JP2013194643A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電制サーモスタットの異常を検知する。
【解決手段】エンジン冷却系の冷却水温度が所定温度Ｔ_startに達した場合に電制サーモスタットの異常を検知するための処理を開始する（Ｓ１）。次に、電動ファンと電制サーモスタットとの動作状態を、初期モード、第１モード、第２モード及び第３モードの特定の動作モードに順次切り替えていき、冷却水温度が動作モードの切り替え以外の要因では変化しない定常状態を維持しつつ、各動作モードにおいて冷却水温度を取得する（Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６及びＳ８）。各動作モードにおいて定常状態の逸脱により冷却水温度を取得できなかった場合には処理を最初からやり直す（Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７及びＳ９）。そして、第１〜３モードでの冷却水温度がこれら各動作モードの１つ前の動作モードで取得した冷却水温度と比較した場合にどの程度変化したかを示す変化量に基づいて、電制サーモスタットの異常を検知する（Ｓ１０）。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンを冷却する技術に関する。

エンジンを冷却する技術として、特開２００４−３５３６０２号公報（特許文献１）に記載されるように、電子制御式のサーモスタット（以下、「電制サーモスタット」という）により、ラジエータをバイパスする通路の開度を制御する技術が提案されている。

特開２００４−３５３６０２号公報

しかし、電制サーモスタットには、種々の要因により、例えば、弁が常時全開となる異常（以下、「開固着」という）ないしは弁が常時全閉となる異常（以下、「閉固着」という）が発生することがある。

電制サーモスタットに開固着が発生すると、エンジンが低温状態であっても、冷却水がラジエータに流れて冷却されるため、エンジンが過冷却されるおそれがある。また、電制サーモスタットに閉固着が発生すると、エンジンが高温状態であっても、冷却水がラジエータへ流れず冷却されないため、オーバーヒートを起こすおそれがある。

そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、電制サーモスタットの異常を検知可能なエンジンの制御装置を提供することを目的とする。

このため、本発明に係るエンジンの制御装置は、エンジンを冷却した冷却水のラジエータへの流路を開閉する電子制御式のサーモスタットと、ラジエータに対して送風を行う電動ファンと、を制御し、電子制御式のサーモスタットが異常であるか否かを判定する。

本発明のエンジンの制御装置によれば、電制サーモスタットの異常を検知することができる。

エンジンを冷却する冷却システムの一例を示す概略構成図である。 電制サーモスタットの異常検知処理の概要を示すフローチャートである。 各動作モードによる冷却水温度の変化量を模式的に示した説明図である。 初期冷却水温度を取得するための処理を示すフローチャートである。 第１冷却水温度を取得するための処理を示すフローチャートである。 第２冷却水温度を取得するための処理を示すフローチャートである。 第３冷却水温度を取得するための処理を示すフローチャートである。 電制サーモスタットの機能診断処理を示すフローチャートである。 異常時の処理を示すフローチャートである。

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１は、エンジンを冷却する冷却システムの一例を示す。
エンジン１０のシリンダブロック、シリンダヘッドなどを冷却した冷媒としての冷却水は、第１の冷却水通路１２を介して、電動式のラジエータファン（以下、「電動ファン」という）１４が併設されたラジエータ１６に導かれる。ラジエータ１６に導かれた冷却水は、フィンが取り付けられたラジエータコアを通過するときに外気と熱交換をし、その温度が低下する。そして、ラジエータ１６を通過することで温度が低下した冷却水は、第２の冷却水通路１８を介してエンジン１０へと戻される。

また、エンジン１０から排出された冷却水がラジエータ１６をバイパスするように、第１の冷却水通路１２と第２の冷却水通路１８とは、バイパス通路２０を介して連通接続されている。バイパス通路２０の下流端と第２の冷却水通路１８との接合箇所には、バイパス通路２０の通路面積を全開から全閉までの間で多段階又は連続的に開閉する電制サーモスタット２２が配設されている。電制サーモスタット２２は、例えば、駆動回路を介してＰＷＭ信号のデューティ比に応じて駆動される内蔵ヒータにより、同じく内蔵されたワックスが熱膨張することを利用して弁を開閉する開閉弁として構成することができる。従って、電制サーモスタット２２をデューティ比により制御することで、ラジエータ１６を通過する冷却水の割合を変化させることができる。なお、電制サーモスタット２２は、バイパス通路２０の上流端と第１の冷却水通路１２との接合箇所に配設されていてもよい。

第２の冷却水通路１８の下流端、及び、その電制サーモスタット２２の下流である中間部には、エンジン１０とラジエータ１６との間で冷却水を強制的に循環させる、機械式ウォータポンプ２４及び電動ウォータポンプ２６が夫々配設されている。機械式ウォータポンプ２４は、エンジン１０の冷却水入口を塞ぐように取り付けられており、例えば、エンジン１０のカムシャフトによって駆動される。電動ウォータポンプ２６は、アイドルストップ機能によりエンジン１０が停止した場合にも冷却性能を発揮あるいは暖房機能を維持できるようにすべく、例えば、エンジン１０とは異なる駆動源としてのブラシレスモータによって駆動される。

電動ファン１４、電制サーモスタット２２及び電動ウォータポンプ２６の駆動を制御する制御系として、エンジン１０から排出される冷却水の温度（冷却水温度）を検出する冷却水温度検出手段としての水温センサ２８、車速を検出する車速センサ３０、外気温を検出する温度センサ３２、エンジン回転速度を検出する回転速度センサ３４、エンジン負荷を検出する負荷センサ３６が取り付けられている。ここで、エンジン負荷としては、例えば、吸気流量、吸気負圧、過給圧力、燃料噴射量、アクセル開度、スロットル開度など、エンジントルクと密接に関連する状態量が適用できる。そして、水温センサ２８、車速センサ３０、温度センサ３２、回転速度センサ３４及び負荷センサ３６の出力信号は、コンピュータを内蔵したエンジンコントロールユニット３８に入力され、そのＲＯＭ（Read Only Memory）などに記憶された制御プログラムに従って、電動ファン１４、電制サーモスタット２２及び電動ウォータポンプ２６が制御される。なお、冷却水温度、車速、外気温、エンジン回転速度及びエンジン負荷の少なくとも１つは、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）を介して接続された他のコントロールユニットから読み込むようにしてもよい。

ここで、エンジンコントロールユニット３８は、電動ファン１４と電制サーモスタット２２との動作状態を変更する制御を行い、そのときに冷却水に生じる温度変化に基づいて電制サーモスタット２２の異常を検知する異常検知機能を備えている。電制サーモスタット２２の異常とは、具体的には、電制サーモスタット２２の開固着、閉固着、及び、弁が全開又は全閉のいずれでもない状態で固着する中間固着である。

なお、電動ファン１４、電制サーモスタット２２及び電動ウォータポンプ２６の駆動制御や、電制サーモスタット２２の異常検知機能は、エンジンコントロールユニット３８に限らず、専用のコントロールユニット、他のコントロールユニットにより実現されるようにしてもよい。

図２は、イグニッションスイッチがＯＮになったことを契機として、エンジンコントロールユニット３８において繰り返し実行する異常検知処理の概要を例示する。
ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様。）では、冷却水温度が所定温度Ｔ_start以上であるか否かを判定する。ここで、所定温度Ｔ_startは、電制サーモスタット２２による冷却水の制御範囲の下限値に対して、電動ファン１４の送風による冷却水温度の低下分を加えた温度である。電制サーモスタット２２が、例えば、冷却水温度が約８０℃〜約１１５℃の範囲にあるときに制御可能である場合、電動ファン１４による温度低下分を考慮して、所定温度Ｔ_startを、例えば８５℃に設定する。

冷却水温度が所定温度Ｔ_start以上と判定された場合には、電制サーモスタット２２の制御が可能であるので、異常検知処理を開始すべく、ステップ２へ進む（Ｙｅｓ）。一方、冷却水温度が所定温度Ｔ_start未満と判定された場合には、電制サーモスタット２２の制御が不可能であるので、異常検知処理を終了する（Ｎｏ）。

ステップ２、ステップ４、ステップ６及びステップ８では、夫々、図３に示すように、電動ファン１４及び電制サーモスタット２２の動作状態を、初期の動作モード（初期モード）、第１の動作モード（第１モード）、第２の動作モード（第２モード）及び第３の動作モード（第３モード）に設定して、各モードにおける冷却水温度、すなわち、初期冷却水温度ＴＷＮ０、第１冷却水温度ＴＷＮ１、第２冷却水温度ＴＷＮ２及び第３冷却水温度ＴＷＮ３を取得する。なお、ステップ２、ステップ４、ステップ６及びステップ８における冷却水温度の取得処理の詳細については後述する。

ステップ３、ステップ５、ステップ７及びステップ９では、夫々の直前のステップにおいて、各動作モードにおける冷却水温度の取得ができたか否か、すなわち、冷却水温度の取得フラグが１であるか否かを判定する。冷却水温度の取得フラグが１であると判定された場合、ステップ３、ステップ５及びステップ７については次の動作モードへ移行すべく、夫々、ステップ４、ステップ６及びステップ８へ進み、ステップ９については電制サーモスタット２２の機能診断を行うべくステップ１０へ進む（Ｙｅｓ）。要するに、各動作モードで冷却水温を取得できた場合には、初期モードから第３モードまで動作モードを順次切り替えていき、最終的に電制サーモスタット２２の機能診断を行うことになる。一方、冷却水温度の取得フラグが１でないと判定された場合には、異常検知処理を終了する（Ｎｏ）。

ステップ１０では、ステップ４、ステップ６及びステップ８で取得した第１モード〜第３モードでの冷却水温度がこれら各動作モードの１つ前の動作モードで取得した冷却水温度と比較してどの程度変化したかを示す変化量（あるいは、この変化量を、変化量を定める２つの冷却水温度の取得間隔で除算した変化率）に基づいて、電制サーモスタット２２の機能を診断する。なお、本ステップにおける機能診断の詳細については後述する。

次に、図４は、図２のステップ２で実行される、初期モードにおける初期冷却水温度ＴＷＮ０を取得する初期冷却水温度取得処理の詳細を示す。
ステップ２１では、前回の異常検知処理において取得した初期冷却水温度ＴＷＮ０を用いないように初期冷却水温度ＴＷＮ０の取得フラグを０にする。

ステップ２２では、定常状態であるか否かを判定する。定常状態とは、例えば、車速、外気温、エンジン回転速度及びエンジン負荷など、動作モードの切り替え以外に冷却水温度を変化させ得る種々の要因についての検出値が、初期冷却水温度取得処理を開始してから殆ど変化しない状態、換言すれば、前記種々の要因についての検出値が、冷却水に対して、異常検知処理において誤検知が発生しない程度の温度変化しか与えない範囲内にある状態をいう。

ここで、初期冷却水温度取得処理、及び後続の第１〜第３冷却水温度取得処理において、定常状態であるか否かを判定する意義について説明する。
前述のように、本異常検知処理では、電動ファン１４と電制サーモスタット２２との動作状態を順次所定の動作モードに切り替えていくことにより、第１モード〜第３モードでの各冷却水温度がこれら各動作モードの１つ前の動作モードで取得した冷却水温度と比較してどの程度変化したかを示す変化量に基づいて、電制サーモスタット２２の異常を検知する。

ところで、車速の変動はラジエータ１６からの放熱量に影響を与え、外気温の変動は冷却水温度そのものを変化させ、エンジン回転速度の変動は機械式ウォータポンプ２４の回転速度を変化させて冷却水の流量に影響を与えることによりエンジン冷却系における受熱と放熱のバランスを不安定にし、エンジン負荷の変動はエンジン１０の発熱量に影響を与える。このため、車速、外気温、エンジン回転速度、エンジン負荷などの変動が発生すると、各冷却水温度処理において取得される冷却水温度がばらついてしまう。

従って、電制サーモスタット２２の異常検知を正確に行うためには、各動作モードにおける冷却水温度を全て取得するまで、電動ファン１４と電制サーモスタット２２との動作モードの切り替え以外に冷却水温度を変化させる種々の要因、すなわち、車速、外気温、エンジン回転速度及びエンジン負荷などの変動を排除して、取得される冷却水温度のばらつきを抑制する必要がある。

なお、定常状態を維持するという点で異常検知処理の実施に適した車両運転状態は、車両停止中におけるエンジン１０のアイドリング状態であるが、これに限定されず、車速やエンジン運転状態などが略一定であれば車両の走行中であってもよい。

そして、ステップ２２において、定常状態であると判定された場合には、ステップ２３へと進む（Ｙｅｓ）。一方、定常状態ではないと判定された場合には、取得される冷却水温度にばらつきが生じるおそれがあるので、異常検知処理を最初からやり直すべく、初期冷却水温度ＴＷＮ０の取得フラグを０のまま保持して初期冷却水温度取得処理を終了する（Ｎｏ）。

ステップ２３では、電動ファン１４と電制サーモスタット２２との動作状態を初期モードに設定する。初期モードでは、電動ファン１４の駆動状態をＯＦＦとし、電制サーモスタット２２の制御量であるデューティ（ＤＵＴＹ）比を０％とする。従って、電制サーモスタット２２が正常である場合には閉弁した状態であるので、冷却水は、ラジエータ１６を通過せずバイパス通路２０を通過する。これは、電制サーモスタット２２が閉固着を生じている場合における冷却水の流路と同じである。一方、電制サーモスタット２２が開固着を生じている場合には、冷却水は、バイパス通路２０を通過せずラジエータ１６を通過するので、図３に示すよう、冷却水温度は、電制サーモスタット２２が正常である場合の冷却水温度、又は電制サーモスタット２２が閉固着を生じている場合の冷却水温度と比較すると低くなる。

ステップ２４では、エンジンコントロールユニット３８などに内蔵された計時手段としてのタイマーにより、電動ファン１４と電制サーモスタット２２との動作状態を最初に初期モードに設定してから経過した経過時間ｔが所定時間ｔ₀に達したか否かを判定する。ここで、所定時間ｔ₀は、電動ファン１４及び電制サーモスタット２２の応答性などを考慮して、定常状態が維持された初期モードにおいて冷却水温度が安定する（平衡状態になる）のに必要と推定される時間である。なお、所定時間ｔ₀は、初期冷却水温度取得処理を開始したときの冷却水温度と、ステップ２２で定常状態であるか否かを最初に判定したときの判定対象（例えば、車速、外気温、エンジン回転速度、エンジン負荷など）についての初期検出値（以下、「定常判定初期検出値」という）と、の少なくとも一方に応じて変化する既定値として設定されてもよい。

そして、ステップ２４において、経過時間ｔが所定時間ｔ₀に達していると判定された場合には、ステップ２５へ進む（Ｙｅｓ）。一方、経過時間ｔが所定時間ｔ₀に達していないと判定された場合には、冷却水温度が平衡状態になっていないと推定されるので、初期モードによる動作状態を継続すべくステップ２２へ戻る（Ｎｏ）。

ステップ２５では、初期冷却水温度ＴＷＮ０を取得する（図３の（ａ）のタイミング）。
ステップ２６では、初期冷却水温度ＴＷＮ０の取得フラグを１にする。

次に、図５は、図２のステップ４で実行される、第１モードにおける第１冷却水温度ＴＷＮ１を取得する第１冷却水温度取得処理の詳細を示す。
ステップ４１では、第１冷却水温度ＴＷＮ１の取得フラグを０にする。

ステップ４２では、定常状態であるか否かを判定する。定常状態であると判定された場合には、ステップ４３へと進む（Ｙｅｓ）。一方、定常状態ではないと判定された場合には、動作モードの変更以外に冷却水温度を変化させる要因が存在し、取得される冷却水温度がばらついて正確な異常検知を行えないおそれがあるため、第１冷却水温度取得フラグを０のまま保持して第１冷却水温度取得処理を終了する（Ｎｏ）。

ステップ４３では、電動ファン１４と電制サーモスタット２２との動作状態を第１モードに設定する。第１モードでは、電動ファン１４の駆動状態をＯＦＦのまま維持し、電制サーモスタット２２の制御量であるデューティ（ＤＵＴＹ）比を１００％に変更する。

第１モードに設定されたことにより、電制サーモスタット２２が正常である場合には開弁した状態となるので、冷却水は、バイパス通路２０を通過せずラジエータ１６を通過する。これは、電制サーモスタット２２が開固着を生じている場合における冷却水の流路と同じである。しかし、図３に示すように、電制サーモスタット２２が正常である場合は、初期モードと比較してラジエータ１６への流量が増大することにより冷却水温度が低下するのに対し、開固着である場合は、冷却水が、動作モードの切り替え前後を通じてラジエータ１６を通過しているため、冷却水温度は殆ど変化しない。また、閉固着である場合は、冷却水が、動作モードの切り替え前後を通じてバイパス通路２０を通過しているので、冷却水温度は殆ど変化しない。なお、電制サーモスタット２２が正常である場合、初期モードから第１モードに切り替えたときに冷却水温度が直ちに低下しないのは、電制サーモスタット２２の応答性が低いことによるものである。

ステップ４４では、エンジンコントロールユニット３８などに内蔵された計時手段としてのタイマーにより、電動ファン１４と電制サーモスタット２２との動作状態を最初に第１モードに設定してから経過した経過時間ｔが所定時間ｔ₁に達したか否かを判定する。ここで、所定時間ｔ₁は、電動ファン１４及び電制サーモスタット２２の応答性などを考慮して、電制サーモスタット２２が正常である場合と異常である場合とで冷却水温度の変化に有意差が生じると推定される時間である。なお、所定時間ｔ₁は、初期冷却水温度ＴＷＮ０と定常判定初期検出値との少なくとも一方に応じて変化する既定値として設定されてもよい。

そして、ステップ４４において、経過時間ｔが所定時間ｔ₁に達していると判定された場合には、ステップ４５へ進む（Ｙｅｓ）。一方、経過時間ｔが所定時間ｔ₁に達していないと判定された場合には、電制サーモスタット２２が正常である場合と異常である場合とで冷却水温度の変化に有意差が生じていないと推定されるので、第１モードを継続すべくステップ４２へ戻る（Ｎｏ）。

ステップ４５では、第１冷却水温度ＴＷＮ１を取得する（図３の（ｂ）のタイミング）。
ステップ４６では、第１冷却水温度ＴＷＮ１の取得フラグを１にする。

次に、図６及び図７は、夫々、図２のステップ６で実行される、第２モードにおける第２冷却水温度ＴＷＮ２を取得する第２冷却水温度取得処理と、図２のステップ８で実行される、第３モードにおける第３冷却水温度ＴＷＮ３を取得する第３冷却水温度取得処理と、の２つの冷却水温度取得処理の詳細を示す。なお、第２冷却水温度取得処理及び第３冷却水温度取得処理は、夫々、第１冷却水温度取得処理（図５参照）と同様の内容であるので、第１冷却水温度取得処理と共通する点については説明を省略又は簡潔にする。

図６において、ステップ６３では、電動ファン１４と電制サーモスタット２２との動作状態を第２モードに設定する。第２モードでは、電動ファン１４の駆動状態をＯＮに変更し、電制サーモスタット２２の制御量であるデューティ（ＤＵＴＹ）比を１００％に維持する。従って、電制サーモスタット２２が正常である場合には開弁した状態であるので、冷却水は、バイパス通路２０を通過せずラジエータ１６を通過する。これは、電制サーモスタット２２が開固着を生じている場合における冷却水の流路と同じである。ラジエータ１６に対して電動ファン１４により送風を行っているため、図３に示すように、電制サーモスタット２２が正常である場合及び開固着である場合のいずれも、電動ファン１４による送風を行っていない第１モードと比較して冷却水温度が低下する。一方、閉固着である場合は、動作モードの切り替え前後を通じて、冷却水がバイパス通路２０を通過しているので、第１モードと比較して冷却水温度は殆ど変化しない。

そして、定常状態のまま所定時間ｔ₂が経過した場合には、第２冷却水温度ＴＷＮ２を取得する（図３の（ｃ）のタイミング）。
図７において、ステップ８３では、電動ファン１４及び電制サーモスタット２２の動作状態を第３モードに設定する。第３モードでは、電動ファン１４の駆動状態をＯＮのまま維持し、電制サーモスタット２２の制御量であるデューティ（ＤＵＴＹ）比を０％に変更する。従って、電制サーモスタット２２が正常である場合には閉弁した状態であるので、冷却水は、ラジエータ１６を通過せずバイパス通路２０を通過する。従って、図３に示すように、電制サーモスタット２２が正常である場合には、第２モードと比較して冷却水温度は顕著に上昇するが、開固着の場合は、動作モードの切り替え前後を通じて、冷却水がラジエータ１６を通過しているので、第２モードと比較して冷却水温度は、低下ないし無変化を示し、顕著な上昇を示すことはない。一方、閉固着である場合は、動作モードの切り替え前後を通じて、冷却水がバイパス通路２０を通過しているので、第２モードと比較して冷却水温度は殆ど変化しない。

そして、定常状態の変更がないまま所定時間ｔ₃が経過した場合には、第３冷却水温度ＴＷＮ３を取得する（図３の（ｄ）のタイミング）。
次に、図８は、図２のステップ１０で実行される、電制サーモスタット２２の機能診断処理を示す。

ステップ１０１では、初期冷却水温度取得処理で取得した初期冷却水温度ＴＷＮ０と、第１冷却水温度取得処理で取得した第１冷却水温度ＴＷＮ１とに基づいて、その変化量ΔＴ１（＝ＴＷＮ０−ＴＷＮ１）を演算する。

ステップ１０２では、変化量ΔＴ１が所定値αよりも大きいか否かを判定する。
ここで、所定値αは、電制サーモスタット２２が正常であるか否かを画する閾値であり、電制サーモスタット２２が正常である場合に、初期モードから第１モードへの動作モード切り替えに伴い生じると推定される冷却水温度の低下分（図３における冷却水温度の変化量Ａ）に基づいて予め設定される既定値である。また、所定値αは、電制サーモスタット２２が正常であるにもかかわらず誤って異常であると判定されないように、α＜ＡとなるようにＡに対して誤差を持たせて設定される。なお、所定値αは、初期冷却水温度と定常判定初期検出値との少なくとも一方に応じて変化するように設定されてもよい。

そして、ステップ１０２において、変化量ΔＴ１が所定値α以上であると判定された場合には、電制サーモスタット２２は正常であり、ステップ１０３へ進む（Ｙｅｓ）。一方、変化量ΔＴ１が所定値α未満であると判定された場合には、電制サーモスタット２２は異常であり、異常の種類をさらに特定すべくステップ１０４へ進む（Ｎ０）。

ステップ１０３では、電制サーモスタット２２が正常であると診断し、電制サーモスタット２２の状態フラグを０として記憶する。
ステップ１０４では、第１冷却水温度取得部で取得した第１冷却水温度ＴＷＮ１と、第２冷却水温度取得部で取得した第２冷却水温度ＴＷＮ２とに基づいて、その変化量ΔＴ２（＝ＴＷＮ１−ＴＷＮ２）を演算する。

ステップ１０５では、変化量ΔＴ２が所定値β以上であるか（ΔＴ２≧β）、変化量ΔＴ２が所定値γより大きくかつ所定値β未満であるか（γ＜ΔＴ２＜β）、あるいは、変化量ΔＴ２が所定値γ以下であるか（ΔＴ２≦γ）、を判定する。

ここで、所定値βは、電制サーモスタット２２の異常を開固着と判断すべき冷却水温度の低下を示す変化量ΔＴ２の下限値であり、電制サーモスタット２２の異常が開固着である場合に、第１モードから第２モードへの動作モード切り替えに伴い生じると推定される冷却水温度の低下分（図３における冷却水温度の変化量Ｂ）に基づいて予め設定される既定値である。また、所定値βは、所定値αと同様に、変化量Ｂに対して誤差を持たせて設定される。なお、所定値βは、第１冷却水温度と定常判定初期検出値との少なくとも一方に応じて変化するように設定されてもよい。

また、所定値γは、電制サーモスタット２２の異常が閉固着であると判断すべき冷却水温度の変化量ΔＴ２の上限値であり、予め設定されている。閉固着の場合には、冷却水はラジエータ１６には流入せずバイパス通路２０を通過するため、概して冷却水温度の低下は発生しないが、実際には、ラジエータ１６で冷却された冷却水がバイパス通路２０の上流端へ漏れ出ることが考えられるため、所定値γは、この漏れ分による冷却水温度の低下も考慮している。なお、所定値γは、第１冷却水温度と定常判定初期検出値との少なくとも一方に応じて変化するように設定されてもよい。

そして、ステップ１０５において、変化量ΔＴ２が所定値β以上である（ΔＴ２≧β）場合には、ステップ１０６へ進み、変化量ΔＴ２が所定値γより大きくかつ所定値β未満である（γ＜ΔＴ２＜β）場合には、ステップ１０９へ進み、変化量ΔＴ２が所定値γ以下である（ΔＴ２≦γ）場合には、ステップ１１０へ進む。

ステップ１０６では、第２冷却水温度取得処理で取得した第２冷却水温度ＴＷＮ２と、第３冷却水温度取得処理で取得した第３冷却水温度ＴＷＮ３とに基づいて、その変化量ΔＴ３（＝ＴＷＮ３−ＴＷＮ２）を演算する。

ステップ１０７では、変化量ΔＴ３が所定値δ以下であるか否かを判定する。
ここで、所定値δは、電制サーモスタット２２が正常であるか開固着異常であるかを画する閾値であり、電制サーモスタット２２が正常である場合に、第２モードから第３モードへの動作モード切り替えに伴い生じると推定される冷却水温度の上昇分（図３における冷却水温度の変化量Ｃ）に基づいて設定される既定値である。また、所定値δは、所定値αと同様に、変化量Ｃに対して誤差を持たせて設定される。なお、所定値δは、第２冷却水温度と定常判定初期検出値との少なくとも一方に応じて変化するように設定されてもよい。

本ステップの意義は、電制サーモスタット２２が正常であるにもかかわらず、エンジン冷却系における冷却水温度の分布が一定でないなどの要因により、ステップ１０２で異常と判定された場合に、再度正常であるか否かを判定できる点にある。すなわち、電制サーモスタット２２が正常であるか否かの判断の正確性を向上させることができる。

そして、ステップ１０７において、変化量ΔＴ３が所定値δ未満であると判定された場合には、電制サーモスタット２２の異常は開固着であり、ステップ１０８へ進む（Ｙｅｓ）。一方、変化量ΔＴ３が所定値δ以上であると判定された場合には、電制サーモスタット２２は正常であり、ステップ１０３へ進む（Ｎｏ）。

ステップ１０８では、電制サーモスタット２２には開固着異常が発生していると診断し、電制サーモスタット２２の状態フラグを１として記憶する。
ステップ１０９では、電制サーモスタット２２には中間固着異常が発生していると診断し、電制サーモスタット２２の状態フラグを２として記憶する。

ステップ１１０では、電制サーモスタット２２には閉固着異常が発生していると診断し、電制サーモスタット２２の状態フラグを３として記憶する。
次に、図９は、イグニッションスイッチがＯＮになったことを契機として、エンジンコントロールユニット３８において繰り返し実行する異常時処理の一例を示す。

ステップ１２１では、図２のステップ１０で実行された機能診断処理において記憶した電制サーモスタット２２の状態フラグが、０〜３のいずれであるかを判定する。状態フラグが１である場合にはステップ１２２へ進み、状態フラグが２である場合にはステップ１２３へ進み、状態フラグが３である場合にはステップ１２６へ進む。

ステップ１２２では、開固着異常に応じた処理を行う。具体的には、例えば、運転席のコンソールパネルなどに配設されたエンジンチェックランプを点灯させることにより、電制サーモスタット２２に異常が発生していることを運転者に警告する。

ステップ１２３では、冷却水温度が所定値ε未満であるか否かを判定する。ここで、所定値εは、エンジン１０がオーバーヒートを起こす可能性がある冷却水温度の閾値である。冷却水温度が所定値ε未満であると判定された場合には、ステップ１２４へ進む一方（Ｙｅｓ）、冷却水温度が所定値ε以上であると判定された場合には、ステップ１２５へ進む（Ｎｏ）。

ステップ１２４では、冷却水温度が所定値ε未満である場合の中間固着異常に応じた処理を行う。具体的には、ステップ１２２と同様に、運転者に異常発生の警告を行う。なお、冷却水温度がエンジン１０のオーバーヒートを生起させるような温度でないので、エンジン１０の運転状態を変更させる制御は行わない。

ステップ１２５では、冷却水温度が所定値ε以上である場合の中間固着異常に応じた処理を行う。具体的には、ステップ１２２と同様に、運転者に異常発生の警告を行うことに加え、エンジン１０の運転状態を変更して、エンジン１０にオーバーヒートが発生する危険性を未然に回避する処理を行う。オーバーヒート発生の危険性を未然に回避する処理としては、例えば、スロットル開度の制限や燃料噴射のカット、あるいは、車両空調装置を構成するコンプレッサーの強制停止などにより、エンジン１０の負荷を抑制することが挙げられるが、これに加えて、車室内の室温を高く設定した状態で車両空調装置のブロワーファンを高回転させるなどにより、冷却水、ひいてはエンジン１０の冷却を促してもよい。

ステップ１２６では、閉固着異常に応じた処理を行う。電制サーモスタット２２が閉固着異常を発生している場合には、冷却水はラジエータ１６を通過せず、専らバイパス通路２０を通過するので、エンジン１０の運転状態次第では、いずれオーバーヒートが生じると推定される。このため、ステップ１２５と同様の処理を行い、エンジン１０にオーバーヒートが発生する危険性を未然に回避する処理を行うとともに、運転者に異常発生の警告を行う。

このようなエンジンコントロールユニット３８によれば、電動ファン１４と電制サーモスタット２２との動作状態のいずれか一方を交互に変更し、この変更に伴い冷却水に生じる温度変化に基づいて、電制サーモスタット２２の機能を診断し、異常を検知した場合には異常の種類を特定する異常検知機能を備えている。

したがって、電制サーモスタット２２の開固着など冷却水が過度に冷却されてしまう異常を検知した場合には、運転者に対して異常が発生していることを警告して電制サーモスタット２２の交換を促すことが可能となるので、エンジン１０の過冷却を抑制することができる。

また、電制サーモスタット２２の閉固着などラジエータ１６における冷却水の熱交換が不足する異常を検知した場合には、冷却水温度が高温になっていることを警告する既存の警告灯が点灯する前に、電制サーモスタット２２の異常を運転者に警告できる可能性が高まる。これに加え、閉固着などの異常を検知した場合には、エンジン１０からの発熱量を抑制する方向にエンジン１０の運転状態を変更する。このため、オーバーヒートの発生を未然に回避することが可能となる。

さらに、ディーラーなどの車両整備工場で実施するアクティブテストにおいて、エンジンコントロールユニット３８の異常検知機能を適用した場合には、電制サーモスタット２２の異常を的確に認識することができるので、サービス性を向上することが可能である。

なお、前述の異常検知処理において、冷却水温度取得処理を開始する前にエンジン１０の負荷状態を判定し、エンジン１０の負荷状態が高負荷であると判定された場合には後続の冷却水温度取得処理を行わなわないようにするステップを加えてもよい。本異常検知処理では、電動ファン１４と電制サーモスタット２２との動作状態を順次所定の動作モードに切り替えていくことにより、各動作モードにおける冷却水温度が動作モードの切り替えに応じてどの位変化したかを示す変化量に基づいて、電制サーモスタット２２の異常を検知している。このため、エンジン１０の発熱量がラジエータ１６による冷却量に比較して大きく冷却水温度が低下し難い負荷状態では、電制サーモスタット２２が異常であるか否かの判定に誤りが生じる可能性が大きくなる。したがって、このようなエンジン１０の負荷状態であると判定された場合には、後続の冷却水温度取得処理を行わないようにしてもよい。

また、前述の異常検知処理において、電制サーモスタット２２に開固着異常が発生している場合に、外気温によっては、冷却水温度が所定温度Ｔ_startまで達しないことを考慮して、ステップ１を省略してもよい。冷却水温度が所定温度Ｔ_startまで達しない場合、電制サーモスタット２２が正常であれば、電制サーモスタット２２を開弁させることができず、冷却水は専らバイパス通路２０を通過するので、動作モードの変更以外によっては冷却水温度は殆ど変化しない。また、電制サーモスタット２２に閉固着異常が生じている場合にも、同様に、動作モードの変更以外によっては冷却水温度が殆ど変化しない。しかし、電制サーモスタット２２に開固着異常が発生している場合には、冷却水は専らラジエータ１６を通過するので、第１モードから第２モードに動作モードを切り替えるときに、電動ファン１４を駆動させると冷却水温度が低下する。従って、ステップ１を省略した異常検知処理を行っても、少なくとも、電制サーモスタット２２に開固着異常が発生したことを検知することができる。ただし、異常検知処理開始時の冷却水温度は、電動ファン１４の駆動により、冷却水温度に開固着異常と認識できる程度の低下が生じるように、外気温にこの低下分を加えた温度以上である必要がある。

前述の異常検知処理において、定常状態であるか否かの判定の対象となる要因には、車両用空調装置の作動状態を加えてもよい。エンジン冷却系に接続されている車両空調用ヒータへ冷却水が供給されると、当該ヒータにおける放熱により冷却水温度が低下する。このため、当該ヒータの放熱量が変化すると冷却水温度も変化する可能性がある。従って、当該ヒータの放熱量に影響を与える要因である車両用空調装置の作動状態（例えば、車両用空調装置のブロワーファンによる送風量、設定温度、吹き出し口開度、吹き出し口選択など）を一定に保つ必要がある。このため、車両用空調装置の作動状態が変化した場合には、異常検知を正確に行えないおそれがあるため、冷却水温度の取得処理を中止し、異常検知処理を最初から開始してもよい。

前述の機能診断処理において、電制サーモスタット２２の機能診断は、電動ファン１４と電制サーモスタット２２との動作モードを切り替えた場合に、変更前後における冷却水温度の変化量を所定値α、β又はγと比較して行っている。しかし、電制サーモスタット２２の機能診断は、冷却水温度の変化量（あるいは変化率）に限らず、変化後の冷却水温度自体に基づいて行ってもよい。この場合、定常状態を維持した場合に各動作モードで取得されると推定される冷却水温度（推定冷却水温度）を、定常判定初期検出値に応じて予め設定しておき、この推定冷却水温度と、実際に動作モードを変更した場合に取得された冷却水温度とを比較して、電制サーモスタット２２の機能診断を行ってもよい。

前述の冷却水温度取得処理において、電動ファン１４と電制サーモスタット２２との動作モードは、初期モードから第３モードまで、この順番で切り替えずに、他の順番で切り替えてもよい。例えば、初期モード、第２モード、第３モード、第１モードの順番で切り替えてもよい。エンジン１０の発熱量、エンジン冷却系による冷却量などの異なる車両間では、冷却水温度の変化の態様が相違することも考えられるが、動作モードの順番を適宜組み替えることにより、車両に応じた正確な異常検知を行うことができる。

ここで、前記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。

（イ）前記エンジンの運転状態の変更は、前記電子制御式のサーモスタットの異常がオーバーヒートを発生させる可能性がある場合に前記エンジンの出力を制限することを特徴とする請求項３に記載のエンジンの制御装置。

このようにすれば、オーバーヒートを発生させる可能性がある電子制御式のサーモスタットの異常（例えば、開固着及び中間固着）が発生していると判定された場合には、エンジンの出力を強制的に制限するので、オーバーヒートの発生を未然に回避することができる。

（ロ）前記電子制御式のサーモスタットと前記電動ファンとの動作状態のいずれか一方を交互に変更した場合に前記冷却水に生じる温度変化に基づいて、前記電子制御式のサーモスタットが異常であるか否かを判定することを特徴とする請求項１〜請求項３及び（イ）のいずれか１つに記載のエンジンの制御装置。

このようにすれば、電子制御式のサーモスタットに異常が発生しているか否かだけでなく、発生している異常の種類も特定することができるので、異常の種類に応じて適切な処理が可能となる。

（ハ）前記電子制御式のサーモスタットと前記電動ファンとの動作状態を変更した場合に、動作状態の変更前後において冷却水に生じる温度変化の変化量と、動作状態の変更前後において冷却水に生じるであろうと推定される温度変化の変化量と、の差分に基づいて、前記電子制御式のサーモスタットが異常であるか否かを判定することを特徴とする請求項１〜請求項３、（イ）及び（ロ）のいずれか１つに記載のエンジンの制御装置。

このようにすれば、動作状態を変更した場合に冷却水に生じる温度変化から、電子制御式のサーモスタットの機能の状態に応じた特有の温度変化の傾向が把握できるので、電子制御式のサーモスタットが異常であるか否かの判定、あるいは異常の種類の特定が容易になる。

（ニ）前記電子制御式のサーモスタットと前記電動ファンとの動作状態を変更した場合に前記冷却水に生じる温度変化は、前記動作状態の変更以外に前記冷却水の温度を変化させ得る要因についての検出値が略一定である定常状態におけるものであることを特徴とする請求項１〜請求項３、及び（イ）〜（ハ）のいずれか１つに記載のエンジンの制御装置。

このようにすれば、電子制御式のサーモスタットと電動ファンとの動作状態を変更した場合以外に冷却水の温度を変化させ得る要因の影響を受けていない冷却水の温度変化に基づいて、電子制御式のサーモスタットの異常検知を行うので、異常であるかどうかの判定精度、さらには異常の種類を特定する精度を向上させることができる。

１０…エンジン、１２…第１の冷却水通路、１４…電動ファン（ラジエータファン）、１６…ラジエータ、１８…第２の冷却水通路、２０…バイパス通路、２２…電制サーモスタット、２８…水温センサ、３８…エンジンコントロールユニット

Claims (3)

1. エンジンを冷却した冷却水のラジエータへの流路を開閉する電子制御式のサーモスタットと、前記ラジエータに対して送風を行う電動ファンと、を制御するエンジンの制御装置であって、
   前記電子制御式のサーモスタットと前記電動ファンとの動作状態を変更した場合に前記冷却水に生じる温度変化に基づいて、前記電子制御式のサーモスタットが異常であるか否かを判定することを特徴とするエンジンの制御装置。
2. 前記冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段を備え、
   前記電子制御式のサーモスタットの動作状態と前記電動ファンの動作状態とを変更した場合に、前記冷却水温度検出手段により検出された前記冷却水の温度と前記冷却水の推定温度との差分に基づいて、前記電子制御式のサーモスタットが異常であるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
3. 前記電子制御式のサーモスタットが異常であると判定された場合に、前記エンジンの運転状態を変更することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジンの制御装置。