CN104755734A - 进气温度传感器的异常诊断装置及异常诊断方法 - Google Patents
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Abstract
一种进气温度传感器的异常诊断装置及异常诊断方法，适用于如下的内燃机，该内燃机具备设置于进气通路并通过内燃机的输出被驱动的增压器、连通增压器的上游侧和下游侧的连通路、开关连通路的开关阀、检测增压器的上游侧的进气温度的上游侧进气温度传感器、检测增压器的下游侧的进气温度的下游侧进气温度传感器，且在下游侧进气温度传感器的上游侧没有对进气进行冷却的冷却装置，异常诊断装置进行上游侧进气温度传感器和下游侧进气温度传感器的异常诊断，在内燃机的运转状态为低负荷低旋转区域、下游侧进气温度传感器的检测值为规定的高温度以上的情况下，诊断为下游侧进气温度传感器异常，在内燃机的运转状态变为比低负荷低旋转区域高的高负荷或高旋转的情况下，禁止以后的异常诊断。
Description
技术领域
本发明涉及一种设置于内燃机的进气通路的进气温度传感器的异常诊断。
背景技术
JP2010－138796A公开了一种异常诊断装置，即，在带涡轮增压器的内燃机中，对分别设置于涡轮增压器的上游侧进气通路及下游侧进气通路的两个进气温度传感器有无异常进行诊断。
在该异常诊断装置中，为了确保异常诊断的诊断精度，在增压不足规定压力的状态持续规定期间，在下游侧进气温度的下降收束而下游侧进气温度传感器的检测值稳定的状态下进行进气温度传感器的异常诊断。
但是，将上述异常诊断的方法应用于具备增压器和对增压器进行旁通的通路，在增压器和下游侧进气温度传感器之间没有中间冷却器的内燃机时，存在误诊断之类的问题。
这是因为，由于通过增压器而温度上升的进气通过旁通通路向增压器的上游侧回流，因此，在增压降低之后，下游侧进气温度也不会稳定地下降或者上升。
发明内容
本发明是鉴于这样的技术性课题而创立的，其目的在于，提供一种进气温度传感器的异常诊断装置，在带增压器的内燃机中，能在确保诊断精度的同时，进行进气温度传感器的异常诊断。
根据本发明的某方式，提供一种进气温度传感器的异常诊断装置，该异常诊断装置适用于如下的内燃机，该内燃机具备设置于进气通路并通过内燃机的输出被驱动的增压器、连通所述增压器的上游侧和下游侧的连通路、开关所述连通路的开关阀、检测所述增压器的上游侧的进气温度的上游侧进气温度传感器、检测所述增压器的下游侧的进气温度的下游侧进气温度传感器，且在所述下游侧进气温度传感器的上游侧没有对进气进行冷却的冷却装置。
所述异常诊断装置在所述内燃机的运转状态为低负荷低旋转区域，所述下游侧进气温度传感器的检测值为规定的高温度以上的情况下，诊断为所述下游侧进气温度传感器异常。
另外，所述内燃机的运转状态变为比所述低负荷低旋转区域高的高负荷或高旋转时，所述异常诊断装置禁止以后的异常诊断。
附图说明
图1是适用本发明的发动机的概略构成图；
图2是表示本发明的实施方式的进气温度传感器的异常诊断程序的流程图；
图3表示缸填充效率的特性图；
图4是表示增压器下游温度的特性图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1表示本发明的实施方式的汽油发动机的概略构成。在发动机1连接有将进气导入各汽缸的进气通路2、排出来自各汽缸的排气(废气)的排气通路3。另外，具备燃料喷射器4、火花塞5等。
在发动机1的进气通路2，从上游侧起，依次配设有空气过滤器6、上游侧进气温度传感器7、通过发动机1的输出被驱动而将进气进行增压的增压器8、使进气从增压器8的下游侧向上游侧回流的旁通通路9、开关旁通通路9的空气旁通阀10、下游侧进气温度传感器11、节流阀12、对进气进行冷却的中间冷却器13等。在发动机1的排气通路3，从上游侧起，依次配设有O2传感器14、三元催化剂15等。
空气旁通阀10是对增压器8的增压进行控制的阀。例如，在增压达到规定的上限压的情况下，打开阀而释放增压，以不使增压上升至该上限压以上。另外，在根据发动机1的运转状态不必进行增压的情况下，打开阀而释放增压。
在空气旁通阀10打开的状态下，被增压的进气通过旁通通路9从进气通路2的增压器8的下游侧向上游侧回流。因此，打开空气旁通阀10后，增压不会上升或降低。
控制单元16实施发动机1的各种控制。控制单元16被输入来自节气门开度传感器17、外部气体温传感器18、燃料温度传感器19、曲柄角传感器20等的检测信号、蓄电池电压21等。
控制单元16基于来自各种传感器的检测信号等执行各种控制程序，从而，根据发动机1的运转状态控制向火花塞5的放电时期(点火时期)、燃料喷射器4的燃料喷射量、燃料喷射时期等，并控制节流阀12、空气旁通阀10的开度。
另外，在本实施方式中，控制单元16将上游侧进气温度传感器7和下游侧进气温度传感器11作为对象实施异常诊断处理。这是因为，由于是如上所述基于各种传感器的检测信号等并根据发动机1的运转状态实施控制的构成，因此，重要的是确认两个进气温度传感器正常地起作用。
在本实施方式中，为了能够在确保诊断精度的同时进行进气温度传感器的异常诊断，按图2的流程图所表示的程序实施异常诊断。下面，参照这些对进气温度传感器的异常诊断的内容进行说明。
重复实施本运算程序。例如每隔100ms重复一次。
在S1中，控制单元16判定发动机1起动时的进气温度度是否稳定。所谓进气温度为稳定的状态是指，增压器上游温度和增压器下游温度之差为通过实验等预先决定的诊断许可阈值以下的状态。所谓增压器上游温度是指上游侧进气温度传感器7的检测值。另外，所谓增压器下游温度是指下游侧进气温度传感器11的检测值。
受发动机1的上次运转时的影响，进气通路2、增压器8等变为高温时，在进气通过进气通路2期间温度上升，所以，发动机1起动时的上述温度差增大。进气温度传感器的异常诊断例如是通过对外部气体温度传感器18的检测值或规定的阈值和进气温度传感器的检测值进行比较而进行的，因此认为，若在上述温度差大的情况下进行异常诊断，则会产生误诊断。因此，例如，通过设定若进行通过实验而求得的异常诊断时则会产生误诊断的上述温度差作为上述诊断许可阈值，可防止产生误诊断。
发动机1起动时的增压器上游温度和增压器下游温度之差为诊断许可阈值以下时，控制单元16判定为进气温度稳定，使处理向下一工序转移(S1：是(YES))。发动机1起动时的增压器上游温度和增压器下游温度之差比诊断许可阈值大时，禁止以后的异常诊断，结束异常诊断程序(S1：否(NO))。
在S2中，控制单元16判定发动机1的运转状态是否脱离诊断许可区域。所谓诊断许可区域是指发动机1的运转状态为低负荷低旋转的区域。
发动机1的运转状态变为比低负荷区域高的高负荷时，禁止以后直至其运转(滑移)结束的异常诊断，结束异常诊断程序(S2：否)。所谓发动机1的运转状态为比低负荷区域高的高负荷的状态是指，发动机1的缸填充效率超过上限缸填充效率的状态。
缸填充效率参照通过实验预先测量的图3的特性图，基于节流阀开度和发动机转速进行计算。另外，所谓上限缸填充效率是指，考虑发动机1的构成或行驶条件等，通过实验等预先决定的缸填充效率。例如，基于进行通过实验而求得的异常诊断时则会产生误诊断的发动机1的运转状态而设定上限缸填充效率，由此可防止误诊断。
另外，发动机1的运转状态变为比低旋转区域高的高旋转时，也禁止以后直至其运转(滑移)结束的异常诊断，结束异常诊断程序(S2：否)。所谓发动机1的运转状态为比低旋转区域高的高旋转的状态是指，发动机1的转速超过上限发动机转速的状态。发动机1的转速基于曲柄角传感器20的检测值进行计算。
所谓上限发动机转速是指，考虑发动机1的构成或行驶条件等，通过实验等预先决定的发动机转速。例如，基于若进行通过实验而求得的异常诊断则会产生误诊断的发动机1的运转状态，设定上限发动机转速，由此可防止误诊断。
控制单元16在发动机1的运转状态未达到高负荷或高旋转时，使处理向下一工序转移(S2：是)。
在S3，控制单元16判定是否许可异常诊断。
蓄电池电压21为稳定蓄电池电压以上且节气门开度传感器17的电压为断线判定电压以下且节气门开度传感器17的电压为短路判定电压以上的情况下，控制单元16使处理向下一工序转移(S3：是)。
上述三个条件中任意一个以上的条件不成立的情况下，禁止以后的异常诊断，结束异常诊断程序(S3：否)。
由于若蓄电池电压21降低，空气旁通阀10等的发动机辅机类就不会正常地工作，所以，蓄电池电压21的条件作为诊断许可的条件来设定。另外，由于若节气门开度传感器17断线或短路，发动机1的运转状态就会发生变化，所以，节气门开度传感器17的条件作为诊断许可的条件来设定。
在S4中，控制单元16计算出推定最高增压器下游温度。
推定最高增压器下游温度通过用从增压器上游温度减去标准增压器上游温度的值和最高增压器下游温度之和来求得。
所谓标准增压器上游温度是指，通过实验预先测量的图4的特性图的、测量时的增压器上游温度。最高增压器下游温度参照图4的特性图，并基于上限发动机转速和上限缸填充效率进行计算。即，推定最高增压器下游温度是在实施异常诊断的运转状态下所取得的最高增压器下游温度的推定值。
在S5中，控制单元16判定进气温度传感器有无异常。
将增压器下游温度和推定最高增压器下游温度进行比较，增压器下游温度比推定最高增压器下游温度大的情况下，控制单元16判定为进气温度传感器有异常，使处理向下一工序转移(S5：是)。另外，将增压器下游温度和增压器上游温度进行比较，增压器下游温度比增压器上游温度小的情况下，也判定为进气温度传感器有异常，使处理向下一工序转移(S5：是)。
增压器下游温度为推定最高增压器下游温度以下且增压器下游温度为增压器上游温度以上的情况下，判定为进气温度传感器无异常，使处理向S2转移(S5：否)。
此外，因为传感器的检测值或设备的工作量有误差，所以，例如，也可以将增压器下游温度与将由于上游侧进气温度传感器7的检测误差、下游侧进气温度传感器11的检测误差、增压器8的排出量误差而产生的下游侧进气温度误差等加上推定最高增压器下游温度所得的值进行比较。
在S6中，控制单元16判定进气温度传感器异常是否持续了判定时间。
控制单元16在S5判断为进气温度传感器有异常后，当有异常的状态持续了规定的判定时间的情况下，诊断为进气温度传感器异常，结束异常诊断程序(S6：是)。
在S5中判定为进气温度传感器有异常后，当有异常的状态未持续规定的判定时间的情况下，诊断为进气温度传感器正常，使处理向S2转移(S6：否)。
在S5，即使判定为进气温度传感器有异常，也不能立即确定进气温度传感器成为异常的诊断，由此重复进行故障诊断程序，可以防止误诊断。
另外，控制单元16在判定为进气温度传感器异常的情况下，外部气体温传感器18所检测的外部气体温度和增压器上游温度之差的绝对值为通过实验等预先决定的增压器上游温度判定阈值以下的情况下，诊断为下游侧进气温度传感器11异常。
外部气体温度和增压器上游温度之差的绝对值比增压器上游温度判定阈值大的情况下，诊断为上游侧进气温度传感器7异常。
此外，增压器上游温度判定阈值也可以考虑外部气体温传感器18的检测误差、上游侧进气温度传感器7的检测误差等而进行设定。
根据本实施方式，发动机1的运转状态成为比进行异常诊断的低负荷低旋转区域高的高负荷或高旋转的情况下，禁止以后直至其运转(滑移)结束的进气温度传感器的异常诊断。因此，在被增压器8增压而温度上升的进气通过旁通通路9从增压器8的下游侧向上游侧回流的状态下，不进行进气温度传感器的异常诊断，所以，可以防止误诊断。
另外，由于是对在低负荷低旋转区域取得的最高的增压器下游侧进气温度的推定值和增压器下游侧进气温度进行比较，因此，即使在低负荷低旋转区域因增压或来自旁通通路9的进气的回流，增压器8的下游侧的进气温度上升的情况下，也能够进行不会产生误诊断的进气温度传感器的异常诊断。
另外，在发动机1起动时进气温度不稳定的情况下，禁止进气温度传感器的异常诊断。因此，在受发动机1的上次运转时的影响，进气温度上升的状态下，不进行进气温度传感器的异常诊断，所以，可以防止误诊断。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式只不过是表示本发明的应用例的一部分，不是将本发明的技术性范围限定于上述实施方式的具体例的意思。
例如，在上述实施方式中，将本发明应用于汽油发动机，但也可以将本发明应用于柴油发动机。
另外，在上述实施方式中，在进气通路2的节流阀12和发动机1之间具有中间冷却器13，但也可以是没有中间冷却器13的构成。
另外，在上述实施方式中，在S1为了判定进气温度度是否稳定而使用了增压器上游温度和增压器下游温度之差，但也可以基于从发动机1停止之后到起动的时间判定进气温度度是否稳定。
另外，在上述实施方式中，使用外部气体温度和增压器上游温度之差诊断上游侧进气温度传感器7和下游侧进气温度传感器11哪一个异常，但也可以使用燃料温度传感器19检测的燃料温度替代外部气体温度。
本申请基于2012年11月5日在日本特许厅申请的特愿2012－243659主张优先权，该申请的所有内容通过参照编入到本说明书中。
Claims (4)
1.一种进气温度传感器的异常诊断装置，适用于如下的内燃机，该内燃机具备：设置于进气通路并通过内燃机的输出被驱动的增压器、连通所述进气通路的所述增压器的上游侧和下游侧的连通路、开关所述连通路的开关阀、检测所述进气通路的所述增压器的上游侧的进气温度的上游侧进气温度传感器、检测所述进气通路的所述增压器的下游侧的进气温度的下游侧进气温度传感器，且在所述进气通路的所述下游侧进气温度传感器的上游侧没有对进气进行冷却的冷却装置，该进气温度传感器的异常诊断装置进行所述上游侧进气温度传感器和所述下游侧进气温度传感器的异常诊断，其中，
该进气温度传感器的异常诊断装置具备：
异常诊断部，其在所述内燃机的运转状态为低负荷低旋转区域，所述下游侧进气温度传感器的检测值为规定的高温度以上的情况下，诊断为所述下游侧进气温度传感器异常；
异常诊断禁止部，其在所述内燃机的运转状态变为比所述低负荷低旋转区域高的高负荷或高旋转的情况下，禁止以后的所述异常诊断。
2.如权利要求1所述的进气温度传感器的异常诊断装置，其中，
具备推定部，该推定部推定在所述低负荷低旋转区域取得的最高的增压器的下游侧的进气温度，
所述规定的高温度为由所述推定部推定的推定最高增压器下游温度。
3.如权利要求1或2所述的进气温度传感器的异常诊断装置，其中，
所述内燃机起动时的所述上游侧进气温度传感器的检测值和所述下游侧进气温度传感器的检测值之差不是诊断许可阈值以下时，所述异常诊断禁止部禁止所述异常诊断。
4.一种进气温度传感器的异常诊断方法，适用于如下的内燃机，该内燃机具备：设置于进气通路并通过内燃机的输出被驱动的增压器、连通所述进气通路的所述增压器的上游侧和下游侧的连通路、开关所述连通路的开关阀、检测所述进气通路的所述增压器的上游侧的进气温度的上游侧进气温度传感器、检测所述进气通路的所述增压器的下游侧的进气温度的下游侧进气温度传感器，且在所述进气通路的所述下游侧进气温度传感器的上游侧没有对进气进行冷却的冷却装置，所述进气温度传感器的异常诊断方法进行所述上游侧进气温度传感器和所述下游侧进气温度传感器的异常诊断，其中，
在所述内燃机的运转状态为低负荷低旋转区域，所述下游侧进气温度传感器的检测值为规定的高温度以上的情况下，诊断为所述下游侧进气温度传感器异常，
在所述内燃机的运转状态变为比所述低负荷低旋转区域高的高负荷或高旋转的情况下，禁止以后的所述异常诊断。
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