図面 (/)

技術 EGRクーラー診断システム

出願人 いすゞ自動車株式会社
発明者 藤江英和塙哲史
出願日 2011年11月18日 (7年11ヶ月経過) 出願番号 2011-253227
公開日 2013年6月6日 (6年4ヶ月経過) 公開番号 2013-108413
状態 特許登録済
技術分野 排気還流装置
主要キーワード 温度計算値 ガス質量流量 ガス定数 質量流 診断値 質量流量計 エアクリーナー 警報器
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2013年6月6日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

解決手段

ディーゼルエンジン1のインテークマニホールド7に設置されたシリンダー吸気圧力センサ15及びインテークマニホールド温度センサ16と、吸気管3の吸入口2近傍に設置された吸入空気量センサ17と、処理手段20とから構成され、その処理手段20は、EGRクーラー11が作動時にEGR弁12を一時的に閉止してインテークマニホールド温度センサ16の測定値を記憶し、次いでEGR弁12を開放して、上記3台のセンサ15〜17の測定値等を用いた一群の式により診断値ΔT4を算出し、所定値と比較することでEGRクーラー11の冷却効率を診断する。

概要

背景

ディーゼルエンジン排気ガス中の窒素酸化物(NOx:Nitrogen Oxide)を低減することを目的として、排気ガスの一部を吸気還流させることで、燃焼温度を低く抑えてNOxの生成を抑制する排気ガス再循環EGR:Exhaust Gas Recirculation)が広く実用化されている(例えば、特許文献1を参照)。

通常、EGRは、ディーゼルエンジンの排気管から吸気管へ接続するEGR通路に設けたEGR弁で、排気ガスの分流EGRガス)量を調整することにより行われる。このとき、EGRガスをそのまま吸気側循環させると、高温膨張しているEGRガスがインテークマニホールドに供給されるので、吸気時に気筒内でEGRガスが占める割合が増加し、その分だけ空気量が減少してしまう。その結果、気筒内での燃焼状態が悪化して、排気ガス中の不純物が増加してしまうことになる。そのため、EGR通路の途中に水冷式EGRクーラーを設置して、EGRガスを冷却して体積を減少させてから、インテークマニホールドに供給することが行われている。

一方、EGRガスがEGRクーラーにおいて過度に冷却されると、エンジン暖機遅れたり、EGRガス中の水分が結露して気筒内での燃焼不良やエンジンの耐久性低下などを招くおそれがある。このようなことから、EGRクーラーの冷却効率診断することが重要になっている。

従来より、EGRクーラーの冷却効率の診断は、EGRクーラーの出入口にそれぞれ温度センサを設置して、それらの測定値偏差モニタすることにより実施されている。しかし、このような方法では、新たに複数台の温度センサを追加することが必要となるため、製造コストの増加を招くという問題があった。

概要

EGRクーラーの冷却効率を低コストで診断することができるEGRクーラー診断システムを提供する。ディーゼルエンジン1のインテークマニホールド7に設置されたシリンダー吸気圧力センサ15及びインテークマニホールド温度センサ16と、吸気管3の吸入口2近傍に設置された吸入空気量センサ17と、処理手段20とから構成され、その処理手段20は、EGRクーラー11が作動時にEGR弁12を一時的に閉止してインテークマニホールド温度センサ16の測定値を記憶し、次いでEGR弁12を開放して、上記3台のセンサ15〜17の測定値等を用いた一群の式により診断値ΔT4を算出し、所定値と比較することでEGRクーラー11の冷却効率を診断する。

目的

本発明の目的は、EGRクーラーの冷却効率を低コストで診断することができるEGRクーラー診断システムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

ディーゼルエンジンEGRクーラー冷却効率診断するEGRクーラー診断システムであって、前記ディーゼルエンジンのインテークマニホールドに設置されたシリンダー吸気圧力センサ及びインテークマニホールド温度センサと、そのインテークマニホールドに接続する吸気管吸入口近傍に設置された吸入空気量センサと、それら3台のセンサ測定値を処理し、かつEGR通路開閉するEGR弁を制御する処理手段とを備え、前記処理手段は、前記EGRクーラーの作動時に、前記EGR弁を一時的に閉止して前記インテークマニホールド温度センサの測定値T4OFFを記憶し、次いで前記EGR弁を開放して、前記インテークマニホールド温度センサの測定値T4、シリンダー吸気圧力センサの測定値P2、吸入空気量センサーの測定値m1及びT4OFFを用いて以下の(1)〜(7)式により診断値ΔT4を算出し、前記診断値ΔT4が所定値以下であるときに前記EGRクーラーの冷却効率が劣化していると診断することを特徴とするEGRクーラー診断システム。但し、T4calc:インテークマニホールド温度計算値、T1:インタークーラー出口温度計算値、T2:EGRクーラー出口温度計算値、m2:EGRクーラー出口ガス質量流量計算値、m3:インテークマニホールドガス質量流量計算値、n:ディーゼルエンジンのシリンダー数、R:空気のガス定数、V:ディーゼルエンジンの排気量、η:体積効率、ηEGR:EGRクーラー効率(正常時)、dT:燃焼によるガス温度上昇をそれぞれ示す。

請求項2

前記所定値が20〜30℃である請求項1に記載のEGRクーラー診断システム。

請求項3

前記処理手段が前記EGRクーラーの冷却効率の診断結果を通知する通知手段を備える請求項1又は2に記載のEGRクーラー診断システム。

請求項4

請求項1〜3のいずれかに記載のEGRクーラー診断システムを搭載したことを特徴とする内燃機関

技術分野

0001

本発明はEGRクーラー診断システムに関し、更に詳しくは、EGRクーラー冷却効率低コスト診断することができるEGRクーラー診断システムに関する。

背景技術

0002

ディーゼルエンジン排気ガス中の窒素酸化物(NOx:Nitrogen Oxide)を低減することを目的として、排気ガスの一部を吸気還流させることで、燃焼温度を低く抑えてNOxの生成を抑制する排気ガス再循環EGR:Exhaust Gas Recirculation)が広く実用化されている(例えば、特許文献1を参照)。

0003

通常、EGRは、ディーゼルエンジンの排気管から吸気管へ接続するEGR通路に設けたEGR弁で、排気ガスの分流EGRガス)量を調整することにより行われる。このとき、EGRガスをそのまま吸気側循環させると、高温膨張しているEGRガスがインテークマニホールドに供給されるので、吸気時に気筒内でEGRガスが占める割合が増加し、その分だけ空気量が減少してしまう。その結果、気筒内での燃焼状態が悪化して、排気ガス中の不純物が増加してしまうことになる。そのため、EGR通路の途中に水冷式のEGRクーラーを設置して、EGRガスを冷却して体積を減少させてから、インテークマニホールドに供給することが行われている。

0004

一方、EGRガスがEGRクーラーにおいて過度に冷却されると、エンジン暖機遅れたり、EGRガス中の水分が結露して気筒内での燃焼不良やエンジンの耐久性低下などを招くおそれがある。このようなことから、EGRクーラーの冷却効率を診断することが重要になっている。

0005

従来より、EGRクーラーの冷却効率の診断は、EGRクーラーの出入口にそれぞれ温度センサを設置して、それらの測定値偏差モニタすることにより実施されている。しかし、このような方法では、新たに複数台の温度センサを追加することが必要となるため、製造コストの増加を招くという問題があった。

先行技術

0006

特開2001−41110号公報

発明が解決しようとする課題

0007

本発明の目的は、EGRクーラーの冷却効率を低コストで診断することができるEGRクーラー診断システムを提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

上記の目的を達成する本発明のEGRクーラー診断システムは、ディーゼルエンジンのEGRクーラーの冷却効率を診断するEGRクーラー診断システムであって、前記ディーゼルエンジンのインテークマニホールドに設置されたシリンダー吸気圧力センサ及びインテークマニホールド温度センサと、そのインテークマニホールドに接続する吸気管の吸入口近傍に設置された吸入空気量センサと、それら3台のセンサの測定値を処理し、かつEGR通路を開閉するEGR弁を制御する処理手段とを備え、前記処理手段は、前記EGRクーラーの作動時に、前記EGR弁を一時的に閉止して前記インテークマニホールド温度センサの測定値T4OFFを記憶し、次いで前記EGR弁を開放して、前記インテークマニホールド温度センサの測定値T4、シリンダー吸気圧力センサの測定値P2、吸入空気量センサーの測定値m1及びT4OFFを用いて以下の(1)〜(7)式により診断値ΔT4を算出し、前記診断値ΔT4が所定値以下であるときに前記EGRクーラーの冷却効率が劣化していると診断することを特徴とするものである。

0009

但し、T4calc:インテークマニホールド温度計算値、T1:インタークーラー出口温度計算値、T2:EGRクーラー出口温度計算値、m2:EGRクーラー出口ガス質量流量計算値、m3:インテークマニホールドガス質量流量計算値、n:ディーゼルエンジンのシリンダー数、R:空気のガス定数、V:ディーゼルエンジンの排気量、η:体積効率、ηEGR:EGRクーラー効率(正常時)、dT:燃焼によるガス温度上昇をそれぞれ示す。

0010

EGRクーラーの冷却効率を診断するための所定値としては20〜30℃の範囲の値を用いることが望ましい。

0011

また、処理手段がEGRクーラーの冷却効率の診断結果を通知する通知手段を備えることで、車両の運転者などにEGRクーラーの冷却効率の劣化を早期かつ確実に伝達することができる。

0012

本発明のEGRクーラー診断システムは、一般の内燃機関に好適に用いられる。

発明の効果

0013

本発明のEGRクーラー診断システムによれば、EGRクーラーの出入口に新たに温度センサを設置することなく、従来のセンサを用いるだけでよいため、EGRクーラーの冷却効率を低コストで診断することができる。

図面の簡単な説明

0014

本発明の実施形態からなるEGRクーラー診断システムの構成図である。
処理手段の処理内容を示すフロー図である。
本発明の別の実施形態からなるEGRクーラー診断システムの構成図である。

実施例

0015

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

0016

図1は、本発明の実施形態からなるEGRクーラー診断システムを示す。

0017

このEGRクーラー診断システムが装備されるディーゼルエンジン1では、吸入口2から吸気管3内へ吸入された空気は、エアクリーナー4を通過してからターボチャージャー5により圧縮され、インタークーラー6で冷却された後にインテークマニホールド7を経て4つの気筒8のそれぞれに供給される。そして、各気筒8から燃焼ガスとなって排気管9へ排気されるが、その一部はインタークーラー6の下流側の吸気管3に接続するEGR通路10にEGRガスとなって分流する。EGR通路10には、水冷式のEGRクーラー11と、EGRガスの流量を調整するEGR弁12とが、排気管9側から順に配置されている。また、EGRクーラー11によるEGRガスの過冷却を防止するために、EGRクーラー11の出口上流側の排気管9とを接続する排気戻し通路13が設けられている。EGR通路10に分流しなかった排気ガスは、ターボチャージャー5を回転駆動させた後に、排出口14から外部へ放出される。

0018

本発明のEGRクーラー診断システムは、インテークマニホールド7に設置されたシリンダー吸気圧力センサ15及びインテークマニホールド温度センサ16と、エアクリーナー4とターボチャージャー5との間の吸気管3に設置された吸入空気量センサ17と、それら3台のセンサ15〜17、EGR弁12及びECU(エンジンコントロールユニット)18に、それぞれ信号線19a〜19eを通じて接続する処理手段20とから構成されている。

0019

シリンダー吸気圧力センサ15及びインテークマニホールド温度センサ16は、インテークマニホールド7内の空気の圧力及び温度をそれぞれ測定するものである。また、吸入空気量センサ17は、吸入口2から吸入された空気の質量流量を測定する。これら3台のセンサ15〜17は、ディーゼルエンジン1の運転状態を示す測定値をECU18に提供するために、従来から設置されているものである。

0020

処理手段20は、記憶部を備えたCPU(中央演算処理装置)から構成され、信号線19a〜10cを通じて3台のセンサ15〜17から測定値を取得するとともに、その処理結果に基づいて、信号線19dを通じてEGR弁12の開度を制御する。なお、図1の例では、処理手段20とECU18とを別体にしているが、処理手段20の機能をECU18に持たせることで一体化するようにしてもよい。

0021

このような構成を有するEGRクーラー診断システムの機能を、図2に示すフロー図を基に以下に説明する。

0022

処理手段20は、ディーゼルエンジン1の運転条件成立していることをECU18から送られる信号で確認(S10)すると、EGR弁12を閉止してEGRクーラー11の機能を一時的にオフにする(S20)。そして、インテークマニホールド温度センサ16の測定値をT4OFFとして記憶部に格納する。なお、運転条件が成立する場合としては、EGRクーラー11の入口ガス温度が比較的高温になる高回転かつ高負荷運転時などが例示される。

0023

次に、EGR弁12を開放してEGRクーラー11の機能をオンにしてから(S40)、インテークマニホールド温度センサ16の測定値T4、シリンダー吸気圧力センサ15の測定値P2及び吸入空気量センサ17の測定値m1を取得する(S50)。それら取得した測定値T4、P2、m1及び記憶部に格納している測定値T4OFFを用いて、以下に示す(1)〜(7)式によりEGRクーラーの冷却効率の診断値ΔT4を算出する(S60)。

0024

但し、T4calcはインテークマニホールド7の温度の計算値を、T1はインタークーラー6の出口温度の計算値を、T2はEGRクーラー11の出口温度の計算値を、m2はEGRクーラー11の出口ガス質量流量の計算値を、m3はインテークマニホールド7のガス質量流量の計算値をそれぞれ示す。また、定数として、nはディーゼルエンジン1のシリンダー数(気筒8の数)を、Rは空気のガス定数を、Vはディーゼルエンジン1の排気量をそれぞれ示す。更に、ηは体積効率を、ηEGRは正常時におけるEGRクーラー11の冷却効率を、dTは燃焼によるガスの温度上昇をそれぞれ示すが、それらは機器の特性を表すマップデータから得ることができる。例えば、dTは、ディーゼルエンジン1の種類毎に設定された燃料噴射量とエンジン回転数とからなるマップデータから得ることができる。また、通常のηの値は70〜100%、ηEGRの値は80〜100%となる。

0025

そして、診断値ΔT4と所定値とを比較して(S70)、診断値ΔT4が所定値以下の場合には、EGRクーラー11の冷却効率が劣化していると診断し(S80)、反対に所定値よりも大きい場合には、EGRクーラー11の冷却効率が正常であると診断する(S90)。

0026

以上のように、EGRクーラー11の出入口に新たに温度センサを設置することなく、従来のセンサ15〜17を用いて診断を行うので、EGRクーラー11の冷却効率を低コストで診断することができる。また、従来のセンサ15〜17をそのまま利用するため、既存のディーゼルエンジン1へのEGRクーラー診断システムの取り付けが容易である。

0027

EGRクーラー11の冷却効率の診断に用いる所定値は、ディーゼルエンジン1のサイズや性能により変化するが、一般的な大型車両を対象にした場合には、約20〜30℃の範囲の値を用いることが望ましい。

0028

図3は、本発明の実施形態からなるEGRクーラー診断システムを示す。

0029

このEGRクーラー診断システムは、EGRクーラー11の冷却効率の診断結果を通知する通知手段21を、信号線19fを通じて処理手段20に接続したものである。通知手段21としては、ディーゼルエンジン1を搭載する車両の運転席などに設置されたモニタや警報器などが例示される。

0030

このように通知手段21を設けることにより、EGRクーラー11の冷却効率の劣化を、車両の運転者などに早期かつ確実に伝達することができる。

0031

本発明のEGRクーラー診断システムの用途は、上述したような車両のディーゼルエンジン1に限るものではなく、その他一般の内燃機関にも適用することができる。

0032

1ディーゼルエンジン
2吸入口
3吸気管
4エアクリーナー
5ターボチャージャー
6インタークーラー
7インテークマニホールド
8気筒
9排気管
10EGR通路
11EGRクーラー
12EGR弁
13排気戻し通路
14 排出口
15シリンダ吸気圧力センサ
16インテークマニホールド温度センサ
17吸入空気量センサ
18 ECU
19a〜19f信号線
20 処理手段
21通知手段

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 三菱電機株式会社の「 内燃機関の制御装置、及び内燃機関の制御方法」が 公開されました。( 2019/08/22)

    【課題】PCVバルブの異常を検出することができる内燃機関の制御装置、及び内燃機関の制御方法を提供する。【解決手段】内燃機関の運転中における吸気マニホールドの内部の酸素濃度の値と、酸素濃度判定値と、の比... 詳細

  • 三菱電機株式会社の「 内燃機関の制御装置、及び内燃機関の制御方法」が 公開されました。( 2019/08/22)

    【課題】S/D方式において環境外乱若しくはEGRの還流状態の影響を受けることなく精度よく吸入空気量を算出る制御装置及びその制御方法を提供する。【解決手段】所定の酸素濃度を備えた乾燥空気状態の気体として... 詳細

  • 日産自動車株式会社の「 熱交換システム」が 公開されました。( 2019/08/08)

    【課題】排熱回収、EGRガス冷却、及び触媒温度調節が可能な熱交換システムを提供する。【解決手段】熱交換システム100は、エンジン10の排気通路11におけるメイン触媒12の上流側に、排気と液体との熱交換... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ