CN102859172A - Egr系统的异常检测装置及异常检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是更适合检测具备高压EGR装置和低压EGR装置的内燃机的EGR系统的异常。在本发明中，对于高压EGR气体量和低压EGR气体量的比例、即EGR气体流量比例，计算内燃机的排气特性的恶化程度处于可允许的水平内的范围、即流量比例允许范围（S103~S107）。并且，当EGR气体流量比例的推定值在该流量比例允许范围以外时，判定为EGR系统异常（S109~S112）。

Description

EGR系统的异常检测装置及异常检测方法
技术领域
本发明涉及EGR系统的异常检测装置及异常检测方法。
背景技术
近些年，作为内燃机的EGR系统，开发了具备高压EGR装置和低压EGR装置的系统。高压EGR装置具备高压EGR通路，该高压EGR通路连接位于涡轮上游侧的排气通路和位于压缩机下游侧的进气通路。高压EGR装置经由高压EGR通路将排气的一部分作为EGR气体（高压EGR气体）导入到进气通路中。低压EGR装置具备低压EGR通路，该低压EGR通路连接位于涡轮下游侧的排气通路和位于压缩机上游侧的进气通路。低压EGR装置经由低压EGR通路将排气的一部分作为低压EGR气体导入到进气通路中。
在这样的EGR系统中，利用设在该高压EGR通路中的高压EGR阀调节通过高压EGR通路被导入进气通路的高压EGR气体的流量（以下，有时也称为“高压EGR气体量”）。另外，利用设在该低压EGR通路中的低压EGR阀调节通过低压EGR通路被导入进气通路的低压EGR气体的流量（以下，有时也称为“低压EGR气体量”）。
另外，在上述的EGR系统中，有时对应于内燃机的运行状态改变EGR气体的导入形态。例如，低负荷低旋转运行时，利用高压EGR装置只将高压EGR气体导入到进气通路中。另一方面，高旋转或者高负荷运行时，利用低压EGR装置只将低压EGR气体导入到进气通路中。并且，在其他的中负荷运行等时，利用低压EGR装置和高压EGR装置两者将低压EGR气体和高压EGR气体导入到进气通路中。在这样地将低压EGR气体和高压EGR气体两者导入进气通路的场合，通过调节高压EGR阀和低压EGR阀的开度，控制这些气体的导入流量的比例（以下，有时也称作“EGR气体流量比例”）。
这里，专利文献1公开了如下的技术：在内燃机的加速过渡时，考虑到低压EGR气体量的变化的响应迟滞，将高压EGR阀的开度调节为比根据要转换成的运行状态而决定的目标开度更靠近关闭侧的开度。另外，在专利文献2中也公开了与具备高压EGR装置和低压EGR装置的EGR系统有关的技术。该专利文献2中记载了当内燃机的过渡运行时EGR气体的导入形态变化了时，由于高压EGR气体和低压EGR气体的温度特性不同，有可能会引起内燃机的排气特性恶化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2003－175131号公报
专利文献2:日本特开2009－002184号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的是更适合地检测具备高压EGR装置和低压EGR装置的内燃机的EGR系统的异常。
用于解决课题的方案
在本发明中，对于高压EGR气体量和低压EGR气体量的比例、即EGR气体流量比例，计算内燃机的排气特性的恶化程度处于可允许的水平内的范围、即流量比例允许范围。并且，当EGR气体流量比例的推定值在该流量比例允许范围以外的情况下，判定为EGR系统异常。
更详细的，根据本发明的EGR系统为具备涡轮增压器的内燃机的EGR系统，所述涡轮增压器具有设置在排气通路中的涡轮和设置在进气通路中的压缩机，所述EGR系统具备：
高压EGR装置，所述高压EGR装置具有高压EGR通路和高压EGR阀，所述高压EGR通路将比所述涡轮靠上游侧的排气通路和比所述压缩机靠下游侧的进气通路连接起来，所述高压EGR阀对通过所述高压EGR通路被向进气通路导入的高压EGR气体的流量进行调节；
低压EGR装置，所述低压EGR装置具有低压EGR通路和低压EGR阀，所述低压EGR通路将比所述涡轮靠下游侧的排气通路和比所述压缩机靠上游侧的进气通路连接起来，所述低压EGR阀对通过所述低压EGR通路被向进气通路导入的低压EGR气体的流量进行调节；
控制机构，所述控制机构将EGR气体流量比例控制在规定的目标比例，所述EGR气体流量比例是被向进气通路导入的高压EGR气体的流量与被向进气通路导入得低压EGR气体的流量的比例，其特征在于，所述EGR系统的异常检测装置具备：
推定机构，所述推定机构推定实际的EGR气体流量比例；
允许范围计算机构，所述允许范围计算机构以所述目标比例为基准，计算流量比例允许范围，所述流量比例允许范围是内燃机的排气特性的恶化程度处于可允许的水平内的EGR气体流量比例的范围；
判定机构，在由所述推定机构推定的EGR气体流量比例脱离由所述允许范围计算机构计算出的流量比例允许范围的情况下，所述判定机构判定为所述EGR系统异常。
即使在高压EGR气体量和低压EGR气体量的总量成为目标量的情况下，如果这些流量比例较大地偏离目标比例，则内燃机的排气特性会过度恶化。根据本发明，可以检测伴随这样的排气特性的过度恶化的EGR系统的异常。
EGR气体流量比例偏离目标比例时的排气特性的恶化程度，对应于EGR率、增压、或内燃机的冷却水温或吸入空气温度等的运行条件而变化，其中，所述EGR率为EGR气体总量（高压EGR气体量和低压EGR气体量之和）相对于内燃机的进气量的比例。其中，在本发明中，允许范围计算机构也可以基于EGR率、增压、或内燃机的冷却水温或吸入空气温度中的至少任意一个计算流量比例允许范围。在这种情况下，允许范围计算机构也可以预先具有表示EGR率、增压、或者内燃机的冷却水温或吸入空气温度与流量比例允许范围之间的关系的设定表。并且，也可以基于该设定表计算出流量比例允许范围。
另外，允许范围计算机构可以基于EGR率及增压计算流量比例允许范围的标准值、即标准流量比例允许范围，并且基于内燃机的冷却水温或吸入空气温度计算修正系数。在这种情况下，允许范围计算机构利用修正系数修正标准流量比例允许范围，借此，计算流量比例允许范围。
另外，根据本发明的EGR系统的异常检测方法，其特征在于，所述EGR系统为具备涡轮增压器的内燃机的EGR系统，所述涡轮增压器具有设置在排气通路中的涡轮和设置在进气通路中的压缩机，所述EGR系统具备：
高压EGR装置，所述高压EGR装置具有高压EGR通路和高压EGR阀，所述高压EGR通路将比所述涡轮靠上游侧的排气通路和比所述压缩机靠下游侧的进气通路连接起来，所述高压EGR阀对通过所述高压EGR通路被向进气通路导入的高压EGR气体的流量进行调节；
低压EGR装置，所述低压EGR装置具有低压EGR通路和低压EGR阀，所述低压EGR通路将比所述涡轮靠下游侧的排气通路和比所述压缩机靠上游侧的进气通路连接起来，所述低压EGR阀对通过所述低压EGR通路被向进气通路导入的低压EGR气体的流量进行调节；
控制机构，所述控制机构将EGR气体流量比例控制在规定的目标比例，所述EGR气体流量比例是被向进气通路导入的高压EGR气体的流量和被向进气通路导入的低压EGR气体的流量的比例，其特征在于，所述EGR系统的异常检测方法具有：
推定工序，所述推定工序推定实际的EGR气体流量比例；
允许范围计算工序，所述允许范围计算工序以所述目标比例为基准，计算流量比例允许范围，所述流量比例允许范围是内燃机的排气特性的恶化程度处于可允许的水平内的EGR气体流量比例的范围；
判定工序，在由所述推定工序推定的EGR气体流量比例脱离由所述允许范围计算工序计算出的流量比例允许范围的情况下，所述判定工序判定为所述EGR系统异常。
根据本发明的EGR系统的异常检测方法，可以得到与根据本发明的EGR系统的异常检测装置所得到的效果相同的效果。
发明效果
根据本发明，在具备高压EGR装置和低压EGR装置的内燃机的EGR系统中，可以检测伴随排气特性的过度的恶化的异常。
附图说明
图1为表示根据实施方式的内燃机和其吸排气系统的大致结构的图。
图2为表示内燃机的运行状态与EGR气体的导入状态的关系的图。
图3为用于说明EGR率、增压及冷却水温、EGR气体流量比例、与排气特性的恶化程度之间的关系的图。
图4为表示根据实施方式的EGR系统的异常判定流程的流程图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的具体实施方式进行说明。本实施方式中记载的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等，只要没有特别的记载，就不会将发明的技术范围仅仅限定于此。另外，以下说明的本发明的EGR系统的异常检测装置的实施方式的说明，也是对本发明的EGR系统的异常检测方法的实施方式的说明。
＜实施方式＞
基于图1～图4说明根据本发明的EGR系统的异常检测装置的实施方式。这里，以适用于车辆驱动用的柴油发动机的EGR系统的情况为例说明本发明。但是，根据本发明的EGR系统的异常检测装置也可以适用于汽油发动机等的其他内燃机的EGR系统。
（内燃机和其吸排气系统的大致结构）
图1为表示根据本实施方式的内燃机和其进排气系统的大致结构的图。内燃机1为具有4个气缸2的车辆驱动用的柴油发动机。各气缸2中设有将燃料直接喷射到该气缸2内的燃料喷射阀3。
在内燃机1上连接有进气歧管4和排气歧管5。进气歧管4上连接有进气通路6。排气歧管5上连接有排气通路7。进气通路6中设置有涡轮增压器8的压缩机8a。排气通路7上设置有涡轮增压器8的涡轮8b。
在进气通路6中的比压缩机8a靠下游侧设有中间冷却器10和第一节气门12。中间冷却器10通过在外部大气与进气之间进行热交换来冷却进气。另外，第一节气门12通过改变进气通路6的流路横截面积来调节在该进气通路6中流通的进气的流量。
在进气通路6中的比压缩机3a靠上游侧设有空气流量计9和第二节气门13。空气流量计9检测内燃机1的吸入空气量。另外，第二节气门13通过改变进气通路6的流路横截面积来调节在该进气通路6中流通的进气的流量。
另外，在进气通路6中的比中间冷却器10靠下游侧且比第二节气门13靠上游侧设有第一进气温度传感器15。在进气歧管4中设有第二进气温度传感器16和增压传感器17。第一进气温度传感器15和第二进气温度传感器16检测流过进气通路6或者进气歧管4的进气的温度。增压传感器17检测增压（进气压）。
在排气通路7中的比涡轮8b靠下游侧设有排气净化装置11。排气净化装置11由氧化催化剂等的催化剂、捕捉排气中的PM（Particulate Matter：颗粒物）的微粒过滤器构成。在排气通路7中的比排气净化装置11靠下游侧设有排气节流阀14。排气节流阀14通过改变排气通路7的流路截面积来调节在该排气通路7中流通的排气的流量。
内燃机1的进排气系统中设有用于将流过排气系统的排气的一部分作为EGR气体导入到进气系统中的EGR系统。根据本实施方式的EGR系统具备高压EGR装置30和低压EGR装置34。
高压EGR装置30具有高压EGR通路31、高压EGR阀32和高压EGR冷却器33。高压EGR通路31，其一端连接到排气歧管5上，其另一端连接到进气歧管4上。在本实施方式中，将通过该高压EGR通路31并从排气歧管5被向进气歧管4导入的EGR气体称作高压EGR气体。
高压EGR阀32和高压EGR冷却器33设在高压EGR通路31中。高压EGR阀32通过改变高压EGR通路31的流路横截面积来调节被向进气歧管4导入的高压EGR气体的流量（高压EGR气体量）。高压EGR冷却器33通过在高压EGR通路31中流通的高压EGR气体与内燃机1的冷却水之间进行热交换来冷却高压EGR气体。
低压EGR装置34具备低压EGR通路35、低压EGR阀36和低压EGR冷却器37。低压EGR通路35，其一端连接到排气通路7中的比排气净化装置11靠下游侧且比排气节流阀14靠上游侧，其另一端连接到进气通路6中的比第二节气门13靠下游侧且比压缩机8a靠上游侧。在本实施方式中，将通过该低压EGR通路31且从排气通路7被向进气通路6导入的EGR气体称为低压EGR气体。
低压EGR阀36和低压EGR冷却器37设在低压EGR通路35中。低压EGR阀36通过改变低压EGR通路35的流路横截面积来调节被向进气通路6导入的低压EGR气体的流量（低压EGR气体量）。低压EGR冷却器37通过在低压EGR通路35中流通的低压EGR气体和内燃机1的冷却水之间进行热交换来冷却低压EGR气体。
另外，在内燃机1的进排气系统中设有压差传感器18。该压差传感器18检测进气通路6中的比低压EGR通路35的连接部靠下游侧且比压缩机8a靠上游侧的压力与低压EGR通路35中的比低压EGR阀36靠上游侧的压力之差。
在以上所述方式构成的内燃机1中，同时设置有电子控制单元（ECU）20。在ECU20上电连接有空气流量计9、第一进气温度传感器15、第二进气温度传感器16、增压传感器17和压差传感器13。进而，在ECU20上电连接有冷却水温传感器19、曲柄位置传感器21和油门开度传感器22。冷却水温传感器19检测内燃机1的冷却水的温度。曲柄位置传感器21输出对应于内燃机1的机构旋转速度的脉冲信号。另外，油门开度传感器22与搭载了内燃机1的车辆的油门开度相对应地输出信号。这些传感器的输出信号被输入给ECU20。
另外，在ECU20上电连接有燃料喷射阀3、第一节气门12、第二节气门13、高压EGR阀32、低压EGR阀36。利用ECU20对它们进行控制。
（EGR控制）
本实施方式中，基于内燃机1的运行状态等，计算EGR率（EGR气体总量相对于内燃机1的进气量的比例）的目标值、即目标EGR率。并且，要将EGR率控制为该目标EGR率的EGR气体量受到控制。
进而，在本实施方式中，基于内燃机1的运行状态，改变EGR气体的导入形态。图2为表示内燃机1的运行状态和EGR气体的导入状态的关系的图。图2中，纵轴表示内燃机1的机构负荷Ｑe，横轴表示内燃机1的机构转速Ｎe。
这里，将利用高压EGR装置30只导入高压EGR气体的状态称作HPL模式，将利用低压EGR装置34只导入低压EGR气体的状态称作LPL模式。并且，将导入高压EGR气体和低压EGR气体两者的状态称作MPL模式。
如图2所示，在低负荷低旋转区域中选择HPL模式，在高旋转区域或者高负荷区域中选择LPL模式。并且，在存在于选择HPL模式的区域和选择LPL模式的区域之间的中负荷区域中选择MPL模式。
另外，在高压EGR气体和低压EGR气体的温度等的性状不同。因此，在MPL模式中，即使EGR率相同，但如果高压EGR气体量和低压EGR气体量的比例、即EGR气体流量比例不同，则内燃机1的排气特性也会变化。因此，在本实施方式中，考虑到内燃机1的排气特性，MPL模式中的最佳的EGR气体流量比例被作为目标比例设定。该目标比例作为与内燃机1的机构负荷、机构旋转速度、EGR率、增压器和内燃机1的冷却水温等对应的值，基于实验被预先确定。
并且，在MPL模式下的EGR气体导入时，应当将EGR气体流量比例控制为目标比例，利用ECU20控制高压EGR气体量和低压EGR气体量。此外，在本实施方式中，对要将EGR气体流量比例控制为目标比例的各EGR气体量进行控制的ECU20，相当于根据本发明的控制机构。
（EGR系统的异常判定）
如上所述，在根据本实施方式的EGR系统中，EGR率被控制为目标EGR率，并且，EGR气体流量比例被控制为目标比例。但是，若EGR系统中发生任何异常，则即使EGR率成为目标EGR率，EGR气体流量比例有时也会偏离于目标比例。
如果EGR气体流量比例大大偏离目标比例，则存在着内燃机1的排气特性过度恶化的担心。例如，如果高压EGR气体量的比例变得过高，则由于来自内燃机1的烟的排出量增加，因而存在着排气中的PM量过度增加的担心。另一方面，如果低压EGR气体量的比例过高，则在内燃机1中变得容易发生不点火，其结果是，存在排气中的HC量和CO量过度增加的担心。
这样的EGR气体流量比例与目标比例偏离时的排气特性的恶化程度，与EGR率、增压和内燃机1的冷却水温相应地变化。图3为用于说明这些值和EGR气体流量比例与排气特性的恶化程度之间的关系的图。在图3（a）、（b）、（c）中，纵轴表示EGR气体流量比例α。在图3（a）、（b）、（c）中，横轴分别表示EGR率Regr、增压Pin、冷却水温Tw。
另外，在图3（a）、（b）、（c）中，单点划线L表示对应于各参数（即，EGR率、增压或者冷却水温）的最佳的EGR气体流量比例。也就是说，若对于各参数的值，EGR气体流量比例偏离该最佳值，则内燃机1的排气特性恶化。但是，如果排气特性的恶化程度在一定程度的范围内，则利用排气净化装置11可以将该排气净化到可排放到外部的水平。也就是说，排气特性的恶化如果是在一定程度的范围内则可以被允许。
图3（a）、（b）、（c）中的区域X表示EGR气体流量比例相对于各参数的值的允许范围，即内燃机1的排气特性的恶化程度处于可允许的水平的范围。并且，区域Y表示高压EGR气体量的比例过高的区域，区域Z表示低压EGR气体量的比例为过高的区域。
这里，将内燃机1的排气特性的恶化程度处于可允许的水平的EGR气体流量比例的范围作为流量比例允许范围。在本实施方式中，由于EGR率、增压和冷却水温与EGR气体流量比例和排气特性的恶化程度具有图3所示的关系，因此，基于EGR率、增压和冷却水温计算出该流量比例允许范围。
具体地，将目标比例作为基准，基于EGR率和增压计算出流量比例允许范围的标准值（以下，称作标准流量比例允许范围）。标准流量比例允许范围与EGR率及增压之间的关系作为设定表预先存储在ECU20中。进而，基于冷却水温计算用于修正标准流量比例允许范围的修正系数。该修正系数和冷却水温的关系也作为设定表预先存储在ECU20中。并且，通过利用该修正系数修正标准流量比例允许范围，计算流量比例允许范围。
另外，在内燃机1的吸入空气温度变化了的情况下，EGR气体流量比例的最佳值和允许范围，与图3（c）所示的冷却水温变化了的情况同样地变化。因此，也可以采用吸入空气温度取代冷却水温来计算上述修正系数。
另外，也可以仅仅将EGR率、增压、或者内燃机1的冷却水温或吸入空气温度中的任意一个作为参数，计算流量比例允许范围。但是，根据像上述那样将多个参数组合的计算方法，可以更高精度地计算流量比例允许范围。另外，也可以将对排气特性相对于EGR气体流量比例的恶化程度造成影响的、除这些之外的运行条件作为参数，计算流量比例允许范围。
本实施方式中，基于由像上述那样的方法计算出的流量比例允许范围，进行EGR系统的异常判定。也就是说，推定实际的EGR气体流量比例，判定其推定值是否偏离流量比例允许范围。并且，在该推定值偏离流量比例允许范围的情况下，判定为EGR系统异常。这样，可以检测伴随排气特性的过度恶化的EGR系统的异常。
另外，作为推定实际的EGR气体流量比例的方法，可以例示出基于EGR阀的上游侧和下游侧的压差，或者进气通路中的EGR通路的连接部分的上游侧和下游侧的进气温度的差，推定高压EGR气体量或者低压EGR气体量中的至少任意一个，并用其推定值计算EGR气体流量比例的方法。本实施方式中，可以基于利用第一进气温度传感器15和第二进气温度传感器16检测的进气温度推定高压EGR气体量。另外，可以基于利用压差传感器18检测的压差推定低压EGR气体量。
另外，在设置了检测EGR阀、节气门和排气节流阀的开度的开度传感器的情况下，可以从将这些开度和吸入空气量作为参数的模型公式推定高压EGR气体量和低压EGR气体量。如果可以推定高压EGR气体量或者低压EGR气体量中的任意一个，则可以基于其推定值和全体的EGR气体量计算EGR气体流量比例。本发明中，也可以采用其他的任何方法，作为推定实际的EGR气体流量比例的方法。
（异常判定流程）
以下，基于图4所示的流程图说明根据本实施方式的EGR系统的异常判定流程。本流程被预先存储在ECU20中，利用ECU20以规定的间隔反复执行。
在本流程中，首先，在步骤S101中，判别是否正进行MPL模式下的EGR气体的导入。在步骤S101中，在判定为正在进行MPL模式下的EGR气体的导入的情况下，接着，在步骤S102中，判别EGR系统的异常判定的执行条件是否成立。作为EGR系统的异常判定的执行条件，可以例示出内燃机1的运行状态是稳定运行状态，以及，用于检测用于空气流量计9、第一进气温度传感器15、第二进气温度传感器16、增压传感器17、压差传感器18和冷却水温传感器19等的异常判定的各种参数的值的传感器为正常等。
在步骤S102中，在判定为EGR系统的异常判定的执行条件成立的情况下，接着，在步骤S103中，取得EGR率Regr和增压Pin。基于利用空气流量计9检测的内燃机1的吸入空气量和内燃机1的运行状态等，计算EGR率Regr。通过读取增压传感器17的检测值，取得增压Pin。接着，在步骤S104中，通过将在步骤S103取得的EGR率Regr和增压Pin的值代入到存储在ECU20中的设定表中，计算出标准流量比例允许范围。
接着，在步骤S105中，取得内燃机1的冷却水温Tw。通过读取冷却水温传感器19的检测值，取得该冷却水温Tw。接着，在步骤S106中，通过将在步骤S105取得的冷却水温Tw的值代入到存储在ECU20中的设定表，计算用于修正标准流量比例允许范围的修正系数。
接着，在步骤S107中，通过利用在步骤S106计算出的修正系数修正在步骤S104计算出的标准流量比例允许范围，计算出流量比例允许范围。另外，在本实施方式中，执行从步骤103到步骤S107的处理的ECU20相当于根据本发明的允许范围计算机构。
接着，在步骤S108中，取得当前时刻的实际的EGR气体流量比例α。利用上述推定方法推定该EGR气体流量比例α。另外，这里的EGR气体流量比例α作为高压EGR气体量相对于低压EGR气体量的比例而被计算（即，α＝高压EGR气体量／低压EGR气体量）。
接着，在步骤S109中，判别在步骤S108取得的EGR气体流量比例α是否小于在步骤S107中计算出的流量比例允许范围的下限值αmin。当在该步骤S109中为肯定判定的情况下，在步骤S111中，判定为在EGR系统中产生低压EGR气体量的比例变得过高的异常。
另一方面，当在步骤S109中为否定判定的情况下，接着，在步骤S110中，判别在步骤S103取得的EGR气体流量比例α是否大于在步骤S107中计算出的流量比例允许范围的上限值αmax。当在该步骤S110中为肯定判定的情况下，在步骤S112中，判定为在EGR系统中发生高压EGR气体量的比例变得过高的异常。并且，当在步骤S110中为否定判定的情况下，在步骤S113中，判定为EGR系统为正常。
根据上述EGR系统的异常判定的流程，可以分别检测高压EGR气体的比例变得过高的异常和低压EGR气体的比例变得过高的异常。附图标记说明
1···内燃机
4···进气歧管
5···排气歧管
6···进气通路
7···排气通路
8···涡轮增压器
8a··压缩机
8b··涡轮
9···空气流量计
12··第一节气门
13··第二节气门
14··排气节流阀
15··第一进气温度传感器
16··第二进气温度传感器
17··增压传感器
18··压差传感器
19··冷却水传感器
20··ECU
30··高压EGR装置
31··高压EGR通路
32··高压EGR阀
34··低压EGR装置
35··低压EGR通路
36··低压EGR阀

Claims (5)

1.一种EGR系统的异常检测装置，所述EGR系统为具备涡轮增压器的内燃机的EGR系统，所述涡轮增压器具有设置在排气通路中的涡轮和设置在进气通路中的压缩机，所述EGR系统具备：
高压EGR装置，所述高压EGR装置具有高压EGR通路和高压EGR阀，所述高压EGR通路将比所述涡轮靠上游侧的排气通路和比所述压缩机靠下游侧的进气通路连接起来，所述高压EGR阀对通过所述高压EGR通路被向进气通路导入的高压EGR气体的流量进行调节；
低压EGR装置，所述低压EGR装置具有低压EGR通路和低压EGR阀，所述低压EGR通路将比所述涡轮靠下游侧的排气通路和比所述压缩机靠上游侧的进气通路连接起来，所述低压EGR阀对通过所述低压EGR通路被向进气通路导入的低压EGR气体的流量进行调节；
控制机构，所述控制机构将EGR气体流量比例控制在规定的目标比例，所述EGR气体流量比例是被向进气通路导入的高压EGR气体的流量与被向进气通路导入的低压EGR气体的流量的比例，其特征在于，所述EGR系统的异常检测装置具备：
推定机构，所述推定机构推定实际的EGR气体流量比例；
允许范围计算机构，所述允许范围计算机构以所述目标比例为基准，计算流量比例允许范围，所述流量比例允许范围是内燃机的排气特性的恶化程度处于可允许的水平内的EGR气体流量比例的范围；
判定机构，在由所述推定机构推定的EGR气体流量比例脱离由所述允许范围计算机构计算出的流量比例允许范围的情况下，所述判定机构判定为所述EGR系统异常。
2.根据权利要求1所述的EGR系统的异常检测装置，其特征在于，所述允许范围计算机构基于EGR率、增压、或者内燃机的冷却水温或吸入空气温度中的至少任意一个，计算流量比例允许范围，所述EGR率是EGR气体总量相对于内燃机的进气量的比例。
3.根据权利要求2所述的EGR系统的异常检测装置，其特征在于，所述允许范围计算机构具有表示EGR率、增压、或者内燃机的冷却水温或吸入空气温度与流量比例允许范围的关系的设定表，基于该设定表计算流量比例允许范围。
4.根据权利要求2或3所述的EGR系统的异常检测装置，其特征在于，所述允许范围计算机构基于EGR率及增压计算流量比例允许范围的标准值、即标准流量比例允许范围，并且基于内燃机的冷却水温或吸入空气温度计算修正系数，利用修正系数修正标准流量比例允许范围，借此，计算流量比例允许范围。
5.一种EGR系统的异常检测方法，所述EGR系统为具备涡轮增压器的内燃机的EGR系统，所述涡轮增压器具有设置在排气通路中的涡轮和设置在进气通路中的压缩机，所述EGR系统具备：
高压EGR装置，所述高压EGR装置具有高压EGR通路和高压EGR阀，所述高压EGR通路将比所述涡轮靠上游侧的排气通路和比所述压缩机靠下游侧的进气通路连接起来，所述高压EGR阀对通过所述高压EGR通路被向进气通路导入的高压EGR气体的流量进行调节；
低压EGR装置，所述低压EGR装置具有低压EGR通路和低压EGR阀，所述低压EGR通路将比所述涡轮靠下游侧的排气通路和比所述压缩机靠上游侧的进气通路连接起来，所述低压EGR阀对通过所述低压EGR通路被向进气通路导入的低压EGR气体的流量进行调节；
控制机构，所述控制机构将EGR气体流量比例控制在规定的目标比例，所述EGR气体流量比例是被向进气通路导入的高压EGR气体的流量与被向进气通路导入的低压EGR气体的流量的比例，其特征在于，所述EGR系统的异常检测方法具有：
推定工序，所述推定工序推定实际的EGR气体流量比例；
允许范围计算工序，所述允许范围计算工序以所述目标比例为基准，计算流量比例允许范围，所述流量比例允许范围是内燃机的排气特性的恶化程度处于可允许的水平内的EGR气体流量比例的范围；
判定工序，在由所述推定工序推定的EGR气体流量比例脱离由所述允许范围计算工序计算出的流量比例允许范围的情况下，所述判定工序判定为所述EGR系统异常。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103759907A (zh) * 2014-01-23 2014-04-30 潍柴动力股份有限公司 一种egr管路故障检测方法
CN108286481A (zh) * 2017-01-10 2018-07-17 罗伯特·博世有限公司 用于识别和区分废气再循环的流量故障和动态故障的方法和计算机程序产品
CN111413100A (zh) * 2020-03-26 2020-07-14 安徽华菱汽车有限公司 一种模拟egr系统废气循环量异常的报错方法与系统

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5803622B2 (ja) * 2011-11-30 2015-11-04 トヨタ自動車株式会社 Ｅｇｒシステムの異常診断装置
DE102013218612A1 (de) * 2013-09-17 2015-03-19 Robert Bosch Gmbh Kraftfahrzeug-Abgasrückführsystem mit einer Differenzdruckmesseinheit sowie Verfahren zum Überprüfen einer Funktionsfähigkeit der Differenzdruckmesseinheit
JP6090089B2 (ja) * 2013-09-30 2017-03-08 マツダ株式会社 エンジンの排気ガス還流制御装置
CN104568344A (zh) * 2014-10-09 2015-04-29 芜湖扬宇机电技术开发有限公司 Egr管路故障检测诊断方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1798917A (zh) * 2003-06-03 2006-07-05 洋马株式会社 柴油机的排气回流控制装置
JP2008223554A (ja) * 2007-03-09 2008-09-25 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気再循環装置
JP2009002184A (ja) * 2007-06-20 2009-01-08 Toyota Motor Corp 内燃機関のｅｇｒシステム
CN101627204A (zh) * 2007-03-28 2010-01-13 博格华纳公司 在涡轮增压的压缩点火发动机系统中控制排气再循环

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2434406A (en) * 2005-08-25 2007-07-25 Ford Global Tech Llc I.c. engine exhaust gas recirculation (EGR) system with dual high pressure and low pressure EGR loops
JP4626489B2 (ja) * 2005-11-02 2011-02-09 マツダ株式会社 ディーゼルエンジン
EP1963646B1 (en) * 2005-12-20 2010-12-15 BorgWarner, Inc. Controlling exhaust gas recirculation in a turbocharged compression-ignition engine system
JP4797880B2 (ja) * 2006-04-25 2011-10-19 株式会社デンソー 内燃機関用排気ガス浄化装置
JP4218702B2 (ja) * 2006-06-22 2009-02-04 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気還流装置
JP4301295B2 (ja) 2007-01-18 2009-07-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のｅｇｒシステム
JP4380754B2 (ja) * 2007-09-21 2009-12-09 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気還流装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1798917A (zh) * 2003-06-03 2006-07-05 洋马株式会社 柴油机的排气回流控制装置
JP2008223554A (ja) * 2007-03-09 2008-09-25 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気再循環装置
CN101627204A (zh) * 2007-03-28 2010-01-13 博格华纳公司 在涡轮增压的压缩点火发动机系统中控制排气再循环
JP2009002184A (ja) * 2007-06-20 2009-01-08 Toyota Motor Corp 内燃機関のｅｇｒシステム

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103759907A (zh) * 2014-01-23 2014-04-30 潍柴动力股份有限公司 一种egr管路故障检测方法
CN103759907B (zh) * 2014-01-23 2016-05-11 潍柴动力股份有限公司 一种egr管路故障检测方法
CN108286481A (zh) * 2017-01-10 2018-07-17 罗伯特·博世有限公司 用于识别和区分废气再循环的流量故障和动态故障的方法和计算机程序产品
CN108286481B (zh) * 2017-01-10 2021-11-09 罗伯特·博世有限公司 识别和区分废气再循环的流量故障和动态故障的方法
CN111413100A (zh) * 2020-03-26 2020-07-14 安徽华菱汽车有限公司 一种模拟egr系统废气循环量异常的报错方法与系统

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