[發(fā)明專利]內燃機系統(tǒng)的冷卻裝置及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380042932.6
• 申請日: 2013-06-17
• 公開（公告）號: CN104541032B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發(fā)明（設計）人: 早瀨雄一郎;貞光貴裕
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: F01P3/12
• 分類號: F01P3/12;F01P7/14;F02B37/00;F02B39/00
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權代理有限責任公司11219
• 代理人: 蘇卉,車文

技術領域

本發(fā)明涉及對內燃機和渦輪增壓器的排氣渦輪進行冷卻的內燃機系統(tǒng)的冷卻裝置及其控制方法。

背景技術

以往，以內燃機為中心構成的內燃機系統(tǒng)多使用設置具有排氣渦輪的渦輪增壓器這一情況。而且，在這樣的內燃機系統(tǒng)中，提出了設置除了對內燃機進行冷卻還對排氣渦輪(詳細而言，其渦輪殼體)進行冷卻的冷卻系統(tǒng)的方案(參照專利文獻1)。在專利文獻1記載的裝置中，成為冷卻水從內燃機的內部的內燃機冷卻水路向渦輪殼體內部的渦輪冷卻水路流入的結構，通過基于該冷卻水的冷卻而將渦輪殼體的溫度維持成適溫。

專利文獻1：日本特開2008-267257號公報

發(fā)明內容

在具備渦輪增壓器的內燃機系統(tǒng)中，由于伴隨該運轉而產(chǎn)生的熱應力的影響等，在渦輪殼體可能會產(chǎn)生龜裂。在這種情況下，冷卻水從龜裂向渦輪冷卻水路的外部泄漏，由此不僅可能會導致冷卻性能的下降，而且當存在從龜裂泄漏的冷卻水向內燃機的排氣通路流入那樣的情況時，由于該冷卻水，可能會導致排氣凈化裝置的提前老化。

本發(fā)明的目的在于提供能夠抑制冷卻水從渦輪殼體內部的渦輪冷卻水路的泄漏的內燃機系統(tǒng)的冷卻裝置及其控制方法。

為了解決上述課題，提供一種具備內燃機和渦輪增壓器的內燃機系統(tǒng)的冷卻裝置。該冷卻裝置具備冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)具有在上述內燃機的內部形成的內燃機冷卻水路和在上述渦輪增壓器的排氣渦輪的殼體內部形成的渦輪冷卻水路而使冷卻水進行循環(huán)。而且，冷卻裝置具備切換部，該切換部選擇性地切換成第一工作模式和第二工作模式中的任一工作模式，該第一工作模式是容許上述冷卻系統(tǒng)的冷卻水在上述內燃機冷卻水路及上述渦輪冷卻水路中流動的工作模式，該第二工作模式是僅容許上述冷卻系統(tǒng)的冷卻水在上述內燃機冷卻水路及上述渦輪冷卻水路中的該內燃機冷卻水路中流動的工作模式。此外，冷卻裝置具備：供給量推定部，基于上述內燃機的運轉狀態(tài)來推定向上述渦輪冷卻水路供給的冷卻水量；流出量傳感器，檢測從上述渦輪冷卻水路流出的冷卻水量。并且，冷卻裝置具備控制部，在切換部的工作模式為第一工作模式、且由供給量推定部推定出的冷卻水量比由流出量傳感器檢測出的冷卻水量多出預先規(guī)定的判定量以上時，該控制部將切換部切換成第二工作模式。

在上述裝置中，在切換部的工作模式為第一工作模式的狀態(tài)下假定為冷卻水未從冷卻系統(tǒng)泄漏，由此能夠基于內燃機的運轉狀態(tài)來掌握冷卻系統(tǒng)內的冷卻水的流通狀態(tài)，因此向渦輪冷卻水路供給的冷卻水的量(基本流量)也能夠基于內燃機的運轉狀態(tài)來高精度地推定。并且，當發(fā)生冷卻水從渦輪冷卻水路的內部向外部泄漏的異常(渦輪泄漏異常)時，相應地從渦輪冷卻水路流出的冷卻水的量減少。因此，由流出量傳感器檢測實際從渦輪冷卻水路流出的冷卻水的量(實際流量)，并將該實際流量從上述基本流量減去，由此能夠掌握從渦輪冷卻水路泄漏的冷卻水的量(泄漏量)。

根據(jù)上述裝置，能夠基于這樣的泄漏量來判斷有無發(fā)生渦輪泄漏異常，在掌握到發(fā)生了渦輪泄漏異常時，將切換部切換成第二工作模式，由此能夠切斷冷卻水向渦輪冷卻水路的流入，并使冷卻水在內燃機冷卻水路中循環(huán)。由此能夠抑制冷卻水從渦輪殼體內部的渦輪冷卻水路的泄漏。

上述實際流量除了在發(fā)生渦輪泄漏異常時減少之外，在發(fā)生了冷卻水從內燃機冷卻水路的內部向外部泄漏的異常(內燃機泄漏異常)時也減少。因此為了高精度地判定有無發(fā)生渦輪泄漏異常，在確認出未發(fā)生內燃機泄漏異常這一情況的基礎上，優(yōu)選進行基于基本流量和實際流量的渦輪泄漏異常的有無的判斷。

在上述冷卻裝置中，設置對未發(fā)生冷卻水從上述內燃機冷卻水路泄漏的異常這一情況進行檢測的檢測部，上述控制部以由上述檢測部檢測出未發(fā)生上述異常這一情況為條件來進行向上述第二工作模式的切換。

根據(jù)這樣的冷卻裝置，在確認出未發(fā)生內燃機泄漏異常這一情況的基礎上，能夠基于基本流量和實際流量來掌握發(fā)生了渦輪泄漏異常這一情況，因此能夠高精度地掌握內燃機泄漏異常的發(fā)生。

上述冷卻裝置可以具備檢測從上述內燃機冷卻水路流出的冷卻水的溫度的溫度傳感器。在這種情況下，上述檢測部在由上述溫度傳感器檢測出的溫度的上升速度被維持在判定速度以下時檢測出未發(fā)生上述異常這一情況，而在上述上升速度超過上述判定速度時檢測出此后發(fā)生了上述異常。