JP2020118154A

JP2020118154A - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP2020118154A
Application number: JP2019108020A
Authority: JP
Inventors: 公彦富吉; Kimihiko Tomiyoshi; 小林　幸男; Yukio Kobayashi; 幸男小林; 淳司兵藤; Junji Hyodo
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-01-24
Filing date: 2019-06-10
Publication date: 2020-08-06
Anticipated expiration: 2039-06-10
Also published as: JP7238614B2

Abstract

【課題】サーモスタットの異常検出精度を向上する。【解決手段】内燃機関の制御装置は、機関本体内部に形成された冷却通路を通過した冷却媒体を、ラジエータを経由して機関本体に還流させるラジエータ経路と、内燃機関によって駆動され、冷却媒体を循環させるポンプと、冷却通路の出口付近に設けられ、冷却通路を通過した冷却媒体の温度を検出する温度検出部と、冷却媒体の温度が所定温度以上の場合に開弁して、ラジエータ経路を通じた冷却媒体の流通を可能にするサーモスタットと、内燃機関の回転数を検出する回転数検出部と、冷却媒体の温度が所定温度未満の場合に、温度検出部により検出された冷却媒体の温度の所定期間における変化量が閾値以下であるか否かに基づいて、サーモスタットの異常を検出する異常検出部と、回転数検出部により検出された内燃機関の回転数の上昇度合いが所定値以上の場合、閾値を、回転数の上昇度合いが所定値未満の場合よりも小さい値に補正する補正部と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

内燃機関の冷却装置として、機関本体とラジエータとの間で冷却水を循環させる水冷式の冷却装置が知られている。こうした冷却装置では、ラジエータに流れる冷却水の流量を調節するサーモスタットが設けられている。サーモスタットは、機関始動直後の暖機運転時等、冷却水温度が所定値（例えば、７５℃）より低い場合には閉弁しており、この状態ではラジエータ側への冷却水の循環が停止される。このため、速やかな内燃機関の暖機が図られる。

しかしながら、サーモスタットに固着等の異常が発生し、開弁したままの状態（開固着状態）になると、暖機中であっても、冷却水がラジエータを経由して循環してしまい、内燃機関を速やかに暖機することができない。したがって、サーモスタットの異常を検出する様々な方法が提案されている。

例えば特許文献１では、水温センサにより検出される冷却水の温度が閾値よりも低く、かつ、冷却水の温度の変化量の絶対値が所定値よりも小さい状態が、予め定められた時間が経過するまで継続するか否かに基づいて、サーモスタットの異常を判定している。

特開２０１２−８２７３１号公報

エンジン回転数の上昇時に一時的に水温センサの値が低下し、冷却水温度の変化量が小さくなる場合がある。このような場合、従来技術では、冷却水温度の変化量が所定値よりも大きくならないために、サーモスタットに異常（開固着）が発生していると誤判定するおそれがある。

そこで、本明細書開示の内燃機関の制御装置は、サーモスタットの異常検出精度を向上することを課題とする。

かかる課題を解決するために、本明細書に開示された内燃機関の制御装置は、内燃機関の機関本体内部に形成された冷却通路を通過した冷却媒体を、ラジエータを経由して前記機関本体に還流させるラジエータ経路と、前記内燃機関によって駆動され、前記冷却媒体を循環させるポンプと、前記冷却通路の出口付近に設けられ、前記冷却通路を通過した前記冷却媒体の温度を検出する温度検出部と、前記冷却媒体の温度が所定温度以上の場合に開弁して、前記ラジエータ経路を通じた前記冷却媒体の流通を可能にするサーモスタットと、前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出部と、前記冷却媒体の温度が前記所定温度未満の場合に、前記温度検出部により検出された前記冷却媒体の温度の所定期間における変化量が閾値以下であるか否かに基づいて、前記サーモスタットの異常を検出する異常検出部と、前記回転数検出部により検出された前記内燃機関の回転数の上昇度合いが所定値以上の場合、前記閾値を、前記回転数の上昇度合いが所定値未満の場合よりも小さい値に補正する補正部と、を備える。

本明細書開示の内燃機関の制御装置は、サーモスタットの異常検出精度を向上することができる。

図１は、第１の実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された冷却システムの構成を示す概略図である。図２は、サーモスタット異常判定処理の一例を示すフローチャート（その１）である。図３は、サーモスタット異常判定処理の一例を示すフローチャート（その２）である。図４は、第１の実施形態における水温閾値設定処理の詳細を示すフローチャートである。図５は、エンジン回転数と、水温センサから出力される値と、の関係を示すタイムチャートである。図６は、第２の実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された冷却システムの構成を示す概略図である。図７は、第２の実施形態において、ウォータポンプが電動ウォータポンプの場合の水温閾値設定処理を示すフローチャートである。図８（Ａ）は、エンジン回転数と、ウォータポンプ流量と、水温センサから出力される値と、の関係を示すタイムチャートであり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の時間ｔ１２付近の拡大図である。図９は、第２の実施形態において、ウォータポンプがメカウォータポンプの場合の水温閾値設定処理の詳細を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されて描かれている場合もある。

≪第１の実施形態≫
図１は、第１の実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された冷却システム５００の構成を示す概略図である。本実施形態に係る内燃機関の制御装置は、ガソリンエンジンを搭載する車両、アルコール燃料やガス燃料を使用するエンジン、及びディーゼルエンジンを搭載した車両に適用することができ、また、前述のエンジンと共に走行用の電動モータを搭載したハイブリッド車両にも適用できる。なお、以下の説明においては、冷却媒体は、冷却水であるとして説明するが、冷却媒体は、液体であっても気体であってもよく、特にこれに限定されるものではない。

図１に示すように、本実施形態において冷却システム５００は、内燃機関の機関本体１０の内部に形成されたウォータジャケット１２を通過した冷却水を、ラジエータ１４を経由して機関本体１０に還流させるラジエータ経路２０と、ラジエータ１４を経由せずに機関本体１０に還流させるバイパス経路２５と、機関本体１０のクランクシャフト（不図示）により駆動され、冷却水を循環させるウォータポンプ１６と、を備える。ウォータジャケット１２は、冷却通路の一例である。

バイパス経路２５には、車室内に設置される暖房用熱交換器（ヒータコア）１５が設置されている。なお、バイパス経路２５において、ヒータコア１５を経由する経路に加えて、例えば、スロットルバルブを冷却する経路が形成されていてもよい。

ウォータジャケット１２の冷却水の出口１２ａの近傍には、水温センサ５１が設けられている。水温センサ５１は、ウォータジャケット１２を通過した冷却水の温度（以下、エンジン出口水温という）を検出する。水温センサ５１は、温度検出部の一例である。

ラジエータ経路２０において、ラジエータ１４の後流側には、サーモスタット１７が設けられている。サーモスタット１７は、エンジン出口水温が所定温度以上（本実施形態においては７５℃とする）の場合に開弁して、ラジエータ経路２０を通じた冷却水の流通を可能にする。一方、エンジン出口水温が所定温度未満の場合、閉弁して、ラジエータ経路２０を通じた冷却水の流通を遮断する。

また、冷却システム５００は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００を備える。ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及び記憶装置等を備える。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭや記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、後述するサーモスタット異常判定処理及び水温閾値設定処理を実行する。ＥＣＵ１００は、異常検出部及び補正部の一例である。

ＥＣＵ１００には、上述した水温センサ５１の他、クランクポジションセンサ５２、吸気温センサ５３、車速センサ５４、及びバッテリ５９等が接続されている。クランクポジションセンサ５２は、クランクシャフト（不図示）の回転数、すなわちエンジン回転数を検出する。クランクポジションセンサ５２は、回転数検出部の一例である。吸気温センサ５３は、不図示のエアクリーナ内に導入される吸入空気の温度（吸気温）を検出する。車速センサ５４は、車速を検出する。ＥＣＵ１００は、各センサから入力される信号に基づき、サーモスタット異常判定処理及び水温閾値設定処理を実行する。

次に、ＥＣＵ１００が実行するサーモスタット異常判定処理について、図２及び図３のフローチャートに基づいて説明する。図２及び図３の処理は、所定の時間間隔（予め定められた判定期間毎（例えば、２０秒毎））で実行される。

図２において、ＥＣＵ１００は、まず、サーモスタット１７の異常判定処理を実行できる条件（判定処理実行条件）が満たされているか否かを判定する（ステップＳ１１）。ＥＣＵ１００は、例えば、エンジン始動時のエンジン出口水温が所定値（例えば、−１０℃）以上、エンジン始動時の吸気温が所定値(例えば、−１０℃)以上、エンジン回転数が所定範囲内（例えば、０ｒｐｍから４５００ｒｐｍの範囲内）、車速が所定範囲内（例えば、６５ｋｍ／ｈから１２８ｋｍ／ｈの範囲内）、かつ、バッテリ電圧が所定電圧以上である場合に、判定処理実行条件が満たされていると判定する。

判定処理実行条件が満たされていない場合（ステップＳ１１／ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、図２及び図３の処理を終了する。一方、判定処理実行条件が満たされている場合（ステップＳ１１／ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、サーモスタット１７の異常判定に用いる水温閾値を設定する水温閾値設定処理を実行する（ステップＳ１３）。水温閾値設定処理の詳細については、後述する。

次に、ＥＣＵ１００は、エンジン出口水温の取得タイミングか否かを判断する（ステップＳ２０）。当該ステップでは、所定期間（例えば、１０秒）におけるエンジン出口水温の変化量を求めるために、所定期間のカウントを開始してよいタイミングであるか否かを判断している。例えば、ＥＣＵ１００は、サーモスタット異常判定処理を開始してから、所定の時間（例えば、１０秒）が経過したタイミングを、エンジン出口水温の取得タイミングであると判断する。

エンジン出口水温の取得タイミングである場合（ステップＳ２０／ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、エンジン出口水温（所定期間開始時エンジン出口水温）を取得し（ステップＳ２１）、ステップＳ２３に移行する。

一方、エンジン出口水温の取得タイミングでない場合（ステップＳ２０／ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、所定期間開始時エンジン出口水温を取得済みか否かを判断する（ステップＳ２２）。所定期間開始時エンジン出口水温を取得済みではない場合（ステップＳ２２／ＮＯ）、ステップＳ１１に戻るが、所定期間開始時エンジン出口水温を取得済みの場合（ステップＳ２２／ＹＥＳ）、ステップＳ２３に移行する。

ＥＣＵ１００は、所定期間開始時エンジン出口水温を取得してから所定期間（例えば、１０秒）が経過したか否かを判断する(ステップＳ２３)。所定期間が経過していない場合（ステップＳ２３／ＮＯ）、ステップＳ１１に戻るが、所定期間が経過した場合（ステップＳ２３／ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、エンジン出口水温（所定期間経過時エンジン出口水温）を取得する（ステップＳ２５）。

次に、ＥＣＵ１００は、水温変化量を算出する（図３：ステップＳ２６）。具体的には、ＥＣＵ１００は、所定期間経過時エンジン出口水温から所定期間開始時エンジン出口水温を減算する。

ＥＣＵ１００は、ステップＳ２６において算出した水温変化量が、水温閾値未満か否かを判断する（ステップＳ２７）。水温変化量が水温閾値以上の場合（ステップＳ２７／ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、サーモスタット１７が正常であると判定し、正常カウンタをインクリメントする（ステップＳ３１）。

一方、水温変化量が水温閾値未満の場合（ステップＳ２７／ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、エンジン出口水温が７５℃未満の状態が、今回の判定期間（例えば、サーモスタット異常判定処理を開始してからステップＳ２８の判断を開始するまでの期間）継続したか否かを判断する（ステップＳ２８）。

エンジン出口水温が７５℃未満の状態が、今回の判定期間継続していた場合（ステップＳ２８／ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、サーモスタット１７の異常をカウントする異常カウンタをインクリメントする（ステップＳ２９）。エンジン出口水温が７５℃未満の場合、理論的には、サーモスタット１７は閉弁し冷却水はラジエータ１４を通過しないため、水温変化量が水温閾値以上となるはずだからである。なお、本実施形態において、サーモスタット１７が閉弁するエンジン出口水温を７５℃としたが、これに限られるものではない。サーモスタット１７が閉弁するエンジン出口水温は、例えば、８０℃、８５℃等の７５℃より高い温度であってもよいし、７０℃等の７５℃よりも低い温度であってもよい。

一方、ステップＳ２８の判断が否定された場合、ステップＳ３３に移行する。

次に、ＥＣＵ１００は、異常カウンタが所定値（例えば、３）以上であるか否かを判定する（ステップＳ３３）。異常カウンタが所定値以上の場合（ステップＳ３３／ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、サーモスタット１７に異常が発生していると判定し（ステップＳ４３）、図２及び図３の処理を終了する。

一方、異常カウンタが所定値未満の場合（ステップＳ３３／ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、正常カウンタが所定値（例えば、３）以上であるか否かを判断する（ステップＳ３５）。

正常カウンタが所定値未満の場合（ステップＳ３５／ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ステップＳ３７の処理を行わず、図２及び図３の処理を終了する。一方、正常カウンタが所定値（例えば、３）以上である場合（ステップＳ３５／ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、仮正常判定フラグをＯＮする（ステップＳ３７）。

ＥＣＵ１００は、仮正常判定フラグがＯＮ、かつ、エンジン出口水温が７５℃以上か否かを判断する（ステップＳ３９）。仮正常判定フラグがＯＮ、かつ、エンジン出口水温が７５℃以上の場合、ＥＣＵ１００は、サーモスタット１７が正常であると判定し（ステップＳ４１）、図２及び図３の処理を終了する。

ステップＳ３９の判断が否定された場合、ＥＣＵ１００は、正常判定を行わず、図２及び図３の処理を終了する。これは、サーモスタット１７が正常に機能している場合、エンジン出口水温は、いずれ７５℃以上となるため、エンジン出口水温が７５℃以上となった後に、正常判定を確定することにより、サーモスタット１７が正常であると誤判定するのを防止するためである。

（水温閾値設定処理：Ｓ１３）
次に、ＥＣＵ１００が実行する水温閾値設定処理（図２：ステップＳ１３）の詳細について、図４のフローチャートに基づいて説明する。

図４の処理では、まず、ＥＣＵ１００は、エンジン出口水温と吸気温の差、吸気量、車速、及びフューエルカット中か否か等に基づいて、予め設定されているマップ及び／又は計算式を用いて水温閾値を算出する（ステップＳ１３１）。ステップＳ１３１において、ＥＣＵ１００は、エンジン回転上昇度合いが回転上昇閾値未満の場合の水温閾値を算出している。

次に、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数の上昇度合いを算出する（ステップＳ１３３）。具体的には、ＥＣＵ１００は、現在のエンジン回転数と、エンジン回転数のなまし値との差分を算出する。

次に、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数の上昇度合いが、回転上昇閾値以上か否かを判断する（ステップＳ１３５）。エンジン回転数の上昇度合いが、回転上昇閾値未満の場合（ステップＳ１３５／ＮＯ）、図２のステップＳ２０へ移行する。これにより、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１３１で算出した水温閾値を用いて、サーモスタット１７に異常が生じているか否かの判定を行う。

一方、エンジン回転数の上昇度合いが回転上昇閾値以上の場合（ステップＳ１３５／ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、水温閾値を補正する（ステップＳ１３７）。具体的には、水温閾値を、ステップＳ１３１で算出した水温閾値よりも小さい値に補正する。すなわち、エンジン回転数の上昇度合いが回転上昇閾値以上の場合、ＥＣＵ１００は、水温閾値を、エンジン回転数の上昇度合いが回転上昇閾値未満の場合の水温閾値よりも小さい値に補正する。例えば、ステップＳ１３１で算出した水温閾値が０．５℃の場合において、エンジン回転数の上昇度合いが回転上昇閾値以上である場合、ＥＣＵ１００は、水温閾値を０．３℃に補正する。

ここで、エンジン回転数の上昇度合いが回転上昇閾値以上の場合、水温閾値を、ステップＳ１３１で算出した水温閾値よりも小さい値に設定する理由について説明する。

図５は、ヒータ使用時における、エンジン回転数と、水温センサ５１から出力される値（水温センサ値）と、の関係を示すタイムチャートである。図５に示すように、時間ｔ１において、エンジン回転数が上昇し始めると、ウォータジャケット１２の出口１２ａ付近に設けられた水温センサ５１のセンサ値は、時間ｔ２において低下し始め、再び上昇する。

これは、以下の理由による。車室内でのヒータ使用時には、ヒータコア１５で冷却水温度が低下し、機関本体１０通過時に冷却水温度は上昇する。ここで、冷却水の流速が速いほど（エンジン回転数が高いほど）、ヒータコア１５での冷却水の水温低下及び機関本体１０での冷却水の水温上昇は小さく、冷却システム５００全体での水温乖離は小さくなる。エンジン回転数上昇時（ウォータポンプ１６の回転数上昇時）には、冷却水の流速が速くなるので、冷却システム５００全体での水温乖離が「大」から「小」に変化する。このため、ヒータコア１５の上流（ウォータジャケット１２の出口１２ａ付近）に搭載された水温センサ５１のセンサ値が低下する。

このとき、例えば、時間ｔ３に所定期間開始時エンジン出口水温を取得し、時間ｔ４に所定期間経過時エンジン出口水温を取得すると、水温センサ値が低下した影響で、水温変化量が小さくなる。そのため、エンジン回転数の上昇度合いが回転上昇閾値よりも小さい場合（例えば、通常運転時）の水温閾値を用いてサーモスタット１７の異常を検出すると、サーモスタット１７の異常（開固着）を誤検出する可能性がある。

そこで、本実施形態に係るＥＣＵ１００は、エンジン回転数の上昇度合いが回転上昇閾値以上である場合、水温閾値を、ステップＳ１３１で算出した水温閾値よりも小さい値に設定する。これにより、サーモスタット１７の異常（開固着）を誤検出することが抑制され、サーモスタット１７の異常検出精度が向上する。

以上、詳細に説明したように、本第１の実施形態によれば、内燃機関の機関本体１０の内部に形成されたウォータジャケット１２を通過した冷却水を、ラジエータ１４を経由して機関本体１０に還流させるラジエータ経路２０と、機関本体１０によって駆動され、冷却水を循環させるウォータポンプ１６と、ウォータジャケット１２の出口１２ａ付近に設けられ、ウォータジャケット１２を通過した冷却水の温度を検出する水温センサ５１と、冷却水の温度が所定温度（７５℃）以上の場合に開弁して、ラジエータ経路２０を通じた冷却水の流通を可能にするサーモスタット１７と、内燃機関の回転数を検出するクランクポジションセンサ５２と、冷却水の温度が所定温度未満の場合に、水温センサ５１により検出された冷却水の温度の所定期間における変化量が水温閾値以下であるか否かに基づいて、サーモスタット１７の異常を検出し、クランクポジションセンサ５２により検出された機関本体１０の回転数の上昇度合いが回転上閾値以上の場合、水温閾値を、上昇度合いが所定値未満の場合よりも低い値に補正するＥＣＵ１００と、を備える。これにより、エンジン回転数の上昇時に一時的に水温センサ５１の値が低下し、エンジン出口水温の変化量が小さくなる場合であっても、サーモスタット１７の異常（開固着）を誤検出することを抑制できる。したがって、サーモスタット１７の異常検出精度が向上する。

上記第１の実施形態では、ウォータポンプ１６が機関本体１０のクランクシャフトにより駆動されるウォータポンプ（メカウォータポンプ）である場合について説明したが、ウォータポンプ１６は、電動ウォータポンプでもよい。この場合、エンジン回転数の上昇度合いに代えて、ウォータポンプ回転数の上昇度合いに基づいて、水温閾値の補正を行えばよい。

≪第２の実施形態≫
上述した水温センサ５１のセンサ値は、特に、ハイブリッド車両において、ウォータポンプ１６が停止した状態から復帰したときに、顕著に低下する場合がある。より具体的には、ウォータポンプ１６がメカウォータポンプの場合、エンジンが間欠停止から復帰したときに、水温センサ５１のセンサ値が顕著に低下する場合がある。また、ウォータポンプ１６が電動ウォータポンプの場合、エンジンが間欠停止しており、かつ、ヒータが使用されていないためにウォータポンプ１６が停止している状態から、エンジンが間欠停止から復帰することでウォータポンプ１６が作動を開始した場合、水温センサ５１のセンサ値が顕著に低下する場合がある。そこで、第２の実施形態では、車両がハイブリッド車両である場合に、ウォータポンプ１６が停止した状態から復帰したか否かに基づいて、さらに水温閾値を補正する処理を行う。

図６は、第２の実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された冷却システム５００Ａの構成を示す概略図である。本第２の実施形態において、冷却システム５００Ａは、ハイブリッド車両に搭載されている。また、ウォータポンプ１６は電動ウォータポンプであるとする。その他の構成は、第１の実施形態に係る冷却システム５００と同様であるため、詳細な説明を省略する。

図７は、第２の実施形態に係るＥＣＵ１００が実行する水温閾値設定処理の詳細を示すフローチャートである。

図７の処理では、まず、ＥＣＵ１００は、エンジン出口水温と吸気温の差、吸気量、車速、及びフューエルカット中か否か等に基づいて、予め設定されているマップ及び／又は計算式を用いて水温閾値Ｔｏｒｇを算出する（ステップＳ５０１）。ステップＳ５０１において、ＥＣＵ１００は、ウォータポンプ回転数（Ｗ／Ｐ回転数）の上昇度合いが閾値未満の場合の水温閾値を算出している。

次に、ＥＣＵ１００は、Ｗ／Ｐ回転数の上昇度合いを算出する（ステップＳ５０３）。具体的には、ＥＣＵ１００は、現在のＷ／Ｐ回転数と、Ｗ／Ｐ回転数のなまし値との差分を算出する。

次に、ＥＣＵ１００は、Ｗ／Ｐ回転数の上昇度合いが、閾値以上か否かを判断する（ステップＳ５０５）。Ｗ／Ｐ回転数の上昇度合いが、閾値未満の場合（ステップＳ５０５／ＮＯ）、図２のステップＳ２０へ移行する。これにより、ＥＣＵ１００は、ステップＳ５０１で算出した水温閾値Ｔｏｒｇを用いて、サーモスタット１７に異常が生じているか否かの判定を行う。

一方、Ｗ／Ｐ回転数の上昇度合いが閾値以上の場合（ステップＳ５０５／ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、水温閾値の補正量をΔＴ（例えば、０．２℃）とする（ステップＳ５０７）。

次に、ＥＣＵ１００は、ウォータポンプ１６が停止した状態で車両が所定距離以上走行した後（Ｗ／Ｐ停止走行実施後）であるか否かを判断する（ステップＳ５０９）。具体的には、ＥＣＵ１００は、ウォータポンプ１６を停止させたまま車両が走行した距離が所定の閾値以上である場合に、Ｗ／Ｐ停止走行実施後であると判断する。

ここで、ウォータポンプ１６を停止させたまま車両が走行した距離の取得方法の一例について説明する。例えば、ＥＣＵ１００は、変数Ｅｓｐｄｓｕｍを用いて、ウォータポンプ１６を停止させたまま車両が走行した距離を取得する。

ＥＣＵ１００は、図２及び図３に示す処理が終了した場合、ウォータポンプ１６の作動時間が所定値以上の場合、又はウォータポンプ１６の積算流量が所定値以上の場合、ウォータポンプ１６を停止させたまま車両が走行した距離を表す変数Ｅｓｐｄｓｕｍを０にリセットする。ウォータポンプ１６の積算流量は、ウォータポンプ１６の目標流量に時間を乗算することにより算出できる。なお、ＥＣＵ１００は、例えば、ウォータポンプ１６の目標流量が所定値以上となったタイミングで、ウォータポンプ１６の流量の積算を開始する。

ＥＣＵ１００は、変数Ｅｓｐｄｓｕｍをリセットした後、所定時間間隔でウォータポンプ１６の目標流量が所定値（例えば、１．５Ｌ／ｍｉｎ）未満であるか否かを判断する。ＥＣＵ１００は、目標流量が所定値未満である場合には、当該所定時間の間に車両が走行した距離を表す定数Ｅｓｐｄｃｏｎを変数Ｅｓｐｄｓｕｍに加算する（Ｅｓｐｄｓｕｍ←Ｅｓｐｄｓｕｍ＋Ｅｓｐｄｃｏｎ）。そして、ＥＣＵ１００は、変数Ｅｓｐｄｓｕｍを０にリセットしてからステップＳ５０９の判断までの間に得られた変数Ｅｓｐｄｓｕｍの値が、所定の閾値以上である場合に、Ｗ／Ｐ停止走行実施後であると判断する。

Ｗ／Ｐ停止走行実施後でない場合（ステップＳ５０９／ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、水温閾値の補正量ΔＴを用いて、水温閾値Ｔｃを算出する（ステップＳ５１５）。より具体的には、ステップＳ５０１で算出した水温閾値Ｔｏｒｇから、水温閾値の補正量ΔＴを減算することにより、水温閾値Ｔｃを算出する。すなわち、水温閾値Ｔｃ＝Ｔｏｒｇ−ΔＴとなる。

一方、Ｗ／Ｐ停止走行実施後である場合（ステップＳ５０９／ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、水温閾値の補正量ΔＴを補正し、水温閾値Ｔｃを算出する（ステップＳ５１３）。より具体的には、水温閾値の補正量ΔＴに１より大きい係数Ｋを乗算して、ステップＳ５０１で算出した水温閾値Ｔｏｒｇから減算することにより、水温閾値Ｔｃを算出する。すなわち、水温閾値Ｔｃ＝Ｔｏｒｇ−ΔＴ×Ｋとなる。したがって、Ｗ／Ｐ停止走行実施後の水温閾値Ｔｃは、Ｗ／Ｐ停止走行を実施しなかった場合の水温閾値Ｔｃよりも小さくなる。

ここで、ＥＣＵ１００が、Ｗ／Ｐ停止走行実施後である場合に、水温閾値の補正量ΔＴを補正する理由について説明する。

図８（Ａ）は、ハイブリッド車両における、エンジン回転数と、ウォータポンプ流量と、水温センサ５１から出力される値（水温センサ値）と、の関係の一例を示すタイムチャートである。また、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の時間ｔ１２近傍を拡大した図である。

図８（Ａ）において、時間ｔ１１と時間ｔ１２との間の期間Ｄ１では、エンジン間欠停止中（エンジン回転数＝０［ｒｐｍ］）であり、ヒータが使用されていない（ヒータオフ）ため、ウォータポンプ１６が停止（ウォータポンプ流量＝０［Ｌ／ｍｉｎ］）している。期間Ｄ１の間は、走行風によってラジエータ１４周辺の冷却水配管内の冷却水は冷却されるが、機関本体１０内部のウォータジャケット１２に留まっている冷却水は冷却されない。ここで、図８（Ａ）に示すように、時間ｔ１２において、エンジンが間欠停止から復帰することによりエンジン回転数が上昇し、ウォータポンプ１６が停止状態から復帰すると、図８（Ａ）において点線で囲むように、水温センサ値（エンジン水温）が急上昇した後、急低下する。これは、期間Ｄ１の間に走行風により冷却されたラジエータ１４近辺の冷却水と、機関本体１０内部の温かい冷却水が混ざることによるものと考えられる。

このとき、例えば、図８（Ｂ）に示すように、時間ｔ１３に所定期間開始時エンジン出口水温を取得し、時間ｔ１４に所定期間経過時エンジン出口水温を取得すると、水温センサ値が低下した影響で、水温変化量が小さくなる。また、その水温変化量は、Ｗ／Ｐ停止走行を実施していない場合の水温変化量よりも小さい。そのため、Ｗ／Ｐ停止走行を実施していない場合の水温閾値（Ｔｃ＝Ｔｏｒｇ−ΔＴ）を用いてサーモスタット１７の異常を検出すると、サーモスタット１７の異常を誤検出する可能性がある。

そこで、第２の実施形態では、車両がハイブリッド車両である場合、ＥＣＵ１００は、第１の実施形態と同様に、ウォータポンプ１６の回転数の上昇度合いが閾値以上の場合、水温閾値を、回転数の上昇度合いが閾値未満の場合よりも小さい値に設定し、さらに、Ｗ／Ｐ停止走行実施後である場合には、水温閾値をより小さい値に設定する。言い換えると、ＥＣＵ１００は、Ｗ／Ｐ停止走行実施後である場合には、水温閾値を、Ｗ／Ｐ停止走行を実施していない場合の水温閾値より小さい値に設定する。これにより、サーモスタット１７の異常（開固着）を誤検出することが抑制され、サーモスタット１７の異常検出精度が向上する。

なお、上記図７では、ウォータポンプ１６が電動ウォータポンプである場合の処理について説明したが、ウォータポンプ１６はメカウォータポンプであってもよい。この場合、図９に示すように、ＥＣＵ１００は、図７のステップＳ５０３に対応するステップＳ５０３Ａにおいて、エンジン回転数の上昇度合いを算出する。また、図７のステップＳ５０５に対応するステップＳ５０５Ａにおいて、エンジン回転数の上昇度合いが回転上昇閾値以上か否かを判断する。

また、図７のステップＳ５０９と対応するステップＳ５０９Ａにおいて、ＥＣＵ１００は、エンジンを停止した状態で車両が走行（すなわち、エンジンが間欠停止し、車両が電動モータのみで走行）した距離が所定の閾値以上であるか否か（エンジン間欠停止実施後か否か）を判定する。メカウォータポンプの場合、エンジンが停止していれば、ウォータポンプ１６も停止した状態となるからである。エンジンが間欠停止しているか否かは、例えば、エンジン回転数が所定の回転数以下か否かによって判断すればよい。

ＥＣＵ１００は、エンジン間欠停止実施後であれば（ステップＳ５０９Ａ／ＹＥＳ）、水温閾値ＴｃをＴｃ＝Ｔｏｒｇ−ΔＴ×Ｋとする（ステップＳ５１３）。一方、エンジン間欠停止実施後でない場合（ステップＳ５０９Ａ／ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、水温閾値ＴｃをＴｃ＝Ｔｏｒｇ−ΔＴとする（ステップＳ５１５）。

このように、図９に示す処理によって、メカウォータポンプを備えるハイブリッド車両においても、水温閾値を適切に補正できるため、サーモスタット１７の異常（開固着）を誤検出することが抑制され、サーモスタット１７の異常検出精度を向上させることができる。

上記実施形態は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。

１０機関本体
１２ウォータジャケット
１２ａ出口
１４ラジエータ
１６ウォータポンプ
１７サーモスタット
２０ラジエータ経路
２５バイパス経路
５１水温センサ
５２クランクポジションセンサ
１００ＥＣＵ
５００，５００Ａ冷却システム

Claims

内燃機関の機関本体内部に形成された冷却通路を通過した冷却媒体を、ラジエータを経由して前記機関本体に還流させるラジエータ経路と、
前記内燃機関によって駆動され、前記冷却媒体を循環させるポンプと、
前記冷却通路の出口付近に設けられ、前記冷却通路を通過した前記冷却媒体の温度を検出する温度検出部と、
前記冷却媒体の温度が所定温度以上の場合に開弁して、前記ラジエータ経路を通じた前記冷却媒体の流通を可能にするサーモスタットと、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出部と、
前記冷却媒体の温度が前記所定温度未満の場合に、前記温度検出部により検出された前記冷却媒体の温度の所定期間における変化量が閾値以下であるか否かに基づいて、前記サーモスタットの異常を検出する異常検出部と、
前記回転数検出部により検出された前記内燃機関の回転数の上昇度合いが所定値以上の場合、前記閾値を、前記回転数の上昇度合いが所定値未満の場合よりも小さい値に補正する補正部と、
を備える内燃機関の制御装置。