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技術 インター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 2011-253233
公開日 2013年6月6日 (6年4ヶ月経過) 公開番号 2013-108415
状態 特許登録済
技術分野 内燃機関の複合的制御 その他の吸気量を増加させるための吸気装置
主要キーワード 吸入空気密度 温度上昇分 コンプレッサ効率 出力増加 運転サイクル 診断条件 エアクリーナー 比熱比
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気温度センサ17と、大気圧を測定する大気圧センサ18と、処理手段21とから構成され、その処理手段21は、EGR弁12を閉止した後に、上記4台のセンサ15〜18の測定値等を用いた一群の式によりインタークーラー6の冷却効率ηcを算出し、所定値と比較することでインタークーラー6の冷却効率ηcを診断する。

概要

背景

ディーゼルエンジン出力増加を目的として、ターボチャージャーにより吸入空気量を増加させるとともに、そのターボチャージャーで圧縮された吸入空気をインタークーラーで冷却して吸入空気密度を高める機構が広く実用化されている(例えば、特許文献1を参照)。

この機構においてインタークーラーは、上述したディーゼルエンジンの出力増加のためだけでなく、適切な熱交換器の使用により省エネルギー化を進めることを規定した法律上の要請からも、高い冷却効率を有することが求められている。そのため、インター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。

従来より、インタークーラーの冷却効率の診断は、インタークーラーの出入口にそれぞれ温度センサを設置して、それらの測定値の差とターボチャージャーにおける温度上昇分とを比較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

インター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インター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気温度センサ17と、大気圧を測定する大気圧センサ18と、処理手段21とから構成され、その処理手段21は、EGR弁12を閉止した後に、上記4台のセンサ15〜18の測定値等を用いた一群の式によりインタークーラー6の冷却効率ηcを算出し、所定値と比較することでインタークーラー6の冷却効率ηcを診断する。

目的

本発明の目的は、インター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インター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

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請求項1

ディーゼルエンジンインタークーラー冷却効率診断するインター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気温度センサと、大気圧を測定する大気圧センサと、それら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弁を閉止した後に、前記シリンダー吸気圧力センサの測定値P2、インテークマニホールド温度センサの測定値T4、吸気温度センサの測定値T1及び大気圧センサの測定値P1を用いて以下の(1)〜(3)式によりインタークーラーの冷却効率ηcを算出し、前記冷却効率ηcが所定値未満であるときに前記インター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インタークーラー診断システム。但し、T3:インタークーラー出口温度計算値κ比熱比、η:コンプレッサ効率をそれぞれ示す。

請求項2

前記所定値が60〜70%である請求項1に記載のインタークーラー診断システム。

請求項3

前記処理手段が前記インター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に記載のインター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インタークーラーの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

本発明はインタークーラー診断システムに関し、更に詳しくは、インタークーラー冷却効率低コスト診断することができるインター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出力増加を目的として、ターボチャージャーにより吸入空気量を増加させるとともに、そのターボチャージャーで圧縮された吸入空気をインタークーラーで冷却して吸入空気密度を高める機構が広く実用化されている(例えば、特許文献1を参照)。

0003

この機構においてインタークーラーは、上述したディーゼルエンジンの出力増加のためだけでなく、適切な熱交換器の使用により省エネルギー化を進めることを規定した法律上の要請からも、高い冷却効率を有することが求められている。そのため、インター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。

0004

従来より、インタークーラーの冷却効率の診断は、インタークーラーの出入口にそれぞれ温度センサを設置して、それらの測定値の差とターボチャージャーにおける温度上昇分とを比較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

0005

特開2011−1877号公報

発明が解決しようとする課題

0006

本発明の目的は、インター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インター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

0007

上記の目的を達成する本発明のインタークーラー診断システムは、ディーゼルエンジンのインタークーラーの冷却効率を診断するインタークーラー診断システムであって、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気温度センサと、大気圧を測定する大気圧センサと、それらのセンサの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弁を閉止した後に、シリンダー吸気圧力センサの測定値P2、インテークマニホールド温度センサの測定値T4、吸気温度センサの測定値T1及び大気圧センサの測定値P1を用いて以下の(1)〜(3)式によりインタークーラーの冷却効率ηcを算出し、前記冷却効率ηcが所定値未満であるときに前記インター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。

0008

但し、T3:インタークーラー出口温度計算値κ比熱比、η:コンプレッサ効率をそれぞれ示す。

0009

インタークーラーの冷却効率を診断するための所定値としては60〜70%の範囲の値を用いることが望ましい。

0010

また、処理手段がインター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インター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。

0011

本発明のインター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

0012

本発明のインタークーラー診断システムによれば、インター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、インター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

0013

本発明の実施形態からなるインター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インタークーラー診断システムの構成図である。

実施例

0014

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。

0015

図1は、本発明の実施形態からなるインタークーラー診断システムを示す。

0016

このインター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。

0017

本発明のインター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に設置された吸気温度センサ17と、大気圧を測定する大気圧センサ18と、それら4台のセンサ15〜18、EGR弁12及びECU(エンジンコントロールユニット)19に、それぞれ信号線20a〜20fを通じて接続する処理手段21とから構成されている。

0018

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。吸気温度センサ17は、吸入口2から吸入されてターボチャージャー5に供給される空気の温度を測定する。また、大気圧センサ18は、ディーゼルエンジン1の近傍に設置され、ディーゼルエンジン1の周囲の大気圧を測定する。これら4台のセンサ15〜18は、ディーゼルエンジン1の運転状態を示す測定値をECU19に提供するために、従来から設置されているものである。

0019

処理手段21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20a〜20dを通じて4台のセンサ15〜18から測定値を取得するとともに、信号線20e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21とECU19とを別体にしているが、処理手段21の機能をECU19に持たせることで一体化するようにしてもよい。

0020

このような構成を有するインター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。

0021

処理手段21は、対象となる運転サイクルにおいてインタークーラー6の冷却効率の診断が終了していない場合(S10)には、EGR弁12を閉止してEGRクーラー11の機能をオフにする(S20)。そして、シリンダー吸気圧力センサ15の測定値P2、インテークマニホールド温度センサ16の測定値T4、吸気温度センサ17の測定値T1及び大気圧センサ18の測定値P1を取得する(S30)。
次に、それら取得した測定値P2、T4、T1及びP1を用いて、以下に示す(1)〜(3)式によりインタークーラーの冷却効率ηcを算出する(S40)。

0022

但し、T3:インタークーラー出口温度計算値、κ:比熱比、η:コンプレッサ効率をそれぞれ示す。なお、コンプレッサ効率ηはターボチャージャー5の特性を示すマップデータから得ることができる。

0023

そして、診断条件成立している場合(S50)には、インタークーラー6の冷却効率ηcと所定値とを比較して(S60)、冷却効率ηcが所定値未満の場合には、インタークーラー6の冷却効率が劣化していると診断し(S70)、反対に所定値以上の場合には、インタークーラー6の冷却効率が正常であると診断する(S80)。なお、診断条件が成立する場合としては、ディーゼルエンジン1を搭載した車両の車速が20km/h以上である場合などが例示される。

0024

以上のように、インタークーラー6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15〜18を用いて診断を行うので、インタークーラー6の冷却効率ηcを低コストで診断することができる。また、従来のセンサ15〜18をそのまま利用するため、既存のディーゼルエンジン1へのインタークーラー診断システムの取り付けが容易である。

0025

インタークーラー6の冷却効率ηc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60〜70%の範囲の値を用いることが望ましい。

0026

図3は、本発明の実施形態からなるインタークーラー診断システムを示す。

0027

このインタークーラー診断システムは、インタークーラー6の冷却効率ηcの診断結果を通知する通知手段22を、信号線20gを通じて処理手段21に接続したものである。通知手段22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警報器などが例示される。

0028

このように通知手段22を設けることにより、インタークーラー6の冷却効率ηc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。

0029

本発明のインター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。

0030

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
11 インタークーラー
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吸気温度センサ
18大気圧センサ
19 ECU
20a〜20g信号線
21 処理手段
22通知手段

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