CN104781513B - 闭式曲轴箱通风装置的断线探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及从发动机（1）排出窜气（17），将油雾分离回收后经由回气管（19）向进气管（5）返回的闭式曲轴箱通风装置（18）的断线探测方法，在未进行废气（9）的再循环的条件下，基于增压压力和进气歧管（7）的进气温度与发动机转速计算出气缸内工作气体的质量流量，判定其质量流量的计算值是否背离了空气流量传感器（24）的检测值，在判定为背离了的情况下，将前次判定时的偏差与本次的偏差进行比较，如果两偏差的变化量大到超过规定范围，则判定为处于回气管（19）与进气管（5）脱离的断线状态。

Description

闭式曲轴箱通风装置的断线探测方法

技术领域

本发明涉及闭式曲轴箱通风装置的断线探测方法。

背景技术

在发动机的压缩行程和爆炸行程中，由于因活塞环的间隙而向曲轴箱漏出的窜气将充满曲轴箱内以及与该曲轴箱连通的气缸盖罩内，所以必须从其内部向外部排出，但由于在曲轴箱内曲柄轴以及连杆等高速运动，在与曲轴箱连通的气缸盖罩内摇臂以及阀等也在工作着，所以曲轴箱及气缸盖罩的内部处于充满了油雾的状态。

因此，由于若将窜气这样向大气放出，则担心混合在该窜气中的油雾也向外部排出，所以设置内置有用于将窜气中的油雾分离回收的滤网或者迷宫构造的闭式曲轴箱通风装置（CCV：Closed Crankcase Ventilator），通过使从发动机的气缸盖罩排出的窜气通过前述闭式曲轴箱通风装置，将油雾分离回收后经由回气管向进气管返回，使由前述闭式曲轴箱通风装置回收的油经由油回收管向未图示的油盘返回。

在这种闭式曲轴箱通风系统中，在为了进行发动机的保养等而将气缸盖罩拆除之际，由于回气管也从进气管上拆除，所以担心保养等完成后仅重新安装气缸盖罩而忘记将回气管重新连接在进气管上，在2010年以后的美国，对大型车探测回气管的断线（忘记连接）成为了义务。

由于在忘记连接回气管的情况下，空气也从应连接该回气管的部位吸入，即使向发动机送入的空气量相同，由空气流量传感器测量的空气流量（空气的质量流量）也减少，所以通过下述的专利文献1等提出了如下方法的方案：在将前次的驱动循环（从接通到切断的期间）的发动机的起动时等储存的正常时的空气流量与本次的驱动循环中的相同运行条件下的空气流量传感器的检测值进行比较，在该检测值与前述正常时的空气流量相比减少了规定的阈值以上的情况下，判定回气管的断线。

专利文献1：日本国特开2010－261325号公报。

但是，在与前次的驱动循环相比，本次的驱动循环中的环境变化大的情况下，例如天气较大地改变，外气温大幅度变化，或者因车辆的移动而高度改变，气压大幅度变化的情况下，即使是相同的运行条件，空气流量传感器的检测值也容易变动，担心虽然回气管未断线但判定为断线了，或者虽然回气管已断线但判定为正常。

发明内容

本发明是鉴于上述实情而提出的，其目的在于能够正确地判定闭式曲轴箱通风装置的回气管的断线。

本发明的闭式曲轴箱通风装置的断线探测方法是从发动机排出窜气，将油雾分离回收后经由回气管向进气管返回的闭式曲轴箱通风装置的断线探测方法，其特征在于，在未进行废气的再循环的条件下，基于增压压力和进气歧管的进气温度与发动机转速计算出气缸内工作气体的质量流量，判定其质量流量的计算值是否背离了空气流量传感器的检测值，在判定为背离了的情况下，将前次判定时的偏差与本次的偏差进行比较，如果两偏差的变化量大到超过规定范围，则判定为处于回气管与进气管脱离的断线状态。

而且，在未进行废气的再循环的条件下，气缸内工作气体的质量流量的计算值与空气流量传感器的检测值应取相同的值，如果两值是背离的，则其原因只能认为是空气流量传感器自身的劣化产生的特性异常或回气管的断线，但由于回气管的断线是保养等完成后忘记重新连接回气管或在向进气管的连接不完全的情况下因某种机会脱离而突出产生的，所以如果前次判定时的偏差与本次的偏差的变化量大到超过规定范围，则能够判定为处于回气管与进气管脱离的断线状态。

另一方面，即使气缸内工作气体的质量流量的计算值背离了空气流量传感器的检测值，如果前次判定时的偏差与本次的偏差的变化量小到处于规定范围内，则能够判定气缸内工作气体的质量流量的计算值与空气流量传感器的检测值产生背离的原因是空气流量传感器自身的劣化产生的特性异常。

这是由于在已有的空气流量传感器中采用了通入电流而使暴露在进气的气流中的金属丝的温度为一定，通过读取其电流值而检测空气量的热金属丝形式（由于空气量越多金属丝越凉，所以为了保持一定温度所必须的电流增多），但由于尘埃逐渐附着在金属丝（传感部）上，劣化缓慢地加剧，所以认为前次判定时的偏差与本次的偏差的变化量没有那么大的缘故。

此外，在本发明中，优选的是，在切断时预先判定并储存增压压力传感器的检测值与大气压传感器的检测值是否背，以储存了未背离的判定为前提条件。

即、切断时的增压压力传感器的检测值与大气压传感器的检测值应取相同的值，如果储存两值未背离的判定作为前提条件，则能够预先确认增压压力传感器和大气压传感器正常。

在此，在切断时判定并储存了增压压力传感器的检测值与大气压传感器的检测值背离了的情况下，认为是增压压力传感器或大气压传感器的某一种产生了特性异常。

即、如果判定为气缸内工作气体的质量流量的计算值背离了空气流量传感器的检测值，则认为气缸内工作气体的质量流量的计算所使用的增压压力有误，能够判定检测该增压压力的增压压力传感器产生了特性异常。

另一方面，如果判定为气缸内工作气体的质量流量的计算值未背离空气流量传感器的检测值，则认为气缸内工作气体的质量流量的计算所使用的增压压力被正常地检测，确定增压压力传感器的正常，其结果，能够判定为其余的大气压传感器产生了特性异常。

根据上述的本发明的闭式曲轴箱通风装置的断线探测方法，能够具有下述各种优异的效果。

（Ⅰ）通过将在相同的环境条件下求出的气缸内工作气体的质量流量的计算值与空气流量传感器的检测值进行比较，进而将前次判定时的偏差与本次的偏差进行比较，排除空气流量传感器自身的劣化产生的特性异常的可能性，不会因外气温或气压的环境变化而受到影响，能够正确地判定闭式曲轴箱通风装置的回气管的断线。

（Ⅱ）若采用在判定为气缸内工作气体的质量流量的计算值背离了空气流量传感器的检测值的情况下，将前次判定时的偏差与本次的偏差进行比较，如果两偏差的变化量为规定范围内，则判定为空气流量传感器自身劣化而产生了特性异常的方法，则不仅能够正确地判定闭式曲轴箱通风装置的回气管的断线，也能够判定空气流量传感器自身的劣化产生的特性异常。

（Ⅲ）若采用在切断时预先判定并储存了增压压力传感器的检测值与大气压传感器的检测值是否背离，以储存了未背离的判定为前提条件的方法，则由于能够预先确认增压压力传感器和大气压传感器正常，所以能够进一步提高闭式曲轴箱通风装置的回气管的断线检测的可靠性。

（Ⅳ）若采用如果在切断时判定并储存了增压压力传感器的检测值与大气压传感器的检测值背离了的情况下，判定为气缸内工作气体的质量流量的计算值背离了空气流量传感器的检测值，则判定为检测增压压力的增压压力传感器产生了特性异常的方法，则不仅能够正确地判定闭式曲轴箱通风装置的回气管的断线，也能够判定检测增压压力的增压压力传感器的特性异常。

（Ⅴ）若采用如果在切断时判定并储存了增压压力传感器的检测值与大气压传感器的检测值背离了的情况下，判定为气缸内工作气体的质量流量的计算值未背离空气流量传感器的检测值，则判定为检测大气压的大气压传感器产生了特性异常的方法，则不仅能够正确地判定闭式曲轴箱通风装置的回气管的断线，也能够判定检测大气压的大气压传感器的特性异常。

附图说明

图1是表示实施本发明的方式的一例的概略图。

附图标记说明：

1：发动机，4：进气，5：进气管，7：进气歧管，8：气缸，17：窜气，18：闭式曲轴箱通风装置，19：回气管，23：进气温度传感器，24：空气流量传感器，25：增压压力传感器，27：大气压传感器。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1表示本发明的一实施例，图1中的1表示搭载了涡轮增压器2的发动机，从空气滤清器3引导来的进气4通过进气管5向前述涡轮增压器2的压缩机2a输送，被该压缩机2a加压后的进气4向中间冷却器6输送进行冷却，将进气4从该中间冷却器6进一步向进气歧管7引导，并分配给发动机1的各气缸8。

此外，从该发动机1的各气缸8排出的废气9经由排气歧管10向前述涡轮增压器2的涡轮2b输送，将驱动了该涡轮2b后的废气9经由排气管11向车外排出。

而且，排气歧管10中的各气缸8的排列方向的一端部与比中间冷却器6靠下游的进气管5之间通过EGR管12连接，能够从排气歧管10排出一部分废气9，作为EGR气体9'向进气管5引导。

在此，在前述EGR管12上装备有适当开闭该EGR管12的EGR阀13，和用于对在EGR管12中流动的EGR气体9'进行冷却的EGR冷却器14，在该EGR冷却器14中，通过使从发动机1一侧引导来的冷却水与EGR气体9'进行热交换，能够使该EGR气体9'的温度降低。

此外，通过使从前述发动机1的气缸盖罩15经由气体排出管16排出的窜气17通过前述闭式曲轴箱通风装置18，将油雾分离回收后经由回气管19向进气管5返回，由前述闭式曲轴箱通风装置18回收的油经由油回收管20向未图示的油盘返回。

进而，通过中间冷却器出口温度传感器21检测经过了中间冷却器6的进气4的温度，由进气歧管温度传感器22检测混合了EGR气体9'并向进气歧管7引导的进气4的温度，进而，由进气温度传感器23检测从空气滤清器3引导来的进气4（新鲜空气）的温度，并且由空气流量传感器24检测其质量流量。

其中，在此为了便于说明而分成进气温度传感器23和空气流量传感器24进行了记载，但实际上由于要求出进气4（新鲜空气）的质量流量需要该进气4的温度，所以通常是进气温度传感器23内置在空气流量传感器24中。

此外，向进气歧管7引导的进气4的增压压力由靠近进气歧管7的进气管5上具备的增压压力传感器25检测，并且由构成发动机控制计算机（ECU：电子控制单元）的控制装置26内具备的大气压传感器27检测大气压。

这些中间冷却器出口温度传感器21，进气歧管温度传感器22，进气温度传感器23，空气流量传感器24，增压压力传感器25，大气压传感器27的检测值向前述控制装置26输入，在该控制装置26中也输入来自将加速踏板开度作为发动机1 的负载检测的未图示的加速踏板传感器的检测值、检测发动机1的转速的旋转传感器28的检测值。

而且，在前述控制装置26中，在未进行废气9的再循环的条件下，基于增压压力和进气歧管7的进气温度与发动机转速计算出气缸内工作气体的质量流量，判定其质量流量的计算值是否背离了空气流量传感器24的检测值，如果两值背离则发出“异常”的判定，如果两值未背离则发出“正常”的判定。

在此，由于发动机1的各气缸8的容积的总和是确定的，发动机1每旋转一圈取入的工作气体的体积流量已经判明，所以如果判断增压压力和进气歧管7的进气温度与发动机转速，则能够通过使用气体的状态方程式计算出每单位时间（与空气流量传感器24的检测单位时间相匹配）的工作气体的质量流量。

其中，由于在这样将气缸内工作气体的质量流量的计算值与空气流量传感器24的检测值进行比较时，是以未进行废气9的再循环为前提的，所以在本实施例中，在发动机1停止了规定时间以上而凉下来后的冷起动时进行前述的判定。即、由于在冷起动时通常是成为关闭EGR阀13的预热模式，发动机1的预热优先，不进行废气9的再循环，所以在这种冷起动时进行前述的判定在原理上是合适的。

此外，在判定为气缸内工作气体的质量流量的计算值背离了空气流量传感器24的检测值的情况下，在每次该判定时计算并储存两值的偏差，同时前次判定时的偏差与本次的偏差被比较，如果两偏差的变化量大到超过规定范围则发出“异常”的判定，如果两偏差的变化量小到处于规定范围内则发出“正常”的判定。

进而，在前述控制装置26中，在切断时判定并储存大气压传感器27的检测值是否背离了增压压力传感器25的检测值，如果两值背离则发出“异常”的判定，如果两值未背离则发出“正常”的判定。

而且，在前述控制装置26中，基于以上所述的三项目的“正常”和“异常”的判定，依照表1所示的异常确定表格对比前述三项目的“正常”与“异常”的判定，判定有无闭式曲轴箱通风系统中的回气管19的断线、空气流量传感器24的特性异常、增压压力传感器25的特性异常、大气压传感器27的特性异常。

[表1]

其中，○：正常，×：异常，－：无关。

即、在冷起动时那样未进行废气9的再循环的条件下，气缸内工作气体的质量流量的计算值与空气流量传感器24的检测值应取相同的值，如果两值是背离的，则作为其原因只能认为是空气流量传感器24自身的劣化产生的特性异常或回气管19的断线，但由于回气管19的断线是保养等完成后忘记重新连接回气管19或在向进气管5的连接不完全的情况下因某种时机脱离而突然产生的，所以如果前次判定时的偏差与本次的偏差的变化量大到超过规定范围，则能够判定处于回气管19与进气管5脱离的断线状态。

另一方面，即使气缸内工作气体的质量流量的计算值背离了空气流量传感器24的检测值，如果前次判定时的偏差与本次的偏差的变化量小到处于规定范围内，则能够判定气缸内工作气体的质量流量的计算值与空气流量传感器24的检测值产生背离的原因是空气流量传感器24自身的劣化产生的特性异常。

这是由于在已有的空气流量传感器24中采用了通入电流而使暴露在进气4的气流中的金属丝的温度为一定，通过读取其电流值而检测空气量的热金属丝形式（空气量越多金属丝越冷，为了保持一定温度所必须的电流增多），但由于尘埃逐渐附着在金属丝（传感部）上，劣化缓慢地加剧，所以认为前次判定时的偏差与本次的偏差的变化量没有那么大的缘故。

其中，由于在进行这种判定时，必须预先确认检测气缸内工作气体的质量流量的算出所必须的增压压力的增压压力传感器25的可靠性，所以在切断时预先判定并储存增压压力传感器25的检测值与大气压传感器27的检测值是否背离，以储存了未背离的判定为前提条件。

即、切断时的增压压力传感器25的检测值与大气压传感器27的检测值应取相同的值，如果储存两值未背离的判定作为前提条件，则能够预先确认增压压力传感器25正常。另外，此时也能够一并确认大气压传感器27正常。

在此，在切断时判定并储存了增压压力传感器25的检测值与大气压传感器27的检测值背离了的情况下，认为在增压压力传感器25或大气压传感器27的某一种上发生了特性异常。

即、如果判定为气缸内工作气体的质量流量的计算值背离了空气流量传感器24的检测值，则认为在气缸内工作气体的质量流量的计算中使用的增压压力有误，能够判定检测该增压压力的增压压力传感器25产生了特性异常。

另一方面，如果判定为气缸内工作气体的质量流量的计算值未背离空气流量传感器24的检测值，则认为在气缸内工作气体的质量流量的计算中使用的增压压力被正常地检测，确定增压压力传感器25的正常，其结果，能够判定其余的大气压传感器27产生了特性异常。

另外，更严密地说，必须也预先确认检测气缸内工作气体的质量流量的算出所必须的进气歧管7的进气温度的进气歧管温度传感器22的可靠性，但由于一般来说温度范围不是那么严格的进气系统的温度传感器类的可靠性高，所以未收录在前述控制装置26的异常确定表格（参照表1）中。

其中，也可以根据需要确认进气歧管温度传感器22的可靠性，例如，在进行气缸内工作气体的质量流量的计算的冷起动时确认进气温度传感器23的检测值与中间冷却器出口温度传感器21和进气歧管温度传感器22相同，确定被正常地检测即可。

即、在发动机1的冷起动时，发动机1完全凉下来，进行关闭了EGR阀13的预热优先的控制，由中间冷却器出口温度传感器21和进气歧管温度传感器22检测的温度应全部为与外气温度不变的值，应显示与检测着外气温度的进气温度传感器23也相同的检测值。

若进一步附带说明，则气缸内工作气体的质量流量的算出所使用的发动机转速被旋转传感器28检测，一般来说，发动机转速除了图示的旋转传感器28（主旋转传感器）之外也被未图示的曲柄角传感器检测，由于将可靠性高的转速用于计算容易，所以未特别收录在前述控制装置26的异常确定表格（参照表1）中，但当然也可以确认前述曲柄角传感器检测的转速与前述旋转传感器28的检测值一致，确定发动机转速的正常的检测。

如以上所说明的那样，根据上述实施例，通过将在相同的环境条件下求出的气缸内工作气体的质量流量的计算值与空气流量传感器24的检测值进行比较，进而将前次判定时的偏差与本次的偏差进行比较，排除空气流量传感器24自身的劣化产生的特性异常的可能性，不会因外气温或气压的环境变化而受到影响，能够正确地判定闭式曲轴箱通风系统中的回气管19的断线，而且，不仅能够正确地判定前述回气管19的断线，也能够判定空气流量传感器24自身的劣化产生的特性异常，进而，在进行这种判定时，通过预先确认增压压力传感器25与大气压传感器27正常，能够进一步提高闭式曲轴箱通风系统中的回气管19的断线检测的可靠性。

此外，尤其是在本实施例中，不仅能够正确地判定闭式曲轴箱通风系统中的回气管19的断线，也能够判定检测增压压力的增压压力传感器25的特性异常，还能够判定检测大气压的大气压传感器27的特性异常。

另外，本发明的闭式曲轴箱通风装置的断线探测方法并不仅限于上述的实施例，在不脱离本发明的宗旨的范围内当然也能够增加各种变更。

Claims (4)

1.一种闭式曲轴箱通风装置的断线探测方法，是从发动机排出窜气，将油雾分离回收后经由回气管向进气管返回的闭式曲轴箱通风装置的断线探测方法，其特征在于，

在未进行废气的再循环的条件下，基于增压压力和进气歧管的进气温度与发动机转速计算出气缸内工作气体的质量流量，判定其质量流量的计算值是否背离了空气流量传感器的检测值，在判定为背离了的情况下，将前次判定时的偏差与本次的偏差进行比较，如果两偏差的变化量大到超过规定范围，则判定为处于回气管与进气管脱离的断线状态，

在发动机切断时预先判定并储存增压压力传感器的检测值与大气压传感器的检测值是否背离，以储存了未背离的判定为前提条件，

如果在发动机切断时判定并储存了增压压力传感器的检测值与大气压传感器的检测值背离了的情况下，判定为气缸内工作气体的质量流量的计算值背离了空气流量传感器的检测值，则判定为检测增压压力的增压压力传感器产生了特性异常。

2.如权利要求1所述的闭式曲轴箱通风装置的断线探测方法，其特征在于，

在判定为气缸内工作气体的质量流量的计算值背离了空气流量传感器的检测值的情况下，将前次判定时的偏差与本次的偏差进行比较，如果两偏差的变化量在规定范围内，则判定为空气流量传感器自身劣化而产生了特性异常。

3.如权利要求1所述的闭式曲轴箱通风装置的断线探测方法，其特征在于，

如果在发动机切断时判定并储存了增压压力传感器的检测值与大气压传感器的检测值背离了的情况下，判定为气缸内工作气体的质量流量的计算值未背离空气流量传感器的检测值，则判定为检测大气压的大气压传感器产生了特性异常。

4.如权利要求3所述的闭式曲轴箱通风装置的断线探测方法，其特征在于，

如果在发动机切断时判定并储存了增压压力传感器的检测值与大气压传感器的检测值背离了的情况下，判定为气缸内工作气体的质量流量的计算值未背离空气流量传感器的检测值，则判定为检测大气压的大气压传感器产生了特性异常。