专利名称：内燃机的排气再循环系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种内燃机的排气再循环(EGR)系统。
背景技术：
使一部分排气再循环至进气通路的排气再循环(EGR)系统作为用于 减少从内燃机排出的排气中所含的NOx量的技术是已知的。例如，日本专 利申请特开No. 2004-150319公开了 一种内燃机排气再循环系统，该系统设 置有连接位于涡轮增压器的涡轮下游的排气通路和位于涡轮增压器的压缩 机上游的进气通路的低压EGR通路和连接位于涡轮上游的排气通路和位 于压缩机下游的进气通路的高压EGR通路。根据内燃机的运转条件，低 压EGR通路和高压EGR通路被选择性地切换或者同时使用。
根据已知技术，在配备有用于捕集从内燃机排出的排气中所包含的颗 粒物质的颗粒过滤器(下文简称为过滤器)的内燃机中，通过升高过滤器 的温度以氧化和除去沉积在过滤器上的颗粒物质来执行用于再生捕集颗粒 物质的能力的处理(下文将这种处理称为再生处理)。
曰本专利申请特开No. 2002-371827和日本专利申请特开No. 2005-226519给出了基于过滤器上游的压力与过滤器下游的压力之差来检测设 置在内燃机中的过滤器的破损的启示。
日本专利申请特开No. 09-088727给出了在进气通路、EGR通路或过 滤器与中间冷却器之间的排气通路中的某个位置设置网，以便由此防止过 滤器或催化剂的碎片进入内燃机中的启示。
发明内容
在执行过滤器再生处理时或者在急加速时，颗粒物质的氧化反应有时 会在过滤器的有限部分中快速地进行，导致过滤器的温度在局部急剧升高。 当发生过滤器的局部急剧升温时，发生急剧升温的部分与该部分周围之间
产生热膨胀程度的差别，这有时导致过滤器的磁:损，如开裂。当发生过滤 器的这种破损时，在最坏的情况下，过滤器的一部分可能作为碎片从过滤 器脱落。
在低压EGR通路在排气净化装置例如过滤器下游的某个位置处连接 至排气通路的排气再循环系统中，如果当一部分排气经由低压EGR通路 再循环到进气通路中时过滤器发生这样的破损，则破损的过滤器的碎片有 可能进入低压EGR通路中。因此，如果当经由低压EGR通路进行排气再 循环时过滤器发生破损，则存在破损的过滤器的碎片经由低压EGR通路 进入进气通路中而致使进气系统中的诸如压缩机或中间冷却器之类的部件 或者内燃机本身发生故障的风险。
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种在具有适合于 使排气从在排气净化装置下游某个位置处的排气通路再循环至进气通路的 低压EGR通路的排气再循环系统中，在排气净化装置发生破损的情况下 防止排气净化装置的碎片进入进气系统中的技术。
为实现上述目的，根据本发明的内燃机排气再循环系统设置有具有设 置在内燃机排气通路中的涡轮和设置在内燃机进气通路中的压缩机的涡轮 增压器、设置在所迷涡轮下游的排气通路中的排气净化装置、连接所述排 气净化装置下游的排气通路和所述压缩机上游的进气通路的EGR通路、 设置在所述EGR通路中用于改变EGR通路的流道截面的EGR阀、用于 当内燃机处于预定运转状态时通过在阀打开方向上控制所述EGR阀来使 一部分排气从内燃机再循环至进气通路的EGR控制装置以及用于检测所 述排气净化装置的破损的破损检测装置，其中当由所述破损检测装置检测 到所述排气净化装置的破损时，即使内燃机处于所述预定运转状态，所述 EGR控制装置也关闭所述EGR阀以停止经由所述EGR通路的排气再循环。
根据这种布置结构，当内燃机处于预定运转状态时，经由EGR通路 进行排气再循环。该预定运转状态事先确定。当经由EGR通路的排气再 循环正在进行时，EGR阀在阀打开方向上被控制。然而，当由破损检测装 置检测到排气净化装置的破损时，即使内燃机处于上述的预定运转状态， EGR阀也被关闭，并且经由EGR通路的排气再循环被停止。
通过该特征，即使在从破损的排气净化装置脱落的碎片进入EGR通 路的情况下，也防止了这些碎片经过EGR通路进入进气通路。因此，能 防止由破损的排气净化装置的碎片导致进气系统如压缩机或者内燃机发生 故障。
在本发明中，所述破损检测装置可以基于排气净化装置的温度来检测 排气净化装置的破损。具体地，在本发明的上述布置结构中，还可设有用 于检测排气净化装置的温度的温度检测装置，并且如果由所述温度检测装 置检测到的温度高于预定温度，则所述破损检测装置可判定为所述排气净 化装置已破损。
这里，该预定温度是这样的温度，在该温度下存在排气净化装置可能 发生破损的风险。该预定温度通过例如试验事先确定。
在本发明中，所述破损检测装置可以基于排气净化装置中的压力损失 来检测排气净化装置的破损。具体地，在本发明的上述布置结构中，还可 设有用于检测所述排气净化装置中的压力损失的压力损失检测装置和用于 估算在所述排气净化装置未破损的假设下假定发生的所述排气净化装置中 的压力损失的正常时压力损失估算装置，并且如果由所述压力损失检测装 置检测到的压力损失小于由所述正常时压力损失估算装置估算出的压力损 失，则所述破损检测装置可判定为所述排气净化装置已破损。
这里，排气净化装置中的压力损失是指排气净化装置的上游与下游之 间的压力差。当排气净化装置发生诸如开裂之类的破损和/或破损的部分从 排气净化装置中脱落时，排气净化装置对排气流动的阻力减小。因而，在 相同的运转条件下，在破损的排气净化装置中的压力损失很可能小于在正
7常工作的未破损的排气净化装置中的压力损失。因此，如果在特定运转状 态下实际检测到的排气净化装置中的压力损失低于在相同运转状态下在未 破损的排气净化装置中假定检测到的压力损失，则可判定为排气净化装置 已破损。
本发明还可应用于除了上述部件外还设有连接所述涡轮上游的排气通
路和所述压缩机下游的进气通路的高压EGR通路和设置在所述高压EGR 通路中用于改变所述高压EGR通路的流道截面的高压EGR阀的内燃机排 气再循环系统。
在具有这种结构的排气再循环系统的情况下，所述EGR控制装置可 包括用于当内燃机处于第二预定运转状态时通过在阀打开方向上至少控制 所述EGR阀来使一部分排气从内燃机再循环至进气通路的装置。
换言之，当内燃机处于第二预定运转状态时，经由EGR通路或者经 由EGR通路和高压EGR通路两者进行排气再循环。
当由所述破损检测装置检测到所述排气净化装置的破损时，即使内燃 机处于所述第二预定运转状态，EGR控制装置也可关闭EGR阀以至少停 止经由所述EGR通路的排气再循环。
按照上述，如果在检测到排气净化装置的破损的时刻内燃机的运转状 态是规定进行经由EGR通路的排气再循环时的运转状态，则EGR阀被关 闭以停止经由EGR通路的排气再循环。该系统可按如下设计如果在检 测到排气净化装置的破损的时刻内燃机的运转状态是规定进行经由EGR 通路和高压EGR通路的排气再循环时的运转状态，则仅EGR阀被关闭以 仅停止经由EGR通路的排气再循环，而高压EGR阀不关闭，以允许经由 高压EGR通路的排气再循环继续进行。或者，可关闭EGR阀和高压EGR 阀以停止经由EGR通路的排气再循环和经由高压EGR通路的排气再循 环。
根据上述布置结构，当检测到排气净化装置的破损时，至少经由EGR 通路的排气再循环被停止，该EGR通路设置成转接(分接，tap)来自排 气净化装置下游某一位置处的排气通路的排气。因而，即使破损的排气净
8化装置的碎片从排气通路ii^ EGR通路，也防止了碎片经过EGR通路进 入进气通路。因此，能防止由于破损的排气净化装置的碎片导致进气系统 如压缩机或者内燃机发生故障。
在此实施例中，当预测到排气再循环装置的破损或者当检测到排气净 化装置的破损迹象时，至少EGR阀可被关闭，以停止经由EGR通路的排 气再循环。具体地，根据本发明另一方面的内燃机排气再循环系统可包括 具有设置在内燃机排气通路中的涡轮和设置在内燃机进气通路中的压缩机 的涡轮增压器、设置在所述涡轮下游的排气通路中的排气净化装置、连接
所迷排气净化装置下游的排气通路和所述压缩机上游的进气通路的EGR 通路、设置在所述EGR通路中用于改变EGR通路的流道截面的EGR阀、 用于当内燃^L处于预定运转状态时通过在阀打开方向上控制所述EGR阀 来使一部分排气从内燃机再循环至进气通路的EGR控制装置，以及用于 预测所述排气净化装置的破损和/或检测所述排气净化的破损迹象的破损 预测装置，其中当由所述破损预测装置预测到所述排气净化装置的破损或 者检测到所述排气净化装置的破损迹象时，即使内燃机处于所述预定运转 状态，所述EGR控制装置也可关闭所述EGR阀以停止经由所述EGR通 路的排气再循环。
根据这种布置结构，EGR阀可在排气净化装置的破损实际发生之前预 先关闭。因而，当排气净化装置的破损发生时，能以提高的可靠性防止排 气净化装置的碎片经过EGR通路进入进气通路。
在上述布置结构中，还可设有用于检测所述排气净化装置的温度的温 度检测装置，并且所述破损预测装置可包括用于基于由所述温度检测装置 检测到的所述排气净化装置的温度来预测所述排气净化装置的破损和/或 检测所述排气净化装置的破损迹象的装置。
可基于例如排气净化装置的温度或排气净化装置的温度的历史(即， 随时间的变化)来预测排气净化装置的破损或者检测排气净化装置的破损 迹象。
在上述布置结构中，还可设有用于检测所述排气净化装置中的压力损
9失的压力损失检测装置，并且所述破损预测装置可基于由所述压力损失检 测装置检测到的压力损失来预测所述排气净化装置的破损或者检测所述排 气净化装置的破损迹象。
可基于例如排气净化装置的上游与下游之间的压力差或者排气净化装 置的上游与下游之间的压力差的历史(即，随时间的变化)来预测排气净 化装置的-皮损或者检测排气净化装置的破损迹象。
本发明的上述布置结构也可应用于配备有高压EGR通路的排气再循 环系统。具体地，除了上述部件外，还可设有连接所述涡轮上游的排气通 路和所述压缩机下游的进气通路的高压EGR通路和设置在所述高压EGR 通路中用于改变所述高压EGR通路的流道截面的高压EGR阀，并且所述 EGR控制装置可包括用于当内燃机处于第二预定运转状态时通过至少在 阀打开方向上控制所述EGR阀来使一部分排气从内燃机再循环至进气通 路的装置，并且当由所述破损预测装置预测到所述排气净化装置的破损和/ 或检测到所述排气净化装置的破损迹象时，即使内燃机处于所述第二预定 运转状态，EGR控制装置也可关闭所述EGR阀，以至少停止经由所述EGR 通路的排气再循环。
图1是示意性示出应用了根据第一实施例的排气再循环系统的内燃机 及其进气和排气系统的总体结构的图。
图2是示出在第一实施例中的低压EGR装置和高压EGR装置的基本 控制的脉i普图。
图3是示出在第一实施例中的EGR控制例程的流程图。
具体实施例方式
下面将借助于示例详细说明实施本发明的最佳方式。应这样理解，这 里所述实施例的部件的尺寸、材料、形状和相对位置等不限制本发明的技 术范围，除非另作说明。
10(第一实施例)
图1示出应用了根据本实施例的排气再循环系统的内燃机及其进气和
排气系统的总体结构。图1所示的内燃机1是具有四个气缸2的水冷四冲 程柴油发动机。
进气管3和排气管4连接至内燃机1。在进气管3中设有用于调节流 入进气管3中的进气的流速的第二进气节气门9。该第二进气节气门9由 电致动器打开和关闭。进气管3设有设置于第二进气节气门9上游的中间 冷却器8。
进气管3设有设置于中间冷却器8上游的涡轮增压器5的压缩机壳体 5a。涡轮增压器5利用排气能量作为驱动源工作。在压缩机壳体5a上游的 进气管3中设有调节流入进气管3的进气的流速的第一节气门6。
第一进气节气门6由电致动器打开和关闭。在第一进气节气门6上游 的进气管3中设有空气流量计7，其输出表示流入进气管3中的空气的流 速的信号。吸入内燃机l的空气量由该空气流量计7测量。
另 一方面，排气管4设有将燃料添加到流入排气管4中的排气中的燃 料添加阀17。排气管4设有设置于燃料添加阀17下游的涡轮增压器5的 涡轮壳体5b。排气管4还设有设置于涡轮壳体5b下游的排气净化装置10。
排气净化装置IO具有氧化催化剂12和设置于氧化催化剂12后面的颗 粒过滤器13 (以下简称为过滤器)。NOx储存还原型催化剂(以下称为 NOx催化剂)载持在过滤器13上。过滤器13捕集包含在排气中的颗粒物 质。当流入NOx催化剂中的排气中的氧浓度高时，NOx催化剂储存排气 中的氮氧化物，而当流入其中的排气中的氧浓度变低时其释放所储存的 NOx。如果当NOx被从NOx催化剂中释放时在NOx催化剂周围的排气中 存在还原成分如碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)，则从NOx催化剂 中释放的NOx被还原成例如N2。
过滤器13配备有测量过滤器13上下游之间的压力差的压力差传感器 11。能基于由压力差传感器11检测到的过滤器13前后的压力差来估计沉 积在过滤器13上的颗粒物质的量。
ii管4中设有用于测量从排气净化装置 10流出的排气的温度的温度传感器18。能基于由温度传感器18测得的排 气的温度来估计过滤器13的温度。
在排气净化装置10下游的排气管4中设有调节流入排气管4中的排气 的流速的排气节气门19。排气节气门19由电致动器打开和关闭。
内燃机1配备有使部分流入排气管4中的排气以低压再循环至进气管 3的低压EGR装置30。低压EGR装置30具有低压EGR管31、低压EGR 阀32和l氐压EGR冷却器33。
低压EGR管31连接排气节气门19下游的排气管4和压缩机壳体5a 上游且第一进气节气门6下游的进气管3。 一部分排气经由低压EGR管 31以低压被再循环至进气管3。在此实施例中，经由低压EGR管31再循 环至进气管3的排气被称为"低压EGR气体"。
低压EGR阀32适合于通过改变低压EGR管31的流道截面来调节流 入低压EGR管31的低压EGR气体的量。低压EGR冷却器33通过在流 经低压EGR冷却器33的低压EGR气体与内燃机1的冷却水之间进行热 交换来降低低压EGR气体的温度。
内燃机1还配备有使流入排气管4的一部分排气以高压再循环至进气 管3的高压EGR装置40。高压EGR装置40具有高压EGR管41、高压 EGR阀42和高压EGR冷却器43。
高压EGR管41连接涡轮壳体5b上游的排气管4和第二进气节气门9 下游的进气管3。 一部分排气经由高压EGR管41以高压被再循环至进气 管3。在此实施例中，经由高压EGR管41再循环至进气管3的排气被称 为"高压EGR气体"。
高压EGR阀42适合于通过改变高压EGR管41的流道截面来调节流 入高压EGR管41的高压EGR气体的量。高压EGR冷却器43通过在流 经高压EGR冷却器43的高压EGR气体与内燃机1的冷却水之间进行热 交换来降低高压EGR气体的温度。
具有上述结构的内燃机l配设有控制内燃机l的ECU 20或电子控制
12单元。ECU 20是根据内燃机的运转条件和驾驶员的要求来控制内燃机1 的运转状态的计算机。
ECU20经由电线与输出表示由驾驶员压下的加速踏板14的下压量的 电信号的加速器位置传感器15和曲柄位置传感器16以及前述的压力差传 感器11和温度传感器18连接。来自这些传感器的输出信号适合于输入至 ECU 20。基于来自加速器位置传感器15的输出信号能计算发动机负荷。 基于来自曲柄位置传感器16的输出信号能计算发动机转速。
ECU20还经由电线与第一进气节气门6、第二进气节气门9、排气节 气门19、低压EGR阀32、高压EGR阀42和燃料添加阀17连接。这些 部件由ECU 20控制。
下面将i兌明根据此实施例使用低压EGR装置30和高压EGR装置40 执行的排气再循环。可优选由低压EGR装置30执行排气再循环的内燃机 运转条件和可优选由高压EGR装置40执行排气再循环的内燃机运转条件 事先通过例如试验分别确定。在此实施例中，低压EGR装置30和高压EGR 装置40根据内燃机的运转状态被选择性地切换或者同时使用，以执行排气 再循环。
图2是示出针对内燃机1的运转状态的各区域所确定的低压EGR装 置30和高压EGR装置40的基本控制的脉谱图(映射，map )。图2的水 平轴表示内燃机1的发动机转速，而竖直轴表示内燃机1的燃料喷射量。 燃料喷射量是表示内燃机1的发动机负荷的参数。
在图2中，在内燃机l处于低负荷且低转速运转状态下的、由"HPL" 标示的区域(下文称为HPL EGR区域)内，高压EGR装置40被用于执 行排气再循环。在内燃机l处于中等负荷和/或中等转速运转状态下的、在 图2中由"MIX"标示的区域(下文称为MIX EGR区域)内，高压EGR 装置40和低压EGR装置30被同时用于执行排气再循环。在内燃机1处 于高负荷和/或高转速运转状态下的、在图2中由"LPL"标示的区域(下 文称为LPL EGR区域)内，低压EGR装置30被用于执行排气再循环。 在转速和/或负荷高于LPL EGR区域上限的区域内，不执行排气再循环。
13在上述各个区域内，低压EGR阀32的开度的基本值(下文有时称为 "基本低压EGR阀开度")和高压EGR阀42的开度的基本值(下文有 时称为"基本高压EGR阀开度")被设定成使得实现与内燃机1的运转 状态相对应的目标EGR率。ECU 20根据如上it定的内燃机1的运转状态 读入基本低压EGR阀开度和基本高压EGR阀开度。然后，ECU 20控制 低压EGR阀32，使得低压EGR阀32的开度等于基本低压EGR阀开度， 并控制高压EGR阀42,使得高压EGR阀42的开度等于基本高压EGR 阀开度。
在进行排气再循环时通过根据内燃机1的运转状态选择性地或同时使 用高压EGR装置40和低压EGR装置30,能在内燃机1的运转状态的宽 范围内执行排气再循环。这使得能在内燃机l的运转状态的宽范围内减少 由内燃机1排放的NOx的量。
在此实施例中，如果即4吏低压EGR阀32完全打开也无法达到目标 EGR率，则第一进气节气门6沿阀关闭方向被操作。沿阀关闭方向操作第 一进气节气门6引起低压EGR管M上下游之间的压力差增大，因而能增 加低压EGR气体的量。由于第一进气节气门6的工作环境温度较低，所 以能以高的精度控制第一进气节气门6的开度。
当通过氧化和除去沉积在过滤器13上的颗粒物质来进行捕集颗粒物 质的能力的再生处理(下文称为再生处理)时，或者当来自内燃机的排气 的温度由于急加速或其它原因而急剧升高时，颗粒物质的氧化反应有时会 在过滤器13中的有限部分内快速地进行，导致过滤器13的温度在局部急 剧升高。当发生过滤器的局部急剧升温时，发生急剧升温的部分与该部分 周围之间产生热膨胀程度的差别，这有时导致过滤器13的破损，如开裂。 当过滤器13发生这样的破损时，在最坏的情况下，过滤器13的一部分可 能净皮作为碎片从过滤器脱落。
由于这个原因，当经由低压EGR管31执行排气再循环时，也即当内 燃才几的运转状态处于图2中的LPL EGR区域或MIX EGR区域时，如果 过滤器13发生破损，则存在破损的过滤器13的碎片可能经由低压EGR管31进入进气管3而损坏进气系统如压缩机壳体5a中的压缩机和中间冷 却器8或者内燃机1的风险。
鉴于以上所述，在此实施例中，判定过滤器13是否已破:损，并且如果 判定出过滤器13已破损，则即使当内燃机1的运转状态落入LPL EGR区 域或MIX EGR区域内时，低压EGR阀32也被关闭以停止通过低压EGR 装置30的排气再循环。因而，即使在过滤器13已破损并且破损的过滤器 13的碎片有可能进入低压EGR管31的情形下，也可以通过关闭低压EGR 阀32来防止过滤器13的碎片经由低压EGR管31进入进气管3。因此， 能够防止进气系统和内燃机l的损坏。
下面，将参照图3的流程图说明如上所述的适合于过滤器13的破损的 EGR控制。图3是根据此实施例的适合于过滤器13的破损的EGR控制例 程的流程图。该例程被反复执行。
首先在步骤SIOI中，ECU20检测内燃机1的运转状态。具体地，ECU 20基于来自加速器位置传感器15的输出信号计算内燃机1的发动机负荷 并基于来自曲柄位置传感器16的输出信号计算内燃机1的发动机转速。
然后在步骤S102中，ECU 20获得与在步骤S101中检测到的内燃机1 的运转状态相对应的基本高压EGR阀开度和基本低压EGR岡开度。更具 体地，ECU 20基于指定基本高压EGR阀开度和基本低压EGR阀开度与 内燃机1的发动机负荷和发动机转速之间关系的诸如函数或脉谱图之类的 关系来获得这些开度。发动机负荷和发动机转速与基本高压EGR阀开度 之间的关系以M动机负荷和发动机转速与基本低压EGR阀开度之间的 关系通过例如试验事先确定。
然后在步骤S103中，ECU 20控制高压EGR阀42，使其开度变得等 于在步骤S102中获得的基本高压EGR阀开度，并控制低压EGR阀32， 使其开度变得等于在步骤S102中获得的基本低压EGR阀开度。
然后在步骤S104中，ECU 20获得过滤器13的温度T。具体地，ECU 20基于由温度传感器18在排气净化装置10的紧下游位置测得的排气温度 来估算过滤器13的温度T。
15然后在步骤S105中，ECU20获得过滤器13前后的压力损失P。具体 地，ECU 20利用压力差传感器11确定过滤器13上下游之间的压力差。
然后在步骤S106中，ECU 20获得在过滤器13未破损的假设下假定 发生在过滤器13中的压力损失Pe。具体地，ECU20使用用于由空气流量 计7检测到的进气量、上次对过滤器13执行再生处理以来经过的运转时间 以及进气的EGR率计算未破损的过滤器13中的压力损失Pe的函数或脉 镨图，来获得压力损失Pe。这种函数或脉语图通过例如试验事先准备好。
然后在步骤S107中，ECU 20判定过滤器13是否已破损。具体地， 如果在步骤S104中获得的过滤器13的温度T高于预定温度TO和/或判定 出在步骤S105中获得的过滤器13中的压力损失的实际测量值P低于在步 骤S106中获得的未破损的过滤器13中的压力损失的估计值Pe，则判定为 过滤器13已破损。这里，预定温度TO是可能发生过滤器13的过度升温 时的温度。该预定温度TO通过例如试验事先确定。
如果在步骤S107中判定出过滤器13已破损，则ECU 20的处理进行 至步骤S108，在该步骤中低压EGR阀32被关闭以停止通过低压EGR装 置30的排气再循环。然后处理进行至步骤S109,在该步骤中通知驾驶员 过滤器13已破损的警告灯被点亮，并且此例程的执行一度终止。
另一方面，如果在步骤S107中判定出过滤器13未破:损，则ECU 20 一度终止此程序的执行并继续通常的EGR控制。
已经以示例性方式对本发明的上述实施例进行了说明，并且能对其作 出各种修改而不偏离本发明的精神和范围。例如，尽管在上述实施例中本 发明被应用于具有高压EGR装置40和低压EGR装置30的排气再循环系 统，但本发明也可应用于仅具有低压EGR装置30的排气再循环系统。在 此情况下，如果检测到过滤器13的破损，则即使内燃机l的运转状态落入 应通过低压EGR装置30执行排气再循环的运转区域内，低压EGR阀32 也被关闭以停止通过低压EGR装置30的排气再循环。
尽管在上述实施例中，当检测到过滤器13已破损时停止通过低压EGR 装置30的排气再循环，但也可以当预测到过滤器13将发生破损或者检测
16到过滤器13的破损迹象时停止通过低压EGR装置30的排气再循环。与 此相关联地，可以基于诸如过滤器13的温度、过滤器13前后的压力差和/ 或这些值的历史之类的因素来预测过滤器13的破损。
尽管在此实施例中，排气节气门19在排气管4中设置于排气净化装置 10下游且低压EGR管31从排气管分支出的位置的上游，但该排气节气门 在排气管4中也可位于低压EGR管31从排气管分支出的位置的下游。在 此情况下，对该排气节气门节流致使低压EGR管31上下游之间的压力差 升高，由此能增加低压EGR气体的量。
还可在靠近低压EGR管31与排气管4的连接点的位置处设置一网。 在这种布置结构中，当过滤器13发生破损时，能防止过滤器13的碎片进 入低压EGR管31，因此能以更高的可靠性防止它们进入进气系统和内燃 机l中。
当过滤器13发生破损时，可打开排气节气门。这防止了排气节气门被 石皮损的过滤器13的碎片堵塞。
工业应用性
根据本发明，当排气净化装置发生破损时，能防止破损的排气净化装 置的碎片经过EGR通路进入进气通路，相应地能防止包括涡轮增压器的 压缩机在内的进气系统和内燃机发生故障。
1权利要求
1. 一种内燃机的排气再循环系统，包括涡轮增压器，所述涡轮增压器具有设置在所述内燃机的排气通路中的涡轮和设置在所述内燃机的进气通路中的压缩机；设置在所述涡轮下游的排气通路中的排气净化装置；连接所述排气净化装置下游的排气通路和所述压缩机上游的进气通路的EGR通路；设置在所述EGR通路中用于改变所述EGR通路的流道截面的EGR阀；EGR控制装置，所述EGR控制装置用于当所述内燃机处于预定运转状态时通过在阀打开方向上控制所述EGR阀来使一部分排气从所述内燃机再循环至所述进气通路；以及用于检测所述排气净化装置的破损的破损检测装置，其中当由所述破损检测装置检测到所述排气净化装置的破损时，即使所述内燃机处于所述预定运转状态，所述EGR控制装置也关闭所述EGR阀以停止经由所述EGR通路的排气再循环。
2. 根据权利要求l所述的内燃机的排气再循环系统，还包括 用于检测所述排气净化装置的温度的温度检测装置，其中如果由所述温度检测装置检测到的温度高于预定温度，则所述破 损检测装置判定为所述排气净化装置已破损。
3. 根据权利要求l所述的内燃机的排气再循环系统，还包括用于检测所述排气净化装置中的压力损失的压力损失检测装置；以及 用于估算在所述排气净化装置未破损的假设下假定发生的所述排气净化装置中的压力损失的正常时压力损失估算装置，其中如果由所述压力损失检测装置检测到的压力损失小于由所述正常时压力损失估算装置估算出的压力损失，则所述破损检测装置判定为所述排气净化装置已破损。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机的排气再循环系统，还 包括连接所述涡轮上游的排气通路和所述压缩机下游的进气通路的高压 EGR通路；以及设置在所述高压EGR通路中用于改变所述高压EGR通路的流道截面 的高压EGR阀，其中所述EGR控制装置包括用于当所述内燃机处于第二预定运转状 态时通过至少在阀打开方向上控制所述EGR阀来使一部分排气从所述内 燃机再循环至所述进气通路的装置，并且当由所述破损检测装置检测到所 述排气净化装置的破损时，即使所述内燃机处于所述第二预定运转状态， 所述EGR控制装置也关闭所述EGR阀以至少停止经由所述EGR通路的 排气再循环。
5. —种内燃机的排气再循环系统，包括涡轮增压器，所述涡轮增压器具有设置在所述内燃机的排气通路中的涡轮和设置在所述内燃机的进气通路中的压缩机；设置在所述涡轮下游的排气通路中的排气净化装置； 连接所述排气净化装置下游的排气通路和所述压缩机上游的进气通路的EGR通路；设置在所述EGR通路中用于改变所述EGR通路的流道截面的EGR阀；EGR控制装置，所述EGR控制装置用于当所述内燃机处于预定运转 状态时通过在阀打开方向上控制所述EGR阀来使一部分排气从所述内燃 机再循环至所述进气通路；以及破损预测装置，所述破损预测装置用于预测所述排气净化装置的破损 和/或检测所述排气净化装置的破损迹象，其中当由所述破损预测装置预测到所述排气净化装置的破损和/或检 测到所述排气净化装置的破损迹象时，即使所述内燃机处于所迷预定运转 状态，所述EGR控制装置也关闭所述EGR阀以停止经由所述EGR通路的排气再循环。
6. 根据权利要求5所述的内燃机的排气再循环系统，还包括 用于检测所述排气净化装置的温度的温度检测装置，其中所述破损预测装置基于由所述温度检测装置检测到的所述排气净 化装置的温度，来预测所述排气净化装置的破损和/或检测所述排气净化装 置的破损迹象。
7. 根据权利要求5所述的内燃机的排气再循环系统，还包括 用于检测所述排气净化装置中的压力损失的压力损失检测装置，其中所述破损预测装置基于由所述压力损失检测装置检测到的压力损 失，来预测所述排气净化装置的破损和/或检测所述排气净化装置的破损迹 象。
8. 根据权利要求5至7中任一项所述的内燃机的排气再循环系统，还 包括连接所述涡轮上游的排气通路和所述压缩机下游的进气通路的高压 EGR通路；以及设置在所述高压EGR通路中用于改变所述高压EGR通路的流道截面 的高压EGR阀，其中，所述EGR控制装置包括用于当所述内燃机处于第二预定运转 状态时通过至少在阀打开方向上控制所述EGR阀来使一部分排气从所述 内燃机再循环至所述进气通路的装置，并且当由所述破损预测装置预测到 所述排气净化装置的破损和/或检测到所述排气净化装置的破损迹象时，即 使所述内燃机处于所述第二预定运转状态，所述EGR控制装置也关闭所 述EGR阀以至少停止经由所述EGR通路的排气再循环。
全文摘要
本发明的目的是提供一种在具有使来自排气通路(4)的排气在排气净化装置(10)下游某个位置处再循环至进气通路(3)的低压EGR通路(31)的排气再循环系统中，在排气净化装置(10)发生破损的情况下防止排气净化装置的碎片经由低压EGR通路(31)进入进气系统中的技术。本发明的系统具有设置在低压EGR通路(31)中的低压EGR阀(32)、用于通过打开低压EGR阀(32)使排气再循环至进气通路(3)的EGR控制装置(S101-S103)以及用于检测排气净化装置(10)的破损的破损检测装置(S104-S107)。当检测到排气净化装置(10)的破损时，低压EGR阀(32)被关闭(S108)。
文档编号F02M25/07GK101490399SQ20078002651
公开日2009年7月22日 申请日期2007年7月12日 优先权日2006年7月14日
发明者长江正浩 申请人:丰田自动车株式会社