JP3480281B2 - サーモスタット異常検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷却水による発熱
機関の放熱効果を調節すべく、冷却水の循環通路の一部
を開閉するサーモスタットの異常を検出するためのサー
モスタット異常検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】サーモスタットは、特定の温度を境に開
閉状態が切り替わる通路開閉弁であり、水冷式冷却装置
の冷却水通路に使用される。

【０００３】例えば、自動車エンジンに広く用いられて
いる冷却装置では、冷却水がウォータポンプの作用によ
ってエンジン内部の冷却水通路とラジエータとの間を循
環するように構成されている。同構成により、冷却水が
エンジン内部から発生する熱を吸収し、さらにラジエー
タを介して外部への放散を行う。

【０００４】ここで、サーモスタットは、エンジンを適
度な温度に調節するために、冷却水の循環経路を開閉す
る。すなわち、エンジン始動直後の暖機運転時等、冷却
水温が所定値（通常、８０℃程度）より低い場合には閉
弁し、一方、冷却水温が所定値より高くなった場合には
開弁状態となり、エンジン内部とラジエータとの間で冷
却水を循環させる。

【０００５】ところで、サーモスタットは冷却水が常温
である自然状態では閉弁するが、部材劣化等により、全
開状態或いは半開状態で閉弁しなくなってしまうことが
ままある。このような場合、エンジンが過冷却状態とな
り、ヒータの効率が低下するばかりでなく、エンジンが
低温である場合に燃料噴射量を増量する、いわゆる低温
増量が常時実行され、ひいては燃費や排気等を悪化させ
てしまうこととなっていた。

【０００６】このような問題に対して、例えば特開平６
−２１３１１７号公報に記載された「自動車等における
冷却水の保温注入装置」では、定常運転時に水温センサ
により検出された水温が基準範囲にない場合に、サーモ
スタットに異常があると判断する検出装置を設けてい
る。

【０００７】また、この公報の技術においてはエンジン
の始動後、所定時間が経過した後に水温センサ等により
実測した冷却水温が所定値を下回っている場合にサーモ
スタットの作動状態に異常があると判断する構成も講じ
られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前者の装置
では、エンジンの状態や種々の運転条件を判別する手段
が何ら講じられておらず、異常判定に十分な信頼性を得
ることができない。

【０００９】また、サーモスタットの作動状態とは別
に、エンジンの運転状態や外的な環境条件により、エン
ジン始動後における冷却水温の変化の態様が大きく異な
るため、後者の構成によると正常なサーモスタットを異
常と判断してしまう等、誤判定の可能性が多分にあり、
異常検出における十分な信頼性が得られないという問題
があった。さらに、サーモスタットの作動状態が正常で
ある場合の確認に際しては、如何なる場合でも予め設定
した所定時間の経過を待たなければならないという欠点
もある。

【００１０】本発明は、こうした実情に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、サーモスタット
の作動異常を正確且つ迅速に検出することのできるサー
モスタット異常検出装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、エンジンの冷却水循環通
路に設けられて、冷却水温が所定値を下回っているとき
には前記通路を閉塞し、冷却水温が所定値以上のときに
は冷却通路を開放するサーモスタットの作動異常を検出
すべく、前記エンジンの冷却水温を検出する冷却水温検
出手段を備え、エンジン始動後、所定時間経過時に、前
記検出された冷却水温が所定の基準水温より低い場合に
は、サーモスタットの作動に異常があるものと判定を
し、前記検出された冷却水温が所定の基準水温以上であ
る場合には、サーモスタットは正常に作動しているとの
判定をするサーモスタットの異常検出装置において、前
記サーモスタットの作動異常を想定した条件下で冷却水
温を推定する第１の冷却水温推定手段と、前記サーモス
タットの作動正常を想定した条件下で冷却水温を推定す
る第２の冷却水温推定手段と、前記サーモスタットの正
常判定時に、前記第１の冷却水温推定手段により推定さ
れた冷却水温が所定の水温を下回っているときにのみ正
常判定を許可する正常判定許可手段と、前記サーモスタ
ットの異常判定時に、前記第２の冷却水温推定手段によ
り推定された冷却水温が所定の水温以上であるときにの
み異常判定を許可する異常判定許可手段とを備えたこと
を要旨とする。

【００１２】上記構成によれば、サーモスタットの作動
状態が正常である場合と、異常である場合との想定条件
下で、それぞれエンジン運転状態等に基づき２つの推定
冷却水温を算出し、所定の基準水温とそれぞれの推定冷
却水温とを比較して、異常判定或いは正常判定をするた
めの許可条件を限定することにより、サーモスタットの
異常或いは正常判定における信頼性を向上させることが
できる。さらに、エンジンの温度上昇が比較的速くなる
運転状態や環境条件下において、サーモスタットが正常
である場合には、その確認が迅速に行われるようにな
る。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載のサ
ーモスタット異常検出装置において、エンジン始動後、
所定時間経過時に、前記第１の冷却水温推定手段により
推定された冷却水温が所定の水温より低い場合には、サ
ーモスタットに作動異常があるか否かの判定を保留する
ことを要旨とする。

【００１４】上記構成によれば、暖機運転の際における
冷却水温の上昇に係る傾斜が緩慢で、見かけ上サーモス
タットの作動状態に異常があると類推される場合であっ
ても、当該冷却水温の緩慢な上昇態様がエンジンの運転
状態や環境条件等、他の要因に起因する可能性がある場
合には、サーモスタットが異常である旨の判断を保留す
ることにより、誤判断を好適に防止することができるよ
うになる。

【００１５】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載のサーモスタットの異常検出装置において、前記冷却
水温検出手段により検出された冷却水温が所定の基準水
温以上となる前に、前記第１の冷却水温推定手段により
推定された冷却水温が所定の水温以上となった場合に
は、サーモスタットに作動異常があるか否かの判定を保
留することを要旨とする。

【００１６】請求項４記載の発明は、請求項１〜３何れ
かに記載のサーモスタット異常検出装置において、前記
エンジン始動後、所定時間が経過する前に、前記第１の
冷却水温推定手段により推定された冷却水温が所定の水
温以上となった場合には、サーモスタットに作動異常が
あるか否かの判定を保留することを要旨とする。

【００１７】上記請求項３又は４に記載した発明の構成
によれば、暖機運転の際における冷却水温の上昇に係る
傾斜が十分大きく、見かけ上サーモスタットが正常に作
動しているように類推される場合であっても、当該冷却
水温の高上昇率がエンジンの運転状態や環境条件等、他
の要因に起因する可能性がある場合には、サーモスタッ
トが正常である旨の判断を保留することにより、誤判断
を好適に防止することができるようになる。

【００１８】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明に
係るサーモスタット異常検出装置を自動車のエンジン冷
却システムに適用した第１の実施の形態について、図面
を参照して説明する。

【００１９】図１に示すように、４気筒のエンジン１
は、シリンダ３、ピストン４、クランクシャフト５、ピ
ストン４とクランクシャフト５とを連結するコンロッド
６、シリンダ３を取り巻くウォータジャケット７、エン
ジン本体の外部に設けられてその内部空間がウォータジ
ャケット７と連絡しているラジエータ８、冷却ファン
９、ウォータポンプ１０等を有して構成されている。

【００２０】各シリンダ３の燃焼室１１内において、混
合気が爆発・燃焼することによりピストン４が上下運動
し、この上下運動がコンロッド６を介してクランクシャ
フト５の回転駆動力に変換される。また、混合気の供給
や燃焼ガスの排出は、吸排気ポート（図示略）を介して
行われる。そして、冷却水が循環する空間としてのウォ
ータジャケット７が、混合気の爆発・燃焼により熱せら
れたシリンダヘッド１２やシリンダブロック１３を必要
に応じて冷却、或いは定温維持するために、シリンダ３
の外周を取り巻くように構成されている。

【００２１】また、ラジエータ８とウォータジャケット
７の冷却水循環路とは、上下の連絡通路１４，１５によ
り連通している。また、上部連絡通路１４の途中にはサ
ーモスタット１６が設けられている。サーモスタット１
６は、水温に応じて機械的に開閉するバルブであり、本
実施形態にあっては、水温が８０℃以下である時には閉
弁状態となって連絡通路１４を塞ぎ、水温が８０℃を上
回ると開弁状態となって通路１４を開放する。

【００２２】また、ウォータジャケット７の内壁に設け
られた水温センサ４１は、冷却水の温度ＴＨＷを検出
し、その検出信号を電子制御装置（ＥＣＵ）５１に送
る。次に、エンジン１の運転状態に基づき、上記サーモ
スタット１６を含むエンジン各部の制御や診断を行う電
子制御装置（ＥＣＵ）５１について説明する。

【００２３】図２のブロック図に示すように、ＥＣＵ５
１は中央処理装置（ＣＰＵ）５２、読み出し専用メモリ
（ＲＯＭ）５３、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５
４、バックアップＲＡＭ５５及びタイマカウンタ５６等
を備える。ＥＣＵ５１は、これら各部と、外部入力回路
５７及び外部出力回路５８とをバス５９により接続して
なる論理演算回路を構成する。ここで、ＲＯＭ５３は各
種の運転制御や故障診断等に係るプログラムを予め記憶
する。ＲＡＭ５４は、ＣＰＵ５２の演算結果等を一時記
憶する。バックアップＲＡＭ５５は、エンジン停止後に
おいてもデータを記憶する不揮発性のメモリである。タ
イマカウンタ５６は同時に複数の計時動作を行うことが
できる。外部入力回路５７はバッファ、波形回路、ハー
ドフィルタ（電気抵抗及びコンデンサよりなる回路）及
びＡ／Ｄ変換器等を含む。外部入力回路５７は駆動回路
等を含む。前述したように、水温センサ４１は、ウォー
タジャケット７内の冷却水温ＴＨＷを検出する。スロッ
トルセンサ４２は、アクセルペダル（図示略）の踏み込
み量に応じたスロットル弁開度ＴＡを検出する。回転数
センサ４３は、クランクシャフト５の回転速度、すなわ
ちエンジン回転数ＮＥを検出する。酸素センサ４４は、
排気中の酸素濃度を検出する。吸気圧センサ４５は、吸
気圧ＰＭを検出する。車速センサ４６は、車速ＳＰＤを
検出する。吸気温センサ４７は、エアクリーナ内に導入
される吸入空気の温度（吸気温）ＴＨＡを検出する。こ
れら各種センサ４１〜４７は外部入力につながる。ＣＰ
Ｕ５２は、外部入力回路５７を介して入力される各種セ
ンサ４１〜４７の検出信号を入力値として読み込む。Ｃ
ＰＵ５２はそれら入力値に基づき、例えばインジェクタ
４８による燃料噴射量や燃料噴射タイミングの制御な
ど、各種運転制御や故障診断等を実行する。

【００２４】次に、上記ＥＣＵ５１が実行する各種制御
のうち、サーモスタット１６の異常検出に係る制御の内
容について説明する。図３及び図４には、本実施形態の
サーモスタット異常検出にかかる「サーモスタット異常
検出ルーチン」を示す。このルーチンに関するプログラ
ムはＥＣＵ５１のＲＯＭ５３に予め記憶されており、自
動車の主電源が「ＯＮ」となった後、所定時間毎に実行
される。

【００２５】このサーモスタット異常検出ルーチンにお
いて、ＥＣＵ５１は先ずステップ１０１において、正常
品暖機カウンタ及び異常品暖機カウンタのカウント値ｅ
ｃｔｓ，ｅｃｔｆを各々所定値Δｅｃｔｓ，Δｅｃｔｆ
ずつカウントアップする。ここで暖機カウンタとは、刻
々変化するエンジンの運転状態及び、エンジン始動時の
冷却水温や外気温等の環境条件より現在の冷却水温の推
定値を算出するための推定カウンタであり、具体的に
は、始動時水温ＴＨＷ0、吸気温ＴＨＡ、ヒータのＯＮ
・ＯＦＦ、エンジン回転数ＮＥ、吸気量Ｑ等の各種運転
状態パラメータに基づき予め作成・記憶しておくマップ
（図示略）を参照して推定値を算出するものである。正
常品暖機カウンタは、サーモスタット１６が正常に作動
しているという想定の下で推定冷却水温（カウント値ｅ
ｃｔｓ）を算出し、一方、異常品暖機カウンタは、サー
モスタット１６に異常があるという想定の下で推定冷却
水温（カウント値ｅｃｔｆ）を算出する。

【００２６】図５に示すように、正常品暖機カウンタの
推定冷却水温（以下、単に正常品カウンタという）は、
通常エンジン始動（時刻ｔ0）後しばらくは単調に上昇
を続け、所定温度（例えば８０℃）に達したところで一
定温度を保持するという態様を示す。冷却水温が８０℃
に達するまでサーモスタット１６は閉弁状態を維持し、
８０℃以上となれば、開弁状態、８０℃を下回ると再び
閉弁状態に戻るという動作を繰り返すからである。一
方、異常品暖機カウンタによる推定冷却水温（以下、単
に異常品暖機カウンタという）ｅｃｔｆの場合、正常品
暖機カウンタの推定冷却水温ｅｃｔｓと比較してその上
昇速度は遅く、タイムチャート上において、より緩慢な
傾斜を示すことになる。サーモスタット１６が開弁状態
のままであるため、常時、ラジエータ８及びエンジン１
間で冷却水が循環することとなり、エンジン始動時或い
は始動直後において冷却水温が低いときには過冷却状態
となるためである。

【００２７】続くステップ１０２においては、異常品暖
機カウンタｅｃｔｆが予め設定した判定冷却水温（ＥＴ
ＨＷ＋α）以上であるか否かを判断する。そして、その
判断が肯定であれば処理をステップ１０３ａに移行し、
その判断が否定であれば処理をステップ１０３ｂに移行
する。

【００２８】ステップ１０３ａにおいては、正常判定許
可フラグＸＭＴＳを「０」（無設定）とし、一方ステッ
プ１０３ｂにおいては、正常判定許可フラグＸＭＴＳを
「１」に設定する。そして、いずれの場合も処理をステ
ップ１０４に移行する。

【００２９】ステップ１０４においては、正常品暖機カ
ウンタｅｃｔｓが予め設定した判定冷却水温（ＥＴＨＷ
＋α）以上であるか否かを判断する。そして、その判断
が否定であれば処理をステップ１０５ａに移行し、その
判断が肯定であれば処理をステップ１０５ｂに移行す
る。

【００３０】ステップ１０５ａにおいては、異常判定許
可フラグＸＭＴＦを「０」（無設定）とし、一方ステッ
プ１０５ｂにおいては、異常判定許可フラグＸＭＴＦを
「１」に設定する。そして、いずれの場合も処理をステ
ップ１０６に移行する。

【００３１】ステップ１０６（図４）においては、水温
センサ４１による冷却水温の実測値ＴＨＷが前記判定水
温（ＥＴＨＷ＋α）より定数αを減じた値、すなわち基
準水温ＥＴＨＷ以上であるか否かを判断する。そしてそ
の判断が肯定であれば、処理をステップ１０７に移行
し、その判断が否定であれば処理をステップ１０９に移
行する。

【００３２】ステップ１０７においては、前記正常判定
許可フラグＸＭＴＳが「１」に設定されているか否かを
判断する。そしてその判断が否定、すなわち正常判定許
可フラグＸＭＴＳが「０」（無設定）であれば、今回の
ルーチン処理を一旦終了する。一方その判断が肯定であ
れば、処理をステップ１０８に移行し、同ステップ１０
８において「サーモスタット１６は正常である」との判
断をして今回のルーチン処理を終了する。同ステップ１
０８における判断後ルーチン処理を終了した場合、ＥＣ
Ｕ５１は当該ルーチン処理の再度の割り込み実行を禁止
する。

【００３３】一方、ステップ１０６において否定の判断
をした場合は、処理をステップ１０９に移行することと
なり、同ステップ１０９においては、エンジンの始動後
所定時間（本実施形態においては５分）が経過したか否
かを判断する。そしてＥＣＵ５１は、その判断が肯定で
あれば処理をステップ１１０に移行し、その判断が否定
であればその処理を一旦終了する。

【００３４】ステップ１１０においては、前記異常判定
許可フラグＸＭＴＦが「１」に設定されているか否かを
判断する。そしてその判断が否定であれば、今回のルー
チン処理を一旦終了する。一方その判断が肯定であれ
ば、処理をステップ１１１に移行し、同ステップ１１１
において「サーモスタット１６に異常がある」との判断
をする。そして今回の処理を終了し、本ルーチンへの再
度の割り込み実行を禁止する。

【００３５】なお、ステップ１０８及び１１１における
処理後、今回の処理を終了して再度の割り込み実行を禁
止した場合、ＥＣＵ５１は次回のエンジン始動までは、
このルーチン処理を実行しないものとする。

【００３６】ＥＣＵ５１は、以上説明した「サーモスタ
ット異常検出ルーチン」に基づき、サーモスタット１６
の異常、すなわち全開若しくは半開状態での作動不良を
検出する。さらに、サーモスタット１６の作動状態が正
常である場合にはそれを確認する。そしてこのルーチン
から明らかなように、ＥＣＵ５１は、サーモスタット１
６が正常である場合、及びサーモスタット１６に異常が
ある場合を想定して、両条件下での冷却水温の推定値
を、それぞれ正常品暖機カウンタｅｃｔｓ及び異常品暖
機カウンタｅｃｔｆとして各種運転状態パラメータに基
づいて算出する。

【００３７】そして、エンジン始動後、異常品暖機カウ
ンタｅｃｔｆが判定水温値（ＥＴＨＷ＋α）に満たない
ことを、サーモスタット１６が正常に作動している旨の
判定をしてもよい許可条件とする（ステップ１０３
ｂ）。また必然的に、異常品暖機カウンタｅｃｔｆが判
定水温値（ＥＴＨＷ＋α）以上となることを、サーモス
タット１６が正常に作動している旨の判定をしてはなら
ない禁止条件とする（ステップ１０３ａ）。

【００３８】一方、エンジン始動後、正常品暖機カウン
タｅｃｔｓが判定水温値（ＥＴＨＷ＋α）以上となるこ
とを、サーモスタット１６の作動状態に異常があるとの
判定をしてもよい許可条件とする。また必然的に、同正
常品暖機カウンタｅｃｔｓが判定水温値（ＥＴＨＷ＋
α）に満たないことを、サーモスタット１６の作動状態
に異常があるとの判定をしてはならない禁止条件とす
る。

【００３９】こうしてサーモスタット１６の正常或いは
異常判定ＴＨＷに係る許可及び禁止条件が設定された上
で、水温センサ４１による冷却水温の実測値ＴＨＷが、
エンジン始動後所定時間（５分）経過前に、若しくは５
分経過後であっても異常判定の禁止条件下において、基
準水温ＥＴＨＷ以上となり、且つ正常判定許可フラグＸ
ＭＴＳが「１」に設定されていれば、サーモスタット１
６の作動状態は正常であるとの判定がなされる。

【００４０】一方、５分経過後においても水温センサ４
１による冷却水温の実測値ＴＨＷが基準値ＥＴＨＷに満
たず、且つ異常判定許可条件下（ＸＭＴＦ＝「１」）に
あれば、サーモスタット１６の作動状態に異常があると
いう判定がなされる。

【００４１】ここで、本実施形態に係る異常検出装置を
備えたエンジン冷却システムにおける実際の冷却水温Ｔ
ＨＷ並びに、正常品暖機カウンタｅｃｔｓ及び異常品暖
機カウンタｅｃｔｆ間の時間経過ごとの変化の関係を、
図６及び図７を参照して説明する。なお、図中に示すｅ
ｃｔｓ，ｅｃｔｆ，ＥＴＨＷ，ＸＭＴＦ等の符号は、図
３及び図４のフローチャートにおいて示した符号と同一
のものとする。

【００４２】図６には、本実施形態に係る異常検出装置
を備えたエンジン冷却システムにおいて、サーモスタッ
ト１６に作動異常（開弁状態のまま作動不能）が生じた
場合、冷却水温ＴＨＷ等の経時変化の一例を示す。図中
において、正常品暖機カウンタｅｃｔｓは点Ａ（時刻ｔ
ａ）において判定水温（ＥＴＨＷ＋α）に到達し、また
異常品カウンタｅｃｔｆは点Ｂ（時刻ｔｂ）において判
定水温（ＥＴＨＷ＋α）に到達している。ここで、例え
ば曲線（１）によって示される推移パターンのように、
正常判定許可フラグＸＭＴＳが「１」に設定されている
期間において、エンジン始動後５分が経過する以前に、
冷却水温ＴＨＷが基準値ＥＴＨＷ以上となった場合、若
しくは正常判定許可フラグＸＭＴＳが「１」に設定され
ている期間において、５分が経過した後であっても異常
判定許可フラグＸＭＴＦが「１」に設定されている期間
内に冷却水温ＴＨＷが基準値ＥＴＨＷ以上となった場合
には、サーモスタット１６は正常に作動しているという
判定がなされることになる。

【００４３】一方、曲線（２）又は（３）によって示さ
れる推移パターンのように、５分経過後において、正常
品カウンタｅｃｔｆが判定水温（ＥＴＨＷ＋α）以上と
なっているにもかかわらず、冷却水温ＴＨＷが基準水温
ＥＴＨＷに達しなければサーモスタット１６の作動状態
に異常があるという判定がなされることになる。

【００４４】このように、本実施形態のサーモスタット
異常検出装置にあっては、サーモスタットの作動状態に
係る正常，異常の両条件を想定した２つの推定冷却水温
を算出して判定の基準とすることにより、サーモスタッ
ト異常検出の精密性及び信頼性を高めている。

【００４５】また図７に示すように、エンジン始動後所
定時間（５分）が経過しても、正常品暖機カウンタｅｃ
ｔｓが判定水温（ＥＴＨＷ＋α）を下回っている場合、
サーモスタット１６の作動状態に関わらず、エンジンの
運転状態や環境等に起因して、冷却水温は上昇しにくい
条件下にあると判断して、サーモスタット１６に係る正
常或いは異常の判定を保留することとなる。

【００４６】ここで、従来のサーモスタット異常検出装
置にあっては、エンジンの運転状態や外的環境条件の相
違に対して、同一の判定基準に従ってサーモスタット１
６の異常検出を行っていた。

【００４７】この点、本実施形態のサーモスタット異常
検出装置によれば、冷却水温が上昇しにくい条件にある
場合であっても、その条件を考量することにより誤検出
を好適に防止することができる。

【００４８】以上説明した態様でサーモスタット１６の
異常検出を行う本実施形態によれば、以下の効果が奏せ
られるようになる。 ・サーモスタットの作動状態が正常である場合と異常で
ある場合とを想定した２つの推定冷却水温をサーモスタ
ット異常検出の判定基準として採用し、サーモスタット
の正常判定及び異常判定の許可条件を設けることによっ
て、正常・異常検出における精密性・信頼性が向上して
いる。

【００４９】・エンジン始動後所定時間が経過しても、
なおサーモスタットの正常を想定した冷却水温が基準水
温を下回っている場合には判定を一時保留することによ
り、サーモスタットの誤判定を好適に防止することがで
きるようになる。

【００５０】（第２実施形態）次に、本発明に係るサー
モスタット異常検出装置を具体化した第２の実施の形態
について、上記第１の実施の形態と異なる点を中心に説
明する。

【００５１】該第２の実施形態の装置は、同じく自動車
のエンジン冷却システムに適用され、エンジン始動後、
サーモスタットの作動状態に係る正常又は異常の判断を
行うものである。

【００５２】また、同第２の実施の形態の装置にあって
も、適用対象とする自動車のエンジン冷却システムの構
成（図１）及びＥＣＵ（電子制御装置）５１の回路構成
は、先の第１の実施形態の装置と同様であり、それらに
関するここでの重複する説明は割愛する。

【００５３】さて、この第２の実施の形態の装置は、先
の図３及び図４において示した「サーモスタット異常検
出ルーチン」のうち、図４に示したルーチンに相当する
部分を図８に示すルーチンにて置き換えるものであり、
同一の符号が付されたステップにおいては、その処理内
容も同一である。

【００５４】すなわち、第２の実施の形態のサーモスタ
ット異常検出ルーチンでは、ステップ１０６（図８）に
おける判断が否定である場合、すなわち水温センサ４１
により検出された冷却水温ＴＨＷが基準水温ＥＴＨＷ未
満である場合には、処理をステップ１０６ｂに移行す
る。

【００５５】ステップ１０６ｂにおいては、ステップ１
０２，１０３ａ及び１０３ｂ（図３）において説明した
正常判定許可フラグＸＭＴＳが「１」に設定されている
か否かを判断する。そして、その判断が肯定であれば、
処理をステップ１０９に移行する。

【００５６】一方その判断が否定であれば、ＥＣＵ５１
はその処理を終了し、次回エンジン始動時までは、同ル
ーチンへの再度の割り込みを行わないこととする。この
ようなステップ１０６ｂを設けることにより、水温セン
サ４１による冷却水温ＴＨＷが基準水温ＥＴＨＷに達す
る前に、異常品暖機カウンタｅｃｔｆが判定冷却水温以
上となった場合には、次回のエンジンの運転までは、サ
ーモスタット１６の異常若しくは正常の判断をしないよ
うにすることとなる。

【００５７】上記のような構成によっても、サーモスタ
ット１６の異常検出に係る先の第１の実施形態と同様の
効果を奏することができる。しかも、エンジンの運転状
態や環境条件が信頼度の高い判定条件にそぐわない場合
の誤検出を、一層好適に回避することができるようにな
る。

【００５８】（第３実施形態）次に、本発明に係るサー
モスタット異常検出装置を具体化した第３の実施の形態
について、上記第１の実施の形態と異なる点を中心に説
明する。

【００５９】該第３の実施形態の装置も、自動車のエン
ジン冷却システムに適用され、エンジン始動後、サーモ
スタットの作動状態に係る正常又は異常の判断を行うも
のである。

【００６０】また、同第３実施形態の装置にあっても前
記第２実施形態と同様、適用対象とする自動車のエンジ
ン冷却システムの構成（図１）及びＥＣＵ（電子制御装
置）５１の回路構成は、先の第１実施形態の装置と同様
であり、それらに関するここでの重複する説明は割愛す
る。

【００６１】さて、同第３実施形態の装置は、先の図３
及び図４において示した「サーモスタット異常検出ルー
チン」のうち、図４に示したルーチンに相当する部分を
図９に示すルーチンにて置き換えるものであり、同一の
符号が付されたステップにおいては、その処理内容も同
一である。

【００６２】すなわち、第３実施形態のサーモスタット
異常検出ルーチンでは、図９に示すように、先の第１実
施形態におけるステップ１０９と同様の処理内容からな
るステップ１０６ａの処理を行った後、その判断に応じ
て処理をステップ１０６或いはステップ１０６ｂに移行
する。また、ステップ１０６ｂにおける判断が肯定であ
れば、処理をステップ１０６に移行するが、その判断が
否定である場合には処理を終了し、次回のエンジン始動
時までは、同ルーチンへの再度の割り込みを行わないこ
ととする。さらに、ステップ１０６における処理で、Ｅ
ＣＵ５１の判断が否定である場合には、先の第１実施形
態におけるステップ１０９に相当する処理は行わず、直
接ステップ１１０に移行する。

【００６３】このように、エンジンの始動後５分経過し
たか否かを判断した（ステップ１０６ａ）後、５分を経
過していない場合には、正常判定許可フラグＸＭＴＳが
「１」に設定されているか否かを判断する（ステップ１
０６ｂ）。そしてその判断が否定である場合には、ＥＣ
Ｕ５１はその処理を終了し、次回のエンジン始動時まで
は、同ルーチンへの再度の割り込みを行わないこととす
る。

【００６４】本実施形態のように処理ルーチンを構成す
れば、例えば図１０に示すように、異常品暖機カウンタ
ｅｃｔｆがエンジン始動後所定時間（５分）経過前に判
定水温（ＥＴＨＷ＋α）に到達した場合、サーモスタッ
ト１６の作動状態に関わらず、エンジンの運転状態や環
境等に起因して冷却水温ＴＨＷが容易に上昇し易い条件
下にあると判断して、サーモスタット１６に係る正常或
いは異常の判定を行わないこととなる。このため、サー
モスタット１６の正常又は異常に係る誤検出が好適に防
止される。

【００６５】以上説明したように、上記第３の実施形態
によっても、サーモスタット１６の異常検出に係る先の
第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。し
かも、上記第２実施形態と同様、エンジンの運転状態や
環境条件が信頼度の高い判定条件にそぐわない場合の誤
検出を、一層好適に回避することができるようになる。

【００６６】なお、上記各実施形態においては、サーモ
スタット１６の異常及び正常に係る２通りの作動状態を
想定した冷却水温の推定手段（暖機カウンタ）を設けた
が、例えばサーモスタット１６が半開状態で作動不能、
サーモスタットが全開状態で作動不能となっている異常
等を想定して、３つ或いはそれ以上の推定手段を設けて
もよい。

【００６７】さらに、サーモスタット１６が閉弁状態で
作動不能となった異常を想定した冷却水温の推定手段を
加えることもできる。この場合、冷却水温が所定の水温
（８０℃）を上回った後も上昇を続ける状態を想定すれ
ばよい。そして例えば、当該推定手段による冷却水温が
所定値に達したところで、異常判定の許可フラグを設定
し、さらに水温センサ４１による冷却水温が判定値を上
回ると異常判定をする等のロジックに基づいてアルゴリ
ズムを構成すればよい。

【００６８】また、各実施形態においては、サーモスタ
ット１６の異常を検出するための一基準として、エンジ
ン始動後の所定経過時間を５分に設定したが、この数値
は、エンジンの特性や外的環境により異なるものであ
る。そこで、この所定経過時間を、始動時の冷却水温等
に基づいて適宜決定するようにアルゴリズムを構成して
もよい。

【００６９】また、エンジン始動後、所定時間が経過し
た後、水温センサ４１による実測冷却水温と正常品暖機
カウンタとの偏差が所定範囲内にあり、且つ同実測冷却
水温と異常品暖機カウンタとの偏差が所定範囲外である
ことを、サーモスタット１６の正常判定の条件とするよ
うアルゴリズムを構成してもよい。

【００７０】また各本実施形態のように、機関始動後所
定時間経過後に、複数の冷却水温推定手段による推定水
温と、水温センサ４１の検出値を比較することにより、
冷却システムの異常を検出するようにした構成は、水温
センサ４１の異常検出にも適用することはできる。

【００７１】以上、本発明の各実施形態について説明し
たが、それら実施形態から把握できる請求項以外の技術
思想について、以下にその効果と共に記載する。・エン
ジンの冷却水循環通路に設けられて、冷却水温が所定値
を下回っているときには前記通路を閉塞し、冷却水温が
所定値以上のときには冷却通路を開放するサーモスタッ
トの作動異常を検出すべく、前記エンジンの冷却水温を
検出する冷却水温検出手段を備え、エンジン始動後、所
定時間経過時に、前記検出された冷却水温が所定の基準
水温より低い場合には、サーモスタットの作動に異常が
あるものと判定をし、前記検出された冷却水温が所定の
基準水温以上である場合には、サーモスタットは正常に
作動しているとの判定をするサーモスタットの異常検出
装置において、前記サーモスタットの作動異常を想定し
た条件下で冷却水温を推定する冷却水温推定手段と、前
記サーモスタットの作動正常を想定した条件下で冷却水
温を推定する冷却水温推定手段とを含む複数の冷却水温
推定手段を備え、当該複数の冷却水温により推定された
冷却水温と、前記冷却水温検出手段により検出された冷
却水温との偏差に基づいてサーモスタット作動異常の検
出にかかる判定条件を限定するサーモスタットの異常検
出装置。

【００７２】かかる構成によれば、サーモスタットの異
常或いは正常判定における信頼性を向上させることがで
きる。 ・エンジンを冷却すべく、冷却水循環通路と、該通路内
に満たされる冷却水と、冷却水温を検出する冷却水温検
出手段とを有してなるエンジン冷却装置に設けられて、
エンジン始動後、所定時間経過時に、前記検出された冷
却水温が所定の基準水温より低い場合には、エンジン冷
却装置に異常があるものと判定をし、前記検出された冷
却水温が所定の基準水温以上である場合には、冷却装置
は正常に作動しているとの判定をする冷却装置の異常検
出装置において、前記冷却装置の作動異常を想定した条
件下で冷却水温を推定する冷却水温推定手段と、前記冷
却装置の作動正常を想定した条件下で冷却水温を推定す
る冷却水温推定手段とを含む複数の冷却水温推定手段を
備え、当該複数の冷却水温により推定された冷却水温
と、前記冷却水温検出手段により検出された冷却水温と
の偏差に基づいて冷却装置を構成する部材の何れかに異
常があると判定するエンジン冷却装置の異常検出装置。

【００７３】かかる構成によれば、冷却装置を構成する
冷却循環通路或いは冷却水温検出機器等何れかの部材に
異常がある場合、当該異常を迅速且つ的確に把握するこ
とができるようになる。

【００７４】なお、本明細書において、発明の構成に係
る手段及び概念は以下のように定義される。 ・エンジンとは広く駆動装置を意味し、内燃機関、外燃
機関、電動式モータ等を含む。

【００７５】・サーモスタット異常検出装置とは、サー
モスタットの異常を検出するのみならず、正常及び異常
に係る作動状態を判断しうるものを含む。 ・判断（判定）の保留とは、その回の処理ルーチンにお
ける判断を取り止めることのみならず、次回のエンジン
始動時まで判断を取り止めること等、一時中断から中止
までの広い概念を含む。

【００７６】

【発明の効果】請求項１に記載した発明によれば、サー
モスタットの作動状態が正常である場合と、異常である
場合との想定条件下でそれぞれエンジン運転状態等に基
づき２つの推定冷却水温を算出し、所定の基準水温とそ
れぞれの推定冷却水温とを比較して、異常判定或いは正
常判定をするための許可条件を限定することにより、サ
ーモスタットの異常或いは正常判定における信頼性を向
上させることができる。さらに、エンジンの温度上昇が
比較的速くなる運転状態や環境条件下において、サーモ
スタットが正常である場合には、その確認が迅速に行わ
れるようになる。

【００７７】請求項２に記載した発明によれば、暖機運
転の際における冷却水温の上昇に係る傾斜が緩慢で、見
かけ上サーモスタットの作動状態に異常があると類推さ
れる場合であっても、当該冷却水温の緩慢な上昇態様が
エンジンの運転状態や環境条件等、他の要因に起因する
可能性がある場合には、サーモスタットが異常である旨
の判断を保留することにより、誤判断を好適に防止する
ことができるようになる。

【００７８】請求項３又は４に記載した発明によれば、
暖機運転の際における冷却水温の上昇に係る傾斜が十分
大きく、見かけ上サーモスタットが正常に作動している
ように類推される場合であっても、当該冷却水温の高上
昇率がエンジンの運転状態や環境条件等、他の要因に起
因する可能性がある場合には、サーモスタットが正常で
ある旨の判断を保留することにより、誤判断を好適に防
止することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るサーモスタット異常検出装置が適
用されるエンジン冷却システムの一例を示す概略構成
図。

【図２】ＥＣＵの電気的構成を示すブロック図。

【図３】第１の実施形態のサーモスタット異常検出手順
を示すフローチャート。

【図４】第１の実施形態のサーモスタット異常検出手順
を示すフローチャート。

【図５】正常品及び異常品暖機カウンタの変化態様を比
較したタイムチャート。

【図６】エンジン始動後の冷却水温の変化態様の一例を
示すタイムチャート。

【図７】エンジン始動後の冷却水温の変化態様の一例を
示すタイムチャート。

【図８】第２の実施形態のサーモスタット異常検出手順
を示すフローチャート。

【図９】第３の実施形態のサーモスタット異常検出手順
を示すフローチャート。

【図１０】エンジン始動後の冷却水温の変化態様の一例
を示すタイムチャート。

【符号の説明】

１…エンジン、２…冷却システム、３…シリンダ、４…
ピストン、５…クランクシャフト、６…コンロッド、７
…ウォータジャケット、８…ラジエータ、９…冷却ファ
ン、１０…ウォータポンプ、１１…燃焼室、１２…シリ
ンダヘッド、１３…シリンダブロック、１６…サーモス
タット、４１…水温センサ、４２…スロットルセンサ、
４３…回転数センサ、４４…吸気圧センサ、４５…酸素
センサ、４６…車速センサ、４７…吸気温センサ、５１
…ＥＣＵ、５２…ＣＰＵ、５３…ＲＯＭ、５４…ＲＡ
Ｍ、５５…バックアップＲＡＭ、５６…タイマカウン
タ、５７…外部入力回路、５８…外部出力回路、５９…
バス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 45/00 F01P 3/20 F01P 7/16 F02B 77/08

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの冷却水循環通路に設けられて、
   冷却水温が所定値を下回っているときには前記通路を閉
   塞し、冷却水温が所定値以上のときには冷却通路を開放
   するサーモスタットの作動異常を検出すべく、前記エン
   ジンの冷却水温を検出する冷却水温検出手段を備え、 エンジン始動後、所定時間経過時に、 前記検出された冷却水温が所定の基準水温より低い場合
   には、サーモスタットの作動に異常があるものと判定を
   し、 前記検出された冷却水温が所定の基準水温以上である場
   合には、サーモスタットは正常に作動しているとの判定
   をするサーモスタットの異常検出装置において、 前記サーモスタットの作動異常を想定した条件下で冷却
   水温を推定する第１の冷却水温推定手段と、 前記サーモスタットの作動正常を想定した条件下で冷却
   水温を推定する第２の冷却水温推定手段と、 前記サーモスタットの正常判定時に、前記第１の冷却水
   温推定手段により推定された冷却水温が所定の水温を下
   回っているときにのみ正常判定を許可する正常判定許可
   手段と、 前記サーモスタットの異常判定時に、前記第２の冷却水
   温推定手段により推定された冷却水温が所定の水温以上
   であるときにのみ異常判定を許可する異常判定許可手段
   とを備えたサーモスタット異常検出装置。
2. 【請求項２】エンジン始動後、所定時間経過時に、前記
   第２の冷却水温推定手段により推定された冷却水温が所
   定の水温より低い場合には、サーモスタットに作動異常
   があるか否かの判定を保留することを特徴とする請求項
   １又は２記載のサーモスタット異常検出装置。
3. 【請求項３】前記冷却水温検出手段により検出された冷
   却水温が所定の基準水温以上となる前に、前記第１の冷
   却水温推定手段により推定された冷却水温が所定の水温
   以上となった場合には、サーモスタットに作動異常があ
   るか否かの判定を保留することを特徴とする請求項１又
   は２記載のサーモスタット異常検出装置。
4. 【請求項４】前記エンジン始動後、所定時間が経過する
   前に、前記第１の冷却水温推定手段により推定された冷
   却水温が所定の水温以上となった場合には、サーモスタ
   ットに作動異常があるか否かの判定を保留することを特
   徴とする請求項１〜３何れかに記載のサーモスタット異
   常検出装置。