JP2011122551A

JP2011122551A - エンジン水温検出手段の状態判定装置

Info

Publication number: JP2011122551A
Application number: JP2009282811A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ise; 敬伊勢
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2009-12-14
Filing date: 2009-12-14
Publication date: 2011-06-23

Abstract

【課題】エンジン水温検出手段の状態判定装置において、エンジンの作動により上昇した水温センサの値が、エンジンが停止された後一定時間経過した場合に、外気温度（車両周囲温度）に近い温度まで下がっているかどうかを判定することが可能とし、エンジン水温検出手段の誤判定のおそれをなくし、コストを低廉にすることにある。
【解決手段】制御手段（２）は、設定時間経過時状態記憶手段（５２）に記憶されているエンジン水温の値と吸気温度の値との差が異常判定値未満である場合に判定手段（４８）によりエンジン水温検出手段（１８）が正常であると判定する。
【選択図】図１

Description

この発明は、エンジン水温検出手段の状態判定装置に係り、特に車両のエンジン水温検出手段の診断検出を行うエンジン水温検出手段の状態判定装置に関する。

車両のエンジンには、エンジンの冷却水温度であるエンジン水温を検出するエンジン水温検出手段を設けている。
そして、エンジン水温検出手段は、燃料制御システムにとって必要な温度に到達するか（上昇側）、また、上昇側の変化量が正常であるかついて法規要件に基づいて診断されている。
また、エンジン水温検出手段においては、ある一定のソーク時間後に正常な値に戻っているか（下降側）を検出するように、ＯＢＤ規制等で要望されている。

特開２００３−２９３８４２号公報特開昭６３−２４３４３７号公報特開２００６−１２５３０６号公報特開２００６−７０７８２号公報

特許文献１に係る水温センサの故障判定装置は、エンジン運転状態が冷却水温度に影響を与え得る運転状態を条件にタイマによる経過時間の計測（計時）が行われ、水温センサの検出値が所定期間を経過した後に設定水温範囲の領域にあるか否かを判定することで、水温センサの故障判定を行うものである。
特許文献２に係る内燃エンジン空燃比制御装置の冷却水温センサの異常判別方法は、エンジンの吸気温度が所定温度以上の高吸気温度状態以外であることを検出し、この高吸気温度状態以外の時に水温センサの出力レベルが上限値及び下限値の範囲以外であることを検出したときには、水温センサが異常であることを判別するものである。
特許文献３に係る水温センサの異常診断装置は、内燃機関の始動開始後、水温センサの検出値が始動開始時の値よりも低い値になることに基づいて、水温センサに異常が生じている旨を判断するものである。
特許文献４に係る冷却装置の故障判定装置は、水温センサの検出温度が所定温度範囲内にある際の検出温度の変化態様に基づいて、冷却装置の故障判定を行うものである。

ところで、従来、制御手段はソークタイマ計測機能を持っており、水温センサの値と吸気温（外気温度）センサの値との差をある一定のソーク時間後に診断すれば良いことが一般的であるが、実際には、極寒冷地でエンジン本体を直接暖めるためのエンジンブロックヒータの有無や外気温度の急変時には、その温度差にばらつきが生じてエンジン水温検出手段の誤判定を引き起こす可能性があり、また、エンジンブロックヒータでの検出のため、コストアップになるという不都合があった。

そこで、この発明の目的は、エンジン水温検出手段の誤判定のおそれをなくし、コストを低廉とするエンジン水温検出手段の状態判定装置を提供することにある。

この発明は、エンジンの冷却水温度であるエンジン水温を検出するエンジン水温検出手段を設け、このエンジン水温検出手段が正常に作動しているかどうかを判定する判定手段を備えた制御手段を設けたエンジン水温検出手段の状態判定装置において、エンジンに吸入される吸入空気の吸気温度を検出する吸気温検出手段を設け、前記制御手段は、エンジンスイッチのオフ時から所定時間経過後に電源供給が停止されたどうかを検出する電源供給停止状態検出手段と、この電源供給停止状態検出手段により電源供給が停止された時における前記エンジン水温検出手段により検出されたエンジン水温と前記吸入空気温検出手段により検出された吸気温度とを記憶する電源供給停止時状態記憶手段と、電源供給が停止されてから前記エンジン水温検出手段により検出されたエンジン水温の値が外気温度と同等の値にまで低下するのに必要な時間を予め設定する時間設定手段と、この時間設定手段により設定された時間だけ経過したと判定された時における前記エンジン水温検出手段により検出されたエンジン水温と前記吸入空気温検出手段により検出された吸気温度とを記憶する設定時間経過時状態記憶手段とを備え、この設定時間経過時状態記憶手段に記憶されているエンジン水温の値と吸気温度の値との差が異常判定値未満である場合に前記判定手段により前記エンジン水温検出手段が正常であると判定することを特徴とする。

この発明のエンジン水温検出手段の状態判定装置は、エンジン水温検出手段の誤判定のおそれをなくし、コストを低廉にできる。

図１はエンジン水温検出手段の状態判定のフローチャートである。（実施例）図２は一例を示す外気温度−３０℃時のエンジン水温−吸気温度の推移グラフ図である。（実施例）図３はイグニションスイッチのオン後のタイムチャートである。（実施例）図４はエンジン水温検出手段の状態判定装置のシステム構成図である。（実施例）

この発明は、エンジン水温検出手段の誤判定のおそれをなくし、コストを低廉とする目的を、エンジンの作動により上昇したエンジン水温検出手段の値が、エンジンが停止された後一定時間経過した場合に、外気温度（車両周囲温度）に近い温度まで下がっているかどうかを判定して実現するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。

図１〜図４は、この発明の実施例を示すものである。
図４において、１は車両に搭載されるエンジンに付設したエンジン水温検出手段の状態判定装置である。
このエンジン水温検出手段の状態判定装置１は、車両のエンジンの制御手段（ＥＣＭ）２と、この制御手段２の入力側に連絡する入力装置３と、この制御手段２の出力側に連絡する出力装置４とを備える。

入力装置３としては、スタータ信号を出力するエンジンスイッチ５と、イグニションスイッチ状態信号を出力するイグニションスイッチ（ＩＧ・ＳＷ）６と、エンジン回転数を検出可能なクランク角センサ７と、カム角センサ８と、プレッシャーセンサ９と、ノックセンサ１０と、空燃比（Ａ／Ｆ）センサ１１と、酸素濃度（Ｏ_２）センサ１２と、エアフローメータ１３と、エンジンに吸入される吸入空気の吸気温度（外気温度：車両周囲温度）を検出する吸気温検出手段である吸気温センサ１４と、ジェネレータフィールドモニタ信号を出力するジェネレータフィールドモニタ１５と、アクセルセンサ１６と、スロットルセンサ１７と、エンジンの冷却水温度としてのエンジン水温を検出するエンジン水温検出手段である水温センサ１８と、ストップランプスイッチ１９と、フューエルレベルゲージ２０と、パワーステアリングプレッシャスイッチ２１と、ダイアグスイッチ２２とが設けられている。

出力装置４としては、燃料を噴射するインジェクタ２３と、イグニションコイル２４と、空燃比（Ａ／Ｆ）センサヒータ２５と、ジェネレータ２６と、インテークコントロールバルブ２７と、フューエルポンプリレー２８と、酸素濃度（Ｏ_２）センサヒータ２９と、キャニスタパージバルブ３０と、ＥＧＲバルブ３１と、メインリレー３２とが設けられている。

制御手段２は、大気圧検知部３３と、燃料噴射制御部３４と、点火時期制御部３５と、空燃比センサヒータ制御部３６と、ジェネレータ発電制御部３７と、インテークコントロールバルブ制御部３８と、フューエルポンプリレー制御部３９と、酸素濃度（Ｏ_２）センサヒータ制御部４０と、キャニスタパージバルブ制御部４１と、ＥＧＲ制御部４２と、フェイルセーフ制御部４３と、セルフダイアグノーシス機能部４４と、セルフシャットオフ機能部４５と、バッテリ逆接保護機能部４６とを備えている。

また、この制御手段２は、ソークタイマ４７を備えたソークタイマ計測機能付（サブマイコン付）のものであり、そして、水温センサ１８が正常に作動しているかどうかを判定する判定手段４８と、エンジンスイッチ５のオフ時から所定時間経過後に電源供給が停止されたどうかを検出する電源供給停止状態検出手段４９と、この電源供給停止状態検出手段４９により電源供給が停止された時における水温センサ１８により検出されたエンジン水温と吸気温センサ１４により検出された吸気温度とを記憶する電源供給停止時状態記憶手段５０と、電源供給が停止されてから水温センサ１８により検出されたエンジン水温の値が外気温度と同等の値にまで低下するのに必要な時間を予め設定する時間設定手段５１と、この時間設定手段５１により設定された時間だけ経過したと判定された時における水温センサ１８により検出されたエンジン水温と吸気温センサ１４により検出された吸気温度とを記憶する設定時間経過時状態記憶手段５２とを備えている。
そして、制御手段２は、設定時間経過時状態記憶手段５２に記憶されているエンジン水温の値と吸気温度の値との差（図１の「Δ２＝Ｅ２−Ｉ２」で示す）が異常判定値未満である場合に判定手段４８により水温センサ１８が正常であると判定する。

また、この制御手段２は、電源供給が停止されてから次にエンジンスイッチ５がオンされた時における水温センサ１８により検出されたエンジン水温と吸気温センサ１４により検出された吸気温度とを記憶するエンジンオン時状態記憶手段５３を備えている。
そして、制御手段２は、設定時間経過時状態記憶手段５２に記憶されているエンジン水温の値（図１の「Ｅ２」で示す）と吸気温度の値（図１の「Ｉ２」で示す）との差を第１の算出値（図１の「Δ２」で示す）とし、エンジンオン時状態記憶手段５３に記憶されているエンジン水温の値（図１の「Ｅ３」で示す）と吸気温度の値（図１の「Ｉ３」で示す）との差を第２の算出値（図１の「Δ３」で示す）とし、少なくとも前記第２の算出値（Δ３）と前記第１の算出値（Δ２）との差（Δ３−Δ２）が判定値（図１の「判定値１」で示す）未満である場合に水温センサ１８の状態判定を行わないものである。

次に、エンジン水温検出手段である水温センサ１８の状態判定を、図１のフローチャートに基づいて説明する。
図１に示すように、制御手段２のプログラムがスタートし（ステップＡ０１）、セルフシャットオフ時、つまり、電源供給が停止された時（エンジンオフ時）に、ソークタイマ４７を起動し、そして、セルフシャットオフ時の水温センサ１８の値（Ｅ０）と吸気温センサ１４の値（Ｉ０）とを記憶させる（ステップＡ０２）。
そして、ある一定時間（Ｔ１）経過後に、水温センサ１８の値（Ｅ１）と吸気温センサ１４の値（Ｉ１）とを記憶させたか否かを判断する（ステップＡ０３）。このステップＡ０３がＮＯの場合には、前記ステップＡ０２に戻す。
ここで、上記のある一定時間（Ｔ１）とは、次のように定義付ける。
一定時間（Ｔ１）は、外気温度が２５℃時且つ無風状態にて、完全暖機運転状態（例えば９５℃）からシャットオフし、その後、サーモスタッドの開弁温度（例えば８２℃）をモデル化し、算出された経過時間である。
このステップＡ０３がＹＥＳの場合には、ある一定時間（Ｔ２）後に、水温センサ１８の値（Ｅ２）と吸気温センサ１４の値（Ｉ２）とを記憶させ、そして、その記憶後に、制御手段２の負荷を軽減させるために、ソークタイマ４７をオフにしたか否かを判断する（ステップＡ０４）。このステップＡ０４がＮＯの場合には、前記ステップＡ０２に戻す。
ここで、上記のある一定時間（Ｔ２）とは、次のように定義付ける。
一定時間（Ｔ２）は、電源供給が停止されてから水温センサ１８により検出されたエンジン水温の値が外気温度と同等の値にまで低下するのに必要な時間、つまり、外気温度と略同等となるのに必要なソーク時間であり、予め設定された常時一定値の時間ある。
このステップＡ０４がＹＥＳの場合には、次回のイグニッションスイッチ６をオンにした時（エンジンオン時）の水温センサ１８の値（Ｅ３）と吸気温センサ１４の値（Ｉ３）とを読み取って認識し（ステップＡ０４）、そして、その時に、上記の水温センサ１８の各値と上記の吸気温センサ１４の各値との偏差から、外気温度の急変若しくはブロックヒータの有無を認識する（ステップＡ０６）。
すなわち、このステップＡ０６においては、Δ０＝Ｅ０−Ｉ０、Δ１＝Ｅ１−Ｉ１、Δ２（第１の算出値）＝Ｅ２−Ｉ２、Δ３（第２の算出値）＝Ｅ３−Ｉ３とし、そして、Δ３−Δ２＞判定値１、且つΔ２−Δ１＞判定値２、且つΔ１−Δ０＞判定値３、且つΔ３−Δ１＞判定値４、かどうかを判断する。
このステップＡ０６において、少なくとも第２の算出値（Δ３）と第１の算出値（Δ２）との差（Δ３−Δ２）が判定値（判定値１）未満（Δ３−Δ２＜判定値１））であり、ＮＯの場合には、つまり、外気温度が急変及びブロックヒータ有りと判断した場合には、、水温センサ１８の状態判定を行わないで、前記ステップＡ０２に戻す。
一方、このステップＡ０６がＹＥＳで、外気温度の急変が無く及びブロックヒータ無しと判断した場合には、水温センサ１８の値（Ｅ２）と吸気温センサ１４の値（Ｉ２）との偏差（｜Δ２＝Ｅ２−Ｉ２｜）を異常判定値と比較し、つまり、異常判定値＞｜Δ２＝Ｅ２−Ｉ２｜か否かを判断し（ステップＡ０７）、このステップＡ０７がＮＯの場合には、水温センサ１８が異常と診断する（ステップＡ０８）。
このステップＡ０７がＹＥＳの場合には、水温センサ１８が正常とする（ステップＡ０９）。
そして、前記ステップＡ０８の処理後、又は前記ステップＡ０９の処理後は、プログラムをエンドとする（ステップＡ１０）。

この実施例においては、図２の一例で示すように、外気温度−３０℃時のエンジン水温−吸気温度の推移グラフにおいて、エンジン本体を暖めるためのブロックヒータの有り・無し（通常時）とで、ソーク時間に対するエンジン水温（Ｅ）と吸気温度（Ｉ）との差（Δ）について説明すると、セルフシャットオフ時には、ブロックヒータ無しの場合が４７℃程度で、ブロックヒータ有りの場合が４５℃程度であり、そして、セルフシャットオフ時からある一定時間Ｔ１経過後（モデル化により設定）として、ソーク時間が２時間目の時では、ブロックヒータ無しの場合が１９℃程度で、ブロックヒータ有りの場合が２８℃程度であり、また、その一定時間Ｔ１から３時間経過したある設定時間Ｔ２経過後（常時一定時間）として、ソーク時間が５時間目の時では、ブロックヒータ無しの場合が４℃程度で、ブロックヒータ有りの場合が１８℃程度であり、さらに、その時間Ｔ２から２時間経過してソーク時間が７時間目の時では、ブロックヒータ無しの場合が３℃程度で、ブロックヒータ有りの場合が１６℃程度である。

次いで、イグニションスイッチ６がオンになった後については、図３のタイムチャートに基づいて説明する。
図３に示すように、イグニションスイッチ６がオンになると（時間ｔ１）、エンジン回転数が上昇し始め、エンジン水温が急上昇するが、吸気温度が少し上昇したままである。
そして、イグニションスイッチ６がオフになり（時間ｔ２）、そして、その直後にエンジン回転数が零となり、ソーク時間帯（一定時間）が始まる（時間ｔ３）。
その後、このソーク時間帯において、エンジン水温が高側のままでは異常あり、一方、エンジン水温が低側に変化する場合には正常である。そして、ソーク時間帯が終わる時間（ｔ４）で、エンジン水温と吸気温度との差が縮まらない場合には、水温センサ１８が異常と判断し、一方、エンジン水温と吸気温度との差が所定に縮まった場合には、水温センサ１８が正常と判断する。

以上、この発明の実施例について説明してきたが、上述の構成を請求項毎に当てはめて説明する。
先ず、請求項１に係る発明では、制御手段２は、水温センサ１８が正常に作動しているかどうかを判定する判定手段４８と、エンジンスイッチ５のオフから所定時間経過後に電源供給が停止されたどうかを検出する電源供給停止状態検出手段４９と、この電源供給停止状態検出手段４９により電源供給が停止された時における水温センサ１８により検出されたエンジン水温と吸気温センサ１４により検出された吸気温度とを記憶する電源供給停止時状態記憶手段５０と、電源供給が停止されてから水温センサ１８により検出されたエンジン水温の値が外気温度と同等の値にまで低下するのに必要な時間を予め設定する時間設定手段５１と、この時間設定手段５１により設定された時間だけ経過したと判定された時における水温センサ１８により検出されたエンジン水温と吸気温センサ１４により検出された吸気温度とを記憶する設定時間経過時状態記憶手段５２とを備え、この設定時間経過時状態記憶手段５２に記憶されているエンジン水温の値と吸気温度の値との差が異常判定値未満である場合に判定手段４８により水温センサ１８が正常であると判定する。
これにより、エンジンの作動により上昇した水温センサ１８の値が、エンジンが停止された後一定時間経過した場合に、外気温度（車両周囲温度）に近い温度まで下がっているかどうかを判定することが可能とし、この結果、水温センサ１８の誤判定のおそれをなくし、また、エンジンブロツクヒータを不要としてコストを低廉にできる。
また、請求項２に係る発明では、制御手段２は、電源供給が停止されてから次にエンジンスイッチ５がオンされた時における水温センサ１８により検出されたエンジン水温と吸気温センサ１４により検出された吸気温度とを記憶するエンジンオン時状態記憶手段５３を備え、設定時間経過時状態記憶手段５２に記憶されているエンジン水温の値と吸気温度の値との差を第１の算出値とし、エンジンオン時状態記憶手段５３に記憶されているエンジン水温の値と吸気温度の値との差を第２の算出値とし、少なくとも前記第２の算出値と前記第１の算出値との差が判定値未満である場合に水温センサ１８の状態判定を行わない。
これにより、エンジンブロックヒータを使用された場合のように、正確なエンジン水温の診断が不可能な場合を除くことができ、この結果、精度の高い水温センサ１８の診断が可能となる。

この発明に係るエンジン水温検出手段の状態判定装置を、各種温度を検出する他の装置にも適用可能である。

１エンジン水温検出手段の状態判定装置
２制御手段（ＥＣＭ）
５エンジンスイッチ
６イグニションスイッチ
１４吸気温センサ（吸気温検出手段）
１８水温センサ（エンジン水温検出手段）
４７ソークタイマ
４８判定手段
４９電源供給停止状態検出手段
５０電源供給停止時状態記憶手段
５１時間設定手段
５２設定時間経過時状態記憶手段
５３エンジンオン時状態記憶手段

Claims

エンジンの冷却水温度であるエンジン水温を検出するエンジン水温検出手段を設け、
このエンジン水温検出手段が正常に作動しているかどうかを判定する判定手段を備えた制御手段を設けたエンジン水温検出手段の状態判定装置において、
エンジンに吸入される吸入空気の吸気温度を検出する吸気温検出手段を設け、
前記制御手段は、
エンジンスイッチのオフ時から所定時間経過後に電源供給が停止されたどうかを検出する電源供給停止状態検出手段と、
この電源供給停止状態検出手段により電源供給が停止された時における前記エンジン水温検出手段により検出されたエンジン水温と前記吸入空気温検出手段により検出された吸気温度とを記憶する電源供給停止時状態記憶手段と、
電源供給が停止されてから前記エンジン水温検出手段により検出されたエンジン水温の値が外気温度と同等の値にまで低下するのに必要な時間を予め設定する時間設定手段と、
この時間設定手段により設定された時間だけ経過したと判定された時における前記エンジン水温検出手段により検出されたエンジン水温と前記吸入空気温検出手段により検出された吸気温度とを記憶する設定時間経過時状態記憶手段とを備え、
この設定時間経過時状態記憶手段に記憶されているエンジン水温の値と吸気温度の値との差が異常判定値未満である場合に前記判定手段により前記エンジン水温検出手段が正常であると判定することを特徴とするエンジン水温検出手段の状態判定装置。
前記制御手段は、
電源供給が停止されてから次に前記エンジンスイッチがオンされた時における前記エンジン水温検出手段により検出されたエンジン水温と前記吸入空気温検出手段により検出された吸気温度とを記憶するエンジンオン時状態記憶手段を備え、
前記設定時間経過時状態記憶手段に記憶されているエンジン水温の値と吸気温度の値との差を第１の算出値とし、
前記エンジンオン時状態記憶手段に記憶されているエンジン水温の値と吸気温度の値との差を第２の算出値とし、
少なくとも前記第２の算出値と前記第１の算出値との差が判定値未満である場合に前記エンジン水温検出手段の状態判定を行わないことを特徴とする請求項１に記載のエンジン水温検出手段の状態判定装置。