃”以上。“-20℃”是判定值的一例。ECU 80在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到130,在其判断结果为否定的情况下将处理转移到步骤160。
在步骤130中,ECU 80计算与启动时进气温度STHA及启动时冷却水温度STHW相应的、各发热覆膜29、30所需要的通电时间(必要通电时间)THT(单位为“秒”)。ECU 80例如通过参照如图12所示的必要通电时间对应图,能够求出与启动时进气温度STHA、启动时冷却水温度STHW相应的必要通电时间THT。在该对应图中,设定为启动时进气温度STHA和启动时冷却水温度STHW的各温度越低则必要通电时间THT越长。另外,在该对应图中,设定为在启动时进气温度STHA为规定值(-20℃)以下的情况下使对各发热覆膜29、30的通电始终开启(ON)。
接着,在步骤140中,ECU 80获取在IG接通后开始测量的经过时间(IG接通后时间)TIG。
接着,在步骤150中,ECU 80判断IG接通后时间TIG是否没有达到必要通电时间THT。ECU 80在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤160,在其判断结果为否定的情况下将处理转移到步骤170。
从步骤120或步骤150转移到到步骤160,在步骤160中,ECU 80为了对EGR气体分配器15进行加热而开启向各发热覆膜29、30的通电。之后,ECU80将处理返回到步骤100。
另一方面,从步骤100或步骤150转移到步骤170,在步骤170中,ECU 80为了停止对EGR气体分配器15的加热而关闭向各发热覆膜29、30的通电。之后,ECU 80将处理返回到步骤100。
根据上述的第1通电控制,ECU 80基于进气通路2和EGR通路12(包括EGR气体分配器15)的暖机状态,自开始EGR以前起控制向各发热覆膜29、30的通电。在此,ECU 80在向各发热覆膜29、30通电时,基于发动机1启动时的上述暖机状态,来控制向各发热覆膜29、30通电的通电时间。具体地说,在IG接通后,在进气温度THA低于“-20℃”的情况下,ECU 80始终开启向各发热覆膜29、30的通电,在IG接通后,在进气温度THA为“-20℃”以上的情况下,继续通电直到在IG接通后经过规定的必要通电时间THT为止。另外,ECU 80与启动时进气温度STHA及启动时冷却水温度STHW相应地设定必要通电时间THT。详细地说,启动时进气温度STHA和启动时冷却水温度STHW越低,则ECU 80将必要通电时间THT设定得越长。
[关于第1通电控制执行时的各种参数的行为]
在此,参照图13所示的时序图来说明上述的第1通电控制执行时的各种参数的行为。在图13中,(a)表示IG的接通(ON)/断开(OFF),(b)表示向各发热覆膜29、30的通电的开启/关闭,(c)表示EGR的开启/关闭,(d)表示车速SPD(实线)和发动机转数NE(虚线)的变化,(e)表示各种温度的变化,(f)表示IG接通后时间TIG的变化。在本实施方式中,用于开始EGR的冷却水温度THW被设定为“40℃”,而不是露点温度“60℃”。
在图13的(e)中,第一种情况C1表示启动时进气温度STHA和启动时冷却水温度STHW为“20℃”的情况,该情况中的实线表示开启了向各发热覆膜29、30的通电的情况下的EGR气体分配器15的内壁温度TIWN的变化,该情况中的虚线表示冷却水温度THW的变化,该情况中的一点划线表示关闭了向各发热覆膜29、30的通电的情况下的EGR气体分配器15的内壁温度TIWF的变化。另外,第二种情况C2表示启动时进气温度STHA和启动时冷却水温度STHW为“-20℃”的情况,该情况中的实线表示开启了向各发热覆膜29、30的通电的情况下的内壁温度TIWN的变化,该情况中的虚线表示冷却水温度THW的变化,该情况中的一点划线表示关闭了向各发热覆膜29、30的通电的情况下的内壁温度TIWF的变化。
在图13的(f)中,实线表示IG接通后时间TIG的变化,虚线表示第一种情况C1的必要通电时间THT。
如图13所示,在时刻t1,当(a)的IG接通(发动机启动)时,(b)的向各发热覆膜29、30的通电开启(发热开始),(d)的发动机转数NE开始增加并且少许延迟后车速SPD开始增加,(f)的必要通电时间THT被设定为“900秒”,IG接通后时间TIG开始增加。
之后,在第一种情况C1中,在时刻t2,(e)的冷却水温度THW达到“40℃”而(c)的EGR开启(EGR开始),在时刻t4,当IG接通后时间TIG达到必要通电时间THT(900秒)时,向各发热覆膜29、30的通电停止(通电切断)。
在此,在第一种情况C1中,在时刻t1,(e)的内壁温度TIWN和冷却水温度THW开始上升,在时刻t2,内壁温度TIWN达到露点温度(60℃),在时刻t3,冷却水温度THW达到露点温度,之后,到时刻t5为止,内壁温度TIWN和冷却水温度THW都缓缓地上升。
另一方面,在第一种情况C1中,假设在不开启向各发热覆膜29、30的通电的情况下,当经过时刻t2时,由于通过导入的EGR气体的热进行加热,从而(e)的内壁温度TIWF开始增加并在时刻t3达到露点温度。因而,在不开启向各发热覆膜29、30的通电的情况下,在时刻t2~时刻t3的期间,在EGR气体分配器15的内部引起冷凝水产生CW。为了防止该冷凝水产生CW,必须使EGR的开始等待到时刻t3。在本实施方式中,在第一种情况C1中,与发动机1的启动同时地(自开始EGR以前)开启向各发热覆膜29、30的通电。因此,在比较早的时刻t2,冷却水温度THW达到“40℃”,即使开始EGR,内壁温度TIWN也超过露点温度(60℃),因此能够不会在EGR气体分配器15中产生冷凝水地开始EGR。
与此相对,在第二种情况C2中,在时刻t1,(e)的内壁温度TIWN和冷却水温度THW开始上升,之后,两个温度TIWN、THW持续上升,在时刻t5,内壁温度TIWN超过露点温度(60℃),冷却水温度THW达到“40℃”而EGR开启。在此,假设在不开启向各发热覆膜29、30的通电的情况下,(e)的内壁温度TIWF持续保持“-20℃”直到时刻t5为止,在经过时刻t5后,由于通过导入的EGR气体的热进行加热而开始上升。因而,在时刻t5,当开启EGR时,由于内壁温度TIWF未达到露点温度(60℃),因此产生冷凝水。在本实施方式中,在第二种情况C2中,与发动机1的启动同时地(自开始EGR以前)开启向各发热覆膜29、30的通电。因此,在时刻t5,冷却水温度THW达到“40℃”,即使开始EGR,内壁温度TIWN也会超过露点温度(60℃),因此能够不会在EGR气体分配器15中产生冷凝水地开始EGR。
[关于EGR系统的作用和效果]
根据以上说明的本实施方式的EGR系统的结构,流过EGR通路12的EGR气体被导入到EGR气体分配器15的气体导入通路21,在该导入通路21处分支并流过该导入通路21而聚集到气体腔室22中,被较佳地从多个气体分配通路23分配给进气歧管5的各分支管5b,从而被分配地回流到发动机1的各气缸。
在本实施方式中,在EGR气体分配器15(EGR通路)中,冷凝水的产生成为问题。但是,在EGR气体分配器15中,通过经由各正电极31、33以及各负电极32、34向各发热覆膜29、30通电,由此各发热覆膜29、30发热,气体导入通路21和气体腔室22各自的内壁被加热。因而,通过任意地控制对各发热覆膜29、30的通电,能够调节设置有该覆膜29、30的气体导入通路21和气体腔室22各自的内壁的温度或温度上升。因此,能够高响应性地使EGR气体分配器15(EGR通路)的内壁的温度上升,能够稳定地保持温度。
在此,ECU 80基于由水温传感器71和进气温度传感器77检测出的与进气通路2及EGR通路12(包括EGR气体分配器15)的暖机状态相当的启动时进气温度STHA及启动时冷却水温度STHW,自开始EGR以前起控制向各发热覆膜29、30的通电。因而,自开始EGR以前,与启动时进气温度STHA及启动时冷却水温度STHW相应地调节设置有各发热覆膜29、30的EGR气体分配器15的内壁的温度或温度上升。因此,能够高响应性地使EGR气体分配器15的内壁的温度上升,并且能够精确地控制该温度。其结果是,能够抑制在开始了EGR时在EGR气体分配器15的内部产生冷凝水。
根据本实施方式的结构,与同发动机1启动时的EGR气体分配器15的暖机状态相当的启动时进气温度STHA及启动时冷却水温度STHW相应地,调整向各发热覆膜29、30通电的通电时间。因此,不会超出需要地对各发热覆膜29、30进行通电,能够防止无用的通电。
根据本实施方式的结构,由于各发热覆膜29、30的负电极32、34的地线25a与在EGR气体分配器15(EGR通路)的入口法兰24a(接头)设置的金属制环25连接,因此无需另外将地线25a专门接地。因此,不在EGR气体分配器15的外部进行布线就能够将各发热覆膜29、30接地。
根据本实施方式的结构,如上所述,能够抑制在EGR气体分配器15中产生冷凝水,因此从EGR气体分配器15向各分支管5b流动冷凝水的担忧变少。因此,EGR气体分配器15在进气歧管5中的配置的自由度增加。例如,能够使EGR气体分配器15远离图2中实线所示的现状的位置(接近出口法兰5c的位置)而设置于进气歧管5(分支管5b)的如图2中两点划线所示那样远离出口法兰5c(发动机)的位置。在该情况下,由于EGR气体分配器15远离发动机1,因此能够抑制沉积物向气体分配通路23的顶端的附着、堆积,能够缩小气体分配通路23的内径,抑制进气脉动的衰减,来抑制发动机输出降低。另外,能够将气体分配通路23的顶端开口与分支管5b的内壁形成为相同的平面,从而能够将进气流动的阻力抑制为最小。
<第2实施方式>
接着,参照附图来详细地说明第2实施方式。此外,在下面的说明中,对与第1实施方式同样的构成要素标注相同的标记并省略说明,以不同点为中心进行说明。
[关于对发热覆膜的第2通电控制]
在本实施方式中,对各发热覆膜29、30的第2通电控制的内容方面的结构与第1实施方式不同。在图14中以流程图的形式示出本实施方式中的第2通电控制的内容。图14的流程图在代替图11的步骤130~步骤150而设置步骤180和步骤190的方面不同。
当处理转移到本例程时,ECU 80执行步骤100~步骤120的处理,在步骤120的判断结果为肯定的情况下,将处理转移到步骤180。
在步骤180中,ECU 80与启动时进气温度STHA及启动时冷却水温度STHW相应地,计算用于在发动机1启动后切断对各发热覆膜29、30的通电的冷却水温度(通电切断冷却水温度)THWCT(单位为“℃”)。例如图15所示,ECU 80通过参照通电切断冷却水温度对应图,能够求出与启动时进气温度STHA、启动时冷却水温度STHW相应的通电切断冷却水温度THWCT。在该对应图中,设定为启动时进气温度STHA和启动时冷却水温度STHW的各温度越低则通电切断冷却水温度THWCT越高。另外,在该对应图中,设定为在启动时进气温度STHA为规定值(-20℃)以下的情况下使对各发热覆膜29、30的通电始终开启(ON)。
接着,在步骤190中,ECU 80判断冷却水温度THW是否低于通电切断冷却水温度THWCT。ECU 80在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤160,在其判断结果为否定的情况下将处理转移到步骤170。即,在冷却水温度THW低于通电切断冷却水温度THWCT的情况下,ECU 80在步骤160中开启向各发热覆膜29、30的通电。另一方面,在冷却水温度THW与通电切断冷却水温度THWCT相同或高于通电切断冷却水温度THWCT的情况下,ECU80在步骤170中关闭向各发热覆膜29、30的通电、即切断通电。
根据上述的第2通电控制,ECU 80基于进气通路2和EGR通路12(包括EGR气体分配器15)的暖机状态,自开始EGR以前起控制向各发热覆膜29、30的通电。在此,在向各发热覆膜29、30通电时,ECU 80基于启动时进气温度STHA和启动时冷却水温度STHW(发动机1启动时的上述暖机状态),来计算作为用于切断通电的通电切断暖机状态的通电切断冷却水温度THWCT,在向各发热覆膜29、30通电后,基于该通电切断冷却水温度THWCT来切断通电。具体地说,在IG接通后,在进气温度THA为规定值(-20℃)以上的情况下,在冷却水温度THW为通电切断冷却水温度THWCT以上时,ECU 80切断通电。另外,在进气温度THA为规定值(-20℃)以下的情况下,ECU 80始终开启对各发热覆膜29、30的通电。
[关于EGR系统的作用和效果]
根据以上说明的本实施方式的EGR系统的结构,与第1实施方式不同,能够获得如下的作用和效果。即,ECU 80在向各发热覆膜29、30通电后,基于与启动时进气温度STHA及启动时冷却水温度STHW相应地计算出的通电切断冷却水温度THWCT(通电切断暖机状态),来切断该通电。因而,与启动时进气温度STHA及启动时冷却水温度STHW相应地调整各发热覆膜29、30的发热时间。因此,不会超过需要地对各发热覆膜29、30进行通电,能够防止无用的通电。
<第3实施方式>
接着,参照附图来详细地说明第3实施方式。
[关于对发热覆膜的第3通电控制]
在本实施方式中,在对各发热覆膜29、30的第3通电控制的内容方面结构与所述各实施方式不同。在图16中以流程图的形式示出本实施方式中的第3通电控制的内容。
当处理转移到本例程时,在步骤200中,ECU 80基于来自IG开关78的检测信号,判断IG是否接通、即发动机1是否已开始启动。ECU 80在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤210,在其判断结果为否定的情况下将处理转移到步骤340。
在步骤210中,ECU 80基于水温传感器71和进气温度传感器77的检测值来分别获取进气温度THA、启动时进气温度STHA以及启动时冷却水温度STHW。
在步骤220中,ECU 80计算与启动时进气温度STHA及启动时冷却水温度STHW相应的在启动后对各发热覆膜29、30开始通电所需要的电流值(通电开始电流值)SAMP(单位为“A”)。ECU 80例如通过参照图17所示的通电开始电流值对应图,能够求出与启动时进气温度STHA、启动时冷却水温度STHW相应的通电开始电流值SAMP。在该对应图中,设定为启动时进气温度STHA和启动时冷却水温度STHW的各温度越低则通电开始电流值SAMP越高。
在步骤230中,ECU 80计算与进气温度THA相应的下限电流值LAMP(单位为“A”)。ECU 80例如通过参照如图18所示的下限电流值对应图,能够求出与进气温度THA相应的下限电流值LAMP。在该对应图中,设定为进气温度THA在“-20(℃)~50(℃)”的范围内越高则下限电流值LAMP在“1.5(A)~0.2(A)”的范围内越低。
接着,在步骤240中,ECU 80判断是否存在向各发热覆膜29、30的通电请求。ECU 80例如能够在进气温度THA为规定的低温度且冷却水温度THW不为规定的高温度的情况下判断为存在通电请求。ECU 80在存在通电请求的情况下将处理转移到步骤250,在不存在通电请求(通电切断)的情况下将处理转移到步骤340。
在步骤250中,ECU 80判断下限电流值通电标志XLC(在后面记述)是否为“0”。ECU80在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤260,在其判断结果为否定的情况下将处理转移到步骤320。
在步骤260中,ECU 80判断电流值衰减标志XCD(在后面记述)是否为“0”。ECU 80在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤270,在其判断结果为否定的情况下将处理转移到步骤290。
在步骤270中,ECU 80以通电开始电流值SAMP开始向各发热覆膜29、30通电。
接着,在步骤280中,ECU 80已开始向各发热覆膜29、30通电,因此在将电流值衰减标志XCD设定为“1”之后,将处理返回到步骤200。
另外,从步骤250转移到步骤320,在步骤320中,ECU 80以下限电流值LAMP向各发热覆膜29、30通电。
接着,在步骤330中,由于ECU 80以下限电流值LAMP对各发热覆膜29、30进行了通电,因此ECU 80在将下限电流值通电标志XLC设定为“1”之后,将处理返回到步骤200。
另外,从步骤260转移到步骤290,在步骤290中,ECU 80使向各发热覆膜29、30通电的通电电流值衰减。ECU 80例如能够使通电电流值以每1秒衰减“0.001(A)”的比例进行衰减。
接着,在步骤300中,ECU 80获取衰减中的通电电流值EAMP。
接着,在步骤310中,ECU 80判断衰减中的通电电流值EAMP是否为下限电流值LAMP以上。ECU 80在其判断结果为肯定的情况下将处理返回到步骤200,在其判断结果为否定的情况下将处理转移到步骤320。
另一方面,从步骤200或步骤240转移到步骤340,在步骤340中,ECU 80关闭向各发热覆膜29、30的通电、即切断通电。
接着,在步骤350中,ECU 80将电流值衰减标志XCD设定为“0”。
然后,在步骤360中,ECU 80在将下限电流值通电标志XLC设定为“0”之后,将处理返回到步骤200。
根据上述的第3通电控制,ECU 80基于进气通路2和EGR通路12(包括EGR气体分配器15)的暖机状态,自开始EGR以前起控制向各发热覆膜29、30的通电。在此,ECU 80在向各发热覆膜29、30通电时,基于发动机1启动时的上述暖机状态来控制向各发热覆膜29、30通电的电流值。具体地说,在IG接通后存在向各发热覆膜29、30通电的通电请求的情况下,ECU80以与启动时进气温度STHA及启动时冷却水温度STHW相应的通电开始电流值SAMP对各发热覆膜29、30开始通电。在此,启动时进气温度STHA和启动时冷却水温度STHW越低,则ECU80使通电开始电流值SAMP越大。另外,ECU 80在开始向各发热覆膜29、30通电后,使通电电流值EAMP衰减到规定的下限电流值LAMP。在此,ECU 80与进气温度THA相应地设定下限电流值LAMP。
[关于第3通电控制执行时的各种参数的行为]
在此,参照图19所示的时序图来说明上述的第3通电控制执行时的各种参数的行为。在图19中,(a)~(e)所示的各种参数的行为与图13的(a)~(e)所示的各种参数的行为是相同的,(f)表示通电电流值EAMP的变化。在本实施方式中,也是将用于开始EGR的冷却水温度THW设定为“40℃”。
在图19的(f)中,粗实线所表示的第一种情况C1表示启动时进气温度STHA和启动时冷却水温度STHW为“20℃”时的通电电流值EAMP的变化。在第一种情况C1中,在时刻t1,以“1.75(A)”的通电开始电流值SAMP来开始向各发热覆膜29、30通电。之后,在电流值衰减到作为下限电流值LAMP的“0.6(A)”并保持了该下限电流值LAMP之后,在时刻t4切断通电。
在第一种情况C1中,假设在不开启向各发热覆膜29、30的通电的情况下,当经过时刻t2时,由于通过导入的EGR气体的热进行加热,从而(e)的内壁温度TIWF开始增加并在时刻t3达到露点温度(60℃)。因而,在不开启向各发热覆膜29、30的通电的情况下,在时刻t2~时刻t3的期间,在EGR气体分配器15的内部引起冷凝水产生CW。为了防止该冷凝水产生CW,必须使EGR的开始等待到时刻t3。在本实施方式中,在第一种情况C1中,与发动机1的启动同时地(自开始EGR以前起)开启向各发热覆膜29、30的通电。因此,在比较早的时刻t2,冷却水温度THW达到“40℃”,即使开始EGR,内壁温度TIWN也超过了露点温度(60℃),因此能够不会在EGR气体分配器15中产生冷凝水地开始EGR。
另外,在图19的(f)中,细实线所表示的第二种情况C2表示启动时进气温度STHA和启动时冷却水温度STHW为“-20℃”时的通电电流值EAMP的变化。在第二种情况C2中,在时刻t1,以“3.0(A)”的通电开始电流值SAMP来开始向各发热覆膜29、30通电。之后,电流值衰减到作为下限电流值LAMP的“1.5(A)”,并被保持为该下限电流值LAMP。
在第二种情况C2中,假设在不开启向各发热覆膜29、30的通电的情况下,冷却水温度THW在时刻t5达到作为用于开始EGR的冷却水温度THW的“40℃”,并开始进行EGR。另一方面,(e)的内壁温度TIWF持续保持“-20℃”直到时刻t5为止,在经过时刻t5后,由于通过导入的EGR气体的热进行加热而开始上升。因而,在不开启向各发热覆膜29、30的通电的情况下,在时刻t5,与EGR的开始同时地在EGR气体分配器15的内部引起冷凝水产生CW。为了防止该冷凝水产生CW,必须使EGR的开始等待到内壁温度TIWF达到露点温度(60℃)。在本实施方式中,如图19的(f)所示,与发动机1的启动同时地(自开始EGR以前起)开启向各发热覆膜29、30的通电,并且以与“-20℃”的启动时进气温度STHA及启动时冷却水温度STHW相应的高的通电开始电流值SAMP(3.0(A))来开始向各发热覆膜29、30通电,因此在EGR开始的时刻t5,内壁温度TIWN超过露点温度(60℃),能够不会在EGR气体分配器15的内部产生冷凝水地开始进行EGR。
[关于EGR系统的作用和效果]
根据以上说明的本实施方式的EGR系统的结构,能够获得不同于第1实施方式的如下的作用和效果。即,ECU 80在向各发热覆膜29、30通电时,基于启动时进气温度STHA和启动时冷却水温度STHW(发动机1启动时的暖机状态)来控制通电电流值EAMP(通电的电流值)。因而,与启动时进气温度STHA及启动时冷却水温度STHW相应地调整各发热覆膜29、30的发热状态(发热温度)。因此,即使在低温下也能够快速地使EGR气体分配器15(EGR通路)的内壁的温度上升。
根据本实施方式的结构,在向各发热覆膜29、30通电时,在以通电开始电流值SAMP开始通电之后,使该电流值衰减到下限电流值LAMP。因此,与在切断通电之前都以相同的通电开始电流值SAMP持续通电的情况相比,能够抑制电力消耗,能够实现通电控制的节能。
另外,根据本实施方式的结构,ECU 80根据进气温度THA来设定与向各发热覆膜29、30的通电有关的下限电流值LAMP。因此,例如,能够通过利用下限电流值LAMP对各发热覆膜29、30通电来补偿在车辆行驶时设想的行驶时的风所致的EGR气体分配器15的冷却。
<第4实施方式>
接着,参照附图来详细地说明第4实施方式。
在本实施方式中,在发动机系统的电气结构和对各发热覆膜29、30的第4通电控制的内容的方面结构与所述各实施方式不同。在图20中以概要结构图的形式示出本实施方式的发动机系统。如图20所示,在本实施方式中,在ECU 80包括在发动机1启动前工作的预工作ECU 80a以及对ECU 80连接门传感器79的方面与图1所示的电气结构不同。门传感器79与搭载有该发动机系统的车辆的驾驶座侧门(省略图示)对应地设置,检测驾驶座侧门的打开关闭,输出与其检测结果相应的电信号。
[关于对发热覆膜的第4通电控制]
在图21中以流程图的形式示出本实施方式中的第4通电控制的内容。ECU 80在所述各实施方式中执行第1~第3通电控制之前执行该第4通电控制。
当处理转移到本例程时,在步骤400中,ECU 80在IG断开且驾驶座侧门已从关闭状态打开的定时,开启预工作ECU 80a。ECU 80能够基于门传感器79的检测结果来判断驾驶座侧门是否已从关闭状态打开。
接着,在步骤410中,预工作ECU 80a(ECU 80)判断预通电标志XPE(在后面记述)是否为“0”。预工作ECU 80a在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤420,在其判断结果为否定的情况下将处理转移到470。
在步骤420中,预工作ECU 80a(ECU 80)基于水温传感器71和进气温度传感器77的检测值,分别获取发动机1启动前的进气温度(启动前进气温度)BSTHA和发动机1启动前的冷却水温度(启动前冷却水温度)BSTHW。
接着,在步骤430中,预工作ECU 80a(ECU 80)判断启动前进气温度BSTHA是否低于“40℃”。预工作ECU 80a在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤440,在其判断结果为否定的情况下将处理转移到步骤520。
在步骤440中,预工作ECU 80a(ECU 80)判断启动前冷却水温度BSTHW是否低于“80℃”。预工作ECU 80a在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤450,在其判断结果为否定的情况下将处理转移到步骤520。
在步骤450中,预工作ECU 80a(ECU 80)开启向各发热覆膜29、30的预通电。
之后,在步骤460中,由于预工作ECU 80a(ECU 80)开启了预通电,因此在将预通电标志XPE设定为“1”之后,将处理返回到步骤400。
另一方面,从步骤410转移到步骤470,在步骤470中,预工作ECU80a(ECU 80)计算与启动前进气温度BSTHA相应的预通电时间TPHT。预工作ECU 80a例如通过参照如图22所示的预通电时间对应图,能够求出与启动前进气温度BSTHA相应的预通电时间TPHT(单位为“秒”)。在该对应图中,设定为启动前进气温度BSTHA在“-20(℃)~50(℃)”的范围内越高则预通电时间TPHT在“30(秒)~10(秒)”的范围内越短。
接着,在步骤480中,预工作ECU 80a(ECU 80)获取预通电后的经过时间TMP。预工作ECU 80a在预通电开始后测量该经过时间TMP。
接着,在步骤490中,预工作ECU 80a(ECU 80)判断经过时间TMP是否超过了预通电时间TPHT。预工作ECU 80a在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤500,在其判断结果为否定的情况下将处理返回到步骤400。
在步骤500中,预工作ECU 80a(ECU 80)关闭向各发热覆膜29、30的预通电。
接着,在步骤510中,由于预工作ECU 80a(ECU 80)关闭了预通电,因此将预通电标志XPE设定为“0”。
之后,从步骤430、步骤440或步骤510转移到步骤520,在步骤520中,ECU 80关闭预工作ECU 80a,并暂时结束此后的处理。
根据上述的第4通电控制,ECU 80基于进气通路2和EGR通路12(包括EGR气体分配器15)的暖机状态,自开始EGR以前起控制向各发热覆膜29、30的通电。在此,ECU 80基于启动前进气温度BSTHA和启动前冷却水温度BSTHW(发动机1启动前的上述暖机状态),在发动机1启动前开始向各发热覆膜29、30通电。在上述的步骤490中预工作ECU 80a(ECU 80)判断经过时间TMP是否超过了预通电时间TPHT是:由于存在虽然驾驶座侧门从关闭状态被打开但发动机1未被启动的情况而在预通电开始后确认预通电时间TPHT的经过。ECU 80在执行该第4通电控制的期间接通了IG的情况下,转移到上述的第1~第3通电控制。
[关于EGR系统的作用和效果]
根据以上说明的本实施方式的EGR系统的结构,能够获得不同于第1实施方式的如下的作用和效果。即,ECU 80基于启动前进气温度BSTHA和启动前冷却水温度BSTHW,在发动机1启动前开始向各发热覆膜29、30通电。因而,各发热覆膜29、30自发动机1启动前起开始发热,其发热温度被适当地提高。因此,能够将EGR气体分配器15的内壁的温度在发动机1启动时之前提高到适当的温度。其结果是,能够更可靠地抑制在开始了EGR时在EGR气体分配器15的内部产生冷凝水。
<第5实施方式>
接着,参照附图来详细地说明第5实施方式。
[关于对发热覆膜的第5通电控制]
在本实施方式中,在对各发热覆膜29、30的第5通电控制的内容方面结构与所述各实施方式不同。在图23中以流程图的形式示出本实施方式中的第5通电控制的内容。
当处理转移到本例程时,在步骤600中,ECU 80判断启动后的通电控制是否完成。在此,在启动后的通电控制中例如包括在发动机1启动后执行的上述的第1~第3通电控制中的任一个通电控制。ECU 80在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤610,在其判断结果为否定的情况下将处理返回到步骤600。
在步骤610中,ECU 80判断EGR是否关闭、即是否没有执行EGR。ECU 80在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤620,在其判断结果为否定的情况下将处理返回到步骤740。
在步骤620中,ECU 80获取关闭了EGR的时间(EGR关闭时间)TEGROF。ECU 80在关闭了EGR之后,测量该EGR关闭时间TEGROF。
接着,在步骤630中,ECU 80将开启了EGR的时间、即执行了EGR的时间(EGR开启时间)TEGRON清空为“0”。
接着,在步骤640中,ECU 80判断EGR关闭时间TEGROF是否超过了规定的判定时间TTHA。ECU 80在其判断结果为肯定的情况下,视为EGR关闭时间TEGROF长而将处理转移到步骤650,在其判断结果为否定的情况下,视为EGR关闭时间TEGROF短而将处理返回到步骤600。
在步骤650中,ECU 80基于进气温度传感器77的检测值来获取进气温度THA。
接着,在步骤660中,ECU 80计算与进气温度THA相应的再次通电时间TH2。ECU 80通过参照规定的再次通电时间对应图(省略图示),能够求出与进气温度THA相应的再次通电时间TH2。
接着,在步骤670中,ECU 80判断再次通电标志XRE(在后面记述)是否为“0”。ECU80在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤680,在其判断结果为否定的情况下将处理转移到步骤700。
在步骤680中,ECU 80开启向各发热覆膜29、30的再次通电。
接着,在步骤690中,由于ECU 80开启向各发热覆膜29、30的再次通电,因此在将再次通电标志XRE设定为“1”之后,将处理返回到步骤600。
另外,从步骤670转移到步骤700,在步骤700中,ECU 80获取实际的再次通电时间(实际再次通电时间)TEH2。ECU 80在开始再次通电之后,测量该实际再次通电时间TEH2。
接着,在步骤710中,ECU 80判断实际再次通电时间TEH2是否超过了再次通电时间TH2。ECU 80在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤720,在其判断结果为否定的情况下将处理返回到步骤600。
在步骤720中,ECU 80关闭向各发热覆膜29、30的再次通电。
之后,在步骤730中,ECU 80将再次通电标志XRE设定为“0”之后,将处理返回到步骤600。
另一方面,从步骤610转移到步骤740,在步骤740中,ECU 80获取EGR开启时间TEGRON。ECU 80在开启了EGR之后,测量该EGR开启时间TEGRON。
接着,在步骤750中,ECU 80判断EGR开启时间TEGRON是否比规定时间A1长。ECU 80在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤760,在其判断结果为否定的情况下将处理返回到步骤600。
然后,在步骤760中,ECU 80在将EGR关闭时间TEGROF清空为“0”之后,将处理返回到步骤600。
根据上述的第5通电控制,ECU 80在持续进行了规定的判定时间TTHA(规定时间)的EGR切断的情况下,基于发动机1启动后的进气温度THA(暖机状态)来实施向各发热覆膜29、30的再次通电。
[关于EGR系统的作用和效果]
根据以上说明的本实施方式的EGR系统的结构,除了所述第1~第3实施方式的作用和效果以外,还能够获得如下的作用和效果。即,在持续进行了规定时间的EGR切断的情况下,基于发动机1启动后的进气温度THA来实施向各发热覆膜29、30的再次通电,因此在EGR切断后,各发热覆膜29、30也根据需要而发热。因此,在EGR切断后也能够将EGR气体分配器15的内壁维持为适当的温度。其结果是,在EGR切断后经过任意的时间而再次导入了EGR气体时,也能够抑制在EGR气体分配器15的内部产生冷凝水。
<第6实施方式>
接着,参照附图来详细地说明第6实施方式。
近年来,对从发动机启动后的较早的时期就执行EGR的期望越来越高。可是,如果要从发动机启动后的较早的时期就执行EGR,则需要将作为EGR开始的目标的冷却水温度THW(EGR开始水温度)设定得低(接近常温)。如果将EGR开始水温度设定得低,则根据发动机启动时的冷却水温度(启动时冷却水温度STHW)的状态,而用于在开始EGR以前对各发热覆膜29、30进行加热的通电时间变短。其结果是,有可能无法充分地使EGR气体分配器15的内壁变热。因此,在本实施方式中,为了应对上述问题,而执行如下的EGR开始水温度设定控制。在图24中以流程图的形式示出该控制的内容。在该控制中,将成为基准的EGR开始水温度设定为比通常情况低的“40℃”。
[关于EGR开始水温度设定控制]
当处理转移到本例程时,在步骤800中,ECU 80基于来自IG开关78的检测信号,判断IG是否接通、即发动机1是否已开始启动。ECU 80在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤810,在其判断结果为否定的情况下将处理返回到步骤800。
在步骤810中,ECU 80基于水温传感器71的检测值来获取启动时冷却水温度STHW。启动时冷却水温度STHW被用于估计发动机1启动时的EGR气体分配器15的暖机状态。
接着,在步骤820中,ECU 80判断启动时冷却水温度STHW是否低于“30℃”。在此,“30℃”表示一例。ECU 80在启动时冷却水温度STHW低于“30℃”的情况下将处理转移到步骤830,在启动时冷却水温度STHW为“30℃”以上的情况下将处理转移到步骤840。
在步骤830中,ECU 80在将EGR开始水温度设定为作为基准的“40℃”之后,将处理返回到步骤800。EGR开始水温度是指在另外的EGR控制中成为EGR开始的基准的温度。在EGR控制中,在冷却水温度THW为“40℃”以上时,ECU 80使EGR开始(将EGR阀等开阀)。
另一方面,从步骤820转移到步骤840,在步骤840中,ECU 80判断启动时冷却水温度STHW是否低于作为基准的“40℃”。ECU 80在启动时冷却水温度STHW低于“40℃”的情况下(30℃≤STHW<40℃)将处理转移到步骤850,在启动时冷却水温度STHW为“40℃”以上的情况下将处理转移到步骤860。
在步骤850中,ECU 80在将EGR开始水温度设定为比作为基准的“40℃”高的“50℃”之后,将处理返回到步骤800。在该情况下,在EGR控制中,在冷却水温度THW为“50℃”以上时,ECU 80使EGR开始(将EGR阀等开阀)。
另一方面,在步骤860中,ECU 80在将EGR开始水温度设定为相比于作为基准的“40℃”而言更高的“60℃”之后,将处理返回到步骤800。在该情况下,在EGR控制中,在冷却水温度THW为“60℃”以上时,ECU 80使EGR开始(将EGR阀等开阀)。
此外,在本实施方式中,作为对各发热覆膜29、30的通电控制,设为执行所述第3通电控制。
根据上述EGR开始水温度设定控制,ECU 80在启动时冷却水温度STHW(发动机1启动时的暖机状态)与EGR开始水温度(用于开始EGR的暖机状态)之差小的情况下,将EGR开始水温度变更为高温侧的温度。
[关于设定了EGR开始水温度之后的各通电控制执行时的各种参数的行为]
在此,参照图25所示的时序图来说明设定了EGR开始水温度之后的各通电控制执行时的各种参数的行为。在图25中,(a)~(f)的参数与图19中的(a)~(f)的参数是相同的。
在图25的(c)中,粗实线所表示的第三种情况C3表示在内壁温度TIWN和启动时冷却水温度STHW为“42℃”且EGR开始水温度被设定为“60℃”时EGR的开启/关闭的变化。该第三种情况C3是假定如下的情况:发动机启动时的冷却水温度THW(42℃)与作为基准的EGR开始水温度(40℃)之差小,将EGR开始水温度变更为“60℃”。粗虚线所表示的第四种情况C4表示内壁温度TIWN和启动时冷却水温度STHW为“42℃”且EGR开始水温度被设定为作为基准的“40℃”时的EGR的开启/关闭的变化。该第四种情况C4假定如下的情况:即使发动机启动时的冷却水温度THW(42℃)与作为基准的EGR开始水温度(40℃)之差小,也不变更EGR开始水温度,仍设为“40℃”。
在图25的(e)中,细实线是上述第三种情况C3,表示开启了向各发热覆膜29、30的通电的情况下的EGR气体分配器15的内壁温度TIWN的变化。粗实线是上述第四种情况C4,表示开启了向各发热覆膜29、30的通电的情况下的EGR气体分配器15的内壁温度TIWN的变化。虚线表示冷却水温度THW的变化。
在图25中,在时刻t1,当(a)的IG接通(发动机启动)时,(b)的向各发热覆膜29、30的通电开启(发热开始),(d)的发动机转数NE开始增加并且少许延迟后车速SPD开始增加。此时,(f)的通电电流值EAMP被设定为“1.2(A)”的通电开始电流值SAMP,之后进行衰减,在时刻t4,当没有通电请求时,(f)的通电电流值EAMP变为“0”,(b)的向各发热覆膜29、30的通电关闭(发热停止)。
在此,在第三种情况C3中,在时刻t3,当(e)的冷却水温度THW达到从“40℃”变更到的“60℃”时,(c)的EGR开启。即,在第三种情况C3中,在EGR开始以前,在时刻t1~t3的期间,各发热覆膜29、30进行发热,在EGR开始的时刻t3,(e)的内壁温度TIWN超过了露点温度(60℃),因此即使EGR开始,也不会在EGR气体分配器15中产生冷凝水。
与此相对,在第四种情况C4中,在时刻t1,(e)的冷却水温度THW已经超过了作为EGR开始水温度的“40℃”,因此(c)的EGR开启。即,在第四种情况C4中,在时刻t1,在比露点温度(60℃)低的“42℃”时,EGR开始并且各发热覆膜29、30进行发热。因此,导致在(e)的内壁温度TIWN超过露点温度(60℃)之前的时刻t1~t2的期间,在EGR气体分配器15中引起了冷凝水产生CW。
[关于EGR系统的作用和效果]
根据以上说明的本实施方式的EGR系统的结构,除了所述第3实施方式的作用和效果以外,还能够获得如下的作用和效果。即,在启动时冷却水温度STHW(发动机1启动时的暖机状态)与作为EGR开始水温度的“40℃”(用于开始EGR的暖机状态)之差小的情况下,EGR开始水温度被变更为高温侧的温度(50℃或60℃)。因而,在从发动机1启动时起直到开始EGR为止,向各发热覆膜29、30通电的时间变长。因此,即使将EGR开始水温度设定为低的温度(例如40℃),也能够通过与启动时冷却水温度STHW相应地重新估计EGR开始水温度,由此在开始EGR以前适当地提高EGR气体分配器15的内壁的温度。
<第7实施方式>
接着,参照附图来详细地说明第7实施方式。
[关于对发热覆膜的第6通电控制]
在本实施方式中,在对各发热覆膜29、30的第6通电控制的内容方面结构与所述各实施方式不同。在图26中以流程图的形式示出本实施方式中的第6通电控制的内容。在图26的流程图中,代替图16的流程图的步骤270而设置步骤900~步骤930的方面不同。
处理转移到本例程,ECU 80执行步骤200以后的处理,当步骤260的判断结果为肯定时,ECU 80在步骤900中计算EGR开始水温度SETHW与启动时冷却水温度STHW的水温度差ΔTHW。在此,能够将EGR开始水温度SETHW例如设定为“40℃”。
接着,在步骤910中,ECU 80计算与水温度差ΔTHW相应的相加电流值ΔTHWAMP。ECU 80例如通过参照如图27所示的相加电流值对应图,能够求出与水温度差ΔTHW相应的相加电流值ΔTHWAMP。在该对应图中,设定为随着水温度差ΔTHW在“0(℃)~50(℃)”的范围内增加而相加电流值ΔTHWAMP在“2(A)~0(A)”的范围内减少。
接着,在步骤920中,ECU 80通过将通电开始电流值SAMP与相加电流值ΔTHWAMP相加,来计算最终通电开始电流值SAMPE。
然后,在步骤930中,ECU 80在以最终通电开始电流值SAMPE开始向各发热覆膜29、30通电之后,将处理转移到步骤280。
根据上述的第6通电控制,不同于第3通电控制,ECU 80在向各发热覆膜29、30通电时,同发动机1启动时的进气通路2及EGR通路12(包括EGR气体分配器15)的暖机状态与用于开始EGR的上述暖机状态之差相应地,使向各发热覆膜29、30通电的电流值增加。详细地说,ECU 80通过将同启动时冷却水温度STHW与EGR开始水温度SETHW的水温度差ΔTHW相应的相加电流值ΔTHWAMP加上与启动时进气温度STHA及启动时冷却水温度STHW相应的通电开始电流值SAMP来求出最终通电开始电流值SAMPE,利用该最终通电开始电流值SAMPE开始向各发热覆膜29、30通电。
[关于第6通电控制执行时的各种参数的行为]
在此,参照图28所示的时序图来说明第6通电控制执行时的各种参数的行为。在图28中,(a)~(f)的参数与图19中的(a)~(f)的参数是相同的。在图28的(f)中,粗实线表示本实施方式的第6通电控制的情况EC6的通电电流值EAMP,粗虚线表示第3实施方式的第3通电控制的情况EC3的通电电流值EAMP。在图28的(e)中,粗实线表示第6通电控制的情况EC6的内壁温度TIWN(开启了向各发热覆膜29、30的通电的情况下)的变化,细实线表示第3通电控制的情况EC3的内壁温度TIWN(开启了向各发热覆膜29、30的通电的情况下)的变化,虚线表示冷却水温度THW的变化。
如图28所示,在时刻t1,在(e)的冷却水温度THW为“30℃”时,(a)的IG接通(发动机启动),(b)的向各发热覆膜29、30的通电开启(通电开始),(d)的发动机转数NE和车速SPD开始增加。
此时,在上述的第3通电控制的情况EC3中,以(f)的通电电流值EAMP为与“30℃”的冷却水温度THW相应的“1.5(A)”开始通电,之后,通电电流值EAMP进行衰减,在达到了“0.4(A)”的下限电流值LAMP之后,在时刻t4切断通电,(b)的向各发热覆膜29、30的通电关闭。在该情况下,EGR开始水温度SETHW为“40℃”,启动时冷却水温度STHW为“30℃”,其水温度差ΔTHW少到“10℃”,因此冷却水温度THW在发动机刚启动后的时刻t2达到了作为EGR开始水温度SETHW的“40℃”,EGR开启(EGR开始)。可是,在时刻t2的时间点,(e)的内壁温度TIWN低于露点温度(60℃),因此在直到内壁温度TIWN达到露点温度(60℃)的时刻t3为止的期间,导致在EGR气体分配器15中引起了冷凝水产生CW。
与此相对,在上述的第6通电控制的情况EC6中,在时刻t1,(f)的通电电流值EAMP(最终通电开始电流值SAMPE)为将“1.5(A)”的通电开始电流值SAMP加上与“10℃”的水温度差ΔTHW相应的“1.5(A)”得到的“3.0(A)”。然后,利用该相加得到的最终通电开始电流值SAMPE来开始向各发热覆膜29、30通电。之后,(f)的通电电流值EAMP进行衰减,在时刻t4切断通电,(b)的向各发热覆膜29、30的通电关闭。在该情况下,即使EGR开始水温度SETHW与启动时冷却水温度STHW的水温度差ΔTHW少到“10℃”,也通过通电电流值EAMP的增加,从而(e)的内壁温度TIWN的增加率变大,在发动机刚启动后的时刻t2,(e)的内壁温度TIWN超过露点温度(60℃)。因此,在时刻t2以后,能够不会在EGR气体分配器15中产生冷凝水地开始EGR。
[关于EGR系统的作用和效果]
根据以上说明的本实施方式的EGR系统的结构,除了所述第3实施方式的作用和效果以外,还能够获得如下的作用和效果。即,在向各发热覆膜29、30通电时,同启动时冷却水温度STHW(发动机1启动时的暖机状态)与EGR开始水温度SETHW(用于开始EGR的暖机状态)的水温度差ΔTHW(差)相应地,向各发热覆膜29、30通电的最终通电开始电流值SAMPE(通电的电流值)增加。因而,各发热覆膜29、30的发热增加与从发动机1启动时起直到开始EGR为止通电的电流值所增加的部分相应的量。因此,即使将EGR开始水温度设定为相对低的温度(例如40℃),也能够在开始EGR以前快速地提高EGR气体分配器15的内壁的温度。
<第8实施方式>
接着,参照附图来详细地说明第8实施方式。
在本实施方式中,在EGR气体分配器15的电气结构和对各发热覆膜29、30的第7通电控制的内容的方面结构与所述各实施方式不同。在图29中,以图6为基准,以截面图的形式示出本实施方式的EGR气体分配器15的气体腔室22。如图29所示,在本实施方式中,在下壳体27设置有用于检测下壳体27的内壁的温度的温度传感器81。该温度传感器81与ECU 80连接。温度传感器81将下壳体27的内壁的温度检测为内壁温度TIW,将其检测信号输出到ECU80。在本实施方式中,构成为检测各壳体26、27中的下壳体27的内壁温度TIW,但是也能够以检测各壳体26、27各自的内壁温度的方式设置温度传感器。
[关于对发热覆膜的第7通电控制]
在图30中以流程图的形式示出本实施方式中的第7通电控制的内容。当处理转移到本例程时,在步骤1000中,ECU 80基于来自IG开关78的检测信号,判断IG是否接通、即发动机1是否已开始启动。ECU 80在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤1010,在其判断结果为否定的情况下将处理转移到步骤1070。
在步骤1010中,ECU 80基于温度传感器81的检测信号来获取内壁温度TIW。
接着,在步骤1020中,ECU 80判断通电标志XEG(在后面记述)是否为“0”。ECU 80在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤1030,在其判断结果为否定的情况下将处理转移到步骤1060。
在步骤1030中,ECU 80判断内壁温度TIW是否低于“60℃”。“60℃”是一例,假定为露点温度。ECU 80在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤1040,在其判断结果为否定的情况下将处理转移到步骤1070。
在步骤1040中,由于内壁温度TIW低于露点温度,因此ECU 80为了对EGR气体分配器15的内壁进行加热而开启向各发热覆膜29、30的通电。
接着,在步骤1050中,ECU 80将通电标志XEG设定为“1”之后,将处理返回到步骤1000。
从步骤1020转移到步骤1060,在步骤1060中,ECU 80判断内壁温度TIW是否低于比“60℃”略高的“70℃”。“70℃”是一例,是能够估计出不会产生冷凝水的温度。ECU 80在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤1040,在其判断结果为否定的情况下将处理转移到步骤1070。
从步骤1000、步骤1030或步骤1060转移到步骤1070,在步骤1070中,ECU80关闭向各发热覆膜29、30的通电以不对EGR气体分配器15的内壁进行加热。
接着,在步骤1080中,ECU 80将通电标志XEG设定为“0”之后,将处理返回到步骤1000。
根据上述第7通电控制,ECU 80基于检测出的内壁温度TIW(暖机状态),自EGR开始以前起控制向各发热覆膜29、30的通电。
[关于EGR系统的作用和效果]
根据以上说明的本实施方式的EGR系统的结构,不同于所述各实施方式,基于实际检测出的内壁温度TIW(暖机状态)来控制向各发热覆膜29、30的通电,因此能够更精确地控制EGR气体分配器15的内壁的温度。
<第9实施方式>
接着,参照附图来详细地说明第9实施方式。
[关于流动EGR气体的进气通路]
在本实施方式中,在发动机系统中设置有发热覆膜的部位的方面与所述各实施方式不同。在所述各实施方式中,说明了在EGR气体分配器15(EGR通路)的各壳体26、27的内壁设置的各发热覆膜29、30及与通电有关的电气结构、以及与对各发热覆膜29、30的通电控制有关的结构。与此相对地,在本实施方式中,说明各实施方式各自的各发热覆膜29、30及与通电有关的电气结构不是设置于EGR气体分配器15而是设置于流动EGR气体的进气通路2(包括进气歧管5)的情况。
即,在图31中以概要结构图的形式示出发动机系统。如图31所示,该发动机系统在发动机1的进气通路2和排气通路3设置增压器8,在该进气通路2与排气通路3之间设置低压循环式的EGR装置17。增压器8包括设置于进气通路2的压缩机8a、设置于排气通路3的涡轮8b以及用于使压缩机8a与涡轮8b一体地旋转的旋转轴8c。压缩机8a配置于进气通路2的比节气装置4靠上游的位置。在进气通路2的比压缩机8a靠上游的位置设置进气节流阀18和空气滤清器9。涡轮8b配置于排气通路3的排气歧管6与催化剂7之间的位置。在稳压箱5a处设置有中间冷却器10。构成EGR装置17的EGR通路12的入口12a连接于排气通路3的比催化剂7靠下游的位置,其出口12b连接于进气通路2的压缩机8a与进气节流阀18之间的位置。在EGR通路12设置有EGR冷却器13和EGR阀14。
在图31中,进气通路2的设置有所述各实施方式的各发热覆膜29、30及与通电有关的电气结构的部分以附加纱网的方式示出。即,在本实施方式中,在进气通路2的从EGR通路12的出口12b至压缩机8a之间的部分、进气通路2的从压缩机8a至发动机1之间的部分以及进气歧管5设置有各实施方式的各发热覆膜29、30及与通电有关的电气结构。另外,在本实施方式中,ECU 80能够设定为执行所述各实施方式中所说明的第1~第7通电控制以及EGR开始水温度设定控制中的至少一个控制。
[关于EGR系统的作用和效果]
根据以上说明的本实施方式的EGR系统的结构,关于进气通路2的设置有各发热覆膜29、30及与通电有关的电气结构的部分以及进气歧管5的部分,能够获得与所述各实施方式的作用及效果同等的作用及效果。
<第10实施方式>
接着,参照附图来详细地说明第10实施方式。
[关于对发热覆膜的第8通电控制]
在本实施方式中,在对各发热覆膜29、30的第8通电控制的内容方面结构与第8实施方式不同。
对各发热覆膜29、30的升温特性进行研究。在本实施方式中,各发热覆膜29、30形成于具有低导热率的树脂制的壳体26、27的内表面,因此根据其绝热效应确认出升温特性远比冷却水的升温特性好。另外,各发热覆膜29、30被确认出,温度越低则电阻越低,升温特性越好。在此,当考虑到发动机1的燃烧时,外部气体温度(进气温度THA、冷却水温度THW)越低,则燃烧温度越低,燃烧耐力越低,因此必须将用于开始EGR的冷却水温度THW移动到高温侧。因而,在启动时冷却水温度STHW低的情形下,能够确保使各发热覆膜29、30升温的时间。因此,在本实施方式中,如上所述,为了根据发动机1启动时的暖机状态(进气温度THA、冷却水温度THW)的不同来控制开始向各发热覆膜29、30通电的定时,而执行第8通电控制。
在图32中以流程图的形式示出该第8通电控制的内容。当处理转移到本例程时,在步骤1100中,ECU 80基于各种传感器71~77、81等的检测值,分别获取发动机转数NE、发动机负荷KL、冷却水温度THW、进气温度THA以及内壁温度TIW。
接着,在步骤1110中,ECU 80计算与发动机转数NE及发动机负荷KL相应的目标EGR开度TOEGR。目标EGR开度TOEGR是用于控制EGR阀14的开度的指令值。ECU 80例如通过参照规定的目标EGR开度对应图(省略图示),能够求出与发动机转数NE及发动机负荷KL相应的目标EGR开度TOEGR。
接着,在步骤1120中,ECU 80计算与进气温度THA相应的EGR开始水温度SETHW。ECU80例如通过参照如图33所示的EGR开始水温度对应图,能够求出与进气温度THA相应的EGR开始水温度SETHW。在该对应图中,设定为随着进气温度THA在“-15(℃)~25(℃)”的范围内变高而EGR开始水温度SETHW在“85(℃)~40(℃)”的范围内变低。另外,在该对应图中,设定为:如果进气温度THA为“-15℃”以下,则EGR开始水温度SETHW恒定为“85℃”,如果进气温度THA为“25℃”以上,则EGR开始水温度SETHW恒定为“40℃”。
接着,在步骤1130中,ECU 80计算用于校正用于使各发热覆膜29、30的通电开始的冷却水温度THW的、与进气温度THA相应的校正水温度KHTHW。ECU 80例如通过参照如图34所示的校正水温度对应图,能够求出与进气温度THA相应的校正水温度KHTHW。在该对应图中,设定为随着进气温度THA在“-15(℃)~40(℃)”的范围内变高而校正水温度KHTHW在“30(℃)~0(℃)”的范围内变低。另外,在该对应图中,设定为:如果进气温度THA为“-15℃”以下,则校正水温度KHTHW恒定为“30℃”,如果进气温度THA为“40℃”以上,则校正水温度KHTHW恒定为“0℃”。
接着,在步骤1140中,ECU 80判断冷却水温度THW是否为从EGR开始水温度SETHW减去校正水温度KHTHW得到的温度以上。在此,从EGR开始水温度SETHW减去校正水温度KHTHW是为了将进气温度THA越低则各发热覆膜29、30的升温特性越好的情形反映于开始向各发热覆膜29、30的通电的定时。ECU 80在其判断结果为肯定的情况下,视为达到了能够开始向各发热覆膜29、30通电的冷却水温度THW,从而将处理转移到步骤1150。另外,ECU 80在其判断结果为否定的情况下,视为没有达到能够开始向各发热覆膜29、30通电的冷却水温度THW,从而将处理返回到步骤1100。
在步骤1150中,ECU 80开启向各发热覆膜29、30的通电。即,开始向各发热覆膜29、30通电。
接着,在步骤1160中,ECU 80判断冷却水温度THW是否为EGR开始水温度SETHW以上。ECU 80在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤1170,在其判断结果为否定的情况下将处理转移到步骤1190。
在步骤1170中,ECU 80判断向各发热覆膜29、30通电的通电停止条件是否成立。在此,作为通电停止条件,能够假定通电时间(参照图11)、水温条件(参照图14)以及根据各发热覆膜29、30的电流值或电阻值预测温度来进行判断等。ECU 80在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤1180,在其判断结果为否定的情况下将处理转移到步骤1200。
在步骤1180中,由于通电停止条件成立,因此ECU 80关闭向各发热覆膜29、30的通电。
另一方面,在步骤1190中,ECU 80为了关闭EGR而将目标EGR开度TOEGR设定为“0”,并将处理转移到步骤1200。
然后,从步骤1170、1180或步骤1190转移到步骤1200,在步骤1200中,ECU 80将EGR阀14控制为目标EGR开度TOEGR。即,在目标EGR开度TOEGR为“0”以外的规定开度的情况下,ECU 80将EGR阀14控制为该开度。另一方面,在目标EGR开度TOEGR为“0”的情况下,ECU 80将EGR阀14控制为全闭。之后,ECU 80将处理返回到步骤1100。
根据上述的第8通电控制,ECU 80基于进气通路2和EGR通路12(包括EGR气体分配器15)的暖机状态,自开始EGR以前起控制向各发热覆膜29、30的通电。在此,ECU 80在向各发热覆膜29、30通电时,与发动机1启动时的上述暖机状态相应地开始向各发热覆膜29、30通电。即,ECU 80与发动机1启动时的进气温度THA(暖机状态)相应地,计算从EGR开始水温度SETHW减去校正水温度KHTHW得到的温度(用于开始通电的通电开始暖机状态),在发动机1启动后,在冷却水温度THW(暖机状态)变为从EGR开始水温度SETHW减去校正水温度KHTHW得到的温度时,开启(开始)向各发热覆膜29、30的通电。另外,ECU 80与检测出的进气温度THA(暖机状态)相应地分别求出EGR开始水温度SETHW和校正水温度KHTHW。
[关于EGR系统的作用和效果]
根据以上说明的本实施方式的EGR系统的结构,具有如下的作用和效果。即,各发热覆膜29、30的升温特性具有发动机1启动时的覆膜的温度越低则升温特性越好的倾向。ECU 80使用进气温度THA来代替发动机1启动时的覆膜的温度,与该进气温度THA相应地计算从EGR开始水温度SETHW减去校正水温度KHTHW得到的温度(通电开始暖机状态),在发动机1启动后,在冷却水温度THW(暖机状态)变为从EGR开始水温度SETHW减去校正水温度KHTHW得到的温度时,开始向各发热覆膜29、30通电。因而,基于与该暖机状态相应的升温特性来开始对各发热覆膜29、30通电。因此,能够使各发热覆膜29、30进行对EGR气体分配器15的内壁的加热所需要的时间的发热,并能够避免不必要的发热。其结果是,能够使系统节省电力,并能够延长各发热覆膜29、30的耐用时间。
<第11实施方式>
接着,参照附图来详细地说明第11实施方式。
在本实施方式中,在发动机系统的电气结构以及对各发热覆膜29、30的第9通电控制的内容的方面结构与第10实施方式不同。即,与第4实施方式同样地,本实施方式的电气结构为:ECU 80包括在发动机1启动前工作的预工作ECU 80a,对ECU 80连接门传感器79(参照图20)。
[关于对发热覆膜的第9通电控制]
在图35中以流程图的形式示出本实施方式中的第9通电控制的内容。在图35的流程图中,在步骤1100之前设置步骤1300、代替步骤1130和步骤1140而设置步骤1310~步骤1340的方面与图32的流程图不同。
当处理转移到本例程时,在步骤1300中,ECU 80在IG断开且驾驶座侧门已从关闭状态打开的定时开启预工作ECU 80a。ECU 80能够基于门传感器79的检测结果来判断驾驶座侧门是否已从关闭状态打开。
之后,ECU 80在执行了步骤1100~步骤1120的处理之后,在步骤1310中,计算与进气温度THA相应的通电开始水温度SHTHW(单位为“℃”)。通电开始水温度SHTHW是指在发动机1启动后用于开始对各发热覆膜29、30通电的冷却水温度THW。ECU 80例如通过参照如图36所示的通电开始水温度对应图,能够求出与进气温度THA相应的通电开始水温度SHTHW。在该对应图中,设定为随着进气温度THA在“-15(℃)~25(℃)”的范围内变高而通电开始水温度SHTHW在“55(℃)~30(℃)”的范围内变低。另外,在该对应图中,设定为:如果进气温度THA为“-15℃”以下,则通电开始水温度SHTHW恒定为“55℃”,如果进气温度THA为“25℃”以上,则通电开始水温度SHTHW恒定为“30℃”。
接着,在步骤1320中,ECU 80判断进气温度THA是否低于“25℃”。“25℃”是一例。ECU 80在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤1330,在其判断结果为否定的情况下将处理转移到步骤1340。
在步骤1330中,ECU 80判断冷却水温度THW是否为通电开始水温度SHTHW以上。ECU80在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤1150,执行上述的步骤1150以后的处理。另外,ECU 80在其判断结果为否定的情况下将处理返回到步骤1300。
另一方面,从步骤1320转移到步骤1340,在步骤1340中,ECU 80开启向各发热覆膜29、30的预通电。即,ECU 80在发动机1启动前开始向各发热覆膜29、30进行预通电。之后,ECU 80将处理转移到步骤1160,执行步骤1160以后的处理。
根据上述的第9通电控制,ECU 80基于进气通路2和EGR通路12(包括EGR气体分配器15)的暖机状态,自开始EGR以前起控制向各发热覆膜29、30的通电。在此,ECU 80在向各发热覆膜29、30通电时,与发动机1启动时的上述暖机状态相应地开始向各发热覆膜29、30通电。即,ECU 80与发动机1启动时的进气温度THA(暖机状态)相应地,计算通电开始水温度SHTHW(用于开始通电的通电开始暖机状态),在发动机1启动后,在冷却水温度THW(暖机状态)变为通电开始水温度SHTHW时,开启(开始)向各发热覆膜29、30的通电。另外,ECU 80与检测出的进气温度THA(暖机状态)相应地分别求出EGR开始水温度SETHW和通电开始水温度SHTHW。
在此,在进气温度THA高的情况下,进气温度THA与EGR开始水温度SETHW之差小,即使开始向各发热覆膜29、30通电,也导致该通电时间变短。因此,根据上述的第9通电控制,ECU 80(预工作ECU 80a)在判断为在发动机1启动前检测出的进气温度THA(暖机状态)达到了规定的“25℃”(暖机状态)时,自发动机1启动前起开启(开始)向各发热覆膜29、30的预通电。
[关于EGR系统的作用和效果]
根据以上说明的本实施方式的EGR系统的结构,具有如下的作用和效果。即,ECU80与发动机1启动时的进气温度THA相应地计算通电开始水温度SHTHW(通电开始暖机状态),在发动机1启动后,在冷却水温度THW(暖机状态)变为通电开始水温度SHTHW时,开启(开始)向各发热覆膜29、30的通电。因而,基于与该暖机状态相应的升温特性来开始对各发热覆膜29、30通电。因此,能够使各发热覆膜29、30进行与对EGR气体分配器15的内壁的加热所需要的时间相应的发热,并能够避免不必要的发热。其结果是,能够使系统节省电力,并能够延长各发热覆膜29、30的耐用时间。
另外,根据本实施方式的结构,由于在发动机1启动前开始向各发热覆膜29、30进行预通电,因此自发动机1启动前起,各发热覆膜29、30就开始发热,其发热温度被适当地提高。因此,能够将EGR气体分配器15的内壁的温度在发动机1启动时之前提高到适当的温度。其结果是,能够更可靠地抑制在开始了EGR时在EGR气体分配器15的内部产生冷凝水。
此外,本公开技术并不限定于所述各实施方式,也能够在不脱离公开技术的宗旨的范围内适当地变更结构的一部分并进行实施。
(1)在所述各实施方式中,如图4所示,由气体导入通路21(包括通路部21a和两个分支通路部21b、21c)、一个气体腔室22(其内径大于气体导入通路21的内径。)以及四个气体分配通路23(其内径小于气体导入通路21或气体腔室22的内径。)构成了EGR气体分配器15。与此相对地,如图32中以俯视图的形式示出EGR气体分配器51的那样,也能够将气体腔室52和各气体分配通路53构成为与气体导入通路54相同的内径。另外,通过将图32的气体腔室52在中间部处一分为二,由此也能够如图33中以俯视图的形式示出EGR气体分配器57那样将EGR气体分配器57的整体构成为分支形状。
(2)在所述各实施方式中,构成为对设置于EGR气体分配器15或流动EGR气体的进气通路2以及进气歧管5的上发热覆膜29和下发热覆膜30双方同时通电,但是也能够构成为对各发热覆膜29、30单独地通电。
(3)在所述第3实施方式中,构成为在向各发热覆膜29、30通电时,基于发动机1启动时的暖机状态来控制向各发热覆膜29、30通电的电流值。与此相对地,也能够构成为在向发热覆膜通电时,基于发动机启动时的暖机状态来控制向发热覆膜通电的电压值。
(4)在所述第7实施方式中,构成为在向各发热覆膜29、30通电时,同发动机1启动时的进气通路2及EGR通路12(包括EGR气体分配器15)的暖机状态与用于开始EGR的上述暖机状态之差相应地,使向各发热覆膜29、30通电的电流值增加。与此相对地,也能够构成为在向发热覆膜通电时,同发动机启动时的进气通路及EGR通路的暖机状态与用于开始EGR的上述暖机状态之差相应地,使向发热覆膜通电的电压值增加。
产业上的可利用性
本公开技术能够利用于汽油发动机、柴油发动机中的流动EGR气体的进气通路和EGR通路。
Claims (10)
1.一种EGR系统,构成为将从发动机向排气通路排出的排气的一部分作为EGR气体经由EGR通路流到进气通路而回流至所述发动机,所述EGR系统的特征在于,具备:
发热覆膜,其设置于流动所述EGR气体的所述进气通路和所述EGR通路中的至少一方的内壁;
用于向所述发热覆膜通电的至少一对正电极和负电极;
暖机状态检测单元,其用于检测所述进气通路和所述EGR通路的暖机状态;以及
通电控制单元,其用于基于被检测出的所述暖机状态,自开始EGR以前起控制向所述发热覆膜的通电。
2.根据权利要求1所述的EGR系统,其特征在于,
在向所述发热覆膜通电时,所述通电控制单元基于所述发动机启动时的所述暖机状态来控制通电时间。
3.根据权利要求1所述的EGR系统,其特征在于,
在向所述发热覆膜通电时,所述通电控制单元基于所述发动机启动时的所述暖机状态,计算用于切断所述通电的通电切断暖机状态,在向所述发热覆膜通电后,基于所述通电切断暖机状态来切断所述通电。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的EGR系统,其特征在于,
在向所述发热覆膜通电时,所述通电控制单元基于所述发动机启动时的所述暖机状态来控制所述通电的电流值或电压值。
5.根据权利要求4所述的EGR系统,其特征在于,
在向所述发热覆膜通电时,所述通电控制单元根据所述发动机启动时的所述暖机状态与用于开始所述EGR的所述暖机状态之差,使所述通电的电流值或电压值增加。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的EGR系统,其特征在于,
所述通电控制单元基于所述发动机启动前的所述暖机状态,来在所述发动机启动前开始向所述发热覆膜通电。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的EGR系统,其特征在于,
在EGR切断持续了规定时间的情况下,所述通电控制单元基于所述发动机启动后的所述暖机状态,来实施向所述发热覆膜的再次通电。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的EGR系统,其特征在于,
所述通电控制单元根据所述发动机启动时的所述暖机状态来计算用于开始所述通电的通电开始暖机状态,在所述发动机启动后所述暖机状态成为了所述通电开始暖机状态时,开始向所述发热覆膜通电。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的EGR系统,其特征在于,
还具备用于控制所述EGR的EGR控制单元,
在所述发动机启动时的所述暖机状态与用于开始所述EGR的所述暖机状态之差小的情况下,所述EGR控制单元将用于开始所述EGR的所述暖机状态变更为高温侧的暖机状态。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的EGR系统,其特征在于,
表示所述暖机状态的参数包含被所述发动机吸入的进气的温度、所述发动机的冷却水的温度、所述进气通路的内壁的温度以及所述EGR通路的内壁的温度中的至少一个。
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