JP2009074430A - Failure diagnosis device and failure diagnosis method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水冷式内燃機関の冷却系の故障を判定する、内燃機関冷却系の故障診断装置、および故障診断方法に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine cooling system failure diagnosis device and a failure diagnosis method for determining a failure in a cooling system of a water-cooled internal combustion engine.
一般に、水冷式の内燃機関では、内燃機関の過剰な温度上昇を防止するために内燃機関内に冷却用の水路と、冷却水を循環させるウォ−タポンプと、上昇した冷却水を大気に放熱させるラジエータと、冷却水温に応じてラジエータに流れる冷却水の水路を開け閉するためのサーモスタットを備えている。 In general, in a water-cooled internal combustion engine, in order to prevent an excessive increase in temperature of the internal combustion engine, a cooling water passage, a water pump for circulating the cooling water, and the raised cooling water are radiated to the atmosphere. A radiator and a thermostat for opening and closing the water channel of the cooling water flowing to the radiator according to the cooling water temperature are provided.
すなわち、内燃機関始動直後、暖機運転時等、冷却水温が所定値(通常75℃)より低い場合にはサーモスタットが閉弁し、一方、冷却水温が所定値より高くなったときは、サーモスタットが開弁状態となり、内燃機関内とラジエータとの間で冷却水を循環させる。 That is, when the cooling water temperature is lower than a predetermined value (usually 75 ° C.) immediately after starting the internal combustion engine or during warm-up operation, the thermostat is closed, while when the cooling water temperature is higher than the predetermined value, the thermostat is The valve is opened, and the cooling water is circulated between the internal combustion engine and the radiator.
さらに、ラジエータは車両の走行風や、ラジエータを冷却する手段(ラジエータファン)によって冷却水の熱を大気に放熱させ、冷却水の過上昇(オーバーヒート)を防止している。 Further, the radiator dissipates the heat of the cooling water to the atmosphere by means of the vehicle running wind and the means for cooling the radiator (radiator fan) to prevent the cooling water from excessively rising (overheating).
また冷却水を循環させるためのポンプは内燃機関の出力軸より駆動させる方式のほかに、必要に応じた冷却流量に制御を行う、電動式のポンプの採用がある。 In addition to a system for driving the cooling water from the output shaft of the internal combustion engine, there is an electric pump that controls the cooling flow rate as required.
前述の内燃機関冷却系の構成部品が故障すると、例えば、たとえば、ウォ−タポンプまたはラジエータファンが停止状態で固定した故障が発生した場合、冷却水温が過剰に上昇し、内燃機関破損の恐れがある。 If the above-mentioned components of the cooling system of the internal combustion engine fail, for example, if a failure occurs in which the water pump or the radiator fan is fixed in a stopped state, the cooling water temperature rises excessively and the internal combustion engine may be damaged. .
一方、ウォ−タポンプまたはラジエータファンが起動状態で固定した故障が発生した場合またはサーモスタットが開弁状態で固定した故障が発生した場合は、冷却水温が基準の温度に達しない、または達するまでに時間がかかり、内燃機関の冷却水の昇温が妨げられて、燃費の悪化や排気エミッションの増加、さらに車両のヒータ性能の悪化を招いてしまう恐れがある。 On the other hand, if a failure occurs in which the water pump or radiator fan is fixed in the start-up state or a failure occurs in which the thermostat is fixed in the valve-open state, the cooling water temperature does not reach or reaches the reference temperature. Therefore, the temperature rise of the cooling water of the internal combustion engine may be hindered, leading to deterioration of fuel consumption, increase of exhaust emission, and deterioration of the heater performance of the vehicle.
そこで、冷却系の故障を判定する技術として、たとえば、サーモスタットが開いたままとなる開故障の故障診断は、特開2000−320389号公報(特許文献1)に提案されている。上記公報の故障診断は、エンジン始動からの燃料消費量が所定量以上である時、冷却水温の上昇が、少ない時にサーモスタットを故障と判定している。 Therefore, as a technique for determining a failure in the cooling system, for example, a failure diagnosis of an open failure in which the thermostat remains open is proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-320389 (Patent Document 1). In the failure diagnosis of the above publication, when the fuel consumption from the start of the engine is equal to or greater than a predetermined amount, the thermostat is determined to be defective when the rise in the coolant temperature is small.
また本発明者らは、サーモスタットの開設定温度以下でラジエータファンを起動させた時の水温上昇割合によって、冷却系の故障を判定することで、内燃機関の冷却水の昇温割合が早い運転モード(たとえば、始動時の冷却水温が高い。車速が低く走行風がラジエータに十分あたらない)においても、安定した故障判定を実施する方法を提案してきた。 Further, the present inventors have determined that the cooling system has failed based on the rate of water temperature rise when the radiator fan is started below the thermostat open set temperature, so that the operating mode in which the rate of temperature rise of the cooling water in the internal combustion engine is fast. (For example, even when the cooling water temperature at the start is high. The vehicle speed is low and the traveling wind does not sufficiently hit the radiator), a method for performing stable failure determination has been proposed.
前述の従来発明は、いずれも内燃機関運転中の冷却水温の変化割合をもって故障を判定する技術であり、内燃機関の負荷による発熱状態や、運転状態による走行風等の影響により、正確な判定が困難であった。 Each of the above-described conventional inventions is a technique for determining a failure based on the change rate of the cooling water temperature during operation of the internal combustion engine. Accurate determination is possible due to the heat generation state due to the load of the internal combustion engine, the influence of traveling wind, etc. It was difficult.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、内燃機関の運転状態に影響されない安定した故障判定を提供することと、またその故障の内容を特定する故障診断装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide a stable failure determination that is not affected by the operating state of the internal combustion engine and to identify the content of the failure. It is to provide a failure diagnosis apparatus.
本発明は、水冷式の内燃機関を冷却させるための冷却水循環用のウォ−タポンプと、ラジエータに流れる冷却水の水路を開け閉するためのサーモスタットと、ラジエータの放熱を促進させるためのラジエータファンと、冷却水の温度を測定する水温センサと、を備えた内燃機関冷却系の故障診断装置において、内燃機関の運転中にウォ−タポンプ、ラジエータファン、およびサーモスタットを作動および停止にともなう冷却水の温度変化により内燃機関冷却系の故障が判定できる故障判定機能を有することを特徴とする。 The present invention relates to a cooling water circulation water pump for cooling a water-cooled internal combustion engine, a thermostat for opening and closing a cooling water flow path flowing through the radiator, and a radiator fan for promoting heat dissipation of the radiator, An internal combustion engine cooling system failure diagnosis device comprising: a water temperature sensor for measuring a temperature of the cooling water; and a temperature of the cooling water that is caused by operating and stopping the water pump, the radiator fan, and the thermostat during the operation of the internal combustion engine. It has a failure determination function capable of determining a failure of the internal combustion engine cooling system by a change.
上記のようにウォータポンプとラジエータファンおよびサーモスタットを動作させたときの冷却水の温度変化によって故障を判定することで、内燃機関の発熱状態や走行風などの影響を排除することが可能となる。 As described above, it is possible to eliminate the influence of the heat generation state of the internal combustion engine, traveling wind, and the like by determining the failure based on the temperature change of the cooling water when the water pump, the radiator fan, and the thermostat are operated.
更に本発明に関連する他の発明は、次のような特徴を有する。 Furthermore, another invention related to the present invention has the following features.
内燃機関運転中にウォータポンプとラジエータファンを起動させ、そのときの冷却水温の変化量割合でウォータポンプとラジエータファンおよびサーモスタットの故障を判定する。 During operation of the internal combustion engine, the water pump and the radiator fan are started, and the failure of the water pump, the radiator fan, and the thermostat is determined based on the change rate of the cooling water temperature at that time.
内燃機関運転中にウォータポンプとラジエータファンが停止すると、冷却水の循環や、ラジエータファンなどによる冷却がなくなり、運転状態によっては、走行風による冷却のみとなり、冷却水温は一定期間上昇する。 When the water pump and the radiator fan are stopped during the operation of the internal combustion engine, the circulation of the cooling water and the cooling by the radiator fan are lost, and depending on the operating state, only the cooling by the traveling wind is performed, and the cooling water temperature rises for a certain period.
ここで、再びウォータポンプとラジエータファンを起動させた時に、冷却水温が下降することがない場合は、ウォータポンプまたはラジエータファンが停止状態のまま起動できない、停止状態固定の故障が考えられる。 Here, when the water pump and the radiator fan are started again, if the cooling water temperature does not drop, it is possible that the water pump or the radiator fan cannot be started in the stopped state and the stop state is fixed.
また、逆に内燃機関運転中に冷却水温の下降が著しい場合は、ウォータポンプもしくはラジエータファンも起動状態のまま停止できない故障が考えられる。 On the other hand, if the cooling water temperature significantly decreases during the operation of the internal combustion engine, it is possible that the water pump or the radiator fan cannot be stopped in the activated state.
さらに、ウォータポンプとラジエータファンを停止状態から起動させた場合、ラジエータからの放熱によって冷却水温は通常、低下する。しかし、冷却水温低下が少ない場合は、ウォータポンプまたはラジエータファンが起動することができない停止状態で固定しているか、性能が低下した故障が考えられる。 Further, when the water pump and the radiator fan are started from a stopped state, the cooling water temperature is usually lowered due to heat radiation from the radiator. However, when the cooling water temperature decrease is small, it is possible that the water pump or the radiator fan is fixed in a stopped state where it cannot be started or that the performance is degraded.
また、ウォータポンプまたはラジエータファンが停止できない起動状態固定の故障と判定された場合は、ウォータポンプおよびラジエータファンの性能低下の故障を判定する動作を正常に実施できないため、その故障の診断を禁止するようにする。 If it is determined that the water pump or radiator fan cannot be stopped, it is determined that the failure is fixed in the starting state, and the operation for determining the failure of the performance degradation of the water pump and radiator fan cannot be performed normally. Like that.
更に、ウォータポンプおよびラジエータファンの性能低下の故障と判定された場合は、冷却水の循環やラジエータからの放熱作用が十分に機能しないことにより、サーモスタットの故障を正常に判定できないため、その故障の診断を禁止するようにする。 Furthermore, if it is determined that the performance of the water pump and radiator fan has deteriorated, the malfunction of the thermostat cannot be determined normally because the cooling water circulation and the heat radiation from the radiator do not function sufficiently. Prohibit diagnosis.
本発明によれば、内燃機関からの発熱や、走行風などといった外乱に左右されることなく、安定した冷却系の故障診断が可能となる。 According to the present invention, it is possible to perform a stable failure diagnosis of the cooling system without being influenced by disturbances such as heat generation from the internal combustion engine and traveling wind.
本発明の実施形態に関し、図面を引用して以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係る内燃機関の冷却系の故障診断装置を備えたエンジンシステムの全体構成を示したものである。 FIG. 1 shows an overall configuration of an engine system including a failure diagnosis device for a cooling system of an internal combustion engine according to the present embodiment.
内燃機関1は、直列4気筒エンジンであり、エアクリーナ1の入り口部2から吸入された空気は、吸気ダクト3を通ってスロットルボディ4に入る。該吸気ダクト3には、吸気空気量を検出する空気流量計(エアフローメータ)5、さらに該スロットルスロットルボディ4には、空気流量を制御する絞り弁6、及び該絞り弁6の開度を計測するスロットルセンサ7が各々の適宣位置に設置されている。
The internal combustion engine 1 is an in-line four-cylinder engine, and air sucked from the inlet 2 of the air cleaner 1 enters the throttle body 4 through the intake duct 3. The intake duct 3 has an air flow meter (air flow meter) 5 for detecting the amount of intake air, the throttle throttle body 4 has a
また、スロットルボディ4には、絞り弁6をバイパスする補助空気バルブ(ISCバルブ)8が設けられており、アイドル回転数が一定に保たれるように空気量が制御されている。
Further, the throttle body 4 is provided with an auxiliary air valve (ISC valve) 8 that bypasses the
そして、スロットルボディ4を通った空気はサージタンク9に入り、吸気マニホールド10a、10b、10c、10dによって分配されて気筒内に入る。
The air passing through the throttle body 4 enters the surge tank 9, is distributed by the
一方、燃料タンク(図示せず)内の燃料は、燃料ポンプ(図示せず)で吸引・加圧され、燃料フィルタ(図示せず)を通り、吸気マニホールド10a、10b、10c、10dに設置された燃料を燃焼室に噴射する手段の一態様である燃料噴射弁(インジェクタ)11a、11b、11c、11dに供給されて噴射される。
On the other hand, fuel in a fuel tank (not shown) is sucked and pressurized by a fuel pump (not shown), passes through a fuel filter (not shown), and is installed in the
シリンダ内の混合気は、点火プラグ(図示せず)によって点火・燃焼された後、排気マニホールド(図示せず)側に送られ、前触媒および主触媒(図示せず)で浄化された後にマフラー(図示せず)を経由して排出される。 The air-fuel mixture in the cylinder is ignited and burned by a spark plug (not shown), then sent to the exhaust manifold (not shown) side and purified by a front catalyst and a main catalyst (not shown). It is discharged via (not shown).
またエンジンのシリンダブロックとシリンダヘッドの内部にはウォータジャケット20が設けられ、このウォータジャケット内に冷却水が注入されている。ウォータジャケット20の冷却水は、ラジエータ21及びヒータコア22に流入する。
A
ヒータコア22に入った冷却水は、サーモスタット23を介して再びウォータジャケット20内に戻される。ウォータジャケット20に戻る前には、電動のウォータポンプ24が取り付けられており、エンジン回転負荷や冷却水温に応じてウォータポンプ駆動することで、冷却水を循環させる。
The cooling water that has entered the
この時、サーモスタット23に流れる冷却水が、サーモスタットの開弁温度より低い場合は、冷却水が、ウォータジャケット20→ヒータコア22→サーモスタット23→ウォータポンプ24→ウォータジャケット20と循環し、冷却水の昇温を促進する。
At this time, if the cooling water flowing through the
一方、ラジエータ21に入った冷却水の熱は、ラジエータにて走行風またはラジエータ冷却用の電動ラジエータファン25によって大気に放熱される。冷却された冷却水は前述のサーモスタット23に到達する。
On the other hand, the heat of the cooling water that has entered the
ここで、前述のウォータジャケット20を循環している冷却水の温度がサーモスタット23の開弁温度を越えると、サーモスタットが開弁し、ラジエータ21にて冷却された冷却水も、ウォータポンプ24を介してウォータジャケット20内に流入する。
Here, when the temperature of the cooling water circulating through the
ウォータジャケット内に取り付けた冷却水温度センサ26によって測定された冷却水の水温が上昇し設定温度を越えるとラジエータ21に取り付けた冷却用の電動ラジエータファン25を起動し、ラジエータ21による冷却水の熱の大気への放熱を促進させる。
When the coolant temperature measured by the
エンジン回転数の検出、燃料噴射時期及び点火時期を制御するための基礎信号であるカム角センサ(図示せず)、エアフローメータ5、スロットル角度センサ7、O2センサ(図示せず)、内燃機関の温度を検出する水温センサ26等のエンジン状態を表す信号は、本診断装置30を備えたエンジン制御装置(コントロールユニット)30に入力される。
Cam angle sensor (not shown), air flow meter 5, throttle angle sensor 7, O2 sensor (not shown), which are basic signals for controlling engine speed detection, fuel injection timing and ignition timing, A signal indicating the engine state, such as the
該コントロールユニット30は、これらの信号に基づいて、所定の演算処理を行って空燃比制御等の各種制御を行い、インジェクタ11a、11b、11c、11d、ISCバルブ8、電動ラジエータファン21、電動ウォータポンプ24等に各駆動信号を出力する。
Based on these signals, the
図2は、コントロールユニット30の内部構成を示したものである。
FIG. 2 shows the internal configuration of the
該コントロールユニット30は、MPU31、読み書き自由なRAM32、読み出し専用ROM33、入出力を制御するI/OLSI34から構成され、それぞれバス35,36,37で連絡されており、各データのやりとりが行われる。
The
具体的には、MPU31は、エアフローメータ5、スロットル角度センサ8、水温センサ26等の前記エンジン状態を表す信号I/OLSI34からバス37を通して受け取り、ROM33に記憶された処理内容を順次呼び出した所定の処理を行い、RAM32に記憶させた後、再びI/OLSI34からインジェクタ11a、11b、11c、11d、ラジエータ冷却用電動ファン21、ISCバルブ8、電動ウォータポンプ24等に各駆動信号を出力している。
Specifically, the MPU 31 receives from the signal I /
図3は、本実施形態に係る内燃機関の冷却系の故障診断装置を備えたエンジンシステムの全体の制御フローチャートである。 FIG. 3 is an overall control flowchart of the engine system including the failure diagnosis apparatus for the cooling system of the internal combustion engine according to the present embodiment.
まずステップ101で、内燃機関運転中に状態に移行するとウォ−タポンプとラジエータファンの停止状態固定の故障を判定するステップ102のステージ1へ進む。次にステップ103にてステージ1での故障の判定を行い、正常と判定されなかった場合は、ウォ−タポンプとラジエータファンの起動状態固定の故障を判定するステップ106のステージ2へ進む。
First, at
ステップ103のステージ1にてウォ−タポンプとラジエータファンの停止状態固定の故障と判定されると、ステップ104にてその故障内容をエンジン制御装置(コントロールユニット)30に記憶し、ステップ105にて警告ランプの点灯を行い、運転者へ警告を与える。
If it is determined in
ステップ106のステージ2へ移行するとステップ107にて、冷却水温TWがサーモスタット開弁もしくは閉弁設定温度THMO[℃](例えば75℃)以下であるかを判定し、THMO[℃]以下と判定された場合は、ステップ108へ進みサーモスタットの開弁固定状態の故障判定を行う。このサーモスタットが開弁状態に拘束されて閉弁できない故障を閉弁不良故障という。
When the process proceeds to stage 2 in
ステップ108にてサーモスタットの開弁固定状態の故障と判定されなかった場合は、すべての本発明の実施形態に係る故障診断装置において正常と判定され、故障診断を終了する。
If it is not determined in
ステップ108にてサーモスタットの開弁固定状態の故障と判定された場合は、ステップ109にてその故障内容をエンジン制御装置(コントロールユニット)30に記憶し、故障情報の記憶を行い、ステップ110にて警告ランプの点灯を行い、本発明の実施形態に係る故障診断を終了する。
If it is determined in
上記の故障診断は、サーモスタット、ウォータポンプ−、ラジエータファン、水温センサを含む各種機器の信号をプログラムに則って演算処理して判定するので、安定した診断が複雑なハード構成を用いることなく、簡単な構成で実現ができる。 The above-mentioned fault diagnosis is performed by performing arithmetic processing on the signals of various devices including thermostats, water pumps, radiator fans, and water temperature sensors according to the program, so stable diagnosis is easy without using complicated hardware configurations. It can be realized with a simple configuration.
前述した故障診断内容の実際の動作図を図4に示す。 FIG. 4 shows an actual operation diagram of the above-described failure diagnosis contents.
図4には、本発明の実施形態でのウォータポンプ−、ラジエータファンおよびサーモスタットの動作状況と内燃機関冷却系の正常時の冷却水温の推移を示している。 FIG. 4 shows the operating conditions of the water pump, the radiator fan, and the thermostat in the embodiment of the present invention, and the transition of the cooling water temperature when the internal combustion engine cooling system is normal.
次に各ステージの診断内容の詳細を説明する。 Next, details of the diagnosis contents of each stage will be described.
まず、図5を用いてステージ1の故障診断内容を説明する。 First, the contents of failure diagnosis of stage 1 will be described with reference to FIG.
ステップ201にてステージ1が開始されると、ステップ202にて冷却水温TWをTWST11としてキャプチャする。ステップ203にてラジエータファンを起動する。
When stage 1 is started in
次にステップ204ではステージ1開始後の時間がST1TM1[sec](例えば120sec)経過したか否かを判定し、経過した場合はステップ206へ進み、経過していない場合は、ステップ204の判定を繰り返す。
Next, in
ステップ206では再度冷却水温TWをTWST12としてキャプチャし、ステップ207へ進む。
In
ステップ207では、ステップ206でキャプチャした冷却水温TWST12からステップ204にてキャプチャした冷却水温TWST11を減算した値が、故障判定値JTWST11(例えば3℃)より大きいか否かを判定し、JTWST11以上である場合は、ステップ208にて正常と判定し、ステージ1の故障診断を終了する。
In
ステップ207にて故障判定値JTWST11S1以下と判定された場合は、ウォータポンプによる冷却水の循環がなされないか、ラジエータファンによって内燃機関エンジンルームの空気が循環されても冷却水温の下降が緩慢になったと考えられることにより、ステップ209にて、ウォータポンプの起動状態固定の故障(ウォータポンプの起動不良故障)またはラジエータファンの起動状態固定の故障(ラジエータファンの起動不良故障)と判定し、ステップ210へ進む。
If it is determined in
ステップ210では、ステップ206でキャプチャした冷却水温TWST12からステップ204にてキャプチャした冷却水温TWST11を減算した値が、故障判定値JTWST12(例えば−10℃)より大きいか否かを判定する。
In
JTWST12より大きい場合は、ステップ211にてウォータポンプのみの起動状態固定の故障と判定し、ステージ1の故障診断を終了する。
If it is greater than JTWST12, it is determined at
ステップ210にてJTWST122以下と判定された場合は、ウォータポンプで冷却水が循環され、かつラジエータからラジエータファンによって冷却水が放熱されたと考えられるため、ステップ212にてウォータポンプとラジエータファンがともに起動状態固定と判定し、ステージ1の故障診断を終了する。
If it is determined in
図6では前述のステージ1でのウォータポンプ、ラジ−タファン、サーモスタットの動作と、ウォータポンプとラジエータファンが正常状態での冷却水温の推移と、ウォータポンプとラジエータファンが起動状態固定の故障状態での冷却水温の推移を示している。 In FIG. 6, the operation of the water pump, the radiator fan, and the thermostat in the above-described stage 1, the transition of the cooling water temperature when the water pump and the radiator fan are normal, and the failure state where the water pump and the radiator fan are fixed in the starting state. Shows the transition of the cooling water temperature.
図6によれば、内燃機関の運転中のステージ1から所定時間幅でウォ−タポンプおよびラジエータファンの運転を指示し、その所定時間幅に検知される冷却水の温度変化量が所定値以下(点線)の時には、ウォ−タポンプまたはラジエータファンの起動不良故障と判定している。 According to FIG. 6, the operation of the water pump and the radiator fan is instructed for a predetermined time width from the stage 1 during operation of the internal combustion engine, and the temperature change amount of the cooling water detected within the predetermined time width is equal to or less than a predetermined value ( At the time of the dotted line), it is determined that the water pump or the radiator fan has failed to start.
逆に冷却水の温度変化量が所定値以上(実線線)の時には、ウォ−タポンプまたはラジエータファンの起動が正常と判定している。 Conversely, when the temperature change amount of the cooling water is equal to or greater than a predetermined value (solid line), it is determined that the water pump or the radiator fan is normally started.
次に図7にてステージ2の故障診断内容を説明する。 Next, the failure diagnosis contents of stage 2 will be described with reference to FIG.
先ずステップ301にてステージ2が開始されるとステップ302にてそのときの冷却水温TWをTWST21としてキャプチャし、ステップ303へ進む。
First, when stage 2 is started in
ステップ303ではステージ2からの開始時間が、ST2TM1[sec](例えば30sec)経過したか否かを判定し、ST2TM1経過した場合は、ステップ304へ進む。
In
ST2TM1経過していない場合は、経過するまでステップ304での判定を繰り返す。ステップ304では再度その時の冷却水温TWをTWST22としてキャプチャし、ステップ305へ進む。
If ST2TM1 has not elapsed, the determination in
ステップ305では、冷却水の温度変化量DTWST21を(1)式にて算出し、ステップ306へ進む。
In
DTWST21=TWST21−TWST22……………………(1)式
ステップ306では冷却水温TWが内燃機関に設置されたサーモスタットの開弁もしくは閉弁設定温度THMO[℃](例えば75℃)以下であるか否かを判定しTHMO[℃]以下であると判定された場合はステップ307へ進む。
DTWST21 = TWST21-TWST22 (1) Equation (1) In
THMO[℃]より大きいと判定された場合は、(OKとして診断終了)THMO[℃]以下と判定されるまで、ステップ306の動作を繰り返す。
If it is determined that it is greater than THMO [° C.] (the diagnosis ends as OK), the operation of
ステップ307では306が成立してからの経過時間がST2TM2[sec](例えば60sec)を経過したか否かを判定し、ST2TM2を経過した場合はステップ308へ進み、S2TM2を経過していない場合は、ステップ307の動作を繰り返す。
In
ステップ308ではその時の水温TWをTWST23としてキャプチャし、ステップ309に進む。
In step 308, the water temperature TW at that time is captured as
ステップ309ではステップ308にて水温をキャプチャしてからの経過時間がST2TM3[sec](例えば300sec)を経過したか否かを判定し、S2TM3を経過した場合はステップ310へ進み、ST2TM3を経過していない場合は、ステップ309の動作を繰り返す。
In
ステップ310ではその時の冷却水温TWをTWST24としてキャプチャし、ステップ311へ進む。ステップ311では、冷却水の温度変化量DTW22を(2)式にて算出し、ステップ312へ進む。
In
DTWST22=TWST23−TWST24……………………(2)式
ステップ312では、ステップ305およびステップ311にて算出した冷却水の温度変化量DTWST21、DTWST22において式(3)の判定を行う。
DTWST22 = TWST23−TWST24 (2) Expression (2) In
JTWST21>DTWST21,−DTWST22……………………(3)式
(3)式が成立している場合は、ステップ313へ進み、不成立の場合はステップ314へ進む。
JTWST21> DTWST21, -DTWST22 (3) Expression If the expression (3) is established, the process proceeds to step 313, and if not, the process proceeds to step 314.
ステップ313では、サーモスタットが開弁もしくは閉弁設定温度より上の温度での水温低下量と、閉弁設定温度より下の温度での冷却水の温変化量に差があり、サーモスタットによる水路切り換えが正常に機能していると考えられることから、ステージ2の故障診断は正常であると判定し、ステージ2での故障診断を終了する。
In
ステップ314では、サーモスタットが閉弁されなかったと考えられることから、開弁状態固定の故障(閉弁不良故障)であると判定し、ステージ2での故障診断を終了する。
In
なお、図8では前述のステージ3でのウォータポンプとラジエータファンとサーモスタットが正常状態での冷却水温の推移と、サーモスタットが開弁状態固定である故障時の冷却水温の推移を示している。 FIG. 8 shows the transition of the cooling water temperature when the water pump, the radiator fan, and the thermostat in the above-described stage 3 are in a normal state, and the transition of the cooling water temperature when the thermostat is fixed in the valve-open state.
上述した主な特徴を以下に列挙する。 The main features described above are listed below.
1.第1の特徴は、内燃機関の運転中にウォ−タポンプ、ラジエータファン、およびサーモスタットを作動および停止にともなう冷却水の温度変化により内燃機関冷却系の故障が判定できる故障判定機能を有する。 1. The first feature has a failure determination function capable of determining a failure of the internal combustion engine cooling system based on a change in temperature of the cooling water caused by operating and stopping the water pump, the radiator fan, and the thermostat during operation of the internal combustion engine.
この第1の特徴によれば、冷却水の温度変化を調べることで、内燃機関からの発熱や、走行風などといった外乱に左右されることなく、安定した冷却系の故障診断が複雑なハード構成を用いることなく、簡単な構成で実現ができる。 According to the first feature, by investigating the temperature change of the cooling water, a complicated hardware configuration that makes stable diagnosis of a cooling system stable without being influenced by disturbances such as heat generated from the internal combustion engine or traveling wind This can be realized with a simple configuration without using.
2.第2の特徴は、内燃機関運転開始から所定時間後で、ウォ−タポンプ、およびラジエータファンを起動された際に検知される冷却水の温度がサーモスタットの開弁もしくは閉弁設定温度よりも低い時には、サーモスタットが開弁状態に拘束されて閉弁できない閉弁不良故障と判定する故障判定機能を有する。 2. The second feature is that when the temperature of the cooling water detected when the water pump and the radiator fan are started after a predetermined time from the start of operation of the internal combustion engine is lower than the thermostat valve opening or valve closing set temperature. And a failure determination function for determining that the thermostat is in a valve-open state and cannot be closed.
この第2の特徴によれば、冷却水の温度変化を調べることで、サーモスタットの閉弁不良故障の安定した診断が複雑なハード構成を用いることなく、簡単な構成で実現ができる。 According to the second feature, by checking the temperature change of the cooling water, a stable diagnosis of the thermostat valve closing failure can be realized with a simple configuration without using a complicated hardware configuration.
3.第3の特徴は、内燃機関運転中に所定時間幅でウォ−タポンプおよびラジエータファンの運転を指示し、その所定時間幅に検知される冷却水の温度変化量が所定値以下の時には、ウォ−タポンプまたはラジエータファンの起動不良故障と判定する故障判定機能を有する。 3. The third feature is that when the operation of the water pump and the radiator fan is instructed for a predetermined time width during the operation of the internal combustion engine and the temperature change amount of the cooling water detected in the predetermined time width is equal to or less than the predetermined value, It has a failure determination function for determining that the starter failure of the turbo pump or the radiator fan.
この第3の特徴によれば、冷却水の温度変化を調べることで、ウォ−タポンプまたはラジエータファンの起動不良故障の安定した診断が複雑なハード構成を用いることなく、簡単な構成で実現ができる。 According to the third feature, by checking the temperature change of the cooling water, stable diagnosis of a start failure of the water pump or the radiator fan can be realized with a simple configuration without using a complicated hardware configuration. .
4.第4の特徴は、温度変化量に応じて、起動不良故障がウォ−タポンプ、ラジエータファンの何れか、あるいはウォ−タポンプ、ラジエータファンの双方かを判定する機能を有する。 4). The fourth feature has a function of determining whether the start-up failure is either the water pump or the radiator fan or both the water pump and the radiator fan according to the temperature change amount.
この第4の特徴によれば、冷却水の温度変化を調べることで、起動不良故障がウォ−タポンプ、ラジエータファンの何れか、あるいはウォ−タポンプ、ラジエータファンの双方か、安定した診断が複雑なハード構成を用いることなく、簡単な構成で実現ができる。 According to the fourth feature, by examining the temperature change of the cooling water, a stable diagnosis is complicated whether the start failure is either the water pump or the radiator fan, or both the water pump and the radiator fan. This can be realized with a simple configuration without using a hardware configuration.
5.第5の特徴は、温度変化量に応じて、起動不良故障の原因がウォ−タポンプの性能低下によるものか、ラジエータファンの性能低下によるものか、ウォ−タポンプとラジエータファンの性能低下によるものか、を判別する機能を有する。 5). The fifth feature is that depending on the amount of temperature change, the cause of the start-up failure is due to the performance degradation of the water pump, the performance degradation of the radiator fan, or the performance degradation of the water pump and the radiator fan. And a function of discriminating between the two.
この第5の特徴によれば、冷却水の温度変化を調べることで、起動不良故障の原因がウォ−タポンプの性能低下によるものか、ラジエータファンの性能低下によるものか、ウォ−タポンプとラジエータファンの性能低下によるものか、安定した診断が複雑なハード構成を用いることなく、簡単な構成で実現ができる。 According to the fifth feature, by examining the temperature change of the cooling water, the cause of the start failure is whether the performance of the water pump is deteriorated, the performance of the radiator fan is deteriorated, or the water pump and the radiator fan. This can be realized with a simple configuration without using a complicated hardware configuration for stable diagnosis.
6.第6の特徴は、ウォ−タポンプまたはラジエータファンの起動不良故障と判定されたときは、その起動不良故障の原因が前記ウォ−タポンプの性能低下によるものか、前記ラジエータファンの性能低下によるものか、ウォ−タポンプとラジエータファンの性能低下によるものか、を調べる診断を禁止する機能を有する。 6). The sixth feature is that, when it is determined that the water pump or radiator fan has a start failure, is the cause of the start failure caused by a decrease in performance of the water pump or a decrease in performance of the radiator fan? And a function of prohibiting diagnosis for checking whether the performance of the water pump and the radiator fan is reduced.
この第6の特徴によれば、ウォ−タポンプまたはラジエータファンの起動不良故障が生じたときは、ウォータポンプおよびラジエータファンの性能低下の故障を判定する動作を正常に実施できなる場合がある。そのため、診断を禁止する機能を設けることで診断に関するソフト処理の負担を軽減できる。 According to the sixth feature, when a start failure failure of the water pump or the radiator fan occurs, there is a case where the operation for determining the failure of the performance degradation of the water pump and the radiator fan can be normally performed. Therefore, by providing a function for prohibiting diagnosis, the burden of software processing related to diagnosis can be reduced.
以上、本発明の実施形態について詳説したが、本発明は前記実施形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載された発明の内容を逸脱しない範囲で、設計において種々の変更ができるものである。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes can be made in the design without departing from the content of the invention described in the claims. Is.
特に、本故障診断装置において、各故障判定に使用する冷却水温のしきい値を適宜変更することで、前述の実施形態で説明した起動状態固定の故障や、停止状態固定である故障の判定の他、完全に固定状態となる前の状態も判別することも可能である。 In particular, in this failure diagnosis device, by appropriately changing the threshold value of the coolant temperature used for each failure determination, it is possible to determine the failure of the fixed start state and the failure of the fixed stop state described in the above embodiment. In addition, it is also possible to determine the state before the completely fixed state.
1…吸入する外気のダスト等を除去するエアクリーナ、3…エアクリーナを通過したクリーンエアーが通過する吸気ダクト、4…スロットル絞り弁、スロットル開度センサを構成するスロットルボディ、5…吸入空気量を測定するエアフローセンサ、6…吸入空気量を調整するスロットル絞り弁、7…スロットル絞り弁の開度を測定するスロットル開度センサ、8…スロットル絞り弁全閉時の空気量を調整し、アイドル時のエンジン回転数を制御するISC(アイドルスピードコントロールバルブ)、11a、11b、11c、11d…燃料を燃焼室に噴射する手段バンク(インジェクタ)、20…冷却水が注入されている内燃機関のウォータジャケット、21…冷却水の熱を大気に放出させるラジエータ、22…冷却水の熱量で、車室内の暖めるヒータコア、23…設定した冷却水の温度で開閉するサーモスタット、24…冷却水を循環させる電動ウォータポンプ、25…ラジエータの放熱効果を促進させる冷却用電動ファン、26…ウォータジャケット内の冷却水温を測定する冷却水温センサ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Air cleaner which removes dust etc. of the external air to inhale, 3 ... Intake duct through which clean air that has passed through the air cleaner passes, 4 ... Throttle throttle valve, throttle body constituting throttle opening sensor, 5 ... Measurement of intake air amount Air flow sensor, 6 ... throttle throttle valve for adjusting the intake air amount, 7 ... throttle opening sensor for measuring the throttle opening, 8 ... adjusting the air amount when the throttle throttle valve is fully closed, ISC (idle speed control valve) for controlling engine speed, 11a, 11b, 11c, 11d ... means bank (injector) for injecting fuel into the combustion chamber, 20 ... water jacket for an internal combustion engine into which cooling water is injected, 21: Radiator that releases heat of cooling water to the atmosphere, 22: Heat quantity of cooling water, Heater core, 23 ... thermostat that opens and closes at the set cooling water temperature, 24 ... electric water pump that circulates the cooling water, 25 ... cooling electric fan that promotes the heat radiation effect of the radiator, 26 ... cooling water temperature in the water jacket Cooling water temperature sensor to measure.
Claims (7)
前記内燃機関の運転中に前記ウォ−タポンプ、前記ラジエータファン、および前記サーモスタットを作動および停止にともなう前記冷却水の温度変化により前記内燃機関の冷却系の故障が判定できる故障判定機能を有することを特徴とする故障診断装置。 A water pump for circulating cooling water for cooling a water-cooled internal combustion engine, a thermostat for opening and closing a cooling water channel flowing through the radiator, a radiator fan for promoting heat dissipation of the radiator, and the cooling In a failure diagnosis device for an internal combustion engine cooling system comprising a water temperature sensor for measuring the temperature of water,
A failure determination function capable of determining a failure of a cooling system of the internal combustion engine by a change in temperature of the cooling water caused by operating and stopping the water pump, the radiator fan, and the thermostat during operation of the internal combustion engine; Characteristic failure diagnosis device.
前記内燃機関の運転開始から所定時間後で、前記ウォ−タポンプ、および前記ラジエータファンを起動された際に検知される前記冷却水の温度が前記サーモスタットの開弁もしくは閉弁設定温度よりも低い時には、前記サーモスタットが開弁状態に拘束されて閉弁できない閉弁不良故障と判定する故障判定機能を有することを特徴とする故障診断装置。 The failure diagnosis apparatus according to claim 1,
When the temperature of the cooling water detected when the water pump and the radiator fan are started after a predetermined time from the start of the operation of the internal combustion engine is lower than the thermostat valve opening or valve closing set temperature A failure diagnosis device having a failure determination function for determining that the thermostat is restricted to an open state and cannot be closed.
前記内燃機関の運転中に所定時間幅でウォ−タポンプおよびラジエータファンの運転を指示し、その所定時間幅に検知される前記冷却水の温度変化量が所定値以下の時には、ウォ−タポンプまたはラジエータファンの起動不良故障と判定する故障判定機能を有することを特徴とした故障診断装置。 The failure diagnosis apparatus according to claim 1,
When the operation of the water pump and the radiator fan is instructed during a predetermined time period during the operation of the internal combustion engine, and the temperature change amount of the cooling water detected during the predetermined time period is less than a predetermined value, the water pump or the radiator A failure diagnosis device having a failure determination function for determining a fan start-up failure.
前記温度変化量に応じて、前記起動不良故障が前記ウォ−タポンプ、前記ラジエータファンの何れか、あるいはウォ−タポンプ、ラジエータファンの双方か、を判定する機能を有することを特徴とする故障診断装置。 The failure diagnosis apparatus according to claim 3,
A failure diagnosis apparatus having a function of determining whether the start-up failure is either the water pump or the radiator fan or both the water pump and the radiator fan according to the temperature change amount .
前記温度変化量に応じて、前記起動不良故障の原因が前記ウォ−タポンプの性能低下によるものか、前記ラジエータファンの性能低下によるものか、ウォ−タポンプとラジエータファンの性能低下によるものか、を判別する機能を有することを特徴とする故障診断装置。 The failure diagnosis apparatus according to claim 4,
Depending on the amount of temperature change, whether the cause of the start-up failure is due to the performance degradation of the water pump, the performance degradation of the radiator fan, or the performance degradation of the water pump and the radiator fan. A fault diagnosis apparatus having a function of discriminating.
前記ウォ−タポンプまたはラジエータファンの起動不良故障と判定されたときは、その起動不良故障の原因が前記ウォ−タポンプの性能低下によるものか、前記ラジエータファンの性能低下によるものか、ウォ−タポンプとラジエータファンの性能低下によるものか、を調べる診断を禁止する機能を有することを特徴とする故障診断装置。 The failure diagnosis apparatus according to claim 4,
When it is determined that the water pump or the radiator fan has a start failure, the cause of the start failure is a decrease in the performance of the water pump, a decrease in the performance of the radiator fan, A failure diagnosis apparatus characterized by having a function of prohibiting diagnosis for checking whether the performance of a radiator fan is reduced.
前記内燃機関の運転中に前記ウォ−タポンプ、前記ラジエータファン、および前記サーモスタットを作動および停止にともなう前記冷却水の温度変化により前記内燃機関冷却系の故障を判定できる故障判定機能を有することを特徴とする故障診断方法。 A water pump for circulating cooling water for cooling a water-cooled internal combustion engine, a thermostat for opening and closing a cooling water channel flowing through the radiator, a radiator fan for promoting heat dissipation of the radiator, and the cooling In a failure diagnosis method for an internal combustion engine cooling system comprising a water temperature sensor for measuring the temperature of water,
A failure determination function capable of determining a failure of the cooling system of the internal combustion engine based on a change in temperature of the cooling water caused by operating and stopping the water pump, the radiator fan, and the thermostat during operation of the internal combustion engine; Fault diagnosis method.
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