JP2013108416A - インタークーラー診断システム - Google Patents
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Abstract
【課題】インタークーラーの冷却効率を低コストでかつ精度良く診断することができるインタークーラー診断システムを提供する。
【解決手段】ディーゼルエンジン1のインテークマニホールド7に設置されたシリンダー吸気圧力センサ15及びインタークーラー出口温度センサ16と、吸気管3の吸入口2近傍に設置された吸気温度センサ17と、大気圧を測定する大気圧センサ18と、処理手段21とから構成され、その処理手段21は、上記4台のセンサ15〜18の測定値等を用いた一群の式によりインタークーラー6の冷却効率ηcを算出し、所定値と比較することでインタークーラー6の冷却効率ηcを診断する。
【選択図】図1
【解決手段】ディーゼルエンジン1のインテークマニホールド7に設置されたシリンダー吸気圧力センサ15及びインタークーラー出口温度センサ16と、吸気管3の吸入口2近傍に設置された吸気温度センサ17と、大気圧を測定する大気圧センサ18と、処理手段21とから構成され、その処理手段21は、上記4台のセンサ15〜18の測定値等を用いた一群の式によりインタークーラー6の冷却効率ηcを算出し、所定値と比較することでインタークーラー6の冷却効率ηcを診断する。
【選択図】図1
Description
本発明はインタークーラー診断システムに関し、更に詳しくは、インタークーラーの冷却効率を低コストで診断することができるインタークーラー診断システムに関する。
ディーゼルエンジンの出力増加を目的として、ターボチャージャーにより吸入空気量を増加させるとともに、そのターボチャージャーで圧縮された吸入空気をインタークーラーで冷却して吸入空気密度を高める機構が広く実用化されている(例えば、特許文献1を参照)。
この機構においてインタークーラーは、上述したディーゼルエンジンの出力増加のためだけでなく、適切な熱交換器の使用により省エネルギー化を進めることを規定した法律上の要請からも、高い冷却効率を有することが求められている。そのため、インタークーラーの冷却効率を診断することが重要になっている。
従来より、インタークーラーの冷却効率の診断は、インタークーラーの出入口にそれぞれ温度センサを設置して、それらの測定値の差とターボチャージャーにおける温度上昇分とを比較することにより実施されている。しかし、このような方法では、新たに複数台の温度センサを追加することが必要となるため、製造コストの増加を招くという問題があった。また、インタークーラーの温度センサの台数が複数になると、センサ間の位置関係や検出遅れなどに伴う補正が必要となるため、診断精度が低下するという問題もあった。
本発明の目的は、インタークーラーの冷却効率を低コストでかつ精度良く診断することができるインタークーラー診断システムを提供することにある。
上記の目的を達成する本発明のインタークーラー診断システムは、ディーゼルエンジンのインタークーラーの冷却効率を診断するインタークーラー診断システムであって、前記ディーゼルエンジンのインテークマニホールドに設置されたシリンダー吸気圧力センサ及びインタークーラー出口温度センサと、そのインテークマニホールドに接続するインタークーラーの出口に設置されたインタークーラー出口温度センサと、吸気管の吸入口近傍に設置された吸気温度センサと、大気圧を測定する大気圧センサと、それらのセンサの測定値を処理する処理手段とを備え、前記処理手段は、前記シリンダー吸気圧力センサの測定値P2、インタークーラー出口温度センサの測定値T3、吸気温度センサの測定値T1及び大気圧センサの測定値P1を用いて以下の(1)〜(2)式によりインタークーラーの冷却効率ηcを算出し、前記冷却効率ηcが所定値未満であるときに前記インタークーラーの冷却効率が劣化していると診断することを特徴とするものである。
但し、κ:比熱比、η:コンプレッサ効率をそれぞれ示す。
インタークーラーの冷却効率を診断するための所定値としては60〜70%の範囲の値を用いることが望ましい。
また、処理手段がインタークーラーの冷却効率の診断結果を通知する通知手段を備えることで、車両の運転者などにインタークーラーの冷却効率の劣化を早期かつ確実に伝達することができる。
本発明のインタークーラー診断システムは、一般の内燃機関に好適に用いられる。
本発明のインタークーラー診断システムによれば、インタークーラーの出口に新たに1台の温度センサを設置するだけでよいので、従来よりも温度センサの台数が少なくて済むため、インタークーラーの冷却効率を低コストで診断することができる。また、温度センサが1台であるので、測定値の補正等が不要となるため診断精度を向上することができる。
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態からなるインタークーラー診断システムを示す。
このインタークーラー診断システムが装備されるディーゼルエンジン1では、吸入口2から吸気管3内へ吸入された空気は、エアクリーナー4を通過してからターボチャージャー5により圧縮され、インタークーラー6で冷却された後にインテークマニホールド7を経て4つの気筒8のそれぞれに供給される。そして、各気筒8から燃焼ガスとなって排気管9へ排気されるが、その一部はインタークーラー6の下流側の吸気管3に接続するEGR通路10にEGRガスとなって分流する。EGR通路10には、水冷式のEGRクーラー11と、EGRガスの流量を調整するEGR弁12とが、排気管9側から順に配置されている。また、EGRクーラー11によるEGRガスの過冷却を防止するために、EGRクーラー11の出口と上流側の排気管9とを接続する排気戻し通路13が設けられている。EGR通路10に分流しなかった排気ガスは、ターボチャージャー5を回転駆動させた後に、排出口14から外部へ放出される。
本発明のインタークーラー診断システムは、インテークマニホールド7に設置されたシリンダー吸気圧力センサ15と、インタークーラー6の出口に設置されたインタークーラー出口温度センサ16と、エアクリーナー4とターボチャージャー5との間の吸気管3に設置された吸気温度センサ17と、大気圧を測定する大気圧センサ18と、それら4台のセンサ15〜18及びECU(エンジンコントロールユニット)19に、それぞれ信号線20a〜20eを通じて接続する処理手段21とから構成されている。
シリンダー吸気圧力センサ15は、インテークマニホールド7内の空気の圧力を測定する。吸気温度センサ17は、吸入口2から吸入されてターボチャージャー5に供給される空気の温度を測定する。また、大気圧センサ18は、ディーゼルエンジン1の近傍に設置され、ディーゼルエンジン1の周囲の大気圧を測定する。なお、シリンダー吸気圧力センサ15、吸気温度センサ17及び大気圧センサ18は、ディーゼルエンジン1の運転状態を示す測定値をECU19に提供するために、従来から設置されているものである。
処理手段21は、記憶部を備えたCPU(中央演算処理装置)から構成され、信号線20a〜20dを通じて4台のセンサ15〜18から測定値を取得する。なお、図1の例では、処理手段21とECU19とを別体にしているが、処理手段21の機能をECU19に持たせることで一体化するようにしてもよい。
このような構成を有するインタークーラー診断システムの機能を、図2に示すフロー図を基に以下に説明する。
処理手段21は、対象となる運転サイクルにおいてインタークーラー6の冷却効率の診断が終了していない場合(S10)には、シリンダー吸気圧力センサ15の測定値P2、インタークーラー出口温度センサ16の測定値T3、吸気温度センサ17の測定値T1及び大気圧センサ18の測定値P1を取得する(S20)。
但し、κ:比熱比、η:コンプレッサ効率をそれぞれ示す。なお、コンプレッサ効率ηはターボチャージャー5の特性を示すマップデータから得ることができる。
そして、診断条件が成立している場合(S40)には、インタークーラー6の冷却効率ηcと所定値とを比較して(S50)、冷却効率ηcが所定値未満の場合には、インタークーラー6の冷却効率が劣化していると診断し(S60)、反対に所定値以上の場合には、インタークーラー6の冷却効率が正常であると診断する(S70)。なお、診断条件が成立する場合としては、ディーゼルエンジン1を搭載した車両の車速が20km/h以上である場合などが例示される。
以上のように、新たにインタークーラー6の出口に温度センサを1台設置するだけでよいので、従来のように2台設置する場合に比べてインタークーラー6の冷却効率ηcを低コストで診断することができる。また、インタークーラー6の温度センサが1台で済むので、測定値の補正等が不要となるため診断精度を向上することができる。
インタークーラー6の冷却効率ηcの診断に用いる所定値は、ディーゼルエンジン1のサイズや性能により変化するが、一般的な大型車両を対象にした場合には、約60〜70%の範囲の値を用いることが望ましい。
図3は、本発明の実施形態からなるインタークーラー診断システムを示す。
このインタークーラー診断システムは、インタークーラー6の冷却効率ηcの診断結果を通知する通知手段22を、信号線20fを通じて処理手段21に接続したものである。通知手段22としては、ディーゼルエンジン1を搭載する車両の運転席などに設置されたモニタや警報器などが例示される。
このように通知手段22を設けることにより、インタークーラー6の冷却効率ηcの劣化を、車両の運転者などに早期かつ確実に伝達することができる。
本発明のインタークーラー診断システムの用途は、上述したような車両のディーゼルエンジン1に限るものではなく、その他一般の内燃機関にも適用することができる。
1 ディーゼルエンジン
2 吸入口
3 吸気管
4 エアクリーナー
5 ターボチャージャー
6 インタークーラー
7 インテークマニホールド
8 気筒
9 排気管
10 EGR通路
11 インタークーラー
12 EGR弁
13 排気戻し通路
14 排出口
15 シリンダ吸気圧力センサ
16 インタークーラー出口温度センサ
17 吸気温度センサ
18 大気圧センサ
19 ECU
20a〜20g 信号線
21 処理手段
22 通知手段
2 吸入口
3 吸気管
4 エアクリーナー
5 ターボチャージャー
6 インタークーラー
7 インテークマニホールド
8 気筒
9 排気管
10 EGR通路
11 インタークーラー
12 EGR弁
13 排気戻し通路
14 排出口
15 シリンダ吸気圧力センサ
16 インタークーラー出口温度センサ
17 吸気温度センサ
18 大気圧センサ
19 ECU
20a〜20g 信号線
21 処理手段
22 通知手段
Claims (4)
- ディーゼルエンジンのインタークーラーの冷却効率を診断するインタークーラー診断システムであって、
前記ディーゼルエンジンのインテークマニホールドに設置されたシリンダー吸気圧力センサ及びインタークーラー出口温度センサと、そのインテークマニホールドに接続するインタークーラーの出口に設置されたインタークーラー出口温度センサと、吸気管の吸入口近傍に設置された吸気温度センサと、大気圧を測定する大気圧センサと、それらのセンサの測定値を処理する処理手段とを備え、
前記処理手段は、前記シリンダー吸気圧力センサの測定値P2、インタークーラー出口温度センサの測定値T3、吸気温度センサの測定値T1及び大気圧センサの測定値P1を用いて以下の(1)〜(2)式によりインタークーラーの冷却効率ηcを算出し、
前記冷却効率ηcが所定値未満であるときに前記インタークーラーの冷却効率が劣化していると診断することを特徴とするインタークーラー診断システム。
但し、κ:比熱比、η:コンプレッサ効率をそれぞれ示す。 - 前記所定値が60〜70%である請求項1に記載のインタークーラー診断システム。
- 前記処理手段が前記インタークーラーの冷却効率の診断結果を通知する通知手段を備える請求項1又は2に記載のインタークーラー診断システム。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のインタークーラーの診断システムを搭載したことを特徴とする内燃機関。
Priority Applications (1)
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JP2011253234A JP2013108416A (ja) | 2011-11-18 | 2011-11-18 | インタークーラー診断システム |
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JP2011253234A JP2013108416A (ja) | 2011-11-18 | 2011-11-18 | インタークーラー診断システム |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2011-11-18 JP JP2011253234A patent/JP2013108416A/ja active Pending
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