CN103573382A - 判定恒温器中的故障的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种判定恒温器中的故障的设备和方法，恒温器响应于用于车辆中的发动机的冷却剂的实际水温，控制冷却剂进入散热器的流动。该设备包括：检测实际水温的水温检测器；计算冷却剂的推测水温的水温推测部；以及故障判定单元，该故障判定单元在发动机的冷起动下，将由水温检测器检测的实际水温与水温推测部计算的推测水温进行比较，并且判定恒温器是否是开阀故障。在至少包含发动机的自动停止的发动机非操作模式中，水温推测部将实际水温的特性适用于紧接在发动机的自动停止之前计算的推测水温，以计算发动机非操作模式中的推测水温。

Description

判定恒温器中的故障的设备和方法
技术领域
本发明涉及判定设置在发动机的冷却系统中的恒温器中的开阀故障的设备和方法。
背景技术
散热器和恒温器被设置在冷却通道中，用于发动机的冷却剂循环通过该冷却通道。如果冷却剂的温度等于或者高于预定温度，那么恒温器打开阀，以使冷却剂循环通过散热器，以便散热；另外，如果冷却剂的温度比预定温度低，那么恒温器关闭该阀，以防止冷却剂循环通过散热器（即，使得冷却剂绕过散热器），从而使温度上升。
如果在设置在这种发动机冷却系统中的恒温器中发生开阀故障（即，阀被固定在打开状态中的故障），那么即使处于预定温度之下的温度的冷却剂还是循环散热器。这个阻碍了冷却剂温度的快速增加，使得发动机的预热耗费时间，导致差的燃料燃烧效率和排放的增加。
因此，已经提议了用于判定恒温器中的开阀故障的技术。例如，专利文献1（日本专利第4661767号）中描述的设备将用于发动机的冷却剂的推测温度和检测温度与参考温度进行比较，以判定恒温器的操作的状态。为了增加判定的精度，该设备还在可能导致错误判定的车辆运行条件期间取消了判定的结果。
因为冷却剂的吸热和散热在发动机操作模式和发动机停止模式之间是不同的，所以可以从冷却剂的吸热量和散热量来推测的用于发动机的冷却剂的温度必需通过发动机操作模式和发动机停止模式之间不同的算术运算来被推测。然而，通过发动机操作模式和发动机停止模式之间不同的算术表达式的推测导致运算负荷的增加。但是，在需要不同的算术表达式的情况下，用于不同操作模式的单个算术表达式使得推测冷却剂的温度的精度降低。
此外，具有短暂怠速停止的功能的车辆比没有这个功能的车辆经历更长的发动机停止时间（包含发动机被自动停止的时段）。由于这个缘故，用于发动机操作模式和发动机停止模式两者的单个算术表达式可以导致冷却剂的温度的降低的推测精度，导致恒温器故障的判定中的错误决定。此外，可以在它们的发动机被长时间自动停止的同时运行的车辆，诸如插电式混合动力车（PHEV），最近已经投入实际使用，其可能增加故障判定中的错误决定情况。
专利文献1中公开的设备取消了在从短暂怠速停止到发动机重新起动经过预定时间的期间之内判定的故障判定的结果，因为对于车辆的这个期间倾向于导致错误决定。然而这种取消没有给出关于恒温器的正常状态的结果，并且要求另一个故障判定来获取准确的结果，令人遗憾地，这阻碍了恒温器的操作的状态的即时判定。特别地，能够在它的发动机被长时间自动停止的同时运行的车辆不利地导致推测冷却剂温度的明显较低的精度，该现象在发动机重新起动之后需要更长的预定时间，以防止错误判定。结果，判定结果的取消增加。因此，获取判定结果用了长的时间。
发明内容
技术问题
已经鉴于这种情形而发明的主题的目的是，提供判定恒温器中的故障的简单的设备和方法，该设备和方法确保在发动机的自动停止期间的冷却剂的温度的准确的推测，并且考虑到故障的高精度判定。
问题的解决方案
(1)在此公开的判定恒温器中的故障的设备是一种判定恒温器中的故障的设备，该恒温器响应于用于车辆中的发动机的冷却剂的实际水温，控制冷却剂进入散热器的流动，在该设备中包括，检测实际水温的水温检测器；计算冷却剂的推测水温的水温推测部；以及故障判定单元，该故障判定单元在发动机的冷起动下，将由水温检测器检测的实际水温与水温推测部计算的推测水温进行比较，并且判定恒温器是否是开阀故障。在至少包含发动机的自动停止的发动机非操作模式中，水温推测部将实际水温的特性适用于紧接在发动机的自动停止之前计算的推测水温，以计算发动机非操作模式中的推测水温。
(2)较佳地，在所述发动机非操作模式中，所述水温推测部计算所述推测水温，所述推测水温被假定以与所述实际水温（WT）的温度斜率同样的温度斜率变化。也就是说，在发动机非操作模式中，水温推测部较佳地从开始温度计算推测水温，该推测水温被假定为与实际水温相同的温度斜率变化，该开始温度是紧接在发动机的自动停止之前计算的推测水温。
（3）较佳地，该设备进一步包含判定车辆是否处于发动机非操作模式的模式判定部。在这种情况下，所述模式判定部较佳地将在所述自动停止的发动机的重新起动和经过预定时间之间的期间判定为所述发动机非操作模式。也就是说，在发动机的冷起动之后，模式判定部较佳地判定发动机非操作模式是处于例如归因于短暂怠速停止而导致的发动机的自动停止和从发动机的重新起动经过预定时间之间的时段。
(4)更佳地，所述模式判定部响应于自动停止的发动机中的所述实际水温的变化量，修正所述预定时间。模式判定部还可以响应于发动机的自动停止的时间（停止时间），而不是自动停止的发动机中的实际水温的变化量，来修正预定时间。这个是因为较长的自动停止时间增加了实际水温中的变化量，并且较短的自动停止时间减少了实际水温中的变化量，也就是说，自动停止发动机中的实际水温中的变化量与停止时间有关。
(5)较佳地，故障判定单元在发动机非操作模式中停止所述实际水温和所述推测水温之间的比较，并且在所述发动机非操作模式终止时重新开始所述比较。
（6）更佳地，在这种情况下，在所述发动机非操作模式终止时，所述水温推测部将紧接在所述自动停止之前的时间和所述终止之间的期间的所述实际水温的变化量添加到紧接在所述自动停止之前计算的所述推测水温。
(7)在此公开的判定恒温器中的故障的方法是一种诊断恒温器中的故障的方法，该恒温器响应于用于车辆中的发动机的冷却剂的实际水温，控制冷却剂进入散热器的流动，在该方法中，包括判定所述发动机是否是冷起动；如果所述发动机是冷起动，那么检测所述实际水温，并且在至少包含所述发动机的自动停止的发动机非操作模式中，将所述实际水温的特性适用于紧接在所述发动机的自动停止之前计算的推测水温，以计算所述发动机非操作模式中的推测水温；以及将所述实际水温与所述推测水温进行比较，以判定所述恒温器是否是开阀故障。
有益的效果
在此公开的判定恒温器中的故障的设备将冷却剂的实际水温与冷却剂的推测温度进行比较。在至少包含发动机的自动停止的发动机非操作模式中，该设备将实际水温的特性适用于紧接在发动机的自动停止之前计算的推测水温，以计算发动机非操作模式中的推测水温。这个可以防止在发动机的自动停止期间的推测水温的推测精度的降低。也就是说，在发动机非操作模式中，从实际水温的特性判定的推测水温并不涉及对于冷却剂中的实际变化量的明显偏差（即，实际水温的变化），这即使在发动机的自动停止期间也可以确保推测冷却剂的温度的精度。
因此，可以使用高精度推测的水温来判定恒温器中的故障，这可以导致故障判定精度的提高。此外，利用仅仅将实际水温的特性适用于紧接在自动停止之前计算的推测水温的简单的构造，可以抑制运算负荷。
类似地，在至少包含发动机的自动停止的发动机非操作模式中，在此公开的判定恒温器中的故障的方法将实际水温的特性适用于紧接在发动机的自动停止之前计算的推测水温，以计算发动机非操作模式中的推测水温，并且将这个推测水温与实际水温进行比较，以判定恒温器中的开阀故障。这个可以防止在发动机的自动停止期间的推测水温的推测精度的降低，并且即使在发动机的自动停止期间也确保推测冷却剂的温度的精度。因此，可以使用高精度推测的水温来判定恒温器中的故障，这可以导致故障判定精度的提高。此外，归因于仅仅将实际水温的特性适用于紧接在自动停止之前计算的推测水温，可以抑制运算负荷并且可以促进故障判定。
附图说明
将在下文中参考附图说明这个发明的本质以及它的其他目的和优点，在该附图中，类似的参考符号在全部的图中指明相同的或者类似的部分，并且其中：
图1是图解根据实施例的判定恒温器中的故障的设备以及设置有该设备的发动机冷却通道的方框图；
图2A到2D图解通过根据实施例的判定故障的设备的恒温器的正常状态的判定：图2A图解发动机转速；图2B图解操作模式；图2C图解冷却剂的温度；以及图2D图解用于故障判定的计数器中的时间变化；
图3A到3D图解通过根据实施例的判定故障的设备的恒温器中的故障的判定：图3A图解发动机转速；图3B图解操作模式；图3C图解冷却剂的温度；以及图3D图解用于故障判定的计数器中的时间变化；
图4A和4B是图解由模式判定部执行的处理的流程图：图4A图解判定发动机起动的流程图；和图4B图解判定正常运行模式或者发动机非操作模式的流程图；
图5是图解由水温推测部执行的处理的流程图；以及
图6是图解由故障判定单元执行的处理的流程图。
具体实施方式
现在将参考附图描述实施例。注意，以下描述的实施例仅仅是实例，并且应当不打算排除没有图解在该实施例中的各种变形和技术的应用。使用发动机和马达进行操作的插电式混合动力车（PHEV）在此被图解作为实例。
[1.设备的构造]
图1图解用于设置有根据本实施例的判定故障的设备的发动机10的冷却通道11。冷却通道11是用于在发动机10的水套（未显示）中流动的冷却剂的循环的路径。冷却通道11从水套延伸，分支成在水泵（WP）12的上游接合的第一循环通道11a和第二循环通道11b，并且返回到发动机10的水套。
水泵12是用于借助于发动机10的动力来循环冷却剂的机械泵。从水泵12排出的冷却剂的容量Q与发动机转速Ne成比例。因而，例如，当发动机10响应于车辆的操作动力从发动机切换到马达而被自动停止时，水泵12同样被停止，这中止了冷却剂的循环。例如，当车辆在红灯处短暂怠速停止时，发动机10同样被自动停止；因此该水泵12被停止，这同样中止了冷却剂的循环。这种发动机10被自动停止的情况以下将被称为“发动机10的自动停止。”也就是说，发动机10的自动停止指示计算机自动停止发动机10，而不管驾驶员的意向。
第一循环通道11a在其之中具有散热器13和恒温器14，而且冷却剂通过该散热器13，并且由于散热而被冷却。第一循环通道11a具有分流通道11c，该分流通道11c将散热器13的上游点连接到恒温器14的下游点，并且绕过散热器13和恒温器14。
恒温器14是响应于冷却剂的温度（实际水温）WT而打开和关闭的阀机构，由此控制冷却剂流到散热器13中。如果实际水温WT低，那么恒温器14关闭阀，以使冷却剂流过分流通道11c；相反，如果实际水温WT高，那么恒温器14打开阀，以允许冷却剂流入散热器13。也就是说，如果实际水温WT低，那么恒温器14使得冷却剂绕过散热器13，由此快速地弄热冷却剂；相反，如果实际水温WT高，那么恒温器14使得冷却剂通过散热器13，从而使该冷却剂冷却。
第二循环通道11b在其之中具有加热器15，该加热器15是空调设备（未显示）的一部分。加热器15吸收通过冷却发动机10产生的来自冷却剂的热量，并且使用被吸收的热量来加热空气，以弄热车厢。也就是说，冷却剂在通过加热器15的同时还进行散热。
冷却通道11设置有温度传感器（水温检测器）16，用于检测冷却剂的实际水温WT。温度传感器16可以被设置在任何位置，诸如在如图1中图解的第一循环通道11a的上游点处，或者在接近水套或者水泵12的点处。
发动机10还具有用于在曲柄轴（未显示）附近检测发动机转速Ne的发动机转速传感器17。此外，车辆包含用于检测车速V的车速传感器18。根据需要，关于分别由温度传感器16、发动机转速传感器17、以及车速传感器18检测的实际水温WT、发动机转速Ne以及车速V的信息项被发送到车辆电控单元（车辆ECU）20。
车辆包含马达和电池（两者未显示），该电池是用于马达的电源。马达是电动发电机，该电动发电机具有通过使用来自电池的电力运行车辆的功能、以及借助于再生制动或者车辆在惯性运动期间的惯性而再生电力的功能。车辆ECU20通过发动机10、马达或者它们的组合来判定车辆的运行模式。
车辆包含用于完全控制车辆的车辆ECU20。车辆ECU20是计算机，该计算机包含用于执行各种运算处理的CPU、用于在其中存储控制所需的程序和数据的ROM、用于在其中临时存储来自CPU的运算结果的RAM、用于输入信号到外部单元和从外部单元输出信号的输入和输出端口、以及用于测量过去的控制时间量的计时器。车辆ECU20的输入被连接到温度传感器16、发动机转速传感器17以及车速传感器18。车辆ECU20的输出被连接到其他ECU（未显示），诸如电池ECU、空调ECU以及刹车ECU。车辆ECU20基于关于剩余的电池充电量、车速等等的信息，控制发动机10和马达。
在车辆ECU20的控制菜单之中，现在将描述与恒温器14中的故障判定有关的控制。如上所述，恒温器14响应于实际水温WT打开或者关闭，以控制冷却剂的流动。然而，如果发生恒温器14被固定在打开状态中而没有关闭的故障（在下文中，该故障被称为“开阀故障”），即使处于低的实际水温WT的冷却剂也通过散热器13，这阻碍了温度的快速增加，导致差的燃料燃烧效率和排放增加。因而，车辆ECU20判定恒温器14中的开阀故障。
[2.控制的构造]
车辆ECU20包含作为模式判定部21的功能元件、作为水温推测部22的功能元件、以及作为故障判定单元23的功能元件，该模式判定部21用于依据车辆的状态判定模式，该水温推测部22用于推测冷却剂的温度，该故障判定单元23用于判定恒温器14中的开阀故障。
在发动机10的冷起动之后，车辆ECU20将由温度传感器16检测到的实际水温WT与由水温推测部22计算的推测水温WTC进行比较，以判定恒温器14中的故障。在点火（IG）开关（未显示）的打开（在下文中，称为“钥匙被带到ON位置”）和IG开关的关闭（在下文中，称为“钥匙被带到OFF位置”）之间仅仅执行一次故障判定。注意，由水温推测部22计算的推测水温WTC是依据发动机10的操作条件推测的温度，而且如果恒温器14是正常的，那么该推测水温WTC基本上等于实际水温WT。在包含至少发动机10的自动停止的发动机非操作模式中，本实施例特别特征在于推测水温WTC的计算以及故障判定。
模式判定部21基于温度传感器16检测到的实际水温WT和发动机转速传感器17检测到的发动机转速Ne，判定车辆是否处于发动机非操作模式（发动机停止模式）。模式判定部21判定的发动机非操作模式是在自动停止的发动机10的重新起动和经过预定时间tA之间。也就是说，发动机非操作模式指的是在发动机10的冷起动之后，在发动机10的自动停止和发动机10的重新起动之后经过预定时间tA之间的期间的模式。注意，这里预定时间tA是预限定的恒值。
模式判定部21在钥匙被带到ON位置时，仅仅判定一次发动机10的冷起动条件。模式判定部21将温度传感器16检测到的实际水温WT与预定温度WTS进行比较。如果实际水温WT低于预定温度WTS，那么模式判定部21判定冷起动；否则，模式判定部21判定热起动。预定温度WTS是用于判定发动机10是冷起动还是热起动的阈值，并且被称为“起动判定温度WTS。”
在发动机10的冷起动的判定之后，模式判定部21进一步基于发动机10的发动机转速Ne，判定发动机10正在操作（即，处于正常运行模式）还是发动机10正被自动停止（即，处于发动机非操作模式）。虽然钥匙仍然正处于ON位置，但是在发动机10的自动停止（即，发动机转速Ne是零）的情况下，模式判定部21判定发动机非操作模式。在发动机10的重新起动之后，模式判定部21在重新起动和经过预定时间tA之间的期间判定发动机非操作模式，并且在经过预定时间tA之后判定正常运行模式。
注意，判定正常运行模式还是发动机非操作模式的理由是确保水温推测部22计算的推测水温WTC的精度。发动机10的自动停止导致了水泵12的停止，这中止了冷却剂通过冷却通道11的循环。因而，在发动机10正在操作的时候使用的相同的运算方法将给出明显不同于实际水温WT的推测水温WTC，导致故障判定精度的下降。
现在将描述为什么发动机非操作模式不仅涉及发动机10的自动停止的期间，而且还涉及发动机10的重新起动和经过预定时间tA之间的期间的理由。响应于发动机10的重新起动，冷却剂再次开始通过冷却通道11进行循环。然而，紧接在发动机10的重新起动之后，在用于水温推测的区域处的冷却剂的吸热和散热的不稳定性可能导致较低的冷却剂温度的推测精度。在发动机10的自动停止期间处于冷却通道11中的冷却剂基于位置而具有不均匀的温度。例如，低温度部分和中等温度部分共存在冷却剂中。由于这个缘故，紧接在发动机10的重新起动之后由温度传感器16检测到的实际水温WT是各种各样的，这可能使得故障判定的精度降低。因而，在自动停止的发动机10重新起动之后，温度传感器16进行等待，直到通过冷却通道11的冷却剂的循环足以使冷却剂不均匀的温度持平为止。该等待时间是预定时间tA。注意，模式判定部21在故障判定之前仅仅判定一次操作模式。
水温推测部22通过正常运行模式和发动机非操作模式之间不同的方法来推测冷却剂的温度（即，计算推测水温WTC）。在正常运行模式中，水温推测部22基于冷却剂每单位时间的接收的热量（吸热）QA和来自冷却剂每单位时间的散热量（散热）QC，计算总热量QT，并且基于总热量QT计算水温变化量（温度变化量）ΔWTC。然后，水温推测部22将水温变化量ΔWTC累加在一起，以计算推测水温WTC。每单位时间的水温变化量ΔWTC对应于温度斜率（倾斜度）。例如基于发动机10的发动机转速Ne和车速V来计算冷却剂的接收的热量QA和散热量QC。
在发动机非操作模式中，水温推测部22使用紧接在发动机非操作模式之前（即，紧接在发动机10的自动停止之前）计算的推测水温WTC作为开始温度WTC0。水温推测部22将温度传感器16检测到的实际水温WT的特性适用于开始温度WTC0，以计算发动机非操作模式中的推测水温WTC。也就是说，假定发动机非操作模式中的推测水温WTC以与实际水温WT相同的温度斜率从开始温度WTC0开始变化。这个是因为如上所述的正常运行模式中的推测水温WTC的计算不能在发动机10的自动停止期间被使用；具体地，利用冷却剂接收的热量QA和散热量QC的用于正常运行模式的运算方法导致发动机非操作模式中的推测精度的减少。
故障判定单元23将温度传感器16检测到的实际水温WT与水温推测部22计算的推测水温WTC进行比较，以判定恒温器14的操作状态。因为冷却剂的实际水温WT在发动机10的冷起动处是低的，所以正常的恒温器14关闭阀以使冷却剂进行循环而没有通过散热器13。结果，冷却剂被快速地弄热，以使实际水温WT比推测水温WTC增加地更快。相反，如果恒温器14是开阀故障，那么冷却剂紧接在发动机10的冷起动之后就被导向散热器13。结果，需要花费长时间来弄热冷却剂，以使推测水温WTC比实际水温WT增加地更快。故障判定单元23使用这种温度增加中的差异来判定恒温器14的操作状态。
如果满足以下所有的条件（1）到（3），那么故障判定单元23判定恒温器14是“开阀故障”：
(1)实际水温WT低于预定温度WTTH；
(2)推测水温WTC等于或者高于预定温度WTTH；以及
(3)满足条件（2）的状态持续预定时间tB。
相反，如果满足以下条件（4），那么故障判定单元23判定恒温器14是“正常的”：
(4)实际水温WT等于或者高于预定温度WTTH。
也就是说，如果不管条件（2）的满足，条件（1）没有被满足，即，如果条件（4）被满足，那么恒温器14被判定为“正常的”。注意，预定温度WTTH是用于恒温器14的操作状态的判定的阈值。为了判定条件（3）的满足，如果满足条件（2），那么故障判定单元23开始通过计数器（在下文中，还称为“用于故障判定的计数器”）的测量。如果计数器值N达到预定值NTH，那么故障判定单元23判定条件（3）的满足。注意，这里预定值NTH对应于预定时间tB。
在由模式判定部21判定的正常运行模式中，故障判定单元23累加用于故障判定的计数器的计数器值N，以实现故障判定。相反，在由模式判定部21判定的发动机非操作模式中，故障判定单元23暂停计数器，以延缓计数器值N的累加。响应于从发动机非操作模式转换到正常运行模式（即，发动机非操作模式的终止），故障判定单元23重新起动用于故障判定的计数器，以恢复故障判定，即，从紧接在暂停之前的计数器值N，重新开始累加。也就是说，仅仅在正常运行模式中执行故障判定，而不是在发动机非操作模式中执行故障判定。这个是因为发动机非操作模式中的恒温器14中的故障可能由于基于实际水温WT的特性，简单的计算推测水温WTC，而被错误地判定。
现在将参考图2和3描述由故障判定的设备执行的恒温器14中的故障的判定。图2A和3A图解发动机转速Ne，图2B和3B图解操作模式，图2C和3C图解冷却剂的温度，并且图2D和3D图解用于故障判定的计数器中的时间变化。注意，在图2B和3B，中“ON”指示发动机非操作模式，而“OFF”指示不是发动机非操作模式（即，正常运行模式）。
参考图2A、2B、3A和3B，在冷起动之下，即，冷却剂在发动机10的起动t0时的实际水温WT低于起动判定温度WTS的状态中，发动机10在时间t1自动停止，并且在时间t2重新起动。发动机转速Ne在时间t1和t2之间是零，并且在其他时间是预定值。虽然图2A和3A指示了恒定的发动机转速Ne，但是发动机转速Ne可以是任何正数。车辆在时间t1进入发动机非操作模式，发动机转速Ne在时间t1变成零。发动机非操作模式从时间t2持续到时间t3，也就是说，持续了在发动机10的重新起动和经过预定时间tA之间的时间。车辆在时间t3进入正常运行模式。注意，车辆同样在时间t0和t1之间处于正常运行模式。
冷却剂的实际水温WT在正常运行模式中增加，并且在发动机非操作模式中逐渐地减少。在正常的恒温器14之下，实际水温WT被快速地弄热，以比推测水温WTC更早地变成等于或者高于预定温度WTTH，如图2C图解的。使这个时间点是t4，因为在时间t4满足条件（4），所以故障判定单元23判定恒温器14是“正常的”。
在正常运行模式中，冷却剂的推测水温WTC通过上述运算方法被计算。推测水温WTC稍微低于实际水温WT，同时这些温度具有类似的增加。在发动机非操作模式中，紧接在转换到发动机非操作模式（在时间t1）之前的推测水温WTC被假定为是开始温度WTC0，并且实际水温WT的特性适用于开始温度WTC0。也就是说，在时间t1和t3之间的发动机非操作模式中，推测水温WTC以与实际水温WT相同的温度斜率变化。
图2D图解用于故障判定的计数器。当满足条件（2）时，计数器开始测量时间。在图2D中，因为恒温器14在时间t4被判定为是正常的，所以计数器值N保持恒定，即，零。
相反，在开路故障的恒温器14之下，由于冷却剂通过散热器13的循环，实际水温WT缓慢地增加；结果，推测水温WTC在实际水温WT之前达到预定温度WTTH，如图3C图解的。使这个时间点是t5，除了条件（1）以外，条件（2）同样在时间t5被满足；因此，故障判定单元23起动用于故障判定的计数器。当车辆在计数器值N的累加正在进行的时间t1进入发动机非操作模式时，计数器被停止并且保持在时间t1的计数器值N。
在发动机非操作模式中，在时间t1和t3之间，实际水温WT的特性适用于开始水温WTC0，以便以与实际水温WT相同的倾斜度计算发动机非操作模式中的推测水温WTC。在发动机非操作模式终止时，即，在时间t3，因为推测水温WTC低于预定温度WTTH，所以计数器值N保持恒定。因为推测水温WTC变得等于或者高于预定温度WTTH，也就是说，满足条件（1）和（2），所以计数器在时间t6从保持的计数器值N重新开始累加。满足条件（1）和（2）的状态的持续使得计数器值N在时间t7达到预定值NTH，并且导致条件（3）的满足；因此，故障判定单元23判定恒温器14是“开阀故障”
[3.流程图]
现在将参考图4到6描述由车辆ECU20执行的用于恒温器14的示范性的故障判定过程。图4A和4B是图解由模式判定部21执行的处理的流程图，图5是图解由水温推测部22执行的处理的流程图，以及图6是图解由故障判定单元23执行的处理的流程图。每个流程图在钥匙被带到ON位置时开始，并且以预设的预定周期（例如，几十毫秒[ms]）中重复自己。
现在将描述由模式判定部21执行的处理的流程图。参考图4A，温度传感器16在步骤M10中检测实际水温WT，然后模式判定部21在步骤M20中判定实际水温WT是否低于起动判定温度WTS。步骤M20判定发动机10是否被冷起动。如果实际水温WT低于起动判定温度WTS，那么处理进行到步骤M30；否则，处理进行到步骤M35。在步骤M30中，标志Z被设置为1；而在步骤M35中，标志Z被设置为0。标志Z指示发动机10是冷起动还是热起动；具体地，“Z=1”对应于冷起动，而“Z=0”对应于热起动。注意，作为默认，Z被设置为0。
如果在步骤M30中标志Z被设置为1，那么在步骤M40中，在步骤M10中检测到的实际水温WT被存储作为初始的实际水温WT（0），然后在步骤M50中，被存储作为初始的推测水温WTC（0）。然后流程结束。如果在步骤M35中标志Z被设置为0，那么流程结束。也就是说，在钥匙被带到ON位置之后，图4A中的流程的处理仅仅被执行一次。
参考图4B，步骤S10判定标志Z是否是1。如果Z=1，那么处理进行到步骤S20。如果Z=0，那么流程结束。也就是说，仅仅在冷起动之下执行流程的后面的步骤。步骤S20判定标志G是否是0。如果G=0，那么处理进行到步骤S30。如果G=1，那么处理进行到步骤S22。标志G指示故障判定单元23是否已经执行判定；具体地，“G=0”对应于“预判定”，而“G=1”对应于“后判定”。注意，作为默认，G被设置为0。
在步骤S30中，发动机转速传感器17检测发动机转速Ne。在步骤S40中，模式判定部21判定发动机转速Ne是否高于零。“Ne>0”指示操作模式是正常运行模式或者在自动停止的发动机10的重新起动之后的预定时间tA之内的发动机非操作模式；因此，步骤S50判定标志F是否是1，以便判定操作模式，即，是正常运行模式还是发动机非操作模式。标志F指示操作模式是正常运行模式还是发动机非操作模式；具体地，“F=0”对应于正常运行模式，而“F=1”对应于发动机非操作模式。注意，作为默认，F设置为0。
如果在步骤S40中发动机转速Ne被判定为高于零，并且在步骤S50中标志F被判定为0，那么模式判定部21判定正常运行模式，以终止当前操作周期中的控制，同时标志F仍然是0。相反，如果在步骤S40中发动机转速Ne被判定为高于零，并且在步骤S50中标志F被判定为1，那么模式判定部21判定是自动停止的发动机10的重新起动之后的预定时间tA之内的发动机非操作模式，以执行步骤S60和后面的步骤。
如果步骤S40判定发动机转速Ne没有高于零（即，Ne=0），那么步骤S45判定钥匙是否处于ON位置。如果发动机转速Ne是零并且钥匙处于ON位置，那么模式判定部21判定是发动机非操作模式。然后处理进行到步骤S105以将标志F设置为1，然后终止当前操作周期中的控制。
同样在随后的操作周期中，如果标志G是0发动机转速Ne是零以及钥匙处于ON位置，那么每次在步骤S105中标志F被设置为1。发动机10的重新起动使得发动机转速Ne高于零；因此，处理进行到步骤S50以判定标志F。现在标志F是1，以致处理进行到步骤S60。
步骤S60判定标志X是否是0。标志X是用于判定计时器A的测量状态的变量；具体地，“X=0”对应于计时器A停止，而“X=1”对应于计时器A测量时间。注意，作为默认，X被设置为0。计时器A测量从发动机10的重新起动经过的测量时间。也就是说，条件“Ne>0”、“F=1”和“X=0”对应于图2和3中的时间t2；因此，步骤S70起动计时器A以测量预定时间tA。此后，步骤S80设定标志X为1，然后步骤S90判定计时器A测量的时间是等于预定时间tA还是比预定时间tA更长。如果从计时器A的测量开始（即，图2和3中的时间t2）尚未经过预定时间tA，那么当前操作周期中的控制被终止。
在下一个操作周期中，条件“G=0”和“Ne>0”导致在步骤S50中的标志F的判定，后面是在步骤S60中的标志X的判定。因为计时器A在这个操作周期中已经开始测量，所以处理通过“否”路线进行到步骤S90，并且重复该流程。如果在步骤S90中计时器A被判定为等于或者高于预定时间tA，那么在步骤S100中标志F被设置为0。在步骤S110中，计时器A被停止并且复位。在步骤S120中，标志X被复位为0。然后终止这个操作周期中的控制。也就是说，在从发动机10的重新起动经过预定时间tA之后，操作模式转换为正常运行模式。
在步骤S20中标志G的判定是1之后，处理进行到步骤S22、S24和S26，其中标志Z、F和G全部被复位到0，然后处理结束。也就是说，重复流程图的处理，直到故障判定单元23的判定的执行（标志G被设置为1）或者钥匙被带到OFF位置为止。
现在将描述由水温推测部22执行的处理的流程图。参考图5，步骤P10判定标志Z是否是1。如果Z=1，那么处理进行到步骤P20；否则，流程结束。步骤P20判定标志G是否是0。如果G=1，那么流程结束。也就是说，仅仅在冷起动之下并且在故障判定单元23的判定之前执行流程的处理。
如果G=0，那么处理进行到步骤P30，以获取已经在以前的操作周期中计算的推测水温WTC（n-1）。在图5的流程图中，由（n）指示当前操作周期，由（n-1）指示先前的操作周期。注意，在图4A中的步骤M40和M50中判定的初始值被用于第一操作周期（即，n=1）中。
步骤P40判定标志F是否是0。如果F=0（正常运行模式），那么处理进行到步骤P50。步骤P50计算总热量QT，步骤P60计算水温变化量ΔWTC，以及步骤P70将步骤P60中计算的水温变化量ΔWTC添加到步骤P30中获取的推测水温WTC（n-1），以计算当前操作周期中的推测水温WTC（n）。然后终止这个操作周期中的控制。
相反，如果F=1（发动机非操作模式），那么处理进行到步骤P45，以获取先前的操作周期中的实际水温WT（n-1）。步骤P55检测当前操作周期中的实际水温WT（n），并且步骤P65计算实际水温WT中的变化量ΔWT。步骤P75将步骤P65中计算的实际水温变化量ΔWT添加到步骤P30中获取的推测水温WTC（n-1），以计算当前操作周期中的推测水温WTC（n），然后终止这个操作周期中的控制。也就是说，发动机非操作模式中的推测水温WTC是通过实际水温WT中的变化量ΔWT的添加被计算的。
最后，现在将描述由故障判定单元23执行的处理的流程图。参考图6，步骤R10判定标志Z是否是1。如果Z=1，那么处理进行到步骤R20；否则，流程结束。也就是说，仅仅在冷起动之下执行流程的处理。步骤R20判定标志F是否是0。如果F=0，那么处理进行到步骤R30；否则，处理进行到步骤R140。
在正常运行模式（F=0）中，步骤R30检测实际水温WT，并且步骤R40获取推测水温WTC。步骤R50判定实际水温WT是否低于预定温度WTTH。如果实际水温WT低于预定温度WTTH，那么处理进行到步骤R60，以判定推测水温WTC是否等于或者高于预定温度WTTH。如果推测水温WTC低于预定温度WTTH，那么终止这个操作周期中的控制。相反，如果实际水温WT低于预定温度WTTH并且推测水温WTC等于或者高于预定温度WTTH，那么恒温器14可能是开阀故障；因此，用于故障判定的计数器被起动，用于故障判定的执行。首先，步骤R70判定标志Y是否是0。注意，标志Y是用于判定计数器的操作状态的变量。具体地，“Y=0”对应于计数器停止，而“Y=1”对应于计数器操作。注意，作为默认，Y被设置为0。
如果用于故障判定的计数器被停止，那么步骤R80起动计数器，然后步骤R90将标志Y设定为1。然后，步骤R100判定计数器值N是否等于或者高于预定值NTH。如果计数器值N低于预定值NTH，那么终止这个操作周期中的控制。在下一个周期中，因为标志Y是1，所以通过“否”路线，处理从步骤R70进行到步骤R85，以累计计数器值N。注意，在步骤R85中被添加到先前的计数器值N的值N0依据流程的预定周期和预定值NTH（预定时间tB）被确定。
如果步骤R100判定累加的计数器值N等于或者高于预定值NTH，那么处理进行到步骤R110，以判定恒温器14中的“开阀故障”。步骤R120将标志G设定为1并且将标志Y设定为0。步骤R130停止和复位计数器，然后流程结束。
如果步骤R50判定实际水温WT等于或者高于预定温度WTTH，那么处理进行到步骤R170，以判定恒温器14是“正常的”。也就是说，如果实际水温WT在恒温器14中的故障判定之前达到预定温度WTTH，那么步骤R170判定正常状态，然后步骤R180将标志G设定为1。如果用于故障判定的计数器此时正在操作（Y=1），那么处理通过“是”路线从步骤R190进行到步骤R200，以停止和复位计数器。步骤R210将标志Y复位到0，然后流程结束。如果计数器被停止（Y=0），那么流程结束。
在发动机非操作模式（F=1）中，处理从步骤R20进行到步骤R140，以判定标志Y是否是1，即，用于故障判定的计数器是否正在操作。如果计数器正在操作（Y=1），那么步骤R150停止计数器，并且此时的计数器值被保持。步骤R160将标志Y设定为0，然后终止这个操作周期中的控制。如果步骤R140判定计数器被停止（Y=0），那么终止这个操作周期中的控制。
[4.优点]
总之，根据本实施例的判定恒温器14中的开阀故障的设备将实际水温WT与推测水温WTC进行比较。在至少包含发动机10的自动停止的发动机非操作模式中，该设备将实际水温WT的特性适用于紧接在发动机10的自动停止之前计算的推测水温WTC，以计算发动机非操作模式中的推测水温WTC。这个可以防止在发动机10的自动停止期间的推测水温WTC的推测精度的减少。
也就是说，在发动机非操作模式中，从实际水温WT的特性判定的推测水温WTC并不涉及对于冷却剂中的实际变化量的明显偏差（即，实际水温WT中的变化），这即使在发动机10的自动停止期间也可以确保推测冷却剂的温度的精度。因此，可以使用高精度的推测水温WTC来判定恒温器14中的故障，这可以导致故障判定的精度中的提高。此外，可以利用仅仅将实际水温WT的特性适用于紧接在自动停止之前计算的推测水温WTC的简单的构造，来抑制运算负荷。
此外，在发动机非操作模式中，水温推测部22利用与实际水温WT相同的温度斜率来计算推测水温WTC，这可以利用简化的构造来确保推测冷却剂的温度的精度。
此外，本实施例中的模式判定部21不仅在发动机10的自动停止期间，而且还在从自动停止的发动机10的重新起动到经过预定时间tA的期间之内判定发动机非操作模式，这可以确保推测冷却剂的温度的精度和故障判定的精度。
另外，故障判定单元23在发动机非操作模式中停止实际水温WT和推测水温WTC之间的比较，并且在发动机非操作模式终止时重新开始比较，这可以可靠地防止操作条件的错误判定。也就是说，通过在发动机非操作模式期间停止故障判定，可以防止归因于推测水温WTC的简单计算的错误判定。
[5.变形]
本发明的上述实施例不应当被解释为限制本发明，并且可以在不偏离本发明的要旨的情况下以各种方式被修改。
在上述实施例中，由模式判定部21判定的发动机非操作模式的时段是从发动机10的自动停止到发动机10的重新起动之后经过预定时间tA，并且预定时间tA是预限定的恒值。但是，发动机非操作模式并不局限于这个条件。
例如，可以依据发动机10的自动停止期间的实际水温WT的变化量ΔWT来改变预定时间tA。也就是说，模式判定部21预先存储用作参考的预定时间tA。如果在发动机10的自动停止期间由水温推测部22计算的实际水温WT的变化量ΔWT大，那么模式判定部21延长预定时间tA。相反，如果实际水温WT的变化量ΔWT小，那么模式判定部21缩短预定时间tA。换句话说，在实际水温WT的大变化量ΔWT的情况下，假定较长的等待时间（预定时间tA），以使发动机10的重新起动之后的冷却剂的不均匀的温度持平；因此，预定时间tA被延长。相反，在实际水温WT的小变化量ΔWT的情况下，假定不均匀的温度相对早地被持平；因此预定时间tA被缩短。结果，发动机非操作模式可以被适当地判定。
注意，用作参考的预定时间可以或者可以不与以上实施例中描述的预定时间tA相同。此外，可以依据发动机10被自动停止的时段（自动停止时间），而不是依据自动停止的发动机10中的实际水温WT的变化量ΔWT来改变预定时间。这个是因为较长的自动停止时间增加了实际水温WT中的变化量ΔWT并且较短的自动停止时间减少了实际水温WT中的变化量ΔWT，也就是说，自动停止发动机10中的实际水温WT中的变化量ΔWT与停止时间有关。
模式判定部21同样可以仅仅在发动机10的自动停止期间判定发动机非操作模式。也就是说，发动机非操作模式可以排除发动机10的重新起动之后的预定时间tA。因此，仅仅监测发动机10的发动机转速Ne可以导致发动机非操作模式的判定，即，实现更简单的控制。
此外，如果在发动机非操作模式中停止对于恒温器14的故障判定，那么水温推测部22可以仅仅在发动机非操作模式的终止时计算推测水温WTC。也就是说，在发动机非操作模式期间不监测推测水温WTC的情况下，可以通过将发动机非操作模式期间（图2和3中的时间t1到t3）的实际水温WT中的变化量ΔWT3-1（ΔWT3-1<0）添加到紧接在发动机非操作模式之前计算的推测水温WTC（开始温度WTC0），来计算在发动机非操作模式的终止时的推测水温WTC。因此，可以更加容易地计算推测水温WTC。
注意，故障判定同样可以在发动机非操作模式期间持续。在这种情况下，通过连续监测获取的实际水温WT的特性可以适用于推测水温WTC的计算。
另外地，当在条件（2）满足的时候起动的计时器指示经过预定时间tB时，故障判定单元23可以判定满足条件（3）。此外，可以通过故障判定单元23基于除了条件（1）到（3）之外的其他条件来判定恒温器14中的开阀故障。例如，预定温度WTTH还可以在条件（1）和（2）之间是不同的，并且条件（3）可以不是必需的。
此外，计算正常运行模式中的推测水温WTC的上述流程图和方法仅仅被实例，并且同样可以采用任何其他方法和流程图。
此外，判定恒温器中的故障的设备可以适用于配备有发动机的任何各种车辆。
参考符号列表
10发动机
11冷却通道
12水泵
13散热器
14恒温器
15加热器
16温度传感器（水温检测器）
17发动机转速传感器
18车速传感器
20车辆ECU
21模式判定部
22水温推测部
23故障判定单元
WT实际水温
WTC推测水温
将显而易见的是，如此描述的发明可以在许多方面被改变。这种改变不被认为是偏离发明的精神和范围，并且对于一个本领域的技术人员来说将是显而易见的所有的这种变形打算包含在以下权利要求书的范围之内。

Claims (9)

1.一种判定恒温器（14）中的故障的设备，所述恒温器（14）响应于用于车辆中的发动机（10）的冷却剂的实际水温（WT），控制所述冷却剂进入散热器（13）的流动，其特征在于，所述设备包括：
检测所述实际水温（WT）的水温检测器（16）；
计算所述冷却剂的推测水温（WTC）的水温推测部（22）；以及
故障判定单元（23），所述故障判定单元（23）在所述发动机（10）的冷起动下，将由所述水温检测器（16）检测到的所述实际水温（WT）与所述水温推测部（22）计算的所述推测水温（WTC）进行比较，并且判定所述恒温器（14）是否是开阀故障，
其中，在至少包含所述发动机（10）的自动停止的发动机非操作模式中，所述水温推测部（22）将所述实际水温（WT）的特性适用于紧接在所述发动机（10）的自动停止之前计算的推测水温（WTC），以计算所述发动机非操作模式中的推测水温（WTC）。
2.如权利要求1所述的判定恒温器中的故障的设备，其特征在于，
在所述发动机非操作模式中，所述水温推测部（22）计算所述推测水温（WTC），所述推测水温（WTC）被假定为以与所述实际水温（WT）的温度斜率同样的温度斜率变化。
3.如权利要求1所述的判定恒温器中的故障的设备，其特征在于，进一步包括，判定所述车辆是否处于所述发动机非操作模式的模式判定部（21），
其中，所述模式判定部（21）将在所述自动停止的发动机（10）的重新起动和经过预定时间之间的期间判定为所述发动机非操作模式。
4.如权利要求2所述的判定恒温器中的故障的设备，其特征在于，进一步包括，判定所述车辆是否处于所述发动机非操作模式的模式判定部（21），
其中，所述模式判定部（21）将在所述自动停止的发动机（10）的重新起动和经过预定时间之间的期间判定为所述发动机非操作模式。
5.如权利要求3所述的判定恒温器中的故障的设备，其特征在于，
所述模式判定部（21）响应于所述自动停止的发动机（10）中的所述实际水温的变化量，修正所述预定时间。
6.如权利要求4所述的判定恒温器中的故障的设备，其特征在于，
所述模式判定部（21）响应于所述自动停止的发动机（10）中的所述实际水温的变化量，修正所述预定时间。
7.如权利要求1到6中任一项所述的判定恒温器中的故障的设备，其特征在于，
所述故障判定单元（23）在发动机非操作模式中停止所述实际水温（WT）和所述推测水温（WTC）之间的比较，并且在所述发动机非操作模式终止时重新开始所述比较。
8.如权利要求7所述的判定恒温器中的故障的设备，其特征在于，
在所述发动机非操作模式终止时，所述水温推测部（22）将紧接在所述自动停止之前的时间和所述终止之间的期间的所述实际水温（WT）的变化量添加到紧接在所述自动停止之前计算的所述推测水温（WTC）。
9.一种判定恒温器（14）中的故障的方法，所述恒温器（14）响应于用于车辆中的发动机（10）的冷却剂的实际水温（WT），控制所述冷却剂进入散热器（13）的流动，其特征在于，所述方法包括：
判定所述发动机（10）是否是冷起动；
如果所述发动机（10）是冷起动，那么检测所述实际水温（WT），并且在至少包含所述发动机（10）的自动停止的发动机非操作模式中，将所述实际水温（WT）的特性适用于紧接在所述发动机（10）的自动停止之前计算的推测水温（WTC），以计算所述发动机非操作模式中的推测水温（WTC）；以及
将所述实际水温（WT）与所述推测水温（WTC）进行比较，以判定所述恒温器（14）是否是开阀故障。
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