CN108571403A - 内燃机的排气净化装置 - Google Patents

Abstract

一种内燃机的排气净化装置，具备：增压器，其在内燃机的排气通路具有涡轮；后处理装置，其设置于比涡轮靠下游的排气通路，并对排气进行净化；EGR通路，其将比涡轮靠下游并且比后处理装置靠上游的排气通路与内燃机的汽缸连接；以及EGR装置，其设置于EGR通路的汽缸侧的端部，具有在汽缸内对EGR通路进行开闭的EGR阀。

Description

内燃机的排气净化装置

技术领域

本发明涉及内燃机的排气净化装置。

背景技术

已知有将用于使排气歧管内的排气直接再循环到汽缸内的EGR(Exhaust GasRecirculation：排气再循环)阀设置于汽缸内的技术(例如，参照日本特开2000-073875)。

发明内容

当从增压器的涡轮的上游侧取出EGR气体时，通过涡轮的排气的量减少所取出的部分。因此，当增加EGR气体量时，增压压力可能会减小。像这样，在相关技术的构成中，难以兼顾EGR气体量的增加和增压压力的增加。在具备EGR通路的高压EGR装置的情况下也同样存在这一问题，所述EGR通路将比涡轮靠上游侧的排气通路与比压缩机靠下游侧的进气通路连接。

本发明提供一种抑制增压压力的降低并且适当地供给EGR气体的内燃机的排气净化装置。

本发明的技术方案的内燃机的排气净化装置具备：增压器，其在内燃机的排气通路具有涡轮；后处理装置，其设置于比所述涡轮靠下游的所述排气通路，并对排气进行净化；EGR通路，其将比所述涡轮靠下游并且比所述后处理装置靠上游的所述排气通路与所述内燃机的汽缸连接；以及EGR装置，其设置于所述EGR通路的所述汽缸侧的端部，具有在所述汽缸内对所述EGR通路进行开闭的EGR阀。

在上述那样的技术方案的EGR装置中，EGR阀在汽缸内进行开闭，所以当改变EGR阀的开度时，EGR气体量立即发生变化。即，控制EGR气体量时的响应性较高。因为在汽缸内新气与EGR气体混合，所以难以产生冷凝水。即，因为到新气被导入到汽缸内为止的期间，新气从进气通路接受热，所以新气的温度变得较高。因此，即使在汽缸内新气与EGR气体混合，温度也难以下降到露点以下。在供给EGR气体时不需要减小进气节流阀和/或排气节流阀的开度，所以能够减小泵损失。因为从涡轮的下游侧取出EGR气体，所以即使供给了EGR气体，通过涡轮的排气的量也不会减少。因此，能够抑制增压压力的降低并且供给EGR气体。因为是从后处理装置的上游侧取出EGR气体，所以能够通过取出EGR气体而使流入后处理装置的排气的量减少。由此，能够在后处理装置中适当地对排气进行净化。关于后处理装置，能够例示出催化剂和/或微粒过滤器。

在本发明的技术方案中，也可以还具备调整所述EGR阀的开闭正时的调整机构和控制所述调整机构的控制装置，所述控制装置在所述内燃机的汽缸内的温度小于目标温度的情况下，控制所述调整机构以使得所述EGR阀的开阀开始正时处于排气行程、并且所述EGR阀的闭阀结束正时处于进气行程。

目标温度例如是排放的恶化在允许范围内的汽缸内的温度。汽缸内的温度是汽缸内的新气与EGR气体组合而成的气体的温度。也可以将所述汽缸内的温度设为新气与EGR气体混合后的预定的曲轴角度下的气体的温度。在此，当在内燃机的起动时等汽缸内的温度较低时，燃烧状态容易恶化。与此相对，通过提高汽缸内的温度，能够抑制燃烧状态的恶化。因此，调整EGR阀的开阀开始正时以使得EGR阀在排气行程开始打开。如此一来，在汽缸内的压力比EGR通路内的压力高时EGR阀打开，所以已燃气体从汽缸朝向EGR通路流动。另一方面，在进气行程中由于活塞的下降而汽缸内的压力降低。因此，调整EGR阀的闭阀结束正时以使得EGR阀在进气行程中全闭，由此使得在排气行程中从汽缸流动到EGR通路的已燃气体在进气行程中从EGR通路回到汽缸。在此，在仅供给从排气通路导入到EGR通路的EGR气体的情况下，在排气通路和EGR通路中会从已燃气体夺取热，所以EGR气体的温度变得较低。另一方面，通过将从汽缸流动到EGR通路的已燃气体作为EGR气体来供给，能够减少从EGR气体夺取的热，所以能够向汽缸内供给较高温度的EGR气体。因此，能够提高汽缸内的温度。另一方面，当汽缸内的温度为目标温度以上时，将EGR阀的开阀开始正时设定在例如进气行程，从而能够减少从汽缸流向EGR通路的已燃气体的量，所以能够抑制汽缸内的温度变得过高。

在本发明的技术方案中，也可以是，所述控制装置在所述内燃机的汽缸内的温度小于目标温度的情况下，控制所述调整机构以使得所述EGR阀的开阀开始正时处于排气上止点之前、并且所述EGR阀的闭阀结束正时处于排气上止点以后。

在本发明的技术方案中，也可以是，所述EGR装置在所述EGR通路还具备止回阀，所述止回阀使得气体从所述排气通路侧向所述汽缸侧流动，并且气体不从所述汽缸侧向所述排气通路侧流动。

根据上述那样的止回阀，能够限制从汽缸流入EGR通路的已燃气体和/或新气的量。由此，能够抑制由于从汽缸流入EGR通路的新气而EGR气体浓度降低的情况。能够抑制由于从汽缸流入EGR通路的高温的已燃气体而EGR气体的温度变得过高的情况。

在本发明的技术方案中，也可以是，所述EGR装置在所述EGR通路还具备止回阀，所述止回阀使得气体从所述排气通路侧向所述汽缸侧流动，并且气体不从所述汽缸侧向所述排气通路侧流动，所述止回阀配置在如下位置，该位置是从所述EGR阀到所述止回阀为止的所述EGR通路的容积成为与在排气行程中所述EGR阀打开时从所述汽缸流向所述EGR通路的气体的量相应的容积以上的位置。

在为了提高EGR气体的温度而使得在排气行程中已燃气体从汽缸向EGR通路流动的情况下，需要使温度调整所需要的量的已燃气体从汽缸向EGR通路流动。通过将止回阀设置于有所述温度调整所需要的量的已燃气体流动那样的位置，能够调整EGR气体的温度。即，将止回阀设置在如下位置，该位置是从EGR阀到止回阀为止的EGR通路的容积成为与EGR阀在排气行程中打开时从汽缸流向EGR通路的气体的量相应的容积以上的位置，由此能够调整EGR气体的温度。通过设置止回阀，能够抑制已燃气体过多地从汽缸向EGR通路流动。

在本发明的技术方案中，也可以是，所述EGR装置还具备对气体进行冷却的EGR冷却器，所述EGR冷却器配置在所述EGR通路中的所述止回阀与所述排气通路之间。

如此一来，通过EGR冷却器降低了温度后的EGR气体通过止回阀，所以能够抑制止回阀的温度上升。由此，能够抑制止回阀的劣化。

在本发明的技术方案中，也可以是，所述EGR装置还具备对气体进行冷却的EGR冷却器，所述EGR冷却器配置在所述EGR通路中的所述止回阀与所述汽缸之间。

在本发明的技术方案中，也可以是，所述EGR装置在所述EGR通路还具备对气体进行冷却的EGR冷却器。

如此一来，能够将通过EGR冷却器降低了温度后的气体导入汽缸内。

根据本发明的技术方案，能够抑制增压压力的降低并且适当地供给EGR气体。

附图说明

以下将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和产业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：

图1是表示实施例1涉及的内燃机的大致构成的图。

图2是表示进气门、排气门、EGR阀各自的升程量相对于曲轴角度的关系的图。

图3是表示在通过改变进气门的开闭正时来调整EGR气体量的情况下的进气门、排气门、EGR阀各自的升程量相对于曲轴角度的关系的图。

图4是表示在通过改变EGR阀的开闭正时来调整EGR气体温度的情况下的进气门、排气门、EGR阀各自的升程量相对于曲轴角度的关系的图。

图5是表示实施例2涉及的EGR气体温度的控制流程的流程图。

图6是表示实施例3涉及的内燃机的大致构成的图。

具体实施方式

以下，参照附图并基于实施例对本发明的实施方式进行例示性的详细说明。但是，关于本发明的实施例中记载的构成部件的尺寸、材质、形状、相对配置等，只要没有特别的记载，就并非旨在将本发明的范围仅限定于实施例的记载。

(实施例1)

图1是表示实施例1涉及的内燃机1的大致构成的图。在实施例1中，为了简洁地显示内燃机1而省略了一部分的构成要素的显示。内燃机1例如搭载于车辆。内燃机1具有四个汽缸2。内燃机1的汽缸2的数量并不限定于四个。

在内燃机1的汽缸盖11连接有作为进气管31的一部分的进气歧管32和作为排气管41的一部分的排气歧管42。在汽缸盖11形成有从进气歧管32连通到汽缸2的进气口33和从排气歧管42连通到汽缸2的排气口43。在进气口33的汽缸2侧的端部具备进气门34。在排气口43的汽缸2侧的端部具备排气门44。进气管31、进气歧管32、进气口33均包含于进气通路3。排气管41、排气歧管42、排气口43均包含于排气通路4。

在内燃机1中具备EGR装置5。EGR装置5具备EGR管51、EGR口52、EGR阀53、以及EGR冷却器54。在汽缸盖11连接有EGR管51。在汽缸盖11形成有从EGR管51连通到汽缸2的EGR口52。EGR口52的一端与EGR管51连接，另一端分支成四个而连接于各汽缸2。在EGR口52的汽缸2侧的端部具备EGR阀53。因此，EGR阀53在汽缸2内对EGR口52进行开闭。在EGR管51的中途设置有在EGR气体与外部气体或内燃机1的冷却水之间进行热交换的EGR冷却器54。在实施例1中，EGR冷却器54不一定是必需的。EGR管51和EGR口52包含于EGR通路50。

在实施例1中设置有改变进气门34的相位的机构(以下，称为进气门传动机构)35。在实施例1中设置有改变EGR阀53的相位或升程量中的至少一方的机构(以下，称为EGR阀传动机构)55。在进气门传动机构35和EGR阀传动机构55中可以使用周知的可变气门传动机构的构造。在各汽缸2设置有活塞12。在实施例1中EGR阀传动机构55是本发明中的调整机构的一个例子。

在进气管31的中途设置有以排气的能量为驱动源来工作的涡轮增压器60的压缩机61。在比压缩机61靠下游、并且比进气歧管32靠上游的进气管31具备对在所述进气管31流动的进气的量进行调节的节气门36。在比压缩机61靠下游、并且比节气门36靠上游的进气管31设置有在进气与外部气体或内燃机1的冷却水之间进行热交换的中冷器37。在实施例1中涡轮增压器60是本发明中的增压器的一个例子。

在比压缩机61靠上游的进气管31安装有空气流量计71，所述空气流量计71输出与在所述进气管31内流动的空气的量相应的信号。通过所述空气流量计71来检测内燃机1的新气量。在进气歧管32安装有输出与进气歧管32内的压力相应的信号的进气压力传感器72、和输出与进气歧管32内的温度相应的信号的进气温度传感器73。

另一方面，在比排气歧管42靠下游的排气管41的中途设置有涡轮增压器60的涡轮62。在比涡轮62靠下游的排气管41设置有排气净化催化剂45。关于排气净化催化剂45，能够例示出氧化催化剂、三元催化剂、吸藏还原型NOx催化剂或选择还原型NOx催化剂等。也可以设置捕集排气中的PM的过滤器来代替排气净化催化剂45。过滤器也可以担载有排气净化催化剂45。在实施例1中排气净化催化剂45是本发明中的后处理装置的一个例子。在排气歧管42安装有输出与排气歧管42内的压力相应的信号的排气压力传感器76、和输出与排气歧管42内的温度相应的信号的排气温度传感器77。

并且，实施例1涉及的EGR管51连接于比涡轮62靠下游、并且比排气净化催化剂45靠上游的排气管41，从所述连接位置将排气作为EGR气体取出。

在实施例1中设置有两个进气门34、一个排气门44、一个EGR阀53，但各气门/阀的数量不限定于此。例如，也可以设置一个进气门34、两个排气门44、一个EGR阀53，也可以设置两个进气门34、两个排气门44、一个EGR阀53，还可以设置一个进气门34、一个排气门44、一个EGR阀53。

并且，在内燃机1中一并设置有作为用于控制所述内燃机1的电子控制装置的ECU10。所述ECU10除了具备CPU以外，还具备存储各种程序和映射的ROM、RAM等，并且根据内燃机1的运转条件和/或驾驶员的要求来控制内燃机1。

在此，除所述各种传感器以外，加速器开度传感器74和曲轴位置传感器75也与ECU10电连接。ECU10从加速器开度传感器74获取与加速器开度相应的信号，并根据所述信号算出对内燃机1要求的内燃机负荷等。ECU10从曲轴位置传感器75获取与内燃机1的输出轴的旋转角相应的信号，并算出内燃机1的内燃机转速。另一方面，在ECU10经由电气布线连接有进气门传动机构35和EGR阀传动机构55，由所述ECU10控制上述的设备。

ECU10例如以以下方式来调整EGR气体量。在此，图2是表示进气门34、排气门44、EGR阀53各自的升程量相对于曲轴角度的关系的图。横轴表示以排气上止点为基准(即0)的排气上止点后的曲轴角度(BTDC)。在图2中，用实线表示在EGR阀53中升程量较大的情况，用虚线表示升程量较小的情况。能够如图2所示，通过改变EGR阀53的升程量来调整向汽缸2内供给的EGR气体量。另外，例如通过将EGR阀53的升程量设定为0mm来使EGR气体量变成0。另一方面，越增加EGR阀53的升程量，则越能够增加EGR气体量。

在图2所示的例子中，当活塞12处于排气上止点附近时EGR阀53开始打开，之后空开预定的间隔而进气门34开始打开。预定的时间间隔预先通过实验或模拟等来求出。以下将进气门34或EGR阀53开始打开的正时称为“开阀开始正时”。以下将进气门34或EGR阀53结束关闭的正时(即，成为全闭的正时)称为“闭阀结束正时”。进气门34的开阀开始正时不限定于图2所示的正时，也可以将进气门34的开阀开始正时设定在例如EGR阀53的闭阀结束正时之后。如此一来，即使在由于增压而进气的压力较高的情况下，在EGR阀53打开的期间也不会向汽缸内导入进气，因此能够抑制进气从汽缸2向EGR口52流出。在图2中，在EGR阀53的开阀开始正时与进气门34的开阀开始正时之间设置有预定的间隔，但不限定于此，例如EGR阀53的开阀开始正时与进气门34的开阀开始正时也可以是大致相同的正时。在图2所示的例子中，改变了EGR阀53的升程量，另一方面，没有改变EGR阀53的开阀开始正时和闭阀结束正时。在实施例1中，也可以替代这一方案而改变EGR阀53的开阀开始正时或闭阀结束正时。例如也可以是，不改变EGR阀53的开阀开始正时，EGR阀53的升程量越小，则越使EGR阀53的闭阀结束正时提前。

目标EGR气体量和用于达成目标EGR气体量的EGR阀53的升程量能够通过以下的函数来求出。

目标EGR气体量＝F1(内燃机转速、燃料喷射量、新气量、进气歧管中的气体的压力和气体的温度、外部气体的温度、外部气体的压力、冷却水温度、外部气体的湿度)

EGR阀53的升程量＝F2(目标EGR气体量、排气歧管中的气体的压力和气体的温度、EGR口52或EGR管51中的气体的压力和气体的温度)

也可以预先通过实验或模拟等来求出上述的关系并将其映射化。

另一方面，也可以不改变EGR阀53的升程量，而是通过改变EGR阀53的开闭正时或进气门34的开闭正时来调整EGR气体量。在此，图3是表示在通过改变进气门34的开闭正时来调整EGR气体量的情况下的进气门34、排气门44、EGR阀53各自的升程量相对于曲轴角度的关系的图。与图2同样，在图3中横轴也表示以排气上止点为基准的排气上止点后的曲轴角度(BTDC)。并且，图3表示仅使进气门34的开闭正时提前或延迟的情况。在图3中，用实线表示在进气门34中进气门34的开闭正时较早的情况，用虚线表示进气门34的开闭正时较迟的情况。在使进气门34的开闭正时提前或延迟时，控制进气门传动机构35以使得开阀开始正时和闭阀结束正时的提前量或延迟量相同。

如图3所示，ECU10通过使进气门34的开闭正时相对于EGR阀53的开闭正时提前或延迟来调整向汽缸2内供给的EGR气体量。例如，通过使进气门34的开闭正时提前，在进气行程中EGR阀53和进气门34同时打开的期间变长。由此，同时吸入新气和EGR气体的期间变长。在同时吸入新气和EGR气体的情况下，相比于进气门34关闭而仅吸入EGR气体的情况，EGR气体的吸入量减少与所吸入的进气相应的量。因此，EGR阀53和进气门34同时打开的期间越长，则EGR气体量越少。即，越使进气门34的开闭正时提前、或者越使EGR阀53的开闭正时延迟，则EGR气体量越少。也可以预先通过实验或模拟等来求出进气门34和EGR阀53的开闭正时与EGR气体量的关系并将其映射化。

也可以通过对EGR阀53的升程量的调整与EGR阀53和进气门34的开闭正时的调整进行组合来调整EGR气体量。在该情况下，也可以预先通过实验或模拟等来求出EGR阀53的升程量、EGR阀53和进气门34的开闭正时与EGR气体量的关系并将其映射化。

在此，在相关技术的高压EGR装置中具备将比涡轮靠上游的排气通路与比节气门靠下游的进气通路连接的EGR通路。因此，当从排气通路取出EGR气体时，通过涡轮的排气的量减少。由此，在供给EGR气体时可能难以提高增压压力。当EGR通路连接于涡轮的上游时，由于涡轮的上游侧的容积增加而排气脉动会衰减，可能会导致涡轮的做功的降低。由此，也可能难以提高增压压力。

另一方面，在实施例1涉及的EGR装置5中，将通过涡轮62后的排气作为EGR气体取出，所以能够抑制通过涡轮62的排气的量的减少。也能够抑制到涡轮62为止的区间的容积的增加。因此，即使供给了EGR气体也能够提高增压压力。

在相关技术的高压EGR装置中，当由于增压而使得EGR通路的进气通路侧的压力比EGR通路的排气通路侧的压力高时，新气在EGR通路发生回流，所以变得难以供给EGR气体。

另一方面，在实施例1涉及的EGR装置5中，通过调整EGR阀53和进气门34的开闭正时，即使在增压压力较高的情况下也能够向汽缸2内供给EGR气体。例如，在进气行程前半程对EGR阀53进行开闭来向汽缸2内导入EGR气体，在关闭EGR阀53之后打开进气门34，由此，即使在增压压力较高的情况下也能够抑制新气在EGR通路50发生回流。即，在EGR阀53打开的期间，由于活塞12下降而汽缸2内变成负压，另一方面，因为比涡轮62靠下游的排气管41内的压力接近大气压，所以与EGR通路50内的压力相比，汽缸2内的压力较低。因此，EGR气体经由EGR通路50向汽缸2内供给。并且，如果进气门34的开阀开始正时在EGR阀53的闭阀结束正时之后，则即使打开进气门34而向汽缸2导入了高压的进气，进气也不会向EGR通路50流动。

在相关技术的低压EGR装置中具备如下EGR通路，该EGR通路将比排气净化催化剂靠下游的排气通路与比压缩机靠上游的进气通路连接。在该情况下，将通过排气净化催化剂后的排气作为EGR气体取出，所以通过排气净化催化剂的排气的量较多。当超过排气净化催化剂的允许量的排气流入排气净化催化剂时，无法完全净化排气，所以，在相关技术中需要增大排气净化催化剂的规格。

另一方面，在实施例1涉及的EGR装置5中，EGR管51连接于比排气净化催化剂45靠上游的排气管41。因此，能够将通过排气净化催化剂45之前的排气作为EGR气体取出，所以，通过排气净化催化剂45的排气的量减少与所取出的EGR气体相应的量。由此，排气净化催化剂45中的排气的净化率变高。如果排气的净化率变高，则能够减小排气净化催化剂45的规格。

在相关技术的高压EGR装置和低压EGR装置中，从EGR阀到汽缸为止的距离较长，所以，即使调整EGR阀的开度，到汽缸2内的EGR气体量实际发生变化为止也要花费时间。即，有响应延迟。因此，到EGR气体收敛至目标值为止要花费时间。

另一方面，在实施例1涉及的EGR装置5中，EGR阀53在汽缸2内开闭，所以，通过调整EGR阀53的开闭正时，能够立即调整汽缸2内的EGR气体量。即，几乎没有响应延迟。在不需要EGR气体的情况下，如果不打开EGR阀53，则能够立即停止EGR气体的供给。

在相关技术的高压EGR装置和低压EGR装置中，高温多湿的EGR气体与低温的新气在进气通路混合，所以可能会产生冷凝水。并且，冷凝水可能会导致进气通路所具备的部件的腐蚀、附着在汽缸壁面的冷凝水可能会与润滑油混合。虽然也可以调整新气的温度以使得不产生冷凝水，但因为在该情况下新气的温度会变高，所以可能会导致输出降低和/或燃料经济性恶化。在外部气体的温度过低的情况下，因为可能会产生冷凝水，所以难以供给EGR气体。

另一方面，在实施例1涉及的EGR装置5中，在汽缸2内新气与EGR气体混合。在此，新气在与EGR气体混合之前会从残留在进气管31、进气口33、进气门34、汽缸2内的已燃气体等接受热。由此，当新气与EGR气体混合时，新气的温度在一定程度上会变高。因此，即使在汽缸2内新气与EGR气体混合，也能够使得所混合后的气体的温度高于露点，所以难以产生冷凝水。

在相关技术的高压EGR装置和低压EGR装置中，在大量地供给EGR气体的情况下，排气通路侧与进气通路侧的压力差增大，所以，需要关闭进气节流阀以使得进气节流阀的下游侧的进气的压力减小、和/或关闭排气节流阀以使得排气节流阀的上游侧的排气的压力增加。在具备具有喷嘴叶片的可变容量型的涡轮增压器的情况下，当大量地供给EGR气体时，有时会通过关闭喷嘴叶片来增加涡轮增压器的上游的排气的压力。因此，在大量地供给EGR气体的情况下，泵损失增大而燃料经济性恶化。

另一方面，在实施例1涉及的EGR装置5中，能够通过调整进气门34的开闭气门正时和EGR阀53的开闭正时来调整向汽缸2内供给的EGR气体量，所以，不需要关闭进气节流阀和/或排气节流阀、不需要关闭喷嘴叶片。因此，泵损失不会增大。因此，能够抑制燃料经济性的恶化。

像以上所说明的那样，根据实施例1，能够抑制增压压力的降低并且能够适当地供给EGR气体。

(实施例2)

在实施例2中，通过调整EGR阀53的开闭正时来调整EGR气体温度。其他的装置等与实施例1相同，因此省略说明。

在此，若在内燃机1的起动时等汽缸2内的温度较低，则燃烧状态容易恶化。对此，能够通过提高汽缸2内的温度来抑制燃烧状态的恶化。因此，实施例2涉及的ECU10在汽缸2内的温度小于目标温度的情况下，调整EGR阀53的开阀开始正时以使得汽缸2内的温度成为目标温度以上。

在此，图4是表示在通过改变EGR阀53的开闭正时来调整EGR气体温度的情况下的进气门34、排气门44、EGR阀53各自的升程量相对于曲轴角度的关系的图。横轴表示以排气上止点为基准的排气上止点后的曲轴角度(BTDC)。在图4中，用实线表示在EGR阀53中将开阀开始正时设定在排气上止点之后的情况，用虚线表示在EGR阀53中将开阀开始正时设定在排气上止点之前的情况。在使EGR阀53的开闭正时提前或者延迟时，控制EGR阀传动机构55以使得开阀开始正时和闭阀结束正时的提前量或延迟量相同。在实施例2中，通过使EGR阀53的开阀开始正时提前到排气上止点之前来调整EGR气体温度。在实施例2中，也可以通过组合在实施例1中说明的EGR阀53的升程量的调整和/或进气门34的开闭正时的调整来同时调整EGR气体的温度和EGR气体量。在实施例2中，如图4所示，设定EGR阀53的闭阀结束正时以使得EGR阀53的闭阀结束正时处于进气行程中。在实施例2中，也可以是，在变更了EGR阀53的开阀开始正时的情况下，也变更进气门34的开阀开始正时。

在此，因为在排气行程中汽缸2内的已燃气体被活塞12推压，所以汽缸2内的压力比EGR口52内的压力高。因此，当调整EGR阀53的开阀开始正时以使得EGR阀53的开阀开始正时处于排气行程中时，高温的已燃气体会从汽缸2向EGR口52流动。并且，在排气上止点之后的进气行程中由于活塞12下降而汽缸2内的压力降低。由此，EGR口52内的压力变得比汽缸2内的压力高，所以EGR口52内的高温的已燃气体作为EGR气体而返回汽缸2内。进而，通过打开进气门34，也向汽缸2内导入新气。如上所述，能够向汽缸2内供给高温的内部EGR气体。

如果在从汽缸2向EGR口52流出的已燃气体全部返回到汽缸2内之后也打开EGR阀53，则此后会向汽缸2内供给通过了EGR冷却器54的温度较低的EGR气体，即外部EGR气体。因此，与使EGR阀53的开阀开始正时处于排气上止点以后而仅供给外部EGR气体的情况相比较，在使EGR阀53的开阀开始正时处于排气上止点之前而供给内部EGR气体和外部EGR气体双方的情况下，EGR气体的温度变高，因此，EGR气体与新气混合之后的汽缸2内的温度也变高。并且，因为能够通过调整EGR阀53的开阀开始正时来调整内部EGR气体量和外部EGR气体量，所以能够调整EGR气体温度和汽缸2内的温度。

即便是相关技术的高压EGR装置或低压EGR装置，若具备绕过EGR冷却器的旁通通路，则通过使旁通通路绕过EGR冷却器，也能够提高EGR气体的温度。但是，因为设置了旁通通路所以成本增加。即使使EGR气体在旁通通路中流通，也会由于EGR气体在旁通通路和/或其他的EGR通路中的散热而导致EGR气体的温度降低。因此，EGR气体的温度的调整幅度较窄。另一方面，在实施例2涉及的EGR装置5中，通过将向EGR口52回流的高温的已燃气体作为内部EGR气体而导入，能够使EGR气体的温度更高，因此，EGR气体温度的调整幅度较广。

ECU10在向汽缸2内供给内部EGR气体和外部EGR气体双方的情况下，设定EGR阀53的开闭正时以使得EGR阀53的开阀开始正时处于排气行程中且闭阀结束正时处于进气行程中，并且控制EGR阀传动机构55以使得成为所述开闭正时。此时，可以以目标温度与汽缸2内的温度的差越大，则使得EGR阀53的开阀开始正时距排气上止点的提前量越大的方式控制EGR阀传动机构55。

图5是表示实施例2涉及的EGR气体温度的控制流程的流程图。图5的流程图由ECU10每预定时间(也可以是预定周期(英文：cycle))执行。图5的流程图也可以仅在汽缸2内的温度可能降低的低负荷运转时或内燃机1的起动时实施。

在步骤S101中取得汽缸2内的温度。汽缸2内的温度是汽缸2内的新气与EGR气体混合而成的气体的温度。所述汽缸2内的温度也可以是预定的曲轴角度下的温度。所述预定的曲轴角度是汽缸2内的气体量不发生变化的曲轴角度，例如是压缩行程中的曲轴角度。即，当存在向汽缸2内的气体的流入或来自汽缸2内的气体的流出时，汽缸2内的温度可能会发生变化，因此，也可以使用没有气体的流入/流出时的温度。汽缸2内的温度例如也可以是处于进气下止点、压缩上止点、点火正时、着火正时等的温度。汽缸2内的温度可以通过在汽缸2内设置温度传感器来检测，也可以由ECU10基于内燃机1的运转状态来推定。所述推定能够通过公知的技术来进行。此外，即使在汽缸2内的温度较低的情况下，因为在当前周期的压缩行程中无法供给EGR气体，所以也无法使汽缸2内的温度上升。因此，汽缸2内的温度是一个周期之前或两个以上周期之前的周期中的汽缸2内的温度。也可以根据内燃机1的运转状态等来预测汽缸2内的温度。所述预测能够通过公知的技术来进行。目标温度例如是排放的恶化在允许范围内的汽缸2内的温度，预先通过实验或模拟等来求出。

在步骤S102中判定汽缸2内的温度是否小于目标温度。在所述步骤S102中判定是否需要使EGR气体温度上升。在步骤S102中判定为是的情况下前进至步骤S103，另一方面，在判定为否的情况下前进至步骤S104。

在步骤S103中将EGR阀53的开阀开始正时设定在排气上止点之前。即，提高EGR气体温度以使得汽缸2内的温度成为目标温度以上。将EGR阀53的闭阀结束正时设定在排气上止点以后。在所述步骤S103中，既可以是，目标温度与在步骤S101中取得的汽缸2内的温度之差越大，则使EGR阀53的开阀开始正时越提前，也可以是，使EGR阀53的开阀开始正时提前预定的曲轴角度。在任何情况下，EGR阀53的开阀开始正时和闭阀结束正时均预先通过实验或模拟等来求出。也可以是，通过传感器来检测出汽缸2内的温度，并且对EGR阀53的开阀开始正时和闭阀结束正时进行反馈控制。将EGR阀53的开阀开始正时的初始值设定在排气上止点或设定在排气上止点以后。在实施例2中，ECU10通过对步骤S103进行处理而作为本发明中的控制装置发挥作用。

另一方面，在步骤S104中，判定EGR阀53的开阀开始正时是否在排气上止点之前。在本步骤S104中，判定是否为EGR阀53的开阀开始正时已提前到排气上止点之前的状态。在步骤S104中判定为是的情况下前进至步骤S105，另一方面，在判定为否的情况下前进至步骤S106。

在步骤S105中使EGR阀53的开阀开始正时延迟。即，因为汽缸2内的温度达到了目标温度以上，所以使EGR阀53的开阀开始正时延迟。在该情况下，若大幅延迟则汽缸2内的温度可能会再次小于目标温度，所以本步骤S105中的延迟量比步骤S103中的提前量小。

在步骤S106中维持EGR阀53的开阀开始正时。即，因为汽缸2内的温度为目标温度以上并且EGR阀53的开阀开始正时在排气上止点以后，所以不需要调整EGR气体温度。因此，将EGR阀53的开阀开始正时维持原状。

像以上所说明的那样，根据实施例2，能够通过调整EGR阀53的开阀开始正时来调整EGR气体温度。并且，能够通过调整EGR气体温度来使汽缸2内的温度与目标温度一致。

(实施例3)

在实施例3中，在EGR管51的中途设置有止回阀56。其他的装置等与实施例1或实施例2相同，因此省略说明。图6是表示实施例3涉及的内燃机1的大致构成的图。

止回阀56设置于比EGR冷却器54靠汽缸2侧的EGR管51。所述止回阀56构成为，使得EGR气体仅从排气管41侧向汽缸2侧通过，并且EGR气体不从汽缸2侧向排气管41侧通过。

止回阀56也可以设置于比EGR冷却器54靠排气管41侧的EGR管51，但是，通过如图6所示在比EGR冷却器54靠汽缸2侧的EGR管51设置止回阀56，能够抑制高温的EGR气体通过止回阀56。即，通过在比EGR冷却器54靠汽缸2侧的EGR管51设置止回阀56，使得在供给EGR气体时，因EGR冷却器54而温度降低了的EGR气体通过止回阀56。因此，能够抑制止回阀56的温度上升，所以能够抑制止回阀56的劣化。

通过设置止回阀56，能够限制从汽缸2流入EGR通路50的已燃气体量。例如，在打开EGR阀53而向汽缸2内供给EGR气体之后，有时在EGR阀53关闭之前进气门34会打开。像这样，在进气门34和EGR阀53同时打开的情况下，若通过增压而使进气的压力增高，则汽缸2内的压力会变得比EGR口52内的压力高，所以新气可能会从汽缸2流入EGR口52。当新气流入EGR口52时，即使在下一个周期打开EGR阀53，因为流入EGR口52的新气最先向汽缸2内供给，所以汽缸2内的EGR气体的浓度也会降低。与此相对，通过设置止回阀56，能够限制流入EGR口52的新气的量。设置止回阀56的位置也可以通过实验或模拟等来求出。

在如在实施例2中所说明的那样，使已燃气体在排气行程中积极地向EGR口52回流的情况下，在所希望的已燃气体量回流那样的位置设置止回阀56即可。即，在如下位置设置止回阀56即可，该位置是在从EGR阀53到止回阀56为止的EGR通路50的容积成为与在排气行程中EGR阀53打开时从汽缸2向EGR通路50流动的气体的量相应的容积以上的位置。在回流的所希望的已燃气体量根据状况而不同的情况下，在其中最大的所希望的已燃气体量所能够回流的位置设置止回阀56。也可以是，在该情况下也通过实验或模拟等来求出设置止回阀56的位置。

如以上所说明的那样，根据实施例3，能够抑制EGR气体浓度的降低。

Claims (8)

1.一种内燃机的排气净化装置，其特征在于，具备：

增压器，其在内燃机的排气通路具有涡轮；

后处理装置，其设置于比所述涡轮靠下游的所述排气通路，并对排气进行净化；

EGR通路，其将比所述涡轮靠下游并且比所述后处理装置靠上游的所述排气通路与所述内燃机的汽缸连接；以及

EGR装置，其设置于所述EGR通路的所述汽缸侧的端部，具有在所述汽缸内对所述EGR通路进行开闭的EGR阀。

2.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，

所述排气净化装置还具备：

调整机构，其调整所述EGR阀的开闭正时；和

控制装置，其控制所述调整机构，

所述控制装置在所述内燃机的汽缸内的温度小于目标温度的情况下，控制所述调整机构以使得所述EGR阀的开阀开始正时处于排气行程、并且所述EGR阀的闭阀结束正时处于进气行程。

3.根据权利要求2所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，

所述控制装置在所述内燃机的汽缸内的温度小于目标温度的情况下，控制所述调整机构以使得所述EGR阀的开阀开始正时处于排气上止点之前、并且所述EGR阀的闭阀结束正时处于排气上止点以后。

4.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，

所述EGR装置在所述EGR通路还具备止回阀，所述止回阀使得气体从所述排气通路侧向所述汽缸侧流动，并且气体不从所述汽缸侧向所述排气通路侧流动。

5.根据权利要求2所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，

所述EGR装置在所述EGR通路还具备止回阀，所述止回阀使得气体从所述排气通路侧向所述汽缸侧流动，并且气体不从所述汽缸侧向所述排气通路侧流动，

所述止回阀配置在如下位置，该位置是从所述EGR阀到所述止回阀为止的所述EGR通路的容积成为与在排气行程中所述EGR阀打开时从所述汽缸流向所述EGR通路的气体的量相应的容积以上的位置。

6.根据权利要求4或5所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，

所述EGR装置还具备对气体进行冷却的EGR冷却器，所述EGR冷却器配置在所述EGR通路中的所述止回阀与所述排气通路之间。

7.根据权利要求4或5所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，

所述EGR装置还具备对气体进行冷却的EGR冷却器，所述EGR冷却器配置在所述EGR通路中的所述止回阀与所述汽缸之间。

8.根据权利要求1～5中任一项所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，

所述EGR装置在所述EGR通路还具备对气体进行冷却的EGR冷却器。