診斷裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種診斷裝置，特別設(shè)及設(shè)置于發(fā)動(dòng)機(jī)的吸排氣系統(tǒng)的冷卻器的診斷 裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為設(shè)置于發(fā)動(dòng)機(jī)的吸氣系統(tǒng)的冷卻器，例如已知對(duì)向發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)入的吸氣進(jìn)行冷 卻的中間冷卻器。此外，作為設(shè)置于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)的冷卻器，還已知設(shè)置于使排氣的 一部分向吸氣系統(tǒng)回流的排氣回流裝置巧xhaustGasRecirculationSystem:W下，稱為 EGR裝置）的EGR冷卻器等。
[0003] 當(dāng)運(yùn)些冷卻器的冷卻效率顯著降低時(shí)，有可能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能產(chǎn)生影響。因此，提出 有如下技術(shù)：在冷卻器下游側(cè)配置溫度傳感器，并且基于流體的狀態(tài)量等來(lái)計(jì)算冷卻器上 游側(cè)的流體溫度，將運(yùn)些傳感器值與計(jì)算值進(jìn)行比較而對(duì)冷卻器的冷卻效率進(jìn)行診斷（例 如，參照專利文獻(xiàn)1、2)。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 陽(yáng)00引專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2013 - 108416號(hào)公報(bào)
[0007] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2013 - 108414號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引發(fā)明要解決的課題
[0009] 然而，在對(duì)冷卻器上游側(cè)的流體溫度進(jìn)行計(jì)算，而與冷卻器下游側(cè)的傳感器值進(jìn) 行比較的診斷方法中，由于是對(duì)沒(méi)有傳感器的響應(yīng)延遲的計(jì)算值與產(chǎn)生響應(yīng)延遲的實(shí)際傳 感器值進(jìn)行比較，因此有可能不能夠進(jìn)行正確的診斷。此外，在為了使比較容易進(jìn)行，而在 冷卻器的上游側(cè)W及下游側(cè)分別設(shè)置溫度傳感器的構(gòu)成中，存在由于傳感器數(shù)的增加而導(dǎo) 致裝置整體的成本上升的課題。
[0010] 本發(fā)明的目的在于提供一種診斷裝置，不在冷卻器上游側(cè)設(shè)置溫度傳感器，就能 夠有效地實(shí)施冷卻器的診斷。
[0011] 用于解決課題的手段
[0012] 本發(fā)明的診斷裝置，是對(duì)在發(fā)動(dòng)機(jī)的吸排氣系統(tǒng)中流動(dòng)的流體進(jìn)行冷卻的冷卻器 的診斷裝置，具備：下游側(cè)溫度傳感器，對(duì)比上述冷卻器靠下游側(cè)的流體溫度進(jìn)行檢測(cè)；流 體溫度計(jì)算單元，至少基于流體的狀態(tài)量，對(duì)比上述冷卻器靠上游側(cè)的流體溫度進(jìn)行計(jì)算； 傳感器輸出值計(jì)算單元，假設(shè)對(duì)比上述冷卻器靠上游側(cè)的流體溫度進(jìn)行檢測(cè)的上游側(cè)溫度 傳感器，使傳感器的響應(yīng)延遲反映于由上述流體溫度計(jì)算單元計(jì)算出的流體溫度，對(duì)該上 游側(cè)溫度傳感器的推斷傳感器輸出值進(jìn)行計(jì)算；W及冷卻器診斷單元，基于從上述下游側(cè) 溫度傳感器輸入的實(shí)際傳感器輸入值和由上述傳感器輸出值計(jì)算單元計(jì)算出的推斷傳感 器輸出值，對(duì)上述冷卻器的冷卻效率進(jìn)行診斷。
[0013] 發(fā)明的效果
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的診斷裝置，不在冷卻器上游側(cè)設(shè)置溫度傳感器，就能夠有效地實(shí)施 冷卻器的診斷。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的診斷裝置的示意性整體構(gòu)成圖。
[0016] 圖2是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的診斷裝置的控制內(nèi)容的流程圖。
[0017] 圖3是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的診斷裝置的示意性整體構(gòu)成圖。
[001引圖4是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的診斷裝置的控制內(nèi)容的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] W下，根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的診斷裝置的各實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)于相同的部件賦 予相同的符號(hào)，運(yùn)些部件的名稱W及功能也相同。由此，不重復(fù)進(jìn)行對(duì)于運(yùn)些部件的詳細(xì)說(shuō) 明。
[0020] [第一實(shí)施方式]
[0021] 如圖1所示那樣，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)（W下，簡(jiǎn)稱為發(fā)動(dòng)機(jī)）10上設(shè)置有吸氣歧管IOA W及排氣歧管10B。在吸氣歧管IOA上連接有導(dǎo)入新氣的吸氣通路（吸氣管）11，在排氣歧 管IOB上連接有將排氣向大氣排放的排氣通路（排氣管）12。
[0022] 在排氣通路12上，從排氣上游側(cè)起依次設(shè)置有增壓器14的滿輪14B、未圖示的排 氣后處理裝置等。在吸氣通路11上，從吸氣上游側(cè)起依次設(shè)置有空氣濾清器15、吸氣流量 傳感器33、吸氣溫度傳感器32、增壓器14的壓縮機(jī)14A、中間冷卻器16、冷卻器出口吸氣溫 度傳感器34、節(jié)流閥17、吸氣氧濃度傳感器35、W及增壓壓力傳感器36。由運(yùn)些各種傳感 器32~36檢測(cè)的傳感器值，向電連接的電子控制單元（W下，稱為ECU) 40輸出。此外，冷 卻器出口吸氣溫度傳感器34為本發(fā)明的下游側(cè)溫度傳感器的一個(gè)例子。
[0023] 發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)傳感器29對(duì)未圖示的曲軸的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)。油口開(kāi)度傳感器30對(duì)與 未圖示的油口踏板的踏入量相對(duì)應(yīng)的油口開(kāi)度進(jìn)行檢測(cè)。大氣壓傳感器31搭載于未圖示 的車輛，對(duì)大氣壓進(jìn)行檢測(cè)。由運(yùn)些傳感器29~31檢測(cè)的傳感器值，向電連接的ECU40輸 出。
[0024] ECU40進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃料噴射等各種控制，具備公知的CPU、ROM、RAM、輸入接 口、輸出接口等而構(gòu)成。此外，ECU40具有吸氣溫度計(jì)算部42、傳感器輸出值計(jì)算部44W及 中間冷卻器診斷部45作為一部分的功能要素。運(yùn)些各功能要素作為包含于一體的硬件即 ECU40的要素來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，但也能夠?qū)⑦\(yùn)些要素的某一部分設(shè)置為獨(dú)立的硬件。
[00巧]吸氣溫度計(jì)算部42為本發(fā)明的流體溫度計(jì)算單元的一個(gè)例子，基于吸氣的狀態(tài) 量等，對(duì)比中間冷卻器16靠上游側(cè)、即壓縮機(jī)14A與中間冷卻器16之間的吸氣溫度（W下， 稱為冷卻器入口吸氣溫度）Tz進(jìn)行計(jì)算。更詳細(xì)地說(shuō)，在ECU40存儲(chǔ)有W下的數(shù)式（1)，在 該數(shù)式（1)中，冷卻器入口吸氣溫度：Tz,壓縮機(jī)入口吸氣溫度：Ti，壓縮機(jī)入口吸氣壓：Pi, 壓縮機(jī)出口吸氣壓：P2,吸氣之比熱比：k。
[0026][數(shù)U
[002引吸氣溫度計(jì)算部42向該數(shù)式（I)中分別代入由吸氣溫度傳感器32檢測(cè)的壓縮機(jī) 入口吸氣溫度Ti、由大氣壓傳感器31檢測(cè)的壓縮機(jī)入口吸氣壓Pi、W及由增壓壓力傳感器 36檢測(cè)的壓縮機(jī)出口吸氣壓P2,由此實(shí)時(shí)地計(jì)算冷卻器入口吸氣溫度T2。
[0029]此外，對(duì)冷卻器入口吸氣溫度Tz進(jìn)行計(jì)算的數(shù)式不限定于數(shù)式（1)，例如，也可W 基于W下的數(shù)式（2)來(lái)計(jì)算，在該數(shù)式（2)中，冷卻器入口吸氣溫度：Tz,壓縮機(jī)入口吸氣溫 度：Tl,壓縮機(jī)入口吸氣壓：Pi,壓縮機(jī)出口吸氣壓：P2,比熱比：k，壓縮機(jī)效率：n。?。
[0030] [數(shù)引
[0032] 在數(shù)式（2)中，壓縮機(jī)入口吸氣溫度Tl由吸氣溫度傳感器32檢測(cè)，壓縮機(jī)入口吸 氣壓Pi由大氣壓傳感器31檢測(cè)，壓縮機(jī)出口吸氣壓P2由增壓壓力傳感器36檢測(cè)。壓縮機(jī) 效率n。。。根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)于ECU40的增壓器14的特性數(shù)據(jù)映射來(lái)得到。
[0033] 傳感器輸出值計(jì)算部44是本發(fā)明的傳感器輸出值計(jì)算單元的一個(gè)例子，假設(shè)在 壓縮機(jī)14A與中間冷卻器16之間存在假想的上游側(cè)吸氣溫度傳感器（W下，稱為假想吸氣 溫度傳感器）。然后，通過(guò)使用二次的LPF(LowPassFilter)使傳感器的響應(yīng)延遲反映于 由吸氣溫度計(jì)算部42計(jì)算出的冷卻器入口吸氣溫度Tz,由此對(duì)假想吸氣溫度傳感器的推斷 傳感器輸出值T^t進(jìn)行計(jì)算。W下，對(duì)其計(jì)算的詳細(xì)順序進(jìn)行說(shuō)明。
[0034] 溫度傳感器的時(shí)間常數(shù)依存于流體流量等，因此不是恒定的。因此，需要根據(jù)物理 式來(lái)導(dǎo)出時(shí)間常數(shù)與物理量之間的依存關(guān)系。當(dāng)假設(shè)從流體向溫度傳感器的外壁面或者吸 氣管的內(nèi)壁面?zhèn)鬟f的熱能、與運(yùn)些壁面的溫度變化所需要的能量相等時(shí)，熱傳遞式由W下 的數(shù)式（3)表示，在該數(shù)式（3)中，固體的密度：P"，固體的比熱：Cp,固體的體積：V。，壁面 溫度：Ts,熱傳遞率：h，導(dǎo)熱面積：S，流體溫度：Tf。 陽(yáng)03引[數(shù)引
[0037] 當(dāng)對(duì)數(shù)式做進(jìn)行拉普拉斯變換而變形時(shí)，由W下的數(shù)式（4)表示。 陽(yáng)03引[數(shù)"
[0042] 根據(jù)數(shù)式（4)可知，溫度變化的時(shí)間常數(shù)與流體和壁面之間的熱傳遞率h呈反比 例。
[0043] 在本實(shí)施方式中，首先考慮溫度傳感器的熱傳遞率與物理量之間的關(guān)系。例如，當(dāng) 使流體的流動(dòng)均勻并將傳感器形狀假設(shè)為大致圓柱狀時(shí)，根據(jù)公知的熱傳遞率的實(shí)驗(yàn)式， 放置于均勻流中的圓柱傳感器的平均熱傳遞率由W下的數(shù)式（5)表示，在該數(shù)式巧）中，努 塞爾數(shù)：Nu，雷諾數(shù)：Re，普朗特?cái)?shù)：Pr,常量：C。 W44][數(shù)引
[0046] 當(dāng)對(duì)于熱傳遞率h來(lái)解數(shù)式巧），進(jìn)行各種的假設(shè)?近似，并提取流體溫度Tf和質(zhì) 量流量Hlf時(shí)，得到W下的數(shù)式化）。
[0047] [數(shù) 6]
[0049]當(dāng)將數(shù)式（6)代入數(shù)式（4)時(shí)，能夠得到溫度傳感器的溫度變化時(shí)間常數(shù)Tl與 流體溫度TfW及質(zhì)量流量Hif呈正比例的W下的數(shù)式（7)。此外，在數(shù)式（7)中，Tf。表示流 體溫度的基準(zhǔn)值，nif。表示質(zhì)量流量的基準(zhǔn)值。
[0050] [數(shù) 7]
W巧其中
[0054] 接下來(lái)，在本實(shí)施方式中，對(duì)吸氣通路（吸氣管）11的熱傳遞率與物理量之間的關(guān) 系進(jìn)行考慮。當(dāng)將吸氣通路11假設(shè)為圓滑的圓筒管時(shí)，圓管內(nèi)部的平均熱傳遞率根據(jù)公知 的經(jīng)驗(yàn)式而由W下的數(shù)式（8)表示。 陽(yáng)05引[數(shù)8]
[0057] 當(dāng)實(shí)施與上述數(shù)式（7)同樣的變形時(shí)，吸氣管的溫度變化時(shí)間常數(shù)T2與物理量 (流體溫度Tf,質(zhì)量流量Hif)之間的比例關(guān)系，由W下的數(shù)式（9)表示。 陽(yáng)05引[數(shù)9]
[0060] 其中
[0062] 并且，在本實(shí)施方式中，還對(duì)溫度傳感器的推斷傳感器輸出值Tm,與吸氣通路（吸 氣管）11的壁面溫度之間的關(guān)系進(jìn)行考慮。推斷傳感器輸出值Tpgt為，當(dāng)假