JP2015129460A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ラジエータに導入される外気の量を調整することによってエンジンの冷却水の温度を調整するためのシャッタ装置を備える車両において、エンジンの冷却水の温度に基づいて実行される各種制御の誤動作を抑制する。
【解決手段】グリルシャッタ４１０は、エンジン１６０のラジエータに導入される外気の量を調整することによってエンジン１６０の冷却水の温度を調整するための装置である。ＥＣＵ３００は、エンジン１６０の冷却水の温度に基づいて、エンジン１６０の故障診断を行なう。ここで、ＥＣＵ３００は、グリルシャッタ４１０への作動指令に拘わらずグリルシャッタ４１０が開状態で不動であるときは、サーモスタット弁７０の故障診断処理を非実行とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両に関し、特に、エンジンと、ラジエータに導入される外気の量を調整することによってエンジンの冷却水の温度を調整するためのシャッタ装置とを備える車両に関する。

特開２０１１−１０５２１９号公報（特許文献１）は、ラジエータに外気を導入する開位置と、外気の導入を禁止または抑制する閉位置とに切替可能なシャッタ（グリルシャッタ）を備える車両を開示する。この車両は、シャッタを駆動するモータと、モータに電流を印加してシャッタの開閉動作を制御する制御装置とをさらに備える。制御装置は、モータに断続的な電流印加を行なったときの電流値に基づいて、シャッタの作動状態についての異常判定を行なう（特許文献１参照）。

特開２０１１−１０５２１９号公報 特開２００２−３６４４４１号公報 特開２０１２−１２７３２４号公報

エンジンの冷却水の温度に基づいて種々の制御が行なわれている。たとえば、エンジン冷却水が流れる通路に設けられるサーモスタット弁の故障診断やエンジンの油温推定等において、エンジンの冷却水の温度が用いられ得る。

ところで、上記の特開２０１１−１０５２１９号公報に記載されたシャッタ（グリルシャッタ）の開閉状態は、エンジンの冷却水の温度に影響を与える。このシャッタが故障や異物のかみ込みによって開状態で不動になると、エンジン停止時の冷却水温の低下と、エンジン作動時の冷却水温の上昇との格差が大きくなり、冷却水温の変化が大きくなる。この傾向は、特に、蓄電装置のＳＯＣ（State Of Charge）や走行パワー等に応じてエンジンの間欠運転（停止／作動）が行なわれるハイブリッド車両において顕著となる。

エンジン冷却水温の過大な変化は、冷却水温に基づいて実行される各種制御の誤動作を招き得る。このような問題点について、上記の特許文献では特に検討されていない。

それゆえに、この発明の目的は、ラジエータに導入される外気の量を調整することによってエンジンの冷却水の温度を調整するためのシャッタ装置を備える車両において、エンジンの冷却水の温度に基づいて実行される各種制御の誤動作を抑制することである。

この発明によれば、車両は、エンジンと、シャッタ装置と、制御装置とを備える。シャッタ装置は、エンジンのラジエータに導入される外気の量を調整することによってエンジンの冷却水の温度を調整するための装置である。制御装置は、エンジンの冷却水の温度に基づいて、予め定められた制御を実行する。ここで、制御装置は、シャッタ装置への作動指令に拘わらずシャッタ装置が開状態で不動であるときは、上記の予め定められた制御を非実行とする。

この車両によれば、シャッタ装置が開状態で不動となることによりエンジン冷却水温の過大な変化が生じ得る状況下では、エンジン冷却水温に基づく制御は実行されないので、上記制御の誤動作を抑制することができる。

好ましくは、車両は、エンジンを冷却する冷却装置をさらに備える。冷却装置は、エンジンの内部に形成された冷却水路と、冷却水を冷却するための上記ラジエータと、ラジエータ循環通路と、バイパス通路と、サーモスタット弁と、電動ポンプと、温度検出部とを含む。ラジエータ循環通路は、冷却水路から排出された冷却水を、ラジエータを経由させて冷却水路に戻すための通路である。バイパス通路は、冷却水路から排出された冷却水を、ラジエータを経由させることなく冷却水路に戻すための通路である。サーモスタット弁は、ラジエータ循環通路とバイパス通路とに接続され、サーモスタット弁の内部を流れる冷却水の温度に応じて、ラジエータ循環通路からの冷却水を遮断してバイパス通路からの冷却水を冷却水路に出力する閉状態と、ラジエータ循環通路からの冷却水とバイパス通路からの冷却水とを冷却水路に出力する開状態とのいずれかに切替えられる。温度検出部は、エンジンの冷却水の温度を検出する。上記の予め定められた制御は、温度検出部により検出される冷却水の温度に基づいてサーモスタット弁の故障診断を行なう制御を含む。

さらに好ましくは、前記温度検出部は、第１の温度センサと、第２の温度センサとを含む。第１の温度センサは、前記冷却水路内の冷却水の温度を検出する。第２の温度センサは、前記ラジエータ循環通路内の冷却水の温度を検出する。前記予め定められた制御は、前記第１の温度センサの検出値と前記第２の温度センサの検出値とに基づいて前記サーモスタット弁の故障診断を行なう制御を含む。

さらに好ましくは、制御装置は、サーモスタット弁が閉状態においてラジエータ循環通路を流れる漏れ流量と第１の温度センサの出力とに基づいてラジエータ循環通路内の冷却水温度の推定値を算出し、算出された推定値よりも第２の温度センサの出力値が大きい場合にサーモスタット弁が故障しているものと診断する。

この車両においては、温度検出部により検出されるエンジンの冷却水の温度に基づいてサーモスタット弁の故障診断が行なわれるところ、シャッタ装置が開状態で不動となることによりエンジン冷却水温の過大な変化が生じ得る状況下では、上記のサーモスタット弁の故障診断は実行されない。したがって、この車両によれば、サーモスタット弁の故障診断が誤診断をするのを抑制することができる。

好ましくは、上記の予め定められた制御は、エンジンの冷却水の温度を用いてエンジンの油温を推定する制御を含む。

この車両によれば、シャッタ装置が開状態で不動となることによりエンジン冷却水温の過大な変化が生じ得る状況下では、エンジン冷却水温を用いたエンジン油温の推定は行なわれないので、エンジンの油温が誤推定されるのを抑制することができる。

好ましくは、制御装置は、シャッタ装置の故障を検出し、シャッタ装置の開故障を検出した場合に上記の予め定められた制御を非実行とする。

好ましくは、シャッタ装置は、車両のフロントグリルに設けられ、シャッタの開度を調整することによってフロントグリルを通過する空気量を調整する。

好ましくは、車両は、走行駆動力を発生する電動機をさらに備える。車両は、エンジンを停止して電動機により走行する第１の走行モードと、エンジンを作動させて走行する第２の走行モードとを切替えて走行可能である。

この車両は、第１の走行モード（ＥＶ走行モード）と、第２の走行モード（ＨＶ走行モード）とを切替えて走行可能なハイブリッド車両であり、シャッタ装置が開状態で不動になると、エンジン冷却水温の過大な変化が顕著に生じ得る。この車両によれば、このような状況下では、エンジン冷却水温に基づく制御は実行されないので、制御の誤動作を抑制することができる。

この発明によれば、ラジエータに導入される外気の量を調整することによってエンジンの冷却水の温度を調整するためのシャッタ装置を備える車両において、エンジンの冷却水の温度に基づいて実行される各種制御の誤動作を抑制することができる。

本実施の形態に従う車両の全体ブロック図である。 図１に示すエンジンの冷却装置の概略構成図である。 ＥＣＵにより実行されるサーモスタット弁故障診断処理の手順を説明するためのフローチャートである。 図３のステップＳ２０において実行される診断前提条件判定の処理手順を示すフローチャートである。 ＥＣＵにより実行されるエンジンの油温推定の処理手順を説明するためのフローチャートである。

以下、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。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組合わせることは出願当初から予定されている。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。

［実施の形態１］
（車両の基本構成）
図１は、本実施の形態に従う車両１００の全体ブロック図である。図１を参照して、車両１００は、駆動装置１０５と、蓄電装置１１０と、制御装置であるＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００とを備える。

駆動装置１０５は、内燃機関であるエンジン１６０と、電動駆動部１６５と、駆動輪１７０と、冷却装置４００，５００とを含む。電動駆動部１６５は、コンバータ１２０と、インバータ１３０，１３５と、回転電機であるモータジェネレータ１４０，１４５と、動力伝達ギヤ１５０とを含む。

なお、図１においては、エンジン１６０およびモータジェネレータ１４０，１４５が設けられるハイブリッド車両を例として説明するが、本発明は、駆動源としてエンジンのみを用いて走行する車両にも適用可能である。また、モータジェネレータを用いる場合には、モータジェネレータが１つの場合、あるいは２つより多くのモータジェネレータを設ける場合にも適用可能である。

蓄電装置１１０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１１０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池または鉛蓄電池などの二次電池、あるいは電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。

蓄電装置１１０は、電力線ＰＬ１，ＮＬを介してコンバータ１２０に接続される。そして、蓄電装置１１０は、車両１００の駆動力を発生させるための電力を電動駆動部１６５に供給する。また、蓄電装置１１０は、モータジェネレータ１４０，１４５で発電された電力を蓄電する。蓄電装置１１０の出力は、たとえば２００Ｖ程度である。

コンバータ１２０は、電力線ＰＬ２と電力線ＮＬとの間の電圧を、電力線ＰＬ１と電力線ＮＬとの間の電圧（蓄電装置１１０の電圧に相当）以上に昇圧する。コンバータ１２０は、たとえば、上下アームと、上下アームの中間点と電力線ＰＬ１との間に接続されるリアクトルとを含む昇圧チョッパ回路によって構成される。

インバータ１３０，１３５は、電力線ＰＬ２，ＮＬに並列に接続される。インバータ１３０，１３５は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２に基づいてそれぞれ制御され、コンバータ１２０から供給される直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ１４０，１４５をそれぞれ駆動する。

モータジェネレータ１４０，１４５は、交流回転電機であり、たとえば永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。モータジェネレータ１４０，１４５の出力トルクは、減速機やプラネタリギヤに代表される動力分割機構を含んで構成される動力伝達ギヤ１５０を介して駆動輪１７０に伝達されて、車両１００を走行させる。モータジェネレータ１４０，１４５は、車両１００の回生制動動作時には、駆動輪１７０の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、インバータ１３０，１３５およびコンバータ１２０によって蓄電装置１１０の充電電力に変換され、蓄電装置１１０を充電する。

また、モータジェネレータ１４０，１４５は、動力伝達ギヤ１５０を介してエンジン１６０とも結合される。そして、ＥＣＵ３００により、モータジェネレータ１４０，１４５およびエンジン１６０が協調的に動作されて必要な車両駆動力が発生される。さらに、モータジェネレータ１４０，１４５は、エンジン１６０の回転または駆動輪１７０の回転により発電が可能であり、この発電電力を用いて蓄電装置１１０を充電することができる。この実施の形態１においては、モータジェネレータ１４５を専ら駆動輪１７０を駆動するための電動機として用い、モータジェネレータ１４０を専らエンジン１６０により駆動される発電機として用いるものとする。

モータジェネレータ１４０の出力軸は、動力伝達ギヤ１５０に含まれるプラネタリギヤ（図示せず）のサンギヤに結合される。モータジェネレータ１４５の出力軸は減速機を介してプラネタリギヤのリングギヤに結合される。また、エンジン１６０の出力軸はプラネタリギヤのプラネタリキャリアに結合される。

冷却装置４００は、冷却水のような冷却媒体を用いてエンジン１６０を冷却するための装置である。冷却装置４００は、グリルシャッタ４１０と、冷却ファン４２０と、ラジエータ４４０と、電動ウォーターポンプ（以下「電動ポンプ」と称する。）４５０とを含む。ラジエータ４４０は、冷却配管４６０，４７０によってエンジン１６０に接続される。電動ポンプ４５０は、冷却配管４６０に設けられ、ラジエータ４４０で冷却された冷却媒体をエンジン１６０に送出する。送出された冷却媒体は、エンジン１６０に設けられた冷媒経路を循環することによってエンジン１６０と熱交換を行ない、エンジン１６０を冷却する。ＥＣＵ３００は、制御信号ＰＭにより電動ポンプ４５０の回転速度を制御し、電動ポンプ４５０から送出される冷却媒体の量を調整する。熱交換により暖められた冷却媒体は、冷却配管４７０によってラジエータ４４０に戻され、外気によって再び冷却される。

グリルシャッタ４１０は、たとえば、車両１００のフロントグリル（図示せず）のような空気導入路に設けられ、エンジンルーム内に設けられるラジエータ４４０に導入される外気の量を調整することによってエンジン１６０の冷却水の温度を調整するための装置である。グリルシャッタ４１０は、モータ４１５により駆動される開閉可能な複数の可動フィンを有する。モータ４１５は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＨＴによって制御され、可動フィンの開度を調整する。これによって、グリルシャッタ４１０を通ってラジエータ４４０へ導入される空気の量を調整することができる。

また、グリルシャッタ４１０を全閉状態とすることで、車両１００の空気抵抗の低減、およびエンジンルーム内に導入される空気が低減されることによる揚力の発生の抑制をすることができる。さらに、車両前方の空気の床面下側への流れによって車両を下向きに引っ張る力（ダウンフォース）を発生することができる。これによって、特に高速走行時において、車両の走行状態を安定化することができる。

なお、モータ４１５は、その回転位置を示す信号ＦＬＴをＥＣＵ３００へ出力する。これによって、グリルシャッタ４１０の開度（可動フィンの開度）を検出することができる。なお、グリルシャッタ４１０の開度（可動フィンの開度）を直接検出可能な位置センサ等を別途設けてもよい。

グリルシャッタ４１０を通過した空気は、冷却ファン４２０によってラジエータ４４０に供給される。冷却ファン４２０はモータ４３０によって駆動される電動ファンであり、ＥＣＵ３００からの制御信号によってその回転速度が調整される。このように冷却ファン４２０の回転速度を調整することによって、ラジエータ４４０へ供給される風量が変化されて、ラジエータ４４０における冷却媒体の冷却効率が調整される。

なお、本発明においては、冷却ファン４２０の風量調整および電動ポンプ４５０の流量調整の機能を有することは必ずしも必須ではなく、一定速度で回転して一定の風量および流量を供給するものであってもよい。

冷却装置５００は、電動駆動部１６５を冷却するための装置であり、基本的な構成は冷却装置４００と同様である。そのため、冷却装置５００についての詳細な説明は繰り返さない。

なお、図１においては、エンジン１６０を冷却するための冷却装置４００と、電動駆動部１６５を冷却するための冷却装置５００とが個別に設けられている場合を例として説明するが、エンジン１６０および電動駆動部１６５を１つの冷却装置で冷却する構成とすることも可能である。あるいは、たとえば、冷却媒体の循環系統はそれぞれ独立して設けられるが、冷却ファンおよび／またはグリルシャッタが共通して用いられる構成とすることも可能である。なお、冷却装置４００，５００が個別に設けられている場合には、冷却装置４００，５００の各々を独立して制御することが可能である。

ＥＣＵ３００は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１００および各機器の制御を行なう。この発明に関する主要な制御として、ＥＣＵ３００は、エンジン１６０の故障診断を実行する。この実施の形態１では、ＥＣＵ３００は、エンジン１６０に設けられるサーモスタット弁の故障診断を実行する。この故障診断については、後ほど詳しく説明する。なお、ＥＣＵ３００により実行される制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

なお、図１においては、ＥＣＵ３００として１つの制御装置を設ける構成としているが、たとえば、駆動装置１０５用の制御装置や蓄電装置１１０用の制御装置などのように、機能ごとまたは制御対象機器ごとに個別の制御装置を設ける構成としてもよい。

（エンジン１６０の冷却装置の構成）
図２は、図１に示したエンジン１６０の冷却装置の概略構成図である。図２を参照して、エンジン１６０を冷却するためのエンジン冷却装置１０は、ラジエータ４４０と、電動ポンプ４５０と、ラジエータ循環通路５０と、バイパス通路６０と、サーモスタット弁７０とを含む。また、エンジン冷却装置１０は、エンジン側冷却水温センサ８０と、ラジエータ側冷却水温センサ９０とをさらに含む。

エンジン１６０は、冷却水によってエンジン１６０を冷却するためのウォータージャケット２４を有する。ウォータージャケット２４は、エンジン１６０のシリンダの周囲に形成され、冷却水を通水する冷却水路２５を構成する。冷却水路２５は、入口部２７と、出口部２６との間に設けられ、入口部２７からの冷却水を出口部２６から送出する。冷却水路２５内に流れる冷却水がエンジン１６０と熱交換を行なうことによってエンジン１６０が冷却される。これにより、エンジン１６０が燃焼に適した温度に維持される。

電動ポンプ４５０は、エンジン本体の取付側面部２２に装着される。電動ポンプ４５０は、入口部２７から冷却水路２５内へ冷却水を送出する。電動ポンプ４５０は、ＥＣＵ３００から受ける制御信号によって駆動および停止が制御される。さらに、電動ポンプ４５０は、ＥＣＵ３００から受ける制御信号によって電動ポンプ４５０から吐出される冷却水の吐出量が制御される。

出口部２６は、分岐部９５を構成する。分岐部９５は、ラジエータ循環通路５０と、バイパス通路６０とに接続される。分岐部９５によって、冷却水路２５からの冷却水は、ラジエータ循環通路５０への冷却水と、バイパス通路６０への冷却水とに分けられる。

ラジエータ循環通路５０は、エンジン１６０、電動ポンプ４５０、およびラジエータ４４０間に冷却水を循環させるための通路である。ラジエータ循環通路５０は、配管５０ａ，５０ｂと、ラジエータ４４０とによって構成される。配管５０ａは、分岐部９５とラジエータ４４０の入口部４２との間に設けられる。配管５０ｂは、ラジエータ４４０の出口部４４とサーモスタット弁７０との間に設けられる。エンジン１６０で暖められた冷却水は、ラジエータ４４０を通過することによって冷却される。

バイパス通路６０は、ラジエータ４４０を経由することなく冷却水を循環させるための通路である。バイパス通路６０は、配管６０ａ，６０ｂと、後述の熱機器４０とによって構成される。配管６０ａは、分岐部９５と熱機器４０との間に設けられる。配管６０ｂは、熱機器４０とサーモスタット弁７０との間に設けられる。

熱機器４０は、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）クーラ２８と、配管２９と、排気熱回収器３２と、ヒータ３６と、スロットルボディ３５と、ＥＧＲバルブ３４とを含む。

ＥＧＲクーラ２８は、冷却水によってＥＧＲガスを冷却する。スロットルボディ３５は、冷却水によって暖められることによって固着等の発生が防止される。ＥＧＲバルブ３４は、冷却水によって冷却される。排気熱回収器３２は、排気ガスの熱により冷却水を温めることによって低温時のエンジン始動性を高める。ヒータ３６は、空調装置の暖房器として用いられ、冷却水と空調装置の送風空気との間で熱交換することによって送風空気を加熱する。

サーモスタット弁７０は、ラジエータ循環通路５０を通過した冷却水と、バイパス通路６０を通過した冷却水とを合流させる合流部７５に配置される。合流部７５は、配管５０ｂを介してラジエータ４４０に接続されるとともに配管６０ｂに接続される。合流部７５からの冷却水は、電動ポンプ４５０の吸込口へ戻される。サーモスタット弁７０は、サーモスタット弁７０の内部（弁体付近）を流れる冷却水の温度に応じて、閉状態および開状態のいずれかに切替えられるように構成される。

サーモスタット弁７０の弁体付近における冷却水の温度が所定の開弁温度（たとえば７０℃程度）未満である場合、サーモスタット弁７０は閉状態となる。この場合、バイパス通路６０側の冷却水は、サーモスタット弁７０を通過してウォータージャケット２４に出力されるが、ラジエータ循環通路５０側の冷却水は、サーモスタット弁７０により遮断されてウォータージャケット２４には出力されない。これにより、エンジン１６０の熱を奪った冷却水がラジエータ４４０で冷却されることなくエンジン１６０（ウォータージャケット２４）に還流され、エンジン１６０の暖機が行なわれる。

一方、サーモスタット弁７０の弁体付近における冷却水の温度が上記の開弁温度以上である場合、サーモスタット弁７０は開状態となる。この場合、ラジエータ循環通路５０からの冷却水とバイパス通路６０からの冷却水とがサーモスタット弁７０を通過してウォータージャケット２４へ出力される。また、サーモスタット弁７０の開度は、冷却水の温度に応じて調整される。これにより、ラジエータ循環通路５０からの冷却水とバイパス通路６０からの冷却水との混合比率が調整され、ウォータージャケット２４に通水される冷却水の温度がエンジン１６０の適温となるように保たれる。

エンジン側冷却水温センサ８０は、分岐部９５に設けられる。エンジン側冷却水温センサ８０は、出口部２６から送出される冷却水の温度（以下「エンジン出口水温ＥＣＴ」あるいは単に「ＥＣＴ」と称する。）を検出し、検出結果（ＥＣＴ検出値）をＥＣＵ３００へ出力する。なお、エンジン側冷却水温センサ８０は、冷却水が常時循環している経路に設けられていればよく、たとえば冷却水路２５に設けられてもよい。

ラジエータ側冷却水温センサ９０は、配管５０ａに設けられる。ラジエータ側冷却水温センサ９０は、ラジエータ循環通路５０の配管５０ａに流れる冷却水の温度（以下「ラジエータ入口水温ＲＣＴ」あるいは単に「ＲＣＴ」と称する。）を検出し、検出結果（ＲＣＴ検出値）をＥＣＵ３００へ出力する。なお、ラジエータ側冷却水温センサ９０は、ラジエータ循環通路５０に設けられていればよく、たとえば配管５０ｂに設けられてもよい。

以上のような構成を有するエンジン冷却装置１０において、サーモスタット弁７０が故障していると、弁体付近の冷却水温が開弁温度以上に上昇しても弁体が開かない閉故障や、弁体付近の冷却水温が開弁温度未満に低下しても弁体が閉じない開故障などの異常が生じる。このような故障が生じている状態では、エンジン１６０の冷却水路２５に適正水温の冷却水を供給できず、エンジン１６０の動作効率を低下させてしまう。このため、エンジン１６０の作動中にサーモスタット弁７０が正常に機能しているか否かの故障診断を継続的に行ない、故障を早期に見つけることが好ましい。

そこで、ＥＣＵ３００は、エンジン側冷却水温センサ８０から受けるＥＣＴ検出値と、ラジエータ側冷却水温センサ９０から受けるＲＣＴ検出値とに基づいて、サーモスタット弁７０の故障診断を行なう。

一例として、ＥＣＵ３００は、以下のような診断精度の高い故障診断を実施する。すなわち、サーモスタット弁７０が本来開かない水温領域（開弁温度未満の水温領域）においては、サーモスタット弁７０が閉状態であるため、理論上は、バイパス通路６０には冷却水が流れ、ラジエータ循環通路５０には冷却水が流れない。そのため、ＥＣＴ検出値とＲＣＴ検出値との間には所定値以上の差が生じる。したがって、サーモスタット弁７０が本来開かない水温領域において、ＥＣＴ検出値とＲＣＴ検出値との差が所定値未満であるときには、サーモスタット弁７０が開いている、すなわちサーモスタット弁７０が開故障していると判断することができる。

しかしながら、実際には、サーモスタット弁７０が正常に閉じていても、電動ポンプ４５０の駆動によってラジエータ循環通路５０の水圧が上昇すると、ラジエータ循環通路５０内の冷却水がサーモスタット弁７０から冷却水路２５に漏れ出す。この場合、サーモスタット弁７０が閉状態であるにも拘わらず、サーモスタット弁７０の漏れ流量に相当する量の冷却水が冷却水路２５からラジエータ循環通路５０内に流れ込みラジエータ循環通路５０内にあった冷却水と混合されるため、ラジエータ入口水温ＲＣＴはエンジン出口水温ＥＣＴに近づく。これにより、ＥＣＴ検出値とＲＣＴ検出値との温度差が小さくなるので、故障診断の精度が低下するおそれがある。

そこで、ＥＣＵ３００は、サーモスタット弁７０が正常であってもサーモスタット弁７０から冷却水が漏れ出すことを考慮して、サーモスタット弁７０の故障診断を行なう。具体的には、ＥＣＵ３００は、ＥＣＴ検出値およびサーモスタット弁７０の漏れ流量に基づいてラジエータ入口水温ＲＣＴの推定値を算出し、算出されたＲＣＴ推定値とＲＣＴ検出値との比較結果に基づいて、サーモスタット弁７０が故障であるか否かを診断する処理（以下「サーモスタット弁故障診断処理」と称する。）を行なう。このサーモスタット弁故障診断処理については、後ほどフローチャートを用いて詳しく説明する。

ところで、このようなエンジン側冷却水温センサ８０およびラジエータ側冷却水温センサ９０の各水温検出値に基づくサーモスタット弁７０の故障診断は、グリルシャッタ４１０（図１）の開閉状態の影響を受ける。具体的には、グリルシャッタ４１０への作動指令に拘わらずグリルシャッタ４１０が開状態で不動になると、エンジン停止時の冷却水温の低下と、エンジン作動時の冷却水温の上昇との格差が大きくなり、冷却水温の変化が大きくなる。このようなエンジン冷却水温の過大な変化は、冷却水温の検出値に基づくサーモスタット弁７０の故障診断の誤診断を招き得る。また、グリルシャッタ４１０が開状態で不動になると、グリルシャッタ４１０を通過する空気による冷却性能の想定も困難となる（言い換えると、グリルシャッタ４１０が閉状態で不動のときは、グリルシャッタ４１０を通過する空気量は０であるので、冷却性能を想定できる。）。

そこで、この実施の形態１では、グリルシャッタ４１０が開状態で不動になると、サーモスタット弁７０の故障診断を行なわないこととしたものである。なお、グリルシャッタ４１０が開状態で不動になるのは、グリルシャッタ４１０の故障（開故障）に限らず、グリルシャッタ４１０の可動フィンに異物（たとえば雪が堆積して凍った場合等）がかみ込んだ場合にも発生する。

（サーモスタット弁７０の故障診断処理）
図３は、ＥＣＵ３００により実行されるサーモスタット弁故障診断処理の手順を説明するためのフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、エンジン１６０の始動時、たとえば、アイドリングストップ後のエンジン始動時や、車両１００がハイブリッド車両である場合には、さらに、エンジン１６０を停止してモータの駆動力により走行するＥＶ走行からエンジン１６０を作動させて走行するＨＶ走行へ切替わるときのエンジン始動時などに実行される。このフローチャートは、ＥＣＵ３００に予め格納されたプログラムを所定周期で実行することによって実現され、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。

図３を参照して、ＥＣＵ３００は、エンジン側冷却水温センサ８０から受けるＥＣＴ検出値、およびサーモスタット弁７０が閉状態であるときにラジエータ循環通路５０に流れる漏れ流量に基づいて、ラジエータ入口水温ＲＣＴの推定値（ＲＣＴ推定値）を算出する（ステップＳ１０）。具体的には、ＥＣＵ３００は、一例として、次式を用いてＲＣＴ推定値を算出することができる。

ＲＣＴ推定値＝（ＥＣＴ検出値×漏れ流量＋ＲＣＴ推定値（前回値）×（管路容積−漏れ流量））／管路容積 …（１）
式（１）では、管路容積に対する漏れ流量の割合に応じてＥＣＴ検出値の冷却水とＲＣＴ推定値（前回値）の冷却水とが均一に混合されるものとして、ＲＣＴ推定値が算出される。

ここで、漏れ流量は、予め実験結果等によって決められた固定値であってもよいし、たとえば電動ポンプ４５０の流量が多いほど大きい値に設定される変動値であってもよい。管路容積は、エンジン側冷却水温センサ８０からラジエータ側冷却水温センサ９０までの冷却水が流れる管路の容積である。なお、管路を任意の数の領域に分割し、分割された領域毎に上記（１）の式を適用することによって計算精度を高めることができる。

次いで、ＥＣＵ３００は、サーモスタット弁７０の開故障診断処理を行なう前提条件（以下、単に「診断前提条件」ともいう）の成否を判定する処理を行なう（ステップＳ２０）。本処理内容については、後述の図４において説明する。

そして、ＥＣＵ３００は、ステップＳ２０の処理結果に基づいて、サーモスタット開故障診断処理を行なうか否かを判定する（ステップＳ３０）。診断前提条件は非成立であると判定された場合（ステップＳ３０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、サーモスタット開故障診断を禁止する（ステップＳ３５）。すなわち、サーモスタット開故障診断処理は、非実行とされる。その後、ＥＣＵ３００は、ステップＳ１１０へ処理を移行する。

ステップＳ３０において、診断前提条件が成立していると判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、グリルシャッタ４１０（図１）の状態を検出する（ステップＳ４０）。具体的には、グリルシャッタ４１０の開度指令（制御信号ＳＨＴ）と開度検出値（信号ＦＬＴ）とに基づいて、グリルシャッタ４１０が正常であるか異常であるか、異常の場合には、開状態で不動であるか、閉状態で不動であるか、または状態不定であるかが検出される。

グリルシャッタ４１０は正常であると判定されると（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、ステップＳ７５へ処理を移行し、サーモスタット弁７０の開故障診断の実行を許可する（後述）。

グリルシャッタ４１０は正常でないと判定されると（ステップＳ５０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、グリルシャッタ４１０が開状態で不動であるか否かを判定する（ステップＳ６０）。グリルシャッタ４１０が開状態で不動であると判定されると（ステップＳ６０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、ステップＳ３５へ処理を移行する。すなわち、グリルシャッタ４１０が開状態で不動であると、サーモスタット弁７０の開故障診断処理は実行されない。

ステップＳ６０において、グリルシャッタ４１０が「開状態で不動」ではないと判定されると（ステップＳ６０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、グリルシャッタ４１０が閉状態で不動であるか否かを判定する（ステップＳ７０）。グリルシャッタ４１０が「閉状態で不動」ではないと判定されると（ステップＳ７０においてＮＯ）、グリルシャッタ４１０は状態不定であると判断され、ＥＣＵ３００は、ステップＳ３５へ処理を移行する。すなわち、この場合もサーモスタット弁７０の開故障診断処理は実行されない。

ステップＳ７０において、グリルシャッタ４１０が閉状態で不動であると判定されると（ステップＳ７０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、サーモスタット弁７０の開故障診断処理の実行を許可する（ステップＳ７５）。そして、ＥＣＵ３００は、以降のステップＳ８０〜Ｓ１００に示されるサーモスタット弁７０の開故障診断処理を実行する。

すなわち、ＥＣＵ３００は、ラジエータ側冷却水温センサ９０から受けるＲＣＴ検出値が、ステップＳ１０で算出されたＲＣＴ推定値よりも高いか否かを判定する（ステップＳ８０）。そして、ＲＣＴ検出値がＲＣＴ推定値よりも高い場合（ステップＳ８０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、サーモスタット弁７０が開故障状態であると判定する（ステップＳ９０）。サーモスタット弁７０が開故障状態であると、想定している漏れ流量よりも大量の加熱された冷却水がラジエータ循環通路５０に流れ込み、ＲＣＴ検出値がＲＣＴ推定値よりも高い状況が発生するからである。一方、ＲＣＴ検出値がＲＣＴ推定値以下である場合は（ステップＳ８０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、サーモスタット弁７０は正常であると判定する（ステップＳ１００）。

図４は、図３のステップＳ２０において実行される診断前提条件判定の処理手順を示すフローチャートである。図４を参照して、ＥＣＵ３００は、モニタ前提条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ２１０）。モニタ前提条件とは、エンジン始動からの冷却水温の上昇を示す水温上昇量ΔＥＣＴをモニタ（監視）する前提として設定されている条件である。一例として、ＥＣＵ３００は、以下の条件（ａ）〜（ｆ）がすべて成立している場合に、モニタ前提条件が成立しているものと判定する。

（ａ）今回のエンジン始動後において、サーモスタット故障診断が未完了である。
（ｂ）ＥＣＴ検出値がサーモスタット弁７０の開弁温度（たとえば７０℃）未満である。

（ｃ）エンジン始動時のＥＣＴ検出値が−１０℃〜＋５６℃の範囲に含まれる。
（ｄ）エンジン始動中である。

（ｅ）ＥＣＴ検出値の時間変化量が所定値（たとえば０．１℃／秒）以上である。
（ｆ）エンジン側冷却水温センサ８０およびラジエータ側冷却水温センサ９０が正常である。

条件（ａ）は、エンジン１６０が始動してから次に停止するまでの間にサーモスタット故障診断を１回行なうことを前提とするものである。条件（ｂ）は、サーモスタット弁７０が本来であれば（正常であれば）閉じられていることを担保するための条件である。条件（ｃ），（ｄ）は、エンジン始動後にＥＣＴ検出値がサーモスタット故障診断可能な態様で増加することを担保するための条件である。条件（ｅ）は、エンジン始動後のエンジン水温の上昇を担保するための条件である。条件（ｆ）は、ＥＣＴ検出値あるいはＲＣＴ検出値の信頼性を担保するための条件である。なお、モニタ前提条件として、上記の条件（ａ）〜（ｆ）を適宜取捨選択するようにしてもよい。

ステップＳ２１０においてモニタ前提条件が成立していないと判定されると（ステップＳ２１０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、ステップＳ２４０へ処理を移行し、診断前提条件を不成立とする（ステップＳ２４０）。

ステップＳ２１０においてモニタ前提条件が成立しているものと判定されると（ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、エンジン１６０が始動してからのＥＣＴ検出値の上昇量を示す水温上昇量ΔＥＣＴが所定値αよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２２０）。この所定値αは、診断前提条件の判定値である。一例として、所定値αは１〜２℃程度に設定される。

そして、ステップＳ２２０において水温上昇量ΔＥＣＴが所定値αよりも大きいと判定されると（ステップＳ２２０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、診断前提条件が成立したものとする（ステップＳ２３０）。ステップＳ２２０において水温上昇量ΔＥＣＴが所定値α以下であると判定されたときは（ステップＳ２２０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、診断前提条件を不成立とする（ステップＳ２４０）。

以上のように、この実施の形態１においては、エンジン側冷却水温センサ８０およびラジエータ側冷却水温センサ９０の出力に基づいてサーモスタット弁７０の高精度な故障診断が行なわれるところ、グリルシャッタ４１０が開状態で不動となることによりエンジン冷却水温の過大な変化が生じ得る状況下では、サーモスタット弁７０の上記故障診断は実行されない。したがって、この実施の形態１によれば、サーモスタット弁７０の故障診断が誤診断をするのを抑制することができる。

なお、上記の実施の形態１では、サーモスタット弁７０が閉状態においてラジエータ循環通路５０を流れる漏れ流量を考慮してサーモスタット弁７０の故障診断を行なうものとしたが、故障診断の手法は、このような手法に限定されるものではない。たとえば、より簡易にＥＣＴ検出値とＲＣＴ検出値との比較に基づいて故障診断を行なう場合や、ＥＣＴ検出値のみ（１センサ）を用いて故障診断を行なう場合等にも、この発明は適用可能である。

［実施の形態２］
この実施の形態２では、エンジン１６０の冷却水温に基づいてエンジン１６０の油温が推定される。具体的には、エンジン１６０の油温は、エンジン１６０の始動時の冷却水温をベースとし、エンジン運転状態や走行風による温度低下分、外気温による温度低下分等によって補正される。したがって、このエンジン１６０の油温推定も、グリルシャッタ４１０（図１）の開閉状態の影響を受ける。そこで、この実施の形態２でも、実施の形態１と同様に、グリルシャッタ４１０が開状態で不動になると、エンジン１６０の油温推定を行なわないこととする。

この実施の形態２による車両の全体構成は、図１に示した実施の形態１による車両１００と同じである。そして、この実施の形態２では、ＥＣＵ３００の主要な制御として、ＥＣＵ３００は、エンジン１６０の油温を推定する制御を実行する。

図５は、ＥＣＵ３００により実行されるエンジン１６０の油温推定の処理手順を説明するためのフローチャートである。図５を参照して、ＥＣＵ３００は、エンジン１６０が始動しているか否かを判定する（ステップＳ３１０）。エンジン１６０の始動前であれば（ステップＳ３１０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、エンジン１６０の冷却水温をエンジン油温の推定値とする（ステップＳ３９０）。なお、エンジン１６０の冷却水温は、エンジン冷却水路に設けられた温度センサ（たとえば、実施の形態１におけるエンジン側冷却水温センサ８０（図２）等）によって検出される。

ステップＳ３１０においてエンジン１６０が始動していると判定されると（ステップＳ３１０においＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、エンジン油温を推定して更新する所定の更新周期を経過したか否かを判定する（ステップＳ３２０）。そして、更新周期が経過すると（ステップＳ３２０においてＹＥＳ）、ステップＳ３３０においてグリルシャッタ４１０の状態が検出される。ステップＳ３３０からＳ３６０において実行される処理は、それぞれ図３に示したステップＳ４０からＳ７０において実行される処理と同じであるので、詳細な説明は繰り返さない。

ステップＳ３４０においてグリルシャッタ４１０は正常であると判定されると（ステップＳ３４０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、ステップＳ３７０へ処理を移行し、エンジン１６０の油温推定を行なうための演算を実行する（後述）。

ステップＳ３５０においてグリルシャッタ４１０が開状態で不動であると判定されると（ステップＳ３５０においてＹＥＳ）、ステップＳ３９０へ処理が移行される。すなわち、グリルシャッタ４１０が開状態で不動であるときは、ステップＳ３７０，Ｓ３８０におけるエンジン１６０の油温推定処理は実行されない。なお、ステップＳ３６０においてグリルシャッタ４１０が「閉状態で不動」でないと判定されたときも（ステップＳ３６０においてＮＯ）、ステップＳ３９０へ処理が移行され、ステップＳ３７０，Ｓ３８０におけるエンジン１６０の油温推定処理は実行されない。

ステップＳ３６０においてグリルシャッタ４１０が閉状態で不動であると判定されたとき（ステップＳ３６０においてＹＥＳ）、または上述のようにステップＳ３４０においてグリルシャッタ４１０は正常であると判定されたとき（ステップＳ３４０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、エンジン１６０の油温変化量ΔＯＴを算出する（ステップＳ３７０）。この油温変化量ΔＯＴは、エンジン運転状態における定常温度、走行風による温度低下分、および外気温による温度低下分を考慮したエンジン油温の変化量である。この油温変化量ΔＯＴは、走行風による温度低下分を含んでおり、グリルシャッタ４１０の開閉状態の影響を受けるものである。

次いで、ＥＣＵ３００は、ステップＳ３７０において算出された油温変化量ΔＯＴを、前回の演算周期において算出された油温推定値に加算することによって、油温推定値の今回値を算出する（ステップＳ３８０）。このように、エンジン始動後は、エンジン始動時のエンジン冷却水温を油温変化量ΔＯＴで補正することによって、エンジン１６０の油温が推定される。

なお、特に図示しないが、この推定されたエンジン油温は、種々の制御に使用される。たとえば、エンジン油温は、ＶＶＴ（Variable Valve Timing）のフィードバック制御や、ＶＶＴの目標位相角制御、ＩＳＣ（Idle Speed Control）制御等に使用される。

以上のように、この実施の形態２においては、グリルシャッタ４１０が開状態で不動となることによりエンジン冷却水温の過大な変化が生じ得る状況下では、エンジン冷却水温を用いたエンジン油温の推定は実行されない。したがって、この実施の形態２によれば、エンジン１６０の油温が誤推定されるのを抑制することができる。

なお、上記において、グリルシャッタ４１０は、この発明における「シャッタ装置」の一実施例に対応し、ＥＣＵ３００は、この発明における「制御装置」の一実施例に対応する。また、エンジン側冷却水温センサ８０は、この発明における「第１の温度センサ」の一実施例に対応し、ラジエータ側冷却水温センサ９０は、この発明における「第２の温度センサ」の一実施例に対応する。

今回開示された各実施の形態は、適宜組合わせて実施することも予定されている。そして、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、上記した実施の形態の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、２２ 取付側面部、２４ ウォータージャケット、２５ 冷却水路、２６，４４ 出口部、２７，４２ 入口部、２８ クーラ、２９，５０ａ，５０ｂ，６０ａ，６０ｂ 配管、３２ 排気熱回収器、３４ ＥＧＲバルブ、３５ スロットルボディ、３６ ヒータ、４０ 熱機器、５０ ラジエータ循環通路、６０ バイパス通路、７０ サーモスタット弁、７５ 合流部、８０ エンジン側冷却水温センサ、９０ ラジエータ側冷却水温センサ、９５ 分岐部、１００ 車両、１０５ 駆動装置、１１０ 蓄電装置、１１５ 電動駆動部、１２０ コンバータ、１３０，１３５ インバータ、１４０，１４５ モータジェネレータ、１５０ 動力伝達ギヤ、１６０ エンジン、１７０ 駆動輪、３００ ＥＣＵ、４００，５００ 冷却装置、４１０ グリルシャッタ、４１１ 可動フィン、４１５，４３０ モータ、４２０ 冷却ファン、４４０ ラジエータ、４５０ 電動ポンプ、４６０，４７０ 冷却配管、ＰＬ１，ＰＬ２，ＮＬ 電力線。

Claims (8)

1. エンジンと、
   前記エンジンのラジエータに導入される外気の量を調整することによって前記エンジンの冷却水の温度を調整するためのシャッタ装置と、
   前記エンジンの冷却水の温度に基づいて、予め定められた制御を実行する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記シャッタ装置への作動指令に拘わらず前記シャッタ装置が開状態で不動であるときは、前記予め定められた制御を非実行とする、車両。
2. 前記エンジンを冷却する冷却装置をさらに備え、
   前記冷却装置は、
   前記エンジンの内部に形成された冷却水路と、
   前記冷却水を冷却するための前記ラジエータと、
   前記冷却水路から排出された冷却水を、前記ラジエータを経由させて前記冷却水路に戻すためのラジエータ循環通路と、
   前記冷却水路から排出された冷却水を、前記ラジエータを経由させることなく前記冷却水路に戻すためのバイパス通路と、
   前記ラジエータ循環通路と前記バイパス通路とに接続されるサーモスタット弁とを含み、
   前記サーモスタット弁は、前記サーモスタット弁の内部を流れる冷却水の温度に応じて、前記ラジエータ循環通路からの冷却水を遮断して前記バイパス通路からの冷却水を前記冷却水路に出力する閉状態と、前記ラジエータ循環通路からの冷却水と前記バイパス通路からの冷却水とを前記冷却水路に出力する開状態とのいずれかに切替えられ、
   前記冷却装置は、前記冷却水の温度を検出する温度検出部をさらに含み、
   前記予め定められた制御は、前記温度検出部により検出される前記冷却水の温度に基づいて前記サーモスタット弁の故障診断を行なう制御を含む、請求項１に記載の車両。
3. 前記温度検出部は、
   前記冷却水路内の冷却水の温度を検出する第１の温度センサと、
   前記ラジエータ循環通路内の冷却水の温度を検出する第２の温度センサとを含み、
   前記予め定められた制御は、前記第１の温度センサの検出値と前記第２の温度センサの検出値とに基づいて前記サーモスタット弁の故障診断を行なう制御を含む、請求項２に記載の車両。
4. 前記制御装置は、前記サーモスタット弁が閉状態において前記ラジエータ循環通路を流れる漏れ流量と前記第１の温度センサの出力とに基づいて前記ラジエータ循環通路内の冷却水温度の推定値を算出し、算出された前記推定値よりも前記第２の温度センサの出力値が大きい場合に前記サーモスタット弁が故障しているものと診断する、請求項３に記載の車両。
5. 前記予め定められた制御は、前記エンジンの冷却水の温度を用いて前記エンジンの油温を推定する制御を含む、請求項１に記載の車両。
6. 前記制御装置は、前記シャッタ装置の故障を検出し、前記シャッタ装置の開故障を検出した場合に前記予め定められた制御を非実行とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の車両。
7. 前記シャッタ装置は、前記車両のフロントグリルに設けられ、シャッタの開度を調整することによって前記フロントグリルを通過する空気量を調整する、請求項１から６のいずれか１項に記載の車両。
8. 走行駆動力を発生する電動機をさらに備え、
   前記車両は、前記エンジンを停止して前記電動機により走行する第１の走行モードと、前記エンジンを作動させて走行する第２の走行モードとを切替えて走行可能である、請求項１から７のいずれか１項に記載の車両。

Images