JP4869315B2 - ブロックヒータの稼働判定装置 - Google Patents

Description

内燃機関に備えられたブロックヒータが稼働したかどうかを判定する装置に関する。

例えば氷点下３０度のような低温時におけるエンジンの始動を確実にするために、エンジン本体を加熱するためのブロックヒータをエンジンに備える場合がある。駐車時にブロックヒータはユーザによって外部の電源に接続される。エンジンの温度が、例えば−２５℃程度より低いと、ブロックヒータは通電され発熱して、エンジン温度を上昇させる。本明細書では、ブロックヒータが通電され発熱することを、ブロックヒータが稼働するという。

ブロックヒータの稼働を判定する手法として、現在の吸気温と始動時の吸気温との差に基づいて判定する手法が知られている。ブロックヒータが稼動する場合には、外気温は低く、始動前に吸気管内の空気はブロックヒータにより暖められている。この場合に、エンジンを始動すると、冷たい外気が吸気管に入り込み吸気温を低下させる。そのため、吸気温の低下量を判定することで、ブロックヒータが稼働したかどうかを判定することができる。また特許文献１には、エンジン冷却水温がエンジン始動後に低下することに基づいて、ブロックヒータの稼働を判定する手法が記載されている。
特開２００７−１９２０４５

風のある状態に車両を駐車している場合は吸気管に外気が入り込むため、ブロックヒータの稼働時にも吸気管内の空気の温度が上昇しない場合がある。係る場合には吸気温の低下量は少なくなり、ブロックヒータが稼働しているにも関わらず非稼働であると誤判定される場合があった。また、日射量が多くボンネット内の上層部のみ温度が上昇するような場合には、ブロックヒータが稼働していなくても吸気管内の空気の温度が上昇してしまう場合があった。係る場合には吸気温の低下量は大きくなり、ブロックヒータが稼働していないにも関わらず稼働していると誤判定される場合があった。

また、吸気温の低下量に基づいてブロックヒータの稼働判定を行う場合は、エンジンが始動してから低下量が確認できる程度に、外気を吸気管内に取り入れる必要がある。そのため、吸気温の低下量が確認できないようなエンジン始動の初期に判定を行うことが困難な場合があった。特許文献１についても、エンジン始動後に低下するエンジン冷却水温の量に基づいて判定していたため、エンジン冷却水温の低下が確認できないようなエンジン始動の初期にブロックヒータの稼働判定を行うことが困難な場合があった。

したがって、ブロックヒータの稼働をより精度良く判定することのできる装置が望まれている。

この発明の一実施形態によると、内燃機関に備えられたブロックヒータの稼働判定装置であって、内燃機関冷却水温を検出する機関水温検出手段と、外気温を検出する温度センサまたはソーク状態において前記外気温に関係する温度を検出する温度センサを用いてソーク状態の外気温を検出する外気温検出手段と、ソーク時間を測定する手段と、を備える。この稼働判定装置は、ソーク時間が所定時間を超えた場合に、機関冷却水温と外気温との偏差に応じて、ブロックヒータの稼働の有無を判定する。

この発明によると、機関冷却水温と外気温を用いてブロックヒータの稼働を判定している。機関冷却水温および外気温は、吸気温と比べて風などの外部の影響を大きく受けないので、判定の精度をより向上させることができる。また、機関冷却水温と外気温との偏差に応じてブロックヒータの稼働判定をしているので、イグニッションスイッチオンなどのエンジン始動の初期においてもブロックヒータの稼働判定をすることができる。

この発明の一実施形態によると、外気温に関係する温度を検出する温度センサが、ラジエータ冷却水温を検出するラジエータ水温検出手段である。

この発明によると、ラジエータ水温検出手段に基づいて外気温を求めることができるので、外気温を検出する温度センサをさらに備える必要がなく、より効率的に判定を行うことができる。

この発明の一実施形態によると、吸気温を検出する吸気温検出手段をさらに備え、現在の吸気温から始動時の吸気管内の空気の温度を引いて得た温度変動値と、始動時の吸気管内の空気の温度と外気温との偏差に応じて求められるしきい値とを比較し、該温度変動値が該しきい値より大きい場合にブロックヒータの稼働判定の結果を取り消す。

この発明によると、該しきい値に、始動時の吸気管内の空気の温度および外気温との偏差に応じて適した値が設定されるので、ブロックヒータの稼働判定の結果を取り消す精度をより向上させることができる。

この発明の一実施形態によると、前述の比較結果に応じて、外気温検出手段の故障を判定する。

この発明によると、外気温センサの故障を検出することができるので、システム全体の信頼性を高めることができる。

この発明の一実施形態によると、内燃機関の吸入空気量を算出する手段をさらに備え、吸入空気量または吸入空気量を内燃機関が始動した時点から積算して求めた吸入空気量の積算値に基づいて、前述のしきい値を持ち替える。

例えば、ブロックヒータが稼働している場合は吸入空気量が多いほど外部から冷たい空気が多く入り込むため吸気温の低下量が大きくなる。このため、吸入空気量に応じて上記温度変動値は変化する。この発明によると、吸入空気量または吸入空気量の積算値に基づいて、前述のしきい値を持ち替えるため、ブロックヒータの稼働判定の結果を取り消すかどうかの判定をより精度良く行うことができる。

次に図面を参照して、本発明に係る各実施形態について説明する。

(第１実施形態)
図１は、この発明の一実施形態に従う、ブロックヒータの稼働判定装置１の全体的な構成図である。内燃機関（以下、エンジンという）２は、たとえば４気筒を有するエンジンである。エンジン２には、ブロックヒータ３が備えられている。ブロックヒータ３は、前述の通り、低温時に稼働しエンジン温度を上昇させるために用いる。ブロックヒータ３は抜き差し可能な接続プラグ１４を有しており、駐車場等に備えられたコンセントに接続して、電力を供給される。

エンジン２の冷却系は、冷却水の熱を放熱させるラジエータ５と、エンジン２の冷却水をラジエータ５に循環させる冷却水通路６と、冷却水通路６内の冷却水温に応じて冷却水通路６を開閉するサーモスタット７と、エンジン２の本体に設けられた冷却水通路（図示せず）とを備えている。エンジン本体の冷却水通路は、冷却水通路６を介してラジエータ５に接続されており、水ポンプ（図示せず）によりエンジン本体とラジエータ５との間で冷却水が循環するように構成されている。サーモスタット７は、冷却水温が低いエンジン始動時は閉弁して冷却水がエンジン２とラジエータ５との間を循環しないようにし、冷却水温が上昇すると開弁して冷却水を循環させ、冷却水温を低下させるように動作する。

ラジエータ５の冷却水温度ＴＷＲを検出する冷却水温センサ（以下、ＴＷＲセンサという）１１が、ラジエータ５に設けられている。また、エンジン本体に設けられた冷却水通路内の冷却水温（以下、エンジン冷却水温という）ＴＷＥを検出するエンジン冷却水温センサ（以下、ＴＷＥセンサという）１２がエンジン２の本体に装着されている。さらに、エンジン２の吸気管８には、吸気温ＴＡを検出する吸気温センサ（以下、ＴＡセンサという）１３が設けられている。ＴＷＲセンサ１１、ＴＷＥセンサ１２およびＴＡセンサ１３の検出信号は、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」）という）４に供給される。

イグニッションスイッチ１５は、オンにするとエンジン２が始動し、オフにするとエンジン２が停止する。イグニッションスイッチ１５はＥＣＵ４に接続されており、該オンオフ信号がＥＣＵ４に供給される。本実施形態では、イグニッションスイッチ１５がオフにされた後も、ＴＷＲセンサ１１，ＴＷＥセンサ１２、ＴＡセンサ１３、及びＥＣＵ４に電力が供給される。

ＥＣＵ４は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を有するメモリを備えるコンピュータである。ＲＯＭには、車両の様々な制御を実現するためのコンピュータ・プログラムおよび該プログラムの実施に必要なデータ（マップを含む）を格納することができる。ＥＣＵ４は、車両の各部から信号を受取ると共に、該メモリに記憶されたデータおよびプログラムに従って演算を行い、車両の各部を制御するための制御信号を生成する。また、本実施形態ではブロックヒータ稼働判定を行う。

図２は本発明の一実施形態に係る、ブロックヒータ稼働判定装置を表すブロック図である。図２のブロックは、前述の通り、ＥＣＵ４により実現される。

ソーク時間測定部２１は、イグニッションスイッチ１５をオフにしてエンジンが停止した時点からの経過時間であるソーク時間ＳＯＡＫＴＩＭＥを、例えばタイマを用いて測定する。

ソーク時間判定部２２は、ソーク時間測定部２１で求められたソーク時間ＳＯＡＫＴＩＭＥが所定時間を超えているか判定する。ここで所定時間は、エンジンが停止した時点からラジエータ冷却水温度ＴＷＲが外気温とほぼ等しくなるのに必要な時間であり、例えば８時間程度に設定される。ソーク時間ＳＯＡＫＴＩＭＥが所定時間を超えている場合には、ソーク状態であるのでブロックヒータ稼働判定部２３に進む。ソーク状態とは、ラジエータ冷却水温度ＴＷＲが外気温とほぼ等しくなるまでエンジンを停止して放置した状態である。

ブロックヒータ稼働判定部２３では、エンジン冷却水温ＴＷＥと外気温ＡＭＢの差を第１稼働判定値ＪＵＨＢＨ（例えば２５℃）と比較する。本実施形態では前述の通りソーク状態において判定を行うので、エンジン始動後の最初のラジエータ冷却水温度ＴＷＲ（ラジエータ冷却水温ＴＷＲの初期値）が外気温ＡＭＢとほぼ等しくなる。そのため、ＴＷＲセンサの検出値であるラジエータ冷却水温ＴＷＲの初期値を外気温ＡＭＢとして扱う。エンジン冷却水温ＴＷＥと外気温ＡＭＢ（ラジエータ冷却水温ＴＷＲの初期値）との差が、第１稼働判定値ＪＵＨＢＨより小さい場合には、ブロックヒータ３が稼働しなかったとして稼働フラグＦ＿ＢＨに０をセットする。一方、該差が第１稼働判定値ＪＵＨＢＨより大きいより場合は、ブロックヒータ３が稼働したとして稼働フラグＦ＿ＢＨに１をセットする。

故障しきい値設定部２４では、ブロックヒータ稼働判定部２３で求めた稼働フラグＦ＿ＢＨに基づいて故障しきい値ＮＧＪＵＤを設定する。稼働フラグＦ＿ＢＨが０の場合は故障しきい値ＮＧＪＵＤを第１の設定値Ａ（例えば２５℃）に設定し、稼働フラグＦ＿ＢＨが１の場合には故障しきい値ＮＧＪＵＤを第２の設定値Ｂ（例えば６０℃）に設定する。

センサ故障判定部２５では、ＴＷＲセンサ１１，ＴＷＥセンサ１２およびＴＡセンサ１３の故障の判定を行う。エンジン冷却水温ＴＷＥと外気温ＡＭＢ（ラジエータ冷却水温ＴＷＲの初期値）の差の絶対値が、故障しきい値ＮＧＪＵＤより大きく、吸気温ＴＡと外気温ＡＭＢの差の絶対値が、故障しきい値ＮＧＪＵＤより大きい場合は、ＴＷＲセンサ１１の故障と判定する。また、エンジン冷却水温ＴＷＥと外気温ＡＭＢの差の絶対値が、故障しきい値ＮＧＪＵＤより大きく、吸気温ＴＡと外気温ＡＭＢの差の絶対値が、故障しきい値ＮＧＪＵＤより小さい場合は、ＴＷＥセンサ１２の故障と判定する。

さらに、エンジン冷却水温ＴＷＥと外気温ＡＭＢの差の絶対値が、故障しきい値ＮＧＪＵＤより小さく、吸気温ＴＡと外気温ＡＭＢの差の絶対値が、故障しきい値ＮＧＪＵＤより大きい場合は、ＴＡセンサ１３の故障と判定する。最後に、エンジン冷却水温ＴＷＥと外気温ＡＭＢの差の絶対値が、故障しきい値ＮＧＪＵＤより小さく、吸気温ＴＡと外気温ＡＭＢの差の絶対値が、故障しきい値ＮＧＪＵＤより小さい場合は、すべてのセンサが正常であると判定する。

こうして、ブロックヒータの稼働を判定し、該判定結果に基づいて故障しきい値ＮＧＪＵＤを設定し、故障しきい値ＮＧＪＵＤに基づいて各センサの故障を判定することができる。前述したように、従来は、吸気温の低下量を用いてブロックヒータの稼働を判定していたため、誤った判定が行われる場合があった。本実施形態で用いるエンジン冷却水温ＴＷＥおよび外気温ＡＭＢ（ラジエータ冷却水温度ＴＷＲの初期値）は、吸気温と比べて風などの外部の影響を大きく受けないので、判定の精度をより向上させることができる。

また、前述したように、吸気温の低下量に基づいてブロックヒータの稼働判定を行う場合は、吸気温の低下量が確認できないようなエンジン始動の初期の段階でブロックヒータの稼働判定を行うことが困難な場合があった。特許文献１についても、エンジン始動後に低下するエンジン冷却水温の量に基づいて判定していたため、エンジン冷却水温の低下が確認できないようなエンジン始動の初期の段階で判定を行うことが困難な場合があった。本実施形態では、エンジン冷却水温ＴＷＥと外気温ＡＭＢとを用いてブロックヒータの稼働を判定しているので、エンジン始動の初期においてもブロックヒータの稼働判定をすることができる。

さらに本実施形態では、ブロックヒータ３の稼働判定をソーク状態で行っており、ラジエータ冷却水温度ＴＷＲの初期値が外気温ＡＭＢとほぼ等しいので、ＴＷＲセンサ１１を外気温に関係する温度を検出する温度センサとして用いている。これによると、外気温ＡＭＢを検出するための温度センサをさらに備える必要がなく、より効率的に判定を行うことができる。

次に図３を参照して、本発明の一実施形態のブロックヒータ稼働判定装置のプロセスのフローを説明する。該プロセスは、エンジン始動後に所定時間間隔（例えば１００ｍｓ）でＥＣＵ４により実行される。

ステップＳ１では、ソーク時間ＳＯＡＫＴＩＭＥを測定する。ソーク時間は前述の通り、イグニッションスイッチ１５をオフにしてエンジンが停止した時点からの経過時間であって、例えばタイマを用いて測定する。

ステップＳ２では、ステップＳ１で求めたソーク時間ＳＯＡＫＴＩＭＥが所定時間を超えているか判定する。所定時間は前述の通り、エンジンが停止した時点からラジエータ冷却水温度ＴＷＲが外気温とほぼ等しくなるのに必要な時間であって、例えば８時間程度に設定される。ステップＳ２では、ソーク時間が所定値より小さい場合には、ソーク状態ではないので該プロセスを終了する。一方、ソーク時間が所定値より大きい場合には、ソーク状態であるとして、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、ＴＷＲセンサ１１からラジエータ冷却水温度ＴＷＲを検出し，ＴＷＥセンサ１２からエンジン冷却水温ＴＷＥ検出し、ＴＡセンサ１３から吸気温ＴＡを検出する。

ステップＳ４では、判定フラグＦ＿ＥＮＤＢＨＪＵＤに１がセットされているかを判定する。判定フラグＦ＿ＥＮＤＢＨＪＵＤは、エンジン始動後にブロックヒータの稼動を判定したかどうかを示すフラグである。判定フラグＦ＿ＥＮＤＢＨＪＵＤが１の場合は、ブロックヒータの稼動が判定されており、判定フラグＦ＿ＥＮＤＢＨＪＵＤが０の場合には、ブロックヒータの稼動が判定されていない。判定フラグＦ＿ＥＮＤＢＨＪＵＤは、エンジン始動時に０にセットされる。該プロセスはエンジン始動後に最初に実行されているので、まだブロックヒータの稼動は判定されていない。そのため、判定フラグＦ＿ＥＮＤＢＨＪＵＤは０であるので、ステップＳ５に進む。なお、判定フラグＦ＿ＥＮＤＢＨＪＵＤは、エンジン始動時ではなくエンジン停止時に０をセットするようにしてもよい。

ステップＳ５では、ステップＳ３で求めたラジエータ冷却水温度ＴＷＲを外気温ＡＭＢとしてセットする。前述の通り、該プロセスはソーク状態において実行されるので、エンジン始動後の最初のフローで検出されたラジエータ冷却水温ＴＷＲ（ラジエータ冷却水温ＴＷＲの初期値）が外気温ＡＭＢとほぼ等しくなる。そのため、ラジエータ冷却水温ＴＷＲの初期値を外気温ＡＭＢとして扱う。

ステップＳ６では、ブロックヒータ３の稼動判定を行う。ブロックヒータ３の稼動判定は、図４を参照して詳しく説明する。ステップＳ４１では、エンジン冷却水温ＴＷＥと外気温ＡＭＢ（ラジエータ冷却水温ＴＷＲの初期値）との差を、第１稼働判定値ＪＵＨＢＨ（例えば２５℃）と比較する。ブロックヒータ３が稼動している場合には、外気温ＡＭＢは低く、エンジン冷却水温ＴＷＥはブロックヒータにより暖められ高くなる。そのため、ブロックヒータ３が稼動する場合は、稼動しない場合に比べて、エンジン冷却水温ＴＷＥと外気温ＡＭＢとの差は大きくなる。

エンジン冷却水温ＴＷＥと外気温ＡＭＢが第１稼働判定値ＪＵＨＢＨより小さい場合には、ブロックヒータ３が稼働しなかったとして稼働フラグＦ＿ＢＨに０をセットする（ステップ４２）。一方、エンジン冷却水温ＴＷＥと外気温ＡＭＢとの差が第１稼働判定値ＪＵＨＢＨ大きいより場合は、ブロックヒータ３が稼働したとして稼働フラグＦ＿ＢＨに１をセットする（ステップＳ４３）。

ステップ４４では、エンジン始動後にブロックヒータの稼動判定を行ったことを示すために、判定フラグＦ＿ＥＮＤＢＨＪＵＤに１をセットする。

本実施形態によると、吸気温と比べて外部の影響を受けにくいエンジン冷却水温ＴＷＥとラジエータ冷却水温ＴＷＲの初期値（外気温ＡＭＢ）を用いてブロックヒータの稼働を判定しているので、判定の精度をより向上させることができる。また、エンジン冷却水温ＴＷＥと外気温ＡＭＢとの差に応じてブロックヒータの稼働判定をするので、エンジン始動の初期においてもブロックヒータの稼働判定をすることができる。さらに、ＴＷＲセンサ１１に基づいて外気温を求めることができるので、外気温を検出する温度センサをさらに備える必要がなく、効率的にブロックヒータの稼働判定を行うことができる。

図３に戻り、ステップＳ７では、ステップＳ６で求めた稼働フラグＦ＿ＢＨに応じて、故障しきい値ＮＧＪＵＤを設定する。稼働フラグＦ＿ＢＨが０の場合はブロックヒータが稼動していないので、故障しきい値ＮＧＪＵＤを第１の設定値Ａ（例えば２５℃）に設定する（ステップＳ８）。一方、稼働フラグＦ＿ＢＨが１の場合にはブロックヒータは稼動しているので、故障しきい値ＮＧＪＵＤを第２の設定値Ｂ（例えば６０℃）に設定する（ステップＳ９）。

ステップＳ１０では、ＴＷＲセンサ１１，ＴＷＥセンサ１２およびＴＡセンサ１３の故障の判定を行う。該故障判定は、図５を参照して詳しく説明する。ステップＳ５１では、エンジン冷却水温ＴＷＥと外気温ＡＭＢ（ラジエータ冷却水温ＴＷＲの初期値）の差の絶対値と故障しきい値ＮＧＪＵＤを比較する。該差の絶対値が故障しきい値ＮＧＪＵＤより大きい場合は、ステップＳ５２に進み、吸気温ＴＡと外気温ＡＭＢの差の絶対値と故障しきい値ＮＧＪＵＤを比較する。

ステップＳ５２で、吸気温ＴＡと外気温ＡＭＢの差の絶対値が故障しきい値ＮＧＪＵＤより大きい場合は、ステップＳ５４に進み、ＴＷＲセンサ１１を異常と判定しＴＷＲセンサ故障フラグＦ＿ＴＷＲＮＧに１をセットし、ＴＡセンサ１３およびＴＷＥセンサ１２を正常と判定しＴＡセンサ故障フラグＦ＿ＴＡＮＧおよびＴＷＥセンサ故障フラグＦ＿ＴＷＥＮＧに０をセットする。一方、ステップＳ５２で、吸気温ＴＡと外気温ＡＭＢの差の絶対値が故障しきい値ＮＧＪＵＤより小さい場合は、ステップＳ５５に進み、ＴＷＥセンサ１２を異常と判定しＴＷＥセンサ故障フラグＦ＿ＴＷＥＮＧに１をセットし、ＴＡセンサ１３およびＴＷＲセンサ１１を正常と判定しＴＡセンサ故障フラグＦ＿ＴＡＮＧおよびＴＷＲセンサ故障フラグＦ＿ＴＷＲＮＧに０をセットする。

一方、ステップＳ５１に戻り、エンジン冷却水温ＴＷＥと外気温ＡＭＢの差の絶対値が、故障しきい値ＮＧＪＵＤより小さい場合は、ステップＳ５３に進み、吸気温ＴＡと外気温ＡＭＢの差の絶対値と故障しきい値ＮＧＪＵＤを比較する。

ステップＳ５３で、吸気温ＴＡと外気温ＡＭＢの差の絶対値が故障しきい値ＮＧＪＵＤより大きい場合は、ステップＳ５６に進み、ＴＡセンサ１３を異常と判定しＴＡセンサ故障フラグＦ＿ＴＡＮＧに１をセットし、ＴＷＥセンサ１２およびＴＷＲセンサ１１を正常と判定しＴＷＥセンサ故障フラグＦ＿ＴＷＥＮＧおよびＴＷＲセンサ故障フラグＦ＿ＴＷＲＮＧに０をセットする。一方、ステップＳ５３で、吸気温ＴＡと外気温ＡＭＢの差の絶対値が故障しきい値ＮＧＪＵＤより小さい場合は、ステップＳ５７に進み、ＴＡセンサ１３、ＴＷＥセンサ１２およびＴＷＲセンサ１１を正常と判定し、ＴＡセンサ故障フラグＦ＿ＴＡＮＧ、ＴＷＥセンサ故障フラグＦ＿ＴＷＥＮＧおよびＴＷＲセンサ故障フラグＦ＿ＴＷＲＮＧに０をセットする。

本実施形態では、故障判定に用いられる故障しきい値ＮＧＪＵＤを、ブロックヒータが稼動したかどうかに応じて異なる値を設定するので、故障判定の精度をより向上させることができる。

なお上記実施形態では、外気温を検出する温度センサの代わりＴＷＲセンサ１１を用いたが、外気温センサを用いてもよい。また、上記実施形態ではエンジン冷却水温ＴＷＥと外気温ＡＭＢ（ラジエータ冷却水温ＴＷＲの初期値）との差を第１稼働判定値ＪＵＨＢＨと比較してブロックヒータの稼働を判定したが、該差のサンプル値をいくつか用いて偏差を求めて、第１稼働判定値ＪＵＨＢＨと比較しても良い。

（第２実施形態）
図６は、車両を駐車してブロックヒータを稼働させ、該車両に風量の異なる風（強風、中風、無風）を与えた場合の、エンジン冷却水温ＴＷＥ６１、吸気温ＴＡ６２（６２−１（無風）、６２−２（中風），６２−３（強風））および、ラジエータ冷却水温度ＴＷＲ６３がどのように変化するのかを示した図である。エンジン始動点６４はエンジンが始動した時点を示し、エンジン始動点６４以前はソーク状態における各温度を示している。ここで、エンジン冷却水温ＴＷＥ６１およびラジエータ冷却水温度ＴＷＲ６３は風の影響を受けにくく、どの環境（強風、中風、無風）においてもほぼ等しい温度を示す。そのため、図６ではエンジン冷却水温ＴＷＥ６１およびラジエータ冷却水温度ＴＷＲ６３は、それぞれ１つのライン６１および６３で示している。

これに対し、吸気温ＴＡ６２は風などの外部環境の変化の影響を受けやすいので、同様にブロックヒータが稼働した場合でも温度に変化がみられる。エンジン始動時の吸気管内の空気の温度ＴＡ６２（エンジン始動点６４の時点の吸気温ＴＡ）とラジエータ冷却水温度ＴＷＲ６３（外気温）との差が大きいほど、エンジン始動時の吸気管内の空気の温度とエンジン始動後の吸気温との変化量（低下量）が大きいことがわかる。すなわち、吸気温ＴＡ６２−１の吸気温の低下量が、吸気温ＴＡ６２−２および吸気温ＴＡ６２−３の吸気温の低下量に比べて大きくなる。なお、ラジエータ冷却水温度ＴＷＲ６３はエンジン始動点６４以前においてソーク状態であるので、前述の通り外気温とほぼ等しい。

第２実施形態では、上述の点を考慮して、ブロックヒータの稼働判定結果を、現在の吸気温から始動時の吸気管内の空気の温度を引いて得られる値（以下、吸気温の温度変動値という）と、エンジン始動時の吸気管内の空気の温度と外気温（ラジエータ冷却水温度ＴＷＲ６３）との差から求められるしきい値とを比較し、該比較結果に基づき前述のブロックヒータの稼働判定の結果をキャンセルする。これにより、該判定の精度をより向上させる。第２実施形態では、第１実施形態と異なる構成のみを説明し、同一の構成については同一の符号を付し説明を簡略または省略する。

図７は、本発明の一実施形態に係る、ブロックヒータ稼働判定装置を表すブロック図である。第１実施形態とは、キャンセル実行設定部７１を有する点で異なる。キャンセル実行設定部７１では、最初にブロックヒータが稼働しているかを判定する。前述の通り、ブロックヒータが稼働している場合に、吸気温の低下が確認できるからである。

次に、吸気温ＴＡと外気温ＡＭＢ（ラジエータ冷却水温ＴＷＲの初期値）の差を第２稼働判定値ＪＵＨＢＨ２（例えば２０℃）と比較する。前述の通り、ラジエータ冷却水温ＴＷＲの初期値が外気温ＡＭＢとほぼ等しくなるので、ラジエータ冷却水温ＴＷＲの初期値を外気温ＡＭＢとして扱う。吸気温ＴＡと外気温ＡＭＢとの差が、第２稼働判定値ＪＵＨＢＨ２より小さい場合には、キャンセル実行フラグＧＯ＿ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬに０をセットする。一方、該差が第２稼働判定値ＪＵＨＢＨ２より大きいより場合は、キャンセル実行フラグＧＯ＿ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬに１をセットする。キャンセル実行フラグＧＯ＿ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬに１がセットされると、ブロックヒータ稼働判定部２３で求めた判定をキャンセルするかどうかを判定する、キャンセル判定を実行する。

図８は、キャンセル判定を表すブロック図である。該ブロックは、ＥＣＵ４により実現される。キャンセル実行判定部８１では、キャンセル実行フラグＧＯ＿ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬに１がセットされているか判定する。キャンセル実行フラグＧＯ＿ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬに１がセットされている場合には、キャンセル判定を実行するので、運転状態判定部８２に進む。

運転状態判定部８２では、キャンセル判定を実行するために、エンジン始動時間ＴＭＡＳＴまたは吸入空気量の積算値ＳＵＭＧＡＩＲが所定の条件を満たしているかを判定する。エンジン始動時間ＴＭＡＳＴは、イグニッションスイッチ１５をオンにしてエンジンが始動した時点からの経過時間であり、例えばタイマを用いて測定する。

吸入空気量の積算値ＳＵＭＧＡＩＲは、エンジン始動時からのエンジン２の吸入空気量を積算することにより求められる。吸入空気量は、スロットル開度、吸気管内の圧力およびエンジン回転数等によって求められる。エンジン始動時間ＴＭＡＳＴまたは吸入空気量の積算値ＳＵＭＧＡＩＲが、所定値より大きい場合には、キャンセル判定を実行するための条件が成立していると判定する。

キャンセルしきい値設定部８３では、キャンセルしきい値ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬを設定する。ＥＣＵ４には、図９に示すような、始動時の吸気管内の空気温度ＴＡＳＴと外気温ＡＭＢとの差と、キャンセルしきい値ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬ９１の関係を示すマップが格納されている。始動時の吸気管内の空気温度ＴＡＳＴは、エンジンの始動時に最初にＴＡセンサ１３から取得した吸気温ＴＡである。図９を参照して、始動時の吸気管内の空気温度ＴＡＳＴと外気温ＡＭＢ（ラジエータ冷却水温ＴＷＲの初期値）との差からキャンセルしきい値ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬを求める。

キャンセル判定部８４では、吸気温の温度変動値とキャンセルしきい値ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬを比較する。本実施形態では、吸気温の温度変動値は、現在の吸気温ＴＡから始動時の吸気管内の空気の温度ＴＡＳＴを引いた値であり、負の値になる。つまり、吸気温の低下量が大きくなるほど、温度変動値は負の方向に大きくなるので、温度変動値は小さな値となる。そのため、吸気温の温度変動値がキャンセルしきい値ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬより小さい場合は、ブロックヒータ３が稼働していると判定される。これより、ブロックヒータ３の稼働判定の結果は維持される。

一方、吸気温の温度変動値がキャンセルしきい値ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬより大きい場合（図９に示す、キャンセル領域９２）には、ブロックヒータ３が稼働していなかったと判定される。これより、ブロックヒータ３が稼働したという判定結果はキャンセルされる。

具体的には、例えば、キャンセルしきい値ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬが−２℃、始動時の吸気管内の空気の温度ＴＡＳＴが４０℃の場合に、現在の吸気温ＴＡが３５℃であるとすると、吸気温の温度変動値は−５℃（３５℃−４０℃）となり、−２℃（キャンセルしきい値ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬ）より小さいので、ブロックヒータ３が稼働していると判定され、稼働判定の結果は維持される。

また、現在の吸気温ＴＡが３９℃であるとすると、吸気温の温度変動値は−１℃（３９℃−４０℃）となり、−２℃（キャンセルしきい値ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬ）より大きいので、ブロックヒータ３が稼働していなかったと判定され、判定結果はキャンセルされる。さらに、現在の吸気温ＴＡが４１℃であるとすると、吸気温の温度変動値は１℃（４１℃−４０℃）となり、−２℃（キャンセルしきい値ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬ）より大きいので、ブロックヒータ３が稼働していなかったと判定され、判定結果はキャンセルされる。

ＴＷＲセンサ故障判定部８５では、キャンセル判定部８４でブロックヒータの稼働判定をキャンセルした場合にＴＷＲセンサ１１が故障していると判定する。こうして、吸気温の温度変動値と、吸気温ＴＡとラジエータ冷却水温度ＴＷＲ（外気温）との差に基づいて求められるしきい値とを比較し、該比較結果に基づきブロックヒータの稼働判定の結果をキャンセルすることができる。

本実施形態によると、キャンセル判定に用いる、吸気温の温度変動値と比較するしきい値を、エンジン始動時の吸気管内の空気の温度と外気温ＡＭＢとの差に応じて適した値を設定するので、よりキャンセル判定の精度を向上させることができる。また、本実施形態によると、キャンセル判定部８４でブロックヒータの稼働判定がキャンセルされた場合は、ＴＷＲセンサ１１が故障していると判定することができるので、システム全体の信頼性を高めることができる。

次に図１０を参照して、本発明の一実施形態のブロックヒータ稼働判定装置のプロセスのフローを説明する。ステップＳ１０１では、前述の通り、ステップＳ３で求めたラジエータ冷却水温度ＴＷＲを外気温ＡＭＢとしてセットする。また、ステップＳ３で求めた吸気温ＴＡを始動時の吸気管内の空気温度ＴＡＳＴとしてセットする。始動時の吸気管内の空気温度ＴＡＳＴは、前述の通り、エンジンの始動時に最初にＴＡセンサ１３から取得した吸気温ＴＡである。

ステップＳ１０２では、ブロックヒータが稼働しているかを判定する。稼働フラグＦ＿ＢＨが０の場合は、ブロックヒータが稼働していないと判定されているのでステップＳ１０に進む。一方、稼働フラグＦ＿ＢＨが１の場合は、ブロックヒータが稼働していると判定されているのでステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、キャンセル判定を実行するかどうかを判定するため、吸気温ＴＡと外気温ＡＭＢの差を第２稼働判定値ＪＵＨＢＨ２（例えば２０℃）と比較する。吸気温ＴＡと外気温ＡＭＢとの差が、第２稼働判定値ＪＵＨＢＨ２より小さい場合には、キャンセル実行フラグＧＯ＿ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬに０をセットする（Ｓ１０４）。一方、該差が第２稼働判定値ＪＵＨＢＨ２より大きいより場合は、キャンセル実行フラグＧＯ＿ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬに１をセットする（Ｓ１０５）。

図１１は、本発明の一実施形態のブロックヒータ稼働判定装置のキャンセル判定のプロセスのフローである。該プロセスは、図１０に示すフローと並行してエンジン始動後に所定時間間隔（例えば１００ｍｓ）でＥＣＵ４により実行される。

ステップＳ１１１では、キャンセル実行フラグＧＯ＿ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬに１がセットされているかを判定する。キャンセル実行フラグＧＯ＿ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬに０がセットされている場合は、キャンセル判定を行わないため該プロセスを終了する。一方、キャンセル実行フラグＧＯ＿ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬに１がセットされていると、ブロックヒータ稼働判定の結果をキャンセルするかどうかを判定するため、Ｓ１１２へ進む。

ステップＳ１１２では、エンジン始動時間ＴＭＡＳＴおよび吸入空気量の積算値ＳＵＭＧＡＩＲを取得する。エンジン始動時間ＴＭＡＳＴは、前述の通り、イグニッションスイッチ１５をオンにしてエンジンが始動した時点からの経過時間であり、例えばタイマを用いて測定する。

吸入空気量の積算値ＳＵＭＧＡＩＲは、本プロセスとは別に、エンジン始動時から所定の時間間隔（例えば１００ｍｓ）で吸入された空気量すなわち吸入空気量を取得して、吸入空気量の積分値（初期値はゼロである）の前回値に、今回取得した吸入空気量を加算し、吸入空気量の積分値の今回値を算出する。これより、吸入空気量の積算値ＳＵＭＧＡＩＲが求められる。

ステップＳ１１３では、エンジン始動時間ＴＭＡＳＴがしきい値ＴＪＵＤＢＨＣＡＮＣＥＬより大きい場合は、キャンセル判定を実行するための条件が成立していると判定されるのでステップＳ１１５に進む。一方、エンジン始動時間ＴＭＡＳＴがしきい値ＴＪＵＤＢＨＣＡＮＣＥＬより小さい場合には、吸入空気量の積算値ＳＵＭＧＡＩＲが所定の条件を満たしているかを判定するため、ステップＳ１１４に進む。

ステップＳ１１４では、吸入空気量の積算値ＳＵＭＧＡＩＲがしきい値ＧＡＩＲＪＵＤＢＨＣＡＮＣＥＬより大きい場合は、キャンセル判定を実行するための条件が成立していると判定されるのでステップＳ１１５に進む。一方、吸入空気量の積算値ＳＵＭＧＡＩＲがしきい値ＧＡＩＲＪＵＤＢＨＣＡＮＣＥＬより小さい場合には、キャンセル判定を実行するための条件が成立していないと判定し、該プロセスを終了する。

ステップＳ１１５では、キャンセルしきい値ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬを設定する。前述のように、ＥＣＵ４には、図９に示す、始動時の吸気管内の空気温度ＴＡＳＴと外気温ＡＭＢとの差と、キャンセルしきい値ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬ９１の関係を示すマップが格納されている。図９を参照して、始動時の吸気管内の空気温度ＴＡＳＴと外気温ＡＭＢ（ラジエータ冷却水温ＴＷＲの初期値）との差からキャンセルしきい値ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬを求める。

本実施形態によると、キャンセルしきい値ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬを、始動時の吸気管内の空気温度と外気温ＡＭＢとの差が大きい場合には、吸気温の低下量が大きくなるように設定するので、よりキャンセル判定の精度を向上させることができる。

ステップＳ１１６では、吸気温の温度変動値とキャンセルしきい値ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬを比較する。前述の通り、吸気温の温度変動値（現在の吸気温ＴＡ−始動時の吸気管内の空気の温度ＴＡＳＴ）は負の値になるので、吸気温の温度変動値がキャンセルしきい値ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬより小さい場合は、ブロックヒータ３が稼働していると判定する。すなわち、充分な吸気温の低下が確認できたとして、図１０のステップＳ６で求めたブロックヒータ３の稼働判定の結果を維持する。

一方、吸気温の温度変動値がキャンセルしきい値ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬより大きい場合（図９に示す、キャンセル領域９２）には、ブロックヒータ３が稼働していなかったと判定する。すなわち、充分な吸気温の低下が確認できなかったとして、ブロックヒータ３が稼働したという判定をキャンセルする（Ｓ１１７）。

ステップＳ１１８では、ステップＳ１１７でブロックヒータの稼働判定をキャンセルした場合にＴＷＲセンサ１１が故障していると判定する。

本実施形態によると、ステップＳ１１７でブロックヒータの稼働判定をキャンセルされた場合は、ＴＷＲセンサ１１が故障していると判定することができるので、システム全体の信頼性を高めることができる。

以上に、この発明の特定の実施形態について説明したが、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含むものである。

他の実施形態では、キャンセルしきい値ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬを吸入空気量ＧＡＩＲや吸入空気量の積算値ＳＵＭＧＡＩＲに応じて、持ち替えてもよい。

図１２は、ブロックヒータが稼働している場合における、吸入空気量ＧＡＩＲと吸気温の低下の関係を示す。図１２を参照すると、吸入空気量ＧＡＩＲが大きい場合を示す点１２２の方が、吸入空気量ＧＡＩＲが小さい場合を示す点１２１に比べて、吸気温の低下量が大きいことがわかる。ブロックヒータが稼働していると、吸入空気量が多いほど外部から冷たい空気が多く入り込むため吸気温の低下量が大きくなるからである。

図１３のキャンセルしきい値ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬ９１は、図１２の点１２１に対応している。図１２の点１２１および点１２２から求められる、吸入空気量ＧＡＩＲの差によって生じる吸気温の低下量Δを、図１３のキャンセルしきい値ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬ９１に適応すると、図１２の点１２２に対応するキャンセルしきい値ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬ１３１を求めることができる。

こうして、図１２に示すような、吸入空気量ＧＡＩＲと吸気温の低下量の関係を事前に取得しておくことによって、図１３に示すように、吸入空気量ＧＡＩＲに応じてキャンセルしきい値ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬを持ち替えることができる。なお、吸入空気量ＧＡＩＲに基づいてキャンセルしきい値ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬを持ち替えたが、吸入空気量の積算値ＳＵＭＧＡＩＲに基づいてキャンセルしきい値ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬを持ち替えてもよい。

本実施形態によると、吸入空気量や吸入空気量の積算値に応じて、キャンセルしきい値ＪＵＤＢＨＣＨＡＮＣＥＬを持ち替えるので、ブロックヒータの稼働判定の結果をキャンセルするかの判定をより精度良く行うことができる。

本発明の一実施形態に従う、ブロックヒータ稼働判定装置を概略的に示す図。 本発明の第１実施形態に係る、ブロックヒータ稼働判定装置を表すブロック図。 本発明の一実施形態に係る、ブロックヒータ稼働判定装置のプロセスを表すフローチャート。 本発明の一実施形態に係る、ブロックヒータ稼働判定装置のブロックヒータ稼働判定のプロセスを表すフローチャート。 本発明の一実施形態に係る、ブロックヒータ稼働判定装置の故障判定のプロセスを表すフローチャート。 ブロックヒータを稼働させ異なる外部環境を与えた場合における各温度センサの変化を示す図。 本発明の第２実施形態に係る、ブロックヒータ稼働判定装置を表すブロック図。 本発明の一実施形態に係る、ブロックヒータ稼働判定装置のキャンセル判定を表すブロック図。 本発明の一実施形態に係る、エンジン始動時の吸気管内の空気温度と外気温との差と、キャンセルしきい値の関係を示すマップ。 本発明の一実施形態に係る、ブロックヒータ稼働判定装置のプロセスを表すフローチャート。 本発明の一実施形態に係る、ブロックヒータ稼働判定装置のキャンセル判定のプロセスを表すフローチャート。 本発明の一実施形態に係る、ブロックヒータが稼働している場合における、吸入空気量ＧＡＩＲと吸気温の低下量の関係を示す図。 本発明の一実施形態に係る、エンジン始動時の吸気管内の空気温度と外気温との差と、キャンセルしきい値の関係を示すマップ。

符号の説明

１ 稼働判定装置
２ 内燃機関
３ ブロックヒータ
４ 電子制御ユニット
５ ラジエータ
１１ ラジエータ水温検出手段（外気温検出手段）
１２ 機関水温検出手段
１３ 吸気温検出手段

Claims (4)

1. 内燃機関に備えられたブロックヒータの稼働判定装置であって、
   前記内燃機関冷却水温を検出する機関水温検出手段と、
   外気温を検出する温度センサ、またはソーク状態において前記外気温に関係する温度を検出する温度センサを用いてソーク状態の外気温を検出する外気温検出手段と、
   ソーク時間を測定する手段と、
   吸気温を検出する吸気温検出手段と、
   を備え、
   前記ソーク時間が所定時間を超えた場合に、前記機関冷却水温と前記外気温との偏差に応じて、前記ブロックヒータの稼働の有無を判定すると共に、
   前記ブロックヒータが稼働しているものと判定したことを条件として、現在の吸気温からエンジン始動時の吸気管内の空気の温度を引いて得た温度変動値と、前記エンジン始動時の吸気管内の空気の温度と前記外気温との差に応じて求められるしきい値とを比較し、前記温度変動値が前記しきい値より大きいときは前記ブロックヒータが稼働しているとの判定結果を取り消すよう構成された、稼働判定装置。
2. 前記外気温に関係する温度を検出する温度センサが、ラジエータ冷却水温を検出するラジエータ水温検出手段である、
   請求項１に記載の装置。
3. 前記比較結果に応じて、前記外気温検出手段の故障を判定するよう構成された、請求項１又は２のいずれかに記載の装置。
4. 前記内燃機関の吸入空気量を算出する手段をさらに備え、
   前記吸入空気量または前記吸入空気量を前記内燃機関が始動した時点から積算して求め
   た吸入空気量の積算値に基づいて、前記しきい値を持ち替えるよう構成された、請求項１乃至３のいずれかに記載の装置。

Images