JP3900895B2 - 温度センサの異常検出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばエンジンから排出される排気ガス等の温度を検出する温度センサについて、断線等の異常を検出する温度センサの異常検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、車両に搭載されたエンジンには、その構成部品の温度を検出する種々の温度センサが組込まれている。この温度センサとしては、エンジンの冷却水の温度を検出する水温センサ、燃料の温度を検出する燃温センサ等のほか、エンジンから排出される排気ガスの温度を検出する排気温センサ等がある。これらの温度センサの基本構造は種類にかかわらず略同じであり、電気抵抗値が温度に応じて変化するサーミスタを備えている。そして、いずれの種類の温度センサも、被測定物の温度が高くなるに従い出力電圧が低くなるという出力特性を有する。また、各温度センサの検出温度域は、被測定物が採り得る温度範囲に応じた値に設定されている。例えば、エンジンの冷却水を被測定物とする水温センサの検出温度域は、約−６０℃から約１５０℃の範囲に設定されている。また、最高温度が１０００℃近くにもなる排気ガスを被測定物とする排気温センサでは、検出温度域が常温から約１０００℃の範囲に設定されている。
【０００３】
ところで、前記各種温度センサには、断線やショートによる異常が生じる場合があり、こういった状況に陥ると被測定物の温度を適正に検出することができなくなる。そこで、温度センサの異常を検出する技術が種々提案されている。その１つとして、温度センサの出力値と所定値とを比較し、その比較結果に基づき、温度センサに異常が発生しているかどうかを判定するものがある。ここで、温度検出のために所定の電圧（例えば５ボルト）が印加され、断線時には、その印加された電圧と略同じ電圧（例えば４．９ボルト）を出力する仕様の温度センサでは、所定値は、断線時に温度センサから出力される電圧に基づき設定されている。この出力電圧は、温度センサが検出温度域において採り得る最も大きな値（水温センサの場合、−６０℃）と同じである。しかし、エンジンが通常の環境下で使用される限り、冷却水温が−６０℃まで低くなることは考えにくい。そのため、上記異常検出技術では、温度センサの出力電圧が所定値と同じになった場合、断線による異常が発生していると判定している。そのほかにも、例えば温度センサを積極的に自己発熱させ、その発熱に基づく温度変化を温度センサの異常検出に利用する技術も提案されている（特開平１０−１５９６３９号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したように排気温センサの検出温度域は常温から約１０００℃と広く、他の温度センサの検出温度域と比べてもかなり広い。このような検出温度域の広い排気温センサでは、低温時（常温時）の出力電圧が断線時の出力電圧と同じ値になる場合がある。
【０００５】
そのため、排気温センサの出力値と所定値とを比較する従来の異常検出技術では、排気温センサの出力電圧が断線時の出力電圧と同じ値になると、その値が断線によるものか、排気温が低いことによるものかを区別することが困難である。従って、断線が生じているのに誤って正常であると判定したり、断線が生じていないのに誤って異常であると判定したりするおそれがある。
【０００６】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、被測定物が特定の温度になった場合に、断線等による異常が誤検出されるのを未然に防止できる温度センサの異常検出装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明では、被測定物が通常採り得る温度範囲を含む検出温度域で前記被測定物の温度を検出し、前記被測定物の温度が前記温度範囲内の所定温度になったときに、異常発生時と同じ値を出力する温度センサに用いられる異常検出装置であって、前記温度センサは、エンジンから排出される排気ガスの排気通路に設けられ、かつ前記排気ガスを前記被測定物として、その排気ガスの温度を検出する排気温センサからなり、記被測定物の温度が前記所定温度とは異なる温度状態を、前記被測定物の温度に関連するパラメータに基づき推定する推定手段と、前記推定手段により前記温度状態が推定されたとき、前記温度センサの検出値に基づき同温度センサの異常判定を行う異常判定手段と、前記エンジンの温度を検出するエンジン温度検出手段と、前記エンジン温度検出手段による前記エンジンの温度に基づき、前記エンジンの暖機状態の終了を判定する暖機終了判定手段と、前記暖機終了判定手段により暖機状態の終了が判定されるまで前記異常判定手段による異常判定を禁止する判定禁止手段とを備えるものとする。
【０００８】
上記の構成によれば、温度センサの検出対象である被測定物が所定温度とは異なる温度状態になると、その温度状態が推定手段により、被測定物の温度に関連するパラメータに基づき検出される。そして、異常判定手段により、温度センサの検出値に基づき、その温度センサに断線等の異常が発生しているかどうかが判定される。
【０００９】
このように、被測定物の温度が所定温度とは異なる温度になったことが、温度センサの検出値を用いることなく推定される。そして、この温度状態が推定された場合に限って、温度センサの検出値が異常判定に用いられる。この状況下では、温度センサが正常であれば、異常時と同じ検出値を出力することはない。従って、温度センサの検出値が、異常時に出力する検出値と同程度であれば、温度センサに断線等の異常が発生していると判定し、同程度でなければ正常と判定することが可能である。このようにして判定を行うことにより、被測定物の温度が所定温度になった場合に、断線等による異常が誤検出されるのを未然に防止することができる。
さらに、エンジンの運転状態に応じて温度が変化する要素としてエンジンから排出される排気ガスが被測定物とされ、その被測定物の温度が温度センサによって検出される。この場合、排気ガスの温度である排気温が温度センサによって検出される。
また、この場合の被測定物の温度は、エンジンの燃焼室で発生する熱の量、すなわち、１回の燃焼行程において燃焼される混合気の量に応じて変化する。従って、この混合気の量は、エンジン回転速度、エンジン負荷（例えば燃料噴射量）等によって左右される。また、エンジン暖機状態の途中と完了後とでは、被測定物の温度が異なる。従って、例えば、これらのエンジン回転速度、エンジン負荷、暖機状態等を、被測定物の温度に関連するパラメータとして用いれば、推定手段において、被測定物の温度が所定温度よりも高い温度状態を精度よく推定することが可能となる。
ここで、エンジンの温度が低くエンジンの暖機が行われている途中では、排気通路内での排気ガスの温度分布が一様ではないと考えられる。すなわち、排気通路において管壁に近い箇所を流れる排気ガスの方が、同排気通路の中央部分を流れる排気ガスよりも温度が高いと考えられる。これは、暖機途中では、暖機終了後に比べ排気通路の管壁の温度が低いためである。従って、このように温度分布の一様でないと考えられる状況下での温度センサ（排気温センサ）の検出値を、異常判定に用いると、誤った判定結果を出すおそれがある。
これに対し、上記構成によれば、エンジンの温度がエンジン温度検出手段によって検出される。暖機終了判定手段では、エンジン温度検出手段によるエンジンの温度に基づき、エンジンの暖機状態の終了が判定される。そして、暖機終了判定手段によって暖機状態の終了が判定されるまでは、異常判定手段による異常判定が判定禁止手段によって禁止される。この禁止により、前述した誤判定が行われるのを防止することが可能となる。
なお、暖機終了後には排気通路の管壁が十分に高くなっていて、この管壁に奪われる排気ガスの熱量が少ないため、排気ガスの温度分布は略一様であり、前述したような問題は起りにくい。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記温度センサは、前記被測定物の温度が前記温度範囲の低温域における所定温度になったときに異常発生時と同じ値を出力し、前記推定手段は、前記被測定物の温度が前記所定温度よりも高い状態を前記温度状態として推定するものとする。
【００１１】
上記の構成によれば、被測定物の温度が所定温度よりも高くなると、その温度状態が推定手段により、被測定物の温度に関連するパラメータに基づき推定される。このように、被測定物の温度が所定温度よりも高くなったことが、温度センサの検出値を用いることなく推定される。そして、異常判定手段により、温度センサの検出値に基づき、その温度センサに断線等の異常が発生しているか否かが判定される。このため、被測定物の温度が低い場合に断線等による異常が誤検出されるのを未然に防止することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記温度センサは、前記被測定物の温度が上昇するに従い検出値が小さくなる出力特性を有しており、前記異常判定手段は、前記温度センサの検出値が、前記所定温度に対応する所定値よりも大きいときに、同温度センサが異常であると判定するものとする。
【００１３】
上記の構成によれば、温度センサの検出値は、被測定物の温度が低いとき大きな値となり、被測定物の温度上昇にともない減少する。そして、被測定物の温度が低く、低温域の前記所定温度となったとき、温度センサからは、異常時と同様の検出値、すなわち大きな値が出力される。
【００１４】
一方、推定手段によって被測定物の温度の高い状態が推定された場合、異常判定手段では、温度センサの検出値が、前記所定温度に対応する所定値と比較される。ここで、検出値が所定値よりも大きい場合、温度センサが正常であれば出力することのない値を出力していることになる。そのため、異常判定手段では、検出値が所定値よりも大きくなっている原因が、断線異常によるものであると判定することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれか１つに記載の発明において、前記異常判定手段による異常判定に先立ち、前記エンジン始動時における前記温度センサの検出値と、前記エンジン始動後における前記温度センサの検出値との偏差を求め、その偏差が所定値よりも小さいとき、異常発生の可能性があると判定する予備判定手段をさらに備え、前記異常判定手段は、前記予備判定手段により異常発生の可能性があると判定された場合に限り、前記温度センサの異常判定を行うものであるとする。
【００１９】
上記の構成によれば、予備判定手段では、エンジン始動時における温度センサの検出値と、エンジン始動後における温度センサの検出値との偏差が求められる。この偏差が所定値よりも小さいかどうかが判定される。
【００２０】
ここで、温度センサに例えば断線による異常が発生していれば、温度センサはある決まった値を出力する。このため、前述した偏差は零又は零に近い値となるはずである。反対に、偏差が所定値よりも大きければ、少なくとも断線は発生しておらず、被測定物の温度変化に応じて温度センサの検出値が変化しているものと考えられる。
【００２１】
断線が発生している場合には、前述したように偏差が小さくなる（零を含む）。しかし、暖機が完了して温度の高くなった状態でエンジンの運転が停止され、エンジンの温度が高いままエンジンが再始動された場合にも、偏差は小さくなる。従って、偏差が小さい場合、その原因が断線によるものか、高温再始動によるものかは不明である。
【００２２】
これらのことを考慮し、予備判定手段では、偏差が所定値よりも小さい場合、異常発生の可能性があると判定される。そして、異常判定手段では、予備判定手段によって異常発生の可能性があると判定された場合に限り、温度センサの検出値に基づく異常判定が行われる。
【００２３】
従って、温度センサが正常であることが明らかである場合にまで異常判定が行われるのを防止し、不要な異常判定処理の回数を減らすことができる。また、温度センサが正常であることが明らかな場合には、その旨を早期に判定することが可能となる。
【００２４】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のいずれか１つに記載の発明において、前記推定手段は、前記エンジンが所定の運転状態で所定時間以上運転されているときに、前記被測定物が温度の高い状態であると推定するものとする。ここで、所定の運転状態とは、被測定物の温度に影響を及ぼすが、時間の経過とは無関係に変動する運転状態である。この所定の運転状態としては、例えば、被測定物の温度に関連するパラメータとして挙げたもののうち、エンジン回転速度、エンジン負荷等が該当する。暖機状態は、エンジンの運転時間の経過とともに変化するため、ここでの所定の運転状態には該当しない。
【００２５】
上記の構成によれば、被測定物の温度に影響を及ぼす所定の運転状態がある期間にわたって継続すれば、被測定物の温度が高くなっているものと考えられる。このことから、エンジンが所定の運転状態で所定時間以上運転されている場合、被測定物が温度の高い状態であることが推定手段によって推定される。
【００２６】
従って、エンジンが所定の運転状態になったものの、その状態が短時間で終わった場合には、実際には被測定物の温度がさほど高くなっていない可能性があるが、このような場合にまで、被測定物の温度が高くなっていると誤って推定されるのを防止できる。
【００２７】
請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の発明において、前記推定手段は、前記エンジンの出力軸の回転速度であるエンジン回転速度が所定値よりも高い状態を前記所定の運転状態とするとともに、前記所定時間として、前記エンジン回転速度が高いほど短い値を用いるものとする。
【００２８】
上記の構成によれば、推定手段では、エンジン回転速度が所定値よりも高い状態が、被測定物の温度に影響を及ぼす所定の運転状態として用いられる。そして、エンジン回転速度が所定値よりも高い状態で、エンジンが所定時間以上運転されたとき、被測定物が温度の高い状態であると推定される。
【００２９】
上記推定処理は、エンジン回転速度が所定値よりも高い状況が継続することにより、エンジンの出力軸が所定回数以上回転したかどうかを検出しているともいえる。従って、所定回数を一定の値とすれば、上記の推定に用いる所定時間をエンジン回転速度に応じて異ならせることが可能である。この観点から、請求項６に記載の発明では、エンジン回転速度が高いほど所定時間が短くされる。
【００３０】
ここで、所定時間を一定の値とした場合には、その所定時間内における出力軸の総回転数は、エンジン回転速度が高くなるに従い多くなる。これに対し、上記のようにエンジン回転速度が高いほど所定時間を短くすると、その所定時間内における出力軸の総回転数は、エンジン回転速度にかかわらず一定となる。このため、推定精度は同じとなる。従って、エンジン回転速度が高い場合には、推定手段における温度状態の推定に要する時間を短くすることができる。その結果、推定の精度を維持しつつより短い時間で、被測定物が温度の高い状態であることを推定することが可能となる。
【００３１】
また、所定時間を一定の値とした場合には、実際には、被測定物の温度が高い状態になっているにもかかわらず、エンジン回転速度の高い状態が所定時間続かなかったために、温度の高い状態になっていることを推定できない場合があり得る。しかし、エンジン回転速度の上昇に従い所定時間が短くされるため、上記の不具合を解消し、エンジン回転速度の高い状態が比較的短い時間で終わっても、被測定物が温度の高い状態であることを確実に推定することができる。
【００３２】
請求項７に記載の発明では、請求項５に記載の発明において、前記推定手段は、前記エンジンに供給される燃料の量が所定値よりも多い状態を前記所定の運転状態とするとともに、前記所定時間として、前記燃料供給量が多いほど短い値を用いるものであるとする。
【００３３】
上記の構成によれば、推定手段では、エンジンへの燃料の供給量が所定値よりも多い状態が、被測定物の温度に影響を及ぼす所定の運転状態として用いられる。そして、燃料の供給量が所定値よりも多い状態で、エンジンが所定時間以上運転されたとき、被測定物が温度の高い状態であることが推定される。
【００３４】
上記推定処理は、燃料の供給量が所定値よりも多い状況が継続することにより、所定量以上の燃料が供給されたかどうかを検出しているともいえる。従って、前記所定量を一定の値とすれば、上記の推定に用いる所定時間を燃料の供給量に応じて異ならせることが可能である。この観点から、請求項７に記載の発明では、燃料の供給量が多いほど所定時間が短くされる。
【００３５】
ここで、所定時間を一定の値とした場合には、その所定時間内における燃料供給量の総量は、１回の燃料供給量が多くなるに従い多くなる。これに対し、上記のように燃料供給量が多いほど所定時間を短くすると、その所定時間内における燃料供給量の総量は、１回の燃料供給量にかかわらず一定となる。このため、推定精度は同じとなる。従って、１回の燃料供給量が多い場合には、推定手段における温度状態の推定に要する時間を短くすることができる。その結果、推定の精度を維持しつつより短い時間で、被測定物が温度の高い状態になっていることを推定することが可能となる。
【００３６】
また、所定時間を一定の値とした場合には、実際には、被測定物の温度が高い状態になっているにもかかわらず、燃料供給量の多い状態が所定時間続かなかったために、温度の高い状態になっていることを推定できない場合があり得る。しかし、燃料供給量が多いほど所定時間が短くされるため、上記のような不具合を解消し、燃料供給量の多い状態が比較的短い時間で終わっても、被測定物が温度の高い状態であることを確実に推定することができる。
【００３７】
請求項８に記載の発明では、請求項７に記載の発明において、前記エンジンに供給される燃料の量は、アクセル操作部材の操作量に応じて変化するものであり、前記推定手段は、前記所定時間として、前記燃料供給量に代えて、前記アクセル操作部材の操作量が多いほど短い値を用いるものとする。
【００３８】
上記の構成によれば、アクセル操作部材の操作量とエンジンに供給される燃料の量との間には一定の相関関係が見られる。通常は、アクセル操作部材の操作量が多くなるに従い、燃料の供給量が増加する。従って、前述した燃料の供給量に代えて、アクセル操作部材の操作量が多くなるほど所定時間を短い値に変更することで、請求項８に記載の発明と同様の作用及び効果を奏する。
【００４３】
請求項９に記載の発明では、請求項１〜８のいずれか１つに記載の発明において、前記エンジン温度検出手段は、前記エンジンの冷却水の温度、エンジンオイルの温度及び燃料の温度の少なくとも１つを前記エンジンの温度として検出するものとする。
【００４４】
ここで、エンジンの冷却水の温度、エンジンオイルの温度及び燃料の温度の各々とエンジンの温度との間には相関関係が見られる。いずれの温度も、エンジンの温度が低いときには低く、エンジンの温度が高くなるに従い上昇する。従って、これらの温度の少なくとも１つを検出し、エンジンの温度として用いることが可能である。
【００４５】
このことから、請求項９に記載の発明では、エンジンの冷却水の温度、エンジンオイルの温度、燃料の温度の少なくとも１つが、エンジンの温度としてエンジン温度検出手段によって検出される。このようにして検出された温度は、エンジンの温度として精度の高いものである。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。車両には、図１に示すように、内燃機関の一形態である筒内噴射式ガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）１１が搭載されている。エンジン１１はシリンダヘッド１２と、複数の気筒（シリンダ）１３を有するシリンダブロック１４とを備えている。各シリンダ１３内には、ピストン１５が往復動可能に収容されている。各ピストン１５は、コネクティングロッド１６を介し、エンジン１１の出力軸であるクランク軸１７に連結されている。各ピストン１５の往復運動は、コネクティングロッド１６によって回転運動に変換された後、クランク軸１７に伝達される。クランク軸１７は、自動変速機等の変速機（図示略）等を介して車両の車輪（図示略）に連結されている。
【００４７】
燃焼室１８は、ピストン１５の頂面、シリンダ１３の内壁面及びシリンダヘッド１２の下面によって区画形成されている。シリンダヘッド１２には、各燃焼室１８に連通する吸気ポート１９及び排気ポート２０がそれぞれ設けられている。
【００４８】
これらの吸・排気ポート１９，２０を開閉するために、シリンダヘッド１２には、吸気弁２１及び排気弁２２がそれぞれ往復動可能に支持されている。また、シリンダヘッド１２において、吸・排気弁２１，２２の各上方には、それぞれカムを有するカム軸２３，２４が回転可能に設けられている。これらのカム軸２３，２４は、図示しないタイミングプーリ、タイミングベルト等によりクランク軸１７に駆動連結されている。そして、クランク軸１７が回転されると、その回転がタイミングベルト、タイミングプーリ等を介してカム軸２３，２４に伝達される。各カム軸２３，２４の回転により吸・排気弁２１，２２が往復動し、吸・排気ポート１９，２０が開放又は閉鎖される。
【００４９】
吸気ポート１９には、スロットル弁２５、サージタンク２６、吸気マニホルド２７等を有する吸気通路２８が接続されている。エンジン１１の外部の空気は、吸気通路２８の各部２５〜２７を順に通過して燃焼室１８に取り込まれる。
【００５０】
スロットル弁２５は吸気通路２８内に回動可能に支持されており、同スロットル弁２５に対し、ステップモータ等からなるスロットル用モータ２９が駆動連結されている。スロットル用モータ２９は、運転者によるアクセルペダル３０の踏込み操作等に応じて作動され、スロットル弁２５を回動させる。アクセルペダル３０は、アクセル操作部材として車両の室内に設けられている。吸気通路２８を流れる空気の量である吸入空気量は、スロットル弁２５の回動角度であるスロットル開度に応じて変化する。
【００５１】
吸気マニホルド２７はシリンダ１３と同数の部分に分岐されている。各分岐部分の内部には２つの通路がそれぞれ仕切り形成されている。これらの通路は、前述した吸気ポート１９に接続されている。各分岐部分の一方の通路内には、気流制御弁（スワール制御弁）３１が回動可能に支持されている。スワール制御弁３１は、一方の通路の開度を小さくすることにより燃焼室１８内にスワール（旋回）流を発生させ、燃焼を促進させるためのものである。スワール制御弁３１には、ステップモータ等のスワール用モータ３２が駆動連結されている。各燃焼室１８内でのスワール流の強さは、スワール制御弁３１の回動角度（開度）に応じて変化する。すなわち、スワール制御弁３１の開度が小さくなるほどスワール流が強くなる。
【００５２】
シリンダヘッド１２には、シリンダ１３毎に電磁式の燃料噴射弁３３が取付けられている。各燃料噴射弁３３には、共通のデリバリパイプ３４を通じて高圧の燃料が供給される。各燃料噴射弁３３は、供給された高圧の燃料を対応する燃焼室１８内へ直接噴射する。噴射された燃料は、吸気通路２８を通って燃焼室１８内に導入される吸入空気と混ざり合って混合気となる。
【００５３】
シリンダヘッド１２には、点火プラグ３５が各シリンダ１３に対応して取付けられている。点火プラグ３５は、イグナイタ３６からの点火信号に基づいて駆動される。点火プラグ３５には、点火コイル（図示略）から出力される高電圧が印加される。そして、前記混合気は点火プラグ３５の電気火花によって着火され、爆発・燃焼する。このときに生じた高温高圧の燃焼ガスによりピストン１５が往復動され、クランク軸１７が回転されて、エンジン１１の駆動力（出力トルク）が得られる。
【００５４】
一方、排気ポート２０には、排気マニホルド３７、触媒コンバータ３８等を有する排気通路３９が接続されている。燃焼室１８で生じた燃焼ガスは、排気通路３９の各部３７，３８等を順に通ってエンジン１１の外部へ排出される。触媒コンバータ３８には、排気通路３９を流れる燃焼ガスを浄化するための触媒が内蔵されている。
【００５５】
本実施形態では、混合気の燃焼形態として少なくとも均質燃焼及び成層燃焼があり、これらはエンジン１１の運転状態に応じて切替えられる。均質燃焼は、例えばエンジン１１の高負荷時等において、吸気行程（ピストン１５の下降中）の前半に燃料を噴射することにより均質な混合気を形成する燃焼形態である。成層燃焼は、例えばエンジン１１の低負荷時等において、圧縮行程（ピストン１５の上昇中）の後半に燃料を噴射することにより、点火プラグ３５の周りに燃料の濃い（理論空燃比程度）混合気の層を形成するとともに、その周りに空気の層を形成することにより希薄燃焼を可能とした燃焼形態である。
【００５６】
エンジン１１の運転状態を検出するために、各種センサが用いられている。例えば、クランク軸１７の近傍には、そのクランク軸１７が一定角度回転する毎にパルス状の信号を発生するクランク角センサ４１が設けられている。カム軸２３の近傍には、所定気筒のピストン１５が吸気上死点に達したときにパルス状の信号を発生する気筒判別センサ４２が設けられている。これらクランク角センサ４１及び気筒判別センサ４２の信号は、クランク軸１７の回転角であるクランク角、クランク軸１７の回転速度であるエンジン回転速度ＮＥ等の算出と、気筒の判別とに用いられる。
【００５７】
スロットル弁２５の近傍には、スロットル開度を検出するスロットルセンサ４３が配置されている。吸気通路２８において、スロットル弁２５の下流側、例えばサージタンク２６には、吸入空気の圧力である吸気圧ＰＭを検出する吸気圧センサ４４が設けられている。また、運転者によるアクセルペダル３０の踏込み操作量であるアクセル開度を検出するアクセルセンサ４５が設けられている。
【００５８】
さらに、エンジン各部の温度を検出する温度センサとして、水温センサ４６、燃温センサ４７、油温センサ４８及び排気温センサ４９が用いられている。水温センサ４６はシリンダブロック１４に取付けられており、エンジン１１の冷却水の温度である冷却水温ＴＨＷを検出する。燃温センサ４７はデリバリパイプ３４に取付けられており、燃料噴射弁３３に供給される燃料の温度である燃温ＴＨＦを検出する。油温センサ４８は、エンジン１１の冷却及び潤滑等を目的として用いられるエンジンオイルの流通路の途中、例えばシリンダブロック１４下部のオイルパン１０に取付けられている。油温センサ４８は、オイルパン１０に貯留されているエンジンオイルの温度である油温ＴＨＯを検出する。排気温センサ４９は、排気通路３９の途中、例えば排気マニホルド３７に取付けられており、エンジン１１から排出された直後の排気ガスの温度である排気温を検出する。
【００５９】
これらの温度センサ４６〜４９の基本構造は種類にかかわらず略同じであり、いずれも電気抵抗値が温度に応じて変化するサーミスタを内蔵している。そして、いずれの種類の温度センサ４６〜４９も、図２に示すように、被測定物の温度の低いときに電気抵抗値及び出力電圧が最も大きく、被測定物の温度が高くなるに従い電気抵抗値及び出力電圧が小さくなるという出力特性を有する。
【００６０】
温度センサ４６〜４９の種類に応じて異なるのは検出温度域である。これは、温度センサ４６〜４９の検出対象である被測定物が通常採り得る温度範囲が、被測定物に応じて異なるからである。このことを考慮して、各温度センサ４６〜４９では、被測定物の温度を確実に検出できるように、検出温度域が、少なくとも被測定物が通常採り得る温度範囲を含むように設定されている。
【００６１】
例えば、エンジン１１の冷却水を被測定物とする水温センサ４６の検出温度域は、約−６０℃から約１５０℃に設定されている。また、最高温度が１０００℃近くにもなる排気ガスを被測定物とする排気温センサ４９では、検出温度域が常温から約１０００℃に設定されている。この検出温度域は排気ガスの採り得る温度範囲を含んでいるが、その温度範囲がそもそも広いことから、検出温度域を温度範囲よりも広く設定するにも限度がある。実際には、排気温センサ４９の検出温度域を排気ガスの採り得る温度範囲よりも若干広く設定するにとどまり、検出温度域の下限と温度範囲の下限とが略同じとなっている。
【００６２】
一方、排気温センサ４９を含む各温度センサ４６〜４９では、温度検出のために所定の電圧（例えば５ボルト）が印加され、断線時には、その印加された電圧と略同じ電圧（例えば４．９ボルト）が出力される仕様となっている。このため、排気温センサ４９では排気温が低いとき（例えば常温時）の排気温センサ４９の出力電圧と断線時の出力電圧とが合致することとなる。
【００６３】
さらに、前記各種センサ４１〜４９の検出値に基づき、エンジン１１の各部を制御するために、図３に示す電子制御装置（Electronic Control Unit： ＥＣＵ）５１が用いられている。ＥＣＵ５１はＣＰＵ５２、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）５３、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５４、バックアップＲＡＭ５５、外部入力回路５６及び外部出力回路５７を備えている。これらの各回路はバス５８によって互いに接続されている。
【００６４】
ＲＯＭ５３は、所定の制御プログラムや初期データを予め記憶している。ＣＰＵ５２は、ＲＯＭ５３に記憶された制御プログラム及び初期データに従って各種の演算処理を実行する。ＲＡＭ５４は、ＣＰＵ５２による演算結果を一時的に記憶する。バックアップＲＡＭ５５は、ＥＣＵ５１に対する電源供給が停止された後にも、ＲＡＭ５４内の各種データを保持するために、バッテリ（図示略）によってバックアップされている。
【００６５】
そして、ＣＰＵ５２は外部入力回路５６を介して各種センサ４１〜４９の検出信号を入力する。また、ＣＰＵ５２はそれらの入力に基づき、エンジン１１の運転状態を判定し、その運転状態と、所定の演算式又は所定の制御マップ等とに基づき燃料噴射量Ｑ、燃料噴射時期、スロットル弁２５の開度、スワール制御弁３１の開度、点火時期等を算出する。そして、ＣＰＵ５２は、算出結果に基づいてスロットル用モータ２９、スワール用モータ３２、燃料噴射弁３３、イグナイタ３６等に対し制御信号を出力する。
【００６６】
例えば、ＣＰＵ５２は、エンジン回転速度ＮＥ、燃料噴射量Ｑ等に基づきエンジン負荷を求め、そのエンジン負荷が属する運転領域を特定する。燃料噴射量Ｑは、例えば、エンジン回転速度ＮＥ、アクセル開度（又は吸気圧ＰＭ）等に基づき算出されたものである。燃料噴射量Ｑは、これらのエンジン回転速度ＮＥ、アクセル開度（又は吸気圧ＰＭ）等のそれぞれが大きくなるほど、大きな値として算出される。
【００６７】
エンジン負荷が低負荷運転領域にあると判定した場合は、スワール用モータ３２を制御してスワール制御弁３１の開度を小さくする。また、スロットル用モータ２９を制御してスロットル弁２５を実質的に全開状態とする。さらに、各気筒の圧縮行程時に燃料噴射弁３３に通電して燃料を噴射させる。
【００６８】
この場合、各気筒の燃焼室１８には、吸気行程時に主として片方の通路から新気が導入され、強いスワール流が発生する。続く圧縮行程では、燃料噴射弁３３から噴射された燃料がスワール流に乗って燃焼室１８内を旋回し、所定の時期に点火プラグ３５の近傍へ移動する。このとき、燃焼室１８内は、点火プラグ３５の近傍が可燃混合気層となり、その他の領域が空気層となる、いわゆる成層状態となる。そして、ＣＰＵ５２は、所定の時期にイグナイタ３６を駆動して点火プラグ３５を点火する。その結果、燃焼室１８内の混合気は、点火プラグ３５の近傍の可燃混合気層を着火源として燃焼（成層燃焼）する。
【００６９】
一方、ＣＰＵ５２はエンジン負荷が高負荷運転領域にあると判定した場合は、スワール用モータ３２を制御してスワール制御弁３１を全開状態にする。また、スロットル弁２５がアクセルペダル３０の踏込み量（アクセル開度）に対応した開度となるようスロットル用モータ２９を制御する。さらに、各気筒の吸気行程時に燃料噴射弁３３に通電して燃料を噴射させる。この場合、各気筒の燃焼室１８内の略全域にわたって、空気と燃料とが均質に混ざり合った理論空燃比近傍の混合気が形成され、均質燃焼が実現される。
【００７０】
このように燃焼方式を切替えるのは、高出力が要求される高回転高負荷時には「均質燃焼」とし混合気の空燃比を小さくしてエンジン出力を高め、あまり高出力を必要としない低回転低負荷時には「成層燃焼」とし空燃比を大きくして燃費の向上を図るためである。
【００７１】
そのほかにも、ＣＰＵ５２は排気温センサ４９に断線による異常が発生しているかどうかを検出（診断）する。次に、この排気温センサ４９の異常検出に際し、ＥＣＵ５１によって実行される処理を、図４のフローチャートに従って説明する。このフローチャートにおいて示される異常検出ルーチンは、所定のタイミング、例えば所定時間が経過する毎に繰返し実行される。
【００７２】
異常検出ルーチンでは、最終的には、判定結果が異常フラグＦの状態によって示される。断線による異常が発生していないと判定された場合には異常フラグＦがオフされ、異常が発生していると判定された場合には異常フラグＦがオンされる。そして、この異常フラグＦは、別の制御ルーチン、例えば、排気温が過剰に上昇した場合に警告灯を点灯させる等の報知を行うための制御ルーチンにおいて用いられる。
【００７３】
ＥＣＵ５１はまずステップ１１０において、排気温センサ４９に異常が発生している可能性があるかどうかを判定する処理を行う。具体的には、エンジン始動時における排気温センサ４９の出力電圧と、現時点での排気温センサ４９の出力電圧との偏差ΔＶを、排気温センサ４９によって検出された排気温の変化量として算出する。前者の出力電圧としては、エンジン始動時に記憶しておいたものを用いる。そして、偏差ΔＶの絶対値（｜ΔＶ｜）が所定値Ｖ１（＞０）以下であるか否かを判定する。別の表現をすると、偏差ΔＶが−Ｖ１〜＋Ｖ１の範囲（変動幅）に収まっているか否かを判定する。
【００７４】
ここで、排気温センサ４９に断線が生じていれば、実際に排気温が変動していたとしても、排気温センサ４９の出力電圧は略一定の値（例えば４．９ボルト）を採り続けるはずである。これに対し、出力電圧が変化していれば、少なくとも排気温センサ４９に断線が生じていないことは確かである。このことから、前記ステップ１１０の判定条件が満たされていない場合には、排気温センサ４９は断線していないとして、ステップ１８０において、排気温センサ４９が正常であると判定する。ステップ１８０での具体的な処理としては、異常フラグＦをオフに設定する。そして、ステップ１８０の処理を経た後、この異常検出ルーチンを終了する。
【００７５】
前記ステップ１１０の判定条件が満たされている場合には、排気温センサ４９に断線異常が発生している可能性がある。また、このような状況は、例えば、暖機が終了して冷却水温が十分に高くなった状態のエンジン１１が停止され、その直後に再始動された場合にも起り得る。エンジン１１が再始動された時点で、既に排気温が高くなっていて、その排気温の変動の余地が少ない（変動可能幅が狭い）からである。従って、ステップ１１０で肯定判定された段階では、排気温の変動量が少ない原因が、断線によるものか、高温状態での再始動によるものかは不明である。
【００７６】
そこで、続くステップ１２０〜１４０において、排気温に関連するパラメータに基づき、排気温が確実に高くなっているかどうかを推定する処理を行う。これは、排気温の低い状態で断線検出を行うと誤検出のおそれがあるため、このような誤検出のおそれのない状況（排気温の高い状態）を把握し、そのうえで断線検出を行うためである。
【００７７】
この推定に際しては、以下に示すエンジン１１の運転状態と排気温との関係が考慮されている。混合気の燃焼後に燃焼室１８から排出される排気ガスの温度（排気温）は、燃焼室１８で発生する熱の量、すなわち、１回の燃焼行程において燃焼される混合気の量、換言すれば、エンジン負荷に応じて変化する。従って、スロットル弁２５の開度が相対的に大きくなり吸入空気量が増大したり、エンジン回転速度ＮＥが上昇したりする高負荷運転時には、排気温が上昇するものと考えられる。
【００７８】
ステップ１２０では、例えば、エンジン回転速度ＮＥが所定値を越えた状態が所定時間ｔ２にわたって続いているか否かを判定する。ここで、所定値は、エンジン１１のアイドル運転時の回転速度よりも少し低い値に設定されている。エンジン回転速度ＮＥが所定値を越える状態は、エンジンにアイドル運転時相当あるいはアイドル運転時よりも多くの量の燃料が供給された場合に見られる現象である。所定値としては単一の値が用いられてもよいが、本実施形態では、チャタリングを防止する観点からエンジン回転速度ＮＥが上昇する際と下降する際とで異なる値が用いられる。具体的には、エンジン回転速度ＮＥの上昇時に用いられる所定値をＮＥ１とし、下降時に用いられる所定値をＮＥ２とすると、ＮＥ１＞ＮＥ２の関係を満たすように、所定値ＮＥ１，ＮＥ２がそれぞれ設定されている。従って、エンジン回転速度ＮＥが所定値ＮＥ１を越えると、その後に所定時ＮＥ２を下回らない限り、エンジン回転速度ＮＥが所定値を越えた状態として扱われることとなる。
【００７９】
ステップ１２０の判定条件が満たされていないと、排気温が高くなっている可能性があまりないと考えられることから、そのまま異常検出ルーチンを終了する。すなわち、この場合には、異常発生の有無を判定しない。前回制御周期までに設定された判定結果が維持されることとなる。また、ステップ１２０の判定条件が満たされていると、排気温が高くなっている可能性があることから、次のステップ１３０へ移行する。
【００８０】
ステップ１３０では、エンジン１１が高負荷状態で一定時間以上運転されているかどうかを判定する。例えば、燃料噴射量Ｑが所定値を越えた状態が所定時間ｔ３にわたって継続しているか否かを判定する。所定値としては単一の値が用いられてもよいが、本実施形態では、チャタリングを防止する観点から燃料噴射量Ｑが増加する際と減少する際とで異なる値が用いられる。すなわち、燃料噴射量Ｑの増加時に用いられる所定値をＱ１とし、減少時に用いられる所定値をＱ２とすると、Ｑ1＞Ｑ２の関係を満たすように、所定値Ｑ１，Ｑ２がそれぞれ設定されている。従って、燃料噴射量Ｑが所定値Ｑ１を越えると、その後に所定値Ｑ２を下回らない限り、燃料噴射量Ｑが所定値を越えた状態として扱われることとなる。
【００８１】
ステップ１３０の判定条件が満たされていないと、排気温が高くなっている可能性があまりないと考えられることから、そのまま異常検出ルーチンを終了する。すなわち、この場合には、異常発生の有無を判定しない。前回制御周期までに設定された判定結果が維持されることとなる。また、ステップ１３０の判定条件が満たされていると、エンジン１１が高負荷状態にあることから、排気温が高くなっている可能性が、ステップ１２０の処理を経た段階よりも高まっているとして、次のステップ１４０へ移行する。
【００８２】
このように、一般に燃料噴射量Ｑの少ないエンジン軽負荷時には排気温度が低いと考えられるが、ステップ１３０の処理を行うことで、このような場合に異常発生の有無が判定されるのを防止し、誤判定が行われる機会を少なくしている。
【００８３】
ステップ１４０では、エンジン１１が完全暖機状態にあるかどうかを判定する。完全暖機状態とは、暖機（エンジン１１が本格的に作動する前に所定の温度まで暖められること）が完了した状態をいう。例えば、冷却水温が、車両の通常走行後のアイドル状態での温度（８０℃）と同じ又は近づいた状態が、完全暖機状態とされる。従って、暖機途中、すなわち冷却水温が上昇している途中は完全暖機状態とはいえない。例えば、気温０℃のときにエンジンを始動すると、冷却水温が約８０℃になるまでの期間は暖機途中となる。
【００８４】
ここで、燃焼室１８内で発生する熱が排気温に大きく影響を及ぼすことについては既に説明したが、この熱はシリンダブロック１４、シリンダヘッド１２内を流れる冷却水の温度（冷却水温）にも大きな影響を及ぼす。発生する熱量が多くなるに従い、冷却水温も高くなる傾向にある。従って、冷却水温が高い場合にも排気温も高くなっていると推定される。この点を考慮し、ステップ１４０では、水温センサ４６によって検出された冷却水温ＴＨＷが所定値ＴＨＷ１よりも大きいか否かを判定し、その判定結果に基づき、排気温が高くなっているか否かを推定する。
【００８５】
なお、ステップ１４０では、前述したステップ１２０，１３０とは異なり、時間（所定時間ｔ２，ｔ３）の要素を判定に用いていない。これは以下の理由による。
【００８６】
エンジン回転速度ＮＥや燃料噴射量Ｑはアクセルペダル３０の踏込み操作に応じて急激に変化する場合がある。このため、これらエンジン回転速度ＮＥ等が瞬間的に高くなったり多くなったりした場合に、ステップ１２０，１３０の判定条件が満たされているとすると、排気温が高くなっていないにもかかわらず高くなっているものと誤って推定してしまうおそれがある。
【００８７】
これに対し、冷却水温ＴＨＷは時間の経過にともない徐々に変化（上昇）するものであり、急激に変化することはない。冷却水温ＴＨＷが上昇する現象自体、既に時間の要素（ある程度の時間が経過していること）が含まれている。そのため、ここでは、冷却水温ＴＨＷが所定値ＴＨＷ１よりも高くなっていれば、その状態が継続しているかどうかを判定することなく、排気温が高くなっていると推定するようにしている。
【００８８】
ステップ１４０の判定条件が満たされていると、エンジン１１が完全暖機状態になっていることから、排気温が高くなっている可能性が、前記ステップ１２０，１３０の処理を経た段階よりもさらに高まっているとして、次のステップ１５０へ移行する。
【００８９】
これに対し、ステップ１４０の判定条件が満たされていないと、そのまま異常検出ルーチンを終了する。すなわち、この場合には、異常発生の有無を判定しない。前回制御周期までに設定された判定結果が維持されることとなる。別の表現をすると、冷却水温が低くエンジン１１が暖機の途中である場合（ステップ１４０の判定条件が満たされない場合）には、後述する異常判定が行われるのを禁止する。
【００９０】
このような禁止処理を行うのは、１つには、排気温が確実に高くなっていないためであるが、そのほかにも、仮に異常判定を行うと、誤った判定結果を出すおそれがあるためでもある。詳しくは、冷却水温が低くエンジン１１の暖機が行われている途中では、排気通路３９内の排気ガスの温度分布が一様ではないと考えられる。すなわち、排気通路３９において管壁に近い箇所を流れる排気ガスの方が、同排気通路３９の中央部分を流れる排気ガスよりも温度が高いと考えられる。これは、暖機途中では、暖機後に比べ排気通路３９の管壁の温度が低いためである。従って、このように温度分布の一様でないと考えられる状況下での排気温センサ４９の検出値を、後述するステップ１５０での処理に用いると、誤った判定結果を出すおそれがある。そのため、この場合には、前述しように異常判定を禁止している。
【００９１】
なお、暖機後には排気通路３９の管壁が十分に高くなっていて、この管壁に奪われる排気ガスの熱量が少ない。このため、排気ガスの温度分布は略一様であり、前述したような問題は起りにくいと考えられる。
【００９２】
前記ステップ１４０から移行したステップ１５０では、排気温センサ４９の検出値（出力電圧）が所定値Ｖ２よりも大きいか否かを判定する。所定値Ｖ２は、排気温センサ４９の断線時に出力される電圧と同じか、それに近い値に設定されている。この判定条件が満たされていると、実際には排気温が高くなっていて低い電圧を出力するはずであるにもかかわらず、排気温センサ４９は、低温時にのみ見られる高い電圧を出力していることから、断線時が原因でこのような高い電圧が出力されているものと考えられる。このことから、ステップ１５０の判定条件が満たされていると、ステップ１７０において、排気温センサ４９が断線による異常であると判定する。具体的な処理としては、異常フラグＦをオンに切替える。そして、ステップ１７０の処理を経た後、異常検出ルーチンを終了する。
【００９３】
これに対し、ステップ１５０の判定条件が満たされていないと、排気温が高くなっている状況下で、排気温センサ４９が排気温の高い領域で示す小さな電圧を出力しているものと考えられる。すなわち、排気温センサ４９に断線が生じておらず、正常に機能していると考えられる。このことから、ステップ１６０において、排気温センサ４９が正常であると判定する。具体的な処理としては、異常フラグＦを、正常時に対応する状態であるオフに設定する。そして、ステップ１６０の処理を経た後、異常検出ルーチンを終了する。
【００９４】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）排気温が所定温度（排気温センサ４９の出力電圧が断線時と同じ値となるときの排気温）よりも高くなっている状態を、排気温センサ４９の検出値を用いることなく、排気温に関連するパラメータに基づき推定している（ステップ１２０〜１４０）。そして、排気温が高い状態であると推定した場合に限って、排気温センサ４９の検出値を異常判定に用いるようにしている（ステップ１５０）。
【００９５】
この状況下では、排気温センサ４９が正常であれば、異常時と同じ検出値を出力することはない。従って、排気温センサ４９の出力電圧が、異常時の出力電圧と同程度であれば、排気温センサ４９が断線等の異常であると判定し（ステップ１７０）、同程度でなければ正常と判定する（ステップ１６０）ことができる。このようにして判定を行うことにより、排気ガスの温度が低い場合に、断線等による異常が誤検出されるのを未然に防止することができる。
【００９６】
（２）エンジン１１から排出される排気ガスを、エンジン１１の運転状態に応じて温度が変化する要素としての被測定物とし、その排気ガスの温度である排気温を排気温センサ４９によって検出するようにしている。
【００９７】
ここで、排気温は、エンジン１１の燃焼室１８で発生する熱の量、すなわち、各燃焼行程において燃焼される混合気の量に応じて変化する。従って、この混合気の量は、エンジン回転速度ＮＥ、エンジン負荷（例えば燃料噴射量Ｑ）等によって左右される。また、エンジン暖機状態の途中と完了後とでは、排気温が異なる。
【００９８】
このため、これらのエンジン回転速度、エンジン負荷、暖機状態等を、排気ガスの温度に関連するパラメータとして用いることにより（ステップ１２０〜１４０）、排気温が所定温度よりも高い状態を精度よく推定することができる。
【００９９】
（３）エンジン始動時における排気温センサ４９の検出値と、エンジン始動後における排気温センサ４９の検出値との偏差ΔＶを求め、この偏差ΔＶの絶対値が所定値Ｖ１以下である場合に断線の可能性があるものと予備的に判定している（ステップ１１０）。そして、断線の可能性があると判定した場合に限り、排気温センサ４９の検出値に基づく異常判定（ステップ１５０）を行うようにしている。
【０１００】
このため、排気温センサ４９が正常であることが明らかである場合にまで異常判定が行われるのを防止し、不要な異常判定処理の回数を減らすことができる。また、排気温センサ４９が正常であることが明らかな場合には、その旨を早期に判定することが可能となる。
【０１０１】
（４）排気温の高い状態が推定された場合に、排気温センサ４９の検出値Ｖと、所定温度に対応する所定値Ｖ１とを比較している（ステップ１５０）。ここで、検出値が所定値よりも大きい場合、排気温センサ４９が正常であれば出力することのない値を出力していることになる。そのため、この場合には、ステップ１７０の処理のように、検出値が所定値よりも大きくなっている原因が、断線異常によるものであると判定することができる。
【０１０２】
（５）排気温に影響を及ぼすと考えられる所定のエンジン運転状態が所定時間ｔ２，ｔ３にわたって継続しているか否かを判定している（ステップ１２０，１３０）。このため、排気温が高くなっている状態を確実に検出することができる。エンジン１１が所定の運転状態になったものの、その状態が短時間で終わった場合には実際には排気温がさほど高くなっていない可能性があるが、このような場合にまで、排気温が高くなっているものと誤って推定されるのを防止することができる。
【０１０３】
（６）エンジンの温度として冷却水温ＴＨＷを水温センサ４６によって検出し、その冷却水温ＴＨＷと所定値ＴＨＷ１との比較によって、エンジンが完全暖機状態であるかどうかを判定している（ステップ１４０）。そして、完全暖機状態となるまでは、排気温センサ４９の検出値に基づく異常判定を禁止するようにしている（ステップ１４０→リターン）。このため、排気温の分布が一様でないと考えられる暖機途中での排気温センサ４９の検出値が異常判定に用いられて、誤った判定結果が出されるのを防止することができる。
【０１０４】
（７）エンジン１１の温度との間に相関関係の見られる冷却水温ＴＨＷを、エンジン１１の温度として検出するようにしている。このため、冷却水温ＴＨＷによってエンジン１１の温度を精度よく検出することができる。また、冷却水温ＴＨＷを検出する水温センサ４６は、もともと他の制御のために設けられたものであるため、エンジン１１の温度を検出するために新たにセンサを設けなくてもすむ。
【０１０５】
（８）異常検出ルーチンにおいて、ステップ１２０，１３０，１４０の各判定条件の全てが満たされた場合に、排気温が確実に高くなっていることを推定するようにしている。このため、これらのステップ１２０〜１３０の判定条件の任意の１つ又は２つのみが満たされたときに、排気温が高くなっていると推定する場合に比べて、推定精度が高くなる。
【０１０６】
（９）従来技術の１つとして挙げた特開平１０−１５９６３９号公報では、異常検出に先立ち、排気温センサを自己発熱させることから、異常検出を行う条件が整うまでの時間が長くなる不具合がある。これに対し、本実施形態では、このような自己発熱させることなく異常を検出している。このため、前述した異常検出を行う条件が整うまでの時間を短縮することができる。
【０１０７】
なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
・前記実施形態では、断線時に出力電圧が高くなる仕様の排気温センサ４９について説明したが、ショート時に出力電圧が高くなる仕様の排気温センサについても本発明を適用することができる。この場合、断線に代え、ショートによる異常の発生の有無を検出することになる。
【０１０８】
・前述したステップ１２０の処理は、エンジン回転速度ＮＥが所定値ＮＥ１，ＮＥ２よりも高い状況が継続することにより、クランク軸１７が所定回数以上回転したかどうかを判定しているともいえる。
【０１０９】
従って、ステップ１２０の判定に用いる所定時間ｔ２を、前記実施形態のように一定の値としてもよいが、この所定時間ｔ２をエンジン回転速度ＮＥに応じて異ならせてもよい。具体的には、エンジン回転速度ＮＥが高いほど所定時間ｔ２を短くする。所定時間ｔ２の算出に際しては、エンジン回転速度ＮＥと所定時間ｔ２との関係を予め定めた一次元マップを参照してもよい。また、エンジン回転速度ＮＥと所定時間ｔ２との関係を表した演算式に従って、そのときのエンジン回転速度ＮＥに対応する所定時間ｔ２を求めるようにしてもよい。
【０１１０】
ここで、ステップ１２０の判定に用いる所定時間ｔ２を一定の値とした前記実施形態では、その所定時間ｔ２内におけるクランク軸１７の実際の総回転数は、エンジン回転速度ＮＥが高くなるに従い多くなる。
【０１１１】
これに対し、上記のようにエンジン回転速度ＮＥが高いほど所定時間ｔ２を短くすると、その所定時間ｔ２内におけるクランク軸１７の総回転数は、エンジン回転速度ＮＥにかかわらず一定となる。このため、推定精度は同じとなる。従って、エンジン回転速度ＮＥが高い場合には、ステップ１２０の判定処理に要する時間を短くすることができる。その結果、推定の精度を維持しつつより短い時間で、排気温が高くなっていることを推定することが可能となる。
【０１１２】
また、所定時間ｔ２を一定の値とした場合には、実際には、排気ガスの温度が高い状態になっているにもかかわらず、エンジン回転速度ＮＥの高い状態が所定時間ｔ２続かなかったために、温度の高い状態になっていることを推定できない場合があり得る。しかし、前述したように、エンジン回転速度ＮＥが高いほど所定時間ｔ２が短くされるため、上記の不具合を解消し、エンジン回転速度ＮＥの高い状態が比較的短い時間で終わっても、排気温が高くなっていることを確実に推定することができる。
【０１１３】
・前述したステップ１３０の処理は、燃料噴射量Ｑが所定値Ｑ１よりも多い状況が継続することにより、所定量以上の燃料が噴射されたかどうかを判定しているともいえる。
【０１１４】
従って、ステップ１３０の判定に用いる所定時間ｔ３を、前記実施形態のように一定の値としてもよいが、この所定時間ｔ３を燃料噴射量Ｑに応じて異ならせてもよい。具体的には、燃料噴射量Ｑが多いほど所定時間ｔ３を短くする。所定時間ｔ３の算出に際しては、燃料噴射量Ｑと所定時間ｔ３との関係を予め定めた一次元マップを参照してもよい。また、燃料噴射量Ｑと所定時間ｔ３との関係を表した演算式に従って、そのときの燃料噴射量に対応する所定時間ｔ３を求めるようにしてもよい。
【０１１５】
ここで、ステップ１３０の判定に用いる所定時間ｔ３を一定の値とした前記実施形態では、その所定時間ｔ３の期間における総燃料噴射量は、１回の燃料噴射量が多くなるに従い多くなる。
【０１１６】
これに対し、上記のように燃料噴射量Ｑが多いほど所定時間ｔ３を短くすると、その所定時間ｔ３内における総燃料噴射量は、１回の燃料噴射量Ｑにかかわらず一定となる。このため、推定精度は同じとなる。従って、１回の燃料噴射量Ｑが多い場合には、ステップ１３０の判定処理に要する時間を短くすることができる。その結果、推定の精度を維持しつつより短い時間で、排気温が高くなっていることを推定可能となる。
【０１１７】
また、所定時間ｔ３を一定の値とした場合には、実際には、排気ガスの温度が高い状態になっているにもかかわらず、燃料噴射量Ｑの多い状態が所定時間ｔ３続かなかったために、温度の高い状態になっていることを推定できない場合があり得る。しかし、前述したように、燃料噴射量Ｑが多いほど所定時間ｔ３が短くされるため、上記の不具合を解消し、燃料噴射量Ｑの多い状態が比較的短い時間で終わっても、排気温が高くなっていることを確実に推定することができる。
【０１１８】
・前記実施形態では、ステップ１３０の処理に際し、エンジン負荷として燃料噴射量Ｑを用いた。この燃料噴射量Ｑに代えて、アクセルセンサ４５によって検出されるアクセル開度、スロットルセンサ４３によって検出されるスロットル開度等をエンジン負荷として用いてもよい。
【０１１９】
例えば、アクセルペダル３０の踏込み操作量に対応したアクセル開度と燃料噴射量Ｑとの間には、アクセル開度が大きくなるに従い燃料噴射量Ｑが増加するという関係が見られる。従って、燃料噴射量Ｑに代えて、アクセル開度が多くなるほど所定時間ｔ３を短い値に変更することができる。スロットル開度についても、前記と同様に、スロットル開度が大きくなるほど所定時間ｔ３を短い値に変更することができる。
【０１２０】
・前記実施形態では、エンジン１１が暖機状態が完了しているか否かを判定するために、冷却水温ＴＨＷをエンジン１１の温度として用いたが、これに代えて、又は加えて油温ＴＨＯ、燃温ＴＨＦ等を、エンジン１１の温度として用いてもよい。これらの油温ＴＨＯ、燃温ＴＨＦもまた、冷却水温ＴＨＷと同様に、エンジン１１の温度との間に一定の相関関係が見られるからである。これらの油温ＴＨＯ、燃温ＴＨＦは、エンジン１１の温度が高くなるに従い上昇する。
【０１２１】
・前記実施形態では、ステップ１２０，１３０，１４０の３つの判定条件の全てが満たされた場合に、排気温が確実に高くなっていると推定したが、これらの３つに関し、少なくとも１つの判定条件が満たされた場合に、排気温が高くなっていると推定するようにしてもよい。
【０１２２】
・本発明は、前記実施形態とは異なるタイプのエンジン、例えばポート噴射式のガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等、に取付けられた排気温センサにも適用可能である。
【０１２３】
・本発明は、被測定物が通常採り得る温度範囲を含む検出温度域で被測定物の温度を検出し、かつ被測定物の温度が前記温度範囲内の所定温度になったときに、異常発生時と同じ値を出力する温度センサであれば、排気温センサ以外の温度センサにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を、車載エンジンに設けられた排気温センサの異常検出装置に具体化した一実施形態について、その構成を示す略図。
【図２】温度センサ（排気温センサ）の出力特性を示すグラフ。
【図３】エンジンの制御系の電気的構成を示すブロック図。
【図４】排気温センサの断線異常を検出する手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１１…エンジン、３０…アクセルペダル（アクセル操作部材）、３９…排気通路、４６…水温センサ、４７…燃温センサ、４８…油温センサ、４９…排気温センサ、５１…ＥＣＵ（電子制御装置）、ΔＶ…偏差、ＮＥ…エンジン回転速度、Ｑ…燃料噴射量。

Claims (9)

1. 被測定物が通常採り得る温度範囲を含む検出温度域で前記被測定物の温度を検出し、前記被測定物の温度が前記温度範囲内の所定温度になったときに、異常発生時と同じ値を出力する温度センサに用いられる異常検出装置であって、
   前記温度センサは、エンジンから排出される排気ガスの排気通路に設けられ、かつ前記排気ガスを前記被測定物として、その排気ガスの温度を検出する排気温センサからなり、
   前記被測定物の温度が前記所定温度とは異なる温度状態を、前記被測定物の温度に関連するパラメータに基づき推定する推定手段と、
   前記推定手段により前記温度状態が推定されたとき、前記温度センサの検出値に基づき同温度センサの異常判定を行う異常判定手段と、
   前記エンジンの温度を検出するエンジン温度検出手段と、
   前記エンジン温度検出手段による前記エンジンの温度に基づき、前記エンジンの暖機状態の終了を判定する暖機終了判定手段と、
   前記暖機終了判定手段により暖機状態の終了が判定されるまで前記異常判定手段による異常判定を禁止する判定禁止手段とを備えることを特徴とする温度センサの異常検出装置。
2. 前記温度センサは、前記被測定物の温度が前記温度範囲の低温域における所定温度になったときに異常発生時と同じ値を出力し、前記推定手段は、前記被測定物の温度が前記所定温度よりも高い状態を前記温度状態として推定する請求項１に記載の温度センサの異常検出装置。
3. 前記温度センサは、前記被測定物の温度が上昇するに従い検出値が小さくなる出力特性を有しており、
   前記異常判定手段は、前記温度センサの検出値が、前記所定温度に対応する所定値よりも大きいときに、同温度センサが異常であると判定する請求項２に記載の温度センサの異常検出装置。
4. 前記異常判定手段による異常判定に先立ち、前記エンジン始動時における前記温度センサの検出値と、前記エンジン始動後における前記温度センサの検出値との偏差を求め、その偏差が所定値よりも小さいとき、異常発生の可能性があると判定する予備判定手段をさらに備え、
   前記異常判定手段は、前記予備判定手段により異常発生の可能性があると判定された場合に限り、前記温度センサの異常判定を行う請求項１〜３のいずれか１つに記載の温度センサの異常検出装置。
5. 前記推定手段は、前記エンジンが所定の運転状態で所定時間以上運転されているときに、前記被測定物が温度の高い状態であると推定する請求項１〜４のいずれか１つに記載の温度センサの異常検出装置。
6. 前記推定手段は、前記エンジンの出力軸の回転速度であるエンジン回転速度が所定値よりも高い状態を前記所定の運転状態とするとともに、前記所定時間として、前記エンジン回転速度が高いほど短い値を用いる請求項５に記載の温度センサの異常検出装置。
7. 前記推定手段は、前記エンジンに供給される燃料の量が所定値よりも多い状態を前記所定の運転状態とするとともに、前記所定時間として、前記燃料供給量が多いほど短い値を用いる請求項５に記載の温度センサの異常検出装置。
8. 前記エンジンに供給される燃料の量は、アクセル操作部材の操作量に応じて変化するものであり、前記推定手段は、前記所定時間として、前記燃料供給量に代えて、前記アクセル操作部材の操作量が多いほど短い値を用いる請求項７に記載の温度センサの異常検出装置。
9. 前記エンジン温度検出手段は、前記エンジンの冷却水の温度、エンジンオイルの温度及び燃料の温度の少なくとも１つを前記エンジンの温度として検出する請求項１〜８のいずれか１つに記載の温度センサの異常検出装置。

Images