CN104246166A - 恒温器故障检测装置以及恒温器故障检测方法 - Google Patents
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Abstract
包含:正常时最低水温运算部,其对使内燃发动机在恒温器正常且发动机水温难于上升的状态下进行运转的假定条件下的发动机水温(以下称为“正常时最低水温”)进行逐次运算;故障时最高水温运算部,其对使内燃发动机在恒温器发生闭合固着故障且发动机水温易于上升的状态下进行运转的假定条件下的发动机水温(以下称为“故障时最高水温”)进行逐次运算;以及判定部,如果发动机水温比正常时最低水温低,则判定为恒温器发生故障,如果发动机水温比故障时最高水温高,则判定为恒温器正常,如果发动机水温处于正常时最低水温和故障时最高水温之间,则既不判定为正常也不判定为故障。
Description
技术领域
本发明涉及对设置在内燃发动机系统的冷却水流路中的恒温器的故障进行检测的装置以及方法。
背景技术
在内燃发动机系统的冷却水流路中设置恒温器。恒温器在发动机变冷时关闭向冷却器的水路。由此,冷却水不在冷却器中循环。其结果,促进发动机的暖机。如果冷却水的温度达到预先设定的恒温器的开阀温度,则恒温器打开向冷却器的水路并调整流向冷却器的冷却水的流量。其结果,冷却水被维持在适度的温度。
如果恒温器发生故障,则不能够执行如上所述的控制。因此,JP2004-316638A提出对恒温器的故障进行判定的方法。在该JP2004-316638A中,如果检测出的发动机水温比考虑行驶风的影响而算出的基准判定温度低,则判定为恒温器发生故障。
发明内容
然而,发明者发现:即使利用前述的现有方法,也可能因适用的车辆的不同而发生误判定。
本发明就是着眼于如上所述的现有的问题点而提出的。本发明的目的是提供一种能够以高精度检测出恒温器的故障的恒温器故障检测装置以及恒温器故障检测方法。
本发明所涉及的恒温器故障检测装置的一个实施方式是对在内燃发动机系统的冷却水流路中设置的恒温器的故障进行检测的装置。并且,包含:正常时最低水温运算部,其对使内燃发动机在恒温器正常且发动机水温难于上升的状态下进行运转的假定条件下的发动机水温(以下称为“正常时最低水温”)进行逐次运算;故障时最高水温运算部,其对使内燃发动机在恒温器发生闭合固着故障且发动机水温易于上升的状态下进行运转的假定条件下的发动机水温(以下称为“故障时最高水温”)进行逐次运算;以及判定部,如果发动机水温比正常时最低水温低,则判定为恒温器发生故障,如果发动机水温比故障时最高水温高,则判定为恒温器正常,如果发动机水温处于正常时最低水温和故障时最高水温之间,则既不判定为正常也不判定为故障。
以下详细说明本发明的实施方式、本发明的优点以及附图。
附图说明
图1是表示能够适用本发明所涉及的恒温器故障检测装置以及恒温器故障检测方法的一个实施方式的内燃发动机系统的图。
图2是将发动机控制单元的特别是恒温器故障检测所涉及的功能以框图形式进行表示的图。
图3A是说明本发明所涉及的实施方式的作用效果的图。
图3B是说明本发明所涉及的实施方式的作用效果的图。
图3C是说明本发明所涉及的实施方式的作用效果的图。
图4A是说明本申请所要解决的课题的图。
图4B是说明本申请所要解决的课题的图。
图4C是说明本申请所要解决的课题的图。
具体实施方式
图1是表示能够适用本发明所涉及的恒温器故障检测装置以及恒温器故障检测方法的一个实施方式的内燃发动机系统的图。
该内燃发动机系统1包含内燃发动机10、冷却器20以及恒温器30。
内燃发动机10的旋转速度通过旋转速度传感器61检测。内燃发动机10的冷却水的温度通过水温传感器62检测。
冷却器20是从冷却水向大气散热的热交换器。冷却器20经由冷却水流路31而与内燃发动机10连接。在冷却器20的前方设置冷却器风门片21。冷却器风门片21对向冷却器的通风量进行增减。如果通风量多,则来自冷却器20的散热量多。在这样的状态下,发动机水温难于上升。如果通风量少,则来自冷却器20的散热量少。在这样的状态下,发动机水温易于上升。冷却器风门片21的开度通过致动器22调整。
恒温器30根据冷却水的温度而调整开度。如果冷却水的温度低,则恒温器30关闭。这样,冷却水从旁路流路32流过,不流向冷却器20。其结果,促进发动机的暖机。如果冷却水的温度达到预先设定的恒温器30的开阀温度,则恒温器30打开向冷却器20的水路而调整向冷却器20流动的冷却水的流量。其结果,冷却水被维持在适度的温度。
内燃发动机10以及致动器22的动作通过发动机控制单元50进行控制。发动机控制单元50基于旋转速度传感器61、水温传感器62、加速踏板操作量传感器63、车速传感器64等的信号,控制内燃发动机10的节气门开度、点火时期、以及致动器22的动作量等。
在这里,为了便于理解本实施方式,参照图4A~图4C说明本申请所要解决的课题。此外,图4A是表示恒温器正常的情况下的发动机水温的变化的图。图4B是表示恒温器发生故障的情况下的发动机水温的变化的图。图4C是表示恒温器发生故障且未能检测出故障的情况下的发动机水温的变化的图。
如果恒温器正常,则恒温器在达到开阀温度为止关闭,冷却水不流过冷却器。因此,如图4A所示,发动机水温Tw迅速上升。在现有技术中,逐次运算判定温度T0,如图4A所示,如果当前的发动机水温Tw超过判定温度T0,则判定为恒温器正常。
如果恒温器发生故障(闭合固着故障),则恒温器不会完全闭合。由此,即使冷却水的温度低,冷却水也会流向冷却器。这样,如图4B所示,发动机水温Tw难于上升。在现有技术中,如图4B所示,如果当前的发动机水温Tw低于判定温度T0,则视为恒温器发生故障。
发明者开发出具有设置在冷却器的前方的冷却器风门片的内燃发动机系统。在该情况下,如果冷却器风门片为完全关闭状态,则即使恒温器发生故障而冷却水流向冷却器,有时也如图4C所示,发动机水温Tw上升,当前的发动机水温Tw超过判定温度T0。在该情况下,虽然恒温器原本已发生故障,但有可能误判定为恒温器正常。
为了解决这样的课题,本实施方式以如下方式检测恒温器的故障。
图2是将发动机控制单元的特别是恒温器故障检测所涉及的功能以框图进行表示的图。
此外,框图所示的各框将控制单元的各功能表示为虚拟单元,各框不代表物理上的存在。另外,发动机控制单元以规定的微小时间(例如,10毫秒)周期反复执行该控制框图。
控制单元50包含正常时最低水温运算器511、故障时最高水温运算器512、发动机水温比较器520、正常时最低水温比较器521、故障时最高水温比较器522、否定器531、否定器532、正常判定器541、故障判定器542以及灰色判定器543。
正常时最低水温运算器511基于发动机旋转速度、发动机负载、点火时期、车速、外部气体温度等发动机运转状态,对使内燃发动机10在恒温器30为正常、且发动机水温最难于上升的状态下进行运转的假定条件下的发动机水温(以下,称为“正常时最低水温”)进行逐次运算。具体而言,例如,可以预先准备恒温器30为正常且发动机水温最难于上升的状态下的发动机水温和发动机运转状态的相关对应图,基于该对应图进行运算。此外,发动机水温最难于上升的状态是指例如冷却器风门片21完全打开的状态。
故障时最高水温运算器512基于发动机旋转速度、发动机负载、点火时期、车速、外部气体温度等发动机运转状态,对使内燃发动机10在恒温器30发生闭合固着故障、另一方面发动机水温最易于上升的状态下进行运转的假定条件下的发动机水温(以下,称为“故障时最高水温”)进行逐次运算。具体而言,例如,可以预先准备在恒温器30发生闭合固着故障、另一方面发动机水温最易于上升的状态下的发动机水温和发动机运转状态的相关对应图,基于该对应图进行运算。此外,发动机水温最易于上升的状态是指例如冷却器风门片21完全关闭的状态。
发动机水温比较器520对由水温传感器62检测出的发动机水温Tw和判定恒温器的故障的基准温度Tc进行比较。如果发动机水温Tw比基准温度Tc大,则发动机水温比较器520输出信号。该信号被输入至否定器531、正常判定器541以及灰色判定器543。如果发动机水温Tw不比基准温度Tc大,则发动机水温比较器520不输出信号,但否定器531输出信号。该信号被输入至故障判定器542。
正常时最低水温比较器521对正常时最低水温Tmin和基准温度Tc进行比较。如果正常时最低水温Tmin比基准温度Tc大,则正常时最低水温比较器521输出信号。该信号被输入至故障判定器542。
故障时最高水温比较器522对故障时最高水温Tmax和基准温度Tc进行比较。如果故障时最高水温Tmax比基准温度Tc大,则故障时最高水温比较器522输出信号。该信号被输入至否定器532以及灰色判定器543。如果故障时最高水温Tmax不比基准温度Tc大,则故障时最高水温比较器522不输出信号,但否定器532输出信号。该信号被输入至正常判定器541。
正常判定器541在从发动机水温比较器520以及否定器532收到信号的情况下,判定为恒温器正常。即,在发动机水温Tw比基准温度Tc大、故障时最高水温Tmax不比基准温度Tc大时,正常判定器541判定为恒温器正常。
故障判定器542在从正常时最低水温比较器521以及否定器531收到信号的情况下,判定为恒温器发生故障。即,在发动机水温Tw不比基准温度Tc大且正常时最低水温Tmin比基准温度Tc大时,故障判定器542判定为恒温器发生故障。
灰色判定器543在从发动机水温比较器520以及故障时最高水温比较器522收到信号的情况下进行灰色判定,既不判定为正常也不判定为故障。即,在发动机水温Tw比基准温度Tc大且故障时最高水温Tmax比基准温度Tc大时,灰色判定器543进行灰色判定,既不判定为正常也不判定为故障。
图3A~图3C是说明本实施方式的作用效果的图。此外,图3A是表示恒温器正常的情况下的发动机水温的变化的图。图3B是表示恒温器发生故障的情况下的发动机水温的变化的图。图3C是表示恒温器被进行灰色判定的情况下的发动机水温的变化的图。
如果执行图2所示的控制框图,则产生以下的作用效果。
(正常判定)
如果恒温器30正常,则恒温器30在到达开阀温度为止关闭,冷却水不流向冷却器20。由此,如图3A所示,发动机水温迅速地上升。
在直至时刻t11为止,发动机水温Tw、正常时最低水温Tmin、故障时最高水温Tmax均比基准温度Tc小。在这种状态下,发动机水温比较器520、正常时最低水温比较器521、故障时最高水温比较器522不输出信号,但否定器531、否定器532输出信号。在该状态下,不进行任何判定。
如果过了时刻t11,则发动机水温Tw变得比基准温度Tc大。因此,发动机水温比较器520输出信号,否定器531不输出信号。在该状态下,正常判定器541输出信号,判定为恒温器正常。
(故障判定)
如果恒温器30发生故障(闭合固着故障),则恒温器30不完全关闭。因此,即使冷却水的温度低,冷却水也会流向冷却器20。这样,如图3B所示,发动机水温难于上升。
在直至时刻t21为止,发动机水温Tw、正常时最低水温Tmin、故障时最高水温Tmax均比基准温度Tc小。在这种状态下,发动机水温比较器520、正常时最低水温比较器521、故障时最高水温比较器522不输出信号,否定器531、否定器532输出信号。在该状态下,不进行任何判定。
如果过了时刻t21,则故障时最高水温Tmax变得比基准温度Tc大。因此,故障时最高水温比较器522输出信号,否定器532不输出信号。在该状态下,也不进行任何判定。
如果过了时刻t22,则正常时最低水温Tmin比基准温度Tc大。因此,正常时最低水温比较器521输出信号。在该状态下,故障判定器542输出信号,判定为恒温器30发生故障。
(灰色判定)
在冷却器风门片21关闭的情况下,即使恒温器30发生故障(闭合固着故障),如图3C所示,有时发动机水温也会变得比正常时最低水温高。在这种时候,以如下方式进行处理。
直至时刻t31为止,发动机水温Tw、正常时最低水温Tmin、故障时最高水温Tmax均比基准温度Tc小。在这种状态下,发动机水温比较器520、正常时最低水温比较器521、故障时最高水温比较器522不输出信号,但否定器531、否定器532输出信号。在该状态下,不进行任何判定。
如果过了时刻t31,则故障时最高水温Tmax变得比基准温度Tc大。因此,故障时最高水温比较器522输出信号,否定器532不输出信号。在该状态下,也不进行任何判定。
如果过了时刻t32,则发动机水温Tw变得比基准温度Tc大。因此,发动机水温比较器520输出信号,否定器531不输出信号。在该状态下,灰色判定器543输出信号,进行恒温器的灰色判定,既不判定为正常也不判定为故障。
如果在内燃发动机系统的冷却水流路中设置的恒温器发生故障,则难于将发动机水温适当化。因此,提出对恒温器的故障进行判定的方法。然而,发明人发现,即使利用这种方法,也存在根据适用的车辆的不同而进行误判定的可能性。例如,在具有设置在冷却器20的前方的冷却器风门片21的内燃发动机系统中,如果冷却器风门片21为完全关闭状态,则即使由于恒温器30故障而使得冷却水流向冷却器20,发动机水温也会上升,存在引起误判定的可能性。
与其相对,在本实施方式中,对使内燃发动机10在恒温器30发生闭合固着故障而另一方面发动机水温为最易于上升的状态下进行运转的假定条件下的发动机水温(故障时最高水温)进行逐次运算。并且,在发动机水温比故障时最高水温高的情况下,判定为恒温器30正常。另外,对使内燃发动机10在恒温器30正常而发动机水温为最难于上升的状态下进行运转的假定条件下的发动机水温(正常时最低水温)进行逐次运算。并且,在发动机水温比正常时最低水温低的情况下,判定为恒温器30发生故障。并且,在发动机水温处于故障时最高水温和正常时最低水温之间时,进行灰色判定,既不判定为正常也不判定为故障。通过如上所示形成,能够防止误判定恒温器30的故障。
以上,说明了本发明的实施方式,但上述实施方式不过是本发明的适用例的一部分,本发明的技术范围不限定于上述实施方式的具体结构。
本申请基于2012年5月11日向日本特许厅申请的特愿2012-109625而主张优先权,通过参考将该申请的全部内容引入本说明书。
Claims (4)
1.一种恒温器故障检测装置,其是对在内燃发动机系统的冷却水流路中设置的恒温器的故障进行检测的装置,
该恒温器故障检测装置包含:
正常时最低水温运算部,其对使内燃发动机在恒温器正常且发动机水温难于上升状态下进行运转的假定条件下的发动机水温(以下称为“正常时最低水温”)进行逐次运算;
故障时最高水温运算部,其对使内燃发动机在恒温器发生闭合固着故障且发动机水温易于上升的状态下进行运转的假定条件下的发动机水温(以下称为“故障时最高水温”)进行逐次运算;以及
判定部,其在发动机水温比正常时最低水温低的情况下,判定为恒温器发生故障,在发动机水温比故障时最高水温高的情况下,判定为恒温器正常,在发动机水温处于正常时最低水温和故障时最高水温之间的情况下,既不判定为正常也不判定为故障。
2.根据权利要求1所述的恒温器故障检测装置,其中,
所述判定部,在发动机水温达到基准温度时所述故障时最高水温比基准温度低的情况下,判定为恒温器正常,在所述正常时最低水温达到基准温度时发动机水温比基准温度低的情况下,判定为恒温器发生故障,在发动机水温达到基准温度时所述故障时最高水温比基准温度高、且所述正常时最低水温比基准温度低的情况下,既不判定为正常也不判定为故障。
3.根据权利要求1或2所述的恒温器故障检测装置,其中,
所述发动机水温难于上升的状态是指冷却器风门片完全打开的状态,
所述发动机水温易于上升的状态是指冷却器风门片完全关闭的状态。
4.一种恒温器故障检测方法,其是检测在内燃发动机系统的冷却水流路中设置的恒温器的故障的方法,
该恒温器故障检测方法包含:
正常时最低水温运算工序,在该工序中,对使内燃发动机在恒温器正常且发动机水温难于上升的状态下进行运转的假定条件下的发动机水温(以下称为“正常时最低水温”)进行逐次运算;
故障时最高水温运算工序,在该工序中,对使内燃发动机在恒温器发生闭合固着故障且发动机水温易于上升的状态下进行运转的假定条件下的发动机水温(以下称为“故障时最高水温”)进行逐次运算;以及
判定工序,在该工序中,在发动机水温比正常时最低水温低的情况下,判定为恒温器发生故障,在发动机水温比故障时最高水温高的情况下,判定为恒温器正常,在发动机水温处于正常时最低水温和故障时最高水温之间的情况下,既不判定为正常也不判定为故障。
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