专利名称：传感器的异常检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在内燃机中使用的传感器的异常检测装置。
背景技术：
图1是表示带有增压器的内燃机的一例的图，该内燃机具有连接在发动机1的进气歧管2上的吸气通路3及连接在排气歧管4上的排气通路5。在上述排气通路5中，具备由排气气体6驱动的涡轮7，并且在上述吸气通路3中，设有由该涡轮7生成压缩空气9的压缩机8，通过涡轮7及压缩机8构成由涡轮增压器形成的增压器10，将由增压器10的压缩机8压缩的压缩空气9供给到上述吸气通路3中。此外，在吸气通路3中，在从压缩机8 的下游侧到进气歧管2之间配置有中间冷却器12。在图1中，附图标记11是空气过滤器， 13是发动机1的汽缸，14是燃料喷射装置。在上述吸气通路3与排气通路5之间设有EGR机构15。图1的EGR机构15将进气歧管2与上述排气歧管4之间通过EGR配管16连接，在该EGR配管(EGR通路)16中具备EGR冷却器17，并且设有由致动器18开闭的EGR阀19。在未图示的驾驶席的加速器中，具备检测加速器开度作为发动机1的负荷的加速器传感器(负荷传感器)20，并且，在发动机1中，装备有检测其转速的旋转传感器21，将来自这些加速器传感器20及旋转传感器21的加速器开度信号20a及转速信号21a对构成发动机控制计算机(ECU Electronic Control Unit)的控制装置22输入。另一方面，在控制装置22中，对EGR阀19的致动器18输出指令开度的开度指令信号18a。此外，朝向对各汽缸13喷射燃料的燃料喷射装置14输出指令燃料的喷射定时及喷射量的燃料喷射信号14a。在发动机1的运转时，基于加速器开度信号20a及转速信号21a从控制装置22控制EGR阀19，将EGR阀19的开度保持在对应于发动机1的运转状态的位置，由此，将EGR气体再循环到吸气通路3中，实现排气气体的NOx降低。此外，在内燃机中，在进气歧管2的入口附近装备有进气歧管温度传感器(未图示)，将来自进气歧管温度传感器的进气歧管温度信号对控制装置22输入，被用于各种控制。进而，在先行技术文献中，存在在增压器的上游侧和下游侧具备检测吸气温度的两个吸气温度传感器、在升压条件下等利用两个吸气温度传感器检测吸气温度传感器的故障的结构(例如参照专利文献1)。专利文献1 特开平10 - 153125号公报。
发明内容
但是，在这样的以往的结构中，检测进气歧管温度传感器的特性异常并不容易，所以要求容易且可靠地检测传感器的特性异常。此外，如先行技术文献那样，使用位于增压器的上游侧和下游侧的两个吸气温度传感器的结构，能够将吸气温度传感器比较的条件被限制，有不能可靠地检测传感器的特性异常的问题。本发明是鉴于上述实际情况而做出的，目的是提供一种容易且可靠地检测传感器的特性异常的传感器的异常检测装置。本发明的传感器的异常检测装置，对于具备从压缩机经由中间冷却器向进气歧管吸气的发动机的吸气通路、使EGR气体从排气通路经由EGR冷却器及EGR阀向发动机的吸气通路返回的EGR通路、位于吸气通路的压缩机的上游侧、检测向发动机的吸气温度的吸气温度传感器、位于吸气通路的从中间冷却器的下游侧到EGR通路的出口部之间、检测中间冷却器的出口温度的中间冷却器出口温度传感器、和位于吸气通路的从EGR通路的出口部到进气歧管之间、检测进气歧管的温度的进气歧管温度传感器的结构，构成为
在发动机的冷时，将吸气温度传感器、中间冷却器出口温度传感器、进气歧管温度传感器的温度比较，在1个温度不同的情况下，判断为在不同的温度的传感器中存在特性异常； 根据升压上升后的中间冷却器出口温度传感器的温度、和升压上升前的中间冷却器出口温度传感器的温度求出第一温度差，在第一温度差比第一基准幅度小的情况下，判断为在中间冷却器出口温度传感器中存在特性异常；
根据将EGR阀打开后的进气歧管温度传感器的温度和中间冷却器出口温度传感器的温度求出第二温度差，在第二温度差比第二基准幅度小的情况下，判断为在进气歧管温度传感器中存在特性异常。在本发明的传感器的异常检测装置中，优选的是，对于具备位于EGR通路的从EGR 冷却器的下游侧到EGR阀之间、检测EGR气体的出口温度的EGR出口温度传感器的结构，构成为
将打开EGR阀之前的EGR出口温度传感器的第一温度与EGR温度第一基准值比较、在第一温度比EGR温度第一基准值高的情况下、或将打开EGR阀之后的EGR出口温度传感器的第二温度与EGR温度第二基准值比较、在第二温度比EGR温度第二基准值低的情况下，判断为在EGR出口温度传感器中存在特性异常。于是，在冷时的空转状态下，在吸气通路中流过相同温度的吸气，通常，基于吸气温度传感器、中间冷却器出口温度传感器、进气歧管温度传感器检测到相同的温度，在将吸气温度传感器、中间冷却器出口温度传感器、进气歧管温度传感器的温度比较时，在吸气温度传感器、中间冷却器出口温度传感器、进气歧管温度传感器全部是相同的温度的情况下， 判断为可能全部的传感器是正常的，在吸气温度传感器、中间冷却器出口温度传感器、进气歧管温度传感器的1个是不同的温度的情况下，判断为在该传感器中存在特性异常。此外，在升压上升时，通过增压器使下游的温度上升，基于中间冷却器出口温度传感器检测到上升了第一基准幅度以上的温度，根据升压上升后的中间冷却器出口温度传感器的温度、和升压上升前的中间冷却器出口温度传感器的温度求出第一温度差，在第一温度差比第一基准幅度大的情况下判断为中间冷却器出口温度传感器是正常的，在第一温度差比第一基准幅度小的情况下判断为在中间冷却器出口温度传感器中存在特性异常。进而，在使EGR气体流到EGR通路中时，EGR通路的温度上升，基于进气歧管温度传感器检测到上升了第二基准幅度以上的温度，根据打开EGR阀后的进气歧管温度传感器的温度、和中间冷却器出口温度传感器的温度求出第二温度差，在第二温度差比第二基准幅度大的情况下，判断为进气歧管温度传感器是正常的，在第二温度差比第二基准幅度小的情况下，判断为在进气歧管温度传感器中存在特性异常。进而，此外在具备位于EGR通路的从EGR冷却器的下游侧到EGR阀之间、检测EGR 气体的出口温度的EGR出口温度传感器的情况下，通常，基于在EGR通路中流过EGR气体前 EGR通路的温度比EGR温度第一基准值低、流过EGR气体后EGR通路的温度比EGR温度第二基准值高，在EGR通路中流过EGR气体前EGR通路的温度比EGR温度第一基准值低的情况下、或在EGR通路中流过EGR气体后EGR通路的温度比EGR温度第二基准值高的情况下，判断为正常，在EGR通路中流过EGR气体前EGR通路的温度比EGR温度第一基准值高的情况下、或在EGR通路中流过EGR气体后EGR通路的温度比EGR温度第二基准值低的情况下，判断为异常。根据本发明的传感器的异常检测装置，能够起到下述这样的良好的效果。(I)在冷时交叉检验多个传感器，能够容易且适当地检测出特性异常的有无。此外，关于中间冷却器出口温度传感器及进气歧管温度传感器，不仅是冷时，在升压上升时及 EGR气体流下时的暖机时也检测特性异常的有无，所以能够更容易且可靠地检测特性异常。(II)吸气温度传感器、中间冷却器出口温度传感器、进气歧管温度传感器都连续地检测EGR出口温度传感器的特性异常的有无，所以能够容易地检测特性异常。
图1是表示以往的发动机的整体概略图。图2是表示本发明的实施例的整体概略图。图3是在本发明的实施例中表示处理的流程图。图4是概念性地表示在冷时将吸气温度传感器、中间冷却器出口温度传感器、进气歧管温度传感器的温度比较的条件的曲线图。图5是概念性地表示将暖机时的中间冷却器出口温度传感器的温度与冷时的中间冷却器出口温度传感器的温度比较的条件的曲线图。图6是概念性地表示将暖机时的进气歧管温度传感器的温度与暖机时的中间冷却器出口温度传感器的温度比较的条件的曲线图。图7是概念性地表示将暖机时及冷时的EGR出口温度传感器比较的条件的曲线图。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。图2 图7是表示本发明的实施例的图，图中，赋予与图1相同附图标记的部分表示相同的事物。实施例在压缩机8的上游侧具备检测向发动机1的吸气温度的吸气温度传感器 23。此外，在吸气通路3的从中间冷却器12的下游侧到EGR配管(EGR通路)16的出口部 16a之间，配置有检测中间冷却器12的出口温度的中间冷却器出口温度传感器对，并且，在吸气通路3中，在从EGR配管16的出口部16a到进气歧管2之间，配置有检测进气歧管2的温度的进气歧管温度传感器25。进而，在EGR配管16的从EGR冷却器17的下游侧到EGR 阀19之间，具备检测EGR气体的出口温度的EGR出口温度传感器26。这里，中间冷却器出口温度传感器24配置在中间冷却器12的出口附近，并且进气歧管温度传感器25配置在进气歧管2的入口附近，进而，EGR出口温度传感器26配置在EGR冷却器17的出口附近。此夕卜，在发动机1中装备有检测冷却水的温度的水温传感器27。此外，在未图示的驾驶席的加速器中，具备检测加速器开度作为发动机1的负荷的加速器传感器(负荷传感器)20，并且，在发动机1中，装备有检测其转速的旋转传感器 21。 进而，将来自吸气温度传感器23的吸入温度信号23a、来自中间冷却器出口温度传感器24的中间冷却器出口温度信号24a、来自进气歧管温度传感器25的进气歧管温度信号25a、来自EGR出口温度传感器26的EGR出口温度信号26a、来自水温传感器27的冷却水温度信号27a、以及来自加速器传感器20及旋转传感器21的加速器开度信号20a及转速信号21a对构成发动机控制计算机(ECU Electronic Control Unit)的控制装置28输入。另一方面，在控制装置28中，根据被输入的信号对EGR阀19的致动器18输出指令开度的开度指令信号18a，并且对故障灯等显示机构29输出显示信号29a。此外，朝向对各汽缸13喷射燃料的燃料喷射装置14输出指令燃料的喷射定时及喷射量的燃料喷射信号 14a。此外，在控制装置28中，被输入图3所示的流程的控制，并且按照流程的控制，处理来自吸气温度传感器23、中间冷却器出口温度传感器24、进气歧管温度传感器25、EGR出口温度传感器26的各信号23a、24a、25a、26a。以下，说明本发明的实施例的作用。在将NOx的发生减少时，基于发动机1的运转域中的加速器开度信号20a及转速信号21a等，控制装置28对EGR阀19的致动器18发出开度指令信号18a，调节EGR配管 16的开度，使排气的一部分从排气歧管4经由EGR配管16向进气歧管2流入，实现汽缸13 内的燃烧温度的下降而减少NOx的发生。此外，控制装置28随着发动机起动，按照图3的过程进行以下的处理。最初，在发动机1的冷起动时，在空转状态下，将吸气温度传感器23、中间冷却器出口温度传感器24、进气歧管温度传感器25的温度比较(在图4中是时间a)，交叉检验是否全部相同而判断(步骤Si)。这里，该判断(步骤Si)在基于水温传感器27的发动机1的水温较低且EGR阀19关闭而EGR气体不流动时进行，并且防止误检测，所以仅限定于吸气流动且没有被增压的发动机状态。并且，在该判断时(步骤Si)，在吸气通路3中流过大致相同温度的冷气(吸气)，通常，吸气温度传感器23、中间冷却器出口温度传感器24、进气歧管温度传感器25检测到相同的温度，所以将吸气温度传感器23、中间冷却器出口温度传感器24、进气歧管温度传感器25的温度信号23a、24a、25a比较，在吸气温度传感器23、中间冷却器出口温度传感器 24、进气歧管温度传感器25全部是相同的温度的情况下(步骤Sl的YES)，判断为可能全部的传感器是正常的，向下个阶段转移(步骤S2)。另一方面，在吸气温度传感器23、中间冷却器出口温度传感器24、进气歧管温度传感器25的1个是不同的温度的情况下(步骤Sl的 N0)，判断在不同的温度的传感器中存在特性异常(步骤S3)。在判断为可能全部的传感器是正常的情况(步骤Sl的YES)之后，作为确认发动机暖机后的中间冷却器出口温度传感器24的特性异常的阶段，从增压后(升压上升后)的中间冷却器出口温度传感器M的温度减去在之前的阶段(步骤Si)中取得的增压前(升压上升之前)的中间冷却器出口温度传感器M的温度，求出第一温度差，将第一温度差与第一基准幅度(图5的Atl和Atl，)比较(步骤S2)。并且，在该判断时(步骤S2)，通常因升压的上升而温度上升，在基于中间冷却器出口温度传感器M检测到上升了第一基准幅度Atl以上且Au’以下的温度、中间冷却器出口温度传感器M的第一温度差成为第一基准幅度Atl以上且Δ Γ以下的情况下(步骤S2的YES)，中间冷却器出口温度传感器M判断为正常，向下个阶段转移(步骤S4)。另一方面，在中间冷却器出口温度传感器M的第一温度差比第一基准幅度Atl小的情况或比Atr大的情况下(步骤S2的N0)，判断为在中间冷却器出口温度传感器M中存在特性异常(步骤S5)。在判断为中间冷却器出口温度传感器M是正常的情况(步骤S2的YES)之后，作为发动机暖机后的进气歧管温度传感器25的确认阶段，从将EGR阀19打开后的进气歧管温度传感器25的温度减去将EGR阀19打开后的中间冷却器出口温度传感器M的温度，求出第二温度差，将第二温度差与第二基准幅度(图6的At2和At2’)比较(步骤S4)。这里，判断暖机后的中间冷却器出口温度传感器M的特性异常的阶段(步骤S2)、和判断暖机后的进气歧管温度传感器25的特性异常的阶段(步骤S4)优选的是以图3的流程的顺序处理，但也可以在处理了判断暖机后的进气歧管温度传感器25的特性异常的阶段(步骤S4) 之后、处理判断暖机后的中间冷却器出口温度传感器M的特性异常的阶段(步骤S2)，也可以将这两个阶段同时处理。并且，在该判断时(步骤S4)，通常因向EGR配管16的EGR气体的流下而进气歧管 2的温度上升，在基于进气歧管温度传感器25检测到比中间冷却器出口温度传感器M上升了第二基准幅度八t2以上且At2’以下的温度、进气歧管温度传感器25的第二温度差为第二基准幅度At2以上且Δ t2’以下的情况下(步骤S4的YES)，判断为进气歧管温度传感器25正常，向下个阶段转移(步骤S6)。另一方面，在进气歧管温度传感器25的第二温度差比第二基准幅度At2小的情况下或比八t2，大的情况下(步骤S4的N0)，判断为在进气歧管温度传感器25中存在特性异常(步骤S7)。这里，在EGR气体的温度较低的情况下、或在 EGR气体交杂的流量较小的情况下，进气歧管2的温度变化也较小，所以优选的是，以EGR气体的温度较高的情况、或EGR气体交杂的流量较大的情况为条件实施进气歧管温度传感器 25的检测处理。此外，在EGR阀19粘连而发生特性异常的情况下，在第二温度差中没有第二基准幅度的差，或者第二温度差变为负，能够判别特性异常。在判断为进气歧管温度传感器25为正常的情况(步骤S4的YES)之后，作为EGR出口温度传感器26的特性异常的确认阶段，将打开EGR阀19之前的EGR出口温度传感器沈的第一温度(图7的Tl)与EGR温度第一基准值比较，并且将打开EGR阀19之后的EGR出口温度传感器26的第二温度(图7的T2)与EGR温度第二基准值比较(步骤S6)。这里，判断EGR出口温度传感器沈的特性异常的阶段(步骤S6)也可以以图3的流程的顺序处理， 但优选的是在判断暖机后的中间冷却器出口温度传感器M的特性异常的阶段(步骤S2)、 或判断暖机后的进气歧管温度传感器25的特性异常的阶段(步骤S4)之前处理将第一温度与EGR温度第一基准值比较的阶段。此外，也可以将判断EGR出口温度传感器沈的特性异常的阶段(步骤S6)与其他处理同时处理，也可以将顺序重组。
并 且，在该判断时(步骤S6)，通常在将EGR阀19打开之前基于EGR配管16内的温度Tl比EGR温度第一基准值低、并且在将EGR阀19打开之后基于在EGR冷却器17下游侧也是EGR配管16内的温度T2比EGR温度第二基准值高、将EGR阀19打开之前的EGR配管 16内的温度比EGR温度第一基准值低的情况下、或将EGR阀19打开之后的EGR配管16内的温度比EGR温度第二基准值高的情况下(步骤S6的YES)，判断为正常(步骤S8)。另一方面，在将EGR阀19打开之前的EGR配管16内的温度比EGR温度第一基准值高的情况下、或将EGR阀19打开之后的EGR配管16内的温度比EGR温度第二基准值低的情况下(步骤S6 的N0)，判断为在EGR出口温度传感器26中存在特性异常(步骤S9)。这里，EGR冷却器17 的出口温度因EGR气体流的有无而变化，在冷时(将EGR阀19关闭且没有EGR气体流)已经成为较高的温度的情况下，能够检测到高温侧的粘连，在暖机时(将EGR阀19打开且有EGR 气体流)已经成为较低的温度的情况下，能够检测到低温侧的粘连。然后，在判断为EGR出口温度传感器26为正常的情况下(步骤S8)，最终为全部的传感器23、24、25、26是正常而结束。此外，在判断为在传感器23、24、25、26的某个中存在特性异常的情况下(步骤S3、S5、S7、S9)，控制装置28向故障灯等显示机构29输出显示信号29a，在显示机构29上进行点灯等显示，通知存在特性异常的内容(步骤S9)。于是，这样根据实施例，在冷时交叉检验多个传感器23、24、25，能够容易且适当地检测出特性异常的有无。此外，关于中间冷却器出口温度传感器24及进气歧管温度传感器 25，不仅是冷时，在升压上升时及EGR气体流下时的暖机时也检测特性异常的有无，所以能够更容易且可靠地检测特性异常。在实施例中，吸气温度传感器23、中间冷却器出口温度传感器24、进气歧管温度传感器25都连续地检测EGR出口温度传感器26的特性异常的有无，所以能够容易地检测特性异常。此外，不仅是传感器自身的异常，还能够检测吸气温度、中间冷却器12的出口温度、进气歧管2的温度、EGR配管16的温度的特性异常，所以能够检测各种故障及异常。另外，本发明的传感器的异常检测装置并不仅限定于上述实施例，当然在不脱离本发明的主旨的范围内能够加以各种变更。附图标记说明 1发动机
2进气歧管 3吸气通路 5排气通路 8压缩机 12中间冷却器
16EGR配管(EGR通路) 16a出口部
17EGR冷却器 19 EGR 阀
23吸气温度传感器 24中间冷却器出口温度传感器 25进气歧管温度传感器26 EGR出口温度传感器
权利要求
1.一种传感器的异常检测装置，其特征在于，对于具备从压缩机经由中间冷却器向进气歧管吸气的发动机的吸气通路、使EGR气体从排气通路经由EGR冷却器及EGR阀向发动机的吸气通路返回的EGR通路、位于吸气通路的压缩机的上游侧、检测向发动机的吸气温度的吸气温度传感器、位于吸气通路的从中间冷却器的下游侧到EGR通路的出口部之间、检测中间冷却器的出口温度的中间冷却器出口温度传感器、和位于吸气通路的从EGR通路的出口部到进气歧管之间、检测进气歧管的温度的进气歧管温度传感器的结构，构成为在发动机的冷时，将吸气温度传感器、中间冷却器出口温度传感器、进气歧管温度传感器的温度比较，在1个温度不同的情况下，判断为在不同的温度的传感器中存在特性异常；根据升压上升后的中间冷却器出口温度传感器的温度、和升压上升前的中间冷却器出口温度传感器的温度求出第一温度差，在第一温度差比第一基准幅度小的情况下，判断为在中间冷却器出口温度传感器中存在特性异常；根据将EGR阀打开后的进气歧管温度传感器的温度和中间冷却器出口温度传感器的温度求出第二温度差，在第二温度差比第二基准幅度小的情况下，判断为在进气歧管温度传感器中存在特性异常。
2.如权利要求1所述的传感器的异常检测装置，其特征在于，对于具备位于EGR通路的从EGR冷却器的下游侧到EGR阀之间、检测EGR气体的出口温度的EGR出口温度传感器的结构，构成为将打开EGR阀之前的EGR出口温度传感器的第一温度与EGR温度第一基准值比较、在第一温度比EGR温度第一基准值高的情况下、或将打开EGR阀之后的EGR出口温度传感器的第二温度与EGR温度第二基准值比较、在第二温度比EGR温度第二基准值低的情况下，判断为在EGR出口温度传感器中存在特性异常。全文摘要
构成为在发动机的冷时，将吸气温度传感器、中间冷却器出口温度传感器、进气歧管温度传感器的温度比较，判断传感器的特性异常；根据升压上升后的中间冷却器出口温度传感器的温度、和升压上升前的中间冷却器出口温度传感器的温度求出第一温度差，判断中间冷却器出口温度传感器的特性异常；根据将EGR阀打开后的进气歧管温度传感器的温度和中间冷却器出口温度传感器的温度求出第二温度差，判断进气歧管温度传感器的特性异常。
文档编号F02D45/00GK102265017SQ20098015247
公开日2011年11月30日 申请日期2009年12月18日 优先权日2008年12月25日
发明者名越胜之 申请人:日野自动车株式会社