JP2015074979A - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動ポンプの駆動により開故障であるとの誤診断してしまうおそれを減少させて、継続中の故障診断の精度を向上させることができる冷却装置を提供する。
【解決手段】エンジン冷却装置１０は、間欠駆動可能なエンジン２０と、冷却水路２５の入口部２７側に冷却水を供給する電動ポンプ３０と、ラジエータ４０と間で冷却水を循環させるラジエータ循環通路５０とを備える。ラジエータ４０を経由することなく、冷却水路２５からの戻り冷却水を＋タ循環通路５０の冷却水と合流して、適切な冷却水温となるように混合比率が調整される。サーモスタット７０は、ＥＣＵ２００のサーモＯＢＤにより故障診断される。ＥＣＵ２００は、ＯＢＤ故障診断中にヒータＯＮなどの要求により電動ポンプ３０が駆動した場合、エンジン２０の間欠駆動の停止制御を禁止する。
【選択図】図１

Description

この発明は、内燃機関の冷却装置に関し、特にサーモスタットの故障診断機能を有する内燃機関の冷却装置に関する。

エンジンに設けられたエンジン冷却水路をラジエータに接続する冷却経路が設けられて、冷却経路にサーモスタットが設けられたエンジン冷却装置が公知である（特許文献１：特開２００７−０５６７２２号公報）。このようなエンジン冷却装置では、当該サーモスタットが冷却経路内を循環する冷却水の通水量を冷却水温に応じて調整して、エンジンに適切な冷却水温の冷却水を供給することができる。

また、特許文献２（特開２００９−０７４４３０号公報）に記載されている冷却装置には、冷却経路内に冷却水を循環させる電動ポンプなどが起動または停止された際に、冷却水温の変化を検出して、サーモスタットの弁体が正常に開閉動作しているか否かを診断するサーモスタットの故障診断システムが設けられている。

さらに、特許文献３（特開２０１２−０８２７３１号公報）に記載されている冷却装置は、予め設定された疑似水温と、検出された冷却水温との水温差に基づいて、サーモスタットの弁体が正常に開閉動作しているか否かを診断する故障診断システムが設けられている。

特開２００７−０５６７２２号公報 特開２００９−０７４４３０号公報 特開２０１２−０８２７３１号公報

かかる
一方、ハイブリッド車両などのエンジンは、燃焼駆動状態および燃焼駆動が停止されている停止状態とを走行中に交互に切換えて間欠駆動するように制御される。このうち、エンジン停止状態ではエンジンからの発熱がなくなり、冷却水温は、時間の経過と共に低下しながら、冷却水路内の冷却水温の温度分布は均一化される方向に収束する。

この状態で冷却経路に設けられた電動ポンプを駆動すると、冷却経路内を循環する冷却水の混合が促進されてさらに短い時間で均一化されてしまう。すなわち、サーモスタットの閉弁状態であっても、冷却経路における水温挙動がサーモスタットの開弁状態の水温挙動と類似してしまう。

したがって、上記特許文献２，特許文献３に記載されているような冷却水温の変化や、疑似水温との水温差に基づいた故障診断が行なわれると、サーモスタットの開故障が誤検出されてしまうおそれがあった。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、サーモスタットの開故障の誤検出が生じる可能性を減少させて、故障診断の精度を向上させることである。

本発明による内燃機関の冷却装置は、内燃機関と、内燃機関の冷却水路の入口側に冷却水を供給する電動ポンプと、冷却水路からの冷却水を通水させて外部へ排熱するラジエータと、電動ポンプ、内燃機関、およびラジエータ間で冷却水を循環させるためのラジエータ循環通路と、ラジエータを経由することなく、内燃機関の冷却水路からの戻り冷却水を電動ポンプに還流させるための戻り通路とを備える。また、電動ポンプの吸入側に設けられて、ラジエータ循環通路と戻り通路とを冷却水路の入口側で合流させる合流部で、冷却水温に応じて冷却水路に供給する当該冷却水と戻り冷却水との混合比率を調整するサーモスタットとを備える。さらに、冷却水路をラジエータ循環通路と戻り通路とに分岐する分岐部側で、内燃機関の出口側の冷却水の温度を検出する第１の冷却水温センサと、内燃機関とラジエータとの間で、第１の冷却水温センサよりラジエータ側のラジエータ循環通路に設けられて、ラジエータ入口側の冷却水の温度を検出する第２の冷却水温センサとを備える。そして、第１の冷却水温センサの検出水温と第２の冷却水温センサの検出水温との温度差に基づいて、サーモスタットの故障診断を行なう制御部とを備える。制御部は、内燃機関の燃焼駆動状態と停止状態とを交互に切換える間欠駆動制御を行なうと共に、サーモスタットの故障診断中、電動ポンプを駆動している状態では、内燃機関が停止状態となることを禁止する。

上記の内燃機関の冷却装置によれば、サーモスタットの故障診断が行なわれている間に、電動ポンプが駆動されている状態となっても、内燃機関の燃焼駆動に伴う発熱が継続する。このため、内燃機関側の冷却水温が低下することなく維持されることにより、第１および第２の冷却水温センサによって測定される冷却水の間に故障診断に必要とされる水温差が保たれる。したがって、サーモスタットが開故障であるとの誤検出が生じる可能性を減少させることができる。

本発明によれば、サーモスタットの開故障の誤検出が生じる可能性を減少させて、故障診断の精度を向上させることができる内燃機関の冷却装置が提供される。

実施の形態の内燃機関の冷却装置の構成を説明する模式的な回路図である。 実施の形態の内燃機関の冷却装置での差ｄｔに基づく、サーモスタットの故障検出の概念を説明するグラフである。 実施の形態の内燃機関の冷却装置で、サーモスタットの故障検出に用いる温度差を積算する際に故障と誤検出される現象を説明するグラフである。 実施の形態の内燃機関の冷却装置で、サーモスタットの故障診断を行なうメインルーチンから移行されるサブルーチンを示し、内燃機関の間欠駆動制御の停止を許可するか禁止するかのフラグを選定する処理を説明するフローチャートである。

以下において、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、本発明の実施の形態に従う車両１００のエンジン冷却装置１０の構成を説明する模式的な回路図である。

この実施の形態の車両１００は、代表的にはハイブリッド車両であり、内燃機関に相当するエンジン２０と、図示しない走行用電動機および発電用電動機などが搭載されている。ハイブリッド車両では、エンジン２０は、走行状態に応じて自動的に停止および駆動するように制御される。

たとえば、エンジン２０の効率が低下する低車速域では、エンジン２０を停止して、走行用電動機（図示せず）の出力によって走行する一方で、加速時などの高出力時には、エンジン２０が燃焼駆動される。このように、車両１００の走行中において、エンジン２０は燃焼駆動している燃焼駆動状態と、燃焼駆動を停止させる停止状態とを交互に切換えながら間欠駆動される。

また、ハイブリッド車両は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００を備える。ＥＣＵ２００は主に、エンジン２０を間欠制御させると共に、エンジン冷却装置１０に設けられたサーモスタット７０に異常が生じていないか故障診断を行なう。

エンジン２０には、燃焼駆動により生じる熱（発熱）を冷却するため、エンジン冷却装置１０が備えられている。エンジン冷却装置１０には、エンジン２０の冷却水を循環させる電動ウォータポンプ（以下、「電動ポンプ」とも称す）３０と、冷却水の熱を放熱して温度を低下させるラジエータ４０と、この実施の形態の故障診断の対象となるサーモスタット７０とが含まれる。

まず、各配管の構成を中心に説明すると、このエンジン冷却装置１０は、エンジン２０、電動ポンプ３０、およびラジエータ４０間を接続して冷却水を循環させるラジエータ循環通路５０と、バイパス通路６０とを備える。バイパス通路６０は、すなわち、「戻り通路」の一実施例に相当して、ラジエータ４０を迂回した冷却水をエンジン２０と図示しないエアコン装置のヒータ３６との間で還流させる。

また、エンジン２０には、エンジン本体の外側面に電動ポンプ３０を装着する取付側面部２２と、ウォータジャケット２４とが設けられている。このうちウォータジャケット２４には、電動ポンプ３０から吐出された冷却水を通水する冷却水路２５が形成されている。この冷却水路２５の入口部２７側の手前には、入口部２７から冷却水路２５の内部に冷却水を供給する電動ポンプ３０が設けられている。

電動ポンプ３０は、ＥＣＵ２００からの制御指令に応じて駆動して、エンジン２０の冷却水路２５内に向けて冷却水を吐出する。電動ポンプ３０から吐出された冷却水は、冷却水路２５内を循環しながら、エンジン２０を冷却して、エンジン２０の燃焼駆動の効率を良好なものすることができる。

また、電動ポンプ３０の吸込側には、サーモスタット７０が設けられている。サーモスタット７０は、ラジエータ４０の出口部４４に接続されたラジエータ循環通路５０の出口側配管５１と、ラジエータ４０を迂回したバイパス通路６０とを合流させる合流部１１０に配置されている。

サーモスタット７０は内臓された図示しない弁体を移動させることにより、冷却水の温度に応じてラジエータ循環通路５０とバイパス通路６０との両経路を通過する冷却水量の配分を調整する制御を行なうように構成されている。サーモスタット７０の弁体は、冷却水の水温度に応じて移動にして、冷却経路を開閉制御することにより冷却水の混合比率を調整する。そして、サーモスタット７０により適切な混合比率で混合された冷却水は、エンジン２０にとって適温となる冷却水として、エンジン冷却水路に通水される。サーモスタット７０により冷却水の制御が行なわれることにより、エンジン２０は、所望の温度状態に保持される。

また、ウォータジャケット２４に形成された冷却水路２５の出口部２６は、分岐部１２０に接続される。分岐部１２０には、ラジエータ４０を通過させて冷却水の温度を下げるラジエータ循環通路５０と、冷却水をヒータ３６など、エアコン装置の熱源として用いるバイパス通路６０とが接続されている。

そして、冷却水路２５内の冷却水は、この分岐部１２０からラジエータ４０方向へ向かうラジエータ循環通路５０と、冷却水をヒータ３６などの熱源として用いるバイパス通路６０とを設けた冷却経路に分配されて、それぞれ還流される。また、ラジエータ４０には、例えば２つの冷却ファン４６が設けられていて、回転駆動に伴う送風により、ラジエータ４０内の冷却水の放熱効率を向上させるようにしている。

分岐部１２０には、第１の水温センサに相当するエンジン側冷却水温センサ８０が設けられている。エンジン側冷却水温センサ８０は、冷却水路２５内を流れてラジエータ循環通路５０に向かう冷却水の温度を出口部２６付近で検出して、検出水温ｅｔｈｗとして検出値を後述するＥＣＵ２００に送るように構成されている。

エンジン側冷却水温センサ８０の位置は、この実施の形態のように分岐部１２０に設けられるものに限らず、エンジン２０の冷却水路２５内を出口部２６側へ向けて流れる冷却水の温度を出口部２６付近で検出可能であれば、どの位置に装着されていても良い。たとえば、エンジン側冷却水温センサ８０は、冷却水路２５内またはラジエータ循環通路５０内に設けられていてもよい。

また、ラジエータ循環通路５０は、ラジエータ４０とエンジン２０との間を接続するために、ラジエータ４０の入口部４２と、出口部２６との間に備えられている。このラジエータ循環通路５０には、第２の水温センサに相当するラジエータ入口側冷却水温センサ９０が設けられている。ラジエータ入口側冷却水温センサ９０は、エンジン２０の出口部２６とラジエータ４０の入口部４２との間で、エンジン側冷却水温センサ８０の位置から所定距離、離間した位置でラジエータ循環通路５０内の冷却水の温度を検出可能に構成されている。

冷却水は、ラジエータ循環通路５０内をエンジン２０の出口部２６からラジエータ４０の入口部４２方向へ向けて流れる。そして、ラジエータ入口側冷却水温センサ９０は、ラジエータ４０の入口部４２手前の冷却水温を検出水温ｅｔｈｗ２として検出して、検出値を後述するＥＣＵ２００に送るように構成されている。

また、バイパス通路６０には、クーラ２８、送り配管２９、排気管に設けられた排気熱回収器３２、ヒータ３６、戻り通路３８が接続されて含まれている。さらに、バイパス通路６０は、クーラ２８、スロットルボディＴＢ、ＥＧＲバルブ３４を介して、戻り通路３８に冷却水を合流させるように接続されている。

さらに、このエンジン冷却装置１０に設けられた前記ＥＣＵ２００では、サーモスタット７０の故障診断が行なわれる。車両１００のエンジン冷却装置１０は、故障診断の一つの方法として、エンジン側冷却水温センサ８０および、ラジエータ入口側冷却水温センサ９０の２つの水温センサを用いる方法を採用している。ＥＣＵ２００は、エンジン側冷却水温センサ８０の検出水温ｅｔｈｗとラジエータ入口側冷却水温センサ９０の検出水温ｅｔｈｗ２との差（ｅｔｈｗ−ｅｔｈｗ２：以下、差ｄｔとも称す）に基づいて、サーモスタット７０の故障診断を行なう。

図２は、実施の形態のエンジン冷却装置１０での差ｄｔに基づく、サーモスタット７０の故障検出の概念を説明するグラフである。

図１，図２を参照して、この実施の形態の故障検出では、サーモスタット７０よりもエンジン２０側に設けられたエンジン側冷却水温センサ８０によって、エンジン２０の出口部２６の水温が検出される。エンジン側冷却水温センサ８０によって検出された検出水温ｅｔｈｗは、ＥＣＵ２００に出力される。ここでは、熱源であるエンジン２０の始動とともに生じた熱が検出水温ｅｔｈｗとして、図２のエンジン出口水温センサ値（ｅｔｈｗ）で示すような時間の経過とともに右肩上がりに漸増している。

また、サーモスタット７０よりもラジエータ４０側に設けられたラジエータ入口側冷却水温センサ９０は、ラジエータ４０の入口部４２の水温を検出する。検出された検出水温ｅｔｈｗ２は、ＥＣＵ２００に出力される。

このラジエータ入口側冷却水温センサ９０による検出水温ｅｔｈｗ２は、ラジエータ循環通路５０内の冷却水の温度上昇とともに上昇する。このため、たとえば、エンジン出口水温センサ値（ｅｔｈｗ）の増加開始から一定期間をおいて、右肩上がりに漸増を開始する。図２のエンジン出口水温センサ値（ｅｔｈｗ２）で示されるように一定期間経過後からの上昇率は、検出水温ｅｔｈｗとほぼ同様に漸増する。そして、通常、所定の温度に到達すると、サーモスタット７０の弁体は開弁して、ラジエータ循環通路５０内から比較的低い温度の冷却水を冷却通路２５内に流入させる。

ＥＣＵ２００は、故障診断を実行する際、基準値との比較に用いる比較値を積算により求める。そして、ＥＣＵ２００は、この比較値と予め設定された基準値とを比較することにより、所定の温度に到達する前に弁体が開放されている開故障が発生しているか否かについて判定して、サーモスタット７０の故障診断を行なう。

まず、比較値の求め方について説明する。ＥＣＵ２００は、ラジエータ循環通路５０のエンジン２０の出口部２６側に設けられたエンジン側冷却水温センサ８０の検出水温ｅｔｈｗと、ラジエータ４０の入口部４２側に設けられたラジエータ入口側冷却水温センサ９０の検出水温ｅｔｈｗ２との温度差に基づいて、比較値を積算する。この故障診断で用いられる比較値を表す領域の面積Ｓを求める積算方法を下記数１に示す。

ここでは、ＥＣＵ２００は、エンジン始動時から平均化効果を期待できる統計的手法を用いて（ｅｇａ１ｓｕｍ＝０）、全ての検出値Ａの温度差（ｅｔｈｗ−ｅｔｈｗ２）の絶対値を求め、加算和を演算することにより領域の面積Ｓを求める。面積Ｓは、エンジン側冷却水温センサ８０、ラジエータ入口側冷却水温センサ９０間の水温差（ｄｔ）を時間の経過とともに積算された比較値として用いられる。

時間（ｔ）が経過して冷却水温が上昇しても、サーモスタット７０の弁体が正常に機能して各通路の開閉を行なっていない場合には、検出水温ｅｔｈｗと検出水温ｅｔｈｗ２との間の水温差（ｄｔ）は、ほぼ同じ大きさの値を維持し続ける。

一方、サーモスタット７０に開故障などの異常が生じた場合には、サーモスタット７０内をラジエータ４０方向からの冷却水が通過可能となり、ラジエータ循環通路５０内を冷却水が循環しながら、混合されて等しい温度に近づいていく。

このため、分岐部１２０に接続されたラジエータ循環通路５０のラジエータ入口側冷却水温センサ９０を通過する冷却水では、検出水温ｅｔｈｗと検出水温ｅｔｈｗ２とが等しい値に近づいて、差（ｄｔ）がほとんどなくなる。検出水温ｅｔｈｗと検出水温ｅｔｈｗ２と差（ｄｔ）が無くなることにより、積算によって得られる比較値はそれ以上、増加しない。したがって、積算された比較値の増加の有無から、開故障を判定できる。

しかしながら、サーモスタット７０に開故障などの異常が生じていなくても、電動ポンプ３０が駆動されている状態では、ラジエータ循環通路５０内の冷却水が循環により混合されて等しい温度に近づいていく可能性がある。

たとえば、間欠駆動時やフューエルカット（以下、「Ｆ／Ｃ」とも称す）時などエンジン２０の発熱を伴う駆動が停止した場合、サーモスタット７０が正常に動作していても、冷却水同士の混合によって温度挙動が生じる。

特にサーモスタット７０の弁体には、寸法誤差が公差内であっても「漏れ公差」と称され、閉弁状態で生じる冷却通水流量が存在している。このため、閉弁状態であってもラジエータ循環通路５０内の冷却水は、サーモスタット７０を通過して、混合されて検出水温ｅｔｈｗと検出水温ｅｔｈｗ２との水温差（ｄｔ）が減少してしまう可能性がある。

また、エンジン２０が停止されて燃焼駆動されていない条件では、ラジエータ循環通路５０のエンジン２０側の冷却水は熱源を失い、エンジン２０側の検出水温ｅｔｈｗは、検出水温ｅｔｈｗはラジエータ４０側で検出されている検出水温ｅｔｈｗ２との間の水温度の差（ｄｔ）を減少させてしまう。

そして、これらの条件の一つまたは複数が存在すると、開故障と同様に、冷却水が混合されて差（ｄｔ）が減少し、検出水温ｅｔｈｗと検出水温ｅｔｈｗ２とが等しい温度にさらに近くため、誤検出が生じる可能性が高くなる。

図３は、実施の形態のエンジン冷却装置１０で、サーモスタット７０の故障検出に用いる温度差（ｄｔ）を積算する際に、開故障と誤検出される事象について説明するグラフである。

比較のために図２を参照しつつ、異なる部分を中心に図３を説明すると、電動ポンプ３０の駆動が開始されて、ラジエータ循環通路５０内の冷却水は循環を開始して、検出水温ｅｔｈｗ２は、時刻ｔ１を経過してから急激に上昇する。

電動ポンプ３０による駆動でラジエータ循環通路５０内の冷却水は、循環されながら混合されて温度分布を均一化させる。時刻ｔ２に至ると冷却水の検出水温ｅｔｈｗ２は、検出水温ｅｔｈｗと変わらない温度に到達して差がなくなっている。当該時刻ｔ２以降、検出水温ｅｔｈｗ２は、検出水温ｅｔｈｗとほぼ同一温度で上昇が継続されている。

この図３に示すように電動ポンプ３０の駆動による冷却水の挙動で、検出水温ｅｔｈｗと検出水温ｅｔｈｗ２との水温差（ｄｔ）がなくなり、積算で求められる比較値は有効でなくなる。この結果、電動ポンプ３０を駆動した場合、電動ポンプ３０を駆動しない場合に比べて短時間で故障診断が行なえなくなる。

また、エンジン２０が燃焼駆動されていない状態や、または、漏れ公差が弁体に存在する場合など、複数の条件が重なると、検出水温ｅｔｈｗと検出水温ｅｔｈｗ２との水温差（ｄｔ）が短時間で減少してしまう。

特に、漏れ公差が存在していて、エンジン２０が停止されて燃焼駆動されない状態となると、ラジエータ循環通路５０のエンジン２０側で検出されている検出水温ｅｔｈｗと、ラジエータ側で検出されている検出水温ｅｔｈｗ２との差（ｄｔ）が減少して、誤検出を招くおそれが生じる。

さらに、これらの漏れ公差やエンジン２０の停止といった条件に、ヒータ３６がＯＮ制御されて電動ポンプ３０が駆動を開始する条件が重なると、冷却水の混合が促進されてさらに短時間で温度差が減少してしまう。

このように、ラジエータ循環通路５０のエンジン２０側の検出水温ｅｔｈｗと、ラジエータ側の検出水温ｅｔｈｗ２との差（ｄｔ）が無くなると、誤検出により開故障と診断されて故障診断の精度が低下してしまう。

したがって、サーモスタット７０の故障検出で誤検出しないように防止することを最優先すると、ＥＣＵ２００は、電動ポンプ３０の駆動が停止されている条件となったときに限り、サーモスタット７０の故障診断が行なえることとなり、故障診断が行なえない条件の制約が増大しまう。

また、故障診断を行なう時に駆動中の電動ポンプ３０を停止してしまうと、空調装置などによるヒータＯＮ要求が満たされないといった問題があった。そこで、このエンジン冷却装置１０では、電動ポンプ３０を停止させることなく、サーモスタット７０の故障診断を行なえるようにするものである。

図４は、エンジン冷却装置１０で、サーモＯＢＤ（サーモスタット診断用車載式故障診断システム：On Board Diagnosis、以下、「ＯＢＤ」とも称す））によりサーモスタット７０の故障検出の一つとして行なわれる処理を示すフローチャートである。

この図４に示すフローチャートは、サーモスタット故障診断が行なわれている間は、冷却水温の水温差（有意差）を保持するために行なわれ、ＥＣＵ２００は、禁止フラグ（ＯＮ）と、許可フラグ（ＯＦＦ）とのいずれかを選定する演算処理を行なう。演算処理で選定されるフラグは、エンジン２０の間欠駆動制御で選定される禁止フラグ（ＯＮ）は、エンジン２０の燃焼駆動を停止させる停止制御を禁止するものであり、また、許可フラグ（ＯＦＦ）は、停止制御を許可するものである。

図１および図４を参照して、診断精度を向上させるため、エンジン間欠停止の状態を禁止して、エンジン２０の駆動状態を維持する禁止フラグを立てるか、または許可によってエンジン２０を停止させることができるようにする許可フラグを立てるのか、いずれかのフラグを立てるかについて選定の処理が行なわれる。

ステップＳ１で処理をスタートされると、ＥＣＵ２００は、フラグ選定の処理を開始し、ステップＳ２に処理を進める。ステップＳ２では、ＥＣＵ２００によりサーモスタット７０の故障診断中であるか否かが判定される。ステップＳ２で、ＥＣＵ２００によりサーモスタット７０が故障診断中である（ステップＳ２でＹＥＳ）場合には、ステップＳ３に処理を進める。

ステップＳ３では、ＥＣＵ２００によりヒータ３６がＯＮ状態であるか否が判定される。ステップＳ３で、ヒータ３６がＯＮ状態でない、すなわちＯＦＦ状態である（ステップＳ３でＮＯ）と、ＥＣＵ２００は処理をステップＳ６に進める。また、ＥＣＵ２００により判定された結果が故障診断中でない（ステップＳ２でＮＯ）場合には、ステップＳ７に処理が進められる。

ステップＳ７では、エンジン間欠駆動運転の停止制御が許可される許可フラグが選定されて、エンジン２０を燃焼駆動させている燃焼駆動状態と、燃焼駆動を停止させている停止状態とを交互に切換える間欠駆動が継続される。間欠駆動が継続されていると、メインルーチンに戻る（リターン）。この場合、故障診断がサーモＯＢＤで行なわれていないか、あるいは、電動ポンプ３０が停止しているため、誤検出が発生する可能はない。

ステップＳ３で、ＥＣＵ２００によりヒータ３６がＯＮ状態であると判定されると（ステップＳ３でＹＥＳ）と、ＥＣＵ２００は処理をステップＳ４に進めて、電動ポンプ３０を駆動する。電動ポンプ３０の駆動により、バイパス通路６０を介して比較的温度の高い冷却水がバイパス通路６０内に通水されて、ヒータ３６の熱源として循環される。

サーモスタット７０が開放されるまでの温度が低い条件では、エアコンで使用される熱源としてバイパス通路６０内の冷却水が排気熱回収器３２、ヒータ３６などを通過して、戻り通路３８方向からエンジン２０に還流される。

ステップＳ４から次のステップＳ５に処理が進むと、ＥＣＵ２００は、エンジン間欠停止の禁止フラグにより、エンジン２０に燃焼駆動を停止させることを禁止する。すなわち、ＥＣＵ２００は、エンジン２０に燃焼駆動を継続させる。このため、ラジエータ循環通路５０のエンジン２０側の冷却水はエンジン２０の発熱により温められて、冷却水温の低下が抑制される。このため、エンジン側の冷却水とラジエータ４０側の冷却水との水温の間に故障診断に必要とされる水温差（ｄｔ）が保たれる。したがって、開故障であるとの誤検出が生じる可能性を減少させることができる。

さらに、ＥＣＵ２００は、ステップＳ５で、エンジン間欠停止の禁止フラグがＯＮ状態となると、メインルーチンに戻って（リターン）、サーモＯＢＤによる故障診断を行なわせる。メインルーチンでは、ＥＣＵ２００によるサーモＯＢＤで故障診断が行なわれる際、エンジン２０が燃焼駆動されている。このため、正確な診断に必要とされるＳ／Ｎ比（以下Ｓ／Ｎとも称す）が容易に得られる。したがって、ＥＣＵ２００は、誤検出が発生する可能が低い状態で、サーモスタット７０の故障検出を実行することができる。

すなわち、ＥＣＵ２００によるエンジン間欠制御のうち、エンジン２０の停止制御が禁止フラグによりＯＮ状態とされると、エンジン２０の燃焼駆動が継続され、または、点火により燃焼駆動が開始される。このエンジン２０の燃焼駆動により、走行駆動状態を継続したり、あるいはアイドリング状態または、バッテリ充電状態を含む燃焼駆動状態として、エンジン２０から冷却水を温める発熱を継続することができる。

また、ヒータ３６がＯＮ状態でない場合、すなわちＯＦＦ状態である（ステップＳ３でＮＯ）と、ステップＳ６に処理が進む。ステップＳ６では、電動ポンプ３０の駆動が停止されて、ＥＣＵ２００は、次のステップＳ７に処理を進める。

ステップＳ７に処理が進むと、ＥＣＵ２００は、エンジン間欠駆動運転の停止制御を許可フラグが選定されることにより許可する。車両１００は、ＥＣＵ２００によるエンジン間欠制御が許可されると、エンジン２０を間欠駆動させる。ＥＣＵ２００による間欠駆動制御では、エンジン２００を燃焼駆動させている状態と、燃焼駆動が停止されている状態とが交互に切換えられながら、所望の走行駆動が行なわれる。

このように、ＥＣＵ２００は、ステップＳ７で、エンジン間欠停止の許可フラグをＯＦＦ状態とすることにより、通常の間欠駆動制御状態に推移して、サーモスタット７０の故障検出を許可状態とする。上記ステップＳ６において、ＥＣＵ２００により電動ポンプ３０の駆動が停止されているため、冷却水はラジエータ循環経路５０内を流れることなく混合は促進されない。したがって、冷却水温の温度分布は均一化することなく、故障診断に必要とされる水温差（ｄｔ）が保たれる。

ＥＣＵ２００は、ステップＳ７でこのサブルーチンによる演算処理を終了させるとともに、メインルーチンに戻り（リターン）、サーモＯＢＤによるサーモスタット７０の故障診断を実行する。

このように、このエンジン冷却装置１０は、サーモＯＢＤによるサーモスタット７０の故障診断中に、電動ポンプ３０が駆動された場合には、エンジン２０の間欠駆動の停止制御が禁止されて、エンジン２０の燃焼駆動状態を維持する。

したがって、エンジン側の冷却水温は低下が抑制されることにより、サーモスタット７０の故障診断の精度を向上させることができる。すなわち、故障診断に必要とされる冷却水温差が保たれるようにＥＣＵ２００は、エンジン２０の駆動制御を行なう。

たとえば、サーモスタット７０の弁体に漏れ公差が存在して、電動ポンプ３０の駆動により、バイパス通路６０から還流された冷却水にラジエータ４０から循環される冷却水が混合される速度が速く、均一化が促進される状態が想定される。このような状態であっても、エンジン２０の発熱で、エンジン側の冷却水は温められて、検出水温ｅｔｈｗと、ラジエータ入口側からの冷却水の検出水温ｅｔｈｗ２との温度差（ｄｔ）の減少が抑制される。これにより、サーモスタット７０の開故障と区別を容易に行なえる水温差を得ることができる。

車両１００のエンジン冷却装置１０のサーモＯＢＤでは、このような水温差が維持されることにより、所望のＳ／Ｎ比が確保される。これにより、電動ポンプ３０をヒータ３６のＯＮ制御要求によりサーモＯＢＤ中に駆動させても、故障診断を継続することが出来、しかも故障診断の結果では、誤検出の発生を減少させることができる。

また、ヒータ３６がＯＦＦ制御中で電動ポンプ３０が駆動していない状態では、誤検出が生じにくく、開故障で誤検出が生じる可能性は低い。したがって、ヒータ３６のＯＮ，ＯＦＦ制御の状態がいずれの状態であっても、サーモスタット７０の診断精度を向上させることができる。

よって、上記のように車両１００の走行中のエンジン２０間欠駆動時に限らず、例えば、サーモスタット７０の故障診断をエンジン２０が始動中または始動直後に行なう際、冷却水温が低温域であっても車両１００の走行前の点検として行なえば、誤検出の発生を防止しつつ、電動ポンプ３０を駆動してエアコンのヒータ３６を利用できる。

このように、この車両１００に搭載されたサーモＯＢＤは、ヒータ３６のＯＮ，ＯＦＦによる電動ポンプ３０の駆動、非駆動に拘わらず、熱源となるエンジン２０の起動による発熱で生じる水温差を用いることで、サーモスタット７０の故障診断を中止させることなく行なうことができる。

したがって、エンジン２０の間欠停止状態に加えて、さらに、電動ポンプ３０の駆動、弁体の漏れ公差などの診断精度を低下させる条件が存在しても、サーモスタット７０に開故障などが存在している場合には、走行前の点検で確実に診断可能である。このように、ＥＣＵ２００は開故障の検出を車両１００の走行開始前の効率的なタイミングで行なえる。

また、このエンジン冷却装置１０のＥＣＵ２００は、サーモＯＢＤが行なわれているときに、ヒータ３６がＯＮ制御されて電動ポンプ３０の駆動が開始されると、間欠制御中のエンジン２０の停止制御を禁止して、燃焼駆動を継続する。

このため、ハイブリッド車両のようにＥＣＵ２００がエンジン２０を間欠駆動させて、走行させている間に、サーモスタット７０の故障診断が行なわれても、開故障の誤検出が減少して故障診断の精度を向上させることができる。

さらに、サーモＯＢＤ中に、ヒータ３６がＯＮ制御されて電動ポンプ３０の駆動が開始された場合は、停止状態のエンジン２０をファイアリング（点火による燃焼駆動の開始）して、燃料駆動させることができる。これにより、車両１００は、エンジン２０が停止していても、アイドリング運転状態や、または、バッテリ充電状態を含む燃焼駆動状態として、エンジン２０から冷却水を温める発熱を継続することによりサーモスタット７０の故障診断を行なえる。

一般に、エンジン２０の始動時など低温域では、電動ポンプ３０の駆動の開始により冷却水の循環が開始されると、エンジン２０側の冷却水と、ラジエータ４０側の冷却水との混合により温度分布は均一化される方向に短い時間で収束される。しかしながら、このサーモＯＢＤでは、冷却水の温度差（ｄｔ）が短時間で減少しても、エンジン２０の継続的な燃焼駆動で、診断に用いられる比較値を積算出来る。このため、容易に冷却水の温度差（ｄｔ）から水温差をえられて故障検出が可能となる。

さらに、この実施の形態では、車両１００の走行前の点検の一つとしてエンジン２０の始動時にサーモスタット７０の故障検出を完了させることができる。しかも、エンジン２０の始動時など冷却水温が低温域であっても、空調装置のＯＮ要求により、ヒータ３６を使用することが可能となり、ユーザの使用利便性を向上させることができる。

最後に、本発明の実施の形態のエンジン冷却装置１０について総括する。図１を参照して、実施の形態のエンジン冷却装置１０は、間欠駆動可能なエンジン２０と、エンジン２０の冷却水路２５の入口部２７側に冷却水を供給する電動ポンプ３０と、冷却水路２５からの冷却水を通水させて外部へ排熱するラジエータ４０と、電動ポンプ３０、エンジン２０、ラジエータ４０間で冷却水を循環させるためのラジエータ循環通路５０とを備える。

また、エンジン冷却装置１０は、ラジエータ４０を経由することなく、エンジン２０の冷却水路２５からの戻り冷却水を電動ポンプ３０に還流させるための戻り通路３８と、電動ポンプ３０の吸入側に設けられて、ラジエータ循環通路５０と戻り通路３８とを冷却水路２５の入口部２７側で合流させる合流部１１０で、冷却水温に応じて冷却水路２５に供給する冷却水と戻り冷却水との混合比率を調整するサーモスタット７０とを備える。

そして、エンジン冷却装置１０は、冷却水路２５をラジエータ循環通路５０と戻り通路３８とに分岐する分岐部１２０で、冷却水路２５の出口側の冷却水の温度を検出するエンジン側冷却水温センサ８０と、エンジン２０とラジエータ４０との間で、エンジン側冷却水温センサ８０よりラジエータ４０側のラジエータ循環通路５０に設けられて、ラジエータ４０の入口部４２側の冷却水の温度を検出するラジエータ入口側冷却水温センサ９０と、エンジン側冷却水温センサ８０の検出水温とラジエータ入口側冷却水温センサ９０の検出水温との温度差（ｄｔ）に基づいて、サーモスタット７０の故障診断を行なうＥＣＵ２００とを備える。

ＥＣＵ２００は、サーモスタット７０の故障診断中に、電動ポンプ３０を駆動している状態では、エンジン２０の間欠駆動における停止制御を禁止する。

以上、本願発明を実施の形態に沿って説明してきたが、本願発明は、特にこれに限られることなく、同一ないし均等な範囲での変更は、本願発明に含まれる。

すなわち、故障診断が行なわれる際、ラジエータ入口側冷却水温センサ９０と、エンジン側冷却水温センサ８０とにより検出された２つの水温差（ｄｔ）が積算された値を比較値として用いて、サーモスタット７０の故障診断を行なっているが、特にこれに限らず、３つ以上の温度センサで検出した値を、そのまま、または、加算和などの演算を行なって、比較値として用いてもよい。この場合、図２の領域の面積Ｓのように、開故障と区別できる程度の判定可能な大きさの比較値が得られる。したがって、サーモスタット７０の故障診断の精度を向上させて、誤検出が発生する可能性を低下させることができる。

なお、本実施の形態では、間欠駆動可能なエンジンを備えた車両としてハイブリッド車両を例示したが、本発明の適用は、ハイブリッド車両に限定されるものではない。たとえば、通常のガソリンエンジン車についても、停車時にエンジンを自動的に停止させるいわゆるエコラン制御や、減速中などに燃料の噴射を停止するＦ／Ｃ制御を適用することによってエンジンが間欠駆動可能な場合には、本発明を適用することが可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ エンジン冷却装置、２０ エンジン、２２ 取付側面部、２４ ウォータジャケット、２５ 冷却水路、２６ 出口部、２８ クーラ、２９ 送り配管、３０ 電動ポンプ、３２ 排気熱回収器、３４ ＥＧＲバルブ、３６ ヒータ、３８ 戻り配管（戻り通路）、４０ ラジエータ、４２ 入口部、４４ 出口部、４６ 冷却ファン、５０ ラジエータ循環通路、５１ 出口側配管、５２ 一端、５３ 他端、６０ バイパス通路、７０ サーモスタット、８０ エンジン側冷却水温センサ（第１の水温センサ）、９０ ラジエータ入口側冷却水温センサ（第２の水温センサ）、１００ 車両、１１０ 合流部、１２０ 分岐部、２００ ＥＣＵ、ＴＢ スロットルボディ。

Claims (1)

1. 内燃機関と、
   前記内燃機関の冷却水路の入口側に冷却水を供給する電動ポンプと、
   前記冷却水路からの冷却水を通水させて外部へ排熱するラジエータと、
   前記電動ポンプ、前記内燃機関、および前記ラジエータ間で前記冷却水を循環させるためのラジエータ循環通路と、
   前記ラジエータを経由することなく、前記内燃機関の冷却水路からの戻り冷却水を前記電動ポンプに還流させるための戻り通路と、
   前記電動ポンプの吸入側に設けられて、前記ラジエータ循環通路と前記戻り通路とを前記冷却水路の入口側で合流させる合流部で、冷却水温に応じて前記冷却水路に供給する当該冷却水と戻り冷却水との混合比率を調整するサーモスタットと、
   前記冷却水路を前記ラジエータ循環通路と前記戻り通路とに分岐する分岐部側で、前記内燃機関の出口側の冷却水の温度を検出する第１の冷却水温センサと、
   前記内燃機関と前記ラジエータとの間で、前記第１の冷却水温センサより前記ラジエータ側の前記ラジエータ循環通路に設けられて、当該ラジエータ入口側の冷却水の温度を検出する第２の冷却水温センサと、
   前記第１の冷却水温センサの検出水温と前記第２の冷却水温センサの検出水温との温度差に基づいて、前記サーモスタットの故障診断を行なう制御部とを備え、
   前記制御部は、前記内燃機関の燃焼駆動状態と停止状態とを交互に切換える間欠駆動制御を行なうと共に、前記サーモスタットの故障診断中、前記電動ポンプを駆動している状態では、前記内燃機関が停止状態となることを禁止する、内燃機関の冷却装置。

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