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JP2017141776A - Abnormality detection device for intercooler - Google Patents

Abnormality detection device for intercooler Download PDF

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JP2017141776A
JP2017141776A JP2016024735A JP2016024735A JP2017141776A JP 2017141776 A JP2017141776 A JP 2017141776A JP 2016024735 A JP2016024735 A JP 2016024735A JP 2016024735 A JP2016024735 A JP 2016024735A JP 2017141776 A JP2017141776 A JP 2017141776A
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refrigerant
intercooler
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pressure value
cooling circuit
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清隆 細野
Kiyotaka Hosono
清隆 細野
川辺 敬
Takashi Kawabe
敬 川辺
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Mitsubishi Motors Corp
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Mitsubishi Motors Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect an abnormality of an intercooler regardless of an operating state of an engine.SOLUTION: An abnormality detection device includes: a supercharger 7 for supercharging intake air in an intake passage 1 of an engine 10; an intercooler 6 provided downstream of the supercharger 7 in the intake passage 1; a cooling circuit 25 for supplying a refrigerant to the intercooler 6; a pump 23 disposed in the cooling circuit 25; a first pressure sensor 31 and a second pressure sensor 32 disposed on the upstream side and downstream side of the intercooler 6 in the intake passage 1, respectively; a refrigerant sensor 34 disposed in the cooling circuit 25 to detect information on a flow of the refrigerant; and refrigerant leakage detection means 41 for determining which detection information is used among a first pressure value P1 detected by the first pressure sensor 31, a second pressure value P2 detected by the second pressure sensor 32 or the information F on the refrigerant flow detected by the refrigerant sensor 34 on the basis of an operating state of the pump 23 and detecting presence/absence of leakage of the refrigerant in the cooling circuit 25 on the basis of the determined detection information.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、熱交換器として機能するコア内に、冷却水等の液体からなる冷媒を供給することによって、吸気通路内の吸気を冷却する液冷式のインタークーラの異常検出装置に関する。   The present invention relates to an abnormality detection device for a liquid-cooled intercooler that cools intake air in an intake passage by supplying a refrigerant made of a liquid such as cooling water into a core that functions as a heat exchanger.

ターボチャージャ、スーパーチャージャ等の過給機によって吸気圧を高め、出力を増大する過給機付きエンジンが広く採用されている。過給機付きエンジンでは、吸気通路における過給機の下流側にインタークーラを設けることにより、吸気圧の上昇に伴う吸気温度の上昇を抑制している。吸気温度の上昇抑制によって、ガソリンエンジン、特に、直噴式の過給エンジンでは、レスポンスの向上を図ることができる。   Engines with superchargers that increase the intake pressure and increase the output by turbochargers such as turbochargers and superchargers are widely used. In an engine with a supercharger, an intercooler is provided on the downstream side of the supercharger in an intake passage to suppress an increase in intake air temperature due to an increase in intake pressure. By suppressing the rise in the intake air temperature, it is possible to improve the response of a gasoline engine, particularly a direct injection supercharged engine.

インタークーラには、いわゆる空冷式のタイプの他に、熱交換器として機能するコア内に、冷却水等の液体からなる冷媒を供給することによって、吸気通路内の吸気を冷却する液冷式のタイプのものがある。   In addition to the so-called air-cooled type, the intercooler is a liquid-cooled type that cools the intake air in the intake passage by supplying a refrigerant composed of a liquid such as cooling water into the core that functions as a heat exchanger. There are types.

液冷式のインタークーラでは、経年により冷媒が通る冷却回路に腐食等が発生し、冷却回路が破損して冷媒の漏れが発生することがある。特に、冷却回路の腐食がその冷却回路の吸気通路に面した側で発生していると、冷却回路の部材の破損やそれに伴う冷媒の漏れの発見が遅れる要因ともなる。   In a liquid-cooled intercooler, corrosion or the like may occur in the cooling circuit through which the refrigerant passes over time, and the cooling circuit may be damaged and refrigerant leakage may occur. In particular, if the corrosion of the cooling circuit occurs on the side of the cooling circuit facing the intake passage, it becomes a factor that delays the discovery of damage to the members of the cooling circuit and the accompanying refrigerant leakage.

このような冷媒の漏れが発生すると、吸気の適切な冷却が困難となるのに加え、状況によっては吸気に冷媒が混入する事態も想定される。このため、冷媒の漏れを検出するための種々の技術が提案されている(例えば、特許文献1〜3参照)。   When such refrigerant leakage occurs, it is difficult to properly cool the intake air, and depending on the situation, there may be a situation where the refrigerant is mixed into the intake air. For this reason, various techniques for detecting leakage of the refrigerant have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 3).

特開2014−118906号公報JP 2014-118906 A 特開2013−160067号公報JP 2013-160067 A 特開2015−14204号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-14204

上記特許文献1では、インタークーラの冷媒である冷却水が通る冷却回路の内部に空気が流入した際の圧力上昇量を検知することによって、冷却水の漏れの有無を判定している。しかし、吸気通路内が負圧となる場合は、冷却回路の内圧上昇を伴わずに冷媒が吸気通路へ流れ出るため、この技術では異常を発見できない場合がある。   In Patent Document 1, the presence or absence of leakage of cooling water is determined by detecting the amount of pressure rise when air flows into the cooling circuit through which the cooling water that is the refrigerant of the intercooler passes. However, when the pressure in the intake passage becomes negative, the refrigerant flows out to the intake passage without increasing the internal pressure of the cooling circuit, so this technique may not find any abnormality.

上記特許文献2では、冷却水の圧力が、冷却水の漏れ等が発生していない正常時に取り得る圧力以下である場合に、冷却水の漏れ発生を検出している。しかし、吸気が過給状態にある場合、吸気が冷却回路内に侵入してくるため、圧力低下を見ているだけでは異常を発見できない場合がある。   In Patent Document 2, the occurrence of cooling water leakage is detected when the pressure of the cooling water is equal to or lower than the pressure that can be taken at normal times when no leakage of cooling water occurs. However, when the intake air is in a supercharged state, the intake air enters the cooling circuit, so that there may be a case where an abnormality cannot be found only by looking at the pressure drop.

上記特許文献3では、冷却水の流量が最小流量以上の場合に、インタークーラのコアの入口/出口圧の差圧が所定の圧力損失範囲に含まれる場合に、インタークーラの異常を検出している。しかし、水冷式のインタークーラでは、冷却回路の一部が破損してもその破口近傍に冷却水が存在し、空冷式のインタークーラのように空気が容易に外部に漏れない。このため、単純に流量と差圧の条件のみで異常を検出するのは困難な場合がある。   In the above-mentioned Patent Document 3, when the flow rate of the cooling water is equal to or higher than the minimum flow rate, if the differential pressure between the inlet / outlet pressures of the core of the intercooler is included in the predetermined pressure loss range, the abnormality of the intercooler is detected. Yes. However, in the water-cooled intercooler, even if a part of the cooling circuit is broken, the cooling water is present near the breakage, and air does not easily leak outside like the air-cooled intercooler. For this reason, it may be difficult to detect an abnormality simply by the conditions of the flow rate and the differential pressure.

そこで、この発明の課題は、エンジンの稼働状態に係わらずインタークーラの異常を的確に検出することである。   Therefore, an object of the present invention is to accurately detect an abnormality in the intercooler regardless of the operating state of the engine.

上記の課題を解決するために、この発明は、エンジンの吸気通路内の吸気を過給する過給機と、前記吸気通路における前記過給機の下流側に設けられるインタークーラと、前記インタークーラに冷媒を供給する冷却回路と、前記冷却回路に配置されるポンプと、前記吸気通路の前記インタークーラの上流側に配置される第一圧力センサと、前記吸気通路の前記インタークーラの下流側に配置される第二圧力センサと、前記冷却回路に配置され冷媒の流れに関する情報を検出する冷媒センサと、前記ポンプの稼働状況に基づいて、前記第一圧力センサが検出する吸気の圧力値である第一圧力値、前記第二圧力センサが検出する吸気の圧力値である第二圧力値、又は、前記冷媒センサが検出する冷媒の流れに関する情報の中からいずれの検出情報を用いるかを決定し、その決定された検出情報に基づいて前記冷却回路における冷媒の漏れの有無を検出する冷媒漏れ検出手段と、を備えるインタークーラの異常検出装置を採用した。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a supercharger that supercharges intake air in an intake passage of an engine, an intercooler provided on the downstream side of the supercharger in the intake passage, and the intercooler. A cooling circuit for supplying refrigerant to the cooling circuit, a pump disposed in the cooling circuit, a first pressure sensor disposed on the upstream side of the intercooler in the intake passage, and a downstream side of the intercooler in the intake passage. A second pressure sensor arranged, a refrigerant sensor arranged in the cooling circuit for detecting information about the flow of the refrigerant, and an intake pressure value detected by the first pressure sensor based on an operating state of the pump. Any detection information from the first pressure value, the second pressure value that is the pressure value of the intake air detected by the second pressure sensor, or the information about the refrigerant flow detected by the refrigerant sensor Determine used, adopting the abnormality detection device of an intercooler and a refrigerant leak detection means for detecting the presence or absence of leakage of refrigerant in the cooling circuit based on the determined detection information.

ここで、前記冷媒漏れ検出手段は、前記ポンプが稼働していない場合に、前記冷媒の流れに関する情報に基づいて冷媒の漏れの有無を検出する構成を採用することができる。   Here, the refrigerant leak detection means may employ a configuration for detecting the presence or absence of refrigerant leakage based on information on the refrigerant flow when the pump is not operating.

また、前記冷却回路に配置される第三圧力センサを備え、前記冷媒漏れ検出手段は、前記ポンプが稼働している場合に、前記第一圧力値が所定過給圧力値以上である場合は前記第二圧力値と前記第一圧力値との差圧に基づいて冷媒の漏れの有無を検出し、前記第一圧力値が所定過給圧力値未満である場合は前記第三圧力センサが検出する第三圧力値に基づいて冷媒の漏れの有無を検出する構成を採用することができる。   In addition, a third pressure sensor disposed in the cooling circuit is provided, and the refrigerant leak detection unit is configured to operate when the first pressure value is equal to or higher than a predetermined supercharging pressure value when the pump is operating. The presence or absence of refrigerant leakage is detected based on the differential pressure between the second pressure value and the first pressure value, and the third pressure sensor detects when the first pressure value is less than a predetermined supercharging pressure value. A configuration that detects the presence or absence of refrigerant leakage based on the third pressure value can be employed.

これらの各態様において、前記冷却回路は、冷媒がインタークーラ用ラジエタから前記インタークーラへ向かう送り側通路と前記インタークーラから前記インタークーラ用ラジエタへ向かう戻り側通路とで環状に構成され、前記ポンプは前記送り側通路に配置され、前記冷媒センサは前記戻り側通路に配置される構成を採用することができる。   In each of these aspects, the cooling circuit is configured in an annular shape with a feed-side passage from which a refrigerant is directed from the intercooler radiator to the intercooler and a return-side passage from the intercooler to the intercooler radiator. May be disposed in the feed-side passage, and the refrigerant sensor may be disposed in the return-side passage.

このとき、前記送り側通路に開閉弁を備え、前記ポンプが稼働していない場合に前記開閉弁を閉鎖する構成を採用することができる。   At this time, it is possible to employ a configuration in which an opening / closing valve is provided in the feed-side passage and the opening / closing valve is closed when the pump is not operating.

また、前記送り側通路に開閉弁を備え、前記ポンプが稼働している場合に前記吸気通路内の圧力状態に基づいて前記開閉弁を制御する構成を採用することができる。   Further, it is possible to employ a configuration in which an opening / closing valve is provided in the feed side passage and the opening / closing valve is controlled based on a pressure state in the intake passage when the pump is operating.

これらの各態様において、前記冷媒の漏れが検出された場合に、インタークーラの異常を知らせる警報の発信、前記過給機による吸気の過給圧の低減、又は、冷媒の前記冷却回路外への排出のいずれかの制御を行う異常時対応制御手段を備える構成を採用することができる。   In each of these aspects, when leakage of the refrigerant is detected, an alarm is issued to notify the abnormality of the intercooler, the supercharging pressure is reduced by the supercharger, or the refrigerant is discharged to the outside of the cooling circuit. It is possible to employ a configuration including an abnormality response control means for performing any control of discharge.

この発明は、冷媒のポンプの稼働状況や吸気の過給状況等に基づいて、インタークーラの異常を検出する手法を選択するようにしたので、エンジンの稼働状態に係わらずインタークーラの異常を的確に検出することができる。   In the present invention, since the method for detecting the abnormality of the intercooler is selected based on the operating state of the refrigerant pump, the supercharging state of the intake air, etc., the abnormality of the intercooler is accurately determined regardless of the operating state of the engine. Can be detected.

この発明の一実施形態を示すエンジン及びインタークーラの異常検出装置の全体図である。1 is an overall view of an engine and intercooler abnormality detection device according to an embodiment of the present invention. この発明の制御の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of control of this invention.

この発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。図1は、この発明のインタークーラの異常検出装置、及び、その異常検出装置を備えたエンジン10の構成を示す全体図である。なお、図では、この発明に関連する部材を中心に図示し、他はその図示を省略している。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall view showing the configuration of an intercooler abnormality detection device of the present invention and an engine 10 equipped with the abnormality detection device. In the figure, the members related to the present invention are mainly shown, and the others are not shown.

エンジン10は自動車用エンジンであり、図1に示すように、ピストン5を収容した気筒内に吸気を送り込む吸気ポートに通じる吸気通路1、排気ポートから引き出された排気通路2、その他、必要な燃料を噴射する燃料噴射装置等を備えている。吸気ポート及び排気ポートは、それぞれ燃焼室への開口が吸気バルブ3、排気バルブ4によって開閉される。   The engine 10 is an automobile engine. As shown in FIG. 1, an intake passage 1 leading to an intake port for sending intake air into a cylinder containing a piston 5, an exhaust passage 2 drawn from the exhaust port, and other necessary fuels A fuel injection device for injecting fuel. The intake port and the exhaust port are opened and closed by an intake valve 3 and an exhaust valve 4, respectively, to the combustion chamber.

吸気通路1には、吸気ポートから上流側に向かって、流路面積を調節するスロットルバルブ13、吸気通路1を流れる吸気を冷却するインタークーラ6、過給機7として配置されたターボチャージャのコンプレッサ、さらにその上流側にエアクリーナ9等が設けられる。   In the intake passage 1, a throttle valve 13 that adjusts the flow area from the intake port toward the upstream side, an intercooler 6 that cools the intake air flowing through the intake passage 1, and a turbocharger compressor disposed as a supercharger 7. Further, an air cleaner 9 or the like is provided on the upstream side thereof.

排気通路2には、排気ポートから下流側に向かって、ターボチャージャのタービン、排気中の窒素酸化物(NOx)等を除去する触媒等を備えた排気浄化部8、排気管(マフラ)等が設けられる。   The exhaust passage 2 includes a turbocharger turbine, an exhaust purification unit 8 equipped with a catalyst for removing nitrogen oxide (NOx) and the like in the exhaust, and an exhaust pipe (muffler) from the exhaust port toward the downstream side. Provided.

過給機7は、エンジンの吸気通路1内の吸気に過給圧を作用させるコンプレッサと、エンジンの排気通路2に設けられるタービンとから構成される。タービンは、排気通路2を通じて排出される排気ガスにより回転し、タービンの回転がコンプレッサに伝達される。コンプレッサの回転により、エアクリーナ9から取り込まれた吸気を圧縮して、その過給された吸気を、吸気通路1を通じてエンジン10の燃焼室に過給状態で供給する。   The supercharger 7 includes a compressor that applies supercharging pressure to the intake air in the intake passage 1 of the engine, and a turbine that is provided in the exhaust passage 2 of the engine. The turbine is rotated by the exhaust gas discharged through the exhaust passage 2, and the rotation of the turbine is transmitted to the compressor. The intake air taken in from the air cleaner 9 is compressed by the rotation of the compressor, and the supercharged intake air is supplied to the combustion chamber of the engine 10 through the intake passage 1 in a supercharged state.

排気通路2には、過給機7のタービンの上流側と下流側とを結ぶ排気バイパス通路11が設けられている。排気バイパス通路11には、流路を開閉するウェイストゲートバルブ12が設けられている。タービンを回転させる場合、ウェイストゲートバルブ12は閉鎖される。ウェイストゲートバルブ12を開放すれば、排気ガスのほとんどはタービンを経由せずに排気バイパス通路11を通過するので、タービンの回転は抑えられる。これにより、吸気の過給も抑制される。   The exhaust passage 2 is provided with an exhaust bypass passage 11 that connects the upstream side and the downstream side of the turbine of the supercharger 7. The exhaust bypass passage 11 is provided with a waste gate valve 12 that opens and closes the flow path. When rotating the turbine, the wastegate valve 12 is closed. If the waste gate valve 12 is opened, most of the exhaust gas passes through the exhaust bypass passage 11 without passing through the turbine, so that the rotation of the turbine is suppressed. Thereby, supercharging of intake air is also suppressed.

また、吸気の過給により吸気温度は上昇傾向となるが、吸気通路1の途中にインタークーラ6を設けることにより、吸気圧の上昇に伴う吸気温度の上昇を抑制するようになっている。   Further, although the intake air temperature tends to rise due to the supercharging of the intake air, the intercooler 6 is provided in the middle of the intake passage 1 to suppress the rise in the intake air temperature accompanying the increase in the intake pressure.

インタークーラ6から流出する吸気の温度は、吸気通路1に設けた吸気温度センサが取得する。また、排気の圧力は排気通路2に設けた排圧センサが、エンジン10の回転数は、クランクシャフトに隣接して設けた回転数センサが取得する。吸気温度センサ、排圧センサ、回転数センサ等は図示省略している。   An intake air temperature sensor provided in the intake passage 1 acquires the temperature of the intake air flowing out from the intercooler 6. An exhaust pressure sensor provided in the exhaust passage 2 acquires the exhaust pressure, and a rotational speed sensor provided adjacent to the crankshaft acquires the rotational speed of the engine 10. An intake air temperature sensor, exhaust pressure sensor, rotation speed sensor, etc. are not shown.

これらの各装置から得られる情報は、このエンジン10を搭載する車両が備える電子制御ユニット(Electronic Control Unit)40に送られ、電子制御ユニット40が備える制御手段43が行うインタークーラ6の温度制御、エンジン10全般の制御、その他機器の制御に活用される。   Information obtained from each of these devices is sent to an electronic control unit 40 provided in a vehicle on which the engine 10 is mounted, and the temperature control of the intercooler 6 performed by the control means 43 provided in the electronic control unit 40, It is used to control the engine 10 in general and other equipment.

インタークーラ6は、吸気通路1を覆うコアの内部に、液体からなる冷媒(冷却媒体)が通る冷却回路25を備えている。ここでは冷媒として、エンジン10のシリンダを冷却する冷媒と同様の冷却水を用いている。   The intercooler 6 includes a cooling circuit 25 through which a refrigerant (cooling medium) made of a liquid passes inside a core that covers the intake passage 1. Here, the same coolant as the coolant that cools the cylinder of the engine 10 is used as the coolant.

冷却回路25は、冷媒が車両の前部等に設けられたインタークーラ用ラジエタ20からインタークーラ6へ向かう送り側通路21と、インタークーラ6からインタークーラ用ラジエタ20へ向かう戻り側通路22とで環状に構成されている。インタークーラ用ラジエタ20は空冷式の冷却装置であり、内部を通過する冷媒を冷却する機能を有する。   The cooling circuit 25 includes a feed-side passage 21 from the intercooler radiator 20 to the intercooler 6 where the refrigerant is provided at the front of the vehicle, and a return-side passage 22 from the intercooler 6 to the intercooler radiator 20. It is configured in an annular shape. The intercooler radiator 20 is an air-cooling type cooling device, and has a function of cooling the refrigerant passing through the inside.

冷媒を送り出すポンプ23は、送り側通路21に配置される。すなわち、ポンプ23は、インタークーラ用ラジエタ20の下流側に設けられている。また、送り側通路21には開閉弁24が配置されている。開閉弁24は電磁弁であり、ポンプ23の下流側に配置されている。なお、ポンプ23は、過給機7により吸気通路1内の吸気が過給されると稼動し、吸気が過給されないと稼動されない。   The pump 23 that sends out the refrigerant is disposed in the feed-side passage 21. That is, the pump 23 is provided on the downstream side of the intercooler radiator 20. An opening / closing valve 24 is disposed in the feed side passage 21. The on-off valve 24 is an electromagnetic valve and is arranged on the downstream side of the pump 23. The pump 23 operates when the intake air in the intake passage 1 is supercharged by the supercharger 7 and does not operate unless the intake air is supercharged.

インタークーラ用ラジエタ20には、冷媒を冷却回路25外へ排出するための排出通路26が設けられている。通常は閉鎖されているドレン弁26aを開放することにより、冷媒は排出通路26を通じてリザーバタンク27へ導かれ、冷媒の液面位置が低下すれば、冷媒はインタークーラ6へは供給されないようになる。   The intercooler radiator 20 is provided with a discharge passage 26 for discharging the refrigerant out of the cooling circuit 25. By opening the drain valve 26a that is normally closed, the refrigerant is guided to the reservoir tank 27 through the discharge passage 26. If the liquid level of the refrigerant is lowered, the refrigerant is not supplied to the intercooler 6. .

また、吸気通路1や冷却回路25には、部材の腐食等に伴う冷却回路25の破損(腐食孔等)の有無、すなわち、その破損箇所からの冷媒の漏れの有無を検出するための各種センサ類が設けられている。   In addition, the intake passage 1 and the cooling circuit 25 have various sensors for detecting whether or not the cooling circuit 25 is damaged (corrosion holes or the like) due to corrosion of the member, that is, whether or not refrigerant leaks from the damaged portion. Kinds are provided.

まず、吸気通路1のインタークーラ6の上流側で、且つ、過給機7の下流側には、吸気通路1内の圧力を検知する吸気通路上流側圧力センサとして、第一圧力センサ31が配置されている。吸気通路1のインタークーラ6の下流側で、且つ、スロットルバルブ13の上流側には、吸気通路1内の圧力を検知する吸気通路下流側圧力センサとして、第二圧力センサ32が配置されている。   First, a first pressure sensor 31 is arranged on the upstream side of the intercooler 6 in the intake passage 1 and on the downstream side of the supercharger 7 as an intake passage upstream pressure sensor for detecting the pressure in the intake passage 1. Has been. A second pressure sensor 32 is disposed downstream of the intercooler 6 in the intake passage 1 and upstream of the throttle valve 13 as an intake passage downstream pressure sensor that detects the pressure in the intake passage 1. .

また、冷却回路25には、冷媒の流れに関する情報Fを検出する冷媒センサ34が配置されている。この実施形態では、冷媒センサ34として流体の流れる量を検知する流量計を採用している。冷媒センサ34は戻り側通路22に配置される。この冷媒センサ34としては、流量計以外にも、流体の流れの速さを検知する流速計や、あるいは、流体の流れの有無を検知するセンサ等を採用することができる。   The cooling circuit 25 is provided with a refrigerant sensor 34 that detects information F relating to the refrigerant flow. In this embodiment, a flow meter that detects the amount of fluid flowing is used as the refrigerant sensor 34. The refrigerant sensor 34 is disposed in the return side passage 22. As the refrigerant sensor 34, in addition to the flow meter, a flowmeter that detects the fluid flow speed, a sensor that detects the presence or absence of the fluid flow, and the like can be used.

さらに、冷却回路25には、冷却回路25内の圧力を検知する冷却回路内圧力センサとして、第三圧力センサ33が配置されている。第三圧力センサ33は、戻り側通路22に配置される。   Furthermore, a third pressure sensor 33 is arranged in the cooling circuit 25 as a pressure sensor in the cooling circuit that detects the pressure in the cooling circuit 25. The third pressure sensor 33 is disposed in the return side passage 22.

電子制御ユニット40は、ポンプ23の稼働状況に基づいて、第一圧力センサ31が検出する吸気の圧力値である第一圧力値P1、第二圧力センサ32が検出する吸気の圧力値である第二圧力値P2、又は、冷媒センサ34が検出する冷媒の流れに関する情報Fの中からいずれの検出情報を用いるかを決定し、その決定された検出情報に基づいて、冷却回路25における破損の有無、すなわち、冷却回路25における冷媒の漏れの有無を検出する冷媒漏れ検出手段41を備えている。   The electronic control unit 40, based on the operating status of the pump 23, the first pressure value P <b> 1 that is the pressure value of the intake air detected by the first pressure sensor 31, and the first pressure value that is the pressure value of the intake air detected by the second pressure sensor 32. It is determined which detection information is to be used from the two pressure values P2 or the information F relating to the refrigerant flow detected by the refrigerant sensor 34, and whether or not the cooling circuit 25 is damaged based on the determined detection information That is, the refrigerant leak detecting means 41 for detecting the presence or absence of refrigerant leak in the cooling circuit 25 is provided.

冷媒漏れ検出手段41は、ポンプ23が稼働していない場合に、冷媒の流れに関する情報Fに基づいて冷媒の漏れの有無を検出する。具体的には、冷媒の流れに関する情報Fとして得られた流量F1が、予め決められた所定流量F0を超える場合に、冷媒の漏れがあると判定する。ここではポンプ23は停止中であるので、冷媒は静止しているのが正常である。このため、流量がゼロでない状態を漏れが発生している状態と判断できる。すなわち、F0=0と設定してよい。   The refrigerant leak detection means 41 detects the presence or absence of refrigerant leakage based on the information F regarding the refrigerant flow when the pump 23 is not operating. Specifically, when the flow rate F1 obtained as the information F related to the refrigerant flow exceeds a predetermined flow rate F0, it is determined that there is a refrigerant leak. Here, since the pump 23 is stopped, it is normal that the refrigerant is stationary. For this reason, the state where the flow rate is not zero can be determined as a state where leakage has occurred. That is, F0 = 0 may be set.

さらに、冷媒漏れ検出手段41は、ポンプ23が稼働している場合に、第一圧力値P1が予め決められた所定過給圧力値P0以上である場合、すなわち高過給領域である場合は、第二圧力値P2と第一圧力値P1との相対的な圧力差である差圧に基づいて、冷媒の漏れの有無を検出する。   Further, when the pump 23 is operating, the refrigerant leak detection means 41 is in a case where the first pressure value P1 is equal to or higher than a predetermined supercharging pressure value P0, that is, a high supercharging region. The presence or absence of refrigerant leakage is detected based on a differential pressure that is a relative pressure difference between the second pressure value P2 and the first pressure value P1.

ここで、吸気が高過給圧である場合、インタークーラ6前後の吸気圧力の差でもって、冷媒の漏れの有無を判定しやすいという傾向がある。逆に、吸気が低中過給圧である場合には、インタークーラ6前後の吸気圧力の差が小さいので、冷媒の漏れの有無は数値に表れにくいという傾向がある。このため、所定過給圧力値P0は、例えば、吸気の高過給領域と低中過給領域との境界の値に設定してよい。   Here, when the intake air is at a high supercharging pressure, there is a tendency that it is easy to determine the presence or absence of refrigerant leakage by the difference in intake air pressure before and after the intercooler 6. On the other hand, when the intake air is at a low to medium supercharging pressure, the difference in intake air pressure before and after the intercooler 6 is small, so that the presence or absence of refrigerant leakage tends not to appear in the numerical values. For this reason, the predetermined supercharging pressure value P0 may be set to, for example, a boundary value between a high supercharging region and a low / medium supercharging region of intake air.

このとき、第二圧力値P2と第一圧力値P1との差圧が、予め決められた基準差圧Pmを超える場合は、冷却回路25に破損があり、冷媒の漏れが発生している状態と判断できる。基準差圧Pmとしては、例えば、インタークーラ6内での圧損による吸気の圧力低下に相当する圧力差、あるいは、それに誤差等を見込んだ定数を乗じた値に設定してよい。   At this time, when the differential pressure between the second pressure value P2 and the first pressure value P1 exceeds a predetermined reference differential pressure Pm, the cooling circuit 25 is damaged and the refrigerant leaks. It can be judged. The reference differential pressure Pm may be set to, for example, a pressure difference corresponding to a decrease in intake air pressure due to pressure loss in the intercooler 6, or a value obtained by multiplying it by a constant that anticipates an error or the like.

また、冷媒漏れ検出手段41は、ポンプ23が稼働している場合に、第一圧力値P1が所定過給圧力値P0未満である場合、すなわち低中過給領域である場合は、第三圧力センサ33が検出する第三圧力値P3に基づいて、冷媒の漏れの有無を検出する。具体的には、第三圧力値P3の絶対値が、予め決められた所定冷却回路内圧力値Pnを超える場合は、冷却回路25内に吸気通路1の吸気が入り込んでいると考えられ、これは、冷却回路25に破損があり、冷媒の漏れが発生している状態(吸気通路1内の圧力状態が変化すれば冷却回路25側から吸気通路1側へ冷媒の漏れが発生し得る状態を含む)と判断できる。   Further, the refrigerant leak detection means 41 is configured to apply the third pressure when the pump 23 is in operation and the first pressure value P1 is less than the predetermined supercharging pressure value P0, that is, in the low to medium supercharging region. Based on the third pressure value P3 detected by the sensor 33, the presence or absence of refrigerant leakage is detected. Specifically, when the absolute value of the third pressure value P3 exceeds a predetermined predetermined pressure value Pn in the cooling circuit, it is considered that the intake air in the intake passage 1 has entered the cooling circuit 25. Is a state in which the cooling circuit 25 is damaged and a refrigerant leaks (if the pressure state in the intake passage 1 changes, the refrigerant can leak from the cooling circuit 25 side to the intake passage 1 side). Including)

なお、吸気通路1内の吸気の圧力は、正圧である場合と負圧である場合が想定されるので、第三圧力値P3の絶対値を、冷媒の漏れの有無の判断に用いている。   In addition, since the case where the pressure of the intake air in the intake passage 1 is a positive pressure and the case where it is a negative pressure is assumed, the absolute value of the 3rd pressure value P3 is used for judgment of the presence or absence of the leakage of a refrigerant | coolant. .

ポンプ23が稼働していない場合において、冷媒センサ34による冷媒の流れの情報Fを冷媒の漏れの有無の判断に用いる場合は、開閉弁24を閉鎖することが望ましい。開閉弁24が開放されていると、冷却回路25に破損があり、冷媒の漏れが発生した場合に、吸気通路1内の吸気は戻り側通路22だけでなく送り側通路21にも入り込む。このため、冷媒センサ34が設置されている箇所での冷媒の流れ、すなわち、冷媒の漏れに伴う冷媒の流量、流速が小さくなってしまうからである。   In the case where the pump 23 is not operating, when the refrigerant flow information F by the refrigerant sensor 34 is used for determining whether or not there is a refrigerant leak, it is desirable to close the on-off valve 24. If the on-off valve 24 is opened, the cooling circuit 25 is damaged, and when the refrigerant leaks, the intake air in the intake passage 1 enters not only the return side passage 22 but also the feed side passage 21. For this reason, it is because the flow of the refrigerant | coolant in the location in which the refrigerant | coolant sensor 34 is installed, ie, the flow volume and flow velocity of a refrigerant | coolant accompanying a refrigerant | coolant leak, will become small.

また、ポンプ23が稼働している場合においては、吸気通路1内の吸気の圧力状態に基づいて、開閉弁24の開閉が制御されることが望ましい。例えば、吸気通路1内の吸気の圧力が正圧、負圧である場合ともに、その圧力の絶対値が予め決められた所定の基準圧力を超える場合は、冷却回路25内の圧力変化の検出精度を高めるために、開閉弁24を閉鎖することが望ましい。また、その圧力の絶対値が予め決められた所定の基準圧力以下の場合は、開閉弁24を開放してもさしつかえない。   In addition, when the pump 23 is operating, it is desirable to control the opening / closing of the on-off valve 24 based on the pressure state of the intake air in the intake passage 1. For example, when the pressure of the intake air in the intake passage 1 is a positive pressure or a negative pressure, and the absolute value of the pressure exceeds a predetermined reference pressure, the detection accuracy of the pressure change in the cooling circuit 25 is detected. It is desirable to close the on-off valve 24 in order to increase the speed. Further, when the absolute value of the pressure is equal to or lower than a predetermined reference pressure, the on-off valve 24 may be opened.

電子制御ユニット40は、冷媒の漏れが検出された場合に、インタークーラ6の異常を音や振動、警告灯の表示、画面表示等で運転者に知らせる警報の発信、過給機7による吸気の過給圧の低減、又は、冷媒の冷却回路25外への排出のいずれかの制御を行う異常時対応制御手段42を備えている。   When the leakage of the refrigerant is detected, the electronic control unit 40 issues an alarm notifying the driver of the abnormality of the intercooler 6 by sound, vibration, warning light display, screen display, etc. An abnormality response control means 42 is provided for controlling either the reduction of the supercharging pressure or the discharge of the refrigerant out of the cooling circuit 25.

過給機7による吸気の過給圧の低減は、例えば、排気バイパス通路11のウェイストゲートバルブ12を開放することにより行うことができる。このとき、吸気通路1内に過度な正圧、過度な負圧が発生しないように制御することが望ましい。   Reduction of the supercharging pressure of the intake air by the supercharger 7 can be performed, for example, by opening the waste gate valve 12 of the exhaust bypass passage 11. At this time, it is desirable to control so that an excessive positive pressure and an excessive negative pressure are not generated in the intake passage 1.

また、冷媒の冷却回路25外への排出は、例えば、排出通路26のドレン弁26aを開放することにより行うことができる。インタークーラ用ラジエタ20内の冷媒の液面位置の情報は水位センサ35で取得でき、電子制御ユニット40は、冷媒がインタークーラ6側へ供給されない状態となるまで、ドレン弁26aの開放を継続する。   Further, the refrigerant can be discharged out of the cooling circuit 25, for example, by opening the drain valve 26a of the discharge passage 26. Information on the liquid level position of the refrigerant in the intercooler radiator 20 can be acquired by the water level sensor 35, and the electronic control unit 40 continues to open the drain valve 26a until the refrigerant is not supplied to the intercooler 6 side. .

以下、図2のフローチャートに基づいて、この発明のインタークーラの異常検出装置による異常検出の方法を説明する。   Hereinafter, based on the flowchart of FIG. 2, the abnormality detection method by the abnormality detection apparatus of the intercooler of this invention is demonstrated.

まず、ステップS1において、イグニッションスイッチの電源をONにし、エンジンを稼働させる。   First, in step S1, the ignition switch is turned on and the engine is operated.

ステップS2では、吸気温度等に基づいて、ポンプ23の稼働が必要かどうかが判断される。ポンプ23の稼働が必要でない場合は、ステップS8へ移行する。ステップS8では、ポンプ23の駆動が停止され、開閉弁24は閉鎖される。   In step S2, it is determined whether or not the pump 23 needs to be operated based on the intake air temperature or the like. When the operation of the pump 23 is not necessary, the process proceeds to step S8. In step S8, the drive of the pump 23 is stopped and the on-off valve 24 is closed.

つづくステップS9では、冷媒の流れに関する情報Fとして得られた流量F1がゼロでないかどうかが判断される。流量F1がゼロであれば、冷媒の漏れは発生していない状態であると判断できるので、ステップS6へ移行して、通常の制御を続ける。流量F1がゼロでなければ、冷媒の漏れが発生している状態であると判断できるので、ステップS10へ移行して、インタークーラ6の異常を知らせる警報の発信、過給機7による吸気の過給圧の低減、又は、冷媒の冷却回路25外への排出等の制御を行う。これらの異常時の対応制御は、例示する複数の制御を併せて行ってもよい。   In subsequent step S9, it is determined whether or not the flow rate F1 obtained as the information F relating to the refrigerant flow is not zero. If the flow rate F1 is zero, it can be determined that the refrigerant has not leaked, so the routine proceeds to step S6 and normal control is continued. If the flow rate F1 is not zero, it can be determined that the refrigerant is leaking. Therefore, the process proceeds to step S10, an alarm is sent to notify the abnormality of the intercooler 6, and the intake of air by the supercharger 7 is excessive. Control such as reduction of supply pressure or discharge of refrigerant out of the cooling circuit 25 is performed. The control in response to these abnormal times may be performed in combination with a plurality of exemplified controls.

すなわち、ここでは、第一圧力値P1、第二圧力値P2、冷媒の流れに関する情報Fの各検出情報中から、冷媒の流れに関する情報Fを用いることを決定し、その決定された検出情報である冷媒の流れに関する情報Fに基づいて、冷却回路25における冷媒の漏れの有無を検出している。   That is, here, it is determined that the information F related to the refrigerant flow is used from the detection information of the first pressure value P1, the second pressure value P2, and the information F related to the refrigerant flow. Based on information F relating to the flow of a certain refrigerant, the presence or absence of refrigerant leakage in the cooling circuit 25 is detected.

一方、ポンプ23の稼働が必要である場合は、ステップS3へ移行する。ステップS3では、ポンプ23が駆動され、開閉弁24は開放される。   On the other hand, when it is necessary to operate the pump 23, the process proceeds to step S3. In step S3, the pump 23 is driven and the on-off valve 24 is opened.

つづくステップS4では、吸気が高過給領域にあるか、低中過給領域にあるかが判断される。高過給領域であれば、ステップS5へ移行する。また、低中過給領域であれば、ステップS7へ移行する。   In the following step S4, it is determined whether the intake air is in the high supercharging region or the low / medium supercharging region. If it is a high supercharging area | region, it will transfer to step S5. Moreover, if it is a low and medium supercharging area | region, it will transfer to step S7.

ステップS5では、高過給領域であることを前提に、第二圧力値P2と第一圧力値P1との差圧が基準差圧Pmを超える場合は、冷媒の漏れが発生している状態と判断される。この場合、ステップS10へ移行して、前述の場合と同様の異常時の対応制御を行う。第二圧力値P2と第一圧力値P1との差圧が基準差圧Pm以下である場合は、冷媒の漏れが発生していない状態と判断される。この場合、ステップS6へ移行して、通常の制御を続ける。   In step S5, on the premise that it is a high supercharging region, if the differential pressure between the second pressure value P2 and the first pressure value P1 exceeds the reference differential pressure Pm, the refrigerant is leaking and To be judged. In this case, the process proceeds to step S10, and the corresponding control at the time of abnormality is performed as in the case described above. When the differential pressure between the second pressure value P2 and the first pressure value P1 is equal to or less than the reference differential pressure Pm, it is determined that the refrigerant has not leaked. In this case, the process proceeds to step S6 and normal control is continued.

すなわち、ここでは、第一圧力値P1、第二圧力値P2、冷媒の流れに関する情報Fの各検出情報の中から、第一圧力値P1と第二圧力値P2を用いることを決定し、その決定された検出情報である第一圧力値P1と第二圧力値P2に基づいて、冷却回路25における冷媒の漏れの有無を検出している。   That is, here, it is decided to use the first pressure value P1 and the second pressure value P2 from the detection information of the first pressure value P1, the second pressure value P2, and the information F related to the refrigerant flow, Based on the first pressure value P1 and the second pressure value P2 that are the determined detection information, the presence or absence of refrigerant leakage in the cooling circuit 25 is detected.

ステップS7では、低中過給領域であることを前提に、第三圧力値P3の絶対値が所定冷却回路内圧力値Pnを超える場合は、冷媒の漏れが発生している状態と判断される。この場合、ステップS10へ移行して、前述の場合と同様の異常時の対応制御を行う。第三圧力値P3の絶対値が所定冷却回路内圧力値Pn以下である場合は、冷媒の漏れは発生していない状態と判断される。この場合、ステップS6へ移行して、通常の制御を続ける。   In step S7, on the assumption that it is a low / medium supercharging region, if the absolute value of the third pressure value P3 exceeds the predetermined cooling circuit pressure value Pn, it is determined that a refrigerant leak has occurred. . In this case, the process proceeds to step S10, and the corresponding control at the time of abnormality is performed as in the case described above. When the absolute value of the third pressure value P3 is equal to or less than the predetermined cooling circuit pressure value Pn, it is determined that no refrigerant leakage has occurred. In this case, the process proceeds to step S6 and normal control is continued.

すなわち、ここでは、第一圧力値P1、第二圧力値P2、冷媒の流れに関する情報Fの各検出情報の中から、第一圧力値P1を用いることを決定し、その決定された検出情報である第一圧力値P1に加えて、第三圧力値P3の検出情報を付加することにより、冷却回路25における冷媒の漏れの有無を検出している。   That is, here, it is decided to use the first pressure value P1 from the detection information of the first pressure value P1, the second pressure value P2, and the information F related to the flow of the refrigerant. By adding detection information of the third pressure value P3 in addition to the certain first pressure value P1, the presence or absence of refrigerant leakage in the cooling circuit 25 is detected.

なお、ステップS10で異常時の対応制御を行った後は、エンジンを停止するまでステップS2以下の同様の制御が繰り返される。ただし、インタークーラ6に異常が発生している状況では早期にエンジンを停止することが望ましいと考えられる。また、ステップS6で通常の制御の続行が指令された後も、エンジンを停止するまでステップS2以下の同様の制御が繰り返される。   In addition, after performing response control at the time of abnormality in step S10, the same control after step S2 is repeated until the engine is stopped. However, it is considered desirable to stop the engine at an early stage in a situation where an abnormality has occurred in the intercooler 6. Further, even after the command to continue the normal control is issued in step S6, the same control in step S2 and subsequent steps is repeated until the engine is stopped.

この発明のインタークーラの異常検出装置は、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジンの他、過給機及び吸気を冷却する液冷式のインタークーラを備えた種々のエンジンに採用できる。また、その過給機は、ターボチャージャの他にスーパーチャージャであってもよい。   The intercooler abnormality detection device according to the present invention can be used in various engines including a diesel engine and a gasoline engine, and a liquid cooling type intercooler that cools a supercharger and intake air. The supercharger may be a supercharger in addition to the turbocharger.

1 吸気通路
2 排気通路
3 吸気バルブ
4 排気バルブ
5 ピストン
6 インタークーラ
7 過給機
8 排気浄化部(触媒)
9 エアクリーナ
10 エンジン
11 排気バイパス通路
12 ウェイストゲートバルブ
13 スロットルバルブ
20 インタークーラ用ラジエタ
21 送り側通路
22 戻り側通路
23 ポンプ
24 開閉弁
25 冷却回路
26 排出通路
26a ドレン弁
27 リザーバタンク
31 第一圧力センサ(吸気通路上流側圧力センサ)
32 第二圧力センサ(吸気通路下流側圧力センサ)
33 第三圧力センサ(冷却回路内圧力センサ)
34 冷媒センサ(流量計)
35 水位センサ
40 電子制御ユニット
41 冷媒漏れ検出手段
42 異常時対応制御手段
43 制御手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Intake passage 2 Exhaust passage 3 Intake valve 4 Exhaust valve 5 Piston 6 Intercooler 7 Supercharger 8 Exhaust purification part (catalyst)
9 Air cleaner 10 Engine 11 Exhaust bypass passage 12 Waste gate valve 13 Throttle valve 20 Radiator for intercooler 21 Feed passage 22 Return passage 23 Pump 24 Open / close valve 25 Cooling circuit 26 Discharge passage 26a Drain valve 27 Reservoir tank 31 First pressure sensor (Intake passage upstream pressure sensor)
32 Second pressure sensor (intake passage downstream pressure sensor)
33 Third pressure sensor (pressure sensor in cooling circuit)
34 Refrigerant sensor (flow meter)
35 Water Level Sensor 40 Electronic Control Unit 41 Refrigerant Leak Detection Unit 42 Abnormal Response Control Unit 43 Control Unit

Claims (7)

エンジンの吸気通路内の吸気を過給する過給機と、
前記吸気通路における前記過給機の下流側に設けられるインタークーラと、
前記インタークーラに冷媒を供給する冷却回路と、
前記冷却回路に配置されるポンプと、
前記吸気通路の前記インタークーラの上流側に配置される第一圧力センサと、
前記吸気通路の前記インタークーラの下流側に配置される第二圧力センサと、
前記冷却回路に配置され冷媒の流れに関する情報を検出する冷媒センサと、
前記ポンプの稼働状況に基づいて、前記第一圧力センサが検出する吸気の圧力値である第一圧力値、前記第二圧力センサが検出する吸気の圧力値である第二圧力値、又は、前記冷媒センサが検出する冷媒の流れに関する情報の中からいずれの検出情報を用いるかを決定し、その決定された検出情報に基づいて前記冷却回路における冷媒の漏れの有無を検出する冷媒漏れ検出手段と、
を備えるインタークーラの異常検出装置。
A supercharger that supercharges intake air in the intake passage of the engine;
An intercooler provided downstream of the supercharger in the intake passage;
A cooling circuit for supplying a refrigerant to the intercooler;
A pump disposed in the cooling circuit;
A first pressure sensor disposed upstream of the intercooler in the intake passage;
A second pressure sensor disposed downstream of the intercooler in the intake passage;
A refrigerant sensor arranged in the cooling circuit for detecting information on the flow of the refrigerant;
Based on the operating status of the pump, a first pressure value that is a pressure value of intake air detected by the first pressure sensor, a second pressure value that is a pressure value of intake air detected by the second pressure sensor, or the A refrigerant leak detecting means for deciding which detection information to use from information on the refrigerant flow detected by the refrigerant sensor and detecting the presence or absence of refrigerant leak in the cooling circuit based on the decided detection information; ,
An intercooler abnormality detection device comprising:
前記冷媒漏れ検出手段は、前記ポンプが稼働していない場合に、前記冷媒の流れに関する情報に基づいて冷媒の漏れの有無を検出する
請求項1に記載のインタークーラの異常検出装置。
The intercooler abnormality detection device according to claim 1, wherein the refrigerant leak detection unit detects the presence or absence of a refrigerant leak based on information related to the flow of the refrigerant when the pump is not operating.
前記冷却回路に配置される第三圧力センサを備え、
前記冷媒漏れ検出手段は、前記ポンプが稼働している場合に、前記第一圧力値が所定過給圧力値以上である場合は前記第二圧力値と前記第一圧力値との差圧に基づいて冷媒の漏れの有無を検出し、前記第一圧力値が所定過給圧力値未満である場合は前記第三圧力センサが検出する第三圧力値に基づいて冷媒の漏れの有無を検出する
請求項1又は2に記載のインタークーラの異常検出装置。
A third pressure sensor disposed in the cooling circuit;
The refrigerant leak detection means is based on a differential pressure between the second pressure value and the first pressure value when the pump is operating and the first pressure value is equal to or higher than a predetermined supercharging pressure value. And detecting whether or not refrigerant leaks based on a third pressure value detected by the third pressure sensor when the first pressure value is less than a predetermined supercharging pressure value. Item 3. The intercooler abnormality detection device according to Item 1 or 2.
前記冷却回路は、冷媒がインタークーラ用ラジエタから前記インタークーラへ向かう送り側通路と前記インタークーラから前記インタークーラ用ラジエタへ向かう戻り側通路とで環状に構成され、
前記ポンプは前記送り側通路に配置され、
前記冷媒センサは前記戻り側通路に配置される
請求項1〜3の何れか1項に記載のインタークーラの異常検出装置。
The cooling circuit is configured in an annular shape with a feed-side passage from which the refrigerant is directed from the intercooler radiator to the intercooler and a return-side passage from the intercooler to the intercooler radiator.
The pump is disposed in the feed passage;
The intercooler abnormality detection device according to claim 1, wherein the refrigerant sensor is disposed in the return-side passage.
前記送り側通路に開閉弁を備え、前記ポンプが稼働していない場合に前記開閉弁を閉鎖する
請求項4に記載のインタークーラの異常検出装置。
The intercooler abnormality detection device according to claim 4, wherein an opening / closing valve is provided in the feeding side passage, and the opening / closing valve is closed when the pump is not operating.
前記送り側通路に開閉弁を備え、前記ポンプが稼働している場合に前記吸気通路内の圧力状態に基づいて前記開閉弁を制御する
請求項4又は5に記載のインタークーラの異常検出装置。
The intercooler abnormality detection device according to claim 4 or 5, wherein an opening / closing valve is provided in the feed-side passage, and the opening / closing valve is controlled based on a pressure state in the intake passage when the pump is operating.
前記冷媒の漏れが検出された場合に、インタークーラの異常を知らせる警報の発信、前記過給機による吸気の過給圧の低減、又は、冷媒の前記冷却回路外への排出のいずれかの制御を行う異常時対応制御手段を備える
請求項1〜6の何れか1項に記載のインタークーラの異常検出装置。
When leakage of the refrigerant is detected, control of any one of issuing an alarm notifying the abnormality of the intercooler, reducing the supercharging pressure of the intake air by the supercharger, or discharging the refrigerant out of the cooling circuit The abnormality detection device for an intercooler according to any one of claims 1 to 6, further comprising an abnormality response control unit that performs the operation.
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