JP2010265789A - エンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、エンジン水温検出手段の誤った故障判定をなくし、故障診断精度を向上し得ることを目的としている。
【解決手段】このため、エンジンの冷却水温度を検出するエンジン水温検出手段と、エンジン水温検出手段が故障しているかどうかを判定する故障判定手段とを備えたエンジン制御装置において、エンジンと、ラジエータと、エンジンとラジエータとを連絡する冷却水通路と、冷却水通路に設けられ、エンジンからの冷却水をラジエータ側に流入させるか否かを切り替える開閉弁の開閉温度を可変制御するサーモスタットとを備え、サーモスタットの可変制御を行い、開閉弁を開閉制御した後に、故障判定手段により、エンジン水温検出手段が故障しているかどうかを判定する。
【選択図】図１

Description

この発明はエンジン制御装置に係り、特にエンジン水温検出手段の故障診断精度の向上を図るエンジン制御装置に関するものである。

車両に搭載されるエンジンにおいては、エンジンの冷却を図るために、一般的に、ラジエータを用いた水冷式の冷却システムが備えられている。
この水冷システムは、前記エンジンとラジエータとの間で冷却水を循環させ、循環される冷却水をラジエータ部分での放熱によって冷却している。

特開２００３−３２８７５３号公報 特開２００６−２７４８９７号公報

ところで、従来のエンジン制御装置において、エンジンの水温センサ（「エンジン水温検出手段」とも換言できる。）の故障判定装置（固着診断）は、予め設定された時間内に、水温センサのセンサ出力電圧の値が変動しない場合などを「故障」と判定していた。
ここで、図７に示す従来の前記エンジン制御装置のエンジン水温検出手段の故障判定用フローチャートに沿って説明する。
この故障判定用プログラムがスタート（２０１）すると、診断実施条件が成立したか否かの判断（２０２）に移行する。
そして、この判断（２０２）がＮＯの場合には、この判断（２０２）がＹＥＳとなるまで判断（２０２）を繰り返し行う。
また、判断（２０２）がＹＥＳの場合には、センサ電圧変化が所定値以下であるか否かの判断（２０３）に移行する。
なお、この判断（２０３）に際しては、上記センサ電圧変化の＋（プラス）側と−（マイナス）側との数値を絶対値で表し、前記所定値以下であるか否かを判断している。
このセンサ電圧変化が所定値以下であるか否かの判断（２０３）において、判断（２０３）がＮＯの場合には、エンジン水温検出手段が「正常」であると判定する処理（２０４）に移行し、そのまま後述する故障判定用プログラムのエンド（２０７）に移行する。
上述の判断（２０３）がＹＥＳの場合には、所定時間経過したか否かの判断（２０５）に移行する。
この所定時間経過したか否かの判断（２０５）において、判断（２０５）がＮＯの場合には、上述したセンサ電圧変化が所定値以下であるか否かの判断（２０３）に戻る。
また、判断（２０５）がＹＥＳの場合には、エンジン水温検出手段が「故障」であると判定する処理（２０６）に移行した後に、故障判定用プログラムのエンド（２０７）に移行する。

しかし、前記エンジン制御装置のエンジン水温検出手段の故障判定用フローチャートに沿って行う故障判定方策では、通常の正常なエンジンの運転状態にあっても、エンジン状況によっては、上記の故障条件を満たしてしまうという不都合がある。
例えば、エンジン状況としては、完全な暖機状態において、定速走行時やアイドル運転状態でかつエアコン作動によりラジエータファンも作動中であるとき、などが該当している。

この発明の目的は、エンジン水温検出手段の誤った故障判定をなくし、故障診断精度を向上し得るエンジン制御装置を実現することにある。

そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、エンジンの冷却水温度を検出するエンジン水温検出手段と、このエンジン水温検出手段が故障しているかどうかを判定する故障判定手段とを備えたエンジン制御装置において、前記エンジンと、ラジエータと、前記エンジンとラジエータとを連絡する冷却水通路と、この冷却水通路に設けられ、前記エンジンからの冷却水を前記ラジエータ側に流入させるか否かを切り替える開閉弁の開閉温度を可変制御するサーモスタットとを備え、このサーモスタットの可変制御を行い、前記開閉弁を開閉制御した後に、前記故障判定手段により、前記エンジン水温検出手段が故障しているかどうかを判定することを特徴とする。

以上詳細に説明した如くこの発明によれば、エンジンの冷却水温度を検出するエンジン水温検出手段と、エンジン水温検出手段が故障しているかどうかを判定する故障判定手段とを備えたエンジン制御装置において、エンジンと、ラジエータと、エンジンとラジエータとを連絡する冷却水通路と、冷却水通路に設けられ、エンジンからの冷却水をラジエータ側に流入させるか否かを切り替える開閉弁の開閉温度を可変制御するサーモスタットとを備え、サーモスタットの可変制御を行い、開閉弁を開閉制御した後に、故障判定手段により、エンジン水温検出手段が故障しているかどうかを判定する。
従って、前記エンジン水温検出手段が正常であるのに、誤って故障であると判定されることがなくなる。
これにより、故障診断精度を向上させることが可能である。

図１はエンジン制御装置のエンジン水温検出手段の故障判定用フローチャートである。（実施例） 図２はサーモスタット開時のエンジンの冷却水の流れを示す概略説明図である。（実施例） 図３はサーモスタット閉時のエンジンの冷却水の流れを示す概略説明図である。（実施例） 図４は定常走行中の水温と時間との関係を示し、（ａ）は完爆通常時の水温と時間との関係を示す図、（ｂ）は熱収支が合うときの水温と時間との関係を示す図である。（実施例） 図５はアイドル中の水温と時間との関係を示し、（ａ）は完爆通常時の水温と時間との関係を示す図、（ｂ）は熱収支が合うときの水温と時間との関係を示す図である。（実施例） 図６はサーモスタット制御による水温変動を示す水温と時間との関係を示す図である。（実施例） 図７はこの発明の従来技術を示すエンジン制御装置のエンジン水温検出手段の故障判定用フローチャートである。

以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。

図１〜図６はこの発明の実施例を示すものである。
図２及び図３において、１はエンジン制御装置、２は図示しない車両に搭載されるエンジン、３はエンジン２の燃焼室、４は吸気通路、５は排気通路である。
つまり、前記エンジン２は、図２及び図３に示す如く、内部に燃焼室３が形成されており、この燃焼室３の上流側に前記吸気通路４が連絡しているとともに、燃焼室３の下流側には前記排気通路５が連絡している。
このとき、前記吸気通路４の途中には、前記エンジン２の燃焼室３に燃料を噴射供給するインジェクタ６が配設されている。

また、前記エンジン２の周囲には、図２及び図３に示す如く、冷却水を循環させて前記燃焼室３内から発熱によって昇温したエンジン２を冷却するためのウォータジャケット７が形成されている。
このとき、前記エンジン２を水冷式の冷却システムとした場合に、このエンジン２とラジエータ８とを連絡する冷却水通路９が設けられる。
なお、ラジエータ８は、車両走行時の走行風やこのラジエータ８の前部に配設されるラジエータファン（図示せず）によって放熱が行われ、ラジエータ８を流れる冷却水の冷却が行われる。
そして、前記冷却水通路９は、図２及び図３に示す如く、前記エンジン２のウォータジャケット７のエンジン流出側と前記ラジエータ８上部のラジエータ流入側とを連絡する第１冷却水通路１０と、前記ラジエータ８下部のラジエータ流出側と前記エンジン２のウォータジャケット７のエンジン流入側とを連絡する第２冷却水通路１１と、前記第１冷却水通路１０と第２冷却水通路１１とを接続して前記ラジエータ８をバイパスするバイパス通路である第３冷却水通路１２とを有する。
このとき、前記エンジン２のウォータジャケット７のエンジン流入側近傍の前記第２冷却水通路１１には、前記エンジン２のウォータジャケット７に冷却水を流入させるように動作するウォータポンプ１３が配設される。

前記エンジン制御装置１は、前記エンジン２の冷却水温度を検出するエンジン水温検出手段１４と、このエンジン水温検出手段１４が故障しているかどうかを判定する故障判定手段１５とを備えている。
このとき、前記エンジン水温検出手段１４は、水温センサからなり、図２及び図３に示す如く、前記エンジン２のウォータジャケット７のエンジン流出側近傍の前記第１冷却水通路１０に設けられる。
また、前記故障判定手段１５は、図２及び図３に示す如く、前記エンジン制御装置１の制御手段（「ＥＣＵ」又は「電子制御装置」ともいう。）１６内に設けられる。
更に、この制御手段１６には、図２及び図３に示す如く、前記インジェクタ６や前記エンジン水温検出手段１４が接続されている。
そして、前記制御手段１６は、前記インジェクタ６の燃料の噴射制御を行う一方、前記エンジン水温検出手段１４からの水温検出信号を入力している。

前記エンジン制御装置１は、前記エンジン２と、ラジエータ８と、前記エンジン２とラジエータ８とを連絡する冷却水通路９と、この冷却水通路９に設けられ、前記エンジン２からの冷却水を前記ラジエータ８側に流入させるか否かを切り替える開閉弁１７の開閉温度を可変制御する電子制御式のサーモスタット１８とを備え、このサーモスタット１８の可変制御を行い、前記開閉弁１７を開閉制御した後に、前記故障判定手段１５により、前記エンジン水温検出手段１４が故障しているかどうかを判定する。
詳述すれば、前記開閉弁１７を前記冷却水通路９の第１冷却水通路１０途中に配設する際に、図２及び図３に示す如く、この第１冷却水通路１０とバイパス通路である前記第３冷却水通路１２との合流部位と前記ラジエータ８との間の第１冷却水通路１０に配設する。
また、前記開閉弁１７に前記サーモスタット１８を設ける際には、外付けや内蔵などの方策が考えられるが、この実施例においては、サーモスタット１８を前記開閉弁１７に内蔵した構成として説明する。

前記故障判定手段１５は、前記エンジン水温検出手段１４に出力固着異常が発生して故障しているかどうかを判定する前に、意図的に水温変化が生じるように前記サーモスタット１８の可変制御、つまりサーモスタットヒータ駆動電圧を制御する。
そして、意図的なサーモスタットヒータ駆動電圧の制御によって、前記開閉弁１７を開閉制御した後に、前記エンジン水温検出手段１４に出力固着異常が発生して故障しているかどうかを判定するものである。

このとき、前記サーモスタット１８の可変制御であるサーモスタットヒータ駆動電圧の制御による前記開閉弁１７の開放時について説明する。
この開閉弁１７の開放時、つまり「サーモスタット開時」に前記エンジン２に循環する冷却水は、図２に矢印で示す如く、エンジン２のウォータジャケット７のエンジン流出側から前記第１冷却水通路１０を介して前記ラジエータ８上部のラジエータ流入側に流れる。
そして、このラジエータ８において、冷却水は走行風によって冷却される。
このラジエータ８で冷却された冷却水は、ラジエータ８下部のラジエータ流出側から前記第２冷却水通路１１を介して前記エンジン２側に流れ、第２冷却水通路１１途中の前記ウォータポンプ１３を経て、前記エンジン２のウォータジャケット７のエンジン流入側に流れる。
従って、前記エンジン２に循環する冷却水は、ラジエータ８において走行風によって冷却されることとなり、冷却水の温度が低下し、発熱量と放熱量との関係は以下のようになる。
発熱量＜放熱量

また、前記サーモスタット１８の可変制御であるサーモスタットヒータ駆動電圧の制御による前記開閉弁１７の閉鎖時について説明する。
この開閉弁１７の閉鎖時、つまり「サーモスタット閉時」に前記エンジン２に循環する冷却水は、図３に矢印で示す如く、エンジン２のウォータジャケット７のエンジン流出側から前記第１冷却水通路１０を介して前記ラジエータ８側に流れる。
このとき、前記サーモスタット１８によって前記開閉弁１７が閉鎖されているため、冷却水がラジエータ８へは流れず、ラジエータ８をバイパスするように第１冷却水通路１０途中の前記第３冷却水通路１２に流れる。
そして、この第３冷却水通路１２を流れる冷却水は、前記第２冷却水通路１１の途中部位に流れ込み、この第２冷却水通路１１を介して前記エンジン２側に流れ、第２冷却水通路１１途中の前記ウォータポンプ１３を経て、前記エンジン２のウォータジャケット７のエンジン流入側に流れる。
従って、前記エンジン２に循環する冷却水は、ラジエータ８において走行風によって冷却されることがないため、冷却水の温度が上昇し、発熱量と放熱量との関係は以下のようになる。
発熱量＞放熱量

ここで、前記故障判定手段１５によって意図的に水温変化が生じるように制御する理由について記載する。
前記エンジン制御装置１において、完爆状態、つまり完暖通常時では、定常走行中も停車中（アイドル中）も、図４及び図５に示す如く、前記エンジン２の発熱と放熱との熱収支が釣り合い、水温変化が起こり難い条件が存在する。
このような状態では、正常な前記エンジン水温検出手段１４を「異常」と誤判定してしまうおそれがあるため、電子制御式の前記サーモスタット１８を用いて水温が変化し易い条件で運転し、この状況でも水温変化が生じない場合に、前記エンジン水温検出手段１４に出力固着異常が発生している、つまり「故障」であると判定するものである。

追記すれば、定常走行中において、完爆通常時に、前記サーモスタット１８の開閉・負荷変動・車速風変動等で熱収支が釣り合わない場合には、図４（ａ）に示す如く、冷却水の温度が周期的に上下に変動する。
しかし、この定常走行中において、エンジン負荷（発熱量）と車速風（放熱量）とが釣り合う、つまり熱収支が釣り合う場合には、図４（ｂ）に示す如く、冷却水の温度が変動しない。
また、アイドル中において、完爆通常時に、エアコンＯＦＦ時の場合には、図５（ａ）に示す如く、冷却水の温度が、上述した定常走行中の場合よりも周期期間の長い状態で、周期的に上下に変動する。
しかし、このアイドル中において、エアコン温度時等のようなラジエータファンが長時間作動して熱収支が釣り合う場合には、図５（ｂ）に示す如く、冷却水の温度が変動しない。
このため、この発明の実施例においては、冷却水の温度の変動しないときに、意図的に前記サーモスタット１８の可変制御であるサーモスタットヒータ駆動電圧の制御を実施し、前記開閉弁１７を開閉制御して水温変動を生じさせるものである。
つまり、図６に矢印で示す如く、開閉弁１７の開放時、つまり「サーモスタット開時」に水温下降となり、開閉弁１７の閉鎖時、つまり「サーモスタット閉時」に水温上昇となる。
そして、意図的なサーモスタットヒータ駆動電圧の制御によって、前記開閉弁１７を開閉制御した後に、水温変動が生じない場合に、前記エンジン水温検出手段１４に出力固着異常が発生して故障していると判定するものである。

次に、図１に示す前記エンジン制御装置１のエンジン水温検出手段１４の故障判定用フローチャートに沿って、作用を説明する。

この故障判定用プログラムがスタート（１０１）すると、診断実施条件が成立したか否かの判断（１０２）に移行する。
そして、この判断（１０２）がＮＯの場合には、この判断（１０２）がＹＥＳとなるまで判断（１０２）を繰り返し行う。
また、判断（１０２）がＹＥＳの場合には、センサ電圧変化が所定値以下であるか否かの判断（１０３）に移行する。
なお、この判断（１０３）に際しては、上記センサ電圧変化の＋（プラス）側と−（マイナス）側との数値を絶対値で表し、前記所定値以下であるか否かを判断している。
このセンサ電圧変化が所定値以下であるか否かの判断（１０３）において、判断（１０３）がＮＯの場合には、前記エンジン水温検出手段１４が「正常」であると判定する処理（１０４）に移行し、そのまま後述する故障判定用プログラムのエンド（１０９）に移行する。
上述の判断（１０３）がＹＥＳの場合には、所定時間経過したか否かの判断（１０５）に移行する。
この所定時間経過したか否かの判断（１０５）において、判断（１０５）がＮＯの場合には、上述したセンサ電圧変化が所定値以下であるか否かの判断（１０３）に戻る。
また、判断（１０５）がＹＥＳの場合には、水温変化が生じるように、前記制御手段によるサーモスタット制御によって、前記開閉弁のサーモスタットのサーモスタットヒータ駆動電圧を制御する処理（１０６）に移行する。
この処理（１０６）の後にセンサ電圧変化が所定値以下であるか否かの判断（１０７）に移行する。
なお、この判断（１０７）に際しては、上述した判断（１０３）の場合と同様に、上記センサ電圧変化の＋（プラス）側と−（マイナス）側との数値を絶対値で表し、前記所定値以下であるか否かを判断している。
そして、上述のセンサ電圧変化が所定値以下であるか否かの判断（１０７）において、この判断（１０７）がＮＯの場合には、前記エンジン水温検出手段が「正常」であると判定する処理（１０４）に移行し、そのまま後述する故障判定用プログラムのエンド（１０９）に移行する。
また、上述の判断（１０７）がＹＥＳの場合には、前記制御手段によるサーモスタット制御を行っても水温変化が生じないため、前記エンジン水温検出手段１４に出力固着異常が発生しており、このエンジン水温検出手段１４が「故障」であると判定する処理（１０８）に移行した後に、故障判定用プログラムのエンド（１０９）に移行する。

これにより、前記エンジン制御装置１は、前記エンジン２と、ラジエータ８と、前記エンジン２とラジエータ８とを連絡する冷却水通路９と、この冷却水通路９に設けられ、前記エンジン２からの冷却水を前記ラジエータ８側に流入させるか否かを切り替える開閉弁１７の開閉温度を可変制御するサーモスタット１８とを備え、このサーモスタット１８の可変制御を行い、前記開閉弁１７を開閉制御した後に、前記故障判定手段１５により、前記エンジン水温検出手段１４が故障しているかどうかを判定する。
従って、水温センサからなる前記エンジン水温検出手段１４が正常であるのに、誤って故障であると判定されることがなくなり、これにより、エンジン水温検出手段１４の故障診断精度を向上させることが可能である。

１ エンジン制御装置
２ エンジン
６ インジェクタ
７ ウォータジャケット
８ ラジエータ
９ 冷却水通路
１０ 第１冷却水通路
１１ 第２冷却水通路
１２ 第３冷却水通路
１３ ウォータポンプ
１４ エンジン水温検出手段
１５ 故障判定手段
１６ 制御手段
１７ 開閉弁
１８ サーモスタット

Claims (1)

1. エンジンの冷却水温度を検出するエンジン水温検出手段と、このエンジン水温検出手段が故障しているかどうかを判定する故障判定手段とを備えたエンジン制御装置において、前記エンジンと、ラジエータと、前記エンジンとラジエータとを連絡する冷却水通路と、この冷却水通路に設けられ、前記エンジンからの冷却水を前記ラジエータ側に流入させるか否かを切り替える開閉弁の開閉温度を可変制御するサーモスタットとを備え、このサーモスタットの可変制御を行い、前記開閉弁を開閉制御した後に、前記故障判定手段により、前記エンジン水温検出手段が故障しているかどうかを判定することを特徴とするエンジン制御装置。

Images