CN105408600A - 诊断装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种诊断装置,不在冷却器上游侧设置温度传感器,就能够有效地实施冷却器的诊断。是对在发动机(10)的吸排气***(11,12)中流动的流体进行冷却的冷却器(16,22)的诊断装置,具备:下游侧温度传感器(34,37),对比冷却器靠下游侧的流体温度进行检测;流体温度计算部(42,52,53),基于流体状态量来计算冷却器上游侧的流体温度;传感器输出值计算部(44,54),假设对冷却器上游侧的流体温度进行检测的上游侧温度传感器,使传感器响应延迟反映于所计算出的流体温度,而对上游侧温度传感器的推断传感器输出值进行计算;以及冷却器诊断部(45,55),根据从下游侧温度传感器(34,37)输入的实际传感器输入值以及所计算出的推断传感器输出值,对冷却器的冷却效率进行诊断。
Description
技术领域
本发明涉及一种诊断装置,特别涉及设置于发动机的吸排气***的冷却器的诊断装置。
背景技术
作为设置于发动机的吸气***的冷却器,例如已知对向发动机导入的吸气进行冷却的中间冷却器。此外,作为设置于发动机的排气***的冷却器,还已知设置于使排气的一部分向吸气***回流的排气回流装置(ExhaustGasRecirculationSystem:以下,称为EGR装置)的EGR冷却器等。
当这些冷却器的冷却效率显著降低时,有可能对发动机性能产生影响。因此,提出有如下技术:在冷却器下游侧配置温度传感器,并且基于流体的状态量等来计算冷却器上游侧的流体温度,将这些传感器值与计算值进行比较而对冷却器的冷却效率进行诊断(例如,参照专利文献1、2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-108416号公报
专利文献2:日本特开2013-108414号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,在对冷却器上游侧的流体温度进行计算,而与冷却器下游侧的传感器值进行比较的诊断方法中,由于是对没有传感器的响应延迟的计算值与产生响应延迟的实际传感器值进行比较,因此有可能不能够进行正确的诊断。此外,在为了使比较容易进行,而在冷却器的上游侧以及下游侧分别设置温度传感器的构成中,存在由于传感器数的增加而导致装置整体的成本上升的课题。
本发明的目的在于提供一种诊断装置,不在冷却器上游侧设置温度传感器,就能够有效地实施冷却器的诊断。
用于解决课题的手段
本发明的诊断装置,是对在发动机的吸排气***中流动的流体进行冷却的冷却器的诊断装置,具备:下游侧温度传感器,对比上述冷却器靠下游侧的流体温度进行检测;流体温度计算单元,至少基于流体的状态量,对比上述冷却器靠上游侧的流体温度进行计算;传感器输出值计算单元,假设对比上述冷却器靠上游侧的流体温度进行检测的上游侧温度传感器,使传感器的响应延迟反映于由上述流体温度计算单元计算出的流体温度,对该上游侧温度传感器的推断传感器输出值进行计算;以及冷却器诊断单元,基于从上述下游侧温度传感器输入的实际传感器输入值和由上述传感器输出值计算单元计算出的推断传感器输出值,对上述冷却器的冷却效率进行诊断。
发明的效果
根据本发明的诊断装置,不在冷却器上游侧设置温度传感器,就能够有效地实施冷却器的诊断。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的诊断装置的示意性整体构成图。
图2是表示本发明的第一实施方式的诊断装置的控制内容的流程图。
图3是表示本发明的第二实施方式的诊断装置的示意性整体构成图。
图4是表示本发明的第二实施方式的诊断装置的控制内容的流程图。
具体实施方式
以下,根据附图对本发明的诊断装置的各实施方式进行说明。对于相同的部件赋予相同的符号,这些部件的名称以及功能也相同。由此,不重复进行对于这些部件的详细说明。
[第一实施方式]
如图1所示那样,在柴油发动机(以下,简称为发动机)10上设置有吸气歧管10A以及排气歧管10B。在吸气歧管10A上连接有导入新气的吸气通路(吸气管)11,在排气歧管10B上连接有将排气向大气排放的排气通路(排气管)12。
在排气通路12上,从排气上游侧起依次设置有增压器14的涡轮14B、未图示的排气后处理装置等。在吸气通路11上,从吸气上游侧起依次设置有空气滤清器15、吸气流量传感器33、吸气温度传感器32、增压器14的压缩机14A、中间冷却器16、冷却器出口吸气温度传感器34、节流阀17、吸气氧浓度传感器35、以及增压压力传感器36。由这些各种传感器32~36检测的传感器值,向电连接的电子控制单元(以下,称为ECU)40输出。此外,冷却器出口吸气温度传感器34为本发明的下游侧温度传感器的一个例子。
发动机旋转传感器29对未图示的曲轴的转速进行检测。油门开度传感器30对与未图示的油门踏板的踏入量相对应的油门开度进行检测。大气压传感器31搭载于未图示的车辆,对大气压进行检测。由这些传感器29~31检测的传感器值,向电连接的ECU40输出。
ECU40进行发动机10的燃料喷射等各种控制,具备公知的CPU、ROM、RAM、输入接口、输出接口等而构成。此外,ECU40具有吸气温度计算部42、传感器输出值计算部44以及中间冷却器诊断部45作为一部分的功能要素。这些各功能要素作为包含于一体的硬件即ECU40的要素来进行说明,但也能够将这些要素的某一部分设置为独立的硬件。
吸气温度计算部42为本发明的流体温度计算单元的一个例子,基于吸气的状态量等,对比中间冷却器16靠上游侧、即压缩机14A与中间冷却器16之间的吸气温度(以下,称为冷却器入口吸气温度)T2进行计算。更详细地说,在ECU40存储有以下的数式(1),在该数式(1)中,冷却器入口吸气温度:T2,压缩机入口吸气温度:T1,压缩机入口吸气压:P1,压缩机出口吸气压:P2,吸气之比热比:k。
[数1]
吸气温度计算部42向该数式(1)中分别代入由吸气温度传感器32检测的压缩机入口吸气温度T1、由大气压传感器31检测的压缩机入口吸气压P1、以及由增压压力传感器36检测的压缩机出口吸气压P2,由此实时地计算冷却器入口吸气温度T2。
此外,对冷却器入口吸气温度T2进行计算的数式不限定于数式(1),例如,也可以基于以下的数式(2)来计算,在该数式(2)中,冷却器入口吸气温度:T2,压缩机入口吸气温度:T1,压缩机入口吸气压:P1,压缩机出口吸气压:P2,比热比:k,压缩机效率:ηcom。
[数2]
在数式(2)中,压缩机入口吸气温度T1由吸气温度传感器32检测,压缩机入口吸气压P1由大气压传感器31检测,压缩机出口吸气压P2由增压压力传感器36检测。压缩机效率ηcom根据预先存储于ECU40的增压器14的特性数据映射来得到。
传感器输出值计算部44是本发明的传感器输出值计算单元的一个例子,假设在压缩机14A与中间冷却器16之间存在假想的上游侧吸气温度传感器(以下,称为假想吸气温度传感器)。然后,通过使用二次的LPF(LowPassFilter)使传感器的响应延迟反映于由吸气温度计算部42计算出的冷却器入口吸气温度T2,由此对假想吸气温度传感器的推断传感器输出值Test进行计算。以下,对其计算的详细顺序进行说明。
温度传感器的时间常数依存于流体流量等,因此不是恒定的。因此,需要根据物理式来导出时间常数与物理量之间的依存关系。当假设从流体向温度传感器的外壁面或者吸气管的内壁面传递的热能、与这些壁面的温度变化所需要的能量相等时,热传递式由以下的数式(3)表示,在该数式(3)中,固体的密度:ρw,固体的比热:cp,固体的体积:Vw,壁面温度:TS,热传递率:h,导热面积:S,流体温度:Tf。
[数3]
当对数式(3)进行拉普拉斯变换而变形时,由以下的数式(4)表示。
[数4]
其中
根据数式(4)可知,温度变化的时间常数与流体和壁面之间的热传递率h呈反比例。
在本实施方式中,首先考虑温度传感器的热传递率与物理量之间的关系。例如,当使流体的流动均匀并将传感器形状假设为大致圆柱状时,根据公知的热传递率的实验式,放置于均匀流中的圆柱传感器的平均热传递率由以下的数式(5)表示,在该数式(5)中,努塞尔数:Nu,雷诺数:Re,普朗特数:Pr,常量:C。
[数5]
当对于热传递率h来解数式(5),进行各种的假设·近似,并提取流体温度Tf和质量流量mf时,得到以下的数式(6)。
[数6]
当将数式(6)代入数式(4)时,能够得到温度传感器的温度变化时间常数τ1与流体温度Tf以及质量流量mf呈正比例的以下的数式(7)。此外,在数式(7)中,Tf0表示流体温度的基准值,mf0表示质量流量的基准值。
[数7]
其中
接下来,在本实施方式中,对吸气通路(吸气管)11的热传递率与物理量之间的关系进行考虑。当将吸气通路11假设为圆滑的圆筒管时,圆管内部的平均热传递率根据公知的经验式而由以下的数式(8)表示。
[数8]
当实施与上述数式(7)同样的变形时,吸气管的温度变化时间常数τ2与物理量(流体温度Tf,质量流量mf)之间的比例关系,由以下的数式(9)表示。
[数9]
其中
并且,在本实施方式中,还对温度传感器的推断传感器输出值Test与吸气通路(吸气管)11的壁面温度之间的关系进行考虑。推断传感器输出值Test为,当假设成为传感器壁面温度Ts1与吸气管温度Ts2的中间值时,能够由将权重系数设为α的以下的数式(10)表示。
[数10]
Test=(1-α)·Ts1+α·Ts2
其中
0<α<1
传感器壁面温度Ts1以及吸气管温度Ts2分别具有个别的时间常数,当假设根据上述数式(7)或者数式(9)进行变化时,对推断传感器输出值Test的变化进行表示的传递函数,作为二次的LPF而由以下的数式(11)(模型式)表示。
[数11]
其中
传感器输出值计算部44通过将由吸气温度计算部42计算出的冷却器入口吸气温度T2代入数式(11)的流体温度Tf,由此对假想吸气温度传感器的推断传感器输出值Test进行计算。由此,基于根据发动机10的运转状态而变化的冷却器入口吸气温度T2,实时地计算对传感器的响应延迟进行了反映的推断传感器输出值Test。
中间冷却器诊断部45是本发明的冷却器诊断单元的一个例子,基于从冷却器出口吸气温度传感器34输入的实际传感器输入值Tact、以及由传感器输出值计算部44计算出的推断传感器输出值Test,对中间冷却器16的冷却效率进行诊断。
更详细地说,在ECU40存储有预先通过实验等求出的对中间冷却器16的故障进行表示的冷却效率的下限阈值ηmin。在此,故障例如是指:由于部件的劣化、吸气中的混入物等的附着,而吸气与冷却水之间的热交换显著降低的状态等。中间冷却器诊断部45为,在基于推断传感器输出值Test以及实际传感器输入值Tact而计算出的冷却效率ηIC减低为低于下限阈值ηmin的情况下,判断为中间冷却器16产生故障。此外,冷却效率ηIC能够根据以下的数式(12)来计算。
[数12]
接下来,基于图2,对本实施方式的诊断装置的控制流程进行说明。
首先,在点火开关的开启操作的同时,在步骤100中,各种传感器29~36的传感器值被输入ECU40。
在步骤110中,基于数式(1)或者(2)来计算冷却器入口吸气温度T2。并且,在步骤120中,使用对传感器的响应延迟进行反映的数式(11)的模型式,根据冷却器入口吸气温度T2来计算假想吸气温度传感器的推断传感器输出值Test。
在步骤130中,基于从冷却器出口吸气温度传感器34输入的实际传感器输入值Tact、以及在步骤120中计算出的推断传感器输出值Test,来计算中间冷却器16的冷却效率ηIC。
在步骤140中,执行对冷却效率ηIC与下限阈值ηmin进行比较的中间冷却器16的诊断。在冷却效率ηIC低于下限阈值ηmin的情况(是)下,在步骤150中判断为中间冷却器16产生故障。另一方面,在冷却效率ηIC为下限阈值ηmin以上的情况(否)下,主控制返回步骤100。然后,反复执行步骤100~150的各控制步骤,直到点火开关的关闭操作为止。
接下来,对本实施方式的诊断装置的作用效果进行说明。
以往,通过吸气温度传感器来检测中间冷却器下游侧的吸气温度,并且基于吸气的状态量等来计算中间冷却器上游侧的吸气温度,将这些传感器值与计算值进行比较而对中间冷却器的冷却效率进行诊断。然而,由于是对没有传感器的响应延迟的计算值与产生响应延迟的实际传感器值进行比较,因此特别是在过渡运转时有可能不能够进行正确的诊断。此外,在为了容易地进行比较,而在中间冷却器的上游侧以及下游侧分别设置吸气温度传感器的构成中,存在由于传感器数的增加而导致装置整体的成本上升的课题。
与此相对的,本实施方式的诊断装置使用对传感器的响应延迟进行了反映的数式(11),实时地计算假想吸气温度传感器的推断传感器输出值Test。该数式(11)为,为了使传感器的响应延迟高精度地进行反映,而构成为包含吸气温度传感器的温度变化时间常数τ1与物理量(排气流量mf,排气温度Tf)之间的关系、以及吸气通路(吸气管)11的温度变化时间常数τ2与物理量(排气流量mf,排气温度Tf)之间的关系的二次的LPF。通过成为这样的二次的LPF,由此在发动机10的包括过渡运转的全部运转区域中,能够高精度地计算对传感器的响应延迟进行了反映的假想吸气温度传感器的推断传感器输出值Test。
由此,根据本实施方式的诊断装置,能够取消中间冷却器16的上游侧的吸气温度传感器,能够有效地抑制装置整体的成本上升。此外,能够实时地计算对传感器的响应延迟进行了反映的推断传感器输出值Test,与对计算值与传感器值进行简单比较的现有技术相比,能够在包括过渡运转在内的较大的运转区域中对中间冷却器16的冷却效率高精度地进行诊断。
[第二实施方式]
以下,基于图3、4对本发明的第二实施方式的诊断装置进行说明。本发明的第二实施方式应用于EGR冷却器22的诊断。对于具有与第一实施方式相同的功能的构成要素使用相同的符号,并省略其详细说明。
EGR装置20具备:EGR通路21,使排气的一部分向吸气***回流;EGR冷却器22,对EGR气体进行冷却;以及EGR阀23,对EGR气体流量进行调整。在比EGR冷却器22靠下游侧(出口)的EGR通路21上,设置有对由EGR冷却器22冷却的EGR气体的温度进行检测的冷却器出口排气温度传感器37。由冷却器出口排气温度传感器37检测的传感器值向电连接的ECU50输出。
ECU50具有燃料喷射控制部51、指示热效率计算部52、排气温度计算部53、传感器输出值计算部54以及EGR冷却器诊断部55作为一部分的功能要素。这些各功能要素作为包含于一体的硬件即ECU50的要素来进行说明,但也能够将这些要素的某一部分设置为独立的硬件。
燃料喷射控制部51基于从发动机旋转传感器29输入的转速N以及从油门开度传感器30输入的油门开度Q,对发动机10的未图示的燃料喷射装置的燃料喷射定时、燃料喷射量进行控制。
指示热效率计算部52构成本发明的流体温度计算单元的一部分,基于由各种传感器29~37检测的传感器值以及后述的数式等,来计算发动机10的指示热效率变化量Δηi。以下,对其计算顺序进行详述。
根据发动机10的缸内的能量守恒,排气能量Hex由以下的数式(13)表示,在数式(13)中,吸气能量:Hin,燃料的燃烧能量:Qfuel,冷却损失能量:Uhloss,发动机10的指示热效率:ηi。
[数13]
Hex=(1-ηi)Qfuel-Uhloss+Hin
并且,基于数式(13),当假设燃料喷射量恒定、冷却损失能量Uhloss的变化微小时,从基准排气能量Hex,ref的变化量ΔHex通过以下的数式(14)来近似。
[数14]
ΔHex≈Hin-Hin,ref-Δηi·Qfuel
并且,从发动机10排出并达到EGR冷却器22的入口的排气的温度(以下,称为冷却器入口排气温度)T3,由以下的数式(15)表示。
[数15]
其中
Hex=cp,exT3mex
当将数式(14)代入数式(15)时,冷却器入口排气温度T3由以下的数式(16)表示,在该数式(16)中,吸气的定压比热:Cp,in,排气流量:mex,基准排气能量:Hex,ref,基准吸气能量:Hin,ref,排气能量:Hin,燃烧能量:Qfuel。
[数16]
在此,作为指示热效率ηi的变化重要因素,对燃料的喷射开始定时Φ以及吸气氧浓度XO2进行考虑。当将指示热效率变化量Δηi相对于吸气氧浓度XO2的变化假设为线形时,指示热效率变化量Δηi通过泰勒展开而通过以下的数式(17)来近似,在该数式(17)中,吸气氧浓度:XO2,喷射开始定时:Φ,吸入氧浓度修正系数:k1,O2,基准吸入氧浓度:XO2,ref,喷射开始定时修正系数:kn(n=1,2),soi,基准喷射开始定时:Φref。
[数17]
在数式(17)中,当假设吸入氧浓度XO2的变化对于喷射开始定时Φ的影响较微小时,指示热效率变化量Δηi由以下的数式(17)表示。
[数18]
指示热效率计算部52基于该数式(18),实时地计算指示热效率变化量Δηi。更详细地说,在ECU50存储有预先通过实验等而制作的对发动机转速N、油门开度Q以及吸入氧浓度修正系数k1,O2的关系进行规定的修正值映射(未图示)以及对发动机转速N、油门开度Q以及基准吸入氧浓度XO2,ref的关系进行规定的基准值映射(未图示)。并且,在ECU50中存储有预先通过实验等而制作的对发动机转速N、油门开度Q以及喷射开始定时修正系数kn(n=1,2),soi的关系进行规定的修正值映射(未图示)以及对发动机转速N、油门开度Q以及基准喷射开始定时Φref的关系进行规定的基准值映射(未图示)。
指示热效率计算部52从这些映射读取与发动机10的运转状态相对应的值而代入数式(18),并且向数式(18)分别代入从吸气氧浓度传感器35输入的吸气氧浓度XO2以及由燃料喷射控制部51决定的喷射开始定时Φ。由此,实时地计算对从基准吸入氧浓度XO2,ref的变化量以及从基准喷射开始定时Φref的变化量进行了反映的指示热效率变化量Δηi。
排气温度计算部53构成为本发明的流体温度计算单元的一部分,基于上述数式(16)来实时地计算冷却器入口排气温度T3。更详细地说,在ECU50中存储有预先通过实验等而制作的表示发动机转速N、油门开度Q以及基准吸气能量Hin,ref的关系的基准值映射(未图示)以及表示发动机转速N、油门开度Q以及基准排气能量Hex,ref的关系的基准值映射(未图示)。
排气温度计算部53将从这些映射根据发动机10的运转状态而读取的值、根据吸气的状态量等计算出的吸气能量Hin以及根据燃料的低位发热量、燃料喷射量计算出的燃烧能量Qfuel代入数式(16),由此实时地计算冷却器入口排气温度T3。
传感器输出值计算部54是本发明的传感器输出值计算单元的一个例子,假设在EGR冷却器22的上游侧存在假想的上游侧排气温度传感器(以下,称为假想排气温度传感器)。然后,使用二次的LPF使传感器的响应延迟反映于由排气温度计算部53计算出的冷却器入口排气温度T3,由此对假想排气温度传感器的推断传感器输出值Test进行计算。
更详细地说,在ECU50中存储有在第一实施方式中使用的数式(11)。传感器输出值计算部54通过向数式(11)的流体温度Tf代入由排气温度计算部53计算出的冷却器入口排气温度T3,由此对假想排气温度传感器的推断传感器输出值Test进行计算。由此,基于根据发动机10的运转状态而变化的冷却器入口排气温度T3,实时地计算反映了传感器的响应延迟的推断传感器输出值Test。
EGR冷却器诊断部55是本发明的冷却器诊断单元的一个例子,基于从冷却器出口排气温度传感器37输入的实际传感器输入值Tact以及由传感器输出值计算部54计算出的推断传感器输出值Test,对EGR冷却器22的冷却效率进行诊断。
更详细地说,在ECU50中存储有预先通过实验等而求出的表示EGR冷却器22的故障的温度偏差的下限阈值Tmin。在此,故障例如是指:由于部件的劣化、排气中的煤烟等的附着,而排气与冷却水的热交换显著降低的状态等。EGR冷却器诊断部55对推断传感器输出值Test与实际传感器输入值Tact之间的温度偏差ΔT进行计算,并且在该温度偏差ΔT低于下限阈值Tmin的情况下,判断为EGR冷却器22产生故障。
接下来,根据图4对本实施方式的诊断装置的控制流程进行说明。
首先,在点火开关的开启操作的同时,在步骤200中,各种传感器29~37的传感器值被向ECU50输入。
在步骤210中,基于数式(18)来计算指示热效率变化量Δηi。并且,在步骤220中,基于数式(16)来计算冷却器入口排气温度T3。
在步骤230中,使用反映传感器的响应延迟的数式(11)的模型式,根据冷却器入口排气温度T3来计算假想排气温度传感器的推断传感器输出值Test。
在步骤240中,基于从冷却器出口排气温度传感器37输入的实际传感器输入值Tact以及在步骤230中计算出的推断传感器输出值Test,来计算表示EGR冷却器22的冷却效率的温度偏差ΔT。
在步骤250中,执行对温度偏差ΔT与下限阈值Tmin进行比较的EGR冷却器22的诊断。在温度偏差ΔT低于下限阈值Tmin的情况(是)下,在步骤260中判断为EGR冷却器22产生故障。另一方面,在温度偏差ΔT为下限阈值Tmin以上的情况(否)下,主控制返回步骤200。然后,步骤200~260的各控制步骤被反复执行直到点火开关的关闭操作为止。
接下来,对本实施方式的诊断装置的作用效果进行说明。
以往,通过排气温度传感器对EGR冷却器下游侧的排气温度进行检测,并且基于排气的状态量等来计算EGR冷却器上游侧的排气温度,对这些传感器值与计算值进行比较而对EGR冷却器的冷却效率进行诊断。然而,由于是对没有传感器的响应延迟的计算值与产生响应延迟的实际传感器值进行比较,因此特别是在过渡运转时有可能不能够进行正确的诊断。此外,在为了容易地进行比较,而在EGR冷却器的上游侧以及下游侧分别设置排气温度传感器的构成中,存在由于传感器数的增加而导致装置整体的成本上升的课题。
与此相对,本实施方式的诊断装置为,使用反映传感器的响应延迟的数式(11),实时地计算假想排气温度传感器的推断传感器输出值Test。该数式(11)为,为了使传感器的响应延迟高精度地反映,而构成为包含排气温度传感器的温度变化时间常数τ1与物理量(排气流量mf,排气温度Tf)之间的关系以及排气通路(排气管)12的温度变化时间常数τ2与物理量(排气流量mf,排气温度Tf)之间的关系的二次的LPF。通过成为这样的二次的LPF,由此能够在发动机10的包括过渡运转在内的全部运转区域中,高精度地计算反映了传感器的响应延迟的假想排气温度传感器的推断传感器输出值Test。
由此,根据本实施方式的诊断装置,能够取消EGR冷却器22的上游侧的排气温度传感器,能够有效地抑制装置整体的成本上升。此外,能够实时地计算反映了传感器的响应延迟的推断传感器输出值Test,与将计算值与传感器值简单地进行比较的现有技术相比,能够在包含过渡运转在内的较大的运转区域中对EGR冷却器22的冷却效率高精度地进行诊断。
此外,本发明不限定于上述实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围内能够适当地变形而实施。
例如,在上述各实施方式中,说明了对中间冷却器16以及EGR冷却器22的冷却效率进行诊断,但也能够应用于配置在多级增压***的各压缩机间的冷却器等的诊断。此外,发动机10不限定于柴油发动机,也能够广泛应用于汽油发动机等其他发动机。在这些任一种情况下,都能够起到与上述实施方式同样的作用效果。
符号的说明
10发动机
11吸气通路(吸气管)
12排气通路(排气管)
16中间冷却器
22EGR冷却器
34冷却器出口吸气温度传感器(下游侧温度传感器)
37冷却器出口排气温度传感器(下游侧温度传感器)
40ECU
42吸气温度计算部(流体温度计算单元)
44传感器输出值计算部(传感器输出值计算单元)
45中间冷却器诊断部(冷却器诊断单元)
Claims (5)
1.一种诊断装置,是对在发动机的吸排气***中流动的流体进行冷却的冷却器的诊断装置,具备:
下游侧温度传感器,检测比上述冷却器靠下游侧的流体温度;
流体温度计算单元,至少基于流体的状态量,对比上述冷却器靠上游侧的流体温度进行计算;
传感器输出值计算单元,假设对比上述冷却器靠上游侧的流体温度进行检测的上游侧温度传感器,使传感器的响应延迟反映于由上述流体温度计算单元计算出的流体温度,而对该上游侧温度传感器的推断传感器输出值进行计算;以及
冷却器诊断单元,基于从上述下游侧温度传感器输入的实际传感器输入值和由上述传感器输出值计算单元计算出的推断传感器输出值,对上述冷却器的冷却效率进行诊断。
2.如权利要求1记载的诊断装置,其中,
上述传感器输出值计算单元,基于上述流体温度计算单元计算出的流体温度、以及预先存储的对温度传感器的温度变化时间常数、流体流量、流体温度之间的关系进行规定的模型式,对上述推断传感器输出值进行计算。
3.如权利要求2记载的诊断装置,其中,
上述模型式还包括上述流体所流动的流路管的温度变化时间常数、流体流量以及流体温度的关系。
4.如权利要求1至3任一项记载的诊断装置,其中,
上述流体为在与上述发动机连接的吸气管中流动的吸气,
上述冷却器是设置于上述吸气管的中间冷却器。
5.如权利要求1至3任一项记载的诊断装置,其中,
上述流体为从上述发动机排出而向吸气***回流的回流排气,
上述冷却器是对上述回流排气进行冷却的回流排气冷却器。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107642424A (zh) * | 2016-07-20 | 2018-01-30 | 联合汽车电子有限公司 | 电喷***进气温度输出装置 |
CN110297009A (zh) * | 2018-03-23 | 2019-10-01 | 罗斯蒙特公司 | 非侵入式管壁诊断 |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9670860B2 (en) * | 2012-11-05 | 2017-06-06 | Nissan Motor Co., Ltd. | Abnormality diagnosing apparatus of intake air temperature sensor, and abnormality diagnosing method |
KR20160066601A (ko) * | 2014-12-02 | 2016-06-13 | 현대자동차주식회사 | 인터쿨러 열화 진단 방법 |
US10400686B2 (en) * | 2016-10-13 | 2019-09-03 | GM Global Technology Operations LLC | Method of determining air charging system deficient state of health during part load operation |
JP6381728B1 (ja) * | 2017-04-19 | 2018-08-29 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
JP6559291B1 (ja) * | 2018-04-25 | 2019-08-14 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の吸気冷却装置異常検知システム |
KR20200001346A (ko) * | 2018-06-27 | 2020-01-06 | 한국항공우주연구원 | 냉각장치 및 이를 포함한 엔진시험장치 |
KR20210052908A (ko) * | 2019-11-01 | 2021-05-11 | 현대자동차주식회사 | 에어필터 후단 온도센서 진단 방법 |
CN111042941B (zh) * | 2020-01-07 | 2022-12-13 | 一汽解放汽车有限公司 | 一种进气温度传感器可信性故障诊断方法 |
CN114060149B (zh) * | 2020-07-31 | 2023-07-11 | 比亚迪股份有限公司 | 中冷***故障诊断方法及*** |
JP7380527B2 (ja) * | 2020-11-11 | 2023-11-15 | トヨタ自動車株式会社 | ダメージ推定装置、及びダメージ推定方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07119514A (ja) * | 1993-08-31 | 1995-05-09 | Nippondenso Co Ltd | 内燃機関の温度予測装置及び温度制御装置 |
JP2000303895A (ja) * | 1999-04-22 | 2000-10-31 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関 |
JP2008106633A (ja) * | 2006-10-23 | 2008-05-08 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気ガス還流装置 |
JP2009114871A (ja) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の排気還流制御装置 |
CN102828840A (zh) * | 2011-06-13 | 2012-12-19 | 现代自动车株式会社 | 低压egr***和低压egr冷却器的效率检测方法 |
JP2013108414A (ja) * | 2011-11-18 | 2013-06-06 | Isuzu Motors Ltd | Egrクーラー診断システム |
JP2013108416A (ja) * | 2011-11-18 | 2013-06-06 | Isuzu Motors Ltd | インタークーラー診断システム |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5544639A (en) * | 1993-08-31 | 1996-08-13 | Nippondenso Co., Ltd. | Temperature predicting system for internal combustion engine and temperature control system including same |
JP3610839B2 (ja) * | 1999-09-27 | 2005-01-19 | 株式会社デンソー | 内燃機関の空燃比制御装置 |
FR2908825B1 (fr) * | 2006-11-17 | 2009-01-30 | Renault Sas | Estimation d'une temperature de gaz d'echappement en sortie d'un circuit egr d'un moteur a combustion |
KR100887968B1 (ko) * | 2007-11-09 | 2009-03-09 | 현대자동차주식회사 | 디젤 엔진에서 이지알 제어방법 |
JP5133332B2 (ja) * | 2009-12-15 | 2013-01-30 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
JP5481737B2 (ja) * | 2010-09-30 | 2014-04-23 | サンデン株式会社 | 内燃機関の廃熱利用装置 |
KR101251513B1 (ko) * | 2010-12-06 | 2013-04-05 | 기아자동차주식회사 | Lp-egr이 적용된 엔진의 제어 방법 |
JP5883289B2 (ja) * | 2011-12-22 | 2016-03-09 | 日野自動車株式会社 | 異常検出方法 |
JP5897403B2 (ja) * | 2012-05-25 | 2016-03-30 | 日野自動車株式会社 | 異常検出方法 |
JP6125942B2 (ja) * | 2013-07-31 | 2017-05-10 | いすゞ自動車株式会社 | 排気系の状態検出装置 |
JP6144568B2 (ja) * | 2013-07-31 | 2017-06-07 | いすゞ自動車株式会社 | センサ出力値推定装置 |
-
2013
- 2013-07-31 JP JP2013159117A patent/JP6146192B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2014
- 2014-07-31 EP EP14831583.1A patent/EP3029295A4/en not_active Withdrawn
- 2014-07-31 US US14/908,294 patent/US9879598B2/en active Active
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- 2014-07-31 CN CN201480041928.2A patent/CN105408600B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07119514A (ja) * | 1993-08-31 | 1995-05-09 | Nippondenso Co Ltd | 内燃機関の温度予測装置及び温度制御装置 |
JP2000303895A (ja) * | 1999-04-22 | 2000-10-31 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関 |
JP2008106633A (ja) * | 2006-10-23 | 2008-05-08 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気ガス還流装置 |
JP2009114871A (ja) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の排気還流制御装置 |
CN102828840A (zh) * | 2011-06-13 | 2012-12-19 | 现代自动车株式会社 | 低压egr***和低压egr冷却器的效率检测方法 |
JP2013108414A (ja) * | 2011-11-18 | 2013-06-06 | Isuzu Motors Ltd | Egrクーラー診断システム |
JP2013108416A (ja) * | 2011-11-18 | 2013-06-06 | Isuzu Motors Ltd | インタークーラー診断システム |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107642424A (zh) * | 2016-07-20 | 2018-01-30 | 联合汽车电子有限公司 | 电喷***进气温度输出装置 |
CN107642424B (zh) * | 2016-07-20 | 2020-01-14 | 联合汽车电子有限公司 | 电喷***进气温度输出装置 |
CN110297009A (zh) * | 2018-03-23 | 2019-10-01 | 罗斯蒙特公司 | 非侵入式管壁诊断 |
US11085589B2 (en) | 2018-03-23 | 2021-08-10 | Rosemount Inc. | Non-intrusive pipe wall diagnostics |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2015016303A1 (ja) | 2015-02-05 |
JP2015031167A (ja) | 2015-02-16 |
CN105408600B (zh) | 2017-12-15 |
JP6146192B2 (ja) | 2017-06-14 |
EP3029295A4 (en) | 2017-01-11 |
US20160169100A1 (en) | 2016-06-16 |
US9879598B2 (en) | 2018-01-30 |
EP3029295A1 (en) | 2016-06-08 |
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