CN114352445A - Egr阀组件、具有egr阀组件的发动机及发动机的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于车辆技术领域，具体涉及一种EGR阀组件、具有EGR阀组件的发动机及发动机的控制方法，该EGR阀组件包括壳体、EGR阀、加热件和保温介质，壳体内形成容纳腔，至少部分EGR阀设置在容纳腔内，加热件设置在容纳腔内，保温介质设置在容纳腔内。根据本发明实施例的EGR阀组件，将EGR阀与用于除冰的加热件和保温介质集成为一体，无需用户将EGR阀拆卸下来即可完成除冰，缩短除冰时间，保证工作效率。加热件加热保温介质，保温介质加热EGR阀，加热更加均匀，也不必设置较多的加热件，通过控制加热件能够精确控制加热的温度、次数和时长，不再受到发动机冷却水的制约，实现快速除冰，提高了除冰的效率，也无需额外在发动机上布置管路。

Description

EGR阀组件、具有EGR阀组件的发动机及发动机的控制方法

技术领域

本发明属于车辆技术领域，具体涉及一种EGR阀组件、具有EGR阀组件的发动机及发动机的控制方法。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

EGR(Exhaust Gas Recirculation废气再循环)阀通过将发动机燃烧排出的废气，引导至进气歧管参与燃烧来降低燃烧室温度，提高发动机工作效率改善燃烧环境、并降低发动机负担有效减少NO化合物的排放、减少爆震，延长各部件使用寿命。

在低温状态下，EGR阀结冰会造成启动困难，进而影响发动机的排放性能。现有技术中有两种解决方式：第一种、将EGR阀拆卸下来手动除冰，除冰后再安装回去，所需要的时间较长，会严重影响工作效率；第二种、将发动机冷却水通过外加的管路通入EGR阀外水套内解冻，利用发动机冷却水的温度进行解冻存在解冻缓慢的问题，且需要额外在发动机上布置管路，导致发动机结构复杂的问题。

发明内容

本发明的目的是至少解决现有技术中低温下EGR阀启动困难的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一方面提出了一种EGR阀组件，包括：

壳体，所述壳体内形成容纳腔；

EGR阀，至少部分所述EGR阀设置在所述容纳腔内；

加热件，所述加热件设置在所述容纳腔内；

保温介质，所述保温介质设置在所述容纳腔内。

根据本发明实施例的EGR阀组件，将EGR阀与用于除冰的加热件和保温介质集成为一体，无需用户将EGR阀拆卸下来即可完成除冰，缩短除冰时间，保证工作效率。加热件与EGR阀之间存在保温介质，一方面，加热件加热保温介质，保温介质加热EGR阀，加热更加均匀，也不必设置较多的加热件，另一方面，减缓加热件产生的热量的散失，提高对热量的利用率。加热件通电后即可实现EGR阀的除冰，通过控制加热件能够精确控制加热的温度、次数和时长，不再受到发动机冷却水的制约，实现快速除冰，提高了除冰的效率，也无需额外在发动机上布置管路。对EGR阀进行除冰后，使得发动机在低温状态下也能够保持良好的运行状态。

另外，根据本发明实施例的EGR阀组件，还可具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述EGR阀组件还包括第一温度传感器，所述第一温度传感器设置在所述容纳腔内，所述第一温度传感器用于检测所述保温介质的温度。

在本发明的一些实施例中，所述保温介质包括硅油。

在本发明的一些实施例中，所述加热件位于所述保温介质内。

在本发明的一些实施例中，所述加热件设置有多个，多个所述加热件间隔环绕所述EGR阀设置。

本发明的第二方面提出了一种发动机，包括上述任一技术方案中的EGR阀组件，还包括控制器和第二温度传感器，所述第二温度传感器、所述EGR阀组件的第一温度传感器和所述加热件均与所述控制器电连接，所述第二温度传感器用于检测环境温度。

本发明实施例的发动机与EGR阀组件具有相同的优势，在此不再赘述。

在本发明的一些实施例中，所述发动机还包括与所述控制器电连接的位置传感器，所述位置传感器设置于所述EGR阀处，所述位置传感器用于检测所述 EGR阀的位置。

本发明的第三方面提出了一种发动机的控制方法，用于控制上述技术方案所提供的发动机，包括：

获取环境温度；

根据所述环境温度满足预设条件，控制加热件按照预设时长运行；

根据所述加热件运行所述预设时长后，获取位置传感器检测的所述EGR阀的位置信号；

根据不存在所述位置信号，获取保温介质温度；

根据所述保温介质温度小于等于预设温度，继续重复上述加热过程直至存在所述位置信号；

根据所述保温介质温度大于所述预设温度，发出警报；

根据存在所述位置信号，判定所述EGR阀除冰完成。

在本发明的一些实施例中，所述根据所述环境温度满足预设条件，控制加热件运行包括：

根据所述环境温度位于第一区间，控制所述加热件按照第一预设时长运行；

根据所述环境温度位于第二区间，控制所述加热件按照第二预设时长运行；

根据所述环境温度位于第三区间，控制所述加热件按照第三预设时长运行；

根据所述环境温度位于第四区间，控制所述加热件按照第四预设时长运行。

在本发明的一些实施例中，所述发动机的控制方法还包括：

获取所述保温介质温度；

根据所述保温介质温度小于等于20℃，控制所述加热件按照第五预设时长运行；

根据加热件运行所述第五预设时长后，获取所述位置传感器检测的所述 EGR阀的位置信号；

根据不存在所述位置信号，获取所述保温介质温度；

根据所述保温介质温度小于等于所述预设温度，继续重复上述加热过程直至存在位置信号；

根据所述保温介质温度大于所述预设温度，发出警报；

根据所述存在所述位置信号，判定所述EGR阀除冰完成。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例的EGR阀组件的结构示意图；

图2为本发明实施例的发动机的控制方法的流程示意图。

附图标记：

1、壳体；

2、EGR阀；

3、加热件；

4、保温介质；

5、控制器。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

如图1所示，根据本发明一个实施例的发动机，包括EGR阀组件、控制器5和第二温度传感器，第二温度传感器、EGR阀组件的第一温度传感器和加热件3均与控制器5电连接，第二温度传感器用于检测环境温度。EGR阀组件包括壳体1、EGR阀2、加热件3和保温介质4，壳体1内形成容纳腔，至少部分 EGR阀2设置在容纳腔内，加热件3设置在容纳腔内，保温介质4设置在容纳腔内。

根据本发明实施例的发动机，将EGR阀2与用于除冰的加热件3和保温介质4集成为一体，无需用户将EGR阀2拆卸下来即可完成除冰，缩短除冰时间，保证工作效率。加热件3与EGR阀2之间存在保温介质4，一方面，加热件3 加热保温介质4，保温介质4加热EGR阀2，加热更加均匀，也不必设置较多的加热件3，另一方面，减缓加热件3产生的热量的散失，提高对热量的利用率。加热件3通电后即可实现EGR阀2的除冰，通过控制加热件3能够精确控制加热的温度、次数和时长，不再受到发动机冷却水的制约，实现快速除冰，提高了除冰的效率，也无需额外在发动机上布置管路。对EGR阀2进行除冰后，使得发动机在低温状态下也能够保持良好的运行状态。

第二温度传感器用于检测环境温度，当环境温度低于某一值时，外界环境呈低温状态，EGR阀2易出现结冰问题，控制器5可以根据环境温度的值控制加热件3启动，实现保温介质4的温度跟随环境温度的变化而变化。

在本发明的一些实施例中，保温介质4可以是固体保温介质4，例如泡沫塑料、石棉、玻璃纤维等，保温介质4也可以是液体保温介质4，例如水、硅油等。在一个实施例中，保温介质4包括硅油。硅油是指在室温下保持液体状态的线性聚硅氧烷产品，具有较好的耐热性、电绝缘性，具有较低的黏温系数。利用硅油在低温时具有良好的热传导效率的特点，结合第一温度传感器检测环境温度控制加热件3启动加热硅油，硅油受热后将热量均匀的传递给EGR阀2，以达到预防结冰和快速除冰的目的。

在本发明的一些实施例中，发动机还包括与控制器5电连接的位置传感器，位置传感器设置于EGR阀2处，位置传感器用于检测EGR阀2的位置。除冰是否有效需要通过判断EGR阀2是否能够发生位置变化决定，除冰完成后，EGR 阀2能够正常使用，使尾气参与到废气再循环中燃烧，除冰未完成时，EGR阀 2无法动作，废气无法参与到再循环中燃烧。通过位置传感器与控制器5的电连接，当位置传感器检测到EGR阀2动作产生位置变化时，认为除冰完成。

在本发明的一些实施例中，EGR阀组件还包括第一温度传感器，第一温度传感器设置在容纳腔内，第一温度传感器用于检测保温介质4的温度。除了通过前文所述的环境温度控制加热件3启动，还可以通过检测保温介质4的温度来控制加热件3启动，保温介质4与EGR阀2接触，能够反映EGR阀2的温度，控制器5根据保温介质4的温度控制加热件3启动。

在本发明的一些实施例中，至少部分EGR阀2位于容纳腔内，以避免保温介质4进入到EGR阀2内部造成EGR阀2的损坏，EGR阀2包括进气口和出气口，进气口和出气口与壳体1的表面齐平，或者进气口和出气口位于壳体1 的之外。

在本发明的一些实施例中，加热件3可以与EGR阀2的表面接触或缠绕在 EGR阀2的表面，也可以设置在保温介质4内，加热件3与EGR阀2之间存在一定间距。在一个实施例中，加热件3位于保温介质4内与EGR阀2之间存在一定间距，使得加热件3产生的热量能够均匀地分散到保温介质4，保温介质4再对EGR阀2均匀加热。

在本发明的一些实施例中，加热件3为加热丝或加热棒。

在本发明的一些实施例中，加热件3可以为一个，由于保温介质4的存在，能够实现对EGR阀2的均匀加热。为了提高除冰效率，加热件3设置有多个，多个加热件3间隔设置在容纳腔内，通过多个加热件3从不同的方向加热保温介质4，更进一步地，多个加热架间隔环绕在EGR阀2的周向上。

在本发明的一些实施例中，加热件3的有效加热长度与EGR阀2的长度相等，实现对保温介质4各处的均匀加热。

如图2所示，根据本发明一个实施例的发动机的控制方法，包括：

获取环境温度；

根据环境温度满足预设条件，控制加热件3按照预设时长运行；

根据加热件3运行预设时长后，获取位置传感器检测的EGR阀2的位置信号；

根据不存在位置信号，获取保温介质4温度；

根据保温介质4温度小于等于预设温度，继续重复上述加热过程直至存在位置信号；

根据保温介质4温度大于预设温度，发出警报；

根据存在位置信号，判定EGR阀2除冰完成。

根据本发明实施例的发动机的控制方法，环境温度决定了是否对保温介质4进行加热，由于车辆会行驶到不同的区域，不同区域的温差较大，因此，环境温度每满足一个预设条件，控制加热件3按照一个预设时长运行以加热保温介质4。按照预设时长运行后，需要判断除冰是否有效，通过位置传感器检测 EGR阀2是否能够产生动作进而引起位置信号的变化判断除冰是否有效，除冰完成后，EGR阀2能够正常使用，使尾气参与到废气再循环中燃烧，除冰未完成时，EGR阀2无法动作，废气无法参与到再循环中燃烧。位置传感器与控制器5电连接，控制器5接收到位置传感器检测到存在位置信号时，除冰完成，发动机可以正常运行，控制加热件3按照预设时长对保温介质4进行加热后，说明EGR阀2为轻度结冰状态。位置传感器与控制器5电连接，当控制器5未接收到位置传感器检测到存在位置信号时，需要获取保温介质4的温度进而根据保温介质4温度决定是否继续对保温介质4加热，根据保温介质4温度小于等于预设温度，继续控制加热件3按照预设时长运行直至位置传感器检测到存在位置信号，说明除冰完成，该过程重复进行对保温介质4的加热过程，说明此时的EGR阀2为中度结冰状态，通过多次加热能够完成除冰。当控制器5未接收到位置传感器检测到存在位置信号时，保温介质4温度大于预设温度，控制器5报错并发出警报，体型发动机实验人员或用户EGR阀2为重度结冰状态，超过预设温度的保温介质4不能够满足除冰的需求，需要手动或其他方式除冰。

在本发明的一些实施例中，根据前文所述，不同区域的环境温度相差较大，对于不同温度的区域，加热件3运行的时长有所差别。在一个实施例中，如图 2所示，根据环境温度满足预设条件，控制加热件3运行包括：根据环境温度位于第一区间，控制加热件3按照第一预设时长运行，第一区间为-5℃至10℃之间，第一预设时长为30s-1min；根据环境温度位于第二区间，控制加热件3 按照第二预设时长运行，第二区间为-20℃至-5℃之间，第一预设时长为 1min-2min；根据环境温度位于第三区间，控制加热件3按照第三预设时长运行，第三区间为-30℃至-20℃之间，第一预设时长为2min-3min；根据环境温度位于第四区间，控制加热件3按照第四预设时长运行，第四区间为-40℃至-30℃之间，第一预设时长为3min-4min。

在本发明的一些实施例中，除了通过环境温度来决定是否对保温介质4进行加热之外，还可以根据保温介质4的温度决定是否对保温介质4进行加热，保温介质4与EGR阀2接触，能够反映EGR阀2的温度。具体地，如图2所示，发动机的控制方法还包括获取保温介质4温度；根据保温介质4温度小于等于20℃，控制加热件3按照第五预设时长运行，根据加热件3运行第五预设时长后，获取位置传感器检测的EGR阀2的位置信号；根据不存在位置信号，获取保温介质4温度；根据保温介质4温度小于等于预设温度，继续重复上述加热过程直至存在位置信号；根据保温介质4温度大于预设温度，发出警报；根据存在位置信号，判定EGR阀2除冰完成。按照第五预设时长运行后，需要判断除冰是否有效，通过位置传感器检测EGR阀2是否能够产生动作进而引起位置信号的变化判断除冰是否有效，除冰完成后，EGR阀2能够正常使用，使尾气参与到废气再循环中燃烧，除冰未完成时，EGR阀2无法动作，废气无法参与到再循环中燃烧。位置传感器与控制器5电连接，控制器5接收到位置传感器检测到存在位置信号时，除冰完成，发动机可以正常运行，控制加热件3 按照第五预设时长对保温介质4进行加热后，说明EGR阀2为轻度结冰状态。位置传感器与控制器5电连接，当控制器5未接收到位置传感器检测到存在位置信号时，需要获取保温介质4的温度进而根据保温介质4温度决定是否继续对保温介质4加热，根据保温介质4温度小于等于20℃，继续控制加热件3按照第五预设时长运行直至位置传感器检测到存在位置信号，说明除冰完成，该过程重复进行对保温介质4的加热过程，说明此时的EGR阀2为中度结冰状态，通过多次加热能够完成除冰。当控制器5未接收到位置传感器检测到存在位置信号时，保温介质4温度大于20℃，控制器5报错并发出警报，体型发动机实验人员或用户EGR阀2为重度结冰状态，超过20℃的保温介质4不能够满足除冰的需求，需要手动或其他方式除冰。

在本申请中，利用控制器5获取的位置传感器的位置信号、第一温度传感器的保温介质4温度和第二温度传感器的环境温度进行逻辑判断，实现对加热件3的控制，能够精确控制加热的温度、次数和时长，不再受到发动机冷却水的制约，实现快速除冰，提高了除冰的效率，也无需额外在发动机上布置管路。对EGR阀2进行除冰后，使得发动机在低温状态下也能够保持良好的运行状态。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种EGR阀组件，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内形成容纳腔；

EGR阀，至少部分所述EGR阀设置在所述容纳腔内；

加热件，所述加热件设置在所述容纳腔内；

保温介质，所述保温介质设置在所述容纳腔内。

2.根据权利要求1所述的EGR阀组件，其特征在于，所述EGR阀组件还包括第一温度传感器，所述第一温度传感器设置在所述容纳腔内，所述第一温度传感器用于检测所述保温介质的温度。

3.根据权利要求1所述的EGR阀组件，其特征在于，所述保温介质包括硅油。

4.根据权利要求1所述的EGR阀组件，其特征在于，所述加热件位于所述保温介质内。

5.根据权利要求1所述的EGR阀组件，其特征在于，所述加热件设置有多个，多个所述加热件间隔环绕所述EGR阀设置。

6.一种发动机，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的EGR阀组件，还包括控制器和第二温度传感器，所述第二温度传感器、所述EGR阀组件的第一温度传感器和所述加热件均与所述控制器电连接，所述第二温度传感器用于检测环境温度。

7.根据权利要求6所述的发动机，其特征在于，所述发动机还包括与所述控制器电连接的位置传感器，所述位置传感器设置于所述EGR阀处，所述位置传感器用于检测所述EGR阀的位置。

8.一种发动机的控制方法，用于控制权利要求6或7所述的发动机，其特征在于，包括：

获取环境温度；

根据所述环境温度满足预设条件，控制加热件按照预设时长运行；

根据所述加热件运行所述预设时长后，获取位置传感器检测的所述EGR阀的位置信号；

根据不存在所述位置信号，获取保温介质温度；

根据所述保温介质温度小于等于预设温度，继续重复上述加热过程直至存在所述位置信号；

根据所述保温介质温度大于所述预设温度，发出警报；

根据存在所述位置信号，判定所述EGR阀除冰完成。

9.根据权利要求8所述的发动机的控制方法，其特征在于，所述根据所述环境温度满足预设条件，控制加热件运行包括：

根据所述环境温度位于第一区间，控制所述加热件按照第一预设时长运行；

根据所述环境温度位于第二区间，控制所述加热件按照第二预设时长运行；

根据所述环境温度位于第三区间，控制所述加热件按照第三预设时长运行；

根据所述环境温度位于第四区间，控制所述加热件按照第四预设时长运行。

10.根据权利要求8所述的发动机的控制方法，其特征在于，所述发动机的控制方法还包括：

获取所述保温介质温度；

根据所述保温介质温度小于等于20℃，控制所述加热件按照第五预设时长运行；

根据加热件运行所述第五预设时长后，获取所述位置传感器检测的所述EGR阀的位置信号；

根据不存在所述位置信号，获取所述保温介质温度；

根据所述保温介质温度小于等于所述预设温度，继续重复上述加热过程直至存在位置信号；

根据所述保温介质温度大于所述预设温度，发出警报；

根据所述存在所述位置信号，判定所述EGR阀除冰完成。

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