JP6418112B2 - 診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に備えられる診断装置に関する。

車両には、車両の運転状態を診断するための診断装置が備えられる。診断装置によって診断される項目としては、例えば、Ａ／Ｆセンサで検知される空燃比や、可変バルブシステムの位置決め精度等が挙げられる。車両において何らかの異常が生じていると診断された場合には、診断装置は、フロントパネルの警告灯を点灯させるなどして、異常が生じている旨を運転者に報知する。

下記特許文献１に記載された車両では、冷却水の循環経路に設けられたサーモスタットの動作が正常であるか否かの診断が行われる。具体的には、ラジエータとエンジンとの間を循環する冷却水の温度に基づいて、サーモスタットに開故障が生じているか否かの診断が行われる。また、下記特許文献１には、冷却水の温度が低下傾向を示している場合には誤診断が生じるおそれがあるため、サーモスタットの開故障についての上記診断を禁止することが記載されている。

特開２０１５−７８６５７号公報

診断装置によって診断される項目の中には、冷却水の温度が所定温度以上であるときにのみ診断が許可されるものがある。従って、例えばサーモスタットの開故障等によって冷却水の温度が低下しているときには、一部の診断が行われないままとなってしまう。

上記特許文献１に記載されている車両のように、冷却水の温度が低下傾向を示しているときにサーモスタットの診断が禁止されると、サーモスタットに異常が生じたとの判定がなされないまま運転が継続されることとなる。その結果、何ら異常が検知されないまま、冷却水の温度が上記の所定温度に達するタイミングが遅れてしまう可能性がある。この場合、故障診断がしばらくの間は行われないこととなるので、車両において生じている故障の検知タイミングが遅れてしまうおそれがある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷却水の温度が低下した場合であっても、故障診断の機会を適切に確保することのできる診断装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る診断装置は、車両（１０）に備えられる診断装置（１００）であって、車両の内燃機関（２０）から排出される冷却水の温度を取得する水温取得部（１１０）と、水温取得部で取得された温度を所定の判定閾値と比較することにより、冷却水の温度を調整するものとして車両に設けられている温度調整弁（５６０）、の異常を判定する異常判定部（１２０）と、水温取得部で取得された温度が所定の許可閾値以上となっているときに、車両の運転状態を診断する車両診断部（１３０）と、を備える。車両診断部は、水温取得部で取得された温度が判定閾値を下回ったときには、許可閾値をそれまでよりも小さくなるように変更する。

このような診断装置では、冷却水の温度が低下して判定閾値を下回ったときに、許可閾値がそれまでよりも小さくなるように変更される。つまり、温度調整弁（例えばサーモスタット）で生じた開故障やその他の原因により、冷却水の温度が低下した場合には、故障診断が実施されるための条件が緩和されることとなる。これにより、故障診断の機会が適切に確保されるので、車両において生じている故障の検知タイミングが遅れてしまうことが防止される。

本発明によれば、冷却水の温度が低下した場合であっても、故障診断の機会を適切に確保することのできる診断装置が提供される。

本発明の実施形態に係る診断装置、及び当該診断装置が搭載された車両の構成を示す図である。 可変バルブシステムの構成を示す図である。 可変バルブシステムの動作状態を診断する方法について説明するためのグラフである。 空燃比を診断する方法について説明するためのグラフである。 診断装置において実行される処理の流れを示すフローチャートである。 診断装置において実行される処理の流れを示すフローチャートである。 内燃機関の運転状態と、冷却水が受ける受熱量と、の関係を示す図である。 温度調整弁の診断が保留される条件について説明するための図である。 許可閾値の変更について説明するための図である。 電動の温度調整弁が用いられた場合における、温度調整弁の動作を説明するための図である。

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

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

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

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

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

車両１０には、以上に説明した内燃機関２０やモーターＭのほか、可変バルブタイミング機構４０と、冷却装置５０と、Ａ／Ｆセンサ６０と、報知装置７０と、を備えている。

可変バルブタイミング機構４０は、内燃機関２０の各気筒に設けられた吸気バルブや排気バルブ（いずれも不図示）の開閉タイミングを、運転状況に応じて調整するものである。図２を参照しながら、可変バルブタイミング機構４０の構成について説明する。

可変バルブタイミング機構４０は、カムシャフト４１と、タイミングスプロケット４２と、を有している。カムシャフト４１は円柱形状に形成されたシャフトである。カムシャフト４１は、後述のタイミングスプロケット４２から力を受けて、その中心軸周りに回転する。カムシャフト４１には複数のカム４１０が固定されている。これら複数のカム４１０は、カムシャフト４１の長手方向（図２では紙面奥行方向）に沿って並ぶように配置されているのであるが、図２においては１つのカム４１０のみが示されている。

カムシャフト４１と共にカム４１０が回転すると、各気筒の吸気バルブや排気バルブがカム４１０によって開閉される。

タイミングスプロケット４２は、不図示のクランクシャフトからの力を受けて回転し、これによりカムシャフト４１を回転させるものである。タイミングスプロケット４２は、通常時においてはカムシャフト４１に固定されており、カムシャフト４１と一体となって回転する。

タイミングスプロケット４２は円柱形状に形成されており、その外周面には複数の歯４２０が形成されている。クランクシャフトからの力は、不図示のタイミングチェーンによってタイミングスプロケット４２に伝達される。歯４２０は、当該タイミングチェーンと噛み合うためのものである。

クランクシャフトが回転すると、その回転力がタイミングチェーンによってタイミングスプロケット４２に伝達される。これにより、タイミングスプロケット４２は、カムシャフト４１やカム４１０と共に回転する。その結果、吸気バルブ等は、クランクシャフトの回転位相が所定の位相となったタイミングで開閉することとなる。

可変バルブタイミング機構４０は、タイミングスプロケット４２に対してカムシャフト４１を相対的に回転させ、これにより吸気バルブ等の開閉タイミングを変化させる。油圧装置４３からタイミングスプロケット４２に油が供給されると、タイミングスプロケット４２に対してカムシャフト４１及びカム４１０が相対的に回転する。

このように、油圧装置４３及びタイミングスプロケット４２によって油圧アクチュエータが構成されている。また、カム４１０は、当該油圧アクチュエータによってその位置を変化させる可動部材となっている。可変バルブタイミング機構４０は、油圧アクチュエータによって可動部材の位置を変化させる油圧機器、ということができる。

図２では、相対的に回転した後におけるカム４１０の形状が点線で示されており、当該形状に符号４１０ａが付されている。回転前におけるカム４１０の位置を基準とすると、図２の例では、油圧装置４３により、カム４１０の角度が基準から角度ＣＡだけ回転している。このような、特定位置を基準とした角度の変化量のことを、以下では「調整角度」とも表記する。

調整角度は角度センサ４４で常に計測されており、その計測値は診断装置１００に入力されている。また、車両１０の全体を制御するＥＣＵ（不図示）にも入力されている。車両１０の走行中において、ＥＣＵは、角度センサ４４で測定された調整角度の値が目標値と一致するように油圧装置４３の動作を制御する。

図１に戻って説明を続ける。冷却装置５０は、運転中において多量の熱を発生させる内燃機関２０を冷却し、適温に維持するための装置である。冷却装置５０は、循環流路５１０と、ウォーターポンプ５２０と、ラジエータ５３０と、バイパス流路５４０と、温度調整弁５６０と、を有している。

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

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

第１流路５１１の途中には、冷却水の温度を測定するための水温センサ５７０が設けられている。水温センサ５７０で測定された水温に基づく信号は、診断装置１００に入力されている。

ウォーターポンプ５２０は、冷却水が循環流路５１０を循環するように、冷却水を圧送する装置である。ウォーターポンプ５２０は、第２流路５１２のうち内燃機関２０寄りとなる位置に配置されている。ウォーターポンプ５２０の動作は車両１０のＥＣＴによって制御される。

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

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

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

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

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

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

Ａ／Ｆセンサ６０は、内燃機関２０で生じた排出ガスの酸素濃度に基づき、所謂空燃比を検知するためのセンサである。Ａ／Ｆセンサ６０は、排出ガスの車外に排出するための流路（不図示）に設けられている。Ａ／Ｆセンサ６０で測定された空燃比に基づく信号は、Ａ／Ｆセンサ６０から車両のＥＣＵに入力される他、診断装置１００にも入力される。

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

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

診断装置１００は、機能的な制御ブロックとして、水温取得部１１０と、異常判定部１２０と、車両診断部１３０とを備えている。

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

異常判定部１２０は、水温取得部１１０で取得された冷却水の温度に基づいて、温度調整弁５６０に異常が生じたか否かを判定する部分である。例えば、冷却水の温度が低温となっている状態が長時間に亘り継続されている場合には、温度調整弁５６０が開状態のまま動かなくなってしまっているものと推測される。つまり、温度調整弁５６０が閉状態とはならないため、冷却水がラジエータ５３０を通って冷却され続けているものと推測される。以下、温度調整弁５６０が上記のように開状態のまま動かなくなってしまっている状態のことを「開故障」とも表記する。異常判定部１２０で行われる判定の具体的な態様については、後に説明する。

車両診断部１３０は、車両１０の運転状態に関する各種の診断を行う部分である。車両診断部１３０によって診断される項目は多岐にわたっている。その中の一つとして、可変バルブタイミング機構４０の動作状態を診断する方法について説明する。

図３に示されるのは、調整角度の目標値を変化させた場合における、調整角度の実測値の変化を示すグラフである。図３に示される例では、時刻ｔ０において、調整角度の目標値が値ＣＡ０から値ＣＡ１０に変更されている。実際の調整角度の値は、時刻ｔ０以降において値ＣＡから値ＣＡ１０に近づくように変化して行き、最終的には概ね値ＣＡ１０に一致する。

車両診断部１３０は、調整角度の偏差、すなわち、実際の調整角度と目標値ＣＡ１０との乖離量が、所定の許容範囲ＡＷ１０内に収束するか否かを監視している。許容範囲ＡＷ１０は、下限値ＣＡ１１から上限値ＣＡ１２までの範囲であり、その中心が目標値ＣＡ１０となっている。

目標値が変更された時刻ｔ０以降、所定期間ＴＭ１０が経過するまでの間に、調整角度の偏差が許容範囲ＡＷ１０内となるように収束すれば、可変バルブタイミング機構４０が正常に動作していると判定される。図３の例では、所定期間ＴＭ１０が経過するよりも前の時刻ｔ１０において、調整角度の偏差が許容範囲ＡＷ１０内に収束している。従って、車両診断部１３０は、可変バルブタイミング機構４０が正常に動作していると判定する。

一方、調整角度の偏差が許容範囲ＡＷ１０内に収束しなかった場合や、所定期間ＴＭ１０よりも長い期間をかけて収束した場合には、車両診断部１３０は、可変バルブタイミング機構４０の動作に異常が生じたと判定する。

車両診断部１３０によって診断される項目のもう一つの例として、空燃比の診断について説明する。図４に示されるのは、Ａ／Ｆセンサ６０により計測される空燃比の変化の一例を示すグラフである。図４のグラフは、上方側に行くほどリーンとなり、下方側に行くほどリッチとなるように描かれている。

車両１０では、空燃比が理論空燃比Ｄ１０に概ね一致するように、内燃機関２０における燃料の噴射量が制御されている。当該制御は、Ａ／Ｆセンサ６０をフィードバックすることにより、車両１０のＥＣＵにより行われている。

車両診断部１３０は、Ａ／Ｆセンサ６０で計測された空燃比が所定の正常範囲ＤＷ１０に収まるか否かを監視している。正常範囲ＤＷ１０は、下限値Ｄ１１から上限値Ｄ１２までの範囲であり、その中心が理論空燃比Ｄ１０となっている。

車両診断部１３０は、計測された空燃比が正常範囲ＤＷ１０内に収まっているか否かを監視している。空燃比が上限値Ｄ１２を超えたり、下限値Ｄ１１を下回ったりした場合には、車両診断部１３０は、空燃比に異常が生じたと判定する。

以上に例示したような診断は、車両１０の走行中において車両診断部１３０により実施される。図５を参照しながら、診断が行われるための条件について説明する。図５に示される一連の処理は、所定の周期が経過する毎に、車両診断部１３０によって繰り返し実行される。

最初のステップＳ０１では、水温取得部１１０で取得された冷却水の温度が、所定の許可閾値以上であるか否かが判定される。許可閾値は、当該診断を行える程度に車両１０の状態が安定したことを示す水温として、診断項目ごとに個別に設定された閾値となっている。冷却水の温度が許可閾値未満である場合には、図５に示される一連の処理を終了する。この場合、車両診断部１３０による診断は行われない。

冷却水の温度が許可閾値以上である場合には、ステップＳ０２に移行する。ステップＳ０２では、診断条件が成立しているか否かが判定される。

診断項目の中には、車両１０が特定の走行モード（例えばＬＡ＃４モード、ＪＣ０８モード、ＮＥＤＣモード等）で走行している間に、診断を完了させることが求められるような項目が存在する。診断条件とは、現時点において車両１０が特定の走行モードで走行している、という条件であって、診断項目ごとに個別に設定されている。尚、診断項目によっては、車両１０の走行状態に拘らず常に診断が求められるものもある。そのような診断項目については、ステップＳ０２の判定を行うことなくステップＳ０３に移行する。

診断条件が成立していない場合には、図５に示される一連の処理を終了する。この場合、車両診断部１３０による診断は行われない。診断条件が成立していれば、ステップＳ０３に移行する。ステップＳ０３では診断が実施される。

本実施形態に係る診断装置１００では、冷却水の水温に応じて、許可閾値や診断の方法が変更される。そのために行われる処理の具体的な内容について、図６を参照しながら説明する。図６に示される一連の処理は、所定の周期が経過する毎に、診断装置１００によって繰り返し実行される。また、図６に示される一連の処理は、図５に示される一連の処理と並行して実行される。

最初のステップＳ１１では、水温取得部１１０で取得された冷却水の温度が、所定の判定閾値を下回っているか否かが判定される。判定閾値とは、暖機完了後において温度調整弁５６０が正常に動作しているのであれば、冷却水の温度がこれを下回るはずのない値、として予め設定された閾値である。従って、冷却水の温度が判定閾値以上であれば、ステップＳ１２に移行し、温度調整弁５６０は正常であると判定される。かかる判定は、診断装置１００の異常判定部１２０により行われる。

尚、本実施形態における判定閾値は、診断項目ごとに設定されている許可閾値のうち最も高い値、に等しい値として設定されている。

ステップＳ１２に続くステップＳ１３では、許可閾値が値ＴＡ２０とされる。後に説明するように、許可閾値は、通常の値ＴＡ２０から、これよりも低い値ＴＡ１０に変更される場合がある。ステップＳ１３では、許可閾値が通常の値である値ＴＡ２０に戻される。尚、既に許可閾値が値ＴＡ２０であった場合には、ステップＳ１３において許可閾値は変更されない。

ステップＳ１３に続くステップＳ１４では、診断方法が元に戻される。後に説明するように、図３や図４を参照しながら説明した診断方法（例えば、図４の上限値Ｄ１２の大きさ等）が一時的に変更される場合がある。ステップＳ１４では、変更されていた診断方法が元の態様に戻される。尚、診断方法の変更が行われていなかった場合には、ステップＳ１４において診断方法は変更されない。

ステップＳ１１において、冷却水の温度が判定閾値を下回っていると判定された場合には、ステップＳ１５に移行する。ステップＳ１５で行われる判定の説明に先立ち、内燃機関２０から単位時間あたりに冷却水に伝達される熱量（以下、「受熱量」とも表記する）の変化について、図７を参照しながら説明する。

図７に示されるのは、内燃機関２０の運転状態と、冷却水の受熱量との関係を示すマップである。冷却水の受熱量とは、循環経路５１０を循環する冷却水に対して単位時間あたりに加えられる熱量のことである。マップの横軸には内燃機関２０の回転数が示されており、縦軸には、内燃機関２０に取り込まれる空気量が示されている。図７では、横軸の回転数及び縦軸の空気量で定まる運転状態毎に、当該状態における受熱量が等高線で描かれている。図７のマップは予め作成され、診断装置１００が有するＲＯＭに記憶されている。

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

図７の線Ｑ０に沿うような運転状態のときには、冷却水の受熱量は、単位時間あたりに冷却水から外部に放出される熱量（以下、「放熱量」とも表記する）と概ね一致する。一方、図７の線Ｑ１に沿うような運転状態のときには、冷却水の受熱量は放熱量よりも大きくなる。このため、ラジエータ５３０を冷却水が通らない場合には、冷却水の温度は上昇傾向となる。

また、図７の線Ｑ２に沿うような運転状態のときには、冷却水の受熱量は更に大きくなる。このため、ラジエータ５３０を冷却水が通らない場合には、冷却水の温度は更に上昇傾向となる。

図７の線Ｑ３に沿うような運転状態のときには、冷却水の受熱量は放熱量よりも小さくなる。このため、ラジエータ５３０を冷却水が通らない場合であっても、冷却水の温度は低下傾向となる可能性がある。

このように、図７に示されるマップでは、内燃機関２０の運転領域が右上にあるほど、冷却水の受熱量は大きな値となる。逆に、内燃機関２０の運転領域が左下にあるほど、冷却水の受熱量は小さな値となる。尚、内燃機関２０で生じるトルクをマップの縦軸としてもよい。その場合でも、概ね図７と同様のマップが描かれることとなる。

以下では、線Ｑ０よりも上方側となる運転領域、すなわち、図７において符号Ａが付されている運転領域のことを「Ａ領域」と称する。また、線Ｑ０よりも下方側となる運転領域、すなわち、図７において符号Ｂが付されている運転領域のことを「Ｂ領域」と称する。Ａ領域は、冷却水の受熱量が放熱量よりも大きくなるような運転領域である。また、Ｂ領域は、冷却水の受熱量が放熱量よりも小さくなるような運転領域である。

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

つまり、Ｂ領域の運転頻度が高いときには、冷却水の温度が判定閾値を下回っていたとしても、その原因が温度調整弁５６０の開故障であるとは限らない。そこで、本実施形態では、Ｂ領域の運転頻度が高いときには、温度調整弁５６０に異常が生じたか否かの判定を行わず、当該判定を保留することとしている。これにより、温度調整弁５６０の状態についての誤判定が生じることが防止される。

図８を参照しながら、異常判定部１２０で行われる判定が保留される場合の例について説明する。図８（Ａ）には、内燃機関２０で発生するトルクの変化が示されている。図８（Ａ）の例では、時刻ｔ０から時刻ｔ１０までの期間において、閾値ＮＴよりも高い値Ｎ１０のトルクが発生している。このとき、内燃機関２０の運転領域は、受熱量の大きなＡ領域となっている。

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

図８（Ｂ）には、時刻ｔ０以降における運転時間の積算値を示す線Ｇ１と、Ｂ領域での運転が行われている時間の積算値を示す線Ｇ２とが示されている。また、図８（Ｃ）には、運転時間の積算値に対する、Ｂ領域での運転が行われている時間の積算値、の比率の変化が示されている。つまり、線Ｇ１で示される値に対する、線Ｇ２で示される値の比率の変化が示されている。時刻ｔ１０以降は、Ｂ領域で運転されることにより当該比率が次第に大きくなって行く。

Ｂ領域で運転される比率が所定の閾値ＳＴを超えると、異常判定部１２０は、温度調整弁５６０に異常が生じたか否かの判定を保留する。図８（Ｄ）は、当該判定が許可されている状態から、保留されている状態に切り替わる様子を示すグラフである。図８の例では、時刻ｔ２０においてＢ領域の比率が閾値ＳＴを超えており、同時刻以降においては異常判定部１２０による判定が保留される。尚、本実施形態では、閾値ＳＴとして５０％が設定されている。

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

尚、以上の説明においては、Ａ領域とＢ領域との境界を示す線Ｑ０（図７を参照）が固定されているものとして説明したが、当該境界が、現時点における放熱量の推定値に基づいてリアルタイムに変更されるような態様であってもよい。

例えば、冷却水の温度と外気温度、及び内燃機関２０の回転数に基づいて、現時点における放熱量を推定することができる。図７のマップで求められる受熱量と、推定される放熱量とを比較して、受熱量の方が大きいときには、現在はＡ領域での運転が行われていると判断することができる。逆に、放熱量の方が大きいときには、現在はＢ領域での運転が行われていると判断することができる。

図６に戻って説明を続ける。ステップＳ１５では、冷却水の温度が低下しやすいＢ領域で運転される頻度が高いか否かが判定される。具体的には、図８（Ｃ）に示されるＢ領域の積算値の比率が、閾値ＳＴを超えたか否かが判定される。Ｂ領域の積算値の比率が閾値ＳＴを超えている場合には、ステップＳ１６に移行する。ステップＳ１６に移行すると、異常判定部１２０で行われる判定が保留される。

ステップＳ１５において、Ｂ領域の積算値の比率が閾値ＳＴを超えていない場合には、ステップＳ１７に移行する。ステップＳ１７に移行したということは、冷却水の受熱量が比較的大きく、冷却水の温度が上昇しやすい状況であるにもかかわらず、冷却水の温度が判定閾値を下回ったということである。この場合は、温度調整弁５６０で開故障が生じたことにより、冷却水がラジエータ５３０に供給されてしまっている可能性が高い。このため、ステップＳ１７では、温度調整弁５６０で異常が生じたとの判定が異常判定部１２０によりなされる。

ステップＳ１６、又はステップＳ１７の処理が行われた後は、ステップＳ１８に移行する。ステップＳ１８では、許可閾値が、当初の値ＴＡ２０から値ＴＡ１０へと変更される。値ＴＡ１０は、当初の値ＴＡ２０よりも小さな値であり、且つ、判定閾値よりも小さな値として予め設定されている。

図９には、許可閾値の値が変更される様子の一例が示されている。図９（Ａ）に示されるのは、水温取得部１１０で取得された冷却水の温度の変化である。図９（Ｂ）に示されるのは、許可閾値の値の変化である。図９に示されるように、時刻ｔ１００において冷却水の温度が判定閾値ＴＴを下回ると、許可閾値は値ＴＡ２０から値ＴＡ１０へと変更される。

このように、許可閾値が当初よりも小さくなるように変更されるので、冷却水の温度が判定閾値や値ＴＡ２０を下回っていても、車両診断部１３０による診断が許可されるようになる。つまり、故障診断が実施されるための条件が緩和され、故障診断の機会が適切に確保される。これにより、車両１０において生じている故障の検知タイミングが遅れてしまうようなことが防止される。

ただし、冷却水の温度が値ＴＡ２０を下回っているときには、車両１０の各部における動作状態が、通常時、すなわち冷却水の温度が値ＴＡ２０以上であるときとは異なっている可能性がある。従って、ステップＳ１８の後に、通常時と同じ方法で車両診断部１３０による診断が行われると、診断が正確に行わない可能性が懸念される。例えば、実際には故障が生じていないにもかかわらず異常と判定されてしまうことが懸念される。

そこで、ステップＳ１８に続くステップＳ１９では、車両診断部１３０による診断の方法が変更される。変更の具体的な態様の一例を、図３を再び参照しながら説明する。

この例では、許可閾値が値ＴＡ２０から値ＴＡ１０に変更された際には、調整角度の偏差についての許容範囲が、許容範囲ＡＷ１０から許容範囲ＡＷ２０へと変更される。許容範囲ＡＷ２０の上限値ＣＡ２２は、許容範囲ＡＷ１０の上限値ＣＡ１２よりも大きな値である。また、許容範囲ＡＷ２０の下限値ＣＡ２１は、許容範囲ＡＷ１０の下限値ＣＡ１１よりも小さな値である。許容範囲ＡＷ２０は、許容範囲ＡＷ１０よりも広い範囲であって、許容範囲ＡＷ１０の全体を内部に包含する範囲となっている。

更に、調整角度の偏差が許容範囲ＡＷ２０内に収束する際の目標時間、として設定される所定期間が、所定期間ＴＭ１０から所定期間ＴＭ２０へと変更される。所定期間ＴＭ２０は、所定期間ＴＭ１０よりも長い期間である。

冷却水の温度が低下しているときには、可変バルブタイミング機構４０の可動部分における油の粘度が高い。このため、調整角度を変更するような制御が開始されても、可動部分であるカム４１０の応答が遅れてしまったり、多少の位置偏差が残ってしまったりする可能性がある。その結果、可変バルブタイミング機構４０には何ら故障が生じていないにもかかわらず、可変バルブタイミング機構４０に異常が生じていると判定されてしまう可能性がある。

そこで、本実施形態では、上記のように許容範囲ＡＷ１０がそれまでよりも広くなるように変更されるとともに、所定期間ＴＭ１０がそれまでよりも長くなるように変更される。つまり、水温取得部１１０で取得された冷却水の温度が判定閾値を下回ると、油圧アクチュエータによって位置を変化させる可動部材の動作、に関する診断の基準が緩和される。このため、可変バルブタイミング機構４０には何ら故障が生じていないにもかかわらず、可変バルブタイミング機構４０に異常が生じていると判定されてしまうようなことが防止される。

尚、許容範囲ＡＷ１０の変更、及び所定期間ＴＭ１０の変更は、本実施形態のように両方が行われもよいのであるが、いずれか一方のみが行われてもよい。

診断の方法が変更される態様の他の例を、図４を再び参照しながら説明する。この例では、許可閾値が値ＴＡ２０から値ＴＡ１０に変更された際には、空燃比についての正常範囲が、正常範囲ＤＷ１０から正常範囲ＤＷ２０へと変更される。正常範囲ＤＷ２０の上限値Ｄ２２は、正常範囲ＤＷ１０の上限値Ｄ１２よりもリーン側の値である。また、正常範囲ＤＷ２０の下限値Ｄ２１は、正常範囲ＤＷ１０の下限値Ｄ１１よりもリーン側の値である。このように、正常範囲ＤＷ２０は、正常範囲ＤＷ１０の全体をリーン側にシフトさせたような範囲となっている。

冷却水の温度が低下しているときには、内燃機関２０の温度も低くなっている。このため、燃料の揮発性が悪くなっており、Ａ／Ｆセンサ６０で測定される空燃比の値がリーン側にずれる傾向がある。その結果、内燃機関２０における燃料噴射等は正常に行われているにもかかわらず、空燃比が異常であると判定されてしまう可能性がある。

そこで、本実施形態では、上記のように正常範囲ＤＷ１０の上限値Ｄ１２及び下限値Ｄ１１の両方が、リーン側にシフトするように変更される。このため、燃料噴射等は正常に行われているにもかかわらず、空燃比が異常であると判定されてしまうようなことが防止される。

尚、上限値Ｄ１２の変更、及び下限値Ｄ１１の変更は、本実施形態のように両方が行われもよいのであるが、いずれか一方のみが行われてもよい。また、正常範囲ＤＷ１０の幅と正常範囲ＤＷ２０の幅とは、互いに同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。

ところで、誤診断を防止するという点のみを考慮すれば、冷却水の温度にかかわらず、正常と判定される基準を常に緩和しておくことも考えられる。例えば、図３の例において、常に長めの許容範囲ＡＷ２０を用いて判定することも考えられる。しかしながら、その場合には、車両１０の走行中に行われる診断に要する時間が長くなってしまう。

診断項目の中には、車両１０が特定の走行モード（例えばＬＡ＃４モード、ＪＣ０８モード、ＮＥＤＣモード等）で走行している期間のうちに、診断を完了することが求められる項目もある。従って、正常と判定される基準を上記のように常に緩和してしまうと、特定の走行モードで走行している期間のうちには診断が完了され難くなる。その結果、一部の項目の診断頻度が低下してしまうという問題が生じ得る。従って、診断頻度を確保するためには、車両診断部１３０による診断方法を、冷却水温に合わせて適宜変更する方が望ましい。

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

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

図１０に示されるのは、電動式の温度調整弁５６０の動作特性を示すグラフである。グラフの横軸は、温度調整弁５６０の内部に設けられた弁体の回転角度である。グラフの縦軸は開口率、すなわち温度調整弁５６０の開度である。線Ｇ１０で示されるのは、温度調整弁５６０からヒータコア５５０に向かう流路の開度の変化である。線Ｇ２０で示されるのは、温度調整弁５６０からラジエータ５３０に向かう流路の開度の変化である。

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

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

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

このような電動式の温度調整弁５６０が用いられても、これまでに説明したものと同様の効果が得られる。

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

１０：車両
２０：内燃機関
４０：可変バルブタイミング機構
１００：診断装置
１１０：水温取得部
１２０：異常判定部
１３０：車両診断部
５６０：温度調整弁

Claims (9)

1. 車両（１０）に備えられる診断装置（１００）であって、
   前記車両の内燃機関（２０）から排出される冷却水の温度を取得する水温取得部（１１０）と、
   前記水温取得部で取得された温度を所定の判定閾値と比較することにより、前記冷却水の温度を調整するものとして前記車両に設けられている温度調整弁（５６０）、の異常を判定する異常判定部（１２０）と、
   前記水温取得部で取得された温度が所定の許可閾値以上となっているときに、前記車両の運転状態を診断する車両診断部（１３０）と、を備え、
   前記車両診断部は、
   前記水温取得部で取得された温度が前記判定閾値を下回ったときには、前記許可閾値をそれまでよりも小さくなるように変更する診断装置。
2. 前記車両診断部は、
   前記水温取得部で取得された温度が前記判定閾値を下回ったときには、前記運転状態の診断方法を変更する、請求項１に記載の診断装置。
3. 前記車両には、油圧アクチュエータ（４２、４３）によって位置を変化させる可動部材（４１０）、を有する油圧機器（４０）が備えられており、
   前記運転状態には、前記油圧機器の動作状態が含まれる、請求項２に記載の診断装置。
4. 前記車両診断部は、
   前記可動部材の位置偏差が許容範囲内であるか否かを診断するものであって、
   前記水温取得部で取得された温度が前記判定閾値を下回ったときには、前記許容範囲をそれまでよりも広くなるように変更する、請求項３に記載の診断装置。
5. 前記車両診断部は、
   前記可動部材の位置偏差が所定期間内に収束するか否かを診断するものであって、
   前記水温取得部で取得された温度が前記判定閾値を下回ったときには、前記所定期間をそれまでよりも長くなるように変更する、請求項３に記載の診断装置。
6. 前記運転状態には、前記内燃機関から排出される排出ガスの空燃比が含まれる、請求項２に記載の診断装置。
7. 前記車両診断部は、
   前記空燃比が正常範囲内であるか否かを診断するものであって、
   前記水温取得部で取得された温度が前記判定閾値を下回ったときには、前記正常範囲を規定する閾値のうちリッチ側の閾値を、それまでよりもリーン側にずらすように変更する、請求項６に記載の診断装置。
8. 前記車両診断部は、
   前記空燃比が正常範囲内であるか否かを診断するものであって、
   前記水温取得部で取得された温度が前記判定閾値を下回ったときには、前記正常範囲を規定する閾値のうちリーン側の閾値を、それまでよりもリーン側にずらすように変更する、請求項６に記載の診断装置。
9. 前記温度調整弁が正常であっても、前記冷却水の温度が前記判定閾値よりも低くなると推定されるような状況においては、前記異常判定部による判定を保留する、請求項１に記載の診断装置。

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