(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却液温度Ｔｗを検出する冷却液温センサと、
始動後に冷却液温度Ｔｗが下降しない場合には始動直後の冷却液温度Ｔｗを最低温度Ｔｗｍｉｎとし、始動後に冷却液温度Ｔｗが下降する場合には下降中の最も低い冷却液温度Ｔｗを最低温度Ｔｗｍｉｎとし、始動後に冷却液温度Ｔｗが最低温度Ｔｗｍｉｎに達する時である冷却液温度上昇開始時を判定する手段と、
最低温度Ｔｗｍｉｎが低下するに応じて診断待ち時間Ｂを長く設定する手段と、
冷却液温度Ｔｗが最低温度Ｔｗｍｉｎから基準温度Ｔｗ1以上まで上昇する暖機時間Ａが診断待ち時間Ｂ以上となった場合に冷却系に異常が発生したものと診断する手段と、
を備えたことを特徴とするエンジン冷却系の異常診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン冷却系の異常を診断する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジン冷却系に起こる異常として、例えば冷却水温センサの故障や、あるいはサーモスタットバルブの故障がある。サーモスタットバルブに洩れがあったり開弁したままとなって閉弁できなくなる故障を起こすと、暖機時に冷却水がラジエータを循環してエンジンの暖機が遅れる。
【０００３】
従来、この種のエンジン冷却系の異常を診断する装置として、例えば特開平４−１８７８５４号公報、特開平７−３４９４３号公報に開示されているように、始動時に検出される冷却水温度Ｔｗに応じて診断待ち時間Ｂを設定し、設定された診断待ち時間Ｂに達する運転時における冷却水温度Ｔｗを検出し、検出された冷却水温度Ｔｗが基準温度Ｔｗ1以上に上昇した場合に冷却系が正常であると診断し、基準温度Ｔｗ1より低い場合に冷却系に異常が生じていると診断するものがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のエンジン冷却系の異常診断装置にあっては、寒冷地においてエンジン運転停止中にエンジンを加熱するブロックヒータ（電熱ヒータ）により冷却水が部分的に暖められている場合、始動後に冷却水がウォータポンプによって撹拌されるのに伴って冷却水温度Ｔｗが一旦下がるので暖機時間が長くなるが、診断待ち時間Ｂは始動時に検出される冷却水温度Ｔｗに応じて短く設定されるため、診断待ち時間Ｂに達する運転時における冷却水温度Ｔｗが所定値Ｔｗ1より低くなってしまい、冷却装置の作動に異常を来しているものと誤って診断する可能性があった。
【０００５】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、エンジン冷却系の異常診断装置において、診断精度を高めることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のエンジン冷却系の異常診断装置は、冷却液温度Ｔｗを検出する冷却液温センサと、始動後に冷却液温度Ｔｗが下降しない場合には始動直後の冷却液温度Ｔｗを最低温度Ｔｗｍｉｎとし、始動後に冷却液温度Ｔｗが下降する場合には下降中の最も低い冷却液温度Ｔｗを最低温度Ｔｗｍｉｎとし、始動後に冷却液温度Ｔｗが最低温度Ｔｗｍｉｎに達する時である冷却液温度上昇開始時を判定する手段と、最低温度Ｔｗｍｉｎが低下するに応じて診断待ち時間Ｂを長く設定する手段と、冷却液温度Ｔｗが最低温度Ｔｗｍｉｎから基準温度Ｔｗ1以上まで上昇する暖機時間Ａが診断待ち時間Ｂ以上となった場合に冷却系に異常が発生したものと診断する手段とを備えるものとした。
【０００９】
【発明の作用および効果】
請求項１に記載のエンジン冷却系の異常診断装置において、例えばエンジン停止中にブロックヒータにより冷却液が部分的に暖められた状態で始動された場合、冷却液温度Ｔｗが最低温度Ｔｗｍｉｎからエンジンの発生熱を吸収して上昇する暖機時に診断が行われる。始動後に冷却液温度Ｔｗが最低温度Ｔｗｍｉｎから上昇する速度が基準範囲にある場合に冷却系が正常であると診断し、冷却液温度Ｔｗが最低温度Ｔｗｍｉｎから上昇する速度が基準範囲外にある場合に冷却系に異常が発生したものと診断する。
【００１０】
したがって、エンジン停止中にブロックヒータにより冷却液が部分的に暖められた状態で始動された場合、従来装置のように冷却液がウォータポンプによって撹拌されるのに伴って冷却液温度Ｔｗが一旦下がる間に診断が行われることがなく、サーモスタットバルブや冷却液温センサ等に異常を来したかどうかを的確に診断することができる。
【００１４】
また、始動後に冷却液温度Ｔｗが下降しない場合には始動直後の冷却液温度Ｔｗを最低温度Ｔｗｍｉｎとし、始動後に冷却液温度Ｔｗが下降する場合には下降中の最も低い冷却液温度Ｔｗを最低温度Ｔｗｍｉｎとし、始動後に冷却液温度Ｔｗが最低温度Ｔｗｍｉｎとなる冷却液温度上昇開始時を判定し、最低温度Ｔｗｍｉｎが低下するのに応じて診断待ち時間Ｂを長く設定する。
【００１５】
冷却液温度Ｔｗが最低温度Ｔｗｍｉｎから基準温度Ｔｗ1以上まで上昇する暖機時間Ａが診断待ち時間Ｂより短いと判定された場合、冷却系が正常であると診断し、暖機時間Ａが診断待ち時間Ｂ以上に長いと判定された場合、冷却系に異常が生じているものと診断する。
【００１６】
例えばエンジン停止中にブロックヒータにより冷却液が部分的に暖められている状態で始動された場合、最低温度Ｔｗｍｉｎが低い程診断待ち時間Ｂが長くなるように修正されるため、冷却液温度Ｔｗが最低温度Ｔｗｍｉｎから基準温度Ｔｗ1以上まで上昇する暖機時間Ａを診断待ち時間Ｂと比較することにより、サーモスタットバルブや冷却液温センサ等に異常を来したかどうかを的確に診断することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１に示すように、Ｖ型６気筒エンジンに備えられる冷却装置は、シリンダブロックに形成されたウォータジャケット３４と、シリンダヘッドに形成されたウォータジャケット３５とを備える。ブロック側ウォータジャケット３４はピストンを収装する各シリンダの周囲に冷却水（冷却液）を循環させる一方、ヘッド側ウォータジャケット３５は燃焼室壁の周囲に冷却水を循環させるようになっている。
【００１９】
各ウォータジャケット３４，３５に冷却水を送り込むウォータポンプ３３が設けられる。ウォータポンプ３３は図示しないベルトおよびプーリを介してクランクシャフトの回転が伝えられる。ウォータポンプ３３から吐出する冷却水は、図中矢印で示すようにブロック側ウォータジャケット３４を循環した後にヘッド側ウォータジャケット３５に流入する流れと、ブロック側ウォータジャケット３４からヘッド側ウォータジャケット３５に流入する流れがある。
【００２０】
ヘッド側ウォータジャケット３５の出口から流出する冷却水をラジエータ４４を介してウォータポンプ３３の吸込口に導く冷却通路４０が配設される。ラジエータ４４はこれを循環する冷却水から外気への放熱を促す熱交換器の働きをする。ヘッド側ウォータジャケット３５の出口から流出する冷却水をラジエータ４４を迂回してウォータポンプ３３の吸込口に導くバイパス通路４１が配設される。バイパス通路４１の通水抵抗が冷却通路４０の通水抵抗より所定の比率で大きく形成される。ヘッド側ウォータジャケット３５の出口から流出する冷却水をラジエータ４４を迂回してウォータポンプ３３の吸込口に導くヒータ通路４２が配設される。ヒータ通路４２の途中には車室内の暖房用ヒータコアが介装される。
【００２１】
冷却通路４０を冷却水温度に応じて開閉するサーモスタットバルブ４３がラジエータ４４とウォータポンプ３３の間に位置してバイパス通路４１の合流部より上流側に介装され、サーモスタットバルブ４３の感温部がバイパス通路４１とヒータ通路４２の合流部より下流側に臨んで設けられる。
【００２２】
冷却水温度が所定値より低い冷間時に、サーモスタットバルブ４３が閉弁し、ウォータポンプ３３から吐出する冷却水の全量はバイパス通路４１を通りラジエータ４４を迂回して流れる。これにより暖機が促され、未燃焼ＨＣ排出量が低減する。
【００２３】
冷却水温度が所定値以上に上昇した温間時に、サーモスタットバルブ４３が開弁し、ウォータポンプ３３から吐出する冷却水はヘッド側とブロック側の各ウォータジャケット３４，３５を循環した後にラジエータ４４を循環して放熱する。これにより、冷却水の温度が所定の範囲に維持される。
【００２４】
図２に示すように、エンジン１は吸気弁が開かれるのに伴って吸気通路２からシリンダに吸気（混合気）を吸入し、この吸気をピストンで圧縮して、点火プラグ６で着火燃焼させ、排気弁が開かれるのに伴って排気が排気通路３に排出され、これらの各行程が連続して繰り返されるようになっている。
【００２５】
吸気通路２の途中には吸気ポートに燃料を噴射するインジェクタ７と、アクセルペダルに連動して吸気を絞るスロットルバルブ８がそれぞれ設けられ、その上流側には吸気量を検出するエアフロメータ９が設けられる。
【００２６】
排気通路３の途中には三元触媒１０が設置され、排気中の未燃焼ＨＣ、ＣＯを酸化するとともに、ＮＯｘを還元する。
【００２７】
コントロールユニット１２には、エアフロメータ９で検出される吸気量Ｑａと、アイドルスイッチ信号ＳＷと、エンジン回転数センサ１３で検出されるエンジン回転数Ｎｅと、冷却水温センサ１４で検出される冷却水温度Ｔｗ等を入力して、基本燃料噴射量Ｔｐを運転状態に応じて演算するとともに、点火時期を演算する。
【００２８】
コントロールユニット１２は、冷却水温センサ１４で検出される冷却水温度Ｔｗが所定値Ｔｗ1以上に上昇する暖機後に、Ｏ2センサ１５で検出される排気中の酸素濃度に応じた出力を入力して、混合気が理論空燃比となるようにインジェクタ７からの燃料噴射量をフィードバック制御して、三元触媒１０での転化効率を最大限に維持するようになっている。
【００２９】
ところで、例えばサーモスタットバルブ４３が開弁したままとなって閉弁できなくなる開故障が生じると、暖機時に冷却水がラジエータ１４を循環してエンジン１の暖機が遅れるという問題点がある。
【００３０】
従来からこれに対処して、始動時に検出される冷却水温度Ｔｗに応じて診断待ち時間Ｂを設定し、設定された診断待ち時間Ｂに達する運転時における冷却水温度Ｔｗを検出し、検出された冷却水温度Ｔｗが基準温度Ｔｗ1以上に上昇した場合に冷却系が正常であると診断し、基準温度Ｔｗ1より低い場合に冷却系に異常が生じていると診断するものがあった。
【００３１】
しかしながら、このような従来装置では、寒冷地においてエンジン運転停止中にエンジンを加熱するブロックヒータ（電熱ヒータ）により冷却水が部分的に暖められている場合、始動後に冷却水がウォータポンプによって撹拌されるのに伴って冷却水温度Ｔｗが一旦下がるので暖機時間が長くなるが、診断待ち時間Ｂは始動時に検出される冷却水温度Ｔｗに応じて短く設定されるため、診断待ち時間Ｂに達する運転時における冷却水温度Ｔｗが所定値Ｔｗ1より低くなってしまい、冷却装置の作動に異常を来しているものと誤って診断する可能性があった。
【００３２】
本発明はこれに対処して、暖機時に冷却水温センサ１４で検出される冷却水温度Ｔｗに基づき、冷却水温度Ｔｗが始動後に達する最低温度Ｔｗｍｉｎを検出し、冷却水温度Ｔｗが最低温度Ｔｗｍｉｎから上昇する速度に応じて冷却系が正常かどうかを診断する。
【００３３】
本実施の形態において、コントロールユニット１２は冷却水温度Ｔｗが始動後に最低温度Ｔｗｍｉｎとなる冷却水温度上昇開始時を判定し、冷却水温度上昇開始時からの暖機時間Ａが診断待ち時間Ｂに達する運転時における冷却水温度Ｔｗを検出し、この運転時における冷却水温度Ｔｗが基準温度Ｔｗ1以上の場合に冷却系が正常であると診断し、基準温度Ｔｗ1より低い場合に冷却系に異常が生じたものと診断する。そして、診断待ち時間Ｂを図４に示すテーブルに基づき最低温度Ｔｗｍｉｎに応じて検索する。図４のテーブルには、最低温度Ｔｗｍｉｎの温度が低下する程、診断待ち時間Ｂが長くなるように設定されている。
【００３４】
図３のフローチャートは、コントロールユニット１２において実行される冷却装置の異常を診断する制御プログラムを示しており、これはエンジン１の始動後に１回実行される。
【００３５】
まず、ステップＳ１で最低温度Ｔｗｍｉｎを所定値Ｔｗ2とする。この所定値Ｔｗ2は暖機後の冷却水温度より高い値として例えば１５０°Ｃに設定する。
【００３６】
続いてステップＳ２に進んで、検出される冷却水温度Ｔｗが所定値Ｔｗｍｉｎより低いかどうかを判定する。
【００３７】
検出される冷却水温度Ｔｗが最低温度Ｔｗｍｉｎより低い場合、ステップＳ３に進んで最低温度Ｔｗｍｉｎを検出される冷却水温度Ｔｗとし、ステップＳ４で診断待ち時間Ｂを図４に示すテーブルに基づき最低温度Ｔｗｍｉｎに応じて検索する。続いて、ステップＳ５で暖機時間Ａをクリアし、ステップＳ６で暖機時間Ａのカウントを開始する。
【００３８】
一方、検出される冷却水温度Ｔｗが最低温度Ｔｗｍｉｎ以上に高い場合、ステップＳ６に進んで暖機時間Ａをカウントする。これにより、冷却水温度Ｔｗが最低温度Ｔｗｍｉｎに達してから経過した暖機時間Ａをカウントする。
【００３９】
ステップＳ７でカウントされた暖機時間Ａが診断待ち時間Ｂ以上と判定される。ここで暖機時間Ａが診断待ち時間Ｂ以上と判定された場合、ステップＳ８に進んで検出される冷却水温度Ｔｗが基準温度Ｔｗ1以上かどうかを判定する。ここで冷却水温度Ｔｗが基準温度Ｔｗ1以上に上昇していると判定された場合、ステップＳ９に進んで冷却系が正常であると診断し、冷却水温度Ｔｗが基準温度Ｔｗ1より低いと判定された場合、ステップＳ１０に進んで冷却系に異常が生じているものと診断し、警告灯２４を点灯して運転者にこれを知らせる。
【００４０】
例えばエンジン停止中にブロックヒータにより冷却水が部分的に暖められている場合、始動後に冷却水温センサ１４に検出される冷却水温度Ｔｗが下降するのに伴って診断待ち時間Ｂが長くなるように修正されるため、暖機運転が十分に行われた後に冷却水温度Ｔｗに応じて診断が行われる。したがって、従来装置のように暖機が十分に行われないうちに冷却水温度Ｔｗに応じて診断が行われることがなく、サーモスタットバルブ４３や冷却水温センサ１４等に異常を来したかどうかを的確に診断することができる。
【００４１】
他の実施の形態として、コントロールユニット１２は、冷却水温度Ｔｗが始動後に最低温度Ｔｗｍｉｎとなる冷却水温度上昇開始時を判定し、冷却水温度Ｔｗが最低温度Ｔｗｍｉｎから基準温度Ｔｗ1以上まで上昇する暖機時間Ａが診断待ち時間Ｂより短い場合に冷却系が正常であると診断し、暖機時間Ａが診断待ち時間Ｂ以上となった場合に冷却系に異常が生じたものと診断してもよい。そして、診断待ち時間Ｂを図４に示すテーブルに基づき最低温度Ｔｗｍｉｎに応じて検索する。図４のテーブルには、最低温度Ｔｗｍｉｎの温度が低下する程、診断待ち時間Ｂが長くなるように設定されている。
【００４２】
図５のフローチャートは、コントロールユニット１２において実行される冷却装置の異常を診断する制御プログラムを示しており、これはエンジン１の始動後に１回実行される。
【００４３】
まず、ステップＳ１１で最低温度Ｔｗｍｉｎを所定値Ｔｗ2とする。この所定値Ｔｗ2は暖機後の冷却水温度より高い値として例えば１５０°Ｃに設定する。
【００４４】
続いてステップＳ１２に進んで、検出される冷却水温度Ｔｗが所定値Ｔｗｍｉｎより低いかどうかを判定する。
【００４５】
検出される冷却水温度Ｔｗが最低温度Ｔｗｍｉｎより低い場合、ステップＳ１３に進んで最低温度Ｔｗｍｉｎを検出される冷却水温度Ｔｗとし、ステップＳ１４で診断待ち時間Ｂを図４に示すテーブルに基づき最低温度Ｔｗｍｉｎに応じて検索する。続いて、ステップＳ１５で暖機時間Ａをクリアし、ステップＳ１６で暖機時間Ａのカウントを開始する。なお、ステップＳ１４で行われる処理が、請求項１に記載の発明において、診断待ち時間Ｂを設定する手段に相当し、ステップＳ１１〜Ｓ１４で行われる処理が、冷却液温度上昇開始時を判定する手段に相当する。
【００４６】
一方、検出される冷却水温度Ｔｗが最低温度Ｔｗｍｉｎ以上に高い場合、ステップＳ１６に進んで暖機時間Ａをカウントする。これにより、冷却水温度Ｔｗが最低温度Ｔｗｍｉｎに達してから経過した暖機時間Ａをカウントする。
【００４７】
ステップＳ１７で検出される冷却水温度Ｔｗが基準温度Ｔｗ1以上に上昇したかどうかを判定する。冷却水温度Ｔｗが基準温度Ｔｗ1以上に上昇した場合、ステップＳ１８に進み、カウントされた暖機時間Ａが診断待ち時間Ｂより短いかどうかを判定する。暖機時間Ａが診断待ち時間Ｂより短いと判定された場合、ステップＳ１９に進んで冷却系が正常であると診断する。一方、暖機時間Ａが診断待ち時間Ｂ以上に長いと判定された場合、ステップＳ１９に進んで冷却系に異常が生じているものと診断し、警告灯２４を点灯して運転者にこれを知らせる。なお、ステップＳ１７〜Ｓ２０で行われる処理が、請求項１に記載の発明において冷却系の異常を診断する手段に相当する。
【００４８】
例えばエンジン停止中にブロックヒータにより冷却水が部分的に暖められている状態で始動された場合、最低温度Ｔｗｍｉｎが下降するのに伴って診断待ち時間Ｂが長くなるように修正されるため、冷却水温度Ｔｗが最低温度Ｔｗｍｉｎから基準温度Ｔｗ1以上まで上昇する暖機時間Ａを診断待ち時間Ｂと比較することにより、サーモスタットバルブ４３や冷却水温センサ１４等に異常を来したかどうかを的確に診断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す冷却装置の構成図。
【図２】同じくエンジンの制御系を示すシステム図。
【図３】同じく冷却装置の異常を診断する制御内容を示すフローチャート。
【図４】同じく診断待ち時間Ｂを設定したテーブル。
【図５】他の実施の形態を示す冷却装置の異常を診断する制御内容を示すフローチャート。
【符号の説明】
１  エンジン
１２  コントロールユニット
１４  冷却水温センサ
３４  ブロック側ウォータジャケット
３５  ヘッド側ウォータジャケット
４０  冷却通路
４１  バイパス通路
４３  サーモスタットバルブ
４４  ラジエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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