JP2632017B2

JP2632017B2 - 内燃エンジンにおける故障検知方法

Info

Publication number: JP2632017B2
Application number: JP63193168A
Authority: JP
Inventors: 茂樹馬場; 裕之粟飯原; 辰巳澤田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1988-08-01
Filing date: 1988-08-01
Publication date: 1997-07-16
Anticipated expiration: 2012-07-16
Also published as: JPH0242159A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、内燃エンジンにおける故障検知方法に関
し、特に冷却系の冷却水温を検出するためのセンサの故
障を誤検知を避けつつ適切に検知し得る内燃エンジンに
おける故障検知方法に関する。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題）内燃エンジンにおいては、各種のセンサが用いられ
る。

その使用センサの一つとして、冷却系の冷却水温を検
出するための冷却水温センサがあり、検出水温値は種々
の制御に利用される。該センサは、かように制御に必要
な水温値を取り出すためのものであるから、適正な制御
を行わせる上で、常に正常に検出出力が得られることが
要求されるところ、実際には、故障等の発生を皆無とす
ることはできず、従って、次善の策として、異常があっ
たならば、これを可及的速やかにしかも誤検知を避けつ
つ正確に検出し、もって必要な措置（フェイルセーフア
クション）を採らせることが必要である。

そこで、かかるセンサの故障検知法として、例えばサ
ーミスタを利用したものでは、電圧検知による方法が知
られており、該方法はセンサ検知範囲（低温側〜高温
側）の温度の上下域の抵抗値でオープン，ショート等の
故障発生をみるものであるが、かかる手法によるとき
は、特に低温側での異常検出に的確性を欠くおそれがあ
り、当該センサの具体的な使用態様によってはオープン
検出が正確に行えず、誤って正常であるにもかかわらず
故障と判定してしまう誤検知を招く可能性もある。

本発明は、上述のような点に鑑みてなされたもので、
誤検知を防止しつつ適切に冷却系の水温センサの故障判
定を可能とする内燃エンジンにおける故障検知方法を提
供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明は、上記目的を達成するため、内燃エンジンの
冷却系と、該冷却系に設けた電気的にオン、オフできる
ウォータポンプと、前記冷却系の冷却水温を検出する冷
却水温センサとを備えた内燃エンジンにおける故障検知
方法において、前記冷却水温センサによる検出水温値を
所定の低温側判定値と比較し、該検出水温値が該判定値
より低いとき前記ウォータポンプを一旦停止させ、かつ
該ウォータポンプ停止後所定時間経過した後も前記冷却
水温センサの検出値が前記判定値を下回っているとき前
記冷却水温センサが故障であると判定するようにしたも
のである。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の故障検知方法が適用される過給機付
内燃エンジンの燃料供給制御装置の全体構成図である。
同図中の符号１は例えば６気筒の内燃エンジンを示し、
エンジン１の上流側には吸気管２、下流側には排気管３
が接続され、吸気管２及び排気管３の途中に過給機とし
てのターボチャージャ４が介装されている。

吸気管２には上流側より順にエアクリーナ５、インタ
ークーラ６及びスロットル弁７が設けられている。

ターボチャージャ４とインタクーラ６との間には過給
圧（P₂）センサ100が設けられており、過給圧を表す電
気的信号を電子コントロールユニット（以下「ECU」と
いう）９に供給する。

スロットル弁７にはスロットル弁開度（θ_TH）センサ
８が連結されてスロットル弁７の弁開度を電気的信号に
変換したECU9に送るようにされている。

一方、スロットル弁７の下流には吸気管内絶対圧（P
_BA）センサ10が設けられており、このP_BAセンサ10によ
って電気的信号に変換された絶対圧信号は前記ECU9に送
られる。また、その下流には吸気温（T_A）センサ11が取
付けられており、吸気温T_Aを検出して対応する電気信号
を出力してECU9に供給する。

吸気管２のエンジン１とスロットル弁７間には燃料噴
射弁12が設けられている。この燃料噴射弁12は吸気管２
の吸気弁13の少し上流側に気筒毎に設けられており（２
個のみ図示）、各噴射弁12は図示しない燃料ポンプに接
続されていると共にECU9に電気的に接続されて、ECU9か
らの信号によって燃料噴射の開弁時間が、即ち燃料供給
量が制御される。

エンジン１本体には第１及び第２のエンジン冷却水温
センサ（以下それぞれ「T_WE1センサ」，「T_WE2センサ」
という）14,101が設けられ、この両センサ14,101はサー
ミスタ等から成り、冷却水が充満したエンジン気筒周壁
内に挿着され、T_WE1センサ14は後述の冷却用電子コント
ロールユニット（以下「ECCU」という）15に、T_WE2セン
サ101はECU9にそれぞれ検出水温信号を供給する。

また、エンジン１本体にはその潤滑油温度を検出する
潤滑油温センサ（以下「T_OILセンサ」という）16が設け
られ、その検出油温信号を前記ECCU15に供給する。

エンジン回転数センサ（以下「Neセンサ」という）17
がエンジン１の図示しないカム軸周囲又はクランク軸周
囲に取付けられており、TDC信号、即ちエンジン１のク
ランク軸の120゜回転毎に所定のクランク角度位置で１
パルスを出力し、このパルスをECU9に供給する。

排気管３のエンジン１より直ぐ下流側には、O₂センサ
18,18が装着され、排気ガス中の酸素濃度を検出しその
検出値信号をECU9に供給する。また、排気管３のターボ
チャージャ４より下流側には三元触媒19が配置され、排
気ガス中のHC,CO,NOx成分の浄化作用を行う。

ターボチャージャ４は後述するように可変容量型のも
のであり、該ターボチャージャ４にはウォータポンプ20
及びサブラジエータ21を介装した管路22が接続されてい
る。即ち、ウォータポンプ20、サブラジエータ21及び管
路22は、図示しないエンジン用冷却系とは別個独立した
水冷式のターボチャージャ用冷却系23を構成するもので
あり、該冷却系23により供給される冷却水がターボチャ
ージャ４の後述する潤滑部ケーシング43に形成されたウ
ォータージャケット57（第３図）内を循環することによ
り、ターボチャージャ４が冷却されるようになってい
る。また、管路22は分岐してインタークーラー６内に配
置され、該インタクーラー６内を通る吸入空気を冷却す
る。ターボチャージャ用冷却系23のターボチャージャ４
の直ぐ下流側にはターボチャージャ冷却水温センサ（以
下「T_WTセンサ」という）24が設けられており、その検
出水温信号をECCU15に供給する。更にECCU15にはイグニ
ッションスイッチ（検出手段）25が接続され、そのオン
・オフ信号が供給される。

また、第２図に示すように、エンジンルーム26内に
は、その前部に位置して前後方向に送風を行うラジエー
タファン27、後側上部に位置して下向きの送風を行うボ
ンネットファン28が配されている。ラジエータファン27
は第１の電動機29によって駆動され、回転の正逆及び強
弱の調整が可能であり、ボンネットファン28は第２の電
動機30によって駆動される。

第３図はターボチャージャ４の全体構成図を示す。即
ち、ターボチャージャ４はコンプレッサ部分のスクロー
ルを形成するコンプレッサケーシング41と、該コンプレ
ッサケーシング41の背面を閉塞する背板42とからなるケ
ーシングと、ターボチャージャ４の主軸を軸支し、その
軸受を潤滑するとともに冷却水が循環する構造を内蔵す
る潤滑部ケーシング43と、タービン部分のスクロールを
形成するタービンケーシング44とを有している。

コンプレッサケーシング41の内部には、それぞれ吸気
管２が接続されたスクロール通路45及び軸線方向通路46
が形成され、前者45は吸気出口をなし、後者46は吸気入
口をなしている。

タービンケーシング44の内部には、スクロール通路47
と、接線方向に向けて開口するその入口開口47aと、軸
線方向に延在する出口通路48と、その出口開口48aとが
形成され、入口開口47a及び出口開口48aはそれぞれ排気
管３に接続されている。

潤滑部ケーシング43の内部に形成された軸受孔49,50
には、ラジアル軸受メタル51により、前記したように主
軸52が枢支されている。また、背板42と潤滑部ケーシン
グ43の端面との間には、スラスト軸受メタル53が挟設さ
れている。

潤滑部ケーシング43の第３図に於ける上端部には、潤
滑油導入孔54が穿設されており、図示されていない潤滑
油ポンプから供給されたエンジン１と共用の潤滑油を、
潤滑部ケーシング43の内部に穿設された潤滑油通路55を
経てラジアル軸受メタル51及びスラスト軸受メタル53に
供給している。各潤滑部から排出された潤滑油は、潤滑
部ケーシング43内に形成された潤滑油排出口56から排出
され、図示されていないオイルサンプに回収される。

スラスト軸受メタル53に供給された潤滑油がコンプレ
ッサ側に流れ込むことを防ぐため、背板42の中心孔部に
はシールリング64が設けられている。

また、潤滑部ケーシング43内にはウォータージャケッ
ト57が形成されている。該ウォータージャケット57は潤
滑部ケーシング43のタービングケーシング44側では断面
環状をなし、これと連続する中央部では第３図における
上端部において断面Ｕ字状をなすとともに、前記ターボ
チャージャ用冷却系23の管路22が図示しない接続部にお
いて接続され、冷却水が循環するようになっており、こ
れによりターボチャージャ４が冷却される。

第４図に併せて示されるように、スクロール通路47の
中心部に配設された固定ベーン部材58の外周部には、タ
ービンホイール59を同心的に外囲するように、４つの固
定ベーン60が形成されている。これら固定ベーン60は、
それぞれが部分弧状をなすとともに、円周方向に沿って
等幅かつ等間隔に設けられている。

各固定ベーン60の間には、背板61に回動自在に枢着さ
れた回動ピン62の遊端に固着された可動ベーン63がそれ
ぞれ配置されている。

これら可動ベーン63は、固定ベーン60と同等の曲率の
弧状をなし、かつ概ね同一の円周上に位置していて、第
４図に実線で示す最小開度位置と、鎖線で示す全開位置
との間で回動可能である。各固定ベーン60相互間の空隙
は、これら各可動ベーン63が同期して回動駆動されるこ
とによりそれぞれ開閉され、該各空隙の流通面積がその
回動量、即ち可動ベーン63の傾斜角度に応じて調整され
る。

各可動ベーン63の同期した回動駆動は、それぞれを支
持する回動ピン62、該回動ピン62と連結された駆動ロッ
ド70（第１図）を介して、そのアクチュエータ71により
なされ、駆動ロッド70が伸長方向（第１図中左方向）に
作動せしめられたときに、各可動ベーン63による開度が
増大し各空隙流通面積が大となるように、また縮小方向
（第１図中右方向）に作動せしめられたときには、上記
開度が減少し各空隙流通面積が小となるようになってお
り、かかる開度制御によりターボチャージャ４容量が調
節される。

前記アクチュエータ71は、第１図に示すように、ダイ
アフラム71aより画成される第１圧力室71bと第２圧力室
71cとを有し、既述した駆動ロッド70は、第２圧力室71c
側でハウジングを貫通してダイアフラム71aに連結され
ている。第２圧力室71bに挿着されたバネ71dは、該ダイ
アフラム71aを、駆動ロッド70が縮小する方向、即ち前
記可動ベーン63により開度が減少する方向に付勢してい
る。

第１圧力室71bには、エアクリーナ５及びターチャー
ジャ４間の吸気路が絞り22を介して接続されると共に、
ターボチャージャ４及びインタークーラ６間の吸気路が
レギュレータ73、絞り74及び過給圧導入用制御弁75を介
して接続されている。

過給圧導入用制御弁75は、常閉型のオン−オフ２位置
作動型電磁弁であり、ソレノイド75aと該ソレノイド75a
の励磁により開弁する弁体75bとを有している。ソレノ
イド75aの付勢により弁体75bを開成させると、前記ター
ボチャージャ４及びインタークーラ６間の吸気路におけ
る過給圧P₂がアクチュエータ71の第１圧力室71bに導入
される。

したがって、過給圧導入用制御弁75のソレノイド75a
のオン−オフデューティ比D₁を制御することにより、過
給圧の大きさが制御される。

一方、前記アクチュエータ71の第２の圧力室71cに
は、スロットル弁７より下流側の吸気路が定圧弁76及び
負圧導入用制御弁77を介して接続されている。該負圧導
入用制御弁77も前記過給圧導入用制御弁75と同様の常閉
型のオン−オフ２位置作動型電磁弁であって、そのソレ
ノイド77aの励時により弁体77bが開成し、定圧弁76によ
り一定圧に調整された負圧を第２圧力室71bに導入する
とともに、消磁時、弁体77bの閉成によりエアクリーナ7
7cを介して大気を導入する。

したがって、負荷導入用制御弁77のソレノイド77aの
オン−オフデューティ比D₂を制御することによっても過
給圧P₂が制御される。

前記両制御弁75,77のソレノイド75a,77aは前記ECU9に
それぞれ接続され、ECU9からの信号によって上記デュー
ティ比D₁,D₂が制御される。

前記ECU9はエンジン１の運転時に作動し、前述の各種
センサからの入力信号に基づいて、エンジン１の運転状
態を判別し、該判別された運転状態に応じた燃費特性、
加速特性等の諸特性の最適化が図られるように、燃料噴
射弁12の燃料噴射時間T_OUT、点火装置31の点火時期等を
演算し、該演算結果に基づく駆動信号を燃料噴射弁12、
点火装置31に供給する。即ち、ECU9は、前記θ_THセンア
８、P_BAセンサ10、T_Aセンサ11、T_WE2センサ101、Neセン
サ17、O₂センサ18、P₂センサ100等からの入力信号波形
の整形、アナログ−ディジタル（A/D）変換等の機能を
有する入力回路、中央演算処理装置（CPU）、CPUで実行
される燃料噴射時間並びに後述する圧力検出系の異常判
別その他の各種演算プラグラム及び演算結果等を記憶す
る記憶手段、及び駆動信号を出力する出力回路等から構
成され、CPUは、燃料噴射量制御については、エンジン
運転状態に応じて前記TDC信号に同期して燃料噴射弁12
を開弁すべき燃料噴射時間T_OUTを次式に基づいて演算す
る。

T_OUT＝Ti×K₁＋K₂ …（１）ここに、Tiは基本燃料噴射時間を示し、例えばエンジ
ン回転数Ne及び吸気管内絶対圧P_BAに応じて、記憶手段
に記憶されたTiマップから算出される。該Ti値は、混合
気の空燃比が理論空燃比（14.7）となるように全運転領
域で設定されている。T_OUT値の演算にあたり、上記の如
きNe値及びP_BA値に応じたTiマップを用いることによっ
て、即ちP_BAセンサ10を採用することにより、過給状態
とスロットル弁７の動き（即ち運転者の意思）を総合的
に把握することができる。

また、K₁吸気温T_A、エンジン冷却水温T_WE2、スロット
ル弁開度θ_TH等により定められるエンジン運転状態に応
じた補正係数、K₂は例えば加速時増量などのための補正
定数である。

CPUは、上述のようにして求めた燃料噴射時間T_OUTに
基づいて燃料噴射弁12を開弁させる駆動信号を出力回路
を介して燃料噴射弁12に供給し、該ターボチャージャ付
エンジン１の燃料噴射量の制御を行う。

また、ECU9は、各種センサからの入力信号に基づいて
制御弁75,77に駆動信号を供給し、各制御弁75,77及びタ
ーボチャージャ４とリンクされたアクチュエータ71を駆
動することにより、ターボチャージャ４の容量を最適に
制御する。

即ち、ターボチャージャ４の過給圧制御については、
ECU9によって各運転状態における適正過給圧を予め設定
しておき、その設定過給圧（P_2REF）と実際の過給圧P₂
（P₂センサ100の測定値）とを比較し、その偏差をなく
すように、即ち該偏差が零となるように実際の過給圧P₂
を前述の可動ベーン63の開閉によって制御するいわゆる
フィードバック制御を採用しており、これにより精度よ
く全運転状態で過給圧P₂の適正化制御を行うようにして
いる。

前記ECCU15はエンジン１の運転時及び停止後の所定時
間内において作動し、T_WE1センサ14、T_OILセンサ16及び
T_WTセンサ24からの入力信号等に基づいて、ウォータポ
ンプ20の運転・停止、ラジエータファン27の運転・停
止、回転の正逆及び強弱及びボンネットファン28の運転
・停止を決定し、その駆動信号をウォータポンプ20、第
１及び第２の電動機29,30に供給する。

また、ECCU15はECU9と電気的に接続されており、エン
ジン１の運転時、ECU9はECCU15を介してボンネットファ
ン28の運転・停止を制御するとともに、ECCU15が異常を
検知したときにそのフェイルセーフ処理を行う。

第５図は前述したECCU15の外部結線状態等を詳細に示
す配線図であり、ECCU15は端子B₁〜B₉,A₁〜A₁₂を有す
る。端子B₁はバッテリに接続され、バッテリ電圧が印加
される。端子B₉はグランド（ボディアース）端子であ
る。

端子B₂は、通常のイグニッションスイッチ25のオン・
オフ端子に接続される。一方、端子B₃は、これとは異な
り、イグニッションスイッチ25オフ時でもバッテリと接
続している。エンジン１運転中にイグニッションスイッ
チ25をオフすると、エンジン１は停止し、またECU5もス
イッチオフにより非作動状態（メモリ記憶保持機能は除
く）となるが、ECCU15は、既述の如く、エンジン停止後
も必要に応じ所定時間作動させるため、イグニッション
スイッチ25のオフ操作にかかわらずバッテリとの接続が
ある上記端子B₂が設けられている。ECCU15のエンジン停
止後の作動時間は、イグニッションスイッチ25のオフ操
作に伴って起動されるタイマによって設定する。

エンジン停止後のECCU15作動用のタイマの設定時間に
ついては、エンジン停止状態、従って車載発電機による
充電がなされない状態で電動のラジエータファン27、ボ
ンネットファン28、ウォータポンプ20のいずれか一つ以
上が運転駆動されるものであるから、バッテリの消費が
なるべく少なく、しかも冷却効果を上げられるように、
これら両方の観点から適用する車両のエンジンルームの
広狭、各部のレイアウト等をも考慮して決定する。一例
として、かかるECCU15の作動可能時間は、少なくとも20
分を超えて設定される。

ECCU15作動用のタイマにより設定された所定時間中
は、冷却統合ユニットとしてのECCU15はイグニッション
スイッチの状態にかかわらず常にバッテリから電圧を受
け、制御可能状態となり、所定時間が経過した時点で、
ECCU15による所定の冷却制御動作は打ち切られる。

端子A₁〜A₃はT_WE1センサ14、T_WTセンサ24及びT_OILセ
ンサ16の検出信号入力用端子で、各センサに接続されて
いる。端子A₄はECCU15の内部回路の信号系のグランド端
子である。また、端子A₅はエアコン（A/C）ユニット80
に接続されており、エアコンのスイッチのオン・オフ信
号が入力される。

端子B₄〜B₆はラジエータファン27制御用端子で、駆動
回路290に接続されている。該駆動回路290は、正転時の
弱回転及び強回転切換え用のそれぞれコイル291a,292
a、ノーマルオープン接点291b,292bから成る第１及び第
２のリレー回路291及び292と、正逆回転切換え用のそれ
ぞれコイル293a,294a、ノーマルクローズ端子293b,294b
及びノーマルオープン端子293c,294cから成る第３及び
第４のリレー回路293,294と抵抗295とを有しており、ラ
ジエータファン低速（LOW）回転指示用の端子B₄が第１
のリレー回路291に、また同高速（HI）回転指示用の端
子B₅が第２のリレー回路292に、更に同逆転（REV）指示
用の端子B₆が第３及び第４の各リレー回路293,294と接
続されている。

ラジエータファン27の回転の強弱、正逆は下記のよう
にして行われる。

正転時の弱回転の場合は、端子B₄低レベル出力が出さ
れる。これにより、第１のリレー回路291が作動し、第
１の電動機29には抵抗295により低減された駆動電流が
流れ、ラジエータファン27は低速回転する。強回転の場
合は、端子B₅に低レベル出力が出され、第２のリレー回
路292が作動する。この場合には、電動機29に大なる駆
動電流が流れ、ラジエータファン27は高速回転する。

逆回転の場合には、端子B₆に高レベル出力が出され、
第３及び第４のリレー回路293,294が作動し、各リレー
接点がノーマルオープン端子293c,294c側に切換わる。
これにより電動機29への印加電圧の極性が反転し、かつ
駆動電流は抵抗295により低減され、ラジエータファン2
7は逆転低速回転する。

上記逆転駆動は、エンジン停止後の所定時間内におい
て、連続的にあるいは断続的に行われる。該ラジエータ
ファン27逆転時には、第２図に矢印で示すように、エン
ジンルーム26内の空気は内部から車両前方外部へ排出さ
れる。

端子B₇はボンネットファン28制御用端子で、駆動回路
300中のコイル301aとノーマルオープン接点301bから成
るリレー回路301に接続されている。また、該駆動回路3
00には、専用のヒューズ310が設けられている。ボンネ
ットファン28の駆動は上述と異なり、第２の電動機30に
よるオン・オフ駆動のみであり、その運転・停止は端子
B₇に高レベル、低レベル出力が出されることによってな
される。

該ボンネットファン28の駆動制御は、エンジン１の運
転時及びエンジン停止後の前記所定時間内に連続的にあ
るいは断続的に行われる。

端子B₈はウォータポンプ20制御用端子で、ウォータポ
ンプ20駆動用の第３の電動機201と、コイル202a及びノ
ーマルオープン接点202bから成るリレー回路202とを有
する駆動回路200に接続されている。該駆動回路200も専
用のヒューズ210が設けられている。ウォータポンプ20
の駆動も、上記ボンネットファン28の場合と同様オン・
オフ駆動のみであり、その運転・停止は端子B₈に高レベ
ル、低レベル出力が出されることによってなされる。

該ウォータポンプ20の駆動制御は、エンジン１の運転
時及びエンジン停止後の前記所定時間内に連続的にある
いは前記ボンネットファン28に代えて断続的に行われ
る。

端子A₆〜A₈はそれぞれ第１〜第３の電動機29,30及び2
01の端子電圧V_MF,V_BF及びV_WPの入力用端子である。

即ち、これらは、それぞれラジエータファン用、ボン
ネットファン用及びウォータポンプ用の各電動機29,30
及び201の端子電圧検知ポートであって、ECCU15ではそ
れぞれ電動機の正常回転数の上・下限対応電圧を後述の
記憶手段に予め設定しており、その範囲外の電圧値を入
力したとき（例えば、電動機がショートなどし、それに
伴い電圧が変化して所定範囲外の電圧値となったと
き）、異常であると判断するための情報を取り込むのに
使用されるポートである。

端子A₉〜A₁₂はECU9に接続されている。該端子A₉はECU
9からの上記ウォータポンプ20制御用の信号入力端子で
あり、エンジン１の運転時におけるエンジン回転数、エ
ンジン水温、吸気温等に応じたエンジン運転状態に基づ
く制御を行う場合、該運転状態に基づいて得られたウォ
ータポンプ20に対する制御信号がECU9から端子A₉に供給
される。端子A₁₀はフェイルセーフ出力端子であり、異
常検出時には該端子A₁₀からフェイルセーフ指示用の制
御信号がECU9に送出され、ECU9がこれに基づいて所定の
フェイルセーフ動作を行えるようになっている。

端子A₁₁はエアコン冷媒圧力スイッチ81に接続されて
おり、そのオン−オフ信号が入力される。該スイッチ81
はエアコン用の図示しない圧縮機による冷媒圧力が所定
圧以上のときオンするスイッチであり、そのオン−オフ
信号はECU9にも入力される。また、端子A₁₂はエアコン
が運転中であることを表す信号をECU9に出力する端子で
ある。

前記エアコンユニット80はECU9からの制御用駆動信号
によって圧縮機の作動、非作動（具体的にはエンジン駆
動軸系への電磁クラッチによる連結、遮断）が制御され
る。

上記スイッチ81並びに端子A₁₁は、次のようなラジエ
ータファン27の駆動制御に用いられる。

即ち、エンジン冷却水温T_WE1が高温の所定値（例えば
90℃）を超えるような状態のときは、送風冷却を行うべ
く、既述したように、端子B₅へ低レベル出力を出してラ
ジエータファン27を高速正回転させる必要があるとこ
ろ、エンジン冷却水温T_WE1が上記所定値以下ではあるが
該所定値よりやや低い値を呈している場合（例えば84℃
以上）においても、エアコンの稼働並びに冷媒の圧力如
何によっては、ラジエータファン27を回転させ、しかも
高速回転、低速回転を切換制御するのが望ましい場合が
ある。特に、ラジエータファン27をエアコンのコンデン
サファンと連動させる構成を採用するときは、エンジン
冷却水温T_WE1が上記所定値を超えなくてま、事前にラジ
エータファン27を回転駆動すれば、エアコンの冷媒の冷
却を行わせることによりエアコン性能の低価を防止する
ことが可能であり、かつ、かかる場合に冷媒の圧力が所
定圧（例えば10kg/cm²）以上で高い状態とそうでない状
態とで送風の強弱を切換えれば、より適切な制御を行う
ことができる。

そこで、エンジン冷却水温T_WE1が上記所定値以下で、
かつエアコンの冷媒圧力が高いとき、即ち上記スイッチ
81のオンのときにはラジエータファン27を事前に高速回
転させ、しからざれば、即ち上記スイッチ81がオフのと
きにはラジエータファン27を回転させるも低速回転させ
るよう制御することとしている。

上記エアコン冷媒圧力スイッチ81並びにそのスイッチ
信号入力用の端子A₁₁は、かかる駆動制御の情報を取り
込むため設けられており、また、該制御のためのプログ
ラムもECCU15の記憶手段に予め記憶させておくことがで
きる。

ECCU15は、各種入力信号を供給され、入力信号波形を
整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信
号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力
回路、中央演算処理回路（CPU）、CPUで実行される各種
演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶手段、及
び前記端子B₄〜B₈,A₁₀,A₁₂に出力を送出する出力回路等
から構成され、更に、前記ウォータポンプ20などの断続
制御を行う等の場合には、当該制御のためのタイマ等を
も含む構成とされる。

第６図は、本発明に従う故障検知の一実施例を示す故
障検知プログラムのフローチャートである。

まず、ステップ601では、ターボチャージャ冷却水温
センサT_WT24の異常検知フラグF_THSG2が値１であるか否
かを判別する。該フラグF_THSG2は、T_WTセンサ24の異常
検知の２回目検知用のフラグであって、後述する１回目
検知用のフラグF_THSG1と共に、その値がともに１となっ
たとき、即ち各検知毎に値１がセットされて２回とも値
１のとき、故障と最終的に確定するのに用いられる。こ
のように、２回検知を行うことにより、ノイズ等が原因
の誤検知防止が図られる。

該ステップ601の答が否定（No）のとき（従って、後
述するフェイルセーフ処理実行中でない場合）には、T
_WTセンサ24の検出水温値T_WTが所定の高温側T_WT異常判定
水温値T_HSGFHより低いか否かを判別し（ステップ60
2）、その答が否定（No）のときは後述のステップ612以
降へ進む一方、答が肯定（Yes）のときはステップ603以
下の処理を実行する。前者の場合は、高温側での故障判
別のためであることから後述するようなウォータポンプ
20の停止制御を経ることなく直接ステップ612以下の処
理を実行させることとなる。

しかして、ステップ603へ進むと、ウォータポンプ禁
止フラグWPD_FLG値が０であるか否かを、まず、判別す
る。

該フラグWPD_FLGは、その値が１の状態は、低温側での
故障判定にあたってウォータポンプ20を強制的にオフ、
即ち一旦駆動を停止させるべき状態にあることを意味
し、一方、その値が０の場合には、かかる禁止が解除、
即ち駆動可能な状態にあることを意味する。ステップ60
3での判別の結果、その答が肯定（Yes）、即ちフラグWP
D_FLGが値０にセットされているときは、エンジン用冷却
系のエンジン冷却水温センサT_WE114の検出水温値T_WE1が
所定水温値T_RADHE（例えば85℃）より高いか否かを判別
する（ステップ604）。

上記T_RADHE値は、T_WT故障検知下限値として設定され
ているものであって、その答が否定（No）、即ちT_WE1≦
T_RADHEが成立するときは、直接後述のステップ608へ進
む一方、答が肯定（Yes）、即ちT_WE1＞T_RADHEが成立
し、従って、エンジン用冷却系の水温が充分高ければ、
T_WTセンサ24の故障判定につきこれを的確に行うことが
可能な状況にあるとみて、ステップ606へ進む。

また、前記ステップ603の答が否定（No）の場合、即
ちWPD_FLGが値１にセットされているときは、ウォータポ
ンプ20に対する停止処理（後述のステップ611参照）が
実行中であることを意味しており、かかる場合は、T_WE1
値が、前記所定値T_RADHEよりも低い所定水温値T_RADHLよ
り高いか否かを判別し（ステップ605）、該ステップ605
の答が否定（No）、即ちT_WE1≦T_RADHLが成立するとき
は、ステップ608へ直接進む一方、答が肯定（Yes）の場
合には、即ち応T_WE1＞T_RADHLが成立し、前記ステップ60
4の場合と同様、エンジン用冷却系の水温が高い状態に
あるときには、ステップ606へ進む。

上記後者の所定水温値T_RADHLは、所定水温値T_RADHE、
即ちT_WT低温側検知下限T_WE1値を設定するT_RADHEに対
し、それよりもやや低温側に所定のヒス幅を設定するた
めのものであって、これによりウォータポンプ20のオン
／オフハンチングを防止すると共に、後述の故障判定の
際の検知時間（t_FTHSG×２）を確保するのに用いられ
る。

上記各ステップ604,605は、T_WTセンサの故障判別にあ
たり、T_WE1値（エンジン冷却水温）が充分高温になった
場合のみ検知（オープン検知）を行うべく、エンジン用
冷却系の水温が低い状態にあるかどうか、換言すれば、
外気温自体が低い状況にあるかどうかをみるために設け
られている。

ターボチャージャ用冷却系とエンジン用冷却系は独立
であるが、冷却媒体として水を使用しており、この転で
相関関係があるので、両糸での水温の状況を対比（比
較）でるようにしている。

エンジン用冷却系の水温T_WE1が充分高い場合にステッ
プ606以下での検知処理を行わせることにより、誤検知
の少ないより適切な故障判定を行える。

エンジン始動に伴いエンジン用冷却系の冷却水温は上
昇するが、この過程で前記ステップ604で否定（No）の
答が得られているときは、前記ウォータポンプ禁止フラ
グWPD_FLGが値０に再セットされ（ステップ608）、続く
ステップ609では、T_WTセンサ異常検知タイマTMFHSGのタ
イマ値を０にセットすると共に、T_WTセンサ異常検知１
回目用フラグF_THSG1及び同２回目用フラグF_THSG2の値を
共に値０にセットして、本プログラムを終了する。

従って、該ステップ609実行毎に上記タイマTMFHSGは
０、即ちリセットされ続けることになる。

ステップ604の答が肯定（Yes）の場合、即ちT_WE1値が
充分高温になった場合は、この場合のみ故障検知を行う
べく、ステップ606では、T_WTセンサ２の検出水温値T_WT
が所定の低温側T_WT異常判定水温値T_HSGFLより高いか否
かを判別する。その結果、該ステップ606において、否
定（No）の答が得られたとき、即ちT_WT≦T_HSGFLが成立
し、T_WTセンサ24の検出水温値Tw_Tが上記判定水温値T
_HSGFL以下となったときは、ステップ610以下へ進み、ま
ず、前記フラグHSG_FLGが値１であるが否かを判別する。

該フラグHSG_FLGは、T_WTセンサ正常フラグであって、
後述するように、イグニッションスイッチオンによって
値０にクリアされるものであり、今の場合は値０である
から、上記ステップ610での答は否定（No）であり、従
って、ステップ611以下の処理を実行する。

即ち、ステップ611では、前記ウォータポンプ禁止フ
ラグWPD_FLGを値１にセットする。即ち、ウォータポンプ
20の駆動を停止させる。

上述のように、エンジン用冷却系の水温が充分高いに
もかかわらず、ターボチャージャ用冷却系の水温が前記
低温側の所定異常判定水温T_HSGFL以下のときは、T_WTセ
ンサ24に故障発生の可能性があるので、まず、ウォータ
ポンプ20を停止させ、即ち強制オフし、その後の経過を
監視する。

即ち、ステップ612以下へ進み、前記ステップ609でス
タートさせたタイマTMFHSGのタイマ値が所定のT_WT異常
判定時間t_FTHSG（例えば60秒）以上か否か判別し、その
答が否定（No）、即ち上記所定時間t_FTHSGに達していな
い（所定時間経過前）ならば、そのまま本プログラムを
終了し、一方、ステップ612の答として肯定（Yes）の判
別結果が得られたならば、即ち、T_WT≦T_HSGFLの状態が
所定異常判定時間t_FTHSGを超えて継続したならば、ステ
ップ613以下へ進む。

前記T_WTセンサ24が正常であるならば、上述のよう
に、一旦ウォータポンプ20を停止させる（フラグWPD_FLG
を値１とする）のだから、それに伴いT_WT値は上昇する
はずであるという見地から、かかる水温T_WTの上昇を待
つための時間を設定する意味で上記タイマTMFHSGが設定
されている。従って、所定時間t_FTHSG経過前において、
T_WT値が上昇し、即ちT_WT＞T_HSGFLとなったときは（ステ
ップ606の答が肯定（Yes）となったときは）、正常と見
て、上述の異常検知ループから脱し、前記T_WTセンサ正
常フラグHSG_FLGを値１にセットし（ステップ607）、前
記ステップ608以下を実行して本プログラムを終了す
る。

このようにして、所定時間t_FTHSG待つことによって、
更に誤検知防止がより確実に図れ（正常であるにもかか
わらず、故障であると誤って判定するのを防止でき
る）、また、正常と判断されたときには、前記フラグHS
G_FLGを値１として、これにより次回イグニッションスイ
ッチオンによりクリアされるまで、低温側検知を行わず
（ステップ606からステップ610へ進んでも直接ステップ
608へ進むこととなる）、また、ウォータポンプ20の駆
動禁止は解除される（ステップ608）。

このようにして、T_WTセンサ24として通常の検出範囲
幅（対象温度範囲が50℃〜200℃で、その幅が150℃程
度）のものを用いても、誤検知を避けつつ故障検知が可
能であり、従って、T_WE1センサと同じものがそのまま使
用でき、格別のセンサを用いないで済むのでコスト的に
も有利である。

更に、上記の点について詳述するに、既述したよう
に、本ターボチャージャ付エンジンにおいては、エンジ
ン用冷却系とこれとは別個独立した水冷式のターボチャ
ージャ用冷却系とを備えており、この場合には、それぞ
れ水温検出用のセンサが別個に設けられている。

後者の冷却系のセンサは、高温となるターボチャージ
ャを、当該冷却系に配置したウォータポンプを用いて冷
却する場合の制御に必要な水温値を取り出すためのもの
であるから、適正な冷却制御を行わせる上で常に正常に
検出出力が得られることが要求される一方、コスト等の
面から格別なセンサを用いず、前者のエンジン用冷却系
で使用される通常の検出範囲幅（測定範囲、即ち、所要
の精度が保てる温度範囲）を有するセンサをそのまま用
いたという要望も他方である。

エンジン冷却水温センサとしては、例えばサーミスタ
を利用した検出範囲幅が150℃程度のものが一般には使
用されており、エンジン用冷却系では、かかる150℃程
度の幅のものでも、上限温度としては120℃位で済むた
め、下限温度は−30℃程度となり、−30℃〜120℃の検
知範囲で十分足りる（全運転領域でも精度良く測れ
る）。

ところが、このものをターボチャージャ冷却水温セン
サとして使用すると、ターボチャージャ系では高温のた
め上限は200℃以上程度まで測定したいので、上記通常
の150℃程度の幅の場合は、下限が50℃程度ということ
になり、かかる50℃〜200℃の範囲で使用することにな
る。しかして、エンジン冷却水温センサとしては、その
センサのオープン，ショートの故障については、上述の
−30℃〜120℃の温度の上下域の抵抗値でみることがで
きるが、ターボチャージャ冷却水温センサの場合は、上
記の如く、50〜200℃で使用することとなるため、オー
プン検出（オープン故障）をみることができない。

即ち、ターボチャージャ冷却水温センサとして使用す
るときは、低温側レンジ限界が30℃程度のため、オープ
ン故障との判別ができず、その結果、故障検知にあた
り、誤検知を招くおそれが大きい。

外気の低い状況で車両を放置（駐停車）させていたよ
うなとき、外気と水温がほぼ等しくなって、例えば−10
℃,0℃,20℃等の状態になる場合もあるところ、かかる
場合に誤検知の可能性はより高く、誤って正常であるの
に故障として判定してしまうと種々の弊害を発生させて
しまう。例えば、故障時にセンサ出力値に代えて固定値
を代替値として適用するようなシステムを採っていると
きは、実際には冷え切っているときでもウォータポンプ
を駆動するようにしたならば、無駄な電力を消費するこ
とにもなるし、更には、冷却水はインタークーラへも送
られているので、低くし過ぎてしまい、充填効率が高く
なってエンジンダメージを起すなどの場合もあり得る。

上述のように、同程度の検出範囲幅のものをそのまま
使用するときは、故障検知の面で適正を欠き、エンジン
が暖気されていても、インタークーラ系が冷えている場
合等、センサオープンであると判別し誤検知を招くなど
の問題があり、何らかの誤検知対策を講せず必要性はよ
り高いことになるのであり、そこで、上述のような処理
を行わせることとしているのである。

しかして、前記ステップ612からステップ613へ進む
と、ここでは１回目用の前記フラグF_THSG1が値１にセッ
トされているか否かを判別し、その答が否定（No）のと
きはステップ615へ進み、該フラグF_THSG1を値１に設定
し、更に次の２回目検知に備えて前記タイマTMFHSGをリ
セットし、本プログラムを終了する。このようにして、
T_WTセンサ異常検知フラグF_THSG1が値１にセットされ
る。

次回ループ以降において、ステップ612から613へ進ん
だとき、上述の如く、１回目の異常検知が行われてフラ
グF_THSG1はその値が１値に設定されているので、該ステ
ップ613の答が肯定（Yes）であり、この場合には２回目
用のフラグF_THSG2を値１に設定し（ステップ614）、本
プログラムを終了する。

かくして、両フラグF_THSG1,F_THTG2がともに値１に設
定されたときは、次回ループにおいて、ステップ601の
答が肯定（Yes）となり、フラグF_THSG1の値が１か否か
を判別するステップ616での答も肯定（Yes）となるの
で、最終的に故障と判断し、ステップ617以下で所要の
フェイルセーフ処理が実行される。

即ち、ステップ617では、T_WT値にT_WT異常時代替値
（例えば100℃）を設定し、更にウォータポンプ禁止フ
ラグWPD_FLGを値０に設定し、即ち禁止を解除い（ステッ
プ618）、本プログラムを終了する。このようにして、
故障時には、T_WTセンサ値として固定値を使用し、以降
の処理では、故障修理が行われるまで、その代替固定値
により、ウォータポンプ20等の制御が決定される。

（発明の効果）本発明によれば、内燃エンジンの冷却系と、該冷却系
に設けた電気的にオン、オフきるウォータポンプと、前
記冷却系の冷却水温を検出する冷却水温センサとを備え
た内燃エンジンにおける故障検知方法において、前記冷
却水温センサによる検出水温値を所定の低温側判定値と
比較し、該検出水温値が該判定値より低いとき前記ウォ
ータポンプを一旦停止させ、かつ該ウォータポンプ停止
後所定時間経過した後も前記冷却水温センサの検出値が
前記判定値を下回っているとき前記冷却水温センサが故
障であると判定するようにしたものであるから、冷却水
温センサの故障を確実に検知することができ、しかも、
誤って故障と判定する誤検知も防止することができる等
の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の故障検知方法が適用されるターボチャ
ージャを備えた内燃エンジンの燃料供給制御装置の全体
構成図、第２図は該エンジン搭載車両のエンジンルーム
内の概略構成図、第３図はターボチャージャの重断面
図、第４図は第３図のIV−IV線からタービンケーシング
側を見た矢視図、第５図はECCUの外部結線状態等を示す
敗戦図、第６図は故障検知プログラムの一例を示すフロ
ーチャートである。１……内燃エンジン、９……電子コントロールユニット
（ECU）、14……エンジン冷却水温センサ、15……冷却
用電子コントロールユニット（ECCU）、20……ウォータ
ポンプ、24……ターボチャージャ冷却水温センサ。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−89918（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−193713（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−32646（ＪＰ，Ａ) 実開昭56−57921（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃エンジンの冷却系と、該冷却系に設け
た電気的にオン、オフできるウォータポンプと、前記冷
却系の冷却水温を検出する冷却水温センサとを備えた内
燃エンジンにおける故障検知方法において、前記冷却水
温センサによる検出水温値を所定の低温側判定値と比較
し、該検出水温値が該判定値より低いとき前記ウォータ
ポンプを一旦停止させ、かつ該ウォータポンプ停止後所
定時間経過した後も前記冷却水温センサの検出値が前記
判定値を下回っているとき前記冷却水温センサが故障で
あると判定することを特徴とする内燃エンジンにおける
故障検知方法。