专利名称：多冷却器egr冷却的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过再循环系统输送排气再循环(EGR)到发动机进气歧管的系统。
背景技术：
发动机可以使用EGR以减少排放和增加效率。例如，柴油发动机可以使用EGR解 决在燃烧中N0x的产生。当发动机如经涡轮增压器增压操作时，基于进气的温度可以 限制发动机输出。因此，较热的EGR会减少有效的发动机输出，因为它加热引入的新 鲜进气。
因此，在一些系统中，可以使用EGR冷却器，或多个EGR冷却器。例如，可以使 用多个串联的EGR冷却器，其中冷却器不同地配置以提供不同的冷却量。如在 W02005095780中描述的这种系统。
然而，本发明人在此认识到上述方法和其他方法的几个问题。具体地，虽然这种 配置可以使用多级冷却，但在一些工况下这种配置还可以导致冷却器结垢(fouling) (过冷和冷凝)。虽然通过减少EGR流可以避免这种结紫，但可以导致排放增加。
发明内容
取决于不同的工况经协调通过或围绕多个冷却器的EGR流的系统可以至少部分地 解决上述问题。因此，本发明人在此认识到取决于工况可以调制EGR流通过分离/不 同的路径以达到进气温度(和/或EGR流、EGR流温度等)，同时还可以避免单个冷 却器结垢情况。
此外，本发明人在此认识到解决在EGR系统设计中常常经历的限制的方法。具体 地，EGR冷却器可以设计为高冷却负载点。然后，在轻负载下，因为会发生过冷，可 以使用EGR旁通。然而，在一些负载工况下，避免EGR结垢所期望的旁通量会导致过 多的旁通，因此导致对于期望的燃烧特征或系统耐久性来说进气歧管温度过高。
以多种模式合适地调制通过多个冷却器和至少一个旁通的EGR流，可能保持冷却 器出口温度在结垢极限以上，同时还保持进气歧管温度在适合于燃烧的合适的水平。 基于发动机转速和负载工况，基于包括进气和EGR温度，和/或及其组合估计的反馈 可以选择模式。此外，基于如进气歧管温度等工况还可以调节各种冷却模式中的流量。
因此EGR冷却系统可以调制冷却能力和局部的旁通流量以仅使用部分冷却能力以
达到较高的进气温度，而不用设计最高冷却负载点(在其他工况下产生过大尺寸的冷 却器)。较高的进气温度则可以导致CO和HC排放减少。注意虽然系统使用不同量的部分EGR冷却器旁通操作，但系统还可以在使用全部
或不使用冷却器旁通操作之间操作，其中在各种模式中不同的冷却器使用不同的设 置。
图1示出示例的排气再循环(EGR)系统； 图2示出具有冷却器的EGR系统的串联配置的附加细节; 图3A-图3D示出如图2所示的配置的各种操作模式； 图4示出具有冷却器的并联配置EGR系统的附加的细节; 图5A-图5D示出如图4所示的配置的各种操作模式；-图6-图7示出示例操作的高级流程具体实施例方式
现参考图l,示出包括多个燃烧室并电子发动机控制器12控制的直喷式内燃发动 机10。发动机10的燃烧室30包括燃烧室壁32,活塞36位于其中并连接到曲轴40。 燃烧室30如图所示经相应的进气门52a及52b(未示出)和排气门54a及54b(来示 出)与进气歧管44和排气歧管48连通。燃料喷射器66如图所示直接连接到燃烧室 30用于直接输送液态燃料到其中。喷射器66连接到高压柴油燃料喷射系统(未示出)， 如共轨燃料系统。包括喷射器66的燃料系统可以通过控制器12控制。
在一些实施例中，发动机10可以包括每个具有多个进气门和/或排气门的多个燃 烧室。图l仅是内燃发动机的一个示例。
此外，排气再循环(EGR)路径130如图所示与排气歧管48和进气歧管"连通， 该路径包括EGR系统136。如参考图2-图6进一步描述，EGR系统可以包括由控制器 12调节的多个阀、冷却器、及支路。在一个示例中，还可以使用串联、并联、和/或 混联连接的多个冷却器(例如两个、三个等)。EGR系统可以包括高压EGR(其中EGR 从涡轮增压器的涡轮的上游的排气系统通向涡轮增压器的压缩机的下游的进气系 统)，附加地或替代地，EGR系统包括低压EGR (其中EGR从涡轮的下游的排气系统 通向压縮机上游的进气系统)。
如上所述，当增压时使用冷却器冷却EGR以改进发动机效率和操作，会发生冷却 器结垢。例如，若EGR冷却至小于结垢温度(结垢温度可以随工况改变，如湿度、EGR 空燃比等)，会发生性能劣化。另外，当调节EGR冷却器旁通避免结垢时，进气歧管 温度可以上升到大于期望的燃烧所期望的水平。虽然结垢温度可以用来识别结垢情 况，但还需考虑各种其他的因素。例如，冷却器流率、速度、雷洛数、或这些参数与 温度的组合的其他的参数可以影响结垢。因此，如本文所述响应于结垢和操作这些参 数及其组合还可以用作识别结祐和触发操作的阈值。至少在一些工况下， 一种解决结垢，并根据发动机工况提供足够的EGR,及提供 合适的进气温度以控制多个冷却器的每个的冷却器出口温度(T-OUTLET-j)大于结垢 温度，同时还基于进气歧管温度调节EGR冷却器和/或EGR冷却器旁通操作的方法。 例如，系统还可以在各种操作模式下操作，包括提供最大(无限制)流量通过第一冷 却器和第二冷却器的每个以在需要时提供最大冷却。在这种操作中，系统可以监测进
气歧管温度，若进气温度降到过低，系统会增加绕过冷却器的EGR。然而，这种操作 会增加结垢的可能性，若冷却器出口温度接近结紫温度，若需要控制出口温度，可以 调节及增加/减少该旁通达到全部冷却器旁通量以减少冷却能力并减少结垢问题，同 时得到较高的进气温度。因此，旁通可以用来增加进气温度直到达到结垢标准，同时 减少结垢问题。在那时，可以完全地绕过一个冷却器以减少冷却能力，并增加进气温 度。此外，若另一个冷却器出口温度接近结垢工况，系统可以增加绕过其他冷却器的 EGR，直到完全地绕过其他冷却器。此外，类似的过程可以用于第二冷却器，增加旁 通以增加温度直到达到结垢标准。在那时，减少结港风险时，可以完全地绕过其他冷 却器以进一步减少冷却能力，并增加进气温度。同时，在当前发动机工况下可以调节 冷却器流量和/或旁通操作以保持歧管温度小于阈值。因此，在这种操作中，系统可 以调节旁通的EGR流和通过冷却器的流以避免两者结紫，同时提供适合于燃烧的进气 温度和期望的EGR。在另一个示例中，响应于进气歧管温度系统主要调节EGR冷却器 流量和旁通流量，同时也监测和补偿发生的结紫情形。参考图2-图7进一步描述操 作的各种示例。
虽然未在图l中示出，但发动机可以与各种进气系统装置连通，如节流板、祸轮 增压器等。此外，发动机还可以与各种排气系统装置连通，如SCR催化剂、氧化催化 剂、涡轮增压器、空燃比传感器、微粒过滤器、和/或其他装置。
控制器12如图l所示为微计算机，包括微处理器单元(CPU) 102、输入/输出端 口 (1/0)104、用于存储可执行程序和校准值的电子存储媒体，在该具体示例中如图 所示为只读存储器芯片(ROM) 106、随机存取存储器(RAM) 108、保活存储器(KAM) 110,及常规数据总线。
除上述信号之外，控制器12还接收来自连接到发动机10的传感器的各种信号， 包括来自连接在进气中的空气质量流量传感器的吸入空气质量流量(MAF)测量值； 来自连接到冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT);来自连接 到曲轴40指示发动机转速(RPM)的霍尔效应传感器118的齿面点火传感器信号(PIP); 来自节气门位置传感器的节气门位置；及进气歧管中的绝对歧管压力。
如下文详细描述，取决于工况，发动机10中的燃烧可以是各种类型。在一些实 施例中，发动机10可以在柴油模式中操作，其中在燃料喷射进入燃烧室时燃烧。在 一些实施例中，发动机10还可以在均质进气压缩点火(HCCI)模式中或部分地均质 进气压缩(pHCCI)模式下搡作。现参考图2,示例EGR系统如图所示具有设置为冷却器210位于冷却器212的上 游的第一 EGR冷却器和第二 EGR冷却器，且具有上游支路214和下游支路216。此外， 阀222、阀224、及阀220可以提供各种操作，包括控制进入到进气歧管的EGR流(niBj, 在上游支路及下游支路和/或冷却器之间的相对EGR流。例如，在阀之间协调的控制 可以控制EGR流、EGR温度、进气歧管温度、或期望的闽的其他参数，其中可以基于 发动机工况，如燃料喷射量、发动机转速、发动机负载等调节期望的阀。冷却器可以 具有相等尺寸和/或冷却能力，或一个冷却器可以比另一个具有更大的尺寸和/或冷却 作用。此外，两个冷却器可以使用基本上相同的冷却剂温差，或冷却器可以使用具有 不同温度的分离的冷却剂。例如，上游冷却器可以比下游冷却器以更高的温度和/或 压力操作。此外，冷却剂回路可以是分离的，具有不同散热器部分，还可以保持分离 通过冷却系统。
闽如图所示在示例的配置中。阀可以是经电机、真空、液压、或其组合驱动的比 例阀。此外，阀224可以连接在冷却器212之前或之后，但在冷却器212之后的冷却 流与旁通流混合之前。另外，阀220可以在从接近T进的进口到接近Ts的出口的旁通 管路中的各种位置。
图2示出在不同位置的不同的温度(例如T进、T,.出、L,出、T2bp、 Ta),通过冷却 器和支路的不同流量(例如i%,、 mc.2、 niBM、 mBP.2)，及不同的冷却器效力/效率(例如 C,、 C2)。
如本文所述，若EGR冷却到特定的温度或特定的温度以下，会产生结垢(T,.出〉T ^)。在图2的实施例中，上游和下游冷却器的相应的出口温度经阀220、阀222、 及阀224的协作可以保持在结垢温度以上，同时还提供期望的EGR流和/或保持选定 的进气歧管温度。这可以经EGR冷却和旁通的进一步调节实现，因为或多或少的冷却 可以用来保持相应的冷却器出口温度在结垢温度以上。
例如，如图3A所述，基于冷却器出口温度可以各种模式配置和操作阀。具体地， 模式310示出阀220关闭,阀222也关闭。因此，iiIbp., = mBP.2 = 0;且mc.,2=111, 冷却器210和冷却器212具有通过的最大流量(其中阀224完全地开启)，因此每个 出口温度(T,.,和Tu)最大化。此外，T,对于特定EGR流处于最大值。通过调节阀 224可以调节EGR流。
当在如图3A所示的模式下搡作时，温度Ta接近结垢温度，和/或进气歧管温度 降到目标温度以下，EGR系统可以切换到如图3B所示的模式。具体地，图3B示出如 何通过部分地绕过下游冷却器，同时保持EGR流量，相比较于图3A的模式增加T出。 如图所示阀222保持关闭，阀220和阀224两者开启，其中基于工况调节阀220和阀 224的开启量以保持期望的EGR流和出口温度在结垢温度以上。因此，mBP.产nw.2增加； md2减少。此外，流过冷却器210和冷却器212的流量减少，因此冷却器效率增 加且T^降低；然而，当与未冷却的EGR混合时可以增加T出。在一个示例中，可以协调阀224和阀220的控制以达到流量和温度，其中响应于 期望的EGR流调节阀224，响应于温度调节(不同地)阀220,或相反。
系统可以继续在图3B的模式下搡作，同时T^保持在T^以上。此外，在替代 的方法中，若T^上升明显大于TSg，系统可以返回到图3A的模式。然而，若温度 Tu降到T结p如下文所述系统可以切换到图3C的操作模式。在一个示例中，系统可 以建模假设主动进行这种评估的旁通的冷却器的出口温度。
具体地，图3C示出如何通过完全地绕过下游冷却器同时保持EGR流和保持T,，出 在T结g或T^以上(注意若完全地绕过冷却器，在该情形下可以不考虑冷却器出口温 度)，相比较于图3B的模式增加T^和/或Tu (或至少不允许降到结垢温度以下)。 阀224完全地关闭，基于工况控制阀222和阀220以提供期望的EGR流和冷却器210 出口温度。结果，相比较于图3B的模式，mc.,增加，rtiBM减少，且甚至可以为零(阀 可以关闭)，通过冷却器210的流量增加以增加Tu。以此方式，至少在一些工况下， T2.出在结垢温度或接近结垢温度时，通过避免下游冷却器，EGR可以冷却到图3B的模 式的温度以下的温度。另一个可能的结果是比在图3B中达到更高的进气温度，而不 超过结垢标准(Tu〉T^)。
此外，协调阀222和阀220以达到流量和温度。其中响应于期望的EGR流调节阀 222,响应于温度调节(不同地)阀220，或相反。
系统可以继续在图3C的模式下搡作，同时Ta保持在T^以上。此外，在替代的 方法中，若T,上升明显大于T结裙，系统可以返回到图3B和/或图3A的模式。然而， 若温度Ta降到T结场，系统可以切换到如下文所述的图3D的模式。在一个示例中，系 统可以建模假设主动进行这种评估的旁通的冷却器的出口温度。
还在另一个替代的实施例中，如图3C中的虛线所示，附加的闽(225 )可以放置 在冷却器210之前或之后。在该配置中，系统可以完全地绕过冷却器210或冷却器 212中的任意一个，其中可以基于各种工况并结合冷却器210和冷却器212的不同的 冷却能力选择绕过哪个冷却器。例如，冷却器210和冷却器212之间的不同的冷却温 度和/或尺寸可以导致不同的冷却能力。
具体地，图3D示出如何通过完全地绕过上游冷却器和下游冷却器两者同时保持 EGR流量相比较于图3C的模式增加Ta (或至少不允许降到小于结垢温度)。阀2" 和阀224可以完全地关闭，基于工况控制阀220以提供期望的EGR流。因此，相比较 于图3C的模式，mc.产me.2-0; 1111=11^.2=11^, T出对于特定工况处于最大值。以此方式， 通过避免两个冷却器，EGR冷却进一步减少以解决结垢。
注意上述各种阀模式使用EGR阀的不同闽搡作以实现EGR流和温度控制，产生不 同的EGR冷却位置和冷却量。例如，第一操作可以使用两个EGR冷却器的冷却，然后 经不同的阀调节，可以仅使用一个EGR冷却器的冷却。以此方式，通过改变提供冷却 的冷却器，提供的冷却量，及结合保持期望的EGR流和/或进气温度可以减少各种工况下的两个EGR冷却器的结港。
此外，在替代的实施例中，可以在系统中安装附加的阀，以便使用第一旁通阀和 第二旁通阀，支路214和支路216中的每个使用一个。这种配置可以实现附加的可能 以分别绕过冷却器210和冷却器212中的任意一个，进而提供附加的灵活性，如在冷 却器具有不同的冷却能力的配置中。例如，可以使用附加的模式，其中可以完全地绕 过冷却器210, EGR流流过冷却器212和第二支路216。
注意基于映射表，如基于发动机转速/负载可以通过控制器12以前馈的方式控制 各种模式的选择和模式中的操作。附加地或替代地，控制器可以使用温度模型评估 EGR冷却器和旁通温度以及若执行模式中的切换时预测这种温度。以此方式，控制系
统可以适应地调节模式中的选择和模式中的搡作以提供期望的EGR冷却、旁通操作、 及进气歧管温度控制。
现参考图4，还描述另一个替代的实施例的EGR系统，第一冷却器410和第二冷 却器412并联设置，具有相应的支路414和支路416、相应的闽422和阀426、及阀 420和阀424。阆420、阀422、阀424、阀426可以提供各种操作，包括控制进入进 气歧管的EGR流(m^)、在上游及下游支路和/或冷却器之间的相对EGR流。例如，在 阀之间的协调的控制可以控制EGR流、EGR温度、进气温度、或期望的阀的其他参数， 其中基于发动机工况，如燃料喷射量、发动机转速、发动机负载等可以调节期望的阀。 冷却器可以具有相等的尺寸和/或冷却能力，或一个冷却器可以比另一个具有更大的 尺寸和/或冷却作用。此外，两个冷却器基本上可以使用相同的冷却剂温差，或冷却 器可以使用具有不同温度的分离的冷却剂。此外，虽然如图示出两个冷却器和支路， 但系统可以包括三个、四个、或更多。
阀如图所示在示例的配置中。闽可以是经电机、真空、液压、或其组合驱动的比 例阀。此外，阀可以安装在所示的通道中的各种位置，或各种阀可以结合。例如，阀 420和阀424可以位于相应的冷却器的下游。
图4还示出在不同位置的不同温度(例如T进、Tu、 Tu、 T3、 T4)、和通过冷却 器和支路的不同流量(例如m"、 mc.2、 hibm、 mBP.2)。
如本文所述，若EGR冷却到特定温度或小于特定温度，会产生结垢(例如Tu<T 结*)。在图4的实施例中，经阀422、 426、 420、及424的协作，冷却器的相应的出 口温度可以保持在结垢温度以上，同时还提供期望的EGR流和/或保持选定的进气歧 管温度。这可以通过EGR冷却和旁通的进一步调节实现，或多或少的冷却可以用来保 持相应的冷却器出口温度在结垢温度以上。
注意在示例替代实施例中，可以使用单个支路(例如414),可以省略第二支路 (例如416)。
例如，如图5A所述，基于冷却器出口温度阀可以各种模式操作和配置。具体地， 模式510示出通过EGR冷却器410及412的全部流量，其中阀422和阀426完全地关闭，阀420和阀424开启，且用来控制EGR流，因此，nw.产mBP.2=0,且mc.,+mc.严m柳 (其中通过每个冷却器的流量可以相等或不相等，且可以变化得更大或更小)。冷却 器410和冷却器412可以经历通过的最大流量，因此，冷却器410和冷却器412的出
口温度(T,, iB和TV 可以增加(其中出口温度可相等或不相等)。此外，对于特定 的EGR流Ta可以是减少的值。在一些工况下，在可以调节两个冷却路径之间的流量 以改变进气温度。在该情况下，由于不同的冷却器搡作，两个冷却器的冷却器出口温 度可以不在最大值。例如，通过一个冷却器的全部流量可以产生特定冷却器的最大出 口温度，同时其他的冷却器以出口温度小于其最大可能值操作。
当在图5A所示的模式下操作时，温度T ,接近结垢温度和/或进气歧管温度降到 小于阈值温度，EGR系统可以切换到图5B所示的模式。具体地，图5B示出如何通 过部分地绕过冷却器410和冷却器412同时保持EGR流和保持Tu在T结港或大于T结 港，相比较于图5A的模式增加T出。如图所示，阀422和闽426开启，且阀420和阀 424开启，其中基于工况单独地调节相应的开启量以保持期望的EGR流、温度等。 因此，nw」和1^.2增加；mc.,和nk.2减少。此外，通过冷却器410和冷却器412的流 量减少，冷却器效率增加，因此减少T'.,和Tu。
在一个示例中，可以协调闽的控制以达到流量和温度，其中响应于期望的EGR流 调节阀420和阀424,响应于温度调节(不同地)阀422和阀426,或相反。
系统可以继续在图5B的模式中搡作，同时T^保持在T^以上。此外，在替代 的方法中，若Tu明显地上升大于T絲，系统可以返回到图5A的模式。然而，若温 度T^降到T结裙，系统可以切换到本文描述的图5C的操作模式。
具体地，图5C示出如何通过关闭通过一个冷却器的流量(及保持期望的EGR流) 增加T,, t (或至少不允许降到小于结紫温度)同时保持T^〈T姊。例如，可以完全地 关闭通过冷却器412的流量，或者可以完全地关闭冷却器410。在第一示例中，关闭 阀424,开启和控制阔420,调节阀422和阀426 (开启或关闭)。因此，mc.2=0; mc., 增加(相比较于从图5B的模式切换到图5C的模式之前)；mBM+mBP.2减少(甚至可以 关闭)。从而增加通过冷却器410的流量以增加T,, a,当Tu-T^时，可以设定通过 冷却器410的流量以便T"-图4B的模式.的T出。
系统可以继续在图5C的模式中操作，同时T,, a保持在T^以上。此外，在替代 的方法中，若Tu明显地上升大于系统可以返回到图5B和/或图5A的模式。 若期望较高的T出温度，通过绕过冷却器"0 (保持EGR流)直到T,.出-T结港控制系统 可以增加Ta,其中还关闭阀424,进一步控制和开启阀422和闽^6,开启和控制阀 420。在此，mc.2=0; nw.,+mBP.2增加；且nie.,降低。因此，通过冷却器410的流量降低-冷却器效率增加-及T,. a降低。系统可以继续在该模式中操作直到L. ^降到T结港，从
而系统可以切换到下文描述的图5D的搡作模式。
具体地，图5D示出如何通过关闭通过冷却器410和冷却器412的流量增加TJ或至少不允许降到小于结裙温度)。在该示例中，还关闭阀424,关闭阀420,开启和 控制阀422和阀426以控制EGR流率。因此，对于特定的EGR流量，m"-O; nw.)+iiw.产m柳，T出处于最大值。
现参考图6，通过流程图600示出图2的系统的示例操作。流程图示出经不同的 冷却器模式具有逐渐减少的冷却的搡作。注意所使用的具体的冷却模式可以随着工况 改变，不必按如图6所示的顺序。
在610,例程确定是否期望较高的进气温度，若为是，则通过绕过多个冷却器(例 如第一冷却器和第二冷却器)，并降低通过多个冷却器的流量，同时保持整体期望的 EGR流量以减少冷却。接下来，在612,例程监测最下游的冷却器(或在并联时的每 个冷却器)的工况(例如温度、流率、雷洛数等)。然后，在614,若期望较高的进 气温度(例如由于发动机工况)，但达到结港标准，则例程关闭通过冷却器中的一个 的流量。
继续参考图6,在616，若完全地绕过冷却器，例程忽视该冷却器的工况，并监 测未完全地绕过的最下游的冷却器的工况。在61S,例程确定是否期望较高的进气温 度，若为是，通过增加主动冷却器的旁通和降低通过主动冷却器的流量同时保持整体 EGR流量减少冷却。
在620,例程监测未绕过的冷却器的工况(例如温度、流率、雷洛数等)。在622, 例程确定是否期望较高的进气温度，但达到结紫标准，及若为是，则关闭通过剩余的 主动冷却器的流量。
以此方式，可以提供进一步产生更多或更少的冷却的操作，从而保持EGR流，同 时保持冷却器排出的流大于结港温度。还注意可以改变顺序，具体地可以基于上游冷 却器和下游冷却器的不同的能力调节顺序。例如，若冷却器具有不同的能力，系统首 先可以绕过上游冷却器，然后绕过下游冷却器以进一步提供较少的冷却。此外，经图 4的并联系统配置可以提供类似的操作。因此，在第一模式下系统在绕过第二冷却器 之前绕过第一冷却器，在第二模式下，在绕过第一冷却器之前绕过第二冷却器。
现参考图7，提供选择冷却器搡作模式的高级流程图。首先，在710,例程基于 工况，如发动机负载、燃料喷射量、冷却剂温度等确定期望的EGR流。注意例程可以 替代地设定空气质量流量、EGR率、燃烧气体部分、进入氧气浓度或温度设定点目标 值而不是EGR质量流量。
然后，在712,例程监测冷却器出口温度和/或进气歧管温度以指示是否存在结垢
的可能或是否进气歧管温度降到小于较低闳值或上升大于较髙阈值。然后，在7^, 基于来自710和712的信息以及基于其他的工况，例程选择EGR冷却器模式。例如，
基于不同冷却器的冷却能力差异，系统可以选择操作模式。
这种控制可以通过包括闭环、开环、及两者组合的多种方式实施。例如，例程可 以经比例EGR控制控制闭环中的进气歧管温度或EGR气体出口温度，同时避免浓缩产生的结垢以允许进气歧管温度或冷却器气体出口温度控制。此外，可以调节控制以实 现基于车辆驾驶工况、环境条件、及发动机冷却系统能力等实现模式选择。
应理解，在本文中公开的配置和例程本质上是示例性的，且这些具体实施例不应 被视为具有限制意义，因为大量的变体是可能的。本公开的主题包括在本文中公开的 各种系统和配置，及其他特征、功能，和/或属性的所有新颖和非显而易见的组合及 子组合。
本申请的权利要求特别指出视为新颖和非显而易见的特定组合及子组合。这些权 利要求可能引用"一个"元素或"第一"元素或其等价。这样的权利要求应被理解为 包括对一个或一个以上这样的元素的结合，而不是要求或排除两个或两个以上这样的 元素。所公开的特征、功能、元素和/或属性的其他组合及子组合可以通过本申请权 利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来请求保护。这样的权 利要求，无论是在范围上比原始权利要求更宽、更窄、等价或不同，都应被视为包括 在本申请的主题之内。
权利要求
1. 一种通过再循环系统输送排气再循环(EGR)到发动机进气歧管的系统，包括连接在再循环系统中的第一EGR冷却器；至少绕过第一EGR冷却器的第一EGR冷却器支路；连接在再循环系统中的第二EGR冷却器；多个阀元件；及控制器，所述控制器调节所述多个阀元件以调节输送到进气歧管的EGR量和温度，响应于第一EGR冷却器的第一出口温度进一步调节所述阀元件以基于所述第一出口温度和第二出口温度是否接近结垢温度不同地调节第一EGR冷却器和第二EGR冷却器的旁通。
2. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述第一EGR冷却器连接在所述第 二 EGR冷却器的上游。
3. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述第一EGR冷却器与所述第二EGR 冷却器并联连接。
4. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，还包括绕过第二EGR冷却器的第二 EGR冷却器支路，所述控制器还调节所述多个阀元件以在绕过第二EGR冷却器之前绕 过第一 EGR冷却器，响应于第一 EGR冷却器的第一出口温度和第二 EGR冷却器的第二 出口温度调节所述阀元件以调节第一EGR冷却器和第二冷却器的旁通。
5. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述控制器还调节所述多个阀元件 以调节旁通的EGR流量同时还保持总体EGR流在期望值，其中至少基于发动机工况移 动一个阀到预定位置，响应于EGR流和温度调节另一阀。
6. 如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制器在第一模式和第二模式 操作系统，其中在第一模式下改变第一EGR冷却器的旁通的EGR的量，而不改变第二 EGR冷却器的旁通的EGR的量，在第二模式下，改变第二EGR冷却器的旁通的EGR的 量，而不改变第一EGR冷却器的旁通的EGR的量；及控制器还响应于EGR流率和/或 EGR流的雷洛数调节多个阀元件，第一 EGR冷却器和第二 EGR冷却器具有不同的冷却 能力，控制器基于冷却能力选择模式。
7. 如权利要求4所述的系统，其特征在于,所述控制器在多种模式操作系统，其中在第一模式中，绕过第一冷却器，而不绕过第二控制器；在第二模式中不绕过第 一冷却器，而绕过第二冷却器；在第三模式中绕过第一冷却器和第二冷却器两者；在 第四模式中不绕过第一冷却器和第二冷却器两者。
8. —种通过再循环系统输送排气再循环(EGR)到发动机进气歧管的系统，包括 连接在再循环系统中的第一EGR冷却器；绕过第一 EGR冷却器的第一 EGR冷却器支路； 连接在再循环系统中的第二EGR冷却器;'绕过第二 EGR冷却器的第二 EGR冷却器支路，第一 EGR冷却器连接在第二 EGR冷 却器的上游，第一EGR冷却器支路连接在第二 EGR冷却器支路的上游； 多个阀元件；及控制器，所述控制器调节多个阀元件以多种模式操作系统，其中在第一模式中仅 使用第一冷却器冷却EGR，在第二模式中仅使用第二冷却器冷却EGR,在第三模式中使用两个冷却器冷却EGR。
9. 如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述控制器还调节多个阀元件以调 节输送到进气歧管中的EGR量和温度，响应于第一EGR冷却器的第一出口温度和第二 EGR冷却器的第二出口温度调节阀元件以基于所述第一出口温度和第二出口温度中的 任何一个是否接近结垢温度不同地调节所述第一EGR冷却器和第二EGR冷却器的旁 通。
10. 如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述控制器基于出口温度选择模式。
11. 一种通过再循环系统输送排气再循环(EGR)到发动机进气歧管中的系统， 包括连接在再循环系统中的第一EGR冷却器； 绕过第一 EGR冷却器的第一 EGR冷却器支路； 连接在再循环系统中的第二EGR冷却器； 多个阀元件；及控制器，所述控制器调节多个阀元件在多种模式中操作系统，在第一模式中仅使 用第一冷却器冷却EGR,在第二模式中仅使用第二冷却器冷却EGR,在第三模式中使用两个冷却器冷却EGR。
全文摘要
本发明涉及多冷却器EGR冷却。描述了取决于工况不同地协调通过多个EGR冷却器和绕过多个EGR冷却器的排气再循环(EGR)流的系统。该系统包括连接在再循环系统中的第一EGR冷却器；至少绕过第一EGR冷却器的第一EGR冷却器支路；连接在再循环系统中的第二EGR冷却器；多个阀元件；及控制器，所述控制器调节所述多个阀元件以调节输送到进气歧管的EGR量和温度，响应于第一EGR冷却器的第一出口温度进一步调节所述阀元件以基于所述第一出口温度和第二出口温度是否接近结垢温度不同地调节第一EGR冷却器和第二EGR冷却器的旁通。该系统可以避免单个冷却器结垢情况。
文档编号F02M25/07GK101413465SQ200810169759
公开日2009年4月22日 申请日期2008年10月17日 优先权日2007年10月18日
发明者丹尼尔·约瑟夫·斯泰尔斯, 埃里克·马修·库尔兹 申请人:福特环球技术公司