内燃机系统的冷却装置及其控制方法_4

文档序号:8227340阅读:来源:国知局
60中的比差压阀61靠上述冷却水通路35侧的第三部分的压力P3与该通路60中的比差压阀61靠上述排气通路12侧的第四部分的压力P4进行比较,当升高为预定压力JPB以上时([P3-P4]彡JPB),成为开阀的结构。另外,差压阀61在冷却系统30正常动作且冷却水温度THW被调整成适当的温度范围内时不打开,而在发生涡轮泄漏异常而涡轮冷却水路33中的压力过度升高时打开。在本实施方式中,采用满足这样的条件的差压阀61。
[0088]另外,在上述通路60,在比差压阀61靠冷却水通路35侧的第三部分安装有用于将通过该通路60的气体中包含的水分分离的隔板62。
[0089]以下,说明设置这样的通路60和差压阀61产生的作用。
[0090]当发生涡轮泄漏异常而将各切换阀41、42切换成第二工作模式时,冷却水向涡轮冷却水路33的供给停止,因此该涡轮冷却水路33中的冷却水滞留而持续被加热。并且,当由于与之相伴的冷却水温度THW的上升、冷却水的蒸发等而涡轮冷却水路33的内部压力升高时,冷却水从涡轮冷却水路33向上述排气通路12的泄漏量可能会增多。在这种情况下,由于排气压力的上升而吸入空气量GA变得极少,内燃机10可能无法运转,或者被供给大量的水分而排气净化装置13可能发生破裂。
[0091]在本实施方式的装置中,当发生涡轮泄漏异常而涡轮冷却水路33中的压力升高时,上述通路60的第三部分的压力升高而差压阀61被打开,因此由于涡轮冷却水路33中的冷却水的蒸发而产生的蒸气经由上述通路60及隔板62向排气通路12排出。蒸气向该排气通路12的排出经由上述隔板62进行,因此虽说存在水分从涡轮冷却水路33向上述排气通路12流入的可能性,但能够将水分的流入量减少由隔板62分离的量,能够抑制内燃机10的吸入空气量GA的减少、排气净化装置13的破裂异常的发生等。而且,由于经由上述通路60向排气通路12排出蒸气,因此能够抑制涡轮冷却水路33的内部压力的上升。因此,在冷却水经由产生于涡轮冷却水路33的龟裂而向排气通路12泄漏时,能够减少其泄漏量。
[0092]另外,在本实施方式的装置中,在发生涡轮泄漏异常而异常标志或涡轮异常标志被进行接通操作时,将各切换阀41、42切换成第二工作模式,而且将排气阀门25驱动成最大开度。由此,虽说此时冷却水经由产生于涡轮冷却水路33的龟裂而向排气通路12中泄漏,并且由于该冷却水蒸发而可能会导致排气压力的紧急上升,但能抑制排气通路12中的压力的上升。因此,能够抑制因排气压力的上升而引起的吸入空气量GA的减少,能够抑制内燃机10的输出转矩的下降。
[0093](其他实施方式)
[0094]另外,上述各实施方式可以如以下那样进行变更而实施。
[0095].在第二实施方式或第三实施方式中,在异常标志或涡轮异常标志被进行接通操作时,可以将排气阀门25驱动成全开开度。即,此时,能够根据内燃机10的运转状态来执行排气阀门25的开度控制。
[0096]?在各实施方式中,只要能适当地抑制因从发生内燃机泄漏异常到冷却水温度THW上升为止的时间延迟而引起的误判定即可,可以省略异常判定处理(图4)的步骤S107?步骤S109、步骤Slll及步骤S112的处理。
[0097].在各实施方式中,在未检测出涡轮泄漏异常的发生时(图4的步骤S106:否),可以学习由流量传感器17检测出的实际流量Q2作为与此时的内燃机10的运转状态对应的基本流量Q0。根据这样的装置,能够将基本流量QO形成为与实际情况对应的值,因此能够基于基本流量QO与实际流量Q2的比较来高精度地进行涡轮泄漏异常的判定。
[0098].在各实施方式中,在除了满足“基本流量QO比实际流量Q2多出判定量以上”这样的条件之外(图4的步骤S106:是),还满足“实际流量Q2的每单位时间的减少量为判定值以上”这样的条件时,可以将异常标志进行接通操作(步骤S107)。并且,由此也可以将各切换阀41、42切换成第二工作模式。在此,当发生涡轮泄漏异常时,在其刚发生之后,实际流量Q2急速减少。根据上述装置,可以将发生这样的实际流量Q2的急速减少这一情况作为判定涡轮泄漏异常的发生的条件。因此,能够避免在伴随着冷却系统30的经时变化而实际流量Q2逐渐减少的情况下误判断为发生涡轮泄漏异常这一情况,能够高精度地判定涡轮泄漏异常的发生。
[0099].在各实施方式中,作为用于算出基本流量QO的计算参数,并不局限于采用内燃机负载KL、内燃机旋转速度NE、冷却水温度THW这一情况,只要是与冷却系统30内的冷却水的流量相关的值即可,可以采用任意的值。作为上述计算参数,可以采用例如吸气温度、油门操作量、车辆行驶速度等。
[0100].在各实施方式中,对未发生内燃机泄漏异常这一情况进行检测的方法只要是能够对由于来自内燃机冷却水路32的冷却水的泄漏而引起的冷却性能的下降而使内燃机10的温度过度升高这一情况、或者过度升高的可能性高这一情况进行判断的检测方法即可,可以采用任意的检测方法。作为这样的检测方法,可考虑例如以下的(检测方法I)?(检测方法3)。另外,作为以下的(检测方法I)、(检测方法2)中的判定温度,可以设定用于判定内燃机10的过热的温度等。
[0101](检测方法I)在冷却水温度THW为判定温度以上时,检测为发生内燃机泄漏异常,而在冷却水温度THW小于判定温度时,检测为未发生内燃机泄漏异常。
[0102](检测方法2)设置对内燃机10的温度进行检测的温度传感器,在由该温度传感器检测出的内燃机10的温度为判定温度以上时,检测为发生内燃机泄漏异常,而在该内燃机10的温度小于判定温度时,检测为未发生内燃机泄漏异常。
[0103](检测方法3)在内燃机10中的爆震的发生频率为预定值以上时,检测为发生内燃机泄漏异常,而在爆震的发生频率小于预定值时,检测为未发生内燃机泄漏异常。
[0104].在各实施方式中,对应于对未发生内燃机泄漏异常这一情况进行检测,用于检测冷却水温度THW的温度传感器16未发生异常这一情况可以通过周知的方法进行检测。根据这样的装置,能够避免由于温度传感器16的异常而误判断为发生内燃机泄漏异常这一情况,因此能够准确地掌握未发生内燃机泄漏异常这一情况。
[0105]?在各实施方式中,作为用于掌握有无发生涡轮泄漏异常的冷却水量,也可以取代使用冷却水的流量其本身这一情况而使用作为冷却水量的指标值的冷却水压力。在此,在假定各切换阀41、42为第一工作模式的状态下冷却水未从冷却系统30泄漏的情况下,向涡轮冷却水路33供给的冷却水的压力(基本压力)与通过内燃机冷却水路32的冷却水的压力大致相等。通过内燃机冷却水路32的冷却水的压力能够基于内燃机10的运转状态来高精度地推定。因此,上述基本压力也可以基于内燃机10的运转状态来高精度地推定。而且,当发生涡轮泄漏异常时,在通过涡轮冷却水路33后向冷却水通路35流出的冷却水的压力(实际压力)降低。因此,根据由压力传感器检测出的实际压力比上述基本压力低预定压力以上这一情况,能够掌握发生涡轮泄漏异常这一情况。
[0106]在上述装置中,例如下述那样能够掌握有无涡轮泄漏异常。即,取代流量传感器17,而将用于检测冷却水的压力的压力传感器安装在冷却水通路35的排气涡轮22与第二切换阀42之间的部分。该压力传感器也可以安装在涡轮冷却水路33的冷却水流出口的附近。在该装置中,压力传感器相当于流出量传感器。
[0107]图9表示变形例的异常判定处理的执行步骤。另外,在图9中,对于与先前的图4所示的异常判定处理相同的处理,标注同一附图标记而表示,省略其详细说明。如图9所示,在异常判定处理中检测出未发生内燃机泄漏异常这一情况时(图4的步骤S102:是),基于内燃机10的运转状态来算出上述基本压力(图9的步骤S304),并且由上述压力传感器检测上述实际压力(步骤S305)。而后,在基本压力比实际压力高出判定压以上时(步骤S306:是),发生涡轮泄漏异常的可能性高,异常标志被进行接通操作(步骤S107)。另一方面,在基本压力与实际压力之差(=基本压力-实际压力)小于判定压时(步骤S306:否),执行步骤Slll以后的处理。
[0108]?在各实施方式中,基于冷却水的流量来掌握有无发生涡轮泄漏异常,但也可以基于排气压力、排气流量来掌握有无发生涡轮泄漏异常。当冷却水从涡轮冷却水路33泄漏时,由于与之相伴的冷却系统30的冷却性能的下降而涡轮增压器20的增压性能下降,内燃机10的排气压力下降或排气流量减少。而且,在从涡轮冷却水路33向排气通路12泄漏冷却水的情况下,该冷却水在排气通路12内蒸发而该排气通路12的内部压力(排气压力)升高或在排气通路12中流动的气体流量(排气流量)增多。相对于此,假定为冷却水未从涡轮冷却水路33泄漏时的内燃机10的排气压力(基本排气压力)、排气流量(基本排气流量)能够基于该内燃机10的运转状态(内燃机负载KL、内燃机旋转速度NE)来高精度地推定。因此,根据由压力传感器检测出的实际的排气压力(实际排气压力)比上述基本排气压力高出第一预定压力以上这一情况、或低出第二预定压力以上这一情况,能够掌握发生涡轮泄漏异常这一情况。而且,根据由流量传感器检测出的实际的排气流量(实际排气流量)比上述基本排气流量多出第一预定量以上这一情况、或少出第二预定量以上这一情况,能够掌握发生涡轮泄漏异常这一情况。
[0109]以下,具体说明基于排气压力来掌握有无发生涡轮泄漏异常的装置。在该装置中,在排气通路12中的比排气涡轮22靠排气流动方向下游侧的部分安装用于检测排气压力的压力传感器。该压力传感器也可以安装在排气通路12中的比上述排气涡轮22靠排气流动方向上游侧的部分。
[0110]图10表示变形例的异常判定处理的执行步骤。另外,在图10中,对于与先前的图4所示的异常判定处理相同的处理,标注同一附图标记来表示,省略其详细说明。如图10所示,在异常判定处理中检测出未发生内燃机泄漏异常这一情况时(图4的步骤S102:是),基于内燃机10的运转状态来算出上述基本排气压力(图10的步骤S404),并由上述压力传感器检测实际排气压力(步骤S405)。并且,在实际排气压力与基本排气压力之差(=实际排气压力-基本排气压力)为第一判定压力以上时或第二判定压力以下时(步骤S406:否),发生涡轮泄漏异常的可能性高,异常标志被进行接通操作(步骤S107)。另一方面,在实际排气压力与基本排气压力之差
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