JP2000320389A - 内燃機関のサーモスタット故障診断装置 - Google Patents
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Abstract
スタットの故障診断が行なえる内燃機関のサーモスタッ
ト故障診断装置を提供する。 【解決手段】本発明のサーモスタット故障診断装置は、
エンジン1の始動後で、エンジン1の吸入空気量あるい
は燃料噴射量に相関するパラメータ値が所定量以上で、
かつ冷却水温が吸気温(外気温)とほぼ同じであるとき
に、サーモスタット22から上流側の冷却水温の上昇量
が所定値に達するまでの時間、あるいは冷却水温が所定
温度に上昇するまでの時間にもとづいてサーモスタット
22の故障を検出するようにして、誤診断を生ずるおそ
れのあるエンジン発生熱量が少ないときや冷却水が温ま
っているときには、故障診断を行なわず、誤診断の心配
のないエンジン発生熱量がある程度大きい状況下での
み、合理的にサーモスタットの故障診断を行なうように
した。
Description
の温度調節を行なうサーモスタットの故障の有無を診断
する内燃機関のサーモスタット故障診断装置に関する。
例えば水冷式のエンジンでは、燃焼室およびシリンダを
囲むようエンジン本体内部に形成してあるウォータジャ
ケットに、入/出水路ラジエータを連通接続し、これら
間に冷却水を循環させて、エンジンの熱を外気に放熱す
ることが行われている。
正に保つために、エンジンの冷却水通路、例えばウォー
タジャケットの出口部に、冷却水温に応じて開閉する自
動開閉式のサーモスタットを設けることが行われてい
る。
ィンの体積変化により弁体を開閉させる構造が採用して
あるので耐久性に優れるが、それでも故障することがあ
る。
は、自動車のメータパネル内にある水温計の指針が急激
に上昇する挙動から推定できるが、サーモスタットが開
いたままとなる故障はわかりにくい。
なる故障診断が行なえる技術として、近時、特開平10
−184433号公報に開示されているサーモスタット
の故障診断の技術が提案されている。
側冷却水温の上昇量が所定値に達するまで、又はエンジ
ン側冷却水温が所定温度に達するまでの経過時間、点火
回数、エンジン発生熱量の積算値のいずれかを判定し、
その判定値にもとづいてサーモスタットの開故障を診断
する技術である。
エンジン始動後にアイドリング運転したり、エンジン始
動後に、即、走行させたりするなど、使い方は様々で、
日常ではエンジン始動後にアイドリング運転させておく
ことなどは頻繁に見られる。
ンジン始動後にアイドリング運転させている状況がある
と、サーモスタットが実際には故障していないにもかか
わらず、故障していると誤診断するおそれがある。
は、自動車を走行させた場合に比べ、エンジンの発生熱
量が低いので、発生した熱量の大部分は空気中に放出さ
れエンジンから冷却水へ伝達される伝達熱量が低くな
り、冷却水温の温度上昇に時間がかかる。
グ運転を続けている状況下で、上記公報による故障診断
を行なうと、エンジンから冷却水へ伝達される伝達熱量
が低いので、エンジン始動後の経過時間、点火回数、エ
ンジン発生熱量のいずれかを積算しても、故障判定に求
められる積算値は得られず、サーモスタットは正常であ
るのに、故障と誤判定しやすい。特にこうした症状は、
寒冷地や低外気温のとき、エンジン温度を維持するのに
大部分の熱量が奪われ冷却水温上昇に寄与する熱量が極
めて少なくなり発生しやすくなる。
で、その目的とするところは、誤診断を防ぎつつ、効率
よくサーモスタットの故障診断が行なえる内燃機関のサ
ーモスタット故障診断装置を提供することにある。
に請求項1に記載したサーモスタット故障診断装置は、
内燃機関の始動後で、内燃機関の吸入空気量あるいは燃
料噴射量に相関するパラメータ値が所定量以上であると
き、サーモスタットより上流側の冷却水温の上昇量が所
定値に達するまでの時間、あるいは冷却水温が所定温度
に上昇するまでの時間にもとづいてサーモスタットの故
障を検出するようにした。
ある内燃機関の発生熱量が少ないときには、故障診断を
行なわず、内燃機関で発生する熱量がある程度大きい状
況下でのみ、サーモスタットの故障診断を行なうので、
誤診断の発生を抑えた信頼性の高い診断が行なえる。
関の出力とかなり高い相関を示す吸入空気量あるいは燃
料噴射量から、容易に冷却水温度が上昇しやすい領域に
設定できるので、効率良く故障診断の処理が進められ、
診断時間も少なくてすむ。
温に相関するパラメータ値とほぼ同じであるときの、サ
ーモスタットの故障を検出することにより、誤診断は、
一層、回避されるようになる。
示す第1の実施形態にもとづいて説明する。
内燃機関、例えばインジェクタ2から自動車の運転状態
に応じて燃料が噴射されるレシプロエンジン(以下、単
にエンジンという)、20は同エンジン1の前方側に配
置された、電動冷却ファン20a付きのラジエータであ
る。
する複数のシリンダ4をもつシリンダブロック5と、こ
のシリンダブロック5の頭部に載せたシリンダヘッド6
とを有して構成してある。シリンダヘッド6は、各シリ
ンダ4の頭部に配置される燃焼室6aをもつ。そして、
燃焼室6a毎に、インジェクタ2、吸/排気弁7a,7
b、点火プラグ8、インジェクタ2が組付けてあり、ピ
ストン3の往復動にしたがって行われる吸気、圧縮、燃
料噴射、点火、爆発、排気の各行程により、コネクティ
ングロッド、クランク軸(いずれも図示しない)を通じ
て、動力が外部へ出力されるようにしてある。なお、1
2は、吸気弁7aで開閉される各吸気孔へ吸気を導く、
スロットルバルブ9、エアフローセンサ10(吸入空気
を検出する検出手段に相当)、エアクリーナ11が順に
付いた吸気路である。
6の内部には、各シリンダ4、各燃焼室6aを囲むよう
にウォータジャケット13(本願の冷却水通路に相当)
が形成してある。ウォータジャケット13は、シリンダ
ヘッド6の前部に出口部13aをもち、シリンダブロッ
ク5の前部に入口部13bをもち、内部が冷却水で満た
される。そして、ウォータジャケット13の出口部13
aがラジエータ20の入口に接続され、ウォータジャケ
ット13の入口部13bがラジエータ20の出口に接続
してあり、エンジン1の発熱で高温になった冷却水をラ
ジエータ20で冷却させて、再びエンジン1へ戻せるよ
うにしてある(循環)。なお、21は、冷却水を強制的
に循環させるための、入口部13b内に組み込まれたエ
ンジン駆動式のウォータポンプである。
は、冷却水温に応じて開閉する自動開閉式のサーモスタ
ット22が取り付けられている。サーモスタット22
は、例えば冷却水温の温度変化で体積変化可能なワック
スパラフィンと、同ワックスパラフィンの体積変化によ
り冷却水温が低いときは出口部13aを閉じ、高いとき
は出口部13aを開く弁体(いずれも図示しない)とを
組合わせて構成され、冷却水温が適正な温度域に上昇す
るまではエンジン1側の冷却水がラジエータ20へ行か
ず、冷却水温が同温度域を越えると同冷却水がラジエー
タ20へ導かれるようにしてある。
例えばエンジン制御用のECU23(例えばマイクロコ
ンピュータで構成されるもの:診断手段に相当))を用
いて構成されるサーモスタット故障診断装置で判定(診
断)されるようにしてある。
に、吸入空気量に相関するパラメータ値が所定値以上の
とき、すなわち誤診断のおそれの心配のないエンジン1
から発生する熱量がある程度大きい状況のときに、サー
モスタット22よりエンジン側(上流側)の冷却水温の
上昇量が所定値に達するまでの時間に基づいて、サーモ
スタット22が正常か否かを診断する制御(方法、装
置)が用いられている。
センサ(AFS)10と、シリンダブロック5に組み込
んである冷却水温を検出する水温センサ25(冷却水温
検出手段に相当)とが接続してある。水温センサ25
は、サーモスタット22から上流側のウォータジャケッ
ト部分に組付けてある。そして、エアフローセンサ25
から、吸入空気量に相関するパラメータ値となるエアフ
ローセンサ10のAFS周波数が入力され、水温センサ
25から、サーモスタット22の上流側の冷却水温が入
力されるようにしてある。またECU23には、エンジ
ン1の始動後にAFS周波数を計測する機能、同AFS
周波数からエンジン発生熱量がある程度大きい状況下で
あるか否かを判定する機能、エンジン発生熱量がある程
度大きいときに冷却水温の上昇が、所定値となる判定時
間までに、所定値、例えばサースタット22の開閉切換
温に達するか否かを判定する機能、判定時間までに冷却
水温が開閉切換温度にまで上昇すれば正常と判定し、上
昇していないと故障と判定する機能、故障と判定された
とき、報知手段、例えばECU23に接続されている故
障警告灯24を点灯させる機能が設定してある。さらに
ECU23には、例えばエンジン始動直後、冷却水温
が、外気温に相関する例えばエンジン1の吸気温センサ
25で検出した吸気温とほぼ同じ温度となるとき、上記
サーモスタット22の故障診断を開始させる機能が設定
されていて、冷却水が通常よりも上昇しにくい状況ある
ときには故障診断が行なわれないようにしてある。
トに示されている。
ャートに基づき説明すれば、今、エンジン1の始動が行
われたとする。
よび吸気温センサ26から、現在のエンジン1の冷却水
温、吸気温(外気温に相当)を検知する(ステップS
1)。ついで、検知した冷却水温にもとづき、現在の冷
却水温であればどの位の時間でサーモスタット22の開
閉切換温度に到達するという故障判定の基準となる判定
時間Time(例えば20min)が設定される(ステ
ップS2)。
み、冷却水温が吸気温とほぼ同じであるか否かにより、
エンジン1が冷態時からの始動か、温態時(PCD:P
artialCool−Down)からの始動かを判定
する。このとき、冷却水温が吸気温度より高ければ、P
CDからの始動であると判定する。
冷却水温が高いため、通常より判定時間が短く設定され
る。しかしながら、外気温が低いため、冷却水温の上昇
に用いられる熱量が空気中に放出されることにより、判
定時間内に開閉切換温度まで上昇しないことがあり誤診
断をもたらすことがある。そこで、このときにはサーモ
スタット22の故障診断を中止する。
U22は、エアフローセンサ10からの信号、すなわち
AFS周波数を計測する(ステップS4)。ついで、ス
テップS5に示されるように計測したAFS周波数を、
エンジン1から発生する熱量がある程度確保される運転
状態を規定する判定AFS周波数(例えば100Hz)
Fと対比する。このとき、計測したAFS周波数が、判
定AFS周波数Fを下回るときは、誤診断のおそれのあ
るエンジン1の運転状態、すなわちエンジン1から発生
する熱量が少なく冷却水温の上昇が不明となるおそれの
あるときなので、ステップS5からステップS6、ステ
ップS7へと進む。そして、その状況(TP時間)が所
定の判定停止時間PTimeを越えるまで続くようなと
きは、誤診断のおそれがあると判定して、サーモスタッ
ト22の故障診断を中止する。
きい状況のときは、つぎのステップS9で行われる判定
時間Timeによるタイマカウントの規定、ステップS
11で行われる冷却水温の計測、ステップS12で行わ
れる判定冷却水温T(サーモスタット22の開閉切換
温:例えば82℃)による冷却水温の規制、ステップS
13で行われるタイマカウント(TC)の間をループし
ながら繰り返す。これにより、図2に示されるように時
間経過にしたがい次第に上昇する冷却水温が、判定時間
Timeまでに判定冷却水温T(サーモスタット22の
開閉切換温)まで上昇したか否かが判定される。
却水温Tに到達する冷却水温の上昇量が見られないと、
ECU23は故障であると判定し、ステップS9からス
テップS10へ進み、故障警告灯24を点灯させてサー
モスタット22が故障していることをドライバーに報知
する。
でに判定冷却水温Tに到達すれば、サーモスタット22
は正常であると判定される。
あるエンジン発生熱量が少ないときには、故障判定を行
なわずに、エンジン発生熱量がある程度大きい状況下で
のみで故障判定を行なうので、誤診断の発生を抑えた信
頼性の高いサーモスタット22の故障診断を行なうこと
ができる。
ン1の出力とかなり高い相関を示す吸入空気量から、容
易に冷却水温度が上昇しやすい領域に設定でき、効率良
く故障診断の処理が進められるので、診断時間が少なく
てすむ。
たときだけ、サーモスタット22の故障を検出するよう
にしたので、誤診断のおそれのある冷却水が温まってい
るような状況での故障判定を回避でき、一層、信頼性の
高いサーモスタット6の故障診断を行なうことができ
る。
で、ステップS5の後に、ステップS11、ステップS
12、ステップS13を続け、ステップS12に、冷却
水温が判定冷却水温T(所定温度)に到達したら、タイ
マカウントをストップさせるステップS11を加え、そ
の後、ステップS9の判定処理を行うフローチャートに
して、冷却水温が判定冷却水温T(所定温度)に上昇す
るまでの時間に基づいて、サーモスタット22が故障で
あるかを診断するようにしたものである。
の効果を奏する。但し、図4に示されるフローチャート
において、図3に示されるフローチャートと同じ部分に
は同一符号を付してその説明を省略した。
ンの吸入空気量、この吸入空気量に相関するパラメータ
値を用いてサーモスタットの故障診断を行なうようにし
たが、これに限らず、ECU23にて算出される燃料噴
射量に相関するパラメータ値を用いて、第1および第2
の実施形態と同様、該パラメータ値が所定量以上である
時の、冷却水温の上昇量が所定値に達するまでの時間、
あるいは冷却水温が所定温度に上昇するまでの時間にも
とづいてサーモスタットの故障を検出するようにしても
よい。
明によれば、内燃機関で発生する熱量がある程度大きい
状況下でのみ、サーモスタットの故障診断を行なうの
で、誤診断を防ぐことができる。しかも、故障診断を行
なう領域は、内燃機関の出力とかなり高い相関を示す吸
入空気量あるいは燃料噴射量から、容易に冷却水温度が
上昇しやすい領域に設定できるので、効率良く故障診断
を進めることができ、診断時間が少なくてすむ、効率の
良い故障診断ができる。
モスタット故障診断装置を説明するための図。
うときの冷却水の温度上昇を示す線図。
ためのフローチャート。
モスタット故障診断装置の内容を説明するためのフロー
チャート。
Claims (1)
- 【請求項1】 内燃機関の冷却水通路に設けられたサー
モスタットの故障を診断する内燃機関のサーモスタット
故障診断装置であって、 前記サーモスタットより内燃機関の冷却水温を検出する
冷却水温検出手段と、 前記内燃機関の吸入空気量あるいは燃料噴射量を検出す
る検出手段と、 前記内燃機関の始動後で前記検出手段の検出量に相関す
るパラメータ値が所定量以上である時の、前記冷却水温
の上昇量が所定値に達するまでの時間、あるいは前記冷
却水温が所定温度に上昇するまでの時間にもとづいて前
記サーモスタットの故障を検出する診断手段とを具備し
たことを特徴とする内燃機関のサーモスタット故障診断
装置。
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