CN111550312B - 内燃机的异常判定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供内燃机的异常判定装置，可靠地判定内燃机的通气管道的异常。内燃机(11)具备：开闭阀(25、26)，其将通气管道(20)的内部空间密闭而构成密闭空间(27)；泵(28)，其对密闭空间(27)进行减压或者加压；压力传感器(29)，其检测密闭空间(27)的压力；和异常判定单元(30)，其判定通气管道(20)的异常，因此不仅能够由异常判定单元(30)根据利用泵(28)对密闭空间(27)进行减压或加压时的密闭空间(27)的压力变化判定通气管道(20)的异常，而且即使在由于内燃机(11)的气缸数量多而进气通路(12)的进气流量的脉动小的情况下也能够高精度地判定通气管道(20)的异常。

Description

内燃机的异常判定装置
技术领域
本发明涉及一种内燃机的异常判定装置，该内燃机从进气口到进气歧管的进气通路的上游侧朝向下游侧依次地配置空气滤清器、增压器和节气门，并通过PCV(PositiveCrankcase Ventilation：曲轴箱强制通风)管道将所述节气门的下游侧的所述进气通路与曲轴箱连接起来，并且通过通气管道将所述空气滤清器与所述增压器之间的所述进气通路与所述曲轴箱连接起来。
背景技术
这样的内燃机的异常判定装置在例如下述专利文献1中作为第二实施方式被记载。在通气管道的相对于进气通路的连接部脱落那样的情况下，该内燃机的异常判定装置着眼于该连接部成为进气通路的气柱的开放端部而气柱的谐振频率发生变化，通过监视进气通路的进气流量的脉动的大小，从而判定通气管道的连接部的脱落。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-078378号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，当内燃机的气缸数量增加时曲轴箱的压力脉动缓和，所以因该曲轴箱的压力脉动而产生的进气通路的进气流量的脉动也变小。因此，根据上述专利文献1中记载的根据进气通路的进气流量的脉动的大小判定通气管道的连接部脱落的结构，有可能异常判定的精度降低。
本发明正是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于，可靠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，提出有一种内燃机的异常判定装置，该内燃机从进气口到进气歧管的进气通路的上游侧朝向下游侧依次地配置空气滤清器、增压器和节气门，并通过PCV管道将所述节气门的下游侧的所述进气通路与曲轴箱连接起来，并且通过通气管道将所述空气滤清器与所述增压器之间的所述进气通路与所述曲轴箱连接起来，所述内燃机的异常判定装置的特征在于，该内燃机的异常判定装置具备：开闭阀，其将所述通气管道的内部空间密闭而构成密闭空间；泵，其对所述密闭空间进行减压或者加压；压力传感器，其检测所述密闭空间的压力；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利用所述泵对所述密闭空间进行减压或者加压时的所述密闭空间的压力变化，判定所述通气管道的异常。
此外，根据技术方案2的发明，提出有一种内燃机的异常判定装置，在技术方案1所述的发明中，所述开闭阀由第一开闭阀和第二开闭阀构成，所述第一开闭阀将所述通气管道的与所述进气通路连接的第一连接部关闭，所述第二开闭阀将所述通气管道的与所述曲轴箱连接的第二连接部关闭。
此外，根据技术方案3的发明，提出有一种内燃机的异常判定装置，在技术方案1所述的发明中，所述开闭阀由第一开闭阀和第二开闭阀构成，所述第一开闭阀将所述通气管道的与所述进气通路连接的第一连接部关闭，所述第二开闭阀将所述PCV管道的与所述曲轴箱连接的第二连接部关闭。
另外，实施方式的第一开闭阀25和第二开闭阀26对应于本发明的开闭阀，实施方式的减压泵28对应于本发明的泵。
发明效果
根据技术方案1所述的结构，由于内燃机从进气口到进气歧管的进气通路的上游侧朝向下游侧依次地配置空气滤清器、增压器和节气门，并通过PCV管道将节气门的下游侧的进气通路与曲轴箱连接起来，并且通过通气管道将空气滤清器与增压器之间的进气通路与曲轴箱连接起来，因此，能够通过PCV管道或者通气管道使曲轴箱内的吹漏气回到进气通路中。
内燃机具备：开闭阀，其将通气管道的内部空间密闭而构成密闭空间；泵，其对密闭空间进行减压或者加压；压力传感器，其检测密闭空间的压力；和异常判定单元，其判定通气管道的异常，因此，不仅能够由异常判定单元根据利用泵对密闭空间进行减压或者加压时的密闭空间的压力变化判定通气管道的异常，而且即使在由于内燃机的气缸数量多而进气通路的进气流量的脉动小的情况下也能够高精度地判定通气管道的异常。
此外，根据技术方案2所述的结构，由于开闭阀由第一开闭阀和第二开闭阀构成，所述第一开闭阀将通气管道的与进气通路连接的第一连接部关闭，所述第二开闭阀将通气管道的与曲轴箱连接的第二连接部关闭，因此，即使通气管道的任意部位发生了异常，也能够可靠地检测而进行异常判定。
此外，根据技术方案3所述的结构，由于开闭阀由第一开闭阀和第二开闭阀构成，所述第一开闭阀将通气管道的与进气通路连接的第一连接部关闭，所述第二开闭阀将PCV管道的与曲轴箱连接的第二连接部关闭，因此，即使通气管道的任意部位发生了异常，也能够可靠地检测而进行异常判定，不仅如此，还能够检测曲轴箱的异常。
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。(第一实施方式)
图2是通气管道的异常判定装置的方框图。(第一实施方式)
图3是说明通气管道的异常判定的原理的时间图。(第一实施方式)
图4是示出通气管道的异常判定装置的作用的流程图。(第一实施方式)
图5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。(第二实施方式)
标号说明
12：进气通路
13：进气口
14：进气歧管
15：空气滤清器
17：增压器
18：节气门
19：曲轴箱
20：通气管道
21：PCV管道
23：第一连接部
24：第二连接部
25：第一开闭阀(开闭阀)
26：第二开闭阀(开闭阀)
27：密闭空间
28：减压泵(泵)
29：压力传感器
30：异常判定单元
具体实施方式
[第一实施方式]
下面，根据图1至图4对本发明的第一实施方式进行说明。
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(Positive Crankcase Ventilation：曲轴箱强制通风)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，在本实施方式中，设置有在第一连接部23中将通气管道20打开/关闭的第一开闭阀25和在第二连接部24中将通气管道20打开/关闭的第二开闭阀26。当将第一开闭阀25和第二开闭阀26关闭时，在通气管道20的内部构成有密闭空间27，但在第一连接部23或第二连接部24中通气管道20脱落的情况下，或者通气管道20的中间部破损的情况下，通气管道20的密闭空间27与大气连通。通气管道20的密闭空间27与减压泵28连通，通过对减压泵28进行驱动，从而能够将通气管道20的密闭空间27减压成比大气压低的压力。并且，通气管道20的密闭空间27的压力可通过压力传感器29检测。
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处连接有点火开关31、空气流量计16、压力传感器29、减压泵28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，根据图4的流程图对具备上述结构的本发明的第一实施方式的作用进行说明。
首先，当在步骤S1中根据点火开关31的状态判定为内燃机11为运转中时，在步骤S2中中断通气管道20的异常判定而将第一开闭阀25和第二开闭阀26打开。另一方面，当在所述步骤S1中根据点火开关31的状态判定为内燃机11停止中时，在步骤S3中将第一开闭阀25和第二开闭阀26关闭而在通气管道20的内部构成密闭空间27以便执行通气管道20的异常判定，与此同时，在步骤S4中对减压泵28进行驱动而开始密闭空间27的减压。
当在接下来的步骤S5中减压泵28进行动作后经过异常判定所需的规定时间时，在步骤S6中利用压力传感器29对密闭空间27的压力进行检测。其结果是，若在步骤S7中密闭空间27的压力不充分地减压而在阈值以上，则在步骤S8中判定为通气管道20存在异常而密闭空间27与大气连通，在步骤S9中使警报单元32进行动作而向乘坐人员发出警报。另一方面，若在所述步骤S7中密闭空间27的压力充分地减压而低于阈值，则在步骤S10中密闭空间27不发生泄漏，判定为通气管道20是正常的。
即，根据图3的时间图可知，在利用减压泵28对将第一开闭阀25和第二开闭阀26关闭而构成的密闭空间27进行减压时，若通气管道20正常且密闭空间27维持在密闭状态，则密闭空间27的压力顺利地减小而低于阈值，从而能够判定为未发生通气管道20在第一连接部23或第二连接部24处脱落的异常、或通气管道20在中间部破损的异常。
相反地，若通气管道20发生异常且密闭空间27未维持在密闭状态，则外部空气从通气管道20的异常部向密闭空间27中流入，因此，密闭空间27的压力不顺利地减小，因此，能够判定为通气管道20发生了异常。
假如想要根据通气管道20的随着内燃机11的活塞的上下移动而产生的压力变动、或者根据进气通路12的进气流量变动判定通气管道20的异常，则存在这样的问题：在气缸数量多的内燃机11中，由于通气管道20的压力变动或进气通路12的进气流量变动变小，因而判定精度降低。但是，在本实施方式中，由于利用减压泵28对通过第一开闭阀25和第二开闭阀26密闭的通气管道20的密闭空间27进行减压并根据该减压的大小判定通气管道20的异常，因此，能够与内燃机11的气缸数量无关地进行高精度的异常判定。并且，由于能够在内燃机11停止时进行异常判定，因此，不会由于异常判定使内燃机11的输出扭矩发生变化而给车辆的行驶造成影响。
[第二实施方式]
下面，根据图5对本发明的第二实施方式进行说明。
第一实施方式的第二开闭阀26被设置于通气管道20与曲轴箱19连接的第二连接部24(参照图1)，但第二实施方式的第二开闭阀26被设置于PCV管道21与曲轴箱19连接的第二连接部24。因此，在第二实施方式中，第一开闭阀25和第二开闭阀26关闭时构成的密闭空间27跨设于通气管道20的内部空间和曲轴箱19的内部空间。
根据第二实施方式，在第一实施方式的作用效果的基础上，由于密闭空间27包括通气管道20的内部空间和曲轴箱19的内部空间这两方，因此，不仅在通气管道20发生异常而与大气连通的情况下，在加油口盖或油位计发生异常而曲轴箱19与大气连通的情况下，也能够判定异常。
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，利用减压泵28对密闭空间27进行了减压，但即使利用加压泵对密闭空间27进行加压也能够达成同样的作用效果。在该情况下，在利用加压泵对密闭空间27进行加压时，若密闭空间27的压力增加到阈值以上，则判定为通气管道20是正常的，若密闭空间27的压力低于阈值，则判定为通气管道20是异常的。
此外，在实施方式中，将通气管道20和PCV管道21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和PCV管道21连接于气缸盖，也能够达成本申请发明的作用效果。因此，将通气管道20和PCV管道21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。
此外，在第二实施方式中，若在PCV管道21与曲轴箱19连接的部分设置PCV阀22，则能够将该PCV阀22作为第二开闭阀26来使用，能够削减部件数量。

Claims (3)

1.一种内燃机的异常判定装置，该内燃机从进气口(13)到进气歧管(14)的进气通路(12)的上游侧朝向下游侧依次地配置有空气滤清器(15)、增压器(17)和节气门(18)，并通过曲轴箱强制通风管道(21)将所述节气门(18)的下游侧的所述进气通路(12)与曲轴箱(19)连接起来，并且通过通气管道(20)将所述空气滤清器(15)与所述增压器(17)之间的所述进气通路(12)与所述曲轴箱(19)连接起来，所述内燃机的异常判定装置的特征在于，
该内燃机的异常判定装置具备：
开闭阀(25、26)，其将所述通气管道(20)的内部空间密闭而构成密闭空间(27)；
泵(28)，其与所述密闭空间(27)直接连接，对所述密闭空间(27)进行减压或者加压；
压力传感器(29)，其与所述密闭空间(27)直接连接，检测所述密闭空间(27)的压力；和
异常判定单元(30)，其判定所述通气管道(20)的异常，
所述异常判定单元(30)根据利用所述泵(28)对所述密闭空间(27)进行减压或者加压时的所述密闭空间(27)的压力变化，判定所述通气管道(20)的异常。
2.根据权利要求1所述的内燃机的异常判定装置，其特征在于，
所述开闭阀(25、26)由第一开闭阀(25)和第二开闭阀(26)构成，所述第一开闭阀(25)将所述通气管道(20)的与所述进气通路(12)连接的第一连接部(23)关闭，所述第二开闭阀(26)将所述通气管道(20)的与所述曲轴箱(19)连接的第二连接部(24)关闭。
3.根据权利要求1所述的内燃机的异常判定装置，其特征在于，
所述开闭阀(25、26)由第一开闭阀(25)和第二开闭阀(26)构成，所述第一开闭阀(25)将所述通气管道(20)的与所述进气通路(12)连接的第一连接部(23)关闭，所述第二开闭阀(26)将所述曲轴箱强制通风管道(21)的与所述曲轴箱(19)连接的第二连接部(24)关闭。
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