内燃机的异常判定装置的制作方法

本发明涉及利用通气管道将增压器的上游侧的进气通路与曲轴箱连接起来的内燃机的异常判定装置。

背景技术：

在这样的内燃机的异常判定装置中，根据下述专利文献1，如下的内燃机的异常判定装置是公知的：计算出在进气通路的进气流量为规定流量以上的内燃机的高负荷时通气管道为正常时的通气管道的预测压力在规定时间的累计值和压力传感器检测出的通气管道的实际压力在规定时间的累计值，在实际压力的累计值与预测压力的累计值之比为阈值以下时判定通气管道的连接部脱落。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：us2016/0097355a1

技术实现要素：

发明要解决的课题

然而，根据上述以往的内燃机的异常判定装置，由于需要通过较长的时间对通气管道的实际压力和预测压力进行累计，因此，不仅在异常判定上花费时间，而且若由于压力传感器的输出的偏移使实际压力与预测压力的对应关系产生偏差，则异常判定的精度有可能降低。

本发明正是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于，在短时间内高精度地判定内燃机的通气管道的异常。

用于解决课题的手段

为了达成上述目的，根据技术方案1的发明，提出一种内燃机的异常判定装置，该内燃机通过通气管道将增压器的上游侧的进气通路与曲轴箱连接起来，其特征在于，所述内燃机的异常判定装置具备：进气流量传感器，其检测所述进气通路的进气流量；压力传感器，其检测所述通气管道的压力；和异常判定单元，其判定所述通气管道的异常，所述异常判定单元根据所述进气流量小于规定值的低负荷时的所述压力和所述进气流量为规定值以上的高负荷时的所述压力，估计所述进气通路的进气阻力，在所述进气阻力小于阈值时判定所述通气管道发生了异常。

另外，实施方式的空气流量计16对应于本发明的进气流量传感器。

发明效果

根据技术方案1中的结构，通过通气管道将增压器的上游侧的进气通路与曲轴箱连接起来的内燃机的异常判定装置具备：进气流量传感器，其检测进气通路的进气流量；压力传感器，其检测通气管道的压力；和异常判定单元，其判定通气管道的异常。由于异常判定单元根据进气流量小于规定值的低负荷时的压力和进气流量为规定值以上的高负荷时的压力估计进气通路的进气阻力，在进气阻力小于阈值时判定通气管道发生了异常，因此，不仅能够在短时间内判定通气管道的异常，还不易受到压力传感器的输出的偏移的影响，判定精度得到提高。

附图说明

图1是示出具备通气管道的异常判定装置的内燃机的结构的图。

图2是通气管道的异常判定装置的方框图。

图3是对通气管道的异常判定的原理进行说明的时序图。

图4是示出进气通路的进气流量与通气管道的压力之间的关系的图表。

图5是示出通气管道的异常判定装置的作用的流程图。

标号说明

12：进气通路

16：空气流量计(进气流量传感器)

17：增压器

19：曲轴箱

20：通气管道

29：压力传感器

30：异常判定单元

具体实施方式

下面，根据图1至图5对本发明的实施方式进行说明。

如图1所示，在装载于汽车中的串联四缸的四冲程循环内燃机11的进气通路12上，依次地配置有：空气滤清器15，其从进气的流动方向上游端的进气口13朝向进气的流动方向下游端的进气歧管14将进气中的灰尘除去；空气流量计16，其测定进气流量；增压器17，其由对进气进行加压的涡轮增压机或者机械增压器构成；和节气门18，其使进气通路12缩小来调整进气流量。进气通路12中的被夹在空气流量计16与增压器17之间的位置与内燃机11的曲轴箱19通过通气管道20被连接。此外，进气歧管14与内燃机11的曲轴箱19通过pcv(positivecrankcaseventilation：曲轴箱强制通风装置)管道21被连接，pcv管道21的中间部通过pcv阀22来打开/关闭。

通过使进气中含有的燃料成分的一部分从内燃机11的燃烧室通过活塞和气缸之间的间隙流入到曲轴箱19中而形成的吹漏气通过通气管道20回到进气通路12，或者通过pcv管道21回到进气通路12，从而防止吹漏气中所含的燃料成分向大气中排放。

即，若在增压器17不工作的自然进气时打开pcv阀22，则大气压作用于节气门18的上游侧的进气通路12，相对于此，内燃机11的进气负压作用于节气门18的下游侧的进气通路12，因此，节气门18的上游侧的进气通路12的进气通过通气管道20流入到曲轴箱19中，并从那里与吹漏气一同通过pcv管道21回到进气歧管14，最终与进气一同被提供到内燃机11的燃烧室中。

此外，在增压器17工作的增压时，增加压作用于增压器17的下游侧的进气通路12，但通过将pcv阀22关闭，从而防止增加压通过pcv管道21向曲轴箱19移动。并且，曲轴箱19的吹漏气通过在工作中的增压器17的上游侧产生的负压被吸出到进气通路12，并从那里与进气一同通过进气通路12而被提供到内燃机11的燃烧室中。

另外，在内燃机11增压时，在通气管道20与进气通路12连接的第一连接部23脱落那样的情况下，或者通气管道20与曲轴箱19连接的第二连接部24脱落那样的情况下，从曲轴箱19朝向进气通路12在通气管道20中流动的吹漏气有可能向大气中排放，因此，需要检测这样的通气管道20的异常并发出警报。因此，在通气管道20设置有检测其压力的压力传感器29。

如图2所示，在由判定通气管道20的异常的电子控制单元构成的异常判定单元30处连接有空气流量计16、压力传感器29和警报单元32。警报单元32由例如设置于仪表盘的液晶面板构成。

下面，对具备上述结构的本发明的实施方式的作用进行说明。

如图3所示，在通过空气流量计16检测出的进气通路12的进气流量小的内燃机11的低负荷时，在规定时间(例如2秒左右)通过压力传感器29检测通气管道20的压力，并且在通过空气流量计16检测出的进气通路12的进气流量大的内燃机11的高负荷时，在规定时间(例如2秒左右)通过压力传感器29检测通气管道20的压力。

随着内燃机11的负荷增加而进气通路12的进气负压增大，通气管道20的压力减小，但在通气管道20与进气通路12或曲轴箱19连接的第一、第二部分23、24脱落的情况下，或通气管道20的中间部破损的情况下，由于通气管道20的内部空间与大气连通，因此，即使进气通路12的进气负压增大，通气管道20的压力也难以减小。因此，能够根据该现象来判定通气管道20的异常。

在图4的图表中，横轴(x轴)为通过空气流量计16检测出的进气通路12的进气流量，纵轴(y轴)为通过压力传感器19检测出的通气管道20的压力。随着进气通路12的进气流量x增加，通气管道20的压力y减小，其变化特性近似于通过实线表示的二次曲线y＝-ax²-b。

该二次曲线y＝-ax²-b可作为通过l点和h点的二次曲线来计算，其中，所述l点与通过空气流量计16检测出的进气通路12的进气流量小的内燃机11的低负荷区域、即内燃机11的空转运转时或减速断油时检测出的压力和进气流量对应，所述h点与通过空气流量计16检测出的进气通路12的进气流量大的内燃机11的高负荷区域、即与低负荷区域相比内燃机11在高负荷下运转时检测出的压力和进气流量对应。

在通气管道20未在第一、第二连接部23、24处脱落或未在中间部处破损的正常时，由于压力随着进气负压的增大而较大幅度地降低，因此，二次曲线y＝-ax²-b为虚线那样。此时，表示进气通路12的进气阻力的进气阻力系数a为阈值a0以上。另一方面，在通气管道20在第一、第二连接部23、24处脱落或在中间部处破损的异常时，即使进气负压增大，压力也不怎么降低，因此，二次曲线y＝-ax²-b为单点划线那样。此时，表示进气通路12的进气阻力的进气阻力系数a小于阈值a0。因此，通过将根据进气通路12的进气流量和通气管道20的压力计算出的进气阻力系数a与阈值a0比较，从而能够判定通气管道20的异常。

下面，根据图5的流程图对通过异常判定单元30执行的通气管道20的异常判定的步骤进行说明。

首先，在步骤s1中，低负荷侧缓存结束标志为0，在低负荷时的进气流量和压力的数据的积累未结束时，若在步骤s2中通过空气流量计16检测出的进气流量小于规定值且内燃机11为低负荷状态，则将在步骤s3中通过空气流量计16检测出的进气流量和通过压力传感器29检测出的压力存储于低负荷侧缓存中。每当重复所述步骤s2和所述步骤s3时将缓存计数器加1，当在步骤s4中缓存计数器的计数数量为规定值以上时，判断为在步骤s5中低负荷时的进气流量和压力的数据的积累结束，将低负荷侧缓存结束标志设置为1。

在通过所述步骤s5时，或者在所述步骤s1中低负荷侧缓存结束标志为0时，或者在所述步骤s2中内燃机11不是低负荷状态时转移到步骤s6。在步骤s6中高负荷侧缓存结束标志为0，在高负荷时的进气流量和压力的数据的积累未结束时，若在步骤s7中通过空气流量计16检测出的进气流量为规定值以上且内燃机11为高负荷状态，则将在步骤s8中通过空气流量计16检测出的进气流量和通过压力传感器29检测出的压力存储于高负荷侧缓存中。每当重复所述步骤s7和所述步骤s8时将缓存计数器加1，当在步骤s9中缓存计数器的计数数量为规定值以上时，判断为在步骤s10中高负荷时的进气流量和压力的数据的积累结束，将高负荷侧缓存结束标志设置为1。

在通过所述步骤s10时，或者在所述步骤s6中高负荷侧缓存结束标志为0时，或者在所述步骤s7中内燃机11不是高负荷状态时转移到步骤s11。若在步骤s11中低负荷侧缓存结束标志为1，并且高负荷侧缓存结束标志为1，则判断为低负荷时和高负荷时这两方的进气流量和压力的数据的积累结束，计算出进气流量和压力的代表值(图4中的l点)作为在步骤s12中积累在低负荷侧缓存中的多个数据的平均值，并且计算出进气流量和压力的代表值(图4中的h点)作为在步骤s13中积累在高负荷侧缓存中的多个数据的平均值。

求出通过在接下来的步骤s14中低负荷侧的代表值(图4中的l点)和高负荷侧的代表值(图4中的h点)的二次曲线y＝-ax²-b。其结果是，若在步骤s15中二次曲线y＝-ax²-b为虚线的状态且表示进气通路12的进气阻力的进气阻力系数a为阈值a0以上，则判定为在步骤s16中通气管道20为正常。另一方面，若在所述步骤s15中二次曲线y＝-ax²-b为单点划线的状态且表示进气通路12的进气阻力的进气阻力系数a小于阈值a0，则判定为在步骤s17中通气管道20异常，在步骤s18中让警报单元32工作而向乘坐者发出警报。

如上所述，根据本实施方式，在规定时间中检测内燃机的低负荷时和高负荷时进气通路12的进气流量和通气管道20的压力，根据进气流量小于规定值的低负荷时的压力和进气流量为规定值以上的高负荷时的压力，估计进气通路12的进气阻力，在该进气阻力小时判定为在通气管道20发生了泄漏，因此，能够在2秒左右的短时间内结束通气管道20的异常判定。

并且，由于根据一个压力传感器29检测出的内燃机的低负荷时和高负荷时的通气管道20的压力来估计进气通路12的进气阻力，因此，不易受到压力传感器29的输出的偏移的影响。即，即使压力传感器29的输出偏移，也仅图4的图表中的二次曲线y＝-ax²-b中的b的值发生变化，进气阻力系数a的值不变化，因此，能够高精度地估计进气通路12的进气阻力而提高异常判定的精度。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明可以在不脱离其主旨的范围内进行各种设计变更。

例如，内燃机11的气缸数量并不限定于实施方式的四缸。

此外，在实施方式中，将通气管道20连接于曲轴箱19，但即使使曲轴箱19的内部空间与顶盖的内部空间彼此连通并将通气管道20连接于顶盖，也能够达成本申请发明的作用效果。因此，将通气管道20连接于与曲轴箱19连通的其它空间也包括在本申请发明的技术范围中。