專利名稱：內(nèi)燃機的排氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種排氣裝置，其具有排氣升溫裝置，其被設(shè)置在內(nèi)燃機的排氣通道上，并對廢氣進行升溫；再循環(huán)裝置，其使廢氣進行循環(huán)。
背景技術(shù)：
在多數(shù)內(nèi)燃機中，設(shè)置有用于將排氣通道與進氣通道相連的EGR(ExhaUSt Gas Recirculation，廢氣再循環(huán))通道。其目的主要在于，降低廢氣中的氮氧化物(NOx)以及提高部分負荷時的耗油率。在專利文獻1所公開的發(fā)動機中，設(shè)置有用于將排氣凈化催化劑的下游一側(cè)的排氣通道與進氣通道相連的EGR通道。在該發(fā)動機中，設(shè)置有用于將排氣通道中的比排氣凈化催化劑更靠上游一側(cè)的點與EGR通道相連的旁通通道。當(dāng)發(fā)動機處于低負荷時，進行控制以打開被設(shè)置在該旁通通道上的旁通閥，則從旁通通道獲得較高溫度的廢氣，從而提高發(fā)動機的燃燒性。而且，為了燃燒以及去除粘著在承載有催化劑的過濾器上的微粒，該發(fā)動機具備用于對過濾器進行加熱的燃燒器。專利文獻2所公開的發(fā)動機，在EGR通道上設(shè)置有對廢氣進行冷卻的EGR冷卻器。 當(dāng)發(fā)動機的水溫較低時，如果對導(dǎo)入EGR冷卻器的冷卻水進行加熱，則能夠抑制EGR冷卻器內(nèi)的水分的冷凝。在先技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 日本特開平3-74513號公報專利文獻2 日本特開平11-125151號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題但是，在專利文獻1的發(fā)動機中，當(dāng)外部氣溫極低時(例如，寒冷地區(qū)的嚴(yán)冬季節(jié))，在EGR通道中，廢氣中的水分有可能發(fā)生冷凝。在廢氣量較少的低負荷時，冷凝水滯留在EGR通道中，而在廢氣量較多的高負荷時，冷凝水通過廢氣的壓力被供給至進氣通道， 如果進入燃燒室，則由于水擊作用而損壞發(fā)動機，且當(dāng)具備渦輪增壓器時，很可能損壞渦輪的葉輪。專利文獻1中的燃燒器，沒有以對被供給至旁通通道的廢氣進行加熱的方式配置。 在專利文獻2的發(fā)動機中，需要用于對冷卻水進行加熱的專用加熱器，而且，由于當(dāng)發(fā)動機水溫低于規(guī)定值時使加熱器工作，因此，即使發(fā)動機水溫不低但是與EGR通道的溫差較大時(例如寒冷地區(qū)的嚴(yán)冬季節(jié))，也無法抑制水分的冷凝。本發(fā)明的目的在于，促進EGR通道內(nèi)部的冷凝水的去除。用于解決課題的方法本發(fā)明的1種形式為，一種內(nèi)燃機的排氣裝置，其具備排氣升溫裝置，其被設(shè)置在內(nèi)燃機的排氣通道上，并對廢氣進行升溫；
排氣凈化催化劑，其被設(shè)置在比所述排氣升溫裝置更靠下游一側(cè)的所述排氣通道上；EGR通道，其用于將所述排氣凈化催化劑的下游一側(cè)的所述排氣通道與所述內(nèi)燃機的進氣通道相連；旁通通道，其用于將所述排氣通道中的比所述排氣升溫裝置更靠下游一側(cè)、且比所述排氣凈化催化劑更靠上游一側(cè)的點與所述EGR通道相連；旁通閥，其用于開閉所述旁通通道；控制器，其用于控制該旁通閥，其中，當(dāng)所述EGR通道的溫度低于預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)值時，所述控制器進行控制以打開所述旁通閥，從而將被所述排氣升溫裝置升溫的廢氣經(jīng)由所述EGR通道而供給至所述進氣通道。 在該實施方式中，由于旁通通道將比排氣升溫裝置更靠下游一側(cè)、且比排氣凈化催化劑更靠上游一側(cè)的點與EGR通道相連，從而能夠?qū)⒈慌艢馍郎匮b置升溫的廢氣經(jīng)由 EGR通道而供給至進氣通道，從而通過排氣升溫裝置獲得充足的熱量。當(dāng)EGR通道的溫度低于預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)值時，控制器進行控制以打開旁通閥，因此，即使當(dāng)發(fā)動機水溫較高且與 EGR通道的溫差較大時(例如，寒冷地區(qū)的嚴(yán)冬季節(jié))，也能夠有效地抑制EGR通道中的水分的冷凝。優(yōu)選為，所述EGR通道具有對廢氣進行冷卻的EGR冷卻器，并且，所述旁通通道在比所述EGR冷卻器更靠進氣一側(cè)的位置上，與所述EGR通道相連。在該實施方式中，必要時，由于能夠使經(jīng)由旁通通道的、來自排氣升溫裝置的熱量，不經(jīng)由EGR冷卻器，而作用于EGR通道中的比EGR冷卻器更靠進氣一側(cè)的部分，因而由此，能夠迅速地使該部分升溫。在這種情況下，優(yōu)選為，所述EGR通道在比所述旁通通道的連接點更靠進氣一側(cè)的位置上，具備用于開閉該EGR通道的EGR閥，并且，所述控制器進行控制以關(guān)閉所述EGR 閥，從而將經(jīng)由所述旁通通道的廢氣供給至所述EGR通道的排氣一側(cè)。在該實施方式中，必要時，能夠利用EGR閥，使EGR冷卻器有效地升溫。而且，當(dāng)認為在EGR通道的正常使用中EGR冷卻器的進氣一側(cè)區(qū)域的升溫比較緩慢時，則在該實施方式中，能夠使該進氣一側(cè)區(qū)域有效地進行升溫。在這種情況下，還優(yōu)選為，所述控制器對所述EGR閥進行控制，從而在所述EGR冷卻器升溫之后，使EGR通道的進氣一側(cè)升溫。在該實施方式中，必要時，由于能夠利用EGR閥，優(yōu)先使水分冷凝的可能性較高的 EGR冷卻器升溫，之后使EGR通道的進氣一側(cè)升溫，因此，能夠有效地抑制冷凝水的生成。在本發(fā)明的其它實施方式中，所述EGR通道具有對廢氣進行冷卻的EGR冷卻器，并且，所述旁通通道在比所述EGR冷卻器更靠排氣一側(cè)的點上，與所述EGR通道相連。在這種情況下，必要時，由于來自排氣升溫裝置的熱量經(jīng)由旁通通道作用于EGR 冷卻器，因此，能夠有效地抑制包含EGR冷卻器在內(nèi)的EGR通道中的水分的冷凝。并且，用于解決本發(fā)明中的課題的方法，在可能的范圍內(nèi)能夠進行組合并使用。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠促進在EGR通道內(nèi)部的冷凝水的去除。


圖1為本發(fā)明的第1實施方式的概括圖。
圖2為表示第1實施方式中的低壓EGR通道加熱處理的流程圖。
圖3為本發(fā)明的第2實施方式的概括圖。
圖4為表示第2實施方式中的低壓EGR通道加熱處理的流程圖。
圖5為表示第1實施方式的改變例的主要部位的概括圖。
圖6為表示第1實施方式的第2改變例的主要部位的概括圖。
符號說明
4進氣歧管
5排氣歧管
6進氣管
7渦輪增壓器
12排氣管
13排氣凈化催化劑
14小型氧化催化劑
18高壓EGR通道
30低壓EGR通道
31旁通通道
32低壓EGR冷卻器
40排氣升溫裝置
50ECU
具體實施例方式(第1實施方式)以下，對本發(fā)明的理想的實施方式進行詳細說明。圖1表示本發(fā)明的第1實施方式。在圖1中，發(fā)動機本體1雖然是以輕油為燃料的壓燃式內(nèi)燃機(柴油發(fā)動機)，但也可以是其它形式的內(nèi)燃機。發(fā)動機本體1在四個氣缸上分別具有燃燒室2。在各個燃燒室2 中，配置有用于噴射燃料的電子控制式的燃料噴射閥3。在燃燒室2上連接有進氣歧管4以及排氣歧管5。進氣歧管4經(jīng)由進氣管6，與廢氣渦輪增壓器7的壓縮機7a的出口連接。壓縮機7a的入口，經(jīng)由空氣流量計8與空氣濾清器9連接。在進氣管6內(nèi)，配置有由步進電動機進行驅(qū)動的節(jié)流閥10。在進氣管6的附近，配置有用于冷卻流動在進氣管6內(nèi)的進氣的內(nèi)部冷卻器11。內(nèi)燃機冷卻水被導(dǎo)入內(nèi)部冷卻器 11內(nèi)，從而進氣被內(nèi)燃機冷卻水冷卻。排氣歧管5連接于廢氣渦輪增壓器7的廢氣渦輪7b的入口處。廢氣渦輪7b的出口經(jīng)由排氣管12，連接于排氣凈化催化劑13。在該排氣凈化催化劑13上游的內(nèi)燃機排氣通道內(nèi)、即排氣管12內(nèi)，配置有小型氧化催化劑14。小型氧化催化劑14的體積小于排氣凈化催化劑13，流入排氣凈化催化劑13的廢氣的一部分流經(jīng)小型氧化催化劑14。排氣凈化催化劑13例如由氧化催化劑、三元催化劑或者NOx催化劑構(gòu)成。小型氧化催化劑14由氧化催化劑構(gòu)成，作為催化劑物質(zhì)，能夠使用例如Pt/Ce02、Mn/Ce02、Fe/ Ce02,Ni/Ce02,Cu/Ce02等。催化劑13、14的基材使用了堇青石或者金屬。在該小型氧化催化劑14上游的排氣管12內(nèi)，用于向小型氧化催化劑14供給燃料的燃料供給閥15，以將其噴射口面向排氣管12內(nèi)部的方式被配置。燃料罐44內(nèi)的燃料經(jīng)由燃料泵43，被供給至燃料供給閥15。為了促進燃燒，也可以設(shè)置用于從外部向排氣管12 的內(nèi)部供給燃燒用空氣的管道、控制閥以及壓縮機。在比燃料供給閥15更靠下游一側(cè)的排氣管12內(nèi)，設(shè)置有電熱塞16。電熱塞16以從燃料供給閥15添加的燃料與其前端部接觸的方式被配置。在電熱塞16上連接有用于向電熱塞16供電的直流電源以及升壓電路(均未圖示)。作為用于點火的手段，也可以使用陶瓷加熱器來代替電熱塞。為了促進燃料的微?；?，也可以在排氣管12內(nèi)配置用于使從燃料供給閥15噴射的燃料進行碰撞的碰撞板。小型氧化催化劑14、燃料供給閥15以及電熱塞16，構(gòu)成排氣升溫裝置40，并且該排氣升溫裝置40由后文敘述的E⑶50進行控制。排氣歧管5與進氣歧管4，經(jīng)由高壓EGR通道18相互連接。在高壓EGR通道18 內(nèi)，配置有電子控制式EGR控制閥19。在高壓EGR通道18的附近，配置有用于冷卻流動在高壓EGR通道18內(nèi)的EGR氣體的高壓EGR冷卻器20。內(nèi)燃機冷卻水被導(dǎo)入高壓EGR冷卻器20內(nèi)，從而EGR氣體被內(nèi)燃機冷卻水冷卻。排氣管12與進氣管6，經(jīng)由低壓EGR通道30相連。低壓EGR通道30用于將廢氣渦輪增壓器7以及排氣凈化催化劑13的下游一側(cè)的排氣管12、與廢氣渦輪增壓器7的上游一側(cè)的進氣管6相連。設(shè)置有旁通通道31以連接排氣管12與低壓EGR通道30。旁通通道31用于將排氣管12中的比排氣升溫裝置40更靠下游一側(cè)、且比排氣凈化催化劑13更靠上游一側(cè)的點與低壓EGR通道30相連。因此，排氣升溫裝置40的熱量，能夠使被供給至旁通通道31內(nèi)的廢氣升溫。在旁通通道31中，設(shè)置有用于開閉該旁通通道31的旁通閥34。在低壓EGR通道30的附近，配置有對廢氣進行冷卻的低壓EGR冷卻器32。旁通通道31在比低壓EGR冷卻器32更靠進氣一側(cè)的位置上，與低壓EGR通道30相連。低壓EGR通道30中在比旁通通道31的連接點更靠進氣一側(cè)的位置上，設(shè)置有在正常的低壓EGR控制中用于開閉低壓EGR通道30的低壓EGR閥33。在排氣凈化催化劑13的上游一側(cè)、且比旁通通道31的連接點更靠下游一側(cè)的位置上，設(shè)置有用于開閉排氣管12的催化劑入口閥35。在排氣凈化催化劑13的下游一側(cè)、 且比與低壓EGR通道30的連接點更靠下游一側(cè)的位置上，設(shè)置有用于開閉排氣管12的排氣節(jié)流閥36。在低壓EGR通道30中還設(shè)置有，用于捕捉異物的由金屬制的網(wǎng)眼構(gòu)成的 FOD (Foreign Object Damage，外物損傷)捕捉器 37。在比與旁通通道31的連接點更靠進氣一側(cè)的低壓EGR通道30內(nèi)，設(shè)置有用于檢測低壓EGR通道30內(nèi)的溫度的低壓EGR溫度傳感器38。在低壓EGR冷卻器32上，設(shè)置有用于檢測其內(nèi)部溫度的冷卻器溫度傳感器39。溫度傳感器38、39具有電阻值隨著溫度而進行變化的熱敏電阻，從而能夠利用熱敏電阻的電阻值變化來檢測排氣溫度的變化。各個燃料噴射閥3經(jīng)由燃料供給管41，與共軌管42連接，且該共軌管42經(jīng)由電子控制式的噴出量可變的燃料泵43，與燃料罐44連接。被儲藏在燃料罐44內(nèi)的燃料通過燃料泵43，被供給至共軌管42內(nèi)，從而被供給至共軌管42內(nèi)的燃料經(jīng)由各個燃料供給管41，被供給至燃料噴射閥3。作為控制器的電子控制單元(E⑶)50，由公知的數(shù)字計算機構(gòu)成，并具備通過雙向總線相互連接的R0M(只讀存儲器)、RAM(隨機存取存儲器)XPU(中央處理器)、輸入端口以及輸出端口。溫度傳感器38、39的輸出信號，經(jīng)由相應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換器，被輸入至E⑶50的輸入端口。在加速踏板51上連接有產(chǎn)生與加速踏板51的踏下量成正比的輸出電壓的負荷傳感器 52，并且負荷傳感器52的輸出電壓，經(jīng)由相應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換器，被輸入至輸入端口。而且，在輸入端口上還連接有曲軸轉(zhuǎn)角傳感器53，且該曲軸轉(zhuǎn)角傳感器53在當(dāng)發(fā)動機本體1的曲軸例如每旋轉(zhuǎn)15°時產(chǎn)生輸出脈沖。在輸入端口上還連接有被設(shè)置在節(jié)流閥10附近的進氣溫度傳感器M。另一方面，E⑶50的輸出端口，經(jīng)由相應(yīng)的各個驅(qū)動電路，與節(jié)流閥10、高壓EGR控制閥19、低壓EGR控制閥33、旁通閥34、催化劑入口閥35以及排氣節(jié)流閥36的驅(qū)動用的各個步進電動機相連。輸出端口經(jīng)由相應(yīng)的各個驅(qū)動電路，還連接于燃料噴射閥3以及燃料泵43。這些作動器類的工作由E⑶50進行控制。在E⑶50的ROM中存儲有各種程序以及基準(zhǔn)值、初始值。此類基準(zhǔn)值以及初始值包括在后文敘述的處理中所使用的溫度基準(zhǔn)值 TminK Tmin2。E⑶50根據(jù)包括空氣流量計8、負荷傳感器52以及曲軸轉(zhuǎn)角傳感器53的表示車輛狀態(tài)、特別是表示發(fā)動機工作狀態(tài)的參數(shù)，計算出燃料供給指示量，并輸出在與指示量相對應(yīng)的時間內(nèi)打開燃料噴射閥3、15的控制信號。根據(jù)該控制信號，從燃料噴射閥3、15供給與燃料供給與指示量相對應(yīng)的量的燃料。而且，E⑶50根據(jù)例如由內(nèi)燃機負荷率KL以及內(nèi)燃機轉(zhuǎn)數(shù)Ne所決定的內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)狀態(tài)，選擇性地對供給EGR氣體的EGR通道進行切換。這里，內(nèi)燃機負荷率KL是指內(nèi)燃機負荷相對于全負荷的比例。即，當(dāng)內(nèi)燃機負荷率KL低于預(yù)先設(shè)定的第1設(shè)定負荷率KLl 時，僅經(jīng)由高壓EGR通道18，供給EGR氣體。通過該種方式，能夠確保良好的響應(yīng)性，并能夠精確地控制被供給至內(nèi)燃機的EGR氣體的量。相對于此，當(dāng)內(nèi)燃機負荷率KL高于第1設(shè)定負荷率KLl且低于預(yù)先設(shè)定的第2設(shè)定負荷率KL2時，僅經(jīng)由低壓EGR通道30，供給EGR 氣體。通過該種方式，在內(nèi)燃機負荷率KL較高時，也能夠可靠地將EGR氣體供給至內(nèi)燃機。 而且，當(dāng)內(nèi)燃機負荷率KL高于第2設(shè)定負荷率KL2時，EGR氣體的供給被禁止。而且，E⑶50對排氣升溫裝置40進行控制，以進行燃料的供給以及點火，由此，使小型氧化催化劑14升溫。被供給的燃料的一部分或者全部，由電熱塞16點火，由此，廢氣被升溫。并且，ECU50根據(jù)需要，通過噴射比小型氧化催化劑14的所需量更多的燃料，從而對排氣凈化催化劑13供給燃料。由此，能夠進行堆積的微粒狀物質(zhì)(PM)氧化以及燃燒，并且當(dāng)排氣凈化催化劑13為NOx吸收還原型催化劑時，還能夠?qū)ε艢鈨艋呋瘎?3實施NOx 還原處理以及SOx中毒恢復(fù)處理。進行上述各個控制的同時，E⑶50還進行以下的低壓EGR通道加熱處理。以下，根據(jù)附圖2，對該低壓EGR通道加熱處理進行說明。圖2的處理程序，以未圖示的點火開關(guān)被開啟且發(fā)動機本體1進行工作為條件，每隔規(guī)定時間反復(fù)執(zhí)行。在圖2中，首先，ECU50讀取由低壓EGR溫度傳感器38檢測出的EGR進氣一側(cè)溫度Tl、以及由冷卻器溫度傳感器39 檢測出的低壓EGR冷卻器溫度T2的數(shù)值(SlO)。
其次，E⑶50對所讀取的EGR進氣一側(cè)溫度Tl是否低于基準(zhǔn)值Tminl進行判斷 (S20)。判斷結(jié)果為肯定時，即EGR進氣一側(cè)溫度Tl低于基準(zhǔn)值Tminl時，E⑶50對用于驅(qū)動旁通閥34以及催化劑入口閥35的步進電動機進行控制輸出，以使旁通閥34開啟并使催化劑入口閥35關(guān)閉(S30)。其次，E⑶50對預(yù)先所讀取的低壓EGR冷卻器溫度T2是否低于基準(zhǔn)值Tmin2進行判斷(S40)。雖然基準(zhǔn)值Tmin2被設(shè)為低于基準(zhǔn)值Tminl的值，但是其也可以是高于基準(zhǔn)值Tminl的值或者等于基準(zhǔn)值Tminl的值。當(dāng)寒冷地區(qū)的嚴(yán)冬季節(jié)、例如外部氣溫以及溫度Tl、T2達到-10°C以下的低溫啟動時，在步驟S20以及S40中判斷結(jié)果為肯定。在步驟S40中判斷結(jié)果為肯定，即低壓EGR冷卻器溫度T2低于基準(zhǔn)值Tmin2時， ECU50對用于驅(qū)動低壓EGR閥33以及排氣節(jié)流閥36的各個步進電動機進行控制輸出，以使低壓EGR閥33關(guān)閉并使排氣節(jié)流閥36開啟(S50)。其結(jié)果，如圖1中的箭頭F2所示，被排氣升溫裝置40升溫的廢氣，跳過排氣凈化催化劑13而流經(jīng)旁通通道31、低壓EGR冷卻器 32以及排氣節(jié)流閥36。在步驟S40中判斷結(jié)果為否定，即低壓EGR冷卻器溫度T2高于基準(zhǔn)值Tmin2或者等于Tmin2時，ECU50對用于驅(qū)動低壓EGR閥33以及排氣節(jié)流閥36的各個步進電動機進行控制輸出，以使低壓EGR閥33開啟并使排氣節(jié)流閥36關(guān)閉(S70)。其結(jié)果，如圖1中的箭頭F3所示，由排氣升溫裝置40升溫的廢氣，不經(jīng)由低壓EGR冷卻器32，而流經(jīng)旁通通道 31以及低壓EGR閥33。當(dāng)步驟S50以及S70的處理被反復(fù)進行時，由于低壓EGR通道30的各部分均被升溫，從而溫度Tl、T2上升，在步驟S20中判斷為否定。在步驟S20中判斷結(jié)果為否定時，即溫度Tl等于基準(zhǔn)值Tminl或者大于基準(zhǔn)值Tminl時，E⑶50對用于驅(qū)動旁通閥34、催化劑入口閥35、排氣節(jié)流閥36的各個步進電動機進行控制輸出，以使旁通閥34關(guān)閉、催化劑入口閥35開啟、排氣節(jié)流閥36開啟(S60)。其結(jié)果，如圖1中的箭頭Fl所示，由排氣升溫裝置40升溫的廢氣，不經(jīng)由旁通通道31，而流經(jīng)排氣凈化催化劑13以及排氣節(jié)流閥36。并且，根據(jù)不同于本程序的EGR閥控制程序，當(dāng)規(guī)定的低壓EGR閥開啟條件成立時，低壓EGR閥33被開啟，從而廢氣經(jīng)由低壓EGR通道30，在進氣通道內(nèi)進行再循環(huán)。
如上所述，在本實施方式中，由于旁通通道31用于將比排氣升溫裝置40更靠下游一側(cè)、且比排氣凈化催化劑13更靠上游一側(cè)的點與低壓EGR通道30相連，從而能夠?qū)⒈慌艢馍郎匮b置40升溫的廢氣，通過低壓EGR通道30供給至進氣通道，因此通過排氣升溫裝置 40獲得充足的熱量。由于當(dāng)?shù)蛪篍GR通道30的溫度低于預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)值Tminl時(S20)， E⑶50進行控制以打開旁通閥34 (S30)，從而即使發(fā)動機水溫較高且與低壓EGR通道30的溫差較大時(例如，寒冷地區(qū)的嚴(yán)冬季節(jié))，也能夠有效地抑制低壓EGR通道中的水分的冷凝。而且，在本實施方式中，低壓EGR通道30具有低壓EGR冷卻器32，旁通通道31在比低壓EGR冷卻器32更靠進氣一側(cè)的位置上，與低壓EGR通道30相連。因此，由于經(jīng)由旁通通道31的、來自排氣升溫裝置40的熱量，不經(jīng)由低壓EGR冷卻器32，而作用于低壓EGR 通道30中的比低壓EGR冷卻器32更靠進氣一側(cè)的部分(S70)，因此能夠避免低壓EGR冷卻器32的損失，從而使該進氣一側(cè)的部分迅速升溫。而且，在本實施方式中，低壓EGR通道30在比旁通通道31的連接點更靠進氣一側(cè)的位置上，具備用于開閉低壓EGR通道30的EGR閥33，E⑶50進行控制以關(guān)閉EGR閥 33 (S50)，從而將經(jīng)由旁通通道31的廢氣供給至低壓EGR通道30的排氣一側(cè)。因此，利用 EGR閥33能夠有效地對低壓EGR冷卻器32進行升溫。而且，在低壓EGR通道30的正常使用中，低壓EGR冷卻器32中的進氣一側(cè)區(qū)域的升溫比其排氣一側(cè)區(qū)域更緩慢，而在該形式中，能夠使該進氣一側(cè)區(qū)域有效地升溫。而且，在本實施方式中，EGR50對EGR閥33進行控制，并以低壓EGR冷卻器32的升溫為條件，使低壓EGR通道30的進氣一側(cè)(S卩、比與旁通通道31的連接點更靠近進氣管 6的區(qū)域)升溫。因此，由于利用EGR閥33，優(yōu)先使水分發(fā)生冷凝的可能性較高的低壓EGR 冷卻器32升溫，之后，使低壓EGR通道30的進氣一側(cè)升溫，因此，能夠有效地抑制冷凝水的生成。(第2實施方式)其次，對本發(fā)明的第2實施方式進行說明。在圖3所示的第2實施方式中，旁通通道31在比低壓EGR冷卻器62更靠排氣一側(cè)的點上，與低壓EGR通道30相連。低壓EGR冷卻器62的結(jié)構(gòu)，與上述的第1實施方式中的低壓EGR冷卻器32相同。低壓EGR通道30內(nèi)的溫度檢測僅由冷卻器溫度傳感器39進行，而未設(shè)置低壓EGR溫度傳感器38。被存儲在 E⑶50的ROM內(nèi)的基準(zhǔn)值，包括在后文敘述的處理中所使用的溫度基準(zhǔn)值Tmin3。由于第2 實施方式的其余的機械結(jié)構(gòu)，與上述的第1實施方式相同，因此，添加相同的符號并省略對其詳細說明。根據(jù)附圖4，對第2實施方式中的由E⑶50所執(zhí)行的低壓EGR通道加熱處理進行說明。圖4的處理程序，以未圖示的點火開關(guān)被開啟使發(fā)動機本體1進行工作為條件，每隔規(guī)定時間反復(fù)執(zhí)行。在圖4中，首先，E⑶50讀取由冷卻器溫度傳感器39檢測出的低壓EGR冷卻器溫度T3的值(SllO)。其次，E⑶50對所讀取的低壓EGR冷卻器溫度T3是否低于基準(zhǔn)值Tmin3 進行判斷(S120)。當(dāng)寒冷地區(qū)的嚴(yán)冬季節(jié)、例如外部氣溫以及溫度T3達到-10°C以下的低溫啟動時，在步驟S120中判斷結(jié)果為肯定。在步驟S120中判斷結(jié)果為肯定，即低壓EGR冷卻器溫度T3低于基準(zhǔn)值Tmin3時， E⑶50對用于驅(qū)動旁通閥34、催化劑入口閥35、排氣節(jié)流閥36、低壓EGR閥33的各個步進電動機進行控制輸出，以使旁通閥34開啟、催化劑入口閥35關(guān)閉、排氣節(jié)流閥36關(guān)閉、低壓EGR閥33開啟(S130)。其結(jié)果，如圖3中的箭頭F3所示，被排氣升溫裝置40升溫的廢氣，流經(jīng)旁通通道31以及低壓EGR冷卻器62。當(dāng)步驟S130的處理反復(fù)進行時，由于低壓EGR通道30的各部分升溫，從而溫度T3 上升，在步驟S120中判斷為否定。在步驟S120中判斷結(jié)果為否定，即低壓EGR冷卻器溫度 T3高于基準(zhǔn)值Tmin3或者等于Tmin3時，E⑶50對用于驅(qū)動旁通閥34、催化劑入口閥35、排氣節(jié)流閥36的各個步進電動機進行控制輸出，以使旁通閥34關(guān)閉、催化劑入口閥35開啟、 排氣節(jié)流閥36開啟(S140)。其次，E⑶50對預(yù)先設(shè)定的低壓EGR閥開啟條件是否成立(S150)進行判斷。該低壓EGR閥開啟條件是指，例如，如上所述，內(nèi)燃機負荷率KL高于第1設(shè)定負荷率KLl且低于預(yù)先設(shè)定的第2設(shè)定負荷率KL2的條件。當(dāng)判斷結(jié)果為肯定，即低壓EGR閥開啟條件成立時，低壓EGR閥33被開啟(S160)。其結(jié)果，被排氣升溫裝置40升溫的廢氣，不經(jīng)由旁通通道31，而流經(jīng)包括低壓EGR冷卻器62的低壓EGR通道30。當(dāng)在步驟S50中判斷結(jié)果為否定，即低壓EGR閥開啟條件不成立時，低壓EGR閥33 被關(guān)閉(S170)。其結(jié)果，被排氣升溫裝置40升溫的廢氣，不經(jīng)由旁通通道31以及低壓EGR 通道30，而流經(jīng)排氣凈化催化劑13。如上所述，在本實施方式中，旁通通道31在比低壓EGR冷卻器62更靠排氣一側(cè)的點上與低壓EGR通道30相連。因此，除了獲得與上述第1實施方式相同的效果之外，由于來自排氣升溫裝置40的熱量經(jīng)由旁通通道31作用于低壓EGR冷卻器62，因此，也能夠有效地抑制包含低壓EGR冷卻器62在內(nèi)的低壓EGR通道30的水分冷凝。(改變例1)圖5表示上述第1實施方式的改變例。如圖5所示，該改變例使用單獨的換向閥 (方向控制閥)64，來代替上述第1實施方式中的旁通閥34以及催化劑入口閥35。在圖示的狀態(tài)中，排氣升溫裝置40的下游一側(cè)與排氣凈化催化劑13相連，當(dāng)換向閥64向圖中的順時針方向(箭頭a方向)旋轉(zhuǎn)時，排氣升溫裝置40的下游一側(cè)與旁通通道31相連。為了促進換向閥64的密封性，理想的是在閥體的周圍配置密封墊65。根據(jù)該改變例，通過單獨的換向閥64，實現(xiàn)了上述第1實施方式中的旁通閥34的開啟以及催化劑入口閥35的關(guān)閉、旁通閥34的關(guān)閉以及催化劑入口閥35的開啟，并能夠使結(jié)構(gòu)以及控制簡單化。并且， 該換向閥64能夠適用于上述第2實施方式。(改變例2)圖6表示上述第1實施方式的第2改變例。如圖6所示，該改變例將旁通通道31 與低壓EGR通道30相交的角度α設(shè)為銳角。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，有效地形成了廢氣從旁通通道 31朝向低壓EGR通道30的進氣一側(cè)的流動(在圖6中用箭頭F4所示)，由此，由于能夠抑制廢氣朝向低壓EGR冷卻器32的流動(用箭頭F5表示)，因此，能夠省略在排氣凈化催化劑13的下游一側(cè)的排氣節(jié)流閥36 (參照圖1)，由此，能夠使結(jié)構(gòu)以及控制簡單化。雖然通過具有一定的具體性質(zhì)的示例對本發(fā)明進行了說明，但是，應(yīng)當(dāng)理解為，在不脫離所要求的發(fā)明的精神和范圍的情況下，能夠進行各種各樣的改變或變更。在上述的各個實施方式中，雖然將溫度的基準(zhǔn)值Tminl、Tmin2、Tmin3均設(shè)為預(yù)先設(shè)定的固定值，但是，也可以根據(jù)車輛的狀態(tài)(例如發(fā)動機水溫)，動態(tài)地設(shè)定這些基準(zhǔn)值中的一個以上的值。而且，雖然使各個閥處于開啟或者關(guān)閉的兩個狀態(tài)，但是，也可以在這兩個狀態(tài)之間多級或者連續(xù)地改變其開度。在上述各實施方式中，雖然由溫度傳感器38、39直接檢測出低壓EGR通道30的溫度，但是，也可以根據(jù)例如被設(shè)置在節(jié)流閥10附近的進氣溫度傳感器M的檢測值，推斷出低壓EGR通道的溫度。而且，本發(fā)明也能夠適用于不具備渦輪增壓器的發(fā)動機。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機的排氣裝置，其具備排氣升溫裝置，其被設(shè)置在內(nèi)燃機的排氣通道上，并對廢氣進行升溫；排氣凈化催化劑，其被設(shè)置在比所述排氣升溫裝置更靠下游一側(cè)的所述排氣通道上；EGR通道，其用于將所述排氣凈化催化劑的下游一側(cè)的所述排氣通道與所述內(nèi)燃機的進氣通道相連；旁通通道，其用于將所述排氣通道中的比所述排氣升溫裝置更靠下游一側(cè)、且比所述排氣凈化催化劑更靠上游一側(cè)的點與所述EGR通道相連；旁通閥，其用于開閉所述旁通通道；控制器，其用于控制該旁通閥，其中，當(dāng)所述EGR通道的溫度低于預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)值時，所述控制器進行控制以打開所述旁通閥，從而將被所述排氣升溫裝置升溫的廢氣經(jīng)由所述EGR通道而供給至所述進氣通道。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機的排氣裝置，其中，所述EGR通道具有對廢氣進行冷卻的EGR冷卻器，所述旁通通道在比所述EGR冷卻器更靠進氣一側(cè)的位置上，與所述EGR通道相連。
3.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機的排氣裝置，其中，所述EGR通道在比所述旁通通道的連接點更靠進氣一側(cè)的位置上，具備用于開閉該 EGR通道的EGR閥，所述控制器進行控制以關(guān)閉所述EGR閥，從而將經(jīng)過所述旁通通道的廢氣供給至所述 EGR通道的排氣一側(cè)。
4.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機的排氣裝置，其中，所述控制器對所述EGR閥進行控制，從而在所述EGR冷卻器被升溫之后，使EGR通道的進氣一側(cè)升溫。
5.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機的排氣裝置，其中，所述EGR通道具有對廢氣進行冷卻的EGR冷卻器，所述旁通通道在比所述EGR冷卻器更靠排氣一側(cè)的位置上，與所述EGR通道相連。
全文摘要
一種內(nèi)燃機的排氣裝置，具備排氣升溫裝置(40)，其被設(shè)置在內(nèi)燃機(1)的排氣通道(12)上，并對廢氣進行升溫；排氣凈化催化劑(13)，其被設(shè)置在比所述排氣升溫裝置(40)更靠下游一側(cè)的所述排氣通道(12)上；EGR通道(30)，其將所述排氣凈化催化劑(13)的下游一側(cè)的所述排氣通道(12)與所述內(nèi)燃機(1)的進氣通道(6)相連；旁通通道(31)，其將所述排氣通道(12)中的比所述排氣升溫裝置(40)更靠下游一側(cè)、且比所述排氣凈化催化劑(13)更靠上游一側(cè)的點與所述EGR通道(30)相連；旁通閥(34)，其用于開閉所述旁通通道(31)；控制器(50)，其控制該旁通閥，其中，當(dāng)所述EGR通道(30)的溫度低于預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)值時，所述控制器(50)進行控制以打開所述旁通閥(34)，從而將被所述排氣升溫裝置(40)升溫的廢氣經(jīng)由所述EGR通道(30)而供給至所述進氣通道(6)。
文檔編號F01N3/24GK102239324SQ20108000182
公開日2011年11月9日 申請日期2010年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月17日
發(fā)明者木村雄一郎, 片山晴之 申請人:豐田自動車株式會社