JPH0734943A - 内燃機関用冷却水温センサ異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷却水温センサの異常を確実に検出するこ
と。 【構成】 エンジン１が始動すると、ＥＣＵ９はこの時
の冷却水温ＴＨＷ₁ をＲＡＭ９ｄに記憶する。その後、
ＥＣＵ９は所定時間ごとにエンジン回転数に応じた値を
カウンタＣＮＴに加算していき、そのカウント値が所定
値Ｃ_failを越えたときに冷却水温センサ３の異常検出を
行う。つまり、この時の冷却水温センサ３の出力ＴＨＷ
₂ が異常判定レベルＶ_thより大きいとき異常と判定し、
以下のときには正常と判定する。このとき、異常判定レ
ベルＶ_thはＴＨＷ₁ に応じてＲＯＭ９ｄに記憶されてい
るマップにより設定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に内燃機関の冷却水
温を検出するための冷却水温センサの異常を検出する装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、冷却水温センサの出力値はエン
ジン始動後、時間の経過とともに下降してくる。そこ
で、この特性を利用した従来の冷却水温センサの異常検
出方法として、例えば特開平４−１８７８５４号公報に
示されているように、エンジン始動後から所定時間経過
したときに冷却水温センサの出力が所定値（冷却水温セ
ンサが正常に作動していれば少なくともこの値までは冷
却水温センサの出力が下がっているであろうという値）
以上のとき、センサに異常が発生していると判定すると
いう方法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エンジ
ン始動後の冷却水温センサの出力値の下降具合は、エン
ジン始動後のエンジン回転数やエンジン始動時の冷却水
温等により変化するため、上記方法では正確に冷却水温
センサの異常判定を行うことが難しかった。本発明は、
エンジン始動時または始動後の状態にかかわらず正確に
冷却水温センサの異常判定が行える装置を提供すること
を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は図１に示
したように、内燃機関の冷却水温を検出する冷却水温検
出手段と、内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段
と、前記冷却水温検出手段により検出された内燃機関始
動時の冷却水温を記憶する記憶手段と、内燃機関が始動
してから異常判定が行われるまでの前記回転数検出手段
の検出結果と前記記憶手段の記憶値とにもとづいて前記
冷却水温検出手段が異常であるかを判定する判定手段と
を備えることを特徴とする内燃機関用冷却水温センサ異
常検出装置を提供する。

【０００５】

【作用】冷却水温検出手段は内燃機関の冷却水温を検出
し、回転数検出手段は内燃機関の回転数を検出する。ま
た、記憶手段は前記水温検出手段により検出された内燃
機関始動時の冷却水温を記憶する。そして、判定手段は
前記記憶手段の記憶値と内燃機関始動後から異常検出が
行われるまでの前記回転数検出手段の検出結果とから前
記冷却水温検出手段が異常であるかを判定する。

【０００６】

【実施例】以下、図面にしたがって本発明を用いた実施
例について説明する。図２は本発明を用いた実施例の概
略構成図である。図２において、内燃機関（エンジン）
１にはその運転状態を検出する回転角センサ２，冷却水
温センサ３，アイドルスイッチ４等が備えられている。
ここで、回転角センサ２はエンジン１の図示しないクラ
ンク軸に取り付けられており、エンジン一回転（３６０
°ＣＡ（クランク角））毎に基準信号を出力し、３０°
ＣＡ毎に回転角信号を出力する。アイドルスイッチ４は
吸気管５内のスロットル弁６の全閉状態を検出する。ま
た、吸気管５内にはスロットル弁６を迂回するバイパス
通路７が設けられており、スロットル弁６の全閉時にア
イドル状態を維持するための空気をエンジン１に供給で
きるようになっている。このとき、エンジン１に供給す
る空気量はアイドルスピード制御（ＩＳＣ）弁８の開度
によって決められる。また、冷却水温センサ３はエンジ
ン１の冷却水温を検出する。

【０００７】この冷却水温センサ３のエンジン始動後の
特性を示したものが図３である。図に示したように冷却
水温センサ３の出力値ＴＨＷは水温が高いほど小さく、
逆に水温が低いほど大きくなる。よって、エンジン始動
時は水温が低いのでセンサ出力ＴＨＷは大きく、時間が
経過してエンジン１が暖機されてくると水温も高くなる
のでセンサ出力ＴＨＷは低くなる（図７参照）。

【０００８】電子制御装置（ＥＣＵ）９はＡ／Ｄ変換器
を備えた入出力ポート９ａを介して、エンジン１の運転
状態を検出する各種センサからの信号を取り込む。そし
て、これらの信号はコモンバス９ｂを介して、周知のセ
ントラルプロセシングユニット（ＣＰＵ）９ｃ，リード
オンリメモリ（ＲＯＭ）９ｄ，ランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）９ｅに送られる。さらに、ＥＣＵ９はこれら
の信号をもとに燃料噴射量、点火時期等を算出するとと
もに、冷却水温センサ３の異常検出を行う。

【０００９】このＥＣＵ９にて実行される冷却水温セン
サ３の異常検出処理の第１実施例を示したものが図４の
フローチャートである。以下、このフローチャートにし
たがって説明する。なお、このフローチャートはエンジ
ンスイッチがオンされてから所定時間ごとに異常検出が
終了するまで実行される。エンジンスイッチがオンされ
るとステップ１において、エンジン始動直後の冷却水温
センサ３の出力値ＴＨＷ₁ を検出したかを判定する水温
検出フラグＦＴＨＷが「０」であるかを判定する。
「０」であればステップ４に、「０」でなければステッ
プ２に進む。ステップ２では、エンジン始動直後の冷却
水温センサ３の出力値ＴＨＷ₁ を検出し、この値をＲＡ
Ｍ９ｅに記憶する。そして、次のステップ３で水温検出
フラグＦＴＨＷを「１」にして、ステップ４に進む。以
上の処理によりエンジン始動直後の冷却水温センサ３の
出力値ＴＨＷ₁ を検出することができる。

【００１０】次に、ステップ４ではエンジン回転数Ｎ_e
を読み込む。そして、次のステップ５において、このエ
ンジン回転数Ｎ_e に応じたカウント加算値α_n を図５に
示したマップより読み込み、この値をカウンタＣＮＴの
値に加える。ここで、図５に示したマップはエンジン回
転数Ｎ_e が大きいほどカウント加算値α_n も大きな値と
なるように設定されている。

【００１１】次に、ステップ６ではカウンタＣＮＴの値
が所定値Ｃ_failより大きいかを判定する。所定値Ｃ_fail
以下であれば本ルーチンを終了し、所定値Ｃ_failより大
きければ、冷却水温センサ３の異常判定を実行するため
ステップ７に進む。そして、ステップ７ではＴＨＷ₁ に
応じた異常判定レベルＶ_thを図６に示したマップより読
み込む。なお、このマップではエンジン始動時の冷却水
温センサ３の出力ＴＨＷ₁ が高いほど（冷却水温が低い
ほど）異常判定レベルＶ_thも高くなるように設定されて
いる。さらに、次のステップ８では現在の水温ＴＨＷ₂
を読み込みステップ９に進む。ステップ９ではこの水温
ＴＨＷ₂ と異常判定レベルＶ_thとを比較し、冷却水温セ
ンサ３の異常判定を実行する。ここで、ＴＨＷ₂ ＜Ｖ_th
のときステップ１０に進み正常であると判定する。ま
た、逆にＴＨＷ₂ ≧Ｖ_thのときステップ１１に進み異常
であると判定する。これらの判定後、それぞれステップ
１２に進み、カウンタＣＮＴの値をリセットする。さら
に、次のステップ１３においてＦＴＨＷを「０」として
このルーチンを終了する。

【００１２】以上の処理をタイムチャートで表したもの
が図７である。以下、この図にしたがって説明する。図
７において、時間が経過するとともに冷却水温が高くな
るため、図３に示した特性図に従ってセンサ出力は小さ
くなっていく。そして、始動後のエンジン回転数によっ
て変化する判定期間（Ｃ_failカウントされるまでにかか
る期間）が経過すると、異常判定が実行される。このと
き、図のように異常判定値Ｖ_thよりこのときの冷却水温
ＴＨＷ₂ が小さいときには冷却水温センサ３が正常に作
動していると判定される。ここで、冷却水温センサ３に
異常があるときには、例えば、断線しているときには図
中Ａ（破線で示す）のグラフのような出力となり、接触
不良の場合には図中Ｂ（破線で示す）のグラフのような
出力となる。これらの出力値は図のように判定期間に達
しても、異常判定値Ｖ_thより大きくなり異常であると判
定される。

【００１３】以上のように第１実施例によれば、始動後
のエンジン回転数Ｎ_e により決まる異常判定時期に、エ
ンジン始動直後の冷却水温ＴＨＷ₁ により決まる異常判
定レベルＶ_thにもとづいて冷却水温センサ３の異常を検
出する。このため、従来の異常検出装置より正確に異常
を検出できる。次に、ＥＣＵ９にて実行される冷却水温
センサ３の異常検出処理の第２実施例を図８のフローチ
ャートに示す。このフローチャートは図４に示したフロ
ーチャートのステップ６，ステップ７をそれぞれステッ
プ６ａ，ステップ７ａに変えたものであるため、他のス
テップの処理については説明を省略する。なお、このフ
ローチャートはエンジンスイッチがオンされてから所定
時間ごとに異常検出が終了するまで実行される。

【００１４】このルーチンが実行されると、エンジン始
動時の冷却水温ＴＨＷ₁ がＲＡＭ９ｅに記憶される。そ
して、エンジン回転数Ｎ_e を読み込み、このＮ_e にもと
づいたカウント加算値αをカウンタＣＮＴに加算する。
そして、ステップ６ａに進む。ステップ６ａでは、エン
ジン始動後、所定時間経過したかを判定する。経過して
いなければ本ルーチンを終了し、経過していればステッ
プ７ａに進む。

【００１５】ステップ７ａでは、図９に示したマップよ
り、カウンタＣＮＴの値とエンジン始動時の冷却水温Ｔ
ＨＷ₁ の値とから異常判定レベルＶ_thを読み込む。図９
において、Ｖ_thの値はカウンタＣＮＴの値が大きいほど
小さく、また、エンジン始動時の冷却水温ＴＨＷ₁ が高
いほど小さい値となるように設定されている。そして、
以下のステップにおいて、現在の冷却水温の値ＴＨＷ₂
を読み込み、Ｖ_thと比較し、異常判定を行う。そして、
カウンタＣＮＴとＦＴＨＷとをリセットして本ルーチン
を終了する。

【００１６】以上の処理により、一定の異常判定時期に
エンジン始動直後の冷却水温ＴＨＷ ₁ と、このときのカ
ウンタＣＮＴの値とから決まる異常判定レベルＶ_thにも
とづいて冷却水温センサ３の異常を検出する。このよう
な方法でも第１の実施例と同様の効果を得ることがで
き、さらにＲＯＭ９ｄに記憶するマップが１つでよいた
め記憶容量を節約することができる。

【００１７】また、ＥＣＵ９にて実行される冷却水温セ
ンサ３の異常検出処理の第３実施例を図１０のフローチ
ャートに示す。このフローチャートは図４に示したフロ
ーチャートのステップ２をステップ２ａに変え、ステッ
プ７をなくしたものである。よって、他のステップにつ
いては説明を省略する。また、本実施例において異常判
定レベルＶ_thは一定値である。なお、このフローチャー
トはエンジンスイッチがオンされてから所定時間ごとに
異常検出が終了するまで実行される。

【００１８】このルーチンが実行されると、ステップ１
にてＦＴＨＷが「０」であるかを判定する。「０」のと
きはステップ２ｂに、それ以外のときにはステップ４に
進む。ステップ２ｂでは、エンジン始動直後の冷却水温
ＴＨＷ₁ を検出し、図１１に示したマップよりこのＴＨ
Ｗ₁ に応じたＣ_failを検出する。なお、このマップはエ
ンジン始動時の冷却水温センサ３の出力値ＴＨＷ₁ が高
いほど（冷却水温が低いほど）Ｃ_failも大きくなるよう
に設定されている。そして、ステップ３に進み、ＦＴＨ
Ｗを「１」とした後、ステップ４に進む。

【００１９】以下のステップでは、図４で示したフロー
チャートの各ステップで実行された処理と同様の処理が
行われる。ただし、Ｖ_thはＴＨＷ₁ で決まる値ではな
く、あらかじめ定められている一定値である。以上の処
理を実行することにより、始動後のエンジン回転数Ｎ_e
と始動後の冷却水温ＴＨＷ₁ とから決まる異常判定時期
にあらかじめ設定されている異常判定レベルＶ_thにもと
づいて冷却水温センサ３の異常検出を行う。このような
方法でも、第１，第２実施例と同様の効果を得ることが
できる。

【００２０】以上の実施例の他にもエンジン始動時から
検出時までの冷却水温センサ３の出力値の変化量を検出
するようにし、この変化量が所定値より小さいときに異
常が発生したとするようにしてもよい。このとき、異常
の検出時期と判定値とは、エンジン始動時の冷却水温セ
ンサ出力とエンジン始動後のエンジン回転数とから設定
するものとする。

【００２１】また、上記各実施例において、冷却水温セ
ンサ３の短絡時のフェイル判定も行えるようにしてもよ
い。これは冷却水温センサ３の短絡時は、その出力が小
さくなることに着目し、異常判定レベルＶ_thよりも小さ
い短絡判定レベルＶ_shを設けるようにする。そして、所
定期間経過後の冷却水温センサ３の出力がこのレベルＶ
_sh以下のときには短絡していると判定するようにする。
以下、第４実施例として、この短絡判定処理を説明す
る。

【００２２】図１２は短絡判定処理を示したフローチャ
ートである。このフローチャートは図４のフローチャー
トにステップ９ａを加えたものである。つまり、ステッ
プ９において、現在の冷却水温センサ３の出力ＴＨＷ₂
がＶ_thより小さいとき、ステップ９ａに進む。大きいと
きには、ステップ１１に進む。そしてステップ９ａにお
いて、ＴＨＷ₂ が短絡判定レベルＶ_shより大きいかを判
定し、大きいときステップ１０に進み正常と判定する。
小さいときにはステップ１１に進み、異常であると判定
する。以上の処理を加えることにより冷却水温センサ３
の短絡フェイルも検出することができる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、冷却水温
検出手段の出力特性に関連する内燃機関始動時の冷却水
温と内燃機関始動後のエンジン回転数とにもとずいて冷
却水温検出手段の異常検出を行うため、正確に異常検出
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成要件を示したブロック図である。

【図２】本発明の実施例の構成を表す構成図である。

【図３】水温センサの出力特性を示す特性図である。

【図４】第１実施例のＥＣＵにより実行される異常判定
処理を示したものである。

【図５】第１実施例のＲＯＭに記憶されているエンジン
回転数に対応するカウント加算値を示した相関図であ
る。

【図６】第１実施例のＲＯＭに記憶されているエンジン
始動時の冷却水温に対応する異常判定レベルを示した相
関図である。

【図７】第１実施例のＥＣＵの作動を説明するためのタ
イムチャートである。

【図８】第２実施例のＥＣＵにより実行される異常判定
処理を示したものである。

【図９】第２実施例のＲＯＭに記憶されているエンジン
始動時の冷却水温と異常判定時のカウント値とに対応す
る異常判定レベルを示した相関図である。

【図１０】第３実施例のＥＣＵにより実行される異常判
定処理を示したものである。

【図１１】第３実施例のＲＯＭに記憶されているエンジ
ン始動時の冷却水温に対応する異常検出時期を示した相
関図である。

【図１２】第４実施例のＥＣＵにより実行される異常判
定処理を示したものである。

【符号の説明】

１ エンジン ２ 回転角センサ ３ 冷却水温センサ ９ ＥＣＵ ９ｃ ＣＰＵ ９ｄ ＲＯＭ ９ｅ ＲＡＭ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の冷却水温を検出する冷却水温
   検出手段と、 内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、 前記冷却水温検出手段により検出された内燃機関始動時
   の冷却水温を記憶する記憶手段と、 内燃機関が始動してから異常判定が行われるまでの前記
   回転数検出手段の検出結果と前記記憶手段の記憶値とに
   もとづいて前記冷却水温検出手段が異常であるかを判定
   する判定手段とを備えることを特徴とする内燃機関用冷
   却水温センサ異常検出装置。
2. 【請求項２】 前記判定手段は、所定期間ごとに前記回
   転数検出手段の検出結果に応じた値を加算していく加算
   手段を含み、この加算手段の算出結果と前記記憶手段の
   記憶値とから前記冷却水温検出手段が異常であるかを判
   定することを特徴とする請求項１記載の内燃機関用冷却
   水温センサ異常検出装置。
3. 【請求項３】 前記判定手段は、前記加算手段の算出結
   果と前記記憶手段の記憶値とから、前記冷却水温検出手
   段の異常を検出する検出時期と異常を判定する判定レベ
   ルとを設定する設定手段を含み、前記検出時期におい
   て、その時の前記冷却水温検出手段の検出値と前記判定
   レベルとを比較し、この結果から前記冷却水温検出手段
   が異常であるかを判定することを特徴とする請求項１ま
   たは請求項２記載の内燃機関用冷却水温センサ異常検出
   装置。