專利名稱：發(fā)動機(jī)的排氣回流控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的廢氣回流(以后稱為EGR)控制裝置，尤其涉及 在EGR通路中具備檢測EGR量的EGR傳感器的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在柴油發(fā)動機(jī)等稀薄混合氣發(fā)動機(jī)(lean burn engine)中，公知有精 密控制工作缸內(nèi)的廢氣回流率(EGR率)，對應(yīng)于發(fā)動機(jī)的運轉(zhuǎn)條件等， 降低從發(fā)動機(jī)排出的煤煙或NOx (氮氧化物)的技術(shù)。為了精密檢測或控制EGR流量，在EGR流路中配置檢測EGR流量 的EGR傳感器的技術(shù)，例如在日本特開2006—214275號公報、日本特開 2005 — 140024號公報、日本特開2006 — 316706號公報等中被公開。另外，在設(shè)于EGR通路的EGR冷卻器的上游設(shè)置催化劑，捕捉廢氣 中的碳等的技術(shù)被公開(例如日本特開2003 — 65162號公報、日本特開 2005—248777號公報、日本特開2000—249003號公報)。專利文獻(xiàn)l:日本特開2006—214275號公報專利文獻(xiàn)2:日本特開2005 — 140024號公報專利文獻(xiàn)3:日本特開2006—316706號公報專利文獻(xiàn)4:日本特開2003 — 65162號公報專利文獻(xiàn)5:日本特開2005—248777號公報專利文獻(xiàn)6:日本特開2000—249003號公報但是在上述文獻(xiàn)所示的技術(shù)中存在以下問題。在發(fā)動機(jī)的EGR流路中，由于包含于廢氣中的煤煙(碳)等，構(gòu)成 EGR流路的配管以及設(shè)置于配管內(nèi)的暴露于廢氣中的設(shè)備污損或老化。特 別是設(shè)置于EGR流路的EGR傳感器，如果暴露于通路的傳感器的流量檢 測部上附著有碳等被污損，則EGR傳感器的檢測精度下降。另外，在該傳感器是利用EGR氣體的流速計算流量的類型的情況下，如果EGR流路 內(nèi)堆積有碳等，則配管內(nèi)徑變窄，其結(jié)果是產(chǎn)生不能根據(jù)流速正確計算出 EGR流量的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明鑒于所述課題，目的在于提供在EGR流路內(nèi)具備EGR傳感器 的發(fā)動機(jī)中，防止污損物質(zhì)進(jìn)入流路內(nèi)使得EGR傳感器的EGR流量檢測 精度下降的技術(shù)。另外，另一個目的是即使在EGR傳感器的EGR流量檢測精度下降了 的狀態(tài)下，也可以盡量根據(jù)傳感器信號穩(wěn)定地實施EGR控制。另外，另一個目的是不會因EGR傳感器的錯誤信號使EGR系統(tǒng)動作。本發(fā)明為了解決上述目的中的至少一個，在檢測通過EGR流路的 EGR量的EGR傳感器的上游，設(shè)有凈化EGR氣體或排氣的催化劑。本發(fā) 明中由于只要該催化劑處于活性狀態(tài)，就會凈化EGR氣體或廢氣的污損 物質(zhì)，因此可以防止EGR傳感器的污損。還有在另外的發(fā)明中，對應(yīng)于該催化劑的狀態(tài)，適宜控制EGR系統(tǒng) 的狀態(tài)。此時，EGR傳感器優(yōu)選具備流量測定模式和污損保護(hù)模式。具體 來說，例如在催化劑處于非活性狀態(tài)下，控制為從飛散的污損物質(zhì)中保護(hù) 傳感器自身的污損保護(hù)模式(例如，輸出停止?fàn)顟B(tài)或用于燃燒污損物質(zhì)的 加熱器的加熱狀態(tài))；如果催化劑變?yōu)榛钚誀顟B(tài)，控制為進(jìn)行流量檢測的 流量測定模式。由此，EGR傳感器不管處于EGR流路中的哪種環(huán)境下， 都不易受廢氣的污損物質(zhì)的影響，可以防止EGR氣體的檢測精度的降低， 因此可以防止發(fā)動機(jī)燃燒狀態(tài)的惡化以及排氣的惡化。根據(jù)以上說明的本發(fā)明，在EGR傳感器上游具備凈化EGR氣體中的 污損物質(zhì)的催化劑，不易受廢氣的污損物質(zhì)的影響，可以防止EGR氣體 的流量檢測精度的降低。由此可以防止發(fā)動機(jī)燃燒狀態(tài)的惡化，防止排氣 的惡化。


圖1是本發(fā)明第一實施例中的發(fā)動機(jī)的排氣凈化裝置的構(gòu)成圖；圖2是本發(fā)明第一實施例中的EGR傳感器的測定方式(熱線式)的 概念圖；圖3是表示本發(fā)明第一實施例中的EGR流量傳感器以及催化劑的狀 態(tài)圖的一個例子；圖4是本發(fā)明第一實施例中的EGR流量傳感器的控制流程圖的一個 例子；圖5是本發(fā)明第一實施例中的EGR流量傳感器以及催化劑的控制流程圖的一個例子；圖6是本發(fā)明第二實施例中的發(fā)動機(jī)的排氣凈化裝置的構(gòu)成圖；圖7是表示本發(fā)明第二實施例中的EGR流量傳感器以及催化劑的狀態(tài)圖的一個例子；圖8是本發(fā)明第二實施例中的EGR流量傳感器的控制流程圖的一個 例子；圖9是本發(fā)明第二實施例中的EGR流量傳感器以及催化劑的控制流程圖的一個例子；圖10是本發(fā)明第三實施例中的發(fā)動機(jī)的排氣凈化裝置的構(gòu)成圖； 圖11是本發(fā)明第四實施例中的發(fā)動機(jī)的排氣凈化裝置的構(gòu)成圖； 圖12是表示本發(fā)明第四實施例中的EGR流量傳感器以及催化劑狀態(tài)圖的一個例子；圖13是本發(fā)明第四實施例中的EGR流量傳感器的控制流程圖的一個 例子；圖14是本發(fā)明第四實施例中的EGR流量傳感器以及催化劑的控制流 程圖的一個例子。 圖中，l一加速器開度傳感器；2—氣流傳感器；3—X傳感器；5—注入器；6 (a) —葉輪機(jī)；6 (b) —壓縮機(jī)；7—排氣催化劑；8—ECU; 9—EGR流 路；IO—EGR冷卻器；11—EGR流量控制閥；12—EGR流量傳感器；13 一節(jié)流閥；14一吸氣壓傳感器；15-燃料泵；16—中間冷卻器(intercooler); 17—空氣凈化器；18 —燃燒室；19一發(fā)動機(jī)；20 —吸氣通路；21 (a) — 催化劑診斷用傳感器上游側(cè)；21 (b) —催化劑診斷用傳感器下游側(cè)；22一燃料配管。
具體實施方式
以下，結(jié)合

本發(fā)明的實施方式。圖1是表示本發(fā)明的第一實施例的發(fā)動機(jī)的構(gòu)成圖。圖1中的19是 發(fā)動機(jī)。從發(fā)動機(jī)19的上游開始，配置有空氣凈化器17、氣流傳感器2、 增壓器的壓縮機(jī)6 (b)、中間冷卻器16、調(diào)整吸入空氣量的節(jié)流閥13、 吸氣通路20、燃料噴射閥(以下稱為注入器)5。本實施例的吸入空氣量 控制裝置是所述壓縮機(jī)6 (b)、中間冷卻器16、節(jié)流閥13。吸入空氣量 檢測裝置是氣流傳感器2。注入器5是向燃燒器18直接噴射燃料的形式。 節(jié)流閥13優(yōu)選電子控制節(jié)流閥，通過電執(zhí)行器驅(qū)動節(jié)流閥。在本實施例 中，吸氣通路20中配置有吸氣壓傳感器14，檢測吸氣通路20內(nèi)的壓力， 通過對應(yīng)于吸氣壓來修正氣流傳感器2的輸出，由此可以進(jìn)行更精密的吸 氣量控制。在排氣管上設(shè)置有測量從發(fā)動機(jī)排出的廢氣的空燃比的X傳 感器3 (也稱02傳感器)；使排氣再循環(huán)向吸氣通路20的EGR流路9; 以發(fā)動機(jī)冷卻水作為催化劑，在回流廢氣與發(fā)動機(jī)冷卻水之間進(jìn)行熱交 換，冷卻回流氣體的EGR冷卻器10;以及EGR流量控制閥11。另外本 發(fā)明的特征在于，在該EGR流路9中，配置有檢測EGR流量的EGR流 量傳感器12以及EGR催化劑23。因為該EGR流量傳感器12的響應(yīng)性需 要在各運轉(zhuǎn)條件下的至少1個循環(huán)以內(nèi)的檢測周期，所以優(yōu)選釆用熱線式 流量傳感器(在廢氣流中放置電阻體，使電流流經(jīng)該電阻，通過電流的變 化檢測由廢氣吸收的熱量，由此測量廢氣的流量)或電磁式流量傳感器(是 應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律的測定器，通過使廢氣在磁場中流動來測定廢氣 中產(chǎn)生的電動勢。具體來說是在廢氣流路的管內(nèi)設(shè)置電極，通過產(chǎn)生的電 動勢按照弗萊明右手定則使在作為導(dǎo)電氣體的廢氣中流動的電流通過該 電極而迸行測量，根據(jù)廢氣的平均流速與電動勢的關(guān)系求出廢氣流量)。 關(guān)于該熱線式傳感器的詳細(xì)原理，后面利用圖2進(jìn)行敘述。配置EGR催化劑23的目的是用于防止EGR流路9的污損，優(yōu)選三 元催化劑或氧化催化劑之類的基于氧化或還原反應(yīng)的凈化催化劑。另外如 圖1所示，優(yōu)選配置于EGR冷卻器10的上游。從注入器5對應(yīng)于由加速器開度傳感器1的踏入量信號a等計算的目 標(biāo)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩噴射一定的燃料量。根據(jù)節(jié)流閥13的開度信號etp、EGR流量控制閥11的開度信號0EGR、 壓縮機(jī)6 (b)的增壓Ptin、 X傳感器3的輸出值等，對燃料噴射量進(jìn)行適 當(dāng)修正。另外^傳感器3只要是可以推定缸內(nèi)氧濃度的傳感器，也可以使 用氧傳感器(02傳感器)或C02傳感器等。8是發(fā)動機(jī)控制單元(以下稱為ECU)。對應(yīng)于加速器踏入量(也稱 為加速器開度)a或制動器狀態(tài)等用戶要求、車速等車輛狀態(tài)、發(fā)動機(jī)冷 卻水溫或排氣溫度等發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)條件，決定發(fā)動機(jī)19的燃燒模式或控制 量等。在本發(fā)明中，對應(yīng)于EGR催化劑23的活性化狀態(tài)，將EGR流量 傳感器12的輸出的處理狀態(tài)設(shè)為污損保護(hù)模式、或使信號無效等、或根 據(jù)EGR流量傳感器12的輸出信號計算EGR流量控制閥11的開度控制信 號并輸出。在污損保護(hù)模式中，如后所述，也包括向EGR流量傳感器12 的傳感器元件通高電流，使附著于元件上的污損物質(zhì)燒掉的模式。通過該構(gòu)成，可以防止由于從柴油發(fā)動機(jī)19等排出的PM(粒狀物質(zhì)) 等引起的EGR流路9、進(jìn)而吸氣通路20、 EGR流量控制閥11、節(jié)流閥13 的污損，可以謀求發(fā)動機(jī)的高耐久化。接著利用圖2，作為本發(fā)明的EGR傳感器采用的測定原理的代表例， 說明熱線式流量傳感器的原理。該方式利用兩個發(fā)熱電阻體， 一個是檢測 被測定氣體溫度的測溫電阻體，另一個設(shè)定為溫度比測溫電阻體高(實際 應(yīng)用溫度200 30(TC左右)，并且控制兩者之間的溫度差，使其總保持 一定。構(gòu)成如圖2 (a)所示，形成熱線27以及導(dǎo)線28;如圖2 (b)所示， 在控制電路中， 一面控制兩者溫度， 一面根據(jù)此時的電流控制狀態(tài)檢測吸 入的氣體量。像這樣的熱式結(jié)構(gòu)，輸出相對于氣體流量變化的響應(yīng)性優(yōu)越， 目前，汽車用的吸氣流量計大部分使用該熱式流量計。另一方面，不管是用于吸氣或用于排氣的哪一種環(huán)境中的流量計，都 存在著污損造成的輸出特性變差的重大課題。特別是如果PM等污損物質(zhì) 附著于該熱線27，結(jié)果會使傳感器的輸出發(fā)生較大變化，不能正確檢測氣 體量。因此，為了防止該污損，在本發(fā)明的EGR流量傳感器12中，作為 污損保護(hù)模式，進(jìn)行暫時使熱線27的溫度上升到燒掉PM的溫度的控制。由此，燒去附著的PM等污損物質(zhì)，并且可以防止新的污損物質(zhì)的附著。此時熱線27的溫度優(yōu)選上升至600°C以上，但是根據(jù)發(fā)動機(jī)的種類并不限 于此。若進(jìn)行如此的保護(hù)模式的控制，則處于保護(hù)模式中時，由于EGR流 量傳感器12的輸出會暫時變得不穩(wěn)定，因此不適合氣體流量檢測。另外 由于難以避免所有的污損物質(zhì)，因此基本上在EGR催化劑23的活性狀態(tài) 下，有必要盡可能凈化污損物質(zhì)。圖3表示在本發(fā)明的第一實施例中，EGR傳感器進(jìn)入保護(hù)模式時的圖 的一個例子。如上所述，在EGR流量傳感器12的熱線27上附著有污損 物質(zhì)的狀態(tài)時，有必要使熱線27的溫度暫時上升到燒掉PM的溫度。因 此在本發(fā)明的發(fā)動機(jī)中，通過進(jìn)行如圖3的控制，防止EGR流量傳感器 12的污損劣化。首先，圖中的線Ll是熱線27的表面溫度，L2是ECU8內(nèi)判定的EGR 流量傳感器12的狀態(tài)圖，L3是EGR催化劑23的溫度圖。首先在發(fā)動機(jī) 啟動時，因為EGR催化劑23的溫度低，處于非活性狀態(tài)(沒有點火 (light-off))，所以不能凈化發(fā)動機(jī)排氣中的污損物質(zhì)。因此如L1、 L2 那樣，EGR流量傳感器12形成污損保護(hù)模式，使熱線27的溫度上升至優(yōu) 選600'C以上。由此燒去附著于熱線27表面的污損物質(zhì)，并且可以防止該 模式中的污損物質(zhì)附著。之后伴隨著發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)時間的經(jīng)過，EGR催化劑 23的溫度如圖L3那樣上升，開始點火。此時，由于EGR催化劑23的凈 化還不充分，EGR流量傳感器12還處于保護(hù)模式。之后，如果EGR催化 劑23的點火結(jié)束，因為可進(jìn)行排氣凈化，所以如L2那樣EGR流量傳感 器12被設(shè)定為測定模式，使熱線27的表面溫度變化為適合測定的溫度。 即，通過ECU控制熱線27，將其控制成使EGR催化劑23在非活性狀態(tài) 期間作為加熱器發(fā)揮作用的高電流流通狀態(tài)，如果EGR催化劑23變?yōu)榛?性狀態(tài)，將其控制成作為傳感器發(fā)揮作用所需要的低電流流通狀態(tài)。圖4作為圖3的詳細(xì)說明，表示EGR催化劑23的溫度控制流程圖。 首先在框1001s中，讀取搭載了發(fā)動機(jī)19的車輛速度Vc、加速器開度tx、 發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)狀態(tài)等，推定當(dāng)前的EGR催化劑23的溫度(框1002s)。進(jìn) 入框1003s，在判定為催化劑的點火結(jié)束時，解除EGR流量傳感器12的保護(hù)模式，開始?xì)怏w流量檢測(框1004s)，用于發(fā)動機(jī)控制。在點火沒 有完成時，說明EGR催化劑23的溫度還沒有達(dá)到能夠凈化污損物質(zhì)的水 平，因此進(jìn)入框1005s進(jìn)行升溫控制(繼續(xù))， 一直繼續(xù)直到判定為成為 點火溫度為止。即通過采取這樣的流程，可以很好地解除EGR流量傳感器12的污損 劣化，可以進(jìn)行正確的EGR氣體流量檢測。接著，關(guān)于該EGR催化劑23的劣化判定方法，圖5表示其流程圖。 如果EGR催化劑23劣化，則由于會引起EGR流路9以及其他元件等的 污損，因此有必要正確判定其劣化。如圖5所示，EGR催化劑23的控制與圖4相同，但是在框1003s中， 在判定為EGR催化劑23已被點火時，在ECU8內(nèi)檢測出從發(fā)動機(jī)啟動開 始到EGR催化劑23的點火為止所需的時間，判定該時間是否長于規(guī)定值 (框1006s)。如果在規(guī)定值以內(nèi)，可以直接解除EGR流量傳感器12的 保護(hù)模式，開始?xì)怏w流量檢測(框1004s)，用于發(fā)動機(jī)控制。如果在判 定為該時間長于規(guī)定值時，則判定為EGR催化劑23的點火時間變長，即 催化劑劣化的可能性高。關(guān)于該判定結(jié)果，進(jìn)行將其記錄于ECU8內(nèi)、或 向用戶發(fā)出警告等在車輛或發(fā)動機(jī)中規(guī)定的相應(yīng)的處理。至少在不影響 EGR流量傳感器12的污損防止的情況下，可以繼續(xù)發(fā)動機(jī)的運轉(zhuǎn)。通過 進(jìn)行像這樣的劣化判定，鑒于EGR催化劑23的狀態(tài)，可以避免EGR流 量傳感器12上附著污損物質(zhì)。接著作為本發(fā)明的第二實施例，以下表示EGR催化劑采用DPF (柴 油微粒過濾器)之類的吸附或吸留型的催化劑時的實施例。首先圖6表示本發(fā)明的第二實施例中的發(fā)動機(jī)的構(gòu)成圖?；緲?gòu)成與 第一實施例(圖l)相同，但是配置的EGR催化劑24，為上述的DPF之 類的吸附或吸留型的催化劑。該EGR催化劑24不具有所謂的點火特性， 具有從低溫時就可以吸附(吸留)規(guī)定量的污損物質(zhì)的特性。并且關(guān)于PM 等，還具有與第一實施例的催化劑構(gòu)成相比，可以提高凈化率的優(yōu)點，就 算在比較低的溫度條件較多的發(fā)動機(jī)中，也可以防止EGR流量傳感器12 和EGR流路9等的污損。以下，表示該實施例中的EGR流量傳感器12 的控制方法。圖7表示在本實施例中，EGR傳感器進(jìn)入保護(hù)模式時的圖的一個例 子。圖中的線L4是熱線27的表面溫度，L5是在ECU8內(nèi)判定的EGR流 量傳感器12的狀態(tài)圖，L6是EGR催化劑23的溫度圖。在本實施例的構(gòu) 成中，就算在發(fā)動機(jī)啟動時，EGR催化劑24也發(fā)揮作用，在催化劑內(nèi)吸 附(吸留)污損物質(zhì)等。但是，由于在溫度低的狀態(tài)下凈化率(吸附率) 低，因此與第一實施例的情況相同，不能很好地凈化發(fā)動機(jī)排氣中的污損 物質(zhì)。因此，如L4、 L5那樣，EGR流量傳感器12成為污損保護(hù)模式， 使熱線27的溫度上升至優(yōu)選60(TC以上。由此，燒掉附著于熱線27表面 的污損物質(zhì)，并且可以防止該模式中的污損物質(zhì)附著。這期間，優(yōu)選不實 施基于EGR流量傳感器12的流量檢測。之后隨著發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)時間的經(jīng)過， EGR催化劑23的溫度如L6那樣上升，在時刻tl達(dá)到催化劑溫度Tl。該 Tl是EGR催化劑24的凈化率達(dá)到規(guī)定值以上的溫度。由此如L5那樣， EGR流量傳感器12被設(shè)定為測定模式，使熱線27的表面溫度變化為適合 測定的溫度。圖8作為圖7的詳細(xì)說明，表示EGR催化劑24的溫度控制流程圖。 基本流程與第一實施例的情況(圖4)相同，但是框1013s處的判定基準(zhǔn) 不同。框1013s為規(guī)定值以上的情況，可以判定EGR催化劑24的凈化率 在規(guī)定值以上，因此可以直接解除EGR流量傳感器12的保護(hù)模式，開始 氣體流量檢測(框1004s)，用于發(fā)動機(jī)控制。在處于規(guī)定值以下時，重 復(fù)進(jìn)行判定直到達(dá)到規(guī)定溫度為止。即通過這樣的流程，即使EGR催化 劑24為吸附(吸留)型催化劑，也可以很好地解除EGR流量傳感器12 的污損劣化，能夠進(jìn)行正確的EGR氣體流量檢測。接著，關(guān)于該EGR催化劑24的劣化判定方法，圖9表示其流程圖。 如果吸附(吸留)型的EGR催化劑24劣化，則不僅會引起EGR流路9 以及其他元件等的污損，還會發(fā)生EGR流路的壓損等，有可能無法正確 進(jìn)行EGR流量控制，有必要正確判定該劣化。如圖9所示，在框1013s中，在判定為EGR催化劑24的溫度在規(guī)定 值以上時，可以直接解除EGR流量傳感器12的保護(hù)模式，開始?xì)怏w流量 檢測(框1014s)，用于發(fā)動機(jī)控制。此時，同時利用來自氣流傳感器2 的輸出值來計算EGR流量(框1015s)，判定其相差部分是否處于規(guī)定范圍內(nèi)(框1016S)。在發(fā)動機(jī)進(jìn)行額定運轉(zhuǎn)時，即使是基于空氣流量傳感器輸出值的EGR流量計算值，也會有3%以內(nèi)程度的誤差，理論上，在框 1016s內(nèi)的計算結(jié)果無限接近于零。但是，EGR傳感器的輸出值由于EGR 流路9的環(huán)境，處于比氣流傳感器2還要易于污損或劣化的狀態(tài)。g卩，在 該框1016s內(nèi)的計算結(jié)果不在規(guī)定范圍內(nèi)時，表示EGR流量傳感器12受 到相當(dāng)?shù)奈蹞p，進(jìn)而表明EGR催化劑24沒有充分發(fā)揮功能。因此，從該 結(jié)果診斷EGR催化劑24的劣化狀態(tài)(步驟1017s)，可以進(jìn)行處理。當(dāng) 然，根據(jù)該結(jié)果，使EGR流量傳感器12再次進(jìn)入保護(hù)模式，進(jìn)行避免污 損的控制也是本實施例的范疇。圖10表示本發(fā)明第三實施例的發(fā)動機(jī)的構(gòu)成圖。基本構(gòu)成與第一、 第二實施例(圖1、圖6)相同，但是EGR冷卻器10的前后配置有旁通 流路25以及控制閥26。這是由于在低溫啟動時，不通過EGR冷卻器10 的溫度較高的EGR氣體向吸氣返回一定量，由此提高燃燒室18內(nèi)的氣體 溫度，促進(jìn)燃料的氣化特性，減少PM等的排氣。在這樣的構(gòu)成中，EGR 流量傳感器12也可以對應(yīng)于發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)條件以及控制閥26的控制量，正 確檢測EGR流量。此時的EGR催化劑23，優(yōu)選采用三元催化劑或氧化催 化劑之類的基于氧化或還原反應(yīng)的凈化催化劑，但是選擇如DPF那樣的吸 附或吸留型的催化劑，也沒有什么特別的問題。圖11表示本發(fā)明第四實施例的發(fā)動機(jī)的構(gòu)成圖。該實施例與到此為 止的實施例的發(fā)動機(jī)構(gòu)成不同，EGR流路9作為連接排氣催化劑7之后和 增壓器的壓縮機(jī)6 (b)的流路而被配置。另外，調(diào)整吸入空氣量的節(jié)流閥 13被配置于緊挨著空氣凈化器17的下游且EGR流路9的吸氣側(cè)連通口的 上游。由此，因為排氣催化劑7可以發(fā)揮EGR催化劑的功能，所以不需 要EGR催化劑，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的低成本化。此時的排氣催化劑7的構(gòu)成， 為三元催化劑或氧化催化劑之類的基于氧化或還原反應(yīng)的凈化催化劑與 DPF或NOx催化劑之類的吸附或吸留型的催化劑的組合。但是，使用單 獨一方，或是不同構(gòu)成的催化劑，也不超出本發(fā)明的范疇。以后，本實施 例的排氣催化劑7記為凈化催化劑(例如氧化催化劑)與吸附型催化劑(例 如DPF)的組合的催化劑。另外，由于從發(fā)動機(jī)燃燒室18看到的直到氣 流傳感器2的距離，與直到EGR流量傳感器12的距離大致相等，因此氣流傳感器2也可以從系統(tǒng)中卸下，但是因為這不是本發(fā)明想要解決的課題， 所以省略詳細(xì)說明。圖12是在本發(fā)明的第四實施例中，表示EGR傳感器進(jìn)入保護(hù)模式時 的圖的一個例子。首先，圖中的線L7是熱線27的表面溫度,L8是在ECU8 內(nèi)判定的EGR流量傳感器12的狀態(tài)圖，L9是EGR催化劑23的溫度圖。 首先在發(fā)動機(jī)啟動時，排氣催化劑27的溫度低，凈化催化劑側(cè)是非活性 狀態(tài)(沒有點火)，不能凈化發(fā)動機(jī)排氣中的污損物質(zhì)。因此，如L7、 L8那樣，EGR流量傳感器12為污損保護(hù)模式，使熱線27的溫度上升至 優(yōu)選60(TC以上。由此燒掉附著于熱線27表面的污損物質(zhì)，并且可以防止 該模式中的污損物質(zhì)附著。之后伴隨著發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)時間的經(jīng)過，EGR催化 劑23的溫度如L9那樣上升，開始點火。此時由于EGR催化劑23的凈化 還不充分，所以EGR流量傳感器12還處于保護(hù)模式。之后，如果EGR 催化劑23的點火結(jié)束，則因為可以進(jìn)行排氣凈化，所以如L8那樣EGR 流量傳感器12被設(shè)定為測定模式，使熱線27的表面溫度變化為適合測定 的溫度。此時圖7中也有所表示，由于吸附催化劑側(cè)從低溫時就有一定程度的 吸附性能，因此排氣催化劑7低溫時的凈化特性對凈化催化劑側(cè)的特性來 說最重要。由此，通過采取如上述的控制流程圖，可以適當(dāng)防止EGR流 量傳感器12的污損劣化。本實施例中，排氣催化劑7的狀態(tài)影響EGR流量傳感器12的污損劣 化、進(jìn)而影響EGR流量檢測。因此，與第一以及第二實施例同樣，有必 要實施排氣催化劑7的劣化診斷。圖13、圖14表示排氣催化劑7的劣化診斷流程圖。其分別是凈化催 化劑、辭賦催化劑的劣化診斷流程，通過將其進(jìn)行組合實施排氣催化劑7 的診斷。首先，圖13表示凈化催化劑側(cè)的劣化診斷。基本上與圖5所示的EGR 催化劑23的診斷流程相同。首先在框1021s中，讀取搭載了發(fā)動機(jī)19的 車輛速度Vc、加速器開度a、發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)狀態(tài)等，推定現(xiàn)在的排氣催化劑 7的溫度(框1022s)。進(jìn)入框1023s，在點火沒有結(jié)束時，由于排氣催化 劑7的溫度還沒有達(dá)到能夠凈化污損物質(zhì)的水平，因此進(jìn)入框1026s進(jìn)行升溫控制(繼續(xù))， 一直繼續(xù)進(jìn)行升溫控制直到判定為達(dá)到點火溫度為止。在框1023s中，在判定為排氣催化劑7已點火時，在ECU8內(nèi)檢測出從發(fā) 動機(jī)啟動開始到排氣催化劑7的點火所需的時間，判定該時間是否長于規(guī) 定值(框1024s)。如果在規(guī)定值以內(nèi)，可以直接解除EGR流量傳感器 12的保護(hù)模式，開始?xì)怏w流量檢測(框1025s)，用于發(fā)動機(jī)控制。如果 判定為該時間長于規(guī)定值，判定排氣催化劑7的點火時間變長，即催化劑 劣化的可能性高。關(guān)于該判定結(jié)果，進(jìn)行在ECU8內(nèi)進(jìn)行記錄、或者向用 戶發(fā)出警告等在車輛或發(fā)動機(jī)中規(guī)定的相應(yīng)的處理(框1027s)。接著利用圖14，表示吸附催化劑側(cè)的劣化診斷。在框1031s以及框 1032s中，讀取搭載了發(fā)動機(jī)19的車輛速度Vc、加速器開度a、發(fā)動機(jī)運 轉(zhuǎn)狀態(tài)等，推定當(dāng)前的排氣催化劑7的溫度。如果在框1033s中排氣催化 劑7的溫度在規(guī)定值以上，由于可以判定排氣催化劑7中的吸附催化劑側(cè) 的吸附率為規(guī)定值以上，因此直接解除EGR流量傳感器12的保護(hù)模式， 開始?xì)怏w流量檢測(框1034s)，用于發(fā)動機(jī)控制。如果在規(guī)定值以下， 重復(fù)判定直到達(dá)到規(guī)定溫度為止。此時，同時利用氣流傳感器2的輸出值 計算EGR流量(框1035s)，判定其相差部分是否處于規(guī)定范圍內(nèi)(框 1036s)。在發(fā)動機(jī)進(jìn)行額定運轉(zhuǎn)時，由于基于空氣流量傳感器輸出值的 EGR流量計算值也會有3。/。以內(nèi)程度的誤差，所以理論上，在框1036s內(nèi) 的計算結(jié)果無限接近于零。但是，EGR傳感器的輸出值由于EGR流路9 的環(huán)境，處于比氣流傳感器2還要易于污損或劣化的狀態(tài)。S卩，在該框1036s 內(nèi)的計算結(jié)果不在規(guī)定范圍內(nèi)時，表示EGR流量傳感器12受到相當(dāng)?shù)奈?損，進(jìn)而表示排氣催化劑7沒有充分發(fā)揮功能。由此從該結(jié)果診斷排氣催 化劑7的吸附催化劑側(cè)的劣化狀態(tài)(步驟1037s)，進(jìn)行處理。當(dāng)然根據(jù) 該結(jié)果，使EGR流量傳感器12再次進(jìn)入保護(hù)模式，進(jìn)行壁面污損的控制 也是本實施例的范疇。以上，通過進(jìn)行圖13、圖14所示的該種劣化判定，鑒于EGR催化劑 23的狀態(tài)，可以使EGR流量傳感器12避免被污損物質(zhì)污損。以上通過上述四個實施例，例如EGR催化劑、EGR流量傳感器、EGR 冷卻器被分別配置，但是它們也可以采取一體化構(gòu)造，這也屬于本發(fā)明的 范疇。另外關(guān)于配置EGR流量傳感器的位置，可以配置于EGR流路中，也可以配置于能夠檢測排氣流量等的位置。另外，不言而喻，傳感器的檢測方式不限于熱線式，在超聲波式或其 他測定方式中，需要與本發(fā)明同樣的控制的方式，全部屬于本發(fā)明的范疇。根據(jù)以上說明的各實施例，在EGR流量傳感器的上游，具備對EGR 氣體中的污損物質(zhì)進(jìn)行凈化的催化劑，通過對應(yīng)于該催化劑的狀態(tài)，通過 適當(dāng)控制EGR流量傳感器的狀態(tài)，無論EGR流量傳感器處于EGR流路 中的何種環(huán)境下，都難以受排氣中污損物質(zhì)的影響。可以防止EGR氣體 的流量檢測精度的降低，進(jìn)一步可以防止發(fā)動機(jī)的燃燒狀態(tài)或排氣的惡 化。另外，通過實現(xiàn)穩(wěn)定的燃燒狀態(tài)，也可以改善燃料利用率。本發(fā)明特別適用于柴油發(fā)動機(jī)，但是對于汽油發(fā)動機(jī)來說也可以適用 于具備外部EGR系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)。另外，若是柴油發(fā)動機(jī)，不僅可以用于 車輛用柴油發(fā)動機(jī)，也可以用于固定放置式的柴油發(fā)動機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機(jī)的排氣回流系統(tǒng)，其具備排氣回流通路，其連通發(fā)動機(jī)的排氣通路與吸氣通路之間，用于使排氣的一部分回流到所述吸氣通路；廢氣流量檢測裝置，其檢測通過所述排氣回流通路的廢氣流量；廢氣回流量控制閥，其控制通過所述排氣回流通路的廢氣流量；催化劑，其設(shè)置于所述廢氣流量檢測裝置的上游，凈化所述廢氣中的污損物質(zhì)。
2. —種發(fā)動機(jī)的控制裝置，其控制權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中， 將與所述催化劑的狀態(tài)相對應(yīng)的信號作為輸入之一，控制所述廢氣流量檢測裝置的動作狀態(tài)。
3. 如權(quán)利要求2所述的發(fā)動機(jī)的控制裝置，其中， 在所述催化劑處于非活性狀態(tài)時，禁止所述廢氣流量檢測裝置進(jìn)行廢氣流量檢測動作。
4. 如權(quán)利要求2所述的發(fā)動機(jī)的控制裝置，其中， 在所述催化劑處于非活性狀態(tài)時，控制所述廢氣流量檢測裝置使其處于污損保護(hù)模式。
5. 如權(quán)利要求2至4中任意一項所述的發(fā)動機(jī)的控制裝置，其中， 在所述催化劑處于活性狀態(tài)時，控制所述廢氣流量檢測裝置使其處于流量檢測模式。
6. 如權(quán)利要求2所述的發(fā)動機(jī)的控制裝置，其中， 在診斷為所述催化劑發(fā)生故障時，禁止所述廢氣流量檢測裝置進(jìn)行廢氣流量檢測動作。
7. 如權(quán)利要求2所述的發(fā)動機(jī)的控制裝置，其中， 在診斷為所述催化劑發(fā)生故障時，控制所述廢氣流量檢測裝置使其處于污損保護(hù)模式。
8. 如權(quán)利要求2至7中任意一項所述的發(fā)動機(jī)的控制裝置，其中， 所述廢氣流量檢測裝置具有暴露于廢氣氣流中的熱線電阻，根據(jù)該熱線電阻的變化檢測廢氣的流量。
9. 如權(quán)利要求2至7中任意一項所述的發(fā)動機(jī)的控制裝置，其中， 所述廢氣流量檢測裝置根據(jù)所述廢氣流量控制閥前后的壓力差計算廢氣流量。
10. 如權(quán)利要求2至7中任意一項所述的發(fā)動機(jī)的控制裝置，其中， 所述廢氣流量檢測裝置是超聲波式的流量檢測裝置。
11. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)的排氣回流系統(tǒng)，其中， 在所述廢氣回流通路具備控制廢氣溫度的廢氣溫度控制裝置。
12. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)的排氣回流系統(tǒng)，其中， 在所述廢氣溫度控制裝置內(nèi)的暴露于所述廢氣回流通路的部分配置有所述廢氣流量檢測裝置。
13. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)的排氣回流系統(tǒng)，其中， 在所述廢氣溫度控制裝置的下游的所述廢氣回流通路內(nèi)配置有所述廢氣流量檢測裝置。
全文摘要
提供一種發(fā)動機(jī)的排氣回流控制裝置，防止設(shè)置于EGR流路中的EGR傳感器被排氣中的污損物質(zhì)污損。對應(yīng)于該催化劑的狀態(tài)，適當(dāng)控制EGR傳感器的狀態(tài)。由此，無論EGR傳感器處于EGR流路中的何種環(huán)境，都難以受排氣中污損物質(zhì)的影響，可以防止EGR氣體的檢測精度的降低。也可以從設(shè)置于主排氣通路的催化劑的下游使EGR氣體回流。
文檔編號F02M25/07GK101230814SQ20081000406
公開日2008年7月30日 申請日期2008年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月26日
發(fā)明者久保淳, 大槻利樹, 大畠英一郎, 山岡士朗, 德安升, 星加浩昭 申請人:株式會社日立制作所