JP3900895B2 - Temperature sensor abnormality detection device - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばエンジンから排出される排気ガス等の温度を検出する温度センサについて、断線等の異常を検出する温度センサの異常検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、車両に搭載されたエンジンには、その構成部品の温度を検出する種々の温度センサが組込まれている。この温度センサとしては、エンジンの冷却水の温度を検出する水温センサ、燃料の温度を検出する燃温センサ等のほか、エンジンから排出される排気ガスの温度を検出する排気温センサ等がある。これらの温度センサの基本構造は種類にかかわらず略同じであり、電気抵抗値が温度に応じて変化するサーミスタを備えている。そして、いずれの種類の温度センサも、被測定物の温度が高くなるに従い出力電圧が低くなるという出力特性を有する。また、各温度センサの検出温度域は、被測定物が採り得る温度範囲に応じた値に設定されている。例えば、エンジンの冷却水を被測定物とする水温センサの検出温度域は、約−６０℃から約１５０℃の範囲に設定されている。また、最高温度が１０００℃近くにもなる排気ガスを被測定物とする排気温センサでは、検出温度域が常温から約１０００℃の範囲に設定されている。
【０００３】
ところで、前記各種温度センサには、断線やショートによる異常が生じる場合があり、こういった状況に陥ると被測定物の温度を適正に検出することができなくなる。そこで、温度センサの異常を検出する技術が種々提案されている。その１つとして、温度センサの出力値と所定値とを比較し、その比較結果に基づき、温度センサに異常が発生しているかどうかを判定するものがある。ここで、温度検出のために所定の電圧（例えば５ボルト）が印加され、断線時には、その印加された電圧と略同じ電圧（例えば４．９ボルト）を出力する仕様の温度センサでは、所定値は、断線時に温度センサから出力される電圧に基づき設定されている。この出力電圧は、温度センサが検出温度域において採り得る最も大きな値（水温センサの場合、−６０℃）と同じである。しかし、エンジンが通常の環境下で使用される限り、冷却水温が−６０℃まで低くなることは考えにくい。そのため、上記異常検出技術では、温度センサの出力電圧が所定値と同じになった場合、断線による異常が発生していると判定している。そのほかにも、例えば温度センサを積極的に自己発熱させ、その発熱に基づく温度変化を温度センサの異常検出に利用する技術も提案されている（特開平１０−１５９６３９号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したように排気温センサの検出温度域は常温から約１０００℃と広く、他の温度センサの検出温度域と比べてもかなり広い。このような検出温度域の広い排気温センサでは、低温時（常温時）の出力電圧が断線時の出力電圧と同じ値になる場合がある。
【０００５】
そのため、排気温センサの出力値と所定値とを比較する従来の異常検出技術では、排気温センサの出力電圧が断線時の出力電圧と同じ値になると、その値が断線によるものか、排気温が低いことによるものかを区別することが困難である。従って、断線が生じているのに誤って正常であると判定したり、断線が生じていないのに誤って異常であると判定したりするおそれがある。
【０００６】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、被測定物が特定の温度になった場合に、断線等による異常が誤検出されるのを未然に防止できる温度センサの異常検出装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明では、被測定物が通常採り得る温度範囲を含む検出温度域で前記被測定物の温度を検出し、前記被測定物の温度が前記温度範囲内の所定温度になったときに、異常発生時と同じ値を出力する温度センサに用いられる異常検出装置であって、前記温度センサは、エンジンから排出される排気ガスの排気通路に設けられ、かつ前記排気ガスを前記被測定物として、その排気ガスの温度を検出する排気温センサからなり、記被測定物の温度が前記所定温度とは異なる温度状態を、前記被測定物の温度に関連するパラメータに基づき推定する推定手段と、前記推定手段により前記温度状態が推定されたとき、前記温度センサの検出値に基づき同温度センサの異常判定を行う異常判定手段と、前記エンジンの温度を検出するエンジン温度検出手段と、前記エンジン温度検出手段による前記エンジンの温度に基づき、前記エンジンの暖機状態の終了を判定する暖機終了判定手段と、前記暖機終了判定手段により暖機状態の終了が判定されるまで前記異常判定手段による異常判定を禁止する判定禁止手段とを備えるものとする。
【０００８】
上記の構成によれば、温度センサの検出対象である被測定物が所定温度とは異なる温度状態になると、その温度状態が推定手段により、被測定物の温度に関連するパラメータに基づき検出される。そして、異常判定手段により、温度センサの検出値に基づき、その温度センサに断線等の異常が発生しているかどうかが判定される。
【０００９】
このように、被測定物の温度が所定温度とは異なる温度になったことが、温度センサの検出値を用いることなく推定される。そして、この温度状態が推定された場合に限って、温度センサの検出値が異常判定に用いられる。この状況下では、温度センサが正常であれば、異常時と同じ検出値を出力することはない。従って、温度センサの検出値が、異常時に出力する検出値と同程度であれば、温度センサに断線等の異常が発生していると判定し、同程度でなければ正常と判定することが可能である。このようにして判定を行うことにより、被測定物の温度が所定温度になった場合に、断線等による異常が誤検出されるのを未然に防止することができる。
さらに、エンジンの運転状態に応じて温度が変化する要素としてエンジンから排出される排気ガスが被測定物とされ、その被測定物の温度が温度センサによって検出される。この場合、排気ガスの温度である排気温が温度センサによって検出される。
また、この場合の被測定物の温度は、エンジンの燃焼室で発生する熱の量、すなわち、１回の燃焼行程において燃焼される混合気の量に応じて変化する。従って、この混合気の量は、エンジン回転速度、エンジン負荷（例えば燃料噴射量）等によって左右される。また、エンジン暖機状態の途中と完了後とでは、被測定物の温度が異なる。従って、例えば、これらのエンジン回転速度、エンジン負荷、暖機状態等を、被測定物の温度に関連するパラメータとして用いれば、推定手段において、被測定物の温度が所定温度よりも高い温度状態を精度よく推定することが可能となる。
ここで、エンジンの温度が低くエンジンの暖機が行われている途中では、排気通路内での排気ガスの温度分布が一様ではないと考えられる。すなわち、排気通路において管壁に近い箇所を流れる排気ガスの方が、同排気通路の中央部分を流れる排気ガスよりも温度が高いと考えられる。これは、暖機途中では、暖機終了後に比べ排気通路の管壁の温度が低いためである。従って、このように温度分布の一様でないと考えられる状況下での温度センサ（排気温センサ）の検出値を、異常判定に用いると、誤った判定結果を出すおそれがある。
これに対し、上記構成によれば、エンジンの温度がエンジン温度検出手段によって検出される。暖機終了判定手段では、エンジン温度検出手段によるエンジンの温度に基づき、エンジンの暖機状態の終了が判定される。そして、暖機終了判定手段によって暖機状態の終了が判定されるまでは、異常判定手段による異常判定が判定禁止手段によって禁止される。この禁止により、前述した誤判定が行われるのを防止することが可能となる。
なお、暖機終了後には排気通路の管壁が十分に高くなっていて、この管壁に奪われる排気ガスの熱量が少ないため、排気ガスの温度分布は略一様であり、前述したような問題は起りにくい。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記温度センサは、前記被測定物の温度が前記温度範囲の低温域における所定温度になったときに異常発生時と同じ値を出力し、前記推定手段は、前記被測定物の温度が前記所定温度よりも高い状態を前記温度状態として推定するものとする。
【００１１】
上記の構成によれば、被測定物の温度が所定温度よりも高くなると、その温度状態が推定手段により、被測定物の温度に関連するパラメータに基づき推定される。このように、被測定物の温度が所定温度よりも高くなったことが、温度センサの検出値を用いることなく推定される。そして、異常判定手段により、温度センサの検出値に基づき、その温度センサに断線等の異常が発生しているか否かが判定される。このため、被測定物の温度が低い場合に断線等による異常が誤検出されるのを未然に防止することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記温度センサは、前記被測定物の温度が上昇するに従い検出値が小さくなる出力特性を有しており、前記異常判定手段は、前記温度センサの検出値が、前記所定温度に対応する所定値よりも大きいときに、同温度センサが異常であると判定するものとする。
【００１３】
上記の構成によれば、温度センサの検出値は、被測定物の温度が低いとき大きな値となり、被測定物の温度上昇にともない減少する。そして、被測定物の温度が低く、低温域の前記所定温度となったとき、温度センサからは、異常時と同様の検出値、すなわち大きな値が出力される。
【００１４】
一方、推定手段によって被測定物の温度の高い状態が推定された場合、異常判定手段では、温度センサの検出値が、前記所定温度に対応する所定値と比較される。ここで、検出値が所定値よりも大きい場合、温度センサが正常であれば出力することのない値を出力していることになる。そのため、異常判定手段では、検出値が所定値よりも大きくなっている原因が、断線異常によるものであると判定することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれか１つに記載の発明において、前記異常判定手段による異常判定に先立ち、前記エンジン始動時における前記温度センサの検出値と、前記エンジン始動後における前記温度センサの検出値との偏差を求め、その偏差が所定値よりも小さいとき、異常発生の可能性があると判定する予備判定手段をさらに備え、前記異常判定手段は、前記予備判定手段により異常発生の可能性があると判定された場合に限り、前記温度センサの異常判定を行うものであるとする。
【００１９】
上記の構成によれば、予備判定手段では、エンジン始動時における温度センサの検出値と、エンジン始動後における温度センサの検出値との偏差が求められる。この偏差が所定値よりも小さいかどうかが判定される。
【００２０】
ここで、温度センサに例えば断線による異常が発生していれば、温度センサはある決まった値を出力する。このため、前述した偏差は零又は零に近い値となるはずである。反対に、偏差が所定値よりも大きければ、少なくとも断線は発生しておらず、被測定物の温度変化に応じて温度センサの検出値が変化しているものと考えられる。
【００２１】
断線が発生している場合には、前述したように偏差が小さくなる（零を含む）。しかし、暖機が完了して温度の高くなった状態でエンジンの運転が停止され、エンジンの温度が高いままエンジンが再始動された場合にも、偏差は小さくなる。従って、偏差が小さい場合、その原因が断線によるものか、高温再始動によるものかは不明である。
【００２２】
これらのことを考慮し、予備判定手段では、偏差が所定値よりも小さい場合、異常発生の可能性があると判定される。そして、異常判定手段では、予備判定手段によって異常発生の可能性があると判定された場合に限り、温度センサの検出値に基づく異常判定が行われる。
【００２３】
従って、温度センサが正常であることが明らかである場合にまで異常判定が行われるのを防止し、不要な異常判定処理の回数を減らすことができる。また、温度センサが正常であることが明らかな場合には、その旨を早期に判定することが可能となる。
【００２４】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のいずれか１つに記載の発明において、前記推定手段は、前記エンジンが所定の運転状態で所定時間以上運転されているときに、前記被測定物が温度の高い状態であると推定するものとする。ここで、所定の運転状態とは、被測定物の温度に影響を及ぼすが、時間の経過とは無関係に変動する運転状態である。この所定の運転状態としては、例えば、被測定物の温度に関連するパラメータとして挙げたもののうち、エンジン回転速度、エンジン負荷等が該当する。暖機状態は、エンジンの運転時間の経過とともに変化するため、ここでの所定の運転状態には該当しない。
【００２５】
上記の構成によれば、被測定物の温度に影響を及ぼす所定の運転状態がある期間にわたって継続すれば、被測定物の温度が高くなっているものと考えられる。このことから、エンジンが所定の運転状態で所定時間以上運転されている場合、被測定物が温度の高い状態であることが推定手段によって推定される。
【００２６】
従って、エンジンが所定の運転状態になったものの、その状態が短時間で終わった場合には、実際には被測定物の温度がさほど高くなっていない可能性があるが、このような場合にまで、被測定物の温度が高くなっていると誤って推定されるのを防止できる。
【００２７】
請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の発明において、前記推定手段は、前記エンジンの出力軸の回転速度であるエンジン回転速度が所定値よりも高い状態を前記所定の運転状態とするとともに、前記所定時間として、前記エンジン回転速度が高いほど短い値を用いるものとする。
【００２８】
上記の構成によれば、推定手段では、エンジン回転速度が所定値よりも高い状態が、被測定物の温度に影響を及ぼす所定の運転状態として用いられる。そして、エンジン回転速度が所定値よりも高い状態で、エンジンが所定時間以上運転されたとき、被測定物が温度の高い状態であると推定される。
【００２９】
上記推定処理は、エンジン回転速度が所定値よりも高い状況が継続することにより、エンジンの出力軸が所定回数以上回転したかどうかを検出しているともいえる。従って、所定回数を一定の値とすれば、上記の推定に用いる所定時間をエンジン回転速度に応じて異ならせることが可能である。この観点から、請求項６に記載の発明では、エンジン回転速度が高いほど所定時間が短くされる。
【００３０】
ここで、所定時間を一定の値とした場合には、その所定時間内における出力軸の総回転数は、エンジン回転速度が高くなるに従い多くなる。これに対し、上記のようにエンジン回転速度が高いほど所定時間を短くすると、その所定時間内における出力軸の総回転数は、エンジン回転速度にかかわらず一定となる。このため、推定精度は同じとなる。従って、エンジン回転速度が高い場合には、推定手段における温度状態の推定に要する時間を短くすることができる。その結果、推定の精度を維持しつつより短い時間で、被測定物が温度の高い状態であることを推定することが可能となる。
【００３１】
また、所定時間を一定の値とした場合には、実際には、被測定物の温度が高い状態になっているにもかかわらず、エンジン回転速度の高い状態が所定時間続かなかったために、温度の高い状態になっていることを推定できない場合があり得る。しかし、エンジン回転速度の上昇に従い所定時間が短くされるため、上記の不具合を解消し、エンジン回転速度の高い状態が比較的短い時間で終わっても、被測定物が温度の高い状態であることを確実に推定することができる。
【００３２】
請求項７に記載の発明では、請求項５に記載の発明において、前記推定手段は、前記エンジンに供給される燃料の量が所定値よりも多い状態を前記所定の運転状態とするとともに、前記所定時間として、前記燃料供給量が多いほど短い値を用いるものであるとする。
【００３３】
上記の構成によれば、推定手段では、エンジンへの燃料の供給量が所定値よりも多い状態が、被測定物の温度に影響を及ぼす所定の運転状態として用いられる。そして、燃料の供給量が所定値よりも多い状態で、エンジンが所定時間以上運転されたとき、被測定物が温度の高い状態であることが推定される。
【００３４】
上記推定処理は、燃料の供給量が所定値よりも多い状況が継続することにより、所定量以上の燃料が供給されたかどうかを検出しているともいえる。従って、前記所定量を一定の値とすれば、上記の推定に用いる所定時間を燃料の供給量に応じて異ならせることが可能である。この観点から、請求項７に記載の発明では、燃料の供給量が多いほど所定時間が短くされる。
【００３５】
ここで、所定時間を一定の値とした場合には、その所定時間内における燃料供給量の総量は、１回の燃料供給量が多くなるに従い多くなる。これに対し、上記のように燃料供給量が多いほど所定時間を短くすると、その所定時間内における燃料供給量の総量は、１回の燃料供給量にかかわらず一定となる。このため、推定精度は同じとなる。従って、１回の燃料供給量が多い場合には、推定手段における温度状態の推定に要する時間を短くすることができる。その結果、推定の精度を維持しつつより短い時間で、被測定物が温度の高い状態になっていることを推定することが可能となる。
【００３６】
また、所定時間を一定の値とした場合には、実際には、被測定物の温度が高い状態になっているにもかかわらず、燃料供給量の多い状態が所定時間続かなかったために、温度の高い状態になっていることを推定できない場合があり得る。しかし、燃料供給量が多いほど所定時間が短くされるため、上記のような不具合を解消し、燃料供給量の多い状態が比較的短い時間で終わっても、被測定物が温度の高い状態であることを確実に推定することができる。
【００３７】
請求項８に記載の発明では、請求項７に記載の発明において、前記エンジンに供給される燃料の量は、アクセル操作部材の操作量に応じて変化するものであり、前記推定手段は、前記所定時間として、前記燃料供給量に代えて、前記アクセル操作部材の操作量が多いほど短い値を用いるものとする。
【００３８】
上記の構成によれば、アクセル操作部材の操作量とエンジンに供給される燃料の量との間には一定の相関関係が見られる。通常は、アクセル操作部材の操作量が多くなるに従い、燃料の供給量が増加する。従って、前述した燃料の供給量に代えて、アクセル操作部材の操作量が多くなるほど所定時間を短い値に変更することで、請求項８に記載の発明と同様の作用及び効果を奏する。
【００４３】
請求項９に記載の発明では、請求項１〜８のいずれか１つに記載の発明において、前記エンジン温度検出手段は、前記エンジンの冷却水の温度、エンジンオイルの温度及び燃料の温度の少なくとも１つを前記エンジンの温度として検出するものとする。
【００４４】
ここで、エンジンの冷却水の温度、エンジンオイルの温度及び燃料の温度の各々とエンジンの温度との間には相関関係が見られる。いずれの温度も、エンジンの温度が低いときには低く、エンジンの温度が高くなるに従い上昇する。従って、これらの温度の少なくとも１つを検出し、エンジンの温度として用いることが可能である。
【００４５】
このことから、請求項９に記載の発明では、エンジンの冷却水の温度、エンジンオイルの温度、燃料の温度の少なくとも１つが、エンジンの温度としてエンジン温度検出手段によって検出される。このようにして検出された温度は、エンジンの温度として精度の高いものである。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。車両には、図１に示すように、内燃機関の一形態である筒内噴射式ガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）１１が搭載されている。エンジン１１はシリンダヘッド１２と、複数の気筒（シリンダ）１３を有するシリンダブロック１４とを備えている。各シリンダ１３内には、ピストン１５が往復動可能に収容されている。各ピストン１５は、コネクティングロッド１６を介し、エンジン１１の出力軸であるクランク軸１７に連結されている。各ピストン１５の往復運動は、コネクティングロッド１６によって回転運動に変換された後、クランク軸１７に伝達される。クランク軸１７は、自動変速機等の変速機（図示略）等を介して車両の車輪（図示略）に連結されている。
【００４７】
燃焼室１８は、ピストン１５の頂面、シリンダ１３の内壁面及びシリンダヘッド１２の下面によって区画形成されている。シリンダヘッド１２には、各燃焼室１８に連通する吸気ポート１９及び排気ポート２０がそれぞれ設けられている。
【００４８】
これらの吸・排気ポート１９，２０を開閉するために、シリンダヘッド１２には、吸気弁２１及び排気弁２２がそれぞれ往復動可能に支持されている。また、シリンダヘッド１２において、吸・排気弁２１，２２の各上方には、それぞれカムを有するカム軸２３，２４が回転可能に設けられている。これらのカム軸２３，２４は、図示しないタイミングプーリ、タイミングベルト等によりクランク軸１７に駆動連結されている。そして、クランク軸１７が回転されると、その回転がタイミングベルト、タイミングプーリ等を介してカム軸２３，２４に伝達される。各カム軸２３，２４の回転により吸・排気弁２１，２２が往復動し、吸・排気ポート１９，２０が開放又は閉鎖される。
【００４９】
吸気ポート１９には、スロットル弁２５、サージタンク２６、吸気マニホルド２７等を有する吸気通路２８が接続されている。エンジン１１の外部の空気は、吸気通路２８の各部２５〜２７を順に通過して燃焼室１８に取り込まれる。
【００５０】
スロットル弁２５は吸気通路２８内に回動可能に支持されており、同スロットル弁２５に対し、ステップモータ等からなるスロットル用モータ２９が駆動連結されている。スロットル用モータ２９は、運転者によるアクセルペダル３０の踏込み操作等に応じて作動され、スロットル弁２５を回動させる。アクセルペダル３０は、アクセル操作部材として車両の室内に設けられている。吸気通路２８を流れる空気の量である吸入空気量は、スロットル弁２５の回動角度であるスロットル開度に応じて変化する。
【００５１】
吸気マニホルド２７はシリンダ１３と同数の部分に分岐されている。各分岐部分の内部には２つの通路がそれぞれ仕切り形成されている。これらの通路は、前述した吸気ポート１９に接続されている。各分岐部分の一方の通路内には、気流制御弁（スワール制御弁）３１が回動可能に支持されている。スワール制御弁３１は、一方の通路の開度を小さくすることにより燃焼室１８内にスワール（旋回）流を発生させ、燃焼を促進させるためのものである。スワール制御弁３１には、ステップモータ等のスワール用モータ３２が駆動連結されている。各燃焼室１８内でのスワール流の強さは、スワール制御弁３１の回動角度（開度）に応じて変化する。すなわち、スワール制御弁３１の開度が小さくなるほどスワール流が強くなる。
【００５２】
シリンダヘッド１２には、シリンダ１３毎に電磁式の燃料噴射弁３３が取付けられている。各燃料噴射弁３３には、共通のデリバリパイプ３４を通じて高圧の燃料が供給される。各燃料噴射弁３３は、供給された高圧の燃料を対応する燃焼室１８内へ直接噴射する。噴射された燃料は、吸気通路２８を通って燃焼室１８内に導入される吸入空気と混ざり合って混合気となる。
【００５３】
シリンダヘッド１２には、点火プラグ３５が各シリンダ１３に対応して取付けられている。点火プラグ３５は、イグナイタ３６からの点火信号に基づいて駆動される。点火プラグ３５には、点火コイル（図示略）から出力される高電圧が印加される。そして、前記混合気は点火プラグ３５の電気火花によって着火され、爆発・燃焼する。このときに生じた高温高圧の燃焼ガスによりピストン１５が往復動され、クランク軸１７が回転されて、エンジン１１の駆動力（出力トルク）が得られる。
【００５４】
一方、排気ポート２０には、排気マニホルド３７、触媒コンバータ３８等を有する排気通路３９が接続されている。燃焼室１８で生じた燃焼ガスは、排気通路３９の各部３７，３８等を順に通ってエンジン１１の外部へ排出される。触媒コンバータ３８には、排気通路３９を流れる燃焼ガスを浄化するための触媒が内蔵されている。
【００５５】
本実施形態では、混合気の燃焼形態として少なくとも均質燃焼及び成層燃焼があり、これらはエンジン１１の運転状態に応じて切替えられる。均質燃焼は、例えばエンジン１１の高負荷時等において、吸気行程（ピストン１５の下降中）の前半に燃料を噴射することにより均質な混合気を形成する燃焼形態である。成層燃焼は、例えばエンジン１１の低負荷時等において、圧縮行程（ピストン１５の上昇中）の後半に燃料を噴射することにより、点火プラグ３５の周りに燃料の濃い（理論空燃比程度）混合気の層を形成するとともに、その周りに空気の層を形成することにより希薄燃焼を可能とした燃焼形態である。
【００５６】
エンジン１１の運転状態を検出するために、各種センサが用いられている。例えば、クランク軸１７の近傍には、そのクランク軸１７が一定角度回転する毎にパルス状の信号を発生するクランク角センサ４１が設けられている。カム軸２３の近傍には、所定気筒のピストン１５が吸気上死点に達したときにパルス状の信号を発生する気筒判別センサ４２が設けられている。これらクランク角センサ４１及び気筒判別センサ４２の信号は、クランク軸１７の回転角であるクランク角、クランク軸１７の回転速度であるエンジン回転速度ＮＥ等の算出と、気筒の判別とに用いられる。
【００５７】
スロットル弁２５の近傍には、スロットル開度を検出するスロットルセンサ４３が配置されている。吸気通路２８において、スロットル弁２５の下流側、例えばサージタンク２６には、吸入空気の圧力である吸気圧ＰＭを検出する吸気圧センサ４４が設けられている。また、運転者によるアクセルペダル３０の踏込み操作量であるアクセル開度を検出するアクセルセンサ４５が設けられている。
【００５８】
さらに、エンジン各部の温度を検出する温度センサとして、水温センサ４６、燃温センサ４７、油温センサ４８及び排気温センサ４９が用いられている。水温センサ４６はシリンダブロック１４に取付けられており、エンジン１１の冷却水の温度である冷却水温ＴＨＷを検出する。燃温センサ４７はデリバリパイプ３４に取付けられており、燃料噴射弁３３に供給される燃料の温度である燃温ＴＨＦを検出する。油温センサ４８は、エンジン１１の冷却及び潤滑等を目的として用いられるエンジンオイルの流通路の途中、例えばシリンダブロック１４下部のオイルパン１０に取付けられている。油温センサ４８は、オイルパン１０に貯留されているエンジンオイルの温度である油温ＴＨＯを検出する。排気温センサ４９は、排気通路３９の途中、例えば排気マニホルド３７に取付けられており、エンジン１１から排出された直後の排気ガスの温度である排気温を検出する。
【００５９】
これらの温度センサ４６〜４９の基本構造は種類にかかわらず略同じであり、いずれも電気抵抗値が温度に応じて変化するサーミスタを内蔵している。そして、いずれの種類の温度センサ４６〜４９も、図２に示すように、被測定物の温度の低いときに電気抵抗値及び出力電圧が最も大きく、被測定物の温度が高くなるに従い電気抵抗値及び出力電圧が小さくなるという出力特性を有する。
【００６０】
温度センサ４６〜４９の種類に応じて異なるのは検出温度域である。これは、温度センサ４６〜４９の検出対象である被測定物が通常採り得る温度範囲が、被測定物に応じて異なるからである。このことを考慮して、各温度センサ４６〜４９では、被測定物の温度を確実に検出できるように、検出温度域が、少なくとも被測定物が通常採り得る温度範囲を含むように設定されている。
【００６１】
例えば、エンジン１１の冷却水を被測定物とする水温センサ４６の検出温度域は、約−６０℃から約１５０℃に設定されている。また、最高温度が１０００℃近くにもなる排気ガスを被測定物とする排気温センサ４９では、検出温度域が常温から約１０００℃に設定されている。この検出温度域は排気ガスの採り得る温度範囲を含んでいるが、その温度範囲がそもそも広いことから、検出温度域を温度範囲よりも広く設定するにも限度がある。実際には、排気温センサ４９の検出温度域を排気ガスの採り得る温度範囲よりも若干広く設定するにとどまり、検出温度域の下限と温度範囲の下限とが略同じとなっている。
【００６２】
一方、排気温センサ４９を含む各温度センサ４６〜４９では、温度検出のために所定の電圧（例えば５ボルト）が印加され、断線時には、その印加された電圧と略同じ電圧（例えば４．９ボルト）が出力される仕様となっている。このため、排気温センサ４９では排気温が低いとき（例えば常温時）の排気温センサ４９の出力電圧と断線時の出力電圧とが合致することとなる。
【００６３】
さらに、前記各種センサ４１〜４９の検出値に基づき、エンジン１１の各部を制御するために、図３に示す電子制御装置（Electronic Control Unit： ＥＣＵ）５１が用いられている。ＥＣＵ５１はＣＰＵ５２、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）５３、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５４、バックアップＲＡＭ５５、外部入力回路５６及び外部出力回路５７を備えている。これらの各回路はバス５８によって互いに接続されている。
【００６４】
ＲＯＭ５３は、所定の制御プログラムや初期データを予め記憶している。ＣＰＵ５２は、ＲＯＭ５３に記憶された制御プログラム及び初期データに従って各種の演算処理を実行する。ＲＡＭ５４は、ＣＰＵ５２による演算結果を一時的に記憶する。バックアップＲＡＭ５５は、ＥＣＵ５１に対する電源供給が停止された後にも、ＲＡＭ５４内の各種データを保持するために、バッテリ（図示略）によってバックアップされている。
【００６５】
そして、ＣＰＵ５２は外部入力回路５６を介して各種センサ４１〜４９の検出信号を入力する。また、ＣＰＵ５２はそれらの入力に基づき、エンジン１１の運転状態を判定し、その運転状態と、所定の演算式又は所定の制御マップ等とに基づき燃料噴射量Ｑ、燃料噴射時期、スロットル弁２５の開度、スワール制御弁３１の開度、点火時期等を算出する。そして、ＣＰＵ５２は、算出結果に基づいてスロットル用モータ２９、スワール用モータ３２、燃料噴射弁３３、イグナイタ３６等に対し制御信号を出力する。
【００６６】
例えば、ＣＰＵ５２は、エンジン回転速度ＮＥ、燃料噴射量Ｑ等に基づきエンジン負荷を求め、そのエンジン負荷が属する運転領域を特定する。燃料噴射量Ｑは、例えば、エンジン回転速度ＮＥ、アクセル開度（又は吸気圧ＰＭ）等に基づき算出されたものである。燃料噴射量Ｑは、これらのエンジン回転速度ＮＥ、アクセル開度（又は吸気圧ＰＭ）等のそれぞれが大きくなるほど、大きな値として算出される。
【００６７】
エンジン負荷が低負荷運転領域にあると判定した場合は、スワール用モータ３２を制御してスワール制御弁３１の開度を小さくする。また、スロットル用モータ２９を制御してスロットル弁２５を実質的に全開状態とする。さらに、各気筒の圧縮行程時に燃料噴射弁３３に通電して燃料を噴射させる。
【００６８】
この場合、各気筒の燃焼室１８には、吸気行程時に主として片方の通路から新気が導入され、強いスワール流が発生する。続く圧縮行程では、燃料噴射弁３３から噴射された燃料がスワール流に乗って燃焼室１８内を旋回し、所定の時期に点火プラグ３５の近傍へ移動する。このとき、燃焼室１８内は、点火プラグ３５の近傍が可燃混合気層となり、その他の領域が空気層となる、いわゆる成層状態となる。そして、ＣＰＵ５２は、所定の時期にイグナイタ３６を駆動して点火プラグ３５を点火する。その結果、燃焼室１８内の混合気は、点火プラグ３５の近傍の可燃混合気層を着火源として燃焼（成層燃焼）する。
【００６９】
一方、ＣＰＵ５２はエンジン負荷が高負荷運転領域にあると判定した場合は、スワール用モータ３２を制御してスワール制御弁３１を全開状態にする。また、スロットル弁２５がアクセルペダル３０の踏込み量（アクセル開度）に対応した開度となるようスロットル用モータ２９を制御する。さらに、各気筒の吸気行程時に燃料噴射弁３３に通電して燃料を噴射させる。この場合、各気筒の燃焼室１８内の略全域にわたって、空気と燃料とが均質に混ざり合った理論空燃比近傍の混合気が形成され、均質燃焼が実現される。
【００７０】
このように燃焼方式を切替えるのは、高出力が要求される高回転高負荷時には「均質燃焼」とし混合気の空燃比を小さくしてエンジン出力を高め、あまり高出力を必要としない低回転低負荷時には「成層燃焼」とし空燃比を大きくして燃費の向上を図るためである。
【００７１】
そのほかにも、ＣＰＵ５２は排気温センサ４９に断線による異常が発生しているかどうかを検出（診断）する。次に、この排気温センサ４９の異常検出に際し、ＥＣＵ５１によって実行される処理を、図４のフローチャートに従って説明する。このフローチャートにおいて示される異常検出ルーチンは、所定のタイミング、例えば所定時間が経過する毎に繰返し実行される。
【００７２】
異常検出ルーチンでは、最終的には、判定結果が異常フラグＦの状態によって示される。断線による異常が発生していないと判定された場合には異常フラグＦがオフされ、異常が発生していると判定された場合には異常フラグＦがオンされる。そして、この異常フラグＦは、別の制御ルーチン、例えば、排気温が過剰に上昇した場合に警告灯を点灯させる等の報知を行うための制御ルーチンにおいて用いられる。
【００７３】
ＥＣＵ５１はまずステップ１１０において、排気温センサ４９に異常が発生している可能性があるかどうかを判定する処理を行う。具体的には、エンジン始動時における排気温センサ４９の出力電圧と、現時点での排気温センサ４９の出力電圧との偏差ΔＶを、排気温センサ４９によって検出された排気温の変化量として算出する。前者の出力電圧としては、エンジン始動時に記憶しておいたものを用いる。そして、偏差ΔＶの絶対値（｜ΔＶ｜）が所定値Ｖ１（＞０）以下であるか否かを判定する。別の表現をすると、偏差ΔＶが−Ｖ１〜＋Ｖ１の範囲（変動幅）に収まっているか否かを判定する。
【００７４】
ここで、排気温センサ４９に断線が生じていれば、実際に排気温が変動していたとしても、排気温センサ４９の出力電圧は略一定の値（例えば４．９ボルト）を採り続けるはずである。これに対し、出力電圧が変化していれば、少なくとも排気温センサ４９に断線が生じていないことは確かである。このことから、前記ステップ１１０の判定条件が満たされていない場合には、排気温センサ４９は断線していないとして、ステップ１８０において、排気温センサ４９が正常であると判定する。ステップ１８０での具体的な処理としては、異常フラグＦをオフに設定する。そして、ステップ１８０の処理を経た後、この異常検出ルーチンを終了する。
【００７５】
前記ステップ１１０の判定条件が満たされている場合には、排気温センサ４９に断線異常が発生している可能性がある。また、このような状況は、例えば、暖機が終了して冷却水温が十分に高くなった状態のエンジン１１が停止され、その直後に再始動された場合にも起り得る。エンジン１１が再始動された時点で、既に排気温が高くなっていて、その排気温の変動の余地が少ない（変動可能幅が狭い）からである。従って、ステップ１１０で肯定判定された段階では、排気温の変動量が少ない原因が、断線によるものか、高温状態での再始動によるものかは不明である。
【００７６】
そこで、続くステップ１２０〜１４０において、排気温に関連するパラメータに基づき、排気温が確実に高くなっているかどうかを推定する処理を行う。これは、排気温の低い状態で断線検出を行うと誤検出のおそれがあるため、このような誤検出のおそれのない状況（排気温の高い状態）を把握し、そのうえで断線検出を行うためである。
【００７７】
この推定に際しては、以下に示すエンジン１１の運転状態と排気温との関係が考慮されている。混合気の燃焼後に燃焼室１８から排出される排気ガスの温度（排気温）は、燃焼室１８で発生する熱の量、すなわち、１回の燃焼行程において燃焼される混合気の量、換言すれば、エンジン負荷に応じて変化する。従って、スロットル弁２５の開度が相対的に大きくなり吸入空気量が増大したり、エンジン回転速度ＮＥが上昇したりする高負荷運転時には、排気温が上昇するものと考えられる。
【００７８】
ステップ１２０では、例えば、エンジン回転速度ＮＥが所定値を越えた状態が所定時間ｔ２にわたって続いているか否かを判定する。ここで、所定値は、エンジン１１のアイドル運転時の回転速度よりも少し低い値に設定されている。エンジン回転速度ＮＥが所定値を越える状態は、エンジンにアイドル運転時相当あるいはアイドル運転時よりも多くの量の燃料が供給された場合に見られる現象である。所定値としては単一の値が用いられてもよいが、本実施形態では、チャタリングを防止する観点からエンジン回転速度ＮＥが上昇する際と下降する際とで異なる値が用いられる。具体的には、エンジン回転速度ＮＥの上昇時に用いられる所定値をＮＥ１とし、下降時に用いられる所定値をＮＥ２とすると、ＮＥ１＞ＮＥ２の関係を満たすように、所定値ＮＥ１，ＮＥ２がそれぞれ設定されている。従って、エンジン回転速度ＮＥが所定値ＮＥ１を越えると、その後に所定時ＮＥ２を下回らない限り、エンジン回転速度ＮＥが所定値を越えた状態として扱われることとなる。
【００７９】
ステップ１２０の判定条件が満たされていないと、排気温が高くなっている可能性があまりないと考えられることから、そのまま異常検出ルーチンを終了する。すなわち、この場合には、異常発生の有無を判定しない。前回制御周期までに設定された判定結果が維持されることとなる。また、ステップ１２０の判定条件が満たされていると、排気温が高くなっている可能性があることから、次のステップ１３０へ移行する。
【００８０】
ステップ１３０では、エンジン１１が高負荷状態で一定時間以上運転されているかどうかを判定する。例えば、燃料噴射量Ｑが所定値を越えた状態が所定時間ｔ３にわたって継続しているか否かを判定する。所定値としては単一の値が用いられてもよいが、本実施形態では、チャタリングを防止する観点から燃料噴射量Ｑが増加する際と減少する際とで異なる値が用いられる。すなわち、燃料噴射量Ｑの増加時に用いられる所定値をＱ１とし、減少時に用いられる所定値をＱ２とすると、Ｑ1＞Ｑ２の関係を満たすように、所定値Ｑ１，Ｑ２がそれぞれ設定されている。従って、燃料噴射量Ｑが所定値Ｑ１を越えると、その後に所定値Ｑ２を下回らない限り、燃料噴射量Ｑが所定値を越えた状態として扱われることとなる。
【００８１】
ステップ１３０の判定条件が満たされていないと、排気温が高くなっている可能性があまりないと考えられることから、そのまま異常検出ルーチンを終了する。すなわち、この場合には、異常発生の有無を判定しない。前回制御周期までに設定された判定結果が維持されることとなる。また、ステップ１３０の判定条件が満たされていると、エンジン１１が高負荷状態にあることから、排気温が高くなっている可能性が、ステップ１２０の処理を経た段階よりも高まっているとして、次のステップ１４０へ移行する。
【００８２】
このように、一般に燃料噴射量Ｑの少ないエンジン軽負荷時には排気温度が低いと考えられるが、ステップ１３０の処理を行うことで、このような場合に異常発生の有無が判定されるのを防止し、誤判定が行われる機会を少なくしている。
【００８３】
ステップ１４０では、エンジン１１が完全暖機状態にあるかどうかを判定する。完全暖機状態とは、暖機（エンジン１１が本格的に作動する前に所定の温度まで暖められること）が完了した状態をいう。例えば、冷却水温が、車両の通常走行後のアイドル状態での温度（８０℃）と同じ又は近づいた状態が、完全暖機状態とされる。従って、暖機途中、すなわち冷却水温が上昇している途中は完全暖機状態とはいえない。例えば、気温０℃のときにエンジンを始動すると、冷却水温が約８０℃になるまでの期間は暖機途中となる。
【００８４】
ここで、燃焼室１８内で発生する熱が排気温に大きく影響を及ぼすことについては既に説明したが、この熱はシリンダブロック１４、シリンダヘッド１２内を流れる冷却水の温度（冷却水温）にも大きな影響を及ぼす。発生する熱量が多くなるに従い、冷却水温も高くなる傾向にある。従って、冷却水温が高い場合にも排気温も高くなっていると推定される。この点を考慮し、ステップ１４０では、水温センサ４６によって検出された冷却水温ＴＨＷが所定値ＴＨＷ１よりも大きいか否かを判定し、その判定結果に基づき、排気温が高くなっているか否かを推定する。
【００８５】
なお、ステップ１４０では、前述したステップ１２０，１３０とは異なり、時間（所定時間ｔ２，ｔ３）の要素を判定に用いていない。これは以下の理由による。
【００８６】
エンジン回転速度ＮＥや燃料噴射量Ｑはアクセルペダル３０の踏込み操作に応じて急激に変化する場合がある。このため、これらエンジン回転速度ＮＥ等が瞬間的に高くなったり多くなったりした場合に、ステップ１２０，１３０の判定条件が満たされているとすると、排気温が高くなっていないにもかかわらず高くなっているものと誤って推定してしまうおそれがある。
【００８７】
これに対し、冷却水温ＴＨＷは時間の経過にともない徐々に変化（上昇）するものであり、急激に変化することはない。冷却水温ＴＨＷが上昇する現象自体、既に時間の要素（ある程度の時間が経過していること）が含まれている。そのため、ここでは、冷却水温ＴＨＷが所定値ＴＨＷ１よりも高くなっていれば、その状態が継続しているかどうかを判定することなく、排気温が高くなっていると推定するようにしている。
【００８８】
ステップ１４０の判定条件が満たされていると、エンジン１１が完全暖機状態になっていることから、排気温が高くなっている可能性が、前記ステップ１２０，１３０の処理を経た段階よりもさらに高まっているとして、次のステップ１５０へ移行する。
【００８９】
これに対し、ステップ１４０の判定条件が満たされていないと、そのまま異常検出ルーチンを終了する。すなわち、この場合には、異常発生の有無を判定しない。前回制御周期までに設定された判定結果が維持されることとなる。別の表現をすると、冷却水温が低くエンジン１１が暖機の途中である場合（ステップ１４０の判定条件が満たされない場合）には、後述する異常判定が行われるのを禁止する。
【００９０】
このような禁止処理を行うのは、１つには、排気温が確実に高くなっていないためであるが、そのほかにも、仮に異常判定を行うと、誤った判定結果を出すおそれがあるためでもある。詳しくは、冷却水温が低くエンジン１１の暖機が行われている途中では、排気通路３９内の排気ガスの温度分布が一様ではないと考えられる。すなわち、排気通路３９において管壁に近い箇所を流れる排気ガスの方が、同排気通路３９の中央部分を流れる排気ガスよりも温度が高いと考えられる。これは、暖機途中では、暖機後に比べ排気通路３９の管壁の温度が低いためである。従って、このように温度分布の一様でないと考えられる状況下での排気温センサ４９の検出値を、後述するステップ１５０での処理に用いると、誤った判定結果を出すおそれがある。そのため、この場合には、前述しように異常判定を禁止している。
【００９１】
なお、暖機後には排気通路３９の管壁が十分に高くなっていて、この管壁に奪われる排気ガスの熱量が少ない。このため、排気ガスの温度分布は略一様であり、前述したような問題は起りにくいと考えられる。
【００９２】
前記ステップ１４０から移行したステップ１５０では、排気温センサ４９の検出値（出力電圧）が所定値Ｖ２よりも大きいか否かを判定する。所定値Ｖ２は、排気温センサ４９の断線時に出力される電圧と同じか、それに近い値に設定されている。この判定条件が満たされていると、実際には排気温が高くなっていて低い電圧を出力するはずであるにもかかわらず、排気温センサ４９は、低温時にのみ見られる高い電圧を出力していることから、断線時が原因でこのような高い電圧が出力されているものと考えられる。このことから、ステップ１５０の判定条件が満たされていると、ステップ１７０において、排気温センサ４９が断線による異常であると判定する。具体的な処理としては、異常フラグＦをオンに切替える。そして、ステップ１７０の処理を経た後、異常検出ルーチンを終了する。
【００９３】
これに対し、ステップ１５０の判定条件が満たされていないと、排気温が高くなっている状況下で、排気温センサ４９が排気温の高い領域で示す小さな電圧を出力しているものと考えられる。すなわち、排気温センサ４９に断線が生じておらず、正常に機能していると考えられる。このことから、ステップ１６０において、排気温センサ４９が正常であると判定する。具体的な処理としては、異常フラグＦを、正常時に対応する状態であるオフに設定する。そして、ステップ１６０の処理を経た後、異常検出ルーチンを終了する。
【００９４】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）排気温が所定温度（排気温センサ４９の出力電圧が断線時と同じ値となるときの排気温）よりも高くなっている状態を、排気温センサ４９の検出値を用いることなく、排気温に関連するパラメータに基づき推定している（ステップ１２０〜１４０）。そして、排気温が高い状態であると推定した場合に限って、排気温センサ４９の検出値を異常判定に用いるようにしている（ステップ１５０）。
【００９５】
この状況下では、排気温センサ４９が正常であれば、異常時と同じ検出値を出力することはない。従って、排気温センサ４９の出力電圧が、異常時の出力電圧と同程度であれば、排気温センサ４９が断線等の異常であると判定し（ステップ１７０）、同程度でなければ正常と判定する（ステップ１６０）ことができる。このようにして判定を行うことにより、排気ガスの温度が低い場合に、断線等による異常が誤検出されるのを未然に防止することができる。
【００９６】
（２）エンジン１１から排出される排気ガスを、エンジン１１の運転状態に応じて温度が変化する要素としての被測定物とし、その排気ガスの温度である排気温を排気温センサ４９によって検出するようにしている。
【００９７】
ここで、排気温は、エンジン１１の燃焼室１８で発生する熱の量、すなわち、各燃焼行程において燃焼される混合気の量に応じて変化する。従って、この混合気の量は、エンジン回転速度ＮＥ、エンジン負荷（例えば燃料噴射量Ｑ）等によって左右される。また、エンジン暖機状態の途中と完了後とでは、排気温が異なる。
【００９８】
このため、これらのエンジン回転速度、エンジン負荷、暖機状態等を、排気ガスの温度に関連するパラメータとして用いることにより（ステップ１２０〜１４０）、排気温が所定温度よりも高い状態を精度よく推定することができる。
【００９９】
（３）エンジン始動時における排気温センサ４９の検出値と、エンジン始動後における排気温センサ４９の検出値との偏差ΔＶを求め、この偏差ΔＶの絶対値が所定値Ｖ１以下である場合に断線の可能性があるものと予備的に判定している（ステップ１１０）。そして、断線の可能性があると判定した場合に限り、排気温センサ４９の検出値に基づく異常判定（ステップ１５０）を行うようにしている。
【０１００】
このため、排気温センサ４９が正常であることが明らかである場合にまで異常判定が行われるのを防止し、不要な異常判定処理の回数を減らすことができる。また、排気温センサ４９が正常であることが明らかな場合には、その旨を早期に判定することが可能となる。
【０１０１】
（４）排気温の高い状態が推定された場合に、排気温センサ４９の検出値Ｖと、所定温度に対応する所定値Ｖ１とを比較している（ステップ１５０）。ここで、検出値が所定値よりも大きい場合、排気温センサ４９が正常であれば出力することのない値を出力していることになる。そのため、この場合には、ステップ１７０の処理のように、検出値が所定値よりも大きくなっている原因が、断線異常によるものであると判定することができる。
【０１０２】
（５）排気温に影響を及ぼすと考えられる所定のエンジン運転状態が所定時間ｔ２，ｔ３にわたって継続しているか否かを判定している（ステップ１２０，１３０）。このため、排気温が高くなっている状態を確実に検出することができる。エンジン１１が所定の運転状態になったものの、その状態が短時間で終わった場合には実際には排気温がさほど高くなっていない可能性があるが、このような場合にまで、排気温が高くなっているものと誤って推定されるのを防止することができる。
【０１０３】
（６）エンジンの温度として冷却水温ＴＨＷを水温センサ４６によって検出し、その冷却水温ＴＨＷと所定値ＴＨＷ１との比較によって、エンジンが完全暖機状態であるかどうかを判定している（ステップ１４０）。そして、完全暖機状態となるまでは、排気温センサ４９の検出値に基づく異常判定を禁止するようにしている（ステップ１４０→リターン）。このため、排気温の分布が一様でないと考えられる暖機途中での排気温センサ４９の検出値が異常判定に用いられて、誤った判定結果が出されるのを防止することができる。
【０１０４】
（７）エンジン１１の温度との間に相関関係の見られる冷却水温ＴＨＷを、エンジン１１の温度として検出するようにしている。このため、冷却水温ＴＨＷによってエンジン１１の温度を精度よく検出することができる。また、冷却水温ＴＨＷを検出する水温センサ４６は、もともと他の制御のために設けられたものであるため、エンジン１１の温度を検出するために新たにセンサを設けなくてもすむ。
【０１０５】
（８）異常検出ルーチンにおいて、ステップ１２０，１３０，１４０の各判定条件の全てが満たされた場合に、排気温が確実に高くなっていることを推定するようにしている。このため、これらのステップ１２０〜１３０の判定条件の任意の１つ又は２つのみが満たされたときに、排気温が高くなっていると推定する場合に比べて、推定精度が高くなる。
【０１０６】
（９）従来技術の１つとして挙げた特開平１０−１５９６３９号公報では、異常検出に先立ち、排気温センサを自己発熱させることから、異常検出を行う条件が整うまでの時間が長くなる不具合がある。これに対し、本実施形態では、このような自己発熱させることなく異常を検出している。このため、前述した異常検出を行う条件が整うまでの時間を短縮することができる。
【０１０７】
なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
・前記実施形態では、断線時に出力電圧が高くなる仕様の排気温センサ４９について説明したが、ショート時に出力電圧が高くなる仕様の排気温センサについても本発明を適用することができる。この場合、断線に代え、ショートによる異常の発生の有無を検出することになる。
【０１０８】
・前述したステップ１２０の処理は、エンジン回転速度ＮＥが所定値ＮＥ１，ＮＥ２よりも高い状況が継続することにより、クランク軸１７が所定回数以上回転したかどうかを判定しているともいえる。
【０１０９】
従って、ステップ１２０の判定に用いる所定時間ｔ２を、前記実施形態のように一定の値としてもよいが、この所定時間ｔ２をエンジン回転速度ＮＥに応じて異ならせてもよい。具体的には、エンジン回転速度ＮＥが高いほど所定時間ｔ２を短くする。所定時間ｔ２の算出に際しては、エンジン回転速度ＮＥと所定時間ｔ２との関係を予め定めた一次元マップを参照してもよい。また、エンジン回転速度ＮＥと所定時間ｔ２との関係を表した演算式に従って、そのときのエンジン回転速度ＮＥに対応する所定時間ｔ２を求めるようにしてもよい。
【０１１０】
ここで、ステップ１２０の判定に用いる所定時間ｔ２を一定の値とした前記実施形態では、その所定時間ｔ２内におけるクランク軸１７の実際の総回転数は、エンジン回転速度ＮＥが高くなるに従い多くなる。
【０１１１】
これに対し、上記のようにエンジン回転速度ＮＥが高いほど所定時間ｔ２を短くすると、その所定時間ｔ２内におけるクランク軸１７の総回転数は、エンジン回転速度ＮＥにかかわらず一定となる。このため、推定精度は同じとなる。従って、エンジン回転速度ＮＥが高い場合には、ステップ１２０の判定処理に要する時間を短くすることができる。その結果、推定の精度を維持しつつより短い時間で、排気温が高くなっていることを推定することが可能となる。
【０１１２】
また、所定時間ｔ２を一定の値とした場合には、実際には、排気ガスの温度が高い状態になっているにもかかわらず、エンジン回転速度ＮＥの高い状態が所定時間ｔ２続かなかったために、温度の高い状態になっていることを推定できない場合があり得る。しかし、前述したように、エンジン回転速度ＮＥが高いほど所定時間ｔ２が短くされるため、上記の不具合を解消し、エンジン回転速度ＮＥの高い状態が比較的短い時間で終わっても、排気温が高くなっていることを確実に推定することができる。
【０１１３】
・前述したステップ１３０の処理は、燃料噴射量Ｑが所定値Ｑ１よりも多い状況が継続することにより、所定量以上の燃料が噴射されたかどうかを判定しているともいえる。
【０１１４】
従って、ステップ１３０の判定に用いる所定時間ｔ３を、前記実施形態のように一定の値としてもよいが、この所定時間ｔ３を燃料噴射量Ｑに応じて異ならせてもよい。具体的には、燃料噴射量Ｑが多いほど所定時間ｔ３を短くする。所定時間ｔ３の算出に際しては、燃料噴射量Ｑと所定時間ｔ３との関係を予め定めた一次元マップを参照してもよい。また、燃料噴射量Ｑと所定時間ｔ３との関係を表した演算式に従って、そのときの燃料噴射量に対応する所定時間ｔ３を求めるようにしてもよい。
【０１１５】
ここで、ステップ１３０の判定に用いる所定時間ｔ３を一定の値とした前記実施形態では、その所定時間ｔ３の期間における総燃料噴射量は、１回の燃料噴射量が多くなるに従い多くなる。
【０１１６】
これに対し、上記のように燃料噴射量Ｑが多いほど所定時間ｔ３を短くすると、その所定時間ｔ３内における総燃料噴射量は、１回の燃料噴射量Ｑにかかわらず一定となる。このため、推定精度は同じとなる。従って、１回の燃料噴射量Ｑが多い場合には、ステップ１３０の判定処理に要する時間を短くすることができる。その結果、推定の精度を維持しつつより短い時間で、排気温が高くなっていることを推定可能となる。
【０１１７】
また、所定時間ｔ３を一定の値とした場合には、実際には、排気ガスの温度が高い状態になっているにもかかわらず、燃料噴射量Ｑの多い状態が所定時間ｔ３続かなかったために、温度の高い状態になっていることを推定できない場合があり得る。しかし、前述したように、燃料噴射量Ｑが多いほど所定時間ｔ３が短くされるため、上記の不具合を解消し、燃料噴射量Ｑの多い状態が比較的短い時間で終わっても、排気温が高くなっていることを確実に推定することができる。
【０１１８】
・前記実施形態では、ステップ１３０の処理に際し、エンジン負荷として燃料噴射量Ｑを用いた。この燃料噴射量Ｑに代えて、アクセルセンサ４５によって検出されるアクセル開度、スロットルセンサ４３によって検出されるスロットル開度等をエンジン負荷として用いてもよい。
【０１１９】
例えば、アクセルペダル３０の踏込み操作量に対応したアクセル開度と燃料噴射量Ｑとの間には、アクセル開度が大きくなるに従い燃料噴射量Ｑが増加するという関係が見られる。従って、燃料噴射量Ｑに代えて、アクセル開度が多くなるほど所定時間ｔ３を短い値に変更することができる。スロットル開度についても、前記と同様に、スロットル開度が大きくなるほど所定時間ｔ３を短い値に変更することができる。
【０１２０】
・前記実施形態では、エンジン１１が暖機状態が完了しているか否かを判定するために、冷却水温ＴＨＷをエンジン１１の温度として用いたが、これに代えて、又は加えて油温ＴＨＯ、燃温ＴＨＦ等を、エンジン１１の温度として用いてもよい。これらの油温ＴＨＯ、燃温ＴＨＦもまた、冷却水温ＴＨＷと同様に、エンジン１１の温度との間に一定の相関関係が見られるからである。これらの油温ＴＨＯ、燃温ＴＨＦは、エンジン１１の温度が高くなるに従い上昇する。
【０１２１】
・前記実施形態では、ステップ１２０，１３０，１４０の３つの判定条件の全てが満たされた場合に、排気温が確実に高くなっていると推定したが、これらの３つに関し、少なくとも１つの判定条件が満たされた場合に、排気温が高くなっていると推定するようにしてもよい。
【０１２２】
・本発明は、前記実施形態とは異なるタイプのエンジン、例えばポート噴射式のガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等、に取付けられた排気温センサにも適用可能である。
【０１２３】
・本発明は、被測定物が通常採り得る温度範囲を含む検出温度域で被測定物の温度を検出し、かつ被測定物の温度が前記温度範囲内の所定温度になったときに、異常発生時と同じ値を出力する温度センサであれば、排気温センサ以外の温度センサにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を、車載エンジンに設けられた排気温センサの異常検出装置に具体化した一実施形態について、その構成を示す略図。
【図２】温度センサ（排気温センサ）の出力特性を示すグラフ。
【図３】エンジンの制御系の電気的構成を示すブロック図。
【図４】排気温センサの断線異常を検出する手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１１…エンジン、３０…アクセルペダル（アクセル操作部材）、３９…排気通路、４６…水温センサ、４７…燃温センサ、４８…油温センサ、４９…排気温センサ、５１…ＥＣＵ（電子制御装置）、ΔＶ…偏差、ＮＥ…エンジン回転速度、Ｑ…燃料噴射量。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an abnormality detection device for a temperature sensor that detects an abnormality such as disconnection with respect to a temperature sensor that detects the temperature of, for example, exhaust gas discharged from an engine.
[0002]
[Prior art]
For example, an engine mounted on a vehicle incorporates various temperature sensors that detect the temperature of its components. Examples of the temperature sensor include a water temperature sensor that detects the temperature of cooling water of the engine, a fuel temperature sensor that detects the temperature of fuel, and an exhaust temperature sensor that detects the temperature of exhaust gas discharged from the engine. The basic structure of these temperature sensors is substantially the same regardless of the type, and includes a thermistor whose electric resistance value changes according to temperature. All types of temperature sensors have an output characteristic that the output voltage decreases as the temperature of the object to be measured increases. Further, the detection temperature range of each temperature sensor is set to a value corresponding to the temperature range that the object to be measured can take. For example, the detection temperature range of a water temperature sensor that uses engine coolant as an object to be measured is set in a range of about −60 ° C. to about 150 ° C. Further, in an exhaust temperature sensor using an exhaust gas whose maximum temperature is close to 1000 ° C. as an object to be measured, the detection temperature range is set in a range from room temperature to about 1000 ° C.
[0003]
By the way, abnormalities due to disconnection or short-circuit may occur in the various temperature sensors, and when such a situation occurs, the temperature of the object to be measured cannot be detected properly. Therefore, various techniques for detecting an abnormality of the temperature sensor have been proposed. One of them is to compare the output value of the temperature sensor with a predetermined value and determine whether an abnormality has occurred in the temperature sensor based on the comparison result. Here, a predetermined voltage (for example, 5 volts) is applied for temperature detection, and a temperature sensor having a specification that outputs substantially the same voltage (for example, 4.9 volts) as the applied voltage at the time of disconnection is a predetermined value. Is set based on the voltage output from the temperature sensor at the time of disconnection. This output voltage is the same as the largest value that the temperature sensor can take in the detection temperature range (−60 ° C. in the case of a water temperature sensor). However, as long as the engine is used in a normal environment, it is unlikely that the cooling water temperature will be lowered to −60 ° C. Therefore, in the above abnormality detection technique, when the output voltage of the temperature sensor becomes the same as the predetermined value, it is determined that an abnormality due to disconnection has occurred. In addition, for example, a technique has been proposed in which a temperature sensor is positively self-heated, and a temperature change based on the heat generation is used to detect abnormality of the temperature sensor (Japanese Patent Laid-Open No. 10-159539).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as described above, the detection temperature range of the exhaust temperature sensor is wide from normal temperature to about 1000 ° C., which is considerably wider than the detection temperature range of other temperature sensors. In such an exhaust temperature sensor having a wide detection temperature range, the output voltage at low temperatures (at room temperature) may be the same value as the output voltage at disconnection.
[0005]
Therefore, in the conventional abnormality detection technology that compares the output value of the exhaust temperature sensor with a predetermined value, if the output voltage of the exhaust temperature sensor becomes the same value as the output voltage at the time of disconnection, that value is due to disconnection or the exhaust temperature It is difficult to distinguish whether it is due to low. Therefore, there is a possibility that the disconnection is erroneously determined to be normal, or that the disconnection has not occurred and is erroneously determined to be abnormal.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is a temperature at which an abnormality due to disconnection or the like can be prevented from being erroneously detected when an object to be measured reaches a specific temperature. An object of the present invention is to provide a sensor abnormality detection device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
  In the first aspect of the present invention, the temperature of the measurement object is detected in a detection temperature range including a temperature range that the measurement object can normally take, and the temperature of the measurement object becomes a predetermined temperature within the temperature range. An abnormality detection device used for a temperature sensor that outputs the same value as when an abnormality occurred,The temperature sensor includes an exhaust temperature sensor that is provided in an exhaust passage of exhaust gas discharged from an engine and detects the temperature of the exhaust gas using the exhaust gas as the measurement object.An estimation means for estimating a temperature state in which the temperature of the object to be measured is different from the predetermined temperature based on a parameter related to the temperature of the object to be measured, and when the temperature state is estimated by the estimation means, the temperature An abnormality determination means for determining an abnormality of the temperature sensor based on the detection value of the sensor;Engine temperature detection means for detecting the temperature of the engine, warm-up end determination means for determining the end of the warm-up state of the engine based on the engine temperature by the engine temperature detection means, and the warm-up end determination Determination prohibiting means for prohibiting the abnormality determination by the abnormality determining means until the end of the warm-up state is determined by the means;Shall be provided.
[0008]
According to said structure, when the to-be-measured object which is a detection target of a temperature sensor will be in a temperature state different from predetermined temperature, the temperature state will be detected based on the parameter relevant to the to-be-measured object temperature by an estimation means. . Then, the abnormality determination means determines whether an abnormality such as a disconnection has occurred in the temperature sensor based on the detection value of the temperature sensor.
[0009]
  Thus, it is estimated without using the detection value of the temperature sensor that the temperature of the object to be measured has become a temperature different from the predetermined temperature. Only when this temperature state is estimated, the detected value of the temperature sensor is used for abnormality determination. Under this situation, if the temperature sensor is normal, the same detection value as that at the time of abnormality is not output. Therefore, if the detection value of the temperature sensor is about the same as the detection value output in the event of an abnormality, it can be determined that an abnormality such as a disconnection has occurred in the temperature sensor, and if it is not the same, it can be determined to be normal It is. By performing the determination in this manner, it is possible to prevent an abnormality due to disconnection or the like from being erroneously detected when the temperature of the object to be measured reaches a predetermined temperature.
Further, exhaust gas discharged from the engine as an element whose temperature changes in accordance with the operating state of the engine is used as a measurement object, and the temperature of the measurement object is detected by a temperature sensor. In this case, the exhaust gas temperature, which is the temperature of the exhaust gas, is detected by the temperature sensor.
In this case, the temperature of the object to be measured changes in accordance with the amount of heat generated in the combustion chamber of the engine, that is, the amount of air-fuel mixture burned in one combustion stroke. Therefore, the amount of the air-fuel mixture depends on the engine speed, the engine load (for example, the fuel injection amount) and the like. In addition, the temperature of the object to be measured is different during and after the engine warm-up state. Therefore, for example, if these engine rotation speed, engine load, warm-up state, and the like are used as parameters related to the temperature of the object to be measured, the estimation means causes the temperature state of the object to be measured to be higher than a predetermined temperature. It is possible to estimate with high accuracy.
Here, it is considered that the temperature distribution of the exhaust gas in the exhaust passage is not uniform while the engine temperature is low and the engine is warming up. That is, it is considered that the temperature of the exhaust gas flowing near the pipe wall in the exhaust passage is higher than the temperature of the exhaust gas flowing through the central portion of the exhaust passage. This is because the temperature of the pipe wall of the exhaust passage is lower during the warm-up than after the warm-up. Therefore, if the detection value of the temperature sensor (exhaust temperature sensor) under such a condition that the temperature distribution is not uniform is used for abnormality determination, an erroneous determination result may be obtained.
On the other hand, according to the above configuration, the engine temperature is detected by the engine temperature detecting means. In the warm-up completion determination unit, the end of the warm-up state of the engine is determined based on the engine temperature by the engine temperature detection unit. Until the end of the warm-up state is determined by the warm-up end determination unit, the abnormality determination by the abnormality determination unit is prohibited by the determination prohibition unit. This prohibition makes it possible to prevent the erroneous determination described above from being performed.
Note that after the warm-up, the exhaust passage tube wall is sufficiently high, and the amount of heat of the exhaust gas taken away by this tube wall is small, so the exhaust gas temperature distribution is substantially uniform, as described above. The problem is less likely to occur.
[0010]
In the invention according to claim 2, in the invention according to claim 1, the temperature sensor has the same value as when an abnormality occurs when the temperature of the object to be measured reaches a predetermined temperature in a low temperature range of the temperature range. And the estimation means estimates a state where the temperature of the object to be measured is higher than the predetermined temperature as the temperature state.
[0011]
According to said structure, when the temperature of a to-be-measured object becomes higher than predetermined temperature, the temperature state will be estimated by the estimation means based on the parameter relevant to the temperature of to-be-measured object. Thus, it is estimated without using the detection value of the temperature sensor that the temperature of the object to be measured is higher than the predetermined temperature. Then, the abnormality determination means determines whether an abnormality such as a disconnection has occurred in the temperature sensor based on the detection value of the temperature sensor. For this reason, it is possible to prevent an abnormality due to disconnection or the like from being erroneously detected when the temperature of the object to be measured is low.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the temperature sensor has an output characteristic in which a detected value decreases as the temperature of the object to be measured increases, and the abnormality determining means When the detected value of the temperature sensor is larger than a predetermined value corresponding to the predetermined temperature, it is determined that the temperature sensor is abnormal.
[0013]
According to the above configuration, the detected value of the temperature sensor becomes a large value when the temperature of the object to be measured is low, and decreases as the temperature of the object to be measured increases. When the temperature of the object to be measured is low and reaches the predetermined temperature in the low temperature range, the temperature sensor outputs a detection value similar to that at the time of abnormality, that is, a large value.
[0014]
On the other hand, when the estimation unit estimates that the temperature of the object to be measured is high, the abnormality determination unit compares the detection value of the temperature sensor with a predetermined value corresponding to the predetermined temperature. Here, if the detected value is larger than the predetermined value, a value that is not output if the temperature sensor is normal is output. Therefore, the abnormality determination means can determine that the cause that the detected value is larger than the predetermined value is due to the disconnection abnormality.
[0018]
  Claim4In the invention described in claimAny one of 1-3In the present invention, prior to the abnormality determination by the abnormality determination means, a deviation between the detected value of the temperature sensor at the time of starting the engine and the detected value of the temperature sensor after the engine is started is obtained, and the deviation is predetermined. When it is smaller than the value, it further comprises preliminary determination means for determining that there is a possibility of abnormality, and the abnormality determination means is only when the preliminary determination means determines that there is a possibility of occurrence of abnormality. It is assumed that the temperature sensor abnormality determination is performed.
[0019]
According to the above configuration, the preliminary determination means obtains a deviation between the detected value of the temperature sensor at the time of starting the engine and the detected value of the temperature sensor after starting the engine. It is determined whether this deviation is smaller than a predetermined value.
[0020]
Here, if an abnormality due to disconnection occurs in the temperature sensor, for example, the temperature sensor outputs a certain value. For this reason, the above-described deviation should be zero or a value close to zero. On the contrary, if the deviation is larger than the predetermined value, at least the disconnection does not occur, and it is considered that the detection value of the temperature sensor changes according to the temperature change of the object to be measured.
[0021]
When disconnection occurs, the deviation becomes small (including zero) as described above. However, the deviation is also reduced when the engine operation is stopped in a state where the warm-up is completed and the temperature is high, and the engine is restarted while the temperature of the engine is high. Therefore, when the deviation is small, it is unclear whether the cause is a disconnection or a high temperature restart.
[0022]
Considering these things, the preliminary determination means determines that there is a possibility of an abnormality when the deviation is smaller than a predetermined value. Then, in the abnormality determination means, abnormality determination based on the detection value of the temperature sensor is performed only when it is determined by the preliminary determination means that there is a possibility of abnormality.
[0023]
Accordingly, it is possible to prevent the abnormality determination from being performed until it is clear that the temperature sensor is normal, and to reduce the number of unnecessary abnormality determination processes. In addition, when it is clear that the temperature sensor is normal, it can be determined early.
[0024]
  Claim5In the invention described in claimAny one of 1-4In the invention described in (1), the estimation means estimates that the object to be measured is in a high temperature state when the engine is operated for a predetermined time or more in a predetermined operation state. Here, the predetermined operating state is an operating state that affects the temperature of the object to be measured but varies regardless of the passage of time. As this predetermined operation state, for example,, CoveredAmong the parameters listed as parameters related to the temperature of the measurement object, the engine rotation speed, the engine load, and the like are applicable. The warm-up state changes with the passage of the engine operation time, and therefore does not correspond to the predetermined operation state here.
[0025]
According to said structure, if the predetermined operation state which influences the temperature of a to-be-measured object is continued over a certain period, it will be thought that the temperature of to-be-measured object has become high. From this, when the engine is operated for a predetermined time or more in a predetermined operation state, it is estimated by the estimation means that the object to be measured is in a high temperature state.
[0026]
Therefore, when the engine is in a predetermined operating state, but the state ends in a short time, the temperature of the object to be measured may not actually be so high. Thus, it is possible to prevent erroneous estimation that the temperature of the object to be measured is high.
[0027]
  Claim6In the invention described in claim5In the invention described in the item (2), the estimating means sets the engine operating speed, which is a rotating speed of the output shaft of the engine, higher than a predetermined value as the predetermined operating state, and sets the engine rotating speed as the predetermined time. The shorter the value, the higher the value.
[0028]
According to the above configuration, in the estimation means, a state where the engine rotational speed is higher than a predetermined value is used as a predetermined operating state that affects the temperature of the object to be measured. Then, when the engine is operated for a predetermined time or more in a state where the engine rotation speed is higher than a predetermined value, it is estimated that the object to be measured is in a high temperature state.
[0029]
  It can be said that the estimation process detects whether or not the output shaft of the engine has rotated more than a predetermined number of times by continuing the situation where the engine speed is higher than the predetermined value. Therefore, if the predetermined number of times is set to a constant value, the predetermined time used for the above estimation can be varied according to the engine speed. From this point of view, the claims6In the invention described in (2), the higher the engine speed, the shorter the predetermined time.
[0030]
Here, when the predetermined time is set to a constant value, the total rotational speed of the output shaft within the predetermined time increases as the engine speed increases. On the other hand, if the predetermined time is shortened as the engine rotational speed is higher as described above, the total rotational speed of the output shaft within the predetermined time becomes constant regardless of the engine rotational speed. For this reason, the estimation accuracy is the same. Therefore, when the engine speed is high, the time required for the estimation means to estimate the temperature state can be shortened. As a result, it is possible to estimate that the object to be measured is in a high temperature state in a shorter time while maintaining the accuracy of estimation.
[0031]
In addition, when the predetermined time is set to a constant value, the temperature of the object to be measured is actually high, but the high engine rotation speed does not continue for a predetermined time. It may not be possible to estimate that the state is high. However, since the predetermined time is shortened as the engine speed increases, the above problem is solved, and even if the high engine speed ends in a relatively short time, the measured object is in a high temperature state. It can be reliably estimated.
[0032]
  Claim7In the invention described in claim5In the invention described in (1), the estimation means sets the state where the amount of fuel supplied to the engine is larger than a predetermined value as the predetermined operating state, and the predetermined time is shorter as the fuel supply amount is larger. It is assumed that a value is used.
[0033]
According to the above configuration, in the estimation means, a state where the amount of fuel supplied to the engine is greater than a predetermined value is used as a predetermined operating state that affects the temperature of the object to be measured. Then, when the engine is operated for a predetermined time or more with the fuel supply amount being greater than a predetermined value, it is estimated that the object to be measured is in a high temperature state.
[0034]
  It can be said that the estimation process detects whether or not fuel of a predetermined amount or more has been supplied by continuing the situation where the amount of fuel supply exceeds a predetermined value. Therefore, if the predetermined amount is a constant value, it is possible to vary the predetermined time used for the estimation according to the amount of fuel supplied. From this point of view, the claims7In the invention described in (1), the predetermined time is shortened as the amount of fuel supplied increases.
[0035]
Here, when the predetermined time is a constant value, the total amount of fuel supply within the predetermined time increases as the fuel supply amount per time increases. On the other hand, when the predetermined time is shortened as the fuel supply amount increases as described above, the total amount of the fuel supply amount within the predetermined time becomes constant regardless of the one fuel supply amount. For this reason, the estimation accuracy is the same. Therefore, when the amount of fuel supply per time is large, the time required for estimating the temperature state in the estimating means can be shortened. As a result, it is possible to estimate that the object to be measured is in a high temperature state in a shorter time while maintaining the accuracy of the estimation.
[0036]
In addition, when the predetermined time is set to a constant value, the temperature of the object to be measured is actually in a high state, but the state in which the amount of fuel supply is large does not last for the predetermined time. It may not be possible to estimate that the state is high. However, since the predetermined time is shortened as the fuel supply amount increases, the above-described problems are solved, and the measured object is in a high temperature state even if the state where the fuel supply amount is high ends in a relatively short time. This can be reliably estimated.
[0037]
  Claim8In the invention described in claim7The amount of fuel supplied to the engine varies according to the operation amount of the accelerator operation member, and the estimation means replaces the fuel supply amount as the predetermined time, A shorter value is used as the operation amount of the accelerator operation member is larger.
[0038]
According to the above configuration, a certain correlation is found between the operation amount of the accelerator operation member and the amount of fuel supplied to the engine. Normally, the amount of fuel supply increases as the amount of operation of the accelerator operation member increases. Therefore, instead of the fuel supply amount described above, the predetermined time is changed to a shorter value as the amount of operation of the accelerator operation member increases, and the same operations and effects as those of the invention of claim 8 are achieved.
[0043]
  Claim9In the invention described in claimAny one of 1-8In the present invention, the engine temperature detecting means detects at least one of a temperature of cooling water of the engine, a temperature of engine oil, and a temperature of fuel as the temperature of the engine.
[0044]
Here, there is a correlation between the engine coolant temperature, the engine oil temperature, the fuel temperature, and the engine temperature. Both temperatures are low when the engine temperature is low and rise as the engine temperature increases. Therefore, at least one of these temperatures can be detected and used as the engine temperature.
[0045]
  From this, the claim9In this invention, at least one of the engine coolant temperature, the engine oil temperature, and the fuel temperature is detected by the engine temperature detection means as the engine temperature. The temperature detected in this way is highly accurate as the engine temperature.
[0046]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, an in-cylinder injection gasoline engine (hereinafter simply referred to as an engine) 11 that is a form of an internal combustion engine is mounted on the vehicle. The engine 11 includes a cylinder head 12 and a cylinder block 14 having a plurality of cylinders (cylinders) 13. A piston 15 is accommodated in each cylinder 13 so as to be able to reciprocate. Each piston 15 is connected to a crankshaft 17 that is an output shaft of the engine 11 via a connecting rod 16. The reciprocating motion of each piston 15 is converted to rotational motion by the connecting rod 16 and then transmitted to the crankshaft 17. The crankshaft 17 is connected to a vehicle wheel (not shown) via a transmission (not shown) such as an automatic transmission.
[0047]
The combustion chamber 18 is defined by the top surface of the piston 15, the inner wall surface of the cylinder 13, and the lower surface of the cylinder head 12. The cylinder head 12 is provided with an intake port 19 and an exhaust port 20 that communicate with each combustion chamber 18.
[0048]
In order to open and close these intake / exhaust ports 19, 20, an intake valve 21 and an exhaust valve 22 are supported by the cylinder head 12 so as to be able to reciprocate. In the cylinder head 12, cam shafts 23 and 24 having cams are rotatably provided above the intake and exhaust valves 21 and 22, respectively. These camshafts 23 and 24 are drivingly connected to the crankshaft 17 by timing pulleys, timing belts and the like (not shown). When the crankshaft 17 is rotated, the rotation is transmitted to the camshafts 23 and 24 via a timing belt, a timing pulley, and the like. As the cam shafts 23 and 24 rotate, the intake / exhaust valves 21 and 22 reciprocate, and the intake / exhaust ports 19 and 20 are opened or closed.
[0049]
An intake passage 28 having a throttle valve 25, a surge tank 26, an intake manifold 27, and the like is connected to the intake port 19. Air outside the engine 11 passes through the portions 25 to 27 of the intake passage 28 in order and is taken into the combustion chamber 18.
[0050]
The throttle valve 25 is rotatably supported in the intake passage 28, and a throttle motor 29 such as a step motor is drivingly connected to the throttle valve 25. The throttle motor 29 is actuated in response to a depression operation of the accelerator pedal 30 by the driver, and rotates the throttle valve 25. The accelerator pedal 30 is provided in the vehicle interior as an accelerator operating member. The intake air amount, which is the amount of air flowing through the intake passage 28, varies according to the throttle opening, which is the rotation angle of the throttle valve 25.
[0051]
The intake manifold 27 is branched into the same number of parts as the cylinder 13. Two passages are formed in each branch portion so as to be partitioned. These passages are connected to the intake port 19 described above. An airflow control valve (swirl control valve) 31 is rotatably supported in one passage of each branch portion. The swirl control valve 31 is for generating a swirl (swirl) flow in the combustion chamber 18 by reducing the opening of one of the passages to promote combustion. A swirl motor 32 such as a step motor is drivingly connected to the swirl control valve 31. The strength of the swirl flow in each combustion chamber 18 changes according to the rotation angle (opening degree) of the swirl control valve 31. That is, the swirl flow becomes stronger as the opening degree of the swirl control valve 31 becomes smaller.
[0052]
An electromagnetic fuel injection valve 33 is attached to the cylinder head 12 for each cylinder 13. Each fuel injection valve 33 is supplied with high-pressure fuel through a common delivery pipe 34. Each fuel injection valve 33 directly injects the supplied high-pressure fuel into the corresponding combustion chamber 18. The injected fuel is mixed with the intake air introduced into the combustion chamber 18 through the intake passage 28 and becomes an air-fuel mixture.
[0053]
A spark plug 35 is attached to the cylinder head 12 corresponding to each cylinder 13. The spark plug 35 is driven based on the ignition signal from the igniter 36. A high voltage output from an ignition coil (not shown) is applied to the spark plug 35. The air-fuel mixture is ignited by the electric spark of the spark plug 35 and explodes and burns. The piston 15 is reciprocated by the high-temperature and high-pressure combustion gas generated at this time, the crankshaft 17 is rotated, and the driving force (output torque) of the engine 11 is obtained.
[0054]
On the other hand, an exhaust passage 39 having an exhaust manifold 37, a catalytic converter 38, and the like is connected to the exhaust port 20. Combustion gas generated in the combustion chamber 18 passes through the portions 37 and 38 of the exhaust passage 39 in order and is discharged to the outside of the engine 11. The catalytic converter 38 incorporates a catalyst for purifying the combustion gas flowing through the exhaust passage 39.
[0055]
In the present embodiment, there are at least homogeneous combustion and stratified combustion as the combustion mode of the air-fuel mixture, and these are switched according to the operating state of the engine 11. The homogeneous combustion is a combustion mode in which a homogeneous air-fuel mixture is formed by injecting fuel in the first half of the intake stroke (while the piston 15 is descending), for example, when the engine 11 is at a high load. In stratified combustion, for example, when the engine 11 is under a low load, fuel is injected in the latter half of the compression stroke (while the piston 15 is moving up), so that a fuel rich mixture (about the stoichiometric air-fuel ratio) around the spark plug 35. This is a combustion mode that enables lean combustion by forming an air layer and forming an air layer around it.
[0056]
Various sensors are used to detect the operating state of the engine 11. For example, a crank angle sensor 41 that generates a pulse-like signal every time the crankshaft 17 rotates by a certain angle is provided in the vicinity of the crankshaft 17. In the vicinity of the camshaft 23, a cylinder discrimination sensor 42 is provided that generates a pulse signal when the piston 15 of a predetermined cylinder reaches the intake top dead center. The signals from the crank angle sensor 41 and the cylinder discrimination sensor 42 are used to calculate the crank angle, which is the rotation angle of the crankshaft 17, the engine rotation speed NE, which is the rotation speed of the crankshaft 17, and the cylinder discrimination.
[0057]
In the vicinity of the throttle valve 25, a throttle sensor 43 for detecting the throttle opening is disposed. In the intake passage 28, an intake pressure sensor 44 that detects an intake pressure PM that is the pressure of intake air is provided on the downstream side of the throttle valve 25, for example, the surge tank 26. In addition, an accelerator sensor 45 is provided for detecting an accelerator opening, which is the amount by which the driver depresses the accelerator pedal 30.
[0058]
Further, a water temperature sensor 46, a fuel temperature sensor 47, an oil temperature sensor 48, and an exhaust temperature sensor 49 are used as temperature sensors for detecting the temperature of each part of the engine. The water temperature sensor 46 is attached to the cylinder block 14 and detects a cooling water temperature THW that is the temperature of the cooling water of the engine 11. The fuel temperature sensor 47 is attached to the delivery pipe 34 and detects the fuel temperature THF which is the temperature of the fuel supplied to the fuel injection valve 33. The oil temperature sensor 48 is attached to the oil pan 10 below the cylinder block 14, for example, along the flow path of engine oil used for cooling and lubrication of the engine 11. The oil temperature sensor 48 detects an oil temperature THO that is the temperature of the engine oil stored in the oil pan 10. The exhaust temperature sensor 49 is attached to the exhaust manifold 37, for example, in the exhaust passage 39, and detects the exhaust temperature that is the temperature of the exhaust gas immediately after being exhausted from the engine 11.
[0059]
The basic structures of these temperature sensors 46 to 49 are substantially the same regardless of the type, and all of them incorporate a thermistor whose electrical resistance value changes according to the temperature. As shown in FIG. 2, any type of temperature sensors 46 to 49 has the highest electrical resistance value and output voltage when the temperature of the object to be measured is low, and the electric resistance increases as the temperature of the object to be measured increases. The output characteristic is that the value and the output voltage become small.
[0060]
What is different depending on the type of the temperature sensors 46 to 49 is the detected temperature range. This is because the temperature range that can normally be taken by the object to be measured by the temperature sensors 46 to 49 differs depending on the object to be measured. In consideration of this, in each of the temperature sensors 46 to 49, the detection temperature range is set so as to include at least the temperature range that the measurement object can normally take so that the temperature of the measurement object can be reliably detected. Yes.
[0061]
For example, the detection temperature range of the water temperature sensor 46 that uses the cooling water of the engine 11 as a measurement object is set to about −60 ° C. to about 150 ° C. Further, in the exhaust temperature sensor 49 using the exhaust gas whose maximum temperature is close to 1000 ° C. as a measurement object, the detection temperature range is set from room temperature to about 1000 ° C. This detection temperature range includes the temperature range that the exhaust gas can take, but since the temperature range is wide in the first place, there is a limit to setting the detection temperature range wider than the temperature range. Actually, the detection temperature range of the exhaust temperature sensor 49 is set to be slightly wider than the temperature range in which the exhaust gas can be taken, and the lower limit of the detection temperature range and the lower limit of the temperature range are substantially the same.
[0062]
On the other hand, in each of the temperature sensors 46 to 49 including the exhaust temperature sensor 49, a predetermined voltage (for example, 5 volts) is applied for temperature detection, and at the time of disconnection, approximately the same voltage (for example, 4.9) as the applied voltage is applied. Bolt) is output. For this reason, in the exhaust temperature sensor 49, the output voltage of the exhaust temperature sensor 49 when the exhaust temperature is low (for example, at normal temperature) matches the output voltage at the time of disconnection.
[0063]
Further, an electronic control unit (ECU) 51 shown in FIG. 3 is used to control each part of the engine 11 based on the detection values of the various sensors 41 to 49. The ECU 51 includes a CPU 52, a read-only memory (ROM) 53, a random access memory (RAM) 54, a backup RAM 55, an external input circuit 56 and an external output circuit 57. Each of these circuits is connected to each other by a bus 58.
[0064]
The ROM 53 stores a predetermined control program and initial data in advance. The CPU 52 executes various arithmetic processes according to the control program and initial data stored in the ROM 53. The RAM 54 temporarily stores the calculation result by the CPU 52. The backup RAM 55 is backed up by a battery (not shown) in order to hold various data in the RAM 54 even after the power supply to the ECU 51 is stopped.
[0065]
Then, the CPU 52 inputs detection signals from various sensors 41 to 49 via the external input circuit 56. Further, the CPU 52 determines the operating state of the engine 11 based on those inputs, and determines the fuel injection amount Q, the fuel injection timing, the throttle valve 25 based on the operating state and a predetermined arithmetic expression or a predetermined control map. The opening degree, the opening degree of the swirl control valve 31, the ignition timing, and the like are calculated. The CPU 52 outputs a control signal to the throttle motor 29, the swirl motor 32, the fuel injection valve 33, the igniter 36, and the like based on the calculation result.
[0066]
For example, the CPU 52 obtains the engine load based on the engine speed NE, the fuel injection amount Q, and the like, and specifies the operation region to which the engine load belongs. The fuel injection amount Q is calculated based on, for example, the engine speed NE, the accelerator opening (or the intake pressure PM), and the like. The fuel injection amount Q is calculated as a larger value as the engine rotational speed NE, accelerator opening (or intake pressure PM), and the like increase.
[0067]
When it is determined that the engine load is in the low load operation region, the swirl motor 32 is controlled to reduce the opening of the swirl control valve 31. Further, the throttle motor 29 is controlled so that the throttle valve 25 is substantially fully opened. Further, the fuel injection valve 33 is energized to inject fuel during the compression stroke of each cylinder.
[0068]
In this case, fresh air is introduced into the combustion chamber 18 of each cylinder mainly from one of the passages during the intake stroke, and a strong swirl flow is generated. In the subsequent compression stroke, the fuel injected from the fuel injection valve 33 rides on the swirl flow, turns inside the combustion chamber 18 and moves to the vicinity of the spark plug 35 at a predetermined timing. At this time, the combustion chamber 18 is in a so-called stratified state in which the vicinity of the ignition plug 35 is a combustible air-fuel mixture layer and the other region is an air layer. Then, the CPU 52 drives the igniter 36 at a predetermined time to ignite the spark plug 35. As a result, the air-fuel mixture in the combustion chamber 18 is combusted (stratified combustion) using the combustible air-fuel mixture layer near the ignition plug 35 as an ignition source.
[0069]
On the other hand, when the CPU 52 determines that the engine load is in the high load operation region, the CPU 52 controls the swirl motor 32 to fully open the swirl control valve 31. Further, the throttle motor 29 is controlled so that the throttle valve 25 has an opening corresponding to the depression amount (accelerator opening) of the accelerator pedal 30. Further, the fuel injection valve 33 is energized to inject fuel during the intake stroke of each cylinder. In this case, an air-fuel mixture in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio in which air and fuel are homogeneously mixed is formed over substantially the entire area in the combustion chamber 18 of each cylinder, and homogeneous combustion is realized.
[0070]
In this way, the combustion method is switched to “homogeneous combustion” at the time of high rotation and high load where high output is required, and the air / fuel ratio of the air-fuel mixture is reduced to increase the engine output, and low rotation and low output that do not require very high output. This is because "stratified combustion" is performed at the time of load to increase the air-fuel ratio and improve fuel efficiency.
[0071]
In addition, the CPU 52 detects (diagnose) whether or not an abnormality due to disconnection has occurred in the exhaust temperature sensor 49. Next, processing executed by the ECU 51 when detecting an abnormality of the exhaust temperature sensor 49 will be described with reference to the flowchart of FIG. The abnormality detection routine shown in this flowchart is repeatedly executed every time a predetermined timing, for example, a predetermined time elapses.
[0072]
In the abnormality detection routine, the determination result is finally indicated by the state of the abnormality flag F. When it is determined that no abnormality due to disconnection has occurred, the abnormality flag F is turned off, and when it is determined that an abnormality has occurred, the abnormality flag F is turned on. The abnormality flag F is used in another control routine, for example, a control routine for notifying that a warning lamp is turned on when the exhaust gas temperature is excessively increased.
[0073]
First, in step 110, the ECU 51 determines whether there is a possibility that an abnormality has occurred in the exhaust temperature sensor 49. Specifically, the deviation ΔV between the output voltage of the exhaust temperature sensor 49 at the time of engine start and the current output voltage of the exhaust temperature sensor 49 is calculated as the amount of change in the exhaust temperature detected by the exhaust temperature sensor 49. . As the former output voltage, the one memorized at the time of engine start is used. Then, it is determined whether or not the absolute value (| ΔV |) of the deviation ΔV is equal to or less than a predetermined value V1 (> 0). In other words, it is determined whether or not the deviation ΔV is within a range (variation range) of −V1 to + V1.
[0074]
If the exhaust temperature sensor 49 is disconnected, even if the exhaust temperature actually fluctuates, the output voltage of the exhaust temperature sensor 49 should continue to take a substantially constant value (for example, 4.9 volts). It is. On the other hand, if the output voltage changes, it is certain that at least the exhaust temperature sensor 49 is not disconnected. Therefore, if the determination condition of step 110 is not satisfied, it is determined that the exhaust temperature sensor 49 is normal in step 180, assuming that the exhaust temperature sensor 49 is not disconnected. As a specific process in step 180, the abnormality flag F is set to OFF. Then, after the processing of step 180, the abnormality detection routine is terminated.
[0075]
If the determination condition of step 110 is satisfied, there is a possibility that a disconnection abnormality has occurred in the exhaust temperature sensor 49. Such a situation can also occur, for example, when the engine 11 in a state where the warm-up is finished and the coolant temperature is sufficiently high is stopped and restarted immediately thereafter. This is because when the engine 11 is restarted, the exhaust temperature is already high, and there is little room for fluctuations in the exhaust temperature (the variable range is narrow). Therefore, at the stage where an affirmative determination is made in step 110, it is unclear whether the cause of the small variation in the exhaust temperature is due to disconnection or due to restart in a high temperature state.
[0076]
Therefore, in subsequent steps 120 to 140, processing for estimating whether or not the exhaust temperature is surely high is performed based on the parameters related to the exhaust temperature. This is because if a disconnection detection is performed in a state where the exhaust temperature is low, there is a risk of erroneous detection. Therefore, a situation where there is no risk of such erroneous detection (a state where the exhaust temperature is high) is detected, and then a disconnection is detected. is there.
[0077]
In this estimation, the following relationship between the operating state of the engine 11 and the exhaust temperature is considered. The temperature of the exhaust gas (exhaust temperature) discharged from the combustion chamber 18 after the combustion of the air-fuel mixture is the amount of heat generated in the combustion chamber 18, that is, the amount of air-fuel mixture combusted in one combustion stroke, in other words. For example, it changes according to the engine load. Therefore, it is considered that the exhaust temperature rises during a high load operation in which the opening of the throttle valve 25 is relatively large and the intake air amount is increased or the engine rotational speed NE is increased.
[0078]
In step 120, for example, it is determined whether or not the state where the engine speed NE exceeds a predetermined value continues for a predetermined time t2. Here, the predetermined value is set to a value slightly lower than the rotational speed during idling operation of the engine 11. The state where the engine rotational speed NE exceeds a predetermined value is a phenomenon that is seen when the engine is supplied with fuel equivalent to or during idling. Although a single value may be used as the predetermined value, in the present embodiment, different values are used when the engine speed NE increases and when it decreases from the viewpoint of preventing chattering. Specifically, when the predetermined value used when the engine speed NE is increased is NE1, and the predetermined value used when the engine speed NE is decreased is NE2, the predetermined values NE1 and NE2 are set so as to satisfy the relationship NE1> NE2. ing. Accordingly, when the engine speed NE exceeds the predetermined value NE1, the engine speed NE is treated as exceeding the predetermined value unless the engine speed NE is below the predetermined time NE2.
[0079]
If the determination condition of step 120 is not satisfied, it is considered that there is not much possibility that the exhaust temperature is high, so the abnormality detection routine is terminated as it is. That is, in this case, it is not determined whether or not an abnormality has occurred. The determination result set up to the previous control cycle is maintained. If the determination condition of step 120 is satisfied, the exhaust gas temperature may be high, and the process proceeds to the next step 130.
[0080]
In step 130, it is determined whether or not the engine 11 has been operated for a predetermined time or more in a high load state. For example, it is determined whether or not the state where the fuel injection amount Q exceeds a predetermined value continues for a predetermined time t3. A single value may be used as the predetermined value, but in this embodiment, different values are used when the fuel injection amount Q increases and decreases from the viewpoint of preventing chattering. That is, when the predetermined value used when the fuel injection amount Q is increased is Q1, and the predetermined value used when the fuel injection amount Q is decreased is Q2, the predetermined values Q1 and Q2 are set so as to satisfy the relationship of Q1> Q2. Therefore, when the fuel injection amount Q exceeds the predetermined value Q1, the fuel injection amount Q is treated as being in a state exceeding the predetermined value unless it falls below the predetermined value Q2.
[0081]
If the determination condition of step 130 is not satisfied, it is considered that there is not much possibility that the exhaust temperature is high, and therefore the abnormality detection routine is terminated as it is. That is, in this case, it is not determined whether or not an abnormality has occurred. The determination result set up to the previous control cycle is maintained. In addition, if the determination condition of step 130 is satisfied, the engine 11 is in a high load state, so the possibility that the exhaust temperature is higher is higher than the stage after the processing of step 120. Next step 140 is entered.
[0082]
As described above, it is generally considered that the exhaust temperature is low when the engine is lightly loaded with a small fuel injection amount Q. However, the processing in step 130 prevents the occurrence of abnormality from being determined in such a case. , Reducing the chances of misjudgment.
[0083]
In step 140, it is determined whether or not the engine 11 is completely warmed up. The completely warm-up state refers to a state where warm-up (warming up to a predetermined temperature before the engine 11 operates in earnest) is completed. For example, a state in which the cooling water temperature is the same as or close to the temperature (80 ° C.) in the idle state after the vehicle normally travels is set as the complete warm-up state. Therefore, it cannot be said that the engine is completely warmed up during the warming-up, that is, while the cooling water temperature is rising. For example, if the engine is started when the temperature is 0 ° C., the period until the cooling water temperature reaches about 80 ° C. is in the middle of warming up.
[0084]
Here, it has already been described that the heat generated in the combustion chamber 18 greatly affects the exhaust temperature, but this heat also affects the temperature of the cooling water (cooling water temperature) flowing in the cylinder block 14 and the cylinder head 12. It has a big effect. As the amount of heat generated increases, the cooling water temperature also tends to increase. Therefore, it is presumed that the exhaust gas temperature is high even when the cooling water temperature is high. In consideration of this point, in step 140, it is determined whether or not the coolant temperature THW detected by the water temperature sensor 46 is greater than a predetermined value THW1, and based on the determination result, it is determined whether or not the exhaust gas temperature is high. presume.
[0085]
In step 140, unlike steps 120 and 130 described above, the time (predetermined time t2, t3) element is not used for the determination. This is due to the following reason.
[0086]
The engine speed NE and the fuel injection amount Q may change abruptly according to the depression operation of the accelerator pedal 30. For this reason, when the engine speed NE or the like increases momentarily or increases, if the determination conditions of steps 120 and 130 are satisfied, the exhaust temperature is not high. There is a risk of presuming that it is wrong.
[0087]
On the other hand, the cooling water temperature THW changes (rises) gradually with the passage of time, and does not change rapidly. The phenomenon itself that the cooling water temperature THW rises already includes an element of time (a certain amount of time has passed). Therefore, here, if the coolant temperature THW is higher than the predetermined value THW1, it is estimated that the exhaust gas temperature is high without determining whether or not the state continues.
[0088]
If the determination condition of step 140 is satisfied, the engine 11 is in a fully warmed-up state, and therefore the possibility that the exhaust temperature is higher than that in the stage after the processing of steps 120 and 130 is further increased. Assuming that it has increased, the process proceeds to the next step 150.
[0089]
On the other hand, if the determination condition of step 140 is not satisfied, the abnormality detection routine is terminated as it is. That is, in this case, it is not determined whether or not an abnormality has occurred. The determination result set up to the previous control cycle is maintained. In other words, when the cooling water temperature is low and the engine 11 is in the middle of warming up (when the determination condition of step 140 is not satisfied), the abnormality determination described later is prohibited.
[0090]
One of the reasons why such a prohibition process is performed is that the exhaust temperature is not surely high, but in addition, if an abnormality determination is made, an erroneous determination result may be obtained. But there is. Specifically, it is considered that the temperature distribution of the exhaust gas in the exhaust passage 39 is not uniform while the cooling water temperature is low and the engine 11 is being warmed up. That is, it is considered that the temperature of the exhaust gas flowing near the pipe wall in the exhaust passage 39 is higher than the temperature of the exhaust gas flowing through the central portion of the exhaust passage 39. This is because the temperature of the tube wall of the exhaust passage 39 is lower during the warm-up than after the warm-up. Therefore, if the detection value of the exhaust temperature sensor 49 under such a condition that the temperature distribution is not uniform is used for the process in step 150 described later, an erroneous determination result may be obtained. Therefore, in this case, abnormality determination is prohibited as described above.
[0091]
Note that the pipe wall of the exhaust passage 39 is sufficiently high after warming up, and the amount of heat of the exhaust gas taken by the pipe wall is small. For this reason, the temperature distribution of the exhaust gas is substantially uniform, and the above-described problems are unlikely to occur.
[0092]
In step 150 that has shifted from step 140, it is determined whether or not the detected value (output voltage) of the exhaust temperature sensor 49 is greater than a predetermined value V2. The predetermined value V2 is set to be the same as or close to the voltage output when the exhaust temperature sensor 49 is disconnected. If this judgment condition is satisfied, the exhaust temperature sensor 49 outputs a high voltage that can only be seen at low temperatures, even though the exhaust temperature is actually high and should output a low voltage. Therefore, it is considered that such a high voltage is output due to disconnection. Therefore, if the determination condition of step 150 is satisfied, it is determined in step 170 that the exhaust temperature sensor 49 is abnormal due to disconnection. As a specific process, the abnormality flag F is switched on. Then, after the processing of step 170, the abnormality detection routine is terminated.
[0093]
On the other hand, if the determination condition of step 150 is not satisfied, it is considered that the exhaust temperature sensor 49 outputs a small voltage indicated by the region where the exhaust temperature is high under a situation where the exhaust temperature is high. . That is, it is considered that the exhaust temperature sensor 49 is not broken and functions normally. Therefore, in step 160, it is determined that the exhaust temperature sensor 49 is normal. As a specific process, the abnormality flag F is set to OFF which is a state corresponding to the normal state. Then, after the processing of step 160, the abnormality detection routine is terminated.
[0094]
According to the embodiment described above in detail, the following effects can be obtained.
(1) A state where the exhaust temperature is higher than a predetermined temperature (exhaust temperature when the output voltage of the exhaust temperature sensor 49 becomes the same value as when the disconnection occurs) without using the detection value of the exhaust temperature sensor 49. The estimation is based on parameters related to the exhaust temperature (steps 120 to 140). Only when it is estimated that the exhaust gas temperature is high, the detected value of the exhaust gas temperature sensor 49 is used for abnormality determination (step 150).
[0095]
Under this situation, if the exhaust temperature sensor 49 is normal, the same detection value as that at the time of abnormality is not output. Therefore, if the output voltage of the exhaust temperature sensor 49 is approximately the same as the output voltage at the time of abnormality, it is determined that the exhaust temperature sensor 49 is abnormal, such as disconnection (step 170), and if not, it is determined to be normal. (Step 160). By performing the determination in this manner, it is possible to prevent an abnormality due to disconnection or the like from being erroneously detected when the temperature of the exhaust gas is low.
[0096]
(2) The exhaust gas discharged from the engine 11 is used as an object to be measured as an element whose temperature changes according to the operating state of the engine 11, and the exhaust gas temperature that is the temperature of the exhaust gas is detected by the exhaust gas temperature sensor 49. I am doing so.
[0097]
Here, the exhaust temperature changes in accordance with the amount of heat generated in the combustion chamber 18 of the engine 11, that is, the amount of air-fuel mixture burned in each combustion stroke. Therefore, the amount of the air-fuel mixture depends on the engine speed NE, the engine load (for example, the fuel injection amount Q) and the like. Further, the exhaust gas temperature is different during and after completion of the engine warm-up state.
[0098]
For this reason, by using these engine rotation speed, engine load, warm-up state, etc. as parameters related to the exhaust gas temperature (steps 120 to 140), it is possible to accurately estimate the state where the exhaust temperature is higher than the predetermined temperature. can do.
[0099]
(3) A deviation ΔV between the detected value of the exhaust temperature sensor 49 at the time of starting the engine and the detected value of the exhaust temperature sensor 49 after the engine is started is obtained, and disconnection occurs when the absolute value of this deviation ΔV is equal to or less than a predetermined value V1. Is preliminary determined (step 110). Only when it is determined that there is a possibility of disconnection, abnormality determination (step 150) based on the detection value of the exhaust temperature sensor 49 is performed.
[0100]
For this reason, it is possible to prevent the abnormality determination from being performed until it is clear that the exhaust temperature sensor 49 is normal, and to reduce the number of unnecessary abnormality determination processes. Further, when it is clear that the exhaust temperature sensor 49 is normal, it can be determined early.
[0101]
(4) When a high exhaust temperature state is estimated, the detection value V of the exhaust temperature sensor 49 is compared with a predetermined value V1 corresponding to a predetermined temperature (step 150). Here, when the detected value is larger than the predetermined value, a value that is not output if the exhaust temperature sensor 49 is normal is output. Therefore, in this case, it can be determined that the cause that the detected value is larger than the predetermined value is caused by the disconnection abnormality as in the process of step 170.
[0102]
(5) It is determined whether or not a predetermined engine operating state that is considered to affect the exhaust temperature continues for a predetermined time t2 and t3 (steps 120 and 130). For this reason, the state in which the exhaust temperature is high can be reliably detected. If the engine 11 is in a predetermined operating state, but the state ends in a short time, the exhaust temperature may not actually be so high. It is possible to prevent erroneous estimation that the height is high.
[0103]
(6) The coolant temperature THW is detected by the coolant temperature sensor 46 as the engine temperature, and it is determined whether or not the engine is completely warmed up by comparing the coolant temperature THW with a predetermined value THW1 (step 140). . The abnormality determination based on the detection value of the exhaust temperature sensor 49 is prohibited until the complete warm-up state is reached (step 140 → return). For this reason, it is possible to prevent the detection value of the exhaust temperature sensor 49 during the warming up, which is considered to have an uneven exhaust temperature distribution, being used for the abnormality determination and to give an erroneous determination result.
[0104]
(7) The coolant temperature THW that has a correlation with the temperature of the engine 11 is detected as the temperature of the engine 11. For this reason, the temperature of the engine 11 can be accurately detected by the coolant temperature THW. Further, the water temperature sensor 46 for detecting the cooling water temperature THW is originally provided for other control, so that it is not necessary to provide a new sensor for detecting the temperature of the engine 11.
[0105]
(8) In the abnormality detection routine, when all of the determination conditions of steps 120, 130, and 140 are satisfied, it is estimated that the exhaust gas temperature is reliably high. For this reason, when only any one or two of the determination conditions in steps 120 to 130 are satisfied, the estimation accuracy is higher than when estimating that the exhaust gas temperature is high.
[0106]
(9) In Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-159539 cited as one of the prior arts, since the exhaust temperature sensor self-heats prior to detecting an abnormality, there is a problem that it takes a long time until the condition for detecting the abnormality is satisfied. is there. On the other hand, in this embodiment, an abnormality is detected without causing such self-heating. For this reason, it is possible to shorten the time until the condition for performing the above-described abnormality detection is satisfied.
[0107]
Note that the present invention can be embodied in another embodiment described below.
In the above-described embodiment, the exhaust temperature sensor 49 having a specification in which the output voltage increases when disconnected is described, but the present invention can also be applied to an exhaust temperature sensor with a specification in which the output voltage increases when short-circuited. In this case, instead of disconnection, the presence or absence of an abnormality due to a short circuit is detected.
[0108]
It can be said that the process of step 120 described above determines whether or not the crankshaft 17 has rotated more than a predetermined number of times by continuing the situation where the engine speed NE is higher than the predetermined values NE1 and NE2.
[0109]
Accordingly, the predetermined time t2 used for the determination in step 120 may be a constant value as in the above-described embodiment, but the predetermined time t2 may be varied according to the engine speed NE. Specifically, the higher the engine speed NE, the shorter the predetermined time t2. In calculating the predetermined time t2, a one-dimensional map in which the relationship between the engine speed NE and the predetermined time t2 is determined in advance may be referred to. Further, the predetermined time t2 corresponding to the engine rotational speed NE at that time may be obtained according to an arithmetic expression representing the relationship between the engine rotational speed NE and the predetermined time t2.
[0110]
Here, in the embodiment in which the predetermined time t2 used for the determination in step 120 is a constant value, the actual total rotational speed of the crankshaft 17 within the predetermined time t2 increases as the engine rotational speed NE increases. .
[0111]
On the other hand, when the predetermined time t2 is shortened as the engine rotational speed NE is higher as described above, the total rotational speed of the crankshaft 17 within the predetermined time t2 becomes constant regardless of the engine rotational speed NE. For this reason, the estimation accuracy is the same. Therefore, when the engine speed NE is high, the time required for the determination process in step 120 can be shortened. As a result, it is possible to estimate that the exhaust gas temperature is higher in a shorter time while maintaining the estimation accuracy.
[0112]
Further, when the predetermined time t2 is set to a constant value, the high engine rotational speed NE has not continued for the predetermined time t2 even though the exhaust gas temperature is actually high. , It may not be possible to estimate that the temperature is high. However, as described above, the higher the engine speed NE, the shorter the predetermined time t2. Therefore, even if the above problem is solved and the high engine speed NE ends in a relatively short time, the exhaust temperature is high. Can be reliably estimated.
[0113]
-It can be said that the process of step 130 mentioned above is determining whether the fuel more than predetermined amount was injected by the situation where the fuel injection amount Q is larger than predetermined value Q1 continuing.
[0114]
Therefore, the predetermined time t3 used for the determination in step 130 may be a constant value as in the above-described embodiment, but the predetermined time t3 may be varied according to the fuel injection amount Q. Specifically, the predetermined time t3 is shortened as the fuel injection amount Q increases. When calculating the predetermined time t3, a one-dimensional map in which the relationship between the fuel injection amount Q and the predetermined time t3 is predetermined may be referred to. Further, the predetermined time t3 corresponding to the fuel injection amount at that time may be obtained according to an arithmetic expression representing the relationship between the fuel injection amount Q and the predetermined time t3.
[0115]
Here, in the embodiment in which the predetermined time t3 used for the determination in step 130 is a constant value, the total fuel injection amount in the period of the predetermined time t3 increases as the fuel injection amount of one time increases.
[0116]
On the other hand, if the predetermined time t3 is shortened as the fuel injection amount Q increases as described above, the total fuel injection amount within the predetermined time t3 becomes constant regardless of the single fuel injection amount Q. For this reason, the estimation accuracy is the same. Therefore, when the amount of fuel injection Q is large, the time required for the determination process in step 130 can be shortened. As a result, it is possible to estimate that the exhaust gas temperature is higher in a shorter time while maintaining the accuracy of estimation.
[0117]
In addition, when the predetermined time t3 is set to a constant value, the state in which the fuel injection amount Q is large does not continue for the predetermined time t3 even though the exhaust gas temperature is actually high. , It may not be possible to estimate that the temperature is high. However, as described above, the larger the fuel injection amount Q, the shorter the predetermined time t3. Therefore, even if the above problem is solved and the state where the fuel injection amount Q is high ends in a relatively short time, the exhaust temperature is high. Can be reliably estimated.
[0118]
In the above embodiment, the fuel injection amount Q is used as the engine load in the process of step 130. Instead of the fuel injection amount Q, an accelerator opening detected by the accelerator sensor 45, a throttle opening detected by the throttle sensor 43, or the like may be used as the engine load.
[0119]
For example, there is a relationship between the accelerator opening corresponding to the depression amount of the accelerator pedal 30 and the fuel injection amount Q that the fuel injection amount Q increases as the accelerator opening increases. Therefore, instead of the fuel injection amount Q, the predetermined time t3 can be changed to a shorter value as the accelerator opening increases. As with the throttle opening, the predetermined time t3 can be changed to a shorter value as the throttle opening increases.
[0120]
In the above embodiment, the cooling water temperature THW is used as the temperature of the engine 11 in order to determine whether or not the engine 11 has been warmed up, but instead of or in addition to this, the oil temperature THO, A fuel temperature THF or the like may be used as the temperature of the engine 11. This is because the oil temperature THO and the fuel temperature THF also have a certain correlation with the temperature of the engine 11 like the cooling water temperature THW. These oil temperature THO and fuel temperature THF rise as the temperature of the engine 11 increases.
[0121]
In the embodiment, it is estimated that the exhaust gas temperature is surely high when all of the three determination conditions of steps 120, 130, and 140 are satisfied. However, at least one determination is made with respect to these three conditions. If the condition is satisfied, it may be estimated that the exhaust temperature is high.
[0122]
The present invention can also be applied to an exhaust temperature sensor attached to an engine of a type different from that of the above embodiment, for example, a port injection type gasoline engine, a diesel engine, or the like.
[0123]
-The present invention detects a temperature of the object to be measured in a detection temperature range including a temperature range that the object to be measured can normally take, and the abnormality occurs when the temperature of the object to be measured reaches a predetermined temperature within the temperature range. Any temperature sensor that outputs the same value as when it was generated can be applied to a temperature sensor other than the exhaust temperature sensor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an embodiment in which the present invention is embodied in an abnormality detection device for an exhaust temperature sensor provided in an in-vehicle engine.
FIG. 2 is a graph showing output characteristics of a temperature sensor (exhaust temperature sensor).
FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of an engine control system.
FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for detecting disconnection abnormality of an exhaust temperature sensor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Engine, 30 ... Accelerator pedal (accelerator operation member), 39 ... Exhaust passage, 46 ... Water temperature sensor, 47 ... Fuel temperature sensor, 48 ... Oil temperature sensor, 49 ... Exhaust temperature sensor, 51 ... ECU (electronic control unit) , ΔV: deviation, NE: engine speed, Q: fuel injection amount.

Claims (9)

被測定物が通常採り得る温度範囲を含む検出温度域で前記被測定物の温度を検出し、前記被測定物の温度が前記温度範囲内の所定温度になったときに、異常発生時と同じ値を出力する温度センサに用いられる異常検出装置であって、
前記温度センサは、エンジンから排出される排気ガスの排気通路に設けられ、かつ前記排気ガスを前記被測定物として、その排気ガスの温度を検出する排気温センサからなり、
前記被測定物の温度が前記所定温度とは異なる温度状態を、前記被測定物の温度に関連するパラメータに基づき推定する推定手段と、
前記推定手段により前記温度状態が推定されたとき、前記温度センサの検出値に基づき同温度センサの異常判定を行う異常判定手段と、
前記エンジンの温度を検出するエンジン温度検出手段と、
前記エンジン温度検出手段による前記エンジンの温度に基づき、前記エンジンの暖機状態の終了を判定する暖機終了判定手段と、
前記暖機終了判定手段により暖機状態の終了が判定されるまで前記異常判定手段による異常判定を禁止する判定禁止手段とを備えることを特徴とする温度センサの異常検出装置。When the temperature of the object to be measured is detected in a detection temperature range including a temperature range in which the object to be measured can normally be taken and the temperature of the object to be measured reaches a predetermined temperature within the temperature range, the same as when an abnormality occurs An abnormality detection device used for a temperature sensor that outputs a value,
The temperature sensor includes an exhaust temperature sensor that is provided in an exhaust passage of exhaust gas discharged from an engine and detects the temperature of the exhaust gas using the exhaust gas as the measurement object.
Estimating means for estimating a temperature state in which the temperature of the object to be measured is different from the predetermined temperature based on a parameter related to the temperature of the object to be measured;
When the temperature state is estimated by the estimating means, an abnormality determining means for determining an abnormality of the temperature sensor based on a detection value of the temperature sensor ;
Engine temperature detection means for detecting the temperature of the engine;
A warm-up end determination unit that determines the end of the warm-up state of the engine based on the temperature of the engine by the engine temperature detection unit;
An abnormality detection device for a temperature sensor, comprising: determination prohibiting means for prohibiting abnormality determination by the abnormality determination means until the end of the warm-up state is determined by the warm-up completion determination means . 前記温度センサは、前記被測定物の温度が前記温度範囲の低温域における所定温度になったときに異常発生時と同じ値を出力し、前記推定手段は、前記被測定物の温度が前記所定温度よりも高い状態を前記温度状態として推定する請求項１に記載の温度センサの異常検出装置。The temperature sensor outputs the same value as when an abnormality occurred when the temperature of the object to be measured reaches a predetermined temperature in a low temperature range of the temperature range, and the estimating means has the temperature of the object to be measured equal to the predetermined value. The temperature sensor abnormality detection device according to claim 1, wherein a state higher than a temperature is estimated as the temperature state. 前記温度センサは、前記被測定物の温度が上昇するに従い検出値が小さくなる出力特性を有しており、
前記異常判定手段は、前記温度センサの検出値が、前記所定温度に対応する所定値よりも大きいときに、同温度センサが異常であると判定する請求項２に記載の温度センサの異常検出装置。The temperature sensor has an output characteristic that the detected value decreases as the temperature of the object to be measured increases.
The temperature sensor abnormality detection device according to claim 2, wherein the abnormality determination means determines that the temperature sensor is abnormal when a detection value of the temperature sensor is larger than a predetermined value corresponding to the predetermined temperature. . 前記異常判定手段による異常判定に先立ち、前記エンジン始動時における前記温度センサの検出値と、前記エンジン始動後における前記温度センサの検出値との偏差を求め、その偏差が所定値よりも小さいとき、異常発生の可能性があると判定する予備判定手段をさらに備え、
前記異常判定手段は、前記予備判定手段により異常発生の可能性があると判定された場合に限り、前記温度センサの異常判定を行う請求項１〜３のいずれか１つに記載の温度センサの異常検出装置。 Prior to the abnormality determination by the abnormality determination means, a deviation between the detected value of the temperature sensor at the time of starting the engine and the detected value of the temperature sensor after the engine is started, and when the deviation is smaller than a predetermined value, It further comprises preliminary determination means for determining that there is a possibility of occurrence of an abnormality,
The temperature sensor according to any one of claims 1 to 3 , wherein the abnormality determination unit performs the abnormality determination of the temperature sensor only when the preliminary determination unit determines that there is a possibility of occurrence of an abnormality . Anomaly detection device. 前記推定手段は、前記エンジンが所定の運転状態で所定時間以上運転されているときに、前記被測定物が温度の高い状態であると推定する請求項１〜４のいずれか１つに記載の温度センサの異常検出装置。 The said estimation means presumes that the said to-be-measured object is a high temperature state, when the said engine is drive | operated by the predetermined | prescribed driving | running state for the predetermined time or more. Temperature sensor abnormality detection device. 前記推定手段は、前記エンジンの出力軸の回転速度であるエンジン回転速度が所定値よりも高い状態を前記所定の運転状態とするとともに、前記所定時間として、前記エンジン回転速度が高いほど短い値を用いる請求項５に記載の温度センサの異常検出装置。 The estimation means sets a state where the engine rotation speed, which is the rotation speed of the output shaft of the engine, is higher than a predetermined value as the predetermined operation state, and sets the predetermined time as a shorter value as the engine rotation speed is higher. The temperature sensor abnormality detection device according to claim 5 to be used . 前記推定手段は、前記エンジンに供給される燃料の量が所定値よりも多い状態を前記所定の運転状態とするとともに、前記所定時間として、前記燃料供給量が多いほど短い値を用いる請求項５に記載の温度センサの異常検出装置。 6. The estimation means uses a state where the amount of fuel supplied to the engine is larger than a predetermined value as the predetermined operating state, and uses a shorter value as the predetermined amount of time as the fuel supply amount increases. An abnormality detection device for a temperature sensor according to 1. 前記エンジンに供給される燃料の量は、アクセル操作部材の操作量に応じて変化するものであり、前記推定手段は、前記所定時間として、前記燃料供給量に代えて、前記アクセル操作部材の操作量が多いほど短い値を用いる請求項７に記載の温度センサの異常検出装置。 The amount of fuel supplied to the engine changes according to the operation amount of the accelerator operation member, and the estimation means operates the accelerator operation member instead of the fuel supply amount as the predetermined time. The temperature sensor abnormality detection device according to claim 7, wherein a shorter value is used as the amount increases . 前記エンジン温度検出手段は、前記エンジンの冷却水の温度、エンジンオイルの温度及び燃料の温度の少なくとも１つを前記エンジンの温度として検出する請求項１〜８のいずれか１つに記載の温度センサの異常検出装置。 The temperature sensor according to any one of claims 1 to 8, wherein the engine temperature detection means detects at least one of a temperature of cooling water of the engine, a temperature of engine oil, and a temperature of fuel as the temperature of the engine. Anomaly detection device.
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