JP2017057746A - 診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却水の温度を調整する温度調整弁の異常を正確に判定することのできる診断装置を提供する。
【解決手段】診断装置１００は、車両１０の内燃機関２０から排出される冷却水の温度、である出口水温を取得する水温取得部１１０と、車両１０の運転状態を取得する状態取得部１２０と、冷却水の温度を調整するものとして車両１０に設けられている温度調整弁５６０、の異常を、出口水温及び運転状態の両方に基づいて判定する異常判定部１４０と、を備える
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に備えられる診断装置に関する。

車両には、車両の運転状態を診断するための診断装置が備えられる。車両において何らかの異常が生じていると診断された場合には、診断装置は、フロントパネルの警告灯を点灯させるなどして、異常が生じている旨を運転者に報知する。

下記特許文献１に記載された車両では、冷却水の循環経路に設けられた温度調整弁であるサーモスタット、の動作が正常であるか否かの診断が行われる。具体的には、ラジエータとエンジンとの間を循環する冷却水の温度に基づいて、サーモスタットに開故障が生じているか否かの診断が行われる。

特開２０１５−７８６５７号公報

冷却水の温度が低下したときには、温度調整弁に開故障が生じており、ラジエータによる冷却水の冷却が過度に行われてしまっている状態であると推測される。しかしながら、冷却水の温度の低下は、ラジエータの開故障以外の原因でも生じることがある。例えば、暖房装置の運転が行われ、冷却水の熱が車両の暖房のために消費されたために、冷却水の温度が低下してしまうこともある。また、内燃機関の発熱量が比較的小さい状態となったために、冷却水の温度が低下してしまうこともある。従って、冷却水の温度が低下したというだけで、温度調整弁に開故障が生じたとの判定が常に行われると、誤判定が生じる可能性がある。

上記特許文献１には、冷却水の温度が低下傾向を示している場合には誤診断が生じるおそれがあるため、サーモスタットの開故障についての診断を禁止することが記載されている。しかしながら、冷却水の温度が低下した際において診断が禁止されると、その間にサーモスタットの故障が実際に生じても、当該故障が検知されないまま車両の運転が継続されることとなってしまう。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷却水の温度を調整する温度調整弁の異常を正確に判定することのできる診断装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る診断装置は、車両（１０）に備えられる診断装置（１００）であって、車両の内燃機関（２０）から排出される冷却水の温度、である出口水温を取得する水温取得部（１１０）と、車両の運転状態を取得する状態取得部（１２０）と、冷却水の温度を調整するものとして車両に設けられている温度調整弁（５６０）、の異常を、出口水温及び運転状態の両方に基づいて判定する異常判定部（１４０）と、を備える。

このような診断装置では、出口水温のみに基づいて温度調整弁の異常が判定されるのではなく、出口水温及び運転状態の両方に基づいて温度調整弁の異常が判定される。このため、温度調整弁の異常以外の原因で出口水温が低下したような場合において、温度調整弁に異常が生じたとの誤判定が生じることが防止される。

本発明によれば、冷却水の温度を調整する温度調整弁の異常を正確に判定することのできる診断装置が提供される。

本発明の第１実施形態に係る診断装置、及び当該診断装置が搭載された車両の構成を示す図である。 内燃機関の運転状態と、冷却水が受ける受熱量と、の関係を示す図である。 冷却水の圧力と、冷却水の流量と、の関係を説明するための図である。 診断装置において実行される処理の流れを示すフローチャートである。 内燃機関の発熱量と、設定される温度差閾値と、の関係を示す図である。 温度調整弁の異常が判定される際における、車両の運転状態の変化等を示す図である。 冷却水の流量と、ウォーターポンプの回転数と、の関係を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る診断装置において実行される処理の流れを示すフローチャートである。 温度調整弁の異常が判定される際における、車両の運転状態の変化等を示す図である。 冷却水の流量と、消費電流値と、の関係を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る診断装置において実行される処理の流れを示すフローチャートである。 温度調整弁の異常が判定される際における、車両の運転状態の変化等を示す図である。 温度調整弁の異常が判定される際における、車両の運転状態の変化等を示す図である。 本発明の第４実施形態に係る診断装置において実行される処理の流れを示すフローチャートである。 温度調整弁の異常が判定される際における、車両の運転状態の変化等を示す図である。 出口水温のみに基づいた温度調整弁の診断、が保留される条件について説明するための図である。 本発明の第５実施形態に係る診断装置において実行される処理の流れを示すフローチャートである。 電動の温度調整弁が用いられた場合における、温度調整弁の動作を説明するための図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

本実施形態に係る診断装置１００は、車両１０の運転状態を診断するための装置である。先ず、図１を参照しながら車両１０の構成について説明する。車両１０は、内燃機関２０とモーターＭとを備えた所謂ハイブリッド車両として構成されている。

内燃機関２０は、ガソリンを燃料として駆動される４サイクルレシプロエンジンである。内燃機関２０は、シリンダヘッド２１とシリンダブロック２２とを有している。これらの内部には不図示の気筒が複数形成されている。各気筒において吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、排気行程の各行程が繰り返し行われ、これにより車両１０の走行に必要な駆動力が生じる。

モーターＭは三相交流モーターである。車両１０には、バッテリーと電力変換器が搭載されている（いずれも不図示）。バッテリーから出力された直流電力は、電力変換器によって三相交流電力に変換され、モーターＭに供給される。モーターＭに三相交流電力が供給されると、車両１０の走行に必要な駆動力が生じる。当該駆動力の大きさは、電力変換器のスイッチング動作によって調整される。

車両１０は、内燃機関２０の駆動力、及びモーターＭの駆動力の両方により走行することができる。また、内燃機関２０の駆動力のみによって走行したり、モーターＭの駆動力のみによって走行したりすることもできる。

車両１０には、以上に説明した内燃機関２０やモーターＭのほか、冷却装置５０と、電流センサ６０と、報知装置７０と、を備えている。

冷却装置５０は、運転中において多量の熱を発生させる内燃機関２０を冷却し、適温に維持するための装置である。冷却装置５０は、循環流路５１０と、ウォーターポンプ５２０と、ラジエータ５３０と、バイパス流路５４０と、温度調整弁５６０と、を有している。

循環流路５１０は、内燃機関２０と、後述のラジエータ５３０との間で冷却水を循環させるための流路である。以下では、循環流路５１０のうち、冷却水が内燃機関２０からラジエータ５３０に向かって流れる流路を「第１流路５１１」とも表記する。また、循環流路５１０のうち、冷却水がラジエータ５３０から内燃機関２０に向かって流れる流路を「第２流路５１２」とも表記する。

内燃機関２０の内部には、内部流路２１０が形成されている。第２流路５１２を通って内燃機関２０に供給された冷却水は、内部流路２１０を通りながら内燃機関２０から熱を奪う。これにより高温となった冷却水は、内部流路２１０から第１流路５１１へと排出される。

第１流路５１１のうち内燃機関２０寄りとなる位置には、内燃機関２０から排出された直後における冷却水の温度を測定するための水温センサ５７０が設けられている。水温センサ５７０で測定された水温に基づく信号は、診断装置１００に入力されている。以下では、水温センサ５７０によって測定される冷却水の温度のことを「出口水温」とも表記する。

第２流路５１２のうち内燃機関２０寄りとなる位置には、内燃機関２０に供給される直前における冷却水の温度を測定するための水温センサ５７１が設けられている。水温センサ５７１で測定された水温に基づく信号は、診断装置１００に入力されている。以下では、水温センサ５７１によって測定される冷却水の温度のことを「入口水温」とも表記する。

ウォーターポンプ５２０は、冷却水が循環流路５１０を循環するように、冷却水を圧送する電動ポンプである。ウォーターポンプ５２０は、第２流路５１２のうち内燃機関２０寄りとなる位置に配置されている。ウォーターポンプ５２０の動作は、車両１０の全体を制御するＥＣＵ（不図示）によって制御される。また、診断装置１００が、ＥＣＵを介してウォーターポンプ５２０の動作を制御することも可能となっている。

ウォーターポンプ５２０は、その回転数を示す信号を外部に出力する。当該信号は、診断装置１００及びＥＣＵの両方に入力される。ＥＣＵは、ウォーターポンプ５２０からの信号を参照しながら、ウォーターポンプ５２０の動作を制御する。

ラジエータ５３０は、循環流路５１０を流れる冷却水と、車両１０の外部から導入された空気とを熱交換させることにより、冷却水の温度を低下させる熱交換器である。ラジエータ５３０の近傍にはラジエータファン５３１が設けられている。ラジエータファン５３１は、ラジエータ５３０における熱交換が効率的に行われるよう、ラジエータ５３０に空気を送り込むためのものである。

バイパス流路５４０は、第１流路５１１と第２流路５１２とを繋ぐように形成された流路である。後述の温度調整弁５６０の動作によって、ラジエータ５３０を通ることなくバイパス流路５４０のみを冷却水が流れる状態とすることができる。また、ラジエータ５３０及びバイパス流路５４０の両方を冷却水が流れる状態とすることもできる。

バイパス流路５４０の途中には、ヒータコア５５０が設けられている。ヒータコア５５０は、車両１０に備えられた暖房装置の一部を構成するものである。ヒータコア５５０は、内部を流れる高温の冷却水と、ヒータコア５５０を通過する空気とを熱交換させることにより、当該空気の温度を上昇させる熱交換器である。ヒータコア５５０の近傍にはブロア５５１が設けられている。ブロア５５１は、ヒータコア５５０における熱交換が効率的に行われるよう、ヒータコア５５０に空気を送り込むためのものである。ヒータコア５５０を通過してその温度を上昇させた空気は、不図示のダクトを通って車両１０の車室内に供給される。

冷却水は、ヒータコア５５０を通過する際、空気との熱交換によってその温度を低下させる。ヒータコア５５０を通過する際において冷却水が失う熱量は、ヒータコア５５０を含む暖房装置の動作状態によって変化する。

温度調整弁５６０は、第１流路５１１とバイパス流路５４０とが分岐する部分に設けられている。温度調整弁５６０は、冷却水の温度に応じて開閉が切り替えられるサーモスタットである。温度調整弁５６０は、その内部に不図示の弁体を有している。冷却水の温度が所定温度よりも低くなると、当該弁体が移動して、温度調整弁５６０からラジエータ５３０に向かう流路が閉塞される。これにより、内燃機関２０から排出された冷却水は、その全てがバイパス流路５４０を流れ、ラジエータ５３０を通ることなく内燃機関２０へと戻るようになる。ラジエータ５３０において冷却水の熱が奪われないので、始動直後における内燃機関２０の暖機が速められる。

冷却水の温度が上昇し、上記所定温度以上となると、温度調整弁５６０の内部では弁体が移動する。これにより、温度調整弁５６０からラジエータ５３０に向かう流路が開放される。内燃機関２０から排出された冷却水は、その一部がバイパス流路５４０を流れ、その残部がラジエータ５３０を流れるようになる。ラジエータ５３０において冷却水の熱が奪われるようになるので、冷却水の温度が過度に上昇してしまうことが防止される。このように、温度調整弁５６０により、冷却水の温度が適温となるように調整される。

以下では、温度調整弁５６０からラジエータ５３０に向かう流路が開放されている状態のことを、「開状態」とも表記する。また、温度調整弁５６０からラジエータ５３０に向かう流路が閉塞されている状態のことを、「閉状態」とも表記する。

電流センサ６０は、車両１０に搭載された各種の電力消費機器において消費される電流の大きさを計測するための電流計である。電流センサ６０により、ウォーターポンプ５２０を含む全ての電力消費器で消費される電流の合計値が計測される。当該合計値のことを、以下では「消費電流値」とも称する。電流センサ６０で計測された消費電流値に基づく信号は、診断装置１００に入力される。

報知装置７０は、診断装置１００により行われた車両１０の診断結果を運転者に報知するための装置である。車両１０において何らかの異常が生じていることが診断装置１００により診断されると、報知装置７０は、フロントパネルに設けられた警告灯を点灯させることによって運転者への報知を行う。

診断装置１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータシステムとして構成されている。診断装置１００は、車両１０の全体の制御を行うＥＣＵとは別の装置として構成されていてもよいのであるが、ＥＣＵと一体の装置として構成されていてもよい。つまり、以下に説明する診断装置１００の機能の一部又は全てが、車両１０のＥＣＵに備えられていてもよい。

診断装置１００は、機能的な制御ブロックとして、水温取得部１１０と、状態取得部１２０と、発熱量取得部１３０と、異常判定部１４０と、を備えている。

水温取得部１１０は、水温センサ５７０から受信される信号に基づいて、内燃機関２０から排出される冷却水の温度、すなわち出口水温を算出し取得する部分である。

状態取得部１２０は、車両１０の運転状態を取得する部分である。運転状態としては、例えばウォーターポンプ５２０の回転数等、車両１０の動作状態を示す種々の項目が挙げられる。ただし、水温取得部１１０で取得される出口水温は、ここでいう運転状態には含まれないものとする。本実施形態では、水温センサ５７１で測定される入口水温が、運転状態として状態取得部１２０により取得される。

発熱量取得部１３０は、現時点における内燃機関２０の発熱量を算出し取得する部分である。図２を参照しながら、発熱量取得部１３０による発熱量の算出方法について説明する。図２に示されるのは、内燃機関２０の運転状態と、冷却水の受熱量との関係を示すマップである。冷却水の受熱量とは、循環流路５１０を循環する冷却水に対して単位時間あたりに加えられる熱量のことである。

図２のマップの横軸には内燃機関２０の回転数が示されており、縦軸には、内燃機関２０に取り込まれる空気量が示されている。図２では、横軸の回転数及び縦軸の空気量で定まる運転状態毎に、当該状態における受熱量が等高線で描かれている。図２のマップは予め作成され、診断装置１００が有するＲＯＭに記憶されている。

太線ＷＯＴで示されるのは、それぞれの回転数において内燃機関２０に取り込まれる空気量の上限値、すなわち、スロットルバルブが全開の状態で内燃機関２０に取り込まれる空気の流量である。

図２の線Ｑ０に沿うような運転状態のときには、冷却水の受熱量は、単位時間あたりに冷却水から外部に放出される熱量（以下、「放熱量」とも表記する）と概ね一致する。一方、図２の線Ｑ１に沿うような運転状態のときには、冷却水の受熱量は放熱量よりも大きくなる。このため、ラジエータ５３０を冷却水が通らない場合には、冷却水の温度は上昇傾向となる。

また、図２の線Ｑ２に沿うような運転状態のときには、冷却水の受熱量は更に大きくなる。このため、ラジエータ５３０を冷却水が通らない場合には、冷却水の温度は更に上昇傾向となる。

図２の線Ｑ３に沿うような運転状態のときには、冷却水の受熱量は放熱量よりも小さくなる。このため、ラジエータ５３０を冷却水が通らない場合であっても、冷却水の温度は低下傾向となる可能性がある。

このように、図２に示されるマップでは、内燃機関２０の運転領域が右上にあるほど、冷却水の受熱量は大きな値となる。逆に、内燃機関２０の運転領域が左下にあるほど、冷却水の受熱量は小さな値となる。尚、内燃機関２０で生じるトルクをマップの縦軸としてもよい。その場合でも、概ね図２と同様のマップが描かれることとなる。

図２のマップで算出される受熱量と、内燃機関２０の発熱量とは概ね一致する。そこで、本実施形態の発熱量取得部１３０では、図２のマップを参照することによって現時点における受熱量を算出し、当該受熱量をそのまま内燃機関２０の発熱量として取得することとしている。このような態様に替えて、内燃機関２０の発熱量を直接的に算出するマップが予め作成され、当該マップに基づいて、発熱量取得部１３０による発熱量の算出が行われるような態様であってもよい。

異常判定部１４０は、温度調整弁５６０に異常が生じたか否かを判定する部分である。例えば、出口水温が低い状態が長時間に亘り継続されている場合には、温度調整弁５６０が開状態のまま動かなくなってしまっているものと推測される。つまり、温度調整弁５６０が閉状態とはならないため、冷却水がラジエータ５３０を通って冷却され続けているものと推測される。以下、温度調整弁５６０が上記のように開状態のまま動かなくなってしまっている状態のことを「開故障」とも表記する。

ただし、異常判定部１４０によって行われる判定は、水温取得部１１０で取得された出口水温にのみ基づいて行われるのではなく、出口水温及び状態取得部１２０で取得された運転状態の両方に基づいて行われる。

異常判定部１４０で行われる判定の概要について、図３を参照しながら説明する。図３の線Ｇ１は、冷却水の流量と、ウォーターポンプ５２０の吐出圧との関係を示すものである。線Ｇ１で示されるように、ウォーターポンプ５２０の吐出圧、すなわちウォーターポンプ５２０の出口部分における冷却水の圧力は、循環流路５１０を流れる冷却水の流量が大きくなるに伴って低下する傾向がある。

線ＤＬ１０及び線ＤＬ２０は、いずれも、冷却水の流量と、循環流路５１０を構成する配管内における圧力損失との関係を示すものである。このうち、線ＤＬ１０には、温度調整弁５６０が閉状態となっているときにおける圧力損失が示されている。また、線ＤＬ２０には、温度調整弁５６０が開状態となっているときにおける圧力損失が示されている。

線ＤＬ１０及び線ＤＬ２０で示されるように、冷却水の流量が大きくなると、それに伴って圧力損失も大きくなる。また、温度調整弁５６０が閉状態となっているときにおける圧力損失は、温度調整弁５６０が開状態となっているときにおける圧力損失よりも大きくなる。

ウォーターポンプ５２０が動作しているときの動作点、すなわち、冷却水量と吐出圧のそれぞれの値は、線Ｇ１と線ＤＬ１０との交点、又は、線Ｇ１と線ＤＬ２０との交点で表されることとなる。つまり、温度調整弁５６０が閉状態となっているときには、冷却水の流量は流量Ｆ１０となり、ウォーターポンプ５２０の吐出圧は圧力Ｐ１０となる。また、温度調整弁５６０が開状態となっているときには、冷却水の流量は流量Ｆ２０となり、ウォーターポンプ５２０の吐出圧は圧力Ｐ２０となる。流量Ｆ２０は流量Ｆ１０よりも大きい。

このように、温度調整弁５６０が開状態となっているときには、閉状態となっているときに比べて圧力損失が小さくなる結果、冷却水の流量が大きくなる。

ここで、内燃機関２０における単位時間当たりの発熱量Ｑは、以下の式（１）により表すことができる。
Ｑ＝ｍｃΔＴ・・・・・（１）
式中のｍは、内燃機関２０を通過する冷却水の質量流量である。また、ｃは冷却水の比熱である。ΔＴは、内燃機関２０を通過する際における冷却水の温度上昇量である。つまり、出口水温と入口水温との差である。

内燃機関２０の運転状態が変化せず、発熱量Ｑが概ね一定であると仮定すれば、質量流量であるｍが大きくなるほどΔＴは小さくなる。温度調整弁５６０が開状態となっているときには、循環流路５１０を通る冷却水の流量が大きくなり、これに伴ってΔＴは小さくなる傾向がある。

そこで、本実施形態では、出口温度のみならずΔＴをも参照することにより、温度調整弁５６０に開故障が生じているか否かの判定を行うこととしている。

図４を参照しながら、診断装置１００で行われる具体的な処理の内容について説明する。図４に示される一連の処理は、所定の周期が経過する毎に異常判定部１４０で繰り返し実行されている。

最初のステップＳ０１では、水温取得部１１０で取得された出口水温が、所定の判定閾値を下回っている否かが判定される。判定閾値とは、暖機完了後において温度調整弁５６０が正常に動作しているのであれば、出口水温がこれを下回るはずのない値、として予め設定された閾値である。従って、出口水温が判定閾値以上であれば、ステップＳ０２に移行し、温度調整弁５６０は正常であると判定される。

ステップＳ０１において、出口水温が判定閾値を下回っていると判定された場合には、ステップＳ０３に移行する。ステップＳ０３では、現時点における内燃機関２０の発熱量、すなわち発熱量取得部１３０によって取得された発熱量が、所定の最低発熱量以上となっているか否かが判定される。

ステップＳ０３において、取得された発熱量が最低発熱量未満である場合にはステップＳ０４に移行する。ステップＳ０４では、内燃機関２０の発熱量を増加させるための処理が行われる。本実施形態では、診断装置１００から車両１０のＥＣＵへと信号が送信される。ＥＣＵは、当該信号を受信すると、内燃機関２０の回転数を増加させるとともに、内燃機関２０に取り込まれる空気量を増加させる。つまり、図２に示されたマップの右上に示される運転領域となるように、内燃機関２０の状態を変化させる。ステップＳ０４の処理が完了するとステップＳ０５に移行する。

ステップＳ０３において、取得された発熱量が最低発熱量以上である場合には、ステップＳ０４を経ることなくステップＳ０５に移行する。

ステップＳ０５では、温度差閾値の設定が行われる。温度差閾値とは、式（１）のΔＴ、すなわち、出口水温と入口水温との温度差に基づいて温度調整弁５６０の開故障を判定する際において、温度差と比較を行うための閾値である。本実施形態では、温度差閾値は固定値ではなく、内燃機関２０の発熱量に基づいて設定される値となっている。

図５に示されるように、発熱量が大きくなるほど、温度差閾値は大きな値として設定される。発熱量と温度差閾値との関係は、図５に示されるようなマップとして予め作成され、診断装置１００が有するＲＯＭに記憶されている。図４のステップＳ０５では、図５のマップを参照することにより、現時点の発熱量に対応した温度差閾値が設定される。

ステップＳ０５に続くステップＳ０６では、水温センサ５７１で計測される冷却水の温度、すなわち入口水温が、状態取得部１２０によって取得される。ステップＳ０６に続くステップＳ０７では、出口水温から入口水温を差し引くことによって温度差が算出される。

ステップＳ０７に続くステップＳ０８では、ステップＳ０７で算出された温度差が、ステップＳ０５で設定された温度差閾値よりも小さいか否かが判定される。温度差が温度差閾値よりも小さい場合にはステップＳ０９に移行する。

ステップＳ０９に移行したということは、温度差が比較的小さいということである。この場合、式（１）を参照しながら説明したように、内燃機関２０を通過する冷却水の流量が比較的大きいということであるから、温度調整弁５６０は開状態となっている可能性が高い。

しかしながら、ステップＳ０１において出口水温は判定閾値を下回っていたのであるから、温度調整弁５６０は本来ならば閉状態となっているはずである。このような状況において、温度差が温度差閾値よりも低くなっているのであるから、温度調整弁５６０で開故障が生じているものと推測される。このため、ステップＳ０９では、温度調整弁５６０で異常が生じたとの判定がなされる。

ステップＳ０８において、温度差が温度差閾値以上である場合にはステップＳ０２に移行する。温度差が温度差閾値以上であるということは、内燃機関２０を通過する冷却水の流量が比較的小さいということである。このため、温度調整弁５６０は閉状態となっている可能性が高い。つまり、出口水温は判定閾値を下回っているのであるが、出口水温が低下している原因は、温度調整弁５６０の開故障ではない可能性が高い。このため、ステップＳ０２では、温度調整弁５６０は正常であると判定される。

以上に説明したように、本実施形態に係る診断装置１００では、出口水温のみに基づいて温度調整弁５６０の異常が判定されるのではなく、出口水温と、状態取得部１２０で取得された入口水温との両方に基づいて温度調整弁５６０の異常が判定される。具体的には、出口水温が所定の判定閾値を下回っており、且つ、出口水温と入口水温との差が所定の温度差閾値を下回っているときに、温度調整弁５６０に異常が生じたとの判定がなされる。

このため、温度調整弁５６０の開故障以外の原因で出口水温が低下したような場合において、温度調整弁５６０に異常が生じたとの誤判定がなされてしまうことが防止される。「開故障以外の原因」としては、暖房装置が動作を開始し、ヒータコア５５０を通過する際において冷却水が失う熱量が増加したこと、等が考えられる。

本実施形態では、内燃機関２０における発熱量を取得する発熱量取得部１３０を備えている。異常判定部１４０は、取得された発熱量に応じて温度差閾値を変更する。具体的には、図５を参照しながら説明したように、発熱量が大きい程、温度差閾値を大きくなるように変更する。

温度調整弁５６０で開故障が生じているか否かに拘らず、内燃機関２０の発熱量が大きくなると、出口温度と入口温度との差も大きくなる。このため、上記のように発熱量に基づいて温度差閾値が適宜変更されることにより、温度調整弁５６０に異常が生じたか否かの判定をより正確に行うことが可能となっている。

ところで、内燃機関の発熱量が比較的小さいときには、出口温度と入口温度との温度差も小さくなる。この場合、図４のステップＳ０８で行われる処理は微小値同士の比較となるので、正確な判定を行うことが難しくなってしまう。つまり、温度差に基づいて温度調整弁５６０の異常を判定することが難しくなってしまう。

そこで、本実施形態では、発熱量取得部１３０で取得された発熱量が所定の最低発熱量よりも小さいときには、異常判定部１４０による判定を行う前において（具体的には図４のステップＳ０４において）、内燃機関２０の発熱量を増加させる制御が行われる。当該制御によって、出口温度と入口温度との温度差が大きくなるので、温度差に基づいた判定を比較的容易に行うことが可能となる。

異常判定部１４０による判定が以上のように行われる際における、冷却水の温度や発熱量等の変化の一例を、図６を参照しながら説明する。図６（Ａ）に示されるのは、水温取得部１１０で取得された出口水温の変化である。この例では、時間の経過とともに出口水温が低下しており、時刻ｔ１０において出口水温が判定閾値ＴＴを下回っている。

図６（Ｂ）に示されるのは、内燃機関２０の発熱量、すなわち、発熱量取得部１３０で取得される発熱量の変化である。この例では、時刻ｔ１０の時点における発熱量は、最低発熱量ＴＱを下回っている。このため、時刻ｔ１０よりも僅かに後の時刻ｔ２０では、内燃機関２０の発熱量を増加させる処理が行われる。当該処理は、図４のステップＳ０４で示される処理である。時刻ｔ２０以降における内燃機関２０の発熱量は、最低発熱量ＴＱよりも大きくなっている。

図６（Ｃ）に示されるのは、出口水温から入口水温を差し引いて得られる温度差の変化である。この例では、時刻ｔ２０よりも前の期間における温度差が一定となっている。内燃機関２０の発熱量が増加する時刻ｔ２０においては、温度差が増加する。その後は、温度差が再び一定となっている。

図６（Ｃ）の符号ＴＤ１で示されるのは、時刻ｔ２０よりも前の期間において設定されていた温度差閾値である。以下では、当該温度差閾値のことを「温度差閾値ＴＤ１」とも表記する。図６（Ｃ）の符号ＴＤ２で示されるのは、時刻ｔ２０以降の期間において設定される温度差閾値である。以下では、当該温度差閾値のことを「温度差閾値ＴＤ２」とも表記する。

時刻ｔ２０においては、内燃機関２０における発熱量の増加に伴い、温度差閾値が温度差閾値ＴＤ１から温度差式値ＴＤ２へと変更されている。温度差閾値ＴＤ２は、温度差閾値ＴＤ１よりも大きい。

時刻ｔ２０よりも前の期間においては、算出される温度差が温度差閾値ＴＤ１よりも大きい。このため、図４のステップＳ０８で説明したように、温度調整弁５６０は正常であると判定される。これに対し、時刻ｔ２０以降の期間においては、算出される温度差が温度差閾値ＴＤ２よりも小さい。このため、図４のステップＳ０８で説明したように、温度調整弁５６０で異常が生じたと判定される。

尚、温度調整弁５６０で異常が生じたとの判定は、温度差が温度差閾値を下回っていることが確認された時点において直ちに行われてもよいのであるが、異なる時点において行われてもよい。例えば、温度差が温度差閾値を下回っていることが確認された後、当該状態が所定期間継続された時点において、温度調整弁５６０で異常が生じたとの判定がなされるような態様であってもよい。

そのような態様で判定がなされる例について説明する。図６（Ｄ）に示されるのは、温度差が温度差閾値を下回っている時間、の積算値の変化である。この例では、時刻ｔ２０以降において当該積算値が増加し続けており、時刻ｔ３０において所定の積算上限値ＴＡを超えている。この場合、積算値が積算上限値ＴＡを超えた時刻ｔ３０において、温度調整弁５６０で異常が生じたとの判定がなされることとなる。

本発明の第２実施形態に係る診断装置１００について説明する。第２実施形態においては、状態取得部１２０によって取得される運転状態の種類、及び診断装置１００によって行われる処理の内容についてのみ、第１実施形態と異なっている。その他の点においては第１実施形態と同じである。

異常判定部１４０で行われる判定の概要について、図７を参照しながら説明する。図７には、内燃機関２０を通過する冷却水の流量と、ウォーターポンプ５２０の回転数との関係が示されている。図７に示されるように、冷却水の流量が大きいときには、ウォーターポンプ５２０の回転数も大きくなっている。

図３を参照しながら説明したように、温度調整弁５６０が開状態となっているときにおける冷却水の流量は、温度調整弁５６０が閉状態となっているときにおける冷却水の流量よりも大きい。従って、温度調整弁５６０が開状態となっているときにおけるウォーターポンプ５２０の回転数は、温度調整弁５６０が閉状態となっているときにおけるウォーターポンプ５２０の回転数よりも大きくなる。

そこで、本実施形態では、出口温度のみならずウォーターポンプ５２０の回転数をも参照することにより、温度調整弁５６０に開故障が生じているか否かの判定を行うこととしている。本実施形態では、ウォーターポンプ５２０の回転数が、運転状態として状態取得部１２０により取得される。

図８を参照しながら、診断装置１００で行われる具体的な処理の内容について説明する。図８に示される一連の処理は、所定の周期が経過する毎に異常判定部１４０で繰り返し実行されている。

最初のステップＳ１１では、水温取得部１１０で取得された出口水温が、所定の判定閾値を下回っている否かが判定される。ステップＳ１１で行われる処理は、図４のステップＳ０１で行われる処理と同一である。出口水温が判定閾値以上であれば、ステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２では、温度調整弁５６０は正常であると判定される。

ステップＳ１１において、出口水温が判定閾値を下回っていると判定された場合には、ステップＳ１３に移行する。ステップＳ１３では、回転数閾値の設定が行われる。回転数閾値とは、ウォーターポンプ５２０の動作に基づいて温度調整弁５６０の開故障を判定する際において、後述の回転数偏差と比較を行うための閾値である。本実施形態では、回転数閾値が常に同じ値として設定される。このような態様に替えて、車両１０の運転状態に応じて異なる回転数閾値が設定されるような態様であってもよい。

ステップＳ１３に続くステップＳ１４では、ウォーターポンプ５２０の回転数が状態取得部１２０によって取得される。この回転数の取得は、ウォーターポンプ５２０から送信される信号を受信することによって行われる。

ステップＳ１４に続くステップＳ１５では、回転数偏差が算出される。回転数偏差とは、実際の回転数から、固定値である基準回転数を差し引くことによって算出される値である。実際の回転数が大きくなるほど、算出される回転数偏差も大きくなる。

ステップＳ１５に続くステップＳ１６では、ステップＳ１５で算出された回転数偏差が、ステップＳ１３で設定された回転数閾値よりも大きいか否かが判定される。先に説明した回転数閾値は、温度調整弁５６０が閉状態となっているのであれば、上記のように算出された回転数偏差がこれを上回るはずのない値、として設定されている。

従って、ステップＳ１６において回転数偏差が回転数閾値以下であれば、ステップＳ１２に移行し、温度調整弁５６０は正常であると判定される。回転数偏差が回転数閾値よりも大きい場合には、ステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１７に移行したということは、ウォーターポンプ５２０の回転数が大きく、冷却水の流量も大きいということである。このため、温度調整弁５６０は開状態となっている可能性が高い。

しかしながら、ステップＳ１１において出口水温は判定閾値を下回っていたのであるから、温度調整弁５６０は本来ならば閉状態となっているはずである。このような状況において、回転数偏差が回転数閾値よりも大きくなっているのであるから、温度調整弁５６０で開故障が生じているものと推測される。このため、ステップＳ１７では、温度調整弁５６０で異常が生じたとの判定がなされる。

以上に説明したように、本実施形態に係る診断装置１００では、状態取得部１２０によって取得される運転状態として、ウォーターポンプ５２０の回転数が用いられる。具体的には、出口水温が所定の判定閾値を下回っており、且つ、実際の回転数と所定の基準回転数との差である回転数偏差が所定の回転数閾値よりも大きいときに、温度調整弁５６０に異常が生じたとの判定がなされる。このような態様でも、第１実施形態と同様の効果を奏する。

異常判定部１４０による判定が以上のように行われる際における、冷却水の温度やウォーターポンプ５２０の回転数等の変化の一例を、図９を参照しながら説明する。図９（Ａ）に示されるのは、水温取得部１１０で取得された出口水温の変化である。図６（Ａ）と同様に、この例でも時間の経過とともに出口水温が低下しており、時刻ｔ１０において出口水温が判定閾値ＴＴを下回っている。

図９（Ｂ）に示されるのは、図８のステップＳ１５で算出される回転数偏差の変化である。この例では、回転数偏差は一定となっており、常に回転数閾値ＴＲよりも大きくなっている。このため、時刻ｔ１０以降においては、図８のステップＳ１６で説明したように、温度調整弁５６０で異常が生じたと判定される。

尚、温度調整弁５６０で異常が生じたとの判定は、回転数偏差が回転数閾値を上回っていることが確認された時点において直ちに行われてもよいのであるが、異なる時点において行われてもよい。例えば、回転数偏差が回転数閾値を上回っていることが確認された後、当該状態が所定期間継続された時点において、温度調整弁５６０で異常が生じたとの判定がなされるような態様であってもよい。

そのような態様で判定がなされる例について説明する。図９（Ｃ）に示されるのは、回転数偏差が回転数閾値を上回っている時間、の積算値の変化である。この例では、時刻ｔ１０以降において当該積算値が増加し続けており、時刻ｔ２０において所定の積算上限値ＴＡを超えている。この場合、積算値が積算上限値ＴＡを超えた時刻ｔ２０において、温度調整弁５６０で異常が生じたとの判定がなされることとなる。

本発明の第３実施形態に係る診断装置１００について説明する。第３実施形態においては、状態取得部１２０によって取得される運転状態の種類、及び診断装置１００によって行われる処理の内容についてのみ、第１実施形態と異なっている。その他の点においては第１実施形態と同じである。

異常判定部１４０で行われる判定の概要について、図１０を参照しながら説明する。図１０には、内燃機関２０を通過する冷却水の流量と、電流センサ６０で計測される消費電流値との関係が示されている。図１０に示されるように、冷却水の流量が大きいときには、消費電流値も大きくなっている。これは、ウォーターポンプ５２０の回転数が増加することに伴って、ウォーターポンプ５２０で消費される電流も増加するためである。

図３を参照しながら説明したように、温度調整弁５６０が開状態となっているときにおける冷却水の流量は、温度調整弁５６０が閉状態となっているときにおける冷却水の流量よりも大きい。従って、温度調整弁５６０が開状態となっているときにおいてウォーターポンプ５２０で消費される電流は、温度調整弁５６０が閉状態となっているときにおいてウォーターポンプ５２０で消費される電流よりも大きくなる。このため、温度調整弁５６０が開状態となっているときの消費電流値は、温度調整弁５６０が閉状態となっているときの消費電流値よりも大きくなる傾向がある。

そこで、本実施形態では、出口温度のみならず消費電流値をも参照することにより、温度調整弁５６０に開故障が生じているか否かの判定を行うこととしている。本実施形態では、電流センサ６０で計測される消費電流値が、運転状態として状態取得部１２０により取得される。

図１１を参照しながら、診断装置１００で行われる具体的な処理の内容について説明する。図１１に示される一連の処理は、所定の周期が経過する毎に異常判定部１４０で繰り返し実行されている。

最初のステップＳ２１では、水温取得部１１０で取得された出口水温が、所定の判定閾値を下回っている否かが判定される。ステップＳ２１で行われる処理は、図４のステップＳ０１で行われる処理と同一である。出口水温が判定閾値以上であれば、ステップＳ２２に移行する。ステップＳ２２では、温度調整弁５６０は正常であると判定される。

ステップＳ２１において、出口水温が判定閾値を下回っていると判定された場合には、ステップＳ２３に移行する。ステップＳ２３では、電流閾値の設定が行われる。電流閾値とは、消費電流値に基づいて温度調整弁５６０の開故障を判定する際において、消費電流値と比較を行うための閾値である。本実施形態では、電流閾値が常に同じ値として設定される。このような態様に替えて、車両１０の運転状態に応じて異なる電流閾値が設定されるような態様であってもよい。

ステップＳ２３に続くステップＳ２４では、消費電流値が状態取得部１２０によって取得される。消費電流値の取得は、電流センサ６０から送信される信号を受信することによって行われる。

ステップＳ２４に続くステップＳ２５では、ステップＳ２４で取得された消費電流値が、ステップＳ２３で設定された電流閾値よりも大きいか否かが判定される。先に説明した電流閾値は、温度調整弁５６０が閉状態となっているのであれば、消費電流値がこれを上回るはずのない値、として設定されている。

従って、ステップＳ２５において消費電流値が電流閾値以下であれば、ステップＳ２２に移行し、温度調整弁５６０は正常であると判定される。消費電流値が電流閾値よりも大きい場合には、ステップＳ２６に移行する。

ステップＳ２６に移行したということは、ウォーターポンプ５２０で消費される電流が大きく、冷却水の流量も大きいということである。このため、温度調整弁５６０は開状態となっている可能性が高い。

しかしながら、ステップＳ２１において出口水温は判定閾値を下回っていたのであるから、温度調整弁５６０は本来ならば閉状態となっているはずである。このような状況において、消費電流値が電流閾値よりも大きくなっているのであるから、温度調整弁５６０で開故障が生じているものと推測される。このため、ステップＳ２６では、温度調整弁５６０で異常が生じたとの判定がなされる。

以上に説明したように、本実施形態に係る診断装置１００では、状態取得部１２０によって取得される運転状態として、電流センサ６０で測定される消費電流値が用いられる。具体的には、出口水温が所定の判定閾値を下回っており、且つ、消費電流値が所定の電流閾値よりも大きいときに、温度調整弁５６０に異常が生じたとの判定がなされる。このような態様でも、第１実施形態と同様の効果を奏する。

異常判定部１４０による判定が以上のように行われる際における、冷却水の温度や消費電流値等の変化の一例を、図１２を参照しながら説明する。図１２（Ａ）に示されるのは、水温取得部１１０で取得された出口水温の変化である。図６（Ａ）と同様に、この例でも時間の経過とともに出口水温が低下しており、時刻ｔ１０において出口水温が判定閾値ＴＴを下回っている。

図１２（Ｂ）に示されるのは、図１１のステップＳ２４で取得される消費電流値の変化である。この例では、消費電流値は一定となっており、常に電流閾値ＴＩよりも大きくなっている。このため、時刻ｔ１０以降においては、図１１のステップＳ２５で説明したように、温度調整弁５６０で異常が生じたと判定される。

尚、温度調整弁５６０で異常が生じたとの判定は、消費電流値が電流閾値を上回っていることが確認された時点において直ちに行われてもよいのであるが、異なる時点において行われてもよい。例えば、消費電流値が電流閾値を上回っていることが確認された後、当該状態が所定期間継続された時点において、温度調整弁５６０で異常が生じたとの判定がなされるような態様であってもよい。

そのような態様で判定がなされる例について説明する。図１２（Ｃ）に示されるのは、消費電流値が電流閾値を上回っている時間、の積算値の変化である。この例では、時刻ｔ１０以降において当該積算値が増加し続けており、時刻ｔ２０において所定の積算上限値ＴＡを超えている。この場合、積算値が積算上限値ＴＡを超えた時刻ｔ２０において、温度調整弁５６０で異常が生じたとの判定がなされることとなる。

以上の説明においては、消費電流値が電流閾値よりも大きいときに、温度調整弁５６０で異常が生じたとの判定がなされる例について説明した。このような態様に替えて、消費電流値の積算値が電流閾値よりも大きくなったときに、温度調整弁５６０で異常が生じたとの判定がなされるような態様としてもよい。

このような態様の例を、図１３を参照しながら説明する。図１３（Ａ）は図１２（Ａ）と同一の図である。図１３（Ｂ）に示されるのは消費電流値の変化である。この例では、出口水温が判定閾値ＴＴを下回った時刻ｔ１０よりも僅かに後の時刻ｔ２０において、ウォーターポンプ５２０の回転数をステップ状に増加させるような制御が行われている。これに伴い、時刻ｔ２０以降においては消費電流値が一時的に増加している。

図１３（Ｃ）に示されるのは、消費電流値の積算値の変化である。この例では、ウォーターポンプ５２０の回転数をステップ状に増加させるような制御、が開始される時刻ｔ２０において、積算値が一旦リセットされている。また、時刻ｔ２０よりも前における積算値の変化については図示が省略されている。

時刻ｔ２０から所定の期間ＴＭ１が経過するまでの間に、積算値が所定の電流閾値ＴＡＳを上回る場合には、温度調整弁５６０で異常が生じたとの判定がなされることとすればよい。これに対し、時刻ｔ２０から期間ＴＭ１が経過するまでの間に、積算値が電流閾値ＴＡＳを上回らなかった場合には、温度調整弁５６０は正常であるとの判定がなされることとすればよい。

図１３（Ｃ）に示される例では、時刻ｔ２０から期間ＴＭ１が経過した時刻ｔ３０よりも前の時点で、積算値が電流閾値ＴＡＳを上回っている。従って、温度調整弁５６０で異常が生じたとの判定がなされる。

このように、消費電流値ではなくその積算値が電流閾値を上回ったか否かに基づいて、温度調整弁５６０で異常が生じたか否かの判定が行われてもよい。特に、図１３の例のように、判定時においてウォーターポンプ５２０の回転数をステップ状に変化させるような制御が行われるのであれば、消費電流値の瞬時値ではなく積算値に基づいて判定が行われる方が望ましい。

本発明の第４実施形態に係る診断装置１００について説明する。第４実施形態においては、状態取得部１２０によって取得される運転状態の種類、及び診断装置１００によって行われる処理の内容についてのみ、第１実施形態と異なっている。その他の点においては第１実施形態と同じである。

ウォーターポンプ５２０の回転数をステップ状に変化させる制御が行われた際には、温度調整弁５６０が開状態であれば、実際の回転数の変化率は比較的大きくなる。つまり、回転数の指令値の変化に対して、実際の回転数が比較的素早く追従する。これは、循環流路の圧力損失が小さいためであると考えられる。

これに対し、温度調整弁５６０が閉状態であれば、実際の回転数の変化率は比較的小さくなる。つまり、回転数の指令値の変化に対する、実際の回転数の追従が遅くなる。これは、循環流路内の圧力が高くなっているためであると考えられる。

つまり、ウォーターポンプ５２０の回転数の変化率は、温度調整弁５６０の状態に応じて異なるものとなる。そこで、本実施形態では、温度調整弁５６０の異常が判定される際に、ウォーターポンプ５２０の回転数をステップ状に変化させる制御が行われる。その際における実際の回転数の変化率が、運転状態として状態取得部１２０により取得される。

図１４を参照しながら、診断装置１００で行われる具体的な処理の内容について説明する。図１４に示される一連の処理は、所定の周期が経過する毎に異常判定部１４０で繰り返し実行されている。

最初のステップＳ３１では、水温取得部１１０で取得された出口水温が、所定の判定閾値を下回っている否かが判定される。ステップＳ３１で行われる処理は、図４のステップＳ０１で行われる処理と同一である。出口水温が判定閾値以上であれば、ステップＳ３２に移行する。ステップＳ３２では、温度調整弁５６０は正常であると判定される。

ステップＳ３１において、出口水温が判定閾値を下回っていると判定された場合には、ステップＳ３３に移行する。ステップＳ３３では、変化率閾値の設定が行われる。変化率閾値とは、ウォーターポンプ５２０の回転数の変化率に基づいて温度調整弁５６０の開故障を判定する際において、変化率と比較を行うための閾値である。本実施形態では、変化率閾値が常に同じ値として設定される。このような態様に替えて、車両１０の運転状態に応じて異なる変化率閾値が設定されるような態様であってもよい。

ステップＳ３３に続くステップＳ３４では、ウォーターポンプ５２０の回転数をステップ状に増加させる制御が行われる。具体的には、回転数の指令値をステップ状に増加させるように、診断装置１００から車両１０のＥＣＵに向けて信号が送信される。ＥＣＵは、当該信号に基づいてウォーターポンプ５２０の回転数をステップ状に増加させる。

これ以降、ウォーターポンプ５２０の回転数は増加し始める。ただし、実際の回転数はステップ状に増加するのではなく、目標値の変化に遅れて次第に増加して行く。

ステップＳ３４に続くステップＳ３５では、ウォーターポンプ５２０の回転数の変化率が算出され、状態取得部１２０によって取得される。回転数の変化率は、ウォーターポンプ５２０から送信される信号を繰り返し受信することによって得られる回転数、に基づいて診断装置１００により算出される。

例えば、回転数の指令値をステップ状に増加させてから所定期間が経過するまでの間における回転数の増加分を、上記所定期間で除することにより、回転数の変化率を算出することができる。

ステップＳ３５に続くステップＳ３６では、ステップＳ２５で取得された変化率が、ステップＳ３３で設定された変化率閾値よりも大きいか否かが判定される。先に説明した変化率閾値は、温度調整弁５６０が閉状態となっているのであれば、回転数の変化率がこれを上回るはずのない値、として設定されている。

従って、ステップＳ３６において変化率が変化率閾値以下であれば、ステップＳ３２に移行し、温度調整弁５６０は正常であると判定される。変化率が変化率閾値よりも大きい場合には、ステップＳ３７に移行する。

ステップＳ３７に移行したということは、ウォーターポンプ５２０の回転数が比較的速く変化し得る程度に循環流路５１０内の圧力が低くなっている、いうことである。このため、温度調整弁５６０は開状態となっている可能性が高い。

しかしながら、ステップＳ３１において出口水温は判定閾値を下回っていたのであるから、温度調整弁５６０は本来ならば閉状態となっているはずである。このような状況において、変化率が変化率閾値よりも大きくなっているのであるから、温度調整弁５６０で開故障が生じているものと推測される。このため、ステップＳ３７では、温度調整弁５６０で異常が生じたとの判定がなされる。

以上に説明したように、本実施形態に係る診断装置１００では、状態取得部１２０によって取得される運転状態として、ウォーターポンプ５２０の回転数の変化率が用いられる。具体的には、出口水温が所定の判定閾値を下回っており、且つ、変化率が変化率閾値よりも大きいときに、温度調整弁５６０に異常が生じたとの判定がなされる。このような態様でも、第１実施形態と同様の効果を奏する。

異常判定部１４０による判定が以上のように行われる際における、冷却水の温度や回転数等の変化の一例を、図１５を参照しながら説明する。図１５（Ａ）に示されるのは、水温取得部１１０で取得された出口水温の変化である。図６（Ａ）と同様に、この例でも時間の経過とともに出口水温が低下しており、時刻ｔ１０において出口水温が判定閾値ＴＴを下回っている。

図１５（Ｂ）に示されるのは、ウォーターポンプ５２０の回転数の変化である。この例では、出口水温が判定閾値ＴＴを下回った時刻ｔ１０よりも僅かに後の時刻ｔ２０において、回転数の目標値が変更されている。具体的には、回転数の目標値が、目標値ＳＲ１からステップ状に増加して目標値ＳＲ２となるように、ステップ状に変更されている。時刻ｔ２０以降においては、実際の回転数も増加して行く。

この例では、目標値ＳＲ２よりも低い閾値ＴＲＲが設定されている。閾値ＴＲＲは、例えば、目標値ＳＲ２に所定の割合（例えば８０％）を掛けることにより得られる値である。

この例における変化率閾値は、時刻ｔ２０から所定の期間ＴＭ２が経過するまでの間において、回転数が閾値ＴＲＲに到達するような変化率として設定されている。つまり、時刻ｔ２０から期間ＴＭ２が経過した時刻ｔ３０において、回転数が閾値ＴＲＲを上回っている場合には、このときの回転数の変化率が回転数閾値を上回ったと判定される。

図１５（Ｂ）に示される例では、時刻ｔ２０から期間ＴＭ２が経過するよりも前の時刻ｔ２５において、回転数が閾値ＴＲＲに到達している。つまり、回転数の変化率は回転数閾値を上回っている。従って、この場合には温度調整弁５６０で異常が生じたとの判定がなされる。

本発明の第５実施形態に係る診断装置１００について説明する。第５実施形態においては、診断装置１００によって行われる処理の内容についてのみ、第１実施形態と異なっている。その他の点においては第１実施形態と同じである。

本実施形態において行われる判定の概要について、図２を再び参照しながら説明する。以下では、線Ｑ０よりも上方側となる運転領域、すなわち、図２において符号Ａが付されている運転領域のことを「Ａ領域」と称する。また、線Ｑ０よりも下方側となる運転領域、すなわち、図２において符号Ｂが付されている運転領域のことを「Ｂ領域」と称する。Ａ領域は、冷却水の受熱量が放熱量よりも大きくなるような運転領域である。また、Ｂ領域は、冷却水の受熱量が放熱量よりも小さくなるような運転領域である。

既に述べたように、冷却水が低温となっているときには、温度調整弁５６０に開故障が生じている可能性がある。しかしながら、温度調整弁５６０に開故障が生じておらず、温度調整弁が閉状態となっているときであっても、Ｂ領域で運転が行われているのであれば冷却水の温度は上昇しにくい。

Ａ領域の運転頻度が高いときにおいて出口水温が判定閾値を下回った場合には、その原因が温度調整弁５６０の開故障であると推定される。逆に、Ｂ領域の運転頻度が高いときには、出口水温が判定閾値を下回っていたとしても、その原因が温度調整弁５６０の開故障であるとは限らない。

そこで、本実施形態では、Ａ領域の運転頻度が高いときには、出口水温のみに基づいて温度調整弁５６０の異常判定を行うように構成されている。これに対し、Ｂ領域の運転頻度が高いときには、出口水温のみに基づいた異常判定を保留する。この場合、図４のステップＳ０３以降と同様の処理を行い、出口水温及び状態取得部１２０で取得された運転状態の両方に基づいて温度調整弁５６０の異常判定を行う。

図１６を参照しながら、出口水温のみに基づいた異常判定が保留される場合の例について説明する。図１６（Ａ）には、内燃機関２０で発生するトルクの変化が示されている。図１６（Ａ）の例では、時刻ｔ０から時刻ｔ１０までの期間において、閾値ＮＴよりも高い値Ｎ１０のトルクが発生している。このとき、内燃機関２０の運転領域は、受熱量の大きなＡ領域となっている。

時刻ｔ１０以降においては、内燃機関２０が停止し、車両１０はモーターＭの駆動力のみによって走行する。内燃機関２０のトルクは０となり、閾値ＮＴよりも小さくなる。これ以降、内燃機関２０の運転領域は、受熱量の小さなＢ領域となる。

図１６（Ｂ）には、時刻ｔ０以降における運転時間の積算値を示す線Ｇ１０と、Ｂ領域での運転が行われている時間の積算値を示す線Ｇ２０とが示されている。また、図１６（Ｃ）には、運転時間の積算値に対する、Ｂ領域での運転が行われている時間の積算値、の比率の変化が示されている。つまり、線Ｇ１０で示される値に対する、線Ｇ２０で示される値の比率の変化が示されている。時刻ｔ１０以降は、Ｂ領域で運転されることにより当該比率が次第に大きくなって行く。

Ｂ領域で運転される比率が所定の閾値ＳＴを超えると、診断装置１００は、出口水温のみに基づいた異常判定を保留する。図１６（Ｄ）は、当該判定が許可されている状態から、保留されている状態に切り替わる様子を示すグラフである。図１６の例では、時刻ｔ２０においてＢ領域の比率が閾値ＳＴを超えており、同時刻以降においては出口水温のみに基づいた異常判定が保留される。尚、本実施形態では、閾値ＳＴとして５０％が設定されている。

以上のような、Ｂ領域で運転されている時間の積算や、当該積算値の比率の算出は、冷却水の温度の測定値によることなく、診断装置１００においては継続的に行われている。

尚、以上の説明においては、Ａ領域とＢ領域との境界を示す線Ｑ０（図２を参照）が固定されているものとして説明したが、当該境界が、現時点における放熱量の推定値に基づいてリアルタイムに変更されるような態様であってもよい。

例えば、冷却水の温度と外気温度、及び内燃機関２０の回転数に基づいて、現時点における放熱量を推定することができる。図２のマップで求められる受熱量と、推定される放熱量とを比較して、受熱量の方が大きいときには、現在はＡ領域での運転が行われていると判断することができる。逆に、放熱量の方が大きいときには、現在はＢ領域での運転が行われていると判断することができる。

図１７を参照しながら、診断装置１００で行われる具体的な処理の内容について説明する。図１７に示される一連の処理は、所定の周期が経過する毎に異常判定部１４０で繰り返し実行されている。

最初のステップＳ４１では、水温取得部１１０で取得された出口水温が、所定の判定閾値を下回っている否かが判定される。ステップＳ４１で行われる処理は、図４のステップＳ０１で行われる処理と同一である。出口水温が判定閾値以上であれば、ステップＳ４２に移行する。ステップＳ４２では、温度調整弁５６０は正常であると判定される。

ステップＳ４１において、出口水温が判定閾値を下回っていると判定された場合には、ステップＳ４３に移行する。ステップＳ４３では、冷却水の温度が低下しやすいＢ領域で運転される頻度が高いか否かが判定される。具体的には、図１６（Ｃ）に示される積算値の比率が、閾値ＳＴを超えたか否かが判定される。

積算値の比率が閾値ＳＴ以下である場合には、ステップＳ４４に移行する。ステップＳ４４に移行したということは、受熱量の方が大きいＡ領域での運転が行われているにも拘らず、出口水温が判定閾値を下回っているということである。このため、ステップＳ４４では、温度調整弁５６０で異常が生じたとの判定がなされる。つまり、出口水温のみに基づいて温度調整弁５６０の異常判定が行われる。

一方、ステップＳ４３において積算値の比率が閾値ＳＴを超えている場合には、ステップＳ４５に移行する。ステップＳ４５に移行すると、出口水温のみに基づいた異常判定が保留される。

ステップＳ４５に続くステップＳ４６では、図４のステップＳ０３以降と同じ処理が行われる。つまり、出口水温と、状態取得部１２０で取得された運転状態との両方に基づいて温度調整弁５６０の異常が判定される。

尚、ステップＳ４６において行われる処理は、図８のステップＳ１３以降の処理と同じ処理であってもよく、図１１のステップＳ２３以降の処理と同じ処理であってもよく、図１４のステップＳ３３以降の処理と同じ処理であってもよい。

以上に説明したように、本実施形態に係る診断装置１００では、出口水温及び運転状態の両方に基づいた温度調整弁５６０の異常判定が、常に行われるのではなく、Ｂ領域で運転される頻度が高い場合にのみ行われる。つまり、仮に温度調整弁５６０が正常に動作したとしても、出口水温が判定閾値よりも低くなる、と推定される状況においてのみ、出口水温及び運転状態の両方に基づいた温度調整弁５６０の異常判定が行われる。これにより、複数の要素を考慮した複雑な判定が行われる頻度が抑制されるので、診断装置１００の処理負荷を軽減することができる。

本実施形態においては、温度調整弁５６０として、冷却水の温度に応じて開閉が切り替えられるサーモスタットが用いられている。つまり、外部からの電気的な制御によって開閉が切り替えられるのではなく、内部の機構が冷却水の温度に感応することにより開閉が切り替えられるものとなっている。

しかしながら、本発明を実施するに当たっては、温度調整弁５６０の種類は特に限定されない。温度調整弁５６０として、電動式のものが用いられてもよい。以下では、図１の温度調整弁５６０を、電動式の温度調整弁に置き換えた場合について説明する。尚、電動式の温度調整弁についても、これまでと同様に「温度調整弁５６０」と表記する。

図１８に示されるのは、電動式の温度調整弁５６０の動作特性を示すグラフである。グラフの横軸は、温度調整弁５６０の内部に設けられた弁体の回転角度である。グラフの縦軸は開口率、すなわち温度調整弁５６０の開度である。線Ｇ３０で示されるのは、温度調整弁５６０からヒータコア５５０に向かう流路の開度の変化である。線Ｇ４０で示されるのは、温度調整弁５６０からラジエータ５３０に向かう流路の開度の変化である。

電動式の温度調整弁５６０は、外部からの制御信号に基づいてその弁体を回転させる。弁体の回転角度がｄ１０よりも小さいときには、ヒータコア５５０に向かう流路、及びラジエータ５３０に向かう流路のいずれもが閉じられている。

回転角度がｄ１０よりも大きくなると、回転角度の変化に伴ってヒータコア５５０に向かう流路の開度のみが大きくなって行く。回転角度がｄ２０になると、ヒータコア５５０に向かう流路のみが全開となる。

その後、回転角度がｄ３０よりも大きくなると、回転角度の変化に伴ってラジエータ５３０に向かう流路の開度が大きくなって行く。このとき、ヒータコア５５０に向かう流路は全開のままである。回転角度がｄ４０になると、ラジエータ５３０に向かう流路、及びヒータコア５５０に向かう流路、の両方が全開となる。

このような電動式の温度調整弁５６０が用いられても、これまでに説明したものと同様の効果が得られる。尚、例えば図４のステップＳ０１において出口水温が判定閾値を下回っているときには、ラジエータ５３０に向かう流路が全閉となるように温度調整弁５６０の制御が行われた後、ステップＳ０３の処理が行われることとなる。図１１のステップＳ２１、図１４のステップＳ３１、及び図１７のステップＳ４１においてもそれぞれ同様である。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１０：車両
２０：内燃機関
１００：診断装置
１１０：水温取得部
１２０：状態取得部
１３０：発熱量取得部
１４０：異常判定部
５２０：ウォーターポンプ
５６０：温度調整弁

Claims (13)

1. 車両（１０）に備えられる診断装置（１００）であって、
   前記車両の内燃機関（２０）から排出される冷却水の温度、である出口水温を取得する水温取得部（１１０）と、
   前記車両の運転状態を取得する状態取得部（１２０）と、
   前記冷却水の温度を調整するものとして前記車両に設けられている温度調整弁（５６０）、の異常を、前記出口水温及び前記運転状態の両方に基づいて判定する異常判定部（１４０）と、を備える診断装置。
2. 前記状態取得部は、前記内燃機関に供給される冷却水の温度、である入口水温を、前記運転状態として取得する、請求項１に記載の診断装置。
3. 前記異常判定部は、
   前記出口水温が所定の判定閾値を下回っており、且つ、前記出口水温と前記入口水温との差が所定の温度差閾値よりも小さいときに、前記温度調整弁に異常が生じたと判定する、請求項２に記載の診断装置。
4. 前記内燃機関における発熱量を取得する発熱量取得部（１３０）を更に備え、
   前記異常判定部は、前記発熱量に応じて前記温度差閾値を変更する、請求項３に記載の診断装置。
5. 前記発熱量が大きい程、前記温度差閾値を大きくなるように変更する、請求項４に記載の診断装置。
6. 前記発熱量が所定の最低発熱量よりも小さいときには、前記異常判定部による判定を行う前に前記発熱量を増加させる制御を行う、請求項４に記載の診断装置。
7. 前記状態取得部は、前記内燃機関に冷却水を供給するものとして前記車両に設けられている電動ポンプ（５２０）、の回転数を、前記運転状態として取得する、請求項１に記載の診断装置。
8. 前記異常判定部は、
   前記出口水温が所定の判定閾値を下回っており、且つ、前記回転数と所定の基準回転数との差である回転数偏差が所定の回転数閾値よりも大きいときに、前記温度調整弁に異常が生じたと判定する、請求項７に記載の診断装置。
9. 前記状態取得部は、前記車両において消費される電流の値、である消費電流値を、前記運転状態として取得する、請求項１に記載の診断装置。
10. 前記異常判定部は、
    前記出口水温が所定の判定閾値を下回っており、且つ、前記消費電流値又はその積算値が所定の電流閾値よりも大きいときに、前記温度調整弁に異常が生じたと判定する、請求項９に記載の診断装置。
11. 前記状態取得部は、前記内燃機関に冷却水を供給するものとして前記車両に設けられている電動ポンプ、の回転数をステップ状に変化させる制御が行われた際における実際の回転数の変化率を、前記運転状態として取得する、請求項１に記載の診断装置。
12. 前記異常判定部は、
    前記出口水温が所定の判定閾値を下回っており、且つ、前記変化率が所定の変化率閾値よりも大きいときに、前記温度調整弁に異常が生じたと判定する、請求項１１に記載の診断装置。
13. 前記温度調整弁が正常に動作したとしても、前記出口水温が所定の判定閾値よりも低くなる、と推定される状況においてのみ、
    前記異常判定部が、前記出口水温及び前記運転状態の両方に基づいて前記温度調整弁の異常を判定する、請求項１に記載の診断装置。

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