CN114658529A - 内燃机系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种内燃机系统，通过在适当的时机更换含有乙二醇的冷却液而能够抑制供冷却水流动的流路的腐蚀。内燃机系统(1)还具有控制装置(40)。控制装置(40)具有：累计时间计测部(42)，对温度传感器(30)所测定的冷却液为预定的温度以上的时间进行计测，并对计测出的时间进行累计，由此计测累计时间；以及更换判定部(43)，在计测出的累计时间成为上限累计时间以上时，判定为应更换冷却液。控制装置(40)还具有上限时间设定部(41)，该上限时间设定部(41)根据冷却循环机构(2)中形成供冷却液流动的通路的金属的种类来设定更换判定部(43)的上限累计时间。

Description

内燃机系统
技术领域
本发明涉及具有发动机的内燃机系统。
背景技术
以往，提出一种具有作为动力源的发动机和对发动机进行控制的控制装置的内燃机系统。在发动机的运转时，发动机通过燃料和空气的混合气的燃烧而发热成为高温。于是，将冷却液通向发动机，通过冷却循环机构而使冷却液循环，从而冷却液被送往发动机。
出于防冻性的目的，这样的冷却液有时使用含有乙二醇的冷却液。但是，乙二醇在超过80℃的温度环境下有时氧化劣化。
例如，作为管理这样的冷却液的系统，公开了如下的系统：对冷却液的温度为一定温度以上的时间进行累计，若该累计时间达到规定时间，则判定为冷却液劣化。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009－087825号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，若这样的冷却液氧化劣化而使得有机酸增加，则有时冷却循环机构中冷却液所接触的表面会因有机酸而腐蚀。在此情况下，即便如专利文献1那样，对冷却液成为高温状态的时间进行累计，在累计时间成为阈值以上时，催促冷却液的更换，此时，有时冷却液的通路也会被过度腐蚀。这是因为：成为该阈值的时间是基于冷却液的导电性的观点而设定的时间，却并未关于腐蚀有任何的考虑。
本发明是鉴于这一点而完成的，作为本发明，提供一种通过在适当的时机更换含有乙二醇的冷却液而能够抑制供冷却水流动的流路的腐蚀的内燃机系统。
用于解决课题的手段
本发明的内燃机系统，具有：发动机；冷却循环机构，一边对冷却所述发动机的冷却液进行冷却一边使该冷却液向所述发动机循环，所述冷却液包含乙二醇；以及测定通过了所述发动机的所述冷却液的温度的温度传感器；所述内燃机系统还具有控制装置；所述控制装置具有：计测部，对所述温度传感器所测定的冷却液为预定的温度以上的时间进行计测，并对计测出的时间进行累计来计测累计时间；以及判定部，在计测出的所述累计时间成为上限累计时间以上时，判定为应更换所述冷却液；所述控制装置还具有设定部，该设定部根据所述冷却循环机构中形成供所述冷却液流动的通路的金属的种类来设定所述判定部的所述上限累计时间。
根据本发明，由于在冷却循环机构流动的冷却水含有乙二醇，所以，因从发动机传递的热等而成为预定的温度以上时，由乙二醇而生成有机酸。若持续这样的有机酸的生成，则冷却水所含的有机酸的浓度上升。于是，在本发明中，累计部对满足有机酸的生成条件(具体的是生成的温度以上的条件)的时间进行累计(累积)来计测累计时间。
在累计部所计测的累计时间成为设定的上限累计时间以上时，有机酸的浓度提高，供冷却水流动的通路的腐蚀发展，所以，能够由判定部判定为应更换冷却液。
尤其是，在本发明中，设定部根据冷却循环机构中形成供冷却液流动的通路的金属的种类来设定上限累计时间。由此，能够根据形成通路的金属的种类在适当的时机更换冷却水，所以，能够防止供冷却水流动的通路因冷却液所含的有机酸而过度腐蚀。
而且，设定部可以按形成供冷却液流动的通路的金属的种类的每一种来设定判定部的上限累计时间，更优选的是，所述设定部分为形成所述通路的金属包括铸铁的情况下的铸铁的上限累计时间和形成所述通路的金属不包括铸铁的情况下的铸铁以外的上限累计时间地设定所述上限累计时间；所述设定部以所述铸铁的上限累计时间为比所述铸铁以外的上限累计时间短的时间的方式来设定所述上限累计时间。
如后述那样，根据发明者的实验，铸铁与其它金属相比，容易因有机酸而腐蚀。因此，根据该方案，以在形成供冷却水流动的通路的金属包括铸铁的情况下成为比铸铁以外的上限累计时间短的时间的方式来设定累计时间，所以，能够降低有机酸所导致的包含铸铁的部分的腐蚀。
在此所称的“形成通路的金属包括铸铁”是指配管、阀主体等形成供冷却水流动的通路的零件中的至少1个包括铸铁制的零件。“形成通路的金属不包括铸铁”是指配管、阀主体等形成供冷却水流动的通路的零件中的哪个零件都不包括铸铁制的零件。
发明效果
根据本发明，通过在适当的时机更换含有乙二醇的冷却液而能够抑制供冷却水流动的流路的腐蚀。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的内燃机系统的示意性的概念图。
图2是图1所示的内燃机系统的控制框图。
图3是表示试件的腐蚀比例的图表。
图4是用于说明形成供冷却水流动的通路的金属包括铸铁的情况下和不包括铸铁的情况下的上限累计时间的概念图。
图5是本发明的一实施方式的内燃机系统的控制流程图。
标号说明
1：内燃机系统、10：发动机、20：冷却循环机构、30：温度传感器、40：控制装置、41：上限时间设定部、42：累计时间计测部、43：更换判定部
具体实施方式
以下，参照图1～图5，对本发明的实施方式进行说明。
如图1所示，本实施方式的内燃机系统1搭载于车辆。内燃机系统1具有发动机10、冷却循环机构20和控制装置40。内燃机系统1还具有温度传感器30、起动器50、警告灯60和输入装置70。
发动机10是成为车辆的动力源的装置。以下，虽然并未图示发动机10的详细情况，但发动机10在汽缸体中自如滑动地配置有活塞，在汽缸盖中设有进气门和排气门。在发动机10的燃烧室中，使混合了燃料和吸入空气的混合气着火而燃烧，由此，驱动发动机10。通过该燃烧，发动机10被加热，所以，在本实施方式中，在发动机10的汽缸体中形成有供冷却发动机的冷却液流动的通路。
在本实施方式中，冷却液是在水中添加了包括乙二醇等的添加剂的液体。在本实施方式中，冷却液可以含有25～80质量％的乙二醇。通过在冷却液中添加乙二醇，能够防止冷却液的冻结。
冷却发动机10的冷却液通过通常已知的冷却循环机构20而向发动机10循环。冷却循环机构20具有泵21、加热器芯22、散热器23和储藏箱24，它们经由配管而连接。
泵21配置于比发动机10靠上游侧，向发动机10加压输送冷却液。在发动机10的运转时，发动机10被加热，所以，通过泵21的加压输送，发动机10被冷却。
在泵21(发动机10)的下游设有上述的温度传感器(水温传感器)30，能够通过温度传感器30来测定通过了发动机10的冷却液的温度。而且，在温度传感器30的下游设有加热器芯22。加热器芯22在使车辆的室内的温度升温时通过热交换而对冷却液的热进行吸热。
在加热器芯22的下游设有散热器23，散热器23通过热交换来冷却通过了加热器芯22的冷却液。而且，在散热器23与泵21之间设有储藏冷却液的储藏箱24，在向泵21供给的冷却液的不足时，从储藏箱24供给冷却液。在本实施方式中，储藏箱24设置于散热器23与泵21之间，但也可以设置于例如散热器23。
在本实施方式中，在发动机10、泵21、加热器芯22和散热器23形成的供冷却水流动的通路、以及连接它们的配管内的通路相当于本发明中所称的“供冷却液流动的通路”。
控制装置40基于来自起动器50的起动信号而进行发动机10的起动控制，接着进行发动机10的燃烧控制。控制装置40对发动机10的控制是发动机10的空燃比控制等使发动机10运转的通常的控制，省略其详细说明。
控制装置40与警告灯60连接，在判定为应更换冷却液时，进行使警告灯60点亮的控制。控制装置40与温度传感器30相连，接收来自温度传感器30的冷却液的温度的计测信号。而且，控制装置40与输入装置70相连，经由输入装置70而被输入控制装置40的控制程序。
控制装置40具有CPU等运算装置(未图示)、以及RAM、ROM等存储装置(未图示)作为硬件。而且，控制装置40具有作为软件的图2所示的上限时间设定部(设定部)41、累计时间计测部(计测部)42和更换判定部(判定部)43。此外，以下，用于控制发动机10的详细的说明是作为软件通常已知的控制，所以，省略详细的说明。
上限时间设定部41根据冷却循环机构20中形成供冷却液流动的通路的金属的种类来设定后述的上限累计时间。在此，上限累计时间是作为应更换冷却液的判断基准(阈值)的时间，对上限累计时间的设定的详细情况后述。
累计时间计测部42在直到更换冷却液为止的期间对温度传感器30所测定的冷却液的温度为规定温度以上的累计时间进行计测。在此，规定温度是冷却液所含的乙二醇氧化劣化而生成甲酸或醋酸等有机酸的温度，例如是80℃。因此，在此情况下，由累计时间计测部42从上一次的冷却液的更换的时刻起持续累计满足冷却液为80℃以上的条件的时间。
更换判定部43在累计时间计测部42所计测的累计时间成为上限时间设定部41所设定的上限累计时间以上时判定为应更换冷却液。具体地说，在由更换判定部43判定为冷却液劣化的情况下，向警告灯60发送用于催促冷却液的更换的警告信号。
如上述那样，在冷却循环机构20流动的冷却水被输入来自发动机10的热等而被加热，所以，有时由冷却水所含的乙二醇而生成有机酸。于是，发明者根据形成供冷却水流动的流路的金属的种类而准备了试件(试验片)。具体地说，准备的试件是由铝、铸铁、钢、黄铜和铜构成的5个试件。对这些试件进行了依据JIS K2234的防冻液的金属腐蚀性试验。图3示出其结果。在图3的纵轴中，将铸铁的试件的腐蚀比例设为1.0，腐蚀比例是试件的重量因腐蚀而减少的比例，该腐蚀比例越大，则意味着越容易腐蚀。
从图3可知，铸铁最容易腐蚀，接着，按黄铜、铜的顺序容易腐蚀，铝和钢是相同程度。铸铁由于碳颗粒分散于作为母材的铁组织，所以，有机酸会进入铁组织的晶界，容易晶界腐蚀。因此，认为铸铁与其它金属相比，容易腐蚀。
基于这样的观点，在本实施方式中，在上限时间设定部41，根据冷却循环机构20中形成供冷却液流动的通路的金属的种类来设定作为更换判定部43的更换判定基准的上限累计时间。例如图3所示，可以按照腐蚀比例从小到大(容易腐蚀的金属)的顺序来缩短设定上限累计时间。例如，可以将腐蚀比例最大的铸铁的上限累计时间设得最短，将腐蚀比例最小的铝和钢的上限累计时间设得最长。
而且，上限时间设定部41在供冷却水流动的通路的金属为多个的情况下，设定与多个金属中最容易腐蚀的金属相应的上限累计时间。例如，在供冷却水流动的通路是铸铁制的部件、铜制的部件、钢制的部件的情况下，上限时间设定部41设定与铸铁相应的上限累计时间。另外，在供冷却水流动的通路是黄铜制的部件、铝制的部件、钢制的部件的情况下，上限时间设定部41设定与黄铜相应的上限累计时间。这样，通过根据金属种类来设定上限累计时间，即使冷却水的流路包括铸铁等容易腐蚀的金属，也能够在有机酸的浓度变高至腐蚀铸铁等之前就更换冷却水，所以，能够抑制冷却水的流路的腐蚀。
此外，从图3的结果可知，与其它金属相比，铸铁因有机酸而过度腐蚀，所以，可以将铸铁与其它金属分开地设定上限累计时间。具体地说，上限时间设定部41分为形成通路的金属包括铸铁的情况下的铸铁的上限累计时间和形成通路的金属不包括铸铁的情况下的铸铁以外的上限累计时间地设定上限累计时间。
具体地说，如图4所示，上限时间设定部41以铸铁(有铸铁)的上限累计时间为比铸铁以外(无铸铁)的上限累计时间短的时间的方式来设定上限累计时间。
结果，在形成通路的金属有铸铁(即，在通路的至少一部分存在铸铁制的零件)的情况下，与此外的情况相比，以更短的上限累计时间更换冷却水，所以，能够降低铸铁的腐蚀(铸铁制的零件的腐蚀)。另一方面，在形成通路的金属没有铸铁(即，在通路中不存在铸铁制的零件)的情况下，以比铸铁的上限设定时间长的上限累计时间更换冷却水，所以，能够抑制冷却水的更换频率。
参照图5，对本实施方式的内燃机系统中的控制流程进行说明。首先，在步骤S1，经由输入装置70而输入形成供冷却液流动的通路的金属的种类的信息。例如，在通路由多个金属的种类构成的情况下，输入所有的金属的种类。
然后，前进到步骤S2，上限时间设定部41根据形成供冷却液流动的通路的金属的种类来设定上限累计时间。具体地说，在步骤S1中输入的金属包括铸铁的情况下，设定铸铁的上限累计时间，在金属不包括铸铁的情况下，设定铸铁以外的上限累计时间。
然后，在步骤S3，在使发动机10起动后，由温度传感器30来测定冷却液的温度。前进到步骤S4，由累计时间计测部42来判定冷却液的温度是否达到规定温度。
在此，在步骤S4，在冷却液的温度达到预定温度(生成有机酸的温度)的情况下，前进到步骤S5，由累计时间计测部42来计测其时间(具体地说，将计测时间加起来)。由此，能够由累计时间计测部42对冷却液成为规定温度以上的时间进行累计，算出累计时间。
另一方面，在冷却液的温度并未达到规定温度时，前进到步骤S6。在此，在步骤S6，在已经计测了时间的情况下，结束时间的计测，存储计测时间，然后返回步骤S3。
在步骤S5，在由累计时间计测部42测定(算出)累计时间后，前进到步骤S7，由更换判定部43来判定累计时间是否达到上限累计时间。在累计时间达到上限累计时间的情况下，前进到步骤S8。另一方面，在由更换判定部43判断为累计时间并未达到规定时间的情况下，返回步骤S3，继续测定冷却液的温度。
在步骤S8，从更换判定部43向警告灯60发送警告信号，使警告灯60点亮。在更换了冷却液后，对计测的累计时间进行重置，再度实施图5所示的流程。
以上，对本发明的一实施方式进行了详细描述，但本发明不限于所述的实施方式，在不脱离权利要求书所记载的本发明的精神的范围内，能够进行各种设计改变。
在本实施方式中，示出了将进行发动机的控制的控制装置和判定冷却液的劣化并进行警告灯的点亮控制的控制装置作为1个控制装置而搭载于车辆的例子。但是，例如也可以将进行图2所示的警告灯的点亮控制的控制装置设置于车辆的外部的管理系统，通过经由管理系统的通信来进行警告灯的点亮控制。

Claims (2)

1.一种内燃机系统，具有：发动机；冷却循环机构，一边对冷却所述发动机的冷却液进行冷却一边使该冷却液向所述发动机循环，所述冷却液含有乙二醇；以及测定通过了所述发动机的所述冷却液的温度的温度传感器；
其特征在于，
所述内燃机系统还具有控制装置；
所述控制装置具有：
计测部，对所述温度传感器所测定的冷却液为预定的温度以上的时间进行计测，并对计测出的时间进行累计，由此计测累计时间；以及
判定部，在计测出的所述累计时间成为上限累计时间以上时，判定为应更换所述冷却液；
所述控制装置还具有设定部，该设定部根据所述冷却循环机构中形成供所述冷却液流动的通路的金属的种类来设定所述判定部的所述上限累计时间。
2.如权利要求1所述的内燃机系统，其特征在于，
所述设定部分为形成所述通路的金属包括铸铁的情况下的铸铁的上限累计时间和形成所述通路的金属不包括铸铁的情况下的铸铁以外的上限累计时间地设定所述上限累计时间；
所述设定部以所述铸铁的上限累计时间为比所述铸铁以外的上限累计时间短的时间的方式来设定所述上限累计时间。
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