(57)【要約】【課題】内燃機関の排気マニホールド又は排気管と排気圧力センサを接続する排気圧力センサ用チューブの目詰まり度合いを高い頻度で精度よく判定することができる内燃機関の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出システム及び内燃機関の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出方法を提供する。【解決手段】排気ブレーキバルブ２２が閉じられて排気ブレーキが作動された場合に排気圧力センサ用チューブ３０ａの目詰まり状態の診断を行い、この診断において、排気圧力センサで検出された検出値Ｐが予め設定された設定閾値Ｐ１以下であるときに、排気圧力センサ用チューブが目詰まりしていると判定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ブレーキバルブを備えた内燃機関の排気マニホールド又は排気通路に開口部を持つ排気圧力センサ用チューブを介して設けられた排気圧力センサを備えている内燃機関で、前記排気圧力センサ用チューブの目詰まり度合いを判定する内燃機関の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出システムにおいて、
前記排気圧力センサの検出値を入力して、前記排気圧力センサ用チューブの目詰まり度合いを判定して、判定結果を出力する制御装置を備え、
この制御装置が、
前記排気ブレーキバルブが閉じられて排気ブレーキが作動された場合に前記排気圧力センサ用チューブの目詰まり状態の診断を行い、この診断において、前記排気圧力センサで検出された検出値が予め設定された設定閾値以下であるときに、前記排気圧力センサ用チューブが目詰まりしていると判定する制御を行うように構成されていることを特徴とする内燃機関の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出システム。
【請求項２】
前記制御装置が、前記設定閾値を、排気ブレーキを作動させたときにおける、前記排気圧力センサ用チューブが目詰まりしていない状態での排気圧力に基づいて変化させる請求項１に記載の内燃機関の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出システム。
【請求項３】
前記制御装置が、前記設定閾値として複数の目詰まり度合いに対応させて複数の値を設定又は算出して、これらの設定閾値で目詰まり状態の診断を行い、前記複数の目詰まり度合いのどの状態にあるか否かを判定する請求項１または２に記載の内燃機関の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出システム。
【請求項４】
排気ブレーキバルブを備えた内燃機関の排気マニホールド又は排気通路に開口部を持つ排気圧力センサ用チューブを介して設けられた排気圧力センサを備えている内燃機関で、前記排気圧力センサ用チューブの目詰まり度合いを判定する内燃機関の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出方法において、
前記排気ブレーキバルブが閉じられて排気ブレーキが作動された場合に前記排気圧力センサ用チューブの目詰まり状態の診断を行い、この診断において、前記排気圧力センサで検出された検出値が予め設定された設定閾値以下であるときに、前記排気圧力センサ用チューブが目詰まりしていると判定することを特徴とする内燃機関の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出システム及び内燃機関の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の内燃機関では、排気通路（特に排気マニホールド）に、排気通路を構成する排気管の外壁に開口を有するチューブを介して排気圧力センサを備えている。この排気圧力センサは、内燃機関の運転状態の制御に用いるパラメータの一つである排気圧力を検出するためのセンサであり、それ自身の故障を迅速に検出することも重要であるが、正確な測定値が得られなくなるような、排気圧力センサと排気管を接続するチューブの煤などによる目詰まりを検出することも、内燃機関の制御にとって重要である。
【０００３】
これに関連して、吸気マニホールド内に過給圧センサを、排気システムに備えられたエンジンブレーキ力を高めるための排気圧力調整器とターボチャージャのターボユニットとの間に背圧センサをそれぞれ配置した内燃機関で、エンジンブレーキの要求時に、過給圧センサと背圧センサによりそれぞれ測定された過給圧と背圧を記憶された過給圧値及び背圧値と比較することによって、排気圧力調整器の故障か、または、背圧センサの詰まり等の故障かを判定する排気圧力調整器の診断方法及び装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１２−５１１６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、この診断のタイミングに使用されるエンジンブレーキは、燃料噴射が停止されたときに発生するエンジンの抵抗を制動力として利用するものであり、主に、アクセルオフ時や下り坂の走行等で使用され、このエンジンブレーキの使用頻度は比較的少なく、また、このときの判断用背圧は例えば０〜５０ｋＰａ又はゼロに等しい圧力と比較的小さい上に、変動して不安定であることが多い。そのため、排気圧力センサと排気管を接続するチューブの目詰まり度合いを、比較的高い頻度で、精度よく判定できるシステム及び方法が求められている。
【０００６】
本発明の目的は、内燃機関の排気マニホールド又は排気管と排気圧力センサを接続する排気圧力センサ用チューブの目詰まり度合いを高い頻度で精度よく判定することができる内燃機関の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出システム及び内燃機関の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出システムは、排気ブレーキバルブを備えた内燃機関の排気マニホールド又は排気通路に開口部を持つ排気圧力センサ用チューブを介して設けられた排気圧力センサを備えている内燃機関で、前記排気圧力センサ用チューブの目詰まり度合いを判定する内燃機関の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出システムにおいて、前記排気圧力センサの検出値を入力して、前記排気圧力センサ用チューブの目詰まり度合いを判定して、判定結果を出力する制御装置を備え、この制御装置が、前記排気ブレーキバルブが閉じられて排気ブレーキが作動された場合に前記排気圧力センサ用チューブの目詰まり状態の診断を行い、この診断において、前記排気圧力センサで検出された検出値が予め設定された設定閾値以下であるときに、前記排気圧力センサ用チューブが目詰まりしていると判定する制御を行うように構成されている。
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明の内燃機関の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出方法は、排気ブレーキバルブを備えた内燃機関の排気マニホールド又は排気通路に開口部を持つ排気圧力センサ用チューブを介して設けられた排気圧力センサを備えている内燃機関で、前記排気圧力センサ用チューブの目詰まり度合いを判定する内燃機関の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出方法において、前記排気ブレーキバルブが閉じられて排気ブレーキが作動された場合に前記排気圧力センサ用チューブの目詰まり状態の診断を行い、この診断において、前記排気圧力センサで検出された検出値が予め設定された設定閾値以下であるときに、前記排気圧力センサ用チューブが目詰まりしていると判定することを特徴とする方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の内燃機関の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出システム及び内燃機関の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出方法によれば、比較的使用頻度が高く、排気圧力も安定して著しく大きくなる排気ブレーキの作動時に、排気圧力センサ用チューブの目詰まりの診断を行うので、排気圧力センサ用チューブの目詰まりの有無を高い頻度で精度よく判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】内燃機関の構成を模式的に示す図である。
【図２】図１の排気圧力センサ周辺の模式的な拡大図である。
【図３】本発明の内燃機関の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出方法の制御フローの一例を示す図である
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る実施の形態の内燃機関の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出システム及び内燃機関の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出方法について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
最初に図１を参照しながら、この実施の形態の内燃機関の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出システム１が配置されるエンジン（内燃機関）１０について説明する。このエンジン１０には、気筒（シリンダ）１０ａに面して燃料噴射装置１１と吸気弁１２と排気弁１３が設けられ、更に、吸気通路１４からの新気ＡとＥＧＲガスＧｅの混合気（Ａ＋Ｇｅ）を吸気弁１２に分配する吸気マニホールド２０と、これに接続する吸気通路１４と、排気弁１３からの排気ガスＧを排気通路１５に分配する排気マニホールド２１と、これに接続する排気通路１５と、ＥＧＲ通路１６が設けられている。なお、燃料噴射装置１１には、燃料タンク１１ａに貯留された燃料Ｆが、エンジン１０の運転状態に応じて燃料供給ポンプ（図示しない）及びコモンレール（図示しない）を経由して供給される。
【００１３】
吸気通路１４には、上流側より順に、エアクリーナ１７、ターボチャージャ（ターボ式過給器）１８のコンプレッサ１８ｂ、インタークーラ１９が設けられている。また、排気通路１５には、上流側より順に、ターボチャージャ１８のタービン１８ａ、排気ブレーキバルブ２２、排気ガス浄化処理装置（図示しない）、マフラー２３が設けられている。
【００１４】
ＥＧＲ通路１６は、吸気マニホールド２０と排気マニホールド２１を接続して設けられ、上流側より順に、ＥＧＲクーラ１６ａ、ＥＧＲバルブ１６ｂが設けられている。また、エンジン１０及びＥＧＲクーラ１６ａには、エンジン１０の運転状態に応じてウォータポンプ１６ｃによりエンジン冷却水Ｗが供給され、エンジン１０の冷却とＥＧＲクーラ１６ａを通過するＥＧＲガスＧｅの冷却を行う。
【００１５】
そして、大気中から導入される新気Ａは、必要に応じて、ＥＧＲ通路１６から吸気通路１４に流入する排気ガス（ＥＧＲガス）Ｇｅを伴って、吸気マニホールド２０と吸気弁１２経由で気筒（シリンダ）１０ａに送られる。また、気筒１０ａで発生した排気ガスＧは、排気弁１３と排気マニホールド２１経由で排気通路１５に流出し、その一部はＥＧＲ通路１６にＥＧＲガスＧｅとして流れ、残りの排気ガスＧａ（＝Ｇ−Ｇｅ）は、タービン１８ａを経由して、排気ガス浄化処理装置（図示しない）に流入して、浄化された後、浄化された排気ガスＧｃとしてマフラー２３、テールパイプ（図示しない）を経由して大気中へ放出される。
【００１６】
また、図１、図２に示すように、排気通路１５を構成する排気管の外壁（図２では排気マニホールド２１の外壁）に排気圧力センサ用チューブ（排気ガス導入管：以下、チューブ）３０ａを介して排気圧力センサ３０を接続して構成するとともに、この排気圧力センサ３０の検出値を入力して、チューブ３０ａの目詰まり度合いを判定して、判定結果を出力する制御装置４０が設けられる。なお、このチューブ３０ａは、排気ブレーキバルブ２２より上流側の排気通路１５内の圧力に耐え得るだけの耐圧性を備えていればよく、その形状及び材質については特に限定されない。
【００１７】
ここで、チューブ３０ａが煤、燃料Ｆの炭化水素成分及びエンジンオイル成分等により目詰まりしている場合、排気通路１５内の排気ガスＧａの圧力が排気圧力センサ３０まで伝達されないため、排気圧力センサ３０が故障していなくとも、排気圧力センサ３０で排気ガスＧａの圧力を感知することができず、排気圧力センサ３０の検出値Ｐが排気ガスＧａの圧力を正確に表す値とはならない。言い換えれば、排気マニホールド２１または排気通路１５の排気ガスＧａの圧力（実際の圧力）に対して、排気圧力センサ３０の検出値Ｐはこの実際の圧力よりも大幅に小さい値を示すこととなる。そのため、チューブ３０ａが目詰まりした状態で排気圧力センサ３０の検出値Ｐの値をそのまま使用すると、エンジン１０における適確な運転指示ができなくなる恐れが生じることになる。
【００１８】
そこで、この内燃機関の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出システム１では、制御装置４０が、排気ブレーキバルブ２２が閉じられて排気ブレーキが作動された場合にチューブ３０ａの目詰まり状態の診断を行い、この診断において、排気圧力センサ３０で検出された検出値Ｐが予め設定された設定閾値Ｐ１以下であるときに、チューブ３０ａが目詰まりしていると判定する制御を行うように構成する。
【００１９】
この設定閾値Ｐ１は、予め実験等により設定される値であり、チューブ３０ａに目詰まりが発生していない状態で、排気ブレーキの作動時に、排気圧力センサ３０で検出される３００ｋＰａ（３ｂａｒ）〜５００ｋＰａ（５ｂａｒ）の圧力値Ｐｎに対して、例えば、５０％以上でかつ９５％以下、好ましくは８０％以上でかつ９０％以下とする。言い換えれば、検出値Ｐｎの５％〜５０％、好ましくは１０％〜２０％程度低い値として設定される。
【００２０】
なお、エンジン１０の運転状態、例えばエンジン回転数などの影響により、排気ブレーキの作動時における排気圧力は変わるので、この設定閾値Ｐ１をそのエンジン運転状態で排気ブレーキを作動させたときにおける、チューブ３０ａが目詰まりしていない状態での排気圧力Ｐｎに基づいて変化させてもよい。これにより、より精度よく、チューブ３０ａの目詰まり度合いを判定できるようになる。
【００２１】
また、設定閾値Ｐ１として複数（ｉ＝１〜Ｉ）の目詰まり度合いＤｉに対応させて複数の値Ｐ１ｉを設定又は算出して、これらの設定閾値Ｐ１ｉで目詰まり状態の診断を行い、複数の目詰まり度合いＤｉのどの状態にあるか否かを判定するように構成してもよい。
【００２２】
また、設定閾値Ｐ１より大きな値で、かつ、上記の想定される圧力値Ｐｎより数％（２〜３％）低い値の範囲内で第２の設定閾値Ｐ２（Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐｎ）を設定し、排気ブレーキバルブ２２が作動されたときに、排気圧力センサ３０により検出された検出値Ｐが第２の設定閾値Ｐ２以下である場合が予め設定された設定回数Ｎｐ以上になったときにおいても、チューブ３０ａが目詰まりしていると判定する制御を行うように構成してもよい。このように構成することで、チューブ３０ａが本格的に目詰まりする前に、目詰まり状態であるとして、予防的に運転者に警告して、チューブ３０ａの洗浄または交換を運転者に促すことができるようになる。
【００２３】
なお、排気圧力センサ３０自体が故障していることを、従来技術の周知の方法等で検知している場合には、排気圧力センサ３０の故障が新品への交換等により解消されるまでは、上記の設定閾値Ｐ１または第２の設定閾値Ｐ２を用いた判定を中断して、警告を行わないように構成してもよい。これにより、無駄で、運転者にとっては煩わしい警告を回避することができる。
【００２４】
次に、本発明に係る実施の形態の内燃機関の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出方法について図３の制御フローを参照しながら説明する。この制御フローは、エンジン１０の運転中に予め設定した制御時間が経過する度に上級の制御フローより繰り返し呼ばれてスタートするフローである。図３の制御フローがスタートすると、ステップＳ１０にて、排気ブレーキが作動（排気ブレーキバルブ２２が閉状態）されたか否かを判定する。排気ブレーキバルブ２２が作動された場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ２０に進む。排気ブレーキバルブ２２が作動されていない場合（ＮＯ）には、リターンに進んで、上級の制御フローに戻る。
【００２５】
ステップＳ１０からステップＳ２０に進んだ場合、ステップＳ２０にて、排気圧力センサ３０の検出値Ｐが予め設定された設定閾値Ｐ１以下であるか否かを判定する。検出値Ｐが設定閾値Ｐ１以下である場合（ＹＥＳ）には、チューブ３０ａが目詰まり状態にあると判定して、この判定結果をステップＳ３０および上級の制御フローに出力して、ステップＳ３０に進む。一方、検出値Ｐが設定閾値Ｐ１未満である場合（ＮＯ）には、チューブ３０ａが目詰まり状態にないと判定して、この判定結果を上級の制御フローに出力して、リターンに進んで、上級の制御フローに戻る。
【００２６】
ステップＳ２０からステップＳ３０に進んだ場合、ステップＳ３０にて、チューブ３０ａに目詰まりが発生していることを運転席に備えた専用の警告灯の点灯または点滅等を行うことによって、運転者に警告して、チューブ３０ａの清掃を促す。ステップＳ３０の制御を実施後、リターンに進んで、上級の制御フローに戻る。
【００２７】
この本制御フローを終了した後は、上級の制御フローに戻り、エンジン１０の運転中は、再度呼ばれてステップＳ１０以降を繰り返し行う。そして、エンジン１０の運転が停止されると、上級の制御フローと共に終了する。
【００２８】
以上より、本発明に係る実施の形態の内燃機関の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出方法は、排気ブレーキバルブ２２を備えたエンジン１０の排気マニホールド又は排気通路１５に開口部を持つ排気圧力センサ用チューブ３０ａを介して設けられた排気圧力センサ３０を備えているエンジン１０で、排気圧力センサ用チューブ３０ａの目詰まり度合いを判定する内燃機関の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出方法である。そして、この方法において、排気ブレーキバルブ２２が閉じられて排気ブレーキが作動された場合に排気圧力センサ用チューブ３０ａの目詰まり状態の診断を行い、この診断において、排気圧力センサ３０で検出された検出値Ｐが予め設定された設定閾値Ｐ１以下であるときに、排気圧力センサ用チューブ３０ａが目詰まりしていると判定する。
【００２９】
上記の本発明に係る実施の形態の内燃機関の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出システム及び内燃機関の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出方法によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００３０】
つまり、エンジンブレーキに対して、排気ブレーキを使用する場合には、排気マニホールド内の圧力が、３００ｋＰａ（３ｂａｒ）〜５００ｋＰａ（５ｂａｒ）にもなり、比較的大きな判定用閾値を使用できる上に、排気ブレーキは、ブレーキ操作に伴って使用されるので、使用頻度も比較的高い。
【００３１】
従って、比較的使用頻度が高く、排気圧力も安定して著しく大きくなる排気ブレーキが作動されたときに、排気圧力センサ３０の検出値Ｐと設定閾値Ｐ１とを比較して、チューブ３０ａの目詰まりの診断を行うことで、チューブ３０ａの目詰まりの有無を高い頻度で精度よく判定することができる。
【００３２】
なお、エンジンブレーキの場合は、燃料噴射の停止時におけるエンジンの抵抗を利用するため、主にアクセルオフの車両の下り坂走行時等に使用されるため、比較的使用頻度が低く、車両の走行路によっては診断開始のトリガーとしては頻度が低く安定しない。これに対して、排気ブレーキは、ブレーキ操作に伴って行われるため、車両の走行路に依らず、比較的高い頻度で（例えば、１ｋｍ当りに１〜５回程度）作動されるため、診断開始のトリガーとして安定して使用することができる。
【００３３】
また、排気圧力センサの検出値は、チューブ等の排気圧力導入部が目詰まりしている場合には目詰まりしていない場合よりも大幅に低下し、特にこの低下傾向が排気ブレーキの作動時には顕著に現れるので、チューブ３０ａの目詰まりによって、この排気圧力の低下が検知できなくなることを検知し易くなり、目詰まり状態の診断の精度を向上させることができる。
【００３４】
さらに、排気ブレーキの作動時には排気圧力が大きな値となり、しかも、安定しているが、エンジンブレーキの作動時には排気圧力が排気ブレーキの作動時ほど大きな値とならず、かつ、不安定となる。そのため、排気ブレーキの作動時に、排気ガスＧａの実際の圧力が大きくなった場合に、チューブ３０ａが目詰まりした場合の検出値Ｐが上昇しないので、チューブ３０ａが目詰まりした状態を容易に精度よく判定できる。
【符号の説明】
【００３５】
１  内燃機関の排気圧力センサ用チューブの目詰まり検出システム
１０  エンジン（内燃機関）
１５  排気通路
２１  排気マニホールド
２２  排気ブレーキバルブ
３０  排気圧力センサ
３０ａ  チューブ（排気圧力センサ用チューブ）
４０  制御装置
Ｐ  排気圧力センサの検出値
Ｐ１  設定閾値
【図１】
2018048561.tif 000003
【図２】
2018048561.tif 000004
【図３】
2018048561.tif 000005