JP3763458B2

JP3763458B2 - エンジン温度調整用サーモスタットの異常検出装置

Info

Publication number: JP3763458B2
Application number: JP2001172400A
Authority: JP
Inventors: 伸哉藤本; 紀生松本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-06-07
Filing date: 2001-06-07
Publication date: 2006-04-05
Anticipated expiration: 2021-06-07
Also published as: JP2002364441A; US20020188415A1; US7085671B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンの冷却水温を所定の境界温度と比較して冷却水循環通路を開閉するためのサーモスタットの作動異常を検出するエンジン温度調整用サーモスタットの異常検出装置に関し、特に誤検出を防止して信頼性を向上させたエンジン温度調整用サーモスタットの異常検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、エンジンには、エンジン温度を適正に維持するために、冷却水が配設されるとともに、エンジン温度（冷却水温）に応じて冷却水をラジエータに循環させるためのサーモスタットが設けられている。
【０００３】
すなわち、サーモスタットは、冷却水温が境界温度よりも低い場合には、冷却水循環通路を閉成してラジエータへの冷却水の循環を禁止し、冷却水温が境界温度以上に上昇した場合には、冷却水循環通路を開放して冷却水をラジエータに循環させるようになっている。
【０００４】
従来、この種のエンジン温度調整用サーモスタットの異常検出装置は、たとえば、特開平１１−１４１３３７号公報などに参照することができる。
図１２および図１３は、上記公報記載の従来装置を示す基本的な構成図および要部のブロック図であり、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場合を示している。
【０００５】
図１２において、４気筒のエンジン１は、各シリンダ３毎に設けられたピストン４およびクランクシャフト５と、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とにより構成されている。
【０００６】
また、エンジン１には、シリンダ３を取り巻くウォータジャケット７と、ウォータジャケット７に内部空間が連絡しているラジエータ８と、冷却ファン９およびウォータポンプ１０などが設けられている。
【０００７】
図１２のように構成されたエンジン１において、各シリンダ３の燃焼室１１内の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。
【０００８】
また、各シリンダ３に対する混合気の供給や燃焼ガスの排出は、吸排気ポート（図示せず）を介して行われる。
冷却水の循環空間となるウォータジャケット７は、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を冷却（また、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。
【０００９】
ラジエータ８は、ウォータジャケット７の冷却水循環路に対して、上下の連絡通路１４、１５により連通している。また、上部の連絡通路１４の途中には、サーモスタット１６が設けられている。
【００１０】
サーモスタット１６は、エンジン１の冷却水温ＴＷに応じて機械的に開閉するバルブを構成しており、たとえば、冷却水温ＴＷが８２℃以下の場合には閉弁状態となって連絡通路１４を閉成し、冷却水温ＴＷが８２℃を上回る場合には開弁状態となって連絡通路１４を開放する。
【００１１】
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、冷却水温ＴＷを検出し、その検出信号を電子制御装置（ＥＣＵ）５１に入力する。
次に、図１３を参照しながら、エンジン１の運転状態に基づいて、サーモスタット１６の制御および異常診断を行う電子制御装置（ＥＣＵ）５１について説明する。
【００１２】
図１３において、ＥＣＵ５１は、ＣＰＵ５２、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５４、バックアップＲＡＭ５５およびタイマカウンタ５６などを備えている。
ＥＣＵ５１は、上記各要素５２〜５６と、外部入力回路５７および外部出力回路５８と、これらを接続するバス５９とにより論理演算回路を構成している。
【００１３】
ＲＯＭ５３は、各種の運転制御や故障診断などに係るプログラムをあらかじめ記憶しており、ＲＡＭ５４は、ＣＰＵ５２の演算結果などを一時記憶する。
バックアップＲＡＭ５５は、バッテリバックアップされた不揮発性のＲＡＭであり、書き込まれたデータをＥＣＵ５１の非能動時（電源オフ時）においても保存する。
【００１４】
タイマカウンタ５６は、同時に複数の計数動作を行う。
外部入力回路５７は、バッファ、フィルタ、Ａ／Ｄ変換器および駆動回路などを含む。
【００１５】
スロットルセンサ４２は、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量に応じたスロットル弁開度を検出する。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を検出する。
【００１６】
酸素センサ４４は排気中の酸素濃度を検出し、吸気圧センサ４５は吸気圧を検出し、車速センサ４６は車速を検出する。吸気温センサ４７は、エアクリーナ内に導入される吸気の温度（吸気温）を検出する。
【００１７】
これら各種センサ４１〜４７は、ＥＣＵ５１内の外部入力回路５７に接続されており、ＣＰＵ５２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。
【００１８】
ＣＰＵ５２は、入力値に基づいて、たとえばインジェクタ４８による燃料噴射量や燃料噴射タイミングの制御などの各種運転制御や、サーモスタット１６の故障診断などを実行する。
【００１９】
ＥＣＵ５１は、エンジン１の発熱量に関連する所定の運転状態を発熱量パラメータとして検出する発熱量パラメータ検出手段と、発熱量パラメータに基づいてサーモスタット１６の異常の有無を判定する異常判定手段とを備えている。
【００２０】
ＥＣＵ５１内の異常判定手段は、エンジン１の始動後、発熱量パラメータが基準発熱量に到達したときに、冷却水温ＴＷが所定の許容下限値に達していなければ、サーモスタット１６に異常（ラジエータへの冷却水の開放し過ぎ）があると判定する。
【００２１】
このように、冷却水温ＴＷの上昇要因であるエンジン１の発熱量（すなわち、冷却水に対する加熱量）に基づき、所定時期における冷却作用（冷却水の循環）の有無を判定してサーモスタット１６の異常を判定することができる。
【００２２】
特に、エンジン１の冷間始動時においては、サーモスタット１６の異常（ラジエータへの冷却水の開放）によってエンジン１の暖機が遅れると、燃焼状態が悪化して排気ガスの成分悪化を招くことになるので、サーモスタット１６の異常を速やかに検出して故障改修に対処する必要がある。
【００２３】
次に、ＥＣＵ５１によるサーモスタット１６の異常検出動作について、さらに具体的に説明する。
まず、ＥＣＵ５１は、エンジン１の始動時での冷却水温ＴＷｓや許容下限値（異常判定値）Ｔ１などを初期設定するために、スタータスイッチ（図示せず）からの電気信号に基づいて、エンジン１が始動時（初期状態）であるか否かを判定する。
【００２４】
もしエンジン１が始動時であれば、水温センサ４１からの検出値に基づいて現在の冷却水温ＴＷを読み込み、冷却水温ＴＷを冷却水温の初期値（エンジン始動時の冷却水温）ＴＷｓとして設定する。
【００２５】
その後、サーモスタット１６の異常検出を実行するか否かの判定用基準値（基準発熱量）ＥＱｏを、エンジン１の始動時での冷却水温ＴＷｓからマップ（図示せず）に基づいて算出する。
【００２６】
このとき、基準発熱量ＥＱｏは、エンジン１の始動時冷却水温ＴＷｓが高いほど低い値となるようにマップ化される。なぜなら、始動時冷却水温ＴＷｓが高ければ、冷却水温ＴＷは、少ない熱量供給で容易に所定温度まで上昇するからである。
【００２７】
続いて、始動時（初期）冷却水温ＴＷｓに基づくマップを参照して、推定温度上昇量ΔＴを算出する。
【００２８】
なお、推定温度上昇量ΔＴとは、エンジン１から所定量の発熱があった場合に生じる冷却水温ＴＷの温度上昇の推定量を意味している。
また、始動時冷却水温ＴＷｓに対する推定温度上昇量ΔＴの関係は、始動時冷却水温ＴＷｓに対する基準発熱量ＥＱｏの関係と同様である。
【００２９】
ＥＣＵ５１は、推定温度上昇量ΔＴを始動時冷却水温ＴＷｓに加算して許容下限値Ｔ１として一時記憶した後、始動時冷却水温ＴＷｓから、サーモスタット１６の異常検出に適した許容下限値Ｔ１を決定する。
【００３０】
一方、エンジン１が始動時でなければ、燃料噴射毎に更新される推定発熱量（推定温度上昇量ΔＴに対応する）の最新値を読み込み、この最新値が基準発熱量ＥＱｏ以上の条件を満たせば、現在の冷却水温ＴＷが許容下限値Ｔ１以上であるか否かを判定する。
【００３１】
そして、ＴＷ≧Ｔ１であれば、サーモスタット１６が正常状態であると判定し、ＴＷ＜Ｔ１であれば、サーモスタット１６が異常状態であると判定する。
【００３２】
このように、図１２および図１３に示した従来装置においては、エンジン１の発熱量に関係するパラメータ（推定温度上昇量ΔＴに相当する推定発熱量）が基準発熱量ＥＱｏに到達したときに、冷却水温ＴＷをあらかじめ設定された許容下限値Ｔ１と比較し、冷却水温ＴＷが許容下限値Ｔ１に達していない場合に、サーモスタット１６に異常があるものと判定している。
【００３３】
ここで、発熱量パラメータは、エンジン１の燃焼に関連する吸気量などから推定されたエンジン発熱量（すなわち、冷却水に対する加熱量）の積算値である。
【００３４】
したがって、単位時間当たりのエンジン発熱量が少ない状態（たとえば、アイドル運転中）においては、発熱量パラメータが基準発熱量に到達するまでの時間が極端に長くなる。
【００３５】
すなわち、アイドル運転中などの少発熱量状態では、発熱量パラメータが基準発熱量に到達するまでの時間が長くなるので、サーモスタット１６の異常判定にも長い時間を要し、異常判定頻度が低下することになる。
【００３６】
また、エンジン発熱量を高精度に求めるために、空燃比Ａ／Ｆ、車速、吸気温などで補正した値の積算値を発熱量パラメータとしても、異常判定時間が長くなるアイドル運転時には、車両周辺の路面状況（凍結路など）による放射冷却や、雨天時走行時のエンジン１への被水による冷却の影響を顕著に受けてしまう。
【００３７】
したがって、冷却水に対する加熱量（エンジン発熱量）を正確に推定することが困難となり、実際にはサーモスタット１６が正常であるにもかかわらず、サーモスタット１６の異常状態を誤判定してしまうおそれがある。
【００３８】
一方、発熱量パラメータが吸気量などから推定演算されたエンジン発熱量の積算値であることから、単位時間当たりのエンジン発熱量が多い場合（たとえば、登坂や雪道走行など）には、発熱量パラメータが基準発熱量に到達するまでの時間が極端に短くなる。
【００３９】
また、このような多発熱量状態での走行時においては、エンジン発熱量の大部分が冷却水温ＴＷの上昇に寄与するので、サーモスタット１６の異常の有無にかかわらず冷却水温ＴＷが同等に上昇し、実際にはサーモスタット１６が異常であるにもかかわらず、サーモスタット１６の正常状態を誤判定してしまうおそれがある。
【００４０】
【発明が解決しようとする課題】
従来のエンジン温度調整用サーモスタットの異常検出装置は以上のように、エンジン発熱量の積算値を発熱量パラメータとして求めているので、アイドル運転時などの単位時間当たりの発熱量が少ない場合には、発熱量パラメータが基準発熱量に到達するまでの時間が長くかかり、冷却状況の影響を受け易くなることから、エンジン発熱量を正確に推定することが困難となり、実際にはサーモスタット１６が異常であるにもかかわらず、サーモスタット１６が異常であると誤判定してしまうという問題点があった。
【００４１】
また、逆に、単位時間当たりのエンジン発熱量が多い場合には、発熱量パラメータが基準発熱量に到達するまでの時間が極端に短くなり、エンジン発熱量の大部分が冷却水温の上昇に寄与することから、サーモスタット１６の異常または正常にかかわらず冷却水温が同等に上昇してしまい、実際にはサーモスタット１６が異常であるにもかかわらず、サーモスタット１６が正常であると誤判定してしまうという問題点があった。
【００４２】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、発熱量パラメータに関する判定を統計処理に基づいて行うことにより、エンジン発熱量の状態を正確に把握して誤検出を防止し、信頼性を向上させたエンジン温度調整用サーモスタットの異常検出装置を得ることを目的とする。
【００４３】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るエンジン温度調整用サーモスタットの異常検出装置は、エンジンの冷却水温を所定の境界温度と比較してエンジンの冷却水循環通路を開閉するためのサーモスタットの作動異常を検出する装置であって、少なくともエンジンの吸気量、冷却水温および吸気温度を検出するセンサ手段と、エンジンの吸気量に関する情報をエンジンの発熱量に対応した運転状態として検出するとともに、エンジンの始動後からの運転状態の積算値を発熱量パラメータとして検出する発熱量パラメータ検出手段と、発熱量パラメータが基準発熱量に到達したときに冷却水温を所定の許容下限値と比較してサーモスタットの異常を判定する異常判定手段と、エンジンの発熱量が少量状態であることを判定する少発熱量判定手段と、エンジンの発熱量が多量状態であることを判定する多発熱量判定手段と、発熱量の少量状態および多量状態の少なくとも一方が判定されたときに、異常判定手段を無効化するための異常判定禁止手段とを備え、少発熱量判定手段は、エンジンの始動時冷却水温および吸気温度の少なくとも一方に関連した第１の基準吸気量と、エンジンの吸気量とを比較し、第１の基準吸気量以下の吸気量が第１の所定時間内に第１の所定回数以上検出された場合に、発熱量の少量状態を判定し、多発熱量判定手段は、エンジンの始動時冷却水温および吸気温度の少なくとも一方に関連した第２の基準吸気量と、エンジンの吸気量とを比較し、第２の基準吸気量以上の吸気量が第２の所定時間内に第２の所定回数以上検出された場合に、発熱量の多量状態を判定するものである。
【００４７】
また、この発明に係るエンジン温度調整用サーモスタットの異常検出装置による異常判定禁止手段は、発熱量の少量状態が判定された場合には、異常判定手段による異常判定のみを禁止し、異常判定手段による正常判定を継続させるものである。
【００４８】
また、この発明に係るエンジン温度調整用サーモスタットの異常検出装置による異常判定禁止手段は、発熱量の多量状態が判定された場合には、異常判定手段による正常判定のみを禁止し、異常判定手段による異常判定を継続させるものである。
【００４９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１はこの発明の実施の形態１によるエンジン温度調整用サーモスタットの異常検出動作を示すフローチャートである。
【００５０】
なお、この発明の実施の形態１によるエンジン温度調整用サーモスタットの異常検出装置の基本的な構成については、前述（図１２および図１３参照）と同様であり、ＥＣＵ５１（図１３参照）内の処理プログラムの一部が前述と異なるのみである。
【００５１】
この場合、ＥＣＵ５１は、前述と同様の機能構成として、エンジン１（図１２参照）の発熱量に関連する運転状態を発熱量パラメータＥＱとして検出する発熱量パラメータ検出手段と、発熱量パラメータＥＱが基準発熱量ＥＱｏに到達したときに冷却水温ＴＷを所定の許容下限値Ｔ１と比較してサーモスタット１６の異常を判定する異常判定手段とを備えている。
【００５２】
また、ＥＣＵ５１は、エンジン発熱量が少量状態であることを判定する少発熱量判定手段と、エンジン発熱量が多量状態であることを判定する多発熱量判定手段と、発熱量の少量状態および多量状態の少なくとも一方が判定されたときに、異常判定手段を無効化するための異常判定禁止手段とを備えている。
【００５３】
また、ＥＣＵ５１内の少発熱量判定手段および多発熱量判定手段は、後述するように、統計的処理に基づいてエンジン発熱量の少量状態または多量状態を判定するようになっている。
【００５４】
さらに、ＥＣＵ５１内の発熱量パラメータ検出手段は、エンジン１の吸気量Ｑａ、吸気温度ＴＡ、始動時冷却水温ＴＷｓおよび車速ＳＰＤの少なくとも１つの情報を運転状態として検出し、エンジン１の始動後からの運転状態の積算値を発熱量パラメータＥＱに関連させるようになっている。
【００５５】
図１において、まず、車両の電源オン（イグニッションキーがオン）の状態で、エンジン１が始動前（スタータオフ）か否かを判定し（ステップＳ１）、エンジン１が始動前（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、直ちにステップＳ４（後述する）に進む。
【００５６】
また、ステップＳ１において、電源オンでエンジン１が始動前（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、始動時冷却水温ＴＷｓを読み込む（ステップＳ１）。
次に、スタータオンによりエンジン１が始動されると（ステップＳ３）、エンジン１の運転状態を示す各種情報の検出が完了したか否かを判定する（ステップＳ４）。
【００５７】
ステップＳ４において、エンジン状態の検出が完了していない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、そのまま図１の処理ルーチンを終了する。
また、検出完了（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、始動時冷却水温ＴＷｓが所定の暖機温度ＴＷｏよりも低いか否かにより、エンジン１が冷間始動状態か否かを判定する（ステップＳ５）。
【００５８】
ステップＳ５において、ＴＷｓ≧ＴＷｏ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、直ちにステップＳ１３（後述する）に進み、ＴＷｓ＜ＴＷｏ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、エンジン１の発熱量パラメータを検出または算出して、エンジン発熱量の状態を判定する（ステップＳ６、Ｓ７）。
【００５９】
まず、発熱量が少量状態か否かを判定し（ステップＳ６）、少量状態（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、ステップＳ１３に進み、少量状態でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、続いて、発熱量が多量状態か否かを判定する（ステップＳ７）。
【００６０】
ステップＳ７において、多量状態（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、ステップＳ１３に進み、多量状態でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、続いて、エンジン１の発熱量パラメータＥＱが所定の基準発熱量ＥＱｏ以上か否かを判定する（ステップＳ８）。
【００６１】
ステップＳ８において、ＥＱ≧ＥＱｏ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、その時点での冷却水温ＴＷが許容下限値Ｔ１以上か否かを判定する（ステップＳ９）。
【００６２】
ステップＳ９において、ＴＷ＜Ｔ１（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、冷間始動時に所定のエンジン発熱量があるにもかかわらず、エンジン温度（冷却水温ＴＷ）が低い異常状態なので、サーモスタット１６が異常であると判定し（ステップＳ１０）、異常状態の検出を終了する（ステップＳ１３）。
【００６３】
一方、ステップＳ８において、ＥＱ＜ＥＱｏ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、続いて、その時点での冷却水温ＴＷが所定温度Ｔ２（＜Ｔ１）以上か否かを判定する（ステップＳ１１）。
【００６４】
ステップＳ１１において、ＴＷ＜Ｔ２（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、直ちに図１の処理ルーチンを終了し、ＴＷ≧Ｔ２（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、サーモスタット１６が正常であると判定して（ステップＳ１２）、正常状態の検出を終了し（ステップＳ１３）、図１の処理ルーチンを終了する。
【００６５】
また、ステップＳ９において、ＴＷ≧Ｔ１（すなわち、ＹＥＳ）と判定された場合も、ステップＳ１２に進み、サーモスタット１６が正常であると判定する。
【００６６】
図２は図１内のステップＳ８に関連した発熱量パラメータＥＱの時間変化を示す説明図であり、エンジン１の吸気量Ｑａに対する発熱量パラメータＥＱの関係を示している。
【００６７】
図２において、実線は吸気量Ｑａの時間変化、二点鎖線は発熱量パラメータＥＱの時間変化、一点鎖線は基準発熱量ＥＱｏをそれぞれ示している。
ここでは、時刻ｔ１において発熱量パラメータＥＱが基準発熱量ＥＱｏに達した場合を示している。
【００６８】
また、図３はこの発明の実施の形態１による正常時および異常時での冷却水温ＴＷの時間変化を示す説明図であり、図１内のステップＳ９に関連している。
図３において、実線はサーモスタット１６が正常時での冷却水温ＴＷの時間変化、点線はサーモスタット１６が異常時での冷却水温ＴＷの時間変化、破線は許容下限値Ｔ１をそれぞれ示している。
【００６９】
この場合、発熱量パラメータＥＱが基準発熱量ＥＱｏに達した時刻ｔ１において、冷却水温ＴＷが正常値Ａ（≧Ｔ１）であれば正常と判定され、冷却水温ＴＷが異常値Ｂ（＜Ｔ１）であれば異常と判定される。
【００７０】
次に、図４のフローチャートとともに、図５および図６の説明図を参照しながら、この発明の実施の形態１による発熱量パラメータＥＱの算出処理について説明する。
【００７１】
図５は吸気量Ｑａに対する発熱量基準値ＥＱｂの特性を示す説明図であり、マップデータとしてＥＣＵ５１内にあらかじめ格納されている。
図５において、各特性曲線は、吸気温度ＴＡ（０℃、２０℃、３０℃）の違いに応じてそれぞれ与えられている。
【００７２】
図６は発熱量パラメータＥＱに対する補正係数ＫＱＳＰＤの特性を示す説明図であり、マップデータとしてＥＣＵ５１内にあらかじめ格納されている。
図６において、補正係数ＫＱＳＰＤは、車速ＳＰＤに応じて、０〜１の範囲内に設定される。
【００７３】
図４において、まず、ＥＣＵ５１（図１３参照）は、各種センサからの運転状態情報として、吸気量Ｑａ、吸気温度ＴＡ、車速ＳＰＤなどを読み込む（ステップＳ２１）。
【００７４】
続いて、エンジン１の制御状態が燃料カット中か否かを判定し（ステップＳ２２）、燃料噴射中（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、図５および図６のように、燃焼による発熱量基準値ＥＱｂおよび車速ＳＰＤに応じた補正係数ＫＱＳＰＤをマップデータから算出する（ステップＳ２３）。
【００７５】
次に、発熱量基準値ＥＱｂおよび補正係数ＫＱＳＰＤ（マップデータ値）を用いて、今回の発熱量パラメータＥＱ（ｉ）を以下の（１）式により算出し（ステップＳ２４）、図４の処理ルーチンを抜け出る。
【００７６】
ＥＱ（ｉ）＝ＥＱ（ｉ−１）＋（ＥＱｂ×ＫＱＳＰＤ）・・・（１）
【００７７】
ただし、（１）式において、ＥＱ（ｉ−１）は前回算出された発熱量パラメータである。また、ここでは説明を省略するが、他の運転状態に応じたマップデータ値があれば、必要に応じて（１）式に加算補正されることは言うまでもない。
【００７８】
一方、ステップＳ２２において、燃料カット中（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、燃焼が行われないので、時間経過による熱量低下を考慮して、今回の発熱量パラメータＥＱ（ｉ）を以下の（２）式により算出し（ステップＳ２５）、図４の処理ルーチンを抜け出る。
【００７９】
ＥＱ（ｉ）＝ＥＱ（ｉ−１）−１０・・・（２）
【００８０】
（２）式においては、時間経過（演算周期）による発熱量パラメータＥＱに対する低下量を、代表的に「１０」に設定している。
【００８１】
次に、図７のフローチャートを参照しながら、図１内のステップＳ６およびＳ７に関連したエンジン発熱量の状態判定処理について具体的に説明する。
図７の処理は、ステップＳ５（図１参照）の判定「ＹＥＳ」から分岐して開始され、ステップＳ８またはステップＳ１３に進むものとする。
【００８２】
また、ここでは図示を省略するが、図７の実行（演算）周期毎にインクリメントされ、所定時間（所定演算回数）が経過する毎にクリアされるタイマカウンタが設けられており、図７内の各カウンタは所定時間内の動作で有効化されるものとする。
【００８３】
図７において、まず、現在の発熱量パラメータＥＱ（ｉ）を読み込み（ステップＳ３１）、前回の発熱量パラメータＥＱ（ｉ−１）との発熱量偏差ΔＥＱ（ｉ）（＝ＥＱ（ｉ）−ＥＱ（ｉ−１））を求め（ステップＳ３１Ａ）、発熱量偏差ΔＥＱ（ｉ）が第１の所定値ＥＱｏ１以下か否かを判定する（ステップＳ３２）。
【００８４】
ステップＳ３２において、ΔＥＱ（ｉ）≦ＥＱｏ１（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、少量カウンタＣＮ１をインクリメントして（ステップＳ３３）、少量カウンタＣＮ１の値が第１の所定カウンタ値Ｎ１以上か否かを判定する（ステップＳ３４）。
【００８５】
ステップＳ３４において、ＣＮ１≧Ｎ１（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、第１の所定値ＥＱｏ１以下の発熱量偏差ΔＥＱ（ｉ）が所定時間内にＮ１回以上検出されたことになるので、エンジン発熱量が少量状態であると判定し（ステップＳ３５）、図１内のステップＳ１３に進む。
【００８６】
また、ステップＳ３４において、ＣＮ１＜Ｎ１（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、所定値ＥＱｏ１以下の発熱量偏差ΔＥＱ（ｉ）の検出回数がＮ１未満なので、異常判定条件が成立しているものと見なし（ステップＳ４０）、図１内のステップＳ８に進む。
【００８７】
一方、ステップＳ３２において、ΔＥＱ（ｉ）＞ＥＱｏ１（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、続いて、現在の発熱量偏差ΔＥＱ（ｉ）が第２の所定値ＥＱｏ２（＞ＥＱｏ１）以上か否かを判定する（ステップＳ３６）。
【００８８】
ステップＳ３６において、ΔＥＱ（ｉ）≧ＥＱｏ２（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、多量カウンタＣＮ２をインクリメントして（ステップＳ３７）、多量カウンタＣＮ２の値が第２の所定カウンタ値Ｎ２以上か否かを判定する（ステップＳ３８）。
【００８９】
ここで、第１および第２の所定カウンタ値Ｎ１、Ｎ２は、実際の車両で測定されるサーモスタットの異常判定結果が誤判定とならない範囲内の最小値に設定されている。すなわち、第１の所定カウンタ値Ｎ１は、サーモスタット正常時に発熱量偏差ΔＥＱ（ｉ）が第１の所定値ＥＱｏ１以下の状態を示すことによって異常と誤判定され得る最小値に設定されている。また、第２の所定カウンタ値Ｎ２は、サーモスタット異常時（開固着時）に発熱量偏差ΔＥＱ（ｉ）が第２の所定値ＥＱｏ２以下の状態を示すことによって正常と誤判定され得る最小値に設定されている。
たとえば、第２の所定カウンタ値Ｎ２は、第１の所定カウンタ値Ｎ１よりも大きい値に設定され得る。
【００９０】
ステップＳ３８において、ＣＮ２≧Ｎ２（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、第２の所定値ＥＱｏ２以上の発熱量偏差ΔＥＱ（ｉ）が所定時間内にＮ２回以上検出されたことになるので、エンジン発熱量が多量状態であると判定し（ステップＳ３９）、図１内のステップＳ１３に進む。
【００９１】
また、ステップＳ３８において、ＣＮ２＜Ｎ２（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、所定値ＥＱｏ２以上の発熱量偏差ΔＥＱ（ｉ）の検出回数がＮ２未満なので、異常判定条件成立と見なし（ステップＳ４０）、図１内のステップＳ８に進む。
【００９２】
このように、発熱量偏差ΔＥＱ（ｉ）の検出回数を統計的に積算してエンジン発熱量の状態を最終判断することにより、少量状態または多量状態の判定結果の信頼性を向上させることができる。
【００９３】
また、エンジン１の冷間始動時において、発熱量偏差ΔＥＱが少量状態または多量状態のいずれでもない中間状態のみを条件として、サーモスタット１６の異常を判定することにより、異常判定の信頼性を向上させることができる。
【００９４】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、発熱量パラメータＥＱの判定ステップＳ８の前に異常判定禁止（判定条件の成立）ステップＳ６およびＳ７を実行したが、最終的な異常判定ステップＳ１０および正常判定ステップＳ１２において誤検出防止（異常判定禁止）処理を実行してもよい。
【００９５】
また、この場合、各ステップＳ１０またはＳ１２において、異常判定または正常判定のいずれか一方の処理のみを禁止することができる。
以下、図８〜図１１を参照しながら、最終ステップＳ１０およびＳ１２において異常判定禁止処理を実行したこの発明の実施の形態２について説明する。
【００９６】
ここでは、吸気量Ｑａを発熱量パラメータＥＱに関連させており、吸気量Ｑａに応じて異常判定処理または正常判定処理のいずれか一方のみを禁止する場合を示している。
【００９７】
この場合、ＥＣＵ５１内の発熱量パラメータ検出手段は、エンジン１の吸気量Ｑａを発熱量パラメータＥＱに関連する運転状態として検出する。
また、少発熱量判定手段は、エンジン１の始動時冷却水温ＴＷｓおよび吸気温度ＴＡの少なくとも一方に関連した低吸気量判定値Ｑｏ１とエンジン１の吸気量Ｑａとを比較し、低吸気量判定値Ｑｏ１以下の吸気量Ｑａが第１の所定時間内に第１の所定回数ＱＮ１以上検出された場合に、発熱量の少量状態を判定する。
【００９８】
また、多発熱量判定手段は、エンジン１の始動時冷却水温ＴＷｓおよび吸気温度ＴＡの少なくとも一方に関連した高吸気量判定値Ｑｏ２と、エンジン１の吸気量Ｑａとを比較し、高吸気量判定値Ｑｏ２以上の吸気量Ｑａが第２の所定時間内に第２の所定回数ＱＮ２以上検出された場合に、発熱量の多量状態を判定する。
【００９９】
さらに、異常判定禁止手段は、発熱量の少量状態が判定された場合には、異常判定手段による異常判定のみを禁止し、異常判定手段による正常判定を継続させ、多量状態が判定された場合には、異常判定手段による正常判定のみを禁止し、異常判定手段による異常判定を継続させるようになっている。
【０１００】
図８はこの発明の実施の形態２による吸気量判定用のカウンタ処理を示すフローチャートであり、吸気量Ｑａに応じて低吸気量カウンタＱＮ１または高吸気量カウンタＱＮ２がインクリメントされる場合を示している。
【０１０１】
図９はこの発明の実施の形態２による異常判定処理を示すフローチャートであり、図１内のステップＳ１０に対応している。
図１０はこの発明の実施の形態２による正常判定処理を示すフローチャートであり、図１内のステップＳ１２に対応している。
【０１０２】
図１１は図８内の処理で用いられる低吸気量判定値Ｑｏ１および高吸気量判定値Ｑｏ２を示す説明図である。
図１１において、各吸気量判定値Ｑｏ１およびＱｏ２は、始動時冷却水温ＴＷｓに応じたマップデータ値として設定される。
【０１０３】
すなわち、低吸気量判定値Ｑｏ１および高吸気量判定値Ｑｏ２は、始動時冷却水温ＴＷｓの上昇にともなって増大設定される。
また、低吸気量判定値Ｑｏ１は、高吸気量判定値Ｑｏ２よりも、全体的に低い値に設定される。
【０１０４】
図８において、まず、吸気量Ｑａを読み込み（ステップＳ４１）、吸気量Ｑａが低吸気量判定値Ｑｏ１以下か否かを判定し（ステップＳ４２）、Ｑａ≦Ｑｏ１（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、低吸気量カウンタＱＮ１をインクリメントし（ステップＳ４３）、図８の処理ルーチンを終了する。
【０１０５】
一方、ステップＳ４２において、Ｑａ＞Ｑｏ１（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、続いて、吸気量Ｑａが高吸気量判定値Ｑｏ２（＞Ｑｏ１）以上か否かを判定する（ステップＳ４４）。
【０１０６】
ステップＳ４４において、Ｑａ≧Ｑｏ２（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、高吸気量カウンタＱＮ２をインクリメントして（ステップＳ４５）、図８の処理ルーチンを終了する。また、Ｑａ＜Ｑｏ２（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、直ちに図８の処理ルーチンを終了する。
【０１０７】
こうして、吸気量Ｑａの統計的状態（低吸気量）を示す各カウンタＱＮ１およびＱＮ２の値がリアルタイムに設定され、各カウンタ値は、図９および図１０の処理で用いられる。
【０１０８】
図９の異常判定処理において、まず、低吸気量カウンタＱＮ１の値を読み込み（ステップＳ５１）、低吸気量カウンタＱＮ１の値が第１の所定カウンタ値ＱＮｏ１以上か否かを判定する（ステップＳ５２）。
【０１０９】
ステップＳ５２において、ＱＮ１＜ＱＮｏ１（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、低吸気量判定値Ｑｏ１以下の吸気量Ｑａの検出回数がＱＮｏ１未満であって、エンジン発熱量が少量状態ではないので、サーモスタット１６の異常判定処理を実行して（ステップＳ５３）、図９の処理ルーチンを終了する。
【０１１０】
一方、ステップＳ５２において、ＱＮ１≧ＱＮｏ１（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、低吸気量判定値Ｑｏ１以下の吸気量ＱａがＱＮｏ１回以上検出されており、エンジン発熱量が少量状態なので、異常判定処理を禁止して、直ちに図９の処理ルーチンを終了する。
【０１１１】
また、図１０の正常判定処理において、まず、高吸気量カウンタＱＮ２の値を読み込み（ステップＳ６１）、高吸気量カウンタＱＮ２の値が、第２の所定カウンタ値ＱＮｏ２以上か否かを判定する（ステップＳ６２）。
【０１１２】
ステップＳ６２において、ＱＮ２＜ＱＮｏ２（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、高吸気量判定値Ｑｏ２以上の吸気量Ｑａの検出回数がＱＮｏ２未満であって、エンジン発熱量が多量状態ではないので、サーモスタット１６の正常判定処理を実行して（ステップＳ６３）、図１０の処理ルーチンを終了する。
【０１１３】
一方、ステップＳ６２において、ＱＮ２≧ＱＮｏ２（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、高吸気量判定値Ｑｏ２以上の吸気量ＱａがＱＮｏ２回以上検出されており、エンジン発熱量が多量状態なので、正常判定処理を禁止して、直ちに図１０の処理ルーチンを終了する。
【０１１４】
このように、吸気量Ｑａに基づいて異常判定または正常判定のいずれかを禁止することができる。
【０１１５】
すなわち、エンジン１の発生する熱量に対して冷却水温ＴＷが明確に上昇する状況下（エンジン発熱量が少量状態でないとき）のみを異常判定条件として、サーモスタット１６の異常検出処理を実行するので、異常の誤検出を確実に防止することができる。
【０１１６】
また、サーモスタット１６の異常または正常にかかわらず、冷却水温ＴＷが上昇する状況下（エンジン発熱量が多量状態のとき）では、サーモスタット１６の正常検出の実行を禁止するので、正常の誤検出を確実に防止することができる。
【０１１７】
また、図８のように、吸気量判定用のカウンタ値ＱＮ１、ＱＮ２に対して、統計的なタイマ処理を行うことにより、正常または異常の誤判定を確実に防止することができる。
【０１１８】
また、図１１のように、吸気量Ｑａの高低判定値Ｑｏ１、Ｑｏ２を始動時冷却水温ＴＷｓに応じて設定することにより、吸気量状態（発熱量状態）を正確に判定することができる。
【０１１９】
また、低吸気量判定値Ｑｏ１が高吸気量判定値Ｑｏ２よりも低い値に設定されているので、低吸気量状態および高吸気量状態をさらに正確に判定することができる。
【０１２０】
なお、図９および図１０内の処理で用いられる各所定カウンタ値ＱＮｏ１、ＱＮｏ２は、図８内の処理で用いられる高低吸気量判定値Ｑｏ１、Ｑｏ２と同様に、始動時冷却水温ＴＷｓに応じて可変設定してもよい。
【０１２１】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、エンジンの冷却水温を所定の境界温度と比較してエンジンの冷却水循環通路を開閉するためのサーモスタットの作動異常を検出する装置であって、少なくともエンジンの吸気量、冷却水温および吸気温度を検出するセンサ手段と、エンジンの吸気量に関する情報をエンジンの発熱量に対応した運転状態として検出するとともに、エンジンの始動後からの運転状態の積算値を発熱量パラメータとして検出する発熱量パラメータ検出手段と、発熱量パラメータが基準発熱量に到達したときに冷却水温を所定の許容下限値と比較してサーモスタットの異常を判定する異常判定手段と、エンジンの発熱量が少量状態であることを判定する少発熱量判定手段と、エンジンの発熱量が多量状態であることを判定する多発熱量判定手段と、発熱量の少量状態および多量状態の少なくとも一方が判定されたときに、異常判定手段を無効化するための異常判定禁止手段とを備え、少発熱量判定手段は、エンジンの始動時冷却水温および吸気温度の少なくとも一方に関連した第１の基準吸気量と、エンジンの吸気量とを比較し、第１の基準吸気量以下の吸気量が第１の所定時間内に第１の所定回数以上検出された場合に、発熱量の少量状態を判定し、多発熱量判定手段は、エンジンの始動時冷却水温および吸気温度の少なくとも一方に関連した第２の基準吸気量と、エンジンの吸気量とを比較し、第２の基準吸気量以上の吸気量が第２の所定時間内に第２の所定回数以上検出された場合に、発熱量の多量状態を判定するようにしたので、エンジン発熱量の状態を正確に把握して誤検出を防止し、信頼性を向上させたエンジン温度調整用サーモスタットの異常検出装置が得られる効果がある。
【０１２５】
また、この発明によれば、異常判定禁止手段は、発熱量の少量状態が判定された場合には、異常判定手段による異常判定のみを禁止し、異常判定手段による正常判定を継続させるようにしたので、エンジン発熱量に対して冷却水温が明確に上昇する場合のみに異常判定し、異常の誤検出を確実に防止したエンジン温度調整用サーモスタットの異常検出装置が得られる効果がある。
【０１２６】
また、この発明によれば、異常判定禁止手段は、発熱量の多量状態が判定された場合には、異常判定手段による正常判定のみを禁止し、異常判定手段による異常判定を継続させるようにしたので、異常または正常状態にかかわらず冷却水温が上昇する場合に正常判定を禁止することができ、正常の誤検出を確実に防止したエンジン温度調整用サーモスタットの異常検出装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による異常判定処理を示すフローチャートである。
【図２】この発明の実施の形態１に適用される発熱量パラメータの吸気量に対する特性を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１による異常判定に用いられる冷却水温の時間変化を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１に適用される発熱量パラメータの演算処理を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１に適用される発熱量基準値の吸気量に対する特性を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１に適用される補正係数の車速に対する特性を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態１による発熱量状態判定処理を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態２による吸気量状態判定用のカウンタ処理を示すフローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態２による異常判定処理を示すフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態２による正常判定処理を示すフローチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態２に適用される吸気量判定値の始動時冷却水温に対する特性を示す説明図である。
【図１２】従来およびこの発明のエンジン温度調整用サーモスタットを示す構成図である。
【図１３】図１２内のＥＣＵの機能構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１エンジン、７ウォータジャケット、８ラジエータ、１６サーモスタット、４１水温センサ、４６車速センサ、４７吸気温センサ、４８インジェクタ、５１ＥＣＵ、ＥＱ発熱量パラメータ、ＥＱｏ基準発熱量、ＥＱｏ１第１の所定値、ＥＱｏ２第２の所定値、Ｔ１許容下限値。

Claims

エンジンの冷却水温を所定の境界温度と比較して前記エンジンの冷却水循環通路を開閉するためのサーモスタットの作動異常を検出する装置であって、
少なくとも前記エンジンの吸気量、冷却水温および吸気温度を検出するセンサ手段と、
前記エンジンの吸気量に関する情報を前記エンジンの発熱量に対応した運転状態として検出するとともに、前記エンジンの始動後からの前記運転状態の積算値を発熱量パラメータとして検出する発熱量パラメータ検出手段と、
前記発熱量パラメータが基準発熱量に到達したときに前記冷却水温を所定の許容下限値と比較して前記サーモスタットの異常を判定する異常判定手段と、
前記エンジンの発熱量が少量状態であることを判定する少発熱量判定手段と、
前記エンジンの発熱量が多量状態であることを判定する多発熱量判定手段と、
前記発熱量の少量状態および多量状態の少なくとも一方が判定されたときに、前記異常判定手段を無効化するための異常判定禁止手段とを備え、
前記少発熱量判定手段は、前記エンジンの始動時冷却水温および吸気温度の少なくとも一方に関連した第１の基準吸気量と、前記エンジンの吸気量とを比較し、前記第１の基準吸気量以下の吸気量が第１の所定時間内に第１の所定回数以上検出された場合に、前記発熱量の少量状態を判定し、
前記多発熱量判定手段は、前記エンジンの始動時冷却水温および吸気温度の少なくとも一方に関連した第２の基準吸気量と、前記エンジンの吸気量とを比較し、前記第２の基準吸気量以上の吸気量が第２の所定時間内に第２の所定回数以上検出された場合に、前記発熱量の多量状態を判定することを特徴とするエンジン温度調整用サーモスタットの異常検出装置。
前記異常判定禁止手段は、前記発熱量の少量状態が判定された場合には、前記異常判定手段による異常判定のみを禁止し、前記異常判定手段による正常判定を継続させることを特徴とする請求項１に記載のエンジン温度調整用サーモスタットの異常検出装置。
前記異常判定禁止手段は、前記発熱量の多量状態が判定された場合には、前記異常判定手段による正常判定のみを禁止し、前記異常判定手段による異常判定を継続させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンジン温度調整用サーモスタットの異常検出装置。